懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)去除

1、精選課件1水中雜質(zhì)分類水中雜質(zhì)分類雜質(zhì)溶解物（低分子、離子）膠體懸浮物顆粒尺寸 0.1nm 1nm 10nm 100nm 1 10 100 1mm分辨工具電子顯微鏡超顯微鏡顯微鏡肉眼水的外觀透明渾濁渾濁 精選課件2污水處理常規(guī)工藝精選課件3第二節(jié)懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)去除第二節(jié)懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)去除 懸浮物質(zhì)與膠體物質(zhì)界定懸浮物質(zhì)與膠體物質(zhì)界定常規(guī)上，以常規(guī)上，以0.45m(即即450nm)孔徑濾膜作為其分界尺度孔徑濾膜作為其分界尺度膠體和環(huán)境納米污染物，以下的均可以認(rèn)定為膠體和環(huán)境納米污染物，以下的均可以認(rèn)定為溶解物質(zhì)溶解物質(zhì)。 沉淀沉淀 混凝混凝 澄清澄清 過濾過濾 氣浮氣浮20-100m以上

2、以上 懸浮顆粒懸浮顆粒 重力沉降重力沉降10-9-10-6m左右左右 膠體粒子膠體粒子 混凝等混凝等精選課件4 環(huán)境納米環(huán)境納米-微米顆粒物微米顆粒物(100nm10m）土壤土壤：膠體、粘土礦物、團(tuán)粒膠體、粘土礦物、團(tuán)粒 水體水體：懸浮物、：懸浮物、 沉積物、沉積物、 腐殖質(zhì)腐殖質(zhì) 大氣大氣：可吸入微粒、氣溶膠、煙塵：可吸入微粒、氣溶膠、煙塵生物生物：大分子、細(xì)胞、細(xì)菌、藻類：大分子、細(xì)胞、細(xì)菌、藻類 環(huán)境納米污染物環(huán)境納米污染物 ENP ENP (1nm100nm) 無機(jī)無機(jī)：重金屬水合物重金屬水合物, ,聚硫化物聚硫化物, ,聚磷酸聚磷酸, ,聚硅酸聚硅酸, , 碳黑碳黑, ,煙霧煙霧,

3、,微晶體微晶體有機(jī)有機(jī)：POPs, PTSPOPs, PTS( (持久性持久性, ,難降解難降解) ) 農(nóng)藥農(nóng)藥, ,染料染料, ,鹵鹵代烴代烴, ,多環(huán)芳烴多環(huán)芳烴, ,多氯聯(lián)苯多氯聯(lián)苯, ,內(nèi)分泌干擾物內(nèi)分泌干擾物生物生物：蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì),含氧酸含氧酸, DNA, 酶酶, 病毒病毒, 藻毒素藻毒素MW1000, 粒度粒度1nm精選課件5微界面特別巨大微界面特別巨大 結(jié)構(gòu)重復(fù)自組裝結(jié)構(gòu)重復(fù)自組裝分子量粒度分散分子量粒度分散 化學(xué)官能團(tuán)多種化學(xué)官能團(tuán)多種形態(tài)形貌多樣化形態(tài)形貌多樣化 反應(yīng)活性區(qū)各異反應(yīng)活性區(qū)各異 結(jié)構(gòu)組成多變化結(jié)構(gòu)組成多變化 電性或極性顯著電性或極性顯著聚合聚集趨勢(shì)明顯聚合聚集

4、趨勢(shì)明顯 復(fù)合組合體系復(fù)雜復(fù)合組合體系復(fù)雜界面反應(yīng)過程普遍界面反應(yīng)過程普遍 生態(tài)干擾毒性強(qiáng)烈生態(tài)干擾毒性強(qiáng)烈遷移擴(kuò)散范圍廣闊遷移擴(kuò)散范圍廣闊 環(huán)境效應(yīng)功能深遠(yuǎn)環(huán)境效應(yīng)功能深遠(yuǎn)環(huán)境納米污染物的特征環(huán)境納米污染物的特征精選課件6 微界面體系微界面體系 水體顆粒物水體顆粒物-溶液溶液 大氣顆粒物大氣顆粒物-空氣空氣 土壤顆粒物土壤顆粒物-地下水地下水 大氣顆粒物大氣顆粒物-水膜水膜 動(dòng)植生物膜動(dòng)植生物膜-溶液溶液 植物根系植物根系-土壤、土壤、 固定濾層固定濾層-水溶液水溶液 空氣除塵空氣除塵-水溶液水溶液 浮選氣泡浮選氣泡-水溶液水溶液 活性炭活性炭- 廢水溶液廢水溶液 高分子膜高分子膜-水溶液水

5、溶液 活性污泥活性污泥-污水溶液污水溶液 環(huán)境納米物質(zhì)構(gòu)成環(huán)境微界面體系的重要組成部分精選課件7水體納米污染物的 界面過程與界面控制技術(shù) 水質(zhì)界面轉(zhuǎn)化過程水質(zhì)界面轉(zhuǎn)化過程 溶解溶解, 沉淀沉淀 絡(luò)合絡(luò)合, 螯合螯合 氧化氧化, 還原還原 催化催化, 光解光解 吸附吸附, 解吸解吸 吸收吸收, 釋放釋放 降解降解, 富集富集 凝聚凝聚, 絮凝絮凝 聚合聚合, 解聚解聚 滲透滲透, 過濾過濾 擴(kuò)散擴(kuò)散, 遷移遷移 沉積沉積, 蓄積蓄積 界面控制技術(shù)界面控制技術(shù) 混合混合, 沉沉 淀淀 澄清澄清, 過過 濾濾 吸附吸附, 絮絮 凝凝 氣浮氣浮, 超超 濾濾化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀 生物過濾生物過濾 生物氧化

6、生物氧化 離子交換離子交換 濃縮脫水濃縮脫水不平衡動(dòng)力學(xué)，環(huán)境毒性效應(yīng)不平衡動(dòng)力學(xué)，環(huán)境毒性效應(yīng) 決定性步驟決定性步驟精選課件8混凝過程與混凝機(jī)理混凝過程與混凝機(jī)理 膠體結(jié)構(gòu)膠體結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 電位和電位和電位電位 混凝劑混凝劑 混凝過程混凝過程 G值、值、GT值和值和GT 混凝機(jī)理混凝機(jī)理 壓縮雙電層壓縮雙電層 電中和電中和 架橋粘結(jié)架橋粘結(jié) 網(wǎng)捕共沉淀網(wǎng)捕共沉淀 混凝過程的影響因素混凝過程的影響因素 膠體濃度膠體濃度 混凝劑類型和投加量混凝劑類型和投加量 水體水體堿度堿度 pH值值 其他離子其他離子 有機(jī)物有機(jī)物 水力條件等水力條件等混凝目標(biāo)混凝目標(biāo)強(qiáng)化混凝強(qiáng)化混凝優(yōu)化混凝優(yōu)化混凝精選

7、課件9混凝混和凝聚絮凝混凝混和凝聚絮凝吸附吸附混和混和電中和電中和 凝聚凝聚 絮凝絮凝 絮體、絮團(tuán)絮體、絮團(tuán)投藥投藥分離分離顆粒物顆粒物混凝劑混凝劑絮凝劑絮凝劑n +nnn nnnn+精選課件10混凝機(jī)理及主要影響因素混凝機(jī)理及主要影響因素 壓縮雙電層壓縮雙電層 吸附電中和吸附電中和 粘結(jié)架橋粘結(jié)架橋 網(wǎng)捕共沉淀網(wǎng)捕共沉淀主要影響因素主要影響因素：混凝劑、混凝劑濃度、水體顆粒物濃度和性質(zhì)、水力條件、溫度、堿度、混凝劑、混凝劑濃度、水體顆粒物濃度和性質(zhì)、水力條件、溫度、堿度、pH值等值等混凝過程中的兩個(gè)關(guān)鍵性的控制因素是混凝劑的混凝結(jié)合效力和水力條件?；炷^程中的兩個(gè)關(guān)鍵性的控制因素是混凝劑的混

8、凝結(jié)合效力和水力條件。 精選課件11目前研究混凝技術(shù)方法目前研究混凝技術(shù)方法 混凝劑混凝劑 元素測(cè)定、形態(tài)表征、形貌、設(shè)計(jì)、合成元素測(cè)定、形態(tài)表征、形貌、設(shè)計(jì)、合成 混凝過程混凝過程 混凝機(jī)理混凝機(jī)理 激光光散射激光光散射PDA、形態(tài)表征、形態(tài)表征、動(dòng)態(tài)測(cè)定、電鏡、原子力顯微鏡、動(dòng)態(tài)測(cè)定、電鏡、原子力顯微鏡、zeta電位、絮電位、絮體結(jié)構(gòu)特性表征、自動(dòng)投藥系統(tǒng)等體結(jié)構(gòu)特性表征、自動(dòng)投藥系統(tǒng)等 混凝目標(biāo)混凝目標(biāo)強(qiáng)化混凝強(qiáng)化混凝 TOC、GC、LC、GCMs等等優(yōu)化混凝優(yōu)化混凝 綜合指標(biāo)（技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)）綜合指標(biāo)（技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)） 工藝組合優(yōu)化工藝組合優(yōu)化 預(yù)氧化、過濾、沉淀、氣浮、氧化、

9、預(yù)氧化、過濾、沉淀、氣浮、氧化、消毒、吸附、消毒、吸附、BAC、消毒等工藝組合、消毒等工藝組合 涉及動(dòng)態(tài)檢涉及動(dòng)態(tài)檢測(cè)測(cè)精選課件12鋁的水解鋁的水解精選課件13無機(jī)高分子絮凝劑無機(jī)高分子絮凝劑 Inorganic Polymer Flocculants陽離子型陽離子型 聚合氯化鋁聚合氯化鋁 PAC, PACl 聚合硫酸鋁聚合硫酸鋁 PAS 聚合硫酸鐵聚合硫酸鐵 PFS 聚合氯化鐵聚合氯化鐵 PFC 聚合磷酸鋁聚合磷酸鋁 PAP 聚合磷酸鐵聚合磷酸鐵 PFP陰離子型陰離子型 聚合硅酸聚合硅酸 PSi (活化硅酸活化硅酸 ) ASi復(fù)合絮凝劑復(fù)合絮凝劑聚合硫酸鋁鐵聚合硫酸鋁鐵 PAFS聚合氯化鋁鐵

10、聚合氯化鋁鐵 PAFC聚合硅酸鋁聚合硅酸鋁 PASI聚合硅酸鐵聚合硅酸鐵 PFSI聚合硅酸鋁鐵聚合硅酸鋁鐵 PAFSI無機(jī)無機(jī) +有機(jī)復(fù)合型有機(jī)復(fù)合型聚合鋁聚合鋁-聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 聚合鋁聚合鋁-甲殼素甲殼素聚合鋁聚合鋁-合成有機(jī)高分子合成有機(jī)高分子精選課件14 AlOAlO4 4 AlAl1212(OH)(OH)2424(H(H2 2O)O)12127+ 7+ (Al(Al1313) ) 分子量分子量(1039) 納米級(jí)納米級(jí) 高電荷高電荷 (+7) 電中和能力強(qiáng)電中和能力強(qiáng) 鏈狀枝狀聚集鏈狀枝狀聚集 架橋能力強(qiáng)架橋能力強(qiáng) 界面吸附界面吸附 絮凝能力強(qiáng)絮凝能力強(qiáng) 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 抗水解退化

11、強(qiáng)抗水解退化強(qiáng) 現(xiàn)有生產(chǎn)產(chǎn)品中只占現(xiàn)有生產(chǎn)產(chǎn)品中只占4050S SKKL LE EA AC C 精選課件15 聚合氯化鋁聚合氯化鋁(Al(Al1313) )晶格晶格 AlOAlO4 4 AlAl1212(OH)(OH)2424(H(H2 2O)O)12127+7+精選課件16Diameter nmAl13 2-3nmAggregates 40-400 nmS SKKL LE EA AC C 精選課件17S SKKL LE EA AC C MS NMR Spectrogram MS NMR Spectrogram of Purified Alof Purified Al1313精選課件18S S

12、KKL LE EA AC C Electron microscopy image Electron microscopy image of Alof Al1313 precursor precursor 精選課件19Atomic Force Microscopy Atomic Force Microscopy image of PAC micro-flocsimage of PAC micro-flocsS SKKL LE EA AC C 精選課件20絮凝劑的原子力顯微鏡三維圖像絮凝劑的原子力顯微鏡三維圖像精選課件21AlAl1313聚集體原子力顯微鏡聚集體原子力顯微鏡(AFM)(AFM)圖象

13、圖象精選課件22-5.0-4.0-3.0-2.0-1.00.01.02.03.00.000.020.040.060.080.100.120.140.160.18PAC, B=2.53SC (mA)Al (mmol / L)AlCl3絮凝體的流動(dòng)電流特性絮凝體的流動(dòng)電流特性流動(dòng)電流 膠體擴(kuò)散層中反離子在外力作用下隨著流體流動(dòng)（膠粒固定不動(dòng)）而產(chǎn)生的電流。與膠體zeta電位有正相關(guān)精選課件23聚合鋁凝聚形態(tài)的流動(dòng)電流特性投加劑量 0.03m mol/L-4-3-2-1012345678pHSC (mA )B=0.0B=2.5PACAlCl3精選課件2401234502004006008001000

14、Time (s)FI25156.254.683.13PAC絮凝體粒度成長(zhǎng)絮凝指數(shù)圖譜絮凝體粒度成長(zhǎng)絮凝指數(shù)圖譜SO4/Al精選課件2502468101214161800.511.522.53PAC,B=2.5G(10-6mol/m2)AlCl3Al (10-4mol/m2)聚合鋁在顆粒物的吸附聚合鋁在顆粒物的吸附S SKKL LE EA AC C 精選課件26012345605101520劑劑量量(10 M)-5絮絮凝凝指指數(shù)數(shù) ( (R R) )RPAC, B=2.5AlCl3(a) -30-25-20-15-10-505101505101520劑劑量量(10 M)MM)-5Z Ze et

15、ta a 電電位位( (Z ZP P) )ZPPAC, B=2.5AlCl3(b)-50510152025303505101520 剩剩余余濁濁度度 ( (R RT T) )RT劑劑量量(10 M)-5AlCl3PAC,B=2.5(c)聚合鋁的除濁效果聚合鋁的除濁效果S SKKL LE EA AC C 精選課件27混凝目標(biāo)及強(qiáng)化混凝混凝目標(biāo)及強(qiáng)化混凝 混凝技術(shù)與強(qiáng)化混凝研究前沿混凝技術(shù)與強(qiáng)化混凝研究前沿混凝重要性混凝重要性混凝研究概況混凝研究概況消毒劑消毒劑/消毒副產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)及法規(guī)制定消毒副產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)及法規(guī)制定強(qiáng)化混凝的提出強(qiáng)化混凝的提出強(qiáng)化混凝與優(yōu)化混凝強(qiáng)化混凝與優(yōu)化混凝研究進(jìn)展和發(fā)展前景研

16、究進(jìn)展和發(fā)展前景 我國(guó)強(qiáng)化混凝與優(yōu)化混凝國(guó)家目標(biāo)我國(guó)強(qiáng)化混凝與優(yōu)化混凝國(guó)家目標(biāo)精選課件28強(qiáng)化混凝與其他工藝強(qiáng)化混凝與其他工藝 強(qiáng)化混凝處理的目標(biāo)體系強(qiáng)化混凝處理的目標(biāo)體系-混凝過程對(duì)幾乎所有的水體混凝過程對(duì)幾乎所有的水體雜質(zhì)都有一定的去除作用雜質(zhì)都有一定的去除作用廣義顆粒物廣義顆粒物有機(jī)物有機(jī)物DOM（Dissolved Organic Matter）部分無機(jī)離子部分無機(jī)離子 銜接與匹配銜接與匹配預(yù)氧化預(yù)氧化沉淀與氣浮沉淀與氣浮過濾與吸附過濾與吸附深度處理深度處理消毒消毒精選課件29氣浮的基本原理氣浮的基本原理 1 1、基本概念、基本概念 利用高度分散的微小氣袍作為載體粘附于廢水中的利用高度

17、分散的微小氣袍作為載體粘附于廢水中的懸浮污染物，其浮力大于重力和阻力，從而使污染物上浮懸浮污染物，其浮力大于重力和阻力，從而使污染物上浮至水面，形成泡沫，然后用刮渣設(shè)備自水面刮除泡沫，實(shí)至水面，形成泡沫，然后用刮渣設(shè)備自水面刮除泡沫，實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過程稱為現(xiàn)固液或液液分離的過程稱為氣浮氣浮。 懸浮顆粒與氣泡粘附的原理懸浮顆粒與氣泡粘附的原理 ：水中懸浮固體顆粒能否：水中懸浮固體顆粒能否與氣泡粘附主要取決于與氣泡粘附主要取決于顆粒表面的性質(zhì)顆粒表面的性質(zhì)。顆粒表面易被水濕潤(rùn)，顆粒屬顆粒表面易被水濕潤(rùn)，顆粒屬親水性親水性；如不易被水濕潤(rùn)，屬如不易被水濕潤(rùn)，屬疏水性疏水性。親水性與疏水性可用氣

18、、液、固三相接觸時(shí)形成的親水性與疏水性可用氣、液、固三相接觸時(shí)形成的接觸角接觸角大小來表示。大小來表示。在氣、液、固三相接觸時(shí)，氣、液界面張力線和氣固張力在氣、液、固三相接觸時(shí)，氣、液界面張力線和氣固張力線之間的夾角線之間的夾角( (對(duì)著水的一側(cè)對(duì)著水的一側(cè)) )稱為稱為濕潤(rùn)接觸角濕潤(rùn)接觸角以以表示。表示。精選課件30精選課件31親水性和疏水性物質(zhì)的接觸水、氣、固體顆粒三相分別用水、氣、固體顆粒三相分別用1，2，3表示。表示。 親水性顆粒氣泡疏水性顆粒1.21.21.32.32.31.3精選課件32在氣、液、固相接觸時(shí)，三個(gè)界面張力總是平衡的。以在氣、液、固相接觸時(shí)，三個(gè)界面張力總是平衡的。以

19、表示界面張力，有：表示界面張力，有： 1.3=1.2cos(180 ? .)+ 2.3 (1-1) 式中：式中：1.3水、固界面張力；水、固界面張力； 1.2液、氣界面張力；液、氣界面張力； 2.3氣、固界面張力；氣、固界面張力； 接觸角。接觸角。 水中氣泡與顆粒粘附之前單位界面面積上的界面能為水中氣泡與顆粒粘附之前單位界面面積上的界面能為W1=1.3+1.2，而粘附后則減為，而粘附后則減為W2=2.3界面能減少的數(shù)值為：界面能減少的數(shù)值為： WW1W21.3+1.2-2.3 （12) 將式將式(11)代入式代入式(12)得；得； W1.2 (1-cos)90 ? . ? .為疏水性顆粒，易于

20、與氣泡粘附。為疏水性顆粒，易于與氣泡粘附。0 ? .，即顆粒完全被水濕潤(rùn)，即顆粒完全被水濕潤(rùn)cosl，W0，顆粒不與氣泡粘附，就不宜用，顆粒不與氣泡粘附，就不宜用氣浮法處理。氣浮法處理。180 ? .，顆粒完全不被水濕潤(rùn)，顆粒完全不被水濕潤(rùn)，cos-1，W21.2，顆粒易于與氣泡粘，顆粒易于與氣泡粘附，宜于氣浮法處理。此外如附，宜于氣浮法處理。此外如1.2很小，很小，W亦小，也不利于氣泡與顆粒的亦小，也不利于氣泡與顆粒的粘附。粘附。精選課件33 2 2投加化學(xué)藥劑對(duì)氣浮效果的促進(jìn)作用投加化學(xué)藥劑對(duì)氣浮效果的促進(jìn)作用 (1) (1)投加表面活性劑維持泡沫的穩(wěn)定性投加表面活性劑維持泡沫的穩(wěn)定性 (

21、2) (2)利用混凝劑脫穩(wěn)以油的顆粒為例，表面活利用混凝劑脫穩(wěn)以油的顆粒為例，表面活性物質(zhì)的非極性端吸附于油粒上，極性端則伸向性物質(zhì)的非極性端吸附于油粒上，極性端則伸向水中，極性端在水中電離，使油粒被包圍了一層水中，極性端在水中電離，使油粒被包圍了一層負(fù)電荷，產(chǎn)生了雙電層現(xiàn)象，增大了負(fù)電荷，產(chǎn)生了雙電層現(xiàn)象，增大了-電位，不電位，不僅阻礙油粒兼并，也影響抽粒與氣泡粘附。僅阻礙油粒兼并，也影響抽粒與氣泡粘附。 (3) (3)投加浮選劑改變顆粒表面性質(zhì)投加浮選劑改變顆粒表面性質(zhì) 精選課件34氣浮的分類與特點(diǎn)氣浮的分類與特點(diǎn)根據(jù)氣泡產(chǎn)生的方式氣浮法分為：根據(jù)氣泡產(chǎn)生的方式氣浮法分為：電解氣浮法；電解

22、氣浮法；散氣氣浮法：擴(kuò)散板曝氣氣浮、葉輪氣浮。散氣氣浮法：擴(kuò)散板曝氣氣浮、葉輪氣浮。溶氣氣浮法：溶氣真空氣浮溶氣氣浮法：溶氣真空氣浮加壓溶氣氣?。喝軞饬鞒?、部分溶氣流程、加壓溶氣氣?。喝軞饬鞒?、部分溶氣流程、回流加壓溶氣流程回流加壓溶氣流程。精選課件35精選課件36精選課件37澄清池澄清池 澄清池是能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)混凝劑與原水的混合、反應(yīng)和絮體沉降三種功能的設(shè)備。它利用的是接觸凝聚原理，即為了強(qiáng)化混凝過程，在池中讓已經(jīng)生成的絮凝體懸浮在水中成為懸浮泥渣層(接觸凝聚區(qū))，當(dāng)投加混凝劑的水通過它時(shí)，廢水中新生成的微絮粒被迅速吸附在懸浮泥渣上，從而能夠達(dá)到良好的去除效果。所以澄清池的關(guān)鍵部分是接觸凝

23、聚區(qū)。保持泥渣處于懸浮、濃度均勻穩(wěn)定的工作條件已成為所有澄清池共同特點(diǎn)。 精選課件38 根據(jù)泥渣與廢水接觸方式的不同，澄清池可分為兩大類： 懸浮泥渣型，它的泥渣懸浮狀態(tài)通過上升水流的能量在池內(nèi)形成的，當(dāng)水流從下往上通過泥渣層時(shí)，截留水中夾帶的小絮體，主要形式有懸浮澄清池、脈沖澄清池等； 泥渣循環(huán)型，即讓泥渣在豎直方向上不斷循環(huán)，通過該循環(huán)運(yùn)動(dòng)捕集水中的微小絮粒,并在分離區(qū)加以分離，主要形式有機(jī)械加速澄清池和水力循環(huán)加速澄清池。在廢水處理中，應(yīng)用最廣泛的機(jī)械加速澄清池。 精選課件39 廢水從進(jìn)水管進(jìn)入環(huán)形配水三角槽廢水從進(jìn)水管進(jìn)入環(huán)形配水三角槽, ,混凝劑通過投藥管加在混凝劑通過投藥管加在配水三

24、角槽中，再一起流入混合室，進(jìn)行水與藥劑和回流配水三角槽中，再一起流入混合室，進(jìn)行水與藥劑和回流污泥的混合。由于渦輪的提升作用，混合后的泥不被提升污泥的混合。由于渦輪的提升作用，混合后的泥不被提升到反應(yīng)室，繼續(xù)進(jìn)行混凝反應(yīng)到反應(yīng)室，繼續(xù)進(jìn)行混凝反應(yīng), ,并溢流到導(dǎo)流室。導(dǎo)流室中并溢流到導(dǎo)流室。導(dǎo)流室中有導(dǎo)流板，使廢水平穩(wěn)地沿傘形罩進(jìn)入分離室，分離有導(dǎo)流板，使廢水平穩(wěn)地沿傘形罩進(jìn)入分離室，分離室中設(shè)有排氣管，將廢水室中設(shè)有排氣管，將廢水中帶入的空氣排出，減少中帶入的空氣排出，減少對(duì)泥水分離的干擾，泥渣對(duì)泥水分離的干擾，泥渣便靠重力自然下沉，清液便靠重力自然下沉，清液由集水槽和出水管流出池由集水槽和

25、出水管流出池外。外。精選課件40精選課件41過濾過濾 過濾過濾 混凝沉淀、生物處理后續(xù)處理，活性炭吸附或離子混凝沉淀、生物處理后續(xù)處理，活性炭吸附或離子交換等前處理交換等前處理 過濾機(jī)理過濾機(jī)理 阻力截留阻力截留重力沉降重力沉降接觸絮凝接觸絮凝 表面過濾和深層過濾（深床過濾）表面過濾和深層過濾（深床過濾） 濾池和濾池結(jié)構(gòu)濾池和濾池結(jié)構(gòu)濾料濾料 要求：機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、級(jí)配和孔隙率要求：機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、級(jí)配和孔隙率有效直徑有效直徑d10，不均勻系數(shù)，不均勻系數(shù)k80d80/d10（1.651.80）濾料納污能力濾料納污能力精選課件42過濾過濾 濾料孔隙率和比表面積濾料孔隙率和比表面積

26、墊層結(jié)構(gòu)墊層結(jié)構(gòu) 承托濾料承托濾料 均勻布水均勻布水 水頭損失水頭損失濾池總水頭濾池總水頭H濾料層濾料層Ht+墊層集水系統(tǒng)墊層集水系統(tǒng)h1+控制閥控制閥ht+出出水管流速水頭水管流速水頭v2/2g+剩余水頭剩余水頭h2 濾速濾速 反沖反沖 濾池種類和運(yùn)行濾池種類和運(yùn)行精選課件43過濾基本概念過濾基本概念一、過濾過程一、過濾過程混合物的分離：液體和氣體混合物混合物的分離：液體和氣體混合物 什么現(xiàn)象屬于過濾？什么現(xiàn)象屬于過濾？混合物混合物中的流體在推動(dòng)力（重力、壓力、離心力）的中的流體在推動(dòng)力（重力、壓力、離心力）的作用下通過過濾介質(zhì)，固體粒子被截留，而流體通過作用下通過過濾介質(zhì)，固體粒子被截留，

27、而流體通過過濾介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)流體與顆粒物的分離。過濾介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)流體與顆粒物的分離。 液固分離，氣固分離液固分離，氣固分離如砂濾池、袋式除塵器、口罩如砂濾池、袋式除塵器、口罩 過濾分離的對(duì)象？過濾分離的對(duì)象？粗大顆粒、細(xì)微離子、細(xì)菌、病毒和高分子物質(zhì)等粗大顆粒、細(xì)微離子、細(xì)菌、病毒和高分子物質(zhì)等 精選課件44二、過濾介質(zhì)二、過濾介質(zhì)粒狀顆粒：具有一定形狀的固體顆粒，包括天然的和人粒狀顆粒：具有一定形狀的固體顆粒，包括天然的和人工合成的。工合成的。天然：石英砂、無煙煤、磁鐵礦粒等天然：石英砂、無煙煤、磁鐵礦粒等人工：聚苯乙烯發(fā)泡塑料球等。人工：聚苯乙烯發(fā)泡塑料球等。粒狀顆粒過濾介質(zhì)在水處理中的

28、各類濾池中應(yīng)用廣泛，粒狀顆粒過濾介質(zhì)在水處理中的各類濾池中應(yīng)用廣泛，通常稱為濾料。通常稱為濾料。精選課件45織物介質(zhì)：又稱濾布，如棉、麻、絲、毛、合成纖維、織物介質(zhì)：又稱濾布，如棉、麻、絲、毛、合成纖維、金屬絲等編制成的濾布。金屬絲等編制成的濾布。 多孔固體介質(zhì)：如素?zé)沾砂寤蚬堋Y(jié)金屬板或管等。多孔固體介質(zhì)：如素?zé)沾砂寤蚬?、燒結(jié)金屬板或管等。多孔膜：由高分子有機(jī)材料或無機(jī)材料制成的薄膜，根多孔膜：由高分子有機(jī)材料或無機(jī)材料制成的薄膜，根據(jù)分離孔徑的大小，可分為微濾、超濾等。據(jù)分離孔徑的大小，可分為微濾、超濾等。精選課件46三、過濾分類三、過濾分類 1.1.按過濾機(jī)理分：有表面過濾和深層過

29、濾按過濾機(jī)理分：有表面過濾和深層過濾2.2.按促使流體流動(dòng)的推動(dòng)力分：按促使流體流動(dòng)的推動(dòng)力分：重力過濾：在水位差的作用下被過濾的混合液通過過濾介質(zhì)重力過濾：在水位差的作用下被過濾的混合液通過過濾介質(zhì)進(jìn)行過濾，如水處理中的快濾池。進(jìn)行過濾，如水處理中的快濾池。 真空過濾：在真空下進(jìn)行過濾，如水處理中的真空過濾機(jī)。真空過濾：在真空下進(jìn)行過濾，如水處理中的真空過濾機(jī)。 壓力差過濾：在加壓條件下進(jìn)行過濾，如水處理中的壓濾濾壓力差過濾：在加壓條件下進(jìn)行過濾，如水處理中的壓濾濾池。池。 離心過濾：使被分離的混合液旋轉(zhuǎn)，在所產(chǎn)生的慣性離心力離心過濾：使被分離的混合液旋轉(zhuǎn)，在所產(chǎn)生的慣性離心力的作用下，使流

30、體通過周邊的濾餅和過濾介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)與的作用下，使流體通過周邊的濾餅和過濾介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)與顆粒物的分離。顆粒物的分離。 精選課件47表面過濾的基本理論表面過濾的基本理論 一、表面過濾過程一、表面過濾過程被過濾的顆粒粒被過濾的顆粒粒徑較小的情況徑較小的情況表面過濾通常發(fā)生在過濾流體中表面過濾通常發(fā)生在過濾流體中顆粒物濃度較高顆粒物濃度較高的情況。的情況。給水處理：給水處理：慢濾池慢濾池污泥脫水：污泥脫水：使用的各類脫水機(jī)（如真空過濾機(jī)、板框式使用的各類脫水機(jī)（如真空過濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)等）壓濾機(jī)等） 濾餅過濾餅過濾濾多孔性多孔性介質(zhì)介質(zhì)精選課件48濾膜濾膜慢濾池慢濾池水水精選課件49表面過濾表面

31、過濾主要特征：主要特征：隨著過濾過程的進(jìn)行，懸浮液中的固體顆粒被隨著過濾過程的進(jìn)行，懸浮液中的固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面并逐漸積累成濾餅層。截留在過濾介質(zhì)表面并逐漸積累成濾餅層。濾餅層厚度：濾餅層厚度：隨過濾時(shí)間的增長(zhǎng)而增厚，其增加速率與過隨過濾時(shí)間的增長(zhǎng)而增厚，其增加速率與過濾所得的濾液的量成正比。濾所得的濾液的量成正比。過濾速度：過濾速度：由于濾餅層厚度的增加，因此在過濾過程中是由于濾餅層厚度的增加，因此在過濾過程中是變化的。變化的。 過濾速度是描述過濾過程的關(guān)鍵！過濾速度是描述過濾過程的關(guān)鍵！推動(dòng)力推動(dòng)力其它因素其它因素精選課件50過濾過程的主要參數(shù)：過濾過程的主要參數(shù)：處理量：處理量

32、：處理的懸浮液流量或處理的懸浮液流量或 分離得到的純凈濾液量分離得到的純凈濾液量V(m3).過濾推動(dòng)力：過濾推動(dòng)力：由流體位差、壓差或離心力場(chǎng)由流體位差、壓差或離心力場(chǎng) 造成的過濾壓差造成的過濾壓差 p。過濾面積：過濾面積：表示過濾設(shè)備的大小表示過濾設(shè)備的大小A(m2)。過濾速度：過濾速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過單位面積的濾液量單位時(shí)間通過單位面積的濾液量精選課件51某一過濾時(shí)間某一過濾時(shí)間t t時(shí)的過濾狀態(tài)時(shí)的過濾狀態(tài) p 過濾過濾壓差壓差 相應(yīng)的過濾濾液為相應(yīng)的過濾濾液為V V 過濾速度過濾速度u定義為：定義為： AdtdVu dt微分過濾時(shí)間微分過濾時(shí)間, s dVdt時(shí)間內(nèi)通過過濾面的濾液量時(shí)間

33、內(nèi)通過過濾面的濾液量, m3 A過濾面積過濾面積, m2 Lm（表觀）（表觀）精選課件52深層過濾過程中顆粒的運(yùn)動(dòng)深層過濾過程中顆粒的運(yùn)動(dòng) 顆粒進(jìn)入濾料內(nèi)部后，主要包括以下幾個(gè)行為：顆粒進(jìn)入濾料內(nèi)部后，主要包括以下幾個(gè)行為： (1)(1)遷移行為：遷移行為：顆粒偏離流線運(yùn)動(dòng)到濾料內(nèi)部孔隙表面顆粒偏離流線運(yùn)動(dòng)到濾料內(nèi)部孔隙表面推動(dòng)力主要包括：推動(dòng)力主要包括：a.擴(kuò)散作用力擴(kuò)散作用力（布朗運(yùn)動(dòng)），主要對(duì)非常小的顆粒（布朗運(yùn)動(dòng)），主要對(duì)非常小的顆粒（1 m）起作用；）起作用；b.重力沉降重力沉降，當(dāng)顆粒較大時(shí)，重力沉降起主要作用，當(dāng)顆粒較大時(shí)，重力沉降起主要作用；c.流體運(yùn)動(dòng)作用力（慣性力流體運(yùn)動(dòng)作

34、用力（慣性力），如慣性離心力，使顆），如慣性離心力，使顆粒偏離流線而運(yùn)動(dòng)到濾料孔隙內(nèi)表面。粒偏離流線而運(yùn)動(dòng)到濾料孔隙內(nèi)表面。 精選課件53(2)附著行為：附著行為：影響附著的作用力有：影響附著的作用力有：靜電作用力（靜電斥力或靜電引力）靜電作用力（靜電斥力或靜電引力）范德華引力范德華引力 (3)脫落行為：脫落行為：影響附著顆粒脫落的主要因素有：影響附著顆粒脫落的主要因素有：流體對(duì)附著顆粒的剪切作用流體對(duì)附著顆粒的剪切作用運(yùn)動(dòng)顆粒對(duì)附著顆粒的碰撞作用。運(yùn)動(dòng)顆粒對(duì)附著顆粒的碰撞作用。 精選課件54（二）運(yùn)行過程中濾料床層（二）運(yùn)行過程中濾料床層tKuCHHt00n隨著過濾時(shí)間的延長(zhǎng)，濾層中截留的懸浮物量逐漸隨著過濾時(shí)間的延