第三章 水污染控制工程概論

1、第三章 水污染控制工程概論第一節(jié) 廢水與水處理的基本概念 一、廢水的基本類型 通常廢水可分為生活污水、工業(yè)廢水以及城市污水三種類型。 生活污水是指由居民的生活以及公共場所(如浴池、廁所和賓館等)所產(chǎn)生的廢水，主要為生活廢料和人的排泄物所污染，其數(shù)量、成份和污染物質(zhì)的濃度與居民的生活習(xí)慣、條件有關(guān)。其中，從洗滌途徑(廚房的洗滌池和衛(wèi)生間的浴缸或淋浴器)排放的污水中污染物含量相對較低，通常稱為生活廢水，屬于回用的主要對象。 生活污水一般不含對生物有毒物質(zhì)，適合于微生物繁殖，因此也容易腐化變質(zhì)。生活污水排入水體后將降低水體的透明度、大量消耗水體的溶解氧、增加水體中氨氮的濃度。另外，生活污水中含有大量

2、的病原微生物，從衛(wèi)生角度上看，具有一定的危害性。 工業(yè)廢水是指在各類工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢水工業(yè)廢水中污染物主要是工業(yè)原料、中間體和反應(yīng)產(chǎn)物。工業(yè)廢水的危害性受其所含污染物成分所決定。發(fā)酵、食品和水產(chǎn)加工等工業(yè)生產(chǎn)中排放的廢水所含污染物成分與生活污水比較相近，但許多工礦業(yè)生產(chǎn)廢水中所含污染物成分和危害性十分獨(dú)特。同時，由于工業(yè)門類繁多、生產(chǎn)性質(zhì)各種各樣，不同的工業(yè)廢水在廢水水量、污染物成分和濃度上差別也很大。 城市污水是指生活污水和部分工業(yè)廢水混合后的廢水，具有量大、性質(zhì)和污染物成分相對穩(wěn)定的特點(diǎn)，城市污水一般都進(jìn)入城市污水處理廠進(jìn)行集中處理。在合流制排水系統(tǒng)中，城市污水還包括部分雨水。許多

3、工業(yè)廢水由于性質(zhì)獨(dú)特(污染物濃度過高、污染物危害性大)，直接進(jìn)入城市污水處理廠后將嚴(yán)重影響集中處理的效果，因此必須先進(jìn)行預(yù)處理并達(dá)到一定的排放標(biāo)準(zhǔn)后才能排入城市污水處理系統(tǒng)。許多國家和地區(qū)對工業(yè)廢水進(jìn)入城市排水管道提出了相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，通常稱為“接管標(biāo)準(zhǔn)”。 二、廢水的特性 廢水的特性必須從其物理特性、化學(xué)組分、生物成分三方面來考慮。 物理特性：廢水的物理特性主要包括濁度、顏色、氣味、嗅味、溫度、固體懸浮物濃度，放射性。 化學(xué)組分：廢水的化學(xué)組分分為有機(jī)物、無機(jī)物二類。廢水中主要的有機(jī)物組分有： 碳?xì)浠衔?、脂肪、油和潤滑脂、農(nóng)藥、酚、蛋白質(zhì)、表面活性劑等；主要無機(jī)物組分有：堿度物質(zhì)、酸度物質(zhì)

4、、氯化物、重金屬、氮、磷、硫、有毒化合物。這些污染物在廢水中可以呈多種相態(tài)存在，其中氣體組分主要有硫化氫、甲烷和氧氣等。 生物成分：廢水中主要生物成分是微生物，包括細(xì)菌、放線菌、真菌、藻類、原生動物和病毒等。這些微生物可能是原廢水帶來的，也可能是在廢水排放后孳生的，說明廢水本身有適合于微生物生存的各方面條件。微生物含量高的廢水適合于使用生物法處理。 由于廢水性質(zhì)的復(fù)雜性、多樣性，實(shí)際工程中要徹底分析清楚廢水中所含的污染物成分及其含量是相當(dāng)困難的。因此，我們常常根據(jù)各種污染物的污染特點(diǎn)，將其劃分為以下幾種主要類型： 1, 固體懸浮物。造成水的濁度和色度的主要組分。影響水的景觀和使用功能，使得管道

5、和處理設(shè)備淤積、堵塞。廢水中常見的固體懸浮物有：泥沙、生物污泥、化學(xué)污泥等。 2, 有機(jī)污染物。包括天然和人工合成的有機(jī)高分子物質(zhì)如纖維素、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素、淀粉、農(nóng)藥、有機(jī)合成染料等以及這些高分子物質(zhì)的中間體和生物代謝物質(zhì)如單糖、氨基酸、脂肪酸、醛類和酚類以及酮類等。許多有機(jī)污染物具有耗氧性質(zhì)，即在水體中被微生物分解而消耗大量的溶解氧，成為其污染的主要特征之一。3, 植物營養(yǎng)素N、P。生活污水和許多工業(yè)廢水中含有大量的N、P物質(zhì)，如糞便污水、洗滌廢水和化肥及農(nóng)藥工業(yè)排水。它們是造成水體富營養(yǎng)化的直接而最重要的原因。4, 重金屬。產(chǎn)生于采礦業(yè)、金屬品加工和農(nóng)藥生產(chǎn)等。其中，汞、鎘、鉛、鉻、砷危害

6、最大，并稱“五毒”。重金屬在生物體內(nèi)能富積，并且不同的重金屬形態(tài)表現(xiàn)出不同的毒性。 5, 酸、堿。許多工業(yè)生產(chǎn)排放大量酸性和堿性廢水，典型的有：基本無機(jī)化學(xué)品(苛性堿、硫酸、鹽酸等)生產(chǎn)行業(yè)、電鍍加工、鋼鐵生產(chǎn)、造紙、采礦和微生物發(fā)酵等。酸、堿不僅造成設(shè)備和材料的腐蝕，而且妨礙廢水的生物處理，破壞水體的生態(tài)環(huán)境。6, 石油類。不僅有害于水資源的利用，而且妨礙水體的復(fù)氧，對水生生物有相當(dāng)大的危害。7, 難降解的有機(jī)物。來自于有機(jī)合成工業(yè)，主要指有機(jī)氯化合物和多環(huán)有機(jī)化合物。由于生物難降解性質(zhì)，將導(dǎo)致在環(huán)境和生物體內(nèi)富集，并具有“三致”危害性。8, 放射性物質(zhì)。主要來自于采礦業(yè)的排水和核電站的廢水

7、，常見的放射性污染物有：鈾、釷、钚等。 三、 廢水的水質(zhì)指標(biāo) 在考慮或研究廢水處理的方法時，首要條件是全面掌握廢水的特性，包括物理特性、化學(xué)組分和生物成分。此外，為了控制和掌握廢水處理設(shè)備的工作狀況和處理效果，也必須定期對處理過程中的廢水水質(zhì)進(jìn)行檢測。 正如前面所提到的，要徹底分析清楚廢水的化學(xué)組分是相當(dāng)困難的，尤其在是水質(zhì)的測定必須經(jīng)常性進(jìn)行的情況下。這樣，通過長期的研究和實(shí)踐，人們確定了一些具有規(guī)范化的水質(zhì)測定方法和相應(yīng)的水質(zhì)指標(biāo)。這些指標(biāo)在較大程度上反映了廢水的性質(zhì)，并能用于在相當(dāng)程度上反映廢水處理過程的本質(zhì)，測定方法在保證有效性的前提下應(yīng)力求簡便、快捷，以指導(dǎo)水污染控制工程實(shí)踐。如下是

8、常用的廢水水質(zhì)指標(biāo)： 1，懸浮固體（Suspended Solid，簡稱SS） 揮發(fā)性懸浮固體是指在懸浮固體中600下灼燒所失去的重量，用它表示懸浮固體中的有機(jī)物更為合理。常用的懸浮固體單位是g/L或 mg/L。 由于水常常是流動的，水中的固體含量是指隨水流流動而不至于下沉的固體物。一般的廢水中溶解性固體量是非常低的，因此懸浮固體的量總能代表水中的總的固體物。假如讓流動的水靜止，其懸浮固體可能會要下沉。2，生化需氧量（Biological Oxygen Demand,簡稱BOD） 生化需氧量是指1 L廢水中有機(jī)污染物在好氧微生物作用下進(jìn)行氧化分解時所消耗的溶解氧，單位是 mg/L。BOD即是對

9、水中可生物降解有機(jī)成分的間接指標(biāo)，也是進(jìn)行生化反應(yīng)需氧量的直接反映，它是廢水生物處理中最重要的參數(shù)之一。 由于微生物的降解作用較緩慢，廢水中有機(jī)物完全降解完畢需要大約20 d左右的時間。因此，為實(shí)用起見，一般取5 d所消耗的氧來作為指標(biāo)，簡稱為BOD5。另外，由于溫度不一樣，微生物降解作用也不一樣，因此控制溫度為20oC。 測定工業(yè)廢水的BOD5時，接種的生物菌種須經(jīng)馴化，或者說：測定不同廢水的BOD5需要接種適應(yīng)該工業(yè)廢水的微生物污泥或生物膜。在廢水中含有比較高的NH3濃度時，為防止硝化菌氧化NH3而消耗額外的氧，還需加NH3的抑制劑。在有毒物質(zhì)存在下BOD5的測定方法，除用螯合劑束縛有毒金

10、屬，還可以連續(xù)攪動瓶中的液體，增加瓶內(nèi)的微生物濃度。有時還需要在測定裝置中添加適量的生物營養(yǎng)劑。3，化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand，簡稱COD) 用強(qiáng)氧化劑(重鉻酸鉀或高錳酸鉀)在酸性條件下能將廢水中有機(jī)物徹底礦化，其中碳水化合物被氧化為H2O和CO2，此時所測定的氧(重鉻酸鉀或高錳酸鉀中的化合態(tài)氧)的消耗量即為化學(xué)需氧量。由重鉻酸鉀法測定得出的化學(xué)需氧量，簡稱為CODCr；由高錳酸鉀法測定得出的化學(xué)需氧量簡稱為CODMn或高錳酸鉀指數(shù)。其中，CODCr測定中使用硫酸銀作為催化劑。 COD是間接反映廢水中相對強(qiáng)氧化劑為還原性的物質(zhì)的指標(biāo)，包括幾乎所有的有機(jī)物和一些還原

11、性無機(jī)物。如廢水中無機(jī)物很少，那么，COD反映的幾乎就是廢水中全部的有機(jī)物含量。 由于強(qiáng)氧化劑對有機(jī)物的氧化作用比微生物的生物氧化作用更強(qiáng)烈和徹底，因此廢水的COD一般總是大于BOD值。對于生活污水BOD5和CODCr的比值大致為0.40.8，BOD5和CODCr的比值(B/C)大小常常被用來判斷廢水能否用好氧生物法來處理或者判斷用好氧生物法處理能夠進(jìn)行到怎樣的程度。另外，該比值可以間接地衡量原廢水中生物毒性物質(zhì)含量的高低。由于生物需氧量的測定是在好氧條件下進(jìn)行的，因此廢水的BOD指標(biāo)對指導(dǎo)厭氧生物處理僅具有一定的參考意義。4，理論需氧量(Theoretical Oxygen Demand，簡

12、稱THOD) 如果廢水中的有機(jī)物能被寫出其分子式，那么就可以用相應(yīng)的完全氧化反應(yīng)方程來計(jì)算出對其完全氧化所需要的氧量的理論值，這便是理論需氧量。5,總需氧量TOD(Total Oxygen Demand) 它是指在900oC下將廢水加以燃燒，使廢水中的有機(jī)物及部分無機(jī)物完全氧化所需氧量。這一指標(biāo)目前很少使用。6，有機(jī)碳TOC(Total Oxygen Carbon) 前面反映有機(jī)物濃度的指標(biāo)BOD、COD雖說測定方法成熟、有效性好，但測定所花的時間較長：BOD5一般需5天，COD一般需加熱沸騰2 h。另外廢水中的有機(jī)物濃度不高時測定的精度不高，為了快速測定廢水的有機(jī)物濃度，特別是廢水中含微量有

13、機(jī)物的情況下，往往測定廢水的TOC值來反映有機(jī)物濃度。 TOC測定過程中，廢水樣品在約950oC下高溫燃燒，用紅外線儀定量測出燃燒中所生成的CO2量，此時測得的碳的含量為廢水中的總碳(TC)含量?？偺贾邪袡C(jī)碳和以CO2和HCO3-形成存在的無機(jī)碳。如在高溫燃燒前，將廢水進(jìn)行酸化曝氣，去除無機(jī)碳后用同樣的方法測定的廢水的含碳量即為總有機(jī)碳TOC。也可以將廢水先加熱至150oC，此時也只有無機(jī)碳轉(zhuǎn)變成CO2，此時用紅外線測定的含碳量為總無機(jī)碳TIC，TC-TIC=TOC。 總有機(jī)碳的單位為mg/l，生活污水的TOC一般為100350mg/l，其值略高于BOD5。7，營養(yǎng)物質(zhì)N、P有關(guān)氮的指標(biāo)有

14、：(1)有機(jī)氮，N-organ，主要指在蛋白質(zhì)、尿素、尿酸、氨基酸等有機(jī)物內(nèi)所含的氮，也包括偶氮和聯(lián)氮等。(2)氨氮NH3-N，指以NH3和NH4+形態(tài)存在的氮。(3)總凱氏氮TKN，指以-3價(jià)存在的氮。TKN= N-organ的一部分*+NH3-N *包括：蛋白質(zhì)、尿素、氨基酸等所含的氮，不包括偶氮、聯(lián)氮以及丙烯腈中的氮。(4)硝態(tài)氮NOxN，指以NO2-和NO3-形態(tài)存在的氮(5)總氮TN，所有形態(tài)的氮的總和。有關(guān)磷的指標(biāo)有：(1)有機(jī)磷P-organ，指在有機(jī)物中結(jié)合的磷，如合成洗滌劑和有機(jī)磷農(nóng)藥中的磷。(2)正磷 PO43-P 指以PO43-或HPO42-，H2PO4-形態(tài)存在的磷。(

15、3)聚合磷 PolyP，指以焦磷酸鹽P2O74-和聚合三磷酸鹽P3O105-等形態(tài)存在的磷。(4)總磷 TP，所有形態(tài)磷的總和。 有關(guān)氮磷的指標(biāo)之所以重要，不僅因?yàn)镹、P是水體富營養(yǎng)化的主要原因，而且氮磷也是廢水生物處理過程中的重要因素。另外，不同形態(tài)的氮磷也反映了廢水處理過程的不同階段。工業(yè)廢水因?yàn)槿狈Ρ匾腘、P將嚴(yán)重影響生物處理效果。 在美國城市污水中總磷達(dá)到620mg/l，有機(jī)磷為25mg/l，無機(jī)磷為415mg/l。8，有毒物質(zhì) 廢水中對人體健康或其它生物危害較大的有毒物質(zhì)往往需要單獨(dú)測定。常用的有毒物質(zhì)指標(biāo)有：氰化物、甲基汞、砷化物、鎘、鉛、六價(jià)鉻、酚、醛。9，酸度及堿度 酸度用p

16、H來表示；堿度指水中HCO3-和CO32-的含量，一般以CaCO3的含量來計(jì)算。堿度的大小某種程度上也能反映pH的大小，當(dāng)pH h堿度也小，pH大則堿度也大。廢水中堿度的高低還決定了廢水的緩沖性能強(qiáng)弱，對廢水處理有重要影響。 如表31、32所示是我國于1998年1月1日實(shí)施的<污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)>的其中一部分。表3-1 第一類污染物最高允許排放濃度(mg/L)(1997年12月31日之前建設(shè)的單位)序號污染物最高允許排放濃度1總汞0.052烷基汞不得檢出3總鎘0.14總鉻1.55六價(jià)鉻0.56總砷0.57總鉛1.08總鎳1.09苯并(a)芘0.0000310總鈹0.00511總銀0.

17、512總放射性1 Bq/L13總放射性10 Bq/L表3-2 第二類污染物最高允許排放濃度(mg/L)(1997年12月31日之前建設(shè)的單位)序號污染物適用范圍一級標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)三級標(biāo)準(zhǔn)1pH一切排污單位6969692色度(稀釋倍數(shù))染料工業(yè)50180-其它排污單位5080-3SS采礦、選礦、選煤工業(yè)100300-脈金選礦100500-邊遠(yuǎn)地區(qū)砂金選礦100800-城鎮(zhèn)二級污水處理廠2030-其它排污單位702004004BOD5甘蔗制糖、苧麻脫膠、濕法纖維板工業(yè)30100600甜菜制糖、酒精、味精、皮革、化纖漿粕工業(yè)30150600城鎮(zhèn)二級污水處理廠2030-其它排污單位30603005COD

18、Cr甜菜制糖、焦化、合成脂肪酸、濕法纖維板、染料、洗毛、有機(jī)磷農(nóng)藥工業(yè)1002001000味精、酒精、醫(yī)藥原料藥、生物制藥、苧麻脫膠、皮革、化纖漿粕工業(yè)1003001000石油化工工業(yè)(包括石油煉制)100150500城鎮(zhèn)污水處理廠60120其它排污單位1001505006石油類一切排污單位1010307揮發(fā)酚一切排污單位0.50.52.08總氰化物電影洗片(鐵氰化合物)0.55.05.0其它排污單位0.50.51.09硫化物一切排污單位1.01.02.010氨氮醫(yī)藥原料藥、染料、石油化工業(yè)1550-其它排污單位1525-11磷酸鹽(P)一切排污單位0.51.0-12總銅一切排污單位0.51.

19、02.013總鋅一切排污單位2.05.05.014總錳合成脂肪酸工業(yè)2.05.05.0其它排污單位2.02.05.015苯胺類一切排污單位1.02.05.0 四、給水工程與排水工程的關(guān)系 給水排水工程是城市建設(shè)的重要內(nèi)容，自來水廠、城市給水和排水管網(wǎng)、污水處理廠等是城市的基礎(chǔ)設(shè)施，也是水污染控制的重要手段。 人們從江、河湖、海以及地下含水層中取得原水，經(jīng)過一定的凈化過程達(dá)到人們使用要求后輸送給各種用戶，此稱為給水工程；水經(jīng)過人們使用后被污染成為廢水，廢水經(jīng)過收集、處理后又重新回到天然水體，此稱為排水工程。給水工程和排水工程共同完成水的社會循環(huán)。 過去由廢水排放造成的污染沒有今天這樣嚴(yán)重，加上過

20、去原水的水質(zhì)、處理方法與廢水有很大的差別，因此人們傳統(tǒng)意識上對給水與排水、給水與污染控制關(guān)系的認(rèn)識存在著較大的偏差。 隨著全世界范圍內(nèi)出現(xiàn)日益嚴(yán)重的水污染、水資源短缺問題，人們在更大范圍、更高深度上認(rèn)識到了給水與排水、給水與水污染控制之間的密切關(guān)系：由于廢水沒有得到妥善收集和處理，造成了天然水體的廣泛而嚴(yán)重的污染，世界上已經(jīng)很難找到十分清潔的原水，在許多地區(qū)的給水水源由于嚴(yán)重污染被迫棄用，污染的原水使得傳統(tǒng)的給水處理無法達(dá)到人們既定的水質(zhì)要求，自來水中含有大量對人體有害的污染物，給水工程前所未有地嚴(yán)重受到排水工程的制約。人們進(jìn)一步認(rèn)識到：應(yīng)該按照系統(tǒng)工程學(xué)的原理考察和分析給水與廢水的關(guān)系，水污

21、染控制是給水和排水必須解決的共同任務(wù)；嚴(yán)重污染的原水類似于稀釋的廢水，過去在廢水處理上常用的處理方法不再屬于廢水處理所獨(dú)有，生物濾池、生物接觸氧化和生物硝化在給水中越來越廣泛地被使用。同時，人們認(rèn)識到：廢水的根本起源在于給水，做好節(jié)約用水和水的回用工作是廢水的收集和處理的切實(shí)保證，也是減輕水體污染、保證給水處理出水水質(zhì)的必要前提。第二節(jié) 水污染控制工程引述 一、技術(shù)路線 水污染是所有環(huán)境污染中最為重要的種類，對國民經(jīng)濟(jì)和人民生活的影響最為嚴(yán)重。水圈是自然界中四大循環(huán)圈之一，水是一切生命賴生存的基礎(chǔ)，對工業(yè)來說，水被喻為是不可缺少血液。水污染控制工程就是要妥善處理和處置人類活動中所產(chǎn)生的廢水，減

22、少或消除對環(huán)境主要是水體的污染。 水污染控制技術(shù)從技術(shù)路線大體可以劃分為二類：第一類是廢水中的雜質(zhì)在排入環(huán)境（主要指水體）以前，用物理、化學(xué)、物理化學(xué)或生化等方法去除掉。這就意味著必須建立污水處理廠或車間，配備一整套處理設(shè)施。對工業(yè)廢水來說，如何改進(jìn)原有生產(chǎn)工藝，盡量減少水中污染物濃度和廢水量，也包括在這一類中。第二類是在受納水體環(huán)境容量容許下的前提下進(jìn)行排放控制，確定排放形式、排放位置，利用自然界的水體自凈能力進(jìn)行處理。第二類技術(shù)必須建立在兩個前提下：首先必須進(jìn)行必要的預(yù)處理，一些重金屬和難降解的物質(zhì)不能直接排放，其次對受納水體的自凈能力及稀釋擴(kuò)散條件必須要有充分的研究和掌握，通常必須做水力

23、模型試驗(yàn)。廢水的排江排海工程、濕地凈化系統(tǒng)、生態(tài)工程處理系統(tǒng)等就屬于這一類。隨著水資源的日益匱乏，在廢水處理領(lǐng)域也越來越強(qiáng)調(diào)水資源的回收利用，尤其是對濃度較高的水以及含貴重金屬材料的廢水。廢水的資源回收在第一類技術(shù)和第二類技術(shù)中都應(yīng)得到體現(xiàn)。 二、廢水處理的方法和工藝 水處理工程就是使用工程手段、建造工程設(shè)備和裝置來對水質(zhì)進(jìn)行凈化處理，降低水中污染物或雜質(zhì)的含量，以滿足人們既定的使用要求和減少污水對環(huán)境的污染及危害。 水處理方法及其設(shè)備多種多樣，但它們所起的作用不外乎兩個：分離和轉(zhuǎn)化，如物理方法和物化方法主要起分離作用，而化學(xué)方法以及生物方法主要起轉(zhuǎn)化作用。在水處理系統(tǒng)中，分離和轉(zhuǎn)化緊密關(guān)聯(lián)、

24、互為因果。受其作用原理性質(zhì)的決定，每一種處理方法都有它適用的場合，如：物理法主要用于分離水中的不溶態(tài)顆粒物質(zhì)，在化工上稱為非均相分離；生物法主要用于轉(zhuǎn)化水中能夠被生物利用的溶解態(tài)和膠體態(tài)物質(zhì)；化學(xué)法采用中和、沉淀、氧化還原等改變水中污染物的性質(zhì)、存在形態(tài)等；物化方法主要用于水中離子和溶質(zhì)的分離。 在實(shí)際的水處理工程中，各種水處理方法往往組合成一個完整的工藝系統(tǒng)來完成既定的水質(zhì)凈化目標(biāo)，這種工作又稱為廢水處理工藝流程的確定。廢水性質(zhì)、廢水處理目標(biāo)是處理方法的擇用和處理流程的確定的根本依據(jù)。對于城市污水的處理和原水的凈化，人們在長期的研究和工程實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此處理方法的選擇和工藝流程的

25、確定已經(jīng)比較成熟。工業(yè)廢水種類多、變化多，因此與城市污水的處理以及原水的凈化有很大的不同，處理方法的擇用和工藝的確定必須建立在大量試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，從不成熟到逐漸完善?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異和人們對水處理的要求也是在不斷變化的，水處理方法和工藝處于不斷更新和完善之中。 有些廢水處理方法是從傳統(tǒng)的給水處理中借鑒過來的，有些是從化學(xué)工程中借鑒過來的，而廢水的生物處理裝置在微生物學(xué)工作者看來簡直類似于大型發(fā)酵池。表3-3 廢水處理方法一覽表分離法澄清法沉淀法澄清法浮選法離心法阻留法懸吸附法離子交換法膜法電滲析法反滲透法超濾法蒸餾法萃取法結(jié)晶法吹脫法轉(zhuǎn)化法化學(xué)法化學(xué)中和化學(xué)沉淀化學(xué)氧化化學(xué)還

26、原生物法自然生物法活性污泥法生物膜法厭氧生物法圖3-1 典型的給水處理工藝流程 原水 混凝 沉淀 過濾 消毒 供水圖3-2 典型的城市污水處理工藝流程圖33 對苯二酚含錳工業(yè)廢水處理工藝流程 絮凝劑 氨氣碳酸錳 活性炭 濃縮蒸發(fā) 結(jié)晶 硫酸錳產(chǎn)品 廢水 沉淀罐 中和罐 脫色釜 過濾器 復(fù)分解 水洗 碳酸錳產(chǎn)品 復(fù)分解 干燥 熱分解 二氧化錳圖34 丙烯腈生產(chǎn)工業(yè)廢水處理工藝流程丙烯腈污水 1集水池 1中和池 1事故池 混凝氣浮池 3集水池 腈綸污水 2集水池 2中和池 2事故池 水解酸化池 SBR反應(yīng)池 生物活性炭濾塔 陶粒壓濾器 出水 三、城市的廢水排放系統(tǒng)及污水量的估算。 1，城市的廢水排

27、放系統(tǒng) 城市排水的對象除生活污水和工業(yè)廢水外，還包括大氣降水。各種廢水可以合并排放，也可以分開排放，從而構(gòu)成不同體制的排水系統(tǒng)：合流制排水系統(tǒng)和分流制排水系統(tǒng)。 (1）合流制排水系統(tǒng) 它是指將生活污水，工業(yè)水和雨水混合在同一管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。最早出現(xiàn)的合流制排水系統(tǒng)，是將所要排除的臟水不經(jīng)處理直接就近排水體，優(yōu)點(diǎn)是簡潔方便，但使水體遭到污染。現(xiàn)在常采用的是截流式合流排水系統(tǒng)，這種系統(tǒng)對初期雨水可得到一定程度處理。歷史悠久的城市均具有其獨(dú)特的合流排水系統(tǒng)，如羅馬的排水渠，北京故宮的排水溝渠和江南地區(qū)的天井排水系統(tǒng)等。 合流制排水系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是：大氣降水與生活污水以及工業(yè)廢水合并排放后造成廢水量

28、過大，部分截留的合流制系統(tǒng)在雨天仍有部份合流污水直接排入水體，造成水體污染；合流制系統(tǒng)的廢水雨天、晴天的水質(zhì)和水量差異很大，妨礙了污水廠的有效運(yùn)行。 (2）分流制排水系統(tǒng) 通常將生活污水與工業(yè)廢水合并，而與大氣降水分開排放的排水系統(tǒng)稱為分流制排水系統(tǒng)，分別構(gòu)成污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)。 分流制又分為完全分流制和不完全分流制兩種，完全分流制既有廢水排水系統(tǒng)又有雨水排水系統(tǒng)，而不完全分流制則是只有廢水排水系統(tǒng)而未建雨水排水系統(tǒng)，如城市發(fā)展初期多采用不完全分流制。 采用分流制后，生活污水和工業(yè)廢水能得到徹底和有效的處理，但其缺點(diǎn)是初期雨水的直接排放對水體仍具有一定的污染。 在工廠內(nèi)部和居民樓中，也

29、存在排水的合流與分流概念。如工業(yè)企業(yè)根據(jù)產(chǎn)生的廢水性質(zhì)，實(shí)行清污分流，較清的對環(huán)境危害性較小的廢水可直接排入雨水排水系統(tǒng)，對于含有害物質(zhì)以及污染物濃度很高時，則必須在廠內(nèi)進(jìn)行分流收集和局部處理，然后排入污水排水系統(tǒng)。居民樓中產(chǎn)生的污水有糞便污水和洗滌廢水之分，它們由不同的排水管排放到戶外，而糞便污水必須經(jīng)過預(yù)處理后才允許進(jìn)入城市污水排水系統(tǒng)。 (3）混合制排水系統(tǒng) 許多城市由于歷史沿革或分期開發(fā)建設(shè)，其排水系統(tǒng)往往既有分流制又有合流制，這樣的排水體制稱為混合制。 (4）區(qū)域排水系統(tǒng) 兩個以上城鎮(zhèn)或地區(qū)的廢水通過統(tǒng)一收集和處理、排放的排水系統(tǒng)叫做區(qū)域（或流域）排水系統(tǒng)，以便能有效地進(jìn)行控制和管理

30、，屬于區(qū)域環(huán)境污染組合治理的重要組成。 2，污水量的估算 知道廢水量的大小是設(shè)計(jì)廢水排入處理系統(tǒng)的必要條件。廢水量與供水量有一定的相關(guān)性，但由于廢水產(chǎn)生的途徑各種各樣、廢水溝渠的滲漏以及人們對污水不自覺的偷排行為使得廢水量往往很難準(zhǔn)確測量和計(jì)算。通常，可以通過調(diào)查供水量、用水人口規(guī)模、工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量和產(chǎn)值以及在排污溝渠實(shí)地測量等方式來進(jìn)行污水量的估算。(1)生活污水設(shè)計(jì)流量估算1)居民區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量估算計(jì)算公式：Q1 = n.N.K總 (L/s) (31) 24×3600式中：n設(shè)計(jì)污水量標(biāo)準(zhǔn)(L/人.d)，與給水量標(biāo)準(zhǔn)、衛(wèi)生設(shè)備設(shè)置、氣候條件和 生活水平有關(guān) N設(shè)計(jì)人口數(shù)(人)，

31、與設(shè)計(jì)人口密度以及規(guī)劃排水面積相關(guān) K總污水流量的總變化系數(shù)K總K時.K日K時時變化系數(shù)，是最大時污水量與平均時污水量的比值K日日變化系數(shù)，是一年中最大日污水量與平均日污水量的比值2)工廠內(nèi)生活污水設(shè)計(jì)流量估算計(jì)算公式：Q2 = A.B.K總 (L/s) (32) 3600.T式中：A生產(chǎn)車間最大班人數(shù)(人) B車間生活污水量標(biāo)準(zhǔn)(L/人.班)。對于一般車間B取25 L/人.班，對于高 溫、臟車間B取35 L/人.班。 T每班工作時間(h) K總總變化系數(shù)，一般取2.53.53)工廠內(nèi)淋浴污水流量估算計(jì)算公式：Q3 = C.D (L/s) (33) 3600式中：C生產(chǎn)車間最大班使用淋浴的人數(shù)

32、(人) D車間淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)(L/人.班)。對于一般車間D取40 L/人.班，對于高 溫、臟車間D取60 L/人.班。 T每班工作時間(h) （2）工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量的估算 計(jì)算公式：Q4 = m.M.K總 (L/s) (34) 3600.T式中： m生產(chǎn)每單位產(chǎn)品的平均排水量（ m³） M平均日產(chǎn)量 T每日生產(chǎn)時數(shù)(h) K總總變化系數(shù) (3)雨水設(shè)計(jì)流量估算 對于合流制排水系統(tǒng)，除估算生活污水和工業(yè)廢水流量外，還需要估算雨水設(shè)計(jì)流量。雨水設(shè)計(jì)流量的確定涉及到許多復(fù)雜因素，包括當(dāng)?shù)氐慕涤炅?、暴雨特征、地形地貌、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等等。如式35是小匯水面積上典型的雨水設(shè)計(jì)流量公式。Q5 = 16

33、7A1.(1ClgP) (L/s) (35) (t1mt2b)n式中：Q5雨水設(shè)計(jì)流量(L/s) 匯水面積的徑流系數(shù) q設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度(L/s.ha) F設(shè)計(jì)匯水面積(ha) P暴雨強(qiáng)度設(shè)計(jì)重現(xiàn)期(年 ) t1設(shè)計(jì)降雨歷時(min) t2雨水在上游溝渠內(nèi)累積流行時間(min) m延緩系數(shù) A1、C、b、n為地方性經(jīng)驗(yàn)系數(shù)第三節(jié) 水處理工程概論 一、水的物理處理方法和設(shè)備 水的物理處理方法借助物理學(xué)原理，對水中污染物主要起分離作用，處理過程中并沒有改變污染物的化學(xué)性質(zhì)和賦存形態(tài)。 水的物理處理方法主要有：篩濾和阻留、重力沉降、浮選、離心。相應(yīng)的處理設(shè)備或單體構(gòu)筑物有：格柵或篩網(wǎng)、沉淀池或沉砂池、浮

34、選池或氣浮池、離心機(jī)。 1，篩濾和阻留 廢水中往往含有大量的懸浮物，在廢水處理過程中也會形成大量的絮體或污泥，采用合適的處理方法與設(shè)備對這些懸浮物進(jìn)行有效的分離不僅是廢水處理本身的需要(降低污染物濃度)，也是防止廢水處理設(shè)備和管道發(fā)生磨損、堵塞的根本需要。 廢水的篩濾和阻留就是采用多孔介質(zhì)(格柵、網(wǎng)、纖維織物)和顆粒床層對水中所含的懸浮物或污泥絮體進(jìn)行分離的一種物理處理方法。水的篩濾和阻留方法在水處理中被廣泛使用：給水處理中采用木制格柵阻留水源地原水中的大塊懸浮物(浮游植物、垃圾以及魚蝦等)；城市污水處理廠在泵站和沉砂池前設(shè)置各種規(guī)格的格柵以去除大塊懸浮物并保護(hù)污水泵和防止管道堵塞；屠宰廠和造

35、紙廠廢水處理中在沉淀池前使用金屬篩網(wǎng)對廢水中毛發(fā)和纖維進(jìn)行有效分離，并回收毛發(fā)與紙漿纖維；給水和廢水處理后期常采用砂濾池對水質(zhì)進(jìn)行深度凈化等。另外，工業(yè)廢水的處理中使用微孔管進(jìn)行固液分離也是篩濾和阻留的應(yīng)用。圖35 篩濾和阻留設(shè)備示意圖(a)雙向流金屬篩網(wǎng)旋轉(zhuǎn)細(xì)格柵 (b)普通砂濾池 (c)機(jī)械格柵 在城市污水處理中，最常用的篩濾、阻留設(shè)備是格柵。按照格柵的清渣方式，格柵分為人工格柵和機(jī)械格柵兩種。人工格柵一般應(yīng)用在廢水量較小、清污工作量不大的場合，大中型污水處理廠一般均使用機(jī)械格柵。 在水處理中，格柵型式的選擇至關(guān)重要。按照格柵柵條間距大小，通常將格柵分為粗格柵和細(xì)格柵兩種基本類別。依據(jù)水處

36、理工藝流程，格柵一般按照先粗、后細(xì)的原則進(jìn)行設(shè)置。格柵柵條間距依據(jù)原廢水水質(zhì)來確定，同時也就決定了處理效果。分離后的柵渣含水率為80左右，容重約為960 kg/m3。城市污水處理中產(chǎn)生的柵渣含有較多有機(jī)物質(zhì)，容易腐化，必須及時收集和妥善處置。 2，重力沉降 重力沉降又稱為沉淀，其本質(zhì)是水中固體顆粒在重力的作用下通過沉降逐漸改變了原有的位置而沉到水底，從水中分離出來。 (1)水中單個顆粒的沉降過程分析 單個固體顆粒在水中受到三個力的作用：重力Fg、浮力Fb和粘性阻力Fd。由于固體顆粒密度s和水密度L的不同，在合力的作用下，顆粒向下作加速運(yùn)動，而隨著速度的增加，F(xiàn)d也相應(yīng)增加，直到最后三力平衡，此

37、時顆粒將作勻速運(yùn)動：FgFbFd=s.V.g (36)FbL.V.g (37)Fd.A.( L.us2/2) (38)s.V.gL.V.g.A.( L.us2/2) (39)式中： s顆粒密度 L水的密度 V顆粒的體積 A顆粒的水平投影面積 G重力加速度 阻力系數(shù) us 顆粒在水中的運(yùn)動速度 在沉淀設(shè)備中，流體的雷諾數(shù)(Re)很低，流體基本處于層流狀態(tài)，在這種情況下，用CD24/Re代入牛頓方程，便得到了Stokes公式：v = d2.g(sL) (L/s) (310) 18µ 式中： v顆粒沉淀速度(m/s) d顆粒直徑(mm) µ水的動力粘度 式310是表示單個球形顆粒

38、在水中的沉速與一些因素關(guān)系的數(shù)學(xué)式，長期以來都作為固體顆粒在水中沉降的基本公式。但是，它包含有不可克服的局限性：如對顆粒的一系列理想假定，廢水中含有的固體顆粒是在大小、形狀、密度等方面都不相同的顆粒群，上述公式的推導(dǎo)條件和廢水的實(shí)際情況之間存在一定差距。 Stokes公式表明，影響顆粒分離的首要條件是顆粒與水的密度差：當(dāng)s<L時，v將為負(fù)值，即顆粒將上浮，v為上浮速度。因此，沉淀理論在原則上對上浮過程也是適用的。當(dāng)sL時，v0，亦即顆粒既不下沉也不上浮，而真正“懸浮”于水中，這樣的固體顆粒是不能用自然沉淀或自然浮選法去除的。 其次，從公式310中還可知：沉速v與顆粒直徑d的平方成正比、與

39、水的粘度系數(shù)µ成反比，而µ隨水溫的升高而降低。因此，加大顆粒的直徑和提高水溫將有助于顆粒的沉降。同時，提高水溫可降低水的密度，也可以加速顆粒的沉淀。 (2)水中懸浮固體的沉淀類型 水中懸浮固體的沉降是無數(shù)固體顆粒沉降的宏觀集合。根據(jù)水中可沉顆粒的性質(zhì)、凝聚性能的強(qiáng)弱以及粘度的高低，懸浮固體的沉淀可分為四種類型。自由沉淀又稱為離散沉淀。水中固體顆粒的濃度低，而且不具有凝聚性，在沉淀過程中固體顆粒不改變形狀、尺寸，也不會相互結(jié)合，而是各自獨(dú)立地完成沉淀過程。城市污水處理中懸浮固體在沉砂池和初沉池的初期的沉淀即屬于此類。自由沉淀符合Stokes公式。絮凝沉淀水中的懸浮固體濃度不高

40、，但具有凝聚性質(zhì)，在沉淀過程中顆粒之間相互結(jié)合成更大的顆?；蛐躞w，沉淀過程中其沉速是變化的(逐漸加快)。城市污水處理中懸浮固體在初沉池的后期和二沉池的初期的沉淀即屬于此類型。集團(tuán)沉淀也稱為成層沉淀或受阻沉淀。當(dāng)水中懸浮顆粒的濃度提高到一定程度后，每個顆粒的沉降將受到周圍顆粒的干擾，沉速有所降低。如顆粒濃度進(jìn)一步提高，則顆粒之間的影響加劇，造成沉速大的顆粒也無法先行沉降。在聚合力的作用下，顆粒群成稱為一個整體各自保持相對不變的位置共同下沉。水與顆粒群之間形成清清晰的界面，顆粒的沉淀實(shí)際上宏觀表現(xiàn)為這個界面的沉降?；钚晕勰嘣诙脸氐暮笃谝约皾饪s池的前期的沉淀即屬于此類型。壓縮沉淀水中懸浮顆粒的濃度

41、很高，固體顆粒之間相互接觸、支撐，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙的水被擠出，成為上清液，沉淀下來的污泥得到濃縮。圖36 各種沉淀的發(fā)生區(qū)域 0固體 自由沉淀區(qū) 絮凝沉淀區(qū) 成層沉淀區(qū) 0固體 壓縮沉淀區(qū) 強(qiáng)絮凝顆粒 分散顆粒 (3)理想沉淀池的概念和淺層沉淀原理 在分析懸浮固體在沉淀池內(nèi)的沉淀規(guī)律時常常提出理想沉淀池的概念，由此推斷沉淀分離效果，并指導(dǎo)沉淀池的設(shè)計(jì)。 理想沉淀池的假定條件有如下幾點(diǎn)： 污水進(jìn)入沉淀池后，懸浮固體沿進(jìn)水區(qū)的過水?dāng)嗝嫔暇鶆蚍植迹?顆粒的水平流速v相同； 顆粒以等速u沉降； 顆粒一旦沉到污泥區(qū)，便不再上浮圖37 理想沉淀池模式圖 當(dāng)某一固體顆粒進(jìn)入沉淀池后其運(yùn)動

42、軌跡為水平方向水流速度v和垂直方向沉淀速度u的矢量和。圖中u0是顆粒的最小沉淀速度或稱為臨界沉速，即：在既定的沉淀時間內(nèi)位于進(jìn)水區(qū)水面上的顆粒恰好沉降到污泥區(qū)與出水區(qū)的交界處。從顆粒沉淀軌跡分析可知：v/u0L/H。 從圖37中可以看出：沉速的顆粒在沉淀過程中全部沉降到污泥區(qū)被去除；沉速< u0的顆粒在沉淀時間內(nèi)只有部分地沉降到污泥區(qū)被去除，其去除的比例和u的高低、該顆粒在進(jìn)水區(qū)水流斷面上的位置(高度)有關(guān)：u越大、顆粒在進(jìn)水區(qū)越接近水面，則其被去除的比例就越高。理想沉淀池的總沉淀效率計(jì)算公式如下： = (1P0) 1 uo udP (%) (311) uo 0 式中：總沉淀效率() P

43、0沉速小于u0的顆粒在全部懸浮顆粒中所占的質(zhì)量百分比() u小于u0的沉速(m/s) dP沉速小uo的顆粒在Po中占有的質(zhì)量百分比(%) 在沉淀池設(shè)計(jì)中，通常將單位表面積的沉淀池所通過的水量稱為沉淀池的表面負(fù)荷率q0 。即：q0Q/A 式中：Q污水流量(m3/h) A沉淀池表面積(m2) 從理想沉淀池的分析可知：q0Q/Au0.A/A=uo 因此，q0和u0是數(shù)值上相等、物理概念和單位不同的兩個參數(shù)。 從理想沉淀池的基本模型可知：在其它條件和設(shè)計(jì)參數(shù)不變的情況下，將沉淀池沿深度方向上分成n格變成n個淺層沉淀池，顆粒的沉淀深度變?yōu)樵瓉淼?/n，沉淀池的表面積增加到原來的n倍，則：在保證沉淀效率不

44、變的情況下，沉淀池的處理流量可以提高到原來的n倍；在相同的處理流量下，沉淀效率可以提高。也就是說：沉淀池的工作能力與沉淀池的表面積成正比，與沉淀池的沉淀深度成反比，淺層沉淀池可以獲得更高的處理能力和更好的處理效果，這就是淺層沉淀池概念的本質(zhì)所在。(4)沉淀池類型和強(qiáng)化沉淀效率的途徑 根據(jù)沉淀池內(nèi)的水流方向，沉淀池通常有：平流沉淀池、豎流沉淀池和輻流沉淀池三種基本型式。如圖38所示。圖38 沉淀池的水流方向 (a)平流 (b)豎流 (c)輻流 平流沉淀池和豎流沉淀池一般適用于中小處理水量的場合，其中豎流沉淀池具有占地少、深度大的特點(diǎn)，應(yīng)用于地質(zhì)情況較好、地下水位較低的地區(qū)；大中型污水廠則廣泛采用

45、輻流沉淀池。另外，根據(jù)淺層沉淀池的原理在沉淀池內(nèi)設(shè)置斜管或斜板構(gòu)成斜管或斜板沉淀池。沉淀池的排泥也有重力排泥、泵吸排泥等不同的方式；有些沉淀池還設(shè)有機(jī)械驅(qū)動設(shè)備(中心驅(qū)動和周邊驅(qū)動)以帶動池表面的刮渣板和池底的刮泥板。圖39 機(jī)械刮泥輻流沉淀池圖310 豎流沉淀池 設(shè)計(jì)沉淀池的進(jìn)水、出水區(qū)域時，應(yīng)該注意防止水的短流、偏流和沉淀池內(nèi)出現(xiàn)死角以及防止已經(jīng)沉降的懸浮顆粒重新泛起，以保證較高的沉淀效率。采取的措施有：對進(jìn)水進(jìn)行導(dǎo)流和整流，如采用淹沒潛孔、穿孔墻、導(dǎo)流筒和導(dǎo)流窗進(jìn)水等；出水采取平口堰或鋸齒堰出水，加大出水堰長度，降低堰口單位長度的過流量和過流速度。如池面有浮渣，在出水堰前通常還需要增加浮

46、渣圍擋板，以保證出水質(zhì)量。進(jìn)水口和出水口之間的距離宜盡可能加大，通常采取長寬比(L/B)進(jìn)行控制。圖311 沉淀池溢流堰和淹沒潛孔出水示意圖 (a)平口溢流堰 (b)鋸齒溢流堰 (c)淹沒潛孔平口出水堰圖312 豎流式初沉池出水平口堰及出水槽排渣口出水槽圖313 輻流初沉池淹沒擋板式出水槽和排渣口淹沒擋板圖314 沉淀池鋸齒溢流堰鋸齒堰(a)輻流二沉池 鋸齒堰（b）自來水廠斜管沉淀池3，浮上(1)浮上法的基本概念和原理 在水處理中，往往可借助于水的浮力，使水中不溶態(tài)的污染物浮水面，然后予以撇除，從而達(dá)到凈化廢水、回收有用物質(zhì)的目的，這種方法稱浮力浮上法。 根據(jù)被分離污染物的親水性強(qiáng)弱、密度大小

47、，浮力浮上法又可分為自然浮上和氣泡浮上（簡稱“氣浮”）法和藥劑浮選法。 自然浮上法主要是用于分離粒徑大于50m的油粒，常見的處理裝置為隔油池。在斜板隔油池中，油滴上浮到斜板的內(nèi)表面并聚結(jié)形成油膜，然后在靜壓的作用下油膜沿斜板向上運(yùn)動到出口，達(dá)到與水分離的目的。由于斜板的存在縮短了油粒上浮的距離、增加了分離面積(類似于淺層沉淀池原理)。圖315 斜板隔油池 氣泡浮上法（氣浮）就是向廢水中通入空氣，產(chǎn)生足夠多、高度分散的細(xì)小氣泡，使得水中懸浮顆粒和氣泡相結(jié)合并強(qiáng)制性上浮而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。溶氣氣浮是氣浮法的重要類型，優(yōu)質(zhì)的溶汽水外觀如同稀牛奶，是水中懸浮固體上浮的良好載體。氣浮的先決條件是污染物

48、必須是疏水性的，而水中某些懸浮固體屬于親水性的(如重金屬絮體)，在氣浮之前需要進(jìn)行必要的預(yù)處理，其中親水性的細(xì)小油粒加入如硫酸鋁、三氯化鐵等混凝劑來壓縮油粒雙電層以形成較大的絮體；重金屬離子只有在投加浮選藥劑把親水性污染物變?yōu)槭杷晕廴疚锖螅拍苷掣皆跉馀萆?，然后浮升至水面加以去除。浮選劑還有增加氣泡密度和穩(wěn)定性的作用，通常把投加浮選劑與氣浮相結(jié)合的方法稱“藥劑浮選法”。 浮選劑多數(shù)由兩親分子(含有極性基和非極性基)所組成，如硬脂酸、苯磺酸鹽等表面活性劑；松香油、石油和煤油等。疏水性物質(zhì)(如乳化油)也會吸引兩親分子，由于雙電層的作用以及水化作用而呈現(xiàn)穩(wěn)定的體系，被稱為乳化現(xiàn)象。此時，應(yīng)加入破乳

49、劑進(jìn)行破乳，常用的無機(jī)混凝劑可以作為破乳劑。應(yīng)用實(shí)例：某機(jī)床廠排放大量乳化液，COD高達(dá)5000 mg/L左右，采用鹽析混凝法破乳，藥劑有氯化鈉、氯化鋁和氯化鈣，單獨(dú)使用氯化鈉、氯化鋁和氯化鈣時出水COD分別為1057 mg/L、524 mg/L和1070 mg/L，而采用復(fù)合混凝劑(堿式氯化鋁明礬PAM)后可以將出水COD降低到400 mg/L以下，并且混凝劑用量大大減少。乳化液配方越來越復(fù)雜，除潤滑油外還含有防銹、防腐與增溶等成分，因此選用復(fù)合混凝劑效果更佳。(2)氣浮法類型和系統(tǒng) 氣浮根據(jù)氣泡的產(chǎn)生方式可以分為電解氣浮、分散空氣氣浮和溶氣氣浮三種。 電解氣?。和ㄟ^電解作用在兩極產(chǎn)生大量的

50、氣泡(氧氣、氫氣等)。電解氣浮具有氣泡細(xì)小、水力狀態(tài)穩(wěn)定的特點(diǎn)，特別適用于結(jié)構(gòu)松散的污泥絮體的氣浮(如金屬氫氧化物的礬花)。 分散空氣氣?。和ㄟ^微孔板將空氣分散于水中，優(yōu)點(diǎn)是裝置簡單、維護(hù)容易，但：氣泡較大、上升速度快(與固體顆粒的接觸時間短、接觸面積小)、水力紊動大，不適用于結(jié)構(gòu)松散的絮體分離。 溶氣氣浮是將空氣在一定壓力下溶解于水，并達(dá)到過飽和的狀態(tài)，然后讓其減壓釋放出來，形成氣泡。此類氣浮使用極為廣泛，是目前采用的主要方法。優(yōu)點(diǎn)：氣泡微小、大小均勻、密度高；氣泡上升速度慢，水力狀況穩(wěn)定，特別適用于松散和細(xì)小的懸浮顆粒分離。圖316 電解氣浮裝置進(jìn)水 整流 電極 出渣 分離 集水 出水 排

51、泥 刮渣 水位調(diào)節(jié)圖317 分散空氣氣浮裝置圖318 溶氣氣浮裝置 在溶氣氣浮系統(tǒng)中，加壓溶氣氣浮法的應(yīng)用最廣泛。溶氣水的制作可以通過溶氣罐或高效射流器實(shí)現(xiàn)。(3)氣浮法處理污水的特點(diǎn)能夠有效地分離那些不能或難于沉淀的懸浮固體，如紙漿纖維、羊毛脂、油污、膨脹的活性污泥以及低濁含藻的水質(zhì)。氣浮池的表面負(fù)荷率可達(dá)到12 m3/m2.h，較一般沉淀法大得多(沉淀池僅為：1.03.0m3/m2.h)；停留時間為0.5 h以內(nèi)(沉淀池為13 h)，因此池子的基建投資小、占地少，在用地緊張的場合下較適用。氣浮后，污泥的含水率低，一般為97以下，污泥中氧含量較高，不易腐化。工藝過程復(fù)雜，操作繁瑣且要求高，電耗導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用較高。二、水的化學(xué)處理方法和設(shè)備 水的化學(xué)處理方法主要有：化學(xué)混凝、化學(xué)中和、化學(xué)沉淀、化學(xué)氧化和化學(xué)還原。相應(yīng)的處理設(shè)備或單體構(gòu)筑物有：混凝反應(yīng)裝置、中和池、化學(xué)沉淀和氧化還原槽等。 1，化學(xué)混凝 (1)化學(xué)混凝的基本概念和原理 化學(xué)混凝法的主要處理對象是水中的膠體污染物。膠體污染物是水中污染物的重要組成，但由于其穩(wěn)定性而難于從水中分離。造成膠體穩(wěn)定性的原因主要有：膠體的布朗運(yùn)動、顆粒之間的靜電斥力以及顆粒表面的水化作用。 大顆粒的懸浮物如泥沙，每一顆粒從各不同方向受到水分子同時撞擊的次數(shù)很多，各方向的撞擊力可以平衡抵消，且因