水污染治理基本方法課件

1、第二章 水污染治理基本方法第一節(jié) 污水的物理處理第二節(jié) 污水的化學(xué)處理第三節(jié) 污水的生物處理廢水中污染物的存在形態(tài)廢水中污染物構(gòu)成各種污染指標(biāo):如COD TP TN SS等可沉降態(tài)（100m)膠體態(tài)和超膠體態(tài)(0.08-100 m)溶解態(tài)( 40mm細(xì)格柵條間隙l030mm密格柵柵條間隙 10mm按清渣方式分人工清渣格柵主要是粗格柵機(jī)械清渣格柵機(jī)械清渣表2-1格柵的分類 GL型格柵除污機(jī)上海石洞口污水處理廠上海嘉定水質(zhì)凈化廠曝氣沉砂池前細(xì)格柵格柵柵條斷面形狀過(guò)格柵渠道的水流流速污水過(guò)柵條間距的流速矩形圓形方形圓形的水利條件較方形好，但剛度較差。目前多采用斷面形式為矩形的柵條。3 篩 網(wǎng) 篩網(wǎng)廣

2、泛用于紡織、造紙、化纖等類的工業(yè)廢水處理。近年城市污水處理中也越來(lái)越多地使用篩網(wǎng)。主要優(yōu)點(diǎn)：可截留所有對(duì)后續(xù)處理構(gòu)成困難的纖維狀污染物，減少后續(xù)設(shè)備的維護(hù)工作量；可截留大顆粒的有機(jī)污染物，減小初次沉淀池的污泥量，有時(shí)為有利于脫氮除磷還可不設(shè)初沉淀池，同時(shí)，還可使后續(xù)處理中的污泥更均質(zhì)，既利于污泥的農(nóng)用，也利于污泥消化，使消化池浮渣蓋的形成減輕。篩網(wǎng)按網(wǎng)眼尺寸分為粗篩網(wǎng)絡(luò)（1mm）、中篩網(wǎng)（10.05mm）和微篩網(wǎng)（0.05mm），城市污水處理中，常采用粗、中篩網(wǎng)。 作用用于廢水處理或短小纖維的回收型式振動(dòng)篩網(wǎng)水力篩網(wǎng)篩網(wǎng)（二） 粒狀材料過(guò)濾 在水處理過(guò)程中，過(guò)濾一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留

3、水中懸浮雜質(zhì)，從而使水獲得澄清的工藝過(guò)程，采用的過(guò)濾材料一般稱濾料。 過(guò)濾的作用主要是去除水中的懸浮或膠態(tài)雜質(zhì)，特別是能有效地去除沉淀技術(shù)不能去除的微小粒子和細(xì)菌等，對(duì)BOD5和COD等也有某種程度的去除效果。多用于污水的深度處理，包括中水處理。污水處理工程中的過(guò)濾是由過(guò)濾池實(shí)現(xiàn)的。某些煉油廠，在含油廢水經(jīng)氣浮或混凝沉淀后，再通過(guò)過(guò)濾池做進(jìn)一步處理。 1 過(guò)濾機(jī)理2 濾池的分類 3 濾池的構(gòu)造1. 過(guò)濾機(jī)理 過(guò)濾過(guò)程是：當(dāng)污水進(jìn)入濾料層時(shí)，較大的懸浮物顆粒被截留下來(lái)，而較微細(xì)的懸浮顆粒則通過(guò)與濾料顆粒或已附著的懸浮顆粒接觸，出現(xiàn)吸附和凝聚而被截留下來(lái)。一些附著不牢的被截留物質(zhì)在水流作用下，隨水

4、流到下一層濾料中去。過(guò)濾池分離懸浮顆粒的過(guò)程涉及多種因素，其機(jī)理一般分為三類，即遷移機(jī)理、附著機(jī)理和脫落機(jī)理。 2 . 濾池的分類 (1) 按濾速大小，可分為慢濾池( 4 mh)、快濾池(410 mh)和高速濾池(10 60 mh)；(2) 按水流過(guò)濾層的方向，可分為上向流、下向流、雙向流、徑向流等；(3) 按濾料種類，可分為砂濾池、煤濾池、煤-砂濾池等；(4) 按濾料層數(shù)，可分為單層濾池、雙層濾池和多層濾池；(5) 按水流性質(zhì)，可分為壓力濾池(水頭1525m)和重力濾池(水頭為45m)；(6) 按進(jìn)出水及反沖洗水的供給和排出方式，可分為普通快濾池、虹吸濾池、無(wú)閥濾池等。3 . 濾池的構(gòu)造 快

5、濾池一般用鋼筋混凝土建造，池內(nèi)有排水槽、濾料層、墊料層和配水系統(tǒng)；池外有集中管廊，配有進(jìn)水管、出水管、沖洗水管、沖洗水排出管等管道及附件。 圖2-9 快速濾池原理圖 單層濾料濾池 雙層濾料濾池 三層濾料濾池 2-10 特 征 數(shù) 值 范 圍典型值雙層濾料 無(wú)煙煤 深度/mm有效粒徑/mm不均勻系數(shù) 砂深度/mm有效粒徑/mm不均勻系數(shù)濾速/L/(m2.min)三層濾料 無(wú)煙煤 深度/mm有效粒徑/mm不均勻系數(shù) 砂深度/mm有效粒徑/mm不均勻系數(shù) 石榴石或鈦鐵礦粒深度/mm有效粒徑/mm不均勻系數(shù)濾速/L/(m2.min)3006000.82.01.31.81503000.40.81.21.

6、6804002005001.02.01.41.82004000.40.81.31.8501500.20.61.51.8804004501.21.63000.551.52004001.41.62500.51.61000.31.6200 表2-3 雙層及多層濾料濾池的設(shè)計(jì)參數(shù) 二、污水的重力分離處理（一）沉淀分類（二）沉砂池 1沉砂池的作用、位置 2沉砂池的工作原理 3沉砂池分類 4沉砂池工程設(shè)計(jì)原則與主要參數(shù) （三）沉淀池 1.沉淀池組成 2.沉淀池種類與作用 3.沉淀池的運(yùn)行方式 4.設(shè)計(jì)原則及參數(shù) 污水中許多懸浮固體的密度比水大，在水中它們可以自然地下沉，利用這一原理進(jìn)行的污水固液分離過(guò)程稱

7、為沉淀。沉淀法是水處理中最基本的方法之一。 污水處理的重力固液分離(沉淀)裝置一般分為兩類：一類是沉淀無(wú)機(jī)固體為主的裝置，通稱為沉砂池；另一類是沉淀有機(jī)固體為主的裝置，通稱沉淀池。 沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達(dá)到固液分離的一種過(guò)程。 沉淀處理工藝的四種用法 沉砂池：用以去除污水中的無(wú)機(jī)性易沉物初次沉淀池：較經(jīng)濟(jì)的去除懸浮有機(jī)物，減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷二次沉淀池：用來(lái)分離生物處理工藝中產(chǎn)生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。污泥濃縮池：將來(lái)自初沉池及二沉池的污泥進(jìn)一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸及處理費(fèi)用等。沉淀處理工藝四種用法

8、：1用于廢水的預(yù)處理 沉砂池是典型的例子。沉砂池是用以去除污水中的易沉物(如砂粒)。2用于污水進(jìn)入生物處理構(gòu)筑物前的初步處理(初次沉淀池) 用初次沉淀池可較經(jīng)濟(jì)的去除懸浮有機(jī)物，以減輕后續(xù)生物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷。3用于生物處理后的固液分離(二次沉淀池)主要用來(lái)分離生物處理工藝中產(chǎn)生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。4用于污泥處理階段的污泥濃縮 是將來(lái)自初沉池及二沉池的污泥進(jìn)一步濃縮，以減小體積，降低后續(xù)構(gòu)筑物的尺寸及處理費(fèi)用等。自由沉淀懸浮顆粒濃度不高；沉淀過(guò)程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀，顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過(guò)程中，顆粒的物理性質(zhì)不變。發(fā)生在沉砂池中。根據(jù)水中

9、懸浮顆粒的凝聚性能和濃度，沉淀可分成四種類型 懸浮顆粒濃度不高；沉淀過(guò)程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線。沉淀過(guò)程中，顆粒的質(zhì)量、形狀、沉速是變化的。化學(xué)絮凝沉淀屬于這種類型。絮凝沉淀區(qū)域沉淀或成層沉淀壓縮沉淀懸浮顆粒濃度較高（5000mg/L以上）；顆粒的沉將受到周圍其它顆粒的影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一個(gè)整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發(fā)生。懸浮顆粒濃度很高；顆粒相互之間已擠壓成團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，互相接觸，互相支承，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池污泥斗中及濃縮池中污泥的濃縮過(guò)程

10、存在壓縮沉淀。1.沉砂池一般位于泵站之前或初沉池之前，用以分離水中較大的無(wú)機(jī)顆粒，如砂子、煤渣等。 以使水泵、管道免受磨損和阻塞；以減輕沉淀池的無(wú)機(jī)負(fù)荷；改善污泥的流動(dòng)性，以便于排放、輸運(yùn)。2.分類：按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式、豎流式、離心式、旋流式（曝氣沉沙池）等。 （二）沉砂池沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的幾種型式從污水中去除砂子、煤渣等比重較大的無(wú)機(jī)顆粒，以免這些雜質(zhì)影響后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。平流式、豎流式、曝氣沉砂池以重力或離心力分離為基礎(chǔ)，即將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的無(wú)機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走。曝氣沉砂池剖面示意集砂槽曝氣管佛山市南海區(qū)

11、西樵污水處理廠土建基本完成的細(xì)格柵和曝氣沉沙池 上海嘉定水質(zhì)凈化廠（三） 沉淀池 沉淀池是分離懸浮物的一種常用構(gòu)筑物。按在污水處理流程中所處的位置，可分為初次沉淀池和二次沉淀池。 初次沉淀池設(shè)置在沉砂池之后，某些生物處理構(gòu)筑物之前，其作用主要去除有機(jī)固體顆粒，一般可去除污水中懸浮固體40%55%，同時(shí)也可去除懸浮性BOD5，一般為總BOD5的20%30%，因而可降低生物處理構(gòu)筑物的有機(jī)負(fù)荷。 二次沉淀池設(shè)置在生物處理構(gòu)筑物之后，沉淀生物處理構(gòu)筑物出水中的微生物固體，與生物處理構(gòu)筑物共同構(gòu)成處理系統(tǒng)。 沉淀池按構(gòu)筑形式形成的水流方向可分為平流式、豎流式和輻流式三種。 沉淀池按使用功能分生物處理法

12、中的預(yù)處理，去除約30%的BOD5，55%的懸浮物。生物處理構(gòu)筑物后，是生物處理工藝的組成部分。初次沉淀池二次沉淀池沉淀池按水流方向分平流式輻流式豎流式池型：長(zhǎng)方形一端進(jìn)水另一端出水貯泥斗在池進(jìn)口池內(nèi)水流由下向上池內(nèi)水流向四周輻流池型：多為圓形，有方形或多角形池中央進(jìn)水，池四周出水貯泥斗在池中央沉淀池三種流態(tài)沉淀池特點(diǎn)與適用條件沉淀池由五部分組成：進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)的功能是使水流的進(jìn)入與流出保持平穩(wěn)，以提高沉淀效率。沉淀區(qū)貯泥區(qū)貯存、濃縮與排放污泥。緩沖區(qū)避免水流帶走沉在池底的污泥。沉淀池由五部分組成緩沖區(qū)沉淀池的運(yùn)行方式連續(xù)式污水中可沉顆粒的沉淀在流過(guò)水池時(shí)完成，這是可沉顆粒受到重力所造成的沉速

13、與水流流動(dòng)的速度兩方面的作用。污水連續(xù)不斷地流入與排出污水中可沉淀的懸浮物在靜止時(shí)完成沉淀過(guò)程，由設(shè)置在沉淀池壁不同高度的排水管排出。工作過(guò)程：進(jìn)水、靜止、排水間歇式清河污水處理廠沉淀池 北倉(cāng)污水處理廠 二號(hào)沉淀池在進(jìn)行模板安裝工作 佛山市南海區(qū)西樵污水處理廠土建施工中的反應(yīng)池和沉淀池全景 張家口主城區(qū)污水處理廠 中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池示意圖進(jìn)水出水排泥輻流式沉淀池（樂(lè)百氏食品廢水）上海嘉定水質(zhì)凈化廠輻流式初沉池上海嘉定水質(zhì)凈化廠輻流式二沉池第二節(jié) 污水的化學(xué)處理一、化學(xué)混凝 1.混凝原理 2.混凝劑和助凝劑二、中和法 1.投加法 2.過(guò)濾法三、化學(xué)沉淀法四、氧化還原法 污水的化學(xué)處理是

14、利用化學(xué)反應(yīng)的作用以去除水中的雜質(zhì)。 處理對(duì)象主要是污水中無(wú)機(jī)的或有機(jī)的(難于生物降解的)溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。 常用的化學(xué)處理方法有化學(xué)混凝、中和法、化學(xué)沉淀法和氧化還原法。一、化學(xué)混凝法1.混凝原理 2.混凝劑和助凝劑混凝過(guò)程示意圖加入混凝劑形成微?；蛭⑿跄w，這些微絮凝體沉降性能較差加入絮凝劑沉降性好的粗大絮體凝聚絮凝水體中呈穩(wěn)定狀態(tài)的膠體物質(zhì)膠體膠體脫穩(wěn)、碰撞絮體成長(zhǎng)1. 混凝原理 化學(xué)混凝處理的對(duì)象主要是水中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。2. 混凝劑和助凝劑1） 混凝劑要求混凝劑效果良好對(duì)人體健康無(wú)害價(jià)廉易得使用方便凝聚是瞬時(shí)的，所需的時(shí)間是將化學(xué)藥劑擴(kuò)散到全部水中的時(shí)間。絮凝則與凝聚作用不

15、同，它需要一定的時(shí)間讓絮體長(zhǎng)大，但在一般情況下兩者難以截然分開。混凝劑(coagulant)：一般把能起凝聚與絮凝作用的藥劑統(tǒng)稱為混凝劑。助凝劑(coagulant aids)：當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時(shí)，可投加某類輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。 混凝劑 混凝沉降(或浮上)法是目前國(guó)內(nèi)外普遍用來(lái)提高水質(zhì)的一種既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)便的方法?；炷齽┌凑栈炷龣C(jī)理的不同，可分為凝聚劑和絮凝劑兩大類。 凝聚劑主要為無(wú)機(jī)鹽電解質(zhì)。工業(yè)上常用的凝聚劑多為陽(yáng)離子型。凝聚劑可分為以下類型。 無(wú)機(jī)鹽：如硫酸鋁和硫酸鋁鉀，俗稱明礬、硫酸鐵和硫酸亞鐵、碳酸鎂、鋁酸鈉、氯化鐵和氯化鋁、氯化鋅等。 金屬氫氧化

16、物：如氫氧化鋁Al(OH)3、氫氧化鐵Fe(OH)3、氫氧化鈣Ca(OH)2或石灰等。聚合無(wú)機(jī)鹽：是一類高效凝聚劑，主要是聚合鋁、聚合鐵。 絮凝劑為有一定線形長(zhǎng)度的高分子有機(jī)聚合物。絮凝劑的種類很多，按其來(lái)源可分為天然的和合成的兩大類，按官能團(tuán)分類主要有：陰離子、陽(yáng)離子和非離子三大類型。 天然高分子絮凝劑主要有淀粉、單寧、纖維素、藻朊酸納、古爾膠、動(dòng)物膠和白明膠等。 人工合成的絮凝劑中，用的最為廣泛的要屬聚丙烯酰胺及其衍生物。 主要混凝劑2）助凝劑（1）pH調(diào)整劑常用的pH調(diào)整劑包括石灰、硫酸、氫氧化鈉、碳酸鈉等。（2）絮體結(jié)構(gòu)改良劑如活性硅酸、粘土等。（3）氧化劑可投加氯氣、次氯酸鈉、臭氧等

17、氧化劑來(lái)破壞有機(jī)物，以提高混凝效果。二、中 和 法 使用酸和堿為工業(yè)原料的工廠往往要排放酸性污水和堿性污水。酸性和堿性污水的處理常用的就是中和法。如果同一工廠或相鄰工廠同時(shí)有酸性污水和堿性污水，可以先讓兩種污水相互中合，然后再加中和劑中和剩余的酸或堿，從而達(dá)到以廢治廢，降低處理成本的目的。 中和劑能制成溶液或料漿時(shí)，可用投加法；中和劑為塊料時(shí)，可用過(guò)濾法。用煙道氣中和堿性污水時(shí)，可在塔式反應(yīng)器中接觸中和。常用的堿性中和劑有石灰、電石渣、石灰石和白云石等。常用的酸性中和劑有廢酸、粗制酸和煙道氣等。1. 投加法 常用藥劑是石灰、電石渣、石灰石等，有時(shí)也采用苛性鈉和碳酸鈉。 中和藥劑的投加量，可按化

18、學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行估算。 石灰常使用熟石灰，配制成石灰乳液，濃度在10左右，反應(yīng)在池中進(jìn)行。 石灰量多時(shí)，可用生石灰。 為了防止產(chǎn)生沉淀，石灰乳槽均裝有攪拌設(shè)備。2. 過(guò)濾法 石灰石或白云石作中和劑時(shí)常呈粗粒狀，可作濾料，故用過(guò)濾法。三、化學(xué)沉淀法 化學(xué)沉淀法就是用易溶的化學(xué)藥劑，使污水中的某種離子以其難溶鹽或氫氧化物的形式析出，從而使污水達(dá)到凈化的方法。污水處理中，常用化學(xué)沉淀法除去的離子有：Hg2+、Cd2+、pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+、SO42-、PO43-等。 用易溶的化學(xué)藥劑(可稱沉淀劑)使溶液中某種離子以它的一種難溶的鹽和氫氧化物形式從溶液中析出，在化學(xué)上稱沉淀法，在化工和環(huán)境工程上稱化學(xué)沉淀法。 廢水處理中，常用化學(xué)沉淀法去除廢水中的有害離子，陽(yáng)離子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，陰離子如SO42-、PO43-。 難溶鹽和難溶氫氧化物在溶液中的離子的濃度之積(稱溶度