水的物理化學(xué)處理法課件

第3章水的物理化學(xué)處理法

第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除

第二節(jié)水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除

第三節(jié)水中溶解物質(zhì)的去除第四節(jié)水中有害微生物的去除

第3章水的物理化學(xué)處理法第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法3粗大顆粒物質(zhì)

大小約在0.1或1毫米以上

去除方法篩濾、截留、重力沉降和離心分離等

處理設(shè)備格柵、篩網(wǎng)、微濾機(jī)、沉砂池、離心機(jī)和旋流分離器等

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法3粗大顆粒物質(zhì)大小10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法4一、格柵與篩網(wǎng)

1、格柵

格柵多用于廢水前處理作業(yè)，以截留廢水中較大的懸浮物與漂流物，防止水泵、排水管以及處理設(shè)備堵塞。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法4一、格柵與篩網(wǎng)110-1月-233水的物理化學(xué)處理方法5

格柵是由金屬棒或柵條按一定間距平行排列而成。

柵條形狀有圓形、矩形、方形等

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法510-1月-233水的物理化學(xué)處理方法6清除格柵上污物的方法人工清除機(jī)械清除

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法6清除格柵上污物的方10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法7自動(dòng)機(jī)械格柵鋼繩牽引式格柵除污機(jī)回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)移動(dòng)伸縮臂式格柵除污機(jī)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法7自動(dòng)機(jī)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法82、篩網(wǎng)

用于截留與去除細(xì)小的懸浮固體雜質(zhì)。

對(duì)于水中不同尺寸的懸浮物，可以選擇不同材質(zhì)的金屬絲網(wǎng)和不同尺寸的篩網(wǎng)孔眼來(lái)去除。篩網(wǎng)過(guò)濾可用于水預(yù)處理，也可用于廢水的深度處理。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法82、篩網(wǎng)用于截留10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法9設(shè)備特點(diǎn)：

篩網(wǎng)的設(shè)備具有簡(jiǎn)便、占地較小、不必投加化學(xué)藥劑、運(yùn)行費(fèi)用低以及維修方便等特點(diǎn)。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法9設(shè)備特點(diǎn)：10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法10注意事項(xiàng)：⑴當(dāng)廢水呈酸性或堿性時(shí)，篩網(wǎng)的設(shè)備應(yīng)選用耐腐蝕材料制作。⑵篩網(wǎng)尺寸應(yīng)按需截留的微粒大小選定，最好通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。

⑶廢水中如含油類物質(zhì)，應(yīng)先除去油污，以防堵塞網(wǎng)孔。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法10注意事項(xiàng)：⑴當(dāng)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法11二、沉砂池08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法11二、沉砂池10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法12三、離心分離

用離心力分離水中懸浮顆粒的方法稱為離心分離法。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法12三、離心分離10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法13分類及應(yīng)用

按離心力產(chǎn)生的方式

水力旋流器

器旋分離器

壓力式重力式

低速離心機(jī)中速離心機(jī)高速離心機(jī)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法13分類及應(yīng)用按離第二節(jié)

水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除

第二節(jié)

水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法15一、沉淀的基本原理與類型

（一）沉淀的作用

⒈作為化學(xué)處理與生物處理的預(yù)處理；⒉用于化學(xué)處理或生物處理后，分離化學(xué)沉淀物、分離活性污泥或生物膜；⒊污泥的濃縮脫水；⒋灌溉農(nóng)田前作灌前處理。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法15一、沉淀的基本原10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法16（二）沉淀的類型

自由沉淀

絮凝沉淀

擁擠沉淀

壓縮沉淀

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法16（二）沉淀的類型10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法17（三）單體球形顆粒的自由沉淀

U-------顆粒沉降速度；ρs，ρ-------顆粒、水的密度；g-------重力加速度；d-------與顆粒等體積的圓球直徑；μ------水的動(dòng)力粘滯系數(shù)，與水溫有關(guān)。

g(ρs-ρ)d2U=18μ

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法17（三）單體球形顆10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法18（四）沉降試驗(yàn)和沉降曲線

通常要通過(guò)沉淀試驗(yàn)來(lái)判定其沉淀性能，并根據(jù)所要求的沉淀效率來(lái)取得和這兩個(gè)基本的設(shè)計(jì)參數(shù)。

沉淀時(shí)間沉降速度08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法18（四）沉降試驗(yàn)和10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法19沉降試驗(yàn)u0uhHHt0

＝u0ht0

＝uH0=1.5~2.0mφ100mm沉淀實(shí)驗(yàn)裝置08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法19沉降試驗(yàn)u0uh10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法20沉降曲線

按照試驗(yàn)結(jié)果所繪制的各參數(shù)之間的相互關(guān)系的曲線，統(tǒng)稱為沉降曲線(settlementcurve)。

對(duì)于不同類型的沉淀，它們的沉淀曲線的繪制方法是不同的。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法20沉降曲線10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法21例：自由沉淀型的沉淀曲線

Tmin20406080100E%0306090120150沉淀時(shí)間與沉淀效率關(guān)系曲線08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法21例：自由沉淀型的10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法22例：自由沉淀型的沉淀曲線

Umm/s20406080100E%00.050.100.150.200.25顆粒沉速與沉淀效率關(guān)系曲線08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法22例：自由沉淀型的10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法23Tmin20406080100E%0306090120150E-T曲線Umm/s20406080100E%00.050.100.150.200.25E-U曲線對(duì)于自由沉淀過(guò)程，E-U曲線與實(shí)驗(yàn)水深無(wú)關(guān)。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法23Tmin20410-1月-233水的物理化學(xué)處理方法24（五）理想沉淀池的工作原理

vu1vvu1u2AA’BCDE’EHLQQ沉淀區(qū)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法24（五）理想沉淀池10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法25理想的沉淀池(settler)的條件①池內(nèi)水流按水平方向流動(dòng)，各過(guò)水?dāng)嗝娴乃剿俣认嗤虎趹腋」腆w顆粒在沉淀過(guò)程中都以等速下沉；③懸浮固體顆粒在沉淀過(guò)程中的水平分速度等于水平速度；④顆粒沉到池底即認(rèn)為被去除，即不再上浮。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法25理想的沉淀池(s10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法26理想沉淀池各項(xiàng)關(guān)系式：L=VH/UO

T=L/V=H/UOW=QT=HBLqO=Q/A=UO沉淀池進(jìn)水流量與沉淀池平面面積的比值為沉淀池表面負(fù)荷率，又稱過(guò)流率

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法26理想沉淀池各項(xiàng)關(guān)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法27二、沉砂池的類型與特征

沉砂池的功能是從廢水中分離比重較大的無(wú)機(jī)顆粒

沉砂池型式：平流式、豎流式、離心式、和曝氣式。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法27二、沉砂池的類型10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法28進(jìn)水管出水管出水渠環(huán)流式（離心式）沉砂池集砂渠集油區(qū)沉砂區(qū)行車進(jìn)水管出水管曝氣沉砂池08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法28進(jìn)水管出水管出水10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法29㈠平流式沉砂池08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法29㈠平流式沉砂池10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法30㈡曝氣沉砂池

(Aerationgritsettlingtank)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法30㈡曝氣沉砂池

10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法31鏈斗式除砂機(jī)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法31鏈斗式除砂機(jī)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法32三、沉淀池的類型與特征

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法32三、沉淀池的類型10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法33各種沉淀池的比較池型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流式對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)；施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低采用多斗排泥時(shí)，操作工作量大，采用機(jī)械排泥時(shí)，機(jī)械設(shè)備和驅(qū)動(dòng)件均浸于水中，易銹蝕。適用于地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)；適用于大、中、小型污水處理廠豎流式排泥方便、占地面積小池子深度大，施工困難；對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較差；造價(jià)高，池徑不宜太大適用于水量不大的小型污水處理廠。輻流式采用機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理簡(jiǎn)單，排泥設(shè)備已有定型產(chǎn)品池內(nèi)水流不易穩(wěn)定；機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求較高。適用于地下水位較高的地區(qū)；適用于大型污水處理廠。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法33各種沉淀池的比較10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法34平流式沉淀池示意圖㈠平流式沉淀池

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法34平流式沉淀池示意10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法35㈠平流式沉淀池

⒈構(gòu)造

Q沉淀區(qū)污泥區(qū)進(jìn)水區(qū)出水區(qū)出水堰穿孔擋板導(dǎo)流板08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法35㈠平流式沉淀池10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法36⒉工作原理理想沉淀池工作原理08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法36⒉工作原理理想10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法37⒊設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)依據(jù)：UO、TO

UO計(jì)算條件：顆粒下沉?xí)r間t=水在池內(nèi)停留時(shí)間t*LHv08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法37⒊設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)依10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法38經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表面負(fù)荷q=2-3m3/(m2h)停留時(shí)間t=1.5-2.0h最大水流速V=5-7mm/s08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法38經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表面負(fù)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法39①沉淀區(qū)尺寸

長(zhǎng)度L2=vt深度h2=uOt總寬度B=A斷/h2池?cái)?shù)（n≮2）n=B/b校核：一般L2/b在2：1~5：1之間08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法39①沉淀區(qū)尺寸長(zhǎng)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法40②污泥區(qū)容積

Q---廢水設(shè)計(jì)流量，m3/hCO和C---分別為進(jìn)水和出水的SS濃度，mg/Lγ---污泥容重，kg/m3，當(dāng)污泥主要為有機(jī)物且含水率在95%以上時(shí)，可取1000kg/m3。

T---排泥周期，一般取1-2天。Vm=Q（CO-C）100×24γ（100－P）×T08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法40②污泥區(qū)容積10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法41③進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)的設(shè)計(jì)

進(jìn)水區(qū)的長(zhǎng)L1=0.5m出水區(qū)的長(zhǎng)L3=0.3m08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法41③進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法42④池總高和總長(zhǎng)尺寸

池總高H=h1+h2+h3+h4

h1：超高，一般h1=0.3mh2：有效水深

h3：緩沖層高度，當(dāng)設(shè)有刮泥機(jī)時(shí)，h3=hm+0.3，hm為刮泥板高度，不設(shè)刮泥機(jī)時(shí)，h3取0.5mh4：污泥斗高度池總長(zhǎng)L=L1+L2+L3

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法42④池總高和總長(zhǎng)尺10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法43中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池示意圖（二）輻流式沉淀池08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法43中心進(jìn)水周邊出水10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法44（三）豎流沉淀池豎流式沉淀池示意圖進(jìn)水排泥出水08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法44（三）豎流沉淀池10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法45豎流及輻流式沉淀池設(shè)計(jì)自學(xué)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法45豎流及輻流式沉淀10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法46例3-1:

已知某工業(yè)廢水的最大流量為8640m3/d

，原水中平均懸浮固體濃度為450mg/L

，經(jīng)沉降試驗(yàn)，得如圖所示的沉降曲線?，F(xiàn)擬用平流式沉淀池進(jìn)行處理，此水中懸浮固體濃度要求不超過(guò)135mg/L

，污泥含水率為97%，試確定沉淀池的尺寸。Tmin20406080100E%01020305040607080Um/h20406080100E%024610812141608-1月-233水的物理化學(xué)處理方法46例3-1:已知10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法47例3-2:生活污水流量為500m3/h，懸浮物濃度250mg/L，由靜置沉淀實(shí)驗(yàn)可知去除率為65%時(shí)，相應(yīng)的過(guò)流率qO=1.8m/h，若要求去除率為65%，求平流式沉淀池的主要尺寸。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法47例3-2:生活10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法48（四）斜流式沉淀池

1、淺池沉降原理

hlAvuh/2lAvu2hAlvuvu108-1月-233水的物理化學(xué)處理方法48（四）斜流式沉淀10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法49

若處理水量不變，則可大大提高沉降效率；若保持原有去除率不變，相同容積的淺池的處理量大大增高。HALvuHALvu`vu08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法4910-1月-233水的物理化學(xué)處理方法502、構(gòu)造

斜板斜管沉淀池分為逆向流、同向流和橫向流三種類型

見書P65斜板沉淀池示意圖08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法502、構(gòu)造10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法513、設(shè)計(jì)計(jì)算

逆向流斜板沉淀池：已知傾角θ，板寬B，板長(zhǎng)l，水中顆粒沿水流方向的上升流速為v，受重力作用往下沉降的速度為u，顆粒沿兩者矢量之和的方向移動(dòng)，碰到斜板就認(rèn)為已被除去。abvul1l2L/nθabvul1l2L/nθ08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法513、設(shè)計(jì)計(jì)算10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法52斜板沉淀池處理水量Q=u（nlBcosθ+LB）

注意：斜板總面積的水平投影A斜≠A平沉淀池的水平面積。自學(xué)書P98例題2-5，了解設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法52斜板沉淀池處理水10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法53四、混凝（coagulation-flocculation）

處理對(duì)象：膠體狀態(tài)及難沉的懸浮物●第一個(gè)作用：使水中原有的離散微粒首先具有粘附在固體顆粒上的性質(zhì)——凝聚（coagulation）●第二個(gè)作用：使這些具有粘附性的離散微粒能夠粘結(jié)成絮體——絮凝（flocculation）混凝過(guò)程具有兩個(gè)作用：08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法53四、混凝（coa10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法54㈠混凝的基本原理1、膠體的雙電層結(jié)構(gòu)幾個(gè)概念雙電層：膠體微粒外面所吸附的陰、陽(yáng)離子層電位形成離子：膠核表面吸附的某種離子吸附層（離子層）：膠體表面吸附的可隨其移動(dòng)的離子層擴(kuò)散層：距離電位離子距離較遠(yuǎn)，不隨膠核運(yùn)動(dòng)的離子層滑動(dòng)面：固定的離子層與擴(kuò)散層之間的交界面08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法54㈠混凝的基本原10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法55電位形成離子反離子滑動(dòng)面膠團(tuán)邊界ξ電位Ψ電位膠核擴(kuò)散層膠粒吸附層陽(yáng)離子濃度陰離子濃度膠體結(jié)構(gòu)及其電位08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法55電位形成離子反離10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法562、膠體的穩(wěn)定

范德華引力：膠體間的相互吸引力（次要因素）范德華引力與顆粒間距離的六次方成反比，即顆粒越接近，斥力越大

靜電斥力：膠體的帶電性使帶相同電荷的膠體間產(chǎn)生靜電斥力（主要因素）靜電斥力與顆粒間距離的平方成反比，即顆粒越接近，斥力越大

受水分子熱運(yùn)動(dòng)的撞擊，在水中做不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，即“布朗運(yùn)動(dòng)”

水化作用帶電膠粒將極性水分子吸引到它的周圍形成一層水化膜

上述四種影響因素的共同作用決定著膠體的穩(wěn)定性，其中靜電斥力以及水化作用的產(chǎn)生都與膠體顆粒的ζ電位有關(guān)，因此要破壞膠體的穩(wěn)定性可以從改變其ζ電位入手08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法562、膠體的穩(wěn)定10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法573、膠體的脫穩(wěn)機(jī)理壓縮雙電層（靜電斥力﹠范德華引力）

吸附架橋作用

網(wǎng)捕作用

在實(shí)際水處理過(guò)程中，往往是上述四種機(jī)理綜合在一起發(fā)揮作用，只不過(guò)在某些條件下以某種作用為主而已。

吸附電中和08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法573、膠體的脫穩(wěn)機(jī)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法58以鋁鹽為例，說(shuō)明混凝作用機(jī)理。當(dāng)Al2(SO4)3配制為10~20%溶液使用時(shí)，pH≈4，發(fā)生下列離解反應(yīng)：

當(dāng)其投加到水中后，發(fā)生如下水解反應(yīng)，水的pH也隨之改變：

式中n=1~6，特別當(dāng)n=3時(shí)，水中產(chǎn)生中性的結(jié)晶膠體，對(duì)應(yīng)pH為5~8。

混凝作用機(jī)理08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法58以鋁鹽為例，說(shuō)明10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法59

同時(shí)，還在水解過(guò)程中產(chǎn)生許多聚合離子，這是由于羥基架橋作用而產(chǎn)生。其最簡(jiǎn)單的形式是：OHOH08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法59同時(shí)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法60從鋁鹽的投加開始到反應(yīng)結(jié)束，整個(gè)過(guò)程中包含了：低聚合度高電荷絡(luò)離子的壓縮雙電層作用高聚合度低電荷絡(luò)離子的吸附橋聯(lián)作用

和沉淀的網(wǎng)捕作用08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法60從鋁鹽的投加開始10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法61㈡混凝劑與助凝劑1、混凝劑混凝劑無(wú)機(jī)鹽類混凝劑高分子混凝劑鋁鹽鐵鹽無(wú)機(jī)高分子有機(jī)高分子天然人工合成08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法61㈡混凝劑與助凝10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法62無(wú)機(jī)金屬鹽類絮凝劑使用條件和硫酸鋁基本相同，但用量小，性能好，最佳pH為6.0~8.5PAS聚合硫酸鋁對(duì)水溫、pH值和堿度的適應(yīng)性強(qiáng)，絮體生成快而密實(shí)，腐蝕性小，最佳pH為6.0~8.5PAC聚合氯化鋁水解緩慢，衛(wèi)生條件好，但在廢水處理中應(yīng)用較少AS精制硫酸鋁用量小，絮體生成快，大而密實(shí)，腐蝕性較三氯化鐵小，最佳pH為5.0~8.5PFS聚合硫酸鐵易溶解，絮體大而密實(shí)沉降快，但腐蝕性大，最佳pH為6.0~8.4FC三氯化鐵主要性能分子式代號(hào)名稱08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法62無(wú)機(jī)金屬鹽類絮凝10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法63有機(jī)高分子絮凝劑

有機(jī)高分子混凝劑有天然的和人工合成的之分，它們都具有巨大的線性分子，每個(gè)大分子有許多鏈節(jié)組成，鏈節(jié)間以共價(jià)鍵結(jié)合。當(dāng)前我國(guó)使用較多的是人工合成的聚丙烯酰胺（PAM）。

有機(jī)高分子混凝劑還可分為陰離子型、陽(yáng)離子型和非離子型凡有機(jī)高分子混凝劑鏈節(jié)上含有可離解基團(tuán)，離解后帶正電的稱為陽(yáng)離子型；帶負(fù)電的稱為陰離子型；鏈節(jié)上不含可離解基團(tuán)的稱為非離子型聚丙烯酰胺（PAM）即為非離子型聚合物08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法63有機(jī)高分子絮凝劑10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法642、助凝劑

當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時(shí)，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這些輔助藥劑稱為助凝劑?！?/p>

pH調(diào)整劑：☆

絮體結(jié)構(gòu)改良劑：水玻璃、活性硅酸和粉煤灰、粘土☆

氧化劑：08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法642、助凝劑10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法65㈢影響水混凝的主要因素及其控制

水溫水的PH值與堿度水中雜質(zhì)的性質(zhì)、組成和濃度水力條件08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法65㈢影響水混凝的10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法66㈣混凝工藝過(guò)程

⒈混凝劑的制備與投加干投法濕投法

適于投加大量藥品，優(yōu)點(diǎn)是占地小，但存在加藥設(shè)備容易堵塞、勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。

需要有混凝劑的溶解、配制、投加等設(shè)備。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法66㈣混凝工藝過(guò)程10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法67⒉混合

混合（階段）的作用是使藥劑迅速均勻地?cái)U(kuò)散到全部水中，以創(chuàng)造良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)，并借助顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)和紊動(dòng)水流進(jìn)行凝聚。常用的混合方式有水泵混合、隔板混合和機(jī)械混合

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法67⒉混合10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法68⒊反應(yīng)

反應(yīng)階段（反應(yīng)池）的作用是創(chuàng)造水力條件使細(xì)小絮體在一定時(shí)間內(nèi)繼續(xù)形成大的、具有良好沉淀性能的絮凝體，以使可在后續(xù)的沉淀池內(nèi)下沉。

攪拌強(qiáng)度攪拌時(shí)間

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法68⒊反應(yīng)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法69㈤澄清池的作用與類型

澄清池(settlingpond)是完成混凝處理工藝的混合、反應(yīng)及絮凝體分離三個(gè)過(guò)程的一種特殊型式的設(shè)備。分類泥渣循環(huán)分離型澄清池

懸浮泥渣過(guò)濾型澄清池機(jī)械加速澄清池水力循環(huán)澄清池

普通懸浮澄清池脈沖澄清池08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法69㈤澄清池的作用10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法70五、過(guò)濾

過(guò)濾是通過(guò)具有空隙的粒狀濾料層截留水中懸浮物和膠體而使水獲得澄清的工藝過(guò)程。濾池的凈水原理如下：

1、阻力截留

2、重力沉降

3、接觸絮凝08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法70五、過(guò)濾10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法71自學(xué)P117-P128頁(yè)做P201頁(yè)習(xí)題2-12

、2-13、2-14

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法71自學(xué)P117-P10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法72六、氣浮

氣浮法是利用高度分散的微小氣泡作為載體去黏附廢水中的懸浮物，使其隨氣泡浮升到水面而加以分離去除的一種水處理方法。

分離的對(duì)象：

乳化油以及疏水性細(xì)微固體懸浮物。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法72六、氣浮10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法73分類充氣氣浮dispersed-airflotation溶氣氣浮dissolved-airflotation電解氣浮electrolyticflotation充氣氣浮、溶氣氣浮設(shè)備及優(yōu)缺點(diǎn)見書P132—135

利用廢水電解時(shí)，水的電解及有機(jī)物的電解氧化，在陽(yáng)極、陰極表面上會(huì)有氣體（如H2、O2及CO2、CL2等），呈微小氣泡析出，它們?cè)谏仙^(guò)程中，可黏附水中雜質(zhì)微粒及油類浮到水面而分離的一種方法。

具有去除的污染物范圍廣、泥渣量少、工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備小等優(yōu)點(diǎn)；主要缺點(diǎn)是電耗大。

（見書P186）08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法73分充氣氣浮dis10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法74幾種氣浮產(chǎn)生的氣泡粒徑與平均密度的比較類別

氣泡粒徑(μm)

氣泡平均密度(g/l)

電解氣浮

氫氣泡10~30

0.5

氧氣泡20~60

加壓氣浮

100~150

1.2

機(jī)械葉輪氣浮

800~1000

1.2

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法74幾種氣浮產(chǎn)生的氣10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法75氣浮裝置主要設(shè)計(jì)計(jì)算氣浮所需空氣量；加壓溶氣水量；溶氣罐（pressuretank）尺寸；氣浮池（flotationtank）主要尺寸。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法75氣浮裝置主要設(shè)計(jì)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法76第三節(jié)水中溶解物質(zhì)的去除

一、離子交換

離子交換的實(shí)質(zhì)是不溶性離子化合物上的可交換離子與溶液中的其它同性離子的交換反應(yīng)。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法76第三節(jié)水中溶10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法77（一）操作方式離子交換工藝固定床連續(xù)床單層床雙層床混合床移動(dòng)床流動(dòng)床08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法77（一）操作方式10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法78（二）離子交換工藝過(guò)程1、交換

2、反洗

3、再生

4、清洗

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法78（二）離子交換工10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法79離子交換器閥門布置圖781456231——進(jìn)水閥2——出水閥3——反洗進(jìn)水閥4——反洗排水閥5——清洗排水閥6——底部放水閥7——排氣閥8——進(jìn)再生液閥08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法79離子交換器閥門布10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法80物料平衡原理式中A—

離子交換器截面積，m2h—

樹脂層高度，m（1.5~2.0m）

E—

交換樹脂的工作交換容量（一般取全交換容量的60~80%），mmol/LqV—

廢水平均流量，m3/hc0—

進(jìn)水濃度，mmol/Lc

—

出水濃度，mmol/LT—

交換周期，h（8~10h）（三）固定床離子交換器的設(shè)計(jì)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法80物料平衡原理式中10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法81（四）離子交換法在水處理中的應(yīng)用

離子交換法在給水處理中主要用于水質(zhì)軟化和除鹽，在廢水處理中最主要的應(yīng)用是處理含重金屬離子的廢水。除磷脫氮氯型強(qiáng)堿性離子交換樹脂吸附磷酸的反應(yīng)樹脂的選擇性次序?yàn)椋?8-1月-233水的物理化學(xué)處理方法81（四）離子交換法10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法82二、吸附法

吸附法是利用多孔性固體吸附劑，使水中一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面上，從而予以回收或去除的方法。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法82二、吸附法10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法83㈠吸附基本類型物理吸附化學(xué)吸附08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法83㈠吸附基本類型10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法84㈡吸附劑

廢水處理中使用的吸附劑很多，常用的有活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、活性白土、腐殖質(zhì)酸、焦炭等活性炭外形：粉末狀、球狀、圓柱形或碳纖維等特性：具有非極性表面，為疏水和親有機(jī)物的吸附劑；比表面積800~1500m2/g

優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定、抗腐蝕、吸附容量大和解吸容易08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法84㈡吸附劑10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法85㈢吸附操作方式

1、吸附操作種類和方式固定床移動(dòng)床流動(dòng)床

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法85㈢吸附操作方式10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法86固定床多床操作示意圖串聯(lián)降流式

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法86固定床多床操作示10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法87固定床多床操作示意圖并聯(lián)降流式

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法87固定床多床操作示10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法88固定床多床操作示意圖串聯(lián)升流式

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法88固定床多床操作示10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法892、固定床連續(xù)吸附工藝過(guò)程08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法892、固定床連續(xù)吸10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法902、固定床連續(xù)吸附工藝過(guò)程08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法902、固定床連續(xù)吸10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法91（四）活性炭的再生

在吸附劑本身結(jié)構(gòu)不發(fā)生或很少發(fā)生變化的情況下，用某種方法把吸附質(zhì)從吸附劑微孔中除去，恢復(fù)它的吸附能力，使之能重復(fù)使用。再生的目的08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法91（四）活性炭的再10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法92再生的方法

加熱再生法脫水→干燥→碳化→活化→冷卻

化學(xué)再生法

生物再生法08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法92再生的方法第四節(jié)水中有害微生物的去除

第四節(jié)水中有害微生物的去除10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法94一、消毒的目的與方法

消毒的目的：殺滅廢水中的病原微生物，防止疾病擴(kuò)散，保護(hù)公用水體。消毒的方法：化學(xué)法消毒物理法消毒注意：消毒與滅菌有何不同？08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法94一、消毒的目的與10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法95二、化學(xué)法消毒1、氯化法消毒2、臭氧消毒3、二氧化氯消毒08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法95二、化學(xué)法消毒10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法96三、物理法消毒

物理消毒法是應(yīng)用熱、光波、電子流等來(lái)實(shí)現(xiàn)消毒作用的方法。采用或研究的物理消毒方法有加熱消毒、紫外線消毒、輻射消毒以及高壓靜電消毒、微電解消毒等方法。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法96三、物理法消毒10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法971、紫外線消毒

缺點(diǎn)：要求預(yù)處理程度高，處理水的水層薄，耗電量大，成本高，沒有持續(xù)的消毒作用。

優(yōu)點(diǎn)：殺菌速度快，管理操作方便，不會(huì)生成有機(jī)氯化合物與氯酚味。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法971、紫外線消毒10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法982、加熱消毒法僅適用于特殊場(chǎng)合很少量用水的消毒處理。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法982、加熱消毒法10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法993、輻射消毒

輻射消毒是利用高能射線（電子射線、γ射線、X射線、β射線等）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物的滅菌消毒。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法993、輻射消毒10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法100本章思考題⒈思考不同的物理化學(xué)處理方法的適用范圍？08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法100本章思考題⒈10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法101謝謝！08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法101謝謝！10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法102投加設(shè)備（一）水泵混合利用提升水泵進(jìn)行混合是一種常用的方法。藥劑在水泵的吸水管上或吸水喇叭口處投入，利用水泵葉輪的高速轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到快速而劇烈的混合目的。

特點(diǎn)：混合效果好，不需另建混合設(shè)備；但當(dāng)輸送管線較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)過(guò)早形成絮凝體并被打碎，不利與以后的處理。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法102投加設(shè)備（一）10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法103（二）隔板混合在池內(nèi)設(shè)有數(shù)塊隔板，水流通過(guò)隔板孔道時(shí)產(chǎn)生急劇的收縮和擴(kuò)散，形成渦流，使藥劑與原水充分混合。

特點(diǎn)：處理水量穩(wěn)定時(shí)，混合效果較好；流量變化較大時(shí)，混合效果不穩(wěn)定投加設(shè)備08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法103（二）隔板混10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法104（三）機(jī)械混合用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)槳板或螺旋槳進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌實(shí)現(xiàn)有效的混合

特點(diǎn)：機(jī)械攪拌強(qiáng)度可調(diào)節(jié)，比較機(jī)動(dòng)；但因?yàn)槭褂昧藱C(jī)械設(shè)備，增加了維修保養(yǎng)工作和動(dòng)力消耗投加設(shè)備08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法104（三）機(jī)械混合10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法105固定床離子交換器的工作過(guò)程08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法105固定床離子交換第3章水的物理化學(xué)處理法

第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除

第二節(jié)水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除

第三節(jié)水中溶解物質(zhì)的去除第四節(jié)水中有害微生物的去除

第3章水的物理化學(xué)處理法第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除第一節(jié)水中粗大顆粒物質(zhì)的去除10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法108粗大顆粒物質(zhì)

大小約在0.1或1毫米以上

去除方法篩濾、截留、重力沉降和離心分離等

處理設(shè)備格柵、篩網(wǎng)、微濾機(jī)、沉砂池、離心機(jī)和旋流分離器等

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法3粗大顆粒物質(zhì)大小10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法109一、格柵與篩網(wǎng)

1、格柵

格柵多用于廢水前處理作業(yè)，以截留廢水中較大的懸浮物與漂流物，防止水泵、排水管以及處理設(shè)備堵塞。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法4一、格柵與篩網(wǎng)110-1月-233水的物理化學(xué)處理方法110

格柵是由金屬棒或柵條按一定間距平行排列而成。

柵條形狀有圓形、矩形、方形等

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法510-1月-233水的物理化學(xué)處理方法111清除格柵上污物的方法人工清除機(jī)械清除

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法6清除格柵上污物的方10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法112自動(dòng)機(jī)械格柵鋼繩牽引式格柵除污機(jī)回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)移動(dòng)伸縮臂式格柵除污機(jī)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法7自動(dòng)機(jī)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法1132、篩網(wǎng)

用于截留與去除細(xì)小的懸浮固體雜質(zhì)。

對(duì)于水中不同尺寸的懸浮物，可以選擇不同材質(zhì)的金屬絲網(wǎng)和不同尺寸的篩網(wǎng)孔眼來(lái)去除。篩網(wǎng)過(guò)濾可用于水預(yù)處理，也可用于廢水的深度處理。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法82、篩網(wǎng)用于截留10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法114設(shè)備特點(diǎn)：

篩網(wǎng)的設(shè)備具有簡(jiǎn)便、占地較小、不必投加化學(xué)藥劑、運(yùn)行費(fèi)用低以及維修方便等特點(diǎn)。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法9設(shè)備特點(diǎn)：10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法115注意事項(xiàng)：⑴當(dāng)廢水呈酸性或堿性時(shí)，篩網(wǎng)的設(shè)備應(yīng)選用耐腐蝕材料制作。⑵篩網(wǎng)尺寸應(yīng)按需截留的微粒大小選定，最好通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。

⑶廢水中如含油類物質(zhì)，應(yīng)先除去油污，以防堵塞網(wǎng)孔。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法10注意事項(xiàng)：⑴當(dāng)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法116二、沉砂池08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法11二、沉砂池10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法117三、離心分離

用離心力分離水中懸浮顆粒的方法稱為離心分離法。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法12三、離心分離10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法118分類及應(yīng)用

按離心力產(chǎn)生的方式

水力旋流器

器旋分離器

壓力式重力式

低速離心機(jī)中速離心機(jī)高速離心機(jī)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法13分類及應(yīng)用按離第二節(jié)

水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除

第二節(jié)

水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法120一、沉淀的基本原理與類型

（一）沉淀的作用

⒈作為化學(xué)處理與生物處理的預(yù)處理；⒉用于化學(xué)處理或生物處理后，分離化學(xué)沉淀物、分離活性污泥或生物膜；⒊污泥的濃縮脫水；⒋灌溉農(nóng)田前作灌前處理。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法15一、沉淀的基本原10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法121（二）沉淀的類型

自由沉淀

絮凝沉淀

擁擠沉淀

壓縮沉淀

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法16（二）沉淀的類型10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法122（三）單體球形顆粒的自由沉淀

U-------顆粒沉降速度；ρs，ρ-------顆粒、水的密度；g-------重力加速度；d-------與顆粒等體積的圓球直徑；μ------水的動(dòng)力粘滯系數(shù)，與水溫有關(guān)。

g(ρs-ρ)d2U=18μ

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法17（三）單體球形顆10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法123（四）沉降試驗(yàn)和沉降曲線

通常要通過(guò)沉淀試驗(yàn)來(lái)判定其沉淀性能，并根據(jù)所要求的沉淀效率來(lái)取得和這兩個(gè)基本的設(shè)計(jì)參數(shù)。

沉淀時(shí)間沉降速度08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法18（四）沉降試驗(yàn)和10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法124沉降試驗(yàn)u0uhHHt0

＝u0ht0

＝uH0=1.5~2.0mφ100mm沉淀實(shí)驗(yàn)裝置08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法19沉降試驗(yàn)u0uh10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法125沉降曲線

按照試驗(yàn)結(jié)果所繪制的各參數(shù)之間的相互關(guān)系的曲線，統(tǒng)稱為沉降曲線(settlementcurve)。

對(duì)于不同類型的沉淀，它們的沉淀曲線的繪制方法是不同的。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法20沉降曲線10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法126例：自由沉淀型的沉淀曲線

Tmin20406080100E%0306090120150沉淀時(shí)間與沉淀效率關(guān)系曲線08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法21例：自由沉淀型的10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法127例：自由沉淀型的沉淀曲線

Umm/s20406080100E%00.050.100.150.200.25顆粒沉速與沉淀效率關(guān)系曲線08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法22例：自由沉淀型的10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法128Tmin20406080100E%0306090120150E-T曲線Umm/s20406080100E%00.050.100.150.200.25E-U曲線對(duì)于自由沉淀過(guò)程，E-U曲線與實(shí)驗(yàn)水深無(wú)關(guān)。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法23Tmin20410-1月-233水的物理化學(xué)處理方法129（五）理想沉淀池的工作原理

vu1vvu1u2AA’BCDE’EHLQQ沉淀區(qū)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法24（五）理想沉淀池10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法130理想的沉淀池(settler)的條件①池內(nèi)水流按水平方向流動(dòng)，各過(guò)水?dāng)嗝娴乃剿俣认嗤?；②懸浮固體顆粒在沉淀過(guò)程中都以等速下沉；③懸浮固體顆粒在沉淀過(guò)程中的水平分速度等于水平速度；④顆粒沉到池底即認(rèn)為被去除，即不再上浮。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法25理想的沉淀池(s10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法131理想沉淀池各項(xiàng)關(guān)系式：L=VH/UO

T=L/V=H/UOW=QT=HBLqO=Q/A=UO沉淀池進(jìn)水流量與沉淀池平面面積的比值為沉淀池表面負(fù)荷率，又稱過(guò)流率

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法26理想沉淀池各項(xiàng)關(guān)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法132二、沉砂池的類型與特征

沉砂池的功能是從廢水中分離比重較大的無(wú)機(jī)顆粒

沉砂池型式：平流式、豎流式、離心式、和曝氣式。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法27二、沉砂池的類型10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法133進(jìn)水管出水管出水渠環(huán)流式（離心式）沉砂池集砂渠集油區(qū)沉砂區(qū)行車進(jìn)水管出水管曝氣沉砂池08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法28進(jìn)水管出水管出水10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法134㈠平流式沉砂池08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法29㈠平流式沉砂池10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法135㈡曝氣沉砂池

(Aerationgritsettlingtank)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法30㈡曝氣沉砂池

10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法136鏈斗式除砂機(jī)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法31鏈斗式除砂機(jī)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法137三、沉淀池的類型與特征

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法32三、沉淀池的類型10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法138各種沉淀池的比較池型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流式對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)；施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低采用多斗排泥時(shí)，操作工作量大，采用機(jī)械排泥時(shí)，機(jī)械設(shè)備和驅(qū)動(dòng)件均浸于水中，易銹蝕。適用于地下水位較高及地質(zhì)較差的地區(qū)；適用于大、中、小型污水處理廠豎流式排泥方便、占地面積小池子深度大，施工困難；對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較差；造價(jià)高，池徑不宜太大適用于水量不大的小型污水處理廠。輻流式采用機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理簡(jiǎn)單，排泥設(shè)備已有定型產(chǎn)品池內(nèi)水流不易穩(wěn)定；機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求較高。適用于地下水位較高的地區(qū)；適用于大型污水處理廠。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法33各種沉淀池的比較10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法139平流式沉淀池示意圖㈠平流式沉淀池

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法34平流式沉淀池示意10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法140㈠平流式沉淀池

⒈構(gòu)造

Q沉淀區(qū)污泥區(qū)進(jìn)水區(qū)出水區(qū)出水堰穿孔擋板導(dǎo)流板08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法35㈠平流式沉淀池10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法141⒉工作原理理想沉淀池工作原理08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法36⒉工作原理理想10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法142⒊設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)依據(jù)：UO、TO

UO計(jì)算條件：顆粒下沉?xí)r間t=水在池內(nèi)停留時(shí)間t*LHv08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法37⒊設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)依10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法143經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表面負(fù)荷q=2-3m3/(m2h)停留時(shí)間t=1.5-2.0h最大水流速V=5-7mm/s08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法38經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表面負(fù)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法144①沉淀區(qū)尺寸

長(zhǎng)度L2=vt深度h2=uOt總寬度B=A斷/h2池?cái)?shù)（n≮2）n=B/b校核：一般L2/b在2：1~5：1之間08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法39①沉淀區(qū)尺寸長(zhǎng)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法145②污泥區(qū)容積

Q---廢水設(shè)計(jì)流量，m3/hCO和C---分別為進(jìn)水和出水的SS濃度，mg/Lγ---污泥容重，kg/m3，當(dāng)污泥主要為有機(jī)物且含水率在95%以上時(shí)，可取1000kg/m3。

T---排泥周期，一般取1-2天。Vm=Q（CO-C）100×24γ（100－P）×T08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法40②污泥區(qū)容積10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法146③進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)的設(shè)計(jì)

進(jìn)水區(qū)的長(zhǎng)L1=0.5m出水區(qū)的長(zhǎng)L3=0.3m08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法41③進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法147④池總高和總長(zhǎng)尺寸

池總高H=h1+h2+h3+h4

h1：超高，一般h1=0.3mh2：有效水深

h3：緩沖層高度，當(dāng)設(shè)有刮泥機(jī)時(shí)，h3=hm+0.3，hm為刮泥板高度，不設(shè)刮泥機(jī)時(shí)，h3取0.5mh4：污泥斗高度池總長(zhǎng)L=L1+L2+L3

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法42④池總高和總長(zhǎng)尺10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法148中心進(jìn)水周邊出水輻流式沉淀池示意圖（二）輻流式沉淀池08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法43中心進(jìn)水周邊出水10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法149（三）豎流沉淀池豎流式沉淀池示意圖進(jìn)水排泥出水08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法44（三）豎流沉淀池10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法150豎流及輻流式沉淀池設(shè)計(jì)自學(xué)08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法45豎流及輻流式沉淀10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法151例3-1:

已知某工業(yè)廢水的最大流量為8640m3/d

，原水中平均懸浮固體濃度為450mg/L

，經(jīng)沉降試驗(yàn)，得如圖所示的沉降曲線?，F(xiàn)擬用平流式沉淀池進(jìn)行處理，此水中懸浮固體濃度要求不超過(guò)135mg/L

，污泥含水率為97%，試確定沉淀池的尺寸。Tmin20406080100E%01020305040607080Um/h20406080100E%024610812141608-1月-233水的物理化學(xué)處理方法46例3-1:已知10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法152例3-2:生活污水流量為500m3/h，懸浮物濃度250mg/L，由靜置沉淀實(shí)驗(yàn)可知去除率為65%時(shí)，相應(yīng)的過(guò)流率qO=1.8m/h，若要求去除率為65%，求平流式沉淀池的主要尺寸。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法47例3-2:生活10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法153（四）斜流式沉淀池

1、淺池沉降原理

hlAvuh/2lAvu2hAlvuvu108-1月-233水的物理化學(xué)處理方法48（四）斜流式沉淀10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法154

若處理水量不變，則可大大提高沉降效率；若保持原有去除率不變，相同容積的淺池的處理量大大增高。HALvuHALvu`vu08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法4910-1月-233水的物理化學(xué)處理方法1552、構(gòu)造

斜板斜管沉淀池分為逆向流、同向流和橫向流三種類型

見書P65斜板沉淀池示意圖08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法502、構(gòu)造10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法1563、設(shè)計(jì)計(jì)算

逆向流斜板沉淀池：已知傾角θ，板寬B，板長(zhǎng)l，水中顆粒沿水流方向的上升流速為v，受重力作用往下沉降的速度為u，顆粒沿兩者矢量之和的方向移動(dòng)，碰到斜板就認(rèn)為已被除去。abvul1l2L/nθabvul1l2L/nθ08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法513、設(shè)計(jì)計(jì)算10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法157斜板沉淀池處理水量Q=u（nlBcosθ+LB）

注意：斜板總面積的水平投影A斜≠A平沉淀池的水平面積。自學(xué)書P98例題2-5，了解設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程。

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法52斜板沉淀池處理水10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法158四、混凝（coagulation-flocculation）

處理對(duì)象：膠體狀態(tài)及難沉的懸浮物●第一個(gè)作用：使水中原有的離散微粒首先具有粘附在固體顆粒上的性質(zhì)——凝聚（coagulation）●第二個(gè)作用：使這些具有粘附性的離散微粒能夠粘結(jié)成絮體——絮凝（flocculation）混凝過(guò)程具有兩個(gè)作用：08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法53四、混凝（coa10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法159㈠混凝的基本原理1、膠體的雙電層結(jié)構(gòu)幾個(gè)概念雙電層：膠體微粒外面所吸附的陰、陽(yáng)離子層電位形成離子：膠核表面吸附的某種離子吸附層（離子層）：膠體表面吸附的可隨其移動(dòng)的離子層擴(kuò)散層：距離電位離子距離較遠(yuǎn)，不隨膠核運(yùn)動(dòng)的離子層滑動(dòng)面：固定的離子層與擴(kuò)散層之間的交界面08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法54㈠混凝的基本原10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法160電位形成離子反離子滑動(dòng)面膠團(tuán)邊界ξ電位Ψ電位膠核擴(kuò)散層膠粒吸附層陽(yáng)離子濃度陰離子濃度膠體結(jié)構(gòu)及其電位08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法55電位形成離子反離10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法1612、膠體的穩(wěn)定

范德華引力：膠體間的相互吸引力（次要因素）范德華引力與顆粒間距離的六次方成反比，即顆粒越接近，斥力越大

靜電斥力：膠體的帶電性使帶相同電荷的膠體間產(chǎn)生靜電斥力（主要因素）靜電斥力與顆粒間距離的平方成反比，即顆粒越接近，斥力越大

受水分子熱運(yùn)動(dòng)的撞擊，在水中做不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，即“布朗運(yùn)動(dòng)”

水化作用帶電膠粒將極性水分子吸引到它的周圍形成一層水化膜

上述四種影響因素的共同作用決定著膠體的穩(wěn)定性，其中靜電斥力以及水化作用的產(chǎn)生都與膠體顆粒的ζ電位有關(guān)，因此要破壞膠體的穩(wěn)定性可以從改變其ζ電位入手08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法562、膠體的穩(wěn)定10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法1623、膠體的脫穩(wěn)機(jī)理壓縮雙電層（靜電斥力﹠范德華引力）

吸附架橋作用

網(wǎng)捕作用

在實(shí)際水處理過(guò)程中，往往是上述四種機(jī)理綜合在一起發(fā)揮作用，只不過(guò)在某些條件下以某種作用為主而已。

吸附電中和08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法573、膠體的脫穩(wěn)機(jī)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法163以鋁鹽為例，說(shuō)明混凝作用機(jī)理。當(dāng)Al2(SO4)3配制為10~20%溶液使用時(shí)，pH≈4，發(fā)生下列離解反應(yīng)：

當(dāng)其投加到水中后，發(fā)生如下水解反應(yīng)，水的pH也隨之改變：

式中n=1~6，特別當(dāng)n=3時(shí)，水中產(chǎn)生中性的結(jié)晶膠體，對(duì)應(yīng)pH為5~8。

混凝作用機(jī)理08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法58以鋁鹽為例，說(shuō)明10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法164

同時(shí)，還在水解過(guò)程中產(chǎn)生許多聚合離子，這是由于羥基架橋作用而產(chǎn)生。其最簡(jiǎn)單的形式是：OHOH08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法59同時(shí)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法165從鋁鹽的投加開始到反應(yīng)結(jié)束，整個(gè)過(guò)程中包含了：低聚合度高電荷絡(luò)離子的壓縮雙電層作用高聚合度低電荷絡(luò)離子的吸附橋聯(lián)作用

和沉淀的網(wǎng)捕作用08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法60從鋁鹽的投加開始10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法166㈡混凝劑與助凝劑1、混凝劑混凝劑無(wú)機(jī)鹽類混凝劑高分子混凝劑鋁鹽鐵鹽無(wú)機(jī)高分子有機(jī)高分子天然人工合成08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法61㈡混凝劑與助凝10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法167無(wú)機(jī)金屬鹽類絮凝劑使用條件和硫酸鋁基本相同，但用量小，性能好，最佳pH為6.0~8.5PAS聚合硫酸鋁對(duì)水溫、pH值和堿度的適應(yīng)性強(qiáng)，絮體生成快而密實(shí)，腐蝕性小，最佳pH為6.0~8.5PAC聚合氯化鋁水解緩慢，衛(wèi)生條件好，但在廢水處理中應(yīng)用較少AS精制硫酸鋁用量小，絮體生成快，大而密實(shí)，腐蝕性較三氯化鐵小，最佳pH為5.0~8.5PFS聚合硫酸鐵易溶解，絮體大而密實(shí)沉降快，但腐蝕性大，最佳pH為6.0~8.4FC三氯化鐵主要性能分子式代號(hào)名稱08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法62無(wú)機(jī)金屬鹽類絮凝10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法168有機(jī)高分子絮凝劑

有機(jī)高分子混凝劑有天然的和人工合成的之分，它們都具有巨大的線性分子，每個(gè)大分子有許多鏈節(jié)組成，鏈節(jié)間以共價(jià)鍵結(jié)合。當(dāng)前我國(guó)使用較多的是人工合成的聚丙烯酰胺（PAM）。

有機(jī)高分子混凝劑還可分為陰離子型、陽(yáng)離子型和非離子型凡有機(jī)高分子混凝劑鏈節(jié)上含有可離解基團(tuán)，離解后帶正電的稱為陽(yáng)離子型；帶負(fù)電的稱為陰離子型；鏈節(jié)上不含可離解基團(tuán)的稱為非離子型聚丙烯酰胺（PAM）即為非離子型聚合物08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法63有機(jī)高分子絮凝劑10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法1692、助凝劑

當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時(shí)，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這些輔助藥劑稱為助凝劑。☆

pH調(diào)整劑：☆

絮體結(jié)構(gòu)改良劑：水玻璃、活性硅酸和粉煤灰、粘土☆

氧化劑：08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法642、助凝劑10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法170㈢影響水混凝的主要因素及其控制

水溫水的PH值與堿度水中雜質(zhì)的性質(zhì)、組成和濃度水力條件08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法65㈢影響水混凝的10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法171㈣混凝工藝過(guò)程

⒈混凝劑的制備與投加干投法濕投法

適于投加大量藥品，優(yōu)點(diǎn)是占地小，但存在加藥設(shè)備容易堵塞、勞動(dòng)強(qiáng)度大等缺點(diǎn)。

需要有混凝劑的溶解、配制、投加等設(shè)備。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法66㈣混凝工藝過(guò)程10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法172⒉混合

混合（階段）的作用是使藥劑迅速均勻地?cái)U(kuò)散到全部水中，以創(chuàng)造良好的水解和聚合條件，使膠體脫穩(wěn)，并借助顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)和紊動(dòng)水流進(jìn)行凝聚。常用的混合方式有水泵混合、隔板混合和機(jī)械混合

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法67⒉混合10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法173⒊反應(yīng)

反應(yīng)階段（反應(yīng)池）的作用是創(chuàng)造水力條件使細(xì)小絮體在一定時(shí)間內(nèi)繼續(xù)形成大的、具有良好沉淀性能的絮凝體，以使可在后續(xù)的沉淀池內(nèi)下沉。

攪拌強(qiáng)度攪拌時(shí)間

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法68⒊反應(yīng)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法174㈤澄清池的作用與類型

澄清池(settlingpond)是完成混凝處理工藝的混合、反應(yīng)及絮凝體分離三個(gè)過(guò)程的一種特殊型式的設(shè)備。分類泥渣循環(huán)分離型澄清池

懸浮泥渣過(guò)濾型澄清池機(jī)械加速澄清池水力循環(huán)澄清池

普通懸浮澄清池脈沖澄清池08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法69㈤澄清池的作用10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法175五、過(guò)濾

過(guò)濾是通過(guò)具有空隙的粒狀濾料層截留水中懸浮物和膠體而使水獲得澄清的工藝過(guò)程。濾池的凈水原理如下：

1、阻力截留

2、重力沉降

3、接觸絮凝08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法70五、過(guò)濾10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法176自學(xué)P117-P128頁(yè)做P201頁(yè)習(xí)題2-12

、2-13、2-14

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法71自學(xué)P117-P10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法177六、氣浮

氣浮法是利用高度分散的微小氣泡作為載體去黏附廢水中的懸浮物，使其隨氣泡浮升到水面而加以分離去除的一種水處理方法。

分離的對(duì)象：

乳化油以及疏水性細(xì)微固體懸浮物。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法72六、氣浮10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法178分類充氣氣浮dispersed-airflotation溶氣氣浮dissolved-airflotation電解氣浮electrolyticflotation充氣氣浮、溶氣氣浮設(shè)備及優(yōu)缺點(diǎn)見書P132—135

利用廢水電解時(shí)，水的電解及有機(jī)物的電解氧化，在陽(yáng)極、陰極表面上會(huì)有氣體（如H2、O2及CO2、CL2等），呈微小氣泡析出，它們?cè)谏仙^(guò)程中，可黏附水中雜質(zhì)微粒及油類浮到水面而分離的一種方法。

具有去除的污染物范圍廣、泥渣量少、工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備小等優(yōu)點(diǎn)；主要缺點(diǎn)是電耗大。

（見書P186）08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法73分充氣氣浮dis10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法179幾種氣浮產(chǎn)生的氣泡粒徑與平均密度的比較類別

氣泡粒徑(μm)

氣泡平均密度(g/l)

電解氣浮

氫氣泡10~30

0.5

氧氣泡20~60

加壓氣浮

100~150

1.2

機(jī)械葉輪氣浮

800~1000

1.2

08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法74幾種氣浮產(chǎn)生的氣10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法180氣浮裝置主要設(shè)計(jì)計(jì)算氣浮所需空氣量；加壓溶氣水量；溶氣罐（pressuretank）尺寸；氣浮池（flotationtank）主要尺寸。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法75氣浮裝置主要設(shè)計(jì)10-1月-233水的物理化學(xué)處理方法181第三節(jié)水中溶解物質(zhì)的去除

一、離子交換

離子交換的實(shí)質(zhì)是不溶性離子化合物上的可交換離子與溶液中的其它同性離子的交換反應(yīng)。08-1月-233水的物理化學(xué)處理方法76第三節(jié)水中溶10-1月