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1、西安交通大学热能工程系,报告人：王树众 Date: 2005.11.,第八章 废水处理,第一节 概念 水处理： 给水处理：为供生活或工业使用而对水进行的处理。 废水处理：对使用过而废弃的水进行的处理。 水处理内容： （1）对水中的杂质及污泥的处置。 （2）满足用水要求，在水中添加新的成分改变水的性质：加氟防龋（qu）齿病，防蚀剂，阻垢剂。 （3）改变水的物理性质：冷却，加温，加压。,水处理方法分类： （1）根据水的化学性质是否改变: 分离处理：使污染物从水中分离。 转化处理：生化处理或化学处理，改变污染物的化学性质，使其分离或转化为无害。 稀释处理：稀释混合，降低污染物的浓度，无分离和化学性质
2、改变。,（2）根据处理过程中发生的变化。 物理处理：物理作用分离水中悬浮物格栅，筛网，过滤，沉淀，浮上。 化学处理：化学反应处理水中溶解物和胶体中和、化学沉淀、氧化还原。化学物理方法吸附、离子交换、膜技术 生物处理：微生物作用，去除水中胶体和溶解的有机物活性污泥法、生物膜法、氧化塘。,第二节 物理处理法 一格栅和筛网分离水中悬浮物，简单，易，效果良好 1格栅（废水第一道设施） 一组平行的金属栅条组成的框架，斜置在水通道上（废水通道上，或原水进口，取水口进口）。 截留粗大悬浮场（20mm）。通常是废水处理流程 的第一道设施。 污物人工清除：劳动条件恶劣，强度大。 污物机械清除：链条拉动齿耙转动。
3、,2筛网 金属条或化学纤维纺织成网，筛孔0.151.0mm。 截留细碎悬浮物（1mm）。适用于纤维类和动植物残体碎屑。 结构要求：即要易截留，又要便于卸料及清理筛面。 类型： 水力回转筛：废水回转筛固定筛滤水槽出水。 固定式斜筛：废水斜筛滤水筛出水。（造纸白水）,图8-3 水力回转筛结构示意图,二过滤 1概述 定义：用具有孔隙的粒状滤料层（石英砂）截留水中的不溶污染杂质。（沉淀池后） 目的： 去除经生物絮凝和化学絮凝后不能沉降的颗粒和胶体物质； 增加对SS、浊度、P、BOD、重金属、石棉、细菌、病毒以及其它一些污染物质的去除效果； 去除悬浮物等干扰物质，减少消毒费用； 克服生物和化学处理过程中
4、水质的变化，保证连续操作，使出水水质稳定，提高处理厂的全面可靠性； 保护后续装置。,机理： （1）筛滤作用：使得滤料上粗下细，截留较大的固体污染物在顶层，形成污染物的薄膜，起主要的过滤作用，属于阻力截留或筛滤作用。 （2）沉降作用：细小滤料，有大量沉降面积（1m3料有400m2），杂质在此面上沉淀。 （3）吸附凝聚： 滤料面积大，可以物理吸附（分子力、电场力）。 滤料空隙小，增加胶体颗粒碰撞机会，促使凝聚。,影响因素： （1）原水水质：小而密实的絮体易被截留，大而疏松的絮体难于被截留。 （2）滤层构造：废水杂质多，应采用双层或混合滤料层。 （3）工艺参数：滤速下降水质上升。,2过滤过程：过滤、
5、反洗交替进行（有图） （1）过滤：废水经过滤层变为清水，截留杂质。周期812h。使用，P ，滤层质量，水量G ，水质变差。当出水不合格时，就要停止过滤，进行反洗。过滤和反洗交替进行 （2）反洗：清水反洗，冲去污物。周期2030min从停止过滤到冲洗完毕，冲洗水约占滤池生产水量的13。 （3）底部有配水系统：过滤和反洗均经过，使滤水出水均匀和反洗水均匀通过滤层。,3滤层（如石英砂） 满足： 机械强度。 化学稳定性，耐蚀，无害。 一定的颗粒级配不同直径的颗粒所占的重量比例。越不均匀，含污能力越小；反洗时，易冲去细体和孔隙率孔隙所占体积除以总体积。孔隙率越高粒径越粗 比表面积越小 （1）粒径与级配
6、粒径：把滤料颗粒包围在内的一个假想球体直径。,级配：滤料中各种粒径颗粒所占的重量比例。用不均匀系数K表示。 （ d80，d10 反映滤料的粗细颗粒的尺寸） K80，粒径不均匀，粗细颗粒尺寸相差愈大，过滤时滤料层含污能力小间隙易被堵死 ；反洗时，易冲走细料为了满足粗粒的膨胀要求，细料易被走。 一般控制 。,（2）空隙率和比表面积 滤料比表面积：单位质量（或体积）滤料所具有的表面积。比表面积，粒径粗 （3）滤层及承托层 单层滤料：（石英）砂滤层。径：0.51.2mm。厚700mm。,双层滤料：上层无烟煤层，0.81.8mm，厚450mm；下层砂滤层0.51.2mm，厚200450mm。 混合滤料：
7、双层滤料下加一层钛矿石，0.250.5mm，厚75mm。 承托层垫层：最下层，粒径较大的碎石（滤料粒径)。222mm。从上至下，由小到大，其垫层分四层铺设。 作用：过滤时防止滤料进入配水系统，反洗不发生位移，均匀布水。,三沉淀和浮上 沉淀悬浮物依靠重力作用在水中沉降分离。水 浮上悬浮物依靠浮力作用在水中上浮分离。水 沉淀 （1）方法及类型 用于去除粒径20100m以上的可沉固体颗粒。 对于纳米级（nm10-9m）的胶体和细微悬浮物，由于热运动、水合作用、静电力的存在，会长期处于悬浮状态，必须投加混凝剂，聚成絮凝物，才能沉降或上浮。,一般用于给水处理。明矾（铝盐）水解形成含铝阳离子与负电荷胶粒形
8、成絮状体下沉可捕捉其它悬浮物 类型： 自由沉淀：颗粒在重力作用下沉降。离散状态，形状、尺寸不变，速度不受干扰（砂石） 絮凝沉淀：沉降中碰撞而聚成较大絮体。尺寸、质量不断增加，下沉速度上升（如经絮凝的泥土） 拥挤沉淀：颗粒彼此干扰，在清水与混水间有明显交界面。（如高浊度水、活性污泥等） 压缩沉淀：沉淀池底部，颗粒浓度高，互相接触支撑。在上层颗粒重量下，下层中的水不断被挤出，群体被压缩。,（2）沉淀池 根据水缓慢流动方向，分为（有图）: 平流式沉淀池（各种类型厂，效果好，面积大，简单，排泥难） 废水水平流过沉淀池，悬浮物沉入池底，刮泥板把污泥刮入泥斗，用排泥管排出。 参数与沉淀物性质有关。一般Ws
9、5mm/s水平流速，沉降时间1.52h（池长2736m）,长宽比4 竖流式沉淀池（中、小型厂，占地小，排泥方便，池深大，施工困难，受限制） 水由中心管下口流入池中，缓慢上升。沉降速度上升速度，则颗粒沉降。,辐流式 大型水处理厂，水由中心筒壁开孔和穿孔挡板沿径向向四周呈辐射状流向周边。流速不断减小（过水断面），颗粒沉降下来。 斜管（板）沉淀池。 浅层沉降，水深H，由斜板分成n个H/n的沉降单元，则沉降深度从H减小到H/n。某颗粒原来从a沉降到b，加斜板后，在c点即完成沉降沉降距离也变为L/n 。 所以，当池长LL/n，就可处理与原池相同的水量，且保证水质。 斜板作用：）增大沉淀面积。）缩短沉淀时
10、间，提高淀池处理能力。）且小单元水力半径小，Re小，层流流动稳定，有利于沉降。,图8-7 斜板斜管沉淀池 1-配水槽；2-穿孔墙；3-斜板或斜管；4-淹没孔口；5-集水槽；6-集泥斗；7-穿孔排泥管；8-阻流板,2浮上 主要依靠浮力，使悬浮物上浮而分离。 杂质的亲水性和密度有很大影响，据此以及由此产生的不同处理机理，又可分为： （1）自然浮上法：依靠水的浮力，使悬浮物自然上浮而分离。 使 1000/m3 的强疏水性不与水溶合物质。 主用于 的可浮油的分离，称隔油。 平流式隔油池：与平流式沉淀池相仿。废水水平流过隔油池，油上浮，固体杂质下沉，用链带式刮板上刮油，下刮泥。 斜板式隔油池：45倾角波
11、纹板，水从上到下通过斜板，板间距3040mm。同样处理能力，容积为平流式1/21/4。,图8-9 倾斜板式隔油池,图8-8 平流式隔油池 1-配水槽；2-进水孔；3-进水间；4-排渣间； 5-排渣管；6-刮油刮泥机；7-集油管,（2）气泡浮升法（又称气浮） 原理：使水中产生细微气泡，使乳化油或弱亲水性物质粘附在气泡上一起浮升到水面加以清除。 目的：清除靠沉淀和浮上难以去除的悬浮物。 如：湖水：含藻类多，低温、低浊度。 废水：乳化油（ d=0.520m ），细煤粉（ d=0.51mm ），纸浆，纤维。 产生气泡方法： 散气法：多孔的扩散板曝气和叶轮搅拌产生气泡。直径较大：d泡=1000m。 溶气
12、法：）加压溶气：加压将气压入含水的溶气灌，气在压力下溶解饱和，然后减压送入气浮池中，细微气泡释放， d泡=100m,）射流溶气：用拉伐尔喷管。 喉口处，W上升，P下降，形成真空区，空气吸入， 充分混合。高速水流剪切空气成很多小气泡。（有图） d泡, 去除颗粒越细，净化效率 加压溶气气浮法用较多，有全部进水加压， 部分进水加压（采用原水） 部分回水加压（处理后水）应用普遍:净化水抽出1030作为溶气用水，能耗低，不堵塞。 气浮池也有平流式，竖流式。,第三节 生物处理法,作用：去除废水中溶介的和胶体的可生化降解的有机物。 利用微生物（细菌）分解有机物的功能，人工繁殖微生物。 有机物为微生物的营养基
13、质，通过新陈代谢，将一部分转化为微生物的细胞，另一部分转化为较稳定的化学物质（无机物，简单有机物）。 分类： 好氧生物处理法：依靠好氧菌和兼性菌的生化作用完成处理过程。 厌氧生物处理法：依靠厌氧菌和兼性菌的生化作用完成处理过程。,一好氧生物处理,好氧生物处理：依靠好氧菌和兼性厌氧菌的生化作用来完成处理过程的方法，该法需要有氧的供应。 好氧生物处理： 天然生物处理（生物塘、土地处理）不讲; 人工生物处理（活性污泥法、生物膜法）讲。,1活性污泥法,（1）活性污泥：在含有机污染物的废水中不断通入空气，促使微生物繁殖，一定时间后，就会出现絮花状的泥粒，即活性污泥. 它是有机物、微生物及其代谢产物所组成
14、的聚集体。具有很强的分解有机物的能力。 性能指标： 对活性污泥的要求：易吸附有机物（污泥颗粒松散，表面积大）、 良好的凝聚沉降性能，便于泥水分离。,污泥浓度（MLSS，MLVSS）,MLSS：单位体积混合液所含悬浮固体的质量（Mixed Liquid Suspended Solid）（g/L） MLVSS：单位体积混合液所含挥发性悬浮固体的质量（MLSS. Mixed liquid Volatile Suspended Solid） 应具有一定的MLSS23g/L，MLSS微生物，所以，反映生化处理能力。 MLVSS可以避免活性污泥中惰性物质影响 反映了污泥的活性 ，一定的废水处理系统，MLV
15、SSMLSS有一定的比值，生活污水为0.7。,污泥沉降比SV Subside (Sludge)Value(Volume) SV：混合液沉淀30min后，沉淀污泥与混合液的体积比。反映曝气池正常运行时的污泥数量，控制运行操作。SV1530%。 污泥体积指数SVISludge Value Index SVISI:混合液沉淀30min后，1g干污泥所具有的体积（mL/g）。反映Sludge疏散程度和凝聚、沉降性能。 SVI低：沉降好因密度大，但缺乏活性和吸附能力致密，表面积小。反之，沉降差，不易分离。SI50150。,环境因素的影响：,溶解氧是一个十分重要的因素，是活性污泥法高效运作的重要条件，只有O2存在，微生物才能进行同化合成或异化分解。一般要求O22mg/L。 微生物代谢需要一定的营养质。BOD5表示碳源因为生化过程中，有机物BOD ，还要N、P。 BOD5:N:P100:5:1。 PH6.59.0；水温2030；要控制有毒物质在容许浓度下重金属离子和一些非金属化生物等 。,（2）处理方法：,处理方法：向富含有机污染质和细菌的废水中通空气，促使微生物繁殖。形成活性污泥。依靠其凝聚、吸附、氧化分解等作用，去除有机物。 可见，活性污泥法并非单单依靠好氧分解来净化污水。 活性污泥的作用：或净化过程 ）吸
