工业水处理-专升本讲解

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1、重庆大学重庆大学 重庆大学 皇甫小留 （不得拷贝） 1、光氧化法化学和应应用化学 反应应原理 利用光能量激活半导导体材料中的电电子空穴对对，产产生吸附电电子的 能量，废废水中悬悬浮微粒沉淀到半导导体的表面。 应应用 光能量的产产生可以分为为太阳能光和紫外线线光，将半导导体材料涂 层层在多孔材料（硅胶、纤维纤维 、玻璃粒），采用光源作为动为动 力，使废废水 中的杂质杂质 沉积积在半导导体的表面。 废水处理方法分类 2、电氧化法 反应机理 利用电能和电场能使废水中的悬浮物迁移沉淀，产生电化学反应 、电氧化还原、电迁移，使污水中的污染物质的性质发生改变。 应用 电解利用可溶性阳极和不溶性阳极作为电极

2、，产生电化学反应 。 微电解利用微小的电流和自发产生的电流，进行电化学反应。 磁反应电流产生磁场，污水中的杂质在磁场作用下迁移。 废水处理方法分类 3、化学氧化 反应原理 利用化学药剂的氧化能力，氧化废水中的杂质。 应用 化学氧化将物质的氧化还原电位改变，物质的性质发生改变 化学絮凝带电物质吸附杂质一同沉淀 废水处理方法分类 4、物理沉淀 反应机理 利用大颗粒的粒子，在下沉过程中吸附污水中的杂质沉淀 应用 物理吸附悬浮物质、胶体物质在分子间力作用下吸附下沉 混凝沉淀混凝剂经水解形成高聚物，大颗粒高聚物对杂质胶体有 强烈的吸附能力，可吸附一定距离内的胶体共同下沉。 增浓沉淀向污水中投入一些大颗粒

3、杂质，使浓度增大，可沉淀的大 颗粒吸附小颗粒迅速下沉。 废水处理方法分类 废水处理方法分类 5、生物厌氧处理 反应机理 在无氧的条件下，利用厌氧微生物降解废水中的有机物。 应用 普通厌氧在封闭的设备内静止发酵 流化厌氧废水和厌氧载体在设备内呈流化状态 过滤厌氧厌氧微生物在设备内形成过滤层，废水流过过滤层 降解水中的有机物 颗粒污泥厌氧厌氧微生物在设备内形成颗粒污泥，污泥浓度 增大，降解速率增加 6、生物好氧处理 反应机理 在有氧的条件下，利用好氧微生物降解废水中的有机物 应用 传统好氧处理污水和污泥混合一起流动，进行曝气充氧 过滤好氧处理污泥层和污泥载体静止不动，污水流过污泥层 生物膜好氧处理

4、好氧微生物附着在载体上 压力好氧处理在高压下氧的转移效率增加，氧的溶解度增加， 微生物的数量增加 间歇好氧处理利用废水的流量随时间变化的特点，采取间歇进 水，间歇曝气的方式 废水处理方法分类 本书第一篇和第二篇讲的是污水常规处理法，污水常规处理适 用于生活污水，还有相当一部分工业废水不能用好氧生物降解法去 除，不适宜采用前述的方法，而需要采用特殊处理法。 一、污水处理的基本方法 污水处理实际上是采用各种技术和手段将污水中污染物质分离 出来，或将其转化成无害物质，污水得到净化。 绪 论 （一）按处理程度分（传统分类法） 一级处理去除污水中的悬浮固体，BOD去除率30左右，SS去除90 ，不能直接

5、排放。 一级处理包括 1格栅由一组平行的金属栅条制成，用来截阻大块的悬浮状态物质。 2沉淀水中的可沉物质在重力作用下沉淀。 3浮选把空气通入污水中，以微小气泡析出，小气泡粘附水中的固体 颗粒随气泡一同浮至水面，形成泡沫去除。 4油去除利用油的比重小于1的性质，使含油污水停留一定时间，油珠 上浮去除。 5均衡工业污水排放量与水质随时间不同，需进行储存调节，使其均 衡。 6中和利用酸和碱作用生成盐和水。 一、污水处理的基本方法 二级处理大幅度去除污水中的胶体和溶解状态的有机物（BOD）去除 率达9599，处理后水中BOD为1020mg/L. 二级处理包括 1活性污泥法由大量的微生物群体构成具有活性

6、，容易沉淀的胶体 污泥为主体。 2生物膜法在污水流经的固体表面生长一层生物膜，生物膜上的微 生物氧化污水中的BOD。 3氧化塘污水在池塘内停留3060天，靠水中溶解氧和微生物作用 降解BOD。 4污水灌溉通过土壤表层土的截留，土壤中微生物的分解氧化，物 理吸收使污水净化。 5厌氧处理在无氧的条件下，靠兼性菌及专性厌氧菌降低有机物。 一、污水处理的基本方法 三级处理进一步去除二级处理不能去除的有机物，氮、磷、处理后BOD 在5-10mg/L，可以回用。 三级处理包括 1微滤使污水通过多孔介质，截留水中的悬浮物。 2混凝向水中投加混凝剂，降低污水浊度、色度、高分子有机物、重 金属。 3氧化还原利用

7、氧化还原反应使污水中有害的物质转变成无害物质。 4吸附利用固体物质表面的吸附能力，吸附水中一些有害的物质。 5萃取利用传质原理，当溶剂与污水接触时，溶质在污水中重新分配 ，转移到溶剂中。 6渗析通过一种半透膜，将溶质从浓度高的一侧通过膜扩散到浓度低 的一侧。 7反渗透在膜的两侧施加压力，使压力高一侧的溶液透过流到压力低 的一侧。 一、污水处理的基本方法 （二）按作用原理分 1物理处理法利用物理作用去除污水中固体和胶体的污染物。 筛滤、沉淀、浮选、过滤、反渗透 2化学处理法利用化学反应的作用去除污水中有害物质。 中和、混凝、氧化还原、萃取、吸附 3生物处理法利用微生物的代谢作用使污水中有机物分解

8、。 活性污泥、生物膜、氧化塘、污水灌溉、厌氧处理 一、污水处理的基本方法 二、工业污水的水质特征 工业污水水质复杂，不能用单一流程处理 1主要有害物质 有害物质主要来源指标含量 游离氯造纸厂悬浮物401500mg/L 氨化学厂COD100100000 mg/L 氟化物玻璃制品BOD5020000 mg/L 氰化物电镀氨氮103000 mg/L 汞农药PH210 mg/L 硫化物染色皮革 亚硫酸盐造纸厂 硫酸盐化工厂 1. 工业污水单独处理后排放 （1） COD、BOD很高， （2） 具有一定量的H2S、NH4有毒物质 （3） 含有强酸、强碱 （4） 可回收一些产品 2. 工业污水排入城市污水处

9、理厂一同处理 （1） 与城市污水性质大致相同 （2） 无有毒有害类物质 3工业污水预处理后进入城市污水处理厂 （1） 可回收产品 （2） 含少量可去除的有毒有害物质 三、工业污水处理途径 四、工业污水处理原则 1革新工艺艺、减少排污污量 2考虑虑回收利用 3从全局出发发，对污对污 水妥善处处理 4采取先进进技术术，经济经济 合理 五、城市污水与工业污水处理区别 1城市污水中主要为BOD、COD，可采用生物处理方法 沉淀生物处理泥水分离排放 2工业污水需不同废水采取不同处理方法 第一节 均和调节 工业企业的污水量一日内多变，24小时的流量不同，污水处理 流程要求水量水质不变，需均和调节。 一、目

10、的 1水质均和水量负荷不变，水质变化，以水质变化为曲线， 求体积，需要搅拌设施。 2水量调节水质负荷不变，水量变化，以水量变化为曲线， 设计池体积，不需要搅拌。 3水质水量均和调节水质水量都变化，需综合考虑。 二、调节池形式 1水泵泵强制循环环 不需要安装特殊设备设备 ，简单简单 易行，混合完全，但动动力费费用高，运行 费费用高。 2空气搅搅拌 混合完全，有预预曝气作用，但有害物质质和有害气体随曝气进进入大气 3机械搅搅拌 混合较较好，运行费费用低，但易腐蚀蚀需维护维护 。 4.穿孔倒流槽水质调节质调节 只能调节调节 水质质，不能调节调节 水量。 1排放的水质水量具有周期性变化 t=n 时 （

11、1）池容积 qi均和周期逐时变化流量。 （2）出水浓度 c对应q的污染 三、容积计算 三、容积计算 2污水流量变化不是周期性，采用试算法。 （1）池容积 q平均污水量 T水量变化时间总和 （2）出水浓度 第二节 离心分离 一、理论基础物体高速旋转时产生离心力场，在离心力场内各质 点将受到比本身重力大得多的离心力，这离心力的大小取决于物质的质 量。 高速旋转的物体能产生离心力，含悬浮物的废水在高速旋转时由于 悬浮物和废水的质量不同，因此受到的离心力大小也不同，质量大的被 甩向外围，质量小的则留在内圈，废水和水中的悬浮物被分离。 离心力计算 1计算 离心场中，颗粒受到离心力 F 的大小: m、m0

12、分别为颗粒和污水的质量。 v旋转圆周或速度。 r旋转半径。 n转速。 离心力计算 颗粒在水中受到的重力 g重力加速度。 离心力与重力之比的值取 分离因素，在离心力场中，颗粒所受到的离心力大于重力的倍数。 分析：1）当 r1.0m 时，n500转分， 280 当 r1.0m 时，n1800转分， 3600。 2）在离心力场中，离心力对固体颗粒的作用远远超过重力，可强化 颗粒的分离速度。 3）分离因素 ，净化效果 ，可除的颗粒直径 d。 2举例 悬浮颗粒在静水中的沉速 悬浮颗粒在静水中的离心分离速度 去除颗粒的直径一定时，离心场 vu，沉淀速度大得多。 二、离心分离设备 根据离心力产产生的方式可分

13、为为： 1）用水流本身旋转产转产 生离心力的旋流分离机： 压压力式旋流分离机、重力式旋流分离机 2）由设备设备 本身旋转带动污转带动污 水旋转转的离心分离机： 离心机 1压压力式旋流分离机（图图） 用于分离比重较较大的悬悬浮物，设备设备 由钢钢板制成，上部为为直径D的园筒 ，下部为锥为锥 形体，污污水沿着设备设备 切线线方向进进入，在离心力作用下，水中 悬悬浮物被甩向四周，并在重力作用下，下沉至底部排走。 分析： 1段：水流的水平速度沿半径增大，在四周处处最大，颗颗粒在离心力作用 下，甩向四周，此区为为加速区。 2段：水流的水平速度沿半径增大后减小，在 1/2R 处处，V最大，分 离出的颗颗粒

14、沿四周下滑，此区为为分离区。 3段：此段的水平速度为为零，颗颗粒在重力作用下沉淀浓缩浓缩 ，此区为为沉 淀区。 优优点：体积积小，单单位容积处积处 理能力高，用料少易安装。 缺点：四壁易磨损损，需动动力。 二、离心分离设备 2重力式旋流分离机 常用的水力旋流沉淀池，污污水沿切线线方向流入，借进进出水头头差在 池内旋转转流动动。 3离心机在第六章内讲讲 二、离心分离设备 第三节 除油 1含油污污水的产产生 来源为为石油开采炼炼制、石油化工、钢铁钢铁 、焦化、煤气发发生站、机械 加工等工业业企业业。由于机械剪切，水力冲刷，表面杂质杂质 ，跑冒滴漏。 2特征及污污染程度 （1）特征： 污污水中的油多

15、数比重小于1，可以自然上浮水面 可浮油污污水在静置或流动时动时 ，借助油珠与水比重差上浮至水面分 离，含量 7085，直径60100（微米），易浮于水面，形成油 膜或油层层。 乳化油呈乳化状态态浮于水中，不能上浮，含量1520，直径 1 10，油珠成为稳为稳 定的乳化液。 溶解油溶解于污污水中，一般污污水中 515mg/L。 第三节 除油 （2）污污染程度： 形成一层层分子膜，污污染水质质外观观 水中溶解氧 O2 含量下降 生成CO2 、 形成H2CO3、 PH、 浊浊度 不能灌溉溉， 农业农业 灌溉溉要求含油量 50ppm 不能生物处处理，生物处处理要求含油量 3050ppm 。 二、除油池计算 1除油池构造 （1）平流式除油池 （图图） 污污水从池一端流入，从另一端流出 ，比重小于1的浮油上浮， 水面设设集油管，可去除油珠不低于 100150。 （2）斜板式除油池（图图） 根据浅池理论论，池内设设斜板，间间 距 2050mm，水流向下流 动动，油珠向上浮动动，异向分离，泥渣滑 向池底，可去除 60油珠， 停留时间时间 短。 2除油池的计计算 理论论基础础：最小油珠上浮速度用斯笃笃克士公式： u静止水中，直径d油珠的上浮速度， 分别为别为 水、油珠的密度， d上浮最小油珠， 粘滞系数 g重力加速度。 二、除油池计算 （1）按油珠上浮速度计算 除油池面积