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1、第三章 化工废水处理化工废水的来源及特点物理处理方法；化学处理方法；物理化学处理方法；生物处理方法第一节 化工废水的来源及特点一、废水的来源及特征1、化工废水的来源a.雨水冲刷原料和产品废水b.化学反应不完全废水c.化学反应副反应废水d.冷却水废水e.特定生产过程排放废水f.水冲洗地面设备废水2、化工废水的特点a.废水排放量大占工业废水30%左右，居各工业行业之首b.污染物种类多c.污染物毒性大、不易生物降解d.污染物量大占总排放量：氰化物50%、汞2/3、六价铬12%e.原料、工艺、生产规模不同废水量、水质各异f.污染范围广二、废水处理方法简介1.一般处理原则 减少污染、综合利用和回收 处理
2、方法随水质、水量和排放要求不同而异2.废水处理方法分类： 物理处理法，化学处理法，物理化学法，生物处理法 （1）物理处理法：通过物理作用，以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质(包括油膜和油珠)。 方法： 重力分离法-沉砂池、沉淀池、除油池、气浮池等； 离心分离法-离心分离机和水旋分离器等； 筛滤截流法-隔栅、筛网、砂滤池和微孔滤池等。(2) 化学处理法 ：通过化学反应去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质。 方法：混凝、中和、氧化还原等; 设备：池、罐、塔等。(3)物理化学法：利用物理化学作用去除废水细小悬浮物以及溶解的有机污染物质。 方法：吸附法、离子交换法、膜分离
3、法、萃取法、气提法、吹脱法等。 (4)生物处理法 ：通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质 转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。 方法：好氧生物处理法、 厌氧生物处理法。3. 废（污）水三级处理 （1）一级处理 去除废水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物质，调节废水pH值、减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷。 常用方法： 筛滤法、沉淀法、上浮法、预曝气法等。 （2）二级处理 用以除去污水中大量有机污染物。 常用方法： 活性污泥法、生物膜法、化学混凝和化学沉淀法 等。 （3）三级处理 又称污水深度处理或高级处理 进一步去除二级处理未能去除的污染物质，其中包括
4、微生物未能降解的有机物或磷、氮等可溶性无机物。 常用方法：活性炭吸附、化学氧化、离子交换或膜分离技术 等。第二节 物理处理法 成本低、管理方便、效果稳定 主要用于去除废水中的漂浮物、悬浮固体、砂和油类等物质。 包 括：重力分离，离心分离，过滤一、重力分离 原理：利用固体（油滴）与水相对密度差异，使其分离除去。1.沉淀法分类： (1)自然沉淀：依靠废水中固体颗粒的自身重力进行沉降。 (2)混凝沉淀：在废水中投人电解质作为混凝剂，使废水中的微小颗粒与混凝剂能结成较大的胶团，加速在水中的沉降。2.影响沉淀的因素1）污水的流速 u，m/s2）悬浮颗粒的沉降速度 uS3）沉淀池的尺寸 球型颗粒水中运动类
5、型：一般Re1，ds,s愈大-us愈大-沉降效率愈高。最小us用表示us ，沉淀需时间：ts=H/ us 在保持池底沉淀物不受水流冲击和扰动-减小H-提高沉降效率。废水流量：Q（m3/s）=uBH废水在池中停留时间：t=L/u，保证水中悬浮颗粒沉降：t= ts(颗粒沉降时间)， L/u= H/ us u=（Lus）/HQ = uBH=【(Lus)/H 】BH = BLus 池底面积：A= BL ，Q = Aus， 令q0=Q/A - 过流率，m3/m2s ； Q = Aq0 q0,max = us ， q0 愈小，沉降效果愈好；反之，沉降效果差。 实际上，水流速不均，水流湍动-沉降效果降低。3
6、.沉降设备 形式：平流式沉淀池、辐射式沉淀池、竖流式沉淀池、 斜板（管）式沉淀池、沉砂池等。 （1）平流式沉淀池：构造简单，效果良好，工作性能稳定，但排泥较困难。（2）辐射式沉淀池：处理大水量，含较多无机悬浮物（3）竖流式沉淀池：水量不大，含有机悬浮多。（4）斜板（管）式沉淀池： 斜板与水平方向倾斜角600，板间距3.2cm，处理水量增加2.3倍。（5）沉砂池：分离废水中较大的无机悬浮物，如砂、煤粒、矿渣等。不让较小的有机悬浮物沉降。 水速：0.150.3m/s4.隔油池 油品中（除重油、煤焦油外）：一般油 水。 油类在水中的三种状态：（1）悬浮状态 占80-90%，颗粒大，易上浮-隔油池分离
7、；（2）乳化状态 占10-15%，颗粒小（0.05-25m），不易上浮-浮选法分离；（3）溶解状态 占0.2-0.5%，生物化学法除去。隔油池形式：平流式、 竖流式、斜板式等。 # 平流式和竖流式隔油池： 类似于前述平流式和竖流式沉淀池。 # 斜板式隔油池：平行板或波纹板，板间距2050mm，倾角450，需停留时间仅为平流池1/21/4。斜板隔油池（Parallel plate Intercepter）（壳牌石油公司）：二、离心分离1.离心分离原理水中颗粒物高速旋转： 离心力 Fc = mac= mvs2/r vs-颗粒的圆周切速度，m/s； vs= 2r n/60 n-转速，r/min；分离
8、系数 如：r = 0.5m，n = 300r/min，则= 502.离心分离方式 水力旋流器：压力式-水泵加压 重力式-高水位压力 机械旋转离心机：常速离心机 3000 高速离心机 200012000 超高速离心机 12000三、过滤法 过滤水中微粒及胶状物-防止其破坏水泵，堵塞管道及阀门等。 形式：格筛过滤、筛网过滤、颗粒介质过滤、微滤机等。1.格筛过滤 设置在水泵站集水井入口处。2.筛网过滤： 除去水中悬浮物，如纤维、纸浆、藻类等。 形式：振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、转盘式筛网、微滤机等。3.颗粒介质过滤 除去水中微粒物和胶状物； 常用作离子交换、活性炭吸附前的预处理，也用作废水三级处
9、理。 滤料: 石英砂 (废水pH=2.16.5), 无烟煤(废水pH值无要求) 其他：石榴石粒、磁铁矿粒、白云石粒、花岗岩石粒、聚苯乙烯发泡塑料球等。4.微滤机过滤法 金属网过滤设备结构紧凑、处理水量大、操作方便、占地小，但滤网编制困难。小结 物理处理法 成本低、管理方便、效果稳定 主要用于去除废水中的漂浮物、悬浮固体、砂和油类等。 包 括：重力分离 离心分离 过滤第三节 化学处理法 利用化学作用来处理废水中的溶解物质或胶体物质。 包括：废水中的金属离子、细小的胶体有机物、无机物、植物营养素（ 氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、碱等。 分类：中和法、混凝法、氧化还原、电化学等方法。一、中和法
10、处理低浓度的含酸、含碱废水（无回收及综合利用价值时）； 用于废水的预处理，调整废水的pH值。 生化处理 pH=6.58.5 外排水 pH=6.09.0 1. 酸性废水中和处理 （1）酸性废水中和处理方法 1）酸性水通过石灰石滤床; 2）酸性水与石灰乳混合; 3）向酸性废水中投加烧碱或纯碱溶液; 4）酸性水与碱性废水混合 5）向酸性废水中投加碱性废渣，如电石渣、碳酸钙、碱渣等。（1）酸性废水中和处理工艺 1）酸性废水与碱性废水混合 a.同时排出，酸、碱量平衡-管道混合 ； b.中和池混合。2）投药中和 投药：石灰、石灰石、电石渣、苏打等。 方法：干投法、湿投法。 A. 干投法：（1.41.5）理
11、论投加量B.湿投法3）过滤中和法 碱性滤料：石灰石（ CaCO3 ）、大理石（ CaCO3 ） 、白云石（ MgCO3 CaCO3 ）等。 2HCl+CaCO3 = CaCl2+H2O+CO2 2HNO3+CaCO3 = Ca（NO3）2+H2O+CO2 含硫酸废水用白云石-生成硫酸镁溶于水。 设备：普通中和滤池、升流式膨胀中和滤池。2.碱性废水中和处理方法（1）向碱性废水中鼓入烟道气 * 利用烟道气中CO2（24%），此外，SO2、H2S等酸性气体中和碱性废水。 * 优点：是以废治废，投资省，运行费用低； * 缺点：出水中的硫化物、耗氧量和色度增加，需进一步处理。 （ 2）药剂中和法 常用药
12、剂：硫酸、盐酸、压缩CO2。 硫 酸：价格低，应用广； 盐 酸：反应物溶解度高，沉渣量少，但价格较高； 压 缩 CO2 ：成本较高，使用较少，多采用烟道气。二、混凝沉淀法 将化学药剂（混凝剂）投入废水中，与废水混合、反应、凝聚、絮凝和沉淀等过程，达到去浊、脱色、降COD、除重金属离子等作用。1. 混凝原理 未加混凝剂之前，水中的胶体和细小悬浮颗粒（10-6-10-3 mm）稳定存在，原因：* 质量很轻，受水的分子热运动的碰撞-无规则的布朗运动；* 颗粒都带有同性电荷-静电斥力-阻止其聚合成较大的颗粒;* 带电荷的胶粒和反离子都能与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳-阻碍各胶体的聚合。 废水中投入混凝剂-破坏颗粒的稳定状态(称脱稳)-相互聚集为较大颗粒。 混凝机理： 压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕。1）压缩双电层机理 胶体粒子的双电层结构，反离子的浓度在胶粒表面最大，并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布，最终与溶液中离子浓度相等。 向溶液中投加电解质（混凝剂）-溶液中离子浓度增高-加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力-原有部分反离子挤压到吸附层中： * 电位相应降低，胶粒间的相互排斥力也减少；* 扩散层厚度减小，相撞的距离也减少； 从而其排斥势能消失-胶粒得以迅速凝聚(2) 吸附电中和机理
