第三章 物理化学法(2)

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1、四 过滤（一）功能和原理 过滤指通过具有空隙的颗粒状滤料层截留废水中细小固体颗粒的处理工艺。废水处理中，主要用于去除悬浮颗粒和胶体杂质，特别是用重力沉淀法不能有效去除的微小颗粒和细菌，对废水的BOD和COD等也有一定的去除作用。 在过滤过程中，水中的污染物颗粒主要通过三种作用被去除： 1.筛滤作用 2.沉淀作用 3.接触吸附作用（二）过滤池常见类型 滤池有很多种，通常有以下几种分类方式： 1.按照滤速的大小分类： 慢滤池 快滤池 2.按照滤料的分层结构分类： 单层滤料滤池 双层滤料滤池 三层滤料滤池 3.按照水流过滤层的方向分类： 上向流 下向流 双向流 4.按照作用水头分类： 重力式滤池和压

2、力式滤池（三）过滤池的主要组成部分 1. 滤料层 滤料系滤池内的过滤材料，它是承担过滤功能的主要部分。常用的滤料是石英砂和无烟煤，各种滤料必须具备以下几个特点： (a) 足够的机械强度 (b) 足够的化学稳定性 (c) 适当的粒径级配 (d) 滤料的不均匀系数，滤层厚度 2. 承托层 承托层位于滤池的底部，由大颗粒材料组成，作用主要是承托滤料，防止滤料进入底部配水系统造成流失，同时保证反冲洗配水均匀。 基本要求：一是在最大强度的反冲洗时，不能松动； 二是孔隙要尽量均匀，以便配水均匀。3. 配水系统 配水系统的作用是将反冲洗水均匀分配到整个滤池中。常用的配水系统有如下两种： （a）大阻力配水系统

3、 （b）小阻力配水系统4. 冲洗系统 滤池工作一段时间后，滤料截留的污染物质趋于最大容量，此时如仍继续工作，污物会穿透滤层，失去过滤效果。因此，滤池工作一段时间后，要定期进行冲洗。滤池冲洗主要有三种方法： （a）反冲洗 （b）反冲洗加表面冲洗 （c）气水反冲洗 （四）过滤的工艺控制与维护 1.滤速的控制 2.工作周期的控制 3.冲洗效果的控制 （1）冲洗强度 （2）冲洗历时 （3）滤层膨胀率 4.日常维护五 中和与pH调节（一）功能与原理 酸性工业废水和碱性工业废水来源广泛，将酸和碱随意排放不仅会造成污染、腐蚀管道、毁坏农作物、危害渔业生产，而且也是极大的浪费。 中和法是利用碱性药剂或酸性药剂

4、将废水从酸性或碱性调整到中性附近的一类处理方法。中和处理发生的主要反应是酸与碱生成盐和水的中和反应。另外酸性废水中常溶解有重金属盐，在用碱进行中和时，可生成难溶的金属氢氧化物。 在工业废水处理中，中和处理和pH调节常常用于以下几种情况： （1）废水排入水体前，水生生物对pH的变化较敏感。 （2）废水排入城市排水管道前，避免对管道腐蚀。 （3）进行化学或生物处理前，要求达到一最佳范围。 中和剂 酸性废水中和处理多采用的中和剂有石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等。 碱性废水中和处理则通常采用盐酸和硫酸。 苏打、苛性钠具有组成均匀、易于贮存和投加、反应迅速、易溶于水而且溶解度较高的优点，但价格较贵

5、，通常很少采用。石灰来源广泛，价格便宜，应用较广。但它具有以下缺点： （1）石灰粉末极易飘扬，劳动卫生条件差； （2）装卸、搬运劳动量较大； （3）成分不纯，含杂质较多； （4）沉渣量较多，不宜脱水； （5）配制石灰溶液和投加需要较多的机械设备等。（二）中和处理方法 1.酸性废水的中和处理 （1）碱性废水或废渣中和法 （2）投碱中和法 （3）过滤中和法 碱性滤料：石灰石、大理石、白云石 2.碱性废水的中和处理 （1）利用酸性废水中和碱性废水 （2）投酸中和法 （3）酸性废气中和法(三)常用中和设备及运行管理1.酸碱废水互相中和设备 （a）简易中和设备 （b）连续流式中和池 （c）间歇流式中和池

6、2.投药中和设备 （a）药剂配制/投加系统 （b）中和反应槽3.中和过滤池（a）等速升流式膨胀中和过滤池 （b）变速升流式膨胀中和过滤池 （c）滚筒式中和过滤池六化学沉淀法功能和原理化学沉淀的类型 氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法、钡盐沉淀法化学沉淀的运行管理七、化学氧化还原法功能和原理 利用溶解于废水中的有毒物质，在氧化还原反应中能被氧化或还原的性质，把它转化为无毒无害的新物质的方法。 目的：剧毒或有毒 无毒、低毒 常用的氧化剂：空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、漂白粉、次氯酸钠、三氯化铁等； 常用的还原剂：硫酸亚铁、亚硫酸盐、氯化亚铁、铁屑、锌粉、二氧化硫、硼氢化钠等 例：含氰废水时

7、，氰化钠、氰化钾易析出CN(剧毒） 加入氧化剂后转化为络合物，不易析出CN，表现为较低的毒性。氧化法处理工业废水 空气氧化法：二价硫废水 氯氧化法：氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油类 臭氧氧化法：除臭、脱色、杀菌、除铁、氰化物还原法处理工业废水：去除重金属 4. 设备和运行管理 氯氧化法 空气氧化法 臭氧氧化法 金属过滤床还原法 硫酸亚铁+石灰还原系统八、电解功能和原理 在直流电场作用下，利用电极上产生的氧化还原反应，去除污染物。常用的电解法 电化学氧化法、电化学还原法、电解凝聚法、电解气浮法 3. 电解槽的结构形式和板级电路 4. 设备和运行管理九 混凝法（一）功能和原理 废水中的胶体（1 1

8、00nm）和细微悬浮物（100 10000nm）能在水中长期保持稳定的悬浮状态，静止而不沉，使废水产生混浊现象。混凝法就是向废水中投加混凝药剂，使其中的胶体和细微悬浮物脱稳，并聚集为数百微米以至数毫米的矾花，进而可以通过重力沉降或其他固液分离手段予以去除的废水处理技术。（二）常用混凝剂和助凝剂 1.无机盐类混凝剂 （a）三氯化铁 （b）硫酸亚铁 （c）硫酸铝 （d）聚合氯化铝 （e）聚合硫酸铁 2.有机高分子类混凝剂 阴离子型、阳离子型、非离子型 3.助凝剂 （a）pH调整剂 （b）絮体结构改良剂 （c）氧化剂（三）混凝工艺1. 混凝剂的配制与投加2. 混合3. 反应4. 矾花分离（四）运行控

9、制条件1. pH2. 水温3. 混凝剂的选择和投加量4. 水力条件（五）混凝的设备1. 混凝剂的配制与投加设备2. 混合设备3. 反应设备 （a）隔板反应池 （b）机械搅拌反应池4. 矾花分离设备（六）混凝设备日常运行中需注意的问题（1）经常检查溶药系统和投加系统的运行情况。（2）当冬季水温较低，影响混凝效果时，除可采取增加投药量的措施外，还可投加适量的铁盐混凝剂，经常检查加药管的运行情况。（3）根据混合池和反应池的絮体、出水水质等情况，及时调整混凝剂的投加量。（4）严格控制混合和反应的搅拌强度和时间。（5）做好日常运行记录。十 气浮法（一）功能和原理 气浮是在水中产生大量细微气泡，细微气泡与

10、废水中的细小悬浮粒子相黏附，形成整体密度小于水的“气泡颗粒”复合体，悬浮粒子随气泡一起浮升到水面，形成泡沫或浮渣，从而使水中悬浮物得意分离。 实现气浮分离必须具备基本条件： 1. 必须在水中产生足够数量的细微气泡； 2. 必须使气泡能够与污染物相黏附，并形成不溶性的固态悬浮体。（二）气浮的类型按照产生微气泡方式的不同分为： 溶气气浮法 散气气浮法 电解气浮法1. 溶气气浮法 根据气泡从水中析出时的压力不同，又可分为加压溶气气浮和溶气真空气浮，下面重点介绍加压溶气气浮。 加压溶气气浮是空气在加压条件下溶于水中，再使压力降低到常压，把溶解的过饱和空气以微气泡的形式释放出来。目前加压溶气气浮应用最广

11、（a）压力溶气气浮的关键设备 加压泵 溶气罐 释放器 气浮池（b）主要技术参数（c）加压溶气的基本流程 按照加压水的来源和数量，分为：全部进水加压溶气、部分进水加压溶气和部分回流水进水加压溶气。（d）压力溶气的供气方式 压力溶气气浮的供气方式可分为空压机供气、射流进气和泵前插管进气三种方式。（e）调试和运行注意事项2. 散气气浮法 散气气浮法产生的气泡粒径较大（通常大于1mm），不宜与细小颗粒与絮凝体相吸附，反而易将絮体打碎，因此散气气浮不适合处理含细小颗粒与絮体的废水。主要适用于处理水量不大、悬浮物浓度高的废水。 目前常用的有扩散板曝气气浮法和叶轮气浮法两种。3. 电解气浮法 电解气浮法是在