工业废水处理课件 312页

工业废水处理技术n武汉理工大学建筑学院市政工程系教学内容第一章:工业废水处理概论第二章:工业废水的物理处理第三章:工业废水的生物处理第四章:工业废水的化学处理第五章:工业废水的物理化学处理n课程要求：掌握工业废水处理的基本方法，了解国内外典型工业废水的处理流程和常用方法。了解不同行业工业废水最新的处理工业流程和技术方法，以及其发展前景。考核方式：（1）全班分组（4人/组）查阅某一类工业废水（例如：含油工业废水、含铅工业废水、啤酒废水等等）的常用处理方法、工艺及国内外最新的研究进展，写成课程论文，并做ppt汇报。汇报时间：第6周开始。论文及ppt汇总后在汇报后统一上交。视上课、汇报情况、论文认真与否决定考试与否。n关于相关资料的查阅：1、图书馆有馆藏资料，可借阅。2、万事可baidu3、收索期刊、论文。方法：http://www.taru.edu.cn/首页进图书馆输入关键词：例如进入CNKI输入“啤酒废水”，进入ProQuest输入“beerwastewater”nnnn第1章　工业废水处理概论1.1概　　论工业废水工业企业各行业生产过程中排出的废水，统称为工业废水，其中包括生产污水、冷却水和生活污水。特征“生活污水”－－－－“工业废水”“污”字说明它的可用性，而“废”说明的是不可用的。n1.1概　　论工业废水的特点污染物的多样性；污染物的复杂性；污染物的行业性；一些种类的废水具有难降解性；污染的严重性；资源性。n1.1概　　论工业废水的分类一般有三种分类方法按行业的产品加工对象分类；按主要污染物的性质分类；按主要污染物的成分分类。按难易处理和毒性分类易处理、危害性小的废水，如冷却水；易生物降解无明显毒性的废水；难生物降解又有毒性的废水。n1.1概　　论工业废水对环境的污染污染的共性几乎所有物质排入水体后都有产生污染的可能性，所以在处理废水时不要引入污染物。污染的个性不同物质的污染作用和环境容量不同。了解主要污染物的污染特性。n1.2工业废水污染源调查控制工业废水污染源的基本途径减少废水排出量废水进行分流；节约用水；改造生产工艺；减少废液排放。n1.2工业废水污染源调查降低污染物的浓度改造生产工艺，了解淘汰生产工艺；改造深漂洗装置；废水进行分流；废水进行均和；回用有用物质，如电镀的回收槽；排出系统的控制。n1.2工业废水污染源调查污染源调查现场调查废水量调查平均流量和最大流量，单位：m3/h；污染物调查记录不同工序排水水量和主要污染物种类，相同工序不同工艺的排水量和主要污染物种类，并水平衡明细表。n1.2工业废水污染源调查工艺调查了解生产工艺对水质的要求，提出节水降污方案；取样分析从各工序取样时要注意更换周期，从总排水口取样时要注意浓度的平均。主要污染物相同的工序，只对最大浓度和最小浓度的工序进行分析。只分析难处理水质的工序。有机物主要分析COD和BOD值。根据处理工艺的特殊性进行分析。n1.2工业废水污染源调查确定排放标准了解排水去向资料分析有机废水要分析其可生化性。无机废水要分析是否有络合物存在。废水回用；无处理排放；废水分流。n1.3废水的排放标准地面水环境质量标准按地面水域使用目的和保护目的分成五类第Ⅰ类源头水、国家自然保护区。第Ⅱ类集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。n1.3废水的排放标准第Ⅲ类集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。第Ⅳ类一般工业用水区及人体非接触的娱乐用水区。第Ⅴ类农业用水区及一般景观要求水域。n1.3废水的排放标准污水综合排放标准按对人体的健康时效分为两类Ⅰ类污染物分类依据在环境或动植物体内蓄积，对人体健康产生长远不良影响。具体污染物为总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并(a)芘、总铍、总银、总a放射性和b放射性物质。n1.3废水的排放标准Ⅱ类污染物分类依据长期影响小于Ⅰ类的污染物。具体污染物如pH值、色度、悬浮物、BOD5、COD、石油类和阴离子表面活性剂等。n1.3废水的排放标准标准的使用排放标准是设计的依据，要写在设计方案中。排放标准是分等级的，下一级要比上一级严格。设计标准的采用要按着当地政府要求。要注意标准的版本。要关注将颁布新标准。n1.3废水的排放标准国家《污水综合排放标准》GB8978-1996要执行的行业标准造纸工业执行《造纸工业水污染物排放标准(GB3544-92)》船舶执行《船舶污染物排放标准(GB3552-83)》船舶工业执行《船舶工业污染物排放标准(GB4286-84）》n1.3废水的排放标准海洋石油开发工业执行《海洋石油开发工业含油污水排放标准(GB4914-85)》纺织染整工业执行《纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-92)》肉类加工工业执行《肉类加工工业水污染物排放标准(GB13457-92)》n1.3废水的排放标准合成氨工业执行《合成氨工业水污染物排放标准(GB13458-92)》钢铁工业执行《钢铁工业水污染物排放标准(GB13456-92)》航天推进剂使用执行《航天推进剂水污染物排放标准(GB14374-93)》，n1.3废水的排放标准兵器工业执行《兵器工业水污染物排放标准(GB14470.1～14470.3-93和GB4274～4279-84)》磷肥工业执行《磷肥工业水污染物排放标准(GB15580-95)》兵器工业执行《兵器工业水污染物排放标准(GB14470.1～14470.3-93和GB4274～4279-84)》n1.3废水的排放标准磷肥工业执行《磷肥工业水污染物排放标准(GB15580-95)》烧碱、聚氯乙烯工业执行《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准(GB15581-95)》其他水污染物排放均执行本标准。n1.3废水的排放标准专业术语污　　水指在生产与生活活动中排放的水的总称。排水量指在生产过程中直接用于工艺生产的水的排放量。不包括间接冷却水、厂区锅炉、电站排水。n1.3废水的排放标准一切排污单位指本标准适用范围所包括的一切排污单位。其他排污单位指在某一控制项目中，除所列行业外的一切排污单位。n1.3废水的排放标准表１第一类污染物最高允许排放浓度单位：mg/l序号污染物最高允许排放浓度1总汞0.052烷基汞不得检出3总镉0.14总铬1.55六价铬0.56总砷0.5n1.3废水的排放标准表１第一类污染物最高允许排放浓度单位：mg/l7总铅1.08总镍1.09苯并(a)芘0.0000310总铍0.00511总银0.512总α放射性1Bq/L13总β放射性10Bq/Ln1.3废水的排放标准表４第二类污染物最高允许排放浓度（１９９８年１月１日后建设的单位）单位：mg/L序号污染物适用范围一级标准二级标准三级标准1pH一切排污单位6～96～96～92色度(稀释倍数)一切排污单位5080-采矿、选矿、选煤工业70300-脉金选矿70400-n1.3废水的排放标准3悬浮物边远地区砂金选矿70800-城镇二级污水处理厂2030-其他排污单位70150400甘蔗制糖、苎麻脱胶、湿法纤维板、染料、洗毛工业2060600n1.3废水的排放标准4五日生化需氧量(BOD5)甜菜制糖、酒精、味精、皮革、化纤浆粕工业20100600城镇二级污水处理厂2030-其他排污单位2030300甜菜制糖、合成脂肪酸、湿法纤维板、染料、洗毛、有机磷农药工业1002001000n1.3废水的排放标准5化学需氧量(COD)味精、酒精、医药原料药、生物制药、苎麻脱胶、皮革、化纤浆粕工业1003001000石油化工工业(包括石油炼制)60120-城镇二级污水处理厂60120500其他排污单位100150500n1.3废水的排放标准6石油类一切排污单位510207动植物油一切排污单位10151008挥发酚一切排污单位0.50.52.09总氰化合物一切排污单位0.50.51.010硫化物一切排污单位1.01.01.0n1.3废水的排放标准11氨氮医药原料药、染料、石油化工工业1550-其它排污单位1525-黄磷工业10152012氟化物低氟地区(水体含氟量<0.5mg/L)102030其它排污单位10102013磷酸盐(以P计)一切排污单位0.51.0-n1.3废水的排放标准14甲醛一切排污单位1.02.05.015苯胺类一切排污单位1.02.05.016硝基苯类一切排污单位2.03.05.017阴离子表面活性剂(LAS)一切排污单位5.0102018总铜一切排污单位0.51.02.0n1.3废水的排放标准19总锌一切排污单位2.05.05.020总锰合成脂肪酸工业2.05.05.0其他排污单位2.02.05.021彩色显影剂电影洗片1.02.03.022显影剂及氧化物总量电影洗片3.03.06.0n1.3废水的排放标准23元素磷一切排污单位0.10.10.324有机磷农药(以P计)一切排污单位不得检出0.50.525乐果一切排污单位不得检出1.02.026对硫磷一切排污单位不得检出1.02.0n1.3废水的排放标准27甲基对硫磷一切排污单位不得检出1.02.028马拉硫磷一切排污单位不得检出5.01029五氯酚及五氯酚钠(以五氯酚计)一切排污单位5.08.010n1.3废水的排放标准30可吸附有机卤化物(AOX)(以Cl计)一切排污单位1.05.08.031三氯甲烷一切排污单位0.30.61.032四氯化碳一切排污单位0.030.060.50n1.3废水的排放标准33三氯乙烯一切排污单位0.30.61.034四氯乙烯一切排污单位0.10.20.535苯一切排污单位0.10.20.536甲苯一切排污单位0.10.20.537乙苯一切排污单位0.40.61.0n1.3废水的排放标准38邻-二甲苯一切排污单位0.40.61.039对-二甲苯一切排污单位0.40.61.040间-二甲苯一切排污单位0.40.61.041氯苯一切排污单位0.20.41.042邻-二氯苯一切排污单位0.40.61.043对-二氯苯一切排污单位0.40.61.0n1.3废水的排放标准44对-硝基氯苯一切排污单位0.51.05.0452，4-二硝基氯苯一切排污单位0.51.05.046苯酚一切排污单位0.30.41.047间-甲酚一切排污单位0.10.20.5482,4-二氯酚一切排污单位0.60.81.0n1.3废水的排放标准492,4,6-三氯酚一切排污单位0.60.81.050邻苯二甲酸二丁脂一切排污单位0.20.42.051邻苯二甲酸二辛脂一切排污单位0.30.62.052丙烯腈一切排污单位2.05.05.0n1.3废水的排放标准53总硒一切排污单位0.10.20.554粪大肠菌群数医院*、兽医院及医疗机构含病原体污水500个/L1000个/L5000个/L传染病、结核病医院污水100个/L500个/L1000个/L医院*、兽医院及医疗机构含病原体污水<0.5**>3(接触时间≥1h)>2(接触时间≥1h)n1.3废水的排放标准注：其他排污单位：指除在该控制项目中所列行业以外的一切排污单位。*指50个床位以上的医院。**加氯消毒后须进行脱氯处理，达到本标准。55总余氯(采用氯化消毒的医院污水)传染病、结核病医院污水<0.5**>6.5(接触时间≥1.5h)>5(接触时间≥1.5h)合成脂肪酸工业2040-56总有机碳(TOC)苎麻脱胶工业2060-其他排污单位2030-n1.4工业废水处理方法概述1.4.1废水处理方法物理法调节、离心分离、沉淀、除油、过滤。化学法中和、化学沉淀、氧化还原。物理化学法混凝、气浮、吸附、离子交换、膜分离。生物法好氧生物法和厌氧生物法。n1.4工业废水处理方法概述1.4.2废水处理方法的选择污染物在废水中存在状态悬浮物粒径为1~100mm；胶　体粒径为1nm~1mm；溶解物粒径为<1nm。n1.4工业废水处理方法概述处理方法选择的原则达标是前提；在达标的前提下，充分考虑成本；应综合分析处理成本；要应用成熟的工艺；要充分考虑工艺的可操作性；多采用自己已做过的工艺。n1.4工业废水处理方法概述有机废水处理方法的确定物理方法将废水用滤纸过滤后达标，可作为悬浮物废水处理；物化方法直接过滤不达标，如加絮凝剂后过滤达标可采用絮凝沉淀。n1.4工业废水处理方法概述生物法的选择确定废水的毒性如有毒性物质应针对毒物进行预处理。确定废水的可生化性好氧生物法一般当BOD/COD>1/5，BOD<1000mg/L时，可用好氧生物法，但BOD的允许浓度是因污染物而异。n1.4工业废水处理方法概述厌氧法一般当BOD/COD<<1/5，或BOD＞1000mg/L时，可先采用厌氧法后再加好氧生物法。根据设备投资和运行费用确定只好氧生的运行费用高，但投资和占地小。厌氧－好氧的运行费用低，但投资和占地大。n1.4工业废水处理方法概述无机废水悬浮物在规定的时间内静置后达标可采用自然沉降。不达标可作混凝试验，混凝静置后达标，可采用混凝沉淀。n1.4工业废水处理方法概述溶解污染物一般方法调pH值、化学沉淀、氧化还原。深度处理法吸附、离子交换、膜分离一法。含油废水静置后下清液达标的可采用隔油处理，不达标的可采用破乳后静置，达标可采用破乳隔油，不达标的可采用隔油后生化。n第2章　工业废水的物理处理2.1调节池n2.1.1水量调节池作用缓冲废水的峰值流量，以降低设备的处理量。池体设计结构设计结　　构一般为钢筋混凝土，小池也可为砖混结构；nn2.1调节池水位控制最高水位不超过进水口高度，最低水位为死水位。有效水深一般为2~3m，要考虑到地质状况。输水方式进水为重力流，出水为泵提升。n2.1调节池有效容积累积流量（m3）qi–––在t时段内废水的平均流量，m3/s；ti–––时段，h。n2.1调节池n2.1调节池废水流量累积曲线图解法绘出工作周期T内的累计流量曲线；用直线连接曲线的起点O和终点A，直线OA为提升泵的出水累计水量；其斜率为平均流量平行OA作流量累计曲线的两条外切线，两切线的竖直长度即为有效容积。V=VBD+VCE停留时间=有效容积/平均流量n2.1调节池估算法按设计的停留时间t乘以平均流量。流量或浓度变化大的，t一般取5~7小时，变化小一般取2~4小时。停留时间是一个经验数据，要注意积累。多路废水汇流的，t一般取5~7小时。nnnn2.1调节池2.1.2水质调节池作　　用为减少浓度对处理系统的冲击。普通水质调节池特　　点结构简单，可同时调节水量，但水质不均匀。应　　用主要应用于处理量较小的工程中。nnn2.1调节池穿孔导流槽式水质调节池特　　点出均匀，但无法调节水量。有效容积qi–––为流量和浓度较高的设计周期T内的累积流量；h–––放大系数，一般取0.7。n2.1调节池n2.1调节池nnn2.1调节池物料平衡方程C1QT+C0V=C2QT+C2VQ–––取样间隔时间内的平均流量；C1–––取样间隔时间内进入调节池污物的浓度；T–––取样间隔时间；C0–––取样间隔开始时调节池内污物的浓度；V–––调节池的容积；C2–––取样间隔时间终了时间内出水污物的浓度。n2.1调节池各时段内出水浓度的推求假定在一个取样间隔时间内出水浓度不变，则由上式可得每一个取样间隔后的出水浓度为说明：调节池的出水P值（出水最大浓度与平均浓度的比值）应小于1.2。见下面例题。nnn2.1调节池2.1.3分流贮水池特　　点结构简单，可同时调节水量，但水质不均匀。应　用在工业废水中应用较多，如废液贮池，采用分路分流。2.1.4调节池的搅拌泵循环搅拌布水结构为穿孔管，简单易行，搅拌效果一般，动力消耗大。n2.1调节池空气搅拌布气结构为穿孔管，流量为2~3m3/[h·m(管长)]或5~6m3/[m2(池面积)]。搅拌效果好，兼有预曝气的作用，运行费用高。机械搅拌搅拌效果好，运行费用高，易受腐蚀。设计参数是因结构而异，可向设备商索取，也可参考《化工工艺设计手册》。nnnn2.2离心分离2.2.1离心分离原理原理概述使水旋转，水中的悬浮颗粒和水都会受离心力的作用，悬浮颗粒密度(r)大于水的(r0)向远离轴心方向移动，r’3000的称为高速离心机；把1000≤a≤3000的称为中速离心机；把1000＜a的称为低速(常速)离心机。按结构分类可分为碟式离心机、管式离心机和螺旋式离心机。n2.2离心分离应　　用目前应用在污水处理厂应用较多，应用于污泥脱水，多采用卧式常速离心机，泥饼的可降低到80%。也有用于废水中的纤维回收，回收率达60~70%左右。含油废水的油水分离可采用中速离心机。高速离心机多用于乳化油和蛋白质的分离，分离油用立式，转速在5000r/min以上。n2.2离心分离水力旋流器压力式水力旋流器结构参数圆简直径D一般≤500mm圆简高度H0H0=1.7D锥体高度HkHk=3H0n2.2离心分离锥体角度q=10~15°中心溢流管直径d0=(0.25~0.3)D进水管直径d0=(0.2~0.4)D出水管直径d0=(0.25~0.5)D锥底直径d3=(0.5~0.8)Dn2.2离心分离进水口高宽比1.5~2.5进水口向下倾斜角度3~5°进水口流速6~10m/s溢流管的下端与进水轴线的距离0.5H0n2.2离心分离处理水量Q–––处理水量，L/min；K–––流量系数，；DP–––进出口压差，一般取0.1~0.2MPa。n2.2离心分离被分离颗粒的极限直径颗径与分离效果的关系可通过试验测得二者的关系S形图。极限直径分离效率为50%颗粒的直径称为极限直径dc。是判断分离效果的重要指标之一。n2.2离心分离n2.2离心分离计算公式dc–––极限直径，cm；f–––环流速度的变化系数，与分离器构造有　　关，f≈0.1D/d；h–––中心流速高度，cm。n2.2离心分离特　点表面负荷很大，可过1000m3/(s·m2)。易安装维护。器壁易受磨损，应用铸钢或铬锰合金钢等耐摩材料。应　用广泛应用于轧钢废水处理以及高浊度河流的预处理。nn2.3除　　油2.3.1含油废水的来源及污染特征主要来源于工业生产石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等。生　　活餐饮行业。比　　重重焦油大于1，其余小于1。nn2.3除　　油在水中形态分类浮　　油油珠粒径大于100mm。分散油油珠粒径在10~100mm。主要由于剧烈的搅拌形成的。乳化油油珠粒径小于10mm，一般为0.1~2mm。多因表面活性剂造成。n2.3除　　油溶解油油珠比乳化油还小，可到nm级。油的排放标准石油类一级标准为100，二级标准为150；动植物油一、二级标准均10。nn2.3除　　油油对处理工艺设备的影响大于30~50mg/L时，对生化有影响；对监控设备的传感器有影响；对过滤介质的寿命有影响。处理方法重力分离除浮油和重油，气浮、电解、混凝沉淀和离心分离除浮化油。n2.3除　　油2.3.2除油装置隔油池分为平流隔油池和斜管隔油池平流隔油池适用范围油珠粒径大于100~150，效果70%左右。n污水从池一端流入，从另一端流出，比重小于1的浮油上浮，水面设集油管，可去除油珠低于100-150mmn2.3除　　油总体构造池体结构隔油池为长方形池体，池内有两块挡油板和一块挡渣板将池体分成进水、浮油区和出水区。浮油区池底有0.01~0.02的坡度向进水一端下设有污泥斗倾斜，泥斗倾角为45°。隔油池多为地埋式，以保证自流进水。尽量避免用泵提升进水。集油管多用f200~300的钢管，一测开槽口，可绕轴线转动。n2.3除　　油撇油设备撇油设备为定型设备，常见的有几种，一种为直线往返式，一种是链条式，旋转式浮子式撇油设备。排渣管直径不大于200mm。注意排渣流速过大会影响油珠上浮效果。nnn2.3除　　油链式刮油刮泥机n2.3除　　油刮油刮泥机为专业设备，要求池底沿刮泥方向浇筑成1%的坡度，池内两头与两侧墙脚有大于泥砂安息的坡度，污水进行处理之前须先经过格栅。具体参数如下：。移动速度：≤2m/min池宽：2～6m电机功率：1.5～3.0KW池长：10～30m操作制度：刮一次≤8小时n2.3除　　油按油粒上浮速度法设计池体隔油池（隔油区）表面面积A–––隔油区表面面积，m2；Q–––废水设计流量，m3/h；u–––油珠的设计上浮速度，m/h，当油珠粒径为100~150mm时，u≤0.9mm/s；a–––隔油池表面积修正系数，可下表确定。n2.3除　　油a值与速度比(a/u)的关系由试验确定上浮速度用试验数据绘制出去除效率与上浮速度的关系曲线，再根据设计的去除效率查得上浮速度。v/u20151063a1.741.641.441.371.28n2.3除　　油由公式求得上浮速度修正的斯笃克斯公式u––––静止水中直径为d的油珠的上浮速度，cm/s；rw、r0––––分别为水与油珠的密度，g/cm3；n2.3除　　油d––––可上浮最小油珠的粒径，cm；m––––水的绝对粘度系数，Pa·s；g––––重力加速度，cm/s；j––––油珠非圆形的修正系数，一般取1.0。b––––颗粒碰撞引起的阻力系数，可取0.95，也可用下式求解。S––––废水中悬浮物的浓度。n2.3除　　油过水断面面积Ac––––隔油池的过水断面面积，m2；v––––废水在隔油池中的水平流速，m/s，一般取v≤15u，但不宜大于15m/s(一般取2~5m/s)。n2.3除　　油长宽高的确定每格的有效水深与宽度比(h/b)：取0.3~0.4为宜；隔油池长L：每格的长宽比(L/b)：不宜小于4.0。n2.3除　　油池体的设计(停留时间法)总有效容积W=Qtt–––停留时间(h)，一般取1.5~2h。过流面积v–––为水平流速(mm/s)，一般取2~5mm/s，不宜超过15mm/s。n2.3除　　油分格数h–––有效水深(m)，一般为1.5~2.0m；b–––每格宽度(m)，取0.3~0.4为宜；有效长度(m)L=3.6vt上式求得的L/b不宜小于4.0。n2.3除　　油建筑高度H(m)H=h+h‘h’–––水面上池壁的超高m，一般不小于0.4m。各参数对效果影响停留时间t即相当于静止时间，它直接影响着处理效果；n2.3除　　油水平流速v主要液体的流动状态和颗粒的相互碰撞，所以过大也会影响处理效果。每格的有效水深与宽度比(h/b)h主要影响油珠的上浮时间和池体埋地的深度，宽度主要影响撇油的效果和撇设备的大小，所以此值是可调整的。n2.3除　　油每格的长宽比(L/b)当d一定时，可Q只与Lb有关，而与高度无关。只要保证的Lb值为一定就可得到相同的处理效果，但L/b越大池体越不经济。斜管隔油池结　　构池内装有斜管，斜管的倾角不小于45º，池的底部装有排泥管，如废水的含泥渣量较大，还应设有污泥斗。n2.3除　　油n2.3除　　油斜管隔油池示意图nn2.3除　　油n2.3除　　油n2.3除　　油斜管规格斜管的材料主要为PP或玻璃钢，PP斜管的管径多为f100和f50两种规格，玻璃钢的只有100一种规格，管长均为1m，一般多采用f100。设计参数表面负荷0.6~0.8m3/(m2·h)；停留时间一般不超过30min。n2.3除　　油斜管上水层高度为0.5m以上。斜管下水层高度为0.5以上，一般视污泥量来定。分离能力可去除粒径不大于80mm的油珠。优　　点可去除粒径大于的油珠，去除率比平流格油池要高，停留时间短，占地面积小。n2.3除　　油两种常见的小型隔油池结　　构n2.3除　　油浮子撇油器n2.3除　　油n2.3除　　油应　　用前者多用于公共食堂、汽车库及其它含有少量油脂的废水。后者用于含汽油、柴油、煤油等废水。部分参数两者的v一般均为0.002~0.01m/s，食用油废水一般不大于0.005m/s。t前者为0.5~1.0min，后者为2~10min。n2.3除　　油除油罐应用油田废水处理主要应用除油罐。工作原理是通过上进水，下出水油污通过浮力上升到液面后被收集从新做为原油，从而达到了回收和处理的双重目的。结构特点如下图。n2.3除　　油加热盘管目　　的防止冬天低温时浮油发生凝固现象。加热热源可采用蒸汽或热水。结　　构如右图。n2.3除　　油布水系统目的是使废水在垂直方向均匀流动，而不短路。方式布水系统常用有两种形式，穿孔管式和梅花点式。其中穿孔管式效果差些，孔眼易堵塞而造成短路。梅花点式的配水或集水喇叭口要错开，夹角呈45º，配水喇叭口向上，集水喇叭口向下。n2.3除　　油n2.3除　　油出水方式槽　　式槽式不用水位计算，可通过调试堰板高度来调节罐内水位。使用较多的是槽式。管　　式管式不调试，但不能计算出错。n2.3除　　油出水管高度计算h–––出水管内水面到集油槽上沿距离，m；g0–––污油比重；gw–––水的比重；h1–––油层厚度，一般取1~1.5m；Dh–––出水管系统水头损失，m。n2.3除　　油停留时间为1.5~2h；表面负荷无斜管的为10~15m3/(m2·h)。加装斜管如在罐内的中下部装设斜管，效率加倍，其停留时间为0.5~1h。n2.3除　　油2.3.3污油的脱水污油含油率一般为40~50%。带式除油机原　　理利用具有疏水亲油性的胶带运转是时，将浮油带出水面后经内外刮板将油刮入集油槽内。n2.3除　　油工作原理图n2.3除　　油除油效率污油的浓度高，则除油效率也高，一般脱水后的污油含水率为60~80%。脱水罐工作原理通达在罐内对污油进行加热而使油水加速分层。n2.3除　　油脱水罐n2.3除　　油工作温度加热温度以70~80℃为宜，如加热到80℃以上时，油的氧化速度加快，易使油变质。除油效率处理后污油含油率可达90%以上。2.3.4离心除油设备水力旋水器离心除油机n2.3除　　油n2.4过滤概　　念过滤是利用过滤材料分离废水中杂质的一种技术，其工作原理为机械阻挡。过滤的分类从滤料来分颗料材料过滤石英砂过滤器：砂滤池和砂滤器。塑料、石英砂过滤器：混合型滤池和过滤器。n2.4过滤丝网过滤纤维球过滤：纤维过滤池和纤维过滤器；筛网过滤：各种筛网过滤器和捞毛机；多孔材料过滤微孔过滤：PE微孔过滤机。膜过滤超滤、反渗透和电渗析。n2.4过滤从过滤的动力来分重力式过滤水靠重力而自流穿过过滤介质，如快速滤池；压力式过滤水靠外加压力的作用下而穿过过滤介质，如各种压力式过滤器和上流式过滤池。真空式过滤水是靠过滤介质另一侧的吸力而穿过过滤介质的，如各种真空过滤器。n2.4过滤过滤工艺在水处理的应用重金属废水的处理最后一定要经过过滤；处理后的废水回用于生产时，多采用过滤；处理工艺达标的可能性不大时最后应加过滤；生产纯水时最前边一定要用过滤；以河水为水源的生产用水，多采用过滤；废水中含丝状物时，最前面应加筛网过滤器。n2.4过滤颗粒材料过滤滤料选择注意事项滤料粒径应比悬浮颗粒粒径应大此，石英砂一般为0.5~2mm；滤料应有较强的耐蚀性，可用1%的Na2SO4的水溶液浸泡28天，重量损失要小于1%。滤料的机械强度好，成本低。n2.4过滤石英砂滤料主要成份是采用天然石英矿石，经破碎、水洗、烘干、二次筛选而成，SiO2约占99.8%。特　　点无杂质、无校角、密度大、机械强度高、载污能力大、使用周期长，是化学水处理的理想材料。n2.4过滤高效速纤维球滤料特　　性呈柔性，可压缩；孔隙率大，截污能力强；工作时滤层孔隙上疏下密，孔隙分布合理；比重略大于水，易反冲洗起来，但不易冲洗干净，也容易被冲走；有较强的耐磨性和搞化学侵蚀性能。n3.4过滤n2.4过滤涤纶纤维性能强度吸湿率相对湿强度比重4-6克/旦比棉花高一倍，羊毛高三倍0.4-0.5%(20度cRH65%)100%1.38g/cm³热性能耐酸性耐碱性软化点：238-240度c熔点：255-260度c35%HCL75%H2SO465%HNO3对强度无影响10%NaOH28%NH3H2O对强度无影响耐目光性耐磨性耐微生物优良优良不霉不蛀n2.4过滤几种滤料孔隙率比较滤料磁铁矿砂砂子总孔隙率49.5%50%滤料阳泉煤破碎页岩陶料总孔隙率51.3%70.3%滤料纤维球总孔隙率92-95%n2.4过滤上向流滤池结　　构池体多为长方形，距池底0.3~0.5m有格板将池体上下分格，将池体分为上下两层。格板上装有滤头，防止砂料漏下格板。板下为进水腔，板上承放滤料。池体上部有集水槽，水由池体下进上出。n2.4过滤n2.4过滤滤头、滤帽图　　片n2.4过滤种　　类20×13梅花型，分长、中、短、超长型，塔型排水帽。材　　质有尼龙、ABS和聚氯乙烯等，ABS材质的强度要高一些。规　　格25kg-DN15、500kg-DN20、1000kg-DN25。n2.4过滤滤料层滤料层及承托层粒径(mm)厚度(mm)滤料层及承托层粒径(mm)粒径(mm)上部细砂层1~21500下部粗砂层10~16250中部砂层2~3300承托层30~40100采用上细下粗二层或三层滤料，可提高截留能力。n2.4过滤设计参数表面负荷5~10m2/m2·h；工作压力滤池水深＋2.5~3.5m；反冲水量18~20L/m2·s；反冲时间8~15min。滤料膨胀比20~50%；压头损失反冲前达2m；反冲压损2~7m。n2.4过滤上向流滤池的特点前一工艺与滤池间有3.5m以上的落差；截污能力强，水头损失小；污物被截留在滤层内，不易反冲干净；配水均匀，易观察出水。n2.4过滤快滤池n2.4过滤n2.4过滤快滤池的池体设计总面积及滤速v–––为过滤速度，应根据试验而定，一般为5~10m/h；q–––表面负荷，一般为5~10m3/m2·h。n2.4过滤滤池个数及尺寸的确定池体分格单池长宽比当F<30m2时，长：宽＝1：1；当F>30m2时，长：宽＝1.25：1~1.5：1。面积(m2)<3030~50100150200300格数N233或45或66或810或12n2.4过滤滤池总高度：(3~3.5m)滤层设计适用于不同废水的粒径分布不同，以下的适用化学沉淀后的废水过滤。(1)石英砂层厚度为0.7~0.8m，各种粒径含量如下：池体超高滤层上水深滤层及承托层高配水系统高度250~3001500~20001100~1200100粒径(mm)含量%粒径(mm)含量%粒径(mm)含量%0.25~0.510~150.5~0.870~750.8~1.215~20n2.4过滤垫　　层厚度为0.7m，各种粒径分布如下：配水系统排管式配水系统的结构粒径(mm)厚度(mm)粒径(mm)厚度(mm)粒径(mm)厚度(mm)2~41004~81008~1610016~2610032~64100n2.4过滤n2.4过滤配水管设计参数主管进口流速：1~1.5m/s；支管进口流速：1.5~2.5m/s；支管间距：200~300mm；支管直径：75~100mm；配水孔径：9~12mm；配水孔距：75~300mm；配水孔总面积：池面积的0.2~0.5%。n2.4过滤反冲系统的设计冲洗强度冲洗泵工作流量：反冲强度×单格面积。扬　　程：提升高度＋7m。滤层单水反冲强度L/(m2·s)水气反冲强度L/(m2·s)气水比膨胀率%冲洗时间min石英砂滤料12~158～130.83:1~2:1455~7双层滤料13~1613～150.83:1~2:1506~8三层滤料16~1715～160.83:1~2:1555~7n2.4过滤反冲洗排水槽n2.4过滤结　　构上口要求尽量水平，误差小于±2mm。两端可以水平，也可使起始端深度为出口端的一半。尺寸计算单个排水槽的排水量Qc=qabq–––冲洗强度，L/(m2·s)；a–––两槽中心距，一般为1.5~2.2m；b–––槽长度，一般不大于6m。n2.4过滤槽底为三角形断面的出口端尺寸v‘–––冲洗排水槽出口处的流速，一般取0.6m/s。槽底为半圆形断面的出口端尺寸n2.4过滤槽顶距滤料层表面高度em–––滤层最大膨胀率，%；L0–––滤层厚度，m；d–––槽底厚度，m。n2.4过滤集水渠集水渠与冲洗排水槽出口底面的距离：Qq–––为集水渠的流量，常以实际流量乘以1.5的安全系数，m3/s；g–––为重力加速度，m/s2；b–––为集水渠宽度，b=0.9Qq0.4，m。n2.4过滤设计调试应注意要注意清水池体积的设计，单滤池过滤和多过滤不同；布水板的强度应考虑反冲时的水压；要先试反冲后再定集水槽堰板的高度；可加入压缩空气反冲效果更好；长时间停水时关闭出水阀，以防滤层结块。如用纤维球做过滤介质要防止其被冲走。n2.4过滤压力滤池(砂滤器)分　　类立式和卧式两种，一般大型的采用卧式。结　　构进水管进水管入口多位于过滤器的上部，在过滤时用于进水，在反冲洗时用于反冲水的出水。上部配水装置配水装置主要是用来防止进水将滤层冲起来，同时也兼有收集反冲水的作用。n2.4过滤出水管一般位于过滤器的下部或底部，过滤时用于排出。过滤时，排放清水，反冲时，用于清水进水。下部配水装置可分为两种方式，一种是穿孔管布水，另一种是滤头布水，滤头布水一般装在隔板上。当过滤时布水装置用来收集清水，反冲时，可使滤料均匀翻滚。n2.4过滤放气管口位于过滤器的顶部，在过滤时，用于将过滤器中的空气排空。压力表口位于过滤器的顶部，用于安装压力表。人　　孔高度位于滤层以上，用于滤头的安装和滤料的装载。n2.4过滤排空管位于过滤器的底部，用于排空过滤器中的水。滤层表面冲洗装置在滤层上方装有旋转式表面冲洗装置，用反冲前的滤层冲洗。特　　点滤速高，出水压力可利用；密闭可防臭；多塔并联时加压与反冲泵可共用。n2.4过滤n2.4过滤n2.4过滤滤料层用于生化后二沉池出水过滤滤料层及承托层粒径(mm)厚度(mm)滤料层及承托层粒径(mm)粒径(mm)上层无烟煤0.9~1.1600中层石英砂0.45~0.55300承托层20~40250n2.4过滤用于化学沉淀后的废水过滤石英砂层厚度为0.7~0.8m，各种粒径含量如下：有效粒径(mm)粒径(mm)含量%0.5~0.60.25~0.510~15粒径(mm)含量%粒径(mm)含量%0.5~0.870~750.8~1.215~20n2.4过滤垫　　层厚度为0.7m，各种粒径分布如下：粒径(mm)厚度(mm)2~410016~261504~810032~642508~16100n2.4过滤设计参数表面负荷：10~40m3/m2·h。进水压力：0.3~0.4MPa；反冲水量：9~11L/m2·s；反冲气量：4~5L/m2·s；反冲时间：15~22min；滤料膨胀比：45~55%。n2.4过滤设计使用时应注意设计时要考虑观察视镜、人孔和压力表孔，异地安装的设备要考虑运输和吊装。反冲前先滤层表面冲洗1~2min后再反冲洗。要特别注意反冲泵流量和压力的设计。单滤塔过滤可采用自来水进行表面冲洗，多滤塔可采用工作塔滤清液进行表面冲洗。n2.4过滤微孔管式过滤机概　　述又称PE微孔器（机），是70年代未80年代初发展起来的一种表层精细过滤技术，其过滤介质最初是采用PE微孔管，目前已有多种微孔材料。特　　点高　　效过滤效率高，最高过滤精度达到0.3μm；n2.4过滤高耐温性可使用的温度范围大，PE管可耐温度为小于70℃，PA材料可耐温度为小于110℃，而微孔陶瓷管或板可耐的温度更高。高耐蚀性具有高耐腐蚀性，可耐多种酸碱和多种有机物腐蚀，可进行化学清洗。低阻降介质具有的孔径均匀、空隙率高、质地薄的特点，因而阻力小。n2.4过滤结　　构n2.4过滤微孔过滤机结　　构n2.4过滤n2.4过滤过滤精度对比nn2.4过滤应　　用广泛应用于各个行业的纯水处理；在废水处理的应用中，电镀废水处理应用居多。过滤介质材　　质有机聚合物有PE（聚乙烯）及其改性物质、PA（聚酰胺）及其改性物质、聚偏氟乙烯和多种聚合物的混合物，无机有微孔陶瓷。加工工艺是由双（多）组分粉末灌入模具考中烧结而成。n2.4过滤n2.4过滤n2.4过滤特　　性过滤效率高，最高过滤精度达到0.3μm；再生效率高，寿命长；全部微孔材料都具有高耐蚀性，其中微孔陶瓷最好，几乎可耐全部物质，而聚偏氟乙烯次之，PE和PA则更相对差一点；微孔的孔径均匀，可控制其大小范围。n2.4过滤微孔PE材料耐温≤80℃；微孔PA材料耐温≤110℃；而微孔陶瓷可更高的温度；微孔过滤元件机械强度较高，尤其抗冲击强度好，不易损坏。微孔PE、PA管型号微孔PEPA管PE-1型PE-2型PE-3型ABABAB平均孔径(μm)140-111110-8180-6463-4645-3938-31n2.4过滤微孔PE、PA管尺寸规格微孔PE.PA管PE-PA4型PE-PA5型PE-PA6型PE-PA7型PE-PA8型平均孔径(μm)30-2625-2120-1615-1110-5长度1000或1500处径150120120106978080806565655050内径1161008086724434505544343430处径505050383838313124242013内径2620152620152015158148n2.4过滤平板过滤器罐体材质采用不锈钢304或316L，根据客户要求，不锈钢过滤器内可内涂聚四氟乙烯，可以起到防粘、防腐、阻断介质与金属接触的效果；过滤介质平板过滤器可以配置各种平板滤膜，包括混纤膜、聚丙烯膜、格栅膜、尼龙膜、聚偏氟乙烯膜。其中最常用的混合纤维素酯微孔滤膜是一种多孔性的薄膜过滤材料。n2.4过滤结构特点平板过滤器构造简单、装拆方便，密封性能好，既可抽滤也可压滤，适用于液体的超净处理。n2.4过滤n2.4过滤特　　点孔径均匀、空隙率高、无介质脱落、质地薄、阻力小、滤速快、吸附极少。用　　途滤除药液、气体、油类、饮料、酒类等的微料和细菌，也可以作微粒、细菌的检验。微孔孔径0.15mm~8mm；规　　格f50、f100、f150、f200、f250、f300、f350、f400等。n第三章:工业废水的生物处理3.1工业废水的可生化性一.工业废水可生化性的评价方法1.根据微生物对有机物的降解能力和有机物对微生物的毒害和抑制作用，可把有机物分为4大类：Ⅰ类：易降解的有机物；Ⅱ类：可降解有机物，但有毒害或者抑制作用；Ⅲ类：难降解有机物，但无毒害和抑制作用；Ⅳ类：难降解有机物，有毒害或者抑制作用。n第三章:工业废水的生物处理2.评价方法2.1水质标准法:BOD5/COD值>0.45：适于生物处理；在0.2左右，则需看微生物驯化后，能否提高BOD5/COD值来判定；接近零，则采用生物处理比较困难。2.2微生物耗氧速度法：（1）耗氧曲线：耗氧速率随时间变化的曲线。（2）内源呼吸耗氧曲线：处于内源呼吸期的活性污泥的耗氧曲线。生物处于内源呼吸期时，其耗氧量仅与微生物量有关，在较长一段时间内耗氧速度是恒定的，所以内源呼吸线为一条直线。（3）底物耗氧曲线：投加有机物后的耗氧曲线。若废水中有机污染物的耗氧曲线与内源呼吸线重合，说明有机污染物不能被微生物所分解，但对微生物也无抑制作用。（4）底物耗氧速度/内源呼吸速度。2.3脱氢酶活性法：2.4有机化合物分子结构评价法：n第三章:工业废水的生物处理一.活性污泥法§3.2工业废水的好氧生物处理1.营养和混合液温度1.1营养:BOD:N:P=100:5:1生物氧化过程中所需要的痕量营养物(1)氮源:易被微生物利用的氮源形式为铵(NH4+)或硝酸根(NO3-).废水中以蛋白质或氨基酸形式存在的有机氮化合物,必须先通过微生物水解产生铵,才能加以利用.营养物需要量mg/mgBOD营养物需要量mg/mgBOD营养物需要量mg/mgBOD营养物需要量mg/mgBODMn10*10-5Mo43*10-5Co13*10-5K45*10-4Cu14.6*10-5Se14*10-10Ca62*10-4Fe12*10-3Zn16*10-5Mg30*10-4Na5*10-5CO327*10-4n第二章:工业废水的生物处理(2)磷源:以正磷酸盐的形式才能被微生物利用.1.2混合液温度温度影响反应速度,废水中有机物的特性和所处状态.温度在4~31℃范围内,反应速度常数K与混合液温度T之间的关系如下:式中:T----混合液温度,℃;K20—混合液温度为20℃时的反应速度常数,d-1;KT—混合液温度为T℃时的反应速度常数,d-1;θ---温度修正系数θ=1.015生活污水θ=1.03--1.1浓度较高的溶解性有机废水n第二章:工业废水的生物处理2.活性污泥法2.1推流式活性污泥法适用于处理易降解的工业废水和生活污水.有回流的推流系统污水处理效果较好，但由于水流过程中纵向扩散现象存在，但难得到真正的推流状态。缺点耐冲负荷较差。2.2完全混合活性污泥法适用于难降解有机废水的处理曝气池沉淀池推流式(稀释能力小)曝气池沉淀池完全混合式n第二章:工业废水的生物处理3.3生物选择器—完全混合式活性污泥法对于易生物降解的有机废水,可用生物选择器抑制丝状菌的生长.常用好氧生物选择器.在好氧生物选择器中,废水中溶解性有机物大部分被菌胶团吸附而去除,丝状菌缺乏吸附能力,生长速度较慢,使菌胶团成为优势菌种.废水与活性污泥接触时间一般可采用15min左右.3.出水悬浮物偏高的原因3.1TDS(totaldissolvedsludge,总溶解性固体)浓度高,导致污泥絮体分散,使出水SS偏高.若TDS偏高,因悬浮物不易沉降,一般采用混凝沉淀法处理.生物选择器曝气池沉淀池n第二章:工业废水的生物处理3.2曝气池混合液温度变化,会造成絮体分散.(1)混合液温度越低,出水悬浮物浓度越高,混凝剂投加量越大.(2)混合液24h温度变化迅速,也会造成絮体分散.但温度稳定后,混合液的沉降性能会得到恢复.3.3污泥负荷过低或者过高,会使出水悬浮物浓度随表面张力的提高而有所上升.3.4其他原因:(1)曝气装置的剧烈混合搅拌;(2)二沉池表面水力负荷或出水堰负荷过大.可在二沉池前投加混凝剂.若设反应室,可放在沉淀池前或者沉淀池中.曝气池反应池反应池投加混凝剂投加混凝剂沉淀池n第二章:工业废水的生物处理3.生物膜法3.1生物接触氧化(1)特点①具有较高的处理效率.单位体积生物量比活性污泥法多.有机负荷较高,接触停留时间短,处理效率高,减少占地,节省基建投资.②污泥不需回流,不会发生污泥膨胀,便于管理.③耐冲击负荷能力强.④挂膜培菌简单.一般2~3d即可挂膜,20d左右即可驯化投入使用.(2)设计①处理流程的选择:可采用多段推流式或者一段多格.填料密度和曝气强度可以不相同.二段法或多段法的接触时间比一段法小.nn第二章:工业废水的生物处理②填料的选择:比表面积/生物附着性/是否易于堵塞/经济性.③接触停留时间:处理生活污水和类似水质的工业废水时,接触停留时间为0.8~1.2h;处理COD为500mg/L左右的工业废水时,接触停留时间一般为3~4h;处理COD为1000mg/L左右的工业废水时,接触停留时间一般为10~14h;④气水比的确定:要留有余地.⑤防填料堵塞的措施:填料同被处理水相适应:高浓度有机废水:软纤维/半软性低浓度城市污水:蜂窝/炉渣定期反冲洗填料分层设置n第二章:工业废水的生物处理3.2生物转盘①原理:盘转动较慢,大约有40%的表面积浸在水下,盘上生长有1~4mm厚的生物膜.随着盘的转动,盘上附着水层通过空气时,由空气供氧.附着生物膜上有大量毛发状的短丝状菌.对有机物进行降解.盘片转动时产生的剪切力使过厚的生物膜从盘片剥落,脱落的生物膜由沉淀池去除.②影响处理性能的参数:转速/废水停留时间/反应槽的级数/盘浸没深度和温度等.3.3生物滤池①水力负荷在29m3/(m2*d)----230m3/(m2*d)②处理含碳废水建议填料比表面积最大为100m2/m3.③比表面积大于320m2/m3的滤料可用于硝化.nn第二章:工业废水的生物处理§3.3工业废水的厌氧生物处理一.与好氧法相比的优点(1)有机负荷高,容积负荷高.(2)污泥产量低.(3)能耗低.(4)营养物需要量少.(5)应用范围广.(6)水温适宜范围较广.(7)工艺稳定.(8)无尾气污染.(9)处理含表面活性剂废水无泡沫.(10)减少氯化有机物的毒性.(11)可处理季节性排放的废水.二.缺点(1)启动时间长,需要8~12周.(2)出水水质差,往往串连好氧处理.(3)低浓度或碳水化合物废水碱度不够.(4)生物活性最大时要求NH4+浓度高,约为40—70mg/L.好氧法厌氧法有机负荷0.7~1.2kgCOD/(m3*d)或0.4~1.0kgBOD/(m3*d)10~60kgCOD/(m3*d)或7~45kgBOD/(m3*d)污泥负荷0.1~0.25kgCOD/(kgVSS*d)或0.05~0.15kgBOD/(kgVSS*d)0.5~1.5kgCOD/(kgVSS*d)或0.3~1.2kgBOD/(kgVSS*d)污泥产率0.3~0.45kgVSS/kgCOD或0.4~0.5kgVSS/kgBOD0.04~0.15kgVSS/kgCOD或0.07~0.25kgVSS/kgBODDO0.5~3mg/L0~0.5mg/L比能耗0.7~1.3kw*h/kgCOD或1.2~2.5kw*h/kgBOD0.35m3沼气/kgCOD水温范围20~30℃<10℃或>35℃效果降低低温:10~30℃最佳20℃中温:30~40℃最佳35~38℃高温:50~60℃最佳51~53℃产甲烷菌最佳35~40℃营养比COD:N:P=100:3:0.5或BOD:N:P=100:5:1COD:N:P=100:1:0.1或BOD:N:P=100:2:0.3n第二章:工业废水的生物处理三.厌氧生物处理设备常用的有厌氧接触法/厌氧生物滤池/升流式厌氧污泥床/厌氧膨胀床/厌氧流化床/厌氧生物转盘/厌氧挡板式反应器1.厌氧接触法式中:θc----生物固体平均停留时间,d;X-----反应器中微生物浓度,g/m3;V-----反应器容积,m3;Xe----出水微生物浓度,g/m3;Q-----处理废水流量,m3/d;Xw----剩余污泥微生物浓度,g/m3;Qw----剩余污泥排放量,m3/d.提高了混合液的微生物浓度和减少出水微生物浓度.适用于高浓度有机废水的处理消化池回流污泥沼气沉淀池真空脱气罐剩余污泥进水出水特点:n第二章:工业废水的生物处理①排出混合液中的污泥附着大量气泡,易于上浮至水面被出水带走.②污泥中仍有产甲烷菌在活动,并产生沼气,使污泥上翻.③降低回流污泥浓度,影响反应器中污泥浓度的提高.①在反应器和沉淀池之间设脱气器.②在反应器和沉淀池之间设冷却器,使温度由35℃降至15℃,抑制甲烷菌在沉淀池中的活动.③投加混凝剂,提高沉淀效率.工艺设计:(以COD>1000mg/L为例)容积负荷6kgCODCr/(m3*d)以下污泥负荷0.6kgCOD/kgVSS*d以下混合液污泥浓度10kgVSS/m3左右污泥回流比0.8--1.0搅拌功率沼气搅拌5-10w/m3机械搅拌2-5w/m3沉淀池表面水力负荷0.2-0.25m3/(m2*h)0.1-0.15m3/(m2*h)缺点改进n第二章:工业废水的生物处理n第二章:工业废水的生物处理2.厌氧生物滤池2.1构造厌氧微生物以生物膜的形态生长在滤料表面,废水淹没地通过滤料.在生物膜的吸附作用和微生物的代谢作用以及滤料的截留作用下,废水中有机污染物被去除.产生的沼气则聚集于池顶部罩内,并从顶部引出.处理水则从旁侧流出,在沉淀池中分离.2.2滤料(1)滤料特性:比表面积大,孔隙率高,表面粗糙,生物膜易于附着,化学及生物学的稳定性强,机械强度高等.(2)常用滤料:碎石,卵石,焦炭和各种形式的塑料滤料.2.3池型升流式/降流式n第二章:工业废水的生物处理废水由底部进入,向上流动通过滤层,处理水从滤池顶部旁侧流出,沼气通过滤池顶端收集.生物中大量的以生物膜的形式附在滤料表面,少部分以厌氧污泥的形式存在于滤料的间隙中.(1).底部容易堵塞;(2).污泥浓度沿深度分布不均匀,上部滤料不能充分利用.改进措施:处理水回流,目的有:(1).降低原废水悬浮固体与有机物浓度,提高水力负荷,提高池内水流的上升速度,减少滤料空隙的悬浮物,减轻堵塞的可能性.(2).可使滤料中的生物膜量趋于均匀分布.2.4特点及适用范围:(1)生物量浓度高,有机负荷率高;(2)能承受水质或水量冲击负荷;(3)无需污泥回流;(4)设备简单、能耗低、运行管理方便，费用低；(5)无污泥流失,处理水带泥较少.适用于溶解性有机废水的处理,升流式进水悬浮物浓度不超过200mg/L.缺点n第二章:工业废水的生物处理2.5工艺设计废水COD浓度在3000mg/L以上,反应温度在30℃时,设计参数如下:滤料填充高度2m以上,比表面积100m2/m3以上,填充率在2/3以上.滤池高度3m以上容积负荷12kgCOD/(m3*d)以下配水系统每个喷嘴服务面积1~4m2/个排泥系统每根排泥管服务面积9m2/根回流比根据进水COD浓度和PH值而定.剩余污泥含水率<95%n第二章:工业废水的生物处理3.升流式厌氧污泥床UASB3.1配水系统:(1)将进入反应器的原废水均匀的分配到反应器整个横断面,并均匀上升.(2)起到水力搅拌的作用.3.2反应区:包括污泥区和悬浮污泥区.3.3三相分离器由沉淀区.回流缝和气封组成.通过沉淀槽底缝的流速不大于2m/hr.沉淀槽斜底与水平面夹角不小于50°.沉淀区表面水力负荷小于3m3/m2*h.3.4气室3.5排水系统3.6反应器高度最大不超过10米.n2021/9/19229第4章工业废水的化学处理4.1中和1.酸碱废水的概述（1）来源酸性废水：化工厂、化纤厂、电镀厂、煤加工厂几金属酸洗车间等；碱性废水：印染厂、金属加工厂、炼油厂、造纸厂等。（2）处置当酸或碱废水的浓度很高时，如在3%—5%以上时，应考虑回用和综合利用的可能性；当浓度不高，如小于3%时，才考虑中和处理。n2021/9/192302.在工业废水处理中，中和法应用以下情况（1）在废水排入水体之前，因为水生生物对pH值的变化极其敏感，当大量废水排入后使水体的pH值变得偏酸或偏碱时，会产生不良影响；（2）在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水管道产生腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业废水的pH值都有明确的规定；（3）在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处理（如混凝、除磷等），要求废水pH值升高或降低到某一需要的最佳值。对于生物处理，废水的pH值通常应维持在6.5—8.5范围内，以保证处理构筑物内的微生物维持最佳活性。n2021/9/192313.中和药剂（1）酸性废水中和处理采用的中和药剂：石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等；碱性废水中和处理采用的中和药剂：盐酸和硫酸。（2）碱性中和剂的单位消耗量，参见表7或P476——表12-3；酸性中和剂的单位消耗量，参见表8或P478——表12-4。n2021/9/19232表7碱性中和剂的单位消耗量表8酸性中和剂的单位消耗量酸类名称中和1g酸所需碱性物质的量/gCaOCa（OH）2CaCO3MgCO3CaCO3-MgCO3硫酸/H2SO40.5710.7551.020.860.94盐酸/HCl0.771.011.371.151.29硝酸/HNO30.4450.590.7950.6680.732醋酸/HCH3COOH0.4660.6160.830.695碱类名称中和1g碱所需酸性物质的量/gH2SO4HClHNO3100%98%100%98%100%98%NaOH1.221.240.912.531.372.42KOH0.880.900.651.801.131.74Ca（OH）20.321.340.992.741.702.62NH32.882.932.125.903.715.70n2021/9/192334.中和方法（1）酸性废水的中和方法有酸性废水与碱性废水相互中和、药剂中和和过滤中和3种方法；碱性废水的中和方法有碱性废水与酸性废水相互中和、投酸中和和烟道气中和3种方法。（2）中和方法的选择应考虑：含酸或含碱废水所含酸类或碱类的性质、浓度、水量及其变化规律；首先应寻找能就地取材的酸性或碱性废料，并尽可能加以利用；本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况；接纳废水水体性质、城市下水道能容纳废水的条件，后续处理（如生物处理）对pH值的要求等。n2021/9/192345.酸、碱性废水中和法是将酸性废水和碱性废水共同引入中和池中，并在池内进行混合搅拌。中和结果，应该使废水呈中性或弱碱性。根据质量守恒原理计算酸、碱废水的混合比例或流量，并且使实际需要量略大于计算量。当酸、碱废水的流量和浓度经常变化，而且波动很大时，应该设调节池加以调节，中和反应则在中和池进行，其容积应按1.5—2.0h的废水量考虑。n2021/9/192356.药剂中和法石灰作中和剂能够处理任何浓度的酸性废水；氢氧化钙对废水杂质具有混凝作用，适用于含杂质多的酸性废水。最常采用的是石灰乳法。石灰不仅能够中和酸，同时还可以与废水中的金属盐类（如铁盐、铅盐、锌盐、铜盐等）生成沉淀。计算中和药剂的投量时，应增加与重金属化合产生沉淀的含量。n2021/9/192367.过滤中和法仅适用于含硫酸浓度不大于2—3g/L和生成易溶盐的各种酸性废水的中和处理。滤料常采用石灰石、白云石、大理石等。过滤中和时，废水中不宜有浓度过高的重金属离子或惰性物质，要求重金属离子含量小于50mg/L，以免在滤料表面生成覆盖物，使滤料失效。含HF的废水中和过滤时，因CaF2溶解度很小，要求HF浓度小于300mg/L。如浓度超过限值，宜采用石灰乳进行中和。过滤中和法的优点是操作管理简单，出水pH值较稳定，不影响环境卫生，沉渣少，一般少于废水体积的0.1%；缺点是进水酸的浓度受到限制。n2021/9/192378.碱性废水的中和处理（1）药剂中和，通常采用93%—96%的工业浓硫酸。若处理水量较小时，可用盐酸中和。在投加酸之前，一般先将酸稀释成10%左右，然后按设计要求的投量经计量泵计量后加入。酸稀释时应考虑腐蚀。（2）烟道气中和。烟道气中含有CO2和SO2，溶于水中形成H2CO3、H2SO3，可中和碱性废水。用烟道气中和的方法有两种，一是将碱性废水作为湿式除尘器的喷淋水，另一种是使烟道气通过碱性废水。优点：处理效果良好；以废治废；经济缺点：会使处理后的废水中悬浮物含量增加，硫化物和色度增加。n2021/9/192389.中和设备和装置（1）酸碱废水相互中和的设施•当水质水量变化较小，或废水缓冲能力较大时，可不单独设中和池，而在集水井或管道内进行连续流式混合；•当水质水量变化不大，废水也有一定缓冲能力时，应单设连续流式中和池；•当水质水量变化较大，且水量较小时，应采用间歇流式中和池。每池的有效容积可按废水排放周期中的废水量计算。一般至少设两座，以便交替使用。（2）药剂中和处理设备设施•中和剂制备设施，投药有干投、湿投两种方法。n2021/9/19239（3）过滤中和法的设备设施•普通中和滤池：由于滤速低（小于1.4MM/S），滤料粒径大（3—8CM），当进水硫酸浓度较大时，极易在滤料表面结垢而且不宜冲掉，阻碍中和反应。目前已很少采用。•升流式膨胀中和滤池：高流速（8.3—19.4MM/S），小粒径（0.5—3MM），水流由下向上流动，加上产生的CO2气体的作用，使滤料相互碰撞摩擦，表面不断更新，处理效果良好。分为：恒速滤；变速滤；滚筒过滤。n2021/9/192404.2化学沉淀1.概述向废水中投加某种化学物质，使它和水中某些溶解物质产生反应，生成难溶于水的盐类沉淀下来，从而降低水中这些溶解物质的含量。这种方法称为水处理中的化学沉淀法。化学沉淀法经常用于处理含汞、铅、铜、锌、六价铬、硫、氰、氟、砷等有毒化合物的废水。根据使用的沉淀剂的不同，通常使用的化学沉淀法主要有氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法和钡盐沉淀法等。n2021/9/192412原理从普通化学得知，水中的难溶盐类服从溶度积原则，即在一定温度下，在含有难溶盐MmNn（固体）的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积为一常数，称为溶度积常数，记为LMmNn：上式对各种难溶盐都应成立。而当[Mn+]m[Nm-]n＞LMmNn时，溶液呈过饱和，超过饱和那部分溶质将析出沉淀，直到符合LMmNn=[Mn+]m[Nm-]n时为止；如果[Mn+]m[Nm-]n＜LMmNn，溶液不饱和，难溶盐将还可以继续溶解，也直到符合LMmNn＝[Mn+]m[Nm-]n时为止。n2021/9/192423氢氧化物沉淀法采用氢氧化物作沉淀剂使工业废水中的许多重金属离子生成氢氧化物沉淀而得以去除，这种方法一般称作氢氧化物沉淀法。氢氧化物沉淀与pH值有很大的关系，金属氢氧化物的生成条件和存在状态与溶液的pH值有直接关系。此外，有些金属如Zn、Pb、Cr、Al等的氢氧化物为两性化合物，如pH值过高，它们会重新溶解。如：n2021/9/19243（4）硫化物沉淀法工业废水中的许多重金属离子可以形成硫化物沉淀而得以去除。由于大多数金属硫化物的溶解度一般比其氢氧化物的要小得多，采用硫化物可使重金属得到较完全的去除。硫化物沉淀法常用的沉淀剂有硫化氢、硫化钠、硫化钾等。重金属离子的浓度和pH有关，随着pH值增加而降低。虽然硫化物法比氢氧化物法可更完全地去除重金属离子，但是由于它的处理费用较高，硫化物沉淀困难，常常需要投加凝聚剂以加强去除效果，因此，采用得并不广泛，有时仅作为氢氧化物沉淀法的补充方法使用。此外，在使用过程中还应注意避免造成硫化物的二次污染问题。n2021/9/19244（5）碳酸盐沉淀法金属离子的碳酸盐的溶度积很小，对于高浓度的重金属废水，可以用投加碳酸钠的方法加以回收。如：①含锌废水：某些化工厂排出的废水中含锌离子，若不进行处理将污染环境。用碳酸钠与之反应，生成碳酸锌沉淀。沉渣用清水漂洗后，再经真空抽滤筒抽干，可以回收或回用生产。其化学反应如下：n2021/9/19245②含铜废水：某些含铜工业废水也可以采用碳酸盐沉淀法回收，对于其沉淀下来的铜，一般还应进一步回收利用。③含铅废水：对于某些含铅工业废水利用碳酸盐沉淀法处理，对于其沉淀下来的废渣，应该送固体废物处理中心或在本单位进行无害化处理，以保证不对环境造成二次污染。反应式为：Pb2++CO32-→PbCO3↓n2021/9/19246（6）钡盐沉淀法主要用于处理含六价铬的废水。沉淀剂：碳酸钡、氯化钡、硝酸钡、氢氧化钡等。以碳酸钡为例：BaCO3+CrO42-⇌BaCrO4↓+CO32-为了提高除铬效果，应投加过量的碳酸钡，反应时间应保持25—30min。投加过量的碳酸钡会使出水中含有一定数量的残钡。在回用前可用石膏法去除：CaSO4+Ba2+⇌BaSO4↓+Ca2+n2021/9/19247（7）铁氧体沉淀法废水+硫酸亚铁+碱→铁氧体晶粒↾空气思考题：针对废水中的重金属设计相应的处理流程。n2021/9/192484.3药剂氧化还原1概述定义：氧化还原法：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。n2021/9/192492药剂氧化法定义：向废水中投加氧化剂，氧化废水中的有毒有害物质，使其转变为无毒无害的或毒性小的新物质的方法。作用：主要去除废水中的氰化物、硫化物、酸、醇、油类污染物及脱色、脱嗅、杀菌等。例：含氰废水时，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。n2021/9/192503药剂还原法定义：向废水中投加还原剂，氧化废水中的有毒有害物质，使其转变为无毒无害的或毒性小的新物质的方法。作用：主要处理含铬、含汞废水。例一：硫酸亚铁石灰法除铬废水中的六价铬主要以两种形式存在：铬酸根CrO42-和重铬酸根CrO72-在水中：2CrO42-+2H+⇄CrO72-+H2OpH≤4时，主要以CrO72-存在投加硫酸亚铁时：Cr6+⇁Cr3+（还原）Fe2+⇁Fe3+(氧化)在投加石灰，使pH为7.5-9.0可以生成Cr(OH)3⇂+Fe(OH)3⇂n2021/9/192514.4臭氧氧化1、臭氧性质氧化能力：强氧化剂，仅次于氟，比氧、氯都高。溶解度：与压力成正比（符合亨利定律）。分解：在空气中会自行分解。毒性和腐蚀性：除金和铂外所有金属都有腐蚀性。但不含碳的铬铁合金不受腐蚀，用来制造设备。2、臭氧的制备无声放电；放射法；紫外线辐射法；等离子射流法。n2021/9/192523、臭氧接触反应设备一般根据臭氧化空气与水的接触方式分为：气泡式（应用较多）：水膜式；水滴式4尾气处理活性碳法：2C+O3⇀CO2+CO药剂法:亚铁盐等使其还原；氢氧化钠使其分解燃烧法：在3000℃以上立即分解。n2021/9/192534.5臭氧废水处理系统的设计（1）发生器臭氧需要量：Qo3=1.06QC(g/h)Q:处理废水量，m3/hC:臭氧投量。通过试验确定(2)臭氧接触反应器容积计算：V=QT/60(3)气源冷却和除尘设备选择合适的冷凝器。（4）干燥器n2021/9/192546、具体应用印染废水处理：主要脱色。含氰废水处理；含酚废水处理。7、优缺点：优点（1）对除臭、脱色、杀菌去除有机物和无机物有显著效果。（2）不产生二次污染。（3）制备臭氧的电和空气不需储存和运输（4）不产生污泥。缺点；造价高，处理成本高。n2021/9/192554.6二氧化氯氧化法1、性质：黄色略带辛辣的气体。在水溶液中无害，具有强大的脱色和漂白功能。2、作用：主要杀菌，常用于医院废水处理，（最早用液氯，现用二氧化氯替代）3、制造：用氯或盐酸与次氯酸钠反应制造；二氧化氯协同发生器。n2021/9/192564.7光氧化法是工业废水处理的新技术，可以解决有毒害但无法生物降解的物质。1、类型：（1）光激化氧化法以臭氧、过氧化氢、氧和空气作为氧化剂，将氧化作用和光化学辐射相结合，产生氧化能力很强的自由基。（2）光催化氧化法在水溶液中加入一定量的半导体催化剂，在紫外线辐射下产生强氧化能力的自由基。n2021/9/192572、光化学反应器的设计目前成品市场较少（1）紫外光源的选择选取对水处理最有效的波段范围。（2）水的紫外光吸收系数和穿透深度吸收系数：只有水吸收光时，才能进行光化学反应。穿透深度：紫外光在水中透射时，受水质和水深因素的影响。3、光强和剂量光强：功率的大小。剂量：作用在单位面积上的能量。n2021/9/192584.8电解法1、定义利用电解的原理，使污染物质在电解过程中沉积于电极表面或沉淀下来或生成气体来处理废水的方法叫电解法。2、电解槽的结构形式(1)回流式优点：水流沿极板折流前进，流程长，有利于离子扩散，电解槽容积利用率高。缺点：施工和检修困难。n2021/9/19259（2）翻腾式极板悬挂，水流顺着板面前进，减少漏电。3、电解处理法的作用（1）氧化作用电解产生O2，可以对氧化有机物和无机物。（2）还原作用电解产生H2，可以还原某些物质，如脱色。（3）混凝作用失去电子的金属离子易水解生成羟基络合物。（4）浮选作用产生气体，以微气泡形式逸出，使杂质上浮。n2021/9/19260第5章工业废水的物理化学处理5.1混凝1概述混凝可去除的颗粒大小为胶体及部分细小的悬浮物。混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花。主要去除对象：粘土（50nm-4m）细菌（0.2m-80m）病毒（10nm-300nm）蛋白质（1nm-50nm）混凝过程涉及到三个方面的问题：水中胶体的性质混凝剂在水中的水解胶体与混凝剂的相互作用1637年，我国开始使用明矾净水，1884年，西方才开始使用n2021/9/192612、胶体的性质（1）稳定性动力学稳定性：布朗运动强，对抗重力影响的能力强聚集稳定性：胶体带电相斥其中聚集稳定性对胶体稳定性的影响起到关键的作用。（2）胶体的双电层结构胶核表面有负电荷，可吸附水中的正离子，与之平衡。在靠近胶核表面的一层内，因吸力较大正电离子紧密地吸附在胶核表面上，故称为吸附层。厚度较薄较固定，不随外界的条件（水温）变化而变化。在吸附层之外，还有一层正电离子，在此范围内静电吸力因屏蔽作用而减弱，且受水分子热运动的干扰，鼓层内的正电离子与胶核的结合力较为松弛，离子扩散游动在吸附层之外，称为扩散层。n2021/9/192623混凝的机理混凝：包括凝聚（Coagulation）、絮凝（Flocculation）几种作用机理：（1）、压缩双电层：压缩双电层――电位――稳定性――凝聚（2）、电性中和，又称吸附－电性中和这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，来降低电位。（3）、网捕或卷扫金属氢氧化物在形成过程中对胶粒的网捕n2021/9/19263根据以上机理，可以解释在不同pH条件下，铝盐可能产生的混凝机理。pH<3简单的水合铝离子起压缩双电层作用pH=4－5多核羟基络合物起吸附电性中和pH=6.5-7.5氢氧化铝起吸附架桥另外还有其他混凝机理解释：如混凝形态学等n2021/9/192644混凝过程由铝盐的混凝过程总结出以下特点：凝聚（coagulation）带电荷的水解离子或高价离子压缩双电层或吸附电中和――电位――脱稳――凝聚，生长成约d=10特点：剧烈搅拌，瞬间完成在混合设备中完成絮凝（flocculation）高聚合物的吸附架桥脱稳胶粒――生长成大矾花d=0.6-1.2mm特点：需要一定时间，搅拌从强弱在絮凝中设备完成n2021/9/192655混凝的操作程序（1）、提高碱度：投加重碳酸盐具有增加碱度和不提高pH值的优点；（2）、投加铝盐或高铁盐，AL3+或Fe3+包围胶体粒子，使微小絮凝体带有正电荷；（3）、投加活化硅酸和聚合电解质之类的助凝剂，以便增大絮凝体并控制ξ电位。在投加碱和混凝剂后建议快速搅拌1-3分钟，随后投加助凝剂搅拌20-30分钟，以促进絮凝，也可以投加阳离子聚和物实现脱稳。n2021/9/192666混凝影响因素主要因素：废水的胶体杂质浓度、pH值、水温及共存杂质等。（1）、水温低温，混凝效果差，原因是因为：无机盐水解吸热；温度降低，粘度升高――布朗运动减弱；胶体颗粒水化作用增强，妨碍凝聚对策：提高投药量、添加高分子助凝剂（2）、pH及碱度视混凝剂品种而异。无机盐水解，造成pH下降，影响水解产物形态。根据水质、去除对象，最佳pH范围也不同。需碱度来调整pH，碱度不够时需要投加石灰。n2021/9/19267（3）、水中浊度物质的组成与特性从对混凝效果的影响看，浊度物质有三种性质指标：A、电动电位夏秋时，浊度物质的电动电位比冬季要低。故在冬季时要多投加混凝剂或加助凝剂。B、粒径及其分布粒径较大且分布较为均匀，不利于颗粒的凝聚和沉降接触，反之有利于混凝。C、吸附容量代表一定重量的颗粒表面所吸附的阳离子总量。吸附量大，表明胶粒扩散层中离子数量多。为取得较好的混凝效果，需要更多的絮凝剂，才能提供较多的高价阳离子，使粒子充分脱稳。n2021/9/192687混凝剂和助凝剂（1）、混凝剂：不少于200－300种。无机：铝系：适宜pH：5.5~8；硫酸铝，明矾，聚合氯化铝（PAC），聚合硫酸铝（PAS）铁系：适宜pH：5~11，但腐蚀性强；三氯化铁，硫酸亚铁，硫酸铁（国内生产少），聚合硫酸铁，聚合氯化铁有机：人工合成：阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物，国外开始增多，国内尚少；阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）；非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）；两性型：使用极少。天然：淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等；微生物絮凝剂n2021/9/19269发展方向：复合型无机或有机高分子絮凝剂：如铁铝复合、聚合铝硅/铁硅、无机－有机复合高分子絮凝剂：阳离子有机化合物天然改性高分子絮凝剂：无毒易降解，如甲壳素等多功能絮凝剂：絮凝、缓蚀阻垢、杀菌灭藻微生物絮凝剂n2021/9/19270（2）、助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。a．酸碱类：调整水的pH，如石灰、硫酸等b．加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸（SiO2nH2O）、骨胶、高分子絮凝剂c．氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加Cl2、O3等n2021/9/192718、混凝动力学颗粒间的碰撞是混凝的首要条件――混凝动力学（1）异向絮凝由布朗运动造成的碰撞，主要发生在凝聚阶段。颗粒的碰撞速率Np＝8/(3)KTn2n：颗粒数量浓度：运动粘度凝聚速度决定于颗粒碰撞速率。Np只与颗粒数量有关，而与颗粒粒径无关。当颗粒的粒径大于1m，布朗运动消失。n2021/9/19272（2）、同向絮凝由水力或机械搅拌产生。在整个混凝过程中占有重要地位，其理论仍在发展之中。最初的理论基于层流的假定。碰撞速率N0＝4/3n2d2Gd：颗粒粒径G＝U/Z(速度梯度)（相邻两流层的速度增量）n2021/9/19273（3）、混凝控制指标用G可以来判断混合和絮凝的程度：混合（凝聚）过程：平均G＝700－1000s-1，但剧烈搅拌是为尽快分散药剂时间通常在10～30s，一般<2min絮凝过程：不仅与G有关，还与时间有关。平均G＝20－70s-1，GT＝1～104－105实际设计，采用V和T，反过来校核GT或者平均Gn2021/9/192749混凝设备（1）、混凝剂的配制与投配一般采用液体投加的方式。a．投配流程：药剂－溶解池－溶液池－计量设备－投加设备－混合设备－b．剂量与投加方式计量：流量计（转子、电磁）、苗嘴、计量泵投加方式：泵前投加；高位溶液池重力投加；水射器投加；泵投加c．投加量的自动控制自动控制方法：数学模型法：需要大量的生产数据、涉及仪表多现场模拟试验法：根据试验结果反馈到投药，仍有一定滞后。动电流检测器（SCD）：絮凝监测器：利用光电原理检测水中絮凝颗粒变化n2021/9/19275（2）、混合设备水泵混合：投药投加在水泵吸水口或管上。管式混合：管式静态混合器、扩散混合器，混合时间2－3秒机械混合：搅拌(3)、絮凝设备隔板絮凝池；折板絮凝池；机械絮凝池；悬流、迷宫式等不同形式的组合。n2021/9/1927610工业废水处理中混凝的应用给水中，以地表水为水源时应用较多，主要去除浊度和细菌。经混凝沉淀后浊度一般小于10度。印染废水处理：适用于含颜料、分散染料、水溶性分子量较大的等染料废水处理。可以单独用无机混凝剂，也可和有机高分子絮凝剂联用。例：某针织厂废水TOC为50－60mg/L，pH值为7.5。采用PAC混凝剂，投加量为140mg/L时，TOC去除率为68％。例：云南省某针织厂染色废水，含直接染料、活性染料PAC0.05-0.1%原水混凝沉淀消毒n2021/9/19277含油废水处理：乳化油颗粒小、表面带电荷，加混凝剂，压缩双电层。通常采用混凝气浮工艺。例：兰州炼油厂废水加PAC采用二级气浮原水含油50-100mg/L投加PAC50mg/L一级气浮出水，油20－30mg/LPAC30mg/L二级气浮出水，油15－20mg/L肉类加工厂废水处理：例：某肉类加工厂屠宰废水COD为670mg/L，用聚合硫酸铁处理后，COD去除率在77％以上。混凝优点：上马快、投资省、效果好，但运转费高，沉渣多n2021/9/192785.2.气浮1基本原理(1)概念是将水、污染物质和气泡这样一个多相体系中含有的疏水性污染粒子，或者附有表面活性物的亲水性污染粒子，有选择地从废水中吸附到气泡上，以泡沫形式从水中分离去除的一种操作过程。是一种固－液和液－液分离的方法。具体过程：通入空气→产生微细气泡→SS附着在气泡上→上浮应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近1的固体颗粒n2021/9/19279（2）气浮分类A、电解气浮法：有竖流式和平流式装置。B、散气气浮法：扩散板曝气气浮：压缩空气通过扩散装置以微小气泡形式进入水中。简单易行，但容易堵塞，气浮效果不高。叶轮气浮法：适用于处理水量不大,污染物浓度高的废水.C、溶气气浮法：根据气泡析出时所处的压力不同，分为：溶气真空气浮和加压溶气气浮D、生化气气浮法：生物产气，化学产气等n2021/9/192802、气浮的理论基础（1）水中颗粒与气泡粘附的条件A、水、气、固三相混合体系中，因不同介质表面因受力不均衡而存在界面张力，气泡与颗粒或絮体一旦接触，由于界面张力存在会产生表面吸附作用。B、润湿周边：三项间的吸附界面构成的交界线。与润湿接触角有关系。（见下页图）C、亲水吸附与疏水吸附亲水性颗粒润湿接触角小，气粒两相接触面小，浮选体结合不牢，易脱落，此为亲水吸附。疏水性颗粒的接触角大，浮选体结合牢固，为疏水吸附。n2021/9/19281固体n2021/9/19282（2）泡沫的稳定性不稳定的后果：气泡浮到水面后，水分很快蒸发，泡沫计易破灭，会使已经浮到水面的污染物又脱落回到水中。方法：投加起泡剂（表面活性物质）达到易起气泡的稳定的目的。（3）改变疏水性能向水中投加浮选剂，可以使颗粒由亲水性物质变为疏水性。（4）结合方式（气浮中气泡对絮体和颗粒单体的结合方式）分为：气泡顶托；气泡裹携；气泡吸附n2021/9/192833、气浮工艺的形式（1）布气气浮利用机械剪切力，将混合于水的空气粉碎成小气泡。按粉碎气泡方式的不同，分为：水泵吸水管吸气气浮；射流气浮；扩散板曝气气浮；（压缩空气）叶轮气浮。n2021/9/19284（2）溶气气浮原理：使空气在一定的压力作用下，溶解于水并到达过饱和状态，再减至常压释放，空气便以微小气泡的形式逸出。A、容气真空气浮常压空气溶于水，负压析出。特点：整个气浮池在负压下操作，空气溶解容易，动力设备和电能消耗少。缺点：所有设备均要密封在气浮池内，构造复杂，生产中使用不多。n2021/9/19285B、加压溶气气浮其气浮工艺有三种形式：▲全溶气法：图13－15，电耗高，但气浮池溶剂小。▲部分溶气法：图13－16，省电，溶气罐小。但若溶解空气多，需加大压力▲回流加压溶气法：图13－17，适用于SS高的原水，但气浮池容积大。组成：空气饱和设备、空气释放器、气浮池n2021/9/19286加压溶气气浮法的特点：▲加压条件下，空气的溶解度大，能提供足够的微气泡，确保气浮效果。▲减压释放，产生气泡不仅微细（20-100㎛），粒径均匀，密集度大，而且上浮稳定，对液体扰动小。特别适合于疏松絮凝体，细小颗粒的固液分离。▲工艺设备和流程较为简单，便于管理维护。▲对回流加压，处理效果显著、稳定，节约能耗。n2021/9/19287B、加压溶气气浮系统的设计a、溶气方式：水泵吸水管吸入，图13－18，简单，但空气量不能太大水泵压水管射流，图13－19，射流器能量损失大b、空气饱和设备（包括加压水泵、溶气罐）溶气罐：加速空气的溶解，但实际空气很难达到饱和。一般水中的空气含量约为饱和含量的50－80％。应尽量提高溶气效率。c、释放设备：将空气以极细小（20－100）的气泡释放。减压阀；专用释放器。d、气浮分离装置：平流式，竖流式n2021/9/192884气浮法在废水处理中的应用含油废水（石油化工、机械加工、食品工业废水等）：悬浮油（>10,隔油池）；乳化油（<10,一般0.1-2气浮）溶解性。造纸厂白水回收纤维；染色废水等毛纺工业洗毛废水――羊毛脂及洗涤剂浓缩污泥（效果比沉淀法高）n2021/9/192895.3吸附水处理的吸附法是指利用具有吸附能力的多孔性物质去除水体中微量溶解性杂质的一种处理工艺。1.吸附本质（1）概念吸附定义：吸附是一种或几种物质（称为吸附质）在另一种物质（称为吸附剂）表面上自动发生变化（累积或浓集）的过程。是一种相界面上的反应。可以发生在气－液界面、气－固、液－固。在水处理中，主要讨论的是液－固界面。固相物质：吸附剂，一般为多孔性物质液相中被吸附物质：吸附质吸附法定义：吸附法是指水中的一种或多种物质被吸附在固体表面（吸附剂）而被去除的方法。n2021/9/19290（2）原理：吸附剂表面上的分子受力不均衡⇁存在剩余力场（即具有表面能）。根据热力学第二定律，这种能力有自动变小的趋势。当溶液中的吸附质⇁达到吸附剂表面时，致使界面上的分子受力变得均衡一些，从而降低了这种表面能。这就是吸附过程自动发生的一种推动力。因此吸附的本质是物质从液相（或气相）到固相表面的一种传质现象。n2021/9/192912.类型：根据吸附剂表面吸附力的不同，吸附可分为以下三种类型：1）物理吸附：分子间的作用力所引起的。·吸附热较小，可在低温下进行。·过程是可逆的，易解吸·相对没有选择性。分子量越大，吸附量越大。·可形成单分子吸附层或多分子吸附层n2021/9/192922）化学吸附：由化学键力引起的――产生化学反应。如石灰吸附CO2→CaCO3·吸附热大，一般在较高温下进行。·具有选择性，单分子层吸附·化学键力大时，吸附不可逆。3）离子交换吸附：静电引力吸附质的离子→吸附剂表面的带电点上，同时吸附剂也放出一个等当量离子。·离子电荷越多，吸附越强。·离子水化半径越小，越易被吸附。实际过程中物理和化学吸附是主要的，比较如下：n2021/9/19293吸附性能物理吸附化学吸附作用力分子引力（范德华力）剩余化学键力选择性没有选择性有选择性吸附层单分子或多分子吸附层只能形成单分子吸附层吸附热较小，⋖41.9kj/mol较大，相当于化学反应热，83.7-418.7kj/mol吸附速度快，几乎不要活化能较慢，需要活化能温度放热过程，低温有利于吸附温度升高，吸附速度增加可逆性可逆，较易解析化学键大时，吸附不可逆n2021/9/192943.吸附剂具有一定吸附能力的多孔物质都可以作吸附剂。有活性炭、活化煤、焦炭、煤渣。活性碳是水处理中应用最为广泛的吸附剂。（1）活性碳的制造原料：木材、煤，经高温炭化和活化而成。炭化：温度300-400℃，将原料热解为碳渣。活化：把碳渣造成发达的多孔结构主要有两种活化方法：气体法：通入水蒸气药剂法：用氯化锌、硫酸等作为活化剂。n2021/9/19295制造过程示意图：炭化→破碎、造粒原料活化→洗涤→捏合成型→炭化粉状碳成品→干燥→筛分粒状碳成品n2021/9/19296（2）活性炭的构造吸附作用主要发生在细孔表面。比表面积：每克吸附剂具有的总表面积。可达500-1700m2/g吸附量除与比表面积有关外，还于细孔的形状和分布有关。细孔的构造有；圆桶形，圆锥形，瓶形，平板形，毛细管形等。直径为1-10000nm。n2021/9/19297根据杜必宁的分类，细孔分为：A、小孔（微孔）。半径在2nm以下，其表面积占比表面积的95%以上，对吸附量的影响最大。B、中孔（过渡孔）。半径为2-100nm,表面积占比表面积的5%以下。它为吸附质提供扩散通道，影响大分子物质的吸附。C、大孔。半径为100-10000nm，表面积只有0.5-2m2/g，占比表面积不足1%，主要为吸附质提供扩散通道。n2021/9/19298一般来说，吸附量主要受小孔支配，但对于分子量（或分子直径）较大的吸附质，小孔几乎不起作用。所以，在实际应用中，应根据吸附质的直径大小和活性炭的孔径分布来选择合适的活性炭。n2021/9/19299（3）活性炭的表面化学性质吸附不仅与构造和细孔分布有关，还与其表面化学性质有关。活性炭是非极性的，但在制造过程中，易于氢、氧结合而具有微弱的极性。正因如此，它不仅可以去除水中的非极性物质，还可去除极性物质甚至微量的金属离子及化合物。n2021/9/19300（4）活性炭的特点A、具有良好的吸附性能和化学稳定性B、可耐酸碱C、能经受水浸、高温、高压作用D、不易破碎，气流阻力小E、粉状活性炭制造容易、成本低，但不易再生；粒状活性炭成本较高，但操作管理和再生容易。n2021/9/193014.吸附等温线1）吸附平衡当吸附速度和解吸速度相等时，溶液中的吸附质浓度不在改变时→吸附平衡吸附剂吸附能力的大小用吸附量q（g/g）表示。达到吸附平衡时，q=V(C0-C)/W(g/g)V：废水容积、W：活性炭投量C：吸附平衡时，溶液中溶质浓度增加W→C和q发生变化n2021/9/193022）吸附等温线与等温式吸附等温线：在某一温度条件下，吸附量随吸附质平衡浓度的变化的曲线。如有I型吸附和II型吸附I型II型qqn2021/9/19303Ⅲ型的吸附等温线qn2021/9/19304A、弗兰德利希(Freundlich)吸附等温式（经验公式）q=KC1/nlgq=lgK+1/nlgC(k、n为经验常数）1/n越小，吸附性能越好。一般认为1/n=0.1–0.5时容易吸附;1/n大于2时难于吸附。B、朗谬尔（Langmuir）吸附等温式q=abC/(1+aC)通过动力学观点，推导出的单分子吸附公式。C、BET式：表示吸附剂上有多层被吸附的吸附模式，各层的吸附符合朗谬尔吸附单分子吸附公式。吸附量是选择吸附剂和设计吸附设备的重要数据。吸附量的大小决定吸附剂再生周期的长短。因此，需要研究吸附剂的吸附等温线。n2021/9/193055、吸附速度定义：单位重量的吸附剂在单位时间内所吸附的物质的量。吸附速度决定了废水和吸附剂的接触时间。吸附速度快⇁接触时间短⇁吸附设备的容积小影响吸附速度的因素有：1）吸附质在吸附剂表面液相界膜内的迁移速度。（膜扩散）2）吸附质在吸附剂颗粒空隙内的扩散速度。（内部扩散）3）吸附质在吸附剂内表面吸附位置上的吸附反应速度。吸附速度主要受液膜扩散速度和内部扩散速度控制。在开始阶段往往由液膜扩散速度起作用，而在终了阶段则由颗粒的内部扩散起决定作用。n2021/9/193066.影响吸附的因素主要有内因和外因两个方面：1）内因因素有：A、吸附剂的性质：种类；比表面积；表面能；表面化学特性；孔隙尺寸等B、吸附质的性质：溶解度；极性；分子量；溶质浓度；空间结构等2）外因因素有；A、环境条件：pH值；温度；共存物质；压力；协同作用B、运行条件：运行方法；接触时间；水力条件等。n2021/9/193077.吸附操作方式静态：搅拌⇁平衡⇁沉淀（过滤等）动态：应用多，1）、吸附设备：固定床：根据水流分降流式升流式单床式根据水量、处理要求分为多床串联式多床并联式移动床：可充分利用吸附容量，水头损失小。要求水中悬浮物小于30mg/l流化床：吸附剂在塔内处于膨胀状态或硫化状态。适合处理悬浮物较高的废水。n2021/9/193082）、穿透曲线和吸附容量的利用：当缺乏设计资料时，应先做吸附剂的选择试验。通过吸附等温线试验得到的静态吸附量可粗略地估计处理每立方米废水所需吸附剂的数量。由于在动态吸附装置中废水处于流动状态，因此还应通过动态吸附试验确定设计参数。自学15分钟：穿透曲线？穿透点？吸附终点？为什么穿透点和吸附终点还有一段距离？如何充分利用吸附容量？n2021/9/193098.吸附剂的再生再生：指在吸附剂本身结构不发生或极少发生变化的情况下，用某种方法将被吸附的物质，从吸附剂的细孔中除去，以达到能够重复使用的目的。活性炭的再生：1）加热再生法：分为高温再生和低温再生；一般采用高温再生。脱水（活性炭与液体分离）－干燥（100－150度）－炭化（300－700度）－活化（用蒸汽）－冷却2）药剂再生法：酸碱、有机溶剂3）化学氧化法：湿式氧化、臭氧4）生物再生法：利用微生物作用n2021/9/193109.吸附法在废水处理中的应用1）活性炭对有机物的吸附用于去除用生物或物理、化学法不能去除的微量呈溶解状态的有机物。废水中的有机物能否易被活性炭吸附，其主要影响因素有：分子结构；界面张力（界面活性）；溶解度；离子性和极性；分子大小；pH值；浓度；温度；共存物质等。2）活性炭对无机物的吸附用于去除某些金属及其化合物有很强的吸附能力。如对锑、铋、锡、汞、钴、铅、镍等都有良好的吸附能力。n2021/9/193113）活性炭的种类A、按形状分类：粉状炭，粒状炭（包括无定形炭、柱状炭、球形炭等）；B、按制造方法分类：药剂活性炭（大部分为ZNCL2活化的粉状炭），气体活性炭（水蒸气活化的粉状炭和粒状炭）n2021/9/193124）废水吸附法处理实例处理程度高、应用范围广、适应性强、可以再生重复使用。如：染料化工废水处理；铁路货车洗刷废水处理；火药（TNT）化工废水处理；含汞废水。