污废水处理设施运行管理--物理化学法 98页

污废水处理设施运行管理主讲人：殷利明联系方式：13452060816QQ号：410471290E.mail:13452060816@139.com第二章物理化学法n城市生活污水粗、细格栅曝气沉砂除油池混合曝气池计量分配堰初次沉淀池二次沉淀池污泥浓缩池一级消化二级消化机械脱水沼气柜锅炉热交换器水达标排放泥饼达标外运内部井燃料油部分污泥部分污泥污泥上清液污泥储泥池压缩机上清液冬天用热水搅拌用沼气沼气少量用于食堂排空火炬排放多余的沼气重庆唐家桥污水处理厂工艺流程图n市政及生活污水处理典型工艺流程n重庆市南川污水处理厂（4万m3/d）【采用改良型ORBAL（奥贝尔）氧化沟工艺】n某制革厂污水处理工艺流程图【改进前—采用射流曝气生化处理制革废水工艺】n某制革厂污水处理工艺流程图（改进后）n某制革厂污水处理工艺流程图（改进情况简介）根据制革小区的实际情况，大胆的将原射流曝气系统拆除，将原一沉池和二沉池改造为一沉池，将原曝气池改造为水解酸化池，水解酸化池技术参数不够，另外增加水解酸化池的池容（停留时间为12.5小时），用以彻底改变制革废水在好氧处理过程中，容易产生大量泡沫的问题，利用水解酸化中的厌氧污泥，将表面活性剂中的大的有机碳链打破，也使BOD/COD的比值更大一些，更利于好氧生化处理。后面再接一个常规的氧化沟，停留时间为19小时（根据地形），氧化沟设计进水COD为1000mg/l，二沉池出水COD为300mg/l，MLSS为6200mg/l，SV=50％，NsBOD=0.1kgBOD5/kgMLSS·d。曝气系统选用了宜兴的ZFP-1380型转盘曝气机，为了防止氧化沟底部污泥有沉积现象，将原射流曝气器系统安装在氧化沟底部（实际上射流曝气器经常不开，开了几次后没有发现污泥沉积现象），由于制革小区有几十家制革厂，考虑到该制革小区生产的淡季和旺季的水量差别，除调节池外，所有系统均设为并联的两组。n某制革厂污水处理流程改进前系统处理以后的出水水质如下：项 目CODmg/lBODmg/lSSmg/lS=mg/lPH进水61001200223025612出水210481020.17.8排放标准30015020016～9n某制革厂污水处理流程通过上述改进系统处理以后的出水水质如下：项 目CODmg/lBODmg/lSS（悬浮物）mg/lS=mg/lPH进水820～2100210～2300146023612出水31066820.38.3排放标准30015020016～9n一、分类与作用1、物理法：主要用于去除废水中的漂浮物、悬浮物、砂、盐和油类物质。物理处理技术包括格栅与筛网、均质调节、沉淀过滤。2、化学法：它的处理对象主要是水和废水中无机的或有机的(难以生物降解的)溶解性污染物。化学处理技术包括中和、化学沉淀、氧化还原及电解法。3、物理化学法：它的处理对象主要是废水中无机的或有机的(难以生物降解的)溶解性污染物或胶体物质。物理化学处理技术包括混凝法、气浮法、吸附法、离子交换法、膜分离技术及消毒技术。第一节概述10物理化学法n1、了解：各种方法的功能和原理。2、掌握：各种处理方法的主要形式和所用设备的结构特点。3：重点掌握：各种方法的运行管理要点。本章学习要求11物理化学法n(一)、格栅1、用途：用以截留废水中粗大的悬浮物或漂浮物(如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等)，以防止水泵、管道和处理设备堵塞，并减轻后续构筑物的处理负荷。2、格栅的分类①、按格栅栅条之间的净间距：粗格栅(50～100mm)、中格栅(10～40mm)、细格栅(3～10mm)三种。②、按照栅渣的清除方式：人工清渣和机械清渣两种。我国常用机械格栅有圆周回转式，钢丝绳牵引式、移动式、链条式等几种。对于大型污水处理厂宜采用机械清渣的格栅，以减轻人工劳动。第二节格栅与筛网12物理化学法n第二节格栅与筛网13物理化学法唐家桥污水处理厂（旋转式固液分离机：栅隙10mm）n第二节格栅与筛网14物理化学法圆弧式格栅除污机（一小时三次，每次除污三分钟）n第二节格栅与筛网15物理化学法图2—1人工清除污物格栅示意图n3.运行控制条件格栅运行管理和设计的主要参数包括:①格栅；②过栅流速；③水头损失；④栅渣量。①格栅的选择在废水处理工艺流程，格栅一般按照先粗后细的原则进行设置。粗格栅一般设置在泵站集水池中（提升泵前），而后在沉砂池前设置细格栅。泵前格栅的栅条间距以稍小于水泵的叶轮间隙为宜。一般离心泵叶轮间隙较小，相应选择的栅条间距也要小；轴流泵的叶轮间隙较大，选用的栅条间距也相应增大；混流泵居中。第二节格栅与筛网16物理化学法n②过栅流速的控制污水在栅前渠道流速一般应控制在0.4～0.8m/s。过栅流速应控制在0.6～1.0m/s。③水头损失的控制一般在0.08～0.15m之间。若过栅水头损失增大，此时有可能是过栅水量增加，更有可能是格栅局部被堵死。若过栅水头损失减小，此时很可能由于较大颗粒物质在栅前渠道内的沉积，需要及时清除。④栅渣量栅渣量与地区特点、栅条间隙大小、废水流量以及下水道系统的类型等因素有关。第二节格栅与筛网17物理化学法n4维护管理(1)每天要对栅条、除渣耙、栅渣箱和前后水渠等进行清扫，及时清运栅渣，保持格栅通畅。(2)检查并调节栅前的流量调节阀门，保证过栅流量的均匀分布。同时利用投人工作的格栅台数将过栅流速控制在所要求的范围内。当发现过栅流速过高时，适当增加投人工作的格栅台数；当发现过栅流速偏低时，适当减少投入工作的格栅台数。(3)定期检查渠道的沉砂情况格栅前后渠道内沉积砂，除与流速有关外，还与渠道底部流水面的坡度和粗糙度等因素有关系，应定期检查渠道内的积砂情况，及时清砂并排除积砂原因。第二节格栅与筛网18物理化学法n(4)格栅除污机的维护管理格栅除污机是污水处理厂内最易发生故障的设备之一，巡查时应注意有无异常声音，栅条是否变形。出现故障时，应及时查清原因，及时处理，做到定时加油，及时调换，及时调整。(5)卫生与安全污水在长途输送过程中腐化，产生的硫化氢和甲硫醇等恶臭有毒气体会在格栅间大量释放出来。建在室内的格栅间应采取强制通风措施。夏季应保证每小时换气l0次以上。有些处理厂在上游主干线内采取一些简易的通风或曝气措施，也能大大降低格栅间的恶臭强度。以上控制恶臭的措施，既有益于值班人员的身体健康，又能减轻硫化氢对除污设备的腐蚀。另外．清除的栅渣应及时运走处置掉，防止腐败产生恶臭，招引蚊蝇。栅渣堆放处应经常清洗，并消毒。栅渣压榨机排出的压榨液中恶臭物质含量也非常高．应及时用管道导人污水渠道中，严禁明渠导流或地面漫流。第二节格栅与筛网19物理化学法n(6)分析测量与记录应记录每天的栅渣量。根据栅渣量的变化，可以间接判断格栅的拦污效率。当栅渣比历史记录减少时，应分析格栅是否运行正常。判断拦污效率的另一个间接途径，是经常观察初沉池和浓缩池的浮渣尺寸。这些浮渣中尺寸大于格栅栅距的污物增多时，说明格栅拦污效率不高，应分析过栅流速控制是否合理，清污是否及时。第二节格栅与筛网20物理化学法n(二)筛网1.功能一些工业废水含有较细小的悬浮物，尤其是废水中的纤维类悬浮物和食品工业的动植物残体碎屑，它们不能被格栅裁留，也难以用沉淀法去除。为了去除这类污染物，工业上常用筛网。筛网是用金属丝或纤维丝编织而成，孔径一般在0.15～lmm左右。用筛网分离，具有简单、高效、运行费用低廉等优点。一般用于规模较小的废水处理。2.常见类型筛网过滤装置有很多种，如振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、转盘式筛网等。第二节格栅与筛网21物理化学法n3维护管理(1)当废水呈酸性或碱性时，筛网的设备应选用耐酸碱、耐腐蚀材料制作。(2)在运行过程中要合理控制进水流量，做到进水均匀，并采取措施尽量减少进水口来料对筛面的冲击力，以确保筛网的使用寿命并减少维修量。(3)筛网尺寸应按需截留的微粒大小选定，最好通过试验确定。(4)当废水含油类物质时，会堵塞网孔，应进行除油处理。另外还需要定期采用蒸汽或热水对筛网进行行冲洗。第二节格栅与筛网22物理化学法n23(一)功能工业废水与城市污水的水量、水质都是随时间的推移不断变化，有高峰流量和低峰流量，也有高峰浓度和低峰浓度。“调节”和“均和”的目的是为处理设备创造良好的工作条件，使其稳定运行，并能减小设备容积，降低成本。调节池的形状可为圆形、方形、多边形，可建在地下或地上。（二）常见类型①水量调节池当进水管埋得较浅而废水量又不大时，与泵站吸水井合建较为经济，否则，应单独建造于泵站前。第三节均质调节n24②水质调节池为了使废水水质达到均衡，调节池在构造上和功能上采取如下的措施。(a)穿孔导流槽式调节池(b)增加搅拌设备，可在调节池内增设空气搅拌、机械搅拌、水力搅拌等。③事故调节池事故池只有在特殊的情况下才设立，它对保护处理系统不受冲击、减少调节池容积有十分重要的作用。第三节均质调节图2—5事故调节池示意图n25(三)调节池运行管理要点1、调节池的有效容积应能够容纳水质水量变化一个周期所排放的全部废水量，为同时获得要求的某种预处理(如生物水解酸化、脱除某种气体等)效果．应适当增加池容。2、尽管调节池前一般都设置格栅等除污设施，但池中仍然有可能积累大量沉淀物，因此应及时将这些沉淀物清除，以免减小调节池的有效容积，影响到调节的效果。3、经常巡查、观察调节池水位变化情况，定期检测调节池进、出水水质，以考察调节池运行状况和调节效果，发现异常问题要及时解决。4、事故调节池的阀门必须能够实现自动控制，以保证事故发生时，能及时将事故废水排人池中。另外事故池平常应保持排空状态，以保证事故发生时，能够容纳所有的事故废水。第三节均质调节n26(一)沉淀的功能和原理1、功能沉降法的主要去除对象是悬浮液中粒径在lOμm以上的可沉固体，即在2h左右的自然沉降时间内能从水中分离出去的悬浮固体。沉淀过程简单易行，分离效果较好，是水处理的重要过程之一，几乎是所有水处理过程不可缺少的基本本单元之一。在实际应用中，进行重力沉降分离的构筑物有以下两种：①沉砂池；②沉淀池。①沉砂池的功能是从水中分离相对密度较大的无机颗粒，例如砂子、煤渣等。沉砂池一般设在泵站、沉淀池之前，这样能保护水泵和管道免受磨损；还能使沉淀池中的荇泥具有良好的流动性，能防止排放管道和输送管道堵塞。②沉淀池的功能是分离水中的可沉性悬浮物，包括无机悬浮物和有机悬浮物。第四节沉淀与隔油n图2—7平流沉砂池272.理想沉淀池的原理（略）(二)、沉砂池1、沉砂池的常见类型①平流沉砂池；②曝气沉砂池；③旋流沉砂池①平流沉砂池平流沉砂池实际上是一个比入流渠道和出流渠道宽而深的渠道，当污水流过时，由于过水断面增大，水流速度下降，污水中夹带的无机颗粒在重力的作用下下沉，从而达到分离无机颗粒的目的。第四节沉淀与隔油n第四节沉淀与隔油运行时，采用的主要参数如下：(a)池内水平流速最大为0.30m／s，最小应为0.l5m／s；(b)在池内停留时间一般为30～60s，最大流量时停留时间不应小于30s；(c)有效水深不应大于1.2m，每格宽度不宜小于0.6m。水流速度的具体控制取决于沉砂粒径的大小。若沉砂组成以大砂为主，水平流速应大些，使有机物沉淀最少；反之必须放慢流速才可以使砂粒沉淀下来，这时大量有机物也随即一起沉淀下来。具体到每个单位沉砂池流速的最佳范围，运行人员应根据实际运行的除砂率和有机物沉淀情况确定。n29②曝气沉砂池（清洁沉砂）曝气沉砂池的运行操作主要是控制污水在池中的旋转流速和旋转圈数。一般运行参数采用如下：(a)曝气沉砂池的水流在流量最大时的停留时间为l～3min，水平流速为0.1m／s；(b)空气量应保证池中水的旋转速度在0.3m／s左右，处理每立方米污水的曝气量为0.1～0.2m3空气，有数水深为2～3m，宽深比为1：1.5。③旋流沉砂池通过调节转盘和叶片的转速，可以调节沉砂效果。旋流沉砂池具有池型简单、占地小、运行费用低、除砂效果好等优点。旋流沉砂池的排砂目前采用两种形式：一种是靠砂泵排砂，其优点在于设备少、操作简便，但砂泵的磨损问题较严重；另一种是通过压缩空气气提排砂，其优点在于系统可靠、耐用，但设备相对较多。旋流沉砂池为圆形，采用切线方向进水、切线方向出水。进水流速一般为1m／s，水力停留时间约为1min。第四节沉淀与隔油n30第四节沉淀与隔油图2—8曝气沉砂池的断面示意图图2—9旋流沉沙池n312.沉砂池的运行管理(1)在沉砂池的前部，一般都设有细格栅，细格栅上的垃圾应及时清捞。(2)在一些平流沉砂池上常设有浮渣挡板，挡板前浮渣应每天清捞。(3)沉砂池的最重要操作是及时排砂。对于用砂斗重力排砂的沉砂池，一般每天排砂一次。(4)排砂机械应经常运转，以免积砂过多引起超负荷，排砂机械的运转间隔时间应根据砂量及机械的能力而定。排砂间隙过长，会堵塞排砂管、砂泵，堵卡刮砂机械。排砂间隙过短会使排砂量增大，含水率增高，使后续处理难度增大。用重力排砂时，排砂管堵塞，可用气泵反冲洗，疏通排砂管。(5)曝气沉砂池的空气量应每天检查和调节，调节的依据是空气计量仪表。如果没有空气计量仪表，可测表面流速。若发现情况异常(如曝气变弱)，应停车排空检查。清理完毕重新投运，先通气后进水(防止砂粒进入扩散器)。(6)每周都要对进、出水闸门及排渣闸门进行加油、清洁保养，每年定期油漆保养。第四节沉淀与隔油n32（7)沉渣应定期取样化验。主要项目有含水率及灰分，沉渣量也应每天记录。(8)刚排出的沉渣含水率很高，一般在沉砂池下面或旁边应设集砂池。集砂池的墙从上到下有箅水孔或缝，用竹箅或带孔塑料板挡住。水分通过小孔或缝流走，含水率可降到60％～70％。沉渣用于填洼或放于空地。(9)沉砂池由于截留大量易腐败的有机物质，恶臭污染严重，特别是夏季，恶臭强度很高，操作人员一定要注意，不要在池上工作或停留时间太长，以防中毒。堆砂处应用次氯酸钠溶液或双氧水定期清洗。第四节沉淀与隔油n33(三)沉淀池1.沉淀池的组成沉淀池由以下4个功能区组成：①流入区；②沉降区；③流出区；④污泥区。2.沉淀池的常见类型根据水流方向，沉淀池可以分为以下4种类型：①平流式；②竖流式；③辐流式；④斜板(管)式。①平流式沉淀池平流式沉淀池的主要优点是：有效沉淀区大，沉淀效果好，造价较低，对废水流量的适应性强。缺点是占地面积大，排泥较困难。②竖流式沉淀池竖流式沉淀池的优点是：排泥容易，不必设置机械刮泥设备，占地面积小。其缺点是造价高、单池容量小，池深大，施工困难，一般适用于中小型污水处理厂。第四节沉淀与隔油n34③辐流式沉淀池辐流式沉淀池呈圆形或正方形，直径(或边长)为6～60m，最大可达1OOm。池周水深为1.5～3m，用机械排泥，池底坡度一般为0.05。辐流式沉淀池可用作初次沉淀池或二次沉淀池。辐流式沉淀池的优点是：建筑容量大，采用机械排泥，运行较好，管理简单。其缺点是池中水流流速不稳定，机械排泥设备复杂，造价高。这种池型适用于处理水量大的场合。④斜板(管)式沉淀池斜板(管)式沉淀池是根据浅层沉降原理设计的新型沉淀池。斜板和斜管体常用薄塑料板压膜和黏结制成。斜板可用平板或波纹板。斜管断面有正六边形、菱形、圆形和正方形，其中以前两种最为常用。斜板沉淀池接水流方向，可分为上向流(又称异向流)、平向流(又称侧向流)、下向流(又称同向流)三种。斜管沉淀池只有上向流与下向流两种。同其他沉淀池相比，斜板(管)式沉淀池可以减少池深，缩短沉淀时间，减少沉淀池的体积，提高沉淀效率。但存在以下一些缺点：造价较高；斜板(管)上部在日光照射下会大量繁殖藻类，导致污泥量增加，板间易积泥，不宜用于处理黏性较高的泥渣。第四节沉淀与隔油n平流式沉淀池n平流式沉淀池的三角集水堰出水区n始建于1923年的“竖流式”二次沉淀池、投产于1926年，直到如今仍在运作的上海城市排水市中运营有限公司东区水质净化厂n38第四节沉淀与隔油图2—12辐流式沉淀池结构示意图n39第四节沉淀与隔油辐流式沉淀池（重庆唐家桥污水处理厂）n40第四节沉淀与隔油某污水处理厂的辐流式沉淀池n斜板沉淀池n斜管填料又称六角蜂窝填料（主要用于各种沉淀和除砂排泥作用）n434．沉淀池的运行管理(1)沉淀池的工艺参数①水力表面负荷；②水力停留时间；③出水堰板的溢流负荷。(2)工艺控制①控制流量；②增减沉淀池数量；③排泥除渣。①控制流量当废水流量在短期(数小时)内发生变化时，可利用上游的排水渠道进行短期储存，以保证沉淀池进水的稳定。②增减沉淀池数量一般废水处理站都设有备用沉淀池，当水量发生较大变化时，可通过增减投入运行的沉淀池数量来使各个工艺参数控制在最佳范围。③排泥除渣沉淀池的类型不同，刮泥设备和操作方式不同，有连续刮泥和间歇刮泥两种操作方式。刮泥周期长短取决于泥量和泥质，当泥量较大时，周期应该缩短；当污水和污泥腐败时，也应缩短刮泥周期。排泥是沉淀池运行中最重要也是最难控制的一个操作，有连续排泥和间歇排泥两种操作方式，每次排泥时间长短取决于污泥量的大小。对于处理量较小的处理站，可采用人工排泥，而大型的污水处理厂一般采用自动排泥。机械排渣一般用刮泥机的刮板收集浮渣并将其推送到浮渣槽，操作时应注意刮板和浮渣槽的配合问题，浮渣难以进入浮渣槽时，应进行调整，浮渣槽内的浮渣应及时用水冲至浮渣井。第四节沉淀与隔油n44（四）隔油1.隔油的功能与原理一般油类物质在水中存在状态分为可浮油、乳化油和溶解油三类。可浮油的油珠粒径较大，可以利用油比水轻的性质，通过自然上浮法从水中分离去除。乳化油的油珠粒径在0.5～25μm范围，难以利用自然上浮法进行分离，需要采用气浮法去除。溶解油在水中含量甚小，一般只有几个mg/L。采用自然上浮法去除废水中可浮油的方法称为隔油，使用的构筑物称为隔油池。在隔油池中，比重小于水的油上浮至池面，而比重大于水的悬浮杂质则下沉到池底部。2.隔油池的常见类型①平流式隔油池；②斜板式隔油池。第四节沉淀与隔油n453隔油池的运行管理(1)隔油池必须同时具备收油和排泥措施。(2)隔油池应密闭或加活动盖板，以防止油气对环境的污染和火灾的发生，同时可以起到防雨和保温的作用。(3)寒冷地区的隔油池应采取有效的保温防寒措施，以防污油凝固。为确保污油流动顺畅。可在集油管及污油输送管下设置热源为蒸汽的加热器。(4)隔油池周围一定范围内要确定为禁火区，并配备足够的消防器材和其他消防手段。隔油池内防火一般采用蒸汽，通常是在池顶盖以下200mm处沿池壁设一圈蒸汽消防管道。(5)隔油池附近要有蒸汽管道接头，以便接通临时蒸汽扑灭火灾，或在冬季气温低时因污油凝固引起管道堵塞或池壁等处粘挂污油时清理管道或去污。第四节沉淀与隔油n46(一)功能与原理在废水处理中，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(固体和油类)和细菌。颗粒材料过滤对废水的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以下三种作用被去除：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类，通常有以下几种分类方式：①按照滤速的大小分类；②按照滤料的分层结构分类；③按照水流过滤层的方向分类；④按照作用水头分类。第五节过滤n第五节过滤着重介绍：②按照滤料的分层结构分类(a)单层滤料滤池(b)双层滤料滤池适于在给水处理和废水处理中使用(c)三层滤料滤池三层滤料滤池一般用于中型给水和二级处理出水，这种滤池的截污能力大，出水水质较好。n48第五节过滤图2—17滤料的分层结构示意图n49(三)过滤池的主要组成部分滤池的组成部分主要包括：①滤料层；②承托层；③配水系统；④冲洗系统。(四)过滤的工艺控制与维护1.滤速的控制在实际运行中，一般采用等速过滤和变速过滤两种控制方式。在等速过滤中，必须不断提高滤层上的水位，以克服滤层阻力的增加，保持滤速的恒定。采用变速过滤，其工作周期和出水水质均优于等速过滤。变速过滤要时刻注意单个滤池的滤水量变化和总进水量之间的平衡，因此运行调度较为麻烦。2.工作周期的控制在滤速一定的条件下，过滤周期的长短受水温影响较大。冬季水温低，水的黏度较大，杂质不易与水分离，易穿透滤层，周期短。这将会使反冲洗频繁，应降低滤速。夏季水温高，周期长，但滤料空隙间的有机物易产生厌氧分解，应适当提高滤速，缩短工作周期。第五节过滤n50(2)冲洗历时一般普通快滤池冲洗历时不少于5～7min，普通双层滤池的冲洗历时不少于6～8min。但冲洗时间过长，会造成产品水的浪费。(3)滤层膨胀率将膨胀率控制在10％以下，使滤料处于微膨胀状态，则可使滤料颗粒之间增加相互挤撞摩擦的机会，使其表面黏附的有机物去除，这也是污水深度过滤必须采用气水反冲洗的原因。4.日常维护(1)定期放空滤池进行全面检查。例如，检查过滤及反冲洗后滤层表面是否平坦，是否有裂缝，滤层四周是否有脱离池壁现象，并应设法检查承托层是否松动。(2)对表层滤料定期进行大强度表面冲洗或更换。第五节过滤n51(3)各种闸、阀应经常维护，保证开启正常。喷头应经常检查是否堵塞。(4)应时刻保持滤池池壁及排水槽清洁，并及时清除生长的藻类。(5)出现以下情况时．应停池大修：滤池含泥量显著增多，泥球过多并且靠改善冲洗已无法解决；砂面裂缝太多，甚至已脱离池壁；冲洗后砂团凹凸不平、砂层逐渐降低，出水中携带大量砂粒；配水系统堵塞或管道损坏，造成严重冲洗不匀；滤池已连续运行10年以上。滤池的大修包括以下内容：将滤料取出清洗，并将部分予以更换；将承托层取出清洗，损坏部分予以更换；对滤池的各部位进行彻底清洗；对所有管路系统进行完全的检查修理，水下部分予以防腐处理。第五节过滤n52(6)将滤料清洗或更换后，重新铺装时应注意以下问题：①应遵循分层铺装的原则，每铺完一层后，首先检查是否达到要求的高度刮匀，再进行下一层铺装。②如有条件，应尽量采用水中撒料的方式装填滤料。装填完毕之后，将水放干，将表层的过细沙粒或杂物清除刮掉。③对于双层滤料，装完底层滤料后，应先进行冲洗，刮除表层的极细颗粒及杂物，再进行上层滤料的装填。④滤层实际铺装高度应比设计高度高出50mm。。⑤对于无烟煤滤料，投人滤池后，应在水中浸泡24h以上，再将水排干进行冲洗刮平。⑥更换完的滤料，初次进水时，应尽量从底部进水，并浸泡8h以上，方可正式投入运行。第五节过滤n53（一）功能与原理中和法是利用碱性药剂或酸性药剂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，即：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(Na2CO3，)和苛性钠(NaOH)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，但是由于价格较贵，通常很少采用。石灰来源广泛，价格便宜。所以采用较广。石灰石、白云石系石料，在产地使用是便宜的。除了劳动卫生条件比石灰较好外，其他情况和石灰相同。第六节中和与pH调节n541.酸性废水的中和处理酸性废水的中和方法可分为以下三种：①碱性废水或废渣中和法采用碱性废水和废渣中和酸性废水时，除必须设置均和池外，还必须考虑碱性废水和废渣一旦中断来源时的应急措施。②投碱中和法投碱中和法最常用的药剂是石灰(CaO)，有时也选用苛性钠、碳酸钠、石灰石、白云石、电石渣等。第六节中和与pH调节n55③过滤中和法酸性废水流过碱性滤料，可使废水得到中和，这种中和方法称为过滤中和法，过滤中和法仅适用于中和酸性废水。主要的碱性滤料有三种：石灰石、大理石和白云石。前两种的主要成分是CaCO3，，后一种的主要成分是MgCO3·CaCO3。为了进行有效的过滤，还必须限制进水中悬浮杂质的浓度，以防堵塞滤料。滤料的粒径也不宜过大。另外，失效的滤渣应及时清除，并随时向滤池补加滤料，直至倒床换料。第六节中和与pH调节n562.碱性废水的中和处理碱性废水的中和方法可分为以下三种：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。前两种流程和设备与酸性废水的中和处理流程和设备相同。第三种：烟道气中含有高达24％的C02，有时还含有少量S02及H2S，故可用来中和碱性废水。其中和产物Na2CO3、Na2S03、Na2S均为弱酸强碱盐，具有一定的碱性，因此酸性物质必须超量供应。污泥消化时获得的沼气中含有25％一35％的C02气体，如经水洗，可部分溶人水中，再用以中和碱性废水，也能获得一定效果。第六节中和与pH调节n57(三)常用中和设备及运行管理常用中和处理的设备有以下几种：①酸碱废水互相中和的设施(a)简易中和设备当水质水量变化较小，或废水缓冲能力较大，或后续构筑物对pH要求范围较宽时，可在集中井(或管道、曲径混合槽)内进行连续流式混合反应。(b)连续流式中和池当水质水量变化不大，废水也有一定缓冲能力，但为了使出水PH更有保证时，应单设连续流式中和池。(c)间歇流式中和池当水质水量变化较大，且水量较小时，连续流无法保证出水pH的要求，或出水水质要求较高，或废水中还含有其他杂质或重金属离子时，较稳妥可靠的做法是采取间歇流式中和池。该池的有效容积可按废水排放周期(如一班或一昼夜)中的废水量计算。池一般至少设两座，以交替使用。第六节中和与pH调节n第六节中和与pH调节②投药中和设备投药中和法的工艺过程主要包括以下几个步骤：废水的预处理、中和药剂的制备与投配、混合与反应、中和产物的分离、泥渣的处理与利用。图2-22药剂中和处理工艺流程n59第六节中和与pH调节图2—23石灰湿法投加装置n60③中和过滤池第六节中和与pH调节图2—24等速升流式膨胀中和过滤池图2—25变速升流式膨胀中和过滤池图2—26滚筒式中和过滤池n61（一）功能和原理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落，并聚集为数百微米至数毫米矾花，进而可以通过重力沉降和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常用的混凝剂和助凝剂有以下几种：①无机盐类混凝剂；②有机高分子类混凝剂；③助凝剂。①无机盐类混凝剂目前应用最广的是铁系和铝系金属盐，可分为普通铁、铝盐和碱化聚合物，其他还有碳酸镁、活性硅酸、高岭土、膨润土等。②有机高分子类混凝剂以聚丙烯酰胺应用最为普遍③助凝剂61物理化学法第七节混凝法n62(三)混凝工艺整个混凝工艺涉及以下几个步骤：①混凝剂的配制与投加；②混合；③反应；④矾花分离。(四)运行控制条件①pH最适宜pH一般需要通过试验得到。②水温混凝的水温一般以20℃～30℃为宜。③混凝剂的选择和投加量④水力条件一般情况下，混合阶段的G(搅拌强度)值为500～l000s-1，搅拌时间为10～30s。反应阶段的G为10—200s-1，反应时间为10～30min。62物理化学法第七节混凝法n63第七节混凝法矾花n64(五)混凝的设备①混凝剂的配制与投加设备64物理化学法第七节混凝法图2—27混凝剂的配制和投加流程图n6565物理化学法第七节混凝法(a)水射器投药；(b)虹吸投药，(c)孔口投药图2—28定量药剂投配设备n66②混合设备66物理化学法第七节混凝法图2—29管道混合的几种结构形式n67③反应设备67物理化学法第七节混凝法1一桨板；2一叶轮，2—揽拌轴；4一隔墙图2—30往复式隔板反应池图2—31机械搅拌反应池n68④矾花分离设备通常采用沉淀池将矾花从水中分离，可以选择的沉淀池类型有平流式沉淀池、斜板(斜管)式沉淀池和辐流式沉淀池。另外也可采用气浮进行矾花的分离。68物理化学法第七节混凝法n69(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，及时排除药液中的沉渣，防止堵塞。(2)当冬季水温较低，影响混凝效果时，除可采取增加投药量措施外，还可投加适量的铁盐混凝剂，另外经常检查加药管的运行情况，防止堵塞或冻裂。(3)根据混合池和反应池的絮体、出水水质等变化情况，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)做好日常记录，包括处理水量、进出水水质、投药量、水温、矾花大小及沉淀情况等。69物理化学法第七节混凝法n70(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“气泡一颗粒”复合体，悬浮粒子随气泡一起浮升到水面，形成泡沫或浮渣，从而使本中悬浮物得以分离。实现气浮分离必须具备以下两个基本条件：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。在废水处理中，气浮法广泛应用于：处理含有小悬浮物、藻类及微絮体等密度接近或低于水、很难利用沉淀法实现固液分离的各种废水；回收工业废水中的有用物质，如造纸厂废水中的纸浆纤维及填料等；代替二次沉淀，分离和浓缩剩余活性污泥，特别适用于那些易于产生污泥膨胀的生化处理工艺中；分离回收含油废水中的悬浮油和乳化油。70物理化学法第八节气浮法n71(二)气浮的类型气浮法按照产生微气泡方式的不同可分为以下三种：①溶气气浮法；②散气气浮法；③电解气浮法。其中溶气气浮法是目前应用最为广泛的一种气浮方法。(a)压力溶气气浮(应用最广泛的溶气气浮法)的关键设备气浮工艺流程主要由加压泵、溶气罐、释放器（用减压阀或专用释放器）和气浮池等设备组成。71物理化学法第八节气浮法(a)平流气浮池；(b)竖流气浮弛1—接触室；2一分离室；3一刮渣机；4一浮渣槽；5一集水管；6集泥斗图2—32气浮弛结构n72(c)加压溶气的基本流程72物理化学法第八节气浮法(a)全部进水加压溶气流程(b)部分进水加压溶气流程(c)回流水加压溶气流程1—原水进入；2—加压泵；3一空气进入；4—压力溶气罐(含填料)；5—减压阀；6—气浮池；7—放气阀；8—刮渣机；9—集水系统，l0—加化学药剂图2—33加压溶气气浮的三种流程n73（d）压力溶气的供气方式73物理化学法第八节气浮法(a)空压机供气；(b)射流进气；(c)泵前插管进气1—加压泵；2—溶气罐；2—射流器；4—空压机图2—34压力溶气的三种供气方式n74(e)调试和运行注意事项a)要合理选择溶气水的压力与回流比。压力与回流比选择过小会影响净水效果，压力选择过高既增加电耗，又会因气泡合并而使无用气泡增加；回流比选择过大，既浪费电能、增加设备投资，又使池中负荷增大，造成水流不稳定而影响出水水质。b)要合理选择溶气释放器的种类及型号，并妥善加以布置，同时注意释放器的堵塞问题。c)溶气罐应尽可能靠近释放器，同时，连接释放器的溶气水管直径宜适当放大，以尽量减少管路中的压力降，避免沿途减压而造成的气泡提前析出与并大。74物理化学法第八节气浮法n75d)在调试前，除了对各设备进行常规的清扫、检查外，应将释放器拆下，进行多次管路和溶气罐的清洗，待出水没有易堵的颗粒杂质时，再将释放器装上。e)在调试时，应首先调试压力溶气系统与溶气释放系统，测试用的溶气水应是清水。待上述系统运转正常后．才向反应池内注入原水。f)压力溶气罐的进、出水阀门，在运行时必须完全打开，避免由于出水阀门处截流，而使气泡提前释放，并在管道内并大。g)运行时压力溶气罐内的水位必须妥善加以控制，水位不能淹没填料层，但也不能过低，以防在出水中带出大量气泡，破坏净水效果和浮渣层，一般水位保持在离罐底60cm以上。h)空压机的压力需要在大于溶气罐的压力时，才向罐内注入空气，为肪止压力水倒灌人空压机，可在进气管上装设单向阀。75物理化学法第八节气浮法n76i)需要经常观察池面情况，如发现接触区浮渣面不平，局部冒出大气泡，很可能是由于释放器堵塞，如发现分离区浮渣面不平，池面常有大气泡鼓出或破裂，则表明气泡与絮体黏附不好，需要调整加药量或改变混凝剂的种类。j)为了在刮渣时尽量不影响出水水质，刮渣时需要抬高水位，并按照最佳的浮渣堆积厚度及浮渣含水率进行定期刮渣。k)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，还可以利用增加回流水量或提高溶气压力的方法，增加微气泡的数量及其与絮体的黏跗，保证处理效果。l)根据反应池的絮体、气浮池分离区的浮渣及出水水质等变化情况．及时调整混凝剂的投加量，同时要经常检查加药管的运行情况，防止堵塞(尤其在冬季)。m)做好日常运行记录，包括处理水量、投药量、溶气水量、溶气罐压力、水温、耗电量、进出水水质、刮渣周期、泥渣含水率等。76物理化学法第八节气浮法n77(三)气浮法在废水处理中的应用1.炼油厂含油废水的处理77物理化学法第八节气浮法图2—40回流加压溶气气浮法处理含油废水工艺流程图n782造纸白水处理78物理化学法第八节气浮法1—空气压缩机；2—同流泵；2—自水泵；4—低压除渣器；5—反应池；6—释放器；7—气浮池；8—清水排出管；9—贮浆池；10—装泵；11—过滤器；12—溶气罐图2—41加压溶气气浮法造纸白水回收处理工艺流程图n79(一)原理1.吸附的概念在废水处理中，吸附法主要用于去除废水中的重金属离子、有毒且难生物降解的有机物、放射性元素等，也可作为废水深度处理的一种工艺，以保证再生水的质量。2.吸附平衡和吸附量吸附量是选择吸附剂和设计吸附设备的重要参数。吸附量的大小，决定吸附再生周期的长短。3.吸附的影响因素吸附的主要影响因素包括：①吸附剂的性质；②吸附质的性质；③废水的pH；④温度（常温）；⑤共存物的影响；⑥接触时间79物理化学法第九节吸附法n80(二)常用吸附剂目前在废水处理中应用的吸附剂有：活性炭、活化煤、白土、硅藻土、活性氧化铝、焦炭、树脂吸附剂、炉渣、术屑、煤灰、腐殖酸等。通常废水处理中采用的活性炭有粉末状和颗粒状两种。粉末状活性炭的吸附能力强、制备容易、成本低，但再生困难、不易重复使用。颗粒状活性炭的吸附能力比粉末状的低些．生产成本较高，但再生后可重复使用，并且使用时劳动条件良好，操作管理方便。因此，在废水处理中大多采用颗粒状活性炭。80物理化学法第九节吸附法n81(三)吸附操作方式和设备在废水处理中，吸附操作方式有：①静态间歇操作；②动态连续操作。动态连续操作常用的设备有固定床、移动床和流动床种。固定床动态吸附是废水处理工艺中最常用的一种方式81物理化学法第九节吸附法(a)单床式；(b)多床串联式；(c)多床并联式图2—53降流式固定床吸附塔图2—54固定床吸附操作示意图n82(四)活性炭的再生活性炭的再生主要有以下几种方法：①加热再生法；②蒸汽法；③化学再生法；④生物再生法。(五)吸附装置的运行操作及维护1.炭的预处理粒状活性炭进柱前应在清水中浸泡：冲洗去污物。装柱后用5％HCl及4％NaOH溶液交替动态处理1～3次，流速18—21m／h，用量约为活性炭体积的3倍左右，每次处理后均需用清水淋洗到中性为止。2.进水的预处理废水进入吸附装置前，应尽量去除悬浮物、胶体物质以及油类，以防堵塞炭的细孔和使炭层堵塞，可采用沙滤作为吸附的预处理。82物理化学法第九节吸附法n第九节吸附法3.活性炭的投加、排除及输送——粉状活性炭一般以5％～l0％的浓度，贮存在具有搅拌设备的容器中，待使用时根据水质情况用螺旋齿轮输送泵投加到混合反应池中。因此要采取特殊措施防止泄漏。在粉状活性炭投加室，要设有空气除尘及过滤装置，防止对空气污染。粉状炭在使用后以浆状排出，采用加热再生时，首先应进行炭水分离，采用过滤或压滤机械进行脱水，滤饼送至再生炉进行再生。粉状炭的炭浆一般用泵输送。——粒状活性炭粒状活性炭水力输送时的水：炭(重量比)一般为9：1。炭浆在管道内的流速最高不得超过2.5m／s，防止管道的腐蚀及炭的磨损粒状活性炭的炭浆可以成功地用滤网、分离器、重力分离法等来完成脱水。采用振动筛脱水也能使炭浆的含水率降到50％～60％。n844.活性炭净化工艺应根据原水水质及变化情况、水量、出水水质要求、污染物的种类和浓度等因素确定。5．炭层滤速的确定，要与吸附塔的活性炭填充量、吸附效率、再生频率等进行综舍考虑。6.为避免悬浮物和生物产生的黏液堵塞炭层，固定床和降流式移动床必须重视反冲洗。可设置表面冲洗和空气冲洗。冲洗水应尽量用炭滤水至少应为过滤水．当进入炭层的水质浊度较高，或前处理欠佳时，反冲洗后的初滤水应考虑弃流。7.活性炭处理某些废水时，在固定床或移动床吸附塔内常有厌氧微生物吸附繁殖生长，使炭层堵塞，出水水质恶化，并带有H2S臭味，给活性炭吸附塔的正常运转带来困难。84物理化学法第九节吸附法n858．由于活性炭与普通钢材接触将产生严重的电化学腐蚀，因此吸附装置应该优先考虑钢筋混凝土结构或不锈钢、塑料等材料。如选用普通炭钢制作时，则装置内必须采用环氧树脂村里，且衬里厚度应大于1.5mm。另外输炭管道应考虑对炭的磨损，可采用质量良好的聚乙烯管道。9.每座炭塔或炭床应有流量调节设施或计量装置，以便控制。10.使用粉末炭时，要考虑防火，以及电气设备的防爆、建筑的采光、通风、防尘及集尘。11做好日常运行记录，包括处理水量、水温、进出水水质、炭的损失量和补加量、反冲洗周期、耗电量等。85物理化学法第九节吸附法n86（六）吸附法在废水处理中的应用目前吸附法已经成功应用于含重金属离子废水、含油废水、染料废水、火药化工废水、有机磷废水、显影废水、印染废水、合成洗涤剂废水的处理。下面分别以含汞废水和含油废水的处理为例，介绍吸附法在废水处理中的应用。图2—45吸附法处理含汞废水流程1.含汞废水的处理2.炼油厂废水深度处理某炼油厂含油废水经隔油、气浮、生化、沙滤处理后，再用活性炭进行深度处理(600m3／h),使苯酚由0.1mg/L降到0.005mg/L，氰由0.19mg/L降到0.048mg/L，COD由85mg/L降到18mg/L。86物理化学法第九节吸附法n8787物理化学法第九节吸附法图2—45吸附法处理含汞废水流程n88(一)原理和功能RH+M+RM+H+在废水处理中，离子交换法可用于去除废水中的某些有害物质，回收有价值化学品、重金属和稀有元素。主要用于处理电镀废水，还可用于其他含铬废水、含镍废水和含汞废水、放射性废水的处理。(二)离子交换剂1.离子交换剂的分类天然离子交换剂如粘土、沸石、褐煤等。人工合成离子交换树脂有凝胶树脂、大孔树脂、吸附树脂、氧化还原树脂、螯合树脂等2.离子交换树脂的性能①离子交换树脂的选择性②离子交换树脂的交换容量③物理和化学性能88物理化学法第十节离子交换法n89(三)离子交换工艺过程离子交换操作过程包括以下4个阶段：①交换；②反冲洗；③再生；④清洗。各步骤依次进行，形成不断循环的工作周期。89物理化学法第十节离子交换法1—新鲜树脂；2—失效树脂图2—46离子交换柱工作过程n90(五)运行操作中应该注意的问题离子交换运行操作应注意的问题：①悬浮物和油类；②含盐量过高的影响；③高价离子的影响；④氧化剂的影响；⑤高分子有机物的影响；⑥pH值的影响；⑦温度的影响。(六)离子交换法在废水处理中的应用1.离子交换法处理含铬废水(见图2-48)2.离子交换法处理含镉废水90物理化学法第十节离子交换法n9191物理化学法第十节离子交换法图2—48镀铬漂洗水离子交换处理工艺流程n92(一)概述污水中的病原体主要有病原性细菌、肠道病毒和蠕虫卵三类。具体分类如下：病原性细菌：沙门氏菌属、痢疾志贺氏菌、霍乱弧菌、结核分支杆菌、布鲁氏菌属、炭疽杆菌、病原性太肠杆菌肠道病毒：传染性肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、腺病毒、柯萨基病毒、RED病毒蠕虫卵：蛔虫卵、钩虫卵、吸血虫卵为了防止疾病的传播，必须对这类废水进行消毒处理。近年来实施较多的工业水回用和中水回用工程中，消毒处理成为必须考虑的工艺步骤之一。(二)常用消毒方法目前常用的污水消毒方法有以下几种：①氯消毒(主要包括液氯消毒、二氧化氯消毒和次氯酸钠消毒)；②紫外线消毒；③臭氧消毒。92物理化学法第十一节消毒法n93(三)影响消毒效果的因素影响消毒效果的主要因素有：①投加量和时间；②微生物特性；③温度；④pH；⑤水中杂质；⑥消毒剂与微生物的混合接触状况；⑦处理工艺。(四)消毒设备及运行管理1.加氯设备加氯设备及运行管理：①加氯系统；②加氯设备的运行管理。（略）93物理化学法第十一节消毒法图2—49加氯系统示意图n9494物理化学法第十一节消毒法1一旋风分离器；2—弹簧膜阀；3—控制阀，4转子流量计，5一中转玻璃筒；6一平衡水箱；7—水射器图2—50转子加氯机示意图n952．紫外线消毒设备与运行管理(1)紫外线消毒系统紫外线消毒系统有以下两种：①封闭管道式；②明渠式95物理化学法第十一节消毒法图2—51封闭管道式紫外线消毒装置示意图图2—52明渠式紫外线消毒系统示意图n96(2)紫外灯的种类与排布(3)紫外消毒系统的维护对于紫外消毒装置的维护而言主要有两个问题需要考虑：①紫外灯的寿命；②石英套管的结垢。3.其他消毒设备这里所指的消毒设备包括二氧化氯消毒设备、次氯酸钠消毒设备、臭氧消毒设备三种。这三种消毒系统均由消毒剂发生器、投加设备和接触反应池组成。96物理化学法第十一节消毒法n明渠式紫外线消毒系统n物理化学法98ThankYou!