污水处理的基本方法 67页

污水处理的基本方法\n污水治理基本方法一、污水的物理处理二、污水的化学处理三、污水的生物处理\n污水中的污染物一般以悬浮态、胶体和溶解态三种形态存在。污水物理处理的对象主要是悬浮态和部分的胶体，因此污水的物理处理一般又称为污水的固液分离处理。污水的化学处理就是利用化学反应的方法去除水中的污染物，其处理对象主要是无机物质和少数难以降解的有机物质。\n污水的物理处理：一、污水过滤分离处理1.格栅与筛网2.粒状材料过滤二、污水的重力分离处理1.沉淀分类2.沉砂池3.沉淀池\n悬浮固体受到一定的限制，污水流动而将悬浮固体抛弃，其固液分离效果取决于限制固体的过滤介质。根据过滤介质(材料)的不同，过滤分为粗滤、微滤、膜滤和粒状材料过滤等四种类型。粗滤是用格栅、筛网等，截留污水中较粗的悬浮(漂浮)固体；粒状材料过滤是水处理中最常用的固液分离方法，采用的过滤材料一般称滤料，它们可以去除几十微米到胶体级的污染颗粒。一、污水过滤分离处理\n微滤截留污水中0.1~100μm的悬浮固体，如一般采用的微滤机筛网尺寸在15~65μm之间；膜滤则采用各类人工膜作为过滤介质，其推动力主要是压力差和电位差。污水处理中利用压力差作为推动力的膜法有超滤(UF)、反渗透(RO)、纳滤(NF)等，以电位差为推动力的有电渗析(ED)等，它们可以去除污水中呈溶解态的污染物质。\n粗滤、微滤等过滤因污染物都被截留在过滤介质的表面，所以又称表面过滤(surfacefiltration)；而粒状材料过滤时，污染物可以深入到过滤介质的内部，所以又称深床过滤(depthfiltration)或滤层过滤。表面过滤的机理比较简单，它是在各类动力条件下，通过过滤介质(栅、网、膜)孔隙对悬浮固体的阻截作用而形成固液分离。深床过滤去除悬浮固体的机理比较复杂，它涉及到随水流流动的固体颗粒如何脱离水流流线而与滤料表面接触，即迁移机理；以及粘附机理。\n（一）格栅与筛网格栅与筛网,属于污水固液分离处理的粗滤，也是污水的预处理。所谓污水的预处理是指污水在进入主体处理构筑物之前的处理过程，所以预处理又称前处理。格栅和筛网是安装在泵房集水井进口处或污水处理厂前端的一组平行栅条或筛网，主要用以拦截污水中的漂浮物和粗大的悬浮物，如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。\n格栅由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。作用：去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。选用栅条间距的原则：不堵塞水泵和水处理厂站的处理设备。格栅的作用\n1格栅的构造与分类2-2\n格栅分类特征格栅名称说明按格栅间距分粗格栅栅条间隙>40mm细格栅条间隙l0~30mm密格栅栅条间隙<10mm按清渣方式分人工清渣格栅主要是粗格栅机械清渣格栅机械清渣表2-1格栅的分类\nGL型格栅除污机\n\n上海石洞口污水处理厂\n上海嘉定水质净化厂曝气沉砂池前细格栅\n3筛网筛网广泛用于纺织、造纸、化纤等类的工业废水处理。近年城市污水处理中也越来越多地使用筛网。主要优点：可截留所有对后续处理构成困难的纤维状污染物，减少后续设备的维护工作量；可截留大颗粒的有机污染物，减小初次沉淀池的污泥量，有时为有利于脱氮除磷还可不设初沉淀池，同时，还可使后续处理中的污泥更均质，既利于污泥的农用，也利于污泥消化，使消化池浮渣盖的形成减轻。筛网按网眼尺寸分为粗筛网络（≥1mm）、中筛网（1~0.05mm）和微筛网（≤0.05mm），城市污水处理中，常采用粗、中筛网。\n作用用于废水处理或短小纤维的回收型式振动筛网水力筛网筛网\n（二）粒状材料过滤在水处理过程中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程，采用的过滤材料一般称滤料。过滤的作用主要是去除水中的悬浮或胶态杂质，特别是能有效地去除沉淀技术不能去除的微小粒子和细菌等，对BOD5和COD等也有某种程度的去除效果。多用于污水的深度处理，包括中水处理。污水处理工程中的过滤是由过滤池实现的。某些炼油厂，在含油废水经气浮或混凝沉淀后，再通过过滤池做进一步处理。1过滤机理2滤池的分类3滤池的构造\n1.过滤机理过滤过程是：当污水进入滤料层时，较大的悬浮物颗粒被截留下来，而较微细的悬浮颗粒则通过与滤料颗粒或已附着的悬浮颗粒接触，出现吸附和凝聚而被截留下来。一些附着不牢的被截留物质在水流作用下，随水流到下一层滤料中去。过滤池分离悬浮颗粒的过程涉及多种因素，其机理一般分为三类，即迁移机理、附着机理和脱落机理。\n2.滤池的分类(1)按滤速大小，可分为慢滤池(<4m／h)、快滤池(4~10m／h)和高速滤池(10~60m／h)；(2)按水流过滤层的方向，可分为上向流、下向流、双向流、径向流等；(3)按滤料种类，可分为砂滤池、煤滤池、煤-砂滤池等；(4)按滤料层数，可分为单层滤池、双层滤池和多层滤池；(5)按水流性质，可分为压力滤池(水头15~25m)和重力滤池(水头为4~5m)；(6)按进出水及反冲洗水的供给和排出方式，可分为普通快滤池、虹吸滤池、无阀滤池等。\n3.滤池的构造快滤池一般用钢筋混凝土建造，池内有排水槽、滤料层、垫料层和配水系统；池外有集中管廊，配有进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及附件。图2-9快速滤池原理图\n①单层滤料滤池②双层滤料滤池③三层滤料滤池2-10\n二、污水的重力分离处理（一）沉淀分类（二）沉砂池1．沉砂池的作用、位置2．沉砂池的工作原理3．沉砂池分类4．沉砂池工程设计原则与主要参数（三）沉淀池1.沉淀池组成2.沉淀池种类与作用3.沉淀池的运行方式4.设计原则及参数\n污水中许多悬浮固体的密度比水大，在水中它们可以自然地下沉，利用这一原理进行的污水固液分离过程称为沉淀。沉淀法是水处理中最基本的方法之一。污水处理的重力固液分离(沉淀)装置一般分为两类：一类是沉淀无机固体为主的装置，通称为沉砂池；另一类是沉淀有机固体为主的装置，通称沉淀池。\n沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀处理工艺的四种用法沉砂池：用以去除污水中的无机性易沉物初次沉淀池：较经济的去除悬浮有机物，减轻后续生物处理构筑物的有机负荷二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。\n自由沉淀悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀，颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中，颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。絮凝沉淀区域沉淀或成层沉淀压缩沉淀悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉将受到周围其它颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。\n1.沉砂池一般位于泵站之前或初沉池之前，用以分离水中较大的无机颗粒，如砂子、煤渣等。以使水泵、管道免受磨损和阻塞；减轻沉淀池的无机负荷；改善污泥的流动性，以便于排放、输运。2.分类：按池内水流方向的不同，可分为平流式、竖流式、离心式、旋流式（曝气沉沙池）等。（二）沉砂池\n沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的几种型式从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。平流式、竖流式、曝气沉砂池以重力或离心力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。\n曝气沉砂池剖面示意集砂槽曝气管\n佛山市南海区西樵污水处理厂土建基本完成的细格栅和曝气沉沙池\n上海嘉定水质净化厂\n（三）沉淀池沉淀池是分离悬浮物的一种常用构筑物。按在污水处理流程中所处的位置，可分为初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池设置在沉砂池之后，某些生物处理构筑物之前，其作用主要去除有机固体颗粒，可去除污水中悬浮固体40%~55%，同时也可去除悬浮性BOD5，一般为总BOD5的20%~30%，因而可降低生物处理构筑物的有机负荷。二次沉淀池设置在生物处理构筑物之后，沉淀生物处理构筑物出水中的微生物固体，与生物处理构筑物共同构成处理系统。\n沉淀池按使用功能分生物处理法中的预处理，去除约30%的BOD5，55%的悬浮物。生物处理构筑物后，是生物处理工艺的组成部分。初次沉淀池二次沉淀池\n沉淀池按水流方向分平流式辐流式竖流式池型：长方形一端进水另一端出水贮泥斗在池进口池内水流由下向上池内水流向四周辐流池型：多为圆形，有方形或多角形池中央进水，池四周出水贮泥斗在池中央\n沉淀池特点与适用条件\n沉淀池由五部分组成：进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出保持平稳，以提高沉淀效率。沉淀区贮泥区贮存、浓缩与排放污泥。缓冲区避免水流带走沉在池底的污泥。沉淀池由五部分组成缓冲区\n沉淀池的运行方式连续式污水中可沉颗粒的沉淀在流过水池时完成，这是可沉颗粒受到重力所造成的沉速与水流流动的速度两方面的作用。污水连续不断地流入与排出污水中可沉淀的悬浮物在静止时完成沉淀过程，由设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出。工作过程：进水、静止、排水间歇式\n清河污水处理厂沉淀池\n北仓污水处理厂\n二号沉淀池在进行模板安装工作佛山市南海区西樵污水处理厂土建施工中的反应池和沉淀池全景\n张家口主城区污水处理厂\n中心进水周边出水辐流式沉淀池示意图进水出水排泥\n辐流式沉淀池（乐百氏食品废水）\n上海嘉定水质净化厂辐流式初沉池\n上海嘉定水质净化厂辐流式二沉池\n污水的化学处理：一、化学混凝1.混凝原理2.混凝剂和助凝剂二、中和法1.投加法2.过滤法三、化学沉淀法四、氧化还原法\n污水的化学处理是利用化学反应的作用以去除水中的杂质。处理对象主要是污水中无机的或有机的(难于生物降解的)溶解物质或胶体物质。常用的化学处理方法有化学混凝、中和法、化学沉淀法和氧化还原法。\n混凝过程示意图加入混凝剂形成微粒或微絮凝体，这些微絮凝体沉降性能较差加入絮凝剂沉降性好的粗大絮体凝聚絮凝水体中呈稳定状态的胶体物质胶体胶体脱稳、碰撞絮体成长1.混凝原理\n化学混凝处理的对象主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。\n2.混凝剂和助凝剂1）混凝剂要求混凝剂效果良好对人体健康无害价廉易得使用方便\n凝聚是瞬时的，所需的时间是将化学药剂扩散到全部水中的时间。絮凝则与凝聚作用不同，它需要一定的时间让絮体长大，但在一般情况下两者难以截然分开。混凝剂(coagulant)：一般把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。助凝剂(coagulantaids)：当单用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某类辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。\n混凝剂混凝沉降(或浮上)法是目前国内外普遍用来提高水质的一种既经济又简便的方法。混凝剂按照混凝机理的不同，可分为凝聚剂和絮凝剂两大类。凝聚剂主要为无机盐电解质。工业上常用的凝聚剂多为阳离子型。凝聚剂可分为以下类型。无机盐：如硫酸铝和硫酸铝钾，俗称明矾、硫酸铁和硫酸亚铁、碳酸镁、铝酸钠、氯化铁和氯化铝、氯化锌等。金属氢氧化物：如氢氧化铝[Al(OH)3]、氢氧化铁[Fe(OH)3]、氢氧化钙[Ca(OH)2]或石灰等。聚合无机盐：是一类高效凝聚剂，主要是聚合铝、聚合铁。\n絮凝剂为有一定线形长度的高分子有机聚合物。絮凝剂的种类很多，按其来源可分为天然的和合成的两大类，按官能团分类主要有：阴离子、阳离子和非离子三大类型。天然高分子絮凝剂主要有淀粉、单宁、纤维素、藻朊酸纳、古尔胶、动物胶和白明胶等。人工合成的絮凝剂中，用的最为广泛的要属聚丙烯酰胺及其衍生物。\n2）助凝剂（1）pH调整剂常用的pH调整剂包括石灰、硫酸、氢氧化钠、碳酸钠等。（2）絮体结构改良剂如活性硅酸、粘土等。（3）氧化剂可投加氯气、次氯酸钠、臭氧等氧化剂来破坏有机物，以提高混凝效果。\n二、中和法使用酸和碱为工业原料的工厂往往要排放酸性污水和碱性污水。酸性和碱性污水的处理常用的就是中和法。如果同一工厂或相邻工厂同时有酸性污水和碱性污水，可以先让两种污水相互中合，然后再加中和剂中和剩余的酸或碱，从而达到以废治废，降低处理成本的目的。中和剂能制成溶液或料浆时，可用投加法；中和剂为块料时，可用过滤法。用烟道气中和碱性污水时，可在塔式反应器中接触中和。常用的碱性中和剂有石灰、电石渣、石灰石和白云石等。常用的酸性中和剂有废酸、粗制酸和烟道气等。\n1.投加法常用药剂是石灰、电石渣、石灰石等，有时也采用苛性钠和碳酸钠。中和药剂的投加量，可按化学反应式进行估算。石灰常使用熟石灰，配制成石灰乳液，浓度在10％左右，反应在池中进行。石灰量多时，可用生石灰。为了防止产生沉淀，石灰乳槽均装有搅拌设备。\n\n2.过滤法石灰石或白云石作中和剂时常呈粗粒状，可作滤料，故用过滤法。\n三、化学沉淀法化学沉淀法就是用易溶的化学药剂，使污水中的某种离子以其难溶盐或氢氧化物的形式析出，从而使污水达到净化的方法。污水处理中，常用化学沉淀法除去的离子有：Hg2+、Cd2+、pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+、SO42-、PO43-等。\n用易溶的化学药剂(可称沉淀剂)使溶液中某种离子以它的一种难溶的盐和氢氧化物形式从溶液中析出，在化学上称沉淀法，在化工和环境工程上称化学沉淀法。废水处理中，常用化学沉淀法去除废水中的有害离子，阳离子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，阴离子如SO42-、PO43-。难溶盐和难溶氢氧化物在溶液中的离子的浓度之积(称溶度积Ks)是常数，当能结合成难溶盐的两种离子的浓度之积超过这盐的溶度积时，该盐将析出，而这两种离子的浓度将下降，需要去除的离子就与水分离。\n四、氧化还原法化还原法在污水处理中不很常见。只有在处理特殊污水时采用。电镀污水处理中除去铬酸根和氰根可用氧化还原法。含汞污水也可用氧化还原法回收汞。有色污水也可用氧化法脱色。按照污染物的净化原理，氧化还原处理法包括药剂法、电解法和光化学法三类，在选择处理药剂和方法时，应遵循下述原则：①处理效果好，反应产物无毒无害，最好不需进行二次处理；②处理费用合理，所需药剂与材料来源广、价格廉；③操作方便，在常温和较宽的pH范围内具有较快的反应速度。\n污水的生物处理：植物修复微生物修复活性污泥法\n植物修复恢复湖泊水生生物水生植物塘漂浮栽植植物富营养化区域栽培大型海藻\n微生物修复地下水自然修复添加生物试剂修复污染的湖泊\n活性污泥法活性污泥是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。\n结语以上方法各有其适应范围，必须取长补短，相互补充，往往很难用一种方法就能达到良好的治理效果。一种废水究竟采用哪种方法处理，首先是根据废水的水质和水量、水排放时对水的要求、废物回收的经济价值、处理方法的特点等，然后通过调查研究，进行科学试验，并按照废水排放的指标、地区的情况和技术可行性而确定。\n谢谢观看！