第三讲第三讲 化工废水处理化工废水处理张永锋张永锋内蒙古工业大学化工学院内蒙古工业大学化工学院1第三章第三章 化工废水处理化工废水处理第一节第一节 化工废水的来源和特点化工废水的来源和特点第二节第二节 化工废水处理方法概述化工废水处理方法概述第三节第三节 物理处理法物理处理法第四节第四节 化学处理法化学处理法第五节第五节 物化处理法物化处理法第六节第六节 生物处理法生物处理法2第一节第一节 化工废水的来源及特点化工废水的来源及特点一、废水的来源及特点一、废水的来源及特点二、水体污染物二、水体污染物3一、废水的来源及特征一、废水的来源及特征化学工业是一个多行业、多品种的工业部门：化学工业是一个多行业、多品种的工业部门：l化学矿山化学矿山l石油化学工业石油化学工业l煤炭化学工业煤炭化学工业l酸碱工业酸碱工业l化肥工业化肥工业l塑料工业塑料工业医药工业医药工业染料工业染料工业l洗涤剂工业洗涤剂工业l橡胶工业橡胶工业l炸药和起爆药工业炸药和起爆药工业l感光材料感光材料4一、废水的来源及特征一、废水的来源及特征 化工废水是从每一种化工产品生产过程中排放出来的废水化工废水是从每一种化工产品生产过程中排放出来的废水(包括工艺废水、冷却水、废气洗涤水、设备及场地冲洗水等包括工艺废水、冷却水、废气洗涤水、设备及场地冲洗水等)。 化学工业废水都是在化工生产过程中产生的。不同行业、不化学工业废水都是在化工生产过程中产生的。不同行业、不同企业、不同原料、不同的生产方式和不同类型的设备、生产同企业、不同原料、不同的生产方式和不同类型的设备、生产管理的好与坏、操作水平的高与低都对废水的产生数量和污染管理的好与坏、操作水平的高与低都对废水的产生数量和污染物的种类及浓度有很大的影响。物的种类及浓度有很大的影响。5一、废水的来源及特征一、废水的来源及特征（一）化工废水的主要来源（一）化工废水的主要来源 (1)化工生产的原料和产品在生产、包装、运输、堆放的过程中化工生产的原料和产品在生产、包装、运输、堆放的过程中因一部分物料流失又经雨水或用水冲刷而形成的废水。因一部分物料流失又经雨水或用水冲刷而形成的废水。 (2)化学反应不完全而产生的废料。化学反应不完全而产生的废料。 (3)化学反应中副反应过程生成的废水。化学反应中副反应过程生成的废水。 (4)冷却水。冷却水。 (5)一些特定生产过程排放的废水。如：焦炭生产的水力割焦排水，一些特定生产过程排放的废水。如：焦炭生产的水力割焦排水，蒸汽喷射泵的排出废水，蒸馏和汽提的排水与高沸残液，酸洗或蒸汽喷射泵的排出废水，蒸馏和汽提的排水与高沸残液，酸洗或碱洗过程排放的废水，溶剂处理中排出的废溶剂，机泵冷却水和碱洗过程排放的废水，溶剂处理中排出的废溶剂，机泵冷却水和水封排水等。水封排水等。 (6)地面和设备冲洗水和雨水，因常夹带某些污染物，最终也形成地面和设备冲洗水和雨水，因常夹带某些污染物，最终也形成废水。废水。6一、废水的来源及特征一、废水的来源及特征（二）化工废水分类（二）化工废水分类第一类第一类为含有机物的废水，主要来自基本有机原料、合成为含有机物的废水，主要来自基本有机原料、合成材料材料(含合成塑料、合成橡胶、合成纤维含合成塑料、合成橡胶、合成纤维)、农药、染料等、农药、染料等行业排出的废水；行业排出的废水；第二类第二类为含无机物的废水，如无机盐、氮肥、磷肥、硫酸、为含无机物的废水，如无机盐、氮肥、磷肥、硫酸、硝酸及纯碱等行业排出的废水；硝酸及纯碱等行业排出的废水；第三类第三类为既含有有机物又含有无机物的废水，如氯碱、感为既含有有机物又含有无机物的废水，如氯碱、感光材料、涂料等行业。光材料、涂料等行业。如果按废水中所含主要污染物分则有含氰废水、含酚废水、如果按废水中所含主要污染物分则有含氰废水、含酚废水、合硫废水、含氟废水、台铬废水、含有机磷化合物废水、合硫废水、含氟废水、台铬废水、含有机磷化合物废水、合有机物废水等。合有机物废水等。7一、废水的来源及特征一、废水的来源及特征（三）化工废水的特点（三）化工废水的特点（）废水排放量大（）废水排放量大（）污染物种类多（）污染物种类多（）污染物毒性大、不易生物降解（）污染物毒性大、不易生物降解（）废水中含有害污染物较多（）废水中含有害污染物较多（）化工废水的水量和水质视其原料路线，生产工艺方（）化工废水的水量和水质视其原料路线，生产工艺方法及生产规模不同而有很大差异法及生产规模不同而有很大差异（6）污染范围广）污染范围广8二、水体污染物二、水体污染物（一）固体污染物（一）固体污染物 固体污染物常用固体污染物常用悬浮悬浮物和物和浊度浊度两个指标来表示。两个指标来表示。 悬浮物悬浮物是一项重要的水质指标，它的存在不但使水质浑浊，是一项重要的水质指标，它的存在不但使水质浑浊，而且易使管道及设备堵塞、磨损，干扰废水处理及回收设备的工而且易使管道及设备堵塞、磨损，干扰废水处理及回收设备的工作。由于大多数废水都有悬浮物，因此去除水中的悬浮物是废水作。由于大多数废水都有悬浮物，因此去除水中的悬浮物是废水处理的一项基本任务。处理的一项基本任务。 浊度浊度是对水的光传导性能的一种测量，其值可表征废水中的是对水的光传导性能的一种测量，其值可表征废水中的胶体和悬浮物的含量。主要是水体中含有泥沙、有机质胶体、微胶体和悬浮物的含量。主要是水体中含有泥沙、有机质胶体、微生物以及无机物质悬浮物和胶体物，产生的浑浊现象，以至于降生物以及无机物质悬浮物和胶体物，产生的浑浊现象，以至于降低水的透明度，而影响感官甚至影响水生生物的生活。低水的透明度，而影响感官甚至影响水生生物的生活。9二、水体污染物二、水体污染物（一）固体污染物（一）固体污染物 l固体污染物在水中以三种状态存在：溶解态固体污染物在水中以三种状态存在：溶解态(直径小于直径小于1nm)、胶休态胶休态(直径介于直径介于l200nm)和悬浮态和悬浮态(直径大于直径大于10Dnm)。l水质分析中把固体物质分为两部分：能透过滤膜水质分析中把固体物质分为两部分：能透过滤膜(孔径约孔径约310um)的叫溶解固体的叫溶解固体(DS)；不能透过的叫悬浮固体或不能透过的叫悬浮固体或悬浮物悬浮物(SS)，两者合称为总同体两者合称为总同体(TS)。l在水质监测中悬浮物在水质监测中悬浮物(SS)是一个比较重要的指标。是一个比较重要的指标。10二、水体污染物二、水体污染物（二）二） 耗氧有机物耗氧有机物 耗氧有机物种类繁多，组成复杂，因而难以分别对其进行定耗氧有机物种类繁多，组成复杂，因而难以分别对其进行定量、定件分析。因而，没有特殊要求，一般不对它们进行单项定量、定件分析。因而，没有特殊要求，一般不对它们进行单项定量测定，而是利用其共性，间接地反映其总量或分类含量。在工量测定，而是利用其共性，间接地反映其总量或分类含量。在工程实际中，采用以下几个综合水质污染指标来描述。程实际中，采用以下几个综合水质污染指标来描述。11二、水体污染物二、水体污染物（二）（二） 耗氧有机物耗氧有机物 1. 化学需氧量（化学需氧量（COD) 化学需氧量是指在酸性条件下，用强的化学氧化剂将有机物化学需氧量是指在酸性条件下，用强的化学氧化剂将有机物氧化成氧化成CO2、H2O所消耗的氧量。以每升水消耗氧的毫克数表示所消耗的氧量。以每升水消耗氧的毫克数表示(mg/L)。COD值越高，表示水中有机污染物的污染越严重。值越高，表示水中有机污染物的污染越严重。 2. 生化需氧量（生化需氧量（BOD) 在有氧条件下，由于微生物的话动，降解有机物所需的氧量，在有氧条件下，由于微生物的话动，降解有机物所需的氧量，称为生化需氧量，以每升水消耗氧的毫克数称为生化需氧量，以每升水消耗氧的毫克数(mg/L)。生化需氧量生化需氧量越高，表示水中耗氧有机物污染越严重。越高，表示水中耗氧有机物污染越严重。12二、水体污染物二、水体污染物（二）（二） 耗氧有机物耗氧有机物 3. 总需氧量（总需氧量（TOD) 有机物主要元素是有机物主要元素是C、H、O、N、S等。在高温下燃烧后，等。在高温下燃烧后，将分别产生将分别产生CO2、H2O、NO2和和SO2, 所消耗的氧量称为总需氧所消耗的氧量称为总需氧量量TOD。TOD的测定仅需要几分钟。但的测定仅需要几分钟。但TOD的测定在水质监测的测定在水质监测中应用比较少。中应用比较少。 4. 总有机碳总有机碳 总有机碳是近年来发展起来的一种水质快速测定方法，通过总有机碳是近年来发展起来的一种水质快速测定方法，通过测定废水中的总有机碳量可以表示有机物的含量。测定废水中的总有机碳量可以表示有机物的含量。13二、水体污染物二、水体污染物（三）（三） 富营养化污染物富营养化污染物 废水中所含废水中所含N和和P是植物和微生物的主要营养物质。是植物和微生物的主要营养物质。 当废水排入受纳水体，使水中当废水排入受纳水体，使水中N和和P的浓度分别超过的浓度分别超过0.2mg/L和和0.02mg/L时，就会引起受纳水体的富营养化，促进各种水生时，就会引起受纳水体的富营养化，促进各种水生生物生物(主要是藻类主要是藻类)的活性，刺激它们的异常繁殖，并大量消耗水的活性，刺激它们的异常繁殖，并大量消耗水中的溶解氧，从而导致鱼类等窒息和死亡。中的溶解氧，从而导致鱼类等窒息和死亡。 其次，水中大量的其次，水中大量的N03-、NO2-若经食物链进入人体，将危害若经食物链进入人体，将危害人体健康或有致癌作用。人体健康或有致癌作用。14二、水体污染物二、水体污染物v无机无毒物质主要指排入水体中的酸、碱及无机无毒物质主要指排入水体中的酸、碱及般的无机盐类。般的无机盐类。v酸主要来源于矿山排水、工业废水及酸雨带来。酸主要来源于矿山排水、工业废水及酸雨带来。v碱性废水主要来自碱法造纸、化学纤维制造、制碱、制革等工业碱性废水主要来自碱法造纸、化学纤维制造、制碱、制革等工业的废水。酸碱废水的水质标准中以的废水。酸碱废水的水质标准中以pH来反映其含量水平。来反映其含量水平。v酸性废水和碱性废水可相互中和产生各种盐类；酸性、碱性废水酸性废水和碱性废水可相互中和产生各种盐类；酸性、碱性废水亦可与地表物质相互作用，生成无机盐类。所以，酸性或碱性污亦可与地表物质相互作用，生成无机盐类。所以，酸性或碱性污水造成的水体污染必然伴随着无机盐的污染。水造成的水体污染必然伴随着无机盐的污染。（四）无机无毒物质（酸、碱、盐污染物）四）无机无毒物质（酸、碱、盐污染物）15二、水体污染物二、水体污染物1. 无机有毒物质无机有毒物质2. 有机有毒有机有毒 物质物质3. 放射性物质放射性物质（五）有毒污染物五）有毒污染物16二、水体污染物二、水体污染物v 油类污染物包括油类污染物包括“石油类石油类”和和“动植物油动植物油”两项。两项。v沿海及河口石油的开发、油轮运输、炼油工业废水的排故、内沿海及河口石油的开发、油轮运输、炼油工业废水的排故、内河水运以及生活废水的大量排放等，都会导致水体受到油污染。河水运以及生活废水的大量排放等，都会导致水体受到油污染。v油类污染物能在水面上形成油膜，影响氧气进入水体，破坏了油类污染物能在水面上形成油膜，影响氧气进入水体，破坏了水体的复氧条件。它还能附着于土壤颗粒表面和动植物体表，水体的复氧条件。它还能附着于土壤颗粒表面和动植物体表，影响养分的吸收和皮物的排出。影响养分的吸收和皮物的排出。v当水中含油当水中含油0.010.1mg/L时，对鱼类和水生生物就会产生影时，对鱼类和水生生物就会产生影响。当水中含油响。当水中含油0.30.5mg/L时，就会产生石油气味，不适合时，就会产生石油气味，不适合饮用。同时，油污染还破坏了海滩休养地、风景区的景观等。饮用。同时，油污染还破坏了海滩休养地、风景区的景观等。（六）油类污染物六）油类污染物17二、水体污染物二、水体污染物（七）生物污染物七）生物污染物q生物污染物质是指废水中的致病性微生物，它包括致病细菌、病生物污染物质是指废水中的致病性微生物，它包括致病细菌、病虫卵和病毒。虫卵和病毒。q未污染的天然水中的细菌含量很低，水中的生物污染物主要来自未污染的天然水中的细菌含量很低，水中的生物污染物主要来自生活污水、医院污水和屠宰肉类加工、制革等工业废水。主要通生活污水、医院污水和屠宰肉类加工、制革等工业废水。主要通过动物和人排泄的粪便中含有的细菌、病菌及寄生虫类等污染水过动物和人排泄的粪便中含有的细菌、病菌及寄生虫类等污染水体，引起各种疾病传播。体，引起各种疾病传播。q如生活污水中可能能有能引起肝炎、伤寒、霍乱、痢庆、脑炎的如生活污水中可能能有能引起肝炎、伤寒、霍乱、痢庆、脑炎的病毒和细菌以及蛔虫卵和钩虫卯等。病毒和细菌以及蛔虫卵和钩虫卯等。q生物污染物污染的特点是数量大、分布广、存活时间长、繁殖速生物污染物污染的特点是数量大、分布广、存活时间长、繁殖速度快，必须予以高度重视。度快，必须予以高度重视。18二、水体污染物二、水体污染物q 废水中能引起异色、浑浊、泡沫、恶臭等现象的物质，虽然没废水中能引起异色、浑浊、泡沫、恶臭等现象的物质，虽然没有严重的危害，但也引起人们感官上的极度不快，被称为感官性有严重的危害，但也引起人们感官上的极度不快，被称为感官性污染物。污染物。q如印染废水污染往往使水色变红或其他染料颜色，炼油废水污染如印染废水污染往往使水色变红或其他染料颜色，炼油废水污染可使水色黑褐等。可使水色黑褐等。q对于供游览和文体活动的水体而首，感官性污染物的危害则较大。对于供游览和文体活动的水体而首，感官性污染物的危害则较大。q各类水质标准中，对各类水质标准中，对色度色度、臭味臭味、浊度浊度、漂浮物漂浮物等指标都作了相等指标都作了相应的规定。应的规定。（八）感官性状污染物八）感官性状污染物19二、水体污染物二、水体污染物 废水温度过高而引起的危害，称为热污染。热电厂等的冷却废水温度过高而引起的危害，称为热污染。热电厂等的冷却水是热污染的主要来源。这种废水直接排入天然水体，可引起水水是热污染的主要来源。这种废水直接排入天然水体，可引起水温升高，产生的主要危害有以下几点。温升高，产生的主要危害有以下几点。 (1)由于水温的升高，使水中的溶解氧减少，相应的亏氧量由于水温的升高，使水中的溶解氧减少，相应的亏氧量随之减少，故大气中的氧向水中传送的速率减慢；另一方面，水随之减少，故大气中的氧向水中传送的速率减慢；另一方面，水温的升高会导致生物耗氧速度的加快，促使水体中的溶解氧进温的升高会导致生物耗氧速度的加快，促使水体中的溶解氧进步耗尽，使水质迅速恶化，造成鱼类和其他水生生物死亡；步耗尽，使水质迅速恶化，造成鱼类和其他水生生物死亡；（九）热污染九）热污染20二、水体污染物二、水体污染物 (2)由于水温的升高，加快藻类繁殖，从而加快水体的富营养由于水温的升高，加快藻类繁殖，从而加快水体的富营养化进程；化进程； (3)由于水温的升高，导致水体中的化学反应加快，使水体中由于水温的升高，导致水体中的化学反应加快，使水体中的物化性质如离子浓度、电导串、腐蚀性发生变化，可能导致对的物化性质如离子浓度、电导串、腐蚀性发生变化，可能导致对管道和容器的腐蚀；管道和容器的腐蚀； (4)由于水温的升高，加速细菌生长繁殖，增加后续水处理的由于水温的升高，加速细菌生长繁殖，增加后续水处理的费用。如取该水体作为给水源，则需要增加混凝剂和氯的投加量，费用。如取该水体作为给水源，则需要增加混凝剂和氯的投加量，且使水中的有机氯含量增加。且使水中的有机氯含量增加。（九）热污染九）热污染21第二节第二节 化工废水处理方法概述化工废水处理方法概述v 废水中的污染物质是多种多样的，所以往往不可能用一种处废水中的污染物质是多种多样的，所以往往不可能用一种处理单元就能够把所有的污染物质去除干净。一般一种废水往理单元就能够把所有的污染物质去除干净。一般一种废水往往需要通过由几种方法和几个处理单元组成的处理系统处理往需要通过由几种方法和几个处理单元组成的处理系统处理后，才能够达到排放要求。后，才能够达到排放要求。v采用哪些方法或哪几种方法联合使用需根据废水的水质和水采用哪些方法或哪几种方法联合使用需根据废水的水质和水量、排放标准、处理方法的特点、处理成本和回收经济价值量、排放标准、处理方法的特点、处理成本和回收经济价值等，通过调查、分析、比较后决定，必要时，耍进行小试、等，通过调查、分析、比较后决定，必要时，耍进行小试、中试等试验研究。中试等试验研究。22(一一) 按作用原理划分按作用原理划分 l物理处理法物理处理法l化学处理法化学处理法l物理化学法物理化学法l生物处理法生物处理法 针对不同污染物质的特征，发展了各种不同的废水处理方法，针对不同污染物质的特征，发展了各种不同的废水处理方法，特别是对化工废水的处理，这些处理方法可按其作用原理划分为特别是对化工废水的处理，这些处理方法可按其作用原理划分为四大类：四大类：231. 物理处理法物理处理法l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质(包括油膜和油珠包括油膜和油珠)的废水处理法。的废水处理法。l根据物理作用的不问，又可分为重力分离法、离心分离法和筛滤根据物理作用的不问，又可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截流法等。截流法等。l属于重力分离法的处理单元有：沉淀、上浮属于重力分离法的处理单元有：沉淀、上浮(气浮、浮选气浮、浮选)等，相等，相应使用的处理设备是沉砂池、沉淀池、除油池、气浮池及其附属应使用的处理设备是沉砂池、沉淀池、除油池、气浮池及其附属装置等。装置等。l离心分离法本身就是离心分离法本身就是种处理单元，使用的处理装置有离心分离种处理单元，使用的处理装置有离心分离机和水旋分离器等，筛滤戴流法截留和过滤两种处理单元，前者机和水旋分离器等，筛滤戴流法截留和过滤两种处理单元，前者使用的处理设备足隔栅、筛网，而后者使用的砂滤池和微孔滤池使用的处理设备足隔栅、筛网，而后者使用的砂滤池和微孔滤池等。等。242. 化学处理法化学处理法l是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体是通过化学反应和传质作用来分离、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的废水处理法。状态的污染物质或将其转化为无害物质的废水处理法。l在化学处理法中，以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元在化学处理法中，以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元是：混凝、中和、氧化还原等：而以传质作是：混凝、中和、氧化还原等：而以传质作l用为基础的处理单元则有：萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交用为基础的处理单元则有：萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗折和反渗透等。后两种处理单元又统称为膜处理技换以及电渗折和反渗透等。后两种处理单元又统称为膜处理技术。术。l其中运用传质作用的处理单元具有化学作用，而同时又有与之其中运用传质作用的处理单元具有化学作用，而同时又有与之相关的物理作用，所以也可以从化学处理法中分离出来，成为相关的物理作用，所以也可以从化学处理法中分离出来，成为另另种处理方法，称为物理化学法，即运用物理和化学的综合种处理方法，称为物理化学法，即运用物理和化学的综合作用使污水得到净化的方法。作用使污水得到净化的方法。253. 物理化学法物理化学法l是利用物理化学作用去除废水中的污染物质。是利用物理化学作用去除废水中的污染物质。l主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法、气提法和主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法、气提法和吹脱法等。吹脱法等。264. 生物化学处理法生物化学处理法l是通过微生物的代谢作用，使废水中呈是通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细溶液、胶体以及微细悬浮状态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。处理方法。l根据起作用的微生物不同，生物处理法又可分为根据起作用的微生物不同，生物处理法又可分为好氧生物好氧生物处处理法和理法和厌氧生物厌氧生物处理法。处理法。27（二）按处理程度划分（二）按处理程度划分v一级处理一级处理v二级处理二级处理v三级处理三级处理 按处理程度划分，现代废水处理技术可分为：按处理程度划分，现代废水处理技术可分为：281. 一级处理一级处理l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、减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷的处理方法。减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷的处理方法。l污水经一级处理后，一般达不到排放标准。所以一般以一级处污水经一级处理后，一般达不到排放标准。所以一般以一级处理为预处理，以二级处理为主体，必要时再进行三级处理，即理为预处理，以二级处理为主体，必要时再进行三级处理，即深度处理，使污水达到排放标准或补充工业用水和城市供水。深度处理，使污水达到排放标准或补充工业用水和城市供水。291. 一级处理一级处理l 筛滤法是分离污水中筛滤法是分离污水中呈悬浮状态污染物质呈悬浮状态污染物质的方法。的方法。l常用设备是常用设备是格栅格栅和和筛网筛网。l格栅格栅主要用于截留污水中大于栅条间隙的漂浮物，一般布置在污主要用于截留污水中大于栅条间隙的漂浮物，一般布置在污水处理场或泵站的进口处，以防止管道、机械设备以及其他装理水处理场或泵站的进口处，以防止管道、机械设备以及其他装理的堵塞。格栅的清渣，可常用人工或机械力法，有的是用磨碎机的堵塞。格栅的清渣，可常用人工或机械力法，有的是用磨碎机将栅渣磨碎后，再投人格栅下游，以解决栅渣的处置问题。将栅渣磨碎后，再投人格栅下游，以解决栅渣的处置问题。l筛网筛网的网孔较小，主要用以滤除废水中的纤维、纸浆等细小悬浮的网孔较小，主要用以滤除废水中的纤维、纸浆等细小悬浮物，以保证后续处理单元的正常运行和处理效果。物，以保证后续处理单元的正常运行和处理效果。 （1）筛滤法）筛滤法30隔栅隔栅31筛网筛网321. 一级处理一级处理l沉淀法是通过重力沉降分离废水中呈悬浮状态污染物质的方法。沉淀法是通过重力沉降分离废水中呈悬浮状态污染物质的方法。l沉淀法的主要构筑物有沉淀法的主要构筑物有沉砂池沉砂池和和沉淀池沉淀池，用于一级处理的沉淀，用于一级处理的沉淀池，通称初级沉淀池：其作用为：池，通称初级沉淀池：其作用为：去除污水中大部分可沉的去除污水中大部分可沉的悬浮固体；悬浮固体；作为化学或生物化学处理的预处理，以减轻后续作为化学或生物化学处理的预处理，以减轻后续处理工艺的负荷和提高处理效果。处理工艺的负荷和提高处理效果。 （2）沉淀法）沉淀法33平流式沉砂池平流式沉砂池34曝气沉砂池曝气沉砂池35钟式沉砂池钟式沉砂池361. 一级处理一级处理l上浮法用于去除污水中相对密度小于上浮法用于去除污水中相对密度小于1的污染物，或通过的污染物，或通过投加药剂、加压溶气等措施去除相对密度稍大于投加药剂、加压溶气等措施去除相对密度稍大于l的污染的污染物质。物质。l在一级处理工艺中，主要是用于去除污水中的油类及悬在一级处理工艺中，主要是用于去除污水中的油类及悬浮物质。浮物质。 （3）上浮法）上浮法371. 一级处理一级处理 预曝气法是在污水进入处理构筑物以前，先进行短时间预曝气法是在污水进入处理构筑物以前，先进行短时间(10一一20min)的曝气。其作用为：的曝气。其作用为： 可产生自然絮凝或生物絮凝作用，使污水中的微小颗粒变可产生自然絮凝或生物絮凝作用，使污水中的微小颗粒变大以便沉淀分离；大以便沉淀分离； 氧化废水中的还原性物质：氧化废水中的还原性物质： 吹脱污水中溶解的挥发物；吹脱污水中溶解的挥发物； 增加污水中的溶解氧，减轻污水的腐化，提高污水的稳定增加污水中的溶解氧，减轻污水的腐化，提高污水的稳定度。度。 （4）预曝气法）预曝气法382. 二级处理二级处理l 污水通过一级处理后，再加处理，用以除去污水中大量有机污染污水通过一级处理后，再加处理，用以除去污水中大量有机污染物，使污水进一步净化的工艺过程。相当长时间以来，主要把生物物，使污水进一步净化的工艺过程。相当长时间以来，主要把生物化学处理作为污水二级处理的主体工艺。化学处理作为污水二级处理的主体工艺。l近年来，采用化学或物理化学处理法作为二级处理主体工艺，并随近年来，采用化学或物理化学处理法作为二级处理主体工艺，并随着化学药剂品种的不断增加，处理设备和工艺的不断改进而得到推着化学药剂品种的不断增加，处理设备和工艺的不断改进而得到推广。因此，二级处理原作为生化处理的同义词已失去意义。广。因此，二级处理原作为生化处理的同义词已失去意义。l 污水在经过筛滤、沉淀或上浮等一级处理之后，可以有效地去除污水在经过筛滤、沉淀或上浮等一级处理之后，可以有效地去除部分悬浮物，生化需氧量部分悬浮物，生化需氧量(BOD)也可以去除也可以去除25一一40，但一般不，但一般不能去除污水中呈溶解状态的和呈胶体状态的有机物和氧化物、硫化能去除污水中呈溶解状态的和呈胶体状态的有机物和氧化物、硫化物等有毒物质，不能达到污水排放标准。因此需要进行二级处理。物等有毒物质，不能达到污水排放标准。因此需要进行二级处理。392. 二级处理二级处理l废水生物化学处理中的主要处理方法。以污水中有机污染物作为废水生物化学处理中的主要处理方法。以污水中有机污染物作为底物，在有氧的条件下，对各种微生物群体进行混合连续培养，底物，在有氧的条件下，对各种微生物群体进行混合连续培养，形成活性污泥。利用这种活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、形成活性污泥。利用这种活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用过程，去除废水中有机污染物，从而得到净化。分解和沉淀等作用过程，去除废水中有机污染物，从而得到净化。l活性污泥法从开创至今已经有活性污泥法从开创至今已经有90年的历史，目前己成为有机工业年的历史，目前己成为有机工业废水和城市污水最有效的生物处理法，应用非常普遍。活性污泥废水和城市污水最有效的生物处理法，应用非常普遍。活性污泥法运行方式多种多样法运行方式多种多样,如如传统活性污泥法传统活性污泥法、阶段曝气法阶段曝气法、生物吸生物吸附法附法、混合式曝气法混合式曝气法、纯氧曝气法纯氧曝气法、深井曝气法深井曝气法，以及近几年所，以及近几年所发展的发展的氧化沟氧化沟(延时曝气活性污泥法延时曝气活性污泥法)。 （1）活性污泥法）活性污泥法 402. 二级处理二级处理l 生物膜法是使废水通过生长在固定支承物表面的生物膜，利用生物膜法是使废水通过生长在固定支承物表面的生物膜，利用生物氧化作用和各相之间的物质交换，降解废水中有机污染物的生物氧化作用和各相之间的物质交换，降解废水中有机污染物的方法。用这种方法处理废水的构筑物有生物滤他、生物转盘和生方法。用这种方法处理废水的构筑物有生物滤他、生物转盘和生物接触氧化池以及最近发展起来的悬浮载体流化床，目前采用生物接触氧化池以及最近发展起来的悬浮载体流化床，目前采用生物接触氧化法为多。物接触氧化法为多。l 污水二级处理可以去除污水中大量污水二级处理可以去除污水中大量BOD和悬浮物，在较大程度和悬浮物，在较大程度上净化了污水，对保护环境起到了上净化了污水，对保护环境起到了定作用。但随着污水量的不定作用。但随着污水量的不断增加，水资源的日益紧张，需要获取更高质量的处理水，以供断增加，水资源的日益紧张，需要获取更高质量的处理水，以供重复使用或补充水源。为此，需要在二级处理基础上，再进行污重复使用或补充水源。为此，需要在二级处理基础上，再进行污水三级处理。水三级处理。 （2）生物膜法）生物膜法 413. 三级处理三级处理l 污水三级处理又称污水深度处理或高级处理。为进一步去除二污水三级处理又称污水深度处理或高级处理。为进一步去除二级处理未能去除的污染物质，其中包括微生物未能降解的有机物级处理未能去除的污染物质，其中包括微生物未能降解的有机物或磷、氯等可溶性无机物。或磷、氯等可溶性无机物。l三级处理是深度处理的同义词，但二者又不完全一致。三级处理是深度处理的同义词，但二者又不完全一致。l三级处理是经二级处理后，为了从废水中去除某种特定的污染物三级处理是经二级处理后，为了从废水中去除某种特定的污染物质，如磷、氯等，而补充增加的一项或几项处理单元；至于深度质，如磷、氯等，而补充增加的一项或几项处理单元；至于深度处理则往往是以废水回收、复用为目的，在二级处理后所增设的处理则往往是以废水回收、复用为目的，在二级处理后所增设的处理单元或系统。处理单元或系统。l三级处理耗资较大，管理也较复杂，但能充分利用水资源。三级处理耗资较大，管理也较复杂，但能充分利用水资源。423. 三级处理三级处理l完善的三级处理由除磷、除氮、除有机物完善的三级处理由除磷、除氮、除有机物(主要是难以生物降解主要是难以生物降解的有机物的有机物)、除病毒和病原菌、除悬浮物和除矿物质等单元过程、除病毒和病原菌、除悬浮物和除矿物质等单元过程组成。组成。l根据三级处理出水的具体去向，其处理流程和组成单元是不同的。根据三级处理出水的具体去向，其处理流程和组成单元是不同的。l如果为防止受纳水体富营养化，则采用除磷和除氮的三级处理；如果为防止受纳水体富营养化，则采用除磷和除氮的三级处理；如果为保护下游饮用水源或浴场不受污染，则应采用除磷、除氮、如果为保护下游饮用水源或浴场不受污染，则应采用除磷、除氮、除毒物、除病菌和病原菌等三级处理；如直接作为城市饮用水以除毒物、除病菌和病原菌等三级处理；如直接作为城市饮用水以外的生活用水，如洗衣、清扫、冲洗厕所、喷洒街道和绿化地带外的生活用水，如洗衣、清扫、冲洗厕所、喷洒街道和绿化地带等用水，其出水水质要求接近于饮用水标准。等用水，其出水水质要求接近于饮用水标准。43第三节第三节 物理处理法物理处理法v在工业废水的处理中，物理法占有重要的地位。在工业废水的处理中，物理法占有重要的地位。v与其他方法相比，物理法具有设备简单、成本低、管理方便、与其他方法相比，物理法具有设备简单、成本低、管理方便、效果稳定等优点。效果稳定等优点。v它主要用于去除废水中的它主要用于去除废水中的漂浮物漂浮物、悬浮固体悬浮固体、砂砂和和油类油类等物等物质。质。v物理法一般用作其他处理方法的预处理或补充处理。物理法一般用作其他处理方法的预处理或补充处理。v物理法包括物理法包括过滤过滤、重力分离重力分离、离心分离离心分离等。等。44第三节第三节 物理处理法物理处理法一、重力分离一、重力分离二、离心分离二、离心分离三、过滤法三、过滤法45一、重力分离一、重力分离（一）沉淀法的分类（一）沉淀法的分类（二）影响沉淀的因素（二）影响沉淀的因素（三）沉降设备（三）沉降设备（四）沉砂池（四）沉砂池（五）隔油池（五）隔油池46（一）沉淀法的分类（一）沉淀法的分类q从化工废水中除去悬浮固体的方法，一般常采用沉淀法。此法是从化工废水中除去悬浮固体的方法，一般常采用沉淀法。此法是利用固体与水两者相对密度差异的原理，使固体和液休分离，这利用固体与水两者相对密度差异的原理，使固体和液休分离，这是对废水预先进行净化处理的方法之一，被广泛采用作为废水的是对废水预先进行净化处理的方法之一，被广泛采用作为废水的预处理。预处理。q例如例如对化工废水进行生化处理之前，为保证生化处理顺利进行，对化工废水进行生化处理之前，为保证生化处理顺利进行，先要从废水中除去砂粒固体颗粒杂质以及一部分有机物质，以减先要从废水中除去砂粒固体颗粒杂质以及一部分有机物质，以减轻生化装置的处理负荷。因此，在生化处理前，废水先要通过沉轻生化装置的处理负荷。因此，在生化处理前，废水先要通过沉淀池进行沉淀，设备在生化处理之前的沉淀池，称为淀池进行沉淀，设备在生化处理之前的沉淀池，称为初级沉淀池初级沉淀池，或你为一次沉淀池。而在生化处理后的沉淀池，称为或你为一次沉淀池。而在生化处理后的沉淀池，称为二次沉淀池二次沉淀池，其目的是进一步去除残留的其目的是进一步去除残留的固体物质固体物质，包括生化处理后多余的活，包括生化处理后多余的活性污泥。性污泥。47（一）沉淀法的分类（一）沉淀法的分类 1自然沉淀自然沉淀 自然沉淀自然沉淀是依靠废水中固体颗粒的自身重量进行沉降。此种是依靠废水中固体颗粒的自身重量进行沉降。此种仅对较大颗粒，以达到去除的目的，是属物理方法。仅对较大颗粒，以达到去除的目的，是属物理方法。 2混凝沉淀混凝沉淀 混凝沉淀混凝沉淀的基本原理是在废水中投入电解质作为混凝剂，使的基本原理是在废水中投入电解质作为混凝剂，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，此法实质为化学处理方法。沉降，此法实质为化学处理方法。48(二二)影响沉淀的因素影响沉淀的因素 影响废水或称污水悬浮颗粒沉降效率的主要因素有三影响废水或称污水悬浮颗粒沉降效率的主要因素有三个方面：个方面： 污水的流速污水的流速； 悬浮颗粒的沉降速度悬浮颗粒的沉降速度； 沉淀池的尺寸沉淀池的尺寸。49(二二)影响沉淀的因素影响沉淀的因素 在一定的污水流速下，对一定大小的沉淀池其沉降效率主要在一定的污水流速下，对一定大小的沉淀池其沉降效率主要取决于颗粒的取决于颗粒的沉降速度沉降速度。 自由沉降颗粒的沉降速度，与颗粒的形状以及颗粒与流体间自由沉降颗粒的沉降速度，与颗粒的形状以及颗粒与流体间的相对运功情况有关。通常是用雷诺数的相对运功情况有关。通常是用雷诺数Re的大小，来判断颗粒的大小，来判断颗粒在水中沉降的相对运动流动类型，对于球形颗粒：在水中沉降的相对运动流动类型，对于球形颗粒： 一般雷诺数一般雷诺数Re1，即流体与颗粒相对运动呈滞流状态：此即流体与颗粒相对运动呈滞流状态：此时，沉降速度时，沉降速度Us，可以由斯拖克斯可以由斯拖克斯(stokes)公式来计算，即公式来计算，即50(二二)影响沉淀的因素影响沉淀的因素 颗粒的沉降速度颗粒的沉降速度Us，有一个最小值，用有一个最小值，用Us表示。为了使悬表示。为了使悬浮颗粒，在从进沉淀池入口至沉淀池出口这段时间内，能沉降到浮颗粒，在从进沉淀池入口至沉淀池出口这段时间内，能沉降到池底，必须保证悬浮颗粒在沉淀池中有一定的停留时间。即池底，必须保证悬浮颗粒在沉淀池中有一定的停留时间。即 这表明：在这表明：在Us一定时，随着沉淀池深度一定时，随着沉淀池深度H的减少，沉淀时间的减少，沉淀时间Ts可以缩短。但是必须保持沉淀他有一定的深度可以缩短。但是必须保持沉淀他有一定的深度H，才能防止已才能防止已沉淀的颗粒再被水的流动所扰动，而不重新被水带出沉淀池。所沉淀的颗粒再被水的流动所扰动，而不重新被水带出沉淀池。所以，只有在保证池底沉淀物不受水流冲击和扰动的情况下，适当以，只有在保证池底沉淀物不受水流冲击和扰动的情况下，适当减小沉淀池深度，才能提高沉淀效果。减小沉淀池深度，才能提高沉淀效果。51假定废水的流量为假定废水的流量为Q(m3/s),废废水在沉淀池中的流速是水在沉淀池中的流速是U(m/s)，那么那么而废水在沉淀池中的停留时间而废水在沉淀池中的停留时间T(二二)影响沉淀的因素影响沉淀的因素52(二二)影响沉淀的因素影响沉淀的因素 对于某一沉淀他，其尺寸对于某一沉淀他，其尺寸H、B、L固定，污水的流速固定，污水的流速U愈大，则愈大，则废水实际在沉淀池停留时间废水实际在沉淀池停留时间T愈短；反之，流速愈短；反之，流速U愈小，停留时愈小，停留时间间T愈长。为了保证污水中悬浮颗粒的沉降时间愈长。为了保证污水中悬浮颗粒的沉降时间Ts，则污水停留则污水停留时间时间T至少等于颗粒的沉降时间至少等于颗粒的沉降时间Ts，即即 TTs 如果沉淀池的底面积为如果沉淀池的底面积为A，则则 ABL 由上面的式子，解得由上面的式子，解得 QAUs53(二二)影响沉淀的因素影响沉淀的因素通常将废水流量通常将废水流量Q与沉淀池平面面积与沉淀池平面面积A之比称为之比称为表面负荷表面负荷，亦，亦称为称为过流率过流率，用符号，用符号qo表不，单位表不，单位m3(m3s)，即即 与前式与前式QAUs比较可知，在同一沉淀池内，过流率的大小，比较可知，在同一沉淀池内，过流率的大小，与颗粒的最小沉降速度与颗粒的最小沉降速度Us相等。过流率愈小，沉淀效果愈好。相等。过流率愈小，沉淀效果愈好。反之，则沉淀效果差。对一定流量的废水，沉淀面积愈大，反之，则沉淀效果差。对一定流量的废水，沉淀面积愈大，则过流率愈小，沉淀效率也愈好。则过流率愈小，沉淀效率也愈好。54(二二)影响沉淀的因素影响沉淀的因素v实际上，由于污水在通过沉淀池的各过水断面上的流速分实际上，由于污水在通过沉淀池的各过水断面上的流速分布是不均匀的，颗粒在沉淀池中的实际停留时间要比上面布是不均匀的，颗粒在沉淀池中的实际停留时间要比上面提到的停留时间提到的停留时间Ts短；短；v又由于受到水流本身的湍动影响，颗粒的实际沉降速度也又由于受到水流本身的湍动影响，颗粒的实际沉降速度也要比上面提到的要比上面提到的Us小。小。v所以沉降效果实际上要比理论效果低一些。所以沉降效果实际上要比理论效果低一些。55(三三)沉降设备沉降设备q生产上用来对污水进行沉淀处理的设备称为生产上用来对污水进行沉淀处理的设备称为沉淀池沉淀池。q根据池内水流的方向不同，沉淀池的形式大致可以分为根据池内水流的方向不同，沉淀池的形式大致可以分为五种：五种：平流式沉淀池平流式沉淀池竖流式沉淀池竖流式沉淀池辐射式沉淀池辐射式沉淀池斜管式沉淀池斜管式沉淀池斜板式沉淀池斜板式沉淀池56(三三)沉降设备沉降设备 沉淀池的操作区域可以分为沉淀池的操作区域可以分为水流部分水流部分和和沉淀部分沉淀部分。 (1)水流部分水流部分 废水在这部分内流动，悬浮固体颗粒也在这部废水在这部分内流动，悬浮固体颗粒也在这部分区域内进行沉降。为了使水流均匀的通过各个水断面，一般均分区域内进行沉降。为了使水流均匀的通过各个水断面，一般均在污水的入口处设置挡板，并且要使进水的入口置于池内的水面在污水的入口处设置挡板，并且要使进水的入口置于池内的水面以下。另外在沉淀池的出水口前，设置浮渣挡板，用以防止漂浮以下。另外在沉淀池的出水口前，设置浮渣挡板，用以防止漂浮在水面上的浮渣以及油污等流出沉淀池。在水面上的浮渣以及油污等流出沉淀池。 (2)沉淀部分沉淀部分 沉降到池底的污泥需定期排放。采用机械排泥沉降到池底的污泥需定期排放。采用机械排泥的沉淀池底是平底。也可以采用泥浆泵或利用水的压力将污泥排的沉淀池底是平底。也可以采用泥浆泵或利用水的压力将污泥排出，此时池底应为锥形。另外还可以将两种排泥方式同时采用。出，此时池底应为锥形。另外还可以将两种排泥方式同时采用。57(三三)沉降设备沉降设备（1）平流式沉淀池）平流式沉淀池q进入平流式沉淀池废水由进入平流式沉淀池废水由进水槽（进水槽（1）经经进水孔（进水孔（2）流入池中。流入池中。q进水挡板（进水挡板（3）的作用是降低水流速度，并使水流均匀分布于池的作用是降低水流速度，并使水流均匀分布于池中过水部分的整个断面。中过水部分的整个断面。q沉淀池出口为孔口或溢流堰，有时采用锯齿形沉淀池出口为孔口或溢流堰，有时采用锯齿形(三角形三角形)溢流堰，溢流堰，堰前设置浮渣管堰前设置浮渣管(或浮渣槽或浮渣槽)及及挡板（挡板（4），以拦阻和排除水面上，以拦阻和排除水面上的浮渣，使其不致流入的浮渣，使其不致流入出水槽（出水槽（5）。q在沉淀池前部设有污泥斗，池底污泥由刮泥机刮入污泥斗内，在沉淀池前部设有污泥斗，池底污泥由刮泥机刮入污泥斗内，污泥借助池中静水压力从污泥管中排出，当有刮泥机时，池底污泥借助池中静水压力从污泥管中排出，当有刮泥机时，池底坡度为坡度为0.010.02。当无刮泥机时，池底常做成多斗形，每个斗。当无刮泥机时，池底常做成多斗形，每个斗有一个排泥管，斗壁倾斜有一个排泥管，斗壁倾斜4560。58(三三)沉降设备沉降设备（1）平流式沉淀池）平流式沉淀池 平流式沉淀他的优点是构造简单，效果良好，工作性能稳平流式沉淀他的优点是构造简单，效果良好，工作性能稳定，但排泥较为困难。定，但排泥较为困难。59(三三)沉降设备沉降设备（2）其他类型的沉淀池）其他类型的沉淀池 当废水含大量无机悬浮物且水量又大时，宜采用辐射式沉当废水含大量无机悬浮物且水量又大时，宜采用辐射式沉淀池淀池(见图见图33)；水量较小时，则采用乎流式沉淀池。；水量较小时，则采用乎流式沉淀池。 当废水含大量有机悬浮物而水量又不大时，可以考虑采用当废水含大量有机悬浮物而水量又不大时，可以考虑采用圆形竖流式沉淀池圆形竖流式沉淀池(见图见图34)，如果废水量大，应采用平流，如果废水量大，应采用平流式或辐射式沉淀池。式或辐射式沉淀池。60(三三)沉降设备沉降设备l用沉淀法处理废水已有很长的历史，但此法设备庞大，生产能力用沉淀法处理废水已有很长的历史，但此法设备庞大，生产能力不高。不高。l近年来，由于浅层沉淀理论的发展，开始从多层沉淀向斜板沉淀近年来，由于浅层沉淀理论的发展，开始从多层沉淀向斜板沉淀发展。发展。l据统计，当二次沉淀池中采用斜板沉淀时，如斜板与水平方向的据统计，当二次沉淀池中采用斜板沉淀时，如斜板与水平方向的倾斜角为倾斜角为60，板间距为，板间距为3.2cm时，废水处理量可增加时，废水处理量可增加2.3倍。由倍。由于废水在管或板间处于层流状态，而且斜管于废水在管或板间处于层流状态，而且斜管(或斜板或斜板)还大大增加还大大增加了沉淀池的沉淀面积，所以斜管了沉淀池的沉淀面积，所以斜管(斜板斜板)沉淀的效率也就提高了。沉淀的效率也就提高了。61(四四)沉砂池沉砂池q沉砂池也是一种沉淀池，用以分离废水中相对密度较大的无沉砂池也是一种沉淀池，用以分离废水中相对密度较大的无机悬浮物，如砂，煤粒，矿渣等，使这些悬浮物在池内沉降，机悬浮物，如砂，煤粒，矿渣等，使这些悬浮物在池内沉降，以免进入后面的沉淀池污泥中而给排除及处理污泥带来困难。以免进入后面的沉淀池污泥中而给排除及处理污泥带来困难。q在沉砂池内不能让相对密度较小的有机悬浮物沉降下来，以在沉砂池内不能让相对密度较小的有机悬浮物沉降下来，以免造成进入后面的污泥中而给排除及处理污泥带来困难。但是，免造成进入后面的污泥中而给排除及处理污泥带来困难。但是，在沉砂池内不能让相对密度较小的有机悬浮物沉降下来，以免在沉砂池内不能让相对密度较小的有机悬浮物沉降下来，以免造成沉砂池沉渣处理的困难。造成沉砂池沉渣处理的困难。q废水流速不宜过大也不宜过小。废水流速不宜过大也不宜过小。q沉砂池有平流式及坚流式两种。同内广泛应用的是平流式，沉砂池有平流式及坚流式两种。同内广泛应用的是平流式，平流沉砂池的效率较高。平流沉砂池的效率较高。62(四四)沉砂池沉砂池（1）平流式沉砂池）平流式沉砂池q平流式沉砂池的过水部分是一条明渠，渠的两端用闸板控制水量，平流式沉砂池的过水部分是一条明渠，渠的两端用闸板控制水量，渠底合贮砂斗，斗数一般为两个。贮砂斗下部设带有闸门的排砂管，渠底合贮砂斗，斗数一般为两个。贮砂斗下部设带有闸门的排砂管，以排除贮砂斗内的积砂。也可以用射流泵或螺旋泵排砂。以排除贮砂斗内的积砂。也可以用射流泵或螺旋泵排砂。q为了保证沉砂池能很好地沉淀砂粒，又使密度较小的有机悬浮物为了保证沉砂池能很好地沉淀砂粒，又使密度较小的有机悬浮物颗粒不被截留，应严格控制水流速度。一般沉砂池的水平流速在颗粒不被截留，应严格控制水流速度。一般沉砂池的水平流速在0.150.3m/s之间为宜，停留时间不少于之间为宜，停留时间不少于30s。q沉砂池应不少于两个，以便可以切换工作。沉砂池应不少于两个，以便可以切换工作。q池内有效水深不大于池内有效水深不大于1.2m，合格沉砂池渠宽不小于合格沉砂池渠宽不小于0.60m，池内池内超高为超高为0.30m。设计时应采用最大过流量，用最小流量作校核。设计时应采用最大过流量，用最小流量作校核。63(四四)沉砂池沉砂池q一般平流沉砂池的最大缺点，就是尽管控制了水流速度及停留时一般平流沉砂池的最大缺点，就是尽管控制了水流速度及停留时间，废水中一部分有机悬浮物仍然会在沉砂池内沉积下来，或者间，废水中一部分有机悬浮物仍然会在沉砂池内沉积下来，或者由于有机物附着在砂粒表面，随砂粒沉淀而沉积下来。由于有机物附着在砂粒表面，随砂粒沉淀而沉积下来。q为了克服这个缺点，目前广泛采用曝气沉砂池，即在沉砂池的侧为了克服这个缺点，目前广泛采用曝气沉砂池，即在沉砂池的侧壁下部鼓入压缩空气，使池内水流呈螺旋状态运动。壁下部鼓入压缩空气，使池内水流呈螺旋状态运动。q由于有机物颗粒的密度小，故能在曝气的作用下长期处于悬浮状由于有机物颗粒的密度小，故能在曝气的作用下长期处于悬浮状态，同时，在旋流过程中，砂粒之间相互摩擦、碰撞，附在砂粒态，同时，在旋流过程中，砂粒之间相互摩擦、碰撞，附在砂粒表面的有机物也能被洗脱下来。表面的有机物也能被洗脱下来。q通常曝气沉砂池采用穿孔管曝气。通常曝气沉砂池采用穿孔管曝气。（2）曝气沉砂池）曝气沉砂池64(五五)隔油池隔油池（1）含油废水的来源）含油废水的来源 石油开采与炼制：煤化工、石油化工及轻工业行业的生产过程排出大石油开采与炼制：煤化工、石油化工及轻工业行业的生产过程排出大量含油废水。油品相对密度一般都小于量含油废水。油品相对密度一般都小于1，只有重油相对密度大于，只有重油相对密度大于l。（2）含油废水中油类存在的状态含油废水中油类存在的状态 化工、炼油废水中的油类一般以三种状态存住，即：化工、炼油废水中的油类一般以三种状态存住，即：悬浮状态，这悬浮状态，这部分油在废水中分散颗粒较大，易于上浮分离，占总含油量的部分油在废水中分散颗粒较大，易于上浮分离，占总含油量的80一一90；乳化状态，油珠颗粒较小，直径一般在乳化状态，油珠颗粒较小，直径一般在0.0525 m之间之间,不不易上浮去除，约占总合油量的易上浮去除，约占总合油量的l015；溶解状态，这部分油仅溶解状态，这部分油仅占总合油量的占总合油量的0.220.5。只要去除前两部分油，则废水中的绝大。只要去除前两部分油，则废水中的绝大多数油类物质被去除。一般能够达到排放要求。多数油类物质被去除。一般能够达到排放要求。（3）含油废水的处理方法）含油废水的处理方法 对于悬浮状态的油类，一般用隔油池分离；对于乳化油则采用浮选法对于悬浮状态的油类，一般用隔油池分离；对于乳化油则采用浮选法分离。分离。65(五五)隔油池隔油池（4）隔油池的类型）隔油池的类型q常用的隔油池有常用的隔油池有平流式平流式、竖流式竖流式及及斜板式斜板式。q国内多采用平流式隔油池，其构造于平流式沉淀池相似，在实际国内多采用平流式隔油池，其构造于平流式沉淀池相似，在实际运行中主要起隔油作用，但也有一定的沉淀作用。运行中主要起隔油作用，但也有一定的沉淀作用。q国外常用的油分离器有国外常用的油分离器有平流式平流式、平行板式平行板式和和波纹板式波纹板式等类型。等类型。 66(五五)隔油池隔油池(5) 波纹板隔油池波纹板隔油池q波纹板式油分离器示于图波纹板式油分离器示于图38。池内斜板大多数采用聚。池内斜板大多数采用聚酯玻璃钢波纹板，板间距为酯玻璃钢波纹板，板间距为2050mm，倾角不小于倾角不小于45，斜板采用异向流形式，废水自上而下流入斜板组，斜板采用异向流形式，废水自上而下流入斜板组，油航沿斜板上浮。实践表明，斜板隔油池需停留时间仅油航沿斜板上浮。实践表明，斜板隔油池需停留时间仅为平流隔油池的（为平流隔油池的（1/2)(14)，约，约30min。斜板隔油斜板隔油池去除油滴的最小直径为池去除油滴的最小直径为60m。67(五五)隔油池隔油池（6）斜板隔油池）斜板隔油池 壳牌石油公司研制的斜板隔油池如图壳牌石油公司研制的斜板隔油池如图39所示。该装置可去所示。该装置可去除大于除大于60 m的油珠。的油珠。68二、离心分离二、离心分离（一）离心分离的原理（一）离心分离的原理（二）离心分离方式（二）离心分离方式69（一）离心分离的原理（一）离心分离的原理l含悬浮物的废水在高速旋转时，由于悬浮颗粒和废水的质量不同，含悬浮物的废水在高速旋转时，由于悬浮颗粒和废水的质量不同，所受到的离心力大小不问，质量大的被甩到外圈，质量小的则留所受到的离心力大小不问，质量大的被甩到外圈，质量小的则留在内圈，通过不同的出口将它们分别引导山来，利用此原理就可在内圈，通过不同的出口将它们分别引导山来，利用此原理就可分离废水中悬浮颗粒，使废水得以净化。分离废水中悬浮颗粒，使废水得以净化。l当废水高速旋转时，水中的颗粒物所受的离心力表示如下：当废水高速旋转时，水中的颗粒物所受的离心力表示如下：l按照按照70（一）离心分离的原理（一）离心分离的原理l又已知分离系数又已知分离系数是表示离心力是表示离心力Fc与重力与重力G之比，即之比，即l如果旋转半径如果旋转半径r0.5m，转数转数n300rmin，则，则a50。因此离因此离心力远超过重力的大小，显然，废水进行离心分离时，加大废水心力远超过重力的大小，显然，废水进行离心分离时，加大废水的旋转速度，能提高离心分离效率，又离心力的旋转速度，能提高离心分离效率，又离心力Fc与与r成反比，所成反比，所以离心分离设备的直径不宜过大，一般小于以离心分离设备的直径不宜过大，一般小于500mm。71（二）（二）离心分离方式离心分离方式l 离心分离设备按离心力产生的方式不同可分为水力旋流器和高离心分离设备按离心力产生的方式不同可分为水力旋流器和高速离心机两种类型。速离心机两种类型。l水力旋流器水力旋流器(或称旋液分离器或称旋液分离器)有压力式有压力式(见图见图310)和重力式和重力式两种，其设备固定、液体靠水泵压力或重力两种，其设备固定、液体靠水泵压力或重力(进出水头差进出水头差)由切由切线方向进入设备，造成旋转运动产生离心力。线方向进入设备，造成旋转运动产生离心力。l高速离心机依靠转鼓高速旋转，使液体产生离心力，压力式水高速离心机依靠转鼓高速旋转，使液体产生离心力，压力式水力旋流器，可以将废水中所含的粒径力旋流器，可以将废水中所含的粒径5m以上的颗粒分离出去、以上的颗粒分离出去、进水浓度的流速一般应在进水浓度的流速一般应在610m/s，进水管稍向下倾进水管稍向下倾35，这样有利于水流向下旋转运动。这样有利于水流向下旋转运动。72（二（二）离心分离方式离心分离方式l压力水力旋转器具有体积小，单位容积的处理能力高，处理能力压力水力旋转器具有体积小，单位容积的处理能力高，处理能力可达可达1000m3/m2。此时沉淀池的生产能力约为此时沉淀池的生产能力约为12.5m3/(m2h)，其次构造简单，使用方便等优点。并易于安装维护，其分离效其次构造简单，使用方便等优点。并易于安装维护，其分离效果与自然沉淀池相近；缺点是水泵和设备易磨损，所以设备费用果与自然沉淀池相近；缺点是水泵和设备易磨损，所以设备费用高，耗电较多。高，耗电较多。l高速离心机处理废水，也称为机械旋转的离心分离方法，离心机高速离心机处理废水，也称为机械旋转的离心分离方法，离心机的种类很多，按分离系数的种类很多，按分离系数a的大小进行分类，离心机可以分为：的大小进行分类，离心机可以分为： 常速离心机，常速离心机，a3000； 高速离心机，高速离心机，2000a12000； 超高速离心机，超高速离心机，a12000。l因为离心机的转速高，所以分离效率也高，但设备复杂，造价比因为离心机的转速高，所以分离效率也高，但设备复杂，造价比较昂贵。一般只用在小批量的、有特殊要求的难处理废水方面。较昂贵。一般只用在小批量的、有特殊要求的难处理废水方面。73三、过滤法三、过滤法l废水中合有的废水中合有的微粒物质微粒物质和和胶状物质胶状物质，可以采用机械过滤的方法加，可以采用机械过滤的方法加以去除。以去除。l有时过滤方法作为废水处理的预处理方法，用以防止水中的微粒有时过滤方法作为废水处理的预处理方法，用以防止水中的微粒物质及胶状物质破坏水泵，堵塞管道及阀门等。物质及胶状物质破坏水泵，堵塞管道及阀门等。l另外过滤法也常用在废水的最终处理，使滤出的水可以进行循环另外过滤法也常用在废水的最终处理，使滤出的水可以进行循环使用。使用。74三、过滤法三、过滤法（一）隔栅过滤一）隔栅过滤（二）筛网过滤（二）筛网过滤（三）颗粒介质过滤（三）颗粒介质过滤（四）微滤机过滤（四）微滤机过滤75（一）隔栅过滤一）隔栅过滤（1）隔栅的作用）隔栅的作用格栅一般斜置在进水泵站集水井的进口处。它本身的水流格栅一般斜置在进水泵站集水井的进口处。它本身的水流阻力并不大，只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅阻力并不大，只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条。条。一般当格栅的水头损失达到一般当格栅的水头损失达到1015cm时就该清洗。时就该清洗。76（一）隔栅过滤（一）隔栅过滤（2）隔栅的分类）隔栅的分类格栅按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种。格栅按形状，可分为平面格栅和曲面格栅两种。按格栅栅条的间隙，可分为粗格栅按格栅栅条的间隙，可分为粗格栅(501DDmm)、中隔栅中隔栅(1040mm)、细格栅细格栅(340mm)三种。三种。新设计的废水处理厂新设计的废水处理厂般都采用粗、中两道隔栅，甚至采般都采用粗、中两道隔栅，甚至采用粗、中、细三道格栅。用粗、中、细三道格栅。77（一）隔栅过滤（一）隔栅过滤（3）隔栅的设计）隔栅的设计格栅的去除效率，跟格栅的设计很有关系。格栅的设计内容格栅的去除效率，跟格栅的设计很有关系。格栅的设计内容包括尺寸计算、水力计算、栅渣量计算。图包括尺寸计算、水力计算、栅渣量计算。图3-11是格栅的示是格栅的示意图。意图。1. 格栅的间隙数量格栅的间隙数量n可由下式确定：可由下式确定： 当栅条的间隙数为当栅条的间隙数为n时，则格栅的数目应为时，则格栅的数目应为n+1。78（一）隔栅过滤（一）隔栅过滤（3）隔栅的设计）隔栅的设计 2. 格栅的建筑宽度格栅的建筑宽度B可由下式决定：可由下式决定： BS(n+1)+bn 3. 过栅的水头损失过栅的水头损失h2由下式决定：由下式决定：79（一）隔栅过滤（一）隔栅过滤（3）隔栅的设计）隔栅的设计 4栅后槽的总高度由下式决定：栅后槽的总高度由下式决定： H=h+h1+h25栅槽总长度计算公式：栅槽总长度计算公式：80（一）隔栅过滤（一）隔栅过滤（3）隔栅的设计）隔栅的设计 6每日栅渣量计算：每日栅渣量计算：81（二）（二）筛网过滤筛网过滤q一些工业废水中含有细小的纤维、纸浆、藻类等物质，选择不同一些工业废水中含有细小的纤维、纸浆、藻类等物质，选择不同尺寸的筛网，能有效的去除这类物质。尺寸的筛网，能有效的去除这类物质。q筛网过滤装置很多，有振动筛网、水力筛网，转鼓式筛网、转盘筛网过滤装置很多，有振动筛网、水力筛网，转鼓式筛网、转盘式筛网、微滤机等。式筛网、微滤机等。82（三（三）颗粒介质过滤颗粒介质过滤q 颗粒状介质过滤适用于去除废水中的微粒物质相胶状物质，常颗粒状介质过滤适用于去除废水中的微粒物质相胶状物质，常用做离子交换和活性炭处理前的预处理，也能用做废水的三级处用做离子交换和活性炭处理前的预处理，也能用做废水的三级处理。理。q颗粒介质过滤器可以是圆形池或方形池。过滤器无盖的称为敞开颗粒介质过滤器可以是圆形池或方形池。过滤器无盖的称为敞开式过滤器，一般废水自上流入，清水由下流出。有盖而且密闭的，式过滤器，一般废水自上流入，清水由下流出。有盖而且密闭的，称为压力过滤器，废水用泵加压送入，以增加压力。称为压力过滤器，废水用泵加压送入，以增加压力。q过滤介质的粒度及材料，取决于所需滤出的微粒物粒子的大小、过滤介质的粒度及材料，取决于所需滤出的微粒物粒子的大小、废水性质、过滤速度等因素。在废水处理中常用的滤料有石英砂、废水性质、过滤速度等因素。在废水处理中常用的滤料有石英砂、无烟煤粒、石榴石粒、磁铁矿粒、白云石粒、花岗岩粒以及聚苯无烟煤粒、石榴石粒、磁铁矿粒、白云石粒、花岗岩粒以及聚苯乙烯发泡塑料球等。其中以石英砂使用最广。乙烯发泡塑料球等。其中以石英砂使用最广。83（四（四）微滤机过滤微滤机过滤q 微滤机是一种机械过滤装置，其构造包括水平转鼓和金属滤网。微滤机是一种机械过滤装置，其构造包括水平转鼓和金属滤网。转鼓和滤网安装在水池内，水池内还设有隔板。转鼓转动的圆周转鼓和滤网安装在水池内，水池内还设有隔板。转鼓转动的圆周速度为速度为30mmin，三分之二的转鼓浸在池水中。滤网为含钼的三分之二的转鼓浸在池水中。滤网为含钼的不锈钢丝织成，孔径有不锈钢丝织成，孔径有60m、35 m 、23 m等三种，亦有采等三种，亦有采用用100孔径的金属丝网。孔径的金属丝网。q 微滤机的工作原理是废水通过金属网细孔进行过滤。废水从转微滤机的工作原理是废水通过金属网细孔进行过滤。废水从转鼓的空心轴管，通过金属网孔过滤后流入水池。截留在网上的悬鼓的空心轴管，通过金属网孔过滤后流入水池。截留在网上的悬浮物，随着转鼓转动到上面时，被冲洗水冲下，收集在转鼓内，浮物，随着转鼓转动到上面时，被冲洗水冲下，收集在转鼓内，随同冲洗水一起，从空心轴出口排出。微滤机的过滤及冲洗过程随同冲洗水一起，从空心轴出口排出。微滤机的过滤及冲洗过程均为自动进行。均为自动进行。84小结物理处理法小结物理处理法q重力分离q离心分离q过滤法85第四节第四节 化学处理法化学处理法v化学法是废水处理的基本方法之一。它是利用化学作用来处化学法是废水处理的基本方法之一。它是利用化学作用来处理废水中的溶解物质或胶体物质，可用来去陈废水中的金属理废水中的溶解物质或胶体物质，可用来去陈废水中的金属离子、细小的胶体有机物、无机物、植物营养素离子、细小的胶体有机物、无机物、植物营养素(氮、磷氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、碱等，对于废水的深度处理有着乳化油、色度、臭味、酸、碱等，对于废水的深度处理有着重要作用。重要作用。 v化学法包括化学法包括中和法、混凝法、氧化还原、电化学中和法、混凝法、氧化还原、电化学等方法。等方法。86一、中和法一、中和法q在化工、炼油企业中，对于低浓度的含酸、含碱废水，在无回收在化工、炼油企业中，对于低浓度的含酸、含碱废水，在无回收及综合利用价值时，往往采用中和的方法进行处理。中和法也常及综合利用价值时，往往采用中和的方法进行处理。中和法也常用于废水的预处理，调整废水的用于废水的预处理，调整废水的pH。q 对含酸或含碱废水、浓度在对含酸或含碱废水、浓度在4(含酸浓度；含碱浓度为含酸浓度；含碱浓度为2)以以下时，如果不能进行经济有效的回收、利用，则应经过中和，将下时，如果不能进行经济有效的回收、利用，则应经过中和，将废水的废水的pH调整到呈中性状态，才能够排放。调整到呈中性状态，才能够排放。q而对含酸、含碱浓度高的废水，则必须考虑回收及开展综合利用而对含酸、含碱浓度高的废水，则必须考虑回收及开展综合利用的方法。的方法。87（一）中和酸性或碱性废水的方法一）中和酸性或碱性废水的方法1酸性废水的中和处理方法酸性废水的中和处理方法 对酸性废水进行中和时，可采用以下一些方法。对酸性废水进行中和时，可采用以下一些方法。 (1)使酸性废水通过石灰石滤床；使酸性废水通过石灰石滤床； (2)与石灰乳混合；与石灰乳混合； (3)向酸性废水中投加烧碱或纯碱溶液；向酸性废水中投加烧碱或纯碱溶液； (4)与碱性废水混合，使废水与碱性废水混合，使废水pH近于中性；近于中性； (5)向酸性废水中投加碱性废渣，如电石渣、碳酸钙、碱渣等。向酸性废水中投加碱性废渣，如电石渣、碳酸钙、碱渣等。 通常，尽量选用碱性废水或废渣来中和酸性废水，以达到以废治废的目通常，尽量选用碱性废水或废渣来中和酸性废水，以达到以废治废的目的。而烷碱或纯碱不仅价格很贵，而且又是重要的工业原料，货源亦紧的。而烷碱或纯碱不仅价格很贵，而且又是重要的工业原料，货源亦紧张，放不应轻易选用。张，放不应轻易选用。88（一）中和酸性或碱性废水的方法（一）中和酸性或碱性废水的方法1酸性废水的中和处理方法酸性废水的中和处理方法采用中和法时，中和时间一般要长。例如对含有弱酸的废水，采用中和法时，中和时间一般要长。例如对含有弱酸的废水，选用碳酸盐，反应时间很慢；如含醋酸废水，适宜选用氢氧化物选用碳酸盐，反应时间很慢；如含醋酸废水，适宜选用氢氧化物碱炎进行中和；碱炎进行中和；中和后、应避免生产大量沉渣，否则会影响处理效果同时又中和后、应避免生产大量沉渣，否则会影响处理效果同时又带来沉渣的处理问题，故生成的盐要有一定大小的溶解皮。例如带来沉渣的处理问题，故生成的盐要有一定大小的溶解皮。例如含硝酸、盐酸的废水，中和后生产的盐，一般多易溶于水，不产含硝酸、盐酸的废水，中和后生产的盐，一般多易溶于水，不产生沉淀。又如含硫酸的废水，如果用石灰石中和时，则耍产生大生沉淀。又如含硫酸的废水，如果用石灰石中和时，则耍产生大量的硫酸钙沉淀，因为硫酸钙在水中的溶解度比较小。量的硫酸钙沉淀，因为硫酸钙在水中的溶解度比较小。89（一）中和酸性或碱性废水的方法（一）中和酸性或碱性废水的方法 2碱性废水处理方法碱性废水处理方法 对碱件废水，一般可以采用以下途径进行中和：对碱件废水，一般可以采用以下途径进行中和： (1)向碱性废水中鼓人烟道废气；向碱性废水中鼓人烟道废气； (2)向碱件废水注入压缩的二氧化碳气体；向碱件废水注入压缩的二氧化碳气体； (3)向碱性废水投入酸或酸性废水等；向碱性废水投入酸或酸性废水等； (4)在碱件废水中产生二氧化碳。在碱件废水中产生二氧化碳。90（一）中和酸性或碱性废水的方法（一）中和酸性或碱性废水的方法 2碱性废水处理方法碱性废水处理方法q 对碱性废水进行中和时，可首先考虑采用酸性废水的中和处理。若附近对碱性废水进行中和时，可首先考虑采用酸性废水的中和处理。若附近没有酸性废水时可采用投加酸进行中和。工业用硫酸是在碱性废水中和没有酸性废水时可采用投加酸进行中和。工业用硫酸是在碱性废水中和中应用比较多的酸。中应用比较多的酸。q 用烟道气中和碱性废水，主要是利用烟道气中的用烟道气中和碱性废水，主要是利用烟道气中的CO2和和SO2两种酸性气两种酸性气体对碱性废水进行中和。这是一种以废治废，开展综合利用的很好办法体对碱性废水进行中和。这是一种以废治废，开展综合利用的很好办法既可以降低废水的既可以降低废水的pH又可以去除烟道气中的灰尘，并使烟谊气中的又可以去除烟道气中的灰尘，并使烟谊气中的CO2及及SO2气体从烟气中分离出去，防止烟道气污染大气。气体从烟气中分离出去，防止烟道气污染大气。q湖南省长沙印染厂等单位的运行情况证明，烟道气中和法对降低碱性废湖南省长沙印染厂等单位的运行情况证明，烟道气中和法对降低碱性废水水pH效果明显，效果明显，pH一般可由一般可由1012降至降至57左右。存在的问题是废水左右。存在的问题是废水经中和后，废水中硫化物、色度、耗氧量都有所增加，今后仍需加以研经中和后，废水中硫化物、色度、耗氧量都有所增加，今后仍需加以研究解决。究解决。91（二）酸性废水中和处理的方式和设备（二）酸性废水中和处理的方式和设备1.酸性废水和碱性废水混合酸性废水和碱性废水混合2.投药中和投药中和3.过滤中和过滤中和921. 酸性废水与碱性废水混合酸性废水与碱性废水混合 q若有酸性与碱性两种废水同时均匀的排出时，并两者各自所含的若有酸性与碱性两种废水同时均匀的排出时，并两者各自所含的酸、碱量又能够相互平衡。那么，两者可以直接在管道内混合，酸、碱量又能够相互平衡。那么，两者可以直接在管道内混合，不需设中和池，但是对于排水情况经常波动变化时，则必须设不需设中和池，但是对于排水情况经常波动变化时，则必须设置中和池，在中和池内进行中和反应。置中和池，在中和池内进行中和反应。q中和池一般应是平行设计两套进行交替使用。设计时应考虑废中和池一般应是平行设计两套进行交替使用。设计时应考虑废水在中和池内停留的时间为水在中和池内停留的时间为15min左右，根据具体情况，控制经左右，根据具体情况，控制经中和以后的出水中和以后的出水pH在在58的范围内。的范围内。931. 酸性废水与碱性废水混合酸性废水与碱性废水混合942. 投药中和投药中和v投药中和就是将碱性中和药剂如石灰、石灰石、电石渣、苏打等，投药中和就是将碱性中和药剂如石灰、石灰石、电石渣、苏打等，投入到酸性废水中，经过充分中和反应，使废水得以治理。投入到酸性废水中，经过充分中和反应，使废水得以治理。v投药中和又分为干投法和湿投法两种。投药中和又分为干投法和湿投法两种。952. 投药中和投药中和（1）干投法）干投法干投法是将固体的中和药剂按理论投加量的干投法是将固体的中和药剂按理论投加量的1415倍，均匀倍，均匀连续地投入到酸性废水中。连续地投入到酸性废水中。干法可采用利用电磁振荡原理的石灰振荡设备投加，以保证投加干法可采用利用电磁振荡原理的石灰振荡设备投加，以保证投加量的均匀；量的均匀；它设备简单，但反应较慢，而且反应不易彻底，投药量大。它设备简单，但反应较慢，而且反应不易彻底，投药量大。962. 投药中和投药中和（2）湿投法）湿投法当石灰成块状时，则不宜采用干投法可采用湿投法。当石灰成块状时，则不宜采用干投法可采用湿投法。即先在石灰消化槽里将石灰加水消化，制成即先在石灰消化槽里将石灰加水消化，制成40一一50浓度的浓度的乳液，投入乳液槽，再加水搅拌调配成乳液，投入乳液槽，再加水搅拌调配成5一一10浓度的石灰浓度的石灰水，然后用泵送到投配槽水，然后用泵送到投配槽,经投加器投入渠道，与酸性废水共同经投加器投入渠道，与酸性废水共同流入中和反应池，发生中和反应后进行澄清，使水与沉淀物进流入中和反应池，发生中和反应后进行澄清，使水与沉淀物进行分离。行分离。973. 过滤中和过滤中和q过滤中和就是利用石灰石、大理石、白云石等作滤料，使酸过滤中和就是利用石灰石、大理石、白云石等作滤料，使酸性废水通过滤料得到中和。性废水通过滤料得到中和。q采用过滤中和时，要求对废水中的悬浮物、油脂等进行预处采用过滤中和时，要求对废水中的悬浮物、油脂等进行预处理，以便于中和的进行、并防止滤料的堵塞。理，以便于中和的进行、并防止滤料的堵塞。983. 过滤中和过滤中和993. 过滤中和过滤中和v以石灰石作滤料时，中和反应速率较使用其他滤料时要快，故从经济以石灰石作滤料时，中和反应速率较使用其他滤料时要快，故从经济上考虑，一般选用石灰石最合适。上考虑，一般选用石灰石最合适。v但过滤中和含硫酸废水如用石灰石作滤料，则中和后产生的硫酸钙会但过滤中和含硫酸废水如用石灰石作滤料，则中和后产生的硫酸钙会覆盖滤料使之堵塞，而影响中和反应的继续进行。因此，一般采用白覆盖滤料使之堵塞，而影响中和反应的继续进行。因此，一般采用白云石滤料对含硫酸废水进行过滤中和；此时，中和反应产生的硫酸镁云石滤料对含硫酸废水进行过滤中和；此时，中和反应产生的硫酸镁易溶于水，不会影响中和反应的继续进行，但相对的处理易溶于水，不会影响中和反应的继续进行，但相对的处理成本比较成本比较高高。v 最近，为了克服硫酸钙沉淀覆盖滤料这一缺点，利用石灰石最近，为了克服硫酸钙沉淀覆盖滤料这一缺点，利用石灰石作滤料处理含硫酸废水出现了新型的过滤中和反应器，即流化作滤料处理含硫酸废水出现了新型的过滤中和反应器，即流化床中和反应器床中和反应器(见图见图321升流式膨胀中和滤池升流式膨胀中和滤池)。在石灰石膨。在石灰石膨胀过程中颗粒间的相互摩棕，破坏硫酸钙覆盖层，而脱下的硫胀过程中颗粒间的相互摩棕，破坏硫酸钙覆盖层，而脱下的硫酸钙随水带走。酸钙随水带走。1003. 过滤中和过滤中和101(三三) 碱性废水中和处理的方式和设备碱性废水中和处理的方式和设备1利用废酸性物质中和法利用废酸性物质中和法2. 药剂中和法药剂中和法1021利用废酸性物质中和法利用废酸性物质中和法q废酸性物质包括含酸废水、烟道气等。烟道气中废酸性物质包括含酸废水、烟道气等。烟道气中CO2含量可高达含量可高达24，此外有时还含有高浓度的，此外有时还含有高浓度的SO2和和H2S等酸性气体，故可用等酸性气体，故可用来中和碱性废水。来中和碱性废水。q用烟道气中和碱性废水一般在喷淋塔中进行。废水从塔顶布水器用烟道气中和碱性废水一般在喷淋塔中进行。废水从塔顶布水器均匀喷出，烟道气则从塔底鼓人，两者在填料层间进行逆流接触均匀喷出，烟道气则从塔底鼓人，两者在填料层间进行逆流接触完成中和过程，使碱性废水和烟道气都得到净化，关键是控制完成中和过程，使碱性废水和烟道气都得到净化，关键是控制好气液比。根据资料介绍用烟道气中和碱性废水，出水的好气液比。根据资料介绍用烟道气中和碱性废水，出水的pH可由可由10一一12降到降到7左右。该法的优点是以废治废，投资省，运行左右。该法的优点是以废治废，投资省，运行费用低，缺点是出水中的硫化物、耗氧量和色度都会明显增加，费用低，缺点是出水中的硫化物、耗氧量和色度都会明显增加，还需进一步处理。还需进一步处理。1032投药中和法投药中和法v常用的药剂是硫酸、盐酸及压缩二氧化碳。硫酸的价格比较低，常用的药剂是硫酸、盐酸及压缩二氧化碳。硫酸的价格比较低，应用最广。盐酸的优点是反应物溶解度高，沉渣量少，但价格较应用最广。盐酸的优点是反应物溶解度高，沉渣量少，但价格较高。用无机酸中和碱性废水的工艺流程与设备，和药剂中和酸性高。用无机酸中和碱性废水的工艺流程与设备，和药剂中和酸性废水基本相同。废水基本相同。v用用CO2中和碱性废水中和碱性废水,采用设备与烟道气处理碱性废水类似，均采用设备与烟道气处理碱性废水类似，均为逆流接触反应塔。用为逆流接触反应塔。用CO2作中和剂可以不需作中和剂可以不需pH控制装置，但由控制装置，但由于成本较高，在实际工程中使用不多。于成本较高，在实际工程中使用不多。104二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（一）混凝原理一）混凝原理 （1）基本原理）基本原理 混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，因混凝剂为电解混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，因混凝剂为电解质，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成质，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成絮体沉降。絮体沉降。（2）混凝沉淀的作用）混凝沉淀的作用 混凝沉淀不但可以去除废水中粒径为混凝沉淀不但可以去除废水中粒径为10-310-6mm的细小悬的细小悬浮颗粒，而且还能去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物浮颗粒，而且还能去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。质、重金属以及有机物等。105二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（一）混凝原理（一）混凝原理（3）混凝沉淀的机理）混凝沉淀的机理 废水中胶体粒子的结构为双电层结构，当向溶液中投加电解质，使溶液废水中胶体粒子的结构为双电层结构，当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度将减少。该过程的实质是加入的反离中离子浓度增高，则扩散层的厚度将减少。该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。中，从而使扩散层厚度减小。 当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度将减当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度将减少。该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力少。该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。106二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（一）混凝原理（一）混凝原理（3）混凝沉淀的机理）混凝沉淀的机理 吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥联的过程。力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥联的过程。 当采用硫酸铝、石灰或氯化铁等高价金属盐类作混凝利时。当投加量大当采用硫酸铝、石灰或氯化铁等高价金属盐类作混凝利时。当投加量大得足以迅速沉淀金属氢氧化物得足以迅速沉淀金属氢氧化物(如如Al(OH)3，Fe(OH)3)或带金属碳酸盐或带金属碳酸盐(如如CaCO3)时，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些淀物在形成时作为晶时，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕。核或吸附质所网捕。107二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（二）影响混凝效果的因素二）影响混凝效果的因素 水样的影响水样的影响 对不同水样，由于废水中的成分不同，同一种混凝剂的处理对不同水样，由于废水中的成分不同，同一种混凝剂的处理效果可能会相差很大。效果可能会相差很大。 药剂投加量的影响药剂投加量的影响 药剂投加量有其最佳值，混凝剂投加量不足则水中杂质未能药剂投加量有其最佳值，混凝剂投加量不足则水中杂质未能充分脱稳去除，加入太多则会再稳定。充分脱稳去除，加入太多则会再稳定。108二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（二）影响混凝效果的因素（二）影响混凝效果的因素 水温的影响水温的影响 a影响药剂在水中碱度起化学反应的速度，对金属盐类混凝剂影响药剂在水中碱度起化学反应的速度，对金属盐类混凝剂影响很大，因其水解是吸热反应；影响很大，因其水解是吸热反应； b影响矾花的形成和质量。水温较低时，絮凝体形成缓慢结影响矾花的形成和质量。水温较低时，絮凝体形成缓慢结构松散，颗粒细小；构松散，颗粒细小； c水温低时水的粘度大，布朗运动强度减弱，不利于脱稳胶粒水温低时水的粘度大，布朗运动强度减弱，不利于脱稳胶粒相互凝聚，水流剪力也增大，影响絮凝体的成长。该因素主要影相互凝聚，水流剪力也增大，影响絮凝体的成长。该因素主要影响金属盐类的混凝，对高分子混凝剂影响较小。响金属盐类的混凝，对高分子混凝剂影响较小。109二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（二）影响混凝效果的因素（二）影响混凝效果的因素 碱度的影响碱度的影响 主要指金属盐类，因其混凝过程中水解产生大量主要指金属盐类，因其混凝过程中水解产生大量H离子，造成离子，造成pH下降，以至降到最优混凝条件以下，保持一定下降，以至降到最优混凝条件以下，保持一定碱度则使反应过程中碱度则使反应过程中pH基本保持恒定；对于高分子混凝剂，因基本保持恒定；对于高分子混凝剂，因其作用并非靠大量水解来实现的，且水中均会保持有一定的碱其作用并非靠大量水解来实现的，且水中均会保持有一定的碱度，故对其最佳投加量影响不大。度，故对其最佳投加量影响不大。 废水废水pH的影响的影响 对金属盐类，对金属盐类，pH影响其在水中水解产物的种类影响其在水中水解产物的种类与数量，一般在与数量，一般在pH为为5.58.0时有较高脱除率；对人工合成高时有较高脱除率；对人工合成高分子絮凝剂，则影响其活性基团的性质。分子絮凝剂，则影响其活性基团的性质。110二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（二）影响混凝效果的因素（二）影响混凝效果的因素 水力条件的影响水力条件的影响 混凝的过程是混凝剂与胶粒发生反应并逐步凝聚在一起的过混凝的过程是混凝剂与胶粒发生反应并逐步凝聚在一起的过程，水流紊动过于缓慢，则混凝刑与胶粒反应速率太小，紊动过程，水流紊动过于缓慢，则混凝刑与胶粒反应速率太小，紊动过于激烈则使结成的絮体重新破裂。于激烈则使结成的絮体重新破裂。 一船混凝过程分为混合与反应两个阶段，混合阶段持续大约一船混凝过程分为混合与反应两个阶段，混合阶段持续大约1030s，一船不超过一船不超过2min，主要是使药剂迅速而均匀地扩散到主要是使药剂迅速而均匀地扩散到水中。反应阶段通常为水中。反应阶段通常为l030min，主要是使水中微粒凝聚成矾主要是使水中微粒凝聚成矾花并增大而沉淀花并增大而沉淀(或上浮或上浮)的过程。的过程。111二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（三）混凝剂和助凝剂三）混凝剂和助凝剂（1）混凝剂的分类）混凝剂的分类 按化学成份分可分为无机及有机两大类。按化学成份分可分为无机及有机两大类。 无机盐主要是铝和铁的盐类及其水解聚合物；无机盐主要是铝和铁的盐类及其水解聚合物； 有机类品种很多，主要是高分子化合物，可分为天然的有机类品种很多，主要是高分子化合物，可分为天然的及人工合成的两大类。及人工合成的两大类。112二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（三）混凝剂和助凝剂（三）混凝剂和助凝剂（2）常用的混凝剂见）常用的混凝剂见P72、P73表表3-9和表和表3-10113二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（三）混凝剂和助凝剂（三）混凝剂和助凝剂（3）助凝剂）助凝剂 为了提高混凝沉淀的效果，通常在使用混凝剂时还需加入一些助为了提高混凝沉淀的效果，通常在使用混凝剂时还需加入一些助凝剂。助凝剂有三类，即：凝剂。助凝剂有三类，即： pH调节剂调节剂 是用来调整废水的是用来调整废水的PH，以达到混凝剂使用的最佳以达到混凝剂使用的最佳pH。常用的有石灰等。常用的有石灰等。 114二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（三）混凝剂和助凝剂（三）混凝剂和助凝剂（3）助凝剂）助凝剂 活化剂活化剂 用来改善絮凝体的结构，增加混凝剂的活性，如活性炭、各用来改善絮凝体的结构，增加混凝剂的活性，如活性炭、各种黏土及活化硅酸等，活化硅酸是由硅酸钠与硫酸中和并熟化，使硅酸种黏土及活化硅酸等，活化硅酸是由硅酸钠与硫酸中和并熟化，使硅酸钠转化成硅酸单体，聚合成高分子物质。其优点：絮凝体形成快，而且钠转化成硅酸单体，聚合成高分子物质。其优点：絮凝体形成快，而且粒大、密实。在低温下也能很好凝聚，而且最佳粒大、密实。在低温下也能很好凝聚，而且最佳pH的范围很广。若将其的范围很广。若将其与硫酸亚铁或硫酸铝合用，凝聚效果更好。与硫酸亚铁或硫酸铝合用，凝聚效果更好。 氧化剂氧化剂 用来破坏其他对混凝剂有干扰的有机物质，如氯等。用来破坏其他对混凝剂有干扰的有机物质，如氯等。115二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（四）混凝处理流程及设备四）混凝处理流程及设备116二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（四）混凝处理流程及设备（四）混凝处理流程及设备 1投药投药q投药方法分干法和湿法两种。投药方法分干法和湿法两种。q干法即把药剂直接投放到被处理的水中。其优点是占地少，干法即把药剂直接投放到被处理的水中。其优点是占地少，缺点是对药剂的粒度要求较高投配量较难控制，对机械设缺点是对药剂的粒度要求较高投配量较难控制，对机械设备要求较高，同时劳动条件也差。用得较多的是湿法，即先备要求较高，同时劳动条件也差。用得较多的是湿法，即先把药剂配制成一定浓度的溶液，再投入被处理水中。把药剂配制成一定浓度的溶液，再投入被处理水中。q投药设备包括投加和计量两部分。常采用的投加设备有：耐投药设备包括投加和计量两部分。常采用的投加设备有：耐酸水泵、真空泵及空气压缩饥等；常用的计量设备有浮杯式酸水泵、真空泵及空气压缩饥等；常用的计量设备有浮杯式计量器、孔板及转子流量计等。计量器、孔板及转子流量计等。117二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（四）混凝处理流程及设备（四）混凝处理流程及设备 2混合混合q当药剂投入废水中后与水发生水解反应并产生异电荷胶体，当药剂投入废水中后与水发生水解反应并产生异电荷胶体，与水中胶体和悬浮物接触，形成细小的矾花，这一过程就是与水中胶体和悬浮物接触，形成细小的矾花，这一过程就是混合，大约在混合，大约在l030s内完成，一般不超过内完成，一般不超过2min、对混合的对混合的要求是快速而均匀。快速是因混凝剂在废水中发生水解反应要求是快速而均匀。快速是因混凝剂在废水中发生水解反应的速度很快，需要尽量造成急速扰动以生成大量细小胶体，的速度很快，需要尽量造成急速扰动以生成大量细小胶体，并不要求生成大颗粒；均匀是为了使化学反应能在废水中各并不要求生成大颗粒；均匀是为了使化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。部分得到均衡发展。q混合的动力源有水力和机械搅拌两类。因此混合设备也分为混合的动力源有水力和机械搅拌两类。因此混合设备也分为两类，采用机械搅拌的有机械搅拌混合槽、水泵混合槽等；两类，采用机械搅拌的有机械搅拌混合槽、水泵混合槽等；利用水力混合的有管道式、穿孔板式、涡流式混合槽等。利用水力混合的有管道式、穿孔板式、涡流式混合槽等。118二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（四）混凝处理流程及设备（四）混凝处理流程及设备 3反应反应q 混合完成后，水中已产生细小絮体但还未达到自然沉降的混合完成后，水中已产生细小絮体但还未达到自然沉降的粒度，反应设备的任务就是使小絮体逐渐絮凝成大絮体。反粒度，反应设备的任务就是使小絮体逐渐絮凝成大絮体。反应设备应有一定的停留时间和适当的搅拌强度，以让小絮体应设备应有一定的停留时间和适当的搅拌强度，以让小絮体能相互碰撞，并防止生产的大絮体沉淀。但搅拌强度太大，能相互碰撞，并防止生产的大絮体沉淀。但搅拌强度太大，则会使生成的絮体破碎，且絮体越大，越易破碎，因此小反则会使生成的絮体破碎，且絮体越大，越易破碎，因此小反应设备中，沿着水流方向搅拌强度应越来越小。反应时间一应设备中，沿着水流方向搅拌强度应越来越小。反应时间一般需般需2030min左右。左右。q反应池的形式有隔板反应池、涡流式反应池、悬浮反应加隔反应池的形式有隔板反应池、涡流式反应池、悬浮反应加隔板反应池和机械搅拌反应池等。板反应池和机械搅拌反应池等。119二、混凝沉淀法二、混凝沉淀法（四）混凝处理流程及设备（四）混凝处理流程及设备 4. 澄清池澄清池q澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的混合、反应、澄清合成一体澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的混合、反应、澄清合成一体的设备。的设备。q具有效率高而尺寸小的优点。具有效率高而尺寸小的优点。q它利用的是接触凝聚原理，即强化混凝过程，在池中让已经生成的它利用的是接触凝聚原理，即强化混凝过程，在池中让已经生成的絮凝体悬浮在水中成为悬浮泥渣层絮凝体悬浮在水中成为悬浮泥渣层(接触凝聚区接触凝聚区)，当投加混凝剂的，当投加混凝剂的水通过它时，废水中新生成的微絮粒迅速吸附在悬浮泥渣上，从而水通过它时，废水中新生成的微絮粒迅速吸附在悬浮泥渣上，从而能够达到良好的去除效果。所以澄清池的关键部分是接触凝聚区。能够达到良好的去除效果。所以澄清池的关键部分是接触凝聚区。保持泥渣处于悬浮、浓度均匀稳定的工作条件已成为所有澄清池的保持泥渣处于悬浮、浓度均匀稳定的工作条件已成为所有澄清池的共同特点。共同特点。120三、氧化还原法三、氧化还原法v利用某些溶解于废水中的有毒有害物质在氧化还原反应中能被氧利用某些溶解于废水中的有毒有害物质在氧化还原反应中能被氧化或还原的性质，把它们转化成为无毒无害的新物质，或者转化化或还原的性质，把它们转化成为无毒无害的新物质，或者转化成容易从水中分离排除的形态（气态或固态），从而达到处理的成容易从水中分离排除的形态（气态或固态），从而达到处理的目的，这种方法称为废水处理中的氧化还原法。目的，这种方法称为废水处理中的氧化还原法。v影响氧化还原反应的因素有：溶液的影响氧化还原反应的因素有：溶液的pH值、温度、浓度等。溶值、温度、浓度等。溶液的液的pH值决定着溶质的电离强度和存在形态，因此影响反应速值决定着溶质的电离强度和存在形态，因此影响反应速度的快慢。另外，度的快慢。另外，H+和和OH-还起着催化剂的作用。因此氧化还原还起着催化剂的作用。因此氧化还原反应中必须严格控制溶液的反应中必须严格控制溶液的pH值。值。121三、氧化还原法三、氧化还原法氧化剂或还原剂的选择原则氧化剂或还原剂的选择原则uu对水中希望去除的污染物质有良好的氧化还原作用；对水中希望去除的污染物质有良好的氧化还原作用；对水中希望去除的污染物质有良好的氧化还原作用；对水中希望去除的污染物质有良好的氧化还原作用；uu反应后的生成物应当无害，避免造成二次污染；反应后的生成物应当无害，避免造成二次污染；反应后的生成物应当无害，避免造成二次污染；反应后的生成物应当无害，避免造成二次污染；uu价格便宜，来源可靠；价格便宜，来源可靠；价格便宜，来源可靠；价格便宜，来源可靠；uu常温下能有较快的反应速度，尽量避免加热；常温下能有较快的反应速度，尽量避免加热；常温下能有较快的反应速度，尽量避免加热；常温下能有较快的反应速度，尽量避免加热；uu反应时所需反应时所需反应时所需反应时所需pHpH值最好不要太高或太低。值最好不要太高或太低。值最好不要太高或太低。值最好不要太高或太低。122三、氧化还原法三、氧化还原法 在接受电子后还原成负离子的中性分子如在接受电子后还原成负离子的中性分子如Cl2、O2、O3，等。等。 带正电荷的离子，接受电子后还原成负离子，如漂白粉的次氯酸带正电荷的离子，接受电子后还原成负离子，如漂白粉的次氯酸根中的根中的C1变为变为C1。 带正电荷的离子，接受电子后还原成带较低正电荷的离子，如带正电荷的离子，接受电子后还原成带较低正电荷的离子，如MnO4中的中的Mn7+变为变为Mn2、Fe3+变为变为Fe2等。等。废水处理中常用的氧化剂废水处理中常用的氧化剂123三、氧化还原法三、氧化还原法1空气氧化法空气氧化法 （1）基本概念）基本概念 空气氧化法是利用空气中的氧气氧化废水中的有机物和还原空气氧化法是利用空气中的氧气氧化废水中的有机物和还原性物质的一种处理方法，空气因氧化能力比较弱主要用于含还性物质的一种处理方法，空气因氧化能力比较弱主要用于含还原性较强物质的废水处理。原性较强物质的废水处理。 如炼油厂的含硫废水。如炼油厂的含硫废水。124三、氧化还原法三、氧化还原法1空气氧化法空气氧化法（2）基本原理）基本原理 空气中的氧与废水中硫化物的反应如下：空气中的氧与废水中硫化物的反应如下： 有机硫化物与氧反应生成二硫化物，其在水中的溶解度很小，有机硫化物与氧反应生成二硫化物，其在水中的溶解度很小，容易从水中分离出去，反应如下：容易从水中分离出去，反应如下：125三、氧化还原法三、氧化还原法1空气氧化法空气氧化法（3）设备与工艺）设备与工艺P77126三、氧化还原法三、氧化还原法 2氯氧化法氯氧化法 q 氯气是普退使用的氧化剂，既用于给水消毒，又用于废水氧化，氯气是普退使用的氧化剂，既用于给水消毒，又用于废水氧化，主要是起到消毒杀茵的作用。主要是起到消毒杀茵的作用。q通常的含氯药剂有液氯、漂白粉、次氯酸钠、二氧化氯等。各药通常的含氯药剂有液氯、漂白粉、次氯酸钠、二氧化氯等。各药剂的氧化能力用有效氯合量表示。氧化价大于剂的氧化能力用有效氯合量表示。氧化价大于1价的那部分氯价的那部分氯具有氧化能力具有氧化能力,称之为有效氯。作为比较基准，取液氯的有效氯称之为有效氯。作为比较基准，取液氯的有效氯含量为含量为100%。q表表312（P78)给出了几种含氯药剂的有效氯含量。给出了几种含氯药剂的有效氯含量。q氯氧化法目前主要是用在对含酚、含氰、含硫化物的废水治理方氯氧化法目前主要是用在对含酚、含氰、含硫化物的废水治理方面。面。127三、氧化还原法三、氧化还原法 2氯氧化法氯氧化法(1)处理含酚废水处理含酚废水 向含酚废水中加入氯、次氯酸盐或二氧化氯等，可将酚破坏。向含酚废水中加入氯、次氯酸盐或二氧化氯等，可将酚破坏。根据理论计算投加的氯量与水中的含酚量之比为根据理论计算投加的氯量与水中的含酚量之比为6：1时，即可使时，即可使酚完全破坏，但由于废水中存在其他化合物也与氯发生反应，实酚完全破坏，但由于废水中存在其他化合物也与氯发生反应，实际上氯的需要量要超过理论量的许多倍一般要超出际上氯的需要量要超过理论量的许多倍一般要超出10倍左右。倍左右。如果投氯量不够，酚不能完全被破林，而且生成具有强烈臭味的如果投氯量不够，酚不能完全被破林，而且生成具有强烈臭味的氯酚。二氧化氯的氧化能力为氯的氯酚。二氧化氯的氧化能力为氯的25倍左右，而且在氧化过程倍左右，而且在氧化过程中不会生成氯酚。但由于二氧化氯的价格昂贵，故仅用于除去低中不会生成氯酚。但由于二氧化氯的价格昂贵，故仅用于除去低浓度酚的废水处理。浓度酚的废水处理。128三、氧化还原法三、氧化还原法 2氯氧化法氯氧化法 (2) 处理含氰废水处理含氰废水 用氯氧化法处理含氰废水时，是将次氯酸钠直接投入废水中，用氯氧化法处理含氰废水时，是将次氯酸钠直接投入废水中，也可以将氢氧化钠和氯气同时加入废水中，氢氧化钠与氯气反应也可以将氢氧化钠和氯气同时加入废水中，氢氧化钠与氯气反应生成次氯酸钠。由于这种氯氧化法是在碱性条件下进行的，故又生成次氯酸钠。由于这种氯氧化法是在碱性条件下进行的，故又称为碱性氯化法。称为碱性氯化法。129三、氧化还原法三、氧化还原法 3臭氧氧化法臭氧氧化法 （1）臭氧的特性）臭氧的特性 臭氧臭氧03是氧的同素异构体，在常温常压下是一种具有鱼腥味是氧的同素异构体，在常温常压下是一种具有鱼腥味的淡紫色气体。臭氧具有以下一些重要性质：的淡紫色气体。臭氧具有以下一些重要性质： 不稳定性不稳定性 臭氧不稳定，在常温下容易自行分解成为氧气并臭氧不稳定，在常温下容易自行分解成为氧气并释放出热量。释放出热量。 溶解性溶解性 臭氧在水中的溶解度要比纯氧高臭氧在水中的溶解度要比纯氧高10倍，比空气高倍，比空气高25倍在空气中臭氧的浓度对臭氧的溶解度有很大影响，同时溶解倍在空气中臭氧的浓度对臭氧的溶解度有很大影响，同时溶解度还受到气体压力的影响。度还受到气体压力的影响。130三、氧化还原法三、氧化还原法 3臭氧氧化法臭氧氧化法（1）臭氧的特性）臭氧的特性 毒性毒性 当臭氧在空气中的浓度达到当臭氧在空气中的浓度达到0.1cm3m3时，即可以时，即可以使人的眼、鼻和喉感到刺激当奥氯浓度达到使人的眼、鼻和喉感到刺激当奥氯浓度达到110cm3m3时时可引起头痛、恶心等症状。我国可引起头痛、恶心等症状。我国工业企业设计卫生标准工业企业设计卫生标准TJ 3679规定车间空气中臭氧的最高容许浓度为规定车间空气中臭氧的最高容许浓度为0.3mgm3。 氧化性氧化性 臭氧可使有机物质被氧化，可使烯烃、炔烃及芳香臭氧可使有机物质被氧化，可使烯烃、炔烃及芳香烃化合物被氧化成醛类或有机酸。烃化合物被氧化成醛类或有机酸。131三、氧化还原法三、氧化还原法 3臭氧氧化法臭氧氧化法 （2）臭氧的制备方法）臭氧的制备方法 制备臭氧的方法很多，有制备臭氧的方法很多，有化学法化学法、紫外线法紫外线法、电解法电解法和和无无声放电法声放电法等方法。其中唯一经济实用的方法是无声放电法，故等方法。其中唯一经济实用的方法是无声放电法，故被普遍使用，目前也进行化学法制备臭氧的研究。被普遍使用，目前也进行化学法制备臭氧的研究。132三、氧化还原法三、氧化还原法 3臭氧氧化法臭氧氧化法 （3）无声放电法的原理）无声放电法的原理 在一对交流电极之间通过氧气或空气，电极间的两侧被绝缘，在一对交流电极之间通过氧气或空气，电极间的两侧被绝缘，则空气或氧气通过电极时使发生放电现象，由于这种放电是没有则空气或氧气通过电极时使发生放电现象，由于这种放电是没有声音的，所以称之为无声放电法，无声放电法生产臭氧的制备原声音的，所以称之为无声放电法，无声放电法生产臭氧的制备原理及装置如图理及装置如图329所示（所示（P80)。 133三、氧化还原法三、氧化还原法 3臭氧氧化法臭氧氧化法（4）臭氧发生系统及装置臭氧发生系统及装置 由于臭氧不稳定，因此通常在现场随制随用。以空气为原料由于臭氧不稳定，因此通常在现场随制随用。以空气为原料制造臭氧，由于原料来源方便，所以采用较为普遍。图制造臭氧，由于原料来源方便，所以采用较为普遍。图330（P81)为空气为原料的典型臭氧处理闭路系统流程图。为空气为原料的典型臭氧处理闭路系统流程图。134三、氧化还原法三、氧化还原法 3臭氧氧化法臭氧氧化法（5）臭氧处理废水的流程）臭氧处理废水的流程 用臭氧处理废水的过程为：臭氧先溶于水中，然后再与废水用臭氧处理废水的过程为：臭氧先溶于水中，然后再与废水中所含有的污染物进行氧化反应。臭氧在水中的溶解度并不大，中所含有的污染物进行氧化反应。臭氧在水中的溶解度并不大，它与污染物的反应速率也受到限制，所以反应速度一般不是很快。它与污染物的反应速率也受到限制，所以反应速度一般不是很快。135三、氧化还原法三、氧化还原法 3臭氧氧化法臭氧氧化法（6）臭氧处理废水的作用）臭氧处理废水的作用 用臭氧处理废水，氧化产物的毒性降低，另外，臭氧在水用臭氧处理废水，氧化产物的毒性降低，另外，臭氧在水中分解后得到氧，可使水中的溶解氧增加，而不会造成二次污中分解后得到氧，可使水中的溶解氧增加，而不会造成二次污染。臭氧主要用于废水的三级处理，其作用是：染。臭氧主要用于废水的三级处理，其作用是： 降低废水中的降低废水中的COD和去除和去除BOD； 杀菌消毒；杀菌消毒； 增加水中的溶解氧；增加水中的溶解氧； 脱色和脱臭味；脱色和脱臭味； 降低浊度。降低浊度。136三、氧化还原法三、氧化还原法4. 湿式氧化法湿式氧化法（1）湿式氧化法的概念）湿式氧化法的概念 湿式氧化法是在较高温度和压力下，用空气中的氧来氧化废湿式氧化法是在较高温度和压力下，用空气中的氧来氧化废水中溶解和悬浮的有机物和还原性无机物的一种方法，因氧化过水中溶解和悬浮的有机物和还原性无机物的一种方法，因氧化过程在液相中进行，故称为湿式氧化。程在液相中进行，故称为湿式氧化。l。137三、氧化还原法三、氧化还原法4. 湿式氧化法湿式氧化法（2）湿式氧化法的特点）湿式氧化法的特点 与一般方法相比，湿式氧化法具有适用范围广、处理效率高、与一般方法相比，湿式氧化法具有适用范围广、处理效率高、二次污染低、氧化速度快、装置小、可回收能源和有用物料等优二次污染低、氧化速度快、装置小、可回收能源和有用物料等优点。点。 缺点：需要高压设备，基建投资比较大。缺点：需要高压设备，基建投资比较大。138三、氧化还原法三、氧化还原法4. 湿式氧化法湿式氧化法（3）湿式氧化法的发展历程）湿式氧化法的发展历程 湿式氧化法工艺最初由美国的湿式氧化法工艺最初由美国的Zimmermann研究提出，研究提出，20世世纪纪70年代以前主要用于年代以前主要用于城市污水处理的污泥城市污水处理的污泥和和造纸黑液造纸黑液的处理。的处理。以后湿式氧化技术发展很快，应用范围也在不断扩大，装置数目以后湿式氧化技术发展很快，应用范围也在不断扩大，装置数目和规模也日益增大，并开始了催化湿式氧化的研究和利用和规模也日益增大，并开始了催化湿式氧化的研究和利用。139三、氧化还原法三、氧化还原法4. 湿式氧化法湿式氧化法（4）湿式氧化法的发展方向）湿式氧化法的发展方向 20世纪世纪80年代中期以后湿式氧化技术向三个方向发展：年代中期以后湿式氧化技术向三个方向发展：第一，继续开发适用于湿式氧化的高效催化剂，使反应能第一，继续开发适用于湿式氧化的高效催化剂，使反应能在比较温和的条件下进行，并在较短的时间内完成；在比较温和的条件下进行，并在较短的时间内完成；第二，将反应温度和压力进一步提高到水的临界点以上，第二，将反应温度和压力进一步提高到水的临界点以上，进行超进行超临界湿式氧化临界湿式氧化。第三，回收系统的能量和物料。第三，回收系统的能量和物料。140四、电解法四、电解法（一）电解法的原理（一）电解法的原理q电解质溶液在电流的作用下，发生电化学反应的过程称为电解。电解质溶液在电流的作用下，发生电化学反应的过程称为电解。q在电解过程中，溶液与电源的正负极接触部分同时发生氧化还原在电解过程中，溶液与电源的正负极接触部分同时发生氧化还原反应。反应。q当对某些废水进行电解时，废水中的有毒物质在阳极失去电子当对某些废水进行电解时，废水中的有毒物质在阳极失去电子（或在阴极得到电子）而被氧化（或还原）成新的产物。（或在阴极得到电子）而被氧化（或还原）成新的产物。q这些新产物可能沉淀在电极表面或沉淀到反应槽底部，也有的情这些新产物可能沉淀在电极表面或沉淀到反应槽底部，也有的情况下会形成气体逸出，从而降低了废水中有毒物质的浓度。况下会形成气体逸出，从而降低了废水中有毒物质的浓度。q这种利用电解的原理来处理某些废水的方法，就是废水处理中的这种利用电解的原理来处理某些废水的方法，就是废水处理中的电解法工艺。电解法工艺。141四、电解法四、电解法（二）电解法的分类（二）电解法的分类 目前对电解还没有统一的分类方法，一般按照污染物的净化目前对电解还没有统一的分类方法，一般按照污染物的净化机理可以分为机理可以分为电解氧化法电解氧化法、电解还原法电解还原法、电解凝聚法电解凝聚法和和电解浮上电解浮上法法； 也可以分为也可以分为直接电解法直接电解法和和间接电解法间接电解法。 按照阳极材料的溶解特性可分为按照阳极材料的溶解特性可分为不溶性阳极电解法不溶性阳极电解法和和可溶性可溶性阳极电极法。阳极电极法。142四、电解法四、电解法（三）电解槽的形式（三）电解槽的形式v电解槽一般多为矩形。按废水的流动方式分为电解槽一般多为矩形。按废水的流动方式分为回流式回流式和和翻腾式翻腾式。v回流式水流流程长，离子易于向水中扩散，容积利用率高，但施回流式水流流程长，离子易于向水中扩散，容积利用率高，但施工和检修比较困难。工和检修比较困难。v翻腾式的极板采用悬挂方式固定，极板与池壁不接触而减少了漏翻腾式的极板采用悬挂方式固定，极板与池壁不接触而减少了漏电的可能，更换极板也比较方便。电的可能，更换极板也比较方便。143四、电解法四、电解法（四）（四）电解氧化法电解氧化法v 电解氧化是指废水中污染物在电解槽的阳极失去电子被氧化外，电解氧化是指废水中污染物在电解槽的阳极失去电子被氧化外，水中的水中的Cl-、OH-等也可在阳极放电，生成等也可在阳极放电，生成Cl2、O2而间接地氧化而间接地氧化破坏污染物。破坏污染物。v实际上，为了强化阳极的氧化作用实际上，为了强化阳极的氧化作用,减少电解槽的内阻，往往在减少电解槽的内阻，往往在废水电解槽中常加一些食盐，进行所谓的电氯化，食盐投加后在废水电解槽中常加一些食盐，进行所谓的电氯化，食盐投加后在阳极可生成氯和次氯酸根，对水中的天机和有机物也有较强的氧阳极可生成氯和次氯酸根，对水中的天机和有机物也有较强的氧化作用。化作用。144四、电解法四、电解法（五）电解还原法（五）电解还原法 q电极还原主要用于处理阳离子污染物，如电极还原主要用于处理阳离子污染物，如Cr6+、Hg2+等。等。q目前在生产应用中，都是以铁板为电极，由于铁板溶解，金属离目前在生产应用中，都是以铁板为电极，由于铁板溶解，金属离子在阳极还原沉积而回收除去。子在阳极还原沉积而回收除去。145四、电解法四、电解法（六）电解凝聚和电解气浮（六）电解凝聚和电解气浮 电解凝聚和气浮法的基本原理是将需处理的废水作为电解电解凝聚和气浮法的基本原理是将需处理的废水作为电解质溶液，在直流电源的作用下发生电化学反应，在电解过程中，质溶液，在直流电源的作用下发生电化学反应，在电解过程中，一般可产生三种效应，即一般可产生三种效应，即电解氧化反应电解氧化反应，电解絮凝电解絮凝和和电解气浮电解气浮，电解气浮主要是电解装置的阴极反应，有时也部分地出现于阳电解气浮主要是电解装置的阴极反应，有时也部分地出现于阳极反应。极反应。 一般采用铁和铝作阳极。一般采用铁和铝作阳极。146四、电解法四、电解法（七）电解凝聚和电解气浮举例（七）电解凝聚和电解气浮举例q采用可溶性铁极板的电极反应：铁失去电子变为二价铁离子进入采用可溶性铁极板的电极反应：铁失去电子变为二价铁离子进入废废 水中：水中： Fe2eFe2+q二价铁离子进一步水解，形成氢氧化亚铁和氢氧化铁：二价铁离子进一步水解，形成氢氧化亚铁和氢氧化铁：q而而Fe2+和和Fe(OH)2对废水中胶体起到凝聚作用。对废水中胶体起到凝聚作用。147四、电解法四、电解法（七）电解凝聚和电解气浮举例（七）电解凝聚和电解气浮举例q阴极反应：氢离子在阴极上放电变为氢气逸出：阴极反应：氢离子在阴极上放电变为氢气逸出：q逸出的氢气形成极小的气泡，将废水中的凝聚物浮上电解槽的液逸出的氢气形成极小的气泡，将废水中的凝聚物浮上电解槽的液体表面，起到气浮的效果。与此同时，在阴极还发生氧化反应，体表面，起到气浮的效果。与此同时，在阴极还发生氧化反应，使有机物分解氧化成无害成分；在阳极发生还原反应，使氧化型使有机物分解氧化成无害成分；在阳极发生还原反应，使氧化型色素还原成无色。色素还原成无色。q利用电解凝聚和电解气浮，可以处理多种含有机物、重金属废水。利用电解凝聚和电解气浮，可以处理多种含有机物、重金属废水。148四、电解法四、电解法 （八）电解凝聚和电解气浮的优点（八）电解凝聚和电解气浮的优点 电解凝聚气浮法比起投加凝聚剂的化学凝聚来，具有一些独电解凝聚气浮法比起投加凝聚剂的化学凝聚来，具有一些独特的优点：特的优点：v可去除的污染物广泛，可去除的污染物广泛，v反应迅速反应迅速(如阳极溶蚀产生如阳极溶蚀产生A13+并形成絮凝体只需并形成絮凝体只需1545s)，v适用的适用的PH范围宽，范围宽，v所形成的沉渣密实，效果好。所形成的沉渣密实，效果好。149小结化学处理法小结化学处理法q中和法中和法q混凝沉淀法混凝沉淀法q氧化还原法氧化还原法q电解法电解法150