第六章第三节废水处理技术概述 20140402

1、1第三节 废水处理技术概述2掌握化工废水的处理技术掌握化工废水的处理技术化工废水处理技术3 对各种生活污水和工业废水进行处理所采用的办法是：将污染物质从水中除去，或是改变其性质，使有害物质变为无害物质，因此废水得以净化。 处理生活污水与工业废水的方法可以归纳成四大类：物理法、化学法、物理化学法和生物法。4一、物理法定义：通过物理作用和机械力分离或回收废水中不溶解悬浮污染物质(包括油膜和油珠)，并在处理过程中不改变其化学性质的方法称为物理处理法。1.均衡与调节u 设备-调节池u 长方形调节池： 特点-在池内设有若干折流隔墙，使废水在池内来回折流。u 折流式调节池： 优点-调节池容积大小可视废水的

2、浓度、流量变化、要求的调节程度及废水处理设备的处理能力来确定，做到既经济又满足废水处理系统的要求。53. 筛除与过滤u定义：利用过滤介质截留废水中的悬浮物，也叫筛滤截留法。u筛滤截留法的实质-让废水通过一层带孔眼的过滤装置或介质，尺寸大于孔眼尺寸的悬浮颗粒则被截留。u过滤介质-钢条、筛网、滤布、石英砂、无烟煤、合成纤维、微孔管等。u常用的过滤设备-格栅、栅网、微滤机、砂滤器、真空滤机、压滤机等(后两种滤机多用于污泥脱水)。62、沉淀v 在污水处场中需要设置两种不同的沉淀设备。一种是沉淀无机固体为主的设备称为沉砂池另一种是沉淀有机固体为主的设备，称为沉淀池。v (1）沉砂池v 沉沙池的功能是去除

3、水小砂粒煤渣等相对密度较大的无机颗粒物，一般设在沉淀池之前。v 沉秒池构造简单比如乎流武沉砂池只是加宽、bg深了的明渠两端设量闭板，底部没量砂牛，常v 用的还宿曝气沉砂池、钟式沉砂池等。782. 沉淀u 定义：定义：沉淀是利用废水中悬浮物密度比水大，可借助重力作沉淀是利用废水中悬浮物密度比水大，可借助重力作用下沉的原理而达到液固分离目的的一种处理方法。用下沉的原理而达到液固分离目的的一种处理方法。u 分类：分类：沉淀根据废水中悬浮物的沉淀现象可分四种类型：自沉淀根据废水中悬浮物的沉淀现象可分四种类型：自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀和压缩沉淀。由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀和压缩沉淀。设备-沉淀池普通

4、沉淀池斜板斜管沉淀池 平流式平流式竖流式竖流式辐射式辐射式 优点优点是构造简单、沉淀效果好、性能稳定。缺点缺点是排泥困难、占地面积大。91011 v 利用粒状介质层截留水中细小悬浮物的方法，被称为过滤。过滤常被用于废水的深度处理和饮用水处理过程。进行过滤操作的构筑物被称为滤池。普通快滤池是应用最广的一种滤池。v图68为普通快滤池的构造透视图。由图可见，普通快滤他的主要组成部分为底部配水系统、中部滤料层、顶部洗砂排水槽和池外管廊，其过滤操作是包括过滤和反冲洗两个过程的交替循环的过程。121314微滤机1516格栅1718 4气浮v 气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的悬浮物，使其

5、随气泡浮升到水面，而从水中除去。其主要处理对象是乳化油及疏水性的细小悬浮物。有时需向废水中投加浮选药剂，选择性地将亲水性的污染物改变为疏水性质。v根据气泡的产生方式，气浮法可分为散气气浮法、溶气气浮法(包括真空气浮法)与电解气浮法。其中溶气气浮法中的加压溶气气浮是应用最多的一种。图6-9为加压溶气气浮流程的示意图。1920 5离心分离v 当废水在容器中绕轴线旋转时，废水及废水中的悬浮固体颗粒将受到器壁所施加的向心力的作用，由于废水与悬浮固体颗粒的密度差，则重者(悬浮物)将做离心运动集中至器壁部分，并沿器突下滑至器底，形成泥渣，由排泥管连续徘出。轻者(废水)将做向心运动集中于容器中心轴部分，出设

6、在容器的中心管进人出流室排出，从而达到悬浮固体与废水的分离。215. 离心分离u定义定义-废水中的悬浮物借助离心设备的高速旋转，废水中的悬浮物借助离心设备的高速旋转，在离心力的作用下与水分离的过程叫离心分离。在离心力的作用下与水分离的过程叫离心分离。u原理原理-含悬浮物的废水在高速旋转时，由于悬浮颗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同，质量粒和废水的质量不同，所受到的离心力大小不同，质量大的被甩到外圈，质量小的则留在内圈，通过不同的出大的被甩到外圈，质量小的则留在内圈，通过不同的出口将它们分别引导出来，从而使悬浮物与水分离。口将它们分别引导出来，从而

7、使悬浮物与水分离。设备水力旋流器高速离心机 重力式重力式压力式压力式 优点优点-体积小，单位容积的处理能力高，构造简单，使用方便，易于安装维护。缺点缺点-水泵和设备易磨损，所以设备费用高，耗电较多。一般只用在小批量的、有特殊要求的废水处理。22236. 隔油u定义：隔油主要用于对废水中可浮油的处理，它是利用水中油品与水密度的差异与水分离并加以清除的过程。设备-隔油池平流式隔油池斜流式隔油池优点优点：构造简单，运行管理方便，除油效果稳定。缺点：缺点：是体积大、占地面积大、处理能力低、排泥难，出水中仍含有乳化油和吸附在悬浮物上的油分，一般很难达到排放要求。 特点：特点：该装置结构简单，占地面积小，

8、易管理，能除去水中粒径为15m以上的油粒。24二、化学法定义：化学法(或化学处理法)是利用化学作用处理废水中的溶解物质或胶体物质，可用来去除废水中的金属离子、细小的胶体有机物、无机物、植物营养素(氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、碱等，对于废水的深度处理也有着重要作用。氧化还原法1234中和法混凝法电化学法25v。v 1,混凝v 向水中投加某些化学药剂(常称为混凝剂)，使难以沉降的颗粒互相聚集增大，成为具有沉降性能的絮体以便能通过自然沉降或过滤的方法从水中分离除去，即为混凝。混凝是水处理的一个重要工艺，26v 常用的混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝等铝盐，硫酸亚铁、三氯化铁等铁盐，以及有机合成高分子

9、絮凝剂等。v 原水和废水的混凝处理工艺包括混合、反应以及絮凝体分离三个阶段。v通常在混合池、反应池以及沉淀池三种设备中完成。27u 混凝原理 双电层作用原理-这一原理主要考虑低分子电解质对胶体微粒产生中和作用，以引起胶体微粒凝聚。 化学架桥作用原理-当废水中加入少量的高分子聚合物时，聚合物即被迅速吸附结合在胶体微粒表面上。开始时，高聚物分子链节的一端吸附在一个微粒表面上，该分子未被吸附的一端就伸展到溶液中去，这些伸展的分子链节又会被其它的微粒所吸附，于是形成一个高分子链状物同时吸附在两个以上的胶体微粒表面的情况。各微粒依靠高分子的连接作用构成某种聚集体，结合为絮状物这种作用称为吸附架桥作用。由

10、高分子架桥形成的聚集体中，各微粒并未达到直接接触，而且也未达到电中和脱稳状态，因此，吸附架桥实质上仍是一种聚合物过量状态。28u 混凝过程及投药方法干法是把经过破碎、易于溶解的药剂直接投入废水中。湿法是将混凝剂和助凝剂配成一定浓度的溶液，然后按处理水量大小定量投加。将药剂迅速、均匀地投加到废水中，以压缩废水中的胶体颗粒的双电层，降低或消除胶粒的稳定性，使废水中胶体能互相聚集成较大的微粒促使失去稳定的胶体粒子碰撞结合，成为可见的矾花绒粒混凝沉淀处理流程29302. 中和法 中和就是酸碱相互作用生成盐和水，也即pH调整或称为酸碱度调整。 酸、碱废水的中和方法有： 酸、碱废水互相中和:以废治废、既简

11、便又经济； 投药中和:可以处理任何浓度、任何性质的酸碱废水; 过滤中和：可以进行废水的pH调整。 313. 氧化还原法p 定义：通过药剂与污染物的氧化还原反应，将废水中有害的污染物转化为无毒或低毒物质的方法。 废水处理中最常采用的氧化剂氧化剂是空气、臭氧、二氧化氯（ClO2）、氯气（Cl2）、高锰酸钾（KMnO4）等。 药剂还原法在废水处理中应用较少，只限于某些废水（如含铬废水）的处理，常用的还原剂还原剂有硫酸亚铁（FeSO4）、亚硫酸盐、氯化亚铁（FeCl2）、铁屑、锌粉、硼氢化钠等。32三、物理化学法1. 吸附法 吸附过程原理：吸附是利用多孔固体吸附剂的表面活性，吸附废水中的一种或多种污染

12、物，达到废水净化的目的。 根据固体表面吸附力的不同，吸附可分为以下三种类型：1物理吸附：吸附剂和吸附质之间通过分子间力产生的吸附为物理吸附。它是可逆的。2化学吸附：吸附剂和吸附质之间发生由化学键力引起的吸附为化学吸附。 它是不可逆的。3离子交换吸附：是通常所指的离子交换。332. 萃取法n 定义：利用与水不相溶解或极少溶解的特定溶剂同废水充分混合接触，使溶于废水中的某些污染物质重新进行分配而转入溶剂，然后将溶剂与除去污染物质后的废水分离，从而达到废水净化和回收有用物质的目的。 采用的溶剂称为萃取剂，被萃取的物质称为溶质，萃取后的萃取剂称萃取液（萃取相），残液称为萃余液（萃余相）。n 特点：萃取

13、法具有处理水量大，设备简单，便于自动控制，操作安全、快速、成本低等优点，因而该法具有广阔的应用前景。目前仅用于为数不多的几种有机废水和个别重金属废水的处理。34n 萃取工艺设备 萃取工艺包括混合、分离和回收三个主要工序。根据萃取剂与废水的接触方式不同，萃取操作有间歇式间歇式-工艺及计算与间歇吸附相同。工艺及计算与间歇吸附相同。连续式连续式-设备常用的有填料塔、筛板塔、脉冲塔、设备常用的有填料塔、筛板塔、脉冲塔、转盘塔和离心萃取机。转盘塔和离心萃取机。往复叶片式脉冲筛板塔往复叶片式脉冲筛板塔离心萃取机离心萃取机353. 浮选法n定义：利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其密度小

14、于水而上浮到水面，实现固液或液液分离的过程。n基本原理：浮选法的根据是表面张力的作用原理。当液体和空气相接触时，在接触面上的液体分子与液体内部液体分子的引力，使之趋向于被拉向液体的内部，引起液体表面收缩至最小，使得液珠总是呈圆球形存在。364. 其他方法电渗析电渗析 是在直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子选择透过性（即阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过），而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。电渗析技术越来越引起人们的重视并得到逐步推广。此方法应用在环保方面进行废水处理已取得良好的效果。但是由于耗电量很高，多数还仅限于在以回收为目的的情况下使用。37反渗透反

15、渗透 是利用半渗透膜进行分子过滤来处理废水的一种新的方法，又称膜分离技术。因为在较高的压力作用下，这种膜可以使水分子通过，而不能使水中溶质通过，所以这种膜称为半渗透膜。利用它可以除去水中比水分子大的溶解固体、溶解性有机物和胶状物质。近年来应用范围在不断扩大，多用于海水淡化、高纯水制造及苦咸水淡化等方面。38超过滤法超过滤法 是利用半透膜对溶质分子大小的选择透过性而进行的膜分离过程。超过滤法所需的压力较低，一般为0.10.5MPa，而反渗透的操作压力则为210MPa。因化工废水中含有各种各样的溶质物质，所以只采用单一的超滤方法，不可能去除不同分子量的各类溶质，一般多是与反渗透法联合使用，或者与其

16、他处理法联合使用，多用于物料浓缩。39四、生物处理法定义： 废水的生物处理法就是利用微生物新陈代谢功能，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使废水得以净化。分类： 生物处理法的工艺根据参与的微生物种类和供氧情况，分为好氧生物处理和厌氧生物处理。401、好氧生物处理活性污泥法 活性污泥是活性污泥中曝气池的净化主体，生物相较为齐全，具有很强的吸附和氧化分解有机物的能力。生物膜法是靠生物滤池实现的。普通生物滤池的工作原理是：废水通过布水器均匀地分布在滤池表面，滤池中装满滤料，废水沿滤料向下流动，到池底进入集水沟、排水渠并流出池外。在滤料表面覆盖着一层粘膜，在粘膜上长着各种各

17、样的微生物，这层膜被称为生物膜。生物滤池的工作实质，主要靠滤料表面的生物膜对废水中有机物的吸附氧化作用。412、厌氧生物处理水解酸化阶段 产氢产乙酸阶段 产甲烷阶段 基本原理基本原理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物(或兼氧微生物)的作用，将废水中的有机物分解转化为甲烷和二氧化碳的过程。厌氧过程主要依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。三个阶段423.生物处理法的技术进展纯氧曝气纯氧曝气法法 深层曝气深层曝气法法 深井曝气深井曝气池池 生物接触生物接触氧化法氧化法 43认识典型的化工废水处理认识典型的化工废水处理一、炼油废水的处理流程冷却废水 含油

18、废水 含硫废水 含碱废水 含酸废水 含盐废水 是冷却馏分的间接冷却水，温度较高，有时由于设备渗漏等原因，是冷却馏分的间接冷却水，温度较高，有时由于设备渗漏等原因，冷却废水经常含油，但污染程度较轻冷却废水经常含油，但污染程度较轻主要来源于催化及焦化装置，精馏塔塔顶分离器、油气洗涤水及加主要来源于催化及焦化装置，精馏塔塔顶分离器、油气洗涤水及加氢精制等。主要污染物是硫化物、油、酚等氢精制等。主要污染物是硫化物、油、酚等含油废水大部分来源于油品与油气冷凝油、油气洗涤水、机泵冷却含油废水大部分来源于油品与油气冷凝油、油气洗涤水、机泵冷却水、油罐洗涤水以及车间地面冲洗水水、油罐洗涤水以及车间地面冲洗水主要来自汽油、柴油等馏分的碱精制过程。主要含过量的碱、硫、主要来自汽油、柴油等馏分的碱精制过程。主要含过量的碱、硫、酚、油、有机酸等酚、油、有机酸等来自水处理装置、加酸泵房等。主要含硫酸、硫酸钙等来自水处理装置、加酸泵房等。主要含硫酸、硫酸钙等 主要来自原油脱盐脱