污水废水处理设施运营第三章物理化学法

第三章物理化学法第一部分物理法第二部分化学法第三部分物理化学法废水物理处理法通过物理作用分离和去除废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物（包括油膜、大颗粒油珠）的方法。处理过程中，污染物的化学性质不发生变化。①重力分离法，其处理单元有沉淀、气浮（上浮）等，使用的处理设备是沉淀池、沉砂池、隔油池、气浮池及其附属装置等。②离心分离法，其本身是一种处理单元，使用设备有离心分离机、水力旋转分离器等。③筛滤截留法，有栅筛截留和过滤两种处理单元，前者使用格栅、筛网，后者使用砂滤池、微孔滤机等。注解：水力旋转分离过程中，悬浮颗粒质量大，受到较大离心力的作用被甩向外侧，废水则留在内侧，各自通过不同的出口排出，使悬浮颗粒从废水中分离出来。格栅，用以截阻大块固体污染物；筛网，用以截阻、去除废水中的纤维、纸浆等较细小的悬浮物；滤布、砂滤设备，用以截留、去除废水中的更为微细悬浮物；

第一部分物理法污水物理处理是利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质。是污水处理的基本方法。污水物理处理法的处理对象主要是漂浮物与悬浮物质※

。

采用的处理方法：基于分离原理

筛滤截留法：筛网、格栅、滤池、微滤机、砂滤

重力分离法：沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池。

离心分离法：离心机与漩流分离器。

方法功能★分类★维护管理★放置在污水流程的渠道或泵站集水池进口处※

，由一组平行金属栅条或筛网组成。格栅

截留粗大悬浮物或漂浮物，※防止后续处理构筑物或水泵机组系统堵塞，减轻后续处理负荷。

按栅条净间距分：粗（50～100mm)、中(10～40mm)

、细(3～10mm)

；按清渣方式来分：人工清渣和机械清渣※（1）及时清运栅渣；（2）调节保证过栅流量均匀分布；（3）及时清除渠道内沉砂；（4）及时观察格栅除污机异常情况，定时维护；（5）注意卫生安全：注意通风，及时清运处理栅渣；（6）分析记录：栅渣量、格栅后浮渣尺寸等分析拦污效率，及时调整。筛网仿真去除较细小的悬浮物，作用相当于初沉池。p63振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、转盘式筛网p63（1）筛网材质、尺寸要适应所处理废水；（2）合理控制进水流量，进水均匀；（3）油类废水先除油，定期冲洗筛网。

一、格栅与筛网自动机械格栅钢丝绳牵引机械格栅常用机械清渣的格栅：链条式、移动式伸缩臂(仿真)、圆周回转式(仿真)

、钢丝绳牵引式(仿真)

。各种格栅除污机（第8章p376）弧形格栅除污机进水泵房格栅除污机筛网的各种形式(仿真)进水出水渣槽旋转筒蒸汽或高压空气管筛网（一）

转筒式筛网

(仿真)

外进水转筒筛网、内进水转筒筛网（二）水力筛网(仿真)

（靠水力作用旋转）图3-3水力筛网构造示意图导水叶片教材上需注意的知识点P60-61,物理法，格栅分类、位置及作用；运行管理和设计的主要参数，p63筛网孔径及去除对象;p62维护管理(卫生与安全)P62

栅渣量的概念及计算，影响因素，栅渣量W（m3/d)式中：W1—栅渣量标准（m3/103m3污水）

K总

—废水流量总变化系数，K总=Qmax/Q平均

Qmax-废水流量（m3/S？)格栅除污机操作规程1.操作前检查机械部件无卡堵，链条无断裂，限位开关正常；2.耙齿能否吃入栅条，如不能，应检查：①格栅下部是否有大量泥砂、杂物堆积；②栅条、耙齿是否扭曲变形；③两侧链条张紧度是否一致，有无错位；2.操作格栅除污机可实行自动/手动两种运行模式，一般与带式/螺旋输送机、压榨机实行联动操作；自动控制可通过定时或栅前栅后超声波液位计测得的水位差控制；①定时控制：如设定间隔时间为每两小时运行1次，运行时间为每次2分钟；②液位差控制：格栅前后液位差大于设定值时，如，自动开始清捞，当液位差小于设定值时，自动停机；3.运行过程中，如遇过载或其它故障，应能报警和自动停机；4.停机耙斗停留位置合适，电机按钮复位，用高压水冲洗干净挂在除污机上的垃圾，在各润滑点加注或涂抹润滑剂；二、均质调节1功能★

：对水量进行调节，对水质进行均和（主要作用）；为处理设备创造良好的工作条件：降低水温、调整pH值、生物预处理（如预曝气），使其稳定运行；临时贮存事故排水；并能减小处理设备容积，降低成本。

※p642类型及特点★

：水量调节池、水质调节池、事故调节池※（1）均量池——均化水量；实际是一座变水位的贮水池，来水为重力流，出水用泵抽。池中最高水位不高于进水管的设计水位，水深一般为2米左右，最低水位为死水位。贮存盈余，补充短缺。

（2）均质池——均化水质；不仅要求有足够的池容，而且要求不同时段流入池内的废水都能达到完全混合，取得随机均质的效果。混合方式有动力混合与水力混合。（5）事故池——为防止水质出现恶性事故，或发生破坏污水处理厂运行的事故时，设置所谓事故池，贮留事故排水，这是一种变相的均化池。事故池的进水阀门一般是自动控制，否则无法及时发现事故。这种池平时保证泄空备用。

水量调节池（池中水位应变化)(1)线内调节（仿真）：进水一般采用重力流，出水用泵提升水池

泵房

调节池

去处理设备泵废水

（2）线外调节：调节池设在旁路上，当废水流量过高时，多余废水用泵打入调节池，当流量低于设计流量时，再从调节池回流到集水池。水量调节池穿孔导流槽水质调节池(p64)１－进水２－集水区３－出水４－纵向穿孔隔墙５－横向穿孔隔墙６－配水槽折流调节池

同心圆型水质调节池对角线调节池

事故调节池(分流贮水池)p65

如果有偶然泄漏或周期性冲击负荷，可设分流贮水池；事故池中水以小流量逐渐排入废水调节池。调节池

某工厂废水去生物处理

分流贮水池泵3调节池的运行管理：★p65（1）保证池有效容积满足水质水量变化一个周期所排放的全部废水量；（2）及时清除池中沉淀物；（3）经常巡查、观察调节池水位变化情况，定期检测进、出水水质，及时解决异常问题；（4）事故调节池的阀门能够实现自动控制，

※事故调节池平常保持排空状态。教材上需注意的知识点P64调节池的作用、常见类型P64调节池的位置P65调节池运行管理要点三、沉淀与隔油1沉淀的功能、原理与类型★类型：自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀（成层沉淀）、压缩沉淀。1.污水在池内沿水平方向作等速流动,水平流速为v，颗粒的水平分速度等于v,从入口到出口的流动时间为t，t=L/v。

2.在流入区，颗粒沿截面AB均匀分布，并处于自由沉淀状态，颗粒的自由沉淀速度为

u0,t=H/u03.颗粒沉到池底即认为被去除。

为分析悬浮颗粒在沉淀池运动的规律及其效果而提出的一种概念。2理想沉淀池原理★定义假设条件※理想沉淀池分析理想沉淀池分析p671.颗粒随水流进入沉降区后，其运动轨迹为斜率等于u/v的直线。沉速为u0

的颗粒刚好完全沉降，t=L/v=H/u0，可得u0/v=H/L。2.对于u≥u0(动画）的颗粒，有u/v≥H/L，因而能全部被除去;对于u<u0

(动画）的颗粒，一部分被水流带出沉淀池，一部分颗粒能被完全除去。3.依据假设条件：H=u0t，L=vt，如果沉淀池沉降区的表面积为A，沉淀池宽为B，处理水量为Q（m3/h），V为沉淀池容积，有：

V=H·A=H·B·L，V=Q·t，以及假设条件得到Q/A=u0，式中Q/A是沉淀池设计的一个重要参数，称为表面负荷（单位时间内通过沉淀池单位面积的流量），以q表示，其单位是m3/m2·h。4.表面负荷Q/A(q)=u0意义（数值相同，物理意义不一样）：①表面负荷q在数值上等于除去的颗粒的沉速u0

(临界值）；②表面负荷q值愈小，u0越小，具有沉速

u≥

u0

的颗粒占悬浮固体总量的百分数越大,即去除率越高；③解释“浅层沉降”原理:Q/A(q)=u0=H/t=H

·

v/L。3实际沉淀池与理想沉淀池的差距深度方向水流速度分布不均匀对去除率没有影响。宽度方向水流速度分布不均匀是降低沉淀池去除率的主要原因。实际中存在紊流对去除率的影响：减慢沉速，降低去除率；扰动底部沉淀物，降低去除率。4沉淀池4.1沉淀池按功能分类★p69沉砂池（有时与初沉池共一个）、污泥浓缩池。4.2沉淀池按水流方向分类★p69※斜流沉淀池

4.3沉淀池特点及适用条件★，造价高占地面积大，排泥困难。(1)平流式沉淀池(1)平流式沉淀池(仿真）(2)竖流式沉淀池竖流式沉淀池的构造(3)辐流式沉淀池辐流式沉淀池的构造及特点辐流式沉淀池剖面进水出水排泥(4)斜板（管）沉淀池

（仿真）由前面理想沉淀池假设得到：Q/A(q)=u0=H/t=H

·

v/L

（a)u0与

v不变时，（b)L

不变时，

p71

依据浅池沉降原理设计的※

，具有容积利用率高和沉降效率高的优点。

斜板斜管沉淀池的特点

在沉淀池里安装斜板或斜管，斜板上面为出流区，斜板区域为沉降区，斜板以下依次为入流区和污泥区。斜板斜管沉淀池沉淀效率高，斜板上部易引起藻类繁殖，污泥量增加，板间易积泥。

斜板斜管沉淀池的构造

沉淀池工作时，水从斜板之间或斜管内流过，沉落在斜板、斜管底面上的泥渣靠重力自动滑入泥斗。斜板沉淀池常用穿孔整流墙布水，以穿孔管或淹没孔口集水，也可在池面上增设潜孔式集水槽使集水更趋均匀。集泥常采用多斗式，以穿孔管靠静压或泥泵排泥。根据沉降区内水流与污泥的相对运动方向，斜板沉淀池分为异向流、同向流和横向流三种。

4.4沉淀池组成分区★※p69流入区：配水沉降区：可沉颗粒与水分离污泥区：污泥储存、浓缩、排放※缓冲区:泥水进一步分离流出区：进行集水4.5沉淀池运行方式4.6沉淀池的选择原则及运行管理★（1）废水量大小；（2）悬浮物质的沉降性能、泥渣性能；（3）总体布置与地质条件；（4）造价高低与运行管理水平。

选择原则（1）保证进水流量稳定；（2）根据实际情况灵活增减沉淀池数量；（3）定期排泥除渣。运行管理p73

※5沉砂池5.1沉砂池功能★

以重力分离为基础，去除污水中砂子、煤渣等比重较大的无机颗粒物；设于泵站倒虹管前减轻机械、管道的磨损；设于初沉池前，减轻沉淀池负荷，以及改善污泥处理构筑物的处理条件。（1）平流式沉砂池（仿真）组成：入流区、出流区、闸板、水流部分（加宽加深）及沉砂斗特点：沉砂效果好、工作稳定、构造简单，沉砂中有机物含量较高，增加后续处理难度。5.2沉砂池分类★（2）曝气沉砂池

（仿真）曝气沉砂池工作原理（3）旋流（钟式）沉砂池原理：对曝气沉砂池的发展，污水由入口沿切线方向进入沉砂区。叶片旋转作用产生离心力，砂粒被甩向池壁并下落到砂斗，剥落下来的有机物则回到污水中。通过调节转盘和叶片的转速可调节沉砂效果。特点：池型简单、占地小、运行费用低、沉砂效果好5.3沉砂池的运行管理★p69（1）及时清捞浮渣挡板；（2）及时排砂；（3）每日检查调节曝气沉砂池的曝气量；（4）对排出水闸门定期保养维护；（5）定期化验沉渣含水率、灰分，记录沉渣量；（6）注意安全卫生，定期消毒堆砂处。6隔油6.1含油废水的来源

来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业企业。肉类加工、牛奶加工、洗衣房、汽车修理车间等废水中都含有很高的油、油脂。在一般的生活污水中，油脂占总有机质的10%，每人每天产生的油脂可按估算。油的状态呈悬浮状态的可浮油呈乳化状态的乳化油呈溶解状态的溶解油油滴的粒径较大，可以依靠油水密度差而从水中分离出来，对于石油炼厂废水而言，这种状态的油一般占废水中含油量的60%~80%左右。粒径：60μm以上平流分离100～150μm；斜板60μm以上非常细小的油滴，由于其表面有一层由乳化剂形成的稳定薄膜，阻碍油滴合并，故不能用静沉法从废水中分离出来；若能消除乳化剂的作用，乳化油剂可转化为可浮油，称为破乳。乳化油经过破乳之后，就能用沉淀法分离。细分散油粒：10～60μm乳化油：粒径<10μm油品在水中的溶解度非常低，只有几个毫克每升。溶解油：5～15mg/L6.2隔油的功能与原理★p73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，可浮油通过自然上浮法除去称为隔油，乳化油采用气浮法去除。使用的构筑物称为隔油池。

※隔油池工作原理:利用油水之间的密度差，使直径较大的油粒浮到水面并加以去除。※6.3隔油池的类型★

p74

平流式隔油池（仿真）斜板式隔油池

6.4隔油池的运行管理★p75（1）隔油池必须同时具有收油和排泥措施；※（2）隔油池应密闭或加活动盖板；（3）寒冷地区的隔油池应采取有效的保温防寒措施；（4）隔油池周围一定范围内为禁火区，并配备消防器材等。（5）隔油池附近要有蒸汽管道接头，以防火灾与污油凝固堵塞管道等。四、过滤

4.1原理（仿真）

★看p75在水处理技术中，过滤是指通过具有孔隙的颗粒状滤料层截留废水中细小固体颗粒的处理工艺※，如石英砂等截留废水中细小固体颗粒的处理工艺，在过滤过程中，水中的污染物颗粒主要通过筛滤作用、沉淀作用、接触吸附作用等被去除。4.2过滤的作用（右边是补充的）（1）进一步去除废水二级处理后的生物絮体和胶体物质，显著降低出水的悬浮物含量和浊度，能使出水晶莹透明，为出水的安全回用提供保证。（2）进一步降低出水的BOD、COD值，对重金属、细菌、病毒有很高的去除率。（3）去除化学絮凝过程产生的铁盐、铝盐、石灰等沉积物。去除化学法除磷时水中不溶性磷。（4）在活性炭吸附或离子交换之前，作为预处理设施，可提高后续处理装置的安全性和处理效率。（5）在深度处理中，过滤能克服生物和化学处理的不规则性，从而提高回用的连续性和可靠性。（6）通过进一步去除废水中污染物质，可以减少后续的消毒费用。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和细菌，同时可去除一部分有机物降低后续有机负荷。4.3滤池分类★p75-77Ⅰ.按滤速的大小分:

慢滤与快滤池Ⅱ.按水流过滤层的方向分：降流式滤池、升流式滤池、升流和降流结合滤池、水平流式滤池。Ⅲ.按滤料分层结构分：单层滤料滤池、双层滤料滤池、三层滤料滤池。Ⅳ.按滤料冲洗状态分：固定床式和移动床滤池。Ⅴ.按驱动力分：重力式滤池和压力式滤池。Ⅵ.按滤料的不同分:颗粒材料过滤和多孔材料过滤。4.4滤池组成部分:★滤料层、承托层、配水系统、冲洗系统4.5滤池的工艺控制与日常维护★

滤速的控制，工作周期的控制，冲洗效果的控制。（1）定期放空滤池进行全面检查；（2）对表层滤料定期进行大强度表面冲洗或更换；（3）定期检查闸、阀、喷头等；（4）保持滤池池壁及排水槽清洁，并及时清除生长的藻类；（5）出现不能排除的故障，应停池大修。

工艺控制日常维护p80教材上需注意的知识点P65沉淀法p67沉砂池原理

p68平流式沉砂池运行操作、曝气沉砂池曝气的作用p72沉淀池选择原则P73沉淀池的操作管理、隔油P75隔油池运行管理、过滤（概念）P77压力式滤池P77作为过滤池的滤料应符合哪些要求？常用的滤料有哪些？

P79:汽水反冲洗常用于粗滤料的冲洗。

污水处理化学法是借助或通过化学反应完成废水处理的过程。处理的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。主要方法有：中和、化学沉淀、氧化还原及电解法。第二部分：化学法一、中和p81

1.1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)危害★酸碱废水会造成污染、腐蚀管道、毁坏农作物、危害渔业生产、破坏生物处理系统的正常运行，而且极大的浪费。（3）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。1.2pH调节的需要★（1）水生生物对pH的变化较为敏感，在大量酸碱废水排入水体之前必须调节pH值；（2）酸碱废水会腐蚀排水管道；（3）在废水需要进行化学或生物处理前，对废水的pH值都有一定的要求。1.3中和法的基本原理★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，发生的主要反应是：H++OH-=H2O

酸性废水使用的中和剂主要有：石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等；碱性废水的中和剂通常采用盐酸和硫酸。1.4常用的中和剂★1.5中和处理方法

★废水种类

中和处理方法酸性废水（1）碱性废水或废渣中和法；（2）投碱中和法；（3）过滤中和法碱性废水（1）酸性废水中和；（2）投酸中和法；（3）酸性废气中和法※（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。（1）常用中和方法1.6常用中和设备★p83酸碱废水互相中和的设施：简易中和设备、连续流式中和池、间歇流式中和池投药中和设备：药剂配制/投加系统、中和反应槽中和过滤池：等速升流式膨胀中和过滤池、变速升流式膨胀中和过滤池、滚筒式中和过滤池自学其它化学法：化学沉淀、氧化还原及电解法。P86-97

氯氧化系统教材上需注意的知识点P82石灰的优缺点P83碱性废水的中和方法P86化学沉淀法的定义、应用、类型P89废水处理中常用氧化剂及常用还原剂P90废水处理中常用的氧化法、常用的氯系氧化剂P95电解法定义第三部分：物理化学法定义：利用物理化学的原理和化工单元操作去除废水中的污染物。处理的对象主要是水和废水中无机的或有机的（难以生物降解的）溶解性污染物或胶体物质。主要方法有：混凝法、气浮法、吸附法、离子交换法、膜分离技术、消毒技术等。一、混凝法（p98）

1.1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-4m）

细菌（m-80m）

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1.2概念p98混凝★※:向废水中投加混凝药剂，使其中的胶体和细微悬浮物脱稳并聚集成为具有可分离性的絮凝体，进而可以通过重力沉降或其它固液分离手段予以去除的废水处理技术称为混凝法，是凝聚和絮凝的总称。凝聚：胶体失去稳定性的过程称为凝聚。絮凝：脱稳胶体相互聚集称为絮凝。胶体稳定性：是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。1.3混凝的机理(仿真1，仿真2，补充知识）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（判断p98)（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。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

1.4常用混凝剂★※无机铝系硫酸铝、明矾、聚合氯化铝（PAC）聚合硫酸铝（PAS）适宜pH：5.5~8铁系三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁（国内生产少）、聚合硫酸铁、聚合氯化铁适宜pH：5~11，但腐蚀性强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（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1.5常用助凝剂★助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。广义上可分为以下几类：pH调整剂等絮体结构改良剂氧化剂硫酸、熟石灰、氢氧化钠、纯碱水玻璃、活性硅酸、粘土、粉煤灰Cl2、O3、Ca(ClO)2、NaClO1.6混凝工艺步骤★混凝剂的配制与投加→混合→反应→矾花分离★混凝特点：上马快、投资省、效果好，但运转费高，沉渣多1.7混凝主要因素

(了解）①原水性质，包括水温、pH值、水化学特性、杂质性质和浓度等；②投加的凝聚剂种类与数量；③使用的絮凝设备及其相关水力参数1.8混凝的运行控制条件★p100※pH值：每种混凝剂都有其适宜的pH值，通过文献经验值和试验得到；水温：一般以20℃-30℃为宜；※混凝剂的选择和投加量混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质、浓度，但还应考虑来源、成本和是否引入有害物质等因素；混凝剂的投加量除与水中微粒种类、性质和浓度有关外，还与混凝剂的品种、投加方式及介质条件有关。水力条件：一般通过搅拌强度和搅拌时间来控制。1.9混凝的设备★混凝剂的配制与投加设备：计量泵、水射器、虹吸定量投药设备和孔口计量设备；混合设备：水泵混合、管道混合、机械搅拌混合；反应设备：隔板反应池、机械搅拌反应池；矾花分离设备：沉淀池或气浮分离1.10日常运行中注意的问题★p103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；水温较低时，可增加投药量、加适量铁盐；另外检查加药管的运行情况，防止堵塞或冻裂；观察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；严格控制混合和反应的搅拌强度和时间；日常运行记录：处理水量、进出水水质、投药量、水温、矾花大小及沉淀情况等。教材重点强调P98混凝法概念P98-99常用混凝剂和助凝剂p100混凝的运行控制条件掌握P100-101二、气浮法（浮上法）(仿真）

2.1功能和原理★※p103

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—颗粒”复合体而上浮形成泡沫或浮渣，从而使水中悬浮物得以分离。实现气浮必须具备以下两个条件：（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。2.2气浮的分类与特点根据气泡产生的方式气浮法分为：

1.电解气浮法：有竖流式和平流式装置。

2.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。

3.叶轮气浮法：适用于处理水量不大,污染物浓度高的废水。

4.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。

5.生化气气浮法：生物产气，化学产气等。

2.3溶气气浮法根据气泡析出时所处压力不同，溶气气浮法分为：溶气真空气浮：空气在常压或加压下溶入水中，在负压下析出。加压溶气气浮：空气在加压下溶入水中，在常压下析出。1、溶气真空气浮废气在常压下被曝气，使其充分溶气，然后在真空条件下，使废水中溶气析出，形成细微气泡，粘附颗粒杂质上浮于水面形成泡沫浮渣而除去。此法优点是：气泡形成、气泡粘附于微粒以及絮凝体的上浮都处于稳定环境，絮体很少被破坏。气浮过程能耗小。其缺点是：容气量小，不适于处理含悬浮物浓度高的废水；气浮在负压下运行，刮渣机等设备都要在密封气浮池内，所以气浮池的结构复杂，维护运行困难，故此法应用较少。2、加压溶气气浮★

（1）工作原理

★

在加压条件下，使空气溶于水，形成空气过饱和状态。然后减至常压，使空气析出，以微小气泡释放于水中，实现气浮，此法形成气泡小，约20～100μm，处理效果好，应用广泛。（2）特点★能提供足够的细微气泡，可满足各种不同要求的固—液分离工艺，确保去除效果；产生的气泡不仅微细、粒度均匀、密集度大，而且上浮稳定，对液体扰动微小，因此特别适用于对疏松絮凝体、细微颗粒的固液分离；工艺流程及设备比较简单，管理、维修方便。（3）关键设备★加压泵、溶气罐、释放器、气浮池（4）加压溶气气浮分类

全部进水加压溶气、部分进水加压溶气、部分回流水加压溶气。

加压溶气气浮工艺流程★压力溶气气浮法工艺主要由三部分组成，即压力溶气系统、溶气释放系统及气浮分离系统。（a）全溶气流程p106全流程溶气气浮法是将全部废水用水泵加压，在泵前或泵后注入空气。在溶气罐内，空气溶解于废水中，然后通过减压阀将废水送人气浮池。废水中形成许多小气泡粘附废水中的乳化油或悬浮物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板将浮渣连排入浮渣槽,经浮渣管排出池外,处理后的废水通过溢流堰和出水管排出。

特点：①溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；②在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶气气浮法所需的气浮池小，从而减少了基建投资。

③但由于全部废水经过压力泵，所以增加了含油废水的乳化程度，而且所需的压力泵和溶气罐均较其他两种流程大，因此投资和运转动力消耗较大。

（b）部分进水加压溶气流程(仿真）部分溶气气浮法是取部分废水加压和溶气，其余废水直接进入气浮池并在气浮池中与溶气废水混合。其特点为：①较全流程溶气气浮法所需的压力泵小，故动力消耗低；②压力泵所造成的乳化油量较全流程溶气气浮法低：③气浮池的大小与全流程溶气气浮法相同，但较部分回流溶气气浮法小。(c)回流水加压溶气流程(仿真）其特点为：①加压的水量少，动力消耗省；②气浮过程中不促进乳化；③矾花形成好，出水中絮凝也少；④气浮池的容积较前两种流程大。

为了提高因水质不同而异，一般由试验确定。气浮的处理效果，往往向废水中加入混凝剂或气浮剂，投加量是将部分出水进行回流加压和溶气，减压后直接进入气浮池

（5）供气方式空压机供气、射流进气、泵前插管进气（6）调试和运行注意事项

P1072.4散气气浮法（分散空气浮上法）(仿真）

原理★利用机械剪切力，将水中的空气粉碎成细小的气泡。类型及特点★

水泵吸水管吸入气浮：设备简单，但会破坏水泵工作特性。吸入空气不能过多，不大于吸水量10％。

射流气浮：采用吸水带气的射流器，向污水中吸入空气进行气浮。

扩散板气浮：压缩空气通过具有微细孔隙的扩散板，使空气以细小气泡形式逸出，进行气浮。

叶轮气浮：电动机带动叶轮高速旋转，空气进入水中被叶轮打碎成为细小气泡。2.5电解气浮法※

工作原理★

电解气浮法是用不溶性阳极和阴极，通以直流电，直接将废水电解。阳极和阴极产生氢气和氧的微细气泡，将废水中的污染物颗粒或先经混凝处理所形成的絮凝体粘附而上浮至水面，生成泡沫层，然后将泡沫刮除，实现分离去除污染物质。在直流电作用下，正负两极产生的氢和氧的微气泡，将废水中呈颗粒状的污染物带至水面以进行固液分离。电解气浮法装置类型:★有竖流式和平流式装置4气浮法在废水处理中的应用★※p109-110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）。教材上重点强调P103气浮概念、原理P107压力溶气的供气方式P109-110气浮法应用三、吸附法p1113.1吸附法的原理★1相关概念吸附是在相界面上，物质的浓度自动发生累积或浓集的现象。在水处理中，利用多孔性固体吸附废水中一种或几种物质，达到废水净化的目的或回收有用溶质的过程。这种对溶质有吸附能力的固体称为吸附剂，而被吸附的物质称为吸附质。2吸附平衡★

※（与化学平衡）当吸附质的吸附速率=解吸速率（即V吸附=V解吸），即在单位时间内吸附数量等于解吸的数量，则吸附质在溶液中的浓度C与在吸附剂表面上的浓度都不再改变时，即达到吸附平衡，此时吸附质在溶液的浓度C叫平衡浓度。

3.吸附量q(g/g)

衡量吸附剂吸附能力的大小，达到吸附平衡时，单位重量的吸附剂（g）所吸附的吸附质的重量（g）。

式中：V—废水容积；W—活性炭投量，g；

C0—废水（原水）吸附质浓度（g/L）；

C—吸附平衡时水中剩余的吸附质浓度(g/L)

—平衡浓度；

q=f(C、T)，当T不变时，即T恒定，则q=f(C)，叫吸附等温线，描述吸附等温线的数学公式则叫吸附等温式。4.吸附等温线与等温式（补充）

q=f(C、T)，当T不变时，吸附量随吸附质平衡浓度的变化的曲线，叫吸附等温线，如有I型吸附、II型吸附、Ⅲ型的吸附等温线。I型线II型线Ⅲ型线qqq则q=f(C)，描述吸附等温线的数学公式则叫吸附等温式。(了解）A、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。3.2影响吸附的因素★(p111-112）主要有内因和外因两个方面：（1）内因因素吸附剂的性质：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）外因因素环境条件：pH值；温度；共存物质；压力；协同作用。运行条件：运行方法；接触时间；水力条件等。3.3吸附剂的类型（补充了解）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。（2）化学吸附：由化学键力引起的―产生化学反应。吸附热大，一般在较高温下进行。具有选择性，单分子层吸附。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，比较如下吸附性能物理吸附化学吸附作用力分子引力（范德华力）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，较易解析吸附不可逆3.4常用吸附剂吸附剂应具备如下性质：吸附选择性好、吸附能力强、吸附平衡浓度低、容易再生和再利用、机械强度好、化学性质稳定、来源广和价廉等。废水处理中应用到的吸附剂：活性炭、活化煤、白土、硅藻土、活性氧化铝、焦炭、木屑、煤灰等。

活性炭的加工方法★p112

是以含碳为主的物质（如木材、木炭、椰子壳、煤、废纸浆等）作原料，经粉碎及加黏合剂成型后，经加热脱水、炭化、活化而制得。

高温炭化活化,800~900℃木材、煤、果壳炭渣活性炭

隔绝空气，600℃活化剂：ZnCl2

活性炭的特性★p112

是一种非极性吸附剂，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质，可耐强酸、强碱，能经受水浸、高温。

活性炭孔隙的分类及功能★p112活性炭的吸附能力与孔隙的构造和分布情况有关。小孔（孔径≤2nm）：比表面积占总比表面积的95%以上，对吸附量影响最大；过渡孔（孔径在2～100nm之间）：不仅为吸附质提供扩散通道，而且当吸附质的分子直径较大时，主要由过渡孔完成吸附；大孔（孔径≥100nm）：比表面积所占比例很小，主要为吸附质扩散提供通道。粉末活性炭与颗粒活性炭的优缺点★p112粉末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；颗粒活性炭吸附能力较低、生产成本较高，但再生后可重复使用，且劳动条件好、操作管理方便。3.5吸附操作方式和设备★1操作方式静态间歇操作：搅拌⇁平衡⇁沉淀（过滤等）动态连续操作：应用多2吸附设备：a固定床：吸附剂固定填充在吸附柱中，根据水流分为降流式、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。运行稳定、管理方便、出水水质良好，基建设备投资较高，并占用土地。b移动床：接近饱和的某一段高度的吸附剂从塔底间歇排出，每次卸出总填充量的（5~20）%，同时从塔顶投加等量再生炭或新炭。不需要反冲洗设备，可充分利用吸附容量，水头损失小，占地面积小，设备简单，操作管理要求严格，要求水中SS小于30mg/l（仿真）c流化床：吸附剂在塔内处于膨胀状态或流化状态，处理SS含量较高的水，不需要反冲洗。适合处理悬浮物较高的废水。3.6吸附装置的运行操作及维护★

p1151运行操作（1）预处理

炭的预处理：去杂质、活化

进水的预处理：防止炭层的堵塞，可选用砂滤预先去除悬浮物、胶体物质及油类等。（2）活性炭的投加、排出、输送及再生

投加：粉末活性炭配成5%-10%的悬浮液，粒状活性炭一般经过一定容积的储炭槽，借水的流动加炭，投加量依据处理水量和吸附装置的形式及大小而变动。

输送：以料浆形式以泵输送；

排出脱水：以料浆形式排出后，利用滤网、分离器、重力分离法等来完成脱水；

再生：脱水后滤饼送再生炉再生。（3）运行中的安全防护问题：电气设备的防爆、建筑的通风、防尘，使用粉末炭时，要考虑防火。（4）记录做好日常运行记录，包括处理水量、水温、进出水水质、异常情况等。2异常处理及维护★异常情况

可能原因及措施炭层堵塞

1进水经适当预处理（如混凝、过滤等），降低SS含量；2吸附装置前，采用生化处理，降低进水中COD含量；3抑制厌氧微生物吸附、繁殖、生长（配置预曝气装置、提高进水中DO含量、投加NaNO3等，提供氧源）；4反冲洗（表面冲洗、空气冲洗）。

水质恶化，H2S产生1上述1，2，3；2降低进水中SO42-含量；3减少接触时间，增大水流速度等；4在吸附装置前，设置流量调节设施或计量装置以便控制流量等。吸附装置的电化学腐蚀1吸附装置应优先选用钢筋混泥土、不锈钢、塑料等成；2如用普通钢制作，则必须采用环氧树脂衬里。炭的磨损严重1降低炭料浆在管道内的流速，减少碰撞；2采用质量较好的聚乙烯管道（化学惰性，表面光滑等）输送。3.7吸附法在废水处理中的应用★

在废水处理中，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。目前已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、有机磷废水等。用活性炭处理含铬电镀废水已获得较广泛的应用，用此法处理浓度为5~6mg/L的含铬废水，采用升流式双柱串联固定床，出水水质可达到排放标准。某炼油厂合油废水经隔油、气浮、生化、砂滤处理后，再用活性炭进行深度处理，出水水质达到地表水标准。教材上重点强调P111吸附平衡概念掌握，平衡吸附量P112吸附影响因素P114活性炭的再生方法自看离子交换法（P117-122）、

膜分离技术（p122-133)掌握p117离子交换概念；p118-120,离子交换操作过程的四阶段及作用；p120离子交换设备P121影响离子交换能力的因素,

pH值的影响P122表例如P123，p126扩散渗析、反渗透、超滤的推动力问题四、消毒