第三章化工废水处理

第三章化工废水处理WastewaterTreatmentTechnology水污染分类(Classification)工业废水农业废水生活污水矿山废水来源污染物性质化学性污染物理性污染生物性污染（1）无机污染物质：eg.酸、碱、无机盐（2）无机有毒物质：eg.重金属、氰化物(电镀20-70ppm）（3）有机有毒物质：eg.PAHs、农药（4）需氧污染物质：eg.碳水化合物、蛋白质、醇等（5）植物营养物质（富营养化）：eg.N、P（6）油类：eg.矿物油、动植物油、原油污染物分类化学性污染医院污水，生物多样性破坏（1）悬浮物质污染（2）热污染（3）放射性污染物理性污染生物性污染第一节化工废水的来源及特点一、废水的来源及特征

化学工业包括化学矿山、石油化学工业、煤炭化学工业、酸碱工业、化肥工业、塑料工业、医药工业、染料工业、洗涤剂工业、橡胶工业、炸药和起爆药工业、感光材料等。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。一、废水的来源及特征

1．化工废水主要来源（1）化工生产的原料和产品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。一般的反应转化率只达到70%-80%。1．化工废水主要来源

（3）化学反应中副反应过程生成的废水。化工生产中，在进行主反应的同时，经常伴随一些副反应，产生了副产物。在某些情况下，如数量不大，成分比较复杂，分离比较困难，分离效率也不高，回收经济不合算等等，常不回收利用而作为废水排放。（4）冷却水。化工生产常在高温下进行，因此，需要对成品或半成品进行冷却。采用水冷时，就排放冷却水。若采用直接冷却方式，则不可避免地排出含有物料的废水。（5）一些特定生产过程排放的废水。1．化工废水主要来源2．化工废水分类

化学工业废水按成分可分为三大类：第一类为含有机物的废水主要来自基本有机原料、合成材料(含合成塑料、合成橡胶、合成纤维)、农药、染料等行业排出的废水。2．化工废水分类

第二类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。第三类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。如果按废水中所含主要污染物分则有含氰废水、含酚废水、含硫废水、含氟废水、含铬废水、含有机磷化合物废水、含有机物废水等。2．化工废水分类

3．化工废水的特点

化学工业是造成环境污染的主要工业系统之一。化工废水污染有如下特点：（1）废水排放量大在生产过程中工艺用水及冷却水用量很大，故废水排放量大。废水排放量约占全国工业废水总量的30%左右，居各工业系统之首。水体中的烷烃、烯烃、卤代烃、醇、酚、酮及硝基化合物等有机物和无机物，大多是化学工业生产过程中或一些行业应用化工产品的过程中所排放的。（2）污染物种类多所排放的许多有机物和无机物中不少是直接危害人体的毒物。许多有机化合物十分稳定，不易被氧化，不易为生物所降解。许多沉淀的无机化合物和金属有机物可通过食物链进入人体，对健康极为有害，甚至在某些生物体内不断富集。（3）污染物毒性大，不易生物降解化工废水中主要有害污染物年排放总量为215万t左右，其中主要有害污染物如废水中氰化物的排放量占总氰化物排放量的一半，而汞的排放量则占全国排放总量的三分之二。六价铬的排放量占全国总排放量的12%。（4）废水中含有有害污染物较多化工废水的水量和水质视其原料路线，生产工艺方法及生产规模不同而有很大差异。一种化工产品的生产，随着所用原料的不同，采用生产工艺路线的不同，或生产规模的不同，所排放废水的水量及水质也不相同。（5）废水的水量及水质差异大化学工业厂点多，遍及整个城市及郊区，甚至农村地区。（6）污染范围广

二、水体污染物

废水中的污染物种类大致可分为：固体污染物需氧污染物营养性污染物酸碱污染物有毒污染物油类污染物生物污染物感官性污染物热污染1.固体污染物水中固体（蒸发残渣）：一定温度下将水样蒸发至干时所残余的固体物质总量；103～105℃时蒸发称“总固体”溶解性固体：过滤后，取滤液103～105℃烘干后质量悬浮固体：过滤后，取滤渣103～105℃烘干后质量1.固体污染物挥发性固体(灼烧减重)：600℃蒸发干燥后固体失去的重量固定性固体=总固体－挥发性固体

=溶解性固体＋悬浮固体

固体污染物在水中以三种状态存在：溶解态、胶体态和悬浮态固体污染物常用悬浮物和浊度两指标来表示。

1.固体污染物悬浮物

是一项重要的水质指标，它的存在不但使水质浑浊，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。由于大多数废水中都有悬浮物，因此去除水中悬浮物是废水处理的一项基本任务。1.固体污染物

浊度

是对水的光传导性能的一种测量，其值可表征废水中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的悬浮物和胶体物，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。

1.固体污染物2．耗氧有机物绝大多数的耗氧污染物（需氧污染物)是有机物，无机物主要有还原态的物质，如Fe,Fe2+、S2-、CN-等，因而在一般情况下，耗氧污染物即指需氧有机物或耗氧有机物。2．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量、定性分析。一般是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。（1）化学需氧量(COD)

化学需氧量(COD，CODCr)：一定严格的条件下，水中各种有机物质与外加的强氧化剂（重铬酸钾K2Cr2O7）作用时所消耗的氧化剂量。代表废水有机质总量常用的氧化剂：主要是重铬酸钾和高锰酸钾。（2）生化需氧量(BOD)在有氧条件下，由于微生物的活动，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(mg/L)。生化需氧量越高，表示水中耗氧有机物污染越严重。（2）生化需氧量(BOD)有机物耗氧过程与温度、时间有关。在一定范围内温度越高，微生物活力越强，消耗有机物就越快，需氧越多;时间越长，微生物降解有机物的数量和深度越大，需氧量越多。生活污水BOD570～250mg/L;综合污水100～300mg/L;垃圾渗滤液2000～30000mg/L（3）总需氧量(TOD)

有机物主要元素是C、H、S、O、N等。在高温下燃烧后，将分别产生CO2,H2O,NO2和SO2，所消耗的氧量称为总需氧量TOD.TOD的值一般大于COD的值。TOD的测定仅需要几分钟。但TOD的测定在水质监测中应用比较少。（4）总有机碳(TOC)

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。TOC：900-950℃，高温燃烧有机碳生成的二氧化碳量，常以碳表示(mg/L)，应先去除无机碳的干扰（加酸）（4）总有机碳(TOC)

TOC虽可以以总有机碳元素量来反映有机物总量，但因排除了其他元素，仍不能直接反映有机物的真正浓度。

3．富营养化污染

废水中所含N和P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N和P的浓度分别超过0.2mg/L，和0.02mg/L时，就会引起受纳水体的富营养化。3．富营养化污染

水体富营养化促进各种水生生物(主要是藻类)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。水中大量的NO3-、NO2-若经食物链进入人体，将危害人体健康或有致癌作用。4．无机无毒物质(酸、碱、盐污染物)

无机无毒物质主要指排入水体中的酸、碱及一般的无机盐类。亦可与地表物质相互作用，生成无机盐类。4．无机无毒物质(酸、碱、盐污染物)

酸性和碱性污水使水体pH发生变化，破坏了自然的缓冲能力，抑制微生物的生长，妨碍了水体的自净，使水质恶化、土壤酸化或盐碱化。此外酸性废水也对金属和混凝土材料造成腐蚀。5．有毒污染物

废水中能对生物引起毒性反应的化学物质称为有毒污染物。工业上使用的有毒化学物已经超过12000种，而且每年以500种的速度递增。5．有毒污染物

废水中的毒物可分为三大类：无机有毒物质有机有毒物质放射性物质

这类物质具有强烈的生物毒性，它们排入天然水体，常会影响水中生物，并可通过食物链危害人体健康，这类污染物都具有明显的累积性，可使污染影响持久和扩大。

（1）无机有毒物质无机有毒物质包括金属和非金属两类。金属毒物主要为汞、铬、铅、镍、铜、锌、钴、锰、钒、钼和铋等，特别是前几种危害更大。重要的非金属有毒物有砷、硒、氟、硫、氰、亚硝酸根等。（1）无机有毒物质有机有毒物质的种类很多，这类物质大多是人工合成的有机物，难以被生物降解，并且它们的污染影响、作用也不同。大多是较强的三致物质(致癌、致突变、致畸)，毒性很大。

（2）有机有毒物质主要有酚类化合物、有机农药、聚氯联苯(PCB)、多环芳烃等。有机氯农药的特点有很强的稳定性，可以通过食物链在人体和动物体内富集，对动物和人体造成危害。（2）有机有毒物质（3）放射性物质

放射性是指原子核衰变而释放射线的物质属性。主要包括X射线、α射线、β射线、γ射线及质子束等。如诱发癌症，促成贫血、白细胞增生、对孕妇和婴儿产生损伤，引起遗传性损害等。6．油类污染物

油类污染物包括“石油类”和“动植物油”两项。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，影响养分的吸收和废物的排出，油污染还破坏了海滩休养地、风景区的景观等。7．生物污染物质

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。水中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。引起各种疾病传播。如肝炎、伤寒、霍乱、脑炎等。7．生物污染物质

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，必须于以高度重视。

8．感官性状污染物

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，被称为感官性污染物。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。

9．热污染废水温度过高引起的危害，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。可引起水温升高，产生的主要危害主要有以下儿点。使水中的溶解氧减少，相应的亏氧量随之减少，加快藻类繁殖，从而加快水体的富营养化进程;

9．热污染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、电导率、腐蚀性发生变化，可能导致对管道和容器的腐蚀;加速细菌生长繁殖，增加后续水处理的费用。第二节化工废水处理方法概述Wastewatertreatmentsummarize废水处理原则：改革工艺、减少废物排放量－清洁生产重复利用废水：中水回用回收有用物质对废水进行妥善处理经济性，技术先进性

一、水处理的方法分类废水中所含污染物的种类是多种多样的，不能预期只用一种方法就可以将所有的污染物都去除干净，因此水处理的方法也多种多样。根据不同的分类原则，通常对废水处理方法可做如下分类。废水处理的基本方法

1．按作用原理划分物理：物理作用，沉淀、过滤、气浮、反渗透等化学：化学反应，混凝、电解、氧化还原等

废水处理的基本方法

物理化学法：物理化学作用,吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法、气提法和吹脱法等生物：生物化学作用，活性污泥、生物膜等

（1）物理处理法通过物理作用，以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质的废水处理法。根据物理作用的不同，又可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截流法等。（2）化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体态的污染物质或将其转化为无害物质的废水处理法。（2）化学处理法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；以传质作用为基础的处理单元有：萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。（3）物理化学法利用物理化学作用去除废水中的污染物质。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。（4）生物化学处理法是通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。根据起作用的微生物不同，生物处理法又可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。

2．按处理程度划分一级：大颗粒悬浮物二级：溶解态＋胶体态杂质三级：营养物质＋难降解有机物

废水处理的基本方法

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。2．按处理程度划分（1）一级处理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。一级处理的常用方法如下：筛滤法沉淀法上浮法预曝气法（2）二级处理

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。二级处理的主要方法如下：活性污泥法生物膜法（3）三级处理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或磷、氮等可溶性无机物。（3）三级处理三级处理耗资较大，管理也较复杂、但能充分利用水资源。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组成。污水处理一般流程第三节物理处理法PhysicalTreatmentTechnology

目的：去除水中粗大颗粒物质它主要用于去除废水中的漂浮物、悬浮固体、砂和油类等物质。物理法一般用作其他处理方法的预处理或补充处理。物理法包括过滤、重力分离、离心分离等。>0.1mmor>1mm方法1.格栅2.筛网3.沉砂池4.沉淀池由一组(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1.格栅按形状分：平面格栅、曲面格栅按栅条的净间距分：粗格栅（50～100mm）中格栅（10～40mm）细格栅（3～10mm）清渣方式分：人工清渣和机械清渣1.格栅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条。格栅所截留的污染物数量一般可参考下列数据。1.格栅

①当栅条间距为16～25mm时，栅渣截留量为0.10～0.05m3/m3污水。②当栅条间距为40mm左右时，栅渣截留量为0.03～0.01m3/m3污水。栅渣的含水率约为80％；密度约为960kg/m3。1.格栅

人工清理的格栅

与水平面成45º～60º倾角安放;设计面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水管渠有效面积的2倍机械格栅倾角一般为60º～70º，机械清渣格栅过水面积一般不小于进水管渠的有效面积的1.2倍格栅渠道宽度要适当，应使水流保持适当的流速，一方面泥砂不至于沉积在沟渠底部，另一方面截留的污染物又不至于冲过格栅。机械格栅通常采用0.4～0.9m/s，为了防止栅条间隙堵塞，污水通过栅条间距的流速一般采用0.6～1.0m/s，最大流量时可高于1.2～1.4m/s回转式格栅除污机设计采用水力筛网时，一般应在废水进水管处保持一定的压力，压力的大小与筛网的大小与废水性质有关。回转式格栅除污机进水格栅泵房一些工业废水含有较细小选择不同尺寸的筛网，能去除水中不同类型和大小悬浮物，如纤维、纸浆、藻类等。相当于一个初沉池的作用。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2.筛网振动式筛网示意图水力回转筛结构示意图固定式筛网填埋焚烧(820℃以上)堆肥栅渣粉碎

格栅-筛网污染物的处置方法返回废水中，作为可沉固体进入初沉污泥。粉碎机应设置在沉砂池后，以免大的无机颗粒损坏粉碎机。此外，大的破布和织物在粉碎前应先去除。格栅-筛网污染物的处置方法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，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。3.沉砂池国内广泛应用的是平流式，平流沉砂池的效率较高。1.平流式沉砂池最常用，构造简单、工作稳定、处理效果好、易于排砂2.竖流式沉砂池效果较差3.曝气式沉砂池受流量变化影响小、除臭、预曝气效果（出水有机物<5%）

沉砂池种类平流式沉砂池旋流沉砂系统

污水切向进入，砂粒产生离心力，密度较大的砂粒沿池壁及沉砂池独特的结构沉降到池底集砂斗冲洗系统将避免集砂斗中沉砂板结，并将附着在砂粒上的有机物颗粒与砂粒分离，使有机物颗粒从集砂斗中返还到污水中。曝气沉砂池

在池子一侧鼓入空气．使污水在池内螺旋前进。较重的砂粒兼受重力和离心力的作用从水中分离，且旋流中砂粒相互摩擦，其表面粘附的有机物脱离砂粒随水流出.曝气沉砂池的储泥槽旋流沉砂系统

利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀类型：自然沉淀

混凝沉淀4.沉淀池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。此种仅对较大颗粒，可以达到去除的目的，是属物理方法。4.沉淀池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。4.沉淀池影响沉淀的因素

影响废水或称污水悬浮颗粒沉降效率的主要因素有三个方面①污水的流速;②悬浮颗粒的沉降速度;③沉淀池的尺寸。沉淀(sedimentation)沉淀理论基础1.自由沉降：互不干涉2.絮凝沉降：干涉沉淀，悬浮物浓度50-500mg/L沉淀(sedimentation)3.拥挤沉降：成层沉淀或拥挤沉淀，悬浮物浓度>500mg/L4.压缩沉降：二次沉淀池污泥斗中及浓缩池中的浓缩过程

沉降设备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：平流式沉淀池竖流式沉淀池辐射式沉淀池斜管式沉淀池斜板式沉淀池沉淀池的操作区域可分为水流部分和沉淀部分。水流部分废水在这部分内流动，悬浮固体颗粒也在这部分区域内进行沉降。

沉降设备沉淀部分沉降到池底的污泥需定期排放。采用机械排泥的沉降池底是平底。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。

沉降设备斜管斜板沉淀池重要原理:浅池沉降理论沉淀池越浅，越能缩短沉淀时间在沉淀池的沉淀区加斜板或斜管而构成。它由斜板(管)沉淀区、进水配水区、清水出水区、缓冲区和污泥区组成第四节化学处理法ChemicalTreatmentTechnology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、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。化学法中和法混凝法氧化还原法电化学方法一、中和法中和就是酸碱相互作用生成盐和水，例如:H2SO4+2NaOH—Na2SO4+2H2O中和也即pH调整或称为酸碱度调整。一、中和法对含酸或含碱废水浓度在4%(含酸浓度;含碱浓度为2%)以下时，如果不能进行经济有效的回收、利用，则应经过中和，将废水的pH调整到呈中性状态，才能够排放。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。

1.在废水排入水体之前，因为水生生物对pH值的变化极其敏感，当大量废水排入后使水体的pH值变得偏酸或偏碱时，会产生不良影响；

应用

2.在废水排入城市排水管道之前，由于酸、碱对排水管道产生腐蚀作用，一般城市排水管道对排入工业废水的pH值都有明确的规定；

应用

3.在废水需要进行化学或生物处理之前，对于化学处理（如混凝、除磷等），要求废水pH值升高或降低到某一需要的最佳值。对于生物处理，废水的pH值通常应维持在6.5—8.5范围内，以保证处理构筑物内的微生物维持最佳活性。应用

1.中和方法

（1）酸性废水的中和处理方法使酸性废水通过石灰石滤床;与石灰乳混合;投加烧碱或纯碱溶液;与碱性废水混合，使废水PH近于中性;投加碱性废渣，如电石渣、碳酸钙、碱渣等。（2）碱性废水处理方法

向碱性废水中鼓人烟道废气;注人压缩的二氧化碳气体;投人酸或酸性废水等;在碱性废水中产生一氧化碳。中和药剂

（1）酸性废水

石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等。

（2）碱性废水

盐酸和硫酸。中和方法的选择应考虑a.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；

b.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；

中和方法的选择应考虑c.本地区中和药剂和滤料（如石灰石、白云石等）的供应情况；

d.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。2.酸性废水中和处理的方式和设备（1）酸性废水与碱性废水混合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，不需设中和池，但对于排水情况经常波动变化时，则必须设置中和池将碱性中和药剂如石灰、石灰石、电石渣、苏打等，投到酸性废水中，经充分中和反应，使废水得以治理。投药中和又分为干投法和湿投法两种。

（2）投药中和干投法干投法是将固体的中和药剂按理论投加量的1.4-1.5倍，均匀连续，地投入到酸性废水中。

（2）投药中和湿投法当石灰成块状时，则不宜采用干投法，可采用湿投法。即将石灰加水消化，制成石灰水，然后用泵送到投配槽，经投加器投人渠道，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，使水与沉淀物进行分离。（2）投药中和（3）过滤中和

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。3．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废酸性物质包括含酸废水、烟道气等。用烟道气中和碱性废水一般在喷淋塔中进行。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，还需进一步处理。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，但价格较高。（2）药剂中和法二、混凝沉淀法

1．混凝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，形成绒粒沉降。二、混凝沉淀法

按机理，混凝可分为:压缩双电层吸附电中和吸附架桥沉淀物网在废水的混凝沉淀处理过程中，影响混凝效果的因素比较多。其中重要的有:①水样的影响对不同水样，由于废水中的成分不同，同一种混凝剂处理效果可能相差很大。2．影响混凝效果的因素②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，则水中杂质未能充分脱稳去除，加入太多则会再稳定。2．影响混凝效果的因素③水温的影响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。④碱度的影响主要指金属盐类

2．影响混凝效果的因素⑤废水pH的影响对金属盐类,pH影响其在水中水解产物的种类与数量，一般在pH为5.5-8.0时有较高脱除率;对人工合成高分子混凝剂，则影响其活性基团的性质。

2．影响混凝效果的因素⑥水力条件的影响水流紊动过于缓慢，则混凝剂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。2．影响混凝效果的因素3．混凝剂和助凝剂

混凝剂的品种目前不下二三百种，按其化学成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，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部分。4．混凝处理流程及设备

混凝处理流程包括投药、混合、反应及沉淀分离几个部分。投药投药方法分干法和湿法两种。4．混凝处理流程及设备

混合当药剂投入废水中后在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，这一过程就是混合，大约在10-30s内完成，一般不超过2min。

反应混合完成后，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。4．混凝处理流程及设备

澄清池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。具有效率高而尺寸小的优点。4．混凝处理流程及设备

三、氧化还原法

废水经过氧化还原处理，可使废水中所含的有机物质和无机物质转变成无毒或毒性不大的物质，从而达到废水处理的目的。三、氧化还原法

常用的氧化法有：空气氧化法氯氧化法臭氧氧化法湿式氧化法四、电解法

电解是利用直流电进行溶液氧化还原反应的过程。电解时，把电能转变为化学能的装置为电解槽。四、电解法

日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电解氧化法、电解还原法、电解凝聚法和电解浮上法;四、电解法

也可以分为直接电解法和间接电解法。按照阳极材料的溶解特性可分为不溶性阳极电解法和可溶性阳极电极法。电解槽的结构形式（1）回流式优点：水流沿极板折流前进，流程长，有利于离子扩散，电解槽容积利用率高。

缺点：施工和检修困难。（2）翻腾式

极板悬挂，水流顺着板面前进，减少漏电。

电解处理法的作用

（1）氧化作用

电解产生O2，可以对氧化有机物和无机物。

（2）还原作用

电解产生H2，可以还原某些物质，如脱色。

电解处理法的作用

（3）混凝作用

失去电子的金属离子易水解生成羟基络合物。

（4）浮选作用

产生气体，以微气泡形式逸出，使杂质上浮。第五节物化处理法

常用物理化学方法

吸附浮选电渗析反渗透超过滤一、吸附法1．吸附的原理吸附法处理废水，吸附过程发生在液一固两相界面上，由于吸附剂的表面力作用而产生吸附。吸附剂和被吸附物质之间的作用力有三种不同类型。即分子间力、化学键力和静电引力。由于这三种不同的作用力，结果形成三种不同形式的吸附。即物理吸附、化学吸附和交换吸附。1．吸附的原理在废水处理中，主要是物理吸附，有时是几种吸附形式的综合作用。在实际吸附过程中，物理吸附和化学吸附在一定条件下也是可以相互转化的。1．吸附的原理同一物质，可能在较低的温度下进行物理吸附，而在较高的温度下进行的往往是化学吸附，有时可能会同时发生两种吸附。1．吸附的原理2.吸附平衡

在吸附过程中，固、液两相经过充分的接触后，一方面吸附剂不断地吸附吸附质，另一方面吸附质由于热运动又不断地脱离吸附剂表面而解吸，最终将达到吸附与解吸的动态平衡。3．吸附剂及其再生

吸附剂的选择还必须满足以下要求:①吸附能力强;②吸附选择性好;③吸附平衡浓度；④容易再生和再利用;⑤机械强度好;⑥化学性质稳定;⑦来源容易;⑧价格便宜。3．吸附剂及其再生

吸附剂目前常用的吸附剂很多，除人们熟悉的活性炭和硅胶外，还有活化炭、白土、硅藻土、活性氧化铝、焦炭、树脂吸附剂、腐殖酸，甚至那些弃之为废物的炉渣、木屑、煤灰及煤粉等。大孔吸附树脂活性碳竹碳活性炭内部孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强。1克活性炭材料中微孔，将其展开后表面积可高达800－1500平方米在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。竹炭竹子为原料，经过高温热解，烧制而成。矿物质含量丰富，孔隙多，比表面积大。有较强的吸附能力，可将所吸附的物质彻底分解，对电磁波有吸收作用空气净化炭：吸收空气中各种浮游物质，对硫化物、氢化物、甲醇、甲醛、一氧化碳、苯、酚等起到吸收、分解异味和消臭作用。

3．吸附剂及其再生

吸附剂再生：吸附剂达到饱和吸附后，必须进行脱附再生。再生方法主要有：加热再生药剂再生化学氧化再生湿式氧化再生生物再生4．吸附工艺及设备在设计吸附工艺和装置时，应首先确定采用何种吸附剂，选择何种吸附，吸附法除对含有机物废水有很好的去除作用外，据报道对某些金属及化合物也有很好的吸附效果。吸附操作分：间歇吸附连续吸附4．吸附工艺及设备研究表明，活性炭对汞、锑、铋、锡、钴、镍、铬、铜等都有很强的吸附能力。国内已应用活性炭吸附法处理电镀含铬、含氰废水，对于化工厂、炼油厂等排放的有机污染物的废水，在要求深度处理时，活性炭吸附法也已成为一种实用、可靠而且经济的方法。二、浮选法浮选法就是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，使其密度小于水而上浮到水面，实现固液或液液分离的过程。

①分离地面水中细小悬浮物、藻类及微絮体;②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;③代替二次沉淀池，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;浮选法应用

④分离回收油废水中的悬浮油和乳化油;⑤分离回收以分子或离子状态存在的目的物，如表面活性剂和金属离子等。浮选法应用1．浮选法的基本原理

浮选法主要是根据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。1．浮选法的基本原理

浮选剂的种类很多，如松香油、石油及煤油产品，脂肪酸及其盐类，表面活性剂等。对不同性质的废水应通过试验，选择合适的品种和投加量，也可参考矿冶工业浮选的资料。2．浮选法设备及流程

浮选法的形式比较多，常用的浮选方法有加压浮选曝气浮选真空浮选电解浮选生物浮选法加压浮选法在国内应用比较广泛。几乎所有的炼油厂都采用这种方法来处理废水中的乳化油，并取得了较为理想的处理效果。是将空气直接打入到浮选池底部的充气器中，空气形成细小的气泡，均匀地进入废水;而废水从池上部进入浮选池，与从池底多孔充气器放出的气泡接触。气泡捕集废水中颗粒后上浮到水面，由排渣装置将浮渣刮送到泥渣出口处排出。而净化水通过水位调节器由水管流出。曝气浮选法使废水与空气同时被吸入真空系统后接触，一般真空度为(2.7-4.0)×104Pa，在真空系统中，真空浮选的主要特点是气浮池在负压下运行，因此空气在水中易呈过饱和状态，析出的空气量取决于溶解空气量和真空度。真空浮选法这种方法的优点是溶气压力比加压溶气法低，能耗较小，但其最大的缺点是气浮池构造比较复杂，运行维护都有困难，因此在生产中应用不多。真空浮选法是对废水进行电解，这时在阴极产生大量的氢气。由于产生的氢气气泡极小，废水中的颗粒物粘附在氢气泡上，随它上浮，从而达到净化废水的作用。电解气浮法电解浮选法的优点是产生的小气泡数量很多，在利用可溶性阳极时，浮选过程和沉降过程可结合进行，装置简单、紧凑，容易实现一体化，在印染废水和含油废水的处理中有其特殊性，这是一种很好的废水处理方法。电解气浮法将活性污泥投放到浮选池内，依靠微生物的增长和活动来产生气泡，废水中的污染物粘附在气泡上浮漂到水面，加以去除，使水净化。但此法产生的气量较小，浮选过程比较缓慢，在过程上很难实现。生物浮选法三、电渗析

1．电渗析原理电渗析是在直流电流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性，而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。设计和操作时，必须设法避免和改善次要过程对电渗析的不利影响。电渗析法优点：投资少、建设时间短、方便易行。我国从1958年开始，进行电渗析技术的研究，最初是应用在海水、苦咸水等的淡化方面的电渗析研究，随后应用范围逐渐扩大到冶金、化工、纺织、造纸、电镀、运输等各种工业中。2．电渗析在废水处理中的应用目前它已成为一种新的化工单元操作，电渗析技术越来越引起人们的重视并得到逐步推广。但是由于目前其耗电量很高，多数还是仅限于在以回收为目的的情况下使用。2．电渗析在废水处理中的应用四、反渗透

反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，所以又称为膜分离技术。这种方法是利用“半渗透膜”的性质进行分离作用。这种膜可以使水通过，但不能使水中悬浮物及溶质通过，所以这种膜称为半渗透膜。四、反渗透

利用半渗透膜可以除去水中的溶解固体、大部分溶解性有机物和胶状物质。近年来该法开始得到人们的重视，应用范围也在不断扩大。1．反渗透原理

用一张半渗透膜将淡水和废水隔开，该膜只让水分子通过，而不让溶质通过。由于淡水中水分子的化学位比溶液中水分子的化学位高，所以淡水中的水分子自发地透过膜进入废水中，这种现象称为渗透。1．反渗透原理

在渗透过程中，淡水一侧液面不断下降，而废水一侧的液面不断上升。当两液面不再发生变化时，渗透便达到了平衡状态，此时两液面的压差称为该种废水的渗透压。如在废水一侧加上一定的压力后，就会造成废水中的水分子被压力压过半渗透膜而进入清水一侧，结果使得废水中的溶质及悬浮物被分离，而使废水得到净化。由于这种过程与渗透过程相反，所以称为反渗透。1．反渗透原理

1．反渗透原理

由此可见，实现反渗透必须具备两个条件:一是必须有一种高选择性和高透水性的半渗透膜;二是操作的压力必须高于废水的渗透压。2．反渗透工艺在废水处理中的应用

反渗透最早用于海水淡化，随着反渗透膜材料的发展，反渗透的应用领域不断扩大。在海水和苦咸水的脱盐，锅炉给水和纯水制备，废水处理与再生，有用物质的分离和浓缩等方而，反渗透都发挥重要的作用。五、超过滤法

超过滤法简称超滤法，与反渗透一样也依靠推动力和半透膜实现分离。两种方法不同的是，超滤法所需的压力较低，一般约在0.1-0.5MPa压力下进行，而反渗透的操作压力为2-10MPa.超滤装置和反渗透装置类同，目前我国普遍应用管式装置。因为化工废水中所含的有各种各样的溶质，所以，只采用单一的超滤方法，常常不可能去除不同相对分子质量的各类溶质。五、超过滤法

一般多是将超滤法与反渗透法联合使用，或者与其他废水处理法联合使用。五、超过滤法

第六节生化处理法Biotechnologyappliedinwastewatertreatment一、废水生物处理技术概况生物技术通过微生物的新陈代谢作用,将废水中有机物的一部分转化为微生物的细胞物质,另一部分转化为比较稳定的化学物质。各种生物处理系统均包括3个基本要素，作用者作用对象条件作用者：细菌为主分为好氧菌（好氧生物处理法）厌氧菌（厌氧生物处理法）主要对象可生化的有机物；无机物（氨氮，硝酸盐等）一、废水生物处理技术概况环境条件好氧生物处理必须充分供应溶解氧；因受氧传递速度限制，微生物进行好氧生物处理时有机物浓度不能太高。厌氧生物处理必须隔绝与氧的接触，有机污泥、高浓度有机废水的生物处理，多在厌氧条件下完成的。一、废水生物处理技术概况废水微生物处理技术类型

有机污染物种类来源人工合成天然成分分子量复杂简单浓度高浓度低浓度形态固态液态气态降解能力可生物降解非生物降解决定了是否采用微生物处理以及选用哪种微生物处理方法二、废水的好氧微生物处理有机污染物好氧微生物处理的一般途径

三、活性污泥法活性污泥法是处理工业废水最常用的生物处理方法，是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水一类好氧生物的处理方法。这种生物絮体称为活性污泥。三、活性污泥法活性污泥组成：好氧性微生物及其代谢的和吸附的有机物、无机物。具有降解废水中有机污染物的能力，显示生物化学活性。1.活性污泥的基本特性在处理废水过程中，活性污泥对废水中的有机物具有很强的吸附和氧化分解能力，故活性污泥中还含有分解的有机物及无机物等。污泥中的微生物，在废水处理中起主要作用的是细菌和原生动物。1.活性污泥的基本特性衡量活性污泥数量和性能好坏的指标主要有以下几项：活性污泥的浓度污泥沉降比污泥容积指数污泥中微生物的浓度和活性指标活性污泥的浓度MLSS：1L混合液内所含悬浮固体（MLSS）或挥发性悬浮固体（MLVSS）的量用MLVSS表示活性污泥微生物量比用MLSS更为切合实际对一定的废水而言，MLVSS与MLSS有一定的比值，例如生活污水的比值为0.7左右污泥中微生物的浓度和活性指标一般的城市污水处理：2000~3000mg/L工业废水处理：3000mg/L左右高浓度的工业废水生物处理：3000~5000mg/L。曝气池废水静置30min后，沉淀污泥与废水的体积比，用%表示。污泥沉降比（SV%）曝气池出口处的废水静置30min后，1g干污泥所占有沉淀污泥容积的体积，单位为ml/g污泥体积指数（SVI）意义：污泥指数是表示活性污泥的凝聚沉降和浓缩性能的指标SVI低时，沉降性能好，但吸附性能差。SVI高时，沉降性能不好，即使有良好的吸附性能，也不能很好的控制泥水分离污泥体积指数（SVI）意义：3.一般认为：SVI<100污泥的沉降性能好100<SVI<200污泥的沉降性能一般

SVI>200污泥的沉降性能不好污泥体积指数（SVI）活性污泥组成好氧微生物厌氧微生物有机和无机的固体絮状体或绒粒含水率99%具沉降性；具生物活性絮体大小为0.02—0.2mm具一定pH缓冲能力活性污泥性质混合式曝气池：分布均匀推流式曝气池：各区段之间存在种群和数量差异微生物分布状态2．活性污泥法处理废水流程流程中的主体构筑物是曝气池，废水必须先进行沉淀预处理，除去某些大的悬浮物及胶状颗粒等，然后进入曝气池与池内活性污泥混合成混合液，并在池内充分曝气。2．活性污泥法处理废水流程一方面使活性污泥处于悬浮状态，废水与活性污泥充分接触.另一方面，通过曝气，向活性污泥提供氧气，保持好氧条件，保证微生物的正常生长和繁殖。而水中的有机物被活性污泥吸附、氧化分解。2．活性污泥法处理废水流程处理后的废水和活性污泥一同流入二次沉淀池进行分离，上层净化后的废水排出。沉淀的活性污泥部分回流入曝气池进口，与进入曝气池的废水混合。2．活性污泥法处理废水流程3．活性污泥法的分类按废水和回流污泥的进入方式及其在曝气池中的混合方式，活性污泥法可分为推流式和完全混合式两大类。卡鲁塞尔氧化沟系统