水污染控制工程概念整理

1、水體污染：污染物進入河流、海洋、湖泊、或地下水等水體后，使水體的水質(zhì)和水體沉淀物 的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體的實用價值和實用功能的現(xiàn)象。水體污染物：造成水體的水質(zhì)、底質(zhì)、生物質(zhì)等質(zhì)量惡化或形成水體污染的各種物質(zhì)或能量。 水體污染源：造成水體污染的污染物的發(fā)生源。水體自凈：污染物隨污水排入水體后，經(jīng)過物理的、化學(xué)的與生物化學(xué)的作用，使污染的濃 度降低后總量減少，受污染部分部分地或完全地回復(fù)原狀。水體所具備的上述能力稱為水體自凈能力。（物理凈化：稀釋、擴散、沉淀與揮發(fā)；化學(xué)凈化：氧化、還原、分解、合成； 生物凈化：微生物、水生動植物） 水中污染物的種類： 固體污染物（單

2、位體積的水中所含質(zhì)量或濁度）；需氧污染物（BOD COD TOC TOD等表示）；有毒污染物（質(zhì)量濃度）；營養(yǎng)污染物，（單位體積 水中含氮和磷的總質(zhì)量）；生物污染物（細菌總數(shù)大腸桿菌數(shù)）；感官污染物（色澤和色度，臭和味）；酸堿污染物（常用PH值，濃度高時也用 sw z堿或酸的質(zhì)量分數(shù)）；油類污染物（質(zhì)量濃度）；熱污染（用溫度）。水質(zhì)：水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的綜合特性，包括化學(xué)、物理、生物學(xué)性質(zhì)三個方面。水質(zhì)指標：是水質(zhì)的具體衡量標準，表示出水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量。（物理性，化學(xué)性，生物性）生物化學(xué)需氧量（BOD）:水中有機物被好氧微生物分解為無機物時所需的溶解氧量，結(jié)果以氧（Q）的

3、mg/L表示。它反映了有氧條件下，水中可生降解的有機物的量?；瘜W(xué)需氧量（COD :一定條件下，水中有機物在外加強氧化劑作用下被氧化分解時所消耗 氧化劑的量，以O(shè)2的mg/L表示。反映水中受還原性物質(zhì)污染的程度，包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。常用氧化劑為重鉻酸鉀和高錳酸鉀。BOD/COD勺應(yīng)用廢水可生化性的判斷，當BOD/ COD 0.3時，可生化處理；當BOD/ COD值在0.250.3 時，難生化處理；當 BOD/ COD V,而Uw v 的顆粒始終不能沉底，因而其沉降效率與具有相同表面負荷的平流沉淀池相比減小 了，但對于具有絮凝性的懸浮顆粒，則發(fā)生的情況就比較復(fù)雜，又有被去除的可

4、能。適用于小流量污水中絮凝性懸浮固體的分離。平流式沉淀池： 流入裝置，流出裝置，沉淀區(qū)，緩沖層，污泥區(qū)和排泥裝置組成。輻流式沉淀池：構(gòu)造：由進水管、出水管、沉淀區(qū)、污泥區(qū)及排泥裝置組成。污水從池中心進入，沿半徑方向呈輻射狀流向池周，經(jīng)溢流堰或淹沒孔口匯入集水槽排出。 沉于池底泥渣，由安裝于衍架底部的刮板以螺線形軌跡刮入泥斗，再借靜壓或污泥泵排出。水力特征：廢水的流速由大向小變化。缺點：中心進水口處流速較大，且呈紊流，容易影響初期沉降效果。預(yù)曝氣沉淀池、向心輻流式沉淀池、斜板沉淀池（橫向流斜板沉淀池、同向流斜板、逆向流斜板）傳統(tǒng)沉淀池的缺點：去除效率不高；體積太大占地面積大。改進：從原水水質(zhì)和沉

5、淀池的結(jié) 構(gòu)兩方面。斜板（管）沉淀池的構(gòu)造：斜流式沉淀池是根據(jù) 淺池理論，在沉淀池的沉淀區(qū)加斜板或斜管而 構(gòu)成。它由斜板（管）沉淀區(qū)、進水配水區(qū)、清水出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)組成。優(yōu)點：去除 率高，停留時間短，占地面積小等。缺點：排泥困難，易堵，不耐沖擊負荷。沉砂池工作原理：以重力分離為基礎(chǔ)，即將進入沉砂池的污水流速控制在智能使比重大的無 機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。沉砂池作用：用以分離廢水中比重較大的砂粒、灰渣等無機固體顆粒，使水泵和管道免受磨損和阻塞，同時也減輕沉淀池的無機負荷，使污泥具有良好的流動性，便于排放輸送。工作原理:以重力或離心力分離為基礎(chǔ)，即將進入沉砂池的污水流速控制

6、在只能使比重大的無機顆粒下沉， 而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。（類型：平流式，曝氣，多爾，鐘式沉砂池） 平流式沉砂池構(gòu)造： 入流渠，出流渠，閘板，水流部分以及沉砂斗組成。曝氣沉砂池：原理 污水在池中存在著兩種運動形式，其一為水平流動（一般流速0.1m/s），同時在池的橫斷上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動（旋轉(zhuǎn)流速0.4m/s ），整個池內(nèi)水流產(chǎn)生螺旋狀前進的流動形式。 由于曝氣以及水流的螺旋旋轉(zhuǎn)作用，污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦，并受到氣泡上升時的沖 刷作用，使粘附在砂粒上的有機污染物淘洗于水中，獲得較為潔凈的沉渣。特點：沉砂中有機物含量低于5%，長期擱置也不會腐化發(fā)臭。具有預(yù)曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除 泡

7、作用以及加速污水中油類的分離等作用。含油廢水中油的存在狀態(tài)：浮油、乳化油、溶解油；隔油裝置：1、隔油池：用自然浮上法分離、去除含油廢水中可浮油的處理構(gòu)筑物（平流式 隔油池，斜板）2、除油罐：為油田廢水處理的主要除油裝置，用以去除污水中的可浮油。污油的脫水設(shè)備： 帶式除油機（立式，臥式，傾斜式）和脫水罐（立式，臥式）混凝原理：混凝是通過向廢水中投加化學(xué)藥劑一一混凝劑，破壞膠體的穩(wěn)定性， 使細小懸浮顆粒和膠體微粒聚集成較粗大的顆粒而沉淀，得以與水分離，使廢水得到凈化。凝聚：指脫穩(wěn)的膠粒相互聚集為較大顆粒的過程。絮凝：指未經(jīng)脫穩(wěn)的膠體形成大顆粒絮體的過程。混凝：包括凝聚和絮凝兩個過程 ?；炷龣C理：1

8、.壓縮雙電層機理：雙電層的厚度與溶液中的反離子的濃度有關(guān)。當向溶液中投加電解質(zhì)，使溶液中離子濃度增高時， 則擴散層的厚度將減小。 該過程的實質(zhì)是加入的反離子與擴散層原有 反離子之間的電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附層中，從而使擴散層厚度減小。由于擴散層厚度的減小，膠粒得以迅速凝聚。2.吸附電中和機理：膠粒表面對異號離子、異號膠粒、鏈狀離子或分子帶異號電荷的部位有強烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷，減少了靜電斥力，降低了電位，使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。3.吸附架橋（橋連）機理：吸附架橋作用主要是指鏈狀高分子聚合物在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用 下，通過活性部位與膠粒和細

9、微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的過程。本機理能解釋當廢水濁度很低時有些混凝劑效果不好的現(xiàn)象：因為廢水中膠粒少，當聚合物伸展部分一端吸附一個膠粒后，另一端因粘連不著第二個膠粒，只能與原先的膠粒粘連，就不能起架橋作用，從而達不到混凝的效果。4.沉淀物網(wǎng)捕機理：沉淀金屬氫氧化物（如AI（0H）3、Fe（0H）3）或帶金屬的碳酸鹽（如CaCG）時，水中的膠粒和細微懸浮物可被這些沉淀物在形成時作為晶核或吸附質(zhì) 所網(wǎng)捕?；炷齽阂话惆涯芷鹉叟c絮凝作用的藥劑統(tǒng)稱為混凝劑。助凝劑：當單用混凝劑不能取得良好效果時，投加的某類輔助藥劑以提高混凝效果。影響混凝的因素：1.廢水水質(zhì)的影響：濁度（濁度過高或過低都不利于混凝，

10、濁度不同，所需的混凝劑用量也不同）；pH值（在混凝過程中，都有一個相對最佳pH值存在，使混凝反應(yīng)速度最快，絮體溶解度最小）；水溫（水溫低，水的粘度增大，布朗運動減弱，混凝效 果下降）；共存雜質(zhì)（有些雜質(zhì)的存在能促進混凝過程。而有些物質(zhì)則不利于混凝的進行） 2.混凝劑的影響：混凝劑種類（混凝劑的選擇主要取決于膠體和細微懸浮物的性質(zhì)、濃度。如水中污染物主要呈膠體狀態(tài)，且電位較高，則應(yīng)先投加無機混凝劑使其脫穩(wěn)凝聚，如絮體細小，還需投加高分子混凝劑或配合使用活性硅酸等助凝劑）；混凝劑投加量（與水中微 粒種類、性質(zhì)、濃度有關(guān)；與混凝劑品種、投加方式及介質(zhì)條件有關(guān)）；混凝劑投加順序（一 般而言，當無機與有

11、機并用時， 先加無機混凝劑，再加有機混凝劑。但當處理的膠粒在 50m 以上時，常先加有機混凝劑吸附架橋，再加無機混凝劑壓縮擴散層而使膠體脫穩(wěn) ）3. 水力條 件的影響 :攪拌強度和攪拌時間。（混合階段：要求混凝劑與廢水迅速均勻混合，為此要求攪拌強度要大，但時間要短。速度梯度 G應(yīng)在500 - 1000s攪拌時間t應(yīng)在10 -30s。反 應(yīng)階段： 既要創(chuàng)造足夠的碰撞機會和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長機會，又要防止生成的小絮體被打碎，因此攪拌強度要小，而時間要長，相應(yīng)G和t值分別應(yīng)在20- 70s-1和15 30min。）混凝的工藝過程： 廢水和混凝劑混合 （使混凝劑盡快與水混合， 需要短時間

12、愛你高強度攪拌） ， 反應(yīng)（使藥劑與水中的細小顆粒或膠體物質(zhì)作用生成盡可能大的絮體，為沉降分離創(chuàng)造條 件），沉降（ 使所生成的絮體與水分離，完成凈化過程 ），出水和污泥排放?；炷齽┑耐端幏椒ǎ?干投法（把經(jīng)過破碎易于溶解的藥劑直接投入廢水中） 和濕投法 （將混 凝劑和助凝劑配成一定濃度的溶液，然后按處理水量大小定量添加）反應(yīng)池的型式： 機械攪拌、隔板反應(yīng)池，渦流式反應(yīng)池等其水流特點由大到小，沿著水流方向攪拌強度應(yīng)越來越小。澄清池： 是用于混凝處理的另一種設(shè)備。在澄清池內(nèi)，可同時完成混合、反應(yīng)、沉降分離等過程。 優(yōu)點：占地面積小，處理效果好，生產(chǎn)效率高，節(jié)省藥劑用量。 缺點： 對進水水質(zhì)要 求嚴

13、格，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 根據(jù)泥渣與廢水接觸方式的不同，澄清池可分為： 一類是懸浮泥 渣型， 有懸浮澄清池， 脈沖澄清池； 另一類是泥渣循環(huán)型，有機械加速澄清池和水力循環(huán)加 速澄清池中和法（利用堿性藥劑或酸性藥劑將廢水從酸性或堿性調(diào)整到中性附近的一類處理方法）的處理對象：（1）含酸量小于3%5%的酸性廢水，（2）含堿量低于1 %3%的堿性廢水。酸性廢水的中和處理： 1、酸堿廢水相互中和法，2 、投藥中和法， 3、過濾中和法濾料的選擇原則： 各種酸在中和后形成的鹽具有不同的溶解度，其順序大致為：Ca（NO3） 2、CaCl2 MgSOCaSO CaCO MgCO。A、中和處理含硝酸、鹽酸廢水時，濾料可

14、選石灰石， 大理石或白云石；B中和處理含碳酸廢水時，含鈣或鎂的中和劑都不行，不宜采用過濾中和法；C、中和含硫酸廢水時，最好選用含鎂的中和濾料（白云石）。（過濾中和設(shè)備：普通，升流式膨脹）升流式膨脹濾池： 水流由下向上流動，流速高達 30 -70m/h，再加上生成的 CO氣體的作用，使濾料互相碰撞摩擦，表面不斷更新，因此中和 效果較好。堿性廢水的中和處理： 1.利用酸性廢水中和；2. 加酸中和； 3.利用煙道氣進行中和?；瘜W(xué)沉淀法： 化學(xué)沉淀法是向廢水中投加某種化學(xué)藥劑， 使它和其中某些溶解性物質(zhì)發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)，生成難溶鹽或氫氧化物而沉淀下來，從而被分離除去的方法。（氫氧化物、硫化物、鋇鹽沉淀法

15、）基本原理：1.水中的難溶鹽服從溶度積原則，即在一定溫度下，在含難溶鹽AmBn固）的飽和溶液中，各種離子濃度的乘積為一常數(shù)，稱為溶度積常數(shù)，記為KSP 。 2.難溶解鹽溶解平衡可以用下列通式表示：AmBn（固）溶解結(jié)晶n+ m-mA +nB若 An+mBm-nKsp ，溶液過飽和，超過飽和的部分將沉淀析出。若要降低水中某種有害離子 An J可采用以下方法：* 向水中投加沉淀劑離子 C,以形成溶解度 Ksp更小的化合物 AQ從而從水中沉淀分離 出來。* 利用同離子效應(yīng)，向水中投加同離子Bm-，使得An+ IBm- Ksp，形成AmBr沉淀。氫氧化物沉淀法：溶液的ph值為沉淀金屬氫氧化物的最重要條

16、件，根據(jù)金屬氫氧化物的容 度積Ksp及水的離子積Kw,可以計算氫氧化物沉淀的PH值硫化物的沉淀法：溶解度與溶液PH值密切相關(guān)，隨PH增加而增加氧化-還原處理：污水中呈溶解狀態(tài)的無機物和有機物，通過化學(xué)反應(yīng)被氧化或還原為微毒、無毒的物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)，從而達到處理的目的。分藥劑法、電化學(xué)法（電解）和光化學(xué)法三大類。電解：電解質(zhì)溶液在直流電流的作用下，在兩極上分別發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)的過程。電解法廢水處理的實質(zhì)： 直接或間接利用電解槽中的電化學(xué)反應(yīng)，即廢水中的污染物在陽極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應(yīng)產(chǎn)物作用，轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)被分離除去。去除對象：離子態(tài)污染物，無機和有機的耗

17、氧物質(zhì)，致病微生物。分類：按照污染物的凈化機理可分為電解氧化法、電解還原法、電解凝聚法和電解浮上法； 也可以分為直接電解法和間接電解法。按照陽極材料的溶解特性可分為不溶性陽極電解法和可溶性陽極電解法。吸附：是指利用多孔性固體物質(zhì)吸附廢水中某種或幾種污染物，以回收或去除某些污染物，從而使廢水得到凈化的方法。吸附劑：具有吸附能力的多孔性固體物質(zhì)。吸附質(zhì)：廢水中被吸附的物質(zhì)。吸附機理及分類：吸附原因：溶質(zhì)對水的流水特性、溶質(zhì)對固體顆粒的高度親和力。物理吸附（指吸附劑吸附質(zhì)之間通過分子間力而產(chǎn)生的吸附）：吸附力為分子間力；沒有選擇性； 吸附質(zhì)并不固定在吸附劑表面的特定位置上，而是多少能在界面范圍內(nèi)自由

18、移動；主要發(fā)生在低溫狀態(tài)下，放熱較??；可以是單分子層或多分子層吸附；解吸容易；化學(xué)吸附（指吸附 質(zhì)與吸附劑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成化學(xué)鍵力而引起的吸附）：吸附力為化學(xué)鍵力。有選擇性，即一種吸附劑只對某種或特定幾種物質(zhì)有吸附作用。一般為單分子層吸附， 分子不能在表面自由移動。吸附時放熱量較大 ，通常需要一定的活化能。在低溫時，吸附速度較小。吸 附牢固，解吸困難；離子吸附（指吸附質(zhì)的離子由于靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶電 點上并置換出原先固定在這些帶電點上的其它離子）：吸附力為靜電引力，有一定的選擇性，吸附熱與物理吸附相近應(yīng)用電解法處理含鉻廢水基本原理：（以鋼板作電極）陽極：陰極：除氫離子獲得電

19、子生成氫外，廢水中少量的六價鉻直接還原。電解中H+大量消耗，0H-逐漸增多，電解液變成堿性，并生成穩(wěn)定的氫 氧化物沉淀：影響吸附的因素：1.吸附質(zhì)的性質(zhì)：溶解度（一般吸附質(zhì)的溶解度越低，越容易被吸附）、 表面自由能（能使得液體表面自由能降低越多的吸附質(zhì)，越容易被吸附）、極性（極性的吸附劑易吸附極性的吸附質(zhì)，非。）、吸附質(zhì)的濃度（濃度增加，吸附量增加，但是濃度增 加到一定程度時，吸附量增加很慢）；2.吸附劑的性質(zhì)：比表面積（單位重量吸附劑的表面積，比表面積越大，吸附能力越強）、孔結(jié)構(gòu)（孔徑太大，比表面積小，吸附能力差，孔徑 太小，則不利于吸附質(zhì)擴散，并對直徑較大的分子起屏蔽作用）、極性（同性易吸

20、附）、表 面化學(xué)性質(zhì)（吸附劑在制造過程中會形成一定量的不均勻表面氧化物，一般說來，有助于極性分子的吸附，削弱對非極性分子的吸附）；3.操作條件：溫度（吸附是放熱過程，低溫利于吸附，高溫。）、pH（ pH值影響到溶質(zhì)的存在狀態(tài)，也影響到吸附劑表面的電荷特性和化學(xué)特性，進而影響到吸附效果）、接觸時間（應(yīng)保證吸附劑與吸附質(zhì)有足夠的接觸時間）、廢水中的共存物質(zhì)。吸附劑：活性炭（非極性，疏水性吸附劑。粒狀和粉狀）、樹脂吸附劑（有機吸附劑。也叫吸附樹脂。非極性，中等極性，強極性）、腐植酸系吸附劑（兩類：天然的，腐植酸系樹脂。 吸附金屬離子）吸附操作方式和設(shè)備：靜態(tài)吸附（間歇式操作）；動態(tài)吸附（連續(xù)式操作）

21、：固定床（升流式與降流式）、移動床、流化床；離子交換法：一種借助于離子交換劑上的離子和廢水中電性相同的離子進行交換反應(yīng)而除去 廢水中有害離子的方法。實質(zhì)是一種特殊的吸附過程： 它主要吸附水中以離子態(tài)存在的物質(zhì)， 并進行等當量的離子交換， 對水進行軟化和除鹽， 主要用于回收和去除貴重金屬，凈化放射性及有機廢水。離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)：母體（骨架）和活性基團（可交換離子和固定離子）。特點：離子交換樹脂是一類具有離子交換特性的有機高分子聚合電解質(zhì)，是一種疏松的具有多孔結(jié)構(gòu)的固體球形顆粒，不溶于水也不溶于電解質(zhì)溶液。離子交換樹脂的種類：（功能基團的性質(zhì)）：陽離子交換樹脂、陰、含特殊活性基團的離子交換樹脂（

22、樹枝類型和孔結(jié)構(gòu)）：凝膠型，大孔型，多孔凝膠型，巨孔型，高巨孔型（樹 脂交聯(lián)度）低，一般，高。常用7-12%離子交換樹脂的性能：交換容量（用重量法或體積法定量表示樹脂交換能力的大小。單位重量或體積的干樹脂中離子交換基團的數(shù)量。常用容積法。）、選擇性（離子交換樹脂對水中 某種離子能優(yōu)先交換的性能。表征樹脂對不同離子親和力的差別。大小由表征系數(shù)來表征）、溶脹性（樹脂交聯(lián)度越小、活性基團越易離解或水合離子半徑越大，則溶脹率越大）、粒度,密度（粒度對交換速度，水流阻力，反洗有很大影響。密度是設(shè)計交換柱、確定反洗強度的 重要指標，也是影響樹脂分層的主要因素。）、物理化學(xué)穩(wěn)定性（物理穩(wěn)定性是指樹脂受到 機

23、械作用時（包括在使用過程中的溶脹和收縮 ）的磨損程度，還包括溫度變化時對樹脂影響的 程度?；瘜W(xué)穩(wěn)定性包括承受酸堿度變化的能力、抵抗氧化還原的能力等）。離子交換工藝與設(shè)備：交換階段：是利用離子交換樹脂的交換能力， 從廢水中分離脫除需 要去除的離子的操作過程。工作層厚度越小樹脂利用率越高， 水流速度不超過交換速度則交 換區(qū)的厚度小，樹脂利用率低（2）反洗階段：操作：逆交換水流方向通入沖洗水。目的：松通樹脂層，使再生液能均勻滲入層中，與交換劑顆粒充分接觸。清除交換過程截留 的污染物和破碎的樹脂。要求：樹脂反洗時要膨脹30%40%。沖洗水：自來水或廢再生液。 再生階段：目的：恢復(fù)樹脂的交換能力。 回收

24、有用物質(zhì)。推動力：主要為濃差。 再生是交換的逆過程。操作要點：是將再生劑以一定流速（48m/h ）通過反洗后的樹脂層，再生一定時間（不小于 30min），直到再生液中 B濃度低于某個規(guī)定值后為止。再生程度： 一般控制在6080%以下。清洗階段：目的：洗滌殘留的再生液和再生時可能出現(xiàn)的反應(yīng) 產(chǎn)物。操作：通常清洗的水流方向和交換時一樣，所以又稱為正洗。一般，淋洗用水為樹脂 體積413倍，淋洗水流速為 24m/h。設(shè)備：固定床（單床，多床，復(fù)床，混合床，聯(lián)合床） 連續(xù)床（移動床和流動床）氣浮法：通過某種方式產(chǎn)生大量的微氣泡，使其與廢水中密度接近水的固體或液體污染物微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體，

25、在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣而實現(xiàn)液固或液 液分離。對象：此法用于從廢水中去除比重小于1的懸浮物、油類和脂肪，并用于污泥的濃縮。實現(xiàn)氣浮分離必須具備的條件：必須向水中提供足夠的微細氣泡；必須使目的物呈懸浮態(tài)或具有疏水性；必須使氣泡與懸浮物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。氣浮基本原理：1.水中顆粒與氣泡粘附條件 （1）顆粒表面疏水性和潤濕接觸角（在靜止狀 態(tài)下，當氣、液、固三相接觸時，氣一液界面張力線和固液界面張力線之間的夾角（包含液相的）稱為平衡接觸角，用7表示。大于90時，固體表面疏水，易于為氣泡所粘附，不易被 水潤濕）；（2）界面自由能（E）: CE越大，顆粒與氣泡粘附得越牢固，易于氣浮處理。（3）

26、氣-粒氣浮體的親水吸附和疏水吸附；2.氣浮過程的調(diào)節(jié)污染物的顆粒能否與氣泡粘附及粘附的牢固程度， 與污染物的疏水性強弱有關(guān)。 有時污染物的疏水性較弱， 用氣浮法處 理時效率很低。為了增加廢水中懸浮顆粒的疏水性， 以提高氣浮選效果， 需向廢水中投加化 學(xué)藥劑，這些化學(xué)藥劑主要包括浮選劑、混凝劑和助凝劑等。氣浮法的分類： 按水中氣泡產(chǎn)生方法，可分為電解氣浮法、散氣氣浮法（利用機械剪切力， 將混合于水中的空氣粉碎成細小的氣泡，以進行氣?。┖腿軞鈿飧》ā＜訅喝軞鈿飧》ɑ竟に嚵鞒蹋?）全溶氣流程，（a）溶氣量大，增加了油?；驊腋☆w粒與 氣泡的接觸機會；（b）在處理水量相同的條件下，它較回流加壓溶氣氣浮

27、法所需的氣浮池 小，從而減少了基建投資。（c）但由于全部廢水經(jīng)壓力泵，所以增加了含油廢水的乳化程 度，而且壓力泵和溶氣罐均較其它兩種流程大，因此投資和運轉(zhuǎn)動力消耗較大。2）部分溶氣流程，（a）較全溶氣氣浮法所需的壓力泵小，故動力消耗低（b）壓力泵所造成的乳化油量較全部溶氣法低；（c）氣浮池的大小與全部溶氣法相同，但較部分回流溶氣法小。3）回流加壓溶氣流程，（a）加壓的水量少，動力消耗??；（b）氣浮過程中不促進乳化；（c）磯花形成好，后絮凝也少；（d）不易堵塞；（e）缺點是氣浮池的容積較前兩種流程大。加壓溶氣氣浮系統(tǒng) 由壓力溶氣系統(tǒng)，空氣釋放系統(tǒng) 和氣浮分離設(shè)備 三部分組成。 萃?。涸趶U水處理中

28、，萃取是向廢水中加入一種與水互不混溶，但能良好溶解要去除污染物的有機溶劑，使其與廢水充分混合接觸，廢水中的目標污染物大部分轉(zhuǎn)入有機溶劑中，然后分離廢水和有機溶劑，使廢水得到凈化的過程。（固液萃取，液液萃?。üに嚕夯旌?，分離，回收）萃取原理：分配系數(shù)分配比 萃取率萃取速度膜分離：以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，當膜兩側(cè)存在某種推動力（如壓力差、濃度差、溫度差等）時，原料側(cè)組分選擇性地透過膜而達到分離或提純目的的一類方法，統(tǒng)稱為膜分離法。膜分離法特點：高效節(jié)能、過程簡單、易操作控制、無污染 膜分離種類：擴散滲析，電滲析，反滲析，超濾。膜分離推動力：外界能量由低位到高位；化學(xué)位差由高位到低位。擴散滲析的

29、原理：利用離子交換膜的選擇透過性，以濃度差為推動力來實現(xiàn)酸與鹽或者堿與鹽的分離。電滲析的基本原理： 在直流電場的作用下， 以電位差為推動力， 利用陰、陽離子交換膜對溶 液中陰、陽離子的選擇透過性，使溶液中的溶質(zhì)與水分離，從而實現(xiàn)溶液的濃縮、淡化、精 制和提純的一種膜過程。離子交換膜為什么具有選擇透過性？1、離子交換膜是一種由高分子材料制成的具有離子交換基團的薄膜，其所以具有選擇透過 性主要是由于 膜上孔隙 和膜上離子基團 的作用。膜上孔隙是膜的高分子鍵之間的孔隙，用以容納離子的進出和通過， 是離子通過膜的大門和通道。2、膜上離子基團是在膜的高分子鏈上，連接著的一些可以發(fā)生解離作用的活性基團。在

30、水溶液中，膜上的活性基因會發(fā)生解離作用，解離所產(chǎn)生的離子（或稱反離子）進入溶液。于是，在膜上就留下了帶有一定電荷的固定基團。存在于膜微孔中的帶一定電荷的固定基團，好比在一條狹長的通道中設(shè)立的一個個關(guān)卡或警衛(wèi)”以鑒別和選擇通過的離子 。3、離子交換膜的作用并不是起離子交換的作用，而是起離子選擇透過性作用。反滲透的原理：由于濃度差存在，半透膜又不允許溶質(zhì)通過，所以水透過膜，使?jié)馑贿呉?面升高，產(chǎn)生滲透壓。在濃水邊加壓，當壓力超過滲透壓時，則水透過半透膜，即反滲透， 實現(xiàn)凈化過程。超濾的原理：當液體混合物在一定壓力下流經(jīng)膜表面時，小分子溶質(zhì)透過膜（稱為超濾液），而大分子物質(zhì)則被截留，使原液中大分子

31、濃度逐漸提高（稱為濃縮液），從而實現(xiàn)大、小分 子的分離、濃縮、凈化的目的。用于去除廢水中大分子物質(zhì)和微粒（分子量500 ）。微生物的生長規(guī)律：1）適應(yīng)期（停滯期）微生物培養(yǎng)的初期階段，微生物剛剛接入新鮮培養(yǎng)液時，對新的環(huán)境有一個適應(yīng)過程，所以在此時期微生物的數(shù)量基本不增加，生長速度接近于零。2）對數(shù)期經(jīng)過適應(yīng)期的調(diào)整，微生物適應(yīng)了新環(huán)境，在營養(yǎng)豐富的條件下，微生物的生長繁殖不受底物限制，微生物的生長速度達到最大，細菌數(shù)量以幾何級數(shù)的速度增加。3）平衡期（靜止期）微生物經(jīng)過對數(shù)期大量繁殖后，使培養(yǎng)液中的底物逐漸被消耗，再加 上代謝產(chǎn)物的增加積累從而造成不利于微生物生長繁殖的食物條件和環(huán)境條件，增

32、長速率下降死亡速率上升，微生物數(shù)量趨于穩(wěn)定。衰老期（內(nèi)源呼吸期）培養(yǎng)液中的底物幾乎被消耗殆盡，營養(yǎng)物明顯不足，微生物只能利用細菌體內(nèi)的物質(zhì)或者以死細菌作為養(yǎng)料，進行內(nèi)源呼吸。微生物數(shù)量急劇減少。影響微生物生長的環(huán)境因素： 微生物的營養(yǎng)（好氧生物處理： BOD : N : P=100 : 5： 1 ;厭 氧消化處理：C/N比值在（1020） : 1范圍）溫度（厭氧處理兩個最佳溫度 3338, 5257; 好氧處理20-35）、PH值（好氧6.58.5厭氧6.7-7.4）、氧化還原電位（一般好氧微生物要求Eh為+300400mV ,兼性厭氧微生物為在 +100mV以上進行好氧呼吸， 在+100mV

33、以下進 行無氧呼吸，專性厭氧細菌要求 Eh更低，為-300600mV ,好氧活性污泥 Eh在+200600mV 正常）、溶解氧（污水好氧處理中，溶解氧維持在34mg/L為宜）、有毒物質(zhì)（毒害作用主要表現(xiàn)在細胞正常結(jié)構(gòu)遭到破壞、菌體內(nèi)酶遭到破壞、失活）其它（紅外線可以被光合細菌用作能源，在廢水處理中，對有毒物質(zhì)應(yīng)嚴加控制）反應(yīng)速度：在生化反應(yīng)中，反應(yīng)速度是指單位時間內(nèi)底物的減少量、最終產(chǎn)物的增加量或細胞的增加量。反應(yīng)級數(shù)：對于一般化學(xué)方程式：如果通過試驗數(shù)據(jù)的處理，得出產(chǎn)物P的反應(yīng)速率表示為：A的初始濃度為 CA0 , k為反應(yīng)速率常數(shù)，反應(yīng)級數(shù)為n,則有：當n=0當n=1當n=2產(chǎn)物P的反應(yīng)稱

34、為反應(yīng)物 A的a級反應(yīng)；反應(yīng)物 B的b級反應(yīng)，總稱為（a+b）級反應(yīng)。K 為反應(yīng)的速率常數(shù)。（1）當a=0, b=0時，反應(yīng)速率不受反應(yīng)物 A、B濃度的影響，是一 個常數(shù)零級反應(yīng)（2）當a=0, b=1時，反應(yīng)速率對反應(yīng)物 A是零級反應(yīng)，對 B是一級反應(yīng)，即反應(yīng)速度只受反應(yīng)物B濃度的影響；當a=1, b=0時，反應(yīng)速率不受反應(yīng)物 B濃度的影響，對反應(yīng)物 A是一級反應(yīng)，即反應(yīng)速度只受反應(yīng)物A濃度的影響。（3）當a=1,b=1時，反應(yīng)速率受反應(yīng)物 A、B濃度的影響，是 A、B的二級反應(yīng)。米氏方程：V=Vmax*S /（S+Km）;莫諾特方程：卩=卩max*S /（Ks+S）它們是兩個基本常 用的生

35、化反應(yīng)動力學(xué)方程式q是底物比降解速度廢水生物處理是利用微生物的新陳代謝作用，對廢水中的污染物進行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定，使之無害化的處理方法。對污染物進行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定的主體是微生物廢水的好氧生物處理：在有游離氧存在的條件下，好氧微生物降解有機物，使其穩(wěn)定、無害 化的處理方法。厭氧生物處理：在沒有游離氧存在的條件下，兼性細菌和厭氧菌降解和穩(wěn)定有機物的生物處理方法。廢水可生化性的實質(zhì)：廢水中所含污染物通過微生物的新陳代謝活動所能改變污染物結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定污染物的程度。 可生化性評價：BOD5/CODcr0.45 好，0.3 0.45較好，0.2 0.3較差， 0.2不宜耗氧速率法：（1）若與a線吻合，則微生物處于內(nèi)源

36、呼吸期，廢水中污染物難生物降解，但 對微生物無毒性抑制；（2）若與b線吻合，則污染物是可生物降解的有機物；（3）若與c線吻合，則污染物難生物降解，且對微生物有抑制作用。好氧生物處理與厭氧生物處理的區(qū)別：1）起作用的微生物群不同2）產(chǎn)物不同3）反應(yīng)速率不同 4）對環(huán)境條件要求不同活性污泥：由細菌、菌膠團、原生動物、后生動物等微生物群體及其吸附的污水中有機和無機物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥?；钚晕勰喾ǎ菏且院趶U水中的有機污染物為培養(yǎng)基，在有溶解氧的條件下， 連續(xù)地培養(yǎng)活性污泥，再利用其吸附凝聚和氧化分解作用凈化廢水中有機污染物的一類生物處理方法?；钚晕勰喾ㄌ幚硐到y(tǒng)

37、的組成：曝氣池（微生物降解有機物的反應(yīng)場所）、曝氣系統(tǒng)（為微生物提供溶解氧、攪拌混合作用）、沉淀池（澄清（固液分離），污泥濃縮（使回流污泥的含 水率降低，回流污泥的體積減少）、污泥回流系統(tǒng)（把二次沉淀池中的一部分沉淀污泥再 回流到曝氣池，以供應(yīng)曝氣池賴以進行生化反應(yīng)的微生物）、剩余污泥排放系統(tǒng)（曝氣池內(nèi) 污泥不斷增值，增值的污泥作為剩余污泥從剩余污泥排放系統(tǒng)中排出）活性污泥降解廢水中有機物的過程及機理：1、初期吸附去除（吸附階段）：廢水與活性污 泥微生物充分接觸，形成懸浮混合液。廢水中的污染物被微生物吸附和粘連。吸附機理：物理吸附和生物吸附的綜合作用。吸附量的大小，主要取決于有機物的狀態(tài)，活性

38、污泥性質(zhì)和反應(yīng)器中水利條件。2、微生物的代謝（穩(wěn)定階段），呈膠體的大分子有機物被吸附后，首 先被水解酶作用分解成小分子物質(zhì)，然后和溶解性有機物在透膜酶或濃差的作用下選擇性地 滲入細胞體內(nèi)。轉(zhuǎn)移到細胞體內(nèi)的有機物，在各種胞內(nèi)酶的催化作用下，被微生物所代謝而降解，一部分經(jīng)過一系列中間狀態(tài)氧化為最終產(chǎn)物CO2和H2O等，另一部分轉(zhuǎn)化為新有機體，使細胞增殖。表示及控制活性污泥微生物量的指標：混合液懸浮固體濃度（MLSS ）:混合液是曝氣池中污水和活性污泥混合后的懸浮液?；旌弦簯腋」腆w濃度是指曝氣池內(nèi)單位體積混合液中干固體的含量，單位為g/l或mg/l。工程上還常用kg/m3，也稱混合液污泥濃度，一般用

39、X表示?；旌弦簱]發(fā)性懸浮固體濃度（ MLVSS ）:表示混合液活性污泥中有機性固體物質(zhì)部分的 濃度，單位為g/L, mg/L。活性污泥的沉降性能指標：污泥沉降比（SV）:混合液在量筒內(nèi)靜置沉淀30min后，所形成的沉降污泥與原混合液的體積比的百分數(shù)。SV=混合液經(jīng)過30分沉淀后的污泥體積 /混合液體積*100%。污泥體（容）積指數(shù)（SVI ）：指曝氣池出口處的混合液在靜沉30min后，1克干污泥所占有沉淀污泥容積的毫升數(shù)，單位為 ml/g，但一般不標注。SVI=SV的百分數(shù) *10/MLSS（g/L）回流污泥濃度：Xr=10 *r/SVI （r=1.2）;回流比R=X /（Xr-X） （X為污

40、泥濃度=MLSS） 污泥齡；污泥齡是指曝氣池內(nèi)活性污泥總量與每日排放的剩余污泥量之比，即活性污泥在曝 氣池內(nèi)的平均停留時間，故又稱生物固體平均停留時間”，單位為d。用B c或ts表示。BOD 污泥負荷Ns在活性污泥法中，一般將有機底物與活性污泥的重量比值（ F/M），即曝 氣池內(nèi)單位重量活性污泥，在單位時間內(nèi)所承受的有機污染物量，稱為污泥負荷，以Ns表示，單位為 kg (BOD 5 )/ kg(MLSS) d。F/M=Ns=Q*Sa/(X*V) (Sa 為進水 BOD5 平均濃度)BOD 容積負荷Nv ：是指單位容積曝氣池在單位時間內(nèi)所承受的有機物量，稱為容積負荷，以 Nv表示，單位為 kg（

41、BOD 5）/m3 d ； Nv=Q*Sa /V曝氣池平均需氧量： O2=a*Q*Sr+b*V*Xv（Sr為去除的BOD5濃度，Xv=MLVSS）氧轉(zhuǎn)移原理：氣液傳質(zhì)過程通常遵循一定的傳質(zhì)擴散理論，氣液傳質(zhì)理論目前有： 雙膜理論、淺層理論、表面更新理論；雙膜理論，其基點是認為在氣液界面存在著二層膜（即氣膜和液膜）這一物理現(xiàn)象。這兩層薄膜使氣體分子從一相進入另一相時受到了阻力。當氣體分子從氣相向液相傳遞時，若氣體的溶解度低， 則阻力主要來自液膜。由雙膜理論和擴散定律可得氧傳遞過程的基本方程：提高氧轉(zhuǎn)移速度的途徑：提高Kla值（Kla值低時氧傳遞速度慢）；提高 Cs值；氧轉(zhuǎn)移的影響因素：（1污水水

42、質(zhì)：溶解在污水中的憎水性有機物（表面活性物質(zhì)）影響 KLa值。（2 ）溫度：Kla值隨水溫的上升而增大；（3）氧分壓：Cs值受氧分壓或氣壓的影響。氣壓降低，Cs值隨之下降；反之則升高。鼓風曝氣：就是用鼓風機（或空壓機）將壓縮空氣通過管道系統(tǒng)送入曝氣池內(nèi)的散氣設(shè)備，以氣泡形式分散進入混合液。組成：加壓設(shè)備（鼓風機），布氣設(shè)備（擴散器），管道系統(tǒng)。機械曝氣：大多是以安裝在曝氣池水面的葉輪的快速轉(zhuǎn)動，進行表面充氧（曝氣）。曝氣方法：鼓風曝氣，機械曝氣，鼓風一機械曝氣聯(lián)合曝氣池分類：按混合液的水力特征，可分為推流式、完全混合式和二者結(jié)合式三種；推流式曝氣池：污水（混合液）從池的一端流入，在后繼水流的推

43、動下，沿池長度流動，并從池的另一端流出池外。 污水在從池首到池尾的流動過程中，污染物被降解。（常用鼓風曝氣）完全混合式曝氣池：廢水與回流污泥一起進入曝氣池后，就立即與曝氣池中原有混合液均勻混合，有機物濃度因稀釋而降低。（常用機械曝氣）兩種池型的結(jié)合（混合式）：在推流曝氣池中，用多個表曝機充氧和攪拌時，混合液在曝氣池內(nèi)的流態(tài)，就每臺表曝機的服務(wù)面積來講是完全混合，但就整體而言又屬于推流。生物膜法：污水流經(jīng)附著在某種載體上的生物膜而得到凈化的處理方法成為生物膜法。其實質(zhì)是使細菌和菌類微生物和原生動物，后生動物一類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁育，并在其上形成膜狀生物污泥一生物膜。污水與生物

44、膜接觸，污水中的有機污染物， 作為培養(yǎng)物質(zhì)，為生物膜上的微生物攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到繁衍增殖。生物膜法主要構(gòu)筑物：生物濾池，生物轉(zhuǎn)盤，生物接觸氧化池，生物流化床。基本原理生物膜在載體上的生長過程：在濾池中，填充著數(shù)量相當多的掛膜介質(zhì)（載體），污水通過布水設(shè)備均勻地噴灑到濾床表面上，在重力作用下，污水以水滴的形式向下滲瀝， 或以波狀薄膜的形式向下滲流。最后，污水到達排水系統(tǒng)，流出濾池。水流過濾床時，有一 部分污水、污染物和細菌附著在濾料表面上，其中的微生物利用有機底物而生長繁殖，逐漸在載體表面形成一層粘液狀的生長有極多微生物的膜，稱為生物膜。這個起始階段稱為掛膜，是生物濾池的成熟期

45、。生長周期：吸附，生長，增厚，脫落。生物膜的結(jié)構(gòu)特征： 形成初期，僅由好氧層組成；到一定厚度，由好氧層和厭氧層組成。凈化原理：生物膜呈蓬松的絮狀結(jié)構(gòu)，微孔多表面積大，具有很強的吸附能力。生物膜微生物以吸附和沉積于膜上的有機物為營養(yǎng)料進行代謝。增殖的生物膜脫落后進入廢水，在二次沉淀池中被截留下來，成為污泥。如果有機物負荷比較高，生物膜對吸附的有機物來不及氧 化分解時，能形成不穩(wěn)定的污泥，這類污泥需要進行再處理。若負荷低，廢水經(jīng)過處理后，BOD 5可以降到25mg/L以下，硝酸鹽（NO3-）含量在10mg/L以上。（普通生物濾池、高負 荷、塔式）生物濾池構(gòu)造：池體、濾料、布水裝置、排水系統(tǒng)。影響生物濾池性能的主要因：1、負荷率，有機負荷（指每天供給單位體積濾料的有機物量， 以N表示，普通濾池：0.150