第二章水物化處理方法

1、第第 一一 篇篇 水質(zhì)凈化與水污染控制工程水質(zhì)凈化與水污染控制工程第一章第一章 水質(zhì)與水體自凈水質(zhì)與水體自凈第二章第二章 水的物理化學(xué)處理方法水的物理化學(xué)處理方法第三章第三章 水的生物化學(xué)處理方法水的生物化學(xué)處理方法第四章第四章 放射性廢水處理方法放射性廢水處理方法粗大顆粒物質(zhì)粗大顆粒物質(zhì)懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)溶解性物質(zhì)溶解性物質(zhì)按顆粒的大小按顆粒的大小第二章第二章 水的物理化學(xué)處理方法水的物理化學(xué)處理方法水中的雜質(zhì)：水中的雜質(zhì)：第二章第二章 水的物理化學(xué)處理方法水的物理化學(xué)處理方法第一節(jié) 水中粗大顆粒物質(zhì)的去除第二節(jié) 水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除第三節(jié) 水中溶解物質(zhì)的去除第四節(jié)

2、 水中有害微生物的去除第五節(jié) 水的其他物理化學(xué)處理方法 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第一節(jié)第一節(jié) 水中粗大顆粒物質(zhì)的去除水中粗大顆粒物質(zhì)的去除粗大顆粒物質(zhì)粗大顆粒物質(zhì)懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)溶解性物質(zhì)溶解性物質(zhì)按顆粒的大小按顆粒的大小0.1或1mm砂石、小卵石、礫石、樹砂石、小卵石、礫石、樹枝、菜葉、碎布、垃圾等枝、菜葉、碎布、垃圾等篩濾截留篩濾截留 重力沉降重力沉降 離心分離離心分離格格 柵柵篩篩 網(wǎng)網(wǎng)微濾機(jī)微濾機(jī)沉砂池沉砂池旋流分離器旋流分離器離離 心心 機(jī)機(jī) 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 一、格柵、篩網(wǎng)和微濾機(jī)一、格柵、篩網(wǎng)和微濾機(jī)1、格

3、柵、格柵主要用途主要用途：用于去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閘門的粗大懸：用于去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閘門的粗大懸 浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由一組：由一組(或多組或多組)相平行的金屬柵條與框架組成，柵相平行的金屬柵條與框架組成，柵 條間形成縫隙。（縫隙寬度和水質(zhì)決定截留效率）條間形成縫隙。（縫隙寬度和水質(zhì)決定截留效率）安裝安裝：傾斜安裝在進(jìn)水的渠道或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處。：傾斜安裝在進(jìn)水的渠道或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處。 后處理：填埋、堆肥、焚燒等后處理：填埋、堆肥、焚燒等清除方式：人工、機(jī)械清除方式：人工、機(jī)械 液面落差：液面落

4、差：1015 cm水流速度：水流速度：0.61.0 m/s 格柵傾角：格柵傾角：5060縫隙寬度縫隙寬度水泵站水泵站 2150mm沉淀沉淀/砂池砂池 1530mm 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 格柵不銹鋼機(jī)械自動(dòng)格柵不銹鋼機(jī)械自動(dòng)格柵鏈條式格柵除污機(jī)鏈條式格柵除污機(jī)帶溢流旁通道的人工清理鐵格柵帶溢流旁通道的人工清理鐵格柵 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 主要用途主要用途：去除水中纖維、紙漿、藻類等較小雜物：去除水中纖維、紙漿、藻類等較小雜物 孔徑小于孔徑小于10mm

5、10mm的篩網(wǎng)主要用于工業(yè)廢水的預(yù)的篩網(wǎng)主要用于工業(yè)廢水的預(yù)處理，可將尺寸大于處理，可將尺寸大于3mm3mm的漂浮物截留在網(wǎng)上。的漂浮物截留在網(wǎng)上。 孔徑小于孔徑小于0.1mm0.1mm的細(xì)篩網(wǎng)則應(yīng)用于處理后出水的細(xì)篩網(wǎng)則應(yīng)用于處理后出水的最終處理或重復(fù)利用水的處理的最終處理或重復(fù)利用水的處理 去除效果相當(dāng)于初次沉淀池。去除效果相當(dāng)于初次沉淀池。2、篩網(wǎng)、篩網(wǎng) 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 主要用途主要用途：去除水中纖維、紙漿、藻類等較小雜物：去除水中纖維、紙漿、藻類等較小雜物 轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)2、篩網(wǎng)、篩網(wǎng)1、旋轉(zhuǎn)筒、旋轉(zhuǎn)筒 2、污水、污水 3、篩濾后水、篩濾后水 4、

6、蒸氣或高壓空氣管、蒸氣或高壓空氣管 5、旋轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)方向 6、截留污物排出、截留污物排出 7、篩網(wǎng)、篩網(wǎng)轉(zhuǎn)筒式篩網(wǎng)原理圖轉(zhuǎn)筒式篩網(wǎng)原理圖振振動(dòng)動(dòng)篩篩網(wǎng)網(wǎng) 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 振動(dòng)篩網(wǎng)振動(dòng)篩網(wǎng) 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 3、微濾機(jī)、微濾機(jī) 微濾機(jī)是一種轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)過(guò)濾裝置。被處理的廢水沿微濾機(jī)是一種轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)過(guò)濾裝置。被處理的廢水沿軸向進(jìn)入鼓內(nèi)，以徑向輻射狀經(jīng)篩網(wǎng)流出，水中雜質(zhì)即被截軸向進(jìn)入鼓內(nèi)，以徑向輻射狀經(jīng)篩網(wǎng)流出，水中雜質(zhì)即被截留于鼓筒上濾網(wǎng)內(nèi)面。當(dāng)截留在濾網(wǎng)上的雜質(zhì)被轉(zhuǎn)鼓帶到上留于鼓筒上濾網(wǎng)內(nèi)面。當(dāng)截留在濾網(wǎng)上的雜質(zhì)被轉(zhuǎn)鼓帶到

7、上部時(shí)，被壓力沖洗水反沖到排渣槽內(nèi)流出。運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)鼓部時(shí)，被壓力沖洗水反沖到排渣槽內(nèi)流出。運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)鼓1/3的直徑部分露出水面，轉(zhuǎn)數(shù)為的直徑部分露出水面，轉(zhuǎn)數(shù)為1-4r/min，濾網(wǎng)過(guò)濾速度，濾網(wǎng)過(guò)濾速度可采用可采用30-120m/h，沖洗水壓力，沖洗水壓力0.5-1.5kg/cm2，沖洗水量，沖洗水量為生產(chǎn)水量的為生產(chǎn)水量的0.5-1.0%。已成功地應(yīng)用于給水及廢水處理。已成功地應(yīng)用于給水及廢水處理。 處理能力和濾網(wǎng)孔徑以及懸浮物性質(zhì)和濃度有關(guān)。處理能力和濾網(wǎng)孔徑以及懸浮物性質(zhì)和濃度有關(guān)。 微濾機(jī)微濾機(jī) 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 3、微濾機(jī)、微濾機(jī)主要用途主要用途：截留

8、細(xì)小懸浮物。：截留細(xì)小懸浮物。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：占地少，過(guò)濾能力大，操作方便，應(yīng)用廣泛：占地少，過(guò)濾能力大，操作方便，應(yīng)用廣泛babq1微濾機(jī)微濾機(jī)1、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒 2、池、池 3、水槽、水槽 4、孔管、孔管 5、濾網(wǎng)沖洗設(shè)、濾網(wǎng)沖洗設(shè)備備 6、集渣斗、集渣斗 7、排渣管、排渣管 8、出水管、出水管二、沉砂池二、沉砂池2、自由沉降自由沉降 在沉降過(guò)程中顆粒雜質(zhì)的尺寸、形狀在沉降過(guò)程中顆粒雜質(zhì)的尺寸、形狀 和比重均不隨時(shí)間而變的現(xiàn)象。和比重均不隨時(shí)間而變的現(xiàn)象。 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 1、沉砂池沉砂池 以重力分離為基礎(chǔ)，從污水中去除砂子、以重力分離為基礎(chǔ)，從污水中去除砂子

9、、煤渣等比重較大的顆粒，以免影響后續(xù)處理設(shè)備的運(yùn)行。煤渣等比重較大的顆粒，以免影響后續(xù)處理設(shè)備的運(yùn)行。一般設(shè)在泵站、沉淀池之前。以重力沉降為基礎(chǔ)。一般設(shè)在泵站、沉淀池之前。以重力沉降為基礎(chǔ)。平流式沉砂池平流式沉砂池 豎流式沉砂池豎流式沉砂池 曝氣式曝氣式沉砂池沉砂池二、沉砂池二、沉砂池2()2ssDsugVCA Stokes（斯托克斯）公式（斯托克斯）公式)(182sgdu 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 2()43sDsDuCAgdC層流區(qū)，層流區(qū)，Re2，CD=24/Re，Re=ud/u顆粒沉降速度顆粒沉降速度 液體密度液體密度 A 容器截面積容器截面積水的動(dòng)力粘度水的動(dòng)力

10、粘度 s顆粒密度顆粒密度 Q 澄清流量澄清流量g重力加速度重力加速度 d顆粒直徑顆粒直徑Q=hA/l=uA Stokes（斯托克斯）公式基于均勻球形顆粒的假定（斯托克斯）公式基于均勻球形顆粒的假定 水和廢水中的顆粒大小、形狀、密度各不相同，實(shí)際工程水和廢水中的顆粒大小、形狀、密度各不相同，實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際水樣的沉降實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)資料來(lái)確定澄設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際水樣的沉降實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)資料來(lái)確定澄清流量清流量 城市生活污水廠，沉砂池按照去除密度為城市生活污水廠，沉砂池按照去除密度為2650kg/m3、粒、粒徑徑0.2mm以上的沙粒來(lái)考慮；沉沙量與氣候、服務(wù)面積、以上的沙粒來(lái)考慮；沉沙量與氣候、服

11、務(wù)面積、清潔程度等因素有關(guān)，一般按照清潔程度等因素有關(guān)，一般按照106m3污水沉砂污水沉砂15-30m3計(jì)算計(jì)算二、沉砂池二、沉砂池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 平流式沉砂池平流式沉砂池截留效果好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單且易于排砂，但占地面積大截留效果好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單且易于排砂，但占地面積大140011tHu平流式沉砂池平流式沉砂池平流式沉砂池平流式沉砂池vQAmax2hAB vtL 261max1086400KTXQV TNXV2321hhhHmin1minminwnQv水流面積水流面積 A池池 總總 寬寬 B池池 長(zhǎng)長(zhǎng) L污泥斗容積污泥斗容積 V池總高度池總高度 H驗(yàn)

12、算最小流速驗(yàn)算最小流速 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 Qmax 最大設(shè)計(jì)流量（最大設(shè)計(jì)流量（m3/s）v 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速 （0.15-0.3）m/sh2 有效水深有效水深 （0.25-1）且）且1.2mt 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的停留時(shí)間 （30，60）且）且30sX1 城市污水沉砂量（城市污水沉砂量（m3/106m3）X2 生活污水沉砂量（生活污水沉砂量（L/人人d）N 沉砂池服務(wù)人口數(shù)沉砂池服務(wù)人口數(shù)T 清除沉砂的時(shí)間間隔（清除沉砂的時(shí)間間隔（d）K2 流量總變化系數(shù)流量總變化系數(shù)h1 沉砂池超高（沉砂池超高（0.3m0.3m）h

13、3 貯砂斗高度（貯砂斗高度（m）Qminx 最小流量（最小流量（m3/s）n1 最小流量時(shí)工作的池?cái)?shù)最小流量時(shí)工作的池?cái)?shù)min min 最小流量時(shí)水流斷面積（最小流量時(shí)水流斷面積（m2） 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 處理能力小處理能力小結(jié)構(gòu)較復(fù)雜結(jié)構(gòu)較復(fù)雜豎豎流流式式沉沉砂砂池池1u豎流式沉砂池豎流式沉砂池出口出口 曝氣沉砂池是一長(zhǎng)形渠道，沿渠壁一側(cè)的整個(gè)長(zhǎng)度方向，距池底60-90cm處安設(shè)曝氣裝置，在其下部設(shè)集砂斗，池底有i=0.1-0.5的坡度，以保證砂?；?。由于曝氣作用，廢水中有機(jī)顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)，砂粒互相摩擦并承受曝氣的剪切力，砂粒上附著的有機(jī)污染物能夠去除，

14、有利于取得較為純凈的砂粒。 在旋流的離心力作用下，這些密度較大的砂粒被甩向外部沉入集砂槽，而密度較小的有機(jī)物隨水流向前流動(dòng)被帶到下一處理單元。另外，在水中曝氣可脫臭，改善水質(zhì)，有利于后續(xù)處理，還可起到預(yù)曝氣作用。 普通沉砂池截留的沉砂中夾雜有15%的有機(jī)物，使沉砂的后續(xù)處理難度增加，采用曝氣沉砂池，可在一定程度上克服此缺點(diǎn)。 曝氣式沉砂池曝氣式沉砂池曝氣式曝氣式沉砂池沉砂池可避免沉砂發(fā)臭，預(yù)曝氣，有利于后續(xù)生化處理，但能耗高可避免沉砂發(fā)臭，預(yù)曝氣，有利于后續(xù)生化處理，但能耗高曝氣式沉砂池曝氣式沉砂池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 曝氣式曝氣式沉砂池沉砂池設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù): 最

15、大設(shè)計(jì)流量時(shí)池內(nèi)水平流速為最大設(shè)計(jì)流量時(shí)池內(nèi)水平流速為0.06-0.12m/s 停留時(shí)間為停留時(shí)間為2-5min 旋流速度為旋流速度為0.25-0.3m/s 有效水深為有效水深為2-3m 寬深比寬深比1-2 曝氣量采用曝氣量采用0.1-0.2m3/m3污水污水 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 三、離心分離三、離心分離 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 1、原理、原理 含懸浮顆粒（或乳化油）的水在高速旋轉(zhuǎn)含懸浮顆粒（或乳化油）的水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于顆粒和水分子的質(zhì)量不同，因此受到時(shí)，由于顆粒和水分子的質(zhì)量不同，因此受到的離心力大小也不同，質(zhì)量比較大的顆粒被甩的離心力

16、大小也不同，質(zhì)量比較大的顆粒被甩到外圍，質(zhì)量小的油粒則留在內(nèi)層。如果適當(dāng)?shù)酵鈬|(zhì)量小的油粒則留在內(nèi)層。如果適當(dāng)安排顆粒（油粒）和水的不同出口，就可以使安排顆粒（油粒）和水的不同出口，就可以使顆粒物質(zhì)與水分離，水質(zhì)得到凈化。這種借助顆粒物質(zhì)與水分離，水質(zhì)得到凈化。這種借助離心力分離水中懸浮顆粒的方法稱為離心分離離心力分離水中懸浮顆粒的方法稱為離心分離法。法。1、原理、原理三、離心分離三、離心分離rvmmC20)(9002rnFC離心力離心力重重 力力分離因素分離因素 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 260vnr水旋分離設(shè)備水旋分離設(shè)備器旋分離設(shè)備器旋分離設(shè)備2、類型、類型壓力式

17、水力旋流器壓力式水力旋流器重力式水力旋流器重力式水力旋流器v 顆粒的圓周線速度，顆粒的圓周線速度，m/sr 旋轉(zhuǎn)半徑，旋轉(zhuǎn)半徑，mn 轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速，r/min 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 壓壓力力式式水水力力旋旋流流器器nnPuuPuuPuuEE02021010 壓力式水力旋流器壓力式水力旋流器1、入流、入流 2、一次渦流、一次渦流 3、二次渦流、二次渦流 4、零錐面、零錐面 5、空氣旋渦柱、空氣旋渦柱空氣渦流柱空氣渦流柱澄清液澄清液濃縮液濃縮液空氣空氣壓力式水力旋流器壓力式水力旋流器 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理

18、方法 離離心心機(jī)機(jī)00001)1 (xudxuxEAQAtQttHu0000第二節(jié)第二節(jié) 水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除一、一、 沉淀沉淀1、沉淀理論、沉淀理論 沉沉淀淀過(guò)過(guò)程程自由沉淀自由沉淀壓縮沉淀壓縮沉淀?yè)頂D沉淀?yè)頂D沉淀絮凝沉淀絮凝沉淀沉淀沉淀 混凝混凝 澄清澄清 過(guò)濾過(guò)濾 氣浮氣浮顆粒在沉降過(guò)程中呈離散狀態(tài)，其形狀、尺寸、顆粒在沉降過(guò)程中呈離散狀態(tài)，其形狀、尺寸、質(zhì)量均不變，下沉速度不受干擾。質(zhì)量均不變，下沉速度不受干擾。沉降過(guò)程中顆粒之間相互粘結(jié)，其尺寸、質(zhì)量沉降過(guò)程中顆粒之間相互粘結(jié)，其尺寸、質(zhì)量隨深度增加而增大，沉速亦隨深度而增加。隨深度增加而增大，沉速

19、亦隨深度而增加。顆粒濃度較大，在下沉過(guò)程中相互干擾，但顆顆粒濃度較大，在下沉過(guò)程中相互干擾，但顆粒間相對(duì)位置不變，整體成層下降。粒間相對(duì)位置不變，整體成層下降。顆粒濃度很高且相互接觸。上層顆粒的重力作顆粒濃度很高且相互接觸。上層顆粒的重力作用擠壓下層顆粒間的水，使顆粒群壓縮。用擠壓下層顆粒間的水，使顆粒群壓縮。 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （1）自由沉降）自由沉降 Stokes（斯托克斯）公式（斯托克斯）公式22uACFsDdgdCuDs)(342Re24DC2)(18dgus0001xudxu0QtHAV00tHu 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 自由沉淀

20、實(shí)驗(yàn)自由沉淀實(shí)驗(yàn)顆粒沉速累積頻率分配曲線顆粒沉速累積頻率分配曲線小于指定速度的顆粒小于指定速度的顆粒與全部顆粒的重量比與全部顆粒的重量比t1時(shí)在時(shí)在H處懸浮物濃度處懸浮物濃度1 1沉速小于沉速小于 的顆粒與總顆粒的比為的顆粒與總顆粒的比為n1n1 自由沉淀實(shí)驗(yàn)自由沉淀實(shí)驗(yàn) 有效水深有效水深 H 指定沉淀時(shí)間指定沉淀時(shí)間 t0 初始濃度初始濃度C0對(duì)應(yīng)臨界的顆粒沉速對(duì)應(yīng)臨界的顆粒沉速2Re u u0 （1x0 ） （ 1x0）u u0 x000tuH顆粒沉速顆粒沉速 顆粒百分?jǐn)?shù)顆粒百分?jǐn)?shù) 顆粒沉淀百分?jǐn)?shù)顆粒沉淀百分?jǐn)?shù)顆粒沉速累積頻率分配曲線顆粒沉速累積頻率分配曲線小于指定速度的顆粒小于指定速度的

21、顆粒與全部顆粒的重量比與全部顆粒的重量比xuuxEi001)1 (總?cè)コ蕿椋嚎側(cè)コ蕿椋?第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 例例2-2 某廢水中的懸浮物質(zhì)濃度不高，且均為離散顆粒，在某廢水中的懸浮物質(zhì)濃度不高，且均為離散顆粒，在一有效水深一有效水深H為為1.8m的沉淀柱內(nèi)作沉降試驗(yàn)，結(jié)果如下：的沉淀柱內(nèi)作沉降試驗(yàn)，結(jié)果如下：時(shí)間t(min)06080100130200240420取樣濃度(mg/L)3001891801681561117827001(1)iExu xu試求此廢水在一負(fù)荷為試求此廢水在一負(fù)荷為25m3/m2d的沉淀設(shè)備內(nèi)懸浮物質(zhì)的的沉淀設(shè)備內(nèi)懸浮物質(zhì)的理論總沉降去

22、除率。理論總沉降去除率。 0=300mg/L，H=1.8m，u0=25m/d=0.0174m/min繪制繪制xu曲線，找出曲線，找出u0對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的x0，并計(jì)算，并計(jì)算iux 1 2 30iix0 x 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （2）絮凝沉降）絮凝沉降 絮凝沉降過(guò)程中，懸浮顆粒因互相碰撞凝聚而絮凝沉降過(guò)程中，懸浮顆粒因互相碰撞凝聚而使尺寸變大，沉速將隨深度增加而增加。使尺寸變大，沉速將隨深度增加而增加。 水深越深，較大顆粒追上較小顆粒而發(fā)生碰撞水深越深，較大顆粒追上較小顆粒而發(fā)生碰撞并凝聚的可能性越大。因此，懸浮物的去除不僅取并凝聚的可能性越大。因此，懸浮物的去除不僅取決

23、于沉淀速度，而且與深度有關(guān)。決于沉淀速度，而且與深度有關(guān)。 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （2）絮凝沉降）絮凝沉降絮凝沉降試驗(yàn)絮凝沉降試驗(yàn)總?cè)コ使娇側(cè)コ使降葷舛龋ㄐ剩┣€等濃度（效率）曲線絮凝沉降等效率曲線絮凝沉降等效率曲線 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （3、4）擁擠沉降和壓縮沉降）擁擠沉降和壓縮沉降 當(dāng)水中懸浮物質(zhì)的濃度很高時(shí)，顆粒間隙相應(yīng)減小，在沉降過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生顆粒彼此當(dāng)水中懸浮物質(zhì)的濃度很高時(shí)，顆粒間隙相應(yīng)減小，在沉降過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生顆粒彼此干擾的擁擠沉降現(xiàn)象。同時(shí)沉速較快的顆粒下沉?xí)r所置換的液體的上涌也會(huì)對(duì)周圍顆干擾的擁擠沉降現(xiàn)象。同時(shí)沉速較

24、快的顆粒下沉?xí)r所置換的液體的上涌也會(huì)對(duì)周圍顆粒的下沉產(chǎn)生影響。因此顆粒的實(shí)際沉降速度應(yīng)為自由沉降時(shí)的沉速減去液體的上涌粒的下沉產(chǎn)生影響。因此顆粒的實(shí)際沉降速度應(yīng)為自由沉降時(shí)的沉速減去液體的上涌速度。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，上層逐漸變清，而下層顆粒濃度增高，使上涌速度加大，最終速度。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，上層逐漸變清，而下層顆粒濃度增高，使上涌速度加大，最終使全部顆粒以接近相同的沉速下沉，出現(xiàn)了一個(gè)清水和渾水的界面，此界面稱為渾液使全部顆粒以接近相同的沉速下沉，出現(xiàn)了一個(gè)清水和渾水的界面，此界面稱為渾液面。沉降過(guò)程也就成了渾液面的等速下沉過(guò)程，故又稱為成層沉降。面。沉降過(guò)程也就成了渾液面的等速下沉過(guò)程，故又稱為成

25、層沉降。假定：假定：1）各過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的流速相等；各過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的流速相等； 2）顆粒等速下沉，水平速度為水流速度；）顆粒等速下沉，水平速度為水流速度； 3）顆粒一觸池底，不再上浮，認(rèn)為去除；）顆粒一觸池底，不再上浮，認(rèn)為去除；（5）理想沉淀池）理想沉淀池vu1u0vu1hHL 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （5）理想沉淀池）理想沉淀池AQq 00)75. 1125. 11(uq 0)0 . 25 . 1 (tt vu1u0vu1hHLq0表面負(fù)荷：?jiǎn)挝怀恋沓乇砻娣e在單位時(shí)間內(nèi)處理的水量，數(shù)值上等于表面負(fù)荷：?jiǎn)挝怀恋沓乇砻娣e

26、在單位時(shí)間內(nèi)處理的水量，數(shù)值上等于u0通過(guò)靜置沉淀實(shí)驗(yàn)，根據(jù)要求達(dá)到的沉淀效率，求出應(yīng)去除的最小顆粒的沉速通過(guò)靜置沉淀實(shí)驗(yàn)，根據(jù)要求達(dá)到的沉淀效率，求出應(yīng)去除的最小顆粒的沉速u0后，后，即可得到即可得到q0實(shí)際取值：實(shí)際取值：平流式沉淀池平流式沉淀池 豎流式沉淀池豎流式沉淀池 輻流式沉淀池輻流式沉淀池（1）類型）類型2、普通沉淀池、普通沉淀池平流式沉淀池平流式沉淀池平流式沉淀池平流式沉淀池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 鏈帶式刮泥器械鏈帶式刮泥器械平流式沉淀池平流式沉淀池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 平流式沉淀池平流式沉淀池 第二章第二章 水的物化處理方法

27、水的物化處理方法 平流式沉淀池平流式沉淀池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 豎流式沉淀池豎流式沉淀池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 輻流式沉淀池輻流式沉淀池在穿孔擋板的作用下，水均勻地在穿孔擋板的作用下，水均勻地沿池子半徑向四周輻射流動(dòng)，過(guò)沿池子半徑向四周輻射流動(dòng)，過(guò)水?dāng)嗝娌粩嘣龃?，流速逐漸減少，水?dāng)嗝娌粩嘣龃?，流速逐漸減少，使更多的顆粒沉入池底使更多的顆粒沉入池底輻流式沉淀池輻流式沉淀池輻輻流流式式沉沉淀淀池池周邊進(jìn)水中央出水周邊進(jìn)水中央出水周邊進(jìn)水周邊出水周邊進(jìn)水周邊出水進(jìn)水進(jìn)水出水出水排泥排泥進(jìn)水進(jìn)水出水出

28、水排泥排泥水力吸水力吸泥裝置泥裝置 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 周邊進(jìn)水中央出水周邊進(jìn)水中央出水周邊出水的輻流式沉淀池周邊出水的輻流式沉淀池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （2） 沉淀池類型的選擇沉淀池類型的選擇類型類型優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)缺缺 點(diǎn)點(diǎn)適適 用用 條條 件件平平流流式式（1）沉淀效果好）沉淀效果好（2）對(duì)沖擊負(fù)荷和溫）對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)（3）施工簡(jiǎn)易，造價(jià)）施工簡(jiǎn)易，造價(jià)較低較低（1）配水不易均勻）配水不易均勻（2）采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗）采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需單獨(dú)設(shè)排泥管，操作量大，管理需單獨(dú)設(shè)排泥管，操作量

29、大，管理復(fù)雜；采用鏈帶式刮泥機(jī)排泥時(shí)，復(fù)雜；采用鏈帶式刮泥機(jī)排泥時(shí)，機(jī)件浸于水中，易銹蝕。機(jī)件浸于水中，易銹蝕。（1）適用于地下）適用于地下水位高及地質(zhì)差地水位高及地質(zhì)差地區(qū)區(qū)（2）適用于大中）適用于大中小型水處理廠。小型水處理廠。豎豎流流式式（1）排泥方便、管理）排泥方便、管理簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單（2）占地面積較小）占地面積較?。?）池子深度大，施工困難）池子深度大，施工困難（2）造價(jià)較高）造價(jià)較高（3）對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適）對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較差應(yīng)能力較差（4）池徑不宜過(guò)大，否則布水不）池徑不宜過(guò)大，否則布水不勻勻適用于小型污水處適用于小型污水處理廠，給水廠多不理廠，給水廠多不用。用。

30、輻輻流流式式（1）多為機(jī)械排泥，）多為機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理簡(jiǎn)單運(yùn)行較好，管理簡(jiǎn)單（2）排泥設(shè)備已趨穩(wěn)）排泥設(shè)備已趨穩(wěn)定定（1）水流不易均勻，沉淀效果較）水流不易均勻，沉淀效果較差差（2）機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工）機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求高質(zhì)量要求高（1）適用于地下）適用于地下水位較高地區(qū)水位較高地區(qū)（2）適用于大中）適用于大中型水處理廠型水處理廠 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 理想沉淀池理想沉淀池:vu1u0vu1hHL3、斜板斜管沉淀池、斜板斜管沉淀池假定：各過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的流速相等；顆粒等速下沉，水平速假定：各過(guò)

31、水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的流速相等；顆粒等速下沉，水平速度為水流速度；顆粒一觸池底，不再上浮，認(rèn)為去除度為水流速度；顆粒一觸池底，不再上浮，認(rèn)為去除L/Hv/u0 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 3、斜板斜管沉淀池、斜板斜管沉淀池0uHt A 增大增大Q不變不變u0 減小減小t 減小減小u0不變不變H 減小減?。?）淺池沉降理論淺池沉降理論 縮小沉淀區(qū)深度對(duì)沉淀過(guò)程的影響縮小沉淀區(qū)深度對(duì)沉淀過(guò)程的影響淺池理論原理淺池理論原理哈真（Hazen）淺池理論: 設(shè)斜管沉淀池池長(zhǎng)為L(zhǎng)，池中水平流速為v，顆粒沉速為u0，在理想狀態(tài)下，L/Hv/u0?？梢?jiàn)L與v值不變時(shí)，池身越淺，可被去除的懸浮物顆粒越

32、小。若用水平隔板，將H分成3層，每層層深為H/3，在u0與v不變的條件下，只需L/3，就可以將u0的顆粒去除。如果池長(zhǎng)不變，由于池深為H/3，則水平流速可增加到3V，仍能將沉速為u0的顆粒除去。 將沉淀池分成n層就可以把處理能力提高n倍。 沉淀池的沉淀率僅與顆粒沉速或沉淀池的表面負(fù)荷有關(guān)，而與池深和沉淀時(shí)間無(wú)關(guān)。在可能的條件下，應(yīng)該把沉淀池建得淺些，表面積大些。 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （2） 構(gòu)造構(gòu)造斜板斜管沉淀池斜板斜管沉淀池1、配水槽、配水槽 2、穿孔墻、穿孔墻 3、斜板或斜管、斜板或斜管 4、淹沒(méi)孔口、淹沒(méi)孔口5、集水槽、集水槽 6、集泥斗、集泥斗 7、穿孔排泥

33、管、穿孔排泥管 8、阻流板、阻流板沉淀池的組成進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、貯泥區(qū)進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、貯泥區(qū) 進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)的功能是使水流的進(jìn)入與流出保持均勻平穩(wěn)，以提高沉淀效率。 沉淀區(qū)是池子的主要部位。 貯泥區(qū)是存放污泥的地方，它起到貯存、濃縮與排放污泥的作用。 介于沉淀區(qū)和貯泥區(qū)之間還可再分出一個(gè)區(qū)稱做緩沖區(qū)，緩沖區(qū)的作用是避免水流帶走沉在池底的污泥。（3）斜板沉淀池的計(jì)算斜板沉淀池的計(jì)算 （以異向流斜板沉淀池為例）（以異向流斜板沉淀池為例）lL/nl1l2abu0vsinBLQvLBnlBQlnLnLBLQllvlucossectansin120)cos(0LBnlBuQsec1nLls

34、invBLvQ 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 斜板斜管沉淀池優(yōu)缺點(diǎn) 斜板斜管沉淀池的生產(chǎn)能力比一般沉淀池可有大幅度提高，但由于池子體積縮小，使單位面積上的泥量增加，如排泥不暢，將產(chǎn)生泛泥現(xiàn)象，導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化；由于水流在池中的停留時(shí)間短，來(lái)水水質(zhì)、水量發(fā)生變化時(shí)，來(lái)不及調(diào)整運(yùn)行，耐沖擊負(fù)荷能力較差；此外，由于斜板間距或斜管管徑較小，易于造成變形，容易積泥。 城市污水處理廠不太推廣采用斜板斜管沉淀池，工業(yè)廢水中應(yīng)用較多。 膠體和懸浮顆粒在水中形成穩(wěn)定的分散體系而無(wú)法通過(guò)自然沉降法去除。 混凝就是通過(guò)向水中投加一些藥劑（常稱混凝劑）使水中難以沉淀的細(xì)小顆粒及膠體顆粒脫穩(wěn)并互相聚集

35、成粗大的顆粒而沉淀，從而實(shí)現(xiàn)與水分離，達(dá)到水質(zhì)的凈化。 包含凝聚和絮凝兩個(gè)步驟，統(tǒng)稱為混凝。 凝聚：使膠體脫穩(wěn)并聚集為微絮粒的過(guò)程。 絮凝：微絮粒通過(guò)吸附、卷帶和橋連而成長(zhǎng)為更大的絮體的過(guò)程。 二、混凝二、混凝1.1.膠體的基本知識(shí)膠體的基本知識(shí) （1 1）膠體結(jié)構(gòu)）膠體結(jié)構(gòu) 膠體結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，是由膠核、吸附層及擴(kuò)散層三部分組成. 膠核是膠體粒子的核心，它由數(shù)百乃至數(shù)千個(gè)分散固體物質(zhì)分子組成。 二、混凝二、混凝 在膠核表面有一層離子，稱電位形成離子或電位離子，膠核因電位離子而帶有電荷，為維持膠體離子的電中性，膠核表面的電位離子層通過(guò)靜電作用，從溶液中吸引了電量與電位離子層總電量相等而電性相反的離

36、子，這些離子稱為反離子，并形成反離子層。這樣，膠核固相的電位離子層與液相中的反離子層就構(gòu)成了膠體粒子的雙電層結(jié)構(gòu)。圖圖 膠體粒子的結(jié)構(gòu)及其電位分布膠體粒子的結(jié)構(gòu)及其電位分布膠粒運(yùn)動(dòng)時(shí)，擴(kuò)散層中的反離子脫離膠團(tuán)，向溶液主體擴(kuò)散，使膠粒產(chǎn)生剩余電荷，膠粒與擴(kuò)散層之間產(chǎn)生電位差，此電位稱為膠體的電動(dòng)電位，即電位。 （2 2）膠體顆粒的穩(wěn)定性）膠體顆粒的穩(wěn)定性 膠體顆粒在水中能長(zhǎng)期保持分散狀態(tài)而不下沉的特性稱為膠體顆粒的穩(wěn)定性。 膠體顆粒在污水中之所以具有穩(wěn)定性，其原因有三： 首先，污水中的細(xì)小懸浮顆粒和膠體顆粒質(zhì)量很輕，在污水中受水分子熱運(yùn)動(dòng)的碰撞而作無(wú)規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)； 同時(shí)，膠體顆粒本身帶電，同類

37、膠體顆粒帶有同性電荷，彼此之間存在靜電排斥力，從而不能相互靠近以結(jié)成較大顆粒而下沉； 另外，許多水分子被吸引在膠體顆粒周圍形成水化膜，阻止膠體顆粒與帶相反電荷的離子中和，妨礙顆粒之間接觸并凝聚下沉。 因此，污水中的細(xì)小懸浮顆粒和膠體顆粒不易沉降，總保持著分散和穩(wěn)定狀態(tài)。2.2.混凝機(jī)理混凝機(jī)理 污水中投入某些混凝劑后，膠體因電動(dòng)電位降低或消除而脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的顆粒便相互聚集為較大顆粒而下沉，此過(guò)程稱為凝聚，此類混凝劑稱為凝聚劑。 但有些混凝劑可使未經(jīng)脫穩(wěn)的膠體也形成大的絮狀物而下沉，這種現(xiàn)象稱為絮凝，此類混凝劑稱為絮凝劑。 按機(jī)理不同，混凝可分為壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕四種。

38、吸附電中和吸附電中和吸附架橋吸附架橋網(wǎng)捕網(wǎng)捕 （1 1）壓縮雙電層機(jī)理）壓縮雙電層機(jī)理當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)后，溶液中與膠體反離子帶相同電荷的離子濃度增高，這些離子與擴(kuò)散層原有反離子之間的靜電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附層中，從而使擴(kuò)散層厚度減小，膠粒所帶電荷數(shù)減少，電位相應(yīng)降低。因此，膠粒間的相互排斥力也減少。當(dāng)排斥力降至一定值，分子間以吸引力為主時(shí)，膠粒就相互聚合與凝聚，這就是壓縮雙電層機(jī)理。 （2 2）吸附電中和機(jī)理）吸附電中和機(jī)理 當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)作混凝劑，混凝劑水解后在水中形成膠體顆粒，其所帶電荷與水中原有膠粒所帶電荷相反，異性電荷之間有強(qiáng)烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了電位

39、離子所帶電荷，減少了靜電斥力，降低了電位，使膠體脫穩(wěn)并發(fā)生凝聚。但若混凝劑投加過(guò)多，混凝效果反而下降。因?yàn)槟z粒吸附了過(guò)多的反離子，使原來(lái)的電荷變性，排斥力變大，從而發(fā)生了再穩(wěn)現(xiàn)象。 （3 3）吸附架橋機(jī)理）吸附架橋機(jī)理 吸附架橋作用主要是指高分子聚合物與膠粒和細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附、橋聯(lián)的過(guò)程。高分子絮凝劑具有線性結(jié)構(gòu)，含有某些化學(xué)活性基團(tuán)，能與膠粒表面產(chǎn)生特殊反應(yīng)而互相吸附，在相距較遠(yuǎn)的兩膠粒間進(jìn)行吸附架橋，使膠粒逐漸變大，從而形成較大的絮凝體。 （4 4）沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理）沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理 若采用硫酸鋁、石灰或氯化鐵等高價(jià)金屬鹽類作混凝劑，當(dāng)投加量大得足以迅速沉淀金屬氫氧化物如Al(OH)3、F

40、e(OH)3或金屬碳酸鹽（如CaCO3）時(shí)，水中的膠粒和細(xì)微懸浮物可被這些沉淀物在形成時(shí)作為晶核或吸附質(zhì)所網(wǎng)捕。 混凝的四種機(jī)理，在污水處理中往往是同時(shí)或交叉發(fā)揮作用的，只是在一定情況下以某種機(jī)理為主而已。 3 3 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑 混凝劑混凝劑 混凝劑具有破壞膠體的穩(wěn)定性和促進(jìn)膠體絮凝的功能。 其品種很多，按其化學(xué)成分可分為無(wú)機(jī)混凝劑和有機(jī)混凝劑兩大類。 （1 1）無(wú)機(jī)混凝劑）無(wú)機(jī)混凝劑 目前廣泛使用的無(wú)機(jī)混凝劑是鋁鹽混凝劑和鐵鹽混凝劑。 鋁鹽有：硫酸鋁、明礬、鋁酸鈉、三氯化鋁及聚合氯化鋁. 鐵鹽有: 硫酸亞鐵、硫酸鐵、三氯化鐵及聚合硫酸鐵。 （2 2）有機(jī)混凝劑）有機(jī)混凝劑 目

41、前應(yīng)用較為廣泛的有機(jī)混凝劑主要是人工合成的有機(jī)高分子絮凝劑。其分子結(jié)構(gòu)一般為鏈狀，相對(duì)分子質(zhì)量都很高，絮凝能力很強(qiáng)。 常用的有聚丙烯酸鈉（陰離子型）、聚乙烯吡啶鹽（陽(yáng)離子型）和聚丙烯酰胺（非離子型）等。 分子上的鏈節(jié)與水中的膠體微粒有極強(qiáng)的吸附作用，混凝效果優(yōu)異，但制造過(guò)程復(fù)雜，價(jià)格昂貴。 聚丙烯酰胺助凝劑助凝劑 助凝劑是指與混凝劑一起使用，以促進(jìn)水的混凝進(jìn)程的輔助藥劑。 助凝劑本身可以起混凝作用，也可以不起混凝作用。 助凝劑按功能可分為三類： （1）pH調(diào)整劑（石灰，重碳酸鹽）（2）絮體結(jié)構(gòu)改良劑（聚丙烯酰胺） （3）氧化劑（氯氣） 4 4 影響混凝效果的因素影響混凝效果的因素 (1)1)廢

42、水水質(zhì)的影響廢水水質(zhì)的影響 1 1）濁度）濁度濁度過(guò)高或過(guò)低都不利于混凝，濁度不同所需的混凝劑用量也不同。 2 2）pHpH在混凝過(guò)程中，都有一個(gè)相對(duì)最佳pH存在，使混凝反應(yīng)速度最快，絮體溶解度最小。 3 3）水溫）水溫水溫會(huì)影響無(wú)機(jī)鹽類的水解，水溫低，水解反應(yīng)慢。另外，水溫低，水的黏度增大，布朗運(yùn)動(dòng)減弱，混凝效果下降。（投加高分子助凝劑或用氣浮法代替沉淀法） 4 4）共存雜質(zhì)）共存雜質(zhì)有些雜質(zhì)（黏土）的存在能促進(jìn)混凝過(guò)程，而有些物質(zhì)（有機(jī)物）不利于混凝的進(jìn)行。 (2) 2) 混凝劑的影響混凝劑的影響 1 1）混凝劑種類）混凝劑種類混凝劑的選擇主要取決于膠體和細(xì)微懸浮物的性質(zhì)、濃度。 2 2）

43、混凝劑投加量）混凝劑投加量對(duì)任何污水的混凝處理，都存在最佳混凝劑和最佳投藥量的問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。 3 3）混凝劑投加順序）混凝劑投加順序 (3) (3) 水力條件（攪拌）的影響水力條件（攪拌）的影響 攪拌的目的是幫助混合反應(yīng)、凝聚和絮凝，過(guò)于激烈的攪拌會(huì)打碎已經(jīng)凝聚和絮凝的絮狀沉淀物，反而不利于混凝沉淀,因此攪拌一定要適當(dāng)，即要控制攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。 為確定最佳的工藝條件，一般情況下，可以用燒杯攪拌法進(jìn)行混凝的模擬實(shí)驗(yàn)。 混合要求快速和劇烈攪拌，反應(yīng)階段緩慢攪拌。 5 5 混凝過(guò)程及設(shè)備混凝過(guò)程及設(shè)備 整個(gè)混凝沉淀處理工藝過(guò)程包括混凝劑的配制與投加、混合、反應(yīng)及沉淀分離幾個(gè)部分。其流程示

44、意圖如圖所示。(1)(1)混凝劑的配制與投加混凝劑的配制與投加 混凝劑的投配方法有干投法和濕投法。 干投法就是將固體混凝劑（如硫酸鋁）破碎成粉末后定量地投入待處理水中。濕投法是將混凝劑和助凝劑先溶解配成一定濃度的溶液，然后按處理水量大小定量投加。此法應(yīng)用較多。 圖混凝沉淀流程示意圖圖混凝沉淀流程示意圖 1 1）混凝劑溶液的配制）混凝劑溶液的配制混凝劑溶液的配制過(guò)程包括溶解與調(diào)制兩步。溶解一般在溶解池（溶藥池）中進(jìn)行，其作用是把塊狀或粒狀的藥劑溶解成濃溶液。調(diào)制則在溶液池中進(jìn)行，其作用是把濃溶液配成一定濃度的溶液。圖圖3-93-9濕投法過(guò)程濕投法過(guò)程 2 2）混凝劑的投加）混凝劑的投加混凝劑的投

45、加有兩種方式，即重力投加和壓力投加。 重力投加重力投加當(dāng)采用水泵進(jìn)行混合時(shí)，藥劑加在泵前吸水井或吸水管處，一般采用重力投加，即所謂的泵前重力投加。 壓力投加壓力投加壓力投加又分為兩種形式： 一是泵投加，一是泵投加，采用耐酸泵配以轉(zhuǎn)子或電磁流量計(jì)，這是廣泛采用的方法，或者直接用計(jì)量泵，將藥液送到投藥點(diǎn)； 二是水射器投加，二是水射器投加，水射器利用高壓水通過(guò)噴嘴和喉管之間的真空抽吸作用將藥液吸入，同時(shí)隨水的余壓注入原水管中。 (2) 2) 混合混合 混合的作用是將藥劑迅速均勻地?cái)U(kuò)散到污水中，達(dá)到充分混合，以確?；炷齽┑乃馀c聚合，使膠體顆粒脫穩(wěn)，并互相聚集成細(xì)小的礬花。 1 1）借水泵的吸水管或壓

46、力管混合）借水泵的吸水管或壓力管混合 當(dāng)泵站與絮凝反應(yīng)設(shè)備距離很近時(shí)，將藥液加于泵吸水管或吸水井中，通過(guò)水泵葉輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到快速而劇烈混合目的。當(dāng)泵站與反應(yīng)池距離較遠(yuǎn)時(shí)，可將藥液投入離反應(yīng)池前一定距離（應(yīng)不小于50倍管道直徑）的進(jìn)水管中，使藥劑與水在管道內(nèi)混合，也有較好的凝聚效果。 2 2）在專用混合設(shè)備中進(jìn)行混合）在專用混合設(shè)備中進(jìn)行混合 機(jī)械混合機(jī)械混合這是用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)槳板或螺旋槳進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌的一種有效的混合方法。 水力混合水力混合水力混合是通過(guò)水的流動(dòng)以達(dá)到藥劑與水的混合。 (3)(3)反應(yīng)反應(yīng) 水與藥劑混合后即進(jìn)入反應(yīng)池進(jìn)行反應(yīng)。 反應(yīng)階段的作用是促使混合階段所形成的細(xì)小礬花在一定時(shí)間

47、內(nèi)繼續(xù)形成大的、具有良好沉淀性能的絮凝體（可見(jiàn)的礬花），以使其在后續(xù)的沉淀池內(nèi)下沉。 反應(yīng)池的型式也有機(jī)械攪拌和水力攪拌兩類。 水力攪拌反應(yīng)池在我國(guó)應(yīng)用廣泛，類型也較多，主要有隔板反應(yīng)池、渦流式反應(yīng)池等。其中比較常用的是隔板反應(yīng)池。 （1） 澄清池澄清池三、澄清池水和藥劑的混合水和藥劑的混合反應(yīng)反應(yīng)絮凝體和水的分離絮凝體和水的分離保持懸浮狀態(tài)、濃度穩(wěn)定且均勻分布的泥渣區(qū)保持懸浮狀態(tài)、濃度穩(wěn)定且均勻分布的泥渣區(qū)泥渣循環(huán)分離型泥渣循環(huán)分離型懸浮泥渣過(guò)濾型懸浮泥渣過(guò)濾型機(jī)械加速澄清池機(jī)械加速澄清池懸浮澄清池懸浮澄清池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 圖混凝沉淀流程示意圖機(jī)械加速澄清池

48、機(jī)械加速澄清池tan2nLl一次混合及反應(yīng)區(qū)一次混合及反應(yīng)區(qū)二次混合及反應(yīng)區(qū)二次混合及反應(yīng)區(qū)豎管豎管澄清澄清水水原水原水回流回流區(qū)區(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪葉輪泥漿泥漿池池濃縮濃縮斗斗取樣取樣栓栓排泥及放空排泥及放空排泥排泥罩罩投藥投藥投藥投藥電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)出水出水孔口孔口（2） 常見(jiàn)澄清池常見(jiàn)澄清池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 找出書中所述找出書中所述“五個(gè)主要部分五個(gè)主要部分”懸懸浮浮澄澄清清池池泥渣懸浮層泥渣懸浮層強(qiáng)制強(qiáng)制出水出水槽槽排泥排泥穿孔管穿孔管進(jìn)水進(jìn)水穿孔管穿孔管泄水泄水穿孔管穿孔管反應(yīng)罩反應(yīng)罩檢修人孔檢修人孔（2） 常見(jiàn)澄清池常見(jiàn)澄清池 第二章第二章 水的物化處理方法水

49、的物化處理方法 四、過(guò)濾四、過(guò)濾 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 水和廢水通過(guò)粒狀濾料（如石英砂）床層時(shí)，其中的懸浮顆粒和膠體就被截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中，這種通過(guò)粒狀介質(zhì)層分離不溶性污染物的方法稱為粒狀介質(zhì)過(guò)濾。 可用于化學(xué)混凝和生化處理之后作為后續(xù)處理，也可用于活性炭吸附和離子交換等深度處理之前的預(yù)處理。 阻力截留：原水自上而下流過(guò)粒狀濾料層時(shí)，粒徑較大的顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，使此層濾料間的空隙越來(lái)越小，截污能力變強(qiáng)，形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并由它起主要的過(guò)濾作用。四、過(guò)濾四、過(guò)濾阻力截留阻力截留水中懸浮物的粒徑水中懸浮物的粒徑表層濾料的最

50、小粒徑表層濾料的最小粒徑過(guò)濾速度過(guò)濾速度 重力沉降：原水通過(guò)濾料時(shí)，眾多的濾料表面提供了巨大的沉降面積，形成無(wú)數(shù) “小沉淀池”，顆粒物質(zhì)容易在此沉降下來(lái)。四、過(guò)濾四、過(guò)濾重力沉降重力沉降濾料直徑：濾料越小，沉降面積越大濾料直徑：濾料越小，沉降面積越大過(guò)濾速度：濾速越小，水流越平穩(wěn)過(guò)濾速度：濾速越小，水流越平穩(wěn) 接觸絮凝：濾料具有巨大的表面積，與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。沙粒濾料表面常帶有負(fù)電荷，能吸附帶正電荷的鐵、鋁等膠體，在濾料表面形成帶正電荷的薄膜，進(jìn)而吸附帶負(fù)電荷的黏土雜質(zhì)和有機(jī)物膠體，在沙粒上發(fā)生接觸絮凝。大多數(shù)情況下，濾料表面對(duì)尚未凝聚的膠體還能起接觸碰撞的媒介作用，從而促進(jìn)其

51、凝聚四、過(guò)濾四、過(guò)濾接觸絮凝接觸絮凝濾料直徑（比表面積）濾料直徑（比表面積）荷電量荷電量四、過(guò)濾四、過(guò)濾單層濾池單層濾池雙層濾池雙層濾池多層濾池多層濾池普通快濾池普通快濾池虹吸濾池虹吸濾池?zé)o閥濾池?zé)o閥濾池重力式濾池重力式濾池壓力濾池壓力濾池慢濾池慢濾池快濾池快濾池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 2、普通快濾池普通快濾池 （1） 過(guò)濾工藝過(guò)程（過(guò)濾、反洗）過(guò)濾工藝過(guò)程（過(guò)濾、反洗）集水渠集水渠洗砂排水槽洗砂排水槽廢水渠廢水渠（2） 濾料濾料足夠的機(jī)械強(qiáng)度，較好的化學(xué)穩(wěn)定性，足夠的機(jī)械強(qiáng)度，較好的化學(xué)穩(wěn)定性，適宜的級(jí)配和足夠的孔隙率

52、適宜的級(jí)配和足夠的孔隙率 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 石英砂石英砂 無(wú)煙煤無(wú)煙煤纖維球纖維球果果 殼殼鵝卵石墊層鵝卵石墊層1.1.概述概述 氣浮法是利用高度分散的微細(xì)氣泡作為載體去黏附廢水中的污染物，利用其密度小于水的特性，使其上浮到水面，從而實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過(guò)程，又稱氣泡浮上法。 在水處理中，氣浮法廣泛應(yīng)用于： （1）分離水中的細(xì)小懸浮物、藻類及微絮體； （2）回收工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)，如造紙廠廢水中的紙漿纖維及填料等； （3）代替二次沉淀池，分離和濃縮剩余活性污泥，特別適用于那些易于產(chǎn)生污泥膨脹的生化處理過(guò)程； （4）分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油； （5）分離

53、回收以分子或離子狀態(tài)存在的目的物，如表面活性物質(zhì)和金屬離子等。五、氣浮五、氣浮 2. 2.氣浮原理氣浮原理 （1 1）氣浮原理）氣浮原理 氣浮過(guò)程包括氣泡產(chǎn)生、氣泡與顆粒（固體或液滴）附著以及上浮分離等連續(xù)步驟。 氣泡的產(chǎn)生氣泡的產(chǎn)生 產(chǎn)生微氣泡的方法主要有電解、分散空氣和溶解空氣再釋放三種。 懸浮物與氣泡附著懸浮物與氣泡附著 懸浮物與氣泡附著有三種基本形式：氣泡在顆粒表面析出,氣泡與顆粒吸附以及絮體中夾裹氣泡。 3. 3.加壓溶氣浮上法加壓溶氣浮上法 （1 1）基本工藝流程與工藝選擇）基本工藝流程與工藝選擇 加壓溶氣浮上法是目前常用的浮上法。 這種方法使空氣在加壓的條件下溶解于水中，然后通過(guò)

54、將壓力降至常壓而使過(guò)飽和的空氣以微細(xì)氣泡的形式釋放出來(lái)。 加壓溶氣浮上法有三種基本工藝流程： 全溶氣流程如圖2-34所示。該法是將全部入流廢水進(jìn)行加壓溶氣，再經(jīng)過(guò)減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離的一種流程。 部分溶氣流程如圖2-35所示。 圖圖2-34 全溶氣流程全溶氣流程 該法是將部分入流廢水進(jìn)行加壓溶氣，其余部分直接進(jìn)入氣浮池。該法比全溶氣流程節(jié)省電能，同時(shí)因加壓泵所需加壓的溶氣水量與溶氣罐的容積比全溶氣流程小，故亦可節(jié)省一些設(shè)備。但是由于部分溶氣流程提供的空氣量亦較少，因此，如欲提供同樣的空氣量，部分溶氣流程就必須在更高的壓力下運(yùn)行. 回流溶氣流程如圖2-36所示。在這個(gè)流程中，將部分

55、澄清液進(jìn)行回流加壓，入流廢水則直接進(jìn)入氣浮池。 圖圖2-36 2-36 回流溶氣流程回流溶氣流程 圖圖2-35 2-35 部分溶氣流程部分溶氣流程 （2 2）操作規(guī)程及運(yùn)行中應(yīng)該注意的問(wèn)題）操作規(guī)程及運(yùn)行中應(yīng)該注意的問(wèn)題 加壓泵的作用，一是提升廢水，二是使介質(zhì)氣、水受到壓力作用。 受壓空氣按亨利定律提高其在水中的溶解度。 空氣通入方式有兩種: 當(dāng)空氣吸入量小于該溫度下廢水中空氣的飽和量時(shí)，在泵前用水射器吸入，而不用空壓機(jī)。這種方式氣水混合好，水泵必須采用自吸方式進(jìn)水，而且要保持 1m以上的水頭。 此外，其最大吸氣量不能大于水泵吸水量的10，否則水泵應(yīng)當(dāng)具有的真空度將遭到破壞。 當(dāng)空氣吸入量大于

56、空氣在廢水中的飽和量時(shí)，空氣應(yīng)通過(guò)空壓機(jī)由水泵的出水管壓入，但也不宜大于水泵吸水量的25. 廢水在溶氣罐內(nèi)的停留時(shí)間為 3060s，一般認(rèn)為在這個(gè)時(shí)間內(nèi)可以完成空氣溶于水的過(guò)程，并使廢水中溶解空氣過(guò)飽和，多余的空氣必須通過(guò)排氣閥放出，否則由于游離氣泡的攪動(dòng)，會(huì)影響氣浮池內(nèi)的氣浮效果。 粗大顆粒物質(zhì)：格柵、篩網(wǎng)、沉砂粗大顆粒物質(zhì)：格柵、篩網(wǎng)、沉砂懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)：沉淀、混凝懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)：沉淀、混凝溶解性物質(zhì)溶解性物質(zhì)按顆粒的大小按顆粒的大小第二章第二章 水的物理化學(xué)處理方法水的物理化學(xué)處理方法水中的雜質(zhì)：水中的雜質(zhì)：第三節(jié) 水中溶解物質(zhì)的去除 一、水的軟化和除鹽 二、離子交換法 三、吸附

57、法 四、膜分離技術(shù)第二章第二章 水的物理化學(xué)處理方法水的物理化學(xué)處理方法 第三節(jié)第三節(jié) 水中溶解物質(zhì)的去除水中溶解物質(zhì)的去除Ca2+、Mg2+、Na+、K+CO32-、HCO3- 、SO42-、Cl-陽(yáng)離子陽(yáng)離子陰離子陰離子溶解氣體溶解氣體O2、CO2 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 天然水體天然水體重金屬離子重金屬離子有機(jī)物質(zhì)有機(jī)物質(zhì)氣體氣體污水和廢水污水和廢水CH4、 NH3、H2S軟化除鹽、離子交換、吸附、膜分離、氧化還原法、生化法軟化除鹽、離子交換、吸附、膜分離、氧化還原法、生化法第三節(jié)第三節(jié) 水中溶解物質(zhì)的去除水中溶解物質(zhì)的去除軟化：降低水中軟化：降低水中Ca2+、M

58、g2+含量的處理含量的處理Ca2+、Mg2+、Na+、K+CO32-、HCO3- 、SO42-、Cl-陽(yáng)離子陽(yáng)離子陰離子陰離子1、水的軟化與除鹽、水的軟化與除鹽 加熱軟化加熱軟化 藥劑軟化藥劑軟化 離子交換離子交換 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 除鹽：減少水中溶解鹽類的總量除鹽：減少水中溶解鹽類的總量 蒸餾蒸餾 電滲析電滲析 離子交換離子交換Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2Mg(HCO3)2 MgCO3 + H2O + CO2MgCO3 + H2O Mg(OH)2 + CO2 加熱軟化加熱軟化 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 藥劑軟化藥劑

59、軟化 離子交換離子交換石灰法、石灰石灰法、石灰-純堿法、石灰純堿法、石灰-石膏法，生成石膏法，生成CaCO3、Mg(OH)2 離子交換劑將水中的離子交換劑將水中的Ca2+、Mg2+轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成Na+。（1）水的軟化）水的軟化 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （2）水的除鹽）水的除鹽 蒸餾蒸餾 在直流電場(chǎng)的作用下，利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)溶液中陰、陽(yáng)離子的選擇透過(guò)性，使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物化過(guò)程。 將液體加熱氣化，同時(shí)使產(chǎn)生的蒸氣冷凝液化并收集的聯(lián)合操作過(guò)程叫做簡(jiǎn)單蒸餾或普通蒸餾，也簡(jiǎn)稱蒸餾 一種借助于離子交換劑上的離子和污水中的有害離子進(jìn)行交換反應(yīng)而除去污水中有害離子的方

60、法。 電滲析電滲析 離子交換離子交換第三節(jié) 水中溶解物質(zhì)的去除 一、水的軟化和除鹽 二、離子交換法 三、吸附法 四、膜分離技術(shù)第二章第二章 水的物理化學(xué)處理方法水的物理化學(xué)處理方法 離子交換法離子交換法RH + M+RM + H+離子交換劑離子交換劑需交換的離子需交換的離子kM HRkRHM1、離子交換劑、離子交換劑離子交換樹脂離子交換樹脂樹脂本體樹脂本體活性基團(tuán)活性基團(tuán)固定離子固定離子活動(dòng)離子活動(dòng)離子圖圖 陽(yáng)離子交換樹脂結(jié)構(gòu)示意圖陽(yáng)離子交換樹脂結(jié)構(gòu)示意圖水水固定離子固定離子可交換可交換離子離子乙二烯乙二烯交聯(lián)鏈交聯(lián)鏈 聚苯聚苯乙烯鏈乙烯鏈 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 1、