《廢水的物理處理》課件

廢水的物理處理物理處理是廢水處理的重要步驟。它主要通過(guò)物理方法去除廢水中的懸浮物、膠體和部分溶解物質(zhì)，例如沉淀、過(guò)濾和分離等。課程目標(biāo)理解基本概念掌握廢水物理處理的定義、分類(lèi)和基本原理。學(xué)習(xí)處理工藝了解常見(jiàn)的廢水物理處理工藝，包括沉淀、絮凝、過(guò)濾和浮選等。掌握應(yīng)用知識(shí)學(xué)習(xí)不同工藝原理和應(yīng)用，并了解工藝參數(shù)控制和優(yōu)化方法。培養(yǎng)實(shí)踐能力通過(guò)案例分析和實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)廢水物理處理的實(shí)踐能力。1.理解廢水物理處理的基本概念物理處理物理處理方法主要依靠物理作用從廢水中去除污染物，不涉及化學(xué)反應(yīng)或生物降解。重要性物理處理是廢水處理的重要環(huán)節(jié)，可去除懸浮固體、油脂等污染物，為后續(xù)處理工藝奠定基礎(chǔ)。1.1廢水物理處理的定義11廢水物理處理是指利用物理方法去除廢水中懸浮物、膠體物質(zhì)和部分溶解性物質(zhì)。22該方法通常不改變廢水中的化學(xué)成分，只是改變廢水的物理狀態(tài)。33常見(jiàn)的物理處理方法包括沉淀、過(guò)濾、浮選等。1.2廢水物理處理的重要性保護(hù)水資源廢水物理處理可有效去除污染物，保護(hù)水資源免受污染，維持生態(tài)平衡。保障水安全通過(guò)廢水處理，可以將污水轉(zhuǎn)化為可重復(fù)利用的水資源，保障水安全。改善環(huán)境質(zhì)量減少工業(yè)廢水排放，有效改善環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)人類(lèi)健康。2.常見(jiàn)的廢水物理處理工藝沉淀利用重力使懸浮物沉降，從廢水中去除顆粒狀污染物。絮凝通過(guò)添加絮凝劑，將細(xì)小的懸浮顆粒凝聚成較大顆粒，易于沉降或過(guò)濾。過(guò)濾通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，去除水中懸浮固體和膠體物質(zhì)。浮選通過(guò)氣泡將輕質(zhì)懸浮物或油脂帶到水面，從而去除。2.1沉淀去除懸浮物沉淀過(guò)程利用重力將廢水中密度大于水的懸浮物分離出來(lái)。提高廢水可生化性去除懸浮固體可提高廢水的可生化性，促進(jìn)后續(xù)生物處理的效率。降低污泥量沉淀過(guò)程中分離出的污泥可進(jìn)一步處理，減少最終排放量。2.2絮凝絮凝作用絮凝是指在廢水中加入絮凝劑，使細(xì)小的懸浮顆粒相互凝聚，形成更大的顆粒，從而加速沉降。絮凝劑種類(lèi)常見(jiàn)的絮凝劑包括無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑和高分子絮凝劑，根據(jù)廢水的性質(zhì)選擇合適的絮凝劑。應(yīng)用場(chǎng)景絮凝廣泛應(yīng)用于污水處理、飲用水處理、工業(yè)廢水處理等方面。2.3過(guò)濾過(guò)濾原理過(guò)濾利用多孔介質(zhì)去除廢水中懸浮固體和部分膠體物質(zhì)，濾過(guò)介質(zhì)可為砂、活性炭、陶瓷等。過(guò)濾過(guò)程可分為表面過(guò)濾和深度過(guò)濾，表面過(guò)濾主要依靠濾料表面截留懸浮物，深度過(guò)濾則主要依靠濾料內(nèi)部孔隙吸附去除。過(guò)濾方法常見(jiàn)的過(guò)濾方法包括砂濾、活性炭濾、膜過(guò)濾等。砂濾適用于去除顆粒較大的懸浮物，活性炭濾可吸附有機(jī)物和氣味，膜過(guò)濾具有更高的過(guò)濾精度，可去除更細(xì)小的顆粒和細(xì)菌。2.4浮選氣泡附著利用氣泡附著于廢水中懸浮顆粒，使之密度降低并上浮去除。去除效率高浮選適用于去除廢水中的油脂、懸浮物、細(xì)小顆粒等，效率高。應(yīng)用廣泛浮選廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水、生活污水、礦山廢水等領(lǐng)域的處理。3.沉淀工藝原理及應(yīng)用沉淀原理沉淀是利用固體顆粒在水中重力作用下自然沉降分離的物理過(guò)程，分為重力沉淀和離心沉淀兩種。沉淀設(shè)備常見(jiàn)的沉淀設(shè)備包括沉淀池、澄清池等，其結(jié)構(gòu)和尺寸根據(jù)廢水水質(zhì)、處理要求和處理量而異。應(yīng)用領(lǐng)域沉淀工藝廣泛應(yīng)用于各種廢水處理，例如：生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水等，可有效去除懸浮固體和部分膠體物質(zhì)。3.1重力沉淀沉降過(guò)程基于密度差異，比重較大的固體顆粒在重力作用下沉降至池底。沉淀池結(jié)構(gòu)常見(jiàn)沉淀池類(lèi)型包括矩形沉淀池、圓形沉淀池和豎流沉淀池等。3.2管道沉淀流速慢管道沉淀，廢水在水平管道內(nèi)緩慢流動(dòng)，使固體顆粒沉淀在管道底部。沉淀池管道沉淀常用于預(yù)處理，將較大的固體顆粒去除，減少后續(xù)處理的負(fù)荷。簡(jiǎn)單高效結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省占地面積，適用于處理量較小的廢水。3.3輻流沉淀圓形流體沉淀池內(nèi)水流呈圓形運(yùn)動(dòng)，水流速度從中心向邊緣逐漸減小，有利于去除懸浮顆粒物。去除懸浮物輻流沉淀可以有效去除廢水中的懸浮固體顆粒物，提高出水水質(zhì)。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于污水處理廠、工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域，如生活污水處理、工業(yè)廢水處理等。4.絮凝工藝原理及應(yīng)用1定義添加絮凝劑去除水中細(xì)小顆粒2原理絮凝劑與水中雜質(zhì)反應(yīng)形成較大顆粒易于沉淀3應(yīng)用去除水中懸浮物降低濁度絮凝是廢水處理中常用的物理化學(xué)方法通過(guò)添加化學(xué)藥劑將水中微小懸浮顆粒聚集形成較大顆粒方便后續(xù)處理4.1絮凝劑種類(lèi)和特點(diǎn)化學(xué)絮凝劑化學(xué)絮凝劑包括無(wú)機(jī)和有機(jī)絮凝劑，通過(guò)與廢水中膠體物質(zhì)反應(yīng)，使膠體顆粒脫穩(wěn)，形成絮凝物。常見(jiàn)的化學(xué)絮凝劑包括鋁鹽和鐵鹽，例如硫酸鋁和氯化鐵。高分子絮凝劑高分子絮凝劑是合成的高分子聚合物，具有更大的分子量和較高的活性，能夠有效地去除廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)。天然高分子絮凝劑天然高分子絮凝劑主要來(lái)自植物和動(dòng)物，例如淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素等，具有良好的生物降解性和環(huán)境友好性。4.2絮凝工藝參數(shù)控制劑量絮凝劑的用量直接影響絮凝效果。過(guò)量會(huì)造成浪費(fèi)，不足則無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。pH值不同的絮凝劑在不同的pH值下效果最佳。需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)pH值，以保證最佳效果。攪拌速度攪拌速度影響絮凝劑的混合程度和絮凝體的形成，需要根據(jù)具體情況調(diào)整攪拌速度。反應(yīng)時(shí)間絮凝反應(yīng)需要一定時(shí)間才能完成，反應(yīng)時(shí)間過(guò)短則無(wú)法充分反應(yīng)，影響效果。4.3絮凝沉淀一體化工藝11.提高效率減少了沉淀池的占地面積，提高了處理效率。22.節(jié)約成本減少了設(shè)備和操作成本，降低了污水處理的整體成本。33.降低污染減少了污泥產(chǎn)量，降低了污泥處理成本和環(huán)境污染。44.應(yīng)用廣泛適用于各種工業(yè)廢水和生活污水的處理。5.過(guò)濾工藝原理及應(yīng)用1過(guò)濾介質(zhì)砂礫、活性炭2過(guò)濾設(shè)備慢速砂濾、快濾3過(guò)濾原理截留懸浮物過(guò)濾工藝?yán)枚嗫捉橘|(zhì)截留廢水中懸浮物，去除水中的懸浮固體、膠體等物質(zhì)。過(guò)濾設(shè)備根據(jù)過(guò)濾速度分為慢速砂濾和快濾。慢速砂濾速度慢，但效果好，常用于處理生活污水?？鞛V速度快，但效果不如慢速砂濾好，常用于工業(yè)廢水處理。5.1過(guò)濾介質(zhì)和設(shè)備沙濾池沙濾池利用砂層過(guò)濾，有效去除懸浮物和膠體物質(zhì)，提高水質(zhì)。活性炭過(guò)濾器活性炭過(guò)濾器采用活性炭材料，吸附有機(jī)物、異味等，提高水質(zhì)。膜過(guò)濾設(shè)備膜過(guò)濾設(shè)備利用膜分離技術(shù)，去除更細(xì)小的顆粒和微生物，實(shí)現(xiàn)更高效的水質(zhì)凈化。5.2過(guò)濾工藝參數(shù)控制過(guò)濾速度過(guò)濾速度影響過(guò)濾效果，過(guò)快則過(guò)濾效率低，過(guò)慢則過(guò)濾周期長(zhǎng)，需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。過(guò)濾壓力過(guò)濾壓力影響過(guò)濾效果，過(guò)高則易造成濾床破損，過(guò)低則過(guò)濾效果不佳。濾床高度濾床高度影響過(guò)濾效果，過(guò)低則過(guò)濾效果不佳，過(guò)高則過(guò)濾阻力大。5.3過(guò)濾工藝的優(yōu)化過(guò)濾介質(zhì)的選擇根據(jù)廢水性質(zhì)和處理要求，選擇合適的過(guò)濾介質(zhì)。例如，對(duì)于含懸浮物較多的廢水，可以選擇粒徑較大的過(guò)濾介質(zhì)；對(duì)于含油廢水，可以選擇親油性的過(guò)濾介質(zhì)。過(guò)濾設(shè)備的優(yōu)化根據(jù)廢水流量和處理目標(biāo)，選擇合適的過(guò)濾設(shè)備。例如，對(duì)于處理量較大的廢水，可以選擇自動(dòng)反沖洗的過(guò)濾設(shè)備；對(duì)于處理精度要求較高的廢水，可以選擇多層過(guò)濾設(shè)備。6.浮選工藝原理及應(yīng)用1浮選原理浮選利用廢水中污染物與氣泡之間的親和力，通過(guò)氣泡將污染物帶至水面，然后去除。2浮選設(shè)備常見(jiàn)的浮選設(shè)備包括氣浮機(jī)，分為溶氣式和壓力式。氣浮機(jī)通過(guò)注入空氣或其他氣體，產(chǎn)生大量的微小氣泡。3浮選應(yīng)用浮選工藝廣泛應(yīng)用于污水處理，特別是油污、懸浮物、有機(jī)物和微生物的去除。6.1浮選原理氣泡附著浮選過(guò)程利用氣泡與廢水中懸浮顆粒的表面相互作用，形成氣泡-顆粒團(tuán)聚體。密度差異氣泡-顆粒團(tuán)聚體的密度小于水的密度，使其在水中上浮，從而與廢水分離。表面性質(zhì)浮選效果取決于氣泡與顆粒的表面性質(zhì)，如親水性、疏水性、表面電荷等。氣泡大小氣泡的大小和分布會(huì)影響浮選效率，較小的氣泡更易附著于顆粒，提高分離效率。6.2浮選設(shè)備及參數(shù)11.浮選池浮選池是浮選工藝的核心設(shè)備，根據(jù)工藝需求選擇不同的類(lèi)型和尺寸。22.氣泡發(fā)生器氣泡發(fā)生器用于產(chǎn)生細(xì)小均勻的氣泡，提高氣液接觸效率。33.攪拌器攪拌器用于混合廢水和氣泡，并控制懸浮顆粒的運(yùn)動(dòng)。44.刮渣機(jī)刮渣機(jī)用于去除浮選池表面的浮渣，防止二次污染。6.3浮選工藝的應(yīng)用石油工業(yè)浮選法廣泛用于從含油廢水中去除油類(lèi)物質(zhì)，例如原油開(kāi)采、煉油廠等。污水處理浮選可有效去除水中的懸浮物，例如固體顆粒、膠體等，提高污水的凈化效果。礦物加工浮選在礦物分離中應(yīng)用廣泛，例如銅、鉛、鋅、金等金屬的提取。食品工業(yè)浮選可用于食品廢水的處理，例如去除油脂、固體顆粒等，提高食品安全。7.廢水物理處理工藝的組合應(yīng)用1多級(jí)處理提高處理效率2協(xié)同作用優(yōu)化處理效果3節(jié)約成本降低運(yùn)行成本4環(huán)境友好減少二次污染多種物理處理工藝的組合應(yīng)用，可以充分發(fā)揮各工藝的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同增效，提高廢水處理的效率和效果。例如，沉淀和過(guò)濾的組合，可以有效去除懸浮物和膠體物質(zhì)。廢水物理處理工藝的發(fā)展趨勢(shì)智能化與自動(dòng)化運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢水處理過(guò)程的智能監(jiān)控和自動(dòng)控制。例如，智能傳感器和智能控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廢水水質(zhì)參數(shù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整處理工藝參數(shù)。綠色環(huán)保廢水處理工藝朝著低能耗、低排放、節(jié)約資源的方向發(fā)展。例如，采用生物膜技術(shù)和厭氧消化技術(shù)，可以將廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可再生能源。集成化與模塊化將不同