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          污水處理方法——物理處理法

          物理處理法是通過物理作用,以分離、回收污水中不溶解的、呈懸浮狀的污染物質(包括油膜和油珠),在處理過程中不改變其化學性質。常用的有過濾法、沉淀法、浮選法等。

          (1)過濾法:利用過濾介質截流污水中的懸浮物。過濾介質有篩網、紗布、粒物,常用的過濾設備有格柵、篩網、微濾機等。

          1) 格柵與篩網:在排水工程中,廢水通過下水道流人水處理廠,首先應經過斜置在渠道內的一組金屬制的呈縱向平行的框條(格柵)、穿孔板或過濾網(篩網),使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、細篩或濾料上。

          格柵板

          這一步屬廢水的預處理其目的在于回收有用物質;初步漫清廢水以利于以后的處理,減輕沉淀池或其他處理設備的負荷;保護抽水機械,以免受到顆粒物堵塞發生故障。

          保護水泵和其他處理設備,格柵截留的效果主要取決于污水水質和格柵空隙的大小。清渣方法有人工與機械兩種。柵渣應及時清理和處理。

          篩網主要用于截留粒度在數毫米到數十毫米的細碎懸浮態雜物,如纖維、紙漿、藻類等,通常用金屬絲、化纖編織而成,或用穿孔鋼板,孔徑一般小于5mm,最小可為0.2mm。

          篩網過濾裝置有轉鼓式、旋轉式、轉盤式、固定式振動斜篩等。不論何種結構,既要能截留污物,又便于卸料及清理篩面 。

          2)粒狀介質過濾(又稱彤、濾、 驚料過濾): 廢水通過粒狀濾料(如石英砂)床層時,其中細小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的表面和內部空隙中。

          常用的過濾介質有石英砂、無煙煤和石榴石等。在過濾過程中濾料同時對懸浮物進行物理截留、沉降和吸附等作用。過濾的效果取決于濾料孔徑的大小、濾料層的厚度、 過濾速度及污水的性質等因素。

          當廢水自上而下流過粒狀濾料層時,位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中,從而使此層濾料空隙越來越小,逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構成的濾膜, 并由它起主要的過濾作用。這種作用屬于阻力截留或篩濾作用。

          廢水通過濾料層時,眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積,形成無數的小 “沉淀池”,懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬于重力 沉降。

          由于濾料具有巨大的表面積,它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外,砂粒在水中常常帶有表面負電荷,能吸附帶正電荷的鐵、鋁等肢體,從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜,并進而吸附帶負電荷的膠土和多種有機物等膠體,在砂粒上發生接觸絮凝。

          (2)沉淀法:沉淀法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理, 借助重力沉降作用使懸浮物從水中分離出來。根據水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即彼此帖結聚團的能力)可分為四種:

          1) 分離沉降(或自由沉降):在沉淀過程中,顆粒之間互不聚合,單獨進行沉降。顆位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用,其形狀、 尺寸、 質量均不改變,下降速度也不改變。

          2)混凝沉淀(或稱作絮凝沉降): 混凝沉降是指在混凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體,然后采用重力沉降予以分離去除?;炷恋淼奶攸c是在沉淀過程中,顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體,因此顆粒的尺寸和質量均會隨深度的增加而增大,其沉速也隨深度 而增加。

          常用的無機混凝劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵及聚合鋁;常用的有機絮凝劑有聚丙烯酷膠等,還可采用助凝劑如水玻璃、石灰等 。

          3)區域沉降(又稱擁擠沉降、成層沉降):當廢水中懸浮物含量較高時,顆粒間的距離較小,其間的聚合力能使其集合成為一個整體,并一同下沉,而顆粒相互間的位置不發生變動,因此澄清水和混水間有一明顯的分界面,逐漸向下移動,此類沉降稱為區域沉降。加高濁度水的沉淀池和二次沉淀池中的沉降(在沉降中后期)多屬此類。

          4)壓縮沉淀:當懸浮液中的懸浮固體濃度很高時,顆?;ハ嘟佑|、擠壓,在上層顆粒的重力作用下,下層顆粒間隙中的水被擠出,顆粒群體被壓縮。壓縮沉淀發生在沉淀池底部的污泥斗或污泥濃縮池中,進行得很緩慢。依據水中懸浮性物質的性質不同,設有沉砂池和沉淀池兩種設備。

          沉淀池

          沉砂池用于除去水中砂粒、煤渣等相對密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在污水處理裝置前,以防止處理污水的其他機械設備受到磨損。

          沉淀池是利用重力的作用使懸浮性雜質與水分離。它可以分離直徑為20~100μ,m以上的顆粒。根據沉淀池內的水流方向,可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。

          ①平流式沉淀池:廢水從池一端流人,按水平方向在池內流動,水中懸浮物逐漸沉向池底,澄清水從另一端溢出。

          ②輻流式沉淀池:池子多為圓形,直徑較大,一般在20~30m以上,適用于大型水處理廠。原水經進水管進入中心筒后,通過筒壁上的孔口和外圍的環形穿孔擋板,沿徑向呈輻射狀流向沉淀池周邊。由于過水斷面不斷增大,流速逐漸變小,顆粒沉降下來,澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。

          ③豎流式沉淀池:截面多為圓形,也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中,通過反射板的阻攔向四周分布于整個水平斷面上,緩緩向上流動。沉速超過上升流速的顆粒則沉到污泥斗,澄清后的水由四周的埋口溢出池外。

          在污水處理與利用的方法中,沉淀(或上浮)法常常作為其他處理方法前的預處理。如用生物處理法處理、污水時,一般需事先經過預沉池去除大部分懸浮物質,以減少生化處理時的負荷,而經生物處理后的出水仍要經過二次沉淀池的處理,進行泥水分離以保證出水水質。

          (3)浮選法:將空氣通人污水中,并以微小氣泡形式從水中析出成為載體,污水中相對密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(如乳化油等)附在氣泡上,并隨氣泡上升到水面,然后用機械的方法撇除,從而使污水中的污染物質得以從污水中分離出來。疏水性的物質易氣浮,而親水性的物質不易氣浮。因此有時為了提高氣浮效率,需向污水中加入浮選劑改變污染物的表面特性,使某些親水性物質轉變為疏水性物質,然后氣浮除去,這種方法稱為“浮選”。

          氣浮時要求氣泡的分散度高,量多,有利于提高氣浮的效果。泡沫層的穩定性要適當,既便于浮渣穩定在水面上,又不影響浮渣的運送和脫水。產生氣 泡的方法有兩種:

          1)機械法:使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉盤等生成微小氣泡。

          2)壓力溶氣法:將空氣在一定的壓力下溶于水中, 并達到飽和狀態, 然后突然減壓, 過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。目前廢水處理中的氣浮工藝多采用壓力溶氣法。

          氣浮法的主要優點有:設備運行能力優于沉淀池,一般只需15~20min即可完成固液分離,因此它占地少,效率較高;氣浮法所產生的污泥較干燥,不易腐化,且系表面刮取,操作較便利;整個工作是向水中通人空氣,增加了水中的潛解氧量,對除去水中有機物、藻類表面活性劑及臭味等有明顯效果,其出水水質為后續處理及利用提供了有利條件。

          氣浮法的主要缺點是:耗電量較大;設備維修及管理工作量增加,運轉部分常有堵塞的可能;浮渣露出水面,易受風、 雨等氣候因素影響。

          除了上述兩種氣浮方法外,目前較為常用的方法還有電解氣浮法

          (4)離心分離法:含有懸浮污染物質的污水在高速旋轉時,利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到的離心力不同, 從而達到分離目的的方法。常用的離心設備有旋流分離器和離心分離器等。


          物理處理法是通過物理作用,以分離、回收污水中不溶解的、呈懸浮狀的污染物質(包括油膜和油珠),在處理過程中不改變其化學性質。常用的有過濾法、沉淀法、浮選法等。

          (1)過濾法:利用過濾介質截流污水中的懸浮物。過濾介質有篩網、紗布、粒物,常用的過濾設備有格柵、篩網、微濾機等。

          1) 格柵與篩網:在排水工程中,廢水通過下水道流人水處理廠,首先應經過斜置在渠道內的一組金屬制的呈縱向平行的框條(格柵)、穿孔板或過濾網(篩網),使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、細篩或濾料上。

          格柵板

          這一步屬廢水的預處理其目的在于回收有用物質;初步漫清廢水以利于以后的處理,減輕沉淀池或其他處理設備的負荷;保護抽水機械,以免受到顆粒物堵塞發生故障。

          保護水泵和其他處理設備,格柵截留的效果主要取決于污水水質和格柵空隙的大小。清渣方法有人工與機械兩種。柵渣應及時清理和處理。

          篩網主要用于截留粒度在數毫米到數十毫米的細碎懸浮態雜物,如纖維、紙漿、藻類等,通常用金屬絲、化纖編織而成,或用穿孔鋼板,孔徑一般小于5mm,最小可為0.2mm。

          篩網過濾裝置有轉鼓式、旋轉式、轉盤式、固定式振動斜篩等。不論何種結構,既要能截留污物,又便于卸料及清理篩面 。

          2)粒狀介質過濾(又稱彤、濾、 驚料過濾): 廢水通過粒狀濾料(如石英砂)床層時,其中細小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的表面和內部空隙中。

          常用的過濾介質有石英砂、無煙煤和石榴石等。在過濾過程中濾料同時對懸浮物進行物理截留、沉降和吸附等作用。過濾的效果取決于濾料孔徑的大小、濾料層的厚度、 過濾速度及污水的性質等因素。

          當廢水自上而下流過粒狀濾料層時,位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中,從而使此層濾料空隙越來越小,逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構成的濾膜, 并由它起主要的過濾作用。這種作用屬于阻力截留或篩濾作用。

          廢水通過濾料層時,眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積,形成無數的小 “沉淀池”,懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬于重力 沉降。

          由于濾料具有巨大的表面積,它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外,砂粒在水中常常帶有表面負電荷,能吸附帶正電荷的鐵、鋁等肢體,從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜,并進而吸附帶負電荷的膠土和多種有機物等膠體,在砂粒上發生接觸絮凝。

          (2)沉淀法:沉淀法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理, 借助重力沉降作用使懸浮物從水中分離出來。根據水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即彼此帖結聚團的能力)可分為四種:

          1) 分離沉降(或自由沉降):在沉淀過程中,顆粒之間互不聚合,單獨進行沉降。顆位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用,其形狀、 尺寸、 質量均不改變,下降速度也不改變。

          2)混凝沉淀(或稱作絮凝沉降): 混凝沉降是指在混凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體,然后采用重力沉降予以分離去除?;炷恋淼奶攸c是在沉淀過程中,顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體,因此顆粒的尺寸和質量均會隨深度的增加而增大,其沉速也隨深度 而增加。

          常用的無機混凝劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵及聚合鋁;常用的有機絮凝劑有聚丙烯酷膠等,還可采用助凝劑如水玻璃、石灰等 。

          3)區域沉降(又稱擁擠沉降、成層沉降):當廢水中懸浮物含量較高時,顆粒間的距離較小,其間的聚合力能使其集合成為一個整體,并一同下沉,而顆粒相互間的位置不發生變動,因此澄清水和混水間有一明顯的分界面,逐漸向下移動,此類沉降稱為區域沉降。加高濁度水的沉淀池和二次沉淀池中的沉降(在沉降中后期)多屬此類。

          4)壓縮沉淀:當懸浮液中的懸浮固體濃度很高時,顆?;ハ嘟佑|、擠壓,在上層顆粒的重力作用下,下層顆粒間隙中的水被擠出,顆粒群體被壓縮。壓縮沉淀發生在沉淀池底部的污泥斗或污泥濃縮池中,進行得很緩慢。依據水中懸浮性物質的性質不同,設有沉砂池和沉淀池兩種設備。

          沉淀池

          沉砂池用于除去水中砂粒、煤渣等相對密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在污水處理裝置前,以防止處理污水的其他機械設備受到磨損。

          沉淀池是利用重力的作用使懸浮性雜質與水分離。它可以分離直徑為20~100μ,m以上的顆粒。根據沉淀池內的水流方向,可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。

          ①平流式沉淀池:廢水從池一端流人,按水平方向在池內流動,水中懸浮物逐漸沉向池底,澄清水從另一端溢出。

          ②輻流式沉淀池:池子多為圓形,直徑較大,一般在20~30m以上,適用于大型水處理廠。原水經進水管進入中心筒后,通過筒壁上的孔口和外圍的環形穿孔擋板,沿徑向呈輻射狀流向沉淀池周邊。由于過水斷面不斷增大,流速逐漸變小,顆粒沉降下來,澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。

          ③豎流式沉淀池:截面多為圓形,也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中,通過反射板的阻攔向四周分布于整個水平斷面上,緩緩向上流動。沉速超過上升流速的顆粒則沉到污泥斗,澄清后的水由四周的埋口溢出池外。

          在污水處理與利用的方法中,沉淀(或上浮)法常常作為其他處理方法前的預處理。如用生物處理法處理、污水時,一般需事先經過預沉池去除大部分懸浮物質,以減少生化處理時的負荷,而經生物處理后的出水仍要經過二次沉淀池的處理,進行泥水分離以保證出水水質。

          (3)浮選法:將空氣通人污水中,并以微小氣泡形式從水中析出成為載體,污水中相對密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(如乳化油等)附在氣泡上,并隨氣泡上升到水面,然后用機械的方法撇除,從而使污水中的污染物質得以從污水中分離出來。疏水性的物質易氣浮,而親水性的物質不易氣浮。因此有時為了提高氣浮效率,需向污水中加入浮選劑改變污染物的表面特性,使某些親水性物質轉變為疏水性物質,然后氣浮除去,這種方法稱為“浮選”。

          氣浮時要求氣泡的分散度高,量多,有利于提高氣浮的效果。泡沫層的穩定性要適當,既便于浮渣穩定在水面上,又不影響浮渣的運送和脫水。產生氣 泡的方法有兩種:

          1)機械法:使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉盤等生成微小氣泡。

          2)壓力溶氣法:將空氣在一定的壓力下溶于水中, 并達到飽和狀態, 然后突然減壓, 過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。目前廢水處理中的氣浮工藝多采用壓力溶氣法。

          氣浮法的主要優點有:設備運行能力優于沉淀池,一般只需15~20min即可完成固液分離,因此它占地少,效率較高;氣浮法所產生的污泥較干燥,不易腐化,且系表面刮取,操作較便利;整個工作是向水中通人空氣,增加了水中的潛解氧量,對除去水中有機物、藻類表面活性劑及臭味等有明顯效果,其出水水質為后續處理及利用提供了有利條件。

          氣浮法的主要缺點是:耗電量較大;設備維修及管理工作量增加,運轉部分常有堵塞的可能;浮渣露出水面,易受風、 雨等氣候因素影響。

          除了上述兩種氣浮方法外,目前較為常用的方法還有電解氣浮法

          (4)離心分離法:含有懸浮污染物質的污水在高速旋轉時,利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到的離心力不同, 從而達到分離目的的方法。常用的離心設備有旋流分離器和離心分離器等。


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