污水物理化學(xué)處理工程基礎(chǔ)-周軍

1、注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試復(fù)習(xí)教材注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試復(fù)習(xí)教材水污染防治工程基礎(chǔ)與實(shí)踐水污染防治工程基礎(chǔ)與實(shí)踐周 軍北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司 Tel/ 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試講義結(jié)構(gòu)講義結(jié)構(gòu)本部分涉及3個(gè)方面工程基礎(chǔ)污水物理化學(xué)處理工程基礎(chǔ)污水生物處理工程基礎(chǔ)工程實(shí)踐城市污水處理工程實(shí)踐工業(yè)廢水處理工程實(shí)踐污水再生利用工程實(shí)踐污水自然凈化工程實(shí)踐相關(guān)環(huán)境法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)政策 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試第一章污水物理化學(xué)處理工程基礎(chǔ)第一章污水物理化學(xué)處理工程基礎(chǔ)基本要求：掌握混凝、沉淀和氣浮的技術(shù)和方法。 掌握過濾的過程和方

2、法。熟悉吸附的過程和方法，了解主要吸附 劑的性能與影響因素。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試熟悉離子交換的技術(shù)與方法，了解主要離子交換劑的性能。熟悉膜分離的技術(shù)和方法，了解膜及膜組件的分類和性能。 熟悉中和及化學(xué)沉淀的技術(shù)和方法。了解氧化還原處理技術(shù)；熟悉消毒機(jī)理和方法。了解萃取、吹脫和汽提的技術(shù)要點(diǎn)。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.1 混凝1.定義 通過投加混凝劑使水中難以自然沉淀的膠體物質(zhì)以及細(xì)小的懸浮物聚集成較大的顆粒，使之能與水分離的過程稱為混凝。凝聚、絮凝、混凝的區(qū)分注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試圖1-1 膠體雙電層結(jié)構(gòu)示意圖 膠核表面膠團(tuán)表面注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試混凝過程的控制參數(shù)為：混合池：G50010

3、00s-1 T1060s（若需要延長(zhǎng)攪拌時(shí)間， 但一般均小于2min） GT（13）104絮凝池：G2070s-1 T1520min GT104105注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試2.原理1)基本原理 膠體的基本性質(zhì)（雙電層結(jié)構(gòu)、表面電荷、穩(wěn)定性） 混凝動(dòng)力學(xué) 布朗運(yùn)動(dòng)和流體運(yùn)動(dòng)；異向絮凝和同向絮凝 。 2)混凝機(jī)理 電性中和 吸附架橋 沉淀物的卷掃（網(wǎng)捕）注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試3.主要影響因素 水溫 pH值水中雜質(zhì)的性質(zhì)、組成和濃度堿度 CaO3aX式中：CaO純石灰投量，mmol/L；a混凝劑投量，mmol/L；X原水堿度，CaO mmol/L計(jì)；剩余堿度，一般0.250.5 CaO mmol/L

4、。 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試4.混凝劑的配制與投加 凝聚劑的投配方式可采用濕投法或干投法，一般多采用濕式投加。整個(gè)系統(tǒng)包括藥劑溶解、配制、計(jì)量、投加和混合等。當(dāng)采用液體混凝劑時(shí)可不設(shè)溶解池，藥劑儲(chǔ)存于儲(chǔ)液池后直接進(jìn)入溶液池。5. 混合和絮凝的基本要求和方式 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.定義 利用某些懸浮顆粒的密度大于水的特性，將其從水中去除的過程稱為沉淀。2.分類自由沉淀絮凝沉淀?yè)頂D沉淀（分層沉淀）壓縮沉淀1.2.1 沉淀注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試3.沉降試驗(yàn)自由沉淀試驗(yàn) 00001(1)xExudxu圖1-2 顆粒沉速累計(jì)頻率分配曲線注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試 絮凝沉淀（干擾沉淀）試驗(yàn) 圖1-3 絮凝沉

5、淀的等效率曲線注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試擁擠沉淀試驗(yàn) 礬花濃度超過2-3g/L時(shí)，或活性污泥的濃度超過1g/L時(shí)，將產(chǎn)生擁擠沉淀的現(xiàn)象。 圖1-4 擁擠沉淀試驗(yàn)圖注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試圖1-5 擁擠沉淀試驗(yàn)中界面高度的變化注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試3.沉淀池分類及分類標(biāo)準(zhǔn)：1)按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式沉淀池， 輻流式沉淀池和豎流式沉淀池。2)按在工藝流程中位置不同，可分為初次沉淀池和二次沉淀池兩種。3)按截除顆粒沉降距離不同，可分為一般沉淀和淺層沉淀。斜管沉淀池和斜板沉淀池為典型的淺層沉淀。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試4.典型沉淀池1)平流式沉淀池 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，操作管理方便，

6、平面布置緊湊，施工較簡(jiǎn)單，沉淀效果穩(wěn)定，對(duì)原水適應(yīng)性強(qiáng)，機(jī)械排泥設(shè)施的安裝維修較方便，大、中和小型污水處理廠均可采用。主要缺點(diǎn)是占地面積較大。 圖2-1-15 平流式沉淀池圖1-6 平流式沉淀池注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試相關(guān)計(jì)算 水區(qū)計(jì)算理論：實(shí)際：l污泥區(qū)計(jì)算： 泥區(qū)容積 01.25 1.75qq設(shè)01.25 1.75uu設(shè)0(1.5 2.0)tt設(shè) 0000QtHQutAtA 01()100(100)NQ CCWTp 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1)輻流式沉淀池 優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn): 多為機(jī)械排泥，運(yùn)行可靠，管理簡(jiǎn)單；排 泥設(shè)備已定型；適用大、中型污水處理廠。 缺點(diǎn)：機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求高。

7、注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試 設(shè)計(jì)要求和參數(shù)選擇 表面水力負(fù)荷、沉淀時(shí)間和出水堰口負(fù)荷的要求 均與平流式沉淀池相同。 池徑不宜小于16m。 池子直徑（或正方形的一邊）與有效水深的比值 宜為612。 池底坡度，一般采用0.05。 沉淀污泥的機(jī)械排出方式，有只刮不吸和邊刮邊 吸之分，后者靠靜水壓或空氣提升，將所刮沉淀 匯入排泥管。 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試3)豎流式沉淀池 豎流式沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：排泥方便，管理簡(jiǎn)單，占地面積小。缺點(diǎn)：池深大，施工困難；對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化 適應(yīng)能力較差；池直徑過大時(shí)布水不均勻。 只適用于小型污水處理廠。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試設(shè)計(jì)要求和參數(shù)選擇 表面水力負(fù)荷、沉淀時(shí)間以及

8、出水堰口負(fù)荷與平 流式沉淀池相同。 水池直徑（或正方形的一邊）與有效水深之比不 大于3。池子直徑不大于8m，一般為47m。 中心管內(nèi)流速不大于30mm/s。 中心管下口應(yīng)設(shè)有喇叭口和反射板；喇叭口和反 射板的設(shè)計(jì)要符合有關(guān)規(guī)定。 污泥斗和排泥管均按有關(guān)要求設(shè)計(jì)。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試4)斜板(管)沉淀池 分類 按水流方向與顆粒的沉淀方向之間的相對(duì)關(guān)系，可分為： 側(cè)向流斜板(管)沉淀池，水流方向與顆粒沉淀方向互相垂直； 同向流斜板(管)沉淀池，水流方向與顆粒沉淀方向相同； 逆或異向流斜板(管)沉淀池，水流方向與顆粒沉淀方向相反。 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試應(yīng)用條件 受占地面積限制的小型污水處理站，作

9、為初沉池使用。 已建污水處理廠挖潛或擴(kuò)大處理能力時(shí)采用。 不宜作為二沉池使用，主要原因是活性污泥粘度大，易因污泥的粘附而影響沉淀效果，甚至發(fā)生堵塞斜板(管)的現(xiàn)象；若二沉池底部發(fā)生厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體上升會(huì)干擾或破壞污泥的沉淀。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試設(shè)計(jì)要求和參數(shù)選擇 異向流斜板(管)沉淀池的表面水力負(fù)荷一般為普通沉淀池的2倍。 斜板垂直凈距應(yīng)為80100mm，斜管直徑應(yīng)為5080mm。 斜板(管)長(zhǎng)為1.01.2m。 斜板(管)的傾角為60。 斜板(管)底部緩沖層的厚度為0.51.0m。 斜板(管)上部水深為0.51.0m。 用作初沉池時(shí)池內(nèi)水力停留時(shí)間不大于30min。 進(jìn)(出)水方式及沖

10、洗措施應(yīng)符合要求。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.2.2 澄清池 1.澄清池原理2. 澄清池的類型與特點(diǎn) 澄清池按池中水與泥渣的接觸情況，分為循環(huán)(回流)泥渣型和懸浮泥渣(泥渣過濾)型兩大類。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試 圖1-7 機(jī)械攪拌澄清池 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試圖1-8 水力循環(huán)澄清池注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試 機(jī)械攪拌澄清池 圖1-9 懸浮澄清池注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試圖圖1 1-10 -10 脈沖澄清池脈沖澄清池注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試 污泥濃縮工藝主要有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮三種方式，國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用較多的是重力濃縮。 1. 濃縮的目的 2. 重力濃縮池的分類1.2.3 濃縮 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考

11、試1.沉砂目的及原理 2.沉砂池的類型及特點(diǎn)1)平流沉砂池2)曝氣沉砂池1.3 沉砂 圖1-11 曝氣沉砂池剖面圖注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試 3)鐘式沉砂池 圖1-12 懸浮澄清池注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.4 隔油1. 原理W，0分別為水與油珠的密度，gcm3；d可上浮最小油珠的粒徑，cm；水的絕對(duì)粘滯性系數(shù)，Pas；g重力加速度，cms2；考慮廢水懸浮物引起的顆粒碰撞的阻力系數(shù)， 值可取0.95；u靜止水中直徑為d的油珠的上浮速度，cm/s；廢水油珠非圓形的修正系數(shù)，一般為1.0。20)(18dguw注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試2. 隔油池構(gòu)造和工作原理 圖1-13 斜板隔油池注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試3

12、. 隔油池的設(shè)計(jì)參數(shù)1)平流隔油池平流隔油池宜用于去除粒徑不小于150m的油珠，設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求： 污水在池內(nèi)的停留時(shí)間應(yīng)為1.52h； 污水在池內(nèi)的水平流速應(yīng)為25mm/s； 單格池寬不應(yīng)大于6m，長(zhǎng)寬比不應(yīng)小于4； 有效水深不應(yīng)大于2m，超高不應(yīng)小于0.4；注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試刮油刮泥機(jī)，刮板移動(dòng)速度不大于2m/min；排泥管直徑不應(yīng)小于200mm，管端可接壓力水管沖洗排泥管；集油管直徑宜為200300mm，當(dāng)池寬在4.5m以上時(shí)，集油管串聯(lián)不應(yīng)超過4條； 在寒冷地區(qū)，集油管及油層內(nèi)宜設(shè)加熱設(shè)施； 隔油池宜設(shè)非燃燒材料制成的蓋板，并宜設(shè)置滅火設(shè)施。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試2)斜板隔油池

13、斜板隔油池宜用于去除粒徑不小于80m的油珠，斜板隔油池的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：(1) 表面水力負(fù)荷宜為0.60.8m3/m2h；(2) 斜板凈距宜采用40mm，傾角不應(yīng)小于45；(3) 池內(nèi)應(yīng)設(shè)收油、清洗斜板和排泥等設(shè)施；(4) 斜板材料應(yīng)耐腐蝕、不沾油和光潔度好。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.5 氣浮1.氣浮原理 W1，2(1cos) 圖1-14 斜板隔油池注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試2.氣浮的影響因素及提高氣浮效果的措施 1)氣泡直徑； 2)溶解性無機(jī)鹽類 ； 3)懸浮物質(zhì)的親、疏水性3.氣浮法的分類 電解氣浮法、散氣氣浮法 、溶氣氣浮法 4.氣浮法的優(yōu)缺點(diǎn) 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試5.加壓溶氣氣浮法

14、1)全溶氣流程1原進(jìn)水；2加壓泵；3空氣加入；4壓力溶氣罐(含填料層)；5減壓閥；6氣浮池；7放氣閥；8刮渣機(jī)；9集水系統(tǒng)；10化學(xué)藥劑 圖1-15 全溶氣加壓溶氣氣浮流程注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試2)部分溶氣流程 1原水進(jìn)入；2加壓泵；3空氣進(jìn)入；4壓力溶氣罐(含填料層)；5減壓閥；6氣浮池；7放氣閥；8刮渣機(jī)；9集水系統(tǒng)；10化學(xué)藥劑 圖1-16 部分加壓溶氣氣浮流程注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試3) 回流加壓溶氣流程 1原水進(jìn)入；2加壓泵；3空氣進(jìn)入；4壓力溶氣罐(含填料層)；5減壓閥；6氣浮池；7放氣閥；8刮渣機(jī)；9集水管及回流清水管 圖1-17 回流加壓溶氣氣浮流程注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試6.氣浮

15、池形式 平流式氣浮池 1溶氣水管；2減壓釋放及混合設(shè)備；3原水管；4接觸區(qū)；5分離區(qū)；6集水管；7刮渣設(shè)備；8回流管；9集渣槽；10出水管 圖1-18 有回流的平流式氣浮池注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試豎流式氣浮池 1溶氣水管；2減壓釋器；3原水管；4接觸區(qū)；5分離區(qū)；6-集水管；7-刮渣機(jī)；8-水位調(diào)節(jié)器；9-排渣管 圖1-19 豎流式氣浮池注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試7.氣浮法的應(yīng)用 在石油化工、紡織、印染、機(jī)械化工、拆船和食品等行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。 圖1-20 油輪洗艙廢水處理流程注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.6 過濾 1.過濾原理 2.過濾周期及反沖洗 3.濾池的基本構(gòu)造 4.濾池的分類 5.城市污水三級(jí)

16、處理中過濾單元的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 6.濾池的反沖洗 7.濾池池型 8.濾池的設(shè)計(jì)參數(shù) 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試濾池池型1)壓力濾池 2)微孔篩濾機(jī) 圖1-22 微孔篩濾機(jī)構(gòu)造圖1-21 壓力濾池構(gòu)造注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試濾池的設(shè)計(jì)參數(shù) 1)濾層單層濾料：石英砂 有效粒徑 1.2-2.4mm； 濾層厚度 1200-1600mm 不均勻系數(shù)為1.2-1.8。雙層濾料：石英砂 有效粒徑 0.6-1.2mm； 濾層厚度 600-800mm； 不均勻系數(shù)為1.4。 無煙煤 有效粒徑 1.2-2.4mm； 濾層厚度 600-800mm； 不均勻系數(shù)為1.8。 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)2)濾速：6-10m

17、3/m2h。3)反沖洗： 氣水聯(lián)合沖洗：氣 13-17L/m2s，水 6-8L/m2s，歷時(shí)4-8min；水沖洗：6-8L/m2s，歷時(shí)3-5min；表面沖洗：0.5-2.0L/m2s，歷時(shí)4-6min。4)工作周期：12h。 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.7 吸附過程和方法1.吸附原理 吉布斯（Gibbs）方程式表示： 2)吸附的類型 3)吸附等溫線和等溫式 CdaRTdc 圖1-22 吸附等溫線形式注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試I型 ：朗格謬爾公式：弗蘭德利希經(jīng)驗(yàn)公式： 型 ：BET公式 ：bcabq1111cnkqlg1lglg 00C1B-1C/Cs(Cs-C)qBqBq注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試2.

18、吸附操作方式 （靜態(tài)和動(dòng)態(tài) ）3.吸附床的設(shè)計(jì) 1)吸附試驗(yàn) 確定吸附容量 、吸附速率 、裝置 2)主要設(shè)計(jì)參數(shù) 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試3.常用吸附劑及影響吸附的主要因素 1)常用吸附劑 活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、活性白土、硅藻土等2)影響吸附因素 （以活性炭為例） 活性炭吸附劑的性質(zhì) 、吸附質(zhì)的性質(zhì) 、廢水pH值 、共存物質(zhì) 、溫度 、 接觸時(shí)間 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.8 1.8 離子交換離子交換1.離子交換的基本原理 1)離子交換樹脂的構(gòu)造 2)離子交換樹脂的性能 交換容量（全交換容量 、工作交換容量 ） 離子交換樹脂的選擇性 強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹脂： Fe3+ Cr3+ Al3+ Ca2

19、+ Mg2+ K+ = NH4+ Na+ H+ Li+ 弱堿陰離子樹脂： OH SO42 NO3 Cl F HCO3 HSiO3 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試離子交換平衡 以RH與水中Na的交換反應(yīng)式為例： 平衡常數(shù)為： 式中： RH、RNa反應(yīng)平衡時(shí)，樹脂中H、 Na的濃度，mmol/g(干樹脂)； H+、Na+反應(yīng)平衡時(shí)，水中H、Na的濃度，mmol/L。RH NaRNa HN aHR N aHKR HN a注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試2.離子交換裝置運(yùn)行方式 按運(yùn)行方式不同，離子交換裝置可分為固定床和連續(xù)床兩大類。固定床又分為單層床、雙層床和混合床；連續(xù)床又分為移動(dòng)床和流動(dòng)床。（a）順流再生；（b）

20、逆流再生圖 圖1-23 固定床交換器再生方式 圖1-24 雙塔式移動(dòng)床系統(tǒng)注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試3.離子交換工藝的設(shè)計(jì) 1)離子交換器的進(jìn)水預(yù)處理 預(yù)處理的對(duì)象包括離子交換器進(jìn)水的水溫、pH值、懸浮物、油類、有機(jī)物、引起樹脂中毒的高價(jià)離子和氧化劑等。 2)離子交換樹脂的選用 交換容量 、進(jìn)水水質(zhì) 、離子交換器的運(yùn)行方式 3)離子交換樹脂工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 參閱給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第四冊(cè)“工業(yè)給水處理” 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試4.離子交換法在廢水處理中的應(yīng)用 例：含鋅廢水的處理 交換及再生反應(yīng) 式：343 2242()RSO NaZnSORSOZnNa SO 交換 3 22434()2RSOZnNa SO

21、RSO NaZnSO 再生 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試酸性廢水芒硝 軟水離子交換罐排入地溝(中和處理后排放)用于軟化罐離子交換劑再生重復(fù)使用砂濾器洗脫液罐集水池溶解槽再生液貯槽酸站集液池 圖1-25 某化纖廠處理含鋅廢水流程注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.9 膜分離的技術(shù)與方法1.膜分離法的原理及分類 利用膜的選擇透過性能將離子或分子或某些微粒從水中分離出來的過程稱為膜分離過程。用膜分離溶液時(shí)，使溶質(zhì)通過膜的方法稱為滲析，使溶劑通過膜的方法稱為滲透。 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試推動(dòng)力膜種類分離對(duì)象電滲析 ED 電位差離子交換膜離子反滲透 RO 壓力差非對(duì)稱膜或復(fù)合膜離子、小分子超濾 UF 壓力差非對(duì)稱膜大分

22、子、微粒微濾 MF壓力差對(duì)稱膜微粒表1-1 水處理中常用膜分離法分類注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試2.電滲析 1)電滲析的原理 圖1-26 含鎳廢水電滲析原理圖注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試2)離子交換膜和電滲析裝置 離子交換膜主要性能指標(biāo) 離子選擇透過性高，實(shí)用離子交換膜要求離子遷 移數(shù)在90以上； 膜電阻低、導(dǎo)電性能好； 具有較高的交換容量，一般為1.02.5摩爾千 克(干)。 尺寸穩(wěn)定，膨脹和收縮性應(yīng)盡量地減小而且均勻；注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，一般要求膜的爆破強(qiáng)度大于 0.3兆帕； 有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，耐酸、堿及抗氧化的能力 強(qiáng)； 離子的反擴(kuò)散和水的滲透量要小。電滲析離子交換膜分類：

23、按膜的結(jié)構(gòu)形式分為異相膜、均相膜和半均相膜； 按膜上活性基團(tuán)不同分為陽(yáng)膜、陰膜和特種膜； 按膜材料不同分為有機(jī)膜和無機(jī)膜。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試3)電滲析器運(yùn)行的工藝參數(shù) 電流效率 電流密度 電滲析器工作時(shí)，單位膜面積上通過的電流稱為電流密度J。運(yùn)行電滲析器時(shí)，當(dāng)電流密度達(dá)到一定值，界面層離子遷移速度遠(yuǎn)低于膜內(nèi)離子遷移速度，迫使膜界面處水分子發(fā)生電離，依靠氫離子和氫氧根離子來傳遞電流，這種膜界面現(xiàn)象稱為濃差極化。此時(shí)的電流密度稱為極限電流密度。 100理論耗電量電能效率實(shí)際耗電量注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試極化由實(shí)驗(yàn)得出的極限電流密度簡(jiǎn)化公式如下：式中：Jlim極限電流密度，mAcm2；v淡水室中的

24、水流平均速度，cms；Cp淡室中的離子濃度的對(duì)數(shù)平均值，mol/L；k電滲析器的水力特性系數(shù)，與膜性能、隔板厚 度、隔網(wǎng)形式、水的離子組成和水溫等因素有關(guān)；n流速指數(shù)，一般為0.50.9；E物質(zhì)的化學(xué)當(dāng)量；M物質(zhì)的分子量。 lim/()nPJE M kC v注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試4)處理廢水的電滲析器的特點(diǎn) 在給水處理中應(yīng)用的電滲析器，只回收淡水和只關(guān)注淡水水質(zhì)，水的回收率一般為5070；而應(yīng)用電滲析處理廢水時(shí)，有時(shí)淡水和濃水均可回收利用，水的回收率高；有時(shí)濃水的利用價(jià)值高于淡水。 在給水處理中應(yīng)用的電滲析器同時(shí)并只含有陽(yáng)膜和陰膜，并以膜對(duì)形式存在；而在廢水處理中，電滲析器用膜的種類較多，有陽(yáng)

25、膜、陰膜、中性膜和復(fù)合膜等，根據(jù)處理對(duì)象組成和處理目的不同而有不同的膜組合形式。 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試在給水處理中，關(guān)注電滲析電極反應(yīng)多半是為了防止電極反應(yīng)的負(fù)面影響，而在廢水處理中，有時(shí)是利用電極反應(yīng)來達(dá)到處理廢水和回收有用物質(zhì)的目的。 5)電滲析在廢水處理中的應(yīng)用 電鍍車間應(yīng)用電滲析處理電鍍廢水取得了較好的效果。有的車間既回收了重金屬，又使水的重復(fù)利用率有較大提高。 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試3.反滲透1)反滲透的原理 溶解擴(kuò)散理論 該理論假定反滲透膜是無缺陷的致密無孔膜，溶劑與溶質(zhì)都能在膜中溶解，然后在濃度或壓力造成的化學(xué)位差推動(dòng)下，水從膜一側(cè)向另一側(cè)進(jìn)行擴(kuò)散，直到透過膜。溶質(zhì)和溶劑在膜中

26、的溶解擴(kuò)散過程服從菲克定律。 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試優(yōu)先吸附毛細(xì)孔流理論 該理論假定膜有微孔，膜層有優(yōu)先吸附水而排斥鹽的化學(xué)特性，使膜表面及膜孔內(nèi)形成一幾乎為純水的溶劑層，該層優(yōu)先吸附的水在壓力作用下，連續(xù)通過膜。 氫鍵理論 該理論認(rèn)為，作為反滲透的膜材料必須是親水性的，并能與水形成氫鍵。水在膜中的遷移主要是擴(kuò)散。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試2)反滲透膜及反滲透裝置 反滲透膜 反滲透膜是種只允許水分子通過的半透膜(選擇透過性膜)。分為酸纖維素膜(CA膜) 、芳香聚酰胺復(fù)合膜 、復(fù)合膜 反滲透裝置 反滲透裝置主要有板框式、管式、卷式和中空纖維式四大類，近年來國(guó)外又開發(fā)出盤式或碟式裝置。注冊(cè)環(huán)保工程師專

27、業(yè)考試3)反滲透處理的工藝參數(shù) 原液狀態(tài)參數(shù)包括總含鹽量、各組分含量、pH 值、溫度、懸浮物、粘度和微生物量等。膜性能參數(shù)包括膜的脫鹽性能、機(jī)械強(qiáng)度、pH值穩(wěn)定范圍和耐熱性等。 化學(xué)工程參數(shù)包括產(chǎn)水量、產(chǎn)水水質(zhì)、操作壓力、原液流速、膜清洗、膜更換和能耗等。4)反滲透在廢水處理中的應(yīng)用 電鍍廢水（鍍鎳、鍍鉻廢水）、食品加工廢水如制糖廢水、水產(chǎn)品加工廢水以及某些污水的深度處理等 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試4.超濾 1)超濾原理 超濾和反滲析和微濾都是在靜壓差推動(dòng)力作用下進(jìn)行水和其中的溶質(zhì)分離的膜過程。這三種膜分離過程去除微粒的粒徑從大到小依次為微濾、超濾和反滲透。 圖1-27 超濾原理示意圖注冊(cè)環(huán)保工

28、程師專業(yè)考試2)超濾膜與超濾裝置 超濾膜 : 5100納米 3)超濾工藝參數(shù) 膜通量、膜清洗和膜壽命。4)超濾在廢水處理中的應(yīng)用 噴漆廢水、金屬加工廢水和食品工業(yè)廢水的處理和有用物質(zhì)的回收 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試5.微濾 1)微濾原理2)微濾膜和微濾裝置 3)微濾的應(yīng)用 電子行業(yè) 、醫(yī)藥衛(wèi)生行業(yè) 、海水淡化 、水處理 等4)特性 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.10 中和 1.酸堿中和及pH調(diào)節(jié)的基本原理 酸性廢水的中和方法可分為：（1）與堿性廢水互相中和，（2）藥劑中和及（3）過濾中和； 堿性廢水的中和方法可分為：（1）與酸性廢水互相中和或（2）藥劑中和。 酸性廢水中和處理采用的中和劑有石灰、石灰

29、石、白云石、蘇打、苛性鈉等。 堿性廢水中和處理則通常采用鹽酸和硫酸。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試2.酸堿廢水中和法1)中和能力的計(jì)算 酸堿廢水互相中和，中和能力遵守等當(dāng)量定律， Q1 C1= Q2 C2 式中：Q1酸性廢水流量，Lh； C1酸性廢水酸的當(dāng)量濃度，克當(dāng)量升； Q2堿性廢水流量，Lh； C2堿性廢水堿的當(dāng)量濃度，克當(dāng)量升。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試3.藥劑中和法(藥劑的選擇) 4. 過濾中和法 酸性廢水流過堿性濾料時(shí)與濾料進(jìn)行中和反應(yīng)的方法稱為過濾中和法，過濾中和法僅用于酸性廢水的中和處理。堿性濾料主要有石灰石、大理石、白云石等。中和濾池分普通中和濾池、升流式膨脹中和濾池和過濾中和滾筒三類。

30、 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，出水pH值比較穩(wěn)定，沉渣量少 缺點(diǎn)：廢水的酸濃度不能太高 注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.11 化學(xué)沉淀 1.基本原理 2.沉淀法分類1)氫氧化物沉淀法 2)硫化物沉淀法 3)碳酸鹽沉淀法 3.實(shí)際應(yīng)用堿鋅酸鹽鍍鋅廢水處理 在反應(yīng)池中用H2SO4將廢水pH值調(diào)至8.59.0，廢水中鋅很快轉(zhuǎn)化為Zn(OH)2白色沉淀，而分離出的Zn(OH)2再遇到NaOH溶液又溶解。注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試 可返回鍍槽再利用。沉淀池上清液中Zn2濃度很低，可作為鍍前清洗水再利用。 圖1-28 鍍鋅廢水處理流程注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.12 氧化還原1.原理 通過氧化還原反應(yīng)將廢水中溶解性的污染物質(zhì)去除

31、的方法稱為廢水氧化還原法處理。 在化學(xué)反應(yīng)中，失去電子的過程叫做氧化，得到電子的過程叫做還原。 2.氧化法 分類： 氯氧化法、臭氧氧化法、過氧化氫氧化法 光氧化法、濕式氧化法 、電解法 3)還原法注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試?yán)撼粞跆幚砗鑿U水 32CNOCNOO223222323CNOOH OHCONCO接觸柱1234 圖1-29 臭氧處理含氰廢水工藝流程注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試1.13 萃取、吹脫和汽提1.萃取法 1)基本原理 2)萃取工藝流程 生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用的萃取工藝有單級(jí)萃取、多級(jí)錯(cuò)流萃取和連續(xù)逆流萃取 3)萃取法處理廢水的應(yīng)用 多種重金屬?gòu)U水可以用萃取法處理。 KCC有機(jī)溶劑水注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)考試混合器分層器萃取