第六章第三節(jié)廢水處理技術(shù)概述 20140402

1、1第三節(jié) 廢水處理技術(shù)概述2掌握化工廢水的處理技術(shù)掌握化工廢水的處理技術(shù)化工廢水處理技術(shù)3 對(duì)各種生活污水和工業(yè)廢水進(jìn)行處理所采用的辦法是：將污染物質(zhì)從水中除去，或是改變其性質(zhì)，使有害物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)，因此廢水得以凈化。 處理生活污水與工業(yè)廢水的方法可以歸納成四大類：物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法。4一、物理法定義：通過(guò)物理作用和機(jī)械力分離或回收廢水中不溶解懸浮污染物質(zhì)(包括油膜和油珠)，并在處理過(guò)程中不改變其化學(xué)性質(zhì)的方法稱為物理處理法。1.均衡與調(diào)節(jié)u 設(shè)備-調(diào)節(jié)池u 長(zhǎng)方形調(diào)節(jié)池： 特點(diǎn)-在池內(nèi)設(shè)有若干折流隔墻，使廢水在池內(nèi)來(lái)回折流。u 折流式調(diào)節(jié)池： 優(yōu)點(diǎn)-調(diào)節(jié)池容積大小可視廢水的

2、濃度、流量變化、要求的調(diào)節(jié)程度及廢水處理設(shè)備的處理能力來(lái)確定，做到既經(jīng)濟(jì)又滿足廢水處理系統(tǒng)的要求。53. 篩除與過(guò)濾u定義：利用過(guò)濾介質(zhì)截留廢水中的懸浮物，也叫篩濾截留法。u篩濾截留法的實(shí)質(zhì)-讓廢水通過(guò)一層帶孔眼的過(guò)濾裝置或介質(zhì)，尺寸大于孔眼尺寸的懸浮顆粒則被截留。u過(guò)濾介質(zhì)-鋼條、篩網(wǎng)、濾布、石英砂、無(wú)煙煤、合成纖維、微孔管等。u常用的過(guò)濾設(shè)備-格柵、柵網(wǎng)、微濾機(jī)、砂濾器、真空濾機(jī)、壓濾機(jī)等(后兩種濾機(jī)多用于污泥脫水)。62、沉淀v 在污水處場(chǎng)中需要設(shè)置兩種不同的沉淀設(shè)備。一種是沉淀無(wú)機(jī)固體為主的設(shè)備稱為沉砂池另一種是沉淀有機(jī)固體為主的設(shè)備，稱為沉淀池。v (1）沉砂池v 沉沙池的功能是去除

3、水小砂粒煤渣等相對(duì)密度較大的無(wú)機(jī)顆粒物，一般設(shè)在沉淀池之前。v 沉秒池構(gòu)造簡(jiǎn)單比如乎流武沉砂池只是加寬、bg深了的明渠兩端設(shè)量閉板，底部沒(méi)量砂牛，常v 用的還宿曝氣沉砂池、鐘式沉砂池等。782. 沉淀u 定義：定義：沉淀是利用廢水中懸浮物密度比水大，可借助重力作沉淀是利用廢水中懸浮物密度比水大，可借助重力作用下沉的原理而達(dá)到液固分離目的的一種處理方法。用下沉的原理而達(dá)到液固分離目的的一種處理方法。u 分類：分類：沉淀根據(jù)廢水中懸浮物的沉淀現(xiàn)象可分四種類型：自沉淀根據(jù)廢水中懸浮物的沉淀現(xiàn)象可分四種類型：自由沉淀、絮凝沉淀、擁擠沉淀和壓縮沉淀。由沉淀、絮凝沉淀、擁擠沉淀和壓縮沉淀。設(shè)備-沉淀池普通

4、沉淀池斜板斜管沉淀池 平流式平流式豎流式豎流式輻射式輻射式 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、沉淀效果好、性能穩(wěn)定。缺點(diǎn)缺點(diǎn)是排泥困難、占地面積大。91011 v 利用粒狀介質(zhì)層截留水中細(xì)小懸浮物的方法，被稱為過(guò)濾。過(guò)濾常被用于廢水的深度處理和飲用水處理過(guò)程。進(jìn)行過(guò)濾操作的構(gòu)筑物被稱為濾池。普通快濾池是應(yīng)用最廣的一種濾池。v圖68為普通快濾池的構(gòu)造透視圖。由圖可見(jiàn)，普通快濾他的主要組成部分為底部配水系統(tǒng)、中部濾料層、頂部洗砂排水槽和池外管廊，其過(guò)濾操作是包括過(guò)濾和反沖洗兩個(gè)過(guò)程的交替循環(huán)的過(guò)程。121314微濾機(jī)1516格柵1718 4氣浮v 氣浮法是利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的懸浮物，使其

5、隨氣泡浮升到水面，而從水中除去。其主要處理對(duì)象是乳化油及疏水性的細(xì)小懸浮物。有時(shí)需向廢水中投加浮選藥劑，選擇性地將親水性的污染物改變?yōu)槭杷再|(zhì)。v根據(jù)氣泡的產(chǎn)生方式，氣浮法可分為散氣氣浮法、溶氣氣浮法(包括真空氣浮法)與電解氣浮法。其中溶氣氣浮法中的加壓溶氣氣浮是應(yīng)用最多的一種。圖6-9為加壓溶氣氣浮流程的示意圖。1920 5離心分離v 當(dāng)廢水在容器中繞軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，廢水及廢水中的懸浮固體顆粒將受到器壁所施加的向心力的作用，由于廢水與懸浮固體顆粒的密度差，則重者(懸浮物)將做離心運(yùn)動(dòng)集中至器壁部分，并沿器突下滑至器底，形成泥渣，由排泥管連續(xù)徘出。輕者(廢水)將做向心運(yùn)動(dòng)集中于容器中心軸部分，出設(shè)

6、在容器的中心管進(jìn)人出流室排出，從而達(dá)到懸浮固體與廢水的分離。215. 離心分離u定義定義-廢水中的懸浮物借助離心設(shè)備的高速旋轉(zhuǎn)，廢水中的懸浮物借助離心設(shè)備的高速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下與水分離的過(guò)程叫離心分離。在離心力的作用下與水分離的過(guò)程叫離心分離。u原理原理-含懸浮物的廢水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于懸浮顆含懸浮物的廢水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于懸浮顆粒和廢水的質(zhì)量不同，所受到的離心力大小不同，質(zhì)量粒和廢水的質(zhì)量不同，所受到的離心力大小不同，質(zhì)量大的被甩到外圈，質(zhì)量小的則留在內(nèi)圈，通過(guò)不同的出大的被甩到外圈，質(zhì)量小的則留在內(nèi)圈，通過(guò)不同的出口將它們分別引導(dǎo)出來(lái)，從而使懸浮物與水分離?？趯⑺鼈兎謩e引導(dǎo)出來(lái)，從而

7、使懸浮物與水分離。設(shè)備水力旋流器高速離心機(jī) 重力式重力式壓力式壓力式 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)-體積小，單位容積的處理能力高，構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便，易于安裝維護(hù)。缺點(diǎn)缺點(diǎn)-水泵和設(shè)備易磨損，所以設(shè)備費(fèi)用高，耗電較多。一般只用在小批量的、有特殊要求的廢水處理。22236. 隔油u定義：隔油主要用于對(duì)廢水中可浮油的處理，它是利用水中油品與水密度的差異與水分離并加以清除的過(guò)程。設(shè)備-隔油池平流式隔油池斜流式隔油池優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理方便，除油效果穩(wěn)定。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：是體積大、占地面積大、處理能力低、排泥難，出水中仍含有乳化油和吸附在懸浮物上的油分，一般很難達(dá)到排放要求。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，

8、易管理，能除去水中粒徑為15m以上的油粒。24二、化學(xué)法定義：化學(xué)法(或化學(xué)處理法)是利用化學(xué)作用處理廢水中的溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)，可用來(lái)去除廢水中的金屬離子、細(xì)小的膠體有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、植物營(yíng)養(yǎng)素(氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、堿等，對(duì)于廢水的深度處理也有著重要作用。氧化還原法1234中和法混凝法電化學(xué)法25v。v 1,混凝v 向水中投加某些化學(xué)藥劑(常稱為混凝劑)，使難以沉降的顆?；ハ嗑奂龃?，成為具有沉降性能的絮體以便能通過(guò)自然沉降或過(guò)濾的方法從水中分離除去，即為混凝。混凝是水處理的一個(gè)重要工藝，26v 常用的混凝劑有硫酸鋁、聚合氯化鋁等鋁鹽，硫酸亞鐵、三氯化鐵等鐵鹽，以及有機(jī)合成高分子

9、絮凝劑等。v 原水和廢水的混凝處理工藝包括混合、反應(yīng)以及絮凝體分離三個(gè)階段。v通常在混合池、反應(yīng)池以及沉淀池三種設(shè)備中完成。27u 混凝原理 雙電層作用原理-這一原理主要考慮低分子電解質(zhì)對(duì)膠體微粒產(chǎn)生中和作用，以引起膠體微粒凝聚。 化學(xué)架橋作用原理-當(dāng)廢水中加入少量的高分子聚合物時(shí)，聚合物即被迅速吸附結(jié)合在膠體微粒表面上。開(kāi)始時(shí)，高聚物分子鏈節(jié)的一端吸附在一個(gè)微粒表面上，該分子未被吸附的一端就伸展到溶液中去，這些伸展的分子鏈節(jié)又會(huì)被其它的微粒所吸附，于是形成一個(gè)高分子鏈狀物同時(shí)吸附在兩個(gè)以上的膠體微粒表面的情況。各微粒依靠高分子的連接作用構(gòu)成某種聚集體，結(jié)合為絮狀物這種作用稱為吸附架橋作用。由

10、高分子架橋形成的聚集體中，各微粒并未達(dá)到直接接觸，而且也未達(dá)到電中和脫穩(wěn)狀態(tài)，因此，吸附架橋?qū)嵸|(zhì)上仍是一種聚合物過(guò)量狀態(tài)。28u 混凝過(guò)程及投藥方法干法是把經(jīng)過(guò)破碎、易于溶解的藥劑直接投入廢水中。濕法是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投加。將藥劑迅速、均勻地投加到廢水中，以壓縮廢水中的膠體顆粒的雙電層，降低或消除膠粒的穩(wěn)定性，使廢水中膠體能互相聚集成較大的微粒促使失去穩(wěn)定的膠體粒子碰撞結(jié)合，成為可見(jiàn)的礬花絨粒混凝沉淀處理流程29302. 中和法 中和就是酸堿相互作用生成鹽和水，也即pH調(diào)整或稱為酸堿度調(diào)整。 酸、堿廢水的中和方法有： 酸、堿廢水互相中和:以廢治廢、既簡(jiǎn)

11、便又經(jīng)濟(jì)； 投藥中和:可以處理任何濃度、任何性質(zhì)的酸堿廢水; 過(guò)濾中和：可以進(jìn)行廢水的pH調(diào)整。 313. 氧化還原法p 定義：通過(guò)藥劑與污染物的氧化還原反應(yīng)，將廢水中有害的污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒物質(zhì)的方法。 廢水處理中最常采用的氧化劑氧化劑是空氣、臭氧、二氧化氯（ClO2）、氯氣（Cl2）、高錳酸鉀（KMnO4）等。 藥劑還原法在廢水處理中應(yīng)用較少，只限于某些廢水（如含鉻廢水）的處理，常用的還原劑還原劑有硫酸亞鐵（FeSO4）、亞硫酸鹽、氯化亞鐵（FeCl2）、鐵屑、鋅粉、硼氫化鈉等。32三、物理化學(xué)法1. 吸附法 吸附過(guò)程原理：吸附是利用多孔固體吸附劑的表面活性，吸附廢水中的一種或多種污染

12、物，達(dá)到廢水凈化的目的。 根據(jù)固體表面吸附力的不同，吸附可分為以下三種類型：1物理吸附：吸附劑和吸附質(zhì)之間通過(guò)分子間力產(chǎn)生的吸附為物理吸附。它是可逆的。2化學(xué)吸附：吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生由化學(xué)鍵力引起的吸附為化學(xué)吸附。 它是不可逆的。3離子交換吸附：是通常所指的離子交換。332. 萃取法n 定義：利用與水不相溶解或極少溶解的特定溶劑同廢水充分混合接觸，使溶于廢水中的某些污染物質(zhì)重新進(jìn)行分配而轉(zhuǎn)入溶劑，然后將溶劑與除去污染物質(zhì)后的廢水分離，從而達(dá)到廢水凈化和回收有用物質(zhì)的目的。 采用的溶劑稱為萃取劑，被萃取的物質(zhì)稱為溶質(zhì)，萃取后的萃取劑稱萃取液（萃取相），殘液稱為萃余液（萃余相）。n 特點(diǎn)：萃取

13、法具有處理水量大，設(shè)備簡(jiǎn)單，便于自動(dòng)控制，操作安全、快速、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而該法具有廣闊的應(yīng)用前景。目前僅用于為數(shù)不多的幾種有機(jī)廢水和個(gè)別重金屬?gòu)U水的處理。34n 萃取工藝設(shè)備 萃取工藝包括混合、分離和回收三個(gè)主要工序。根據(jù)萃取劑與廢水的接觸方式不同，萃取操作有間歇式間歇式-工藝及計(jì)算與間歇吸附相同。工藝及計(jì)算與間歇吸附相同。連續(xù)式連續(xù)式-設(shè)備常用的有填料塔、篩板塔、脈沖塔、設(shè)備常用的有填料塔、篩板塔、脈沖塔、轉(zhuǎn)盤(pán)塔和離心萃取機(jī)。轉(zhuǎn)盤(pán)塔和離心萃取機(jī)。往復(fù)葉片式脈沖篩板塔往復(fù)葉片式脈沖篩板塔離心萃取機(jī)離心萃取機(jī)353. 浮選法n定義：利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的污染物，使其密度小

14、于水而上浮到水面，實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過(guò)程。n基本原理：浮選法的根據(jù)是表面張力的作用原理。當(dāng)液體和空氣相接觸時(shí)，在接觸面上的液體分子與液體內(nèi)部液體分子的引力，使之趨向于被拉向液體的內(nèi)部，引起液體表面收縮至最小，使得液珠總是呈圓球形存在。364. 其他方法電滲析電滲析 是在直流電場(chǎng)的作用下，利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)溶液中陰、陽(yáng)離子選擇透過(guò)性（即陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，陰膜只允許陰離子通過(guò)），而使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。電滲析技術(shù)越來(lái)越引起人們的重視并得到逐步推廣。此方法應(yīng)用在環(huán)保方面進(jìn)行廢水處理已取得良好的效果。但是由于耗電量很高，多數(shù)還僅限于在以回收為目的的情況下使用。37反滲透反

15、滲透 是利用半滲透膜進(jìn)行分子過(guò)濾來(lái)處理廢水的一種新的方法，又稱膜分離技術(shù)。因?yàn)樵谳^高的壓力作用下，這種膜可以使水分子通過(guò)，而不能使水中溶質(zhì)通過(guò)，所以這種膜稱為半滲透膜。利用它可以除去水中比水分子大的溶解固體、溶解性有機(jī)物和膠狀物質(zhì)。近年來(lái)應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，多用于海水淡化、高純水制造及苦咸水淡化等方面。38超過(guò)濾法超過(guò)濾法 是利用半透膜對(duì)溶質(zhì)分子大小的選擇透過(guò)性而進(jìn)行的膜分離過(guò)程。超過(guò)濾法所需的壓力較低，一般為0.10.5MPa，而反滲透的操作壓力則為210MPa。因化工廢水中含有各種各樣的溶質(zhì)物質(zhì)，所以只采用單一的超濾方法，不可能去除不同分子量的各類溶質(zhì)，一般多是與反滲透法聯(lián)合使用，或者與其

16、他處理法聯(lián)合使用，多用于物料濃縮。39四、生物處理法定義： 廢水的生物處理法就是利用微生物新陳代謝功能，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，使廢水得以凈化。分類： 生物處理法的工藝根據(jù)參與的微生物種類和供氧情況，分為好氧生物處理和厭氧生物處理。401、好氧生物處理活性污泥法 活性污泥是活性污泥中曝氣池的凈化主體，生物相較為齊全，具有很強(qiáng)的吸附和氧化分解有機(jī)物的能力。生物膜法是靠生物濾池實(shí)現(xiàn)的。普通生物濾池的工作原理是：廢水通過(guò)布水器均勻地分布在濾池表面，濾池中裝滿濾料，廢水沿濾料向下流動(dòng)，到池底進(jìn)入集水溝、排水渠并流出池外。在濾料表面覆蓋著一層粘膜，在粘膜上長(zhǎng)著各種各

17、樣的微生物，這層膜被稱為生物膜。生物濾池的工作實(shí)質(zhì)，主要靠濾料表面的生物膜對(duì)廢水中有機(jī)物的吸附氧化作用。412、厭氧生物處理水解酸化階段 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段 產(chǎn)甲烷階段 基本原理基本原理是指在無(wú)分子氧的條件下通過(guò)厭氧微生物(或兼氧微生物)的作用，將廢水中的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的過(guò)程。厭氧過(guò)程主要依靠三大主要類群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成。三個(gè)階段423.生物處理法的技術(shù)進(jìn)展純氧曝氣純氧曝氣法法 深層曝氣深層曝氣法法 深井曝氣深井曝氣池池 生物接觸生物接觸氧化法氧化法 43認(rèn)識(shí)典型的化工廢水處理認(rèn)識(shí)典型的化工廢水處理一、煉油廢水的處理流程冷卻廢水 含油

18、廢水 含硫廢水 含堿廢水 含酸廢水 含鹽廢水 是冷卻餾分的間接冷卻水，溫度較高，有時(shí)由于設(shè)備滲漏等原因，是冷卻餾分的間接冷卻水，溫度較高，有時(shí)由于設(shè)備滲漏等原因，冷卻廢水經(jīng)常含油，但污染程度較輕冷卻廢水經(jīng)常含油，但污染程度較輕主要來(lái)源于催化及焦化裝置，精餾塔塔頂分離器、油氣洗滌水及加主要來(lái)源于催化及焦化裝置，精餾塔塔頂分離器、油氣洗滌水及加氫精制等。主要污染物是硫化物、油、酚等氫精制等。主要污染物是硫化物、油、酚等含油廢水大部分來(lái)源于油品與油氣冷凝油、油氣洗滌水、機(jī)泵冷卻含油廢水大部分來(lái)源于油品與油氣冷凝油、油氣洗滌水、機(jī)泵冷卻水、油罐洗滌水以及車間地面沖洗水水、油罐洗滌水以及車間地面沖洗水主要來(lái)自汽油、柴油等餾分的堿精制過(guò)程。主要含過(guò)量的堿、硫、主要來(lái)自汽油、柴油等餾分的堿精制過(guò)程。主要含過(guò)量的堿、硫、酚、油、有機(jī)酸等酚、油、有機(jī)酸等來(lái)自水處理裝置、加酸泵房等。主要含硫酸、硫酸鈣等來(lái)自水處理裝置、加酸泵房等。主要含硫酸、硫酸鈣等 主要來(lái)自原油脫鹽脫