工業(yè)水處理知識(shí)ppt課件

1、（1 1）（定義生物化學(xué)需耗氧量）（定義生物化學(xué)需耗氧量biochemical oxygen demandbiochemical oxygen demand簡稱簡稱BODBOD）表示在一定條件下表示在一定條件下2020C C），單位體積污水），單位體積污水中所含的有機(jī)污染物被好氧微生物分解所需中所含的有機(jī)污染物被好氧微生物分解所需的氧量。單位為的氧量。單位為mgmg氧）氧）/L/L污水）。污水）。有有BOD5BOD5和和BOD20 BOD20 之分，之分，BOD5BOD5最常用。最常用。特點(diǎn)：準(zhǔn)確反映污染的程度，但測定所需時(shí)間特點(diǎn)：準(zhǔn)確反映污染的程度，但測定所需時(shí)間長，不利于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)和自動(dòng)

2、控制。長，不利于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)和自動(dòng)控制。Fe(OH)3m nH+,(n-x)Cl-x+ xCl- 吸附層擴(kuò)散層膠粒膠團(tuán) 膠核 電位形成離子，束縛反離子 自由反離子 以氫氧化鐵為例，氫氧化鐵是由三氯化鐵水解形成，故水中的主要電解質(zhì)為H和Cl-。FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl一、膠體的結(jié)構(gòu)一、膠體的結(jié)構(gòu)2.2.混凝機(jī)理混凝機(jī)理脫穩(wěn)脫穩(wěn)膠粒因膠粒因電位降低或消除，從而失去穩(wěn)定電位降低或消除，從而失去穩(wěn)定性的過程。性的過程。凝聚凝聚脫穩(wěn)膠粒相互聚合為較大顆粒的過程稱為脫穩(wěn)膠粒相互聚合為較大顆粒的過程稱為凝聚。凝聚。絮凝絮凝未經(jīng)脫穩(wěn)的膠體也可形成大的顆粒，這種未經(jīng)脫穩(wěn)的膠體也可形成大的顆粒

3、，這種現(xiàn)象稱為絮凝?，F(xiàn)象稱為絮凝?；炷臋C(jī)理：壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架混凝的機(jī)理：壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕四種機(jī)理。橋、沉淀物網(wǎng)捕四種機(jī)理。溶液中離子濃度與擴(kuò)散層厚度的關(guān)系 溶液中離子濃度低溶液中離子濃度低溶液中離子濃度高溶液中離子濃度高BA到顆粒表面的距離到顆粒表面的距離反離子濃度反離子濃度O溶液中離子溶液中離子濃度低時(shí)，濃度低時(shí)，擴(kuò)散層厚度擴(kuò)散層厚度為為OA溶液中離子溶液中離子濃度高時(shí)，濃度高時(shí)，擴(kuò)散層厚度擴(kuò)散層厚度減小為減小為OB（1 1壓縮雙電層機(jī)理壓縮雙電層機(jī)理（1 1壓縮雙電層機(jī)理壓縮雙電層機(jī)理 雙電層的厚度與溶液中的反離子的濃度雙電層的厚度與溶液中的反離

4、子的濃度有關(guān)。當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)，使溶液有關(guān)。當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)，使溶液中離子濃度增高時(shí)，則擴(kuò)散層的厚度將中離子濃度增高時(shí)，則擴(kuò)散層的厚度將減小。減小。 該過程的實(shí)質(zhì)是加入的反離子與擴(kuò)散層該過程的實(shí)質(zhì)是加入的反離子與擴(kuò)散層原有反離子之間的靜電斥力把原有部分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)散層反離子擠壓到吸附層中，從而使擴(kuò)散層厚度減小。厚度減小。（1 1壓縮雙電層機(jī)理壓縮雙電層機(jī)理 由于擴(kuò)散層的減小，電動(dòng)電位相應(yīng)降低，因此膠粒間的相互排斥力也減少，另一方面，由于擴(kuò)散層減薄，它們相撞時(shí)的距離也減少，因此相互間的吸引力相應(yīng)變大。從而其排斥力與吸引力的合力由排斥力為

5、主變成以引力為主，膠粒得以迅速凝聚。（2 2吸附電中和機(jī)理吸附電中和機(jī)理 膠粒表面對異號(hào)離子、異號(hào)膠粒、鏈狀離子或分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷，降低了電位，使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。（3 3吸附架橋橋連機(jī)理吸附架橋橋連機(jī)理 吸附架橋作用主要是指鏈狀高分子聚合吸附架橋作用主要是指鏈狀高分子聚合物在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作物在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用下，與膠粒和細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附用下，與膠粒和細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的過程。橋連的過程。 本機(jī)理能解釋當(dāng)廢水濁度很低時(shí)有些混本機(jī)理能解釋當(dāng)廢水濁度很低時(shí)有些混凝劑效果不好的現(xiàn)象。因?yàn)閺U水

6、中膠粒凝劑效果不好的現(xiàn)象。因?yàn)閺U水中膠粒少，當(dāng)聚合物伸展部分一端吸附一個(gè)膠少，當(dāng)聚合物伸展部分一端吸附一個(gè)膠粒后，另一端因粘連不著第二個(gè)膠粒，粒后，另一端因粘連不著第二個(gè)膠粒，只能與原先的膠粒粘連，就不能起架橋只能與原先的膠粒粘連，就不能起架橋作用，從而達(dá)不到混凝的效果。作用，從而達(dá)不到混凝的效果。高分子聚合物對膠體或微粒的吸附架橋作用示意圖 吸附絮凝絮凝劑顆粒吸附顆粒吸附顆粒絮凝體=聚合物顆粒脫穩(wěn)顆粒反應(yīng)1：線型結(jié)構(gòu)，具有能與膠粒表面某些部位起作用的化學(xué)基團(tuán)，當(dāng)與膠粒接觸時(shí)，基團(tuán)能與膠粒表面產(chǎn)生特殊的反應(yīng)而互相吸附，而高聚合物分子的其余部分則伸展在溶液中；聚合物最佳投加量時(shí)的初始吸附=脫穩(wěn)顆

7、粒絨體顆粒反應(yīng)2：其余部分可以與另一個(gè)表面有空位的膠粒吸附；絨體的形成=脫穩(wěn)顆粒再穩(wěn)定顆粒反應(yīng)3：膠粒較少時(shí)，上述聚合物伸展部分粘連不著第二個(gè)膠粒，則這個(gè)伸展部分遲早還會(huì)被原先的膠粒吸附在其它部位上，這個(gè)聚合物起不到架橋作用了，膠粒又處于穩(wěn)定狀態(tài)；聚合物的二次吸附，不與另外顆粒表面上的空位接觸=絨體顆粒絨體碎片反應(yīng)5：已經(jīng)架橋絮凝的膠粒，如受到劇烈的長時(shí)間攪拌，架橋聚合物可能從另一膠粒表面脫開.=絨體碎片再穩(wěn)絨體的碎片反應(yīng)6：重又卷回原所在膠粒表面，造成再穩(wěn)定狀態(tài)反應(yīng)4：高分子絮凝劑投加過量時(shí)，會(huì)使膠粒表面飽和產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象； =過量聚合物穩(wěn)定顆粒（無吸附空位）顆粒（4 4沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理沉淀物網(wǎng)

8、捕機(jī)理 當(dāng)鐵、鋁鹽等高價(jià)金屬鹽類作混凝劑，而且其當(dāng)鐵、鋁鹽等高價(jià)金屬鹽類作混凝劑，而且其投加量和介質(zhì)足以使它們迅速生成難溶金屬氫投加量和介質(zhì)足以使它們迅速生成難溶金屬氫氧化物氧化物( (如如Al(OH)3Al(OH)3、Fe(OH)3)Fe(OH)3)時(shí)，水中的膠粒時(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。核或吸附質(zhì)所網(wǎng)捕。 以上介紹的混凝的四種機(jī)理，在水處理中往往以上介紹的混凝的四種機(jī)理，在水處理中往往可能是同時(shí)或交叉發(fā)揮作用的，只是在一定情可能是同時(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。況下以某種機(jī)理為主

9、而已。 無無機(jī)機(jī)鋁系鋁系 硫酸鋁硫酸鋁明礬明礬聚合氯化鋁（聚合氯化鋁（PAC）聚合硫酸鋁（聚合硫酸鋁（PAS） 適宜適宜pH：5.58 鐵系鐵系 三氯化鐵三氯化鐵硫酸亞鐵硫酸亞鐵硫酸鐵（國內(nèi)生產(chǎn)少）硫酸鐵（國內(nèi)生產(chǎn)少）聚合硫酸鐵聚合硫酸鐵聚合氯化鐵聚合氯化鐵 適宜適宜pH：511，但腐蝕，但腐蝕性強(qiáng)性強(qiáng) 有有機(jī)機(jī) 人工人工合成合成 陽離子型：含氨基、亞氨基的聚合物陽離子型：含氨基、亞氨基的聚合物 國外開始增多，國內(nèi)尚國外開始增多，國內(nèi)尚少少 陰離子型：水解聚丙烯酰胺（陰離子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM） 非離子型：聚丙烯酰胺（非離子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯），聚氧化乙烯（PEO）

10、兩性型：動(dòng)物膠、蛋白質(zhì)兩性型：動(dòng)物膠、蛋白質(zhì) 使用極少使用極少 天然天然 淀粉、動(dòng)物膠、樹膠、甲殼素等淀粉、動(dòng)物膠、樹膠、甲殼素等 微生物絮凝劑微生物絮凝劑 一、混凝劑一、混凝劑一、過濾概述一、過濾概述過濾：水體流過有一定厚度一般為過濾：水體流過有一定厚度一般為700mm700mm左右且多孔左右且多孔 的粒狀物質(zhì)的過濾床，雜質(zhì)被截留在這些介質(zhì)的孔的粒狀物質(zhì)的過濾床，雜質(zhì)被截留在這些介質(zhì)的孔 隙里和介質(zhì)上，從而使水得到進(jìn)一步凈化。（定義）隙里和介質(zhì)上，從而使水得到進(jìn)一步凈化。（定義）過濾能去除的雜質(zhì)：（理解）過濾能去除的雜質(zhì)：（理解） 水中的懸浮物和膠體物質(zhì)水中的懸浮物和膠體物質(zhì) 細(xì)菌、藻類、病

11、毒細(xì)菌、藻類、病毒 油類油類 鐵和錳的氧化物鐵和錳的氧化物 放射性顆粒放射性顆粒 預(yù)處理中加入的化學(xué)藥品預(yù)處理中加入的化學(xué)藥品 重金屬重金屬 過濾過程分為過濾過濾過程分為過濾(filtration)(filtration)和反洗和反洗(backwash)(backwash)兩個(gè)過程。兩個(gè)過程。 過濾過程是廢水由過濾過程是廢水由上到下通過一定厚上到下通過一定厚度的由一定粒度的度的由一定粒度的粒狀介質(zhì)組成的床粒狀介質(zhì)組成的床層，由于粒狀介質(zhì)層，由于粒狀介質(zhì)之間存在大小不同之間存在大小不同的孔隙，廢水中的的孔隙，廢水中的懸浮物被這些孔隙懸浮物被這些孔隙截留而除去。截留而除去。過濾水過濾水 濾料廢水廢

12、水三、過濾的基本過程引起吸附的原因：引起吸附的原因：范德華力化學(xué)鍵力靜電引力 根據(jù)吸附劑與吸附質(zhì)之間根據(jù)吸附劑與吸附質(zhì)之間作用力的不同，吸附可分作用力的不同，吸附可分為為 物理吸附物理吸附(physical (physical adsorption)adsorption)、 化學(xué)吸附化學(xué)吸附(chemical (chemical adsorption)adsorption)和和 離子交換吸附離子交換吸附(ion (ion exchange adsorption)exchange adsorption)電滲析過程示意圖 濃水濃水陽膜陽膜,只只允 許 陽允 許 陽離 子 通離 子 通過過陰膜陰膜,

13、只允許陰離子只允許陰離子通過通過電極電極淡水淡水出水時(shí)出水時(shí)陽離子陽離子陰離子陰離子進(jìn)水時(shí)進(jìn)水時(shí)進(jìn)水進(jìn)水濃水室濃水室淡水室淡水室 離子交換膜是一種由高分子材料制成的具有離子交換基團(tuán)的薄膜，其離子交換膜是一種由高分子材料制成的具有離子交換基團(tuán)的薄膜，其所以具有選擇透過性主要是由于膜上孔隙和膜上離子基團(tuán)的作用。所以具有選擇透過性主要是由于膜上孔隙和膜上離子基團(tuán)的作用。 膜上孔隙的作用是，在膜的高分子鍵之間有一足夠大的孔隙，以容納膜上孔隙的作用是，在膜的高分子鍵之間有一足夠大的孔隙，以容納離子的進(jìn)出和通過。是離子通過膜的大門和通道。離子的進(jìn)出和通過。是離子通過膜的大門和通道。 膜上離子基團(tuán)的作用是，

14、在膜的高分子鏈上，連接著一些可以發(fā)生解膜上離子基團(tuán)的作用是，在膜的高分子鏈上，連接著一些可以發(fā)生解離作用的活性基團(tuán)。在水溶液中，膜上的活性基離作用的活性基團(tuán)。在水溶液中，膜上的活性基t團(tuán)會(huì)發(fā)生解離作用，解團(tuán)會(huì)發(fā)生解離作用，解離所產(chǎn)生的離子離所產(chǎn)生的離子(或稱反離子進(jìn)入溶液。于是，在膜上就留下了帶有一或稱反離子進(jìn)入溶液。于是，在膜上就留下了帶有一定電荷的固定基團(tuán)。存在于膜微孔中的帶一定電荷的固定基團(tuán)，好比在定電荷的固定基團(tuán)。存在于膜微孔中的帶一定電荷的固定基團(tuán)，好比在一條狹長的通道中設(shè)立的一個(gè)個(gè)關(guān)卡或一條狹長的通道中設(shè)立的一個(gè)個(gè)關(guān)卡或“警衛(wèi)警衛(wèi)”，以鑒別和選擇通過的離，以鑒別和選擇通過的離子。子

15、。注意：離子交換膜的作用并不是起離子交換的作用，而是起注意：離子交換膜的作用并不是起離子交換的作用，而是起離子選擇透過性作用。離子選擇透過性作用。GB1631-79制定。交聯(lián)度數(shù)值連接符號(hào)順序號(hào)骨架代號(hào)分類代號(hào)凝膠型離子交換樹脂的型號(hào)0017 凝膠型強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，交聯(lián)度為7%D大孔型符號(hào)順序號(hào)骨架代號(hào)分類代號(hào)大孔型離子交換樹脂的型號(hào)D111大孔型弱酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂代號(hào)0123456分類名稱強(qiáng)酸性弱酸性強(qiáng)堿性弱堿性螯合性兩性氧化還原性骨架名稱苯乙烯系丙烯酸系酚醛系環(huán)氧系乙烯吡啶系脲醛系氯乙烯系離子交換樹脂的命名和型號(hào)好氧呼吸是營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入好氧微生物細(xì)胞后，通過一系列氧化

16、還原反應(yīng)獲得能量的過程。有分子氧參與的生物氧化， 反應(yīng)的最終受氫體是分子氧。底物中的氫被脫氫酶活化，并從底物中脫出交給輔酶遞氫體），同時(shí)放出電子，氧化酶利用底物放出的電子激活游離氧，活化氧和從底物中脫出的氫結(jié)合成水。好氧呼吸過程實(shí)質(zhì)上是脫氫和氧活化相結(jié)合的過程。在這個(gè)過程中，同時(shí)放出能量。依好氧微生物的類型不同，被其氧化的底物不同，氧化產(chǎn)物也不同。好氧呼吸有異養(yǎng)型微生物呼吸和自養(yǎng)型微生物呼吸兩種 。 1.好 氧 呼 吸理解） 厭氧呼吸是在無分子氧O2的情況下進(jìn)行的生物氧化。厭氧微生物只有脫氫酶系統(tǒng)，沒有氧化酶系統(tǒng)。在呼吸過程中，底物中的氫被脫氫酶活化，從底物中脫下來的氫經(jīng)輔酶傳遞給除氧以外的有

17、機(jī)物或無機(jī)物，使其還原。厭氧呼吸的受氫體不是分子氧。在厭氧呼吸過程中，底物氧化不徹底，最終產(chǎn)物不是二氧化碳和水，而是一些較原來底物簡單的化合物。這種化合物還含有相當(dāng)?shù)哪芰?，故釋放能量較少。如有機(jī)污泥的厭氧消化過程中產(chǎn)生的甲烷，是含有相當(dāng)能量的可燃?xì)怏w。厭氧呼吸按反應(yīng)過程中的最終受氫體的不同，可分為發(fā)酵和無氧呼吸。 2.厭 氧 呼 吸 一、微生物的生長規(guī)律 微生物的生長規(guī)律一般是以生長曲線來反映。按微生物生長速率，其生長可分為四個(gè)生長期停滯期對數(shù)期靜止期衰老期第二節(jié)第二節(jié) 微生物的生長規(guī)律和生長環(huán)境微生物的生長規(guī)律和生長環(huán)境二二. .生物膜的構(gòu)造和物質(zhì)遷移不畫圖，內(nèi)容答全）生物膜的構(gòu)造和物質(zhì)遷移

18、不畫圖，內(nèi)容答全）生物膜由里至外主要是由厭氧層、好氧層、附著水層、流動(dòng)水層構(gòu)成，空氣中的氧溶解于流動(dòng)水層從那里通過附著水層傳遞給生物膜，供微生物用于呼吸，污水中的有機(jī)污染物則由流動(dòng)水層傳遞給附著水層然后進(jìn)入生物膜，并通過細(xì)菌的代謝活動(dòng)而被降解，微生物的代謝產(chǎn)物如H2O等則通過附著水層進(jìn)入流動(dòng)水層隨其排出，而CO2及厭氧層分解產(chǎn)物如H2S、NH3以及CH4則從水層逸出進(jìn)入空氣。 什么是活性污泥？(定義） 由細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物群體及吸附的污水中有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥。（3 3污泥沉降比污泥沉降比(settling volume,

19、 sludge sedimentation (settling volume, sludge sedimentation ratio, SV)ratio, SV)污泥沉降比是指曝氣池混合液在污泥沉降比是指曝氣池混合液在l00mLl00mL量筒中，靜置沉降量筒中，靜置沉降30min30min后，沉降污泥所占的體積與混合液總體積之比的百分?jǐn)?shù)。所以后，沉降污泥所占的體積與混合液總體積之比的百分?jǐn)?shù)。所以也常稱為也常稱為30 min30 min沉降比。沉降比。正常的活性污泥在沉降正常的活性污泥在沉降30min30min后，可以接近它的最大密度，故污后，可以接近它的最大密度，故污泥沉降比可以反映曝氣池正常

20、運(yùn)行時(shí)的污泥量?？捎糜诳刂剖Ｄ喑两当瓤梢苑从称貧獬卣＿\(yùn)行時(shí)的污泥量?？捎糜诳刂剖Ｓ辔勰嗟呐欧拧Ｓ辔勰嗟呐欧?。四、 活性污泥的評(píng)價(jià)指標(biāo)(4(4污泥體積指數(shù)污泥體積指數(shù) (sludge volume index, SVI) (sludge volume index, SVI)污泥體積指數(shù)也稱污泥容積指數(shù)，是指曝氣池出口處混合污泥體積指數(shù)也稱污泥容積指數(shù)，是指曝氣池出口處混合液，經(jīng)液，經(jīng)30min30min靜置沉降后，沉降污泥體積中靜置沉降后，沉降污泥體積中1g1g干污泥所占干污泥所占的容積的毫升數(shù)，單位為的容積的毫升數(shù)，單位為mL/gmL/g，但一般不標(biāo)出。，但一般不標(biāo)出。它與污泥沉降比有如下關(guān)

21、系：它與污泥沉降比有如下關(guān)系：SVI=(SVSVI=(SV10)/X10)/X式中：式中：X X的單位為的單位為g/Lg/L四、 活性污泥的評(píng)價(jià)指標(biāo)測定污泥體積指數(shù)的意義測定污泥體積指數(shù)的意義: :（理解，）（理解，）污泥指數(shù)反映出活性污泥的疏散程度和凝聚、沉降的性污泥指數(shù)反映出活性污泥的疏散程度和凝聚、沉降的性能。如污泥指數(shù)過低，說明泥粒細(xì)小緊密，無機(jī)物多，能。如污泥指數(shù)過低，說明泥粒細(xì)小緊密，無機(jī)物多，缺乏活性和吸附的能力；指數(shù)過高，說明污泥將要膨脹，缺乏活性和吸附的能力；指數(shù)過高，說明污泥將要膨脹，或已經(jīng)膨脹，污泥不易沉淀，這時(shí)，污泥中的微生物往或已經(jīng)膨脹，污泥不易沉淀，這時(shí)，污泥中的微

22、生物往往主要是絲狀細(xì)菌。往主要是絲狀細(xì)菌。對于一般城市污水，在正常情況下，污泥指數(shù)以在對于一般城市污水，在正常情況下，污泥指數(shù)以在5050150150之間為宜。之間為宜。污泥濃度可以反映污泥數(shù)量；污泥指數(shù)則能較全面地反污泥濃度可以反映污泥數(shù)量；污泥指數(shù)則能較全面地反映污泥凝聚和沉降的性能映污泥凝聚和沉降的性能 四、 活性污泥的評(píng)價(jià)指標(biāo)判斷，理解）四階段四階段: : 水解階段、酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段水解階段、酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段大分子有機(jī)物水解水解細(xì)菌的胞外酶細(xì)菌的胞外酶水解的和溶解的有機(jī)物酸化酸化產(chǎn)酸細(xì)菌產(chǎn)酸細(xì)菌有機(jī)酸醇 類醛類等H2，CO2乙酸化乙酸化乙酸細(xì)菌乙

23、酸細(xì)菌乙酸甲烷化甲烷化甲烷細(xì)菌甲烷細(xì)菌CH4甲烷細(xì)菌甲烷細(xì)菌CH4厭氧消化原理自己總結(jié)大題）厭氧消化原理自己總結(jié)大題） 1046廢水的營養(yǎng)比(理解，記清比值）厭氧微生物的生長繁殖需按一定的比例攝取碳、氮、厭氧微生物的生長繁殖需按一定的比例攝取碳、氮、磷以及其他微量元素。磷以及其他微量元素。工程上主要控制進(jìn)料的碳、氮、磷比例，因?yàn)槠渌こ躺现饕刂七M(jìn)料的碳、氮、磷比例，因?yàn)槠渌麪I養(yǎng)元素不足的情況較少見。營養(yǎng)元素不足的情況較少見。厭氧法中碳厭氧法中碳:氮氮:磷控制為磷控制為200-300:5:1為宜。為宜。好氧法為好氧法為100：5：1在碳、氮、磷比例中，碳氮比例對厭氧消化的影響在碳、氮、磷比例中

24、，碳氮比例對厭氧消化的影響更為重要。研究表明，合適的更為重要。研究表明，合適的C/N為為10-18:1。氣浮定義，答全）氣浮定義，答全） 氣浮是利用廢水中的顆粒的疏水性，氣浮是利用廢水中的顆粒的疏水性，通過在氣浮池中向廢水中通入一定通過在氣浮池中向廢水中通入一定尺寸的氣泡，使廢水中的污染物吸尺寸的氣泡，使廢水中的污染物吸附在氣泡上，隨氣泡的上浮，污染附在氣泡上，隨氣泡的上浮，污染物也隨之浮到水面上而形成由氣泡、物也隨之浮到水面上而形成由氣泡、水和污染物形成的三相泡沫層，收水和污染物形成的三相泡沫層，收集泡沫層即可把污染物與水分離。集泡沫層即可把污染物與水分離。 懸浮物與氣泡附著涉及到氣、液、固

25、液三相介懸浮物與氣泡附著涉及到氣、液、固液三相介質(zhì)的問題。質(zhì)的問題。 當(dāng)氣泡和顆粒共存于水中，即液、氣、顆粒三相介質(zhì)當(dāng)氣泡和顆粒共存于水中，即液、氣、顆粒三相介質(zhì)共存的情況下，每兩相之間的界面上都存在著各自的界共存的情況下，每兩相之間的界面上都存在著各自的界面張力和界面能，界面能和表面能一樣，可用下式表示：面張力和界面能，界面能和表面能一樣，可用下式表示： E=S E=S 式中：式中：界面張力，界面張力，N/cm2N/cm2； S S 界面面積，界面面積，cm2cm2。 界面能和界面張力一樣也有降低到最小的趨勢。當(dāng)界面能和界面張力一樣也有降低到最小的趨勢。當(dāng)廢水中有氣泡存在時(shí)，懸浮顆粒就力圖粘

26、附在氣泡上而廢水中有氣泡存在時(shí)，懸浮顆粒就力圖粘附在氣泡上而降低其界面能。降低其界面能。 11.1 11.1懸浮物與氣泡附著機(jī)理大題）懸浮物與氣泡附著機(jī)理大題） 當(dāng)廢水中有氣泡存在時(shí)，并非所有的顆粒都能粘附當(dāng)廢水中有氣泡存在時(shí)，并非所有的顆粒都能粘附上去，它們能否與氣泡粘附取決于水對該顆粒的表面性上去，它們能否與氣泡粘附取決于水對該顆粒的表面性質(zhì)質(zhì)( (即顆粒的潤濕性即顆粒的潤濕性) )。 一般規(guī)律：疏水性顆粒易與氣泡粘附，而親水性顆一般規(guī)律：疏水性顆粒易與氣泡粘附，而親水性顆粒難以與氣泡粘附。粒難以與氣泡粘附。 容易被水潤濕的物質(zhì)稱為親水性物質(zhì)容易被水潤濕的物質(zhì)稱為親水性物質(zhì). . 難于被水

27、潤濕的物質(zhì)稱為疏水性物質(zhì)。難于被水潤濕的物質(zhì)稱為疏水性物質(zhì)。 顆粒的潤濕程度常用氣、液、固三相間互相顆粒的潤濕程度常用氣、液、固三相間互相接觸時(shí)所形成的接觸角的大小來解釋。接觸時(shí)所形成的接觸角的大小來解釋。 在靜止?fàn)顟B(tài)下，當(dāng)氣、液、固三相接觸時(shí)，在靜止?fàn)顟B(tài)下，當(dāng)氣、液、固三相接觸時(shí)，在氣在氣- -液界面張力線和固液界面張力線和固- -液界面張力線之間的夾液界面張力線之間的夾角對著液相的），稱為平衡接觸角，用角對著液相的），稱為平衡接觸角，用表示。表示。 （圖示）（圖示）接觸角示意圖平衡時(shí)有：平衡時(shí)有： LS LGcos GS （1）固體親水固體親水固體固體水滴水滴接觸角接觸角固體固體固體疏水固

28、體疏水水滴水滴接觸角接觸角 GSLG LS從圖中物質(zhì)與水接觸面積的大小清楚地看出，不論物質(zhì)的潤濕性如何，在從圖中物質(zhì)與水接觸面積的大小清楚地看出，不論物質(zhì)的潤濕性如何，在三相接觸點(diǎn)上，三個(gè)界面的張力總是處于平衡狀態(tài)，即：三相接觸點(diǎn)上，三個(gè)界面的張力總是處于平衡狀態(tài)，即：當(dāng)氣泡與顆粒共存于水中時(shí)當(dāng)氣泡與顆粒共存于水中時(shí): : 在氣泡與顆粒附著前，單位界面面積上的界面能之和為：在氣泡與顆粒附著前，單位界面面積上的界面能之和為：E1=LS E1=LS + LG+ LG， 附著后，單位附著面積上的界面能附著后，單位附著面積上的界面能E2=GS E2=GS ，其界面能降低的數(shù)，其界面能降低的數(shù)值為：值為

29、： E=E1-E2=LS+ LG-GS E=E1-E2=LS+ LG-GS （2 2），）， 能量能量E E 為擠開氣泡與顆粒間的水膜所做的功為擠開氣泡與顆粒間的水膜所做的功, ,E E越大，氣泡與越大，氣泡與顆粒粘附得越牢固。顆粒粘附得越牢固。 將式將式1 1代入式代入式2 2），整理得：），整理得： E=LGE=LG1-cos1-cos） （3 3）平衡時(shí)有：平衡時(shí)有： LS LGcos GS （1） E=LGE=LG1-cos1-cos） （3 3）由式由式3 3可見：可見： E E越大，越有利于顆粒與氣泡粘附。越大，越有利于顆粒與氣泡粘附。討論：討論： 當(dāng)顆粒完全被水潤濕時(shí)，當(dāng)顆粒完全

30、被水潤濕時(shí)，00，cos1cos1，E0E0，顆粒不能與氣泡相粘，顆粒不能與氣泡相粘附，因此也就不能用氣浮法分離；附，因此也就不能用氣浮法分離； 當(dāng) 顆 粒 完 全 不 被 水 潤 濕 時(shí) ， 當(dāng) 顆 粒 完 全 不 被 水 潤 濕 時(shí) ，180180，cos-1cos-1，E2LG,E2LG,顆粒顆粒與氣泡粘附緊密，最易于用氣浮法去除；與氣泡粘附緊密，最易于用氣浮法去除； 當(dāng)當(dāng)909090時(shí)，時(shí)，coscos為負(fù)值，在此范圍內(nèi)，為負(fù)值，在此范圍內(nèi)，顆粒表面疏水性占優(yōu)勢，粘附容易且穩(wěn)定，容易顆粒表面疏水性占優(yōu)勢，粘附容易且穩(wěn)定，容易氣浮分離；氣浮分離；（對于親水性表面可加入表面活性物質(zhì)，使其變

31、（對于親水性表面可加入表面活性物質(zhì)，使其變?yōu)槭杷员砻?，達(dá)到與氣泡粘附的目的）為疏水性表面，達(dá)到與氣泡粘附的目的） 對對LGLG值很小的體系，值很小的體系，E E很小，不利于很小，不利于氣泡與顆粒的粘附。氣泡與顆粒的粘附。 E=LG1-cos） （3）12.1.2 污泥的性質(zhì) 1、污泥含水率 （計(jì)算，公式寫全，指代寫全） 污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分?jǐn)?shù)稱為污泥含水率。P1,V1,W1,C1污泥含水率為p2時(shí)的污泥體積、重量與固體物濃度；P2,V2,W2,C2污泥含水率變?yōu)閜2時(shí)的污泥體積、重量與團(tuán)體物濃度;12122121100100CCppWWVV第二節(jié)第二節(jié) 除油除油一、自然

32、除油一、自然除油1、基本原理、基本原理 物理法除油，根據(jù)油水密度不同，達(dá)到油水分離。物理法除油，根據(jù)油水密度不同，達(dá)到油水分離。該種方法：該種方法：忽略了進(jìn)出配水口水流的不均勻性忽略了進(jìn)出配水口水流的不均勻性忽略油珠顆粒上浮中的絮凝等因素的影響，認(rèn)為油珠忽略油珠顆粒上浮中的絮凝等因素的影響，認(rèn)為油珠顆粒是在理想狀態(tài)下進(jìn)行重力分離顆粒是在理想狀態(tài)下進(jìn)行重力分離 a、假定過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的水流速度相等，且油、假定過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的水流速度相等，且油珠顆粒上浮時(shí)的水平分速度等于水流速度；珠顆粒上浮時(shí)的水平分速度等于水流速度； b、油珠顆粒以等速上??；、油珠顆粒以等速上??； c、油珠顆粒上浮到水面即被去除

33、。、油珠顆粒上浮到水面即被去除。含油污水在重力分離池中的分離效率除油效率為：含油污水在重力分離池中的分離效率除油效率為：式中：式中：E 油珠顆粒的分離效率；油珠顆粒的分離效率；u 油珠顆粒上浮速度；油珠顆粒上浮速度； Q/A 表面負(fù)荷率；表面負(fù)荷率；Q 處理流量；處理流量；A 除油設(shè)備水平工除油設(shè)備水平工作面積。作面積。 表面負(fù)荷率表面負(fù)荷率Q/A是一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)是一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)Q一定時(shí)，加大表面積一定時(shí)，加大表面積A，可以減小油珠顆粒最小上浮速度，可以減小油珠顆粒最小上浮速度u0，意味著更小直徑的油，意味著更小直徑的油珠顆粒被分離出來，從而提高除油效率或增加設(shè)備的處理能珠顆粒被分離出來，

34、從而提高除油效率或增加設(shè)備的處理能力。力。AQuE/式中：式中：u顆粒的浮升速度，顆粒的浮升速度，m/s；w、o分別表示顆粒及水分別表示顆粒及水的的 密度，密度，kg/m3；g重力加速度，重力加速度，m/s2；污水的粘度，污水的粘度，Pas；d顆粒的粒徑，顆粒的粒徑，m。182ow)(dgu浮升速度浮升速度u用用Stokes公式計(jì)算。公式計(jì)算。Stokes公式說明的問題18)(2owdgu（1水與顆粒的密度差（水與顆粒的密度差（w-o愈大，它的浮升速度愈愈大，它的浮升速度愈大，成正比關(guān)系。大，成正比關(guān)系。當(dāng)當(dāng)wo時(shí)，時(shí)，u0，顆粒上，顆粒上?。桓?；當(dāng)當(dāng)wo時(shí)，時(shí)，u0，顆粒下，顆粒下沉；沉；當(dāng)

35、當(dāng)w=o時(shí)，時(shí)，u=0，顆粒既，顆粒既不下沉也不上浮。不下沉也不上浮。Stokes公式說明的問題（2水的粘度水的粘度愈小，上浮愈小，上浮速度愈快，成反比關(guān)系。速度愈快，成反比關(guān)系。因粘度與水溫成反比，故因粘度與水溫成反比，故提高水溫有利于上浮。提高水溫有利于上浮。（3顆粒直徑顆粒直徑d愈大，浮升愈大，浮升速度愈快，成平方關(guān)系。速度愈快，成平方關(guān)系。因此隨粒度的下降，顆粒因此隨粒度的下降，顆粒的浮升速度會(huì)迅速降低。的浮升速度會(huì)迅速降低。182ow)(dgu二、斜板管除油二、斜板管除油2選擇）（公式必須記住，整體理解）選擇）（公式必須記住，整體理解） 斜板管除油是目前最常用的高效除油方法之一，是一

36、種物理法除油。斜板管除油是目前最常用的高效除油方法之一，是一種物理法除油。1、基本原理、基本原理淺池理論原理淺池理論原理 設(shè)斜管除油池池長為設(shè)斜管除油池池長為L，池中水平流速為，池中水平流速為，顆粒上，顆粒上浮為浮為u0，在理想狀態(tài)下，在理想狀態(tài)下，L/H/ u0?？梢??？梢奓與與值值不變時(shí)，池身越淺，可被去除的懸浮物顆粒越小。不變時(shí)，池身越淺，可被去除的懸浮物顆粒越小。若用水平隔板，將若用水平隔板，將H分成分成3層，每層層深為層，每層層深為H/3，在，在u0與與不變的條件下，只需不變的條件下，只需L/3，就可以將，就可以將u0的顆粒的顆粒去除。也即總?cè)莘e可減少到原來的去除。也即總?cè)莘e可減少到

37、原來的1/3。如果池長。如果池長不變，由于池深為不變，由于池深為H/3，則水平流速可增加的，則水平流速可增加的3，仍能將沉速為仍能將沉速為u0的顆粒除去，也即處理能力提高的顆粒除去，也即處理能力提高3倍。將沉淀池分成倍。將沉淀池分成n層就可以把處理能力提高層就可以把處理能力提高n倍。倍。為便于浮升到斜板管上部油珠的流動(dòng)和和沉下為便于浮升到斜板管上部油珠的流動(dòng)和和沉下泥渣排除，把淺的分離池傾斜一定角度一般為泥渣排除，把淺的分離池傾斜一定角度一般為 45-60）。）。除油效率：除油效率： 假設(shè)除油設(shè)備高度為假設(shè)除油設(shè)備高度為H，油珠顆粒分離時(shí)間為，油珠顆粒分離時(shí)間為t ，那么，那么表面負(fù)荷率表示為

38、表面負(fù)荷率表示為Q/AH/t，則分離效率為，則分離效率為公式表明：重力分離除油設(shè)備的除油效率是分離高度的函數(shù)。公式表明：重力分離除油設(shè)備的除油效率是分離高度的函數(shù)。 H減小，減小，E增大。增大。 HuttHuAQuE/H越小，油珠顆粒上浮至表面的時(shí)間越短。越小，油珠顆粒上浮至表面的時(shí)間越短。加設(shè)斜板，增加分離設(shè)備的工作表面積，加設(shè)斜板，增加分離設(shè)備的工作表面積，縮小分離高度，提高油珠顆粒的去除效率?？s小分離高度，提高油珠顆粒的去除效率。三、粗?；劢Y(jié)除油非重點(diǎn)）三、粗?；劢Y(jié)除油非重點(diǎn)） 粗?；汉臀鬯鹘?jīng)裝有填充物粗粒化材料粗?；汉臀鬯鹘?jīng)裝有填充物粗?；牧系牡难b置后，使油珠由小變大

39、的過程。這樣，更容易用重裝置后，使油珠由小變大的過程。這樣，更容易用重力分力分離法將油除去。離法將油除去。 粗粒化處理的對象：水中的分散油。粗?；幚淼膶ο螅核械姆稚⒂?。1、理論依據(jù)、理論依據(jù) 對于溫度一定的特定污水，油珠上浮速度與油珠粒對于溫度一定的特定污水，油珠上浮速度與油珠粒徑平方徑平方成正比。若在污水沉降前設(shè)法使油珠粒徑增大，可加成正比。若在污水沉降前設(shè)法使油珠粒徑增大，可加大油珠上大油珠上浮速度，便可提高除油效率。粗?；ň劢Y(jié)可達(dá)浮速度，便可提高除油效率。粗?；ň劢Y(jié)可達(dá)到增大油珠粒徑的目的。到增大油珠粒徑的目的。182ow)(dgu2、粗?；臋C(jī)理填空，選擇，）、粗粒化的機(jī)理填空，選擇，） 有兩種觀點(diǎn)：潤濕聚結(jié)；碰撞聚結(jié)有兩種觀點(diǎn)：潤濕聚結(jié)；碰撞聚結(jié)潤濕聚結(jié)理論潤濕聚結(jié)理論 建立在建立在“親油性粗?；牧?/p>