污廢水處理設(shè)施運(yùn)行管理-物理化學(xué)法課件

污廢水處理設(shè)施運(yùn)行管理主講人：殷利明聯(lián)系方式Q號：410471290E.第二章物理化學(xué)法群名稱：11年廢水培訓(xùn)群號：154054595市政及生活污水處理典型工藝流程重慶市南川污水處理廠（4萬m3/d）

【采用改良型ORBAL（奧貝爾）氧化溝工藝】

某制革廠污水處理工藝流程圖

【改進(jìn)前—采用射流曝氣生化處理制革廢水工藝

】某制革廠污水處理工藝流程圖（改進(jìn)后）某制革廠污水處理流程改進(jìn)前系統(tǒng)處理以后的出水水質(zhì)如下：一、分類與作用1、物理法：主要用于去除廢水中的漂浮物、懸浮物、砂、鹽和油類物質(zhì)。物理處理技術(shù)包括格柵與篩網(wǎng)、均質(zhì)調(diào)節(jié)、沉淀過濾。2、化學(xué)法：它的處理對象主要是水和廢水中無機(jī)的或有機(jī)的(難以生物降解的)溶解性污染物。化學(xué)處理技術(shù)包括中和、化學(xué)沉淀、氧化還原及電解法。3、物理化學(xué)法：它的處理對象主要是廢水中無機(jī)的或有機(jī)的(難以生物降解的)溶解性污染物或膠體物質(zhì)。物理化學(xué)處理技術(shù)包括混凝法、氣浮法、吸附法、離子交換法、膜分離技術(shù)及消毒技術(shù)。

第一節(jié)概述12物理化學(xué)法(一)、格柵1、用途：用以截留廢水中粗大的懸浮物或漂浮物(如纖維、碎皮、毛發(fā)、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等)，以防止水泵、管道和處理設(shè)備堵塞，并減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。2、格柵的分類①、按格柵柵條之間的凈間距：粗格柵(50～100mm)、中格柵(10～40mm)、細(xì)格柵(3～10mm)三種。②、按照柵渣的清除方式：人工清渣和機(jī)械清渣兩種。我國常用機(jī)械格柵有圓周回轉(zhuǎn)式，鋼絲繩牽引式、移動式、鏈條式等幾種。對于大型污水處理廠宜采用機(jī)械清渣的格柵，以減輕人工勞動。

第二節(jié)格柵與篩網(wǎng)14物理化學(xué)法第二節(jié)格柵與篩網(wǎng)15物理化學(xué)法唐家橋污水處理廠（旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)：柵隙10mm）第二節(jié)格柵與篩網(wǎng)16物理化學(xué)法圓弧式格柵除污機(jī)（一小時(shí)三次，每次除污三分鐘）第二節(jié)格柵與篩網(wǎng)17物理化學(xué)法圖2—1人工清除污物格柵示意圖3.運(yùn)行控制條件格柵運(yùn)行管理和設(shè)計(jì)的主要參數(shù)包括:①柵距；②過柵流速；③水頭損失；④柵渣量。①格柵的選擇在廢水處理工藝流程，格柵一般按照先粗后細(xì)的原則進(jìn)行設(shè)置。粗格柵一般設(shè)置在泵站集水池中（提升泵前），而后在沉砂池前設(shè)置細(xì)格柵。泵前格柵的柵條間距以稍小于水泵的葉輪間隙為宜。一般離心泵葉輪間隙較小，相應(yīng)選擇的柵條間距也要??；軸流泵的葉輪間隙較大，選用的柵條間距也相應(yīng)增大；混流泵居中。

第二節(jié)格柵與篩網(wǎng)18物理化學(xué)法

4維護(hù)管理

(1)每天要對柵條、除渣耙、柵渣箱和前后水渠等進(jìn)行清掃，及時(shí)清運(yùn)柵渣，保持格柵通暢。

(2)檢查并調(diào)節(jié)柵前的流量調(diào)節(jié)閥門，保證過柵流量的均勻分布。同時(shí)利用投人工作的格柵臺數(shù)將過柵流速控制在所要求的范圍內(nèi)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)過柵流速過高時(shí)，適當(dāng)增加投人工作的格柵臺數(shù)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)過柵流速偏低時(shí)，適當(dāng)減少投入工作的格柵臺數(shù)。

(3)定期檢查渠道的沉砂情況格柵前后渠道內(nèi)沉積砂，除與流速有關(guān)外，還與渠道底部流水面的坡度和粗糙度等因素有關(guān)系，應(yīng)定期檢查渠道內(nèi)的積砂情況，及時(shí)清砂并排除積砂原因。第二節(jié)格柵與篩網(wǎng)20物理化學(xué)法(4)格柵除污機(jī)的維護(hù)管理格柵除污機(jī)是污水處理廠內(nèi)最易發(fā)生故障的設(shè)備之一，巡查時(shí)應(yīng)注意有無異常聲音，柵條是否變形。出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)查清原因，及時(shí)處理，做到定時(shí)加油，及時(shí)調(diào)換，及時(shí)調(diào)整。

(5)衛(wèi)生與安全污水在長途輸送過程中腐化，產(chǎn)生的硫化氫和甲硫醇等惡臭有毒氣體會在格柵間大量釋放出來。建在室內(nèi)的格柵間應(yīng)采取強(qiáng)制通風(fēng)措施。夏季應(yīng)保證每小時(shí)換氣l0次以上。有些處理廠在上游主干線內(nèi)采取一些簡易的通風(fēng)或曝氣措施，也能大大降低格柵間的惡臭強(qiáng)度。以上控制惡臭的措施，既有益于值班人員的身體健康，又能減輕硫化氫對除污設(shè)備的腐蝕。另外．清除的柵渣應(yīng)及時(shí)運(yùn)走處置掉，防止腐敗產(chǎn)生惡臭，招引蚊蠅。柵渣堆放處應(yīng)經(jīng)常清洗，并消毒。柵渣壓榨機(jī)排出的壓榨液中惡臭物質(zhì)含量也非常高．應(yīng)及時(shí)用管道導(dǎo)人污水渠道中，嚴(yán)禁明渠導(dǎo)流或地面漫流。

第二節(jié)格柵與篩網(wǎng)21物理化學(xué)法(二)篩網(wǎng)

1.功能一些工業(yè)廢水含有較細(xì)小的懸浮物，尤其是廢水中的纖維類懸浮物和食品工業(yè)的動植物殘?bào)w碎屑，它們不能被格柵裁留，也難以用沉淀法去除。為了去除這類污染物，工業(yè)上常用篩網(wǎng)。

篩網(wǎng)是用金屬絲或纖維絲編織而成，孔徑一般在0.15～lmm左右。用篩網(wǎng)分離，具有簡單、高效、運(yùn)行費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。一般用于規(guī)模較小的廢水處理。

2.常見類型篩網(wǎng)過濾裝置有很多種，如振動篩網(wǎng)、水力篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)盤式篩網(wǎng)等。

第二節(jié)格柵與篩網(wǎng)23物理化學(xué)法3維護(hù)管理(1)當(dāng)廢水呈酸性或堿性時(shí)，篩網(wǎng)的設(shè)備應(yīng)選用耐酸堿、耐腐蝕材料制作。(2)在運(yùn)行過程中要合理控制進(jìn)水流量，做到進(jìn)水均勻，并采取措施盡量減少進(jìn)水口來料對篩面的沖擊力，以確保篩網(wǎng)的使用壽命并減少維修量。(3)篩網(wǎng)尺寸應(yīng)按需截留的微粒大小選定，最好通過試驗(yàn)確定。(4)當(dāng)廢水含油類物質(zhì)時(shí)，會堵塞網(wǎng)孔，應(yīng)進(jìn)行除油處理。另外還需要定期采用蒸汽或熱水對篩網(wǎng)進(jìn)行行沖洗。第二節(jié)格柵與篩網(wǎng)26物理化學(xué)法27(一)功能工業(yè)廢水與城市污水的水量、水質(zhì)都是隨時(shí)間的推移不斷變化，有高峰流量和低峰流量，也有高峰濃度和低峰濃度?！罢{(diào)節(jié)”和“均和”的目的是為處理設(shè)備創(chuàng)造良好的工作條件，使其穩(wěn)定運(yùn)行，并能減小設(shè)備容積，降低成本。調(diào)節(jié)池的形狀可為圓形、方形、多邊形，可建在地下或地上。（二）常見類型①水量調(diào)節(jié)池當(dāng)進(jìn)水管埋得較淺而廢水量又不大時(shí)，與泵站吸水井合建較為經(jīng)濟(jì)，否則，應(yīng)單獨(dú)建造于泵站前。第三節(jié)均質(zhì)調(diào)節(jié)

30②水質(zhì)調(diào)節(jié)池為了使廢水水質(zhì)達(dá)到均衡，調(diào)節(jié)池在構(gòu)造上和功能上采取如下的措施。

(a)穿孔導(dǎo)流槽式調(diào)節(jié)池(b)增加攪拌設(shè)備，可在調(diào)節(jié)池內(nèi)增設(shè)空氣攪拌、機(jī)械攪拌、水力攪拌等。③事故調(diào)節(jié)池事故池只有在特殊的情況下才設(shè)立，它對保護(hù)處理系統(tǒng)不受沖擊、減少調(diào)節(jié)池容積有十分重要的作用。

第三節(jié)均質(zhì)調(diào)節(jié)

31(三)調(diào)節(jié)池運(yùn)行管理要點(diǎn)

1、調(diào)節(jié)池的有效容積應(yīng)能夠容納水質(zhì)水量變化一個(gè)周期所排放的全部廢水量，為同時(shí)獲得要求的某種預(yù)處理(如生物水解酸化、脫除某種氣體等)效果．應(yīng)適當(dāng)增加池容。

2、盡管調(diào)節(jié)池前一般都設(shè)置格柵等除污設(shè)施，但池中仍然有可能積累大量沉淀物，因此應(yīng)及時(shí)將這些沉淀物清除，以免減小調(diào)節(jié)池的有效容積，影響到調(diào)節(jié)的效果。

3、經(jīng)常巡查、觀察調(diào)節(jié)池水位變化情況，定期檢測調(diào)節(jié)池進(jìn)、出水水質(zhì)，以考察調(diào)節(jié)池運(yùn)行狀況和調(diào)節(jié)效果，發(fā)現(xiàn)異常問題要及時(shí)解決。

4、事故調(diào)節(jié)池的閥門必須能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制，以保證事故發(fā)生時(shí)，能及時(shí)將事故廢水排人池中。另外事故池平常應(yīng)保持排空狀態(tài)，以保證事故發(fā)生時(shí)，能夠容納所有的事故廢水。第三節(jié)均質(zhì)調(diào)節(jié)

32(一)沉淀的功能和原理1、功能沉降法的主要去除對象是懸浮液中粒徑在lOμm以上的可沉固體，即在2h左右的自然沉降時(shí)間內(nèi)能從水中分離出去的懸浮固體。沉淀過程簡單易行，分離效果較好，是水處理的重要過程之一，幾乎是所有水處理過程不可缺少的基本本單元之一。在實(shí)際應(yīng)用中，進(jìn)行重力沉降分離的構(gòu)筑物有以下兩種：①沉砂池；②沉淀池。①沉砂池的功能是從水中分離相對密度較大的無機(jī)顆粒，例如砂子、煤渣等。沉砂池一般設(shè)在泵站、沉淀池之前，這樣能保護(hù)水泵和管道免受磨損；還能使沉淀池中的污泥具有良好的流動性，能防止排放管道和輸送管道堵塞。②沉淀池的功能是分離水中的可沉性懸浮物，包括無機(jī)懸浮物和有機(jī)懸浮物。第四節(jié)沉淀與隔油

圖2—7平流沉砂池34

2.理想沉淀池的原理（略）(二)、沉砂池1、沉砂池的常見類型①平流沉砂池；②曝氣沉砂池；③旋流沉砂池①平流沉砂池平流沉砂池實(shí)際上是一個(gè)比入流渠道和出流渠道寬而深的渠道，當(dāng)污水流過時(shí)，由于過水?dāng)嗝嬖龃螅魉俣认陆?，污水中夾帶的無機(jī)顆粒在重力的作用下下沉，從而達(dá)到分離無機(jī)顆粒的目的。第四節(jié)沉淀與隔油

第四節(jié)沉淀與隔油運(yùn)行時(shí)，采用的主要參數(shù)如下：(a)池內(nèi)水平流速最大為0.30m／s，最小應(yīng)為0.l5m／s；(b)在池內(nèi)停留時(shí)間一般為30～60s，最大流量時(shí)停留時(shí)間不應(yīng)小于30s；(c)有效水深不應(yīng)大于1.2m，每格寬度不宜小于0.6m。

水流速度的具體控制取決于沉砂粒徑的大小。若沉砂組成以大砂為主，水平流速應(yīng)大些，使有機(jī)物沉淀最少；反之必須放慢流速才可以使砂粒沉淀下來，這時(shí)大量有機(jī)物也隨即一起沉淀下來。具體到每個(gè)單位沉砂池流速的最佳范圍，運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的除砂率和有機(jī)物沉淀情況確定。

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②曝氣沉砂池（清潔沉砂）曝氣沉砂池的運(yùn)行操作主要是控制污水在池中的旋轉(zhuǎn)流速和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。一般運(yùn)行參數(shù)采用如下：(a)曝氣沉砂池的水流在流量最大時(shí)的停留時(shí)間為l～3min，水平流速為0.1m／s；(b)空氣量應(yīng)保證池中水的旋轉(zhuǎn)速度在0.3m／s左右，處理每立方米污水的曝氣量為0.1～0.2m3空氣，有數(shù)水深為2～3m，寬深比為1：1.5。

③旋流沉砂池通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤和葉片的轉(zhuǎn)速，可以調(diào)節(jié)沉砂效果。旋流沉砂池具有池型簡單、占地小、運(yùn)行費(fèi)用低、除砂效果好等優(yōu)點(diǎn)。旋流沉砂池的排砂目前采用兩種形式：一種是靠砂泵排砂，其優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備少、操作簡便，但砂泵的磨損問題較嚴(yán)重；另一種是通過壓縮空氣氣提排砂，其優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)可靠、耐用，但設(shè)備相對較多。旋流沉砂池為圓形，采用切線方向進(jìn)水、切線方向出水。進(jìn)水流速一般為1m／s，水力停留時(shí)間約為1min。

第四節(jié)沉淀與隔油

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第四節(jié)沉淀與隔油

圖2—8曝氣沉砂池的斷面示意圖圖2—9旋流沉沙池382.沉砂池的運(yùn)行管理

(1)在沉砂池的前部，一般都設(shè)有細(xì)格柵，細(xì)格柵上的垃圾應(yīng)及時(shí)清撈。

(2)在一些平流沉砂池上常設(shè)有浮渣擋板，擋板前浮渣應(yīng)每天清撈。

(3)沉砂池的最重要操作是及時(shí)排砂。對于用砂斗重力排砂的沉砂池，一般每天排砂一次。

(4)排砂機(jī)械應(yīng)經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)，以免積砂過多引起超負(fù)荷，排砂機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)間隔時(shí)間應(yīng)根據(jù)砂量及機(jī)械的能力而定。排砂間隙過長，會堵塞排砂管、砂泵，堵卡刮砂機(jī)械。排砂間隙過短會使排砂量增大，含水率增高，使后續(xù)處理難度增大。用重力排砂時(shí)，排砂管堵塞，可用氣泵反沖洗，疏通排砂管。(5)曝氣沉砂池的空氣量應(yīng)每天檢查和調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的依據(jù)是空氣計(jì)量儀表。如果沒有空氣計(jì)量儀表，可測表面流速。若發(fā)現(xiàn)情況異常(如曝氣變?nèi)?，應(yīng)停車排空檢查。清理完畢重新投運(yùn)，先通氣后進(jìn)水(防止砂粒進(jìn)入擴(kuò)散器)。(6)每周都要對進(jìn)、出水閘門及排渣閘門進(jìn)行加油、清潔保養(yǎng)，每年定期油漆保養(yǎng)。第四節(jié)沉淀與隔油

39（7)沉渣應(yīng)定期取樣化驗(yàn)。主要項(xiàng)目有含水率及灰分，沉渣量也應(yīng)每天記錄。(8)剛排出的沉渣含水率很高，一般在沉砂池下面或旁邊應(yīng)設(shè)集砂池。集砂池的墻從上到下有箅水孔或縫，用竹箅或帶孔塑料板擋住。水分通過小孔或縫流走，含水率可降到60％～70％。沉渣用于填洼或放于空地。(9)沉砂池由于截留大量易腐敗的有機(jī)物質(zhì)，惡臭污染嚴(yán)重，特別是夏季，惡臭強(qiáng)度很高，操作人員一定要注意，不要在池上工作或停留時(shí)間太長，以防中毒。堆砂處應(yīng)用次氯酸鈉溶液或雙氧水定期清洗。

第四節(jié)沉淀與隔油

40(三)沉淀池1.沉淀池的組成沉淀池由以下4個(gè)功能區(qū)組成：①流入?yún)^(qū)；②沉降區(qū)；③流出區(qū)；④污泥區(qū)?！窘庹f】（略）

2.沉淀池的常見類型根據(jù)沉淀池在生物處理系統(tǒng)中所處的位置，可分為初次沉淀池和二次沉淀池兩種。前者設(shè)于生物處理前，后者設(shè)于生物處理后，用于沉淀活性污泥或脫落生物膜。城鎮(zhèn)污水處理廠的初次沉淀池和二次沉淀池的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行管理在第五章中進(jìn)行詳細(xì)介紹。

第四節(jié)沉淀與隔油

41根據(jù)水流方向，沉淀池可以分為以下4種類型：①平流式；②豎流式；③輻流式；④斜板(管)式。①平流式沉淀池平流式沉淀池的主要優(yōu)點(diǎn)是：有效沉淀區(qū)大，沉淀效果好，造價(jià)較低，對廢水流量的適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)是占地面積大，排泥較困難。②豎流式沉淀池豎流式沉淀池的優(yōu)點(diǎn)是：排泥容易，不必設(shè)置機(jī)械刮泥設(shè)備，占地面積小。其缺點(diǎn)是造價(jià)高、單池容量小，池深大，施工困難，一般適用于中小型污水處理廠。

第四節(jié)沉淀與隔油

42③輻流式沉淀池輻流式沉淀池呈圓形或正方形，直徑(或邊長)為6～60m，最大可達(dá)1OOm。池周水深為1.5～3m，用機(jī)械排泥，池底坡度一般為0.05。輻流式沉淀池可用作初次沉淀池或二次沉淀池。輻流式沉淀池的優(yōu)點(diǎn)是：建筑容量大，采用機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理簡單。其缺點(diǎn)是池中水流流速不穩(wěn)定，機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高。這種池型適用于處理水量大的場合。④斜板(管)式沉淀池斜板(管)式沉淀池是根據(jù)淺層沉降原理設(shè)計(jì)的新型沉淀池。斜板和斜管體常用薄塑料板壓膜和黏結(jié)制成。斜板可用平板或波紋板。斜管斷面有正六邊形、菱形、圓形和正方形，其中以前兩種最為常用。斜板沉淀池接水流方向，可分為上向流(又稱異向流)、平向流(又稱側(cè)向流)、下向流(又稱同向流)三種。斜管沉淀池只有上向流與下向流兩種。同其他沉淀池相比，斜板(管)式沉淀池可以減少池深，縮短沉淀時(shí)間，減少沉淀池的體積，提高沉淀效率。但存在以下一些缺點(diǎn)：造價(jià)較高；斜板(管)上部在日光照射下會大量繁殖藻類，導(dǎo)致污泥量增加，板間易積泥，不宜用于處理黏性較高的泥渣。

第四節(jié)沉淀與隔油

平流式沉淀池

平流式沉淀池的三角集水堰出水區(qū)

始建于1923年的“豎流式”二次沉淀池、投產(chǎn)于1926年，直到如今仍在運(yùn)作的上海城市排水市中運(yùn)營有限公司東區(qū)水質(zhì)凈化廠46第四節(jié)沉淀與隔油

圖2—12輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖47第四節(jié)沉淀與隔油

輻流式沉淀池（重慶唐家橋污水處理廠）48第四節(jié)沉淀與隔油

某污水處理廠的輻流式沉淀池斜板沉淀池斜管填料又稱六角蜂窩填料

（主要用于各種沉淀和除砂排泥作用）

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4．沉淀池的運(yùn)行管理(1)沉淀池的工藝參數(shù)①水力表面負(fù)荷；②水力停留時(shí)間；③出水堰板的溢流負(fù)荷。(2)工藝控制①控制流量；②增減沉淀池?cái)?shù)量；③排泥除渣。①控制流量當(dāng)廢水流量在短期(數(shù)小時(shí))內(nèi)發(fā)生變化時(shí)，可利用上游的排水渠道進(jìn)行短期儲存，以保證沉淀池進(jìn)水的穩(wěn)定。②增減沉淀池?cái)?shù)量一般廢水處理站都設(shè)有備用沉淀池，當(dāng)水量發(fā)生較大變化時(shí)，可通過增減投入運(yùn)行的沉淀池?cái)?shù)量來使各個(gè)工藝參數(shù)控制在最佳范圍。③排泥除渣沉淀池的類型不同，刮泥設(shè)備和操作方式不同，有連續(xù)刮泥和間歇刮泥兩種操作方式。刮泥周期長短取決于泥量和泥質(zhì)，當(dāng)泥量較大時(shí)，周期應(yīng)該縮短；當(dāng)污水和污泥腐敗時(shí)，也應(yīng)縮短刮泥周期。排泥是沉淀池運(yùn)行中最重要也是最難控制的一個(gè)操作，有連續(xù)排泥和間歇排泥兩種操作方式，每次排泥時(shí)間長短取決于污泥量的大小。對于處理量較小的處理站，可采用人工排泥，而大型的污水處理廠一般采用自動排泥。機(jī)械排渣一般用刮泥機(jī)的刮板收集浮渣并將其推送到浮渣槽，操作時(shí)應(yīng)注意刮板和浮渣槽的配合問題，浮渣難以進(jìn)入浮渣槽時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，浮渣槽內(nèi)的浮渣應(yīng)及時(shí)用水沖至浮渣井。第四節(jié)沉淀與隔油

52（四）隔油1.隔油的功能與原理一般油類物質(zhì)在水中存在狀態(tài)分為可浮油、乳化油和溶解油三類?？筛∮偷挠椭榱捷^大，可以利用油比水輕的性質(zhì)，通過自然上浮法從水中分離去除。乳化油的油珠粒徑在0.5～25μm范圍，難以利用自然上浮法進(jìn)行分離，需要采用氣浮法去除。溶解油在水中含量甚小，一般只有幾個(gè)mg/L。采用自然上浮法去除廢水中可浮油的方法稱為隔油，使用的構(gòu)筑物稱為隔油池。在隔油池中，比重小于水的油上浮至池面，而比重大于水的懸浮雜質(zhì)則下沉到池底部。2.隔油池的常見類型①平流式隔油池；②斜板式隔油池。第四節(jié)沉淀與隔油

533隔油池的運(yùn)行管理(1)隔油池必須同時(shí)具備收油和排泥措施。(2)隔油池應(yīng)密閉或加活動蓋板，以防止油氣對環(huán)境的污染和火災(zāi)的發(fā)生，同時(shí)可以起到防雨和保溫的作用。(3)寒冷地區(qū)的隔油池應(yīng)采取有效的保溫防寒措施，以防污油凝固。為確保污油流動順暢?？稍诩凸芗拔塾洼斔凸芟略O(shè)置熱源為蒸汽的加熱器。(4)隔油池周圍一定范圍內(nèi)要確定為禁火區(qū)，并配備足夠的消防器材和其他消防手段。隔油池內(nèi)防火一般采用蒸汽，通常是在池頂蓋以下200mm處沿池壁設(shè)一圈蒸汽消防管道。(5)隔油池附近要有蒸汽管道接頭，以便接通臨時(shí)蒸汽撲滅火災(zāi)，或在冬季氣溫低時(shí)因污油凝固引起管道堵塞或池壁等處粘掛污油時(shí)清理管道或去污。第四節(jié)沉淀與隔油54

(一)功能與原理在廢水處理中，主要用于去除懸浮顆粒和膠體雜質(zhì)，特別是用重力沉淀法不能有效去除的微小顆粒(固體和油類)和細(xì)菌。顆粒材料過濾對廢水的BOD和COD等也有一定的去除作用。在過濾過程中，水中的污染物顆粒主要通過以下三種作用被去除：①篩濾作用；②沉淀作用；③接觸吸附作用。

(二)過濾池常見類型濾池有很多種類，通常有以下幾種分類方式：①按照濾速的大小分類；②按照濾料的分層結(jié)構(gòu)分類；③按照水流過濾層的方向分類；④按照作用水頭分類。第五節(jié)過濾第五節(jié)過濾著重介紹：②按照濾料的分層結(jié)構(gòu)分類(a)單層濾料濾池(b)雙層濾料濾池適于在給水處理和廢水處理中使用(c)三層濾料濾池三層濾料濾池一般用于中型給水和二級處理出水，這種濾池的截污能力大，出水水質(zhì)較好。

56第五節(jié)過濾圖2—17濾料的分層結(jié)構(gòu)示意圖57(三)過濾池的主要組成部分濾池的組成部分主要包括：①濾料層；②承托層；③配水系統(tǒng)；④沖洗系統(tǒng)。

(四)過濾的工藝控制與維護(hù)

1.濾速的控制在實(shí)際運(yùn)行中，一般采用等速過濾和變速過濾兩種控制方式。在等速過濾中，必須不斷提高濾層上的水位，以克服濾層阻力的增加，保持濾速的恒定。采用變速過濾，其工作周期和出水水質(zhì)均優(yōu)于等速過濾。變速過濾要時(shí)刻注意單個(gè)濾池的濾水量變化和總進(jìn)水量之間的平衡，因此運(yùn)行調(diào)度較為麻煩。

2.工作周期的控制在濾速一定的條件下，過濾周期的長短受水溫影響較大。冬季水溫低，水的黏度較大，雜質(zhì)不易與水分離，易穿透濾層，周期短。這將會使反沖洗頻繁，應(yīng)降低濾速。夏季水溫高，周期長，但濾料空隙間的有機(jī)物易產(chǎn)生厭氧分解，應(yīng)適當(dāng)提高濾速，縮短工作周期。第五節(jié)過濾583、沖洗效果的控制濾池沖洗效果可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行控制：沖洗強(qiáng)度、沖洗歷時(shí)和濾層膨脹率，下面分別進(jìn)行討論：(1)、沖洗強(qiáng)度是單位濾池面積在單位時(shí)間內(nèi)消耗的沖洗水量(2)沖洗歷時(shí)一般普通快濾池沖洗歷時(shí)不少于5～7min，普通雙層濾池的沖洗歷時(shí)不少于6～8min。但沖洗時(shí)間過長，會造成產(chǎn)品水的浪費(fèi)。第五節(jié)過濾59(3)濾層膨脹率將膨脹率控制在10％以下，使濾料處于微膨脹狀態(tài)，則可使濾料顆粒之間增加相互擠撞摩擦的機(jī)會，使其表面黏附的有機(jī)物去除，這也是污水深度過濾必須采用氣水反沖洗的原因。4.日常維護(hù)(1)定期放空濾池進(jìn)行全面檢查。例如，檢查過濾及反沖洗后濾層表面是否平坦，是否有裂縫，濾層四周是否有脫離池壁現(xiàn)象，并應(yīng)設(shè)法檢查承托層是否松動。(2)對表層濾料定期進(jìn)行大強(qiáng)度表面沖洗或更換。

第五節(jié)過濾60(3)各種閘、閥應(yīng)經(jīng)常維護(hù)，保證開啟正常。噴頭應(yīng)經(jīng)常檢查是否堵塞。(4)應(yīng)時(shí)刻保持濾池池壁及排水槽清潔，并及時(shí)清除生長的藻類。

(5)出現(xiàn)以下情況時(shí)．應(yīng)停池大修：濾池含泥量顯著增多，泥球過多并且靠改善沖洗已無法解決；砂面裂縫太多，甚至已脫離池壁；沖洗后砂團(tuán)凹凸不平、砂層逐漸降低，出水中攜帶大量砂粒；配水系統(tǒng)堵塞或管道損壞，造成嚴(yán)重沖洗不勻；濾池已連續(xù)運(yùn)行10年以上。濾池的大修包括以下內(nèi)容：將濾料取出清洗，并將部分予以更換；將承托層取出清洗，損壞部分予以更換；對濾池的各部位進(jìn)行徹底清洗；對所有管路系統(tǒng)進(jìn)行完全的檢查修理，水下部分予以防腐處理。第五節(jié)過濾61(6)將濾料清洗或更換后，重新鋪裝時(shí)應(yīng)注意以下問題：①應(yīng)遵循分層鋪裝的原則，每鋪完一層后，首先檢查是否達(dá)到要求的高度刮勻，再進(jìn)行下一層鋪裝。②如有條件，應(yīng)盡量采用水中撒料的方式裝填濾料。裝填完畢之后，將水放干，將表層的過細(xì)沙?；螂s物清除刮掉。③對于雙層濾料，裝完底層濾料后，應(yīng)先進(jìn)行沖洗，刮除表層的極細(xì)顆粒及雜物，再進(jìn)行上層濾料的裝填。④濾層實(shí)際鋪裝高度應(yīng)比設(shè)計(jì)高度高出50mm。。⑤對于無煙煤濾料，投人濾池后，應(yīng)在水中浸泡24h以上，再將水排干進(jìn)行沖洗刮平。⑥更換完的濾料，初次進(jìn)水時(shí)，應(yīng)盡量從底部進(jìn)水，并浸泡8h以上，方可正式投入運(yùn)行。第五節(jié)過濾62（一）功能與原理中和法是利用堿性藥劑或酸性藥劑將廢水從酸性或堿性調(diào)整到中性附近的一類處理方法。中和處理發(fā)生的主要反應(yīng)是酸與堿生成鹽和水的中和反應(yīng)，即：酸性廢水中和處理多采用的中和劑有石灰、石灰石、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。蘇打(Na2CO3，)和苛性鈉(NaOH)具有組成均勻、易于貯存和投加、反應(yīng)迅速、易溶于水而且溶解度較高的優(yōu)點(diǎn)，但是由于價(jià)格較貴，通常很少采用。石灰來源廣泛，價(jià)格便宜。所以采用較廣。

石灰石、白云石系石料，在產(chǎn)地使用是便宜的。除了勞動衛(wèi)生條件比石灰較好外，其他情況和石灰相同。第六節(jié)中和與pH調(diào)節(jié)631.酸性廢水的中和處理酸性廢水的中和方法可分為以下三種：①堿性廢水或廢渣中和法采用堿性廢水和廢渣中和酸性廢水時(shí)，除必須設(shè)置均和池外，還必須考慮堿性廢水和廢渣一旦中斷來源時(shí)的應(yīng)急措施。②投堿中和法投堿中和法最常用的藥劑是石灰(CaO)，有時(shí)也選用苛性鈉、碳酸鈉、石灰石、白云石、電石渣等。第六節(jié)中和與pH調(diào)節(jié)64③過濾中和法酸性廢水流過堿性濾料，可使廢水得到中和，這種中和方法稱為過濾中和法，過濾中和法僅適用于中和酸性廢水。主要的堿性濾料有三種：石灰石、大理石和白云石。前兩種的主要成分是CaCO3，，后一種的主要成分是MgCO3·CaCO3。為了進(jìn)行有效的過濾，還必須限制進(jìn)水中懸浮雜質(zhì)的濃度，以防堵塞濾料。濾料的粒徑也不宜過大。另外，失效的濾渣應(yīng)及時(shí)清除，并隨時(shí)向?yàn)V池補(bǔ)加濾料，直至倒床換料。第六節(jié)中和與pH調(diào)節(jié)65

2.堿性廢水的中和處理堿性廢水的中和方法可分為以下三種：①利用酸性廢水中和堿性廢水；②投酸中和法；③酸性廢氣中和法。前兩種流程和設(shè)備與酸性廢水的中和處理流程和設(shè)備相同。第三種：煙道氣中含有高達(dá)24％的C02，有時(shí)還含有少量S02及H2S，故可用來中和堿性廢水。其中和產(chǎn)物Na2CO3、Na2S03、Na2S均為弱酸強(qiáng)堿鹽，具有一定的堿性，因此酸性物質(zhì)必須超量供應(yīng)。污泥消化時(shí)獲得的沼氣中含有25％一35％的C02氣體，如經(jīng)水洗，可部分溶人水中，再用以中和堿性廢水，也能獲得一定效果。第六節(jié)中和與pH調(diào)節(jié)66(三)常用中和設(shè)備及運(yùn)行管理常用中和處理的設(shè)備有以下幾種：①酸堿廢水互相中和的設(shè)施(a)簡易中和設(shè)備當(dāng)水質(zhì)水量變化較小，或廢水緩沖能力較大，或后續(xù)構(gòu)筑物對pH要求范圍較寬時(shí)，可在集中井(或管道、曲徑混合槽)內(nèi)進(jìn)行連續(xù)流式混合反應(yīng)。(b)連續(xù)流式中和池當(dāng)水質(zhì)水量變化不大，廢水也有一定緩沖能力，但為了使出水PH更有保證時(shí)，應(yīng)單設(shè)連續(xù)流式中和池。(c)間歇流式中和池當(dāng)水質(zhì)水量變化較大，且水量較小時(shí)，連續(xù)流無法保證出水pH的要求，或出水水質(zhì)要求較高，或廢水中還含有其他雜質(zhì)或重金屬離子時(shí)，較穩(wěn)妥可靠的做法是采取間歇流式中和池。該池的有效容積可按廢水排放周期(如一班或一晝夜)中的廢水量計(jì)算。池一般至少設(shè)兩座，以交替使用。

第六節(jié)中和與pH調(diào)節(jié)第六節(jié)中和與pH調(diào)節(jié)

②投藥中和設(shè)備投藥中和法的工藝過程主要包括以下幾個(gè)步驟：廢水的預(yù)處理、中和藥劑的制備與投配、混合與反應(yīng)、中和產(chǎn)物的分離、泥渣的處理與利用。

圖2-22藥劑中和處理工藝流程68

第六節(jié)中和與pH調(diào)節(jié)圖2—23石灰濕法投加裝置69③中和過濾池第六節(jié)中和與pH調(diào)節(jié)

圖2—24等速升流式膨脹中和過濾池圖2—25變速升流式膨脹中和過濾池圖2—26滾筒式中和過濾池70

70物理化學(xué)法

一、功能和原理

1、定義：向廢水中投加某些化學(xué)藥劑，與廢水中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成難溶的沉淀物的方法稱為化學(xué)沉淀法。2、流程：化學(xué)沉淀法的工藝流程通常包括：化學(xué)藥劑(沉淀劑)的配制和投加；混合、反應(yīng)；通過沉降、浮上、過濾、離心等進(jìn)行固液分離；泥渣的處理和回收利用。

3、用途：

廢水中含有危害性很大的一些重金屬(如Hg、Zn、Cd、Cr、Pb、Cu等)和某些非金屬(如As、F等)都可以用化學(xué)沉淀法去除。

第七節(jié)化學(xué)沉淀法71二、常見化學(xué)沉淀法的類型根據(jù)使用的沉淀劑的不同，常用的化學(xué)沉淀法有以下幾種：①、氫氧化物沉淀法；②、硫化物沉淀法；③、碳酸鹽沉淀法；④、鋇鹽沉淀法

【解說】①、氫氧化物沉淀法采用氫氧化物沉淀法去除金屬離子時(shí)，沉淀劑為各種堿性物料，常用石灰、碳酸鈉、氫氧化鈉、石灰石、白云石、電石渣等。可根據(jù)金屬離子的種類、廢水性質(zhì)、pH、處理水量等因素來選用。石灰沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、簡便、藥劑來源廣，因而應(yīng)用較多

圖3—27鉛鋅冶煉廢水處理工藝流程71物理化學(xué)法第七節(jié)化學(xué)沉淀法72②、硫化物沉淀法A:沉淀劑：常用的沉淀劑有H2S、Na2S、NaHS、(NH4)2S等。B：優(yōu)缺點(diǎn)：硫化物沉淀法處理重金屬廢水，具有去除率高，可實(shí)現(xiàn)分步沉淀分離，泥渣中金屬品位高，便于回收利用，適用pH范圍大等優(yōu)點(diǎn)。硫化物沉淀法的缺點(diǎn)是：處理費(fèi)用較高；金屬硫化物顆粒細(xì)小，如Hg2S顆粒粒徑只有7μm，沉淀困難，通常需要投加凝聚劑來加強(qiáng)去除效果；硫化物投加過量時(shí)可使處理水的COD增加；當(dāng)pH降低時(shí)，可產(chǎn)生有毒的H2S。72物理化學(xué)法第七節(jié)化學(xué)沉淀法73某化工廠采用硫化鈉沉淀法處理含汞廢水

73物理化學(xué)法第七節(jié)化學(xué)沉淀法74

74物理化學(xué)法第七節(jié)化學(xué)沉淀法③、碳酸鹽沉淀法金屬離子的碳酸鹽的溶度積很小，對于高濃度的重金屬廢水，可以采用投加碳酸鹽的方法加以回收。此處碳酸鹽沉淀比氫氧化鈉沉淀易于脫水。(a)、含鋅廢水ZnS04+Na2C03ZnC04+Na2S04

（b)、含銅廢水Cu2++C032-+20H-Cu2(OH)2CO3(c)、含鉛廢水Pb2++CO32-PbC0375④、鋇鹽沉淀法這種方法主要用于處理含六價(jià)鉻的廢水，采用的沉淀劑有碳酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氫氧化鋇等。以碳酸鋇為例，它與廢水中的鉻酸根進(jìn)行反應(yīng)，生成難溶鹽鉻酸鋇沉淀：BaC03+H2Cr04BaCr04+C02+H2O2BaC03+K2Cr042BaCr04+C02+K2C03

鋇鹽法的優(yōu)點(diǎn)是處理后水清澈透明，可回用于生產(chǎn)。缺點(diǎn)是碳酸鋇來源少，且引進(jìn)二次污染物Ba2+，此外，處理過程控制要求嚴(yán)格。75物理化學(xué)法第七節(jié)化學(xué)沉淀法76

76物理化學(xué)法第七節(jié)化學(xué)沉淀法三、化學(xué)沉淀的運(yùn)行管理1、設(shè)備：采用化學(xué)沉淀法處理工業(yè)廢水時(shí)，由于產(chǎn)生的沉淀物經(jīng)常為不帶電荷的膠體，因此沉淀過程將變得簡單，一般采用普通平流式沉淀池或豎流式沉淀池即可。2、投料量：由實(shí)驗(yàn)確定。3、投料方式：干式與濕式投料兩種方式。

4、設(shè)備防腐。

77

77物理化學(xué)法第八節(jié)化學(xué)氧化還原法

一、功能與原理廢水中溶解性物質(zhì)，包括無機(jī)物(如CN一、Sn2-、Fe2+、Mn2+、汞、鋁、銅、銀、金、六價(jià)鉻、鎳等)和有機(jī)物，可以通過化學(xué)氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成容易從水中分離排除的形態(tài)（氣體或固體)，從而達(dá)到處理的目的，這種方法稱為氧化還原處理法。廢水處理中常采用的氧化劑有空氣、臭氧、氯氣、次氯酸鈉及漂白粉等；常用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、硼氫化鈉、水合肼及鐵屑等。投藥氧化還原法的工藝過程及設(shè)備比較簡單，通常只需一個(gè)反應(yīng)池，若有沉淀物生成，尚需進(jìn)行固-液分離及泥渣處理。在電解氧化還原法中，電解槽的陽極可作為氧化劑，陰極可作為還原劑。電解氧化還原法的工藝過程及設(shè)備均有其特殊性，將另辟專節(jié)討論。78

二、氧化法處理工業(yè)廢水常用的氧化法有以下三種：①、空氣氧化法；②、氯氧化法；③、臭氧氧化法【解說】①、空氣氧化法空氣氧化法目前主要用于含二價(jià)硫[(硫Ⅱ)]廢水的處理。硫(Ⅱ)在廢水中以S2-、HS-、H2S的形式存在。②、氯氧化法氯氧化法在廢水處理中主要用于氰化物、硫化物、酚、醇、醛、油類的氧化去除，還用于消毒、脫色、除臭。常用的氯系氧化劑有液氯、漂白粉、次氯酸鈉、二氧化氯等。③、臭氧氧化法臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，其氧化能力僅次于氟，比氧、氯及高錳酸鹽等常用的氧化劑都高。在廢水處理中可用于除臭、脫色、殺菌、除鐵、除氰化物、除有機(jī)物等。優(yōu)缺點(diǎn)（略）78物理化學(xué)法第八節(jié)化學(xué)氧化還原法79三、還原法處理工業(yè)廢水向廢水中投加還原劑，還原廢水中的有害物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒無害或毒性小的新物質(zhì)的方法稱為還原法。目前化學(xué)還原法主要用于去除重金屬離子，如①、六價(jià)鉻[Cr(Ⅵ)]；②、二價(jià)汞[Hg(Ⅱ)]等【解說】①、還原法去除六價(jià)鉻(a)金屬還原除Hg(Ⅱ)將含汞廢水通過金屬屑濾床，或與金屬粉混合反應(yīng)，置換出金屬汞。置換反應(yīng)速度與接觸面積、溫度、pH等因素有關(guān)。反應(yīng)式（略）

(b)、硼氫化鈉還原除Hg(Ⅱ)在堿性條件下(pH=9～11)，硼氫化鈉可將汞離子還原成汞。反應(yīng)式（略）

79物理化學(xué)法第八節(jié)化學(xué)氧化還原法80

80物理化學(xué)法第八節(jié)化學(xué)氧化還原法

四、常用氧化還原反應(yīng)設(shè)備和運(yùn)行管理常用的氧化還原反應(yīng)設(shè)備有以下幾種：①、氯氧化法設(shè)備；②、空氣氧化法設(shè)備；③、臭氧氧化法設(shè)備；④、金屬過濾床還原設(shè)備；⑤、硫酸亞鐵+石灰還原系統(tǒng)

【解說】①、氯氧化法設(shè)備處理構(gòu)筑物主要有反應(yīng)池和沉淀池。反應(yīng)池常采用壓縮空氣攪拌或水泵循環(huán)攪拌。例：圖3—29氯氧化法處理含氰廢水工藝流程81

②、空氣氧化法設(shè)備當(dāng)采用空氣氧化法處理含硫廢水時(shí)，空氣氧化脫硫設(shè)備多采用脫硫塔。脫硫的工藝流程如圖3—30所示。③、臭氧氧化法設(shè)備臭氧氧化設(shè)備包括臭氧發(fā)生器、混合反應(yīng)器和尾氣處理系統(tǒng)等三部分。

81物理化學(xué)法第八節(jié)化學(xué)氧化還原法文丘里管（即文氏管，又稱噴射器或射流混合器）喉管83

83物理化學(xué)法第八節(jié)化學(xué)氧化還原法(a)、臭氧發(fā)生器制備臭氧的方法較多，有化學(xué)法、電解法、紫外光法、無聲放電法等。工業(yè)上一般采用無聲放電法制取。我國已有多種臭氧發(fā)生器的定型產(chǎn)品出售，可供使用單位選擇。(b)、混合反應(yīng)器臭氧系統(tǒng)中最重要的設(shè)備是混合反應(yīng)器，其作用是促進(jìn)氣水?dāng)U散混合，使氣水充分接觸，加快反應(yīng)。廢水處理中常用的混合反應(yīng)器有兩類接觸混合方式，一類是微孔擴(kuò)散板式，另一類接觸混合方式(常采用射流器)。

微孔擴(kuò)散板式混合器的結(jié)構(gòu)如圖3—31所示。

射流接觸池的結(jié)構(gòu)如圖3—32所示。

(c)、尾氣處理系統(tǒng)臭氧是有毒氣體，通常從接觸反應(yīng)器排出的尾氣中的臭氧體積分?jǐn)?shù)為500×106～3000×106。尾氣直接排放將對周圍環(huán)境造成污染，需要對尾氣進(jìn)行適當(dāng)處理。尾氣處理方法有：活性炭法、藥劑法和燃燒法。84

84物理化學(xué)法第八節(jié)化學(xué)氧化還原法

④、金屬過濾床還原設(shè)備金屬過濾還原法除汞的處理系統(tǒng)如圖3—33所示。池中填以金屬屑，廢水以一定的速度自下而上通過金屬屑濾池，經(jīng)一定的接觸時(shí)間后從濾池流出。通常需要將金屬破碎成2～4mm的碎屑，并用汽油或酸去掉表面的油污或銹蝕層。反應(yīng)溫度提高能加速反應(yīng)的進(jìn)行；但溫度過高，會有汞蒸汽逸出，一般控制在20℃～80℃的范圍。從廢水中析出的汞在金屬表面上形成汞齊或汞滴，用干餾法可以回收到純凈的汞，并使金屬恢復(fù)潔凈的表面，再次用于還原反應(yīng)。85

85物理化學(xué)法第八節(jié)化學(xué)氧化還原法

⑤、硫酸亞鐵+石灰還原系統(tǒng)可以采用硫酸亞鐵+石灰法處理含鉻廢水，處理構(gòu)筑物有問歇式和連續(xù)式兩種，其工藝流程如圖3—34所示。間歇式適用于含鉻濃度變化大、水量小、排放要求嚴(yán)格的含鉻廢水。連續(xù)式適用于濃度變化小、水量較大的含鉻廢水。反應(yīng)池一般為矩形，當(dāng)采用連續(xù)處理時(shí)，反應(yīng)池宜分為酸性反應(yīng)池和堿性反應(yīng)池兩部分，反應(yīng)池中應(yīng)設(shè)攪拌設(shè)備。86

86物理化學(xué)法第九節(jié)電解

一、功能和原理電解法指在直流電場的作用下，利用電極上產(chǎn)生的氧化還原反應(yīng)，去除廢水中的污染物的方法。用來進(jìn)行電解的裝置叫電解槽，在其中陰極與電源負(fù)極相連接，陽極與電源正極相連接。陽極能接納電子，起了氧化劑的作用；陰極能放出電子，起了還原劑的作用。電解槽的陽極分為可溶性陽極與不溶性陽極兩類。不溶性陽極是用鉑、石墨制成的，在電解過程中自身不參與反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用；可溶性陽極是用鐵、鋁等可溶性金屬制成的，在電解過程中自身溶解，金屬原子失去電子被氧化成陽離子進(jìn)入溶液，這些陽離子或沉積于陰極，或形成金屬氫氧化物，可作為混凝劑，起凝聚作用。87

87物理化學(xué)法第九節(jié)電解

二、常用的電解法廢水處理中常用的電解法有以下幾種：①、電化學(xué)氧化法；②、電化學(xué)還原法；③、電解凝聚法；④、電解氣浮法【解說】①、電化學(xué)氧化法電解槽的陽極既可通過直接的電極反應(yīng)過程，使污染物氧化破壞(如CN-的陽極氧化)，也可通過某些陽極反應(yīng)產(chǎn)物(如Cl2、Cl0-、02、H202等)間接地氧化破壞污染物(例如陽極產(chǎn)物Cl2除氰、除色)。實(shí)際上，為了強(qiáng)化陽極的氧化作用，往往投加一定量的食鹽，進(jìn)行所謂的“電氯化”，此時(shí)陽極的直接氧化作用和間接氧化作用往往同時(shí)起作用。電化學(xué)氧化法主要用于去除水中氰、酚，以及COD、S2-。、有機(jī)農(nóng)藥(如馬拉硫磷)等，亦有利用陽極產(chǎn)物Ag+離子進(jìn)行消毒處理的。下面介紹兩種電解氧化法處理廢水的例子。88

88物理化學(xué)法第九節(jié)電解②、電化學(xué)還原法電解槽的陰極可使廢水中的重金屬離子還原出來，沉淀于陰極(稱為電沉積)，加以回收利用，還可將五價(jià)砷(AsO3-

或AsO4-)及六價(jià)鉻(CrO42-或Cr2O72-)分別還原為砷化氫AsH3

及Cr3+

予以去除或回收。下面介紹兩種電化學(xué)還原法處理廢水的例子。③、電解凝聚法

電解凝聚(亦稱電混凝)是以鋁、鐵等金屬為陽極，在直流電的作用下，陽極被腐蝕，產(chǎn)生Al3+、Fe2+等離子，再經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而得以分離。同時(shí)，帶電的污染物顆粒在電場中向電極移動，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩(wěn)凝聚。為了降低成本，可用廢鐵板及廢鋁板作電極。電解凝聚比起投加凝聚劑的化學(xué)凝聚來，具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：可去除的污染物廣泛，反應(yīng)迅速(如陽極溶蝕產(chǎn)生Al3+離子并形成絮凝體只需約0.5min)；適用的pH范圍廣，所形成的沉渣密實(shí)，澄清效果好。該法的缺點(diǎn)是極板消耗大量金屬，電耗也較高。89

89物理化學(xué)法第九節(jié)電解

④、電解氣浮法電解氣浮法的原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)以及優(yōu)缺點(diǎn)等將在氣浮法中予以介紹。三、電解槽的結(jié)構(gòu)形式和極板電路1、電解槽電解槽多為矩形，按廢水流動方式分為以下兩種：①、回流式；②、翻騰式90

90物理化學(xué)法第九節(jié)電解2、極板電路電解需要直流電源，整流設(shè)備可根據(jù)電解所需要的總電流和總電壓選用。極板電路有兩種：單極板電路和雙極板電路，如圖3—37所示。生產(chǎn)上雙極板電路應(yīng)用較普遍

91

91物理化學(xué)法第九節(jié)電解四、電解的運(yùn)行管理

1、控制極板的間距極板間距一般約為30～40mm，過大則電壓要求高，電耗大；過小不僅安裝不便，而且極板材料耗量高。

2、控制槽電壓電能消耗與電壓有關(guān)，槽電壓取決于廢水的電阻率和極板間距。一般廢水的電阻率控制在1200Ω·cm。對于導(dǎo)電性能差的廢水要投加食鹽，以改善導(dǎo)電性能。投加食鹽可以降低電壓，使電能消耗減少。

3、控制電流密度廢水中污染物濃度較大時(shí)，可適當(dāng)提高電流密度；反之則可降低電流密度。當(dāng)廢水中污染物濃度一定時(shí)，電流密度越大，則電壓越高，處理速率加快，但電能消耗量增加，且副反應(yīng)數(shù)量增加。適宜的電流密度由實(shí)驗(yàn)確定，選擇污染物去除效率高且耗電量低的點(diǎn)作為運(yùn)行控制的指標(biāo)。

4、控制電解槽的pH不同的污染物進(jìn)行電解處理時(shí)，有不同的最佳pH范圍，因此應(yīng)該嚴(yán)格控制電解槽的pH。92

5、攪拌可以促進(jìn)離子的對流與擴(kuò)散，減少電極的濃差極化現(xiàn)象，并能起清潔電極表面的作用，防止沉淀物在電解槽中沉淀，通常采用壓縮空氣對電解槽進(jìn)行攪拌。6、注意觀察極板的腐蝕和鈍化現(xiàn)象，做到及時(shí)更換或清潔極板。7、電解操作間應(yīng)保證有良好的通風(fēng)效果，操作人員注意用電安全。

92物理化學(xué)法第九節(jié)電解93（一）功能和原理

廢水中的膠體（1～100nm）和細(xì)微懸浮物（100～10000nm）能在水中長期保持穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，靜止而不沉，使廢水產(chǎn)生混濁現(xiàn)象。混凝法就是向廢水中投加混凝藥劑，使其中的膠體和細(xì)微懸浮物脫落，并聚集為數(shù)百微米至數(shù)毫米礬花，進(jìn)而可以通過重力沉降和其他固液分離手段予以去除的廢水處理技術(shù)。（二）常用混凝劑和助凝劑常用的混凝劑和助凝劑有以下幾種：①無機(jī)鹽類混凝劑；②有機(jī)高分子類混凝劑；③助凝劑。①無機(jī)鹽類混凝劑目前應(yīng)用最廣的是鐵系和鋁系金屬鹽，可分為普通鐵、鋁鹽和堿化聚合物，其他還有碳酸鎂、活性硅酸、高嶺土、膨潤土等。②有機(jī)高分子類混凝劑以聚丙烯酰胺應(yīng)用最為普遍③助凝劑

93物理化學(xué)法第十節(jié)混凝法94(三)混凝工藝整個(gè)混凝工藝涉及以下幾個(gè)步驟：①混凝劑的配制與投加；②混合；③反應(yīng)；④礬花分離。(四)運(yùn)行控制條件①pH最適宜pH一般需要通過試驗(yàn)得到。②水溫混凝的水溫一般以20℃～30℃為宜。③混凝劑的選擇和投加量④水力條件一般情況下，混合階段的G(攪拌強(qiáng)度)值為500～l000s-1，攪拌時(shí)間為10～30s。反應(yīng)階段的G為10—200s-1，反應(yīng)時(shí)間為10～30min。94物理化學(xué)法第十節(jié)混凝法95第十節(jié)混凝法礬花96(五)混凝的設(shè)備①混凝劑的配制與投加設(shè)備

96物理化學(xué)法第十節(jié)混凝法圖2—27混凝劑的配制和投加流程圖9797物理化學(xué)法第十節(jié)混凝法(a)水射器投藥；(b)虹吸投藥，(c)孔口投藥圖2—28定量藥劑投配設(shè)備98②混合設(shè)備98物理化學(xué)法第十節(jié)混凝法圖2—29管道混合的幾種結(jié)構(gòu)形式99③反應(yīng)設(shè)備

99物理化學(xué)法第十節(jié)混凝法1一槳板；2一葉輪，2—攬拌軸；4一隔墻圖2—30往復(fù)式隔板反應(yīng)池圖2—31機(jī)械攪拌反應(yīng)池100

④礬花分離設(shè)備通常采用沉淀池將礬花從水中分離，可以選擇的沉淀池類型有平流式沉淀池、斜板(斜管)式沉淀池和輻流式沉淀池。另外也可采用氣浮進(jìn)行礬花的分離。

100物理化學(xué)法第十節(jié)混凝法101(六)混凝設(shè)備日常運(yùn)行中需注意的問題(1)經(jīng)常檢查溶藥系統(tǒng)和投加系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時(shí)排除藥液中的沉渣，防止堵塞。(2)當(dāng)冬季水溫較低，影響混凝效果時(shí)，除可采取增加投藥量措施外，還可投加適量的鐵鹽混凝劑，另外經(jīng)常檢查加藥管的運(yùn)行情況，防止堵塞或凍裂。(3)根據(jù)混合池和反應(yīng)池的絮體、出水水質(zhì)等變化情況，及時(shí)調(diào)整混凝劑的投加量。(4)嚴(yán)格控制混合和反應(yīng)的攪拌強(qiáng)度和時(shí)間。(5)做好日常記錄，包括處理水量、進(jìn)出水水質(zhì)、投藥量、水溫、礬花大小及沉淀情況等。

101物理化學(xué)法第十節(jié)混凝法102(一)功能和原理氣浮是在水中產(chǎn)生大量細(xì)微氣泡，細(xì)微氣泡與廢水中的細(xì)小懸浮粒子相黏附，形成整體密度小于水的“氣泡一顆?！睆?fù)合體，懸浮粒子隨氣泡一起浮升到水面，形成泡沫或浮渣，從而使本中懸浮物得以分離。實(shí)現(xiàn)氣浮分離必須具備以下兩個(gè)基本條件：①必須在水中產(chǎn)生足夠數(shù)量的細(xì)微氣泡；②必須使氣泡能夠與污染物相黏附，并形成不溶性的固態(tài)懸浮體。在廢水處理中，氣浮法廣泛應(yīng)用于：處理含有小懸浮物、藻類及微絮體等密度接近或低于水、很難利用沉淀法實(shí)現(xiàn)固液分離的各種廢水；回收工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)，如造紙廠廢水中的紙漿纖維及填料等；代替二次沉淀，分離和濃縮剩余活性污泥，特別適用于那些易于產(chǎn)生污泥膨脹的生化處理工藝中；分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油。

102物理化學(xué)法第十一節(jié)氣浮法103(二)氣浮的類型氣浮法按照產(chǎn)生微氣泡方式的不同可分為以下三種：①溶氣氣浮法；②散氣氣浮法；③電解氣浮法。其中溶氣氣浮法是目前應(yīng)用最為廣泛的一種氣浮方法。(a)壓力溶氣氣浮(應(yīng)用最廣泛的溶氣氣浮法)的關(guān)鍵設(shè)備氣浮工藝流程主要由加壓泵、溶氣罐、釋放器（用減壓閥或?qū)Ｓ冕尫牌鳎┖蜌飧〕氐仍O(shè)備組成。

103物理化學(xué)法第十一節(jié)氣浮法(a)平流氣浮池；(b)豎流氣浮弛1—接觸室；2一分離室；3一刮渣機(jī)；4一浮渣槽；5一集水管；6集泥斗圖2—32氣浮弛結(jié)構(gòu)104

(c)加壓溶氣的基本流程

104物理化學(xué)法第十一節(jié)氣浮法(a)全部進(jìn)水加壓溶氣流程(b)部分進(jìn)水加壓溶氣流程(c)回流水加壓溶氣流程

1—原水進(jìn)入；2—加壓泵；3一空氣進(jìn)入；4—壓力溶氣罐(含填料)；5—減壓閥；6—?dú)飧〕兀?—放氣閥；8—刮渣機(jī)；9—集水系統(tǒng)，l0—加化學(xué)藥劑

圖2—33加壓溶氣氣浮的三種流程105（d）壓力溶氣的供氣方式

105物理化學(xué)法第十一節(jié)氣浮法(a)空壓機(jī)供氣；(b)射流進(jìn)氣；(c)泵前插管進(jìn)氣1—加壓泵；2—溶氣罐；2—射流器；4—空壓機(jī)圖2—34壓力溶氣的三種供氣方式106(e)調(diào)試和運(yùn)行注意事項(xiàng)

a)要合理選擇溶氣水的壓力與回流比。壓力與回流比選擇過小會影響凈水效果，壓力選擇過高既增加電耗，又會因氣泡合并而使無用氣泡增加；回流比選擇過大，既浪費(fèi)電能、增加設(shè)備投資，又使池中負(fù)荷增大，造成水流不穩(wěn)定而影響出水水質(zhì)。

b)要合理選擇溶氣釋放器的種類及型號，并妥善加以布置，同時(shí)注意釋放器的堵塞問題。

c)溶氣罐應(yīng)盡可能靠近釋放器，同時(shí)，連接釋放器的溶氣水管直徑宜適當(dāng)放大，以盡量減少管路中的壓力降，避免沿途減壓而造成的氣泡提前析出與并大。

106物理化學(xué)法第十一節(jié)氣浮法107

d)在調(diào)試前，除了對各設(shè)備進(jìn)行常規(guī)的清掃、檢查外，應(yīng)將釋放器拆下，進(jìn)行多次管路和溶氣罐的清洗，待出水沒有易堵的顆粒雜質(zhì)時(shí)，再將釋放器裝上。e)在調(diào)試時(shí)，應(yīng)首先調(diào)試壓力溶氣系統(tǒng)與溶氣釋放系統(tǒng)，測試用的溶氣水應(yīng)是清水。待上述系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后．才向反應(yīng)池內(nèi)注入原水。

f)壓力溶氣罐的進(jìn)、出水閥門，在運(yùn)行時(shí)必須完全打開，避免由于出水閥門處截流，而使氣泡提前釋放，并在管道內(nèi)并大。

g)運(yùn)行時(shí)壓力溶氣罐內(nèi)的水位必須妥善加以控制，水位不能淹沒填料層，但也不能過低，以防在出水中帶出大量氣泡，破壞凈水效果和浮渣層，一般水位保持在離罐底60cm以上。

h)空壓機(jī)的壓力需要在大于溶氣罐的壓力時(shí)，才向罐內(nèi)注入空氣，為防止壓力水倒灌人空壓機(jī)，可在進(jìn)氣管上裝設(shè)單向閥。

107物理化學(xué)法第十一節(jié)氣浮法108i)需要經(jīng)常觀察池面情況，如發(fā)現(xiàn)接觸區(qū)浮渣面不平，局部冒出大氣泡，很可能是由于釋放器堵塞，如發(fā)現(xiàn)分離區(qū)浮渣面不平，池面常有大氣泡鼓出或破裂，則表明氣泡與絮體黏附不好，需要調(diào)整加藥量或改變混凝劑的種類。j)為了在刮渣時(shí)盡量不影響出水水質(zhì)，刮渣時(shí)需要抬高水位，并按照最佳的浮渣堆積厚度及浮渣含水率進(jìn)行定期刮渣。k)冬季水溫較低影響混凝效果時(shí)，除可采取增加投藥量的措施外，還可以利用增加回流水量或提高溶氣壓力的方法，增加微氣泡的數(shù)量及其與絮體的黏跗，保證處理效果。l)根據(jù)反應(yīng)池的絮體、氣浮池分離區(qū)的浮渣及出水水質(zhì)等變化情況．及時(shí)調(diào)整混凝劑的投加量，同時(shí)要經(jīng)常檢查加藥管的運(yùn)行情況，防止堵塞(尤其在冬季)。m)做好日常運(yùn)行記錄，包括處理水量、投藥量、溶氣水量、溶氣罐壓力、水溫、耗電量、進(jìn)出水水質(zhì)、刮渣周期、泥渣含水率等。

108物理化學(xué)法第十一節(jié)氣浮法109

(三)氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用1.煉油廠含油廢水的處理

109物理化學(xué)法第十一節(jié)氣浮法圖2—40回流加壓溶氣氣浮法處理含油廢水工藝流程圖1102造紙白水處理

110物理化學(xué)法第十一節(jié)氣浮法1—空氣壓縮機(jī)；2—同流泵；2—自水泵；4—低壓除渣器；5—反應(yīng)池；6—釋放器；7—?dú)飧〕兀?—清水排出管；9—貯漿池；10—裝泵；11—過濾器；12—溶氣罐圖2—41加壓溶氣氣浮法造紙白水回收處理工藝流程圖111(一)原理

1.吸附的概念在廢水處理中，吸附法主要用于去除廢水中的重金屬離子、有毒且難生物降解的有機(jī)物、放射性元素等，也可作為廢水深度處理的一種工藝，以保證再生水的質(zhì)量。

2.吸附平衡和吸附量吸附量是選擇吸附劑和設(shè)計(jì)吸附設(shè)備的重要參數(shù)。吸附量的大小，決定吸附再生周期的長短。3.吸附的影響因素吸附的主要影響因素包括：①吸附劑的性質(zhì)；②吸附質(zhì)的性質(zhì)；③廢水的pH,如活性炭在酸性環(huán)境下有更高的吸附量；④溫度（常溫）；⑤共存物的影響；⑥接觸時(shí)間111物理化學(xué)法第十二節(jié)吸附法112(二)常用吸附劑目前在廢水處理中應(yīng)用的吸附劑有：活性炭、活化煤、白土、硅藻土、活性氧化鋁、焦炭、樹脂吸附劑、爐渣、術(shù)屑、煤灰、腐殖酸等。通常廢水處理中采用的活性炭有粉末狀和顆粒狀兩種。粉末狀活性炭的吸附能力強(qiáng)、制備容易、成本低，但再生困難、不易重復(fù)使用。顆粒狀活性炭的吸附能力比粉末狀的低些．生產(chǎn)成本較高，但再生后可重復(fù)使用，并且使用時(shí)勞動條件良好，操作管理方便。因此，在廢水處理中大多采用顆粒狀活性炭。

112物理化學(xué)法第十二節(jié)吸附法113(三)吸附操作方式和設(shè)備在廢水處理中，吸附操作方式有：①靜態(tài)間歇操作；②動態(tài)連續(xù)操作。動態(tài)連續(xù)操作常用的設(shè)備有固定床、移動床和流化床種。固定床動態(tài)吸附是廢水處理工藝中最常用的一種方式

113物理化學(xué)法第十二節(jié)吸附法

(a)單床式；(b)多床串聯(lián)式；(c)多床并聯(lián)式圖2—53降流式固定床吸附塔圖2—54固定床吸附操作示意圖114(四)活性炭的再生活性炭的再生主要有以下幾種方法：①加熱再生法；②蒸汽法；③化學(xué)再生法；④生物再生法。

(五)吸附裝置的運(yùn)行操作及維護(hù)1.炭的預(yù)處理粒狀活性炭進(jìn)柱前應(yīng)在清水中浸泡：沖洗去污物。裝柱后用5％HCl及4％NaOH溶液交替動態(tài)處理1～3次，流速18～21m／h，用量約為活性炭體積的3倍左右，每次處理后均需用清水淋洗到中性為止。2.進(jìn)水的預(yù)處理廢水進(jìn)入吸附裝置前，應(yīng)盡量去除懸浮物、膠體物質(zhì)以及油類，以防堵塞炭的細(xì)孔和使炭層堵塞，可采用沙濾作為吸附的預(yù)處理。

114物理化學(xué)法第十二節(jié)吸附法第十二節(jié)吸附法3.活性炭的投加、排除及輸送——粉狀活性炭一般以5％～l0％的濃度，貯存在具有攪拌設(shè)備的容器中，待使用時(shí)根據(jù)水質(zhì)情況用螺旋齒輪輸送泵投加到混合反應(yīng)池中。因此要采取特殊措施防止泄漏。在粉狀活性炭投加室，要設(shè)有空氣除塵及過濾裝置，防止對空氣污染。粉狀炭在使用后以漿狀排出，采用加熱再生時(shí)，首先應(yīng)進(jìn)行炭水分離，采用過濾或壓濾機(jī)械進(jìn)行脫水，濾餅送至再生爐進(jìn)行再生。粉狀炭的炭漿一般用泵輸送。——粒狀活性炭粒狀活性炭水力輸送時(shí)的水：炭(重量比)一般為9：1。炭漿在管道內(nèi)的流速最高不得超過2.5m／s，防止管道的腐蝕及炭的磨損粒狀活性炭的炭漿可以成功地用濾網(wǎng)、分離器、重力分離法等來完成脫水。采用振動篩脫水也能使炭漿的含水率降到50％～60％。1164.活性炭凈化工藝應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)及變化情況、水量、出水水質(zhì)要求、污染物的種類和濃度等因素確定。5．炭層濾速的確定，要與吸附塔的活性炭填充量、吸附效率、再生頻率等進(jìn)行綜舍考慮。6.為避免懸浮物和生物產(chǎn)生的黏液堵塞炭層，固定床和降流式移動床必須重視反沖洗。可設(shè)置表面沖洗和空氣沖洗。沖洗水應(yīng)盡量用炭濾水至少應(yīng)為過濾水．當(dāng)進(jìn)入炭層的水質(zhì)濁度較高，或前處理欠佳時(shí)，反沖洗后的初濾水應(yīng)考慮棄流。7.活性炭處理某些廢水時(shí)，在固定床或移動床吸附塔內(nèi)常有厭氧微生物吸附繁殖生長，使炭層堵塞，出水水質(zhì)惡化，并帶有H2S臭味，給活性炭吸附塔的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來困難。

116物理化學(xué)法第十二節(jié)吸附法1178．由于活性炭與普通鋼材接觸將產(chǎn)生嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，因此吸附裝置應(yīng)該優(yōu)先考慮鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或不銹鋼、塑料等材料。如選用普通炭鋼制作時(shí)，則裝置內(nèi)必須采用環(huán)氧樹脂村里，且襯里厚度應(yīng)大于1.5mm。另外輸炭管道應(yīng)考慮對炭的磨損，可采用質(zhì)量良好的聚乙烯管道。9.每座炭塔或炭床應(yīng)有流量調(diào)節(jié)設(shè)施或計(jì)量裝置，以便控制。10.使用粉末炭時(shí)，要考慮防火，以及電氣設(shè)備的防爆、建筑的采光、通風(fēng)、防塵及集塵。11做好日常運(yùn)行記錄，包括處理水量、水溫、進(jìn)出水水質(zhì)、炭的損失量和補(bǔ)加量、反沖洗周期、耗電量等。

117物理化學(xué)法第十二節(jié)吸附法118（六）吸附法在廢水處理中的應(yīng)用目前吸附法已經(jīng)成功應(yīng)用于含重金屬離子廢水、含油廢水、染料廢水、火藥化工廢水、有機(jī)磷廢水、顯影廢水、印染廢水、合成洗滌劑廢水的處理。下面分別以含汞廢水和含油廢水的處理為例，介紹吸附法在廢水處理中的應(yīng)用。圖2—45吸附法處理含汞廢水流程1.含汞廢水的處理2.煉油廠廢水深度處理某煉油廠含油廢水經(jīng)隔油、氣浮、生化、沙濾處理后，再用活性炭進(jìn)行深度處理(600m3／h),使苯酚由0.1mg/L降到0.005mg/L，氰由0.19mg/L降到0.048mg/L，COD由85mg/L降到18mg/L。118物理化學(xué)法第十二節(jié)吸附法119119物理化學(xué)法第十二節(jié)吸附法圖2—45吸附法處理含汞廢水流程120(一)原理和功能

RH+M+RM+H+

在廢水處理中，離子交換法可用于去除廢水中的某些有害物質(zhì)，回收有價(jià)值化學(xué)品、重金屬和稀有元素。主要用于處理電鍍廢水，還可用于其他含鉻廢水、含鎳廢水和含汞廢水、放射性廢水的處理。

(二)離子交換劑1.離子交換劑的分類天然離子交換劑如粘土、沸石、褐煤等。人工合成離子交換樹脂有凝膠樹脂、大孔樹脂、吸附樹脂、氧化還原樹脂、螯合樹脂等2.離子交換樹脂的性能①離子交換樹脂的選擇性②離子交換樹脂的交換容量③物理和化學(xué)性能

120物理化學(xué)法第十三節(jié)離子交換法121

(三)離子交換工藝過程離子交換操作過程包括以下4個(gè)階段：①交換；②反沖洗；③再生；④清洗。各步驟依次進(jìn)行，形成不斷循環(huán)的工作周期。

121物理化學(xué)法第十三節(jié)離子交換法1—新鮮樹脂；2—失效樹脂圖2—46離子交換柱工作過程122(五)運(yùn)行操作中應(yīng)該注意的問題離子交換運(yùn)行操作應(yīng)注意的問題：①懸浮物和油類；②含鹽量過高的影響；③高價(jià)離子的影響；④氧化劑的影響；⑤高分子有機(jī)物的影響；⑥pH值的影響；⑦溫度的影響。(六)離子交換法在廢水處理中的應(yīng)用1.離子交換法處理含鉻廢水(見圖2-48)2.離子交換法處理含鎘廢水

122物理化學(xué)法第十三節(jié)離子交換法123

123物理化學(xué)法第十三節(jié)離子交換法圖2—48鍍鉻漂洗水離子交換處理工藝流程124

124物理化學(xué)法第十四節(jié)膜分離技術(shù)一、概述膜分離法是利用特殊的薄膜對液體中的成分進(jìn)行選擇性分離的技術(shù)。用于廢水處理的膜分離技術(shù)包括擴(kuò)散滲析、電滲析、反滲透、超濾、微濾等幾種。根據(jù)膜的種類及其功能和推動力的不同，各種膜分離技術(shù)的特征和它們之間的區(qū)別如表3—4所示?！疽娊滩摹磕し蛛x法的特點(diǎn)是：在分離過程中，不發(fā)生相變化，能量的轉(zhuǎn)化效率高；一般不需要投加其他物質(zhì)，這可節(jié)省原材料和化學(xué)藥品；分離和濃縮同時(shí)進(jìn)行，這樣能回收有價(jià)值的物質(zhì)；可在常溫下進(jìn)行分離，不會破壞對熱敏感和對熱不穩(wěn)定的物質(zhì)；操作及維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)自動化控制。125

125物理化學(xué)法第十四節(jié)膜分離技術(shù)二、擴(kuò)散滲析擴(kuò)散滲析是使高濃度溶液中的溶質(zhì)透過滲析膜向低濃度溶液中遷移的過程。擴(kuò)散滲析的推動力是滲析膜兩側(cè)的濃度差。當(dāng)膜兩側(cè)的濃度達(dá)到平衡時(shí)，滲析過程即停止進(jìn)行。擴(kuò)散滲析，主要用于酸、堿的回收，回收率可達(dá)到70％～90％，但不能把它們濃縮，此法操作簡單方便，能耗較低，但設(shè)備投資較高。適用于從高濃度酸液中回收游離酸。以下用回收酸洗鋼鐵廢水中的硫酸為例來說明擴(kuò)散滲析的原理，見圖3—60。

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126物理化學(xué)法第十四節(jié)膜分離技術(shù)三、電滲析

1、原理電滲析是在直流電場的作用下，利用陰、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過)，使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過程。電滲析系統(tǒng)由一系列陰、陽離子交換膜交替排列于電極之間，組成許多由膜隔開的水室，如圖3—61所示。當(dāng)原水進(jìn)入這些小室時(shí)，在直流電場的作用下，溶液中的離子作定向遷移，陽離子向陰極遷移，陰離子向陽極遷移。但由于離子交換膜具有選擇透過性，結(jié)果使一些小室離子濃度降低而成為淡水室，與淡水室相鄰的小室則因富集了大量離子而成為濃水室。從淡水室和濃水室分別得到淡水和濃水，原水中的離子得到了分離和濃縮，水便得到了凈化。電滲析法處理廢水的特點(diǎn)是：不需要消耗化學(xué)藥品，設(shè)備簡單，操作方便。

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127物理化學(xué)法第十四節(jié)膜分離技術(shù)

2、電滲析器的結(jié)構(gòu)與組裝(1)、電滲析器的結(jié)構(gòu)電滲析器主要由以下三部分組成：①膜堆；②極區(qū)；③壓緊裝置

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128物理化學(xué)法第十四節(jié)膜分離技術(shù)(2)、電滲析器的組裝電滲析器的基本組裝形式如圖3—62所示。通常用“級”、“段”和“系列”等術(shù)語來區(qū)別各種組裝形式。電滲析器內(nèi)電極對的數(shù)目稱為“級”，凡是設(shè)置一對電極的叫做一級，兩對電極的叫二級，依此類推。電滲析器內(nèi)，進(jìn)水和出水方向一致的膜堆部分稱為“一段”，凡是水流方向每改變一次，“段”的數(shù)目就增加1。129

129物理化學(xué)法第十四節(jié)膜分離技術(shù)3、電滲析的極化與結(jié)垢在電滲析過程中，通入的電流越大，離子遷移的速度越大。但如果電流提高到一定程度后，溶液中所含的離子不能夠滿足傳遞電流的需要，會造成在淡水側(cè)發(fā)生水分子的電離，產(chǎn)生H+和OH-，由H+離子和OH-離子的遷移來補(bǔ)充傳遞電流，這種現(xiàn)象稱為極化現(xiàn)象。極化會導(dǎo)致濃水室膜面結(jié)垢。結(jié)垢的結(jié)果必然造成電流效率的降低，膜的有效面積減小，壽命縮短，影響電滲析過程的正常進(jìn)行。極化和結(jié)垢是影響電滲析工作狀況和電滲析穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。防止極化最有效的方法是控制電滲析器在極限電流密度(膜界面層中產(chǎn)生極化現(xiàn)象時(shí)的電流密度，稱為極限電流密度)以下運(yùn)行。130

130物理化學(xué)法第十四節(jié)膜分離技術(shù)

另外，避免結(jié)垢的方法還有：

(1)、定期進(jìn)行倒換電極運(yùn)行，將膜上積聚的沉淀溶解下來。

(2)、定期酸洗定期采用l％～2％的鹽酸進(jìn)行清洗，可以去除結(jié)在陰膜上的CaC03水垢，清洗的周期根據(jù)結(jié)垢的情況確定，一般為1～4周。

(3)、濃水加酸由于CaC03和Mg(OH)2的溶度積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于CaS04和CaCl2、MgCl2，采用濃水加酸的辦法，使碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)變成非碳酸鹽硬度，可防止碳酸鹽硬度水垢的產(chǎn)生，同時(shí)防止Mg(OH)2的析出。一般投加鹽酸和硫酸，將濃水的pH調(diào)整到4～6為宜。采用濃水加酸的辦法還有利于實(shí)現(xiàn)濃水循環(huán)，可把水的利用率提高到90％以上。

(4)、預(yù)軟化原水進(jìn)入電滲析器之