第二章水污染控制的物理法下課件

第二章水污染控制的物理法第二章水污染控制的物理法氣浮1過濾2離心3第四節(jié)氣浮一、氣浮理論基礎(chǔ)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，使其隨氣泡浮升到水面而加以分離去除的一種水處理方法。第四節(jié)氣浮在水處理中，氣浮法廣泛應(yīng)用于：（1）分離水中的細(xì)小懸浮物、藻類及微絮體；（2）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；（3）代替二次沉淀池，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過程；（4）分離回收含油廢水中的懸浮油和乳化油；（5）分離回收以分子或離子狀態(tài)存在的目的物，如表面活性物質(zhì)和金屬離子等。第四節(jié)氣浮二、氣浮原理氣浮過程包括氣泡產(chǎn)生、氣泡與顆粒（固體或液滴）附著以及上浮分離等連續(xù)步驟。

1.氣泡的產(chǎn)生產(chǎn)生微氣泡的方法主要有電解、分散空氣和溶解空氣再釋放三種。2.潤濕性

水中通入氣泡后，并非任何懸浮物都能與之黏附。這取決于該物質(zhì)的潤濕性，即被水潤濕的程度。潤濕性大小，可用它們與水的接觸角來衡量。第四節(jié)氣浮當(dāng)0時，這種物質(zhì)不能氣??；<90°

，顆粒為親水性，不易與氣泡黏附；>90°

，顆粒為疏水性，易與氣泡黏附；180°時，這種物質(zhì)易被氣浮。

第四節(jié)氣浮實現(xiàn)氣浮分離的三個條件：1、必須使待分離的污染物形成不溶性的固體或液體懸浮體；2、必須使氣泡能夠與懸浮粒子相粘附；3、必須在水中產(chǎn)生足夠數(shù)量的細(xì)微氣泡。第四節(jié)氣浮對于親水性顆粒

對于親水性顆粒，若用氣浮法進(jìn)行分離，則需要經(jīng)過浮選劑處理，使顆粒表面轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂惺杷远街跉馀萆?。在廢水中投加浮選藥劑，選擇性地將親水性的污染物變?yōu)槭杷?，從而能附著在氣泡上，然后一起浮升到水面而加以去除的一種水處理方法，稱之為藥劑浮選法。第四節(jié)氣浮三、浮選劑

浮選劑大多是由極性基團(tuán)及非極性基團(tuán)所組成，為雙親分子，即對親水、疏水性物質(zhì)都親密的意思。

浮選劑的極性基團(tuán)能選擇性地被親水性物質(zhì)所吸附，非極性基團(tuán)則朝向水。這樣親水性物質(zhì)的表面就具有疏水性而黏附在空氣泡上了。

同時浮選劑還有促進(jìn)氣泡的作用。

常見的浮選劑有：松香油、脂肪酸鹽等氣浮效果的影響因素包括水中空氣的溶解量、飽和度、氣泡的分散程度及穩(wěn)定性。它們均與溶氣壓力有關(guān)。運用氣浮法，水面上的泡沫應(yīng)保持一定程度的穩(wěn)定性，但又不能過于穩(wěn)定，過分穩(wěn)定的泡沫難于運送和脫水。泡沫最適宜的穩(wěn)定時間為數(shù)分鐘。為此，在污水中應(yīng)含有一定濃度的表面活性物質(zhì)。四、加壓溶氣氣浮裝置基本工藝流程與工藝選擇加壓溶氣浮上法是目前常用的浮上法。這種方法使空氣在加壓的條件下溶解于水中，然后通過將壓力降至常壓而使過飽和的空氣以微細(xì)氣泡的形式釋放出來。

加壓泵的作用，一是提升廢水，二是使介質(zhì)——氣、水受到壓力作用。1.全溶氣氣浮法

該法是將全部入流廢水進(jìn)行加壓溶氣，再經(jīng)過減壓釋放裝置進(jìn)入氣浮池進(jìn)行固液分離的一種流程。溶氣罐氣浮池減壓閥進(jìn)水混凝劑空氣2.部分溶氣流程

該法是將部分入流廢水進(jìn)行加壓溶氣，其余部分直接進(jìn)入氣浮池。該法比全溶氣流程節(jié)省電能，同時因加壓泵所需加壓的溶氣水量與溶氣罐的容積比全溶氣流程小，故亦可節(jié)省一些設(shè)備。

但是由于部分溶氣流程提供的空氣量亦較少，因此，如欲提供同樣的空氣量，部分溶氣流程就必須在更高的壓力下運行。3.回流溶氣在這個流程中，將部分澄清液進(jìn)行回流加壓，入流廢水則直接進(jìn)入氣浮池。

空氣通入方式有兩種:當(dāng)空氣吸入量小于該溫度下廢水中空氣的飽和量時，在泵前用水射器吸入，而不用空壓機(jī)。這種方式氣水混合好，水泵必須采用自吸方式進(jìn)水，而且要保持1m以上的水頭。

廢水在溶氣罐內(nèi)的停留時間為30～60s，一般認(rèn)為在這個時間內(nèi)可以完成空氣溶于水的過程，并使廢水中溶解空氣過飽和，多余的空氣必須通過排氣閥放出，否則由于游離氣泡的攪動，會影響氣浮池內(nèi)的氣浮效果。減壓閥的作用，在于保持溶氣罐出口處的壓力恒定，從而可以控制出罐后氣泡的大小和數(shù)量，也可用低壓溶氣釋放器代替減壓閥。加壓溶氣氣浮法具有以下優(yōu)點（1）在加壓條件下，空氣的溶解度大，供氣浮用的氣泡數(shù)量多，能夠確保氣浮效果；（2）溶入的氣體經(jīng)驟然減壓釋放，產(chǎn)生的氣泡不僅微細(xì)、粒度均勻、密集度大，而且上浮穩(wěn)定，對液體擾動微小，因此特別適用于對疏松絮凝體、細(xì)小顆粒的固液分離；（3）工藝過程及設(shè)備比較簡單，便于管理、維護(hù)；第五節(jié)過濾

過濾是利用過濾材料分離污水中雜質(zhì)的一種技術(shù)，完成過濾工藝的處理構(gòu)筑物稱為濾池。過濾結(jié)構(gòu)如書39頁圖2-14所示

一、過濾原理過濾機(jī)理分為三類，即遷移機(jī)理、附著機(jī)理和脫落機(jī)理。1.遷移機(jī)理懸浮顆粒脫離流線而與濾料接觸的過程，就是遷移過程。引起顆粒遷移的原因主要有以下幾種：（1）篩分顆粒比濾層孔隙大的被機(jī)械篩分，截留于過濾表面上。（2）攔截小顆粒隨流線流動在流線上與濾料表面接觸。其去除概率與顆粒直徑的平方成正比，與濾料粒徑的立方成反比。（3）慣性

當(dāng)流線繞過濾料表面時，具有較大動量和密度的顆粒因慣性沖擊而脫離流線碰撞到濾料表面上。（4）沉淀

如果懸浮物的粒徑和密度較大，將存在一個沿重力方向的相對沉淀速度。在重力作用下，顆粒偏離流線沉淀到濾料表面上。（5）布朗運動對于微小懸浮顆粒，由于布朗運動而擴(kuò)散到濾料表面。（6）水力作用由于濾層中的孔隙和懸浮顆粒的形狀是極不規(guī)則的，在不均勻的剪切流場中，顆粒受到不平衡力的作用不斷地轉(zhuǎn)動而偏離流線。

實際過濾中，懸浮顆粒的遷移將受到上述各種機(jī)理的作用,它們的相對重要性取決于水流狀況、濾層孔隙形狀及顆粒本身的性質(zhì)（粒度、形狀、密度等）。2.附著機(jī)理（1）接觸凝聚向原水中投加凝聚劑，在壓縮懸浮顆粒和濾料顆粒表面的雙電層后，且尚未生成微絮體時，立即進(jìn)行過濾。此時水中脫穩(wěn)的膠體很容易與濾料表面凝聚，即發(fā)生接觸凝聚作用。快濾池操作通常投加凝聚劑，因此接觸凝聚是主要附著機(jī)理。（2）靜電引力由于顆粒表面上的電荷和由此形成的雙電層產(chǎn)生靜電引力和斥力，故當(dāng)懸浮顆粒和濾料顆粒帶異號電荷時則相吸，反之則相斥。（3）吸附懸浮顆粒細(xì)小，具有很強(qiáng)的吸附趨勢，吸附作用也可能通過絮凝劑的架橋作用實現(xiàn)。絮凝物的一端附著在濾料表面，而另一端附著在懸浮顆粒上。（4）分子引力原子、分子間的引力在顆粒附著時起重要作用。萬有引力可以疊加。3.脫落機(jī)理普通快濾池通常用水進(jìn)行反沖洗，有時先用或同時用壓縮空氣進(jìn)行輔助表面沖洗。截留和附著于濾料上的懸浮物受到高速反沖洗水的沖刷而脫落；濾料顆粒在水流中旋轉(zhuǎn)、碰撞和摩擦，也使懸浮物脫落。濾池按濾速大小可分為:慢濾池、快濾池和高速濾池；按水流過濾層的方向可分為:上向流濾池、下向流濾池和雙向流濾池；按濾料種類可分為:砂濾池、煤濾池和煤－砂濾池；

按濾料層數(shù)可分為:單層濾池、雙層濾池和多層濾池；按水流性質(zhì)可分為:壓力濾池和重力濾池；按進(jìn)出水及反沖洗水的供給和排出方式可分為:普通快濾池、虹吸濾池和無閥濾池等。1.構(gòu)造濾池的種類雖然很多，但其基本構(gòu)造是相似的。在污水深度處理中使用的各種濾池都是在普通快濾池的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而來的。（1）濾料層濾料層是濾池的核心部分。濾料粒徑、濾層高度和濾速是濾池的主要參數(shù)。濾池的反沖洗可以用濾后水，也可以用原污水。有多種形式的濾料可供選擇，要根據(jù)實際需要和設(shè)計要求選配濾料。不管使用哪一種濾料都要滿足以下要求：①要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以免反沖洗時引起磨損。②要有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，不溶于水、不向水中釋放其他有害物質(zhì)。③要有適當(dāng)?shù)目紫堵屎土６?。④要有較大的表面積，以圓形為好。隨著過濾技術(shù)的進(jìn)步，人們開始用纖維球濾料。（2）墊料層墊料層的作用主要是承托濾料（故亦稱承托層），防止小濾料經(jīng)配水系統(tǒng)上的孔眼隨水流走，同時保證反沖洗水更均勻地分布于整個濾池中。

墊料層要求不被反沖洗水沖動，形成的孔隙均勻，布水均勻，化學(xué)穩(wěn)定性好，不溶于水。（3）排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)的作用是均勻收集濾后水，更重要的是均勻分配反沖洗水，故亦稱配水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)分為兩類，即大阻力排水系統(tǒng)和小阻力排水系統(tǒng).普通快濾池大多采用穿孔管式大阻力排水系統(tǒng)。2.運行將污水通過一層帶孔眼的過濾裝置或介質(zhì)，大于孔眼尺寸的懸浮顆粒物質(zhì)被截留在介質(zhì)的表面，從而使污水得到凈化。經(jīng)過一定時間的使用以后，過水的阻力增加，就必須采取一定的措施，如通常采用反沖洗將截留物從過濾介質(zhì)上除去?？鞛V池的運行分過濾和反沖洗兩個過程。（1）過濾過程污水從進(jìn)水總管、進(jìn)水支管，經(jīng)過水渠進(jìn)入濾池，水經(jīng)過濾料層后變清成為潔凈的濾后水。經(jīng)底部配水支管匯集，再經(jīng)配水干管、清水支管、清水總管流往清水池。（2）反沖洗過程先關(guān)閉進(jìn)水管與清水支管上的閥門，然后開排水管及反沖洗水的排水閥門，反沖洗水從反沖洗水管，經(jīng)過配水管，從下而上流過墊料層和濾料層，濾料在上升水流的作用下，懸浮起來并逐步膨脹到一定高度，使得濾料中的雜質(zhì)、淤泥沖洗下來,污水進(jìn)入反沖洗水排出槽經(jīng)污水渠、排水管排入溝渠，反沖洗直至排水清為止。

第六節(jié)離心離心分離：物體高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力場。在離心力場內(nèi)的各質(zhì)點，都將承受較其本身重力大出許多倍的離心力，離心力的大小則取決于該質(zhì)點的質(zhì)量。這種方法用于廢水處理中，用以分離廢水中的懸浮固體。

A.壓力式水力旋流分離器在離心力的作用下，水中較大的懸浮固體被甩向器壁，并在其本身重力的作用下，沿器壁向下滑動，在底部形成固體顆粒濃液經(jīng)排出管連續(xù)排出。B.重力式水力旋流分離器重力式水力旋流分離器又稱水力旋流沉淀池。廢水以切線方向進(jìn)入器內(nèi)，借進(jìn)、出水的水頭差在器內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)流動。離心沉降轉(zhuǎn)鼓周壁無孔，為沉降式轉(zhuǎn)鼓，適合于固體含量較少，顆粒較細(xì)的懸浮液分離。離心過濾轉(zhuǎn)鼓周壁開孔，為過濾式轉(zhuǎn)鼓，適合于固相含量較多，顆粒較粗的懸浮液分離。謝謝觀賞每一次的加油，每一次的努力都是為了下一次更好的自己。7月-237月-23Thursday,July27,2023天生我材必有用，千金散盡還復(fù)來。12:11:5112:11:5112:117/27/202312:11:51PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。7月-2312:11:5112:11Jul-2327-Jul-23得道多助失道寡助，掌控人心方位上。12:11:5112:11:5112:11Thursday,July27,2023安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。7月-237月-2312:11:5112:11:51July27,2023加強(qiáng)自身建設(shè)，增強(qiáng)個人的休養(yǎng)。2023年7月27日12:11下午7月-237月-23擴(kuò)展市場，開發(fā)未來，實現(xiàn)現(xiàn)在。27七月202312:11:51下午12:11:517月-23做專業(yè)的企業(yè)，做專業(yè)的事情，讓自己專業(yè)起來。七月2312:11下午7月-2312:11July27,2023時間是人類發(fā)展的空間。2023/7/2712:11:5112:11:5127July2023科學(xué)，你是國力的靈魂；同時又是社會發(fā)展的標(biāo)志