污水處理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)教材

目錄HYPERLINK\l"_Toc115850963"第一篇環(huán)?；境ＷR(shí)１HYPERLINK\l"_Toc115850964"第一章水污染狀況１HYPERLINK\l"_Toc115850965"第一節(jié)水污染現(xiàn)狀１HYPERLINK\l"_Toc115850966"第二節(jié)水污染分類(lèi)２HYPERLINK\l"_Toc115850967"第二章常用環(huán)保術(shù)語(yǔ)５HYPERLINK\l"_Toc115850968"第三章水處理技術(shù)概述７HYPERLINK\l"_Toc115850969"第二篇廢水處理單元技術(shù)９HYPERLINK\l"_Toc115850970"第一章篩除９HYPERLINK\l"_Toc115850971"第二章水質(zhì)水量調(diào)節(jié)９HYPERLINK\l"_Toc115850972"第三章沉淀和氣浮１４HYPERLINK\l"_Toc115850973"第一節(jié)沉淀１４HYPERLINK\l"_Toc115850974"第二節(jié)氣?。保禜YPERLINK\l"_Toc115850975"第四章混凝和混凝劑１８HYPERLINK\l"_Toc115850976"第五章中和及pH值的控制２３HYPERLINK\l"_Toc115850977"第六章膜法水處理技術(shù)２７HYPERLINK\l"_Toc115850978"第一節(jié)概論２７HYPERLINK\l"_Toc115850979"第二節(jié)膜分離過(guò)程２８HYPERLINK\l"_Toc115850980"第三節(jié)膜組件３４HYPERLINK\l"_Toc115850981"第七章廢水生物處理技術(shù)３５HYPERLINK\l"_Toc115850982"第一節(jié)概論３５HYPERLINK\l"_Toc115850983"第二節(jié)生物脫氮工藝３５HYPERLINK\l"_Toc115850984"第三節(jié)MBR工藝３７HYPERLINK\l"_Toc115850985"第三篇水質(zhì)分析３８HYPERLINK\l"_Toc115850986"第一章水質(zhì)分析的基本方法３８HYPERLINK\l"_Toc115850987"第二章水樣的采集、保存和預(yù)處理４５HYPERLINK\l"_Toc115850988"第三章常用監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的分析方法介紹５９HYPERLINK\l"_Toc115850989"第一節(jié)化學(xué)需氧量５９HYPERLINK\l"_Toc115850990"第二節(jié)溶解氧５９HYPERLINK\l"_Toc115850991"第三節(jié)五日生化需氧量６０HYPERLINK\l"_Toc115850992"第四節(jié)氨氮６０HYPERLINK\l"_Toc115850993"第五節(jié)顯微鏡的使用及微生物形態(tài)的觀察６１第一篇環(huán)保基本常識(shí)第一章水污染狀況第一節(jié)水污染現(xiàn)狀水是自然界最普遍的物質(zhì)，但又是生命存在和發(fā)展的必要條件。沒(méi)有水就沒(méi)有生命。如果地球上沒(méi)有水，就會(huì)和月球一樣，成為一個(gè)沒(méi)有生命的死寂球體。所以，水對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)是一種須臾也不能離開(kāi)不可缺少的重要物質(zhì)，它是人類(lèi)環(huán)境的一個(gè)重要組成部分。 人們的日常生活需要水。人體中含量最多的一種物質(zhì)是水，它約占體重的三分之二。水是構(gòu)成人類(lèi)機(jī)體的基礎(chǔ)，又是傳遞營(yíng)養(yǎng)和新陳代謝過(guò)程的一種介質(zhì)，水還起著放散熱量、調(diào)節(jié)體溫的作用。從醫(yī)學(xué)的觀點(diǎn)看，人類(lèi)為維護(hù)正常生命，每人每天至少需要5升水。 工業(yè)生產(chǎn)更是離不開(kāi)水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)用水一般要占城市用水量的80%左右。各種工業(yè)，無(wú)論是發(fā)電、冶金、化工、石油，還是紡織、印染、食品、造紙等等，可以說(shuō)，幾乎沒(méi)有一種工業(yè)完全不需要水。 “水是農(nóng)業(yè)的命脈”，更是充分體現(xiàn)了水對(duì)農(nóng)、林、牧、漁各業(yè)的重要性。 但我國(guó)是水資源貧乏的國(guó)家，且南北分布不平衡。根據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)人均年淡水資源占有量為2720立方米，只相當(dāng)于世界人均占有量的百分之一，排到世界第84位左右。而廣大北方地區(qū)持續(xù)多年缺水已十分嚴(yán)重，該地區(qū)缺水總面積達(dá)58km2，人均水資源量?jī)H相當(dāng)于全國(guó)人均的1/5，而淮河流域包括京津兩市的年人均水資源僅300m3，為全國(guó)人均水量的1/7。目前我國(guó)有200多個(gè)城市缺水，40多個(gè)城市嚴(yán)重缺水，每天缺水2000多萬(wàn)m3。由于缺水造成經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)200多億元左右，水資源匱乏已成為統(tǒng)制社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。但另一方面，我國(guó)目前年污水排放量為400億m3，約每天排放污水1億多m3，大量未經(jīng)處理或經(jīng)處理未達(dá)標(biāo)的污水排入江河湖海，造成水體嚴(yán)重污染，全國(guó)85%（436條）河流受到不同程度污染，65%以上的人飲用受污染的水。水污染促使水資源短缺進(jìn)一步加劇，形成惡性循環(huán)，危害生態(tài)環(huán)境，影響人民生活和身體健康，制約工業(yè)發(fā)展，據(jù)專(zhuān)家推測(cè)我國(guó)每年由于水污染造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約150億元，在1985-2000年間，水污染造成的損失達(dá)2735億元。 我國(guó)水污染現(xiàn)狀是“局部有所改善，整體仍在惡化”，隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展和工業(yè)重心的轉(zhuǎn)移，污染已有向農(nóng)村、向內(nèi)地轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，由地表水受污染向地下水受污染轉(zhuǎn)移，我國(guó)的湖泊大多呈營(yíng)養(yǎng)化，面積也不斷萎縮，近海水域亦受污染，赤潮頻發(fā)。例如，由于沿淮河數(shù)省1、2千家工廠排放廢水，使淮河水質(zhì)已劣于三類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，有時(shí)污水團(tuán)下溯時(shí)迫使水廠暫時(shí)關(guān)門(mén)，老百姓飲用水都發(fā)生問(wèn)題；太湖、滇池、巢湖等富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，有時(shí)瘋狂的藻類(lèi)使水廠的取水管邊造成堵塞。 因此，治理水污染，保護(hù)水資源已是迫在眉睫的問(wèn)題。第二節(jié)水污染分類(lèi)一、自然污染和人為污染 由于水的流動(dòng)性很大，溶解能力又很強(qiáng)，因此在自然循環(huán)中水與大氣、土地和巖石接觸的每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)有各種雜質(zhì)混入和溶入，使自然界幾乎不存在純粹的水。而特別是在社會(huì)循環(huán)中，更會(huì)有大量的社會(huì)和各種生產(chǎn)的廢棄物排入水體，而使水受到污染。 前面說(shuō)過(guò)，自然環(huán)境是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡體系，對(duì)其中各種物質(zhì)的變化具有一定的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力和緩沖作用，這種能力稱(chēng)為“環(huán)境容量”。水體也有這種在一定程度下能自身降低污染程度的能力。通常稱(chēng)為水的自?xún)裟芰Α?當(dāng)進(jìn)入水體的外來(lái)雜質(zhì)含量超過(guò)了水體的自?xún)裟芰Χ顾|(zhì)惡化，對(duì)人類(lèi)環(huán)境和水的利用產(chǎn)生不良影響，這就叫水的污染。 水體作為一種寶貴的資源，用途是很多的。主要有：（1）生活和飲用給水，（2）工業(yè)用水（包括冷卻用水），（3）農(nóng)業(yè)用水（包括灌溉用水），（4）漁業(yè)用水，（5）水生生物和海生生物的生存和繁殖，（6）娛樂(lè)、旅游和水上運(yùn)動(dòng)，（7）水能利用（8）航運(yùn)。各種不同的用途對(duì)水量和水質(zhì)都有一定的要求。 1984年頒布的《中華人民共和國(guó)水污染防治法》中所闡明的“水污染”是指水體因某種物質(zhì)的介入，而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影響水的有效利用。危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。 很明顯，這里也是把水的污染與水的有效利用相聯(lián)系的。 水的污染有兩類(lèi)：一類(lèi)是自然污染；另一類(lèi)是人為污染。 自然污染主要是自然原因造成的。如特殊的地質(zhì)使某些地區(qū)有某種化學(xué)元素大量富集，天然植物的腐爛過(guò)程中產(chǎn)生某種有害物質(zhì)，以及降雨淋洗大氣和地面后挾帶各種物質(zhì)流入水體等，都會(huì)影響當(dāng)?shù)厮|(zhì)。造成自然污染的有害物質(zhì)含量一般稱(chēng)為自然本底值或背景水平。例如一般天然水中，氟的本底值為0.15～0.4毫克/升，鎘的本底值為0.007～0.013毫克/升。 人為污染是人類(lèi)生活生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的廢物對(duì)水的污染。它們包括生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)田排水和礦山排水。此外，廢渣和垃圾傾倒在水中或岸邊，甚至堆積在土地上，廢氣排放到大氣中，這些經(jīng)降雨淋洗后流入水體，也會(huì)造成污染。 當(dāng)前，對(duì)水體造成較大危害的不是自然污染，而是人為污染。二、水體污染物質(zhì)的分類(lèi)和影響 水污染主要可分化學(xué)性污染、物理性污染和生物性污染三大方面。 1、化學(xué)性污染 未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、礦山廢水、農(nóng)田排水和生活污水主要有下列物質(zhì)，如任意排入水體，就會(huì)引起水體化學(xué)性污染。 （1）無(wú)機(jī)污染物質(zhì)：污染水體的無(wú)機(jī)物質(zhì)主要為酸、堿和一些無(wú)機(jī)鹽類(lèi)。酸污染主要來(lái)自礦山排水和工業(yè)廢水，礦山排水中的酸主要是含硫礦物經(jīng)空氣氧化與水作用而形成。含酸多的工業(yè)廢水有酸洗、粘膠纖維及酸法造紙等，雨水淋洗含二氧化硫較多的空氣后，流入水體也能形成水體中酸的污染。堿污染主要來(lái)自堿法造紙，化學(xué)纖維生產(chǎn)、制堿、制革、煉油等工業(yè)廢水。酸堿污染使水體的pH值發(fā)生變化，破壞其自然緩沖作用，抑制或殺滅細(xì)菌和其它微生物的生長(zhǎng)，妨礙水體自?xún)?，還會(huì)腐蝕船舶和建筑物，影響漁業(yè)，破壞生態(tài)。礦山排水和一些工業(yè)廢水中還常含有不少無(wú)機(jī)鹽類(lèi)。這些無(wú)機(jī)鹽類(lèi)大量排入水體后，將提高水的硬度和增加水的滲透壓，降低水中的溶解氧，對(duì)淡水生物有不良影響。 （2）無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)：污染水體的無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)主要是重金屬等有潛在長(zhǎng)期影響的有毒物質(zhì)，其中汞、鎘、鉛等危害性較大，其它還有砷（特別是三價(jià)）、鋇、鉻（六價(jià)）、硒（四價(jià)、六價(jià)）、釩、氟化物、氰化物等。有毒重金屬在自然界中一般不會(huì)消失，也可能通過(guò)食物鏈而富集、積累。這類(lèi)物質(zhì)會(huì)直接作用于人體而引起嚴(yán)重的疾病或有促進(jìn)慢性病的作用。 （3）有機(jī)有毒物質(zhì)：污染水體的有機(jī)有毒物質(zhì)種類(lèi)很多。主要是各種有機(jī)農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、酚類(lèi)等。這些物質(zhì)來(lái)自農(nóng)田排水和有關(guān)的工業(yè)廢水。它們之中有些是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的，如有機(jī)氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯等都是自然界中本來(lái)沒(méi)有而人工合成的物質(zhì)，極難被生物所分解。有些有機(jī)物質(zhì)如稠環(huán)芳烴和芳香胺等中有不少被認(rèn)為是致癌物質(zhì)。 （4）需氧污染物質(zhì)：生活污水、牲畜污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、木質(zhì)素和酚等有機(jī)物質(zhì)可在微生物的生物化學(xué)作用下進(jìn)行分解。在其分解過(guò)程中需要消耗氧氣，故稱(chēng)之為需氧污染物質(zhì)。如果這類(lèi)污染物質(zhì)排入水體過(guò)多，將會(huì)消耗水中的溶解氧，造成溶解氧缺乏，從而影響水中魚(yú)類(lèi)和其它水生生物的生長(zhǎng)。水中的溶解氧耗盡后，有機(jī)物將時(shí)行一步惡化。需氧污染物質(zhì)是水體中最大量、最經(jīng)常和最普遍的一種污染物質(zhì)。 （5）植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：生活污水及某些工業(yè)廢水中經(jīng)常含有一定量的磷、氮等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。施用磷肥和氮肥的農(nóng)田排水中也會(huì)有殘留的磷和氮。近一、二十年來(lái)，合成洗滌劑得到了大量的使用，因其中加有三聚磷酸鹽等添加劑而使在含洗滌劑的污水中也含有不少的磷。水體中含磷、氮的量較高時(shí)，對(duì)一般河流的影響還不大，但對(duì)湖泊、水庫(kù)、港灣、內(nèi)海等水流漫的水域，則影響較大。這些水體內(nèi)往往會(huì)因磷、氮等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量過(guò)高而使藻類(lèi)等浮游生物及水生物大量繁殖。這種情況稱(chēng)為水體的“富營(yíng)養(yǎng)化”。一般認(rèn)為：總磷和無(wú)機(jī)氮含量分別在20和300毫克/米3以上，就有可能出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化作用。大量繁殖的藻類(lèi)（通常以蘭綠藻為主）等水生生物，使魚(yú)類(lèi)生活的空間減少，且這種蘭綠藻不適宜作魚(yú)類(lèi)食料，有些還有毒性。藻類(lèi)死亡腐敗后又分解出大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促使藻類(lèi)進(jìn)一步發(fā)展。如此惡性循環(huán)的結(jié)果，使水體外觀呈紅色和其它色澤，通氣不良，溶解氧下降，引起水質(zhì)惡化，魚(yú)類(lèi)大量死亡。在七十年代，北美的伊利湖就因富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題而被美國(guó)一些環(huán)境研究者認(rèn)為該湖正面臨“湖泊死亡”階段。日本漱湖內(nèi)海頻繁發(fā)生的“紅潮”更被稱(chēng)為“死亡的水域”，經(jīng)濟(jì)損失極大。我國(guó)渤海和天津海于1975年和1977年也曾分別發(fā)生過(guò)紅潮現(xiàn)象。1984年7月下旬又分別在南海珠江口海域和北部灣雷州半島附近發(fā)現(xiàn)過(guò)兩次紅潮。富營(yíng)養(yǎng)化作用一旦發(fā)生后，由于生物循環(huán)而延續(xù)的時(shí)間可能很長(zhǎng)。且難于治理，因此已成為一個(gè)急待解決的難題。 （6）油類(lèi)污染物質(zhì)：隨著石油事業(yè)的發(fā)展，油類(lèi)物質(zhì)對(duì)水體的污染已日益增多。煉油和石油化工工業(yè)、海底石油開(kāi)采、油輪壓艙洗艙以及大氣石油烴的沉降等都可使水體遭到嚴(yán)重的油污染，尤其海洋采油污染為最甚，影響水質(zhì)、破壞海灘、危害水生生物，已受到各國(guó)關(guān)注。2.物理性污染 （1）懸浮物質(zhì)污染：懸浮物質(zhì)是指水中含有的不溶性物質(zhì)，包括固體物質(zhì)和泡沫等。它們是由生活污水、垃圾和一些工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和采礦、采石、建筑、食品、造紙等產(chǎn)生的廢物泄入水中或農(nóng)田的水土流失所引起的。懸浮物質(zhì)影響水質(zhì)外觀，妨礙水中植物的光合作用，減少氧氣的溶入，對(duì)水生生物不利。如果懸浮顆粒上吸附一些有毒有害的物質(zhì)，則更是有害。 （2）熱污染：來(lái)自熱電廠、原子能發(fā)電站及各種工業(yè)過(guò)程中的冷卻水，若不采取措施，直接排入水體，可能引起水溫升高，溶解氧含量降低。水內(nèi)存在的某些有毒物質(zhì)的毒性增加。危害魚(yú)類(lèi)及水生生物的生長(zhǎng)，此稱(chēng)為熱污染。 （3）放射性污染：大多數(shù)水體（特別是海洋）中在自然狀態(tài)下都含有極微量的天然放射性物質(zhì)，如鉀40、銣87、鈾238以及鐳、氡等。本世紀(jì)四十年代以后，由于原子能工業(yè)的發(fā)展，放射性礦藏的開(kāi)采、核爆炸的試驗(yàn)、核電站的建立以及同位素在醫(yī)藥、工業(yè)、研究等領(lǐng)域中的應(yīng)用，使放射性廢水、廢物顯著增加，其中對(duì)人體健康有重要意義的放射性物質(zhì)有鍶90、銫137、碘131等。 3.生物性污染 生活污水，特別是醫(yī)院污水，和某些工業(yè)廢水污染水體后，往往可帶入一些病原微生物。例如某些原來(lái)存在于人畜腸道中的病原微生物，如傷寒、副傷寒、霍亂、細(xì)菌性痢疾等都可通過(guò)人畜糞便的污染而進(jìn)入水體，隨水流動(dòng)而傳播、傳染。常見(jiàn)污染水體的病毒則有腸道病毒、腺病毒和肝炎病毒等。某些寄生蟲(chóng)病如阿米巴痢疾、血吸蟲(chóng)病等以及鉤端螺旋體引起的鉤端螺旋體病等，也都可通過(guò)水進(jìn)行傳播。防止病原微生物對(duì)水體的污染。是保護(hù)環(huán)境、保障人體健康的一大課題。第二章常用環(huán)保術(shù)語(yǔ)一、環(huán)境 “環(huán)境”這個(gè)詞是相對(duì)人類(lèi)的存在而言的，是給環(huán)境于人類(lèi)周?chē)乃谖锢硪蛩??；瘜W(xué)因素，生物因素和社會(huì)因素的總和，一般是指由大氣圈、水圈、土壤圈、巖石圈和生物圈共同組成的自然界。二、環(huán)境污染 人類(lèi)與環(huán)境構(gòu)成體系是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的多元結(jié)構(gòu)的平衡體系。人類(lèi)改造自然的活動(dòng)打亂原有的平衡，必然會(huì)引起一定的后果，雖然環(huán)境對(duì)一定的刺激有調(diào)節(jié)作用和緩沖能力，可以經(jīng)過(guò)一系列的連鎖反應(yīng)，建立起新的動(dòng)態(tài)平衡，但若超過(guò)了環(huán)境本身的緩沖能力，就會(huì)由量變而引起質(zhì)變，從而改變了環(huán)境的性質(zhì)和質(zhì)量，導(dǎo)致人類(lèi)的生活質(zhì)量和生產(chǎn)能力下降，生產(chǎn)環(huán)境污染可分為兩大：一類(lèi)是工業(yè)生產(chǎn)、交通、運(yùn)輸和生活所排放的有毒有害物質(zhì)超過(guò)了環(huán)境的自?xún)裟芰Χ鸬沫h(huán)境污染。另一類(lèi)是由于對(duì)自然資源不適當(dāng)?shù)拈_(kāi)發(fā)活動(dòng)引起的生態(tài)環(huán)境的破壞，主要表現(xiàn)為植被破壞、水土流失、土壤退化、沙漠化、氣候異常等方面。三、微生物 微生物是一類(lèi)形體微小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、必須借助顯微鏡才能看清它們面目的生物。它包括細(xì)菌、病毒、藻類(lèi)、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物等生物，不是分類(lèi)學(xué)的概念，而是一切微小生物的總稱(chēng)。四、生化處理 生化處理也稱(chēng)為生物化學(xué)處理，簡(jiǎn)稱(chēng)為生化法。生化處理法是處理污水中應(yīng)用最廣泛且比較有效的一種方法，它是利用自然界中存在的各種微生物，將污水中有機(jī)物分解和向無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化，達(dá)到凈化水質(zhì)，消除其對(duì)環(huán)境污染和危害的目的。可分為好氧生化處理及厭氧生化處理兩大類(lèi)型。五、化學(xué)需氧量（COD） 化學(xué)需氧量（COD），是指在一定條件，用強(qiáng)氧劑處理水樣時(shí)所消耗氧化劑的量，以氧的毫克/升表示?；瘜W(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。水中還原性物質(zhì)包括有機(jī)物，亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等，而水被有機(jī)物污染是很普遍、主要的，因此化學(xué)需氧量也作為有機(jī)物相對(duì)含量的指標(biāo)之一。六、生化需氧量（BOD） 生化需氧量（BOD）是廢水中可生物降解的那部分有機(jī)物在微生物作用下氧化分解所需的氧量。BOD5為五天生化需氧量，這相當(dāng)于比較容易被微生物分解利用的有機(jī)物量，是指在溫度20±1℃，培養(yǎng)5天，水中有機(jī)物被微生物降解所消耗的氧量，以氧的毫克/升（mg/L）表示。第三章水處理技術(shù)概述廢水處理的目的，就是利用各種方法將污水中所含的污染物質(zhì)分離出來(lái)，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，從而使污水得到凈化。 按廢水凈化程度可將處理分成三級(jí)： 一級(jí)處理：除去油類(lèi)、酸堿物質(zhì)以及可以截留的懸浮物。 二級(jí)處理：除去可溶性有機(jī)物和部分可溶性無(wú)機(jī)物以及經(jīng)一級(jí)處理殘留的懸浮物。 三級(jí)處理：除去難降解的有機(jī)物和較高程度的除去可溶性N和P等無(wú)機(jī)物。 按廢水處理時(shí)的作用性質(zhì)，可分成物理法、化學(xué)法和生物法。 1.物理法 物理法主要是利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在其處理過(guò)程中不改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。常用的物理法有采用格柵、篩網(wǎng)、砂濾等方法截留各類(lèi)漂浮物、懸浮物等；利用沉淀、氣浮等方法分離比重與水不同的各類(lèi)污染物質(zhì)；利用離心法分離各類(lèi)懸浮物質(zhì)等。2.化學(xué)法 化學(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用，去除污染物或改變污染物的性質(zhì)。它包括向廢水中投加各類(lèi)絮凝劑，使之與水中的污染物起化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水或難溶于水的化合物，析出沉淀，使廢水得到凈化的化學(xué)沉淀法；利用中和過(guò)程處理酸性或堿性廢水的中和法；利用液氯、臭氧等強(qiáng)氧化劑氧化分解廢水污染物的化學(xué)氧化法；利用電解的原理，在陰陽(yáng)兩極分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，使水體達(dá)到以?xún)艋碾娊夥ǖ取?.生物法 生物法也稱(chēng)為生物化學(xué)法，簡(jiǎn)稱(chēng)為生化法。生化處理法是處理污水中應(yīng)用最廣泛且比較有效的一種方法，它是利用自然界中存在的各種微生物，將污水中有機(jī)物分解和向無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化，達(dá)到凈化水質(zhì)、消除其對(duì)環(huán)境污染和危害的目的。第二篇廢水處理單元技術(shù)第一章篩除篩除設(shè)備通常是指由金屬柵條構(gòu)成的格柵和金屬篩（網(wǎng)）設(shè)備，一般安置在廢水處理流程的前端，用以去除廢水中較大的懸浮物、飄浮物、纖維物質(zhì)和固體顆料物質(zhì)，從而保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。一、篩除設(shè)備的類(lèi)型（一）格柵按格柵形狀，可分為平面格柵和曲面格柵；按柵條間隙，可分為粗格柵（50～100mm）、中格柵（10～40mm）和細(xì)格柵（3～10mm）；按柵渣清除方式，可分為人工清除格柵、機(jī)械清除格柵和水力清除格柵。（二）篩（網(wǎng)）篩網(wǎng)設(shè)備按孔眼大小可分為粗篩網(wǎng)和細(xì)篩網(wǎng)；按工作方式可分為固定篩和旋轉(zhuǎn)篩。二、設(shè)備和裝置（一）常用的機(jī)械格柵設(shè)備（1）鏈條式格柵除污機(jī)（2）循環(huán)齒耙除污機(jī)（3）轉(zhuǎn)臂式弧形格柵（4）鋼絲繩牽引式格柵除污機(jī)（二）常用的篩網(wǎng)設(shè)備（1）固定式篩網(wǎng)（2）旋轉(zhuǎn)筒篩第二章水質(zhì)水量調(diào)節(jié)無(wú)論是工業(yè)廢水，還是城市污水或生活污水，水量和水質(zhì)在24小時(shí)之內(nèi)都有波動(dòng)。一般說(shuō)來(lái)，工業(yè)廢水的波動(dòng)比城市污水大，中小型工廠的波動(dòng)就更大，甚至在一日內(nèi)或班產(chǎn)之間都可能有很大的變化。這種變化對(duì)污水處理設(shè)備，特別是生物處理設(shè)備正常發(fā)揮其凈化功能是不利的，甚至還可能遭到破壞。同樣對(duì)于物化處理設(shè)備，水量和水質(zhì)的波動(dòng)越大，過(guò)程參數(shù)難以控制，處理效果越不穩(wěn)定；反之，波動(dòng)越小，效果就越穩(wěn)定。在這種情況下，應(yīng)在廢水處理系統(tǒng)之前，設(shè)置均化調(diào)節(jié)池，用以進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)和水質(zhì)的均化，以保證廢水處理的正常進(jìn)行。此外，酸性廢水和堿性廢水可以在調(diào)節(jié)池內(nèi)中和；短期排出的高溫廢水也可通過(guò)調(diào)節(jié)以平衡水溫。另外，調(diào)節(jié)池設(shè)置是否合理，對(duì)后需處理設(shè)施的處理能力、基建投資、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用等都有較大的影響。廢水處理設(shè)施中調(diào)節(jié)作用的目的是：（1）提供對(duì)有機(jī)物負(fù)荷的緩沖能力，防止生物處理系統(tǒng)負(fù)荷的急劇變化；（2）控制pH值，以減小中和作用中化學(xué)品的用量；（3）減小對(duì)物理化學(xué)處理系統(tǒng)的流量波動(dòng)，使化學(xué)品添加速率適合加料設(shè)備的定額；（4）當(dāng)工廠停產(chǎn)時(shí)，仍能對(duì)生物處理系統(tǒng)繼續(xù)輸入廢水；（5）控制向市政系統(tǒng)的廢水排放，以緩解廢水負(fù)荷分布的變化；（6）防止高濃度有毒物質(zhì)進(jìn)入生物處理系統(tǒng)。均化池類(lèi)型均化是用以盡量減少污水處理廠進(jìn)水水量和水質(zhì)波動(dòng)的過(guò)程。其構(gòu)筑物為均化池，亦稱(chēng)調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池的形式和容量的大小，隨廢水排放的類(lèi)型、特征和后續(xù)污水處理系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)、均和要求的不同而異。主要起均化水量作用的均化池，稱(chēng)為水量均化池，簡(jiǎn)稱(chēng)均量池；主要起均化水質(zhì)作用的均化池，稱(chēng)為水質(zhì)均化池，簡(jiǎn)稱(chēng)均質(zhì)池。一般常有一種誤解，認(rèn)為沉淀池也可起均量或均質(zhì)的作用，實(shí)際上沉淀池的作用主要是分離固體，既不能均量，均質(zhì)的作用也很小，且無(wú)保證。（一）均量池常用的均量池實(shí)際是一座變水位的貯水池，來(lái)水為重力流出水由泵抽。池中最高水位不高于來(lái)水管的設(shè)計(jì)水位，水深一般2m左右，最低水位為死水位。見(jiàn)圖3-1。圖3-2為本法的一種變化——旁通貯留方式。貯留池移到泵后的旁通線上，泵房主泵按平均流量配置，多余的水量用輔助泵抽入貯池，在來(lái)水量低于平均流量時(shí)再回流入泵房集水井。這種作法適用于例如工廠兩班生產(chǎn)而污水處理廠24h運(yùn)行的情況。優(yōu)點(diǎn)是貯留池不受來(lái)水管高程限制，一般為半地上式，施工和維護(hù)排渣均較方便；缺點(diǎn)是貯留池水量需兩次抽升，多耗了能源。圖3-1均量池圖3-2旁通貯留方式（二）均質(zhì)池最常見(jiàn)的一種均質(zhì)池可稱(chēng)異程式均質(zhì)池，為常水位，重力流。與沉淀池主要不同之處在于沉淀池水流每一質(zhì)點(diǎn)流程都相同；而均質(zhì)池中水流每一質(zhì)點(diǎn)的流程則由短到長(zhǎng)，都不相同，再結(jié)合進(jìn)出水槽的配合布置，使前后時(shí)程的水得以相互混合，取得隨機(jī)均質(zhì)的效果。根據(jù)試驗(yàn)和工程實(shí)驗(yàn)，其效果是肯定的。這種均質(zhì)池設(shè)在泵前、泵后均可。但應(yīng)注意，這種池只能均質(zhì)，不能均量。由于均質(zhì)的機(jī)理有很大的隨機(jī)性。故均質(zhì)池的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于從構(gòu)造上使周期內(nèi)先后到達(dá)的廢水，有機(jī)會(huì)充分混合。以下為幾種常用的池型。1.同心圓平面布置方式見(jiàn)圖3-3。2.矩形平面布置方式見(jiàn)圖3-4。圖3-3同心圓平面布置均質(zhì)池圖3-4矩形平面布置均質(zhì)池3.方形平面布置方式見(jiàn)圖3-5。以上均質(zhì)池均有大量隔板，在水質(zhì)清時(shí)，雖能保證均質(zhì)作用，但當(dāng)廢水含雜質(zhì)多時(shí)有維護(hù)問(wèn)題，故隔板底宜距池底保持一定距離。根據(jù)試驗(yàn)及實(shí)踐，在正方形及其他形式較小規(guī)模均質(zhì)池中，隔板可以取消，而仍有明顯均質(zhì)效果。4.結(jié)合沉淀池的沿程進(jìn)水式我國(guó)近年也有將沉淀池與均質(zhì)池相結(jié)合的作法，見(jiàn)圖3-6。在這種池中，均質(zhì)作用主要靠池沿的沿程進(jìn)水，使同時(shí)進(jìn)池的污水轉(zhuǎn)變?yōu)榍昂蟪鏊?，達(dá)到與不同時(shí)序的污水混合的目的。池中設(shè)泥斗及刮泥機(jī)，與一般沉淀池相同。根據(jù)運(yùn)行實(shí)測(cè)結(jié)果看，均質(zhì)效果也相當(dāng)好。圖3-5方形平面布置均質(zhì)池圖3-6均質(zhì)沉淀結(jié)合式5.回流式將均質(zhì)池部分出水，用適當(dāng)?shù)蛽P(yáng)程提升機(jī)械提升[圖3-7（a）]，或用池后泵抽部分壓力水[當(dāng)泵的能力較大，有富余能力時(shí)，見(jiàn)圖3-7(b)]回流至均質(zhì)池端，重新沿程分配進(jìn)水，可使均質(zhì)效果提高。圖3-7回流式均質(zhì)池（三）均化池（均量、均質(zhì)）均化池既能均量，又又能均質(zhì)，在在池中設(shè)置攪攪攔裝置，出出水泵的流量量用儀表控制制。池前須設(shè)設(shè)置格柵、沉沉砂池，以及及（或）磨碎碎機(jī)，以去除除砂礫及其他他雜質(zhì)。池后后可接二級(jí)或或三級(jí)處理。具具體作法一般般分為以下兩兩種。1.線內(nèi)設(shè)置池內(nèi)在流程線內(nèi)，見(jiàn)見(jiàn)圖3-8。圖3-8線內(nèi)設(shè)設(shè)置均化池2.線外設(shè)置池設(shè)在旁通線上，見(jiàn)見(jiàn)圖3-9。線內(nèi)設(shè)置置的均量、均均質(zhì)效果最好好，線外設(shè)置置使泵抽水量量大為減少，但但均質(zhì)效果降降低。圖3-9線外設(shè)設(shè)置均化池（四）間歇式均化化池（均量、均均質(zhì)）當(dāng)水量規(guī)模較小時(shí)時(shí)，可以設(shè)間間歇貯水、間間歇運(yùn)行的均均化池，池可可分二或三格格，交替使用用。池中設(shè)攪攪拌裝置。池池的總?cè)萘靠煽筛鶕?jù)具體情情況，按一至至二個(gè)周期設(shè)設(shè)置。沉淀和氣浮第一節(jié)沉淀沉淀就是利用重力力沉降將比水水重的懸浮顆顆粒從水中去去除的操作。沉沉淀是廢水處處理用途最廣廣泛的單元操操作之一。一、沉淀池沉淀池按在廢水處處理流程中的的位置，主要要分為初次沉沉淀池和二次次沉淀池。（一）初次沉淀池池城市污水中既含有有分散顆粒又又含有絮凝性性顆粒。設(shè)計(jì)計(jì)初次沉淀池池的容量時(shí)，有有效容積是表表面負(fù)荷（過(guò)過(guò)流率）和沉沉淀時(shí)間的函函數(shù)。由于大大多數(shù)沉淀池池的池深為33m左右，雖雖然停留時(shí)間間通常作為設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)的指標(biāo)標(biāo)，但表面負(fù)負(fù)荷也是一個(gè)個(gè)有用的標(biāo)志志。用于生物處理前的的沉淀池常采采用2h的沉淀時(shí)間間。當(dāng)只采用用初次沉淀處處理時(shí)，常選選用3h。我國(guó)對(duì)于于前者常采用用1～1.5h，對(duì)于后一一種情況則為為1.5～5h.（二）二次沉淀池池從生物濾池和曝氣氣池帶至二次次沉淀池中的的懸浮固體通通常具有良好好的凝聚性，因因此豎流式沉沉淀池特別適適宜。但它因因有容量小、造造價(jià)高、施工工較困難等缺缺點(diǎn)，故國(guó)外外使用也不廣廣泛。近年來(lái)來(lái)，應(yīng)用較多多的是輻流式式沉淀池。表表3-1列出對(duì)不同同污水量的活活性污泥法二二次沉淀池的的設(shè)計(jì)參數(shù)。根根據(jù)處理方法法和污水流量量，可按此表表選擇堰負(fù)荷荷的最大值，以以減少進(jìn)入出出水堰的水流流速度。通常常，在池壁內(nèi)內(nèi)把出水堰建建成兩側(cè)有堰堰的排水槽。近近年來(lái)國(guó)外已已較廣泛采用用。我國(guó)天津津紀(jì)莊子處理理廠的輻流式式沉淀池也是是這種形式。表3-1初次沉沉淀池和二次次沉淀池的適適用條件及設(shè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)池型適用條件設(shè)計(jì)要點(diǎn)初次沉淀池對(duì)污水中密度大的的固體懸浮物物進(jìn)行沉淀分分離（1）考慮沉淀污泥發(fā)發(fā)生腐敗，設(shè)設(shè)置刮、排泥泥設(shè)備，迅速速排除污泥（2）考慮固體懸浮物物及污泥上浮浮，設(shè)置浮渣渣去除設(shè)備（3）表面負(fù)荷以255～50m3/（m2·d）為標(biāo)準(zhǔn)（4）進(jìn)水端考慮整流流措施，采用用阻流板、有有孔整流壁、圓圓筒形整流板板（5）采用溢流堰，堰堰上負(fù)荷≤250m3(m·d)為標(biāo)準(zhǔn)（6）長(zhǎng)方形池，最大大水平流速為為7mm/s（7）污泥區(qū)容積，靜靜水壓排泥時(shí)時(shí)，≤2d污泥量；機(jī)機(jī)械排泥時(shí)，考考慮4h排泥量（8）排泥靜水壓≥11.50m二次沉淀池對(duì)污水中以微生物物為主體的、密密度小的、因因水流作用易易發(fā)生上浮的的固體懸浮物物進(jìn)行沉淀分分離`（1）考慮沉淀污泥發(fā)發(fā)生腐敗，設(shè)設(shè)置刮、排泥泥設(shè)備，迅速速排除污泥（2）考慮污泥上浮，設(shè)設(shè)置浮渣去除除設(shè)備（3）表面負(fù)荷以255～30m3/（m2·d）為標(biāo)準(zhǔn)（4）進(jìn)水端考慮整流流措施，采用用阻流板、有有孔整流壁、圓圓筒形整流板板（5）采用溢流堰，堰堰上負(fù)荷≤150m3(m·d)（6）長(zhǎng)方形池，最大大水平流速為為5mm/s（7）主要溢流設(shè)備的的布置，防止止污泥上浮出出流而使處理理水惡化（8）考慮SVI值增增高引起的問(wèn)問(wèn)題（9）排泥靜水壓，生生物膜法后≥1.20mm，曝氣池后≥0.9m二、沉淀池的類(lèi)型型和結(jié)構(gòu)按水流方向劃分沉沉淀池，有平平流式、輻流流式、豎流式式三種形式。每每種沉淀池均均包括五個(gè)區(qū)區(qū)，即進(jìn)水區(qū)區(qū)、沉淀區(qū)、緩緩沖區(qū)、污泥泥區(qū)和出水區(qū)區(qū)。表3-2各種沉沉淀池比較池型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流式（1）沉淀效果好（2）對(duì)沖擊負(fù)荷和溫溫度變化的適適用能力較強(qiáng)強(qiáng)（3）施工簡(jiǎn)易，造價(jià)價(jià)較低（1）池子配水不易均均勻（2）采用多斗排泥時(shí)時(shí)，每個(gè)泥斗斗需要單獨(dú)設(shè)設(shè)排泥管各自自排泥，操作作量大；采用用鏈帶式刮泥泥機(jī)排泥時(shí)，鏈鏈帶的支撐件件和驅(qū)動(dòng)件都都浸于水中，易易銹蝕（1）適用于地下水位位高及地質(zhì)較較差地區(qū)（2）適用于大、中、小小型污水處理理廠豎流式（1）排泥方便，管理理簡(jiǎn)單（2）占地面積小（1）池子深度大，施施工困難（2）對(duì)沖擊負(fù)荷和溫溫度變化的適適用能力較差差（3）造價(jià)較高（4）池徑不宜過(guò)大，否否則布水不勻勻適用于處理水量不不大的小型污污水處理廠輻流式（1）多為機(jī)械排泥，運(yùn)運(yùn)行較好，管管理較簡(jiǎn)單（2）排泥設(shè)備已趨定定型機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜雜，對(duì)施工質(zhì)質(zhì)量要求高（1）適用于地下水位位較高地區(qū)（2）適用于大、中型型污水處理廠廠氣浮氣浮法是以微細(xì)氣氣泡作為載體體，粘附水中中的懸浮顆粒粒上，使其視視密度小于水水，然后顆粒粒被氣泡挾帶帶浮升至水面面與水分離去去除的方法。氣浮法目前在給水水、工業(yè)廢水水和城市污水水處理方面都都有應(yīng)用。一、適用對(duì)象1.固液分離：污水中中固體顆粒粒粒度小，密度度接近或低于于水，很難利利用沉淀法實(shí)實(shí)現(xiàn)固液分離離的各類(lèi)污水水。2.在給水方面，可以以用于高含藻藻水源、低溫溫低濁水源、受受污染水源和和工業(yè)原料鹽鹽水的凈化。3.液液分離：從污水水中分離油類(lèi)類(lèi)。4.生物處理剩余污泥泥濃縮。5.要求獲得比重力沉沉淀更高的水水力負(fù)荷和固固體負(fù)荷，或或用地受到限限制的場(chǎng)合。二、分類(lèi)氣浮法按照產(chǎn)氣方方式不同分為為：溶氣氣浮浮、充氣氣浮浮和電解氣浮浮等主要?dú)飧「》ū容^見(jiàn)表表3-3。表3-3主要?dú)鈿飧》ǖ谋容^較類(lèi)型溶氣氣浮充氣氣浮電解氣浮產(chǎn)氣方式1.加壓溶氣2.真空釋氣1.壓縮空氣通過(guò)微孔孔板2.機(jī)械力高速剪切空空氣電解池極板產(chǎn)生的的氫氣和氧氣氣氣泡尺寸加壓：50-1550μm真空：20-1000μm0.5-1.0mmm氫氣泡≤30μmm氧氣泡≤60μmm表面負(fù)荷5-10m3/（mm2·h）5-10m3/（mm2·h）10-50m3//（m2·h）適用范圍給水凈化、生活污污水、工業(yè)廢廢水處理。可可取代給水和和廢水處理中中的沉淀和澄澄清；可用于于廢水深度處處理的預(yù)處理理及污泥濃縮縮礦物浮選、生活污污水、工業(yè)廢廢水處理。如如油脂、羊毛毛等廢水的初初級(jí)處理。表表面活性劑的的泡沫分離工業(yè)廢水處理。含含各種金屬離離子、油脂、乳乳酪、色度和和有機(jī)物的廢廢水處理混凝和混凝劑混凝的目的在于通通過(guò)向水中投投加一些藥劑劑（通常稱(chēng)為為混凝劑及助助凝劑），使使水中難以沉沉淀的膠體顆顆粒能互相聚聚合，長(zhǎng)大至至能自然沉淀淀的程度。這這個(gè)方法稱(chēng)作作混凝沉淀。在在給水處理和和廢水處理中中混凝沉淀都都是最常用的的方法之一。混凝處理中包括凝凝聚和絮凝兩兩個(gè)階段。在在凝聚階段水水中的膠體雙雙電層被壓縮縮失去穩(wěn)定而而形成較小的的微粒；在絮絮凝階段這些些微?；ハ嗑劬劢Y(jié)（或由于于高分子物質(zhì)質(zhì)的吸附架橋橋作用相助）形形成大顆粒絮絮體，這些絮絮體在一定的的沉淀?xiàng)l件下下可以從水中中分離去除。一、混凝劑與助凝凝劑（一）常用的無(wú)機(jī)機(jī)鹽類(lèi)混凝劑劑常用的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)混混凝劑見(jiàn)表4-3。表4-3常用的的無(wú)機(jī)鹽類(lèi)混混凝劑名稱(chēng)分子式一般介紹精制硫酸鋁Al2(SO4))3·18H2O（1）含無(wú)水硫酸鋁550%~522%（2）適用于水溫為220~40℃（3）當(dāng)pH=4~7時(shí)，主主要去除水中中有機(jī)物pH==5.7~77.8時(shí)，主要去去除水中懸浮浮物pH==6.4~77.8時(shí)，處理濁濁度高、色度度低（小于330度）的水（4）濕式投加時(shí)一般般先溶解成10%~220%的溶液工業(yè)硫酸鋁Al2(SO4))3·18H2O（1）制造工藝較簡(jiǎn)單單（2）無(wú)水硫酸鋁含量量各地產(chǎn)品不不同，設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)一般可采用用20%~225%（3）價(jià)格比精制硫酸酸鋁便宜（4）用于廢水處理時(shí)時(shí)，投加量一一般為50~2000mg/LL（5）其他同精制硫酸酸鋁明礬Al2(SO4))3·K2SO4·24H22O（1）同精制硫酸鋁（2）、（3）（2）現(xiàn)已大部分被硫硫酸鋁所代替替硫酸亞鐵（綠礬）FeSO4·7HH2O（1）腐蝕性較高（22）礬花形成成較快，較穩(wěn)穩(wěn)定，沉淀時(shí)時(shí)間短（3）適用于堿堿度高，濁度度高，pH=8..1~9.66的水，不論論在冬季或夏夏季使用都很很穩(wěn)定，混凝凝作用良好，當(dāng)pH值較低時(shí)（<8.0），常使用氯來(lái)氧化，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，也可以用同時(shí)投加石灰的方法解決三氯化鐵FeCl3·6HH2O（1）對(duì)金屬（尤其對(duì)對(duì)鐵器）腐蝕蝕性大，對(duì)混混凝土亦腐蝕蝕，對(duì)塑料管管也會(huì)因發(fā)熱熱而引起變形形（2）不受溫度影響，礬礬花結(jié)得大，沉沉淀速度快，效效果較好（3）易溶解，易混合合，渣滓少（4）適用最佳pH值值為6.0~88.4聚合氯化鋁[Aln(OH))mCl3n-mm]（通式）簡(jiǎn)寫(xiě)PAC（1）凈化效率高，耗耗藥量少，過(guò)過(guò)濾性能好，對(duì)對(duì)各種工業(yè)廢廢水適應(yīng)性較較廣（2）溫度適應(yīng)性高，pH適用范圍寬寬（可在pH=5~~9的范圍內(nèi)），因因而可不投加加堿劑（3）使用時(shí)操作方便便，腐蝕性小小，勞動(dòng)條件件好（4）設(shè)備簡(jiǎn)單，操作作方便，成本本較三氯化鐵鐵低（5）是無(wú)機(jī)高分子化化合物（二）常用的有機(jī)機(jī)合成高分子子混凝劑及天天然絮凝劑常用的有機(jī)合成高高分子混凝劑劑（又稱(chēng)絮凝凝劑）及天然然絮凝劑見(jiàn)表表4-4。表4-4常用有有機(jī)合成高分分子混凝劑及及天然絮凝劑劑名稱(chēng)分子式或代號(hào)一般介紹聚丙烯酰胺代號(hào)PAM（1）目前被認(rèn)為是最最有效的高分分子之一，在在廢水處理中中常被用作助助凝劑，與鋁鋁鹽或鐵鹽配配合使用（2）與常用混凝劑配配合使用時(shí)，應(yīng)應(yīng)按一定的順順序先后投加加，以發(fā)揮兩兩種藥劑的最最大效果（3）聚丙烯酰胺固體體產(chǎn)品不易溶溶解，宜在有有機(jī)械攪拌的的溶解槽內(nèi)配配制成0.1%~~0.2%的溶液再進(jìn)進(jìn)行投加，稀稀釋后的溶液液保存期不宜宜超過(guò)1~2周（4）聚丙烯酰胺有極極微弱的毒性性，用于生活活飲用水凈化化時(shí)，應(yīng)注意意控制投加量量（5）是合成有機(jī)高分分子絮凝劑，為為非離子型；；通過(guò)水解構(gòu)構(gòu)成陰離子型型，也可通過(guò)過(guò)引入基團(tuán)制制成陽(yáng)離子型型；目前市場(chǎng)場(chǎng)上已有陽(yáng)離離子型聚丙烯烯酰胺產(chǎn)品出出售脫色絮凝劑代號(hào)脫色I(xiàn)號(hào)（1）屬于聚胺類(lèi)高度度陽(yáng)離子化的的有機(jī)高分子子混凝劑，液液體產(chǎn)品固含含量70%，無(wú)色或淺淺黃色透明粘粘稠液體（2）貯存溫度5~445℃，使用pH值7~9，按1：50~1：100稀釋后投加加，投加量一一般為20~1000mg/LL，也可與其其他混凝劑配配合使用（3）對(duì)于印染廠、染染料廠、油墨墨廠等工業(yè)廢廢水處理具有有其他混凝劑劑不能達(dá)到的的脫色效果天然植物改性高分分子絮凝劑（1）由691化學(xué)改性制制得，取材于于野生植物，制制備方便，成成本較低（2）宜溶于水，適用用水質(zhì)范圍廣廣，沉降速度度快，處理水水澄清度好（3）性能穩(wěn)定，不易易降解變質(zhì)（4）安全無(wú)毒天然絮凝劑F691刨花木、白膠粉F703絨稿（灌木類(lèi)、皮皮、根、葉亦亦可）（三）常用的助凝劑劑常用的助凝劑見(jiàn)表表4-5。表4-5常用的的助凝劑名稱(chēng)分子式一般介紹氯Cl2（1）當(dāng)處理高色度廢廢水及用作破破壞水中有機(jī)機(jī)物或去除臭臭味時(shí)，可在在投混凝劑前前先投氯，以以減少混凝劑劑用量（2）用硫酸亞鐵作混混凝劑時(shí)，為為使二價(jià)鐵氧氧化成三價(jià)鐵鐵可在水中投投氯生石灰CaO（1）用于原水堿度不不足（2）用于去除水中的的CO2，調(diào)整pH值（3）對(duì)于印染廢水等等有一定的脫脫色作用活化硅酸、活化水水玻璃、泡花花堿Na2O·xSiiO2·yH2O（1）適用于硫酸亞鐵鐵與鋁鹽混凝凝劑，可縮短短混凝沉淀時(shí)時(shí)間，節(jié)省混混凝劑用量（2）原水渾濁度低、懸懸浮物含量少少及水溫較低低（約在14℃以下）時(shí)使使用，效果更更為顯著（3）可提高濾池濾速速，必須注意意加注點(diǎn)（4）要有適宜的酸化化度和活化時(shí)時(shí)間二、影響混凝效果果的因素與混混凝劑的選擇擇（一）影響混凝效效果的主要因因素影響混凝效果的因因素比較復(fù)雜雜，其中主要要由水質(zhì)本身身的復(fù)雜變化化引起，其次次還要受到混混凝過(guò)程中水水力條件等因因素的影響。1.水質(zhì)工業(yè)廢水中的污染染物成分及含含量隨行業(yè)、工工廠的不同而而千變?nèi)f化，而而且通常情況況下同一廢水水中往往含有有多種污染物物。廢水中的的污染物在化化學(xué)組成、帶帶電性能、親親水性能、吸吸咐性能等方方面都可能不不同，因此某某一種混凝劑劑對(duì)不同廢水水的混凝效果果可能相關(guān)很很大。另外有有機(jī)物對(duì)于水水中的憎水膠膠體具有保護(hù)護(hù)作用，因此此對(duì)于高濃度度有機(jī)廢水采采用混凝沉淀淀方法處理效效果往往不好好。有些廢水水中含有表面面活性劑或活活性染料一類(lèi)類(lèi)污染物質(zhì)，通通常使用的混混凝劑對(duì)它們們的去除效果果也大多不理理想。2.pH值pH值也是影響混凝的的一個(gè)主要因因素。在不同同的pH值條件下，鋁鋁鹽與鐵鹽的的水解產(chǎn)物形形態(tài)不一樣，產(chǎn)產(chǎn)生的混凝效效果也會(huì)不同同。由于混凝凝劑水解反應(yīng)應(yīng)過(guò)程中不斷斷產(chǎn)生H+，因此要保保持水解反應(yīng)應(yīng)充分進(jìn)行，水水中必須有堿堿去中和H+，如堿不足足，水的pH值將下降，水水解反應(yīng)不充充分，對(duì)混凝凝過(guò)程不利。3.水溫對(duì)混凝效果也也有影響，無(wú)無(wú)機(jī)鹽混凝劑劑的水解反應(yīng)應(yīng)是吸熱反應(yīng)應(yīng)，水溫低時(shí)時(shí)不利于混凝凝劑水解。水水的粘度也與與水溫有關(guān)，水水溫低時(shí)水的的粘度大，致致使水分子的的布朗運(yùn)動(dòng)減減弱，不利于于水中污染物物質(zhì)膠粒的脫脫穩(wěn)和聚集，因因而絮凝體形形成不易。4.水力學(xué)條件及混凝凝反應(yīng)的時(shí)間間把一定的混凝劑投投加到廢水中中后，首先要要使混凝劑迅迅速、均勻地地?cái)U(kuò)散到水中中。混凝劑充充分溶解后，所所產(chǎn)生的膠體體與水中原有有的膠體及懸懸浮物接觸后后，會(huì)形成許許許多多微小小的礬花，這這個(gè)過(guò)程又稱(chēng)稱(chēng)為混合。混混合過(guò)程要求求水流產(chǎn)生激激烈的湍流，在在較快的時(shí)間間內(nèi)使藥劑與與水充分混合合，混合時(shí)間間一般要求幾幾十秒至2分鐘?；旌虾献饔靡话憧靠克驒C(jī)械械方法來(lái)完成成。在完成混合后，水水中膠體等微微小顆粒已經(jīng)經(jīng)產(chǎn)生初步凝凝聚現(xiàn)象，生生成了細(xì)小的的礬花，其尺尺寸可達(dá)5μm以上，但還還不能達(dá)到靠靠重力可以下下沉的尺寸（通通常需要0.6～1.0mm以上上）。因此還還要靠絮凝過(guò)過(guò)程使礬花逐逐漸長(zhǎng)大。在在絮凝階段，要要求水流有適適當(dāng)?shù)奈闪鞒坛潭?，為?xì)小小礬花提供相相碰接觸和互互相吸附的機(jī)機(jī)會(huì)，并且隨隨著礬花的長(zhǎng)長(zhǎng)大這種紊流流應(yīng)該逐漸減減弱下來(lái)。反應(yīng)時(shí)間（T）一一般控制在10～30mim。反應(yīng)中平均速度梯梯度（G）一般取30～60s-1，并應(yīng)控控制GT值在104～105范圍內(nèi)。（二）混凝劑的選選擇針對(duì)處理某種特定定的廢水選擇擇適應(yīng)的混凝凝劑時(shí)，通常常由綜合以下下幾方面的考考慮來(lái)確定。（1）處理效果好，對(duì)對(duì)希望去除的的污染物有較較高的去除率率，能滿(mǎn)足設(shè)設(shè)計(jì)要求。為為了達(dá)到這一一目標(biāo)，有時(shí)時(shí)需要兩種或或多種混凝劑劑及助凝劑同同時(shí)配合使用用。（2）混凝劑及助凝劑劑的價(jià)格應(yīng)適適當(dāng)便宜，需需要的投加量量應(yīng)當(dāng)適中，以以防止由于價(jià)價(jià)格昂貴造成成處理運(yùn)行費(fèi)費(fèi)用過(guò)高。（3）混凝劑的來(lái)源應(yīng)應(yīng)當(dāng)可靠，產(chǎn)產(chǎn)品性能比較較穩(wěn)定，并應(yīng)應(yīng)宜于儲(chǔ)存和和投加方便。（4）所有的混凝劑都都不應(yīng)對(duì)處理理出水產(chǎn)生二二次污染。當(dāng)當(dāng)處理出水有有回用要求時(shí)時(shí)，要適當(dāng)考考慮出水中混混凝殘余量所所造成的輕微微色度等影響響（例如采用用鐵鹽作混凝凝劑時(shí)）。結(jié)合以上因素的考考慮，通常采采用實(shí)際廢水水水樣由實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室燒杯試驗(yàn)驗(yàn)，對(duì)宜于采采用的混凝劑劑及投加量來(lái)來(lái)進(jìn)行初步篩篩選確定。在在有條件的情情況下，一般般還應(yīng)對(duì)初步步確定的結(jié)果果進(jìn)行擴(kuò)大的的動(dòng)態(tài)連續(xù)試試驗(yàn)，以求取取得可靠的設(shè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。第五章中和及pHH值的控制含酸堿廢水來(lái)源很很廣，化工廠廠、化纖廠、電電鍍廠、煉油油廠以及金屬屬酸洗車(chē)間等等都排出酸性性廢水。有的的廢水含有無(wú)無(wú)機(jī)酸如硫酸酸、鹽酸等；；有的則含有有蟻酸、醋酸酸等有機(jī)酸；；有的則兼而而有之。廢水水含酸濃度差差別很大，從從小于1%到10%以上。造紙紙廠、印染廠廠、金屬加工工廠等排出堿堿性廢水，大大多數(shù)情況下下為無(wú)機(jī)堿，也也有些廢水含含有機(jī)堿。其其中某些廢水水含堿濃度很很高，最高可可達(dá)百分之幾幾。廢水中除除含酸、堿外外，還可能含含有酸式鹽、堿堿式鹽，以及及其他的無(wú)機(jī)機(jī)物、有機(jī)物物等物質(zhì)。將將酸和堿隨意意排放會(huì)對(duì)環(huán)環(huán)境造成污染染和破壞，而而且也是一種種資源的浪費(fèi)費(fèi)。因此，對(duì)對(duì)酸、堿廢水水首先應(yīng)考慮慮回收和綜合合利用。當(dāng)酸酸、堿廢水的的濃度較高時(shí)時(shí)，例如達(dá)3%～5%以上，往往往存在回用和和綜合利用的的可能性。例例如用以制造造硫酸亞鐵、硫硫酸鐵、石膏膏、化肥，也也可以考慮供供其他工廠使使用等。當(dāng)濃濃度不高（例例如小于2%），回收或或綜合利用經(jīng)經(jīng)濟(jì)意義不大大時(shí)，才考慮慮中和處理。一、原理用化學(xué)法去除廢水水中過(guò)量的酸酸或堿，使其其pH值達(dá)到中性性左右的過(guò)程程稱(chēng)為中和。處處理含酸廢水水時(shí)通常以堿堿和堿性氧化化物為中和劑劑，而處理堿堿性廢水則以以酸或酸性氧氧化物作中和和劑。在工業(yè)廢水處理中中，中和處理理常常用于以以下幾種情況況：（1）在廢水排入水體體之前，因?yàn)闉樗飳?duì)對(duì)pH值的變化極極其敏感，當(dāng)當(dāng)大量廢水排排入后使水體體的pH值變得偏酸酸或偏堿時(shí)，會(huì)會(huì)產(chǎn)生不良影影響；（2）在廢水排入城市市排水管道之之前，由于酸酸、堿對(duì)排水水管道產(chǎn)生腐腐蝕作用，一一般城市排水水管道對(duì)排入入工業(yè)廢水的的pH值都有明確確的規(guī)定；（3）在廢水需要進(jìn)行行化學(xué)或生物物處理之前，對(duì)對(duì)于化學(xué)處理理（例如凝聚聚、除磷等），要要求廢水的pH值升高或降降低到某一需需要的最佳值值。對(duì)于生物物處理，廢水水的pH值通常應(yīng)維維持在6.5～8.5范圍內(nèi)，以以保證處理構(gòu)構(gòu)筑物的微生生物維持最佳佳活性。對(duì)于中和處理，首首先應(yīng)當(dāng)考慮慮以廢治廢的的原則，例如如將酸性廢水水與堿性廢水水互相中和，或或者利用廢堿堿渣（電石渣渣、碳酸鈣堿堿渣等）中和和酸性廢水。在在沒(méi)有這些條條件時(shí)，才采采用藥劑（中中和劑）中和和處理法。酸性廢水中和處理理經(jīng)常采用的的中和劑有石石灰、石灰石石、白云石、氫氫氧化鈉、碳碳酸鈉等。堿堿性廢水中和和處理則通常常采用鹽酸和和硫酸。選用用哪種中和劑劑要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)濟(jì)比較和優(yōu)缺缺點(diǎn)的比較。表3-6和表3-7中列出了常用的中和劑及消耗量參考數(shù)據(jù)。表3-6堿性中中和劑的單位位消耗量酸類(lèi)名稱(chēng)中和1g酸所需堿堿性物質(zhì)的量量/gCaOCa(OH)2CaCO3MgCO3CaCO3-MggCO3硫酸（H2SO44）0.5710.7551.020.860.94鹽酸（HC1）0.771.011.371.151.29硝酸（HNO3）0.4450.590.7950.6680.732醋酸（HCH3CCOOH）0.4660.6160.830.695表3-7酸性中和和劑的單位消消耗量堿類(lèi)名稱(chēng)中和1g堿所需酸酸性物質(zhì)的量量/gH2SO4HC1HNO3100%98%100%36%100%65%NaOH1.221.240.912.531.372.42KOH0.880.900.651.801.131.74Ca(OH)21.321.340.992.741.702.62NH32.882.932.125.903.715.70二、類(lèi)型酸性廢水的中和法法可分為三類(lèi)類(lèi)：酸性廢水水與堿性廢水水混合、投藥藥中和及過(guò)濾濾中和。（一）酸、堿性廢廢水中和法這種中和方法是將將酸性廢水和和堿性廢水共共同引入中和和池中，并在在池內(nèi)進(jìn)行混混合攪拌。中中和結(jié)果，應(yīng)應(yīng)該使廢水呈呈中性或弱堿堿性。根據(jù)質(zhì)質(zhì)量守恒原理理計(jì)算酸、堿堿廢水的混合合比例或流量量，并且實(shí)際際需要量略大大于計(jì)算量。當(dāng)酸、堿廢水的流流量和濃度經(jīng)經(jīng)常變化，而而且波動(dòng)很大大時(shí)，應(yīng)該設(shè)設(shè)調(diào)節(jié)池加以以調(diào)節(jié)，中和和反應(yīng)則在中中和池進(jìn)行，其其容積應(yīng)按1.5-22.0h的廢水量考考慮。（二）投藥中和法法酸性廢水中和處理理采用中和劑劑有石灰、石石灰石、白云云石、氫氧化化鈉、碳酸鈉鈉等。其中碳碳酸鈉因價(jià)格格較貴，一般般較少采用。石石灰來(lái)源廣泛泛，價(jià)格便宜宜，所以使用用較廣。用石石灰作中和劑劑能夠處理任任何濃度的酸酸性廢水。最最常采用的是是石灰乳法。氫氫氧化鈣對(duì)廢廢水雜質(zhì)具有有混聚作用，因因此它適用于于含雜質(zhì)多的的酸性廢水。用石灰中和酸的反反應(yīng)：H2SO4+Ca(00H)2→CaSO4↓+2H2O2HNO3+Caa(OH)22→Ca(NOO3)2+2H2O2HC1+Ca((OH)2→CaC12+2H2O當(dāng)廢水中含有其他他金屬鹽類(lèi)例例如鐵、鉛、鋅鋅、銅等時(shí)，也也能生成沉淀淀：ZnSO4+Caa(OH)22→Zn(OHH)2↓+CaSOO4↓FeC12+Caa(OH)22→Fe(OHH)2↓+CaC112PbC12+Caa(OH)22→Pb(OHH)2↓+CaC112計(jì)算中和藥劑的投投量時(shí)，應(yīng)增增加與重金屬屬化合產(chǎn)生沉沉淀的藥量。（三）過(guò)濾中和法法這種方法適用于含含硫酸濃度不不大于2～3g/L和生成易溶溶鹽的各種酸酸性廢水的中中和處理。使酸性廢水通過(guò)具具有中和能力力的濾料，例例如石灰石、白白云石、大理理石等，即產(chǎn)產(chǎn)生中和反應(yīng)應(yīng)。例如石灰灰石與酸的反反應(yīng)：2HC1+CaCCO3→CaC12+H2O+CO2↑H2SO4+CaCOO3→CaSO4+H2O+CO2↑2HNO3+CaaCO3→Ca(NOO3)2+H2O+CO2↑白云石與硫酸的反反應(yīng)：2H2SO4+CCaCO3·MgCOO3→CaSO4↓+MgSOO4+2H2O+2COO2↑采用白云石為中和和濾料時(shí)，由由于MgSO4的溶解度很很大，不致造造成中和的困困難，而產(chǎn)生生的石膏量?jī)H僅為石灰石反反應(yīng)生成物的的一半，因此此進(jìn)水的硫酸酸允許濃度可可以提高；不不過(guò)白云石的的缺點(diǎn)是反應(yīng)應(yīng)速度比石灰灰石慢。用石灰石做濾料時(shí)時(shí)，進(jìn)水含硫硫酸濃度應(yīng)小小于2000mmg/L；用白云石石做濾料時(shí)，應(yīng)應(yīng)小于4000mmg/L。當(dāng)進(jìn)水的的硫酸濃度短短期超過(guò)限值值時(shí)，應(yīng)及時(shí)時(shí)采取措施，降降低進(jìn)水量（多多余的廢水可可在調(diào)節(jié)池內(nèi)內(nèi)暫時(shí)儲(chǔ)存），同同時(shí)用清潔水水反沖、稀釋釋。當(dāng)濾料使使用到一定期期限，濾料中中的無(wú)效成分分積累過(guò)多時(shí)時(shí)，可逐漸降降低濾速，以以最大限度地地消耗掉濾料料。在生產(chǎn)實(shí)實(shí)踐中，一般般都是根據(jù)運(yùn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，總總結(jié)出每處理理一定的水量量補(bǔ)充一定量量的濾料。同同時(shí)，按照每每消耗一定量量的濾料，進(jìn)進(jìn)行一次清渣渣。過(guò)濾中和時(shí)，廢水水中不宜有濃濃度過(guò)高的重重金屬離子或或惰性物質(zhì)，要要求重金屬離離子含量小于于50mg//L，以免在濾濾料表面生成成覆蓋物，使使濾料失效。含HF的廢水中和過(guò)濾時(shí)時(shí)，因CaF2溶解度很小小，要求HF濃度小于300mgg/L。如濃度超超過(guò)限值，宜宜采用石灰乳乳進(jìn)行中和。過(guò)濾中和法的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是操作管理理簡(jiǎn)單，出水水pH值較穩(wěn)定，不不影響環(huán)境衛(wèi)衛(wèi)生，沉渣少少，一般少于于廢水體積的的0.1%；缺點(diǎn)是進(jìn)進(jìn)水酸的濃度度受到限制。（四）堿性廢水的的中和處理堿性廢水的中和處處理法有用酸酸性廢水中和和、投酸中和和和煙道氣中中和三種。在采用投酸中和法法時(shí)，由于價(jià)價(jià)格上的原因因，通常多使使用93%～96%的工業(yè)濃硫硫酸。在處理理水量較小的的情況下，或或有方便的廢廢酸可利用時(shí)時(shí)，也有利用用鹽酸中和法法的。在投加加酸之前，一一般先將酸稀稀釋成10%左右的濃度度，然后按設(shè)設(shè)計(jì)要求的投投量經(jīng)計(jì)量泵泵計(jì)量后加到到中和池。在原水pH值和流流量都比較穩(wěn)穩(wěn)定的情況下下，可以按一一定比例連續(xù)續(xù)加酸。當(dāng)水水量及pH值經(jīng)常有變變化時(shí)，應(yīng)當(dāng)當(dāng)考慮設(shè)計(jì)自自動(dòng)加藥系統(tǒng)統(tǒng)，例如采用用HBPH--3型工業(yè)酸度度計(jì)與CHEM--TECH型系列計(jì)量量泵組合成的的自動(dòng)pH控制系統(tǒng)，已已比較廣泛地地用于廢水處處理工程。由于酸的稀釋過(guò)程程中大量放熱熱，而且在熱熱的條件下酸酸的腐蝕性大大大增強(qiáng)，所所以不能采用用將酸直接加加到管道中的的做法，否則則管道很快將將被腐蝕。一一般應(yīng)該設(shè)計(jì)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的中和池，并并保證一定的的容積，通常?？砂?～5min的停留時(shí)間間考慮。如果果采用其他材材料制作中和和池或中和槽槽時(shí)，則應(yīng)該該充分考慮到到防腐及耐熱熱性能的要求求。煙道氣中含有COO2和SO2，溶于水中中形成H2CO3和H2SO3，能夠用來(lái)來(lái)使堿性廢水水得到中和。用用煙道氣中和和的方法有兩兩種，一是將將堿性廢水作作為濕式降塵塵器的噴淋水水，另一種是是使煙道氣通通過(guò)堿性廢水水。這種中和和方法效果良良好；其缺點(diǎn)點(diǎn)是會(huì)使處理理后的廢水中中懸浮物含量量增加，硫化化物和色度也也都有所增加加，需要進(jìn)行行進(jìn)一步處理理。第六章膜法水處理技術(shù)術(shù)第一節(jié)概論膜，更準(zhǔn)確而言是是半滲透膜，它它是一薄層物物質(zhì)，當(dāng)一定定的推動(dòng)力應(yīng)應(yīng)用于膜兩側(cè)側(cè)時(shí)，它能按按照物質(zhì)的物物理化學(xué)性質(zhì)質(zhì)使物質(zhì)進(jìn)行行分離。通常常，膜是按照照物質(zhì)的分離離范圍和應(yīng)用用的推動(dòng)力來(lái)來(lái)分類(lèi)。在解決水水資源缺乏的的問(wèn)題上，膜膜分離過(guò)程起起到了非常重重要的作用。在在廢水或污水水排放之前，膜膜分離過(guò)程可可以用于廢水水或污水處理理；在廢水進(jìn)進(jìn)入污水系統(tǒng)統(tǒng)之前，膜分分離過(guò)程可以以用于回收工工業(yè)上有用的的物質(zhì)；當(dāng)然然膜分離過(guò)程程也可以用于于生產(chǎn)飲用水水。在生產(chǎn)飲飲用水方面，使使用膜人們可可以利用大量量的海水資源源；此外，在在水與廢水循循環(huán)回用方面面，膜的特殊殊作用顯得十十分重要。膜分離技術(shù)術(shù)在水處理中中的應(yīng)用，即即可用于給水水處理也可用用于廢水處理理。膜技術(shù)應(yīng)用用于水處理具具有以下優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：處理各種濾液，能能得到高質(zhì)量量的濾出水；；膜過(guò)程可通過(guò)模擬擬裝置加以實(shí)實(shí)現(xiàn)，而且可可以連續(xù)操作作；對(duì)滲透液具有以一一定比例循環(huán)環(huán)作為工藝用用水或再利用用的潛力。膜技術(shù)應(yīng)用于水處處理具也存在在以下缺點(diǎn)：：膜的相容性與孔的的大小、水的的pH值以及水的的溫度等許多多因素有關(guān)；；在某些情況下易生生成污垢，使使得在一些特特殊應(yīng)用中膜膜的壽命較短短與傳統(tǒng)的物理化學(xué)學(xué)處理相比，一一般投資費(fèi)用用較高。膜的使用壽命，短短的只有幾個(gè)個(gè)月，但通常常是3-7年，有的管管式膜系統(tǒng)可可超過(guò)15年。影響膜膜的使用壽命命的因素很多多，通常有加加料貯槽和泵泵的匹配性能能，預(yù)處理效效果，滲透液液的貯存裝置置以及膜的清清洗系統(tǒng)和效效果等。21世紀(jì)膜分離的應(yīng)用用將持續(xù)增長(zhǎng)長(zhǎng)，尤其是微微濾/超濾、微濾/反滲透、微微濾/超濾/反滲透或鈉鈉濾結(jié)合的膜膜處理過(guò)程。增增長(zhǎng)的領(lǐng)域包包括：飲用水處理工業(yè)廢水的脫色垃圾填埋場(chǎng)滲濾液液處理膜生物反應(yīng)器的應(yīng)應(yīng)用5.水的回收與循環(huán)利利用等第二節(jié)膜分離過(guò)程程膜分離技術(shù)受到廣廣泛的注意，發(fā)發(fā)展迅速，是是因?yàn)槟し蛛x離對(duì)混合物中中各組分的選選擇性很高，在在分離過(guò)程中中混合物主體體沒(méi)有相變，所所用的設(shè)備裝裝填密度大、效效率高。1.水處理和膜膜分離1）用水水的凈化與純化包包括從水中去去除懸浮物、細(xì)細(xì)菌、病毒、無(wú)無(wú)機(jī)物、農(nóng)藥藥、有機(jī)物和和溶解氣體，在在這方面，膜膜分離技術(shù)發(fā)發(fā)揮了其獨(dú)特特的作用。2）工業(yè)用水日產(chǎn)高達(dá)數(shù)千噸以以致數(shù)萬(wàn)噸的的反滲透水處處理裝置廣泛泛地應(yīng)用于電電子、電力、醫(yī)醫(yī)藥、化工、飲飲料、冶金等等領(lǐng)域，反滲滲透是超純水水和純水制備備的優(yōu)選方法法；膜軟化是是基于鈉濾膜膜對(duì)二價(jià)離子子，特別是二二價(jià)陰離子的的高脫除性而而開(kāi)發(fā)新型的的膜分離過(guò)程程，膜軟化工工藝在美國(guó)應(yīng)應(yīng)用已很普遍遍，特別是新新建的軟化廠廠多采用此新新工藝。3）工業(yè)廢水和市政政廢水城市污水處理達(dá)標(biāo)標(biāo)排放僅僅是是基本要求，污污水是否能再再生回用，能能再生到什么么程度，是否否經(jīng)濟(jì)可行，這這是廢水資源源化的關(guān)鍵。實(shí)實(shí)踐表明，常常規(guī)處理與膜膜法結(jié)合可給給出各種標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、供不同用用途的再生水水，最后反滲滲透的產(chǎn)水完完全符合飲用用水標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)浸沒(méi)式膜生生物反應(yīng)器在在污水處理和和資源化方面面倍受重視，已已有商品化設(shè)設(shè)，適用于中中小型污水處處理廠。2.膜的定義和和分類(lèi)膜是分離兩相和作作為選擇性傳傳遞物質(zhì)的屏屏障。膜可以是固態(tài)的，也可以是液液態(tài)的；膜的的結(jié)構(gòu)可能是是均質(zhì)的，也也可能是非均均質(zhì)的；膜可可以是中性的的，也可以是是帶電的；膜膜傳遞過(guò)程可可以是主動(dòng)傳傳遞過(guò)程，也也可以是被動(dòng)動(dòng)傳遞過(guò)程。膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)決定定了分離機(jī)理理，從而也決決定了其應(yīng)用用。按膜結(jié)構(gòu)構(gòu)分類(lèi)可分為為對(duì)稱(chēng)膜和不不對(duì)稱(chēng)膜。按化學(xué)組成分類(lèi)可可分為有機(jī)材材料類(lèi)和無(wú)機(jī)機(jī)材料類(lèi)。按分離機(jī)理分類(lèi)，膜膜大致可分為為多孔膜、無(wú)無(wú)孔膜和載體體膜。多孔膜膜在處理溶液液時(shí)根據(jù)顆粒粒大小進(jìn)行分分離，主要用用于超濾和微微濾。無(wú)孔膜膜利用分離體體系中各組分分溶解度或擴(kuò)擴(kuò)散系數(shù)的差差異進(jìn)行分離離，主要用于于氣體分離、透透析、蒸汽滲滲透等過(guò)程。載載體膜是通過(guò)過(guò)載體分子對(duì)對(duì)某一組分高高度專(zhuān)一的親親和性來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)不同組分間間的分離的，通通過(guò)膜的組分分可以是氣體體、液體、離離子或非離子子。按幾何形狀分類(lèi)，有有平板式、管管式、毛細(xì)管管式和中空纖纖維式。后三三種皆為管狀狀膜，直徑大大于10mmm的為管式膜膜；直徑在0.5-100mm之間的的是毛細(xì)管式式膜；直徑小小于0.5mmm的為中空空纖維膜。管管狀膜直徑越越小，則單位位體積里的膜膜面積越大。3.膜分離的定定義和分類(lèi)所有分離過(guò)程都是是利用在某種種環(huán)境中混合合物各組分性性質(zhì)的差異進(jìn)進(jìn)行分離。膜膜分離過(guò)程是是以選擇性透透過(guò)膜為分離離介質(zhì)，在兩兩側(cè)加以某種種推動(dòng)力時(shí)，原原料側(cè)組分選選擇性地透過(guò)過(guò)膜，從而達(dá)達(dá)到分離或提提純的目的。1）反滲透和納濾反滲透已成為海水水淡化最經(jīng)濟(jì)濟(jì)的技術(shù)，也也是苦咸水淡淡化的主要手手段，它已成成為超純水和和純水制備的的優(yōu)選技術(shù)；；另外在各種種料液的分離離、純化和濃濃縮以及廢液液的再生回用用方面都發(fā)揮揮了重大作用用。我國(guó)反滲透技術(shù)能能在海水淡化化、脫水濃縮縮、高溫水再再用、市政和和工業(yè)廢水處處理與再用領(lǐng)領(lǐng)域發(fā)揮其應(yīng)應(yīng)有的作用。納濾膜介于反滲透透膜和超濾膜膜之間，是近近10多年發(fā)展較較快的膜品種種。a.反滲透原理理當(dāng)用一個(gè)半透性膜膜分離兩種不不同濃度的溶溶液時(shí)，膜僅僅允許溶劑分分子通過(guò)。由由于濃溶液中中溶劑的化學(xué)學(xué)勢(shì)低于它在在稀溶液中的的化學(xué)勢(shì)，稀稀溶液中的溶溶劑分子自發(fā)發(fā)地透過(guò)半透透膜向濃溶液液中遷移。b.反滲透膜與與納濾膜及其其組件c.反滲透膜與與納濾膜由于反滲透膜與納納濾膜多種多多樣，主要有有平板不對(duì)稱(chēng)稱(chēng)膜、不對(duì)稱(chēng)稱(chēng)平板復(fù)合膜膜、管式不對(duì)對(duì)稱(chēng)膜、中空空纖維不對(duì)稱(chēng)稱(chēng)膜、中空纖纖維復(fù)合膜等等。目前平板板不對(duì)稱(chēng)膜和和中空纖維膜膜占據(jù)了市場(chǎng)場(chǎng)絕大部分的的份額。d.反滲透膜與與納濾膜組件件反滲透過(guò)程的經(jīng)濟(jì)濟(jì)性和實(shí)用性性決定于組見(jiàn)見(jiàn)的價(jià)格和性性能。它對(duì)組組件的機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度、流體力力學(xué)結(jié)構(gòu)及經(jīng)經(jīng)濟(jì)性都有較較高的要求。e.反滲透與納納濾工藝流程程反滲透與納濾工藝藝流程通常包包括前處理工工藝、膜分離離工藝和后處處理工藝三部部分。為減少少料液在膜分分離過(guò)程中對(duì)對(duì)膜的污染和和化學(xué)損傷，必必須對(duì)料液進(jìn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)預(yù)處理。在實(shí)實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)對(duì)溶液的分離離有不同的要要求，必須選選用合適的膜膜和組件形式式，應(yīng)該通過(guò)過(guò)計(jì)算確定組組件的排列和和操作條件。f.反滲透與納納濾應(yīng)用反滲透應(yīng)用領(lǐng)域可可分為兩大類(lèi)類(lèi)：水純化和和溶質(zhì)濃縮。主主要用于水的的純化，如海海水和苦咸水水脫鹽制飲用用水，以及制制備半導(dǎo)體工工業(yè)、醫(yī)藥、化化學(xué)工業(yè)中所所需的超純水水。納濾膜對(duì)Na+和和Cl-單價(jià)離子的的截留率較低低，實(shí)踐證明明納濾可以代代替沉淀、pH調(diào)節(jié)和蒸發(fā)發(fā)等過(guò)程，達(dá)達(dá)到產(chǎn)品純化化和濃縮的目目的，是一新新的高效節(jié)能能的過(guò)程。此此外納濾在有有機(jī)小分子與與鹽的分離與與濃縮、去除除無(wú)脂奶粉的的異味等方面面得到了廣泛泛的應(yīng)用。2）超濾a.超濾原理超濾膜多為不對(duì)稱(chēng)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，由一一層極薄、具具有一定尺寸寸孔徑的表皮皮層和一層較較厚、具有海海綿狀或指定定結(jié)構(gòu)的多孔孔層組成。前前者起分離作作用，后者起起支撐作用。在在超濾膜分離離過(guò)程中，膜膜的孔徑大小小和膜表面的的化學(xué)性質(zhì)等等將分別起著著不同的分離離作用。一般般情況下，超超濾膜的性能能指標(biāo)有滲透透通量和截留留率。超濾膜的耐壓性、耐耐清洗性、耐耐溫性等性能能對(duì)于工業(yè)應(yīng)應(yīng)用是非常重重要的。目前前商品化的有有機(jī)材質(zhì)的超超濾膜都是采采用相轉(zhuǎn)化法法制得的。b.超濾操作工工藝超濾的基本操作有有以下三種。重過(guò)濾濾操作，用于于大分子和小小分子的分離離。間歇操操作，常用于于小規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)。連續(xù)式式操作，常用用于大規(guī)模生生產(chǎn)。c.超濾應(yīng)用超濾在需將尺寸較較大的分子或或微粒與低分分子物質(zhì)或溶溶劑分離的領(lǐng)領(lǐng)域得到廣泛泛應(yīng)用。超濾濾裝置可單獨(dú)獨(dú)運(yùn)行，也可可與其他處理理設(shè)備結(jié)合應(yīng)應(yīng)用于各種分分離過(guò)程中。超超濾已成為蛋蛋白和酶純化化和濃縮的高高效過(guò)程。超超濾濃縮的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)是無(wú)相變變、一般不需需加熱、工序序簡(jiǎn)單、適用用pH范圍寬和防防止失活等，很很適用于熱敏敏性物質(zhì)的分分離濃縮。3）微濾微濾（MF）是一一種與常規(guī)的的粗濾十分相相似的膜過(guò)程程。微孔濾膜膜具有比較整整齊、均勻的的多孔結(jié)構(gòu)，孔孔徑范圍0.05--10um，使過(guò)濾從從一般只有比比較粗造的相相對(duì)性質(zhì)過(guò)度度到精密的絕絕對(duì)性質(zhì)，主主要用于對(duì)懸懸浮液和乳液液進(jìn)行截留。微濾原理微濾又稱(chēng)為精過(guò)濾濾，其基本原原理屬于篩網(wǎng)網(wǎng)狀過(guò)濾，在在靜壓差作用用下，小于膜膜孔的粒子通通過(guò)濾膜，大大于膜孔的粒粒子則被截留留到膜表面，使使大小不同的的組分得以分分離，操作壓壓力為0.7-77kPa。除此以外外，還有膜表表面層的吸附附截留和架橋橋截留，以及及膜內(nèi)部的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中截留。微濾操作工藝微濾有兩種操作工工藝：死端過(guò)濾在死端過(guò)濾時(shí)，溶溶劑和小于膜膜孔的溶質(zhì)在在壓力驅(qū)動(dòng)下下透過(guò)膜，大大于膜孔的顆顆粒被截留，通通常堆積在膜膜表面上。死死端過(guò)濾是間間隙式的，必必須周期性地地停下來(lái)清洗洗膜表面的污污染層或更換換膜。錯(cuò)流過(guò)濾在泵的推動(dòng)下料液液平行于膜面面流動(dòng)，與死死端過(guò)濾不同同的是料液流流經(jīng)膜面時(shí)產(chǎn)產(chǎn)生的剪切力力把膜表面上上的滯留的顆顆粒帶走，從從而使污染層層保持在一個(gè)個(gè)較薄的水平平。微濾膜微濾膜屬于篩網(wǎng)狀狀過(guò)濾介質(zhì)，具具有形態(tài)整齊齊的結(jié)構(gòu)，使使所有比網(wǎng)孔孔大的粒子全全部攔截在膜膜表面上。目前市場(chǎng)上的微孔孔濾膜的材質(zhì)質(zhì)可分為有機(jī)機(jī)和無(wú)機(jī)兩大大類(lèi)。有機(jī)材材質(zhì)主要是聚聚合物，常通通過(guò)相轉(zhuǎn)化、拉拉伸、燒結(jié)、徑徑跡刻蝕等方方法制備。微濾膜的應(yīng)用微濾是所有膜過(guò)程程中應(yīng)用最普普遍、銷(xiāo)售額額最大的一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)。工業(yè)業(yè)上，微濾主主要用于將大大于0.1um的粒子與溶溶液分開(kāi)的場(chǎng)場(chǎng)合，它的最最大市場(chǎng)是制制藥行業(yè)的除除菌過(guò)濾和電電子工業(yè)用高高純水的制備備。其最新的的應(yīng)用領(lǐng)域是是生物技術(shù)和和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)領(lǐng)域技術(shù)。4）滲析滲析；也是透析，是是溶質(zhì)自身濃濃度梯度作用用下膜的上游游傳下下游的的過(guò)程。由于于分子大小及及溶解度不同同，使得不同同溶質(zhì)的擴(kuò)散散速率不同，從從而實(shí)現(xiàn)分離離。傳質(zhì)理論原料液和透析掖流流向通常是逆逆向的，也可可以是同向的的。若溶劑與與溶液中其他他組分之間不不存在耦合作作用，則在滲滲透壓的作用用下溶劑從低低濃度側(cè)流向向高濃度側(cè)；；若原料液側(cè)側(cè)壓力高于滲滲透壓側(cè)，則則溶劑從原料料液側(cè)流向滲滲透壓側(cè)。滲析膜透析主要用于從高高分子量物質(zhì)質(zhì)中分離出低低分子量組分分，基于不同同組分物化性性質(zhì)和分子尺尺寸的差異，導(dǎo)導(dǎo)致其在膜的的擴(kuò)散速率不不同而實(shí)現(xiàn)分分離的。c.滲析應(yīng)用用目前滲析最主要的的用途是血液液透析，即以以透析膜代替替腎除去尿素素、肌酸酐、磷磷酸鹽和尿酸酸等有毒的低低分子量組分分，以緩解腎腎衰竭和尿毒毒病患者的病病情。5）電滲析電滲析是在直流電電場(chǎng)作用下，以以電位差為推推動(dòng)力，利用用離子交換膜膜的選擇透過(guò)過(guò)性，把電解解質(zhì)從溶液中中分離出來(lái)，從從而實(shí)現(xiàn)溶液液的濃縮、淡淡化、精制和和提純。電滲析的基本原理理在陰極和陽(yáng)極之間間交替排列一一系列陰離子子交換膜和陽(yáng)陽(yáng)離子交換膜膜。陰離子交交換膜能使陰陰離子透過(guò)，陽(yáng)陽(yáng)離子交換膜膜能使陽(yáng)離子子透過(guò)。離子交換膜目前離子交換膜的的種類(lèi)很多，常常用的膜按功功能分有陰離離子交換膜和和陽(yáng)離子交換換膜。強(qiáng)酸性陽(yáng)膜陽(yáng)離子交換換膜中等酸性陽(yáng)陽(yáng)膜弱酸性陽(yáng)膜膜強(qiáng)堿性陰膜膜陰離子交換膜中等等堿性陰膜弱堿性陰膜弱堿性陰膜電滲析的應(yīng)用目前電滲析已是一一種相當(dāng)成熟熟的膜分離技技術(shù)，主要用用途是苦咸水水淡化、生產(chǎn)產(chǎn)飲用水、濃濃縮海水制鹽鹽以及體系中中脫除電解質(zhì)質(zhì)。第三節(jié)膜組件工業(yè)應(yīng)用中通常需需要較大面積積的膜。安裝裝膜的最小單單元稱(chēng)為膜組組件。膜組件件的設(shè)計(jì)有很很多種形式，它它們均根據(jù)兩兩種膜結(jié)構(gòu)形形式設(shè)計(jì)：平板膜和管式膜。板板框式和卷式式膜組件使用用平板膜，管管式、毛細(xì)管管式和中空纖纖維膜組件均均使用管式膜膜。板框式膜組件板框式膜組件的突突出優(yōu)點(diǎn)是操操作靈活，其其主要特點(diǎn)有有：1）組裝簡(jiǎn)單、堅(jiān)固固，對(duì)壓力變變動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)作作業(yè)的可靠性性較大；2）可以簡(jiǎn)單的增加加膜的層數(shù)實(shí)實(shí)現(xiàn)增大處理理量；3）每?jī)善ぶg的的滲透物都是是被單獨(dú)引出出來(lái)的，可以以通過(guò)關(guān)閉個(gè)個(gè)別膜來(lái)消除除操作中的故故障，而不必必使整個(gè)組件件停止運(yùn)行。板框式膜組件可用用于反滲透、超超濾和滲透汽汽化過(guò)程。在在不同的過(guò)程程中，組件的的具體設(shè)計(jì)也也不相同。2.卷式膜組件件卷式膜組件是目前前反滲透、超超濾及氣體分分離過(guò)程中最最重要的膜組組件形式，也也有少量用于于滲透汽化過(guò)過(guò)程。對(duì)于不同的處理對(duì)對(duì)象，可對(duì)卷卷式膜組件的的結(jié)構(gòu)作相應(yīng)應(yīng)的改進(jìn)。3.管式膜組件件管式膜組件是由園園管式的膜及及膜的支撐構(gòu)構(gòu)成。由于膜膜本身的強(qiáng)度度不夠，因此此在壓力下工工作時(shí)需要具具有良好透水水性能和高強(qiáng)強(qiáng)度的材料支支撐。管式膜的流道較大大，對(duì)料液中中雜質(zhì)含量的的要求不高，可可用于處理高高固含量的料料液。膜面的的清洗不僅可可以用化學(xué)方方法，而且也也可以用海綿綿球之類(lèi)的機(jī)機(jī)械清洗方法法。4.毛細(xì)管膜組組件毛細(xì)管膜組件的結(jié)結(jié)構(gòu)類(lèi)似于管管式膜。由于于膜的孔徑較較?。?.5-6mmm），能承承受高壓，所所以不用支撐撐管。毛細(xì)管管膜組件裝填填密度較大，制制造費(fèi)用較低低，但壓縮強(qiáng)強(qiáng)度較小，在在多數(shù)情況下下料液的流動(dòng)動(dòng)為層流。目目前用于超濾濾、滲析、滲滲透汽化過(guò)程程以及某些氣氣體滲透過(guò)程程。5.中空纖維膜膜組件中空纖維膜組件與與毛細(xì)管膜組組件的形式相相同，差別在在于膜的規(guī)格格不同。通常常中空纖維的的外徑約40-2550um，外徑與內(nèi)內(nèi)徑之比為2-4。中空纖維最主要的的優(yōu)點(diǎn)是裝填填密度很高，可可達(dá)160000-300000m2/m對(duì)反滲透、氣氣體分離、膜膜接觸器、液液膜等單位面面積滲透通量量很小的過(guò)程程是非常有利利的。第七章廢水生物處理技技術(shù)第一節(jié)概論生物處理的目的是是去除有機(jī)物物植物性營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)物以及通過(guò)過(guò)生物絮凝去去除膠體，同同時(shí)也可以獲獲得能量和產(chǎn)產(chǎn)品。其主要要機(jī)理是微生生物代謝。生生物處理工藝藝廣泛應(yīng)用于于城市污水和和各類(lèi)有機(jī)工工業(yè)廢水處理理。按照微生物對(duì)氧的的需求，生物物法分為好氧氧、厭氧（含含缺氧）兩類(lèi)類(lèi)；按微生物物生長(zhǎng)方式分分為懸浮生長(zhǎng)長(zhǎng)、固著生長(zhǎng)長(zhǎng)、混合生長(zhǎng)長(zhǎng)3類(lèi)。還可以以按照操作條條件和用途分分類(lèi)。常用的好氧生物處處理工藝包括括：普通活性性污泥法、氧氧化溝、間歇歇式活性污泥泥法、生物接接觸氧化法、生生物轉(zhuǎn)盤(pán)以及及曝氣生物濾濾池等。常用的厭氧生物處處理工藝包括括：水解酸化化池、普通厭厭氧消化池、厭厭氧接觸法、厭厭氧濾池、升升流式厭氧污污泥床反應(yīng)器器（UASB）、厭氧流流化床以及EGSB反應(yīng)器、IC反應(yīng)器等。通常在廢水處理工工程實(shí)踐中，往往往是將厭氧氧、缺氧、好好氧工藝進(jìn)行行合理組合，以以彌補(bǔ)不同處處理方法的缺缺陷，達(dá)到理理想的處理效效果。A/O脫氮工藝、A/A/O同步脫氮除除磷工藝等都都是多種處理理方法相結(jié)合合的組合工藝藝。第二節(jié)生物脫氮工工藝廢水中的氮主要以以氨氮和有機(jī)機(jī)氮形式存在在，通常不含含或僅含有少少量的亞硝酸酸鹽氮和硝酸酸鹽氮。在未未經(jīng)處理的廢廢水中，氮有有可溶性的或或顆粒狀的?？煽扇苄杂袡C(jī)氮氮主要以尿素素和氨基酸的的形式存在。一一部份顆粒性性有機(jī)氮在初初沉池中可以以去除。在生生物處理過(guò)程程中，大部分分顆粒性有機(jī)機(jī)氮轉(zhuǎn)化成氨氨氮和其它無(wú)無(wú)機(jī)氮。活性污泥法（A//O工藝）是生生物脫氮的主主要形式。生生物脫氮主要要是靠一些專(zhuān)專(zhuān)性細(xì)菌實(shí)現(xiàn)現(xiàn)氮的形態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化，最終生生成無(wú)害的氮氮?dú)?，從水體體中脫出。工藝原理1.氨化在氨化菌的作用下下，有機(jī)氮化化合物分解，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為NH3-N，以氨基酸酸為例，其反反應(yīng)式為：RCHNH2COOOH+O22→RCOOHH+CO2+NH32.硝化生物硝化作用是利利用化能自養(yǎng)養(yǎng)微生物將氨氨氮氧化成硝硝酸鹽的一種種生化反應(yīng)過(guò)過(guò)程。硝化作作用由兩類(lèi)化化能自養(yǎng)細(xì)菌菌參與，亞硝硝化單胞菌首首先將氨氮NH3-N氧化成亞硝硝酸鹽NO2--N，硝化桿菌菌再將NO2--N氧化成穩(wěn)定定狀態(tài)的硝酸酸鹽NO3--N。后一反應(yīng)應(yīng)較快，一般般不會(huì)造成NO2—N的積累。反應(yīng)應(yīng)過(guò)程如下：：第一步，氨轉(zhuǎn)化為為亞硝酸鹽：：NH4++3/22O2→NO2-+2H++H2O-ΔEΔE=2788.42kJJ第二步，亞硝酸鹽鹽為硝酸鹽：：NO2-+1/22O