1、第第 一一 篇篇 水質(zhì)凈化與水污染控制工程水質(zhì)凈化與水污染控制工程第一章第一章 水質(zhì)與水體自凈水質(zhì)與水體自凈第二章第二章 水的物理化學(xué)處理方法水的物理化學(xué)處理方法第三章第三章 水的生物化學(xué)處理方法水的生物化學(xué)處理方法第四章第四章 水處理工程與廢水最終處置水處理工程與廢水最終處置 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第一節(jié)第一節(jié) 水中粗大顆粒物質(zhì)的去除水中粗大顆粒物質(zhì)的去除粗大顆粒物質(zhì)粗大顆粒物質(zhì)懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)溶解性物質(zhì)溶解性物質(zhì)按顆粒的大小按顆粒的大小0.1或1mm砂石、小卵石、礫石、樹(shù)砂石、小卵石、礫石、樹(shù)枝、菜葉、碎布、垃圾等枝、菜葉、碎布、垃圾等篩濾截留

2、篩濾截留 重力沉降重力沉降 離心分離離心分離格格 柵柵篩篩 網(wǎng)網(wǎng)微濾機(jī)微濾機(jī)沉砂池沉砂池旋流分離器旋流分離器離離 心心 機(jī)機(jī) 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 一、格柵、篩網(wǎng)和微濾機(jī)一、格柵、篩網(wǎng)和微濾機(jī)1、格柵、格柵主要用途主要用途：用于去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閘門的粗大懸：用于去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閘門的粗大懸 浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。浮物，并保證后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由一組：由一組(或多組或多組)相平行的金屬柵條與框架組成，柵相平行的金屬柵條與框架組成，柵 條間形成縫隙。（縫隙寬度和水質(zhì)決定截留效率）條間形成縫隙。（縫隙寬度和水質(zhì)決定截

3、留效率）安裝安裝：傾斜安裝在進(jìn)水的渠道或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處。：傾斜安裝在進(jìn)水的渠道或進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處。 后處理：填埋、堆肥、焚燒等后處理：填埋、堆肥、焚燒等清除方式：人工、機(jī)械清除方式：人工、機(jī)械 液面落差：液面落差：1015 cm水流速度：水流速度：0.61.0 m/s 格柵傾角：格柵傾角：5060縫隙寬度縫隙寬度水泵站水泵站 2150mm沉淀沉淀/砂池砂池 1530mm 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 格柵不銹鋼機(jī)械自動(dòng)格柵不銹鋼機(jī)械自動(dòng)格柵鏈條式格柵除污機(jī)鏈條式格柵除污機(jī)帶溢流旁通道的人工清理鐵格柵帶溢流旁通道的人

4、工清理鐵格柵格柵的工作原理 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 主要用途主要用途：去除水中纖維、紙漿、藻類等較小雜物，：去除水中纖維、紙漿、藻類等較小雜物， 去除效果相當(dāng)于初次沉淀池。去除效果相當(dāng)于初次沉淀池。水力篩網(wǎng)水力篩網(wǎng) 振動(dòng)篩網(wǎng)振動(dòng)篩網(wǎng)轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)2 2、篩網(wǎng)、篩網(wǎng)1、旋轉(zhuǎn)筒、旋轉(zhuǎn)筒 2、污水、污水 3、篩濾后水、篩濾后水 4、蒸氣或高壓空氣管、蒸氣或高壓空氣管 5、旋轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)方向 6、截留污物排出、截留污物排出 7、篩網(wǎng)、篩網(wǎng)轉(zhuǎn)筒式篩網(wǎng)原理圖轉(zhuǎn)筒式篩網(wǎng)原理圖振振動(dòng)動(dòng)篩篩網(wǎng)網(wǎng) 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 振動(dòng)篩網(wǎng)振動(dòng)篩網(wǎng)微濾機(jī)微濾

5、機(jī) 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 3 3、微濾機(jī)、微濾機(jī)主要用途主要用途：截留細(xì)小懸浮物。：截留細(xì)小懸浮物。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：占地少，過(guò)濾能力大，操作方便，應(yīng)用廣泛：占地少，過(guò)濾能力大，操作方便，應(yīng)用廣泛微濾機(jī)微濾機(jī)1、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒 2、池、池 3、水槽、水槽 4、孔管、孔管 5、濾網(wǎng)沖洗設(shè)、濾網(wǎng)沖洗設(shè)備備 6、集渣斗、集渣斗 7、排渣管、排渣管 8、出水管、出水管二、沉砂池二、沉砂池2、自由沉降自由沉降 在沉降過(guò)程中顆粒雜質(zhì)的尺寸、形狀在沉降過(guò)程中顆粒雜質(zhì)的尺寸、形狀 和比重均不隨時(shí)間而變的現(xiàn)象。和比重均不隨時(shí)間而變的現(xiàn)象。 Stokes Stokes（斯托克斯）公式（斯托克

6、斯）公式)(182sgdu 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 1、沉砂池沉砂池 以重力分離為基礎(chǔ)，從污水中去除砂子、以重力分離為基礎(chǔ)，從污水中去除砂子、煤渣等比重較大的顆粒，以免影響后續(xù)處理設(shè)備的運(yùn)行。煤渣等比重較大的顆粒，以免影響后續(xù)處理設(shè)備的運(yùn)行。平流式沉砂池平流式沉砂池 豎流式沉砂池豎流式沉砂池 曝氣式曝氣式沉砂池沉砂池Q澄清流量，澄清流量，m3/sh顆粒在顆粒在t時(shí)間內(nèi)所沉降的距離，時(shí)間內(nèi)所沉降的距離，mA與沉降方向垂直的矩形容器截面積，與沉降方向垂直的矩形容器截面積，m2u顆粒沉降速度，顆粒沉降速度，m/suAAthQ 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 平

7、流式沉砂池平流式沉砂池截留效果好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單且易于排砂，但占地面積大截留效果好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造簡(jiǎn)單且易于排砂，但占地面積大1400平流式沉砂池平流式沉砂池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 處理能力小處理能力小結(jié)構(gòu)較復(fù)雜結(jié)構(gòu)較復(fù)雜豎豎流流式式沉沉砂砂池池豎流式沉砂池豎流式沉砂池出口出口曝氣式曝氣式沉砂池沉砂池可避免沉砂發(fā)臭，預(yù)曝氣，有利于后續(xù)生化處理，但能耗高可避免沉砂發(fā)臭，預(yù)曝氣，有利于后續(xù)生化處理，但能耗高曝氣式沉砂池曝氣式沉砂池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第二節(jié)第二節(jié) 水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除水中懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)的去除一、一、 沉淀沉淀1

8、、沉淀理論、沉淀理論 沉沉淀淀過(guò)過(guò)程程自由沉淀自由沉淀壓縮沉淀壓縮沉淀?yè)頂D沉淀?yè)頂D沉淀絮凝沉淀絮凝沉淀沉淀沉淀 混凝混凝 澄清澄清 過(guò)濾過(guò)濾 氣浮氣浮顆粒在沉降過(guò)程中呈離散狀態(tài)，其形狀、尺寸、顆粒在沉降過(guò)程中呈離散狀態(tài)，其形狀、尺寸、質(zhì)量均不變，下沉速度不受干擾。質(zhì)量均不變，下沉速度不受干擾。沉降過(guò)程中顆粒之間相互粘結(jié)，其尺寸、質(zhì)量沉降過(guò)程中顆粒之間相互粘結(jié)，其尺寸、質(zhì)量隨深度增加而增大，沉速亦隨深度而增加。隨深度增加而增大，沉速亦隨深度而增加。顆粒濃度較大，在下沉過(guò)程中相互干擾，但顆顆粒濃度較大，在下沉過(guò)程中相互干擾，但顆粒間相對(duì)位置不變，整體成層下降。粒間相對(duì)位置不變，整體成層下降。顆粒濃

9、度很高且相互接觸。上層顆粒的重力作顆粒濃度很高且相互接觸。上層顆粒的重力作用擠壓下層顆粒間的水，使顆粒群壓縮。用擠壓下層顆粒間的水，使顆粒群壓縮。 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 2 2、普通沉淀池、普通沉淀池（1）類型）類型 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 進(jìn)水區(qū)有整流措施，保證入流污水均勻穩(wěn)定地進(jìn)入沉淀池。出水區(qū)設(shè)出水堰，控制沉淀池內(nèi)的水面高度，保證沉淀池內(nèi)水流的均勻分布。沉淀池應(yīng)沿整個(gè)出流堰的單位長(zhǎng)度溢流量相等，對(duì)于初沉池一般為250m3/（md），二沉池為130250 m3/（md）。鋸齒形三角堰應(yīng)用最普遍，水面宜位于齒高的1/2處。為適應(yīng)水流的變化或構(gòu)

10、筑物的不均勻沉降，在堰口處需要設(shè)置能使堰板上下移動(dòng)的調(diào)節(jié)裝置，使出口堰口盡可能水平。堰前應(yīng)設(shè)置擋板，以阻攔漂浮物，或設(shè)置浮渣收集和排除裝置。多斗式沉淀池，不設(shè)置機(jī)械刮泥設(shè)備。每個(gè)貯泥斗單獨(dú)設(shè)置排泥管，各自獨(dú)立排泥，互不干擾，保證沉泥的濃度。平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)平平流流沉沉淀淀池池的的構(gòu)構(gòu)造造及及工工作作特特點(diǎn)點(diǎn)平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)（進(jìn)水）（進(jìn)水）平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)平流式沉淀池的構(gòu)造及工作特點(diǎn)（出水）（出水）豎流式沉淀池豎流式沉淀池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 豎流式沉淀池豎流式沉淀池 第二章第

11、二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 輻流式沉淀池輻流式沉淀池輻流式沉淀池輻流式沉淀池輻輻流流式式沉沉淀淀池池周邊進(jìn)水中央出水周邊進(jìn)水中央出水周邊進(jìn)水周邊出水周邊進(jìn)水周邊出水進(jìn)水進(jìn)水出水出水排泥排泥進(jìn)水進(jìn)水出水出水排泥排泥水力吸水力吸泥裝置泥裝置 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 周邊進(jìn)水周邊出水的輻流式沉淀池周邊進(jìn)水周邊出水的輻流式沉淀池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （2 2） 沉淀池類型的選擇沉淀池類型的選擇類型類型優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)缺缺 點(diǎn)點(diǎn)適適 用用 條條 件件平平流流式式（1）沉淀效果好）沉淀效果好（2）對(duì)沖

12、擊負(fù)荷和溫）對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)（3）施工簡(jiǎn)易，造價(jià)）施工簡(jiǎn)易，造價(jià)較低較低（1）配水不易均勻）配水不易均勻（2）采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗）采用多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需單獨(dú)設(shè)排泥管，操作量大，管理需單獨(dú)設(shè)排泥管，操作量大，管理復(fù)雜；采用鏈帶式刮泥機(jī)排泥時(shí)，復(fù)雜；采用鏈帶式刮泥機(jī)排泥時(shí)，機(jī)件浸于水中，易銹蝕。機(jī)件浸于水中，易銹蝕。（1）適用于地下）適用于地下水位高及地質(zhì)差地水位高及地質(zhì)差地區(qū)區(qū)（2）適用于大中）適用于大中小型水處理廠。小型水處理廠。豎豎流流式式（1）排泥方便、管理）排泥方便、管理簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單（2）占地面積較小）占地面積較?。?）池子深度大，施工困難）池

13、子深度大，施工困難（2）造價(jià)較高）造價(jià)較高（3）對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適）對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較差應(yīng)能力較差（4）池徑不宜過(guò)大，否則布水不）池徑不宜過(guò)大，否則布水不勻勻適用于小型污水處適用于小型污水處理廠，給水廠多不理廠，給水廠多不用。用。輻輻流流式式（1）多為機(jī)械排泥，）多為機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，管理簡(jiǎn)單運(yùn)行較好，管理簡(jiǎn)單（2）排泥設(shè)備已趨穩(wěn)）排泥設(shè)備已趨穩(wěn)定定（1）水流不易均勻，沉淀效果較）水流不易均勻，沉淀效果較差差（2）機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工）機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對(duì)施工質(zhì)量要求高質(zhì)量要求高（1）適用于地下）適用于地下水位較高地區(qū)水位較高地區(qū)（2）適用于大中）適用于大中型水處理廠

14、型水處理廠 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （2 2）平流沉淀池的設(shè)計(jì)）平流沉淀池的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)舉例 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 3 3、斜板斜管沉淀池、斜板斜管沉淀池AQu 00uHt A 增大增大Q不變不變u0 減小減小t 減小減小u0不變不變H 減小減?。?）淺池沉降理論）淺池沉降理論 縮小沉淀區(qū)深度對(duì)沉淀過(guò)程的影響縮小沉淀區(qū)深度對(duì)沉淀過(guò)程的影響 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （2 2） 構(gòu)造構(gòu)造斜板斜管沉淀池斜板斜管沉淀池1、配水槽、配水槽 2、穿孔墻、穿孔墻 3、斜板或斜

15、管、斜板或斜管 4、淹沒(méi)孔口、淹沒(méi)孔口5、集水槽、集水槽 6、集泥斗、集泥斗 7、穿孔排泥管、穿孔排泥管 8、阻流板、阻流板 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 二、混凝二、混凝 凝聚凝聚使膠體脫穩(wěn)并聚集為微絮粒的過(guò)程混凝混凝 絮凝絮凝微粒通過(guò)吸附、卷帶和橋連而成為 更大絮體的過(guò)程 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 膠體結(jié)構(gòu)與電位示意圖膠體結(jié)構(gòu)與電位示意圖電位離子電位離子反離子反離子滑動(dòng)面滑動(dòng)面膠團(tuán)邊界膠團(tuán)邊界膠核膠核膠粒膠粒吸附層吸附層擴(kuò)散層擴(kuò)散層1、混混凝凝過(guò)過(guò)程程的的理理論論基基礎(chǔ)礎(chǔ) 膠膠體體的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)膠體所膠體所受影響受影響 由于上述的膠體帶電現(xiàn)象，帶相同電

16、由于上述的膠體帶電現(xiàn)象，帶相同電荷的膠粒產(chǎn)生靜電斥力，而且荷的膠粒產(chǎn)生靜電斥力，而且電位越高，電位越高，膠粒間的靜電斥力越大膠粒間的靜電斥力越大 受水分子熱運(yùn)動(dòng)的撞擊，使微粒在水受水分子熱運(yùn)動(dòng)的撞擊，使微粒在水中作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，即中作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，即“布朗運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)” 膠粒之間還存在著相互引力膠粒之間還存在著相互引力范徳范徳華引力華引力 膠體間的相互斥力不僅與膠體間的相互斥力不僅與電位有關(guān)，還與膠粒的電位有關(guān)，還與膠粒的間距有關(guān)，距離越近，斥力越大。而布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能間距有關(guān)，距離越近，斥力越大。而布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不足以將兩顆膠粒推進(jìn)到使范徳華引力發(fā)揮作用的距不足以將兩顆膠粒推進(jìn)到使范徳華引力發(fā)

17、揮作用的距離。因此，膠體微粒不能相互聚結(jié)而長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的離。因此，膠體微粒不能相互聚結(jié)而長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。分散狀態(tài)。 水化作用也使膠體不能相互聚結(jié)。水化作用也使膠體不能相互聚結(jié)。2. 混凝原理混凝原理(1) 壓縮雙電層作用壓縮雙電層作用 混凝劑提供大量正離子會(huì)涌入膠體擴(kuò)散層甚至混凝劑提供大量正離子會(huì)涌入膠體擴(kuò)散層甚至吸附層吸附層, 使使電位降低。當(dāng)電位降低。當(dāng)電位為零時(shí)電位為零時(shí), 稱為等電狀稱為等電狀態(tài)。此時(shí)膠體間斥力消失態(tài)。此時(shí)膠體間斥力消失, 膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。 實(shí)際上，實(shí)際上，電位電位只要降至某一程度而使膠粒電位電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布

18、朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能時(shí)，膠粒就間排斥的能量小于膠粒布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能時(shí)，膠粒就開(kāi)始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，這時(shí)的開(kāi)始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，這時(shí)的電位稱為臨界電位。電位稱為臨界電位。 膠粒因膠粒因電位電位降低或消除以至失去穩(wěn)定性的電位電位降低或消除以至失去穩(wěn)定性的過(guò)程，稱為膠體脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié)，稱為過(guò)程，稱為膠體脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié)，稱為凝聚。凝聚。(2) 吸附電中和作用吸附電中和作用 膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠?；蛘哝湢罡叻肿訋М惸z粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠粒或者鏈狀高分子帶異號(hào)電荷部位有強(qiáng)烈吸附作用，中和部分或全部電荷作用。號(hào)電荷部位有強(qiáng)烈吸附作用，中和部分或全部電荷作用。高分子物質(zhì)的帶電部位高分子物質(zhì)的帶

19、電部位與膠粒表面所帶異號(hào)電與膠粒表面所帶異號(hào)電荷中和作用荷中和作用小的帶正號(hào)膠粒被帶負(fù)小的帶正號(hào)膠粒被帶負(fù)號(hào)電荷的大膠粒說(shuō)吸引號(hào)電荷的大膠粒說(shuō)吸引(3) 吸附架橋作用吸附架橋作用 當(dāng)兩個(gè)同號(hào)膠粒吸附在同一個(gè)異號(hào)膠粒上，膠粒間形成架當(dāng)兩個(gè)同號(hào)膠粒吸附在同一個(gè)異號(hào)膠粒上，膠粒間形成架橋，就能連結(jié)、團(tuán)聚成絮體而被除去。橋，就能連結(jié)、團(tuán)聚成絮體而被除去。 由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過(guò)程。由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過(guò)程。天然水混凝，陽(yáng)離子型聚合物天然水混凝，陽(yáng)離子型聚合物具有吸附電中和及吸附架橋雙具有吸附電中和及吸附架橋雙重作用；重作用；陰離子或中性的聚合物只能起陰離子或

20、中性的聚合物只能起到架橋的作用。到架橋的作用。(4) 網(wǎng)捕作用網(wǎng)捕作用 向水中投加含鐵、鋁等金屬離子的化學(xué)藥劑后，由于金屬離向水中投加含鐵、鋁等金屬離子的化學(xué)藥劑后，由于金屬離子的水解和聚合，會(huì)以水中的膠粒為晶核形成膠體狀沉淀物；子的水解和聚合，會(huì)以水中的膠粒為晶核形成膠體狀沉淀物； 或者沉淀物在自身沉降過(guò)程中，能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等或者沉淀物在自身沉降過(guò)程中，能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結(jié)。微粒，使膠體粘結(jié)。 2、混凝劑、助凝劑及其作用、混凝劑、助凝劑及其作用（1）鋁鹽的水解過(guò)程）鋁鹽的水解過(guò)程脫穩(wěn)凝聚脫穩(wěn)凝聚橋連絮凝橋連絮凝網(wǎng)捕絮凝網(wǎng)捕絮凝氧化鋁氧化鋁不同不同pH值相對(duì)應(yīng)的三價(jià)

21、鋁水解產(chǎn)物值相對(duì)應(yīng)的三價(jià)鋁水解產(chǎn)物各水解產(chǎn)物所占比例各水解產(chǎn)物所占比例 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 各階段的脫穩(wěn)機(jī)理？各階段的脫穩(wěn)機(jī)理？低聚合度高電荷低聚合度高電荷多核羥基配合物多核羥基配合物高聚合度的高聚合度的羥基配合物羥基配合物氫氧化氫氧化物溶膠物溶膠 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （2）有機(jī)合成高分子絮凝劑）有機(jī)合成高分子絮凝劑聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺天然有機(jī)高分子絮凝天然有機(jī)高分子絮凝劑劑（3）助凝劑）助凝劑酸堿類：調(diào)整酸堿類：調(diào)整pH絨里核心類：改善礬花結(jié)構(gòu)（活化硅酸）絨里核心類：改善礬花結(jié)構(gòu)（活化硅酸）加固作用：聚硅酸鋁鹽加固作用：聚硅酸鋁鹽 第二

22、章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 3 3、混合與反應(yīng)設(shè)備、混合與反應(yīng)設(shè)備藥劑的溶解與投加過(guò)程藥劑的溶解與投加過(guò)程藥量小的時(shí)候用水力攪拌，藥量大用機(jī)械攪拌藥量小的時(shí)候用水力攪拌，藥量大用機(jī)械攪拌（1）混凝劑投配）混凝劑投配 3 3、混合與反應(yīng)設(shè)備、混合與反應(yīng)設(shè)備 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 混合的目的是使藥劑迅速均勻擴(kuò)散到水中，并與水中的懸浮顆粒混合的目的是使藥劑迅速均勻擴(kuò)散到水中，并與水中的懸浮顆粒接觸，產(chǎn)生微小的礬花。接觸，產(chǎn)生微小的礬花。攪拌強(qiáng)度要大，使水流產(chǎn)生激烈的湍流，攪拌強(qiáng)度要大，使水流產(chǎn)生激烈的湍流，混合流速應(yīng)在混合流速應(yīng)在1.5m/s以上，時(shí)間不超過(guò)

23、以上，時(shí)間不超過(guò)2min。（2）混合設(shè)備）混合設(shè)備 3 3、混合與反應(yīng)設(shè)備、混合與反應(yīng)設(shè)備 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 反應(yīng)設(shè)備的任務(wù)是使細(xì)小礬花逐漸絮凝成較大顆粒，以便于沉淀去除。反應(yīng)設(shè)備的任務(wù)是使細(xì)小礬花逐漸絮凝成較大顆粒，以便于沉淀去除。攪拌強(qiáng)度比混合設(shè)備中小，但時(shí)間比較長(zhǎng)。攪拌強(qiáng)度比混合設(shè)備中小，但時(shí)間比較長(zhǎng)。（3）反應(yīng)設(shè)備）反應(yīng)設(shè)備（1） 澄清池澄清池三、澄清池水和藥劑的混合水和藥劑的混合反應(yīng)反應(yīng)絮凝體和水的分離絮凝體和水的分離保持懸浮狀態(tài)、濃度穩(wěn)定且均勻分布的泥渣區(qū)保持懸浮狀態(tài)、濃度穩(wěn)定且均勻分布的泥渣區(qū)泥渣循環(huán)分離型泥渣循環(huán)分離型懸浮泥渣過(guò)濾型懸浮泥渣過(guò)濾型機(jī)

24、械加速澄清池機(jī)械加速澄清池懸浮澄清池懸浮澄清池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 機(jī)械加速澄清池機(jī)械加速澄清池一次混合及反應(yīng)區(qū)一次混合及反應(yīng)區(qū)二次混合及反應(yīng)區(qū)二次混合及反應(yīng)區(qū)豎管豎管澄清澄清水水原水原水回流回流區(qū)區(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉輪葉輪泥漿泥漿池池濃縮濃縮斗斗取樣取樣栓栓排泥及放空排泥及放空排泥排泥罩罩投藥投藥投藥投藥電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)出水出水孔口孔口（2） 常見(jiàn)澄清池常見(jiàn)澄清池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 懸懸浮浮澄澄清清池池泥渣懸浮層泥渣懸浮層強(qiáng)制強(qiáng)制出水出水槽槽排泥排泥穿孔管穿孔管進(jìn)水進(jìn)水穿孔管穿孔管泄水泄水穿孔管穿孔管反應(yīng)罩反應(yīng)罩檢修人孔檢修人孔（2） 常見(jiàn)澄清池

25、常見(jiàn)澄清池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 四、過(guò)濾四、過(guò)濾1、 過(guò)濾機(jī)理過(guò)濾機(jī)理 阻力截留阻力截留接觸絮凝接觸絮凝重力沉降重力沉降水中懸浮物的粒徑水中懸浮物的粒徑表層濾料的最小粒徑表層濾料的最小粒徑過(guò)濾速度過(guò)濾速度濾料直徑濾料直徑過(guò)濾速度過(guò)濾速度濾料直徑（比表面積）濾料直徑（比表面積）荷電量荷電量單層濾池單層濾池雙層濾池雙層濾池多層濾池多層濾池普通快濾池普通快濾池虹吸濾池虹吸濾池?zé)o閥濾池?zé)o閥濾池重力式濾池重力式濾池壓力濾池壓力濾池慢濾池慢濾池快濾池快濾池 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 濾料濾料種類種類作用作用水頭水頭過(guò)濾過(guò)濾速度速度進(jìn)出水進(jìn)出水及反沖及反沖洗

26、水的洗水的供給方供給方式式 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 2、普通快濾池普通快濾池 （1） 過(guò)濾工藝過(guò)程（過(guò)濾、反洗）過(guò)濾工藝過(guò)程（過(guò)濾、反洗）集水渠集水渠洗砂排水槽洗砂排水槽廢水渠廢水渠（2） 濾料濾料/層層A 濾料濾料濾料的要求：足夠的機(jī)械強(qiáng)度，較好的化學(xué)穩(wěn)定性，適宜濾料的要求：足夠的機(jī)械強(qiáng)度，較好的化學(xué)穩(wěn)定性，適宜的級(jí)配和足夠的孔隙率的級(jí)配和足夠的孔隙率級(jí)配：濾料的顆粒范圍以及在此范圍內(nèi)各種粒徑的濾料數(shù)級(jí)配：濾料的顆粒范圍以及在此范圍內(nèi)各種粒徑的濾料數(shù)量之比例。量之比例。常用的濾料有石英砂、無(wú)煙煤、陶粒、高爐渣、天然礦石，常用的濾料有石英砂、無(wú)煙煤、陶粒、高爐渣、天然礦

27、石，以及聚苯乙烯球、塑料纖維球等。以及聚苯乙烯球、塑料纖維球等。 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 濾料的性能指標(biāo)濾料的性能指標(biāo)有效直徑和不均勻系數(shù)有效直徑和不均勻系數(shù)濾料的納污能力濾料的納污能力濾料的孔隙率和比表面積濾料的孔隙率和比表面積濾濾 料料石英砂石英砂無(wú)煙煤無(wú)煙煤纖維球纖維球果果 殼殼鵝卵石墊層鵝卵石墊層 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 B 濾層濾層單層濾池通常以石英砂作為濾料。單層濾池通常以石英砂作為濾料。雙層過(guò)濾，在石英砂層上鋪比重輕、粒度大的無(wú)雙層過(guò)濾，在石英砂層上鋪比重輕、粒度大的無(wú)煙煤煙煤濾層深度（濾層深度（cm）單層濾料單層濾料雙層濾料雙層濾

28、料藏污量藏污量(g/cm3) 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 C 墊層墊層填充于濾層與集（配）水系統(tǒng)之間，其作用是過(guò)濾時(shí)阻擋填充于濾層與集（配）水系統(tǒng)之間，其作用是過(guò)濾時(shí)阻擋濾料進(jìn)入集水系統(tǒng)，反洗時(shí)還能起到均勻布水的作用。濾料進(jìn)入集水系統(tǒng)，反洗時(shí)還能起到均勻布水的作用。墊層材料要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，一般采用天墊層材料要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，一般采用天然卵石或碎石。然卵石或碎石。 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 其他種類的濾池其他種類的濾池虹吸濾池虹吸濾池重力式無(wú)閥濾池重力式無(wú)閥濾池均粒濾料濾池均粒濾料濾池 水和廢水的氣浮法處理是將空氣以微小氣泡

29、形式通入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的顆粒粘附，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒粘附上氣泡后，密度小于水即上浮水面，從水中分離，形成浮渣層。 氣浮法處理工藝必須滿足下述基本條件：必須向水中提供足夠量的細(xì)微氣泡；必須使污水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)；必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。五、氣浮五、氣浮 污水處理技術(shù)中，氣浮法固-液或液-液分離技術(shù)應(yīng)用的幾方面：石油、化工及機(jī)械制造業(yè)中的含油污水的油水分離;工業(yè)廢水處理;污水中有用物質(zhì)的回收;取代二次沉淀池，特別是用于易產(chǎn)生活性污泥膨脹的情況;剩余活性污泥的濃縮。按生產(chǎn)細(xì)微氣泡的方法分微氣泡曝氣氣浮法 剪切氣泡氣浮法 加壓溶氣氣浮法真空氣浮法電解

30、氣浮法分散空氣氣浮法 溶解空氣氣浮法 氣浮法的類型從溶解空氣和析出條件來(lái)看加壓溶氣氣浮法：空氣在加壓條件下溶解，常壓下使過(guò)飽和空氣以微小氣泡形式釋放出來(lái)需要溶氣罐、空壓機(jī)或射流器、水泵等設(shè)備真空氣浮法：空氣在常壓下溶解，真空條件下釋放優(yōu)點(diǎn)：無(wú)壓力設(shè)備缺點(diǎn)：溶解度低，氣泡釋放有限，需要密閉設(shè)備維持真空，運(yùn)行維護(hù)困難溶解空氣氣浮法 真空浮上法加壓溶氣浮上法的基本原理空氣在水中的溶解度與壓力的關(guān)系空氣在水中的溶解度的表示單位體積水溶液中溶入的空氣質(zhì)量:g(氣)/m3(水)單位體積水溶液中溶入的空氣體積:mL(氣)/L(水)加壓溶氣氣浮空氣在純水中的飽和溶解度 空氣在水中的溶解度與溫度、壓力有關(guān)。 在

31、一定范圍內(nèi)，溫度越低、壓力越大，其溶解度越大。 一定溫度下，溶解度與壓力成正比。 空氣從水中析出的過(guò)程分兩個(gè)步驟，即氣泡的形成過(guò)程與氣泡的增長(zhǎng)過(guò)程。 氣泡核的形成過(guò)程起決定性作用，有了相當(dāng)數(shù)量的氣泡核，就可以控制氣泡數(shù)量的多少與氣泡直徑的大小。溶氣氣浮法要求在這個(gè)過(guò)程中形成數(shù)目眾多的氣泡核，溶解同樣空氣，如形成的氣泡核的數(shù)量越多，則形成的氣泡的直徑也就越小，越有利于滿足氣浮工藝的要求。加壓溶氣的兩種方式 存在問(wèn)題： 填料長(zhǎng)膜； 壓縮氣含油； 調(diào)節(jié)不便； 時(shí)而需放氣。 存在問(wèn)題： 設(shè)備較復(fù)雜； 造價(jià)偏高。化學(xué)藥劑的投加對(duì)氣浮效果的影響 一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表

32、面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑 各種無(wú)機(jī)或有機(jī)高分子混凝劑，它們不僅可以改變污水中的懸浮顆粒的親水性能，而且還能使污水中的細(xì)小顆粒絮凝成較大的絮狀體以吸附、截留氣泡，加速顆粒上浮。 浮選劑大多數(shù)由極性-非極性分子組成。 當(dāng)浮選劑的極性基被吸附在親水性懸浮顆粒的表面后，非極性基則朝向水中，這樣就可以使親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì)，從而能使其與微細(xì)氣泡相粘附。 浮選劑的種類有松香油、石油、表面活性劑、硬脂酸鹽等。化學(xué)藥劑的投加對(duì)氣浮效果的影響 一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑

33、分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑化學(xué)藥劑的投加對(duì)氣浮效果的影響 一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑 作用是提高懸浮顆粒表面的水密性，以提高顆粒的可浮性，如聚丙烯酰胺?；瘜W(xué)藥劑的投加對(duì)氣浮效果的影響 一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑 作用是暫時(shí)或永久性地抑制某些物質(zhì)的浮上性能，而又不妨礙需要去除的懸浮顆粒的上浮，如石灰、硫化鈉等。化學(xué)藥劑的投加對(duì)氣浮效果的影響

34、一般的疏水性或親水性的物質(zhì)，均需投加化學(xué)藥劑，以改變顆粒的表面性質(zhì)，增加氣泡與顆粒的吸附。這些化學(xué)藥劑分為下述幾類：混凝劑浮選劑助凝劑抑制劑調(diào)節(jié)劑 主要是調(diào)節(jié)污水的pH，改進(jìn)和提高氣泡在水中的分散度以及提高懸浮顆粒與氣泡的粘附能力，如各種酸、堿等。 氣浮池的功能是提供一定的容積和池表面積，使微氣泡與水中懸浮顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣顆粒與水分離。目前最常用，其反應(yīng)池與氣浮池合建。廢水進(jìn)入反應(yīng)池完全混合后，經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室以延長(zhǎng)絮體與氣泡的接觸時(shí)間，然后由接觸室上部進(jìn)入分離室進(jìn)行固液分離。池面浮渣由刮渣機(jī)刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。平流式氣浮池的優(yōu)點(diǎn)是池深淺、造價(jià)低、構(gòu)造簡(jiǎn)

35、單、運(yùn)行方便。缺點(diǎn)是分離部分的容積利用率不高等。氣浮池的有效水深通常為2.02.5m，一般以單格寬度不超過(guò)10m、長(zhǎng)度不超過(guò)15m為宜。廢水在反應(yīng)池中的停留時(shí)間與混凝劑種類、投加量、反應(yīng)形式等因素有關(guān)，一般為515min。為避免打碎絮體，廢水經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室時(shí)的流速應(yīng)小于0.1m/s。廢水在接觸室中的上升流速一般為1020mm/s，停留時(shí)間應(yīng)大于60s。豎流式氣浮池的基本工藝參數(shù)與平流式氣浮池相同。其優(yōu)點(diǎn)是接觸室在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件較好。缺點(diǎn)是與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低。有經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)處理水量大于150 200m3/h、廢水中的可沉物質(zhì)較多時(shí)，宜采用豎流式氣浮池。

36、氣 浮 池 豎流式氣浮池平流式氣浮池 氣浮法的優(yōu)點(diǎn)處理效率高，一般只需要?dú)飧》ǖ膬?yōu)點(diǎn)處理效率高，一般只需要1020Min即可完成固液分離，且占地面積小；生成污泥比較即可完成固液分離，且占地面積??；生成污泥比較干燥，表面刮泥也比較方便；在處理廢水時(shí)由于向干燥，表面刮泥也比較方便；在處理廢水時(shí)由于向水中曝氣，增加了水中的溶解氧，有利于后續(xù)的生水中曝氣，增加了水中的溶解氧，有利于后續(xù)的生化處理?；幚怼?第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 氣浮法的缺點(diǎn)在于電耗較大，設(shè)備的維修和管理氣浮法的缺點(diǎn)在于電耗較大，設(shè)備的維修和管理工作量增加，特別是減壓閥、釋放器或射流器等易工作量增加，特別是減壓

37、閥、釋放器或射流器等易被堵塞。被堵塞。第三節(jié)第三節(jié) 水中溶解物質(zhì)的去除水中溶解物質(zhì)的去除軟化：降低水中軟化：降低水中Ca2、Mg2含量的處理。含量的處理。Ca2、Mg2、Na、KCO32、HCO3 、SO42、Cl陽(yáng)離子陽(yáng)離子陰離子陰離子一、水的軟化與除鹽一、水的軟化與除鹽溶解氣體溶解氣體O2、CO2 加熱軟化加熱軟化 藥劑軟化藥劑軟化 離子交換離子交換 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 除除 鹽鹽：降低水中部分或全部含鹽量的處理。：降低水中部分或全部含鹽量的處理。 蒸餾蒸餾 電滲析電滲析 離子交換離子交換軟化的基本方法軟化的基本方法一、水的軟化與除鹽一、水的軟化與除鹽Ca(HC

38、O3)2 CaCO3 + H2O + CO2Mg(HCO3)2 MgCO3 + H2O + CO2MgCO3 + H2O Mg(OH)2 + CO2 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 軟化：降低水中軟化：降低水中Ca2、Mg2含量的處理。含量的處理。 加熱軟化加熱軟化 不能降低非碳酸鹽硬度不能降低非碳酸鹽硬度 藥劑軟化藥劑軟化 常用的藥劑法為石灰法、石灰常用的藥劑法為石灰法、石灰-純堿法與石灰純堿法與石灰-石膏法石膏法 離子交換離子交換 利用離子交換劑將水中的利用離子交換劑將水中的Ca2+、Mg2+轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成Na+， 其他陰離子成分不改變。其他陰離子成分不改變。二、離子交換法二

39、、離子交換法1、離子交換劑、離子交換劑離子交換樹(shù)脂離子交換樹(shù)脂樹(shù)脂本體樹(shù)脂本體活性基團(tuán)活性基團(tuán)固定離子固定離子活動(dòng)離子活動(dòng)離子陽(yáng)離子交換樹(shù)脂結(jié)構(gòu)示意圖陽(yáng)離子交換樹(shù)脂結(jié)構(gòu)示意圖水水固定離子固定離子可交換可交換離子離子乙二烯乙二烯交聯(lián)鏈交聯(lián)鏈 聚苯聚苯乙烯鏈乙烯鏈 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 給水水質(zhì)軟化和除鹽的主要方法之一給水水質(zhì)軟化和除鹽的主要方法之一 實(shí)質(zhì)：不溶性離子化合物實(shí)質(zhì)：不溶性離子化合物(離子交換劑離子交換劑)上的可交上的可交換離子與溶液中的其他同性離子的交換反應(yīng)，是一種換離子與溶液中的其他同性離子的交換反應(yīng)，是一種特殊的吸附過(guò)程，通常是可逆化學(xué)吸附。特殊的吸附過(guò)

40、程，通常是可逆化學(xué)吸附。 離子交換是可逆反應(yīng)，其反應(yīng)式可表達(dá)為：離子交換是可逆反應(yīng)，其反應(yīng)式可表達(dá)為：HRMMRH交換交換樹(shù)脂樹(shù)脂交換交換離子離子飽和飽和樹(shù)脂樹(shù)脂 在平衡狀態(tài)下，樹(shù)脂中及溶液中的反應(yīng)物濃度符在平衡狀態(tài)下，樹(shù)脂中及溶液中的反應(yīng)物濃度符合下列關(guān)系式：合下列關(guān)系式：KRHMRMH K(平衡常數(shù)平衡常數(shù))值的大小能定量值的大小能定量地反映離子交換劑對(duì)某兩個(gè)固定地反映離子交換劑對(duì)某兩個(gè)固定離子交換選擇性的大小。離子交換選擇性的大小。 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 離子交換樹(shù)脂是人工合成的高分子聚合物，由樹(shù)脂離子交換樹(shù)脂是人工合成的高分子聚合物，由樹(shù)脂本體本體(又稱母體或

41、骨架又稱母體或骨架)和活性基團(tuán)兩個(gè)部分組成。和活性基團(tuán)兩個(gè)部分組成。種類種類凝膠型樹(shù)脂凝膠型樹(shù)脂大孔型樹(shù)脂大孔型樹(shù)脂多孔凝膠型樹(shù)脂多孔凝膠型樹(shù)脂巨孔型巨孔型(MR型型)樹(shù)脂樹(shù)脂高巨孔型高巨孔型(超超MR型型)樹(shù)脂樹(shù)脂按活性基按活性基團(tuán)可分為團(tuán)可分為含有酸性基團(tuán)的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂含有酸性基團(tuán)的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂含有堿性基團(tuán)的陰離子交換樹(shù)脂含有堿性基團(tuán)的陰離子交換樹(shù)脂含有胺羧基團(tuán)等的螯合樹(shù)脂含有胺羧基團(tuán)等的螯合樹(shù)脂含有氧化還原基團(tuán)的氧化還原樹(shù)脂含有氧化還原基團(tuán)的氧化還原樹(shù)脂兩性樹(shù)脂兩性樹(shù)脂 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （二）離子交換樹(shù)脂的性質(zhì)1.物理性質(zhì)（1）外觀和粒度：多呈透明或半

42、透明的球形，顏色有黃、白、深褐色等。樹(shù)脂的粒徑一般為0.31.2mm。（2）密度：干真密度、濕真密度和濕視密度。 濕真密度：樹(shù)脂在水中經(jīng)充分膨脹后的顆粒密度，不包括空隙體積。在確定反沖洗強(qiáng)度和選擇陽(yáng)陰混合床樹(shù)脂時(shí)用到。 （陽(yáng)樹(shù)脂：1.20-1.35g/mL，陰樹(shù)脂：1.04-1.12g/mL） 濕視密度：樹(shù)脂在水中充分膨脹后的堆積密度。包括樹(shù)脂的空隙率。 一般0.6-0.85g/mL，常用來(lái)計(jì)算離子交換器內(nèi)樹(shù)脂的用量。濕樹(shù)脂顆粒的體積濕樹(shù)脂質(zhì)量）濕真密度（mLg /濕樹(shù)脂堆積的體積濕樹(shù)脂質(zhì)量）濕視密度（mLg /（二）離子交換樹(shù)脂的性質(zhì)1.物理性質(zhì)（3）含水率： 樹(shù)脂的含水率主要取決于樹(shù)脂的交

43、聯(lián)度，反映了樹(shù)脂網(wǎng)架中的孔隙率。（一般在50%）（4）溶脹性：樹(shù)脂由于吸水或轉(zhuǎn)型等條件改變，而引起的體積變化現(xiàn)象。（5）耐熱性：陽(yáng)樹(shù)脂可耐受100或跟高溫度 陰樹(shù)脂可耐受60-80（6）機(jī)械強(qiáng)度：樹(shù)脂顆粒的機(jī)械強(qiáng)度取決于交聯(lián)度，交聯(lián)度越大，機(jī)械強(qiáng)度越高。 水處理工程中要求樹(shù)脂的機(jī)械強(qiáng)度保證每年使用的損耗率不超過(guò)7%。%100溶脹水質(zhì)量干樹(shù)脂質(zhì)量溶脹水質(zhì)量含水率2、離子交換樹(shù)脂化學(xué)性能指標(biāo)、離子交換樹(shù)脂化學(xué)性能指標(biāo)（1） 樹(shù)脂的交聯(lián)度樹(shù)脂的交聯(lián)度 樹(shù)脂在合成時(shí)采用的交聯(lián)劑（如二乙烯苯）的用量，影響樹(shù)脂在合成時(shí)采用的交聯(lián)劑（如二乙烯苯）的用量，影響樹(shù)脂分子的交聯(lián)度。交聯(lián)度高的樹(shù)脂，孔隙率較低，密度

44、較大，樹(shù)脂分子的交聯(lián)度。交聯(lián)度高的樹(shù)脂，孔隙率較低，密度較大，離子擴(kuò)散速率較低，對(duì)半徑較大離子的交換量較小；浸泡水中離子擴(kuò)散速率較低，對(duì)半徑較大離子的交換量較小；浸泡水中時(shí)，溶脹性較低，比較穩(wěn)定，不易破碎。水處理中使用的離子時(shí)，溶脹性較低，比較穩(wěn)定，不易破碎。水處理中使用的離子交換樹(shù)脂交聯(lián)度交換樹(shù)脂交聯(lián)度8%12%（2） 離子交換樹(shù)脂的有效離子交換樹(shù)脂的有效pH范圍范圍樹(shù)脂類型強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂弱酸性離子交換樹(shù)脂強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂弱堿性離子交換樹(shù)脂有效pH范圍11451411207交交換換容容量量全交換全交換容量容量工作交工作交換容量換容量一定量的樹(shù)脂所具有的活性一定量的樹(shù)脂所具有的活性基團(tuán)或

45、可交換離子的總數(shù)量基團(tuán)或可交換離子的總數(shù)量樹(shù)脂在給定工作條件下實(shí)際樹(shù)脂在給定工作條件下實(shí)際的交換能力的交換能力（3）交換容量）交換容量 定量表示樹(shù)脂交換能力的大小，單位為定量表示樹(shù)脂交換能力的大小，單位為mol/kg(干干樹(shù)脂樹(shù)脂)或或mol/L(濕樹(shù)脂濕樹(shù)脂) 當(dāng)去除無(wú)機(jī)陽(yáng)離子或有機(jī)堿性物質(zhì)時(shí)，宜選用陽(yáng)當(dāng)去除無(wú)機(jī)陽(yáng)離子或有機(jī)堿性物質(zhì)時(shí)，宜選用陽(yáng)樹(shù)脂；去除無(wú)機(jī)陰離子或有機(jī)酸時(shí)，宜選用陰樹(shù)脂；樹(shù)脂；去除無(wú)機(jī)陰離子或有機(jī)酸時(shí)，宜選用陰樹(shù)脂；有機(jī)物宜用低交聯(lián)度的大孔樹(shù)脂來(lái)處理有機(jī)物宜用低交聯(lián)度的大孔樹(shù)脂來(lái)處理 1.離子的交換的交換勢(shì)離子的交換的交換勢(shì), 除同它本身和離子交換樹(shù)除同它本身和離子交換樹(shù)脂

46、的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)外脂的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)外, 溫度和濃度的影響都很大。溫度和濃度的影響都很大。 2.在常溫和低濃度水溶液中，陽(yáng)離子的價(jià)態(tài)越高，在常溫和低濃度水溶液中，陽(yáng)離子的價(jià)態(tài)越高，它的交換勢(shì)越大。它的交換勢(shì)越大。 3.在常溫和低濃度水溶液中，同價(jià)陽(yáng)離子的交換勢(shì)在常溫和低濃度水溶液中，同價(jià)陽(yáng)離子的交換勢(shì)大致上是原子序數(shù)越高，交換勢(shì)越大；但是稀土元素大致上是原子序數(shù)越高，交換勢(shì)越大；但是稀土元素情況正好相反。情況正好相反。 4.氫離子對(duì)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的交換勢(shì)，取決于樹(shù)脂氫離子對(duì)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的交換勢(shì)，取決于樹(shù)脂的性質(zhì)。的性質(zhì)。 5.在常溫和低濃度水溶液中，對(duì)弱堿性陰離子交換在常溫和低濃度水溶液中，對(duì)弱

47、堿性陰離子交換樹(shù)脂來(lái)說(shuō)樹(shù)脂來(lái)說(shuō), 酸根酸根(陰離子陰離子)的交換序列如下：的交換序列如下：SO42- CrO42- 檸檬酸根檸檬酸根酒石酸根酒石酸根 NO3- AsO43- PO43- MoO42- 醋酸根、醋酸根、I-、Br- Cl- F-。（4）離子交換的選擇性）離子交換的選擇性 6.對(duì)強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂講，離子的交換勢(shì)隨樹(shù)對(duì)強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂講，離子的交換勢(shì)隨樹(shù)脂的性質(zhì)而異，沒(méi)有一般性的規(guī)律。脂的性質(zhì)而異，沒(méi)有一般性的規(guī)律。 7.氫氧基對(duì)陰離子交換樹(shù)脂的交換勢(shì)決定于樹(shù)脂類氫氧基對(duì)陰離子交換樹(shù)脂的交換勢(shì)決定于樹(shù)脂類型。型。 8.離子量高的有機(jī)離子和金屬絡(luò)合離子的交換勢(shì)特離子量高的有機(jī)離

48、子和金屬絡(luò)合離子的交換勢(shì)特別大。別大。 9.大孔型樹(shù)脂具有很強(qiáng)的吸附性能，往往可以吸大孔型樹(shù)脂具有很強(qiáng)的吸附性能，往往可以吸附廢水中的非離子型雜質(zhì)。附廢水中的非離子型雜質(zhì)。 3 3、離子交換工藝及應(yīng)用、離子交換工藝及應(yīng)用（1）離子交換的運(yùn)行操作）離子交換的運(yùn)行操作交換交換反洗反洗再生再生清洗清洗離子交換裝置離子交換裝置固定床固定床單層床單層床雙層床雙層床混合床混合床連續(xù)床連續(xù)床移動(dòng)床移動(dòng)床流動(dòng)床流動(dòng)床（1）離子交換裝置的類型）離子交換裝置的類型離子交換系統(tǒng)一般包括：預(yù)處理設(shè)備、離子交換器和再離子交換系統(tǒng)一般包括：預(yù)處理設(shè)備、離子交換器和再生附屬設(shè)備。生附屬設(shè)備。軟化軟化Na型陽(yáng)離子交換柱型陽(yáng)離

49、子交換柱除鹽除鹽H型陽(yáng)離子交換柱型陽(yáng)離子交換柱OH型陽(yáng)離子交換柱型陽(yáng)離子交換柱（2）離子交換的應(yīng)用）離子交換的應(yīng)用鈉鈉型型離離子子交交換換柱柱H柱和柱和OH柱串聯(lián)除鹽柱串聯(lián)除鹽 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 三、吸附法三、吸附法吸附法吸附法利用多孔性的固體物質(zhì)使水中的一種或多種物質(zhì)利用多孔性的固體物質(zhì)使水中的一種或多種物質(zhì) 被吸附在固體表面而去除的方法。被吸附在固體表面而去除的方法。吸附吸附相界面上，物質(zhì)自動(dòng)發(fā)生累積或濃集的現(xiàn)象。相界面上，物質(zhì)自動(dòng)發(fā)生累積或濃集的現(xiàn)象。吸附劑吸附劑吸附質(zhì)吸附質(zhì)作用力作用力反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度 吸附熱吸附熱選擇性選擇性可逆性可逆性吸附層吸附層物理吸

50、附物理吸附范德華力范德華力低溫低溫小小無(wú)無(wú)可逆可逆單單/多分子層多分子層化學(xué)吸附化學(xué)吸附化學(xué)鍵力化學(xué)鍵力較高溫較高溫大大有有不可逆不可逆單分子層單分子層1、吸附類型、吸附類型 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 2、吸附劑、吸附劑大孔大孔微孔微孔溶劑和吸附質(zhì)均溶劑和吸附質(zhì)均可進(jìn)入的區(qū)域可進(jìn)入的區(qū)域溶劑和小吸附質(zhì)溶劑和小吸附質(zhì)可進(jìn)入的區(qū)域可進(jìn)入的區(qū)域只有溶劑可只有溶劑可進(jìn)入的區(qū)域進(jìn)入的區(qū)域活性炭的微孔結(jié)構(gòu)活性炭的微孔結(jié)構(gòu)小孔小孔 2nm過(guò)渡孔過(guò)渡孔 2100nm大孔大孔 10010000nm 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 活活 性性 炭炭 第二章第二章 水的物化處理

51、方法水的物化處理方法 3、吸附平衡和吸附等溫線、吸附平衡和吸附等溫線吸附量吸附量 吸附平衡時(shí)單位質(zhì)量吸附劑吸附的吸附質(zhì)的質(zhì)量吸附平衡時(shí)單位質(zhì)量吸附劑吸附的吸附質(zhì)的質(zhì)量吸附等溫線吸附等溫線 在一定溫度下，活性炭與被處理的水接觸在一定溫度下，活性炭與被處理的水接觸 并達(dá)到平衡時(shí)，吸附質(zhì)在溶液中的濃度與并達(dá)到平衡時(shí)，吸附質(zhì)在溶液中的濃度與 活性炭吸附量之間的關(guān)系?；钚蕴课搅恐g的關(guān)系。 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 表明被吸附物的量與濃度之間的關(guān)系式稱為表明被吸附物的量與濃度之間的關(guān)系式稱為吸附等溫式。吸附等溫式。Freundlich等溫式等溫式nKmy1lg1lg)lg(nKm

52、y對(duì)上式取對(duì)數(shù)，可得：對(duì)上式取對(duì)數(shù)，可得：Freundlich吸附等溫線吸附等溫線 Langmuir等溫式等溫式 該公式是在被吸附物質(zhì)僅為單分子層的假定下該公式是在被吸附物質(zhì)僅為單分子層的假定下導(dǎo)出的，形式為：導(dǎo)出的，形式為：11KKmyKKKmy11 將上式變換成以下形式，將上式變換成以下形式，使用時(shí)較方便：使用時(shí)較方便：Langmuir吸附等溫線吸附等溫線e4.影響吸附的因素影響吸附的因素衡量衡量指標(biāo)指標(biāo)吸附能力吸附能力吸附速度吸附速度固體吸附劑用吸附量衡量固體吸附劑用吸附量衡量單位質(zhì)量吸附劑在單位單位質(zhì)量吸附劑在單位時(shí)間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量時(shí)間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量吸附吸附階段階段顆粒外部顆粒外部

53、擴(kuò)散階段擴(kuò)散階段孔隙擴(kuò)散孔隙擴(kuò)散階段階段吸附反應(yīng)吸附反應(yīng)階段階段吸附質(zhì)從溶液中擴(kuò)散到吸附吸附質(zhì)從溶液中擴(kuò)散到吸附劑表面劑表面吸附質(zhì)在吸附劑孔隙中繼續(xù)吸附質(zhì)在吸附劑孔隙中繼續(xù)向吸附點(diǎn)擴(kuò)散向吸附點(diǎn)擴(kuò)散吸附質(zhì)被吸附在吸附劑孔隙吸附質(zhì)被吸附在吸附劑孔隙內(nèi)的吸附點(diǎn)表面內(nèi)的吸附點(diǎn)表面吸附速度主要取決于外部擴(kuò)散速度和孔隙擴(kuò)散速度。吸附速度主要取決于外部擴(kuò)散速度和孔隙擴(kuò)散速度。外部擴(kuò)外部擴(kuò)散速度散速度與溶液濃度成正比與溶液濃度成正比與吸附劑的比表面積的大小成正與吸附劑的比表面積的大小成正比比吸附劑顆粒直徑越小，速度越快吸附劑顆粒直徑越小，速度越快增加溶液與顆粒間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，增加溶液與顆粒間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，

54、可提高速度可提高速度孔隙擴(kuò)孔隙擴(kuò)散速度散速度吸附劑顆粒越小，速度越快吸附劑顆粒越小，速度越快 吸附劑的物理化學(xué)性質(zhì)和吸附質(zhì)的物理化學(xué)性吸附劑的物理化學(xué)性質(zhì)和吸附質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)吸附有很大影響。質(zhì)對(duì)吸附有很大影響。 極性分子極性分子(或離子或離子)型的吸附劑容易吸附極性分子型的吸附劑容易吸附極性分子(或離子或離子)型的吸附質(zhì)。型的吸附質(zhì)。 非極性分子型的吸附劑容易吸附非極性的吸附質(zhì)。非極性分子型的吸附劑容易吸附非極性的吸附質(zhì)。再再生生方方法法加熱再生法加熱再生法在高溫條件下，提高了吸附質(zhì)分在高溫條件下，提高了吸附質(zhì)分子的能量，使其易于從活性炭的子的能量，使其易于從活性炭的活性點(diǎn)脫離；而吸附的有

55、機(jī)物則活性點(diǎn)脫離；而吸附的有機(jī)物則在高溫下氧化和分解，成為氣態(tài)在高溫下氧化和分解，成為氣態(tài)逸出或斷裂成低分子逸出或斷裂成低分子化學(xué)再生法化學(xué)再生法通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，使吸附質(zhì)轉(zhuǎn)化為通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，使吸附質(zhì)轉(zhuǎn)化為易溶于水的物質(zhì)而解吸下來(lái)易溶于水的物質(zhì)而解吸下來(lái) 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 5.吸附劑的再生吸附劑的再生6. 吸附工藝和設(shè)備操操作作方方式式連續(xù)式連續(xù)式間歇式間歇式將廢水和吸附劑放在吸附池內(nèi)進(jìn)行攪拌將廢水和吸附劑放在吸附池內(nèi)進(jìn)行攪拌30min左右，然后靜置沉淀，排除澄清液左右，然后靜置沉淀，排除澄清液固定床固定床移動(dòng)床移動(dòng)床流化床流化床吸附劑固定填放在吸附柱吸附劑固定填放在

56、吸附柱(或或塔塔)中中在操作過(guò)程中定期地將接近飽在操作過(guò)程中定期地將接近飽和的一部分吸附劑從吸附柱中和的一部分吸附劑從吸附柱中排出，并同時(shí)將等量的新鮮吸排出，并同時(shí)將等量的新鮮吸附劑加入柱中附劑加入柱中吸附劑在吸附柱內(nèi)處于膨脹狀態(tài)，吸附劑在吸附柱內(nèi)處于膨脹狀態(tài)，懸浮于由下而上的水流中懸浮于由下而上的水流中 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 7、吸附法在污水處理中的應(yīng)用、吸附法在污水處理中的應(yīng)用（1） 吸附法除汞吸附法除汞 活性炭有吸附汞和汞化合物的性能，但因其吸附活性炭有吸附汞和汞化合物的性能，但因其吸附能力有限，只適宜于處理含汞量低的廢水。能力有限，只適宜于處理含汞量低的廢水。

57、吸附法除汞流程吸附法除汞流程 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 （2） 煉油廠、印染廠廢水的深度處理煉油廠、印染廠廢水的深度處理 某煉油廠含油廢水，經(jīng)隔油，氣浮和生物處理某煉油廠含油廢水，經(jīng)隔油，氣浮和生物處理后，再經(jīng)砂濾和活性炭過(guò)濾深度處理。后，再經(jīng)砂濾和活性炭過(guò)濾深度處理。 廢水的含酚量從廢水的含酚量從0.1mg/L(生物處理后生物處理后)降至降至0.005mg/L，氰從，氰從0.19mg/L降至降至0.048mg/L，COD從從85mg/L降至降至18mg/L。 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 四、膜分離技術(shù)四、膜分離技術(shù)半透膜半透膜 凡在溶液中一種或多種成

58、分不能透過(guò)，而其它凡在溶液中一種或多種成分不能透過(guò)，而其它 成分能透過(guò)的膜。成分能透過(guò)的膜。膜分離法膜分離法 利用一種特殊的半透膜將溶液隔開(kāi)，使一利用一種特殊的半透膜將溶液隔開(kāi)，使一 側(cè)溶液中的某種溶質(zhì)透過(guò)膜或溶劑（水）側(cè)溶液中的某種溶質(zhì)透過(guò)膜或溶劑（水） 滲透出來(lái)，從而達(dá)到分離溶質(zhì)的目的。滲透出來(lái)，從而達(dá)到分離溶質(zhì)的目的。 第二章第二章 水的物化處理方法水的物化處理方法 優(yōu)點(diǎn)：常溫下操作、沒(méi)有相變、設(shè)備可工廠化生產(chǎn)、容易操作。優(yōu)點(diǎn)：常溫下操作、沒(méi)有相變、設(shè)備可工廠化生產(chǎn)、容易操作。缺點(diǎn)：需要消耗相當(dāng)?shù)哪芰?，處理能力小。缺點(diǎn)：需要消耗相當(dāng)?shù)哪芰浚幚砟芰π?。滲透膜法滲透膜法半透膜的半透膜的滲析

59、作用滲析作用依靠薄膜中依靠薄膜中“孔道孔道”的大小分的大小分離不同的分子或離子離不同的分子或離子依靠薄膜的離子結(jié)構(gòu)分離性質(zhì)依靠薄膜的離子結(jié)構(gòu)分離性質(zhì)不同的離子不同的離子依靠薄膜的有選擇的溶解性分依靠薄膜的有選擇的溶解性分離某些物質(zhì)離某些物質(zhì)動(dòng)力動(dòng)力分子擴(kuò)散作用分子擴(kuò)散作用電力電力壓力壓力滲析法滲析法電滲析法電滲析法反滲法和超過(guò)濾法反滲法和超過(guò)濾法1、 電滲析法電滲析法海水淡化電滲析法示意圖海水淡化電滲析法示意圖陽(yáng)極反應(yīng)式：陽(yáng)極反應(yīng)式：2OH2HO2H24224SOHSO2H2e2HO2OH2陰極反應(yīng)式：陰極反應(yīng)式：Fe2eFe22H2e2H用滲析法處理酸洗廢水2.反滲透法反滲透法 反滲透法是以

60、壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜法分離技術(shù)。反滲透法是以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜法分離技術(shù)。滲透和反滲透 任何溶液都具有相應(yīng)的滲透壓，其數(shù)值取決于任何溶液都具有相應(yīng)的滲透壓，其數(shù)值取決于溶液中溶質(zhì)的分子數(shù)，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)，其數(shù)溶液中溶質(zhì)的分子數(shù)，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：學(xué)表達(dá)式為：iRTc 當(dāng)完全解離時(shí)，當(dāng)完全解離時(shí)，i等于陰、陽(yáng)離子的總數(shù)；對(duì)非等于陰、陽(yáng)離子的總數(shù)；對(duì)非電解質(zhì)，則電解質(zhì)，則i1。900.643.5NaCl，1032.5kPa芳香聚酰膜920.443.5NaCl，10132.5kPaCA混合膜980.4海水，6079.5kPaCA3中空纖維膜981.0海水，10132.2kPaCA3復(fù)