PAGE９０/NUMPAGES93目錄第一篇環(huán)保差不多常識(shí) １第一章水污染狀況 １第一節(jié)水污染現(xiàn)狀 １第二節(jié)水污染分類 ２第二章常用環(huán)保術(shù)語 ５第三章水處理技術(shù)概述 ７第二篇廢水處理單元技術(shù) ９第一章篩除 ９第二章水質(zhì)水量調(diào)節(jié) ９第三章 沉淀和氣浮 １４第一節(jié)沉淀 １４第二節(jié) 氣浮 １６第四章 混凝和混凝劑 １８第五章中和及pH值的操縱 ２３第六章膜法水處理技術(shù) ２７第一節(jié)概論 ２７第二節(jié)膜分離過程 ２８第三節(jié)膜組件 ３４第七章廢水生物處理技術(shù) ３５第一節(jié)概論 ３５第二節(jié)生物脫氮工藝 ３５第三節(jié)MBR工藝 ３７第三篇水質(zhì)分析 ３８第一章水質(zhì)分析的差不多方法 ３８第二章水樣的采集、保存和預(yù)處理 ４５第三章常用監(jiān)測項(xiàng)目的分析方法介紹 ５９第一節(jié)化學(xué)需氧量 ５９第二節(jié)溶解氧 ５９第三節(jié)五日生化需氧量 ６０第四節(jié)氨氮 ６０第五節(jié)顯微鏡的使用及微生物形態(tài)的觀看 ６１第一篇環(huán)保差不多常識(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)，但又是生命存在和進(jìn)展的必要條件。沒有水就沒有生命。假如地球上沒有水，就會(huì)和月球一樣，成為一個(gè)沒有生命的死寂球體。因此，水關(guān)于人類來講是一種須臾也不能離開不可缺少的重要物質(zhì)，它是人類環(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)成人類機(jī)體的基礎(chǔ)，又是傳遞營養(yǎng)和新陳代謝過程的一種介質(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)更是離不開水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)用水一般要占都市用水量的80%左右。各種工業(yè)，不管是發(fā)電、冶金、化工、石油，依舊紡織、印染、食品、造紙等等，能夠講，幾乎沒有一種工業(yè)完全不需要水。 “水是農(nóng)業(yè)的命脈”，更是充分體現(xiàn)了水對農(nóng)、林、牧、漁各業(yè)的重要性。 但我國是水資源貧乏的國家，且南北分布不平衡。依照統(tǒng)計(jì)我國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。而寬敞北方地區(qū)持續(xù)多年缺水已十分嚴(yán)峻，該地區(qū)缺水總面積達(dá)58km2，人均水資源量僅相當(dāng)于全國人均的1/5，而淮河流域包括京津兩市的年人均水資源僅300m3，為全國人均水量的1/7。目前我國有200多個(gè)都市缺水，40多個(gè)都市嚴(yán)峻缺水，每天缺水2000多萬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)進(jìn)展的要緊因素之一。但另一方面，我國目前年污水排放量為400億m3，約每天排放污水1億多m3 我國水污染現(xiàn)狀是“局部有所改善，整體仍在惡化”，隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的進(jìn)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，由地表水受污染向地下水受污染轉(zhuǎn)移，我國的湖泊大多呈營養(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)已劣于三類水標(biāo)準(zhǔn)，有時(shí)污水團(tuán)下溯時(shí)迫使水廠臨時(shí)關(guān)門，老百姓飲用水都發(fā)生問題；太湖、滇池、巢湖等富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)峻，有時(shí)瘋狂的藻類使水廠的取水管邊造成堵塞。 因此，治理水污染，愛護(hù)水資源已是迫在眉睫的問題。第二節(jié)水污染分類一、自然污染和人為污染 由于水的流淌性專門大，溶解能力又專門強(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。而特不是在社會(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。 前面講過，自然環(huán)境是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡體系，對其中各種物質(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。通常稱為水的自凈能力。 當(dāng)進(jìn)入水體的外來雜質(zhì)含量超過了水體的自凈能力而使水質(zhì)惡化，對人類環(huán)境和水的利用產(chǎn)生不良阻礙，這就叫水的污染。 水體作為一種寶貴的資源，用途是專門多的。要緊有：（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生殖，（6）娛樂、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，從而阻礙水的有效利用。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。 專門明顯，那個(gè)地點(diǎn)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：一類是自然污染；另一類是人為污染。 自然污染要緊是自然緣故造成的。如專門的地質(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)阻礙當(dāng)?shù)厮|(zhì)。造成自然污染的有害物質(zhì)含量一般稱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。 人為污染是人類生活生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的廢物對水的污染。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)的分類和阻礙 水污染要緊可分化學(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)田排水和生活污水要緊有下列物質(zhì)，如任意排入水體，就會(huì)引起水體化學(xué)性污染。 （1）無機(jī)污染物質(zhì)：污染水體的無機(jī)物質(zhì)要緊為酸、堿和一些無機(jī)鹽類。酸污染要緊來自礦山排水和工業(yè)廢水，礦山排水中的酸要緊是含硫礦物經(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。堿污染要緊來自堿法造紙，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，阻礙水體自凈，還會(huì)腐蝕船舶和建筑物，阻礙漁業(yè)，破壞生態(tài)。礦山排水和一些工業(yè)廢水中還常含有許多無機(jī)鹽類。這些無機(jī)鹽類大量排入水體后，將提高水的硬度和增加水的滲透壓，降低水中的溶解氧，對淡水生物有不良阻礙。 （2）無機(jī)有毒物質(zhì)：污染水體的無機(jī)有毒物質(zhì)要緊是重金屬等有潛在長期阻礙的有毒物質(zhì)，其中汞、鎘、鉛等危害性較大，其它還有砷（特不是三價(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可不能消逝，也可能通過食物鏈而富集、積存。這類物質(zhì)會(huì)直接作用于人體而引起嚴(yán)峻的疾病或有促進(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)種類專門多。要緊是各種有機(jī)農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、酚類等。這些物質(zhì)來自農(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)苯等差不多上自然界中本來沒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許多被認(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。在其分解過程中需要消耗氧氣，故稱之為需氧污染物質(zhì)。假如這類污染物質(zhì)排入水體過多，將會(huì)消耗水中的溶解氧，造成溶解氧缺乏，從而阻礙水中魚類和其它水生生物的生長。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，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許多的磷。水體中含磷、氮的量較高時(shí)，對一般河流的阻礙還不大，但對湖泊、水庫、港灣、內(nèi)海等水流漫的水域，則阻礙較大。這些水體內(nèi)往往會(huì)因磷、氮等植物營養(yǎng)物質(zhì)的含量過高而使藻類等浮游生物及水生物大量生殖。這種情況稱為水體的“富營養(yǎng)化”。一般認(rèn)為：總磷和無機(jī)氮含量分不在20和300毫克/米3以上，就有可能出現(xiàn)富營養(yǎng)化作用。大量生殖的藻類（通常以蘭綠藻為主）等水生生物，使魚類生活的空間減少，且這種蘭綠藻不適宜作魚類食料，有些還有毒性。藻類死亡腐敗后又分解出大量營養(yǎng)物質(zhì)，促使藻類進(jìn)一步進(jìn)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，魚類大量死亡。在七十年代，北美的伊利湖就因富營養(yǎng)化問題而被美國一些環(huán)境研究者認(rèn)為該湖正面臨“湖泊死亡”時(shí)期。日本漱湖內(nèi)海頻繁發(fā)生的“紅潮”更被稱為“死亡的水域”，經(jīng)濟(jì)損失極大。我國渤海和天津海于1975年和1977年也曾分不發(fā)生過紅潮現(xiàn)象。1984年7月下旬又分不在南海珠江口海域和北部灣雷州半島附近發(fā)覺過兩次紅潮。富營養(yǎng)化作用一旦發(fā)生后，由于生物循環(huán)而連續(xù)的時(shí)刻可能專門長。且難于治理，因此已成為一個(gè)急待解決的難題。 （6）油類污染物質(zhì)：隨著石油事業(yè)的進(jìn)展，油類物質(zhì)對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)峻的油污染，尤其海洋采油污染為最甚，阻礙水質(zhì)、破壞海灘、危害水生生物，已受到各國關(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)阻礙水質(zhì)外觀，阻礙水中植物的光合作用，減少氧氣的溶入，對水生生物不利。假如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：來自熱電廠、原子能發(fā)電站及各種工業(yè)過程中的冷卻水，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。危害魚類及水生生物的生長，此稱為熱污染。 （3）放射性污染：大多數(shù)水體（特不是海洋）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)的進(jìn)展，放射性礦藏的開采、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，特不是醫(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人畜糞便的污染而進(jìn)入水體，隨水流淌而傳播、傳染。常見污染水體的病毒則有腸道病毒、腺病毒和肝炎病毒等。某些寄生蟲病如阿米巴痢疾、血吸蟲病等以及鉤端螺旋體引起的鉤端螺旋體病等，也都可通過水進(jìn)行傳播。防止病原微生物對水體的污染。是愛護(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)語一、環(huán)境 “環(huán)境”那個(gè)詞是相對人類的存在而言的，是給環(huán)境于人類周圍的所在物理因素?；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。人類改造自然的活動(dòng)打亂原有的平衡，必定會(huì)引起一定的后果，盡管環(huán)境對一定的刺激有調(diào)節(jié)作用和緩沖能力，能夠通過一系列的連鎖反應(yīng)，建立起新的動(dòng)態(tài)平衡，但若超過了環(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)超過了環(huán)境的自凈能力而引起的環(huán)境污染。另一類是由于對自然資源不適當(dāng)?shù)拈_發(fā)活動(dòng)引起的生態(tài)環(huán)境的破壞，要緊表現(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 微生物是一類形體微小、結(jié)構(gòu)簡單、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、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物等生物，不是分類學(xué)的概念，而是一切微小生物的總稱。四、生化處理 生化處理也稱為生物化學(xué)處理，簡稱為生化法。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)物分解和向無機(jī)物轉(zhuǎn)化，達(dá)到凈化水質(zhì)，消除其對環(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)物污染是專門普遍、要緊的，因此化學(xué)需氧量也作為有機(jī)物相對含量的指標(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，確實(shí)是利用各種方法將污水中所含的污染物質(zhì)分離出來，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害的物質(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： 一級處理：除去油類、酸堿物質(zhì)以及能夠截留的懸浮物。 二級處理：除去可溶性有機(jī)物和部分可溶性無機(jī)物以及經(jīng)一級處理殘留的懸浮物。 三級處理：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 物理法要緊是利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在其處理過程中不改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。常用的物理法有采納格柵、篩網(wǎng)、砂濾等方法截留各類漂移物、懸浮物等；利用沉淀、氣浮等方法分離比重與水不同的各類污染物質(zhì)；利用離心法分離各類懸浮物質(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，在陰陽兩極分不發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，使水體達(dá)到以凈化的電解法等。 3.生物法 生物法也稱為生物化學(xué)法，簡稱為生化法。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)物分解和向無機(jī)物轉(zhuǎn)化，達(dá)到凈化水質(zhì)、消除其對環(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)不管是工業(yè)廢水，依舊都市污水或生活污水，水量和水質(zhì)在24小時(shí)之內(nèi)都有波動(dòng)。一般講來，工業(yè)廢水的波動(dòng)比都市污水大，中小型工廠的波動(dòng)就更大，甚至在一日內(nèi)或班產(chǎn)之間都可能有專門大的變化。這種變化對污水處理設(shè)備，特不是生物處理設(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。同樣關(guān)于物化處理設(shè)備，水量和水質(zhì)的波動(dòng)越大，過程參數(shù)難以操縱，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能夠在調(diào)節(jié)池內(nèi)中和；短期排出的高溫廢水也可通過調(diào)節(jié)以平衡水溫。另外，調(diào)節(jié)池設(shè)置是否合理，對后需處理設(shè)施的處理能力、基建投資、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用等都有較大的阻礙。廢水處理設(shè)施中調(diào)節(jié)作用的目的是：（1）提供對有機(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）操縱pH值，以減小中和作用中化學(xué)品的用量；（3）減小對物理化學(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)，仍能對生物處理系統(tǒng)接著輸入廢水；（5）操縱向市政系統(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)的過程。其構(gòu)筑物為均化池，亦稱調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池的形式和容量的大小，隨廢水排放的類型、特征和后續(xù)污水處理系統(tǒng)對調(diào)節(jié)、均和要求的不同而異。要緊起均化水量作用的均化池，稱為水量均化池，簡稱均量池；要緊起均化水質(zhì)作用的均化池，稱為水質(zhì)均化池，簡稱均質(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)際上沉淀池的作用要緊是分離固體，既不能均量，均質(zhì)的作用也專門小，且無保證。（一）均量池常用的均量池實(shí)際是一座變水位的貯水池，來水為重力流出水由泵抽。池中最高水位不高于來水管的設(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)池最常見的一種均質(zhì)池可稱異程式均質(zhì)池，為常水位，重力流。與沉淀池要緊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，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。依照試驗(yàn)和工程實(shí)驗(yàn)，其效果是確信的。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)理有專門大的隨機(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圖3-3。2.矩形平面布置方式見圖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)問題，故隔板底宜距池底保持一定距離。依照試驗(yàn)及實(shí)踐，在正方形及其他形式較小規(guī)模均質(zhì)池中，隔板能夠取消，而仍有明顯均質(zhì)效果。4.結(jié)合沉淀池的沿程進(jìn)水式我國近年也有將沉淀池與均質(zhì)池相結(jié)合的作法，見圖3-6。在這種池中，均質(zhì)作用要緊靠池沿的沿程進(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。依照運(yùn)行實(shí)測結(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，又能均質(zhì)，在池中設(shè)置攪攔裝置，出水泵的流量用儀表操縱。池前須設(shè)置格柵、沉砂池，以及（或）磨碎機(jī)，以去除砂礫及其他雜質(zhì)。池后可接二級或三級處理。具體作法一般分為以下兩種。1.線內(nèi)設(shè)置池內(nèi)在流程線內(nèi)，見圖3-8。圖3-8線內(nèi)設(shè)置均化池2.線外設(shè)置池設(shè)在旁通線上，見圖3-9。線內(nèi)設(shè)置的均量、均質(zhì)效果最好，線外設(shè)置使泵抽水量大為減少，但均質(zhì)效果降低。圖3-9線外設(shè)置均化池（四）間歇式均化池（均量、均質(zhì)）當(dāng)水量規(guī)模較小時(shí)，能夠設(shè)間歇貯水、間歇運(yùn)行的均化池，池可分二或三格，交替使用。池中設(shè)攪拌裝置。池的總?cè)萘靠梢勒站唧w情況，按一至二個(gè)周期設(shè)置。沉淀和氣浮第一節(jié)沉淀沉淀確實(shí)是利用重力沉降將比水重的懸浮顆粒從水中去除的操作。沉淀是廢水處理用途最廣泛的單元操作之一。一、沉淀池沉淀池按在廢水處理流程中的位置，要緊分為初次沉淀池和二次沉淀池。（一）初次沉淀池都市污水中既含有分散顆粒又含有絮凝性顆粒。設(shè)計(jì)初次沉淀池的容量時(shí)，有效容積是表面負(fù)荷（過流率）和沉淀時(shí)刻的函數(shù)。由于大多數(shù)沉淀池的池深為3m左右，盡管停留時(shí)刻通常作為設(shè)計(jì)時(shí)的指標(biāo)，但表面負(fù)荷也是一個(gè)有用的標(biāo)志。用于生物處理前的沉淀池常采納2h的沉淀時(shí)刻。當(dāng)只采納初次沉淀處理時(shí)，常選用3h。我國關(guān)于前者常采納1～1.5h，關(guān)于后一種情況則為1.5～5h.（二）二次沉淀池從生物濾池和曝氣池帶至二次沉淀池中的懸浮固體通常具有良好的凝聚性，因此豎流式沉淀池特不適宜。但它因有容量小、造價(jià)高、施工較困難等缺點(diǎn)，故國外使用也不廣泛。近年來，應(yīng)用較多的是輻流式沉淀池。表3-1列出對不同污水量的活性污泥法二次沉淀池的設(shè)計(jì)參數(shù)。依照處理方法和污水流量，可按此表選擇堰負(fù)荷的最大值，以減少進(jìn)入出水堰的水流速度。通常，在池壁內(nèi)把出水堰建成兩側(cè)有堰的排水槽。近年來國外已較廣泛采納。我國天津紀(jì)莊子處理廠的輻流式沉淀池也是這種形式。表3-1初次沉淀池和二次沉淀池的適用條件及設(shè)計(jì)要點(diǎn)池型適用條件設(shè)計(jì)要點(diǎn)初次沉淀池對污水中密度大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離（1）考慮沉淀污泥發(fā)生腐敗，設(shè)置刮、排泥設(shè)備，迅速排除污泥（2）考慮固體懸浮物及污泥上浮，設(shè)置浮渣去除設(shè)備（3）表面負(fù)荷以25～50m3/（m2·d）為標(biāo)準(zhǔn)（4）進(jìn)水端考慮整流措施，采納阻流板、有孔整流壁、圓筒形整流板（5）采納溢流堰，堰上負(fù)荷≤250m3（6）長方形池，最大水平流速為7mm/s（7）污泥區(qū)容積，靜水壓排泥時(shí)，≤2d污泥量；機(jī)械排泥時(shí)，考慮4h排泥量（8）排泥靜水壓≥1.50m二次沉淀池對污水中以微生物為主體的、密度小的、因水流作用易發(fā)生上浮的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離`（1）考慮沉淀污泥發(fā)生腐敗，設(shè)置刮、排泥設(shè)備，迅速排除污泥（2）考慮污泥上浮，設(shè)置浮渣去除設(shè)備（3）表面負(fù)荷以25～30m3/（m2·d）為標(biāo)準(zhǔn)（4）進(jìn)水端考慮整流措施，采納阻流板、有孔整流壁、圓筒形整流板（5）采納溢流堰，堰上負(fù)荷≤150m3（6）長方形池，最大水平流速為5mm/s（7）要緊溢流設(shè)備的布置，防止污泥上浮出流而使處理水惡化（8）考慮SVI值增高引起的問題（9）排泥靜水壓，生物膜法后≥1.20m，曝氣池后≥0.9m二、沉淀池的類型和結(jié)構(gòu)按水流方向劃分沉淀池，有平流式、輻流式、豎流式三種形式。每種沉淀池均包括五個(gè)區(qū)，即進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、緩沖區(qū)、污泥區(qū)和出水區(qū)。表3-2各種沉淀池比較池型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流式（1）沉淀效果好（2）對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適用能力較強(qiáng)（3）施工簡易，造價(jià)較低（1）池子配水不易均勻（2）采納多斗排泥時(shí)，每個(gè)泥斗需要單獨(dú)設(shè)排泥管各自排泥，操作量大；采納鏈帶式刮泥機(jī)排泥時(shí)，鏈帶的支撐件和驅(qū)動(dòng)件都浸于水中，易銹蝕（1）適用于地下水位高及地質(zhì)較差地區(qū)（2）適用于大、中、小型污水處理廠豎流式（1）排泥方便，治理簡單（2）占地面積?。?）池子深度大，施工困難（2）對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適用能力較差（3）造價(jià)較高（4）池徑不宜過大，否則布水不勻適用于處理水量不大的小型污水處理廠輻流式（1）多為機(jī)械排泥，運(yùn)行較好，治理較簡單（2）排泥設(shè)備已趨定型機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求高（1）適用于地下水位較高地區(qū)（2）適用于大、中型污水處理廠氣浮氣浮法是以微細(xì)氣泡作為載體，粘附水中的懸浮顆粒上，使其視密度小于水，然后顆粒被氣泡挾帶浮升至水面與水分離去除的方法。氣浮法目前在給水、工業(yè)廢水和都市污水處理方面都有應(yīng)用。一、適用對象1.固液分離：污水中固體顆粒粒度小，密度接近或低于水，專門難利用沉淀法實(shí)現(xiàn)固液分離的各類污水。2.在給水方面，能夠用于高含藻水源、低溫低濁水源、受污染水源和工業(yè)原料鹽水的凈化。3.液液分離：從污水中分離油類。4.生物處理剩余污泥濃縮。5.要求獲得比重力沉淀更高的水力負(fù)荷和固體負(fù)荷，或用地受到限制的場合。二、分類氣浮法按照產(chǎn)氣方式不同分為：溶氣氣浮、充氣氣浮和電解氣浮等要緊氣浮法比較見表3-3。表3-3要緊氣浮法的比較類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.壓縮空氣通過微孔板2.機(jī)械力高速剪切空氣電解池極板產(chǎn)生的氫氣和氧氣氣泡尺寸加壓：50-150μm真空：20-100μm0.5-1.0mm氫氣泡≤30μm氧氣泡≤60μm表面負(fù)荷5-10m3/（m25-10m3/（m210-50m3/（m2適用范圍給水凈化、生活污水、工業(yè)廢水處理?？扇〈o水和廢水處理中的沉淀和澄清；可用于廢水深度處理的預(yù)處理及污泥濃縮礦物浮選、生活污水、工業(yè)廢水處理。如油脂、羊毛等廢水的初級處理。表面活性劑的泡沫分離工業(yè)廢水處理。含各種金屬離子、油脂、乳酪、色度和有機(jī)物的廢水處理混凝和混凝劑混凝的目的在于通過向水中投加一些藥劑（通常稱為混凝劑及助凝劑），使水中難以沉淀的膠體顆粒能互相聚合，長大至能自然沉淀的程度。那個(gè)方法稱作混凝沉淀。在給水處理和廢水處理中混凝沉淀差不多上最常用的方法之一?；炷幚碇邪酆托跄齼蓚€(gè)時(shí)期。在凝聚時(shí)期水中的膠體雙電層被壓縮失去穩(wěn)定而形成較小的微粒；在絮凝時(shí)期這些微?；ハ嗑劢Y(jié)（或由于高分子物質(zhì)的吸附架橋作用相助）形成大顆粒絮體，這些絮體在一定的沉淀?xiàng)l件下能夠從水中分離去除。一、混凝劑與助凝劑（一）常用的無機(jī)鹽類混凝劑常用的無機(jī)鹽類混凝劑見表4-3。表4-3常用的無機(jī)鹽類混凝劑名稱分子式一般介紹精制硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O（1）含無水硫酸鋁50%~52%（2）適用于水溫為20~40℃（3）當(dāng)pH=4~7時(shí)，要緊去除水中有機(jī)物pH=5.7~7.8時(shí)，要緊去除水中懸浮物pH=6.4~7.8時(shí)，處理濁度高、色度低（小于30度）的水（4）濕式投加時(shí)一般先溶解成10%~20%的溶液工業(yè)硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O（1）制造工藝較簡單（2）無水硫酸鋁含量各地產(chǎn)品不同，設(shè)計(jì)時(shí)一般可采納20%~25%（3）價(jià)格比精制硫酸鋁廉價(jià)（4）用于廢水處理時(shí)，投加量一般為50~200mg/L（5）其他同精制硫酸鋁明礬Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O（1）同精制硫酸鋁（2）、（3）（2）現(xiàn)已大部分被硫酸鋁所代替硫酸亞鐵（綠礬）FeSO4·7H2O（1）腐蝕性較高（2）礬花形成較快，較穩(wěn)定，沉淀時(shí)刻短（3）適用于堿度高，濁度高，pH=8.1~9.6的水，不論在冬季或夏季使用都專門穩(wěn)定，混凝作用良好，當(dāng)pH值較低時(shí)（<8.0），常使用氯來氧化，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，也能夠用同時(shí)投加石灰的方法解決三氯化鐵FeCl3·6H2O（1）對金屬（尤其對鐵器）腐蝕性大，對混凝土亦腐蝕，對塑料管也會(huì)因發(fā)熱而引起變形（2）不受溫度阻礙，礬花結(jié)得大，沉淀速度快，效果較好（3）易溶解，易混合，渣滓少（4）適用最佳pH值為6.0~8.4聚合氯化鋁[Aln(OH)mCl3n-m]（通式）簡寫PAC（1）凈化效率高，耗藥量少，過濾性能好，對各種工業(yè)廢水適應(yīng)性較廣（2）溫度適應(yīng)性高，pH適用范圍寬（可在pH=5~9的范圍內(nèi)），因而可不投加堿劑（3）使用時(shí)操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好（4）設(shè)備簡單，操作方便，成本較三氯化鐵低（5）是無機(jī)高分子化合物

（二）常用的有機(jī)合成高分子混凝劑及天然絮凝劑常用的有機(jī)合成高分子混凝劑（又稱絮凝劑）及天然絮凝劑見表4-4。表4-4常用有機(jī)合成高分子混凝劑及天然絮凝劑名稱分子式或代號(hào)一般介紹聚丙烯酰胺代號(hào)PAM（1）目前被認(rèn)為是最有效的高分子之一，在廢水處理中常被用作助凝劑，與鋁鹽或鐵鹽配合使用（2）與常用混凝劑配合使用時(shí)，應(yīng)按一定的順序先后投加，以發(fā)揮兩種藥劑的最大效果（3）聚丙烯酰胺固體產(chǎn)品不易溶解，宜在有機(jī)械攪拌的溶解槽內(nèi)配制成0.1%~0.2%的溶液再進(jìn)行投加，稀釋后的溶液保存期不宜超過1~2周（4）聚丙烯酰胺有極微弱的毒性，用于生活飲用水凈化時(shí)，應(yīng)注意操縱投加量（5）是合成有機(jī)高分子絮凝劑，為非離子型；通過水解構(gòu)成陰離子型，也可通過引入基團(tuán)制成陽離子型；目前市場上已有陽離子型聚丙烯酰胺產(chǎn)品出售脫色絮凝劑代號(hào)脫色I(xiàn)號(hào)（1）屬于聚胺類高度陽離子化的有機(jī)高分子混凝劑，液體產(chǎn)品固含量70%，無色或淺黃色透明粘稠液體（2）貯存溫度5~45℃，使用pH值7~9，按1：50~1：100稀釋后投加，投加量一般為20~100mg/L，也可與其他混凝劑配合使用（3）關(guān)于印染廠、染料廠、油墨廠等工業(yè)廢水處理具有其他混凝劑不能達(dá)到的脫色效果天然植物改性高分子絮凝劑（1）由691化學(xué)改性制得，取材于野生植物，制備方便，成本較低（2）宜溶于水，適用水質(zhì)范圍廣，沉降速度快，處理水澄清度好（3）性能穩(wěn)定，不易降解變質(zhì)（4）安全無毒天然絮凝劑F691刨花木、白膠粉F703絨稿（灌木類、皮、根、葉亦可）（三）常用的助凝劑常用的助凝劑見表4-5。表4-5常用的助凝劑名稱分子式一般介紹氯Cl2（1）當(dāng)處理高色度廢水及用作破壞水中有機(jī)物或去除臭味時(shí)，可在投混凝劑前先投氯，以減少混凝劑用量（2）用硫酸亞鐵作混凝劑時(shí)，為使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵可在水中投氯生石灰CaO（1）用于原水堿度不足（2）用于去除水中的CO2，調(diào)整pH值（3）關(guān)于印染廢水等有一定的脫色作用活化硅酸、活化水玻璃、泡花堿Na2O·xSiO2·yH2O（1）適用于硫酸亞鐵與鋁鹽混凝劑，可縮短混凝沉淀時(shí)刻，節(jié)約混凝劑用量（2）原水渾濁度低、懸浮物含量少及水溫較低（約在14℃以下）時(shí)使用，效果更為顯著（3）可提高濾池濾速，必須注意加注點(diǎn)（4）要有適宜的酸化度和活化時(shí)刻二、阻礙混凝效果的因素與混凝劑的選擇（一）阻礙混凝效果的要緊因素阻礙混凝效果的因素比較復(fù)雜，其中要緊由水質(zhì)本身的復(fù)雜變化引起，其次還要受到混凝過程中水力條件等因素的阻礙。1.水質(zhì)工業(yè)廢水中的污染物成分及含量隨行業(yè)、工廠的不同而千變?nèi)f化，而且通常情況下同一廢水中往往含有多種污染物。廢水中的污染物在化學(xué)組成、帶電性能、親水性能、吸咐性能等方面都可能不同，因此某一種混凝劑對不同廢水的混凝效果可能相關(guān)專門大。另外有機(jī)物關(guān)于水中的憎水膠體具有愛護(hù)作用，因此關(guān)于高濃度有機(jī)廢水采納混凝沉淀方法處理效果往往不行。有些廢水中含有表面活性劑或活性染料一類污染物質(zhì)，通常使用的混凝劑對它們的去除效果也大多不理想。2.pH值pH值也是阻礙混凝的一個(gè)要緊因素。在不同的pH值條件下，鋁鹽與鐵鹽的水解產(chǎn)物形態(tài)不一樣，產(chǎn)生的混凝效果也會(huì)不同。由于混凝劑水解反應(yīng)過程中不斷產(chǎn)生H+，因此要保持水解反應(yīng)充分進(jìn)行，水中必須有堿去中和H+，如堿不足，水的pH值將下降，水解反應(yīng)不充分，對混凝過程不利。3.水溫對混凝效果也有阻礙，無機(jī)鹽混凝劑的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，水溫低時(shí)不利于混凝劑水解。水的粘度也與水溫有關(guān)，水溫低時(shí)水的粘度大，致使水分子的布朗運(yùn)動(dòng)減弱，不利于水中污染物質(zhì)膠粒的脫穩(wěn)和聚攏，因而絮凝體形成不易。4.水力學(xué)條件及混凝反應(yīng)的時(shí)刻把一定的混凝劑投加到廢水中后，首先要使混凝劑迅速、均勻地?cái)U(kuò)散到水中。混凝劑充分溶解后，所產(chǎn)生的膠體與水中原有的膠體及懸浮物接觸后，會(huì)形成許許多多微小的礬花，那個(gè)過程又稱為混合?；旌线^程要求水流產(chǎn)生激烈的湍流，在較快的時(shí)刻內(nèi)使藥劑與水充分混合，混合時(shí)刻一般要求幾十秒至2分鐘?；旌献饔靡话憧克驒C(jī)械方法來完成。在完成混合后，水中膠體等微小顆粒差不多產(chǎn)生初步凝聚現(xiàn)象，生成了細(xì)小的礬花，其尺寸可達(dá)5μm以上，但還不能達(dá)到靠重力能夠下沉的尺寸（通常需要0.6～1.0mm以上）。因此還要靠絮凝過程使礬花逐漸長大。在絮凝時(shí)期，要求水流有適當(dāng)?shù)奈闪鞒潭?，為?xì)小礬花提供相碰接觸和互相吸附的機(jī)會(huì)，同時(shí)隨著礬花的長大這種紊流應(yīng)該逐漸減弱下來。反應(yīng)時(shí)刻（T）一般操縱在10～30mim。反應(yīng)中平均速度梯度（G）一般取30～60s-1，并應(yīng)操縱GT值在104～105范圍內(nèi)。（二）混凝劑的選擇針對處理某種特定的廢水選擇適應(yīng)的混凝劑時(shí)，通常由綜合以下幾方面的考慮來確定。（1）處理效果好，對希望去除的污染物有較高的去除率，能滿足設(shè)計(jì)要求。為了達(dá)到這一目標(biāo)，有時(shí)需要兩種或多種混凝劑及助凝劑同時(shí)配合使用。（2）混凝劑及助凝劑的價(jià)格應(yīng)適當(dāng)廉價(jià)，需要的投加量應(yīng)當(dāng)適中，以防止由于價(jià)格昂貴造成處理運(yùn)行費(fèi)用過高。（3）混凝劑的來源應(yīng)當(dāng)可靠，產(chǎn)品性能比較穩(wěn)定，并應(yīng)宜于儲(chǔ)存和投加方便。（4）所有的混凝劑都不應(yīng)對處理出水產(chǎn)生二次污染。當(dāng)處理出水有回用要求時(shí)，要適當(dāng)考慮出水中混凝殘余量所造成的輕微色度等阻礙（例如采納鐵鹽作混凝劑時(shí)）。結(jié)合以上因素的考慮，通常采納實(shí)際廢水水樣由實(shí)驗(yàn)室燒杯試驗(yàn)，對宜于采納的混凝劑及投加量來進(jìn)行初步篩選確定。在有條件的情況下，一般還應(yīng)對初步確定的結(jié)果進(jìn)行擴(kuò)大的動(dòng)態(tài)連續(xù)試驗(yàn)，以求取得可靠的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。第五章中和及pH值的操縱 含酸堿廢水來源專門廣，化工廠、化纖廠、電鍍廠、煉油廠以及金屬酸洗車間等都排出酸性廢水。有的廢水含有無機(jī)酸如硫酸、鹽酸等；有的則含有蟻酸、醋酸等有機(jī)酸；有的則兼而有之。廢水含酸濃度差不專門大，從小于1%到10%以上。造紙廠、印染廠、金屬加工廠等排出堿性廢水，大多數(shù)情況下為無機(jī)堿，也有些廢水含有機(jī)堿。其中某些廢水含堿濃度專門高，最高可達(dá)百分之幾。廢水中除含酸、堿外，還可能含有酸式鹽、堿式鹽，以及其他的無機(jī)物、有機(jī)物等物質(zhì)。將酸和堿隨意排放會(huì)對環(huán)境造成污染和破壞，而且也是一種資源的白費(fèi)。因此，對酸、堿廢水首先應(yīng)考慮回收和綜合利用。當(dāng)酸、堿廢水的濃度較高時(shí)，例如達(dá)3%～5%以上，往往存在回用和綜合利用的可能性。例如用以制造硫酸亞鐵、硫酸鐵、石膏、化肥，也能夠考慮供其他工廠使用等。當(dāng)濃度不高（例如小于2%），回收或綜合利用經(jīng)濟(jì)意義不大時(shí)，才考慮中和處理。一、原理用化學(xué)法去除廢水中過量的酸或堿，使其pH值達(dá)到中性左右的過程稱為中和。處理含酸廢水時(shí)通常以堿和堿性氧化物為中和劑，而處理堿性廢水則以酸或酸性氧化物作中和劑。在工業(yè)廢水處理中，中和處理常常用于以下幾種情況：（1）在廢水排入水體之前，因?yàn)樗飳H值的變化極其敏感，當(dāng)大量廢水排入后使水體的pH值變得偏酸或偏堿時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不良阻礙；（2）在廢水排入都市排水管道之前，由于酸、堿對排水管道產(chǎn)生腐蝕作用，一般都市排水管道對排入工業(yè)廢水的pH值都有明確的規(guī)定；（3）在廢水需要進(jìn)行化學(xué)或生物處理之前，關(guān)于化學(xué)處理（例如凝聚、除磷等），要求廢水的pH值升高或降低到某一需要的最佳值。關(guān)于生物處理，廢水的pH值通常應(yīng)維持在6.5～8.5范圍內(nèi)，以保證處理構(gòu)筑物的微生物維持最佳活性。關(guān)于中和處理，首先應(yīng)當(dāng)考慮以廢治廢的原則，例如將酸性廢水與堿性廢水互相中和，或者利用廢堿渣（電石渣、碳酸鈣堿渣等）中和酸性廢水。在沒有這些條件時(shí)，才采納藥劑（中和劑）中和處理法。酸性廢水中和處理經(jīng)常采納的中和劑有石灰、石灰石、白云石、氫氧化鈉、碳酸鈉等。堿性廢水中和處理則通常采納鹽酸和硫酸。選用哪種中和劑要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較和優(yōu)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堿性中和劑的單位消耗量酸類名稱中和1g酸所需堿性物質(zhì)的量/gCaOCa(OH)2CaCO3MgCO3CaCO3-MgCO3硫酸（H2SO4）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（HCH3COOH）0.4660.6160.830.695表3-7酸性中和劑的單位消耗量堿類名稱中和1g堿所需酸性物質(zhì)的量/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、類型酸性廢水的中和法可分為三類：酸性廢水與堿性廢水混合、投藥中和及過濾中和。（一）酸、堿性廢水中和法這種中和方法是將酸性廢水和堿性廢水共同引入中和池中，并在池內(nèi)進(jìn)行混合攪拌。中和結(jié)果，應(yīng)該使廢水呈中性或弱堿性。依照質(zhì)量守恒原理計(jì)算酸、堿廢水的混合比例或流量，同時(shí)實(shí)際需要量略大于計(jì)算量。當(dāng)酸、堿廢水的流量和濃度經(jīng)常變化，而且波動(dòng)專門大時(shí)，應(yīng)該設(shè)調(diào)節(jié)池加以調(diào)節(jié)，中和反應(yīng)則在中和池進(jìn)行，其容積應(yīng)按1.5-2.0h的廢水量考慮。（二）投藥中和法酸性廢水中和處理采納中和劑有石灰、石灰石、白云石、氫氧化鈉、碳酸鈉等。其中碳酸鈉因價(jià)格較貴，一般較少采納。石灰來源廣泛，價(jià)格廉價(jià)，因此使用較廣。用石灰作中和劑能夠處理任何濃度的酸性廢水。最常采納的是石灰乳法。氫氧化鈣對廢水雜質(zhì)具有混聚作用，因此它適用于含雜質(zhì)多的酸性廢水。用石灰中和酸的反應(yīng)：H2SO4+Ca(0H)2→CaSO4↓+2H2O2HNO3+Ca(OH)2→Ca(NO3)2+2H2O2HC1+Ca(OH)2→CaC12+2H2O當(dāng)廢水中含有其他金屬鹽類例如鐵、鉛、鋅、銅等時(shí)，也能生成沉淀：ZnSO4+Ca(OH)2→Zn(OH)2↓+CaSO4↓FeC12+Ca(OH)2→Fe(OH)2↓+CaC12PbC12+Ca(OH)2→Pb(OH)2↓+CaC12計(jì)算中和藥劑的投量時(shí)，應(yīng)增加與重金屬化合產(chǎn)生沉淀的藥量。（三）過濾中和法這種方法適用于含硫酸濃度不大于2～3g/L和生成易溶鹽的各種酸性廢水的中和處理。使酸性廢水通過具有中和能力的濾料，例如石灰石、白云石、大理石等，即產(chǎn)生中和反應(yīng)。例如石灰石與酸的反應(yīng)：2HC1+CaCO3→CaC12+H2O+CO2↑H2SO4+CaCO3→CaSO4+H2O+CO2↑2HNO3+CaCO3→Ca(NO3)2+H2O+CO2↑白云石與硫酸的反應(yīng)：2H2SO4+CaCO3·MgCO3→CaSO4↓+MgSO4+2H2O+2CO2↑采納白云石為中和濾料時(shí)，由于MgSO4的溶解度專門大，不致造成中和的困難，而產(chǎn)生的石膏量僅為石灰石反應(yīng)生成物的一半，因此進(jìn)水的硫酸同意濃度能夠提高；只是白云石的缺點(diǎn)是反應(yīng)速度比石灰石慢。用石灰石做濾料時(shí)，進(jìn)水含硫酸濃度應(yīng)小于2000mg/L；用白云石做濾料時(shí)，應(yīng)小于4000mg/L。當(dāng)進(jìn)水的硫酸濃度短期超過限值時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施，降低進(jìn)水量（多余的廢水可在調(diào)節(jié)池內(nèi)臨時(shí)儲(chǔ)存），同時(shí)用清潔水反沖、稀釋。當(dāng)濾料使用到一定期限，濾料中的無效成分積存過多時(shí)，可逐漸降低濾速，以最大限度地消耗掉濾料。在生產(chǎn)實(shí)踐中，一般差不多上依照運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出每處理一定的水量補(bǔ)充一定量的濾料。同時(shí)，按照每消耗一定量的濾料，進(jìn)行一次清渣。過濾中和時(shí)，廢水中不宜有濃度過高的重金屬離子或惰性物質(zhì)，要求重金屬離子含量小于50mg/L，以免在濾料表面生成覆蓋物，使濾料失效。含HF的廢水中和過濾時(shí)，因CaF2溶解度專門小，要求HF濃度小于300mg/L。如濃度超過限值，宜采納石灰乳進(jìn)行中和。過濾中和法的優(yōu)點(diǎn)是操作治理簡單，出水pH值較穩(wěn)定，不阻礙環(huán)境衛(wèi)生，沉渣少，一般少于廢水體積的0.1%；缺點(diǎn)是進(jìn)水酸的濃度受到限制。（四）堿性廢水的中和處理堿性廢水的中和處理法有用酸性廢水中和、投酸中和和煙道氣中和三種。在采納投酸中和法時(shí)，由于價(jià)格上的緣故，通常多使用93%～96%的工業(yè)濃硫酸。在處理水量較小的情況下，或有方便的廢酸可利用時(shí)，也有利用鹽酸中和法的。在投加酸之前，一般先將酸稀釋成10%左右的濃度，然后按設(shè)計(jì)要求的投量經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量后加到中和池。在原水pH值和流量都比較穩(wěn)定的情況下，能夠按一定比例連續(xù)加酸。當(dāng)水量及pH值經(jīng)常有變化時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計(jì)自動(dòng)加藥系統(tǒng)，例如采納HBPH-3型工業(yè)酸度計(jì)與CHEM-TECH型系列計(jì)量泵組合成的自動(dòng)pH操縱系統(tǒng)，已比較廣泛地用于廢水處理工程。由于酸的稀釋過程中大量放熱，而且在熱的條件下酸的腐蝕性大大增強(qiáng)，因此不能采納將酸直接加到管道中的做法，否則管道專門快將被腐蝕。一般應(yīng)該設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)的中和池，并保證一定的容積，通?？砂?～5min的停留時(shí)刻考慮。假如采納其他材料制作中和池或中和槽時(shí)，則應(yīng)該充分考慮到防腐及耐熱性能的要求。煙道氣中含有CO2和SO2，溶于水中形成H2CO3和H2SO3，能夠用來使堿性廢水得到中和。用煙道氣中和的方法有兩種，一是將堿性廢水作為濕式降塵器的噴淋水，另一種是使煙道氣通過堿性廢水。這種中和方法效果良好；其缺點(diǎn)是會(huì)使處理后的廢水中懸浮物含量增加，硫化物和色度也都有所增加，需要進(jìn)行進(jìn)一步處理。第六章膜法水處理技術(shù)第一節(jié)概論膜，更準(zhǔn)確而言是半滲透膜，它是一薄層物質(zhì)，當(dāng)一定的推動(dòng)力應(yīng)用于膜兩側(cè)時(shí)，它能按照物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)使物質(zhì)進(jìn)行分離。通常，膜是按照物質(zhì)的分離范圍和應(yīng)用的推動(dòng)力來分類。在解決水資源缺乏的問題上，膜分離過程起到了特不重要的作用。在廢水或污水排放之前，膜分離過程能夠用于廢水或污水處理；在廢水進(jìn)入污水系統(tǒng)之前，膜分離過程能夠用于回收工業(yè)上有用的物質(zhì)；因此膜分離過程也能夠用于生產(chǎn)飲用水。在生產(chǎn)飲用水方面，使用膜人們能夠利用大量的海水資源；此外，在水與廢水循環(huán)回用方面，膜的專門作用顯得十分重要。膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用，即可用于給水處理也可用于廢水處理。膜技術(shù)應(yīng)用于水處理具有以下優(yōu)點(diǎn)：處理各種濾液，能得到高質(zhì)量的濾出水；膜過程可通過模擬裝置加以實(shí)現(xiàn)，而且能夠連續(xù)操作；對滲透液具有以一定比例循環(huán)作為工藝用水或再利用的潛力。膜技術(shù)應(yīng)用于水處理具也存在以下缺點(diǎn)：膜的相容性與孔的大小、水的pH值以及水的溫度等許多因素有關(guān)；在某些情況下易生成污垢，使得在一些專門應(yīng)用中膜的壽命較短與傳統(tǒng)的物理化學(xué)處理相比，一般投資費(fèi)用較高。膜的使用壽命，短的只有幾個(gè)月，但通常是3-7年，有的管式膜系統(tǒng)可超過15年。阻礙膜的使用壽命的因素專門多，通常有加料貯槽和泵的匹配性能，預(yù)處理效果，滲透液的貯存裝置以及膜的清洗系統(tǒng)和效果等。21世紀(jì)膜分離的應(yīng)用將持續(xù)增長，尤其是微濾/超濾、微濾/反滲透、微濾/超濾/反滲透或鈉濾結(jié)合的膜處理過程。增長的領(lǐng)域包括：飲用水處理工業(yè)廢水的脫色垃圾填埋場滲濾液處理膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用5.水的回收與循環(huán)利用等第二節(jié)膜分離過程膜分離技術(shù)受到廣泛的注意，進(jìn)展迅速，是因?yàn)槟し蛛x對混合物中各組分的選擇性專門高，在分離過程中混合物主體沒有相變，所用的設(shè)備裝填密度大、效率高。1.水處理和膜分離1）用水水的凈化與純化包括從水中去除懸浮物、細(xì)菌、病毒、無機(jī)物、農(nóng)藥、有機(jī)物和溶解氣體，在這方面，膜分離技術(shù)發(fā)揮了其獨(dú)特的作用。2）工業(yè)用水日產(chǎn)高達(dá)數(shù)千噸以致數(shù)萬噸的反滲透水處理裝置廣泛地應(yīng)用于電子、電力、醫(yī)藥、化工、飲料、冶金等領(lǐng)域，反滲透是超純水和純水制備的優(yōu)選方法；膜軟化是基于鈉濾膜對二價(jià)離子，特不是二價(jià)陰離子的高脫除性而開發(fā)新型的膜分離過程，膜軟化工藝在美國應(yīng)用已專門普遍，特不是新建的軟化廠多采納此新工藝。3）工業(yè)廢水和市政廢水都市污水處理達(dá)標(biāo)排放僅僅是差不多要求，污水是否能再生回用，能再生到什么程度，是否經(jīng)濟(jì)可行，這是廢水資源化的關(guān)鍵。實(shí)踐表明，常規(guī)處理與膜法結(jié)合可給出各種標(biāo)準(zhǔn)、供不同用途的再生水，最后反滲透的產(chǎn)水完全符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。近年來浸沒式膜生物反應(yīng)器在污水處理和資源化方面倍受重視，已有商品化設(shè)，適用于中小型污水處理廠。2.膜的定義和分類膜是分離兩相和作為選擇性傳遞物質(zhì)的屏障。膜能夠是固態(tài)的，也能夠是液態(tài)的；膜的結(jié)構(gòu)可能是均質(zhì)的，也可能是非均質(zhì)的；膜能夠是中性的，也能夠是帶電的；膜傳遞過程能夠是主動(dòng)傳遞過程，也能夠是被動(dòng)傳遞過程。膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)決定了分離機(jī)理，從而也決定了其應(yīng)用。按膜結(jié)構(gòu)分類可分為對稱膜和不對稱膜。按化學(xué)組成分類可分為有機(jī)材料類和無機(jī)材料類。按分離機(jī)理分類，膜大致可分為多孔膜、無孔膜和載體膜。多孔膜在處理溶液時(shí)依照顆粒大小進(jìn)行分離，要緊用于超濾和微濾。無孔膜利用分離體系中各組分溶解度或擴(kuò)散系數(shù)的差異進(jìn)行分離，要緊用于氣體分離、透析、蒸汽滲透等過程。載體膜是通過載體分子對某一組分高度專一的親和性來實(shí)現(xiàn)不同組分間的分離的，通過膜的組分能夠是氣體、液體、離子或非離子。按幾何形狀分類，有平板式、管式、毛細(xì)管式和中空纖維式。后三種皆為管狀膜，直徑大于10mm的為管式膜；直徑在0.5-10mm之間的是毛細(xì)管式膜；直徑小于0.5mm的為中空纖維膜。管狀膜直徑越小，則單位體積里的膜面積越大。3.膜分離的定義和分類所有分離過程差不多上利用在某種環(huán)境中混合物各組分性質(zhì)的差異進(jìn)行分離。膜分離過程是以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，在兩側(cè)加以某種推動(dòng)力時(shí)，原料側(cè)組分選擇性地透過膜，從而達(dá)到分離或提純的目的。1）反滲透和納濾反滲透已成為海水淡化最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，也是苦咸水淡化的要緊手段，它已成為超純水和純水制備的優(yōu)選技術(shù)；另外在各種料液的分離、純化和濃縮以及廢液的再生回用方面都發(fā)揮了重大作用。我國反滲透技術(shù)能在海水淡化、脫水濃縮、高溫水再用、市政和工業(yè)廢水處理與再用領(lǐng)域發(fā)揮其應(yīng)有的作用。納濾膜介于反滲透膜和超濾膜之間，是近10多年進(jìn)展較快的膜品種。a.反滲透原理當(dāng)用一個(gè)半透性膜分離兩種不同濃度的溶液時(shí)，膜僅同意溶劑分子通過。由于濃溶液中溶劑的化學(xué)勢低于它在稀溶液中的化學(xué)勢，稀溶液中的溶劑分子自發(fā)地透過半透膜向濃溶液中遷移。b.反滲透膜與納濾膜及其組件c.反滲透膜與納濾膜由于反滲透膜與納濾膜多種多樣，要緊有平板不對稱膜、不對稱平板復(fù)合膜、管式不對稱膜、中空纖維不對稱膜、中空纖維復(fù)合膜等。目前平板不對稱膜和中空纖維膜占據(jù)了市場絕大部分的份額。d.反滲透膜與納濾膜組件反滲透過程的經(jīng)濟(jì)性和有用性決定于組見的價(jià)格和性能。它對組件的機(jī)械強(qiáng)度、流體力學(xué)結(jié)構(gòu)及經(jīng)濟(jì)性都有較高的要求。e.反滲透與納濾工藝流程反滲透與納濾工藝流程通常包括前處理工藝、膜分離工藝和后處理工藝三部分。為減少料液在膜分離過程中對膜的污染和化學(xué)損傷，必須對料液進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。在實(shí)際生產(chǎn)中對溶液的分離有不同的要求，必須選用合適的膜和組件形式，應(yīng)該通過計(jì)算確定組件的排列和操作條件。f.反滲透與納濾應(yīng)用反滲透應(yīng)用領(lǐng)域可分為兩大類：水純化和溶質(zhì)濃縮。要緊用于水的純化，如海水和苦咸水脫鹽制飲用水，以及制備半導(dǎo)體工業(yè)、醫(yī)藥、化學(xué)工業(yè)中所需的超純水。納濾膜對Na+和Cl-單價(jià)離子的截留率較低，實(shí)踐證明納濾能夠代替沉淀、pH調(diào)節(jié)和蒸發(fā)等過程，達(dá)到產(chǎn)品純化和濃縮的目的，是一新的高效節(jié)能的過程。此外納濾在有機(jī)小分子與鹽的分離與濃縮、去除無脂奶粉的異味等方面得到了廣泛的應(yīng)用。2）超濾a.超濾原理超濾膜多為不對稱結(jié)構(gòu)，由一層極薄、具有一定尺寸孔徑的表皮層和一層較厚、具有海綿狀或指定結(jié)構(gòu)的多孔層組成。前者起分離作用，后者起支撐作用。在超濾膜分離過程中，膜的孔徑大小和膜表面的化學(xué)性質(zhì)等將分不起著不同的分離作用。一般情況下，超濾膜的性能指標(biāo)有滲透通量和截留率。超濾膜的耐壓性、耐清洗性、耐溫性等性能關(guān)于工業(yè)應(yīng)用是特不重要的。目前商品化的有機(jī)材質(zhì)的超濾膜差不多上采納相轉(zhuǎn)化法制得的。b.超濾操作工藝超濾的差不多操作有以下三種。重過濾操作，用于大分子和小分子的分離。間歇操作，常用于小規(guī)模生產(chǎn)。連續(xù)式操作，常用于大規(guī)模生產(chǎn)。c.超濾應(yīng)用超濾在需將尺寸較大的分子或微粒與低分子物質(zhì)或溶劑分離的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。超濾裝置可單獨(dú)運(yùn)行，也可與其他處理設(shè)備結(jié)合應(yīng)用于各種分離過程中。超濾已成為蛋白和酶純化和濃縮的高效過程。超濾濃縮的優(yōu)點(diǎn)是無相變、一般不需加熱、工序簡單、適用pH范圍寬和防止失活等，專門適用于熱敏性物質(zhì)的分離濃縮。3）微濾微濾（MF）是一種與常規(guī)的粗濾十分相似的膜過程。微孔濾膜具有比較整齊、均勻的多孔結(jié)構(gòu)，孔徑范圍0.05-10um，使過濾從一般只有比較粗造的相對性質(zhì)過度到周密的絕對性質(zhì)，要緊用于對懸浮液和乳液進(jìn)行截留。微濾原理微濾又稱為精過濾，其差不多原理屬于篩網(wǎng)狀過濾，在靜壓差作用下，小于膜孔的粒子通過濾膜，大于膜孔的粒子則被截留到膜表面，使大小不同的組分得以分離，操作壓力為0.7-7kPa。除此以外，還有膜表面層的吸附截留和架橋截留，以及膜內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)中截留。微濾操作工藝微濾有兩種操作工藝：死端過濾在死端過濾時(shí)，溶劑和小于膜孔的溶質(zhì)在壓力驅(qū)動(dòng)下透過膜，大于膜孔的顆粒被截留，通常堆積在膜表面上。死端過濾是間隙式的，必須周期性地停下來清洗膜表面的污染層或更換膜。錯(cuò)流過濾在泵的推動(dòng)下料液平行于膜面流淌，與死端過濾不同的是料液流經(jīng)膜面時(shí)產(chǎn)生的剪切力把膜表面上的滯留的顆粒帶走，從而使污染層保持在一個(gè)較薄的水平。微濾膜微濾膜屬于篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)，具有形態(tài)整齊的結(jié)構(gòu)，使所有比網(wǎng)孔大的粒子全部攔截在膜表面上。目前市場上的微孔濾膜的材質(zhì)可分為有機(jī)和無機(jī)兩大類。有機(jī)材質(zhì)要緊是聚合物，常通過相轉(zhuǎn)化、拉伸、燒結(jié)、徑跡刻蝕等方法制備。微濾膜的應(yīng)用微濾是所有膜過程中應(yīng)用最普遍、銷售額最大的一項(xiàng)技術(shù)。工業(yè)上，微濾要緊用于將大于0.1um的粒子與溶液分開的場合，它的最大市場是制藥行業(yè)的除菌過濾和電子工業(yè)用高純水的制備。其最新的應(yīng)用領(lǐng)域是生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域技術(shù)。4）滲析滲析；也是透析，是溶質(zhì)自身濃度梯度作用下膜的上游傳下下游的過程。由于分子大小及溶解度不同，使得不同溶質(zhì)的擴(kuò)散速率不同，從而實(shí)現(xiàn)分離。傳質(zhì)理論原料液和透析掖流向通常是逆向的，也能夠是同向的。若溶劑與溶液中其他組分之間不存在耦合作用，則在滲透壓的作用下溶劑從低濃度側(cè)流向高濃度側(cè)；若原料液側(cè)壓力高于滲透壓側(cè)，則溶劑從原料液側(cè)流向滲透壓側(cè)。滲析膜透析要緊用于從高分子量物質(zhì)中分離出低分子量組分，基于不同組分物化性質(zhì)和分子尺寸的差異，導(dǎo)致其在膜的擴(kuò)散速率不同而實(shí)現(xiàn)分離的。c.滲析應(yīng)用目前滲析最要緊的用途是血液透析，即以透析膜代替腎除去尿素、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸等有毒的低分子量組分，以緩解腎衰竭和尿毒病患者的病情。5）電滲析電滲析是在直流電場作用下，以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質(zhì)從溶液中分離出來，從而實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、淡化、精制和提純。電滲析的差不多原理在陰極和陽極之間交替排列一系列陰離子交換膜和陽離子交換膜。陰離子交換膜能使陰離子透過，陽離子交換膜能使陽離子透過。離子交換膜目前離子交換膜的種類專門多，常用的膜按功能分有陰離子交換膜和陽離子交換膜。強(qiáng)酸性陽膜陽離子交換膜中等酸性陽膜弱酸性陽膜強(qiáng)堿性陰膜陰離子交換膜中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種相當(dāng)成熟的膜分離技術(shù)，要緊用途是苦咸水淡化、生產(chǎn)飲用水、濃縮海水制鹽以及體系中脫除電解質(zhì)。第三節(jié)膜組件工業(yè)應(yīng)用中通常需要較大面積的膜。安裝膜的最小單元稱為膜組件。膜組件的設(shè)計(jì)有專門多種形式，它們均依照兩種膜結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)：平板膜和管式膜。板框式和卷式膜組件使用平板膜，管式、毛細(xì)管式和中空纖維膜組件均使用管式膜。板框式膜組件板框式膜組件的突出優(yōu)點(diǎn)是操作靈活，其要緊特點(diǎn)有：1）組裝簡單、牢固，對壓力變動(dòng)和現(xiàn)場作業(yè)的可靠性較大；2）能夠簡單的增加膜的層數(shù)實(shí)現(xiàn)增大處理量；3）每兩片膜之間的滲透物差不多上被單獨(dú)引出來的，能夠通過關(guān)閉個(gè)不膜來消除操作中的故障，而不必使整個(gè)組件停止運(yùn)行。板框式膜組件可用于反滲透、超濾和滲透汽化過程。在不同的過程中，組件的具體設(shè)計(jì)也不相同。2.卷式膜組件卷式膜組件是目前反滲透、超濾及氣體分離過程中最重要的膜組件形式，也有少量用于滲透汽化過程。關(guān)于不同的處理對象，可對卷式膜組件的結(jié)構(gòu)作相應(yīng)的改進(jìn)。3.管式膜組件管式膜組件是由園管式的膜及膜的支撐構(gòu)成。由于膜本身的強(qiáng)度不夠，因此在壓力下工作時(shí)需要具有良好透水性能和高強(qiáng)度的材料支撐。管式膜的流道較大，對料液中雜質(zhì)含量的要求不高，可用于處理高固含量的料液。膜面的清洗不僅能夠用化學(xué)方法，而且也能夠用海綿球之類的機(jī)械清洗方法。4.毛細(xì)管膜組件毛細(xì)管膜組件的結(jié)構(gòu)類似于管式膜。由于膜的孔徑較?。?.5-6mm），能承受高壓，因此不用支撐管。毛細(xì)管膜組件裝填密度較大，制造費(fèi)用較低，但壓縮強(qiáng)度較小，在多數(shù)情況下料液的流淌為層流。目前用于超濾、滲析、滲透汽化過程以及某些氣體滲透過程。5.中空纖維膜組件中空纖維膜組件與毛細(xì)管膜組件的形式相同，差不在于膜的規(guī)格不同。通常中空纖維的外徑約40-250um，外徑與內(nèi)徑之比為2-4。中空纖維最要緊的優(yōu)點(diǎn)是裝填密度專門高，可達(dá)16000-30000m2第七章廢水生物處理技術(shù)第一節(jié)概論生物處理的目的是去除有機(jī)物植物性營養(yǎng)物以及通過生物絮凝去除膠體，同時(shí)也能夠獲得能量和產(chǎn)品。其要緊機(jī)理是微生物代謝。生物處理工藝廣泛應(yīng)用于都市污水和各類有機(jī)工業(yè)廢水處理。按照微生物對氧的需求，生物法分為好氧、厭氧（含缺氧）兩類；按微生物生長方式分為懸浮生長、固著生長、混合生長3類。還能夠按照操作條件和用途分類。常用的好氧生物處理工藝包括：一般活性污泥法、氧化溝、間歇式活性污泥法、生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤以及曝氣生物濾池等。常用的厭氧生物處理工藝包括：水解酸化池、一般厭氧消化池、厭氧接觸法、厭氧濾池、升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、厭氧流化床以及EGSB反應(yīng)器、IC反應(yīng)器等。通常在廢水處理工程實(shí)踐中，往往是將厭氧、缺氧、好氧工藝進(jìn)行合理組合，以彌補(bǔ)不同處理方法的缺陷，達(dá)到理想的處理效果。A/O脫氮工藝、A/A/O同步脫氮除磷工藝等差不多上多種處理方法相結(jié)合的組合工藝。第二節(jié)生物脫氮工藝廢水中的氮要緊以氨氮和有機(jī)氮形式存在，通常不含或僅含有少量的亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。在未經(jīng)處理的廢水中，氮有可溶性的或顆粒狀的?？扇苄杂袡C(jī)氮要緊以尿素和氨基酸的形式存在。一部份顆粒性有機(jī)氮在初沉池中能夠去除。在生物處理過程中，大部分顆粒性有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成氨氮和其它無機(jī)氮?；钚晕勰喾ǎˋ/O工藝）是生物脫氮的要緊形式。生物脫氮要緊是靠一些專性細(xì)菌實(shí)現(xiàn)氮的形態(tài)轉(zhuǎn)化，最終生成無害的氮?dú)?，從水體中脫出。工藝原理1.氨化在氨化菌的作用下，有機(jī)氮化合物分解，轉(zhuǎn)化為NH3-N，以氨基酸為例，其反應(yīng)式為：RCHNH2COOH+O2→RCOOH+CO2+NH32.硝化生物硝化作用是利用化能自養(yǎng)微生物將氨氮氧化成硝酸鹽的一種生化反應(yīng)過程。硝化作用由兩類化能自養(yǎng)細(xì)菌參與，亞硝化單胞菌首先將氨氮NH3-N氧化成亞硝酸鹽NO2--N，硝化桿菌再將NO2--N氧化成穩(wěn)定狀態(tài)的硝酸鹽NO3--N。后一反應(yīng)較快，一般可不能造成NO2—N的積存。反應(yīng)過程如下：第一步，氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽：NH4++3/2O2→NO2-+2H++H2O-ΔEΔE=278.42kJ第二步，亞硝酸鹽為硝酸鹽：NO2-+1/2O2→NO3-+2H+-ΔEΔE=72.58kJ這兩個(gè)過程差不多上釋放能量過程，亞硝酸鹽和硝酸菌確實(shí)是利用這兩個(gè)過程釋放的能量來合成新細(xì)菌體和維持正常的生命活動(dòng)?？偡磻?yīng)式為：NH4++2O2→NO3-+2H++H2O-ΔEΔE=351kJ綜合氨氧化和細(xì)胞體合成反應(yīng)式如下：NH4++1.83O2+1.98HCO3-→0.02C5H7O2N+0.98NO3-+1.88H2+1.04H2O3.反硝化生物硝化工藝可去除廢水中的有機(jī)氮和氨氮，出水中的氮以硝酸鹽的形式存在，本工程中不僅要去除有機(jī)氮和氨氮還要去除硝酸鹽氮，因此必須在生物硝化工藝的基礎(chǔ)上采納生物反硝化工藝，即A/O工藝。生物反硝化系指污水中的硝酸鹽，在缺氧條件下，被微生物還原為氮?dú)獾纳磻?yīng)過程，參與這一生化反應(yīng)的微生物是反硝化細(xì)菌，這是一類大量存在于活性污泥中的兼性異養(yǎng)菌，如產(chǎn)堿桿菌、假單胞菌等菌屬均能均能進(jìn)行生物反硝化。在有氧存在的好氧狀態(tài)下，反硝化菌能進(jìn)行好氧生物代謝，氧化分解有機(jī)污染物，去除BOD5；在無分子氧但存在硝酸鹽的條件下，反硝化細(xì)菌能利用NO3-中的氧（又稱為化合態(tài)或硝態(tài)氧），接著分解代謝有機(jī)污染物，去除BOD5，并同時(shí)將NO3-中的氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。反硝化過程分兩步進(jìn)行：第一步由硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，第二步由亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為一氧化氮、氧化二氮和氮?dú)猓篘O3-→NO2-→NO→N2O→N2事實(shí)上這只是硝酸鹽還原的其中一個(gè)過程——異化過程。在異化過程的同時(shí)，還有一個(gè)同化過程，硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氨氮用于細(xì)胞合成。在反硝化過程中要有含碳有機(jī)物作為該過程中的電子供體，碳源既能夠是污水或細(xì)胞體內(nèi)碳源，也能夠外部投加。以采納甲醇作為碳源，反應(yīng)過程如下：第一步：6NO2-+2CO2+4H2O第二步：6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-總反應(yīng)式為：6NO3-+5CH3OH→5CO2+3N2+7H2O+6OH-典型的同化作用反應(yīng)如下：3NO2-+14CH3OH+CO2+3H+→3C5H7O2N+19H2同化作用和異化作用綜合反應(yīng)式為：NO2-+1.08CH3OH+CO2+H+→0.065C5H7O2N+0.47N2+2.44H2O+0.76CO第三節(jié)MBR工藝一、原理MBR（膜生物反應(yīng)器）工藝的工作原理：首先通過活性污泥來去除水中可生物降解的有機(jī)污染物，然后采納膜將凈化后的水和活性污泥進(jìn)行固液分離。中空絲膜的孔徑在0.4μm左右，能夠截留住活性污泥以及絕大多數(shù)的懸浮物，取得清亮的出水。為了使得膜能夠連續(xù)長期穩(wěn)定的使用，在中空絲膜的下方以一定強(qiáng)度的空氣不斷對膜進(jìn)行抖動(dòng)，既起到為生物氧化供氧作用，又防止活性污泥附著在膜的表面造成膜的污染。二、MBR工藝的優(yōu)點(diǎn)1.運(yùn)行治理方便傳統(tǒng)的好氧活性污泥處理工藝，會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，使得系統(tǒng)不能正常運(yùn)行、出水不達(dá)標(biāo)。而污泥膨脹可不能阻礙MBR系統(tǒng)的正常運(yùn)行和出水水質(zhì)，因此運(yùn)行治理極為方便。2.占地面積小傳統(tǒng)的活性污泥工藝的活性污泥濃度一般在3000～5000mg/l，而MBR工藝的活性污泥濃度一般在8000～12000mg/l，且不需生化沉淀池，故大大減少了占地面積和土建投資。3.處理水質(zhì)穩(wěn)定中空絲膜能夠截留幾乎所有的微生物，尤其是針對難以沉淀的、增殖速度慢的微生物，因此系統(tǒng)內(nèi)的生物相極大豐富，活性污泥馴化、增量的過程大大縮短，處理的深度和系統(tǒng)抗沖擊的能力得以加強(qiáng)，處理水質(zhì)穩(wěn)定。4.動(dòng)力消耗低中空絲膜所需的吸引壓力僅為－0.1～－0.4公斤/cm2左右，動(dòng)力消耗低。第三篇水質(zhì)分析第一章水質(zhì)分析的差不多方法一、水質(zhì)分析差不多方法前已述及，水質(zhì)分析應(yīng)包括水的物理、化學(xué)和微生物學(xué)性質(zhì)的分析。就差不多分析而言，可分為（1）物理和化學(xué)分析（2）生物和微生物學(xué)分析兩大類。分析化學(xué)是一門研究各種化合物或混合物的化學(xué)組成的分析方法和分析步驟的科學(xué)。它是水質(zhì)物理和化學(xué)分析的理論基礎(chǔ)。分析化學(xué)能夠分為定性分析和定量分析兩個(gè)部門。定性分析又能夠分為無機(jī)定性分析和有機(jī)定性分析。其目的是鑒定化合物或混合物是由哪些組分（元素、離子、基團(tuán)或化合物）所組成。定量分析也能夠分為無機(jī)定量分析和有機(jī)定量分析兩部分，它們的任務(wù)是測定物質(zhì)各組分的含量。在一般化學(xué)分析的工作程序上總是定性分析先于定量分析，因?yàn)橹挥惺紫攘私馕镔|(zhì)的定性組成，然后才能選擇適當(dāng)?shù)亩糠治龇椒?。測出所含元素或離子等的含量。然而，在水質(zhì)分析工作中，由于天然水、工業(yè)用水和生活污水所含成分一般都已明白；工業(yè)廢水性質(zhì)盡管復(fù)雜，但其成分也能夠從該工廠所使用的原料和生產(chǎn)工藝過程等概略地推測，故除專門情況外，水的定性分析專門少應(yīng)用。只是，由于環(huán)境愛護(hù)工作的深入進(jìn)展，有時(shí)為了了解某些工業(yè)廢水和天然水的全面組成或某些水質(zhì)處理過程的中間產(chǎn)物等，也需要進(jìn)行定性分析。定性分析是應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)，將待測的元素或離子轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心承ｉT性質(zhì)的新化合物。如（1）發(fā)生專門的顏色，（2）析出具有一定形狀的沉淀物，（3）發(fā)生能夠識(shí)不的氣體，（4）原有顏色的變化及（5）原有沉淀物的溶解等，依照這些化學(xué)反應(yīng)結(jié)果和新化合物的專門性質(zhì)，即可推斷試樣中是否含有某種成分。定量分析要緊是應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)不滅定律和當(dāng)量定律來測定試樣中各組分的含量。定量分析按其分析時(shí)采納的方法。要