图8-6 为辐流式沉 淀池的结构 集水槽 示意图。原 水经进水管 进入中心筒 后,通过筒 穿孔挡板 刮泥机 出水件 壁上的孔口 和外围的环 形穿孔挡 板,沿径向 呈辐射状流 排泥管 向沉淀池周 进水管 边,由于过 水断面的不 图8-6辐流式沉淀池 断增大,因 此,流速逐渐变小,颗粒沉 降下来,澄清水经溢流堰或进水 淹没孔口汇入集水槽排出 沉于池底的泥渣,由安装于 衍架底部的刮板刮入泥斗, 出水 再借静压或污泥泵排出。 斜板(斜管)沉淀池:为 了提高沉淀池处理能力,缩 Ap29点 小体积和占地面积,设计了 斜板(斜管)沉淀池,如图8-7 所示。它是将一组平行板或 图8-7斜板斜管沉淀 平行管,相互平行地重迭在一起,以一定的角度安装在平流沉淀池中,水流从平行板或平行管的 端流到另一端,致使每两块板间或每一根方管,都相当于一个很浅的小沉淀池。其优点是:利 用了层流原理,水流在板间或管内流动具有较大的湿润周边,较小的水力半径,所以雷诺数较低 对沉淀极为有利。此外,斜板或斜管大大地增加了沉淀面积,提高了沉淀效率,缩短了颗粒的沉 降距离,减少了沉淀时间。研究表明,斜板沉淀池能使处理能力提高3~7倍,甚至在10倍以上 因此,斜板沉淀池是一种很有发展前途的高效能的沉淀设备。 废水经过沉淀池处理以后得到了一定程度的净化,但同时却产生了污泥或沉渣,因此,从控 制污染的需要出发,尚须对这些污泥或沉渣进行妥善的处理或处置。 2上浮与气浮法 在石油开采、炼制及石油化工,炼焦、煤炭气化和其副产品的回收,食品及其它工业中都排 放含油和低密度固体的废水。在这种废水治理中,常利用密度差以上浮或气浮法分离废水中低密 度的固体或油类污染物。此法,可以去除废水中60um以上的油粒,以及大部分固体颗粒污染物 (1)基本原理 废水中的油类污染物质,除重质焦油的比重大于1.1外,其余的油类物质的比重均小于1, 并以四种状态存在于水中。直径大于60μm的分散性颗粒,是易从废水中分离出来的可浮油,漂 浮在水面而被除去,石油类废水中这种状态的油含量约占60-80%;细分散的油和乳化油,粒径 约在Io60um之间,不易上浮,且难以从废水中除去,通常采用强制气浮的办法除去;溶解油, 一般油品的溶解度都很小,约为5~15mg/L,难于用物理法分离出来 气浮法就是在废水中通入细小而均匀的气泡使难沉降的固体颗粒或细小的油粒等乳状物粘 附上许多气泡,成为一种絮凝体,借气泡上浮之力带到水面上来,形成浮渣或浮油而被除去。气 浮法可以从废水中分离出脂肪、油类、纤维和其它低密度的固体污染物,可用于浓缩活性污泥处 理法排出的污泥以及化学混凝处理过程中产生的絮状化学污泥等。 气浮法按气泡产生的不同方式,分为鼓气气浮、加压气浮和电解气浮。产生气泡的方法一般 分两种:一是溶气法,将气体压入盛有废水的溶气罐中,在水一气充分接触下,使气在水中溶解
图 8-6 为辐流式沉 淀池的结构 示意图。原 水经进水管 进入中心筒 后，通过筒 壁上的孔口 和外围的环 形穿孔挡 板，沿径向 呈辐射状流 向沉淀池周 边，由于过 水断面的不 断增大，因 此，流速逐渐变小，颗粒沉 降下来，澄清水经溢流堰或 淹没孔口汇入集水槽排出。 沉于池底的泥渣，由安装于 衍架底部的刮板刮入泥斗， 再借静压或污泥泵排出。 图 8-6 辐流式沉淀池 斜板(斜管)沉淀池：为 了提高沉淀池处理能力，缩 小体积和占地面积，设计了 斜板(斜管)沉淀池，如图8-7 所示。它是将一组平行板或 平行管，相互平行地重迭在一起，以一定的角度安装在平流沉淀池中，水流从平行板或平行管的 一端流到另一端，致使每两块板间或每一根方管，都相当于一个很浅的小沉淀池。其优点是：利 用了层流原理，水流在板间或管内流动具有较大的湿润周边，较小的水力半径，所以雷诺数较低， 对沉淀极为有利。此外，斜板或斜管大大地增加了沉淀面积，提高了沉淀效率，缩短了颗粒的沉 降距离，减少了沉淀时间。研究表明，斜板沉淀池能使处理能力提高 3~7 倍，甚至在 10 倍以上。 因此，斜板沉淀池是一种很有发展前途的高效能的沉淀设备。 图 8-7 斜板斜管沉淀 废水经过沉淀池处理以后得到了一定程度的净化，但同时却产生了污泥或沉渣，因此，从控 制污染的需要出发，尚须对这些污泥或沉渣进行妥善的处理或处置。 2.上浮与气浮法 在石油开采、炼制及石油化工，炼焦、煤炭气化和其副产品的回收，食品及其它工业中都排 放含油和低密度固体的废水。在这种废水治理中，常利用密度差以上浮或气浮法分离废水中低密 度的固体或油类污染物。此法，可以去除废水中 60µm 以上的油粒，以及大部分固体颗粒污染物。 （1）基本原理 废水中的油类污染物质，除重质焦油的比重大于 1.1 外，其余的油类物质的比重均小于 1， 并以四种状态存在于水中。直径大于 60µm 的分散性颗粒，是易从废水中分离出来的可浮油，漂 浮在水面而被除去，石油类废水中这种状态的油含量约占 60~80%；细分散的油和乳化油，粒径 约在 l0~60µm 之间，不易上浮，且难以从废水中除去，通常采用强制气浮的办法除去；溶解油， 一般油品的溶解度都很小，约为 5~15mg/L，难于用物理法分离出来。 气浮法就是在废水中通入细小而均匀的气泡使难沉降的固体颗粒或细小的油粒等乳状物粘 附上许多气泡，成为一种絮凝体，借气泡上浮之力带到水面上来，形成浮渣或浮油而被除去。气 浮法可以从废水中分离出脂肪、油类、纤维和其它低密度的固体污染物，可用于浓缩活性污泥处 理法排出的污泥以及化学混凝处理过程中产生的絮状化学污泥等。 气浮法按气泡产生的不同方式，分为鼓气气浮、加压气浮和电解气浮。产生气泡的方法一般 分两种：一是溶气法，将气体压入盛有废水的溶气罐中，在水－气充分接触下，使气在水中溶解
并达到饱和,故又称加压溶气气浮。此种气泡的直径一般小于80μm;二是散气法,主要采用多 孔的扩散板曝气和叶轮搅拌产生气泡,因此气泡直径较大,约在1000m左右。试验表明,气泡 的直径越小,能除去的污染物颗粒就越细,净化效率也越高。故目前工业废水处理中,多采用溶 气法 (2)设备 对于含油类物质的工业废水,常先采用隔 油池去除可浮油,再采用气浮法除去乳化油, 然后根据需要再采取其它处理方法,使其进 步净化。 隔油池:隔油池的型式较多,主要有平流 式隔油池(API)、平行板式隔油池(PPI)、波纹 斜板隔油池(CP)等。 图8-8平流式隔油池 图8-8所示为平流式隔油池(API),其构 1-配水槽:2进水孔:3-进水间:4排渣间 造与平流式沉淀池相仿,在澄清区中油类上浮 5-排渣管:6-刮油刮泥机:7-集油管 与水分离,同时其它固体杂质沉淀。截留下来 的油类产品,由可以自由转动的集油管定期排 除。这种隔油池占地面积较大,水流停滞时间较长(1.5~2.0小时),水平流速大约为2~5mm/s。由 于操作与维护容易,使用比较广泛,但除油的效率较低。 若在平流式隔油池内安装许多倾斜的平行板,便成了平行板式隔油池(PPI)。斜板的间距为 l00mm。这种隔油池的特点是油水分离迅速,占地面积小(只为AP的1/2)。但结构复杂,维护 和清理都比较困难。倾斜板式隔油池的结 构示于图89中 忠水管集油管 若将PPI隔油池内的平行板改换成波 纹斜板,就变成了波纹板隔油池(CP)。其 内板的间距为20~40mm,倾角为45°。水 流沿板面向下,油滴沿板的下表面向上流 Q 动,汇集于集油区内用集油管排出,处理 后的水从溢流堰排出。这种隔油池的分离 效率更高,池内水的停留时间约为 3Omin,占地面积只有PPI式的2/3。 气浮池:根据水流方向的不同,分为 平流式和竖流式两种气浮池。通常,废水 在分离室的停留时间不少于60min。平流 图8-9倾斜板式隔油池 式气浮池的长宽比应大于3,水平流速约 为4-10mm/s,工作区水深1.5-25m。竖流式气浮池为圆形或方形池,废水从下部进入,向上流 动,油渣聚集于水面,借助上部的刮渣机将油渣收集到池外。竖流式气浮池的高度一般为4-5m, 长、宽或直径在9-10m以内,与竖式沉淀池类似。 加压气浮工艺流程,按加压情况分为部分废水加压、全部废水加压和部分回流水加压三种。 加压气浮装置由加压水泵、空气压缩机、溶气罐、溶气释放器和气浮池等组成。 部分回流加压气浮是将处理后的部分废水加压溶气,回流量一般为20~50%。通常认为这种 流程治理的效果较好,不会打碎絮凝体,出水的水 质稳定,加压泵及溶气罐的容量及能耗等都较小, 限剂 但气浮池的体积则相应增大。目前国内较多采用这 种部分回流加压气浮工艺流程,其流程示于图 8-10 三、过滤 1.过滤的类型 过滤是去除悬浮物,待别是去除浓度比较低的 悬浊液小微小颗粒的一种有效力法。过滤时,含悬 浮物的水流过具有一定孔隙率的过滤介质,水中的 图8-10部分回流加压气浮流程 1-水池:2-浮选池:3-气浮罐:4-减压
并达到饱和，故又称加压溶气气浮。此种气泡的直径一般小于 80µm；二是散气法，主要采用多 孔的扩散板曝气和叶轮搅拌产生气泡，因此气泡直径较大，约在 1000µm 左右。试验表明，气泡 的直径越小，能除去的污染物颗粒就越细，净化效率也越高。故目前工业废水处理中，多采用溶 气法。 (2)设备 对于含油类物质的工业废水，常先采用隔 油池去除可浮油，再采用气浮法除去乳化油， 然后根据需要再采取其它处理方法，使其进一 步净化。 隔油池：隔油池的型式较多，主要有平流 式隔油池(API)、平行板式隔油池(PPI)、波纹 斜板隔油池(CPI)等。 图 8-8 所示为平流式隔油池(API)，其构 造与平流式沉淀池相仿，在澄清区中油类上浮 与水分离，同时其它固体杂质沉淀。截留下来 的油类产品，由可以自由转动的集油管定期排 除。这种隔油池占地面积较大，水流停滞时间较长(1.5~2.0 小时)，水平流速大约为 2~5mm/s。由 于操作与维护容易，使用比较广泛，但除油的效率较低。 图 8-8 平流式隔油池 1-配水槽；2-进水孔；3-进水间；4-排渣间； 5-排渣管；6-刮油刮泥机；7-集油管 若在平流式隔油池内安装许多倾斜的平行板，便成了平行板式隔油池(PPI)。斜板的间距为 100mm。这种隔油池的特点是油水分离迅速，占地面积小(只为 API 的 1/2)。但结构复杂，维护 和清理都比较困难。倾斜板式隔油池的结 构示于图 8-9 中。 若将 PPI 隔油池内的平行板改换成波 纹斜板，就变成了波纹板隔油池(CPI)。其 内板的间距为 20~40mm，倾角为 45°。水 流沿板面向下，油滴沿板的下表面向上流 动，汇集于集油区内用集油管排出，处理 后的水从溢流堰排出。这种隔油池的分离 效率更 高 ，池内 水 的停留 时 间约为 3Omin，占地面积只有 PPI 式的 2/3。 气浮池：根据水流方向的不同，分为 平流式和竖流式两种气浮池。通常，废水 在分离室的停留时间不少于 60min。平流 式气浮池的长宽比应大于 3，水平流速约 为 4~10mm/s，工作区水深 1.5~2.5m。竖流式气浮池为圆形或方形池，废水从下部进入，向上流 动，油渣聚集于水面，借助上部的刮渣机将油渣收集到池外。竖流式气浮池的高度一般为 4~5m， 长、宽或直径在 9~l0m 以内，与竖式沉淀池类似。 图 8-9 倾斜板式隔油池 加压气浮工艺流程，按加压情况分为部分废水加压、全部废水加压和部分回流水加压三种。 加压气浮装置由加压水泵、空气压缩机、溶气罐、溶气释放器和气浮池等组成。 部分回流加压气浮是将处理后的部分废水加压溶气，回流量一般为 20~50%。通常认为这种 流程治理的效果较好，不会打碎絮凝体，出水的水 质稳定，加压泵及溶气罐的容量及能耗等都较小， 但气浮池的体积则相应增大。目前国内较多采用这 种部分回流加压气浮工艺流程，其流程示于图 8-10。 图 8-10 部分回流加压气浮流程 1-水池；2-浮选池；3-气浮罐；4-减压阀 三、过滤 1. 过滤的类型 过滤是去除悬浮物，待别是去除浓度比较低的 悬浊液小微小颗粒的一种有效力法。过滤时，含悬 浮物的水流过具有一定孔隙率的过滤介质，水中的
悬浮物被截留在介质表面或内部而除去。根据所采用的过滤介质不同,可将过滤分为下列几类。 (1)格筛过滤过滤介质为栅条或滤网,用以去除粗大的悬浮物,如杂草、破布、纤维、纸 浆等,其典型设备有格栅、筛网和微滤机。 (2)微孔过滤釆用成型滤材,如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等,也可在过滤介质上 预先涂上一层助滤别如硅藻土)形成孔隙细小的滤饼,用以去除粒径细微的颗粒。其定型的商品 设备很多 (3)膜过滤采用特别的半透膜作过滤介质在一定的推动力(如压力、电场力等)下进行过滤, 由于滤膜孔隙极小且具选择性,可以除去水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。其主要设备有 反渗透、超过滤和电渗析等。 (4)深层过滤采用颗粒状滤料,如石英砂、无烟煤等。由于滤料颗粒之间存在孔隙,原水 穿过一定深度的滤层,水中的悬浮物即被截留。为区别于上述三类表面或浅层过滤过程,将这类 过滤称之为深层过滤,简称过滤。在给水处理户,常用过滤处理沉淀或澄清池出水,使滤后出水 浑浊度满足用水要求。在废水处理中,过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等的预处理手段, 也作为生化处理后的深度处理,使滤后水达到回用的要求。 2.过滤的原理 快滤池分离悬浮颗粒涉及多种因素和过程,一般分为三类,即迁移机理、附着机理和脱落机 (1)迁移机理 悬浮颗粒脱离流线而与滤料接触的过程,就是迁移过程。引起颗粒迁移的原因主要有如下几 1)筛滤颗粒比滤层孔隙大的被杋械筛分,截留于过滤表面上,然后这些被截留的颗粒形成 孔隙更小的滤饼层,使过滤水头增加,甚至发生堵塞。这种表面筛滤没能发挥整个滤层的作用 在普通快滤池中,悬浮颗粒一般都比滤层孔隙小,因而筛滤对总去除率贡献不大。当悬浮颗粒浓 度过高时,很多颗粒有可能同时到达二个孔隙,互相拱接而被机械截留 2)拦截小颗粒随流线流动在流线上与滤料表面接触。其去除概率与颗粒直径的平方成正 比,与滤料粒径的立方成反比。 3)惯性当流线绕过滤料表面时,具有较大动量和密度的颗粒因惯性冲击而脱离流线碰撞到 滤料表面上。 4)沉淀如果悬浮物的粒径和密度较大,将存在一个沿重力方向的相对沉淀速度。在力作 用下,颗粒偏离流线沉淀到滤料表面上。沉淀效率取决于颗粒沉速和过滤水速的相对大小和方向。 5)布朗运动对于微小悬浮颗粒,由于布朗运动而扩散到滤料表面。 6水力作用由于滤层中的孔隙和悬浮颗粒的形状是极不规则的,在不均匀的剪切流场中 颗粒受到不平衡力的作用不断地转动而偏离流线 实际过滤中,悬浮颗粒的迁移将受到上述各种机理的作用,它们的相对重要性取决于水流状 况、滤层孔隙形状及颗粒本身的性质(粒度、形状、密度等)。 (2)附着机理 1)接触凝聚在原水中投加凝聚剂,压缩悬浮颗粒和滤料颗粒表面的双电层后,但尚未生成 微絮凝体时,立即进行过滤。此时水中脱稳的胶体很容易与滤料表面凝聚,"即发生接触凝聚作 用。快滤池操作通常投加凝聚剂,因此接触凝聚是主要附着机理。 2)静电引力由于颗粒表面上的电荷和由此形成的双电层产生静电引力和斥力。当悬浮颗粒 和滤料颗粒带异号电荷则相吸,反之,则相斥。 3)吸附悬浮颗粒细小,具有很强的吸附趋势,吸附作用也可能通过絮凝剂的架桥作用实现 絮凝物的一端附着在滤料表面,而另一端附着在悬浮颗粒上。某些聚合电解质能降低双电层的排 斥力或者在两表面活性点间起键的作用而改善附着性能。 4)分子引力原子、分子间的引力在颗粒附着时起重要作用。万有引力可以迭加,其作用范 围有限(通常小于50um),与两分子的间距的6次方成反比。 (3)脱落机理 普通快滤池通常用水进行反冲洗,有时先用或同时用压缩空气进行辅助表面冲洗。在反冲洗 时,滤层膨胀一定高度,滤科处于流化状态。截留和附着于滤料上的悬浮物受到高速反洗水的冲 刷而脱落滤料颗粒在水流中旋转,碰撞和摩擦,也使悬浮物脱落。反冲洗效果主要取决于冲洗
悬浮物被截留在介质表面或内部而除去。根据所采用的过滤介质不同，可将过滤分为下列几类。 (1)格筛过滤 过滤介质为栅条或滤网，用以去除粗大的悬浮物，如杂草、破布、纤维、纸 浆等，其典型设备有格栅、筛网和微滤机。 (2)微孔过滤 采用成型滤材，如滤布、滤片、烧结滤管、蜂房滤芯等，也可在过滤介质上 预先涂上一层助滤别(如硅藻土)形成孔隙细小的滤饼，用以去除粒径细微的颗粒。其定型的商品 设备很多。 (3)膜过滤 采用特别的半透膜作过滤介质在一定的推动力(如压力、电场力等)下进行过滤， 由于滤膜孔隙极小且具选择性，可以除去水中细菌、病毒、有机物和溶解性溶质。其主要设备有 反渗透、超过滤和电渗析等。 (4)深层过滤 采用颗粒状滤料，如石英砂、无烟煤等。由于滤料颗粒之间存在孔隙，原水 穿过一定深度的滤层，水中的悬浮物即被截留。为区别于上述三类表面或浅层过滤过程，将这类 过滤称之为深层过滤，简称过滤。在给水处理户，常用过滤处理沉淀或澄清池出水，使滤后出水 浑浊度满足用水要求。在废水处理中，过滤常作为吸附、离子交换、膜分离法等的预处理手段， 也作为生化处理后的深度处理，使滤后水达到回用的要求。 2. 过滤的原理 快滤池分离悬浮颗粒涉及多种因素和过程，一般分为三类，即迁移机理、附着机理和脱落机 理。 (1)迁移机理 悬浮颗粒脱离流线而与滤料接触的过程，就是迁移过程。引起颗粒迁移的原因主要有如下几 种。 1)筛滤 颗粒比滤层孔隙大的被机械筛分，截留于过滤表面上，然后这些被截留的颗粒形成 孔隙更小的滤饼层，使过滤水头增加，甚至发生堵塞。这种表面筛滤没能发挥整个滤层的作用。 在普通快滤池中，悬浮颗粒一般都比滤层孔隙小，因而筛滤对总去除率贡献不大。当悬浮颗粒浓 度过高时，很多颗粒有可能同时到达二个孔隙，互相拱接而被机械截留。 2)拦截 小颗粒随流线流动在流线上与滤料表面接触。其去除概率与颗粒直径的平方成正 比，与滤料粒径的立方成反比。 3)惯性 当流线绕过滤料表面时，具有较大动量和密度的颗粒因惯性冲击而脱离流线碰撞到 滤料表面上。 4)沉淀 如果悬浮物的粒径和密度较大，将存在一个沿重力方向的相对沉淀速度。在力作 用下，颗粒偏离流线沉淀到滤料表面上。沉淀效率取决于颗粒沉速和过滤水速的相对大小和方向。 5)布朗运动 对于微小悬浮颗粒，由于布朗运动而扩散到滤料表面。 6)水力作用 由于滤层中的孔隙和悬浮颗粒的形状是极不规则的，在不均匀的剪切流场中， 颗粒受到不平衡力的作用不断地转动而偏离流线。 实际过滤中，悬浮颗粒的迁移将受到上述各种机理的作用，它们的相对重要性取决于水流状 况、滤层孔隙形状及颗粒本身的性质(粒度、形状、密度等)。 (2)附着机理 1)接触凝聚 在原水中投加凝聚剂，压缩悬浮颗粒和滤料颗粒表面的双电层后，但尚未生成 微絮凝体时，立即进行过滤。此时水中脱稳的胶体很容易与滤料表面凝聚，"即发生接触凝聚作 用。快滤池操作通常投加凝聚剂，因此接触凝聚是主要附着机理。 2)静电引力 由于颗粒表面上的电荷和由此形成的双电层产生静电引力和斥力。当悬浮颗粒 和滤料颗粒带异号电荷则相吸，反之，则相斥。 3)吸附 悬浮颗粒细小，具有很强的吸附趋势，吸附作用也可能通过絮凝剂的架桥作用实现。 絮凝物的一端附着在滤料表面，而另一端附着在悬浮颗粒上。某些聚合电解质能降低双电层的排 斥力或者在两表面活性点间起键的作用而改善附着性能。 4)分子引力 原子、分子间的引力在颗粒附着时起重要作用。万有引力可以迭加，其作用范 围有限(通常小于 50µm)，与两分子的间距的 6 次方成反比。 (3)脱落机理 普通快滤池通常用水进行反冲洗，有时先用或同时用压缩空气进行辅助表面冲洗。在反冲洗 时，滤层膨胀一定高度，滤科处于流化状态。截留和附着于滤料上的悬浮物受到高速反洗水的冲 刷而脱落;滤料颗粒在水流中旋转，碰撞和摩擦，也使悬浮物脱落。反冲洗效果主要取决于冲洗
强度和时间。当采用同向流冲洗时,还与冲洗流速的变动有关 3.过滤装置 通常,过滤装置( filter)包括快滤池和慢滤池,两者的过滤机理是不同的 慢滤池( slow filter)也称表层过滤,主要利用顶部的滤膜截留悬浮固体,同时发挥微生物对水 质的净化作用。这种滤池生产水量少、滤速慢(<10m/d)、占地大:特别是在污水处理过程中.需 要从污水中去除并积存在滤床中的污泥量十分庞大;而且污泥粘而易碎,很快就会在滤料表面出 现泥封:而当加大过滤水头时,则容易发生污染物穿透现象。目前慢滤池方式在水处理,特别是 污水处理中应用较少 快滤池( rapid filter)也称深层过滤池,滤速较快(>100m/d),其构造如图8-11所 集水 持水 水叟管 御足 冲水平 承托层 p<水 水支雪 配水下膏 水交管 图8-11快滤池构造 在过滤过程中,悬浮颗粒能吸附在滤料表面,即“接触絮凝”起了主要作用,而其它作用如截 留和沉降处于次要地位。由于滤料表面通常带负电,要使也带负电的悬浮颗粒附着在滤料表面, 必须对滤前水进行预处理,通常是化学混凝处理(如果去除对象是生物污泥絮体,则不需化学混 凝),以改变悬浮颗粒所带电荷。因此,快滤池可以定义为:利用滤层中粒状材料所提供的表面 积截留水中已经过混凝处理的悬浮固体的设备。 滤料的最基本功能是提供粘着水中悬浮固体所需要的面积,至于悬浮团体的可粘着性可以由 絮凝过程来实现。因此,在某种意义上,滤料本身的性质有时并不重要,一般除了长期使用的天 然石英砂以外,还有加工成合乎规格的颗较材料,如无烟煤、大理石、白云石、花岗石、石榴石 磁铁矿和钛铁矿等;一些无杋材料经烧结、破碎后也可以做滤料,如陶粒滤料和陶瓷油料:同样 也可以用人工合成的粒状材料,如纤维球、塑料珠等。在选择滤料时应满足:足够的机械强度; 足够的化学稳定性:合适的颗粒粒径级配和空隙率:较低的成本。当处理废水时,由于废水水质 复杂,悬浮物浓度高、粘度大,油料要求粒径更大些,机械强度更高些,更耐腐蚀 单一油料新装入滤池时,沿滤层高度的级配是均匀的,滤料颗粒所形成的空隙率分布也是均 匀的,即沿着滤层高度的每一点都具有容纳同样多的悬浮固体的能力。但是,当滤池进行反冲洗 后.由于水力分级的作用,原来的均匀滤层就变成了分级滤料滤层,即滤料按从小到大的顺序排 列。这样,在过滤时就出现了两个缺点:上部滤料空隙小,因此能容纳的悬浮固体就比下部滤层 少,整个滤层的容纳能力不均匀:水流通过上部滤层的阻力比下部大,在截留悬浮固体后变得更 严重,从而影响了整个滤层的发挥。理想的滤层应该是,沿着过滤的水流方向,滤层中滤料的粒 径从大到小排列,同时空隙率也从大到小排列。此时,进入滤池的水先接触到的那部分滤层能够 比后接触到的那部分滤层多容纳悬浮固体,而且这部分的空隙率本来较大,容纳了更多的悬浮固
强度和时间。当采用同向流冲洗时，还与冲洗流速的变动有关。 3. 过滤装置 通常，过滤装置(filter)包括快滤池和慢滤池，两者的过滤机理是不同的。 慢滤池(slow filter)也称表层过滤，主要利用顶部的滤膜截留悬浮固体，同时发挥微生物对水 质的净化作用。这种滤池生产水量少、滤速慢(<10m/d)、占地大；特别是在污水处理过程中．需 要从污水中去除并积存在滤床中的污泥量十分庞大；而且污泥粘而易碎，很快就会在滤料表面出 现泥封；而当加大过滤水头时，则容易发生污染物穿透现象。目前慢滤池方式在水处理，特别是 污水处理中应用较少。 快滤池(rapid filter)也称深层过滤池，滤速较快(>100m/d)，其构造如图 8-11 所示。 图 8-11 快滤池构造 在过滤过程中，悬浮颗粒能吸附在滤料表面，即“接触絮凝”起了主要作用，而其它作用如截 留和沉降处于次要地位。由于滤料表面通常带负电，要使也带负电的悬浮颗粒附着在滤料表面， 必须对滤前水进行预处理，通常是化学混凝处理(如果去除对象是生物污泥絮体，则不需化学混 凝)，以改变悬浮颗粒所带电荷。因此，快滤池可以定义为：利用滤层中粒状材料所提供的表面 积截留水中已经过混凝处理的悬浮固体的设备。 滤料的最基本功能是提供粘着水中悬浮固体所需要的面积，至于悬浮团体的可粘着性可以由 絮凝过程来实现。因此，在某种意义上，滤料本身的性质有时并不重要，一般除了长期使用的天 然石英砂以外，还有加工成合乎规格的颗较材料，如无烟煤、大理石、白云石、花岗石、石榴石、 磁铁矿和钛铁矿等；一些无机材料经烧结、破碎后也可以做滤料，如陶粒滤料和陶瓷油料；同样， 也可以用人工合成的粒状材料，如纤维球、塑料珠等。在选择滤料时应满足：足够的机械强度； 足够的化学稳定性；合适的颗粒粒径级配和空隙率；较低的成本。当处理废水时，由于废水水质 复杂，悬浮物浓度高、粘度大，油料要求粒径更大些，机械强度更高些，更耐腐蚀. 单一油料新装入滤池时，沿滤层高度的级配是均匀的，滤料颗粒所形成的空隙率分布也是均 匀的，即沿着滤层高度的每一点都具有容纳同样多的悬浮固体的能力。但是，当滤池进行反冲洗 后．由于水力分级的作用，原来的均匀滤层就变成了分级滤料滤层，即滤料按从小到大的顺序排 列。这样，在过滤时就出现了两个缺点：上部滤料空隙小，因此能容纳的悬浮固体就比下部滤层 少，整个滤层的容纳能力不均匀；水流通过上部滤层的阻力比下部大，在截留悬浮固体后变得更 严重，从而影响了整个滤层的发挥。理想的滤层应该是，沿着过滤的水流方向，滤层中滤料的粒 径从大到小排列，同时空隙率也从大到小排列。此时，进入滤池的水先接触到的那部分滤层能够 比后接触到的那部分滤层多容纳悬浮固体，而且这部分的空隙率本来较大，容纳了更多的悬浮固
体后仍然保留了一定的空隙大小,允许水中的悬浮颗粒进入滤层内部,从而当过滤水头损失达到 最大允许值的时候,整个滤层截留的能力都得到了充分的发挥。为了这个目的,人们对普通的滤 池作了改进:改变过滤的水流方向,如上升流、双向流、辐向流等:选用适当的粒度和密度的滤 料配合,如粗粒深层过滤、均匀滤料过滤和多层过滤等。 滤池本身包括滤料层、承托层、配水系统、集水渠和洗砂排水槽五个部分。快滤池管廊内有 原水进水、清水出水、冲洗排水等主要管道和与其相配的控制闸阀。 快滤池的运行过程主要是过滤和冲洗两个过程的交替循环。过滤是生产清水过程,待过滤进 水经来水干管和洗砂排水槽流入滤池,经滤料层过滤截留水中悬浮物质,清水则经配水系统收集, 由清水干管流出滤池。在过滤中,由于滤层不断截污,滤层孔隙逐渐諴小,水流阻力不断増大, 当滤层的水头损失达到最大允许值时,或当过滤出水水质接近超标时,则应停止滤池运行,进行 反冲洗。一般滤池一个工作周期应大于8~12h 滤池反冲洗时,水流逆向通过滤科层,使随层膨胀、悬浮,借水流剪切力和颗粒碰撞摩擦力 清洗滤料层并将滤层内污物排出。反冲洗水一般由冲洗水箱或冲洗水泵供给,经滤池配水系统进 入滤池底部反冲洗:冲洗废水由洗砂排水槽、废水渠和排污管排出 4.滤料的选择 滤料的种类、性质、形状和级配等是决定油层截留杂质能力的重要因素。油料的选择应满足 以下要求 ①滤料必须具有足够的机械强度,以免在反冲洗过程中很快地磨损和破碎。一般磨损率应小 于4%,破碎率应小于1%,磨损破碎率之和应小于5%。 ②滤料化学稳定性要好,不少国家对滤料盐酸可溶率上限值有所规定,如日本规定不大于 5%,美国规定不大于测,法国规定不大于2%,并且对不同滤料,其值有所不同 ③滤料应不含有对人体健康有害及有毒物质,不含对生产有害、影响生产的物质 ④滤料的选择应尽量采用吸附能力强、截污能力大、产水量高、过滤出水水质好的滤料,以 利于提高水处理厂的技术经济效益 此外,滤料宜价廉、货源充足和就地取材 具有足够的机械强度、化学稳定性好和对人体无害的分散颗粒材料均可作为水处理滤科,如 石英砂、无烟煤粒、矿石粒以及人工生产的陶粒滤科、瓷料、纤维球、塑料颗粒、聚苯乙烯泡沫 珠等,目前应用最为广泛的是石英砂和无烟煤。 第一节第三节化学处理方法 废水的化学处理是利用化学反应的原理及方法来分离回收废水中的污染物,或是改变它们的 性质,使其无害化的一种处理方法。化学法处理的对象主要是废水中可溶解的无机物和难以生物 降解的有机物或胶体物质。 本章主要介绍化学处理法中常用的化学混凝法、中和法、化学沉淀法、氧化还原法和电化学 、混凝 (一)化学混凝法 化学混凝法简称混凝法,在废水处理中可以用于预处理、中间处理和深度处理的各个阶段。 它除了除浊、除色之外,对高分子化合物、动植物纤维物质、部分有机物质、油类物质、微生物 某些表面活性物质、农药,汞、镉、铅等重金屑都有一定的清除作用.所以它在废水处理中的应 用十分广泛 混凝法的优点是:设备费用低、处理效果好,操作管理简单。缺点是要不断向废水中投加温 暖刑,运行费用较高 1.混凝法的基本原理 废水中的微小悬浮物和胶体粒子很难用沉淀方法除去,它们在水中能够长期保持分散的悬浮 状态而不自然沉降,具有一定的稳定性。混凝法就是向水中加入混凝剂来破坏这些细小粒子的稳 定性.首先使其互相接触而聚集在一起,然后形成絮状物并下沉分离的处理方法。前者称为凝聚, 后者称为絮凝,一般将这二个过程通称为混凝。具体地说,凝聚是指使胶体脱稳并聚集为微小絮 粒的过程,而絮凝则是使微絮粒通过吸附、卷带和架桥而形成更大的聚体的过程
体后仍然保留了一定的空隙大小，允许水中的悬浮颗粒进入滤层内部，从而当过滤水头损失达到 最大允许值的时候，整个滤层截留的能力都得到了充分的发挥。为了这个目的，人们对普通的滤 池作了改进：改变过滤的水流方向，如上升流、双向流、辐向流等；选用适当的粒度和密度的滤 料配合，如粗粒深层过滤、均匀滤料过滤和多层过滤等。 滤池本身包括滤料层、承托层、配水系统、集水渠和洗砂排水槽五个部分。快滤池管廊内有 原水进水、清水出水、冲洗排水等主要管道和与其相配的控制闸阀。 快滤池的运行过程主要是过滤和冲洗两个过程的交替循环。过滤是生产清水过程，待过滤进 水经来水干管和洗砂排水槽流入滤池，经滤料层过滤截留水中悬浮物质，清水则经配水系统收集， 由清水干管流出滤池。在过滤中，由于滤层不断截污，滤层孔隙逐渐减小，水流阻力不断增大， 当滤层的水头损失达到最大允许值时，或当过滤出水水质接近超标时，则应停止滤池运行，进行 反冲洗。一般滤池一个工作周期应大于 8～12h。 滤池反冲洗时，水流逆向通过滤科层，使随层膨胀、悬浮，借水流剪切力和颗粒碰撞摩擦力 清洗滤料层并将滤层内污物排出。反冲洗水一般由冲洗水箱或冲洗水泵供给，经滤池配水系统进 入滤池底部反冲洗；冲洗废水由洗砂排水槽、废水渠和排污管排出。 4. 滤料的选择 滤料的种类、性质、形状和级配等是决定油层截留杂质能力的重要因素。油料的选择应满足 以下要求。 ①滤料必须具有足够的机械强度，以免在反冲洗过程中很快地磨损和破碎。一般磨损率应小 于 4％，破碎率应小于 1％，磨损破碎率之和应小于 5％。 ②滤料化学稳定性要好，不少国家对滤料盐酸可溶率上限值有所规定，如日本规定不大于 3．5％，美国规定不大于测，法国规定不大于 2％，并且对不同滤料，其值有所不同。 e 滤料应不含有对人体健康有害及有毒物质，不含对生产有害、影响生产的物质。 ④滤料的选择应尽量采用吸附能力强、截污能力大、产水量高、过滤出水水质好的滤料，以 利于提高水处理厂的技术经济效益。 此外，滤料宜价廉、货源充足和就地取材。 具有足够的机械强度、化学稳定性好和对人体无害的分散颗粒材料均可作为水处理滤科，如 石英砂、无烟煤粒、矿石粒以及人工生产的陶粒滤科、瓷料、纤维球、塑料颗粒、聚苯乙烯泡沫 珠等，目前应用最为广泛的是石英砂和无烟煤。 第一节 第三节 化学处理方法 废水的化学处理是利用化学反应的原理及方法来分离回收废水中的污染物，或是改变它们的 性质，使其无害化的一种处理方法。化学法处理的对象主要是废水中可溶解的无机物和难以生物 降解的有机物或胶体物质。 本章主要介绍化学处理法中常用的化学混凝法、中和法、化学沉淀法、氧化还原法和电化学 法。 一、混凝 （一）化学混凝法 化学混凝法简称混凝法，在废水处理中可以用于预处理、中间处理和深度处理的各个阶段。 它除了除浊、除色之外，对高分子化合物、动植物纤维物质、部分有机物质、油类物质、微生物、 某些表面活性物质、农药，汞、镉、铅等重金屑都有一定的清除作用．所以它在废水处理中的应 用十分广泛。 混凝法的优点是：设备费用低、处理效果好，操作管理简单。缺点是要不断向废水中投加温 暖刑，运行费用较高。 1. 混凝法的基本原理 废水中的微小悬浮物和胶体粒子很难用沉淀方法除去，它们在水中能够长期保持分散的悬浮 状态而不自然沉降，具有一定的稳定性。混凝法就是向水中加入混凝剂来破坏这些细小粒子的稳 定性．首先使其互相接触而聚集在一起，然后形成絮状物并下沉分离的处理方法。前者称为凝聚， 后者称为絮凝，一般将这二个过程通称为混凝。具体地说，凝聚是指使胶体脱稳并聚集为微小絮 粒的过程，而絮凝则是使微絮粒通过吸附、卷带和架桥而形成更大的聚体的过程