杭州純水設(shè)備詳解：污水處理工藝
2.污水處置工藝的組成
包括：物理處置工段、生化處置工段。
二、污水處置工藝選擇的原則
1.工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
①處置單位水量投資;
②削減單位污染投資;
③處置單位水量電耗和成本;
④削減單位污染物電耗和成本;
⑤占地面積;
⑥運(yùn)行性能可靠性;
⑦管理維護(hù)難易程度;
⑧總體環(huán)境效益等。
2.鄉(xiāng)村污水處置工藝應(yīng)根據(jù)處置規(guī)模、水質(zhì)特征、杭州純水設(shè)備受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選確定。
3.應(yīng)切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特征，污染物構(gòu)成必需進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測(cè)定，作出合理的分析預(yù)測(cè)，水質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜或特殊時(shí)，應(yīng)進(jìn)行污水處置工藝的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，必要時(shí)應(yīng)開展中試研究。
4.積極審慎地采用新工藝，對(duì)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的新工藝，必需經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，提供可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)后再進(jìn)行應(yīng)用。
5.同一個(gè)污水廠分期建設(shè)時(shí)，各階段應(yīng)盡量采用同一種工藝，而且各階段的建設(shè)規(guī)模應(yīng)盡量相同。
三、污水處置方法
現(xiàn)代污水處置方法主要分為物理處置法、化學(xué)處置法、物理化學(xué)處置法和生物處置法四類。
1.物理處置法
物理處置法是通過物理作用，以分離、回收污水中不溶解的呈懸浮狀的污染物質(zhì)(包括油膜和油珠)處置過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。常用的有過濾法、沉淀法、浮選法等。
1過濾法
利用過濾介質(zhì)截流污水中的懸浮物。過濾介質(zhì)有篩網(wǎng)、紗布、粒物，常用的過濾設(shè)備有格柵、篩網(wǎng)、微濾機(jī)等杭州純水設(shè)備。
格柵與篩網(wǎng)。排水工程中，廢水通過下水道流人水處理廠，首先應(yīng)經(jīng)過斜置在渠道內(nèi)的一組金屬制的呈縱向平行的框條(格柵)穿孔板或過濾網(wǎng)(篩網(wǎng))使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、細(xì)篩或?yàn)V料上。
格柵板。這一步屬?gòu)U水的預(yù)處理其目的于回收有用物質(zhì);初步漫清廢水以利于以后的處置，減輕沉淀池或其他處置設(shè)備的負(fù)荷;維護(hù)抽水機(jī)械，以免受到顆粒物堵塞發(fā)生故障。
維護(hù)水泵和其他處置設(shè)備，格柵截留的效果主要取決于污水水質(zhì)和格柵空隙的大小。清渣方法有人工與機(jī)械兩種。柵渣應(yīng)及時(shí)清理和處理。
篩網(wǎng)主要用于截留粒度在數(shù)毫米到數(shù)十毫米的細(xì)碎懸浮態(tài)雜物，如纖維、紙漿、藻類等，通常用金屬絲、化纖編織而成，或用穿孔鋼板，孔徑一般小于5mm最小可為0.2mm
篩網(wǎng)過濾裝置有轉(zhuǎn)鼓式、旋轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)盤式、固定式振動(dòng)斜篩等。不論何種結(jié)構(gòu)，既要能截留污物，又便于卸料及清理篩面
粒狀介質(zhì)過濾(又稱彤、濾、驚料過濾)廢水通過粒狀濾料(如石英砂)床層時(shí)，其中細(xì)小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的外表和內(nèi)部空隙中。
常用的過濾介質(zhì)有石英砂、煤和石榴石等。過濾過程中濾料同時(shí)對(duì)懸浮物進(jìn)行物理截留、沉降和吸附等作用。過濾的效果取決于濾料孔徑的大小、濾料層的厚度、過濾速度及污水的性質(zhì)等因素。
當(dāng)廢水自上而下流過粒狀濾料層時(shí)，位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料空隙越來越小，逐漸形成一層主要由被截留的團(tuán)體顆粒構(gòu)成的濾膜，并由它起主要的過濾作用。這種作用屬于阻力截留或篩濾作用。
廢水通過濾料層時(shí)，杭州純水設(shè)備眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積，形成無數(shù)的小沉淀池”懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬于重力 沉降。
由于濾料具有巨大的外表積，與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外，砂粒在水中經(jīng)常帶有外表負(fù)電荷，能吸附帶正電荷的鐵、鋁等肢體，從而在濾料外表形成帶正電荷的薄膜，并進(jìn)而吸附帶負(fù)電荷的膠土和多種有機(jī)物等膠體，砂粒上發(fā)生接觸絮凝。
2沉淀法
沉淀法是利用污水中的懸浮物和水的相對(duì)密度不同的原理，借助重力沉降作用使懸浮物從水中分離進(jìn)去。根據(jù)水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即相互帖結(jié)聚團(tuán)的能力)可分為四種：
分離沉降(或自由沉降)沉淀過程中，顆粒之間互不聚合，單獨(dú)進(jìn)行沉降。顆位只受到自身在水中的重力和水流阻力的作用，其形狀、尺寸、質(zhì)量均不改變，下降速度也不改變。
混凝沉淀(或稱作絮凝沉降)混凝沉降是指在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體，然后采用重力沉降予以分離去除�；炷恋淼奶攸c(diǎn)是沉淀過程中，顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體，因此顆粒的尺寸和質(zhì)量均會(huì)隨深度的增加而增大，其沉速也隨深度而增加。
常用的無機(jī)混凝劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵及聚合鋁;常用的有機(jī)絮凝劑有聚丙烯酷膠等，還可采用助凝劑如水玻璃、石灰等
區(qū)域沉降(又稱擁擠沉降、成層沉降)當(dāng)廢水中懸浮物含量較高時(shí)，顆粒間的距離較小，其間的聚合力能使其集合成為一個(gè)整體，并一同下沉，而顆粒相互間的位置不發(fā)生變動(dòng)，因此廓清水和混水間有一明顯的分界面，逐漸向下移動(dòng)，此類沉降稱為區(qū)域沉降。杭州純水設(shè)備加高濁度水的沉淀池和二次沉淀池中的沉降(沉降中后期)多屬此類。
壓縮沉淀：當(dāng)懸浮液中的懸浮固體濃度很高時(shí)，顆粒互相接觸、擠壓，上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙中的水被擠出，顆粒群體被壓縮。壓縮沉淀發(fā)生在沉淀池底部的污泥斗或污泥濃縮池中，進(jìn)行得很緩慢。依據(jù)水中懸浮性物質(zhì)的性質(zhì)不同，設(shè)有沉砂池和沉淀池兩種設(shè)備。
沉砂池用于除去水中砂粒、煤等相對(duì)密度較大的元機(jī)顆粒物。沉砂池一般設(shè)在污水處置裝置前，以防止處理污水的其他機(jī)械設(shè)備受到磨損。
沉淀池是利用重力的作用使懸浮性雜質(zhì)與水分離。可以分離直徑為20100μ,m以上的顆粒。根據(jù)沉淀池內(nèi)的水流方向，可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。
平流式沉淀池：廢水從池一端流人，按水平方向在池內(nèi)流動(dòng)，水中懸浮物逐漸沉向池底，廓清水從另一端溢出。
輻流式沉淀池：池子多為圓形，直徑較大，一般在2030m以上，適用于大型水處理廠。原水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入中心筒后，通過筒壁上的孔口和外圍的環(huán)形穿孔擋板，沿徑向呈輻射狀流向沉淀池周邊。由于過水?dāng)嗝娌粫r(shí)增大，流速逐漸變小，顆粒沉降下來，廓清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。
豎流式沉淀池：截面多為圓形，也有方形和多角形的水由中心管的下口流入池中，通過反射板的阻攔向四周分布于整個(gè)水平斷面上，緩緩向上動(dòng)。沉速逾越上升流速的顆粒則沉到污泥斗，廓清后的水由四周的埋口溢出池外。
污水處置與利用的方法中，沉淀(或上浮)法經(jīng)常作為其他處置方法前的預(yù)處理。如用生物處置法處理、污水時(shí)，一般需事先經(jīng)過預(yù)沉池去除大部分懸浮物質(zhì)，以減少生化處置時(shí)的負(fù)荷，而經(jīng)生物處置后的出水仍要經(jīng)過二次沉淀池的處置，進(jìn)行泥水分離以保證出水水質(zhì)。
3浮選法
將空氣通人污水中，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，污水中相對(duì)密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)(如乳化油等)附在氣泡上，并隨氣泡上升到水面，然后用機(jī)械的方法撇除，從而使污水中的污染物質(zhì)得以從污水中分離出來。
疏水性的物質(zhì)易氣浮，而親水性的物質(zhì)不易氣浮。因此有時(shí)為了提高氣浮效率，需向污水中加入浮選劑改變污染物的外表特性，使某些親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷晕镔|(zhì)，然后氣浮除去，這種方法稱為“浮選”
氣浮時(shí)要求氣泡的分散度高，量多，有利于提高氣浮的效果。泡沫層的穩(wěn)定性要適當(dāng)，既便于浮渣穩(wěn)定在水面上，又不影響浮渣的運(yùn)送和脫水。發(fā)生氣泡的方法有兩種：
機(jī)械法：使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉(zhuǎn)盤等生成微小氣泡。
壓力溶氣法：將空氣在一定的壓力下溶于水中，并達(dá)到飽和狀態(tài)，然后突然減壓，過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。目前廢水處置中的氣浮工藝多采用壓力溶氣法。
氣浮法的主要優(yōu)點(diǎn)有：設(shè)備運(yùn)行能力優(yōu)于沉淀池，一般只需1520min即可完成固液分離，因此它占地少，效率較高;氣浮法所產(chǎn)生的污泥較干燥，不易腐化，且系表面刮取，操作較便利;整個(gè)工作是向水中通人空氣，增加了水中的潛解氧量，對(duì)除去水中有機(jī)物、藻類外表活性劑及臭味等有明顯效果，其出水水質(zhì)為后續(xù)處置及利用提供了有利條件。
氣浮法的主要缺點(diǎn)是耗電量較大;設(shè)備維修及管理工作量增加，運(yùn)轉(zhuǎn)局部常有堵塞的可能;浮渣露出水面，易受風(fēng)、雨等氣候因素影響。
除了上述兩種氣浮方法外，目前較為常用的方法還有電解氣浮法。
4離心分離法
含有懸浮污染物質(zhì)的污水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，杭州純水設(shè)備利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到離心力不同，從而達(dá)到分離目的方法。常用的離心設(shè)備有旋流分離器和離心分離器等。
2.化學(xué)處置法
向污水中投加化學(xué)試劑，利用化學(xué)反應(yīng)來分離、回收污水中的污染物質(zhì)，或?qū)⑽廴疚镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。該法既可使污染物與水分離，回收某些有用物質(zhì)，也能改變污染物的性質(zhì)，如降低廢水的酸堿度、去除金屬離子、氧化某些有毒有害的物質(zhì)等，因此可達(dá)到比物理法更高的凈化水平。常用的化學(xué)方法有化學(xué)沉淀法、中和法、氧化還原法和混凝法。
化學(xué)法處理的局限性如下：
由于化學(xué)處置廢水常采用化學(xué)藥劑(或材料)處置費(fèi)用一般較高，操作與管理的要求也較嚴(yán)格。
化學(xué)法還需與物理法配合使用�；瘜W(xué)處置之前，往往需用沉淀和過濾等手段作為前處理;某些場(chǎng)所下，又需采用沉淀和過濾等物理手段作為化學(xué)處置的后處理。
1化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是指向廢水中投加某些化學(xué)藥劑，使其與廢水中的溶解性污染物發(fā)生五換反應(yīng)，形成難榕于水的鹽類(沉淀物)從水中沉淀進(jìn)去，從而降低或除去水中的污染物。化學(xué)沉淀法多用于在水處置中去除鈣離子、鏡離子以及廢水中的重金屬離子，如隸、鍋、鉛、缽等。按使用的沉淀劑不同，沉淀法可分為石灰法(又稱為氫氧化物沉淀法)硫化物法和銀鹽法等。
水中Ca2+Mg2+令含量的總和稱總硬度，可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度可投加石灰使水中的Ca2+和Mg2+形成CaC03和MgOH2沉淀而降低，如需同時(shí)去除非碳酸鹽硬度，可采用石灰-蘇打軟化法，使Ca2+和Mg2+形成CaC03矛llMgOH2沉淀除去。因此，當(dāng)原水硬度或堿度較高時(shí)，可先用化學(xué)沉淀法作為離子交換軟化的前處理，以節(jié)省離子交換的運(yùn)行費(fèi)用。
去除廢水中的重金屬離子時(shí)，一般采用投加碳酸鹽的方法，生成的金屬離子，碳酸鹽的溶度積很小，便于回收。如利用碳酸銷處置含鎊廢水。
ZnS04+Na2C03一一→ZnC03↓+NazS04
此法優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便，藥劑來源廣，因此在處置重金屬?gòu)U水時(shí)應(yīng)用廣。存在問題是勞動(dòng)衛(wèi)生條件差，管道易結(jié)垢堵塞與腐蝕;沉淀體積大，脫水困難。
2中和法
中和法處理是利用酸堿相互作用生成鹽和水的化學(xué)原理，將廢水從酸性或堿性調(diào)整到中性附近的處置方法。對(duì)于酸或堿的濃度大于3%廢水，首先應(yīng)進(jìn) 行酸堿的回收。杭州純水設(shè)備對(duì)于低濃度的酸堿廢水，可采取中和法進(jìn)行處理。
酸性污水的處置，通常采用投加石灰、苛性鍋、碳酸鍋或以石灰石、大理石作潔、料來中和酸性污水。堿性污水的處置，通常采用投加硝酸、鹽酸或利用二氧化碳?xì)怏w中和堿性污水。另外，對(duì)于酸、堿性污水也可以用二者相互中和的方法來處理。
3氧化還原法
氧化還原法是通過化學(xué)藥劑與水中污染物之間的氧化還原反應(yīng)，將污水中的有毒有害污染物轉(zhuǎn)化為無毒或微毒物質(zhì)的方法。這種方法主要處置無機(jī)污染物，如重金屬和氧化物的污染。
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