【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 濾料常用于多層濾料濾池，其中石榴石和磁鐵礦的相對(duì)密度大于 ，莫氏硬度大于 6。對(duì)含膠狀物質(zhì)廢水則可用粗粒骨炭、焦炭、木炭、無(wú)煙煤等，在此情況下，過(guò)濾介質(zhì)兼有吸附作用。 ? 圖 314為常用的顆粒介質(zhì)過(guò)濾設(shè)備一普通快濾池?？鞛V池一般用鋼筋混凝土建造，池內(nèi)有排水槽、濾料層、墊料層和配水系統(tǒng)；池外有集中管廊，配有進(jìn)水管、出水管、沖洗水管、沖洗水排出管等管道及附件。 ? ? 在廢水的三級(jí)處理中，往往采用綜合濾料過(guò)濾器，濾床采用不同的過(guò)濾介質(zhì)，一般是以格柵或篩網(wǎng)及濾布等作為底層的介質(zhì)，然后在其上再堆積顆粒介質(zhì)。采用的一種綜合濾料的組成是：無(wú)煙煤（相對(duì)密度）占 5060%，硅砂（相對(duì)密度 ）占 2530%，鈦鐵礦柘榴石（相對(duì)密度 4以上）占 1015%以上。 ? 濾床上層是相對(duì)密度較小的無(wú)煙煤顆粒，一般粒徑為 2mm； 底層是相對(duì)密度較大的細(xì)粒材料，粒徑為； 最下面是礫石承托層。 ? 三種濾料之間適當(dāng)?shù)牧胶拖鄬?duì)密度的比例是決定因素，而兩種較重的濾料中應(yīng)包括嚴(yán)格控制的各種細(xì)粒徑濾料，這樣，在反沖洗后，濾床的每一水平斷面都有各種濾料，形成混合濾料而無(wú)明顯的交界面。 ? 綜合濾料濾池接近理想濾池，沿水流方向有由粗至細(xì)的級(jí)配濾料和逐漸均勻減少的空隙，以提供最大截污能力，從而延長(zhǎng)過(guò)濾周期，增加濾速，接受較大的進(jìn)水負(fù)荷。這種濾池的濾速可達(dá) 1530m/h， 為普通濾池的 36倍。表 36列出了普通快速濾池的濾料組成和濾速范圍，圖 315列出了多層濾料床層的粒徑分布。 ? ? 微濾機(jī)是一種機(jī)械過(guò)濾裝置，其構(gòu)造包括水平轉(zhuǎn)鼓和金屬濾網(wǎng)。轉(zhuǎn)鼓和 ? 濾網(wǎng)安裝在水池內(nèi)，水池內(nèi)還設(shè)有隔板。轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的圓周速度為 30m/min， 三分之二的轉(zhuǎn)鼓浸在池水中。濾網(wǎng)為含鉬的不銹鋼絲織成，孔徑有 60μm、 35μm、 23 μm等三種。亦有采用 100μm孔徑的金屬絲網(wǎng)。帶有金屬濾網(wǎng)轉(zhuǎn)鼓的微濾機(jī)，可參考圖 316。 ? 微濾機(jī)的工作原理是廢水通過(guò)金屬網(wǎng)細(xì)孔進(jìn)行過(guò)濾。廢水從轉(zhuǎn)鼓的空心軸管，通過(guò)金屬網(wǎng)孔過(guò)濾后流入水池。截留在網(wǎng)上的懸浮物，隨著轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)到上面時(shí)，被沖洗水沖下，收集在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，隨同沖洗水一起，從空心軸出口排出。微濾機(jī)的過(guò)濾及沖洗過(guò)程均為自動(dòng)進(jìn)行。 ? 此法的優(yōu)點(diǎn)為設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，處理廢水量大，操作方便，占地較小。缺點(diǎn)是濾網(wǎng)的編織比較困難。 ? 另外，在化工廢水的過(guò)濾處理中，還可以采用離心過(guò)濾機(jī)或板框過(guò)濾機(jī)等通用設(shè)備，近年來(lái)又有微孔管過(guò)濾機(jī)出現(xiàn)，微孔管代替金屬絲網(wǎng)，起過(guò)濾作用，微孔管可由聚乙烯樹(shù)脂或者用多孔陶瓷等制成。它的特點(diǎn)是，微孔孔徑大小可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，微孔管調(diào)換比較方便，適用于過(guò)濾含有無(wú)機(jī)鹽類(lèi)的廢水。 化學(xué)處理法 ? 化學(xué)法是廢水處理的基本方法之一。它是利 用化學(xué)作用來(lái)處理廢水中的溶解物質(zhì)或膠體物 質(zhì)，可用來(lái)去除廢水中的金屬離子、細(xì)小的膠 體有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、植物營(yíng)養(yǎng)素（氮、磷）、 乳化油、色度、臭味、酸、堿等，對(duì)于廢水的 深度處理有著重要作用。 化學(xué)法包括：中和法、混凝法、氧化還原、 電化學(xué)等方法。 在化工、煉油企業(yè)中，對(duì)于低濃度的含酸、 含堿廢水，在無(wú)回收及綜合利用價(jià)值時(shí)，往往 采用中和的方法進(jìn)行處理。中和法也常用于廢 水的預(yù)處理，調(diào)整廢水的 pH。 中和就是酸堿相互作用生成鹽和水。例如： 中和也即 pH調(diào)整，或稱(chēng)為酸堿度的調(diào)整 。 對(duì)含酸或含堿廢水、濃度在 4%（含酸濃度； 含堿濃度為 2%）以下時(shí)，如果不能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效 的回收、利用，則應(yīng)經(jīng)過(guò)中和，將廢水的 pH調(diào)整 到呈中性狀態(tài)，才能夠排放。而對(duì)含酸、含堿濃 度高的廢水，則必須考慮回收及開(kāi)展綜合利用的 方法。 對(duì)酸性廢水進(jìn)行中和時(shí)，可采用以下一些方法。 通常，盡量選用堿性廢水或廢渣來(lái)中和酸性廢水，以達(dá)到以廢治廢的目的。而燒堿或純堿不僅價(jià)格很貴，而且又是重要的工業(yè)原料，貨源亦緊張，故不應(yīng)輕易選用。 中和各種酸所需耗用的堿性物質(zhì)數(shù)量見(jiàn)表 37。 值得注意兩點(diǎn)：①采用中和法時(shí)，中和時(shí)間一般要長(zhǎng)。例如對(duì)含有弱酸的廢水，選用碳酸鹽，反應(yīng)時(shí)間很慢；如含醋酸廢水，適宜選用氫氧化物堿類(lèi)進(jìn)行中和；②中和后，應(yīng)避免生產(chǎn)大量沉渣，否則會(huì)影響處理效果，同時(shí)又帶來(lái)沉渣的處理問(wèn)題，故生成的鹽要有一定大小的溶解度。例如含硝酸、鹽酸的廢水，中和后生產(chǎn)的鹽，一般多易溶于水，不產(chǎn)生沉淀。又如含硫酸的廢水，如果用石灰石中和時(shí)，則要產(chǎn)生大量的硫酸鈣沉淀，因?yàn)榱蛩徕}在水中的溶解度比較小。 對(duì)堿性廢水，一般可以采用以下途徑進(jìn)行中和。 1) 向堿性廢水中鼓人煙道廢氣； 2) 向堿性廢水注入壓縮的二氧化碳?xì)怏w； 3) 向堿性廢水投入酸或酸性廢水等； 4) 在堿性廢水中產(chǎn)生一氧化碳。 對(duì)堿性廢水進(jìn)行中和時(shí)，可首先考慮采用酸性廢水 的中和處理。若附近沒(méi)有酸性廢水時(shí)可采用投加酸進(jìn)行 中和。工業(yè)用硫酸是在堿性廢水中和中應(yīng)用比較多的酸。 中和各種堿性廢水所需的酸量可見(jiàn)表 38. 用煙道氣中和堿性廢水，主要是利用煙道氣中的 CO2和 SO2兩種酸性和氣體對(duì)堿性廢水進(jìn)行中和。這是一 種以廢治廢，開(kāi)展綜合利用的很好辦法，既可以降低廢 水的 pH， 又可以去除煙道氣中的灰塵，并使煙道氣中的 CO2及 SO2氣體從煙氣中分離出去，防止煙道氣污染大氣。 湖南省長(zhǎng)沙印染廠等單位的運(yùn)行情況證明，煙道氣中和 法對(duì)降低堿性廢水 pH效果明顯，一般可由 1012降至 57 左右。存在問(wèn)題是廢水經(jīng)中和后，廢水中硫化降至物、 色度、耗氧量都有所增加，今后仍需加以研究解決 。 (1)酸性廢水與堿性廢水混合 若有酸性與堿性?xún)煞N廢水同時(shí)均勻的排出時(shí)，并兩 者各自所含的酸、堿量又能夠相互平衡。那么，兩者可 以直接在管道內(nèi)混合，不需設(shè)中和池，但是，對(duì)于排水 情況經(jīng)常波動(dòng)變化時(shí)，則必須設(shè)置中和池，在中和池內(nèi) 進(jìn)行中和反應(yīng)，如圖 317所示。 中和池一般應(yīng)是平行設(shè)計(jì)兩套，進(jìn)行 交替使用。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮廢水在中和池內(nèi) 停留的時(shí)間為 15min左右，根據(jù)具體情況， 控制經(jīng)中和以后的出水 pH在 58的范圍內(nèi)。 (2)投藥中和 投藥中和就是將堿性中和藥劑如石灰、石灰石、電 石渣、蘇打等，投入到酸性廢水中，經(jīng)過(guò)充分中和反應(yīng)， 使廢水得以治理。投藥中和又分為干投法和濕投法兩種。 a. 干投法 干投法是將固體的中和藥劑按理論投加量的 倍，均勻連續(xù)地投入到酸性廢水中。干法可采用利用電 磁振蕩原理的石灰振蕩設(shè)備投加，以保證投加量的均勻。 它設(shè)備簡(jiǎn)單，但反應(yīng)較慢，而且反應(yīng)不易徹底，而且投 藥量大。圖所 318表示的用石灰石中和酸性廢水的干投 法流程。 當(dāng)石灰成塊狀時(shí)，則不宜采用干投法，可采用濕投 法。即先在石灰消化槽里將石灰加水消化，制成濃度 40 50%的乳液，投入乳液槽，再加水?dāng)嚢枵{(diào)配成濃度 5 10%的石灰水，然后用泵送到投配槽，經(jīng)投加器投入渠 道，與酸性廢水共同流入中和反應(yīng)池，發(fā)生中和反應(yīng) 后進(jìn)行澄清，使水與沉淀物進(jìn)行分離。其流程如圖 319 所示。 過(guò)濾中和就是利用石灰石、大理石、白云石等作濾 料，使酸性廢水通過(guò)濾料得到中和。采用過(guò)濾中和時(shí)， 要求對(duì)廢水中的懸浮物、油脂等進(jìn)行預(yù)處理，以便于中 和的進(jìn)行，并防止濾料的堵塞。 圖 320所示為普通中和濾池。以石灰石（ CaCO3） 作濾料時(shí)，中和反應(yīng)速率較使用其他濾料時(shí)要快，故從 經(jīng)濟(jì)上考慮，一般選用石灰石最合適。但過(guò)濾中和含硫 酸廢水如用石灰石作濾料，則中和后產(chǎn)生的硫酸鈣會(huì)覆 蓋濾料使之堵塞，而影響中和反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。因此， 一般采用白云石濾料對(duì)含硫酸廢水進(jìn)行過(guò)濾中和；此時(shí)， 中和反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸鎂易溶于水，不會(huì)影響中和反應(yīng)的 繼續(xù)進(jìn)行，但相對(duì)的處理成本比較高。 最近，為了克服硫酸鈣沉淀覆蓋濾料 這一缺點(diǎn)，利用石灰石作濾料處理含硫酸 廢水出現(xiàn)了新型的過(guò)濾中和反應(yīng)器，即流 化床中和反應(yīng)器（見(jiàn)圖 321升流式膨脹中 和濾池）。在石灰石膨脹過(guò)程中顆粒間的 相互摩擦，破壞硫酸鈣覆蓋層，而脫下的 硫酸鈣隨水帶走。 （ 1）利用廢酸性物質(zhì)中和法 廢酸性物質(zhì)包括含酸廢水、煙道氣等。煙道氣中 CO2含量可 高達(dá) 24%，此外有時(shí)還含有高濃度的 SO2和 H2S等酸性氣體，故可 用來(lái)中和堿性廢水。 用煙道氣中和堿性廢水一般在噴淋塔中進(jìn)行。廢水從塔頂布 水器均勻噴出，煙道氣則從塔底鼓入，兩者在填料層間進(jìn)行逆流 接觸，完成中和過(guò)程，使堿性廢水和煙道氣都得到凈化，關(guān)鍵是 控制好氣液比。根據(jù)資料介紹，用煙道氣中和堿性廢水，出水的 pH可由 1012降到 7左右。 該法的優(yōu)點(diǎn)是以廢治廢，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，缺點(diǎn)是出水中 的硫化物、耗氧量和色度都會(huì)明顯增加，還需進(jìn)一步處理。 （ 2） 藥劑中和法 常用的藥劑是硫酸、鹽酸及壓縮二氧化碳。硫酸 的價(jià)格比較低，應(yīng)用最廣。鹽酸的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)物溶解 度高，沉渣量少，但價(jià)格較高。用無(wú)機(jī)酸中和堿性廢 水的工藝流程與設(shè)備，和藥劑中和酸性廢水基本相同， 在此不再贅述。用 CO2中和堿性廢水，采用設(shè)備與煙道 氣處理堿性廢水類(lèi)似，均為逆流接觸反應(yīng)塔。用 CO2作 中和劑可以不需 pH控制裝置，但由于成本較高，在實(shí) 際工程中使用不多。 混凝法的基本原理是在廢水中投入混凝劑，因混 凝劑為電解質(zhì)，在廢水里形成膠團(tuán)，與廢水中的膠體 物質(zhì)發(fā)生電中和，形成絨粒沉降?；炷恋聿坏梢? 去除廢水中的粒徑為 103106mm的細(xì)小懸浮顆粒，而 且還能夠去除色度、油分、微生物、氮和磷等富營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)、重金屬以及有機(jī)物等。 廢水在未加混凝劑之前，水中的膠體和細(xì)小懸浮顆 粒的本身質(zhì)量很輕，受水的分子熱運(yùn)動(dòng)的碰撞而作無(wú)規(guī) 則的布朗運(yùn)動(dòng)。顆粒都帶有同性電荷，它們之間的靜電 斥力阻止微粒間彼此接近而聚合成較大的顆粒；其次， 帶電荷的膠粒和反離子都能與周?chē)乃肿影l(fā)生水化作 用，形成一層水化殼，有阻礙各膠體的聚合。一種膠體 的膠粒帶電越多，其 ζ電位就越大；擴(kuò)散層中反離子越 多，水化作用也越大，水化層也越厚，因此擴(kuò)散層也越 厚，穩(wěn)定性越強(qiáng)。 （ ζ電位：膠體滑動(dòng)面上的電位稱(chēng)為 移動(dòng)電位，即 ζ電位。 ζ電位越高，擴(kuò)散層越厚，膠體 顆粒越具穩(wěn)定性。 ） 廢水中投入混凝劑后，膠體因 ζ電位降低 或消除，破壞了顆粒的穩(wěn)定狀態(tài)（稱(chēng)脫穩(wěn)）。 脫穩(wěn)的顆粒相互聚集為較大顆粒的過(guò)程稱(chēng) 為 凝聚。 未經(jīng)脫穩(wěn)的膠體也可形成大的顆粒，這種 現(xiàn)象稱(chēng)為 絮凝。 不同的化學(xué)藥劑能使膠體以不同的方式脫 穩(wěn)、凝聚或絮凝。 按機(jī)理，混凝可分為 壓縮雙電層、吸附電 中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕 四種。 （ 1）壓縮雙電層機(jī)理 由膠體粒子的雙電層結(jié)構(gòu)可知，反離子的濃度在 膠粒表面最大，并沿著膠粒表面向外的距離呈遞減分 布，最終與溶液中離子濃度相等。當(dāng)向溶液中投加電 解質(zhì)，使溶液中離子濃度增高，則擴(kuò)散層的厚度將減 少。該過(guò)程的實(shí)質(zhì)是加入的反離子與擴(kuò)散層原有反離 子之間的靜電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附層中， 從而使擴(kuò)散層厚度減小。 由于擴(kuò)散層厚度的減小， ζ電位相應(yīng)降低， 因此膠粒間的相互排斥力也減少。另一方面，由 于擴(kuò)散層減薄，它們相撞的距離也減少，因此相 互間的吸引力相應(yīng)變大。從而其排斥力與吸引力 的合力由斥力為主變成以引力為主（排斥勢(shì)能消 失了），膠粒得以迅速凝聚。 （ 2）吸附電中和機(jī)理 膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠粒、鏈狀離子或分 子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用，由于這種吸 附作用中和了電位離子所帶電荷，減少了靜電斥力， 降低了 ζ電位，使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。此時(shí) 靜電引力常是這些作用的主要方面。三價(jià)鋁鹽或鐵鹽 混凝劑投量過(guò)多，混凝效果反而下降的現(xiàn)象，可以用 本機(jī)理解釋。因?yàn)槟z粒吸附了過(guò)多的反離子，使原來(lái) 的電荷變號(hào)，排斥力變大，從而發(fā)生了再穩(wěn)現(xiàn)象。 （ 3）吸附架橋機(jī)理 吸附架橋作用主要是指鏈狀高分子聚合物在靜電引 力、范德華力和氫鍵力等作用下，通過(guò)活性部位與膠粒 和細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附橋聯(lián)的過(guò)程。當(dāng)三價(jià)鋁鹽或鐵 鹽及其他高分子混凝劑溶于水后，經(jīng)水解、