【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 水中投加電解質(zhì)或混凝劑或通過(guò)機(jī)械攪拌，使廢水中呈膠體狀態(tài)存在的污染物互相凝聚，形成大而重的絮凝體，然后再用重力沉降的方法分離。 3） 萃取法 ：利用分配定律的原理，用一種 與水不互溶，而對(duì)廢水中某些污染物溶解度大的有機(jī)溶劑，從廢水中分離除去污染物的方法。 4） 氧化還原法 ：向廢水中投加氧化劑或還原劑，將有害的污染物氧化或還原為無(wú)害或害處較小的物質(zhì)的過(guò)程。 5） 電解法 ：電解處理法是指用電解的基本原理，是廢水中的污染物通過(guò)電解過(guò)程在陰、陽(yáng)極上分別發(fā)生氧化或還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)廢水凈化的方法。 6） 生物法 ：利用水中的微生物來(lái)氧化分解污染物的過(guò)程。又可分為好氧生物法和厭氧生物法。好氧生物法是在水中有溶解氧存在的條件下，利用好氧微生物和兼性微生物分解污染物的方法。厭氧生物 法是在無(wú)溶解氧的條件下，利用厭氧微生物和兼性微生物分解廢水中污染物的方法。生物法是目前應(yīng)用較廣的二級(jí)廢水處理方法，特別是對(duì)于城市廢水，幾乎都是用生物法處理。 7） 吹脫法 ：這種方法用來(lái)除去廢水中的氣態(tài)或揮發(fā)性污染物。使空氣與廢水充分接觸，使溶解在廢水中的氣體或揮發(fā)性污染物擴(kuò)散到空氣中而除去。 8） 汽提法 ：這種方法也用于除去廢水中的揮發(fā)性污染物。是利用蒸汽直接加熱廢水至沸騰，揮發(fā)性污染物隨水蒸汽一起逸出而除去的方法。污染物濃度高時(shí)，可把蒸汽冷凝后回收污染物。 （ 3）廢水的三級(jí)處理方法 1） 吸附法 ：讓廢水 與固體吸附劑接觸，使分子或離子狀態(tài)的污染物吸附于吸附劑上，然后分離水與吸附劑即可把污染物與水分離。一般吸附劑再生后可以循環(huán)使用。 2） 膜分離法 ：按作用原理的不同，膜分離法有可分為超過(guò)濾、電滲析和反滲透三種方法。 超過(guò)濾 也稱為精密過(guò)濾，它也是利用過(guò)濾介質(zhì)除去廢水中污染物的方法，與一般過(guò)濾不同的是超過(guò)濾所用的介質(zhì)孔徑很小，一般為 1~ μm。這種方法可以除去水中的膠體物質(zhì)或大分子的污染物。 電滲析 是使廢水通過(guò)由陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜交替排列組成的通道，在直流電場(chǎng)的作用下，離子能有選擇性地透過(guò)不同的 膜，某些通道中污染物被濃縮，另一些通道中的廢水則得到凈化。 11 反滲透 法是用半透膜把廢水與清水分開(kāi)，在廢水表面施加壓力，使水分子透過(guò)半透膜，而污染物不能透過(guò)，從而分離或濃縮污染物的方法。 3） 磁過(guò)濾法 ：依靠磁場(chǎng)的作用，用高梯度磁過(guò)濾器截留磁性的污染物，或投加磁種，使非磁性的污染物吸附于磁種上，然后再分離的方法。 4） 離子交換法 ：廢水與固體離子交換劑接觸，離子態(tài)污染物能與離子交換劑上的同號(hào)離子互相交換，使廢水中有害離子分離出來(lái)的方法。 以上介紹的是廢水處理的常用方法，隨著技術(shù)的進(jìn)步，仍有一些新的方法出現(xiàn)。 另外，以上分類也是相對(duì)的，有些方法很難說(shuō)屬于那一類。 城市廢水處理的典型流程 對(duì)于城市廢水有相對(duì)典型的處理流程，一般包括如圖 11 所示的幾個(gè)主要單元過(guò)程。 圖 11 城市廢水處理的典型流程 北京高碑店污水處理廠的處理量為 1 106 t/d，其流程如圖 12 所示。 圖 12 北京高碑店污水處理廠工藝流程圖 廢水 格柵 沉砂池 沉淀池 生物 處理 二次 沉淀池 三級(jí) 處理 污泥處理 垃圾 處理 沉渣 處理 污泥 濃縮 一 級(jí)處理出水 沉渣 處理 二級(jí)處理出水 部分污泥回流 三級(jí)處理出水 12 思考題 1. 查閱有關(guān)資料，了解我國(guó)水體污染的現(xiàn)狀，寫(xiě)出 500 字左右的報(bào)告。你認(rèn)為如何才能更好地解決我國(guó)的水體污染問(wèn)題？ 2. 為什么表示廢水中有機(jī)污染物的指標(biāo)有多個(gè)？說(shuō)明它 們之間的聯(lián)系與區(qū)別。 3. 廢水中懸浮固體可分為幾類？如何表示其含量？它們與濁度有何關(guān)系？ 4. 重金屬污染有哪些特點(diǎn)？ 13 第二章 廢水的預(yù)處理和初級(jí)處理 調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)的目的 調(diào)節(jié) 的目的是減少和控制廢水水質(zhì)及流量的波動(dòng)，以便為后續(xù)處理提供最佳條件。廢水的產(chǎn)生有時(shí)是連續(xù)均勻的，但大多數(shù)情況下其產(chǎn)生量是隨時(shí)間變化的。圖 21 所示是某工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中廢水的流量隨時(shí)間的變化曲線，圖 22 是某城市生活污水流量隨時(shí)間變化的曲線。 時(shí)間 圖 21 某工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程廢水流量隨時(shí)間的變化 00 4 8 12 16 20 24時(shí)間 / 點(diǎn)鐘廢水流量/m3*h1 圖 22 生活廢水隨時(shí)間變化的典型曲線 可見(jiàn)廢水的流量隨時(shí)間的變化有較大的變化，而水處理過(guò)程希望有較均勻的給水才能取得較好的處理效果，因此廢水在給入水處理系統(tǒng)之前需要一定的調(diào)節(jié)設(shè)備。廢水處理前進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的是減少?gòu)U水流量和污染物濃度的波動(dòng)對(duì)水處理過(guò)程的影響，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（ a）適當(dāng)緩沖有機(jī)物的波動(dòng)以避免生物處理系統(tǒng)中的沖擊負(fù)荷；（ b）適當(dāng)控制 pH 值或減小中和需要的化學(xué)藥劑量；（ c）削減進(jìn)入物理化學(xué)處理系統(tǒng)的高峰流量并使加藥率能與進(jìn)水相適應(yīng)；（ d）當(dāng)工廠不生產(chǎn)時(shí)還能保證水處理系統(tǒng)的連續(xù)供水；（ e）控制廢水向城市管道系統(tǒng)的排放量，使廢水負(fù)荷分配比較均勻；（ f）避免高濃度有毒廢水進(jìn)入廢水流量 14 生物處理廠；（ g）調(diào)節(jié)由于季節(jié)的變化而引起的流量變化。 調(diào)節(jié)的方式 調(diào)節(jié)的主要方式為設(shè)置廢水 調(diào)節(jié)池 。調(diào)節(jié)池的大小和形式隨廢水水量及其變化情況而不同。調(diào)節(jié)池的容積應(yīng)足夠大，以便能消除廢水流量的變化。調(diào)節(jié)池可以設(shè)計(jì)成用來(lái)調(diào)節(jié)廢水的流量或濃度，也可以兩者都進(jìn)行 調(diào)節(jié)，一般都設(shè)計(jì)成兩者都調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)流量時(shí)可把調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)成出水為常數(shù)，進(jìn)水流量及池內(nèi)水量是變化的。 按調(diào)節(jié)池所在的位置，調(diào)節(jié)方式又可分為 在線調(diào)節(jié) 和 離線調(diào)節(jié) 兩種，如圖 23 所示。圖中（ a）所示的在線調(diào)節(jié)方式可以大幅度地調(diào)節(jié)廢水的成分和流量。圖中（ b）所示的離線調(diào)節(jié)方式則是只有超過(guò)日平均流量的那部分才加入調(diào)節(jié)池，這種方式對(duì)廢水濃度的調(diào)節(jié)能力較差。圖 24 是實(shí)際應(yīng)用時(shí)在線調(diào)節(jié)池的示意圖。 調(diào)節(jié)池一般都需要進(jìn)行攪拌，以保證充分均和，避免固體的沉淀。此外通過(guò)攪拌和曝氣也可使還原性物質(zhì)氧化，并使某些可溶性氣體通過(guò)吹脫 而減少。常用的攪拌方法有機(jī)械曝氣法、擴(kuò)散空氣法及渦輪式攪拌器等。最常用的是裝設(shè)淹沒(méi)式攪拌器。 廢水 除雜物 調(diào)節(jié)池 計(jì)量與控制 去水處理廠 泵站 （ a） 在線調(diào)節(jié)流程 廢水 除雜物 溢流設(shè)施 計(jì)量與控制 去水處理廠 調(diào)節(jié)池 泵站 （ b） 離線調(diào)節(jié)流程 圖 23 在線調(diào)節(jié)與離線調(diào)節(jié)的典型流程 圖 24 實(shí)際調(diào)節(jié)池的布置示意圖 15 調(diào)節(jié)池體積的確定 流量調(diào)節(jié)所需的調(diào)節(jié)池體積是根據(jù)進(jìn)口流量累積體積與時(shí)間的關(guān)系曲線圖確定的。具體方法是 先在一天內(nèi)分時(shí)段測(cè)定廢水的平均流量，然后計(jì)算出一天內(nèi)廢水的累積流量，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，累積體積流量為縱坐標(biāo)作出曲線。兩種典型的曲線如圖 25 中實(shí)線所示。為確定調(diào)節(jié)池的體積還要作出按日平均流量計(jì)算的累積曲線，其方法是連接實(shí)際累積曲線的終點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)，圖 25 中虛線所示。再做與日均流量線平行并與實(shí)際流量曲線相切的直線，在 （ a） 類流量曲線中這種直線只有一條，而在 （ b） 類曲線中這種直線有兩條。在（ a）類曲線中調(diào)節(jié)池的體積確定方法是：過(guò)切點(diǎn)做縱軸的平行線與日均流量線相交，則切點(diǎn)與交點(diǎn)之間的距離在縱坐標(biāo)上所代表的體積就是 所需的調(diào)節(jié)池體積。在（ b）類曲線中，則是作縱軸的平行線與兩條切線相交，交點(diǎn)之間的距離在縱坐標(biāo)上代表的體積就是所需調(diào)節(jié)池的體積。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)比理論值大 10％ ~20％，以容納偶然的流量變化。 （ a） （ b） 圖 25 確定調(diào)節(jié)池體積的圖解示意圖 廢水濃度的調(diào)節(jié) 圖 24 所示的調(diào) 節(jié)池如安裝攪拌設(shè)施可實(shí)現(xiàn)既調(diào)節(jié)流量又調(diào)節(jié)濃度。但這種調(diào)節(jié)池所需的體積較大，攪拌設(shè)施所消耗的功率也較大，適合于廢水的流量和濃度變化都較大的情況。如果廢水的流量變化不大，僅是污染物的濃度變化較大，可用另一種調(diào)節(jié)方式。濃度調(diào)節(jié)池也稱為 均質(zhì)池， 最常見(jiàn)的濃度調(diào)節(jié)池可稱 異程式調(diào)節(jié)池 。這種調(diào)節(jié)池為常水位，重力流，在調(diào)節(jié)池中水流每一質(zhì)點(diǎn)的流程則由短到長(zhǎng)，都不相同，再結(jié)合進(jìn)出水槽的布置，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。實(shí)踐證明，這種均質(zhì)池的效果是肯定的。但這種調(diào)節(jié)池只能調(diào)節(jié)濃度，不能調(diào)節(jié)流量。 常用的異程式 調(diào)節(jié)池有圖 26 所示的穿孔導(dǎo)流槽式調(diào)節(jié)池、圖 27 所示的帶折流墻的調(diào)節(jié)池和圖 28 所示的圓形調(diào)節(jié)池等。這些調(diào)節(jié)池，在構(gòu)造上能夠使周期內(nèi)先后到達(dá)的廢水有機(jī)會(huì)充分混合，使出水中污染物的濃度比較穩(wěn)定。 調(diào)節(jié)池的位置 調(diào)節(jié)池的最佳位置必須根據(jù)每個(gè)處理系統(tǒng)的情況確定。因?yàn)檎{(diào)節(jié)池的最佳位置將隨廢水的處理方法和集水系統(tǒng)及廢水的特性而改變，因此應(yīng)對(duì)它在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的不同布置方案 累積進(jìn)口體積流量/m3 夜間 12 時(shí) 中午 12 時(shí) 夜間 12 時(shí) 中午 12 時(shí) 夜間 12 時(shí) 16 圖 26 穿孔導(dǎo)流槽式均質(zhì)池 圖 27 帶折流墻的調(diào)節(jié)池 圖 28 圓形調(diào)節(jié)池 進(jìn)行仔細(xì)研究。一般是把調(diào)節(jié)池設(shè)置在初級(jí)處理之后生物處理之前，這樣可以減少污泥和浮渣的問(wèn)題。如果把調(diào)節(jié)池設(shè)在初級(jí)處理之前，就必須考慮設(shè)置足夠的混合和攪拌設(shè)備以防止固體沉淀，同時(shí)應(yīng)設(shè)置曝氣設(shè)備以防止產(chǎn)生氣味。 格柵與篩濾 篩濾 是去除廢水中粗大的懸浮物和雜物，以保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行的一種預(yù)處理方法。篩濾的構(gòu)件包括平行的棒、條、金屬網(wǎng)、格網(wǎng)或穿孔板。其中由平行的棒和條構(gòu)成的稱為 格柵 ；由金屬絲織物或穿孔板構(gòu)成的稱為 篩網(wǎng) 。它們所去除的物質(zhì)統(tǒng)稱為篩余物。1－進(jìn)水； 2－集水槽； 3－出水； 4－縱向隔墻； 5－斜向隔墻； 6－配水槽 入口 17 其中 格柵去除的是那些可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門(mén)的較粗大的懸浮物，而篩網(wǎng)去除的是用格柵難以去除的呈懸浮狀的細(xì)小纖維。 根據(jù)清洗方法，格柵和篩網(wǎng)都可設(shè)計(jì)成 人工清渣 或 機(jī)械清渣 兩類。篩余物量小時(shí)可以用人工清渣，當(dāng)篩余物量大時(shí)，一般應(yīng)采用機(jī)械清渣，以減少工人勞動(dòng)量。 格柵 格柵 一般斜置在進(jìn)水泵站集水井的進(jìn)口處。它本身的水流阻力并不大，水頭損失只有幾厘米，阻力主要產(chǎn)生于篩余物堵塞柵條。一般當(dāng)格柵的水頭損失達(dá)到 10~15 cm 時(shí)就該清洗。 按格柵形狀，可分為 平面格柵 和 曲面格柵 兩種。按格柵柵條的間隙，可分為 粗格柵（ 50~100 mm）、 中格柵 （ 10~40 mm）、 細(xì)格柵 （ 3~10 mm）三種。新設(shè)計(jì)的廢水處理廠一般都采用粗、中兩道格柵，甚至采用粗、中、細(xì)三道格柵串聯(lián)使用。如北京高碑店污水處理廠使用兩道格柵。 按篩余物的清理方式，格柵又可分為人工清理的格柵和機(jī)械格柵兩種。圖 29 是人工格柵的示意圖。 機(jī)械格柵又可以分為兩大類，一類是格柵固定不動(dòng)，截留物用機(jī)械方法清除，圖 210所示的移動(dòng)式伸縮臂機(jī)械格柵就屬于這一類。另一類是格柵本身就是活動(dòng)的，如鋼絲索格柵等。 圖 29 人工清渣格柵示意圖 1－格柵； 2－操作平臺(tái)； 3－濾水板 1－格柵； 2－耙斗； 3－卸污板； 4－伸縮臂；5－卸污調(diào)整桿； 6－鋼絲繩 ； 7－臂角調(diào)整機(jī)構(gòu)； 8－卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)； 9－行走輪； 10－軌道； 11－皮帶運(yùn)輸機(jī) 18 圖 210 移動(dòng)式伸縮臂機(jī)械格柵示意圖 篩網(wǎng) 格柵只能除去廢水中較大的懸浮物和漂浮物，某些廢水中含有較細(xì)小的懸浮物，它們不能被格柵截留，也難以用沉降法去除。為了去除這類污染物，工業(yè)上常用 篩網(wǎng) 。選擇不同尺寸的篩網(wǎng)，能去除和回收不同類型和大小的懸浮物，如纖維、紙漿、藻類等。 篩網(wǎng)過(guò)濾裝置很多，有振動(dòng)篩網(wǎng)、水力篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)盤(pán)式篩網(wǎng)、微濾機(jī)等。下面只介紹前面兩種。 圖 211 是振動(dòng)篩網(wǎng)示意圖。它由振動(dòng)篩和固定篩組成。污水通過(guò)振動(dòng)篩時(shí)，懸浮物等雜質(zhì)被截留在振動(dòng)篩上，并通過(guò)振動(dòng)卸到固定篩網(wǎng)上， 以進(jìn)一步脫水