【文章內(nèi)容簡介】 電性質(zhì)形成了一種排斥力，防止團(tuán)聚和沉淀。穩(wěn)定離子被強吸附到一個內(nèi)固定層，它提供一個微粒電荷，它隨離子的價價和數(shù)量而變化。相反電荷的離子形成一個擴(kuò)散的外層，它被靜電作用在表面附近?；炷膬?yōu)點是它減少了沉淀固體懸浮物的時間，并且非常有效地去除那些很難去除的細(xì)粒。凝血也能有效去除許多原生動物、細(xì)菌和病毒。絮凝絮凝是通過機械的方法將不穩(wěn)定的粒子凝聚成緊湊、快速的可沉降粒子(或絮凝體)。為將混凝劑或其他化學(xué)物質(zhì)分散到水中，提供初始快速(或)閃光混合是一種常見的做法。然后進(jìn)行緩慢的混合，在此過程中，絮凝體的生長發(fā)生。設(shè)計接觸時間從15分鐘或20分鐘到1小時或更長時間。凝絮和絮凝是連續(xù)的步驟，以克服穩(wěn)定懸浮粒子的力量，允許粒子碰撞和絮凝的生長。如果第一步是不完整的，那么下面的步驟將不成功。凝血機制混凝可以通過四種不同的機制來完成。下面的部分詳細(xì)介紹了這些不同的機制。(1)雙層壓縮雙層壓縮的機理依賴于壓縮膠體周圍的漫射層。這是通過增加一個無關(guān)緊要的電解液來增加溶液的離子強度來完成的。添加的電解質(zhì)增加了彌漫層的電荷密度。漫射層被“壓縮”到粒子表面，降低了層的厚度。因此，zeta電位，ZP，顯著降低。(2)吸附和電荷中和添加與膠體粒子相反的電荷的混凝劑會引起離子對膠體粒子的吸附，并中和表面電荷。這將導(dǎo)致更容易的聚合。但是，混凝劑用量應(yīng)與膠體的數(shù)量成正比。如果應(yīng)用過量，就會發(fā)生膠體的電荷反轉(zhuǎn)，而膠體不會發(fā)生不穩(wěn)定。(3)沉淀(掃絮凝血)硫酸鋁、氯化鐵和石灰等化合物常被用作凝結(jié)劑，以形成AL(OH)FE(OH)3和CACO3的沉淀。這些沉淀物會在它們沉降的過程中，特別是在隨后的絮凝過程中，使懸浮的膠體顆粒聚集在一起。因此，溶液中膠體顆粒(濁度)濃度增加，降水率增加。(4)粒子間的橋接由于合成高分子化合物在碳原子分子鏈上具有較大的分子大小和多個電荷，它們對水中膠體的不穩(wěn)定是有效的。Perikinetic和同向移動的絮凝絮凝過程大致可分為兩種類型:周動能(也稱為微絮凝)和正運動(也稱為宏絮凝)。運動絮凝是指由于膠體粒子的布朗運動而引起的絮凝(膠體顆粒的接觸或碰撞)。膠體粒子的隨機運動是由流體分子的快速和隨機轟擊產(chǎn)生的。流體分子的隨機熱運動也稱為布朗運動或運動。運動絮凝對顆粒大小的影響很大。它通常不是水處理中與絮凝有關(guān)的運輸?shù)闹饕蛩?。正運動絮凝是指由大量流體運動引起的膠體顆粒的接觸或碰撞，如攪拌。在攪拌系統(tǒng)中，流體的速度隨時間的變化而變化(從點到點)和時間(有時)。由(1)誘導(dǎo)速度梯度和(2)微分沉降可引起正運動性絮凝。粒子可以結(jié)合在一起(我。通過在含有粒子的流體中誘導(dǎo)速度梯度，將粒子凝聚在一起，形成一個較大的粒子，通過重力分離更容易去除。影響因素凝固對于所有的原水類型，有幾個水質(zhì)參數(shù)影響混凝性能，包括顆粒材料的數(shù)量，糯現(xiàn)的數(shù)量和性質(zhì)，以及水的大量化學(xué)和物理性質(zhì)。九:沉積水中的雜質(zhì)可以溶解或懸浮。去除懸浮物質(zhì)的更簡單的方法是讓重力作用。在靜止?fàn)顟B(tài)下，當(dāng)流速和湍流最小時，比水密度更大的顆粒會沉到水箱底部。這個過程叫做沉淀，在水槽底部堆積的固體顆粒被稱為污泥。沉淀池、沉降罐或沉淀池是為了去除沉淀物而建造的池塘。澄清器是用機械方法建造的沉淀池，用于連續(xù)去除沉積的固體。更大、更重的粒子會比更小或更輕的粒子更容易地沉淀。反對重力向下力的力包括浮力和摩擦力(阻力)。水的溫度和粘度是影響顆粒沉降速率的其他因素。沉積過程的性質(zhì)也隨懸浮粒子的濃度和相互作用的趨勢而變化。在稀懸液中，粒子可以自由沉降而不受干擾，這一過程稱為自由沉降或離散沉降。在沉淀池中，可能會有4個不同的區(qū)域或不同類型的沉降在不同的深度，并且精確的數(shù)學(xué)分析過程可能相當(dāng)復(fù)雜。本節(jié)討論一些與離散粒子沉降有關(guān)的常見因素。粒子沉降理論通過牛頓和斯托克斯形成的經(jīng)典沉積規(guī)律，可以分析離散、非絮凝顆粒的沉降。粒子的大小、形狀和比重不會隨時間而改變。沉降速度保持不變。如果一個粒子懸浮在水中，它最初有兩個力作用于它:(1)重力:(2)阿基米德的浮力量化: 如果粒子的密度與水的密度不同，則施加一個合力，使粒子在力的方向上加速: 這個合力變成了驅(qū)動力。一旦運動開始，由于粘性摩擦產(chǎn)生了第三種力。這個力，稱為阻力，被量化了: 為球形粒子, 因此, Cd的表達(dá)式隨流的不同而變化。對于層流、過渡和湍流，Cd的值為: 雷諾數(shù)為: ，數(shù)值大于10表示湍流流動。中間值表示過渡流。斯托克斯流對于層流，終點沉降速度方程為: 這就是斯托克斯方程過渡流需要解非線性方程: 用斯托克斯定律或湍流表達(dá)式計算速度。計算和檢查雷諾數(shù)。計算的Cd。使用一般公式。重復(fù)步驟2，直到收斂。影響沉降的因素有幾個因素影響了可沉淀固體與水的分離。一些比較常見的考慮因素是: 顆粒大小顆粒的大小和類型對沉淀池的運行有重要影響。因為它們的密度，沙子或泥沙可以很容易地除去。水流通道的速度可以減慢到每秒鐘不到一英尺，而且大部分的礫石和砂礫將被簡單的重力作用移走。顆粒的形狀也影響其沉降特性。例如，圓形粒子比不規(guī)則或不規(guī)則邊緣的粒子更容易沉淀。所有的粒子都有輕微的電荷。帶有相同電荷的粒子往往相互排斥。這種排斥作用阻止顆粒聚集到絮凝體和沉淀中。水的溫度在沉積盆地的運作中考慮的另一個因素是被處理的水的溫度。當(dāng)溫度下降時，沉降速率就會減慢。其結(jié)果是，隨著水的冷卻，沉淀池中的滯留時間必須增加。當(dāng)溫度降低時，操作人員必須對混凝劑進(jìn)行改變，以補償沉降速率的降低。在大多數(shù)情況下，溫度對治療沒有顯著影響。水處理廠是最高的，沉降率是最好的。當(dāng)水較冷時，植物的流動處于最低點，在大多數(shù)情況下，植物的滯留時間增加，因此絮凝體有時間沉淀到沉積盆地中。沉積盆地可能發(fā)生幾種水流: 密度流是由容器內(nèi)固體的重量、固體的濃度和水的溫度引起的。渦流產(chǎn)生于水槽中固體的流動并離開水箱。通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，可以減少一些水流問題。安裝擋板有助于防止水流短路。10 Filtration 過濾過濾用于將不固定的固體與水和廢水分離，使其通過多孔介質(zhì)。最常見的系統(tǒng)是通過粒狀介質(zhì)的分層床進(jìn)行過濾，通常是粗糙的無煙煤無煙煤，下面是較細(xì)的沙子。重力顆粒介質(zhì)過濾去除顆粒介質(zhì)過濾器中的懸浮固體所涉及的機制是復(fù)雜的，包括攔截，應(yīng)變，絮凝和沉降。最初，表面應(yīng)變和間質(zhì)去除導(dǎo)致過濾介質(zhì)上部沉積物的積累。由于礦石的減少，水通過剩余空隙的速度增加，剪切掉捕獲的絮凝物碎片并將雜質(zhì)帶入濾床的深處。去除的有效區(qū)域越來越深地進(jìn)入過濾器。湍流和由此產(chǎn)生的增加顆粒在孔內(nèi)的接觸促進(jìn)了絮凝，導(dǎo)致捕獲較大的絮狀物顆粒 直接過濾直接過濾的過程不包括過濾之前的沉淀。將從水中除去的雜質(zhì)收集并儲存在過濾器中。雖然化學(xué)品的快速混合是必要的，但絮凝階段要么消除，要么混合時間少于30分鐘?；瘜W(xué)凝結(jié)顆粒在水中的接觸絮凝發(fā)生在顆粒介質(zhì)中。直接過濾方面取得的成功進(jìn)展歸因于開發(fā)具有更大“深度”過濾能力的粗多細(xì)多介質(zhì)過濾器，改進(jìn)了使用機械或空氣攪拌的反洗系統(tǒng)以幫助清潔介質(zhì)，以及獲得更好的聚合物混凝劑。低濁度和顏色的地表水最適合直接過濾處理。根據(jù)文獻(xiàn)中的經(jīng)驗，可以成功地處理40個單位以下的顏色，濁度始終低于5個單位， mg / L，藻類計數(shù)低于2000個/ mL的水域。當(dāng)色彩超過40單位或濁度連續(xù)大于15單位時，預(yù)計直接過濾的操作問題。通過使用附加的聚合物，可以在短時間內(nèi)緩解潛在的問題。為了滅活病毒和高度的細(xì)菌消毒，化學(xué)處理過的廢水的過濾要先用氯氣消毒。沒有事先絮凝和沉淀的過濾的可行性依賴于水質(zhì)數(shù)據(jù)的全面的回顧。必須評估由于暴風(fēng)雨和藻類暴發(fā)造成的HCE起源濁度事件。通常，與傳統(tǒng)處理相比，中試測試對于確定直接過濾的效率是有價值的，過濾介質(zhì)的設(shè)計和化學(xué)調(diào)理的選擇。過濾反洗隨著過濾器的繼續(xù)操作，材料從水中移出并儲存在床內(nèi)。這對過濾器操作有兩個影響：它通過過濾器增加了頭部損傷，并且增加了積聚的絮凝物上的剪切應(yīng)力。最終，總的液壓頭部損壞可能接近頭部所需的頭部，以提供通過過濾器的所需流速，或者可能會有絮狀物顆粒泄漏或突破到過濾器流出物中。就在這兩種情況發(fā)生之前，過濾器應(yīng)該從服務(wù)中清除。在舊的慢砂過濾器中，砂粒的排列方向過濾（向下）細(xì)到粗。大部分從水中除去的殘渣都聚集在床的上表面。在快速砂濾器中，由于使用較粗的介質(zhì)和較高的流速，所以顆粒有較深的滲透進(jìn)入床層。然而，大多數(shù)材料儲存在快速沙過濾床的頂部幾英寸處。在雙介質(zhì)和混合介質(zhì)床中，絮狀物被儲存在整個床層深處，在精細(xì)介質(zhì)底部幾英寸的范圍內(nèi)?？焖偕常p介質(zhì)和混合介質(zhì)過濾器通過液壓反沖洗（向上流動）與飲用水清洗。如果在雙反或混合介質(zhì)過濾器的反洗周期之前或反洗周期中使用輔助沖洗或所謂的表面清洗裝置，徹底清洗床層是明智的。過濾床的2050％膨脹通常足以懸浮底部谷物。洗滌水應(yīng)用的最佳速率是水溫的直接函數(shù)，因為床的膨脹與洗滌水的粘度成反比。例如，20℃ / h，相當(dāng)于5℃ / h，35℃ / h。完成清洗所需的時間從3到15分鐘不等。過濾器到廢液出口應(yīng)通過氣隙到廢液排放，這需要2到20分鐘，這取決于預(yù)處理和過濾器類型。這種做法已經(jīng)停用了很多年，但是現(xiàn)代記錄濁度計已經(jīng)表明這種操作在生產(chǎn)高質(zhì)量的水中是有價值的。在過濾器運行開始時以慢速操作洗滌的過濾器可以實現(xiàn)相同的目的。用于連續(xù)監(jiān)測來自每個單獨的過濾器單元的流出物的記錄濁度計在運行開始時控制該操作以及在運行結(jié)束時預(yù)測或檢測過濾器突破是非常有價值的。從開始到完全反洗的時間應(yīng)至少為30秒，可能還要更長一些，并且應(yīng)該受到工廠內(nèi)部設(shè)備的限制。這通常是通過一個自動調(diào)節(jié)的主洗液進(jìn)行的，液壓控制或電控液壓控制，使其無法打開得太快。或者，可以在每個洗滌水閥的操作者上安裝一個速度控制器。11Chemical oxidation下面的討論包括化學(xué)氧化中涉及的基本概念的介紹，廢水處理中化學(xué)氧化應(yīng)用的概述，以及關(guān)于化學(xué)氧化用于減少BOD和COD，氨的氧化的討論，以及不可生物降解的有機化合物的氧化?；瘜W(xué)氧化的基本原理以下討論的目的是介紹化學(xué)氧化反應(yīng)中涉及的基本概念。（1）氧化還原反應(yīng)，（2）半反應(yīng)電位，（3）反應(yīng)電位，（4）氧化還原方程的氧化還原方程的平衡常數(shù)，以及（5）氧化還原反應(yīng)的速率。氧化還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)（稱為氧化還原反應(yīng)式）發(fā)生在氧化劑和還原劑之間。在氧化還原反應(yīng)中，兩個電子與反應(yīng)中涉及的成分的氧化態(tài)一樣交換。當(dāng)氧化劑引起氧化發(fā)生時，其在該過程中減少。類似地，引起還原發(fā)生的還原劑在該過程中被氧化。例如，考慮下面的減少：在上述反應(yīng)中，銅（Cu）從+2變?yōu)榱阊趸瘧B(tài)，鋅（zn）從零變?yōu)?2態(tài)。由于電子增益或損耗，氧化還原反應(yīng)可分為兩個半反應(yīng)。氧化半反應(yīng)涉及電子的損失，而還原半反應(yīng)涉及電子的增益。包含等式（111）的兩個半反應(yīng)如下：參照上述等式，存在雙電子變化。半反應(yīng)電位由于可能的反應(yīng)的數(shù)量幾乎是無限的，因此沒有用于氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)的匯總表。在可用于表征氧化還原反應(yīng)的許多性質(zhì)中，最常用的是半反應(yīng)的電勢（即電壓）或電動勢。因此，涉及氧化或還原的每一半反應(yīng)都具有與其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)電位E0。由方程（112）和方程（113）給出的半反應(yīng)的電勢如下：半反應(yīng)潛力是衡量反應(yīng)向右傾的趨勢的度量。具有大的正電位E0的半反應(yīng)傾向于按照書面進(jìn)行。相反，具有大的負(fù)電勢E0的一半反應(yīng)傾向于向左。反應(yīng)電位。上面討論的半反應(yīng)電位可用于預(yù)測由兩個半反應(yīng)組成的反應(yīng)是否按照書面進(jìn)行。反應(yīng)進(jìn)行的傾向通過如下表達(dá)式給出通過確定整個反應(yīng)的E0反應(yīng)而獲得。例如，對于銅和鋅之間的反應(yīng)，反應(yīng)的E0如下確定：E0的正值表示反應(yīng)將按照書面進(jìn)行。如后面將要說明的那樣，價值的大小可以用來衡量書面反應(yīng)的程度。例如，如果方程（111）寫成如下：氧化還原方程的平衡常數(shù)。氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)使用如下定義的能斯特方程進(jìn)行計算。氧化還原反應(yīng)的速率。如前所述，半反應(yīng)電位可用于預(yù)測反應(yīng)是否按照書面進(jìn)行。不幸的是，反應(yīng)的潛力沒有提供有關(guān)反應(yīng)速度的信息?；瘜W(xué)氧化反應(yīng)通常需要一種或多種催化劑存在才能進(jìn)行反應(yīng)或提高反應(yīng)速率。已經(jīng)使用過渡金屬陽離子，酶，pH調(diào)節(jié)和各種專有物質(zhì)作為催化劑。應(yīng)用過去，化學(xué)氧化最常用于（1）降低殘留有機物的濃度，（2）控制氣味，（3）去除氨，和（4）降低廢水中的細(xì)菌和病毒含量?；瘜W(xué)氧化對消除有氣味的化合物（例如硫化物和硫醇的氧化）特別有效。現(xiàn)在化學(xué)氧化常用于（1）提高不可生物降解（難治）有機化合物的可處理性，（2）消除某些有機和無機化合物對微生物生長的抑制作用，和（3）減少或消除某些有機物和無機化合物對微生物生長和水生植物的影響。本部分考慮了BOD和COD，氨以及耐火有機化合物的化學(xué)氧化?；瘜W(xué)氧化BOD和COD。包含BOD的有機分子（例如氯，臭氧和過氧化氫）的全部反應(yīng)可以表示如下： 反應(yīng)方向上的多個箭頭用于表示在整個反應(yīng)過程中涉及許多步驟。氧化劑如氧氣，氯氣，臭氧和過氧化氫的使用被稱為“簡單氧化”。一般來說，總的反應(yīng)速率通常太慢而不適用于廢水處理。在其他文獻(xiàn)中考慮了通常涉及使用羥基自由基來氧化復(fù)雜有機分子的高級氧化過程（AOP）。不可生物降解的有機化合物的化學(xué)氧化。劑量隨處理程度而增加，當(dāng)考慮到生物處理后殘留的有機化合物通常由低分子量極性有機化合物和圍繞苯環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)建的復(fù)雜有機化合物組成時，這是合理的。當(dāng)氯氣，二氧化氯或臭氧用于耐火有機物的氧化時，必須進(jìn)行中試研究以評估效力和所需劑量。氨的化學(xué)氧化。將氯用于將溶液中的氨氮氧化成氮氣和其他穩(wěn)定化合物的化學(xué)過程稱為斷點氯化。也許這個過程的最重要的優(yōu)點是，通過適當(dāng)?shù)目刂?，廢水中的所有氨氮都可以被氧化。斷點氯化過程可用于單獨或與其他過程結(jié)合從處理廠廢水中去除氨氮。為了避免單獨使用時需要大量的氯，可以在生物硝化之后使用斷點氯化來實現(xiàn)流出物中氨的低水平。為了優(yōu)化該過程的性能，并將設(shè)備和設(shè)備成本降至最低，通常需要流量均衡。而且，由于氯化合物排放到環(huán)境中會產(chǎn)生潛在的毒性問題，所以通常需要對排出物進(jìn)行脫氯。單元12吸附吸附是一種傳質(zhì)過程，其中一種物質(zhì)從液體相轉(zhuǎn)移到固體表面，它被化學(xué)或物理力所束縛。吸附物是從界面上的液相中除去的物質(zhì)。吸附劑是吸附物積聚的固體、液體或氣體相。盡管在氣浮過程中，氣液界面采用吸附作用，但在討論中只考慮液固界面吸附。目前，吸附法在美國的水處理中的應(yīng)用主要是為了去除異味和異味。然而，吸附是越來越多地被認(rèn)為是除SoC，揮發(fā)性有