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1、第七章 工業(yè)廢水處理,工業(yè)廢水處理概論,工業(yè)廢水工業(yè)企業(yè)各行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢水，統(tǒng)稱為工業(yè)廢水，其中包括生產(chǎn)污水、冷卻水和生活污水 稱呼改變“生活污水”“工業(yè)廢水”“污”字說(shuō)明它的可用性,而“廢”說(shuō)明的是不可用的,工業(yè)廢水的特點(diǎn) 污染物的多樣性； 污染物的復(fù)雜性； 污染物的行業(yè)性； 一些種類的廢水具有難除解性； 污染的嚴(yán)重性； 資源性。,工業(yè)廢水的分類 一般有三種分類方法 按行業(yè)的產(chǎn)品加工對(duì)象分類； 按主要污染物的性質(zhì)分類； 按主要污染物的成分分類。 按難易處理和毒性分類 易處理、危害性小的廢水，如冷卻水； 易生物降解無(wú)明顯毒性的廢水； 難生物降解又有毒性的廢水。,工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境的污染 污

2、染的共性幾乎所有物質(zhì)排入水體后都有產(chǎn)生污染的可能性，所以在處理廢水不要引入污染物。 污染的個(gè)性不同物質(zhì)的污染作用和環(huán)境容量不同。 了解主要污染物的污染特性。,控制工業(yè)廢水污染源的基本途徑 減少?gòu)U水排出量 廢水進(jìn)行分流； 節(jié)約用水； 改造生產(chǎn)工藝； 減少?gòu)U液排放。,降低污染物的濃度 改造生產(chǎn)工藝，了解淘汰生產(chǎn)工藝； 改造深漂洗裝置； 廢水進(jìn)行分流； 廢水進(jìn)行均和； 回用有用物質(zhì)，如電鍍的回收槽； 排出系統(tǒng)的控制。,廢水的排放標(biāo)準(zhǔn),（一）地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB38382002 （二）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB897896污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) 1第一類污染物的最高允許排放標(biāo)準(zhǔn) 烷基汞、Hg、Cr、Cd、As、Pb、

3、Ni等 2第二類污染物的最高允許排放標(biāo)準(zhǔn) 按污水排放去向，分別執(zhí)行一、二、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 3部分行業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)和排水定額標(biāo)準(zhǔn)（負(fù)荷排放標(biāo)準(zhǔn)、水的重復(fù)利用率） 4污水分析采樣方法 （三）部級(jí)標(biāo)準(zhǔn)CJ1886污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)有城市下水道且有集中二級(jí)處理廠者，一般執(zhí)行部標(biāo) （四）國(guó)標(biāo)：農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB508492 （五）污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB309787,工業(yè)廢水污染源調(diào)查,污染源調(diào)查 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查 廢水量調(diào)查平均流量和最大流量，單位：m3/h； 污染物調(diào)查記錄不同工序排水水量和主要污染物種類，相同工序不同工藝的排水量和主要污染物種類，并水平衡明細(xì)表。,工藝調(diào)查了解生產(chǎn)工藝對(duì)水質(zhì)的要求,提出節(jié)水降

4、污方案; 取樣分析 從各工序取樣時(shí)要注意更換周期，從總排水口取樣時(shí)要注意濃度的平均。 主要污染物相同的工序，只對(duì)最大濃度和最小濃度的工序進(jìn)行分析。 只分析難處理水質(zhì)的工序。 有機(jī)物主要分析COD和BOD值。 根據(jù)處理工藝的特殊性進(jìn)行分析。,確定排放標(biāo)準(zhǔn) 了解排水去向 資料分析 有機(jī)廢水要分析其可生化性。 無(wú)機(jī)廢水要分析是否有絡(luò)合物存在。 廢水回用； 無(wú)處理排放； 廢水分流。,工業(yè)廢水處理方法概述,物理法調(diào)節(jié)、離心分離、沉淀、除油、過(guò)濾。 化學(xué)法中和、化學(xué)沉淀、氧化還原。 物理化學(xué)法混凝、氣浮、吸附、離子交換、膜分離。 生物法好氧生物法和厭氧生物法。,10.4工業(yè)廢水處理方法概述,廢水處理方法的

5、選擇 污染物在廢水中存在狀態(tài) 懸浮物粒徑為1100mm； 膠體粒徑為1nm1mm； 溶解物粒徑為<1nm。,10.4工業(yè)廢水處理方法概述,處理方法選擇的原則 達(dá)標(biāo)是前提； 在達(dá)標(biāo)的前提下，充分考慮成本； 應(yīng)綜合分析處理成本； 要應(yīng)用成熟的工藝； 要充分考慮工藝的可操作性。,7.1 工業(yè)廢水的物理處理,7.1.1 調(diào)節(jié)池 7.1.2 離心分離 7.1.3 除油,水量調(diào)節(jié) 水質(zhì)調(diào)節(jié) 水量水質(zhì)調(diào)節(jié),7.1.1 調(diào) 節(jié) 池,一、水量調(diào)節(jié)池 作 用 緩沖廢水的峰值流量，以降低設(shè)備的處理量。,池體設(shè)計(jì) （1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)一般為鋼筋混凝土，小池也可為磚混結(jié)構(gòu)； 水位控制最高水位不超過(guò)進(jìn)水口高度，最低水

6、位為死水位。 有效水深一般為23 m，要考慮到地質(zhì)狀況。 輸水方式進(jìn)水為重力流，出水為泵提升。,（2）有效容積 累積流量 qi 在t時(shí)段內(nèi)廢水的平均流量，m3/h；ti 時(shí)段，h。,,流量曲線,平均流量工業(yè)廢水通常以平均流量為設(shè)計(jì)的依據(jù)。 Q 為周期T內(nèi)的平均 流量， m3/h。,,圖解法 繪出工作周期T內(nèi)的累計(jì)流量曲線； 用直線連接曲線的起點(diǎn)O和終點(diǎn)A，直線OA為提升泵的出水累計(jì)水量； 平行OA作流量累計(jì)曲線的兩條外切線，兩切線的豎直長(zhǎng)度即為有效容積。,估 算 法 按設(shè)計(jì)的停留時(shí)間t 乘以平均流量。 流量或濃度變化大的，t一般取57小時(shí)，變化小一般取24小時(shí)。 停留時(shí)間是一

7、個(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，要注意積累。 多路廢水匯流的， t一般取57小時(shí)。,二、水質(zhì)調(diào)節(jié)池 作用減少濃度對(duì)處理系統(tǒng)的沖擊。 普通水質(zhì)調(diào)節(jié)池 特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可同時(shí)調(diào)節(jié)水量，但水質(zhì)不均勻。 應(yīng)用主要應(yīng)用于處理量較小的工程中。,,對(duì)角線出水調(diào)節(jié)池,物料平衡方程 C1QT+C0V=C2QT+C2V Q 取樣間隔時(shí)間內(nèi)的平均流量；C1 取樣間隔時(shí)間內(nèi)進(jìn)入調(diào)節(jié)池污物的濃度； T 取樣間隔時(shí)間； C0 取樣間隔開始時(shí)調(diào)節(jié)池內(nèi)污物的濃度； V 調(diào)節(jié)池的容積；C2 取樣間隔時(shí)間終了時(shí)間內(nèi)出水污物的濃度。,各時(shí)段內(nèi)出水濃度的推求假定在一個(gè)取樣間隔時(shí)間內(nèi)出水濃度不變，則由上式可得每一個(gè)取樣間隔后的出水濃度為,穿孔導(dǎo)流槽式水

8、質(zhì)調(diào)節(jié)池 特點(diǎn)出水水質(zhì)均勻，但無(wú)法調(diào)節(jié)水量。 有效容積 qi 流量和濃度較高的設(shè)計(jì)周期T內(nèi)的累 積流量；h放大系數(shù)，一般取0.7。,,,,進(jìn)水集水出水 縱向隔墻橫向隔墻配水槽,穿孔導(dǎo)流槽調(diào)節(jié)池,調(diào) 節(jié) 池,三、分流貯水池 特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可同時(shí)調(diào)節(jié)水量，但水質(zhì)不均勻。 應(yīng) 用在工業(yè)廢水中應(yīng)用較多，如廢液貯池，采用分路分流。 四、調(diào)節(jié)池的攪拌 泵循環(huán)攪拌布水結(jié)構(gòu)為穿孔管，簡(jiǎn)單易行，攪拌效果一般，動(dòng)力消耗大。,空氣攪拌布?xì)饨Y(jié)構(gòu)為穿孔管，流量為23m3/hm(管長(zhǎng))或56 m3/m2(池面積)。攪拌效果好，兼有預(yù)曝氣的作用，運(yùn)行費(fèi)用高。 機(jī)械攪拌攪拌效果好，運(yùn)行費(fèi)用高，易受腐蝕。,11.2

9、離 心 分 離,離心分離原理 使水旋轉(zhuǎn)，水中的懸浮顆粒和水都會(huì)受離心力的作用，懸浮顆粒密度(r)大于水的(r0)向遠(yuǎn)離軸心方向移動(dòng)， r < r0的會(huì)向軸心方向移動(dòng)，因此可分離水中的懸浮物質(zhì)。,7.1.2 離心分離,分離因素 顆粒受的凈離心力 Fc=(m-m0)w2r 顆粒受的凈重力 Fg=(m-m0)g 分離因素,,分離速度(m/s) 式中 r,r0 分離顆粒和水的密度； m 水的動(dòng)力粘度，0.1Pas； r 顆粒旋轉(zhuǎn)半徑 d 顆粒直徑(m)。,,11.2離 心 分 離,影響因素 顆粒直徑d越小，分離效果越差，絮凝可增大粒徑。 比重差rr0越

10、小，分離效果越差，可通過(guò)加一些比重大的絮凝劑來(lái)增大比重差。 設(shè)備因素 增大顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑r和旋轉(zhuǎn)速度可提高分離效果； 增大設(shè)備的直徑，可增大r，但實(shí)際不采用此方法，而是增大轉(zhuǎn)速。,離心分離設(shè)備 離心機(jī) 分類 按分離因素分分類 一般把分離因素a3000的稱為高速離心機(jī)； 把1000a3000的稱為中速離心機(jī)； 把1000a的稱為低速(常速)離心機(jī)。 按結(jié)構(gòu)分類可分為碟式離心機(jī)、管式離心機(jī)和螺旋式離心機(jī)。,應(yīng)用 目前應(yīng)用在污水處理廠應(yīng)用較多，應(yīng)用于污泥脫水，多采用臥式常速離心機(jī)，泥餅的可降低到80%。也有用于廢水中的纖維回收，回收率達(dá)6070%左右。 含油廢水的油水分離可采用中速離心機(jī)。 高速離心

11、機(jī)多用于乳化油和蛋白質(zhì)的分離，分離油用立式，轉(zhuǎn)速在5000r/min以上。,水力旋流器 壓力式水力旋流器 結(jié)構(gòu)參數(shù) 圓簡(jiǎn)直徑D 一般500mm 圓簡(jiǎn)高度H0H0=1.7D 錐體高度HkHk=3H0,錐體角度q =1015 中心溢流管直徑d0=(0.250.3)D 進(jìn)水管直徑 d0=(0.20.4)D 出水管直徑 d0=(0.250.5)D 錐底直徑d3=(0.50.8)D,進(jìn)水口高寬比1.52.5 進(jìn)水口向下傾斜角度 35 進(jìn)水口流速610 m/s 溢流管的下端與進(jìn)水軸線的距離0.5H0,處理水量 Q 處理水量，L/min； K 流量系數(shù)， ；DP 進(jìn)出口壓差，一般取0.1

12、0.2 MPa。,,,被分離顆粒的極限直徑 顆徑與分離效果的關(guān)系可通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得二者的關(guān)系S形圖。 極限直徑分離效率為50%顆粒的直徑稱為極限直徑dc 。是判斷分離效果的重要指標(biāo)之一。,,離 心 分 離,計(jì)算公式dc 極限直徑，cm；f 環(huán)流速度的變化系數(shù)，與分離器構(gòu)造有 關(guān)，f0.1D/d；h 中心流速高度，cm。,特 點(diǎn) 表面負(fù)荷很大，可過(guò)1000m3/(sm2)。 易安裝維護(hù)。 器壁易受磨損，應(yīng)用鑄鋼或鉻錳合金鋼等耐摩材料。 應(yīng) 用廣泛應(yīng)用于軋鋼廢水處理以及高濁度河流的預(yù)處理。,油 的 狀 態(tài),7.1.3 除油,油 污 染 對(duì) 環(huán) 境 的 危害,含油廢水侵 入土壤孔隙間形 成油膜，產(chǎn)生堵

13、塞作用，致使空 氣、水分及肥料 均不能滲入土 中，破壞土層結(jié) 構(gòu)，不利于農(nóng)作 物的生長(zhǎng),甚至導(dǎo) 致農(nóng)作物枯死。,含油廢水排 入水體后將在水 面上產(chǎn)生油膜， 阻礙大氣中的氧 向水體轉(zhuǎn)移，使 水生生物處于嚴(yán) 重缺氧狀態(tài)而死 亡。在灘涂上還 會(huì)影響?zhàn)B殖和利 用。,含油廢水排 入城市溝道，對(duì) 溝道、附屬設(shè)備 及城市污水處理 廠都會(huì)造成不良 影響。,廢水從池子的一端流入，以較低的水平流速流經(jīng)池子，流動(dòng)過(guò)程中，密度小于水的油粒上升到水面，密度大于水的顆粒雜質(zhì)沉于池底，水從池子的另一端流出。隔油池的出水端設(shè)置集油管。 大型隔油池應(yīng)設(shè)置刮油刮泥機(jī)，以及時(shí)排油及排除底泥。隔油池的池底構(gòu)造與沉淀池相同。 表面一般

14、設(shè)置蓋板，冬季保持浮渣的溫度，從而保持它的流動(dòng)性，同時(shí)可以防火與防雨。 特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行管理，油水分離效果穩(wěn)定。 平流式隔油池可去除的最小油滴直徑為100-150m，相應(yīng)的上升速度不高于0.9mm/s。 其設(shè)計(jì)與平流式沉淀池基本相似，按表面負(fù)荷設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用1.2m3/（m2h)；按停留時(shí)間設(shè)計(jì)時(shí)，一般采用2h。,平流式隔油池,,,斜板隔油池與小型自動(dòng)撇油隔油池,斜管隔油池示意圖,當(dāng)油和水相混，又有乳化劑存在時(shí)，乳化劑會(huì)在油滴與水滴表面上形成一層穩(wěn)定的薄膜，這時(shí)油和水就不會(huì)分層，而呈一種不透明的乳狀液。 當(dāng)分散相是油滴時(shí)，稱水包油乳狀液； 當(dāng)分散相是水滴時(shí)，則稱為油包水乳狀液。,乳化

15、油及破乳方法,基本原理：破壞液滴界面上的穩(wěn)定薄膜，使油、水得以分離。 投加換型乳化劑：投入適量“換型劑”后，在水包油（或油包水）乳狀液轉(zhuǎn)型為油包水（或水包油）乳狀液過(guò)程中，存在著一個(gè)轉(zhuǎn)化點(diǎn)，這時(shí)的乳狀液非常不穩(wěn)定，油水可能形成分層。 投加鹽類、酸類：可使乳化劑失去乳化作用。 投加某種本身不能成為乳化劑的表面活性劑：如異戊醇，從兩相界面上擠掉乳化劑而使其失去乳化作用。 攪拌、振蕩、轉(zhuǎn)動(dòng)：通過(guò)劇烈的攪拌、振蕩或轉(zhuǎn)動(dòng)，使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。 過(guò)濾：如以粉末為乳化劑的乳狀液，可以用過(guò)濾法攔截被固體粉末包圍的油滴。 改變溫度：改變?nèi)榛旱臏囟葋?lái)破壞乳化液的穩(wěn)定。 某些乳化液必須投加化學(xué)藥劑破乳，

16、如鈣、鎂、鐵、鋁的鹽類或無(wú)機(jī)酸、堿、混凝劑等。,破乳方法簡(jiǎn)介,7.2 工業(yè)廢水的化學(xué)處理,7.2.1 中和法 7.2.2 氧化還原法 7.2.3 化學(xué)沉淀法 7.2.4 電解法,一、 投加法,常用藥劑是石灰、電石渣、石灰石等，有時(shí)也采用苛性鈉和碳酸鈉。,中和藥劑的投加量，可按化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行估算。,石灰常使用熟石灰，配制成石灰乳液，濃度在10左右，反應(yīng)在池中進(jìn)行。,石灰量多時(shí)，可用生石灰。,為了防止產(chǎn)生沉淀，石灰乳槽均裝有攪拌設(shè)備。,7.2.1 中和法,,二、過(guò)濾法,石灰石或白云石作中和劑時(shí)常呈粗粒狀，可作濾料，故用過(guò)濾法。,普通中和濾池為固定床形式。按水流方向分平流式和豎流式兩種。目前較常用的

17、為豎流式，它又可分為升流式和降流式兩種。普通中和濾池濾料粒徑一般為3050mm，不能混有粉料雜質(zhì)。當(dāng)廢水中含有可能堵塞濾料的雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。,,,升流式中和濾池濾料粒徑小，濾速高，中和效果好。在升流式中和濾池中,廢水自下向上運(yùn)動(dòng)，由于流速高，濾料呈懸浮狀態(tài)，濾層膨脹，類似于流化床，濾料間不斷發(fā)生碰撞摩擦，使沉淀難以在濾料表面形成，因而進(jìn)水含酸濃度可以適當(dāng)提高，生成的 CO2氣體也容易排出，不會(huì)使濾床堵塞；此外，由于濾料粒徑小，比表面大，相應(yīng)接觸面積也大，使中和效果得到改善。升流式中和濾池要求布水均勻，因此池子直徑不能太大，并常采用大阻力配水系統(tǒng)和比較均勻的集水系統(tǒng)。,,滾筒式中和濾池滾筒

18、用鋼板制成，內(nèi)襯防腐層。筒為臥式，長(zhǎng)度為直徑的67倍。裝料體積占筒體體積的一半，筒內(nèi)壁設(shè)有擋板，帶動(dòng)濾料一起翻滾，使沉淀物外殼難以形成，并加快反應(yīng)速度。為避免濾料流失，在滾簡(jiǎn)出水處設(shè)有穿孔板。 滾筒式中和濾池能處理的廢水含硫酸濃度可大大提高，而且濾料也不必破碎到很小的粒。但它構(gòu)造復(fù)雜，動(dòng)力費(fèi)用高，設(shè)備噪聲大，負(fù)荷率低（約為36m3/m2h）,7.2.2 氧化還原法,化學(xué)氧化還原是轉(zhuǎn)化廢水中污染物的有效方法。廢水中呈溶解狀態(tài)的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)被氧化或還原為微毒、無(wú)毒的物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)，從而達(dá)到處理的目的。 與生物氧化法相比，化學(xué)氧化還原法需較高的運(yùn)行費(fèi)用。因此

19、，目前化學(xué)氧化還原法僅用于飲用水處理、特種工業(yè)用水處理、有毒工業(yè)廢水處理和以回用為目的的廢水深度處理等有限場(chǎng)合。,化學(xué)氧化法,采用的氧化劑包括下列幾類。 接受電子后還原成負(fù)離子的中性分子，如Cl2、O2、O3。 帶正電荷的離子，接受電子后還原成負(fù)離子，如漂白粉的次氯酸根中的Cl+變?yōu)镃l-。 帶正電荷的離子，接受電子后還原成帶較低正電荷的離子，如MnO4+中的Mn7+變?yōu)镸n2+，F(xiàn)e3+變?yōu)镕e2+等。,一、空氣氧化,把空氣鼓入廢水中，利用空氣中的氧氣氧化廢水中的污染物。空氣氧化法具有以下特點(diǎn)： 電對(duì)O2/O2-的半反應(yīng)式中有H+或OH-離子參加，因而氧化還原電位與pH值有關(guān)。 在常溫常

20、壓和中性pH值條件下，分子氧O2為弱氧化劑，反應(yīng)性很低，故常用來(lái)處理易氧化的污染物。 提高溫度和氧分壓，可以增大電極電位；添加催化劑，可以降低反應(yīng)活化能，都利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行。,1、地下水除鐵、錳,在缺氧的地下水中常出現(xiàn)二價(jià)鐵和錳。通過(guò)曝氣，可以將它們分別氧化為Fe(OH)3和MnO2沉淀物。 除鐵的反應(yīng)式為： 考慮水中的堿度作用，總反應(yīng)式可寫為： 按此式計(jì)算，氧化lmg/L Fe2+，僅需O.143mgL O2。 實(shí)驗(yàn)表明，上述反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為：,,,,研究指出，MnO2對(duì)Mn2+的氧化具有催化作用。大致歷程為 氧化： 吸附： 氧化: 曝氣過(guò)濾(或稱曝氣接觸氧

21、化)除錳工藝。先將含錳地下水強(qiáng)烈曝氣充氧，盡量地散去CO2，提高pH值，再流入天然錳砂或石英砂充填的過(guò)濾器，利用接觸氧化原理將水中Mn2+氧化成MnO2，產(chǎn)物逐漸附著在濾料表面形成一層能起催化作用的活性濾膜，加速除錳過(guò)程。,,,,2、工業(yè)廢水脫硫,各種硫的標(biāo)準(zhǔn)電極電位如下： 酸性溶液 堿性溶液 在酸性溶液中，各電對(duì)具有較弱的氧化能力；而在堿性溶液中，各電對(duì)具有較強(qiáng)的還原能力。所以利用分子氧氧化硫化物,以堿性條件較好。向廢水中注入空氣和蒸汽(加熱)，硫化物按下式轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的硫代硫酸鹽或硫酸鹽。,,,,,,空氣氧化法處理含硫廢水工藝流程,含硫廢水經(jīng)隔油沉渣后與壓縮空氣及水蒸氣混合，升溫至8090

22、，進(jìn)入氧化塔，塔徑一般不大于2.5m，分四段，每段高3m。每段進(jìn)口處設(shè)噴嘴，霧化進(jìn)料，塔內(nèi)氣水體積比不小于15。廢水在塔內(nèi)平均停留時(shí)間l.52.5h。,二、濕式氧化,濕式氧化是在較高的溫度和壓力下，用空氣中的氧來(lái)氧化廢水中溶解和懸浮的有機(jī)物和還原性無(wú)機(jī)物的一種方法。因氧化過(guò)程在液相中進(jìn)行，故稱濕式氧化。與一般方法相比，濕式氧化法適用范圍廣、處理效率高、二次污染低、氧化速度快、裝置小、可回收能量和有用物料。 目前該法廣泛用于各類高濃度廢水及污泥處理，尤其是毒性大，難以用生化方法處理的農(nóng)藥廢水、染料廢水、制藥廢水、煤氣洗滌廢水、造紙廢水、合成纖維廢水及其他有機(jī)合成工業(yè)廢水的處理。,濕式氧化工藝流

23、程,三、臭氧氧化,臭氧O3是氧的同素異構(gòu)體，是一種具有魚腥味的淡紫色氣體。沸點(diǎn)-112.5；密度2.144kgm3，此外，臭氧還具有以下一些重要性質(zhì)。 （1）不穩(wěn)定性：在常溫下容易分解成為氧氣并放出熱量。 （2）溶解性：在水中溶解度比純氧高10倍，比空氣高25倍。 （3）毒性：高濃度臭氧是有毒氣體，有強(qiáng)烈的刺激作用 （4）氧化性：一種強(qiáng)氧化劑，氧化還原電位與pH值有關(guān)。 （5）腐蝕性 : 臭氧具有強(qiáng)腐蝕性。,臭氧處理系統(tǒng),水的臭氧處理在接觸反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。選擇何種反應(yīng)器取決于反應(yīng)類型。當(dāng)過(guò)程受傳質(zhì)速度控制時(shí)，應(yīng)選擇傳質(zhì)效率高的螺旋反應(yīng)器、噴射器等；當(dāng)過(guò)程受反應(yīng)速度控制時(shí)，應(yīng)選用鼓泡塔，以保持較大

24、的液相容積和反應(yīng)時(shí)間。,臭氧在水處理中的應(yīng)用,水經(jīng)臭氧處理，可達(dá)到降低COD、殺菌、增加溶解氧、脫色除臭、降低濁度幾個(gè)目的。 臭氧的消毒能力比氯更強(qiáng)。對(duì)脊髓灰質(zhì)炎病毒，用氯消毒，保持O.51mg/L余氯量，需1.52h，而達(dá)到同樣效果，用臭氧消毒，保持O.045O.45mgO3，只需2min。 將混凝或活性污泥法與臭氧化聯(lián)合，可以有效地去除色度和難降解的有機(jī)物，紫外線照射可以激活O3分子和污染物分子，加快反應(yīng)速度，增強(qiáng)氧化能力，降低具氧消耗量。目前臭氧氧化法存在的缺點(diǎn)是電耗大，成本高。,四、廢水的氯氧化,(1)含氰廢水處理 氧化反應(yīng)分為兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段， ，在pH=1011時(shí)，此

25、反應(yīng)只需5分鐘。第二階段將CNO-氧化為NH3(酸性條件)或N2(pH88.5)，反應(yīng)可在1小時(shí)之內(nèi)完成。 (2)含酚廢水的處理 實(shí)際投氯量必須過(guò)量數(shù)倍，一般要超出10倍左右。 （3)廢水脫色 氯有較好的脫色效果，可用于印染廢水，TNT廢水脫色。脫色效果與pH值以及投氯方式有關(guān)。,,氯氧化系統(tǒng),五、其他氧化劑氧化,1.高錳酸鹽氧化 高錳酸鹽是一種強(qiáng)氧化劑，能與水中的Fe3+、Mn2+、S2-、CN-、酚等有機(jī)物很好地反應(yīng)，選擇適當(dāng)投量，它能殺死很多藻類和微生物。 2過(guò)氧化氫氧化 過(guò)氧化氫與催化劑Fe2+構(gòu)成的氧化體系通常稱為Fenton試劑。在Fe2+催化下，H2O2能產(chǎn)生兩種活潑的氫氧自由基

26、，從而引發(fā)和傳播自由基鏈反應(yīng)，加快有機(jī)物和還原性物質(zhì)的氧化。 3. 光化學(xué)氧化法,廢水中的某些金屬離子在高價(jià)態(tài)時(shí)毒性很大，可用化學(xué)還原法將其還原為低價(jià)態(tài)后分離除去。 常用的還原劑有下列幾類。 某些電極電位較低的金屬，如鐵屑、鋅粉等。 反應(yīng)后： 某些帶負(fù)電的離子，如NaBH4中的B5+，反應(yīng)后 某些帶正電的離子，如FeSO4或FeCl2中的Fe2+，反應(yīng)后,化學(xué)還原法,,,,一、還原除鉻,還原除鉻通常包括二步。首先，廢水中的Cr2O72-在酸性條件下(pH4為宜)與還原劑反應(yīng)生成Cr2(SO4)3，再加堿(石灰)生成Cr(OH)3沉淀，在pH89時(shí)，Cr(OH)3的溶解度最小。 亞硫酸石灰法的反

27、應(yīng)式如下：,,,鐵屑過(guò)濾除鉻,工業(yè)上也采用鐵屑(或鋅屑)過(guò)濾除鉻。含鉻的酸性廢水(控制進(jìn)水pH45)進(jìn)入充填鐵屑的濾柱，鐵放出電子，產(chǎn)生Fe2+，將Cr6+還原為Cr3+，隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，水中消耗了大量的H+，使OH-離子濃度增高，當(dāng)其達(dá)到一定濃度時(shí)，與Cr3+反應(yīng)生成Cr(OH)3，少量Fe3+生成Fe(OH)3，后者具有凝聚作用。將Cr(OH)3吸附凝聚在一起，并截留在鐵屑孔隙中。通常濾柱內(nèi)裝鐵屑高1.5m，采用濾速3m/h。,二、還原法除汞,處理方法是將Hg2+還原為Hg，加以分離和回收。采用的還原劑為比汞活潑的金屬(鐵屑、鋅粒、鉛粉、鋼屑等)、硼氫化鈉和醛類等。廢水中的有機(jī)汞先氧化

28、為無(wú)機(jī)汞，再行還原。 采用金屬還原除汞，通常在濾柱內(nèi)進(jìn)行。反應(yīng)速度與接觸面積、溫度、pH值、金屬純凈度等因素有關(guān)。通常將金屬破碎成24mm的碎屑，并去掉表面污物?？刂品磻?yīng)溫度2080。溫度太高，雖反應(yīng)速度快，但會(huì)有汞蒸氣逸出。,用易溶的化學(xué)藥劑(可稱沉淀劑)使溶液中某種離子以它的一種難溶的鹽和氫氧化物形式從溶液中析出，在化學(xué)上稱沉淀法，在化工和環(huán)境工程上稱化學(xué)沉淀法。,廢水處理中，常用化學(xué)沉淀法去除廢水中的有害離子，陽(yáng)離子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，陰離子如SO42-、PO43-。,難溶鹽和難溶氫氧化物在溶液中的離子的濃度之積(稱溶度積Ks)是常數(shù)，當(dāng)能結(jié)合成

29、難溶鹽的兩種離子的濃度之積超過(guò)這鹽的溶度積時(shí)，該鹽將析出，而這兩種離子的濃度將下降，需要去除的離子就與水分離。,7.2.3 化學(xué)沉淀法,7.2.4 電解法,電解是利用直流電進(jìn)行溶液氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。廢水中的污染物在陽(yáng)極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應(yīng)產(chǎn)物作用，轉(zhuǎn)化為無(wú)害成分被分離除去。 利用電解可以處理：(1)各種離子狀態(tài)的污染物；(2)各種無(wú)機(jī)和有機(jī)的耗氧物質(zhì)，如硫化物、酚和有色物質(zhì)等；(3)致病微生物。 電解法能夠一次去除多種污染物，裝置緊湊，占地面積小，節(jié)省一次投資，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。藥劑用量少。廢液量少，可以適應(yīng)較大幅度的水量與水質(zhì)變化沖擊。,一、電解消耗電量的計(jì)算,遵從法拉第定律

30、：(1)電極上析出物質(zhì)的量正比于通過(guò)電解質(zhì)的電量；(2)理論上，1法拉第電量可析出1摩爾的任何物質(zhì)。即 式中D是通過(guò)電解池的電量，它等于電流強(qiáng)度I(A)與時(shí)間t(h)的乘積，單位為F，1F=96500庫(kù)侖26.8安培小時(shí)。W和M分別為析出物重量(g)和摩爾量，n為反應(yīng)中析出物的電子轉(zhuǎn)移數(shù)，即為析出的摩爾數(shù)。,,二、電解氧化還原,電解氧化是指廢水污染物在電解槽的陽(yáng)極失去電子，發(fā)生氧化分解，或者發(fā)生二次反應(yīng)，即電極反應(yīng)產(chǎn)物與溶液中某些成分相互作用，而轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害成分。前者是直接氧化，后者則為間接氧化。 電解氧化可處理陰離子污染物。 電解還原主要用于處理陽(yáng)離子污染物。 目前在

31、生產(chǎn)應(yīng)用中，都是以鐵板為電極，由于鐵板溶解，金屬離子在陰極還原沉積而回收除去。,、電解除氰,,在陽(yáng)極上發(fā)生 直接氧化反應(yīng)： 間接氧化：Cl-在陽(yáng)極放電產(chǎn)生Cl2，Cl2水解成HOCl， OCl-氧化CN-為CNO-，最終為N2和CO2。若溶液堿性不強(qiáng)，將會(huì)生成中間態(tài)CNCl。 在陰極上發(fā)生 析出H2和部分金屬離 子的還原反應(yīng)：,,,2、電解除鉻,Cr6+(以Cr2O72-或CrO4-形式存在)在電解槽中還原有兩種方式 在陽(yáng)極: 在陰極少量Cr6+直接還原： 上述兩組反應(yīng)都要求酸性條件。電解過(guò)程中H+大量消耗，OH-逐漸增多，電解液逐漸變?yōu)閴A性(pH7.59)，

32、并生成穩(wěn)定的氫氧化物沉淀：,,,,,三、電解凝聚與電解浮上,采用鐵、鋁陽(yáng)極電解時(shí)，在外電流和溶液作用下，陽(yáng)極溶解出Fe3+、Fe2+或A13+。它們分別與溶液中的OH-結(jié)合成不溶于水的氫氧化物。這些微粒對(duì)水中膠體粒子的凝聚和吸附活性很強(qiáng)。利用這種凝聚作用處理廢水中膠體的過(guò)程叫電解凝聚。 當(dāng)電解槽的電壓超過(guò)水的分解電壓時(shí)，在陽(yáng)極和陰極將產(chǎn)生O2和H2，這些微氣泡表面積很大，在其上升過(guò)程中易黏附攜帶廢水中的膠體微粒、浮化油等共同浮上。這種過(guò)程叫電解浮上。在采用可溶性陽(yáng)極的電解槽中。凝聚和浮上作用是同時(shí)存在的。,四、電解槽的設(shè)計(jì),一般工業(yè)廢水連續(xù)處理的電解槽多為矩形。按槽內(nèi)的水流方式可分為回流式與

33、翻騰式兩種。,電解槽工藝參數(shù)的確定,（1）電解槽有效容積V 式中 Q廢水設(shè)計(jì)流量，m3/h； T操作時(shí)間，min。 （2）陽(yáng)極面積A 由選定的極水比和已求出的電解槽有效容積V推得，也可由選定的電流密度和總電流推得。 （3）電流I 電流I應(yīng)根據(jù)廢水情況和要求的處理程度由試驗(yàn)確定。對(duì)含Cr6+廢水，也可用下式計(jì)算： （4）電壓V 等于極間電壓和導(dǎo)線上的電壓降之和,,,,7.3 工業(yè)廢水的物理化學(xué)處理,7.3.1 氣浮法 7.3.2 吸附法,將空氣以微小氣泡形式通入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的顆粒粘附，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒粘附上氣泡后，密度小于水即上浮水面，從水

34、中分離，形成浮渣層。 氣浮法處理工藝必須滿足下述基本條件： 必須向水中提供足夠量的細(xì)微氣泡； 必須使污水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)； 必須使氣泡與懸浮的物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。,7.3.1 氣浮法,污水處理技術(shù)中，氣浮法固-液或液-液分離技術(shù)應(yīng)用的幾方面： 石油、化工及機(jī)械制造業(yè)中的含油污水的油水分離; 工業(yè)廢水處理; 污水中有用物質(zhì)的回收; 取代二次沉淀池，特別是用于易產(chǎn)生活性污泥膨脹的情況; 剩余活性污泥的濃縮。,氣浮法的類型,將正負(fù)極相間的多組電極浸泡在廢水中，當(dāng)通以直流電時(shí)，廢水電解，正負(fù)兩極間產(chǎn)生的氫和氧的細(xì)小氣泡粘附于懸浮物上，將其帶至水面而達(dá)到分離的目的。 該法產(chǎn)生的氣泡小于其他方

35、法產(chǎn)生的氣泡，特別適用于脆弱絮狀懸浮物。其表面負(fù)荷通常低于4m3/(m2h)。 主要用于工業(yè)廢水處理方面，處理水量約在1020m3/h。由于電耗高、操作運(yùn)行管理復(fù)雜及電極結(jié)垢等問(wèn)題，較難適用于大型生產(chǎn)。,電 解 氣浮 法,電 解 氣浮 法,,分散空氣浮上法,從溶解空氣和 析出條件來(lái)看,加壓溶氣浮上法：空氣在加壓條件下溶解，常壓下使過(guò)飽和空氣以微小氣泡形式釋放出來(lái) 需要溶氣罐、空壓機(jī)或射流器、水泵等設(shè)備,真空浮上法：空氣在 常壓下溶解，真空條件下釋放 優(yōu)點(diǎn)：無(wú)壓力設(shè)備 缺點(diǎn)：溶解度低，氣 泡釋放有限，需要密閉設(shè)備維持真空，運(yùn)行維護(hù)困難,溶解空氣浮上法,,,真空浮上法,,加壓溶氣的兩種方式,存在

36、問(wèn)題： 填料長(zhǎng)膜； 壓縮氣含油； 調(diào)節(jié)不便； 時(shí)而需放氣。,存在問(wèn)題： 設(shè)備較復(fù)雜； 造價(jià)偏高。,壓力溶氣浮上法系統(tǒng)的組成,壓力溶氣系統(tǒng),壓力溶氣系統(tǒng),,壓力溶氣系統(tǒng),壓力溶氣系統(tǒng),加壓水泵,壓力溶氣罐,空氣供給設(shè)備,附屬設(shè)備,,,,,,,,空氣釋放系統(tǒng)是由溶氣釋放裝置和溶氣水管路組成。 溶氣釋放裝置的功能是將壓力容器水減壓，使溶氣水中的氣體以微氣泡的形式釋放出來(lái)，并能迅速、均勻地與水中的顆粒物質(zhì)粘附。 常用的溶氣釋放裝置有減壓閥、溶氣釋放噴嘴、釋放器等。,空氣釋放系統(tǒng),氣浮池的功能是提供一定的容積和池表面積，使微氣泡與水中懸浮顆粒充分混合、接觸、粘附，并使帶氣顆粒與水分離。,目前最常用，

37、其反應(yīng)池與氣浮池合建。廢水進(jìn)入反應(yīng)池完全混合后，經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室以延長(zhǎng)絮體與氣泡的接觸時(shí)間，然后由接觸室上部進(jìn)入分離室進(jìn)行固液分離。池面浮渣由刮渣機(jī)刮入集渣槽，清水由底部集水槽排出。 平流式氣浮池的優(yōu)點(diǎn)是池深淺、造價(jià)低、構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)行方便。 缺點(diǎn)是分離部分的容積利用率不高等。,氣浮池的有效水深通常為2.02.5m,一般以單格寬度不超過(guò)10m、長(zhǎng)度不超過(guò)15m為宜。 廢水在反應(yīng)池中的停留時(shí)間與混凝劑種類、投加量、反應(yīng)形式等因素有關(guān)，一般為515min。 為避免打碎絮體，廢水經(jīng)擋板底部進(jìn)入氣浮接觸室時(shí)的流速應(yīng)小于0.1m/s。廢水在接觸室中的上升流速一般為1020mm/s，停留時(shí)間應(yīng)大于6

38、0s。,豎流式氣浮池的基本工藝參數(shù)與平流式氣浮池相同。 其優(yōu)點(diǎn)是接觸室在池中央，水流向四周擴(kuò)散，水力條件較好。 缺點(diǎn)是與反應(yīng)池較難銜接，容積利用率較低。 有經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)處理水量大于150 200m3/h、廢水中的可沉物質(zhì)較多時(shí)，宜采用豎流式氣浮池。,氣 浮 池,豎流式氣浮池,平流式氣浮池,,,2. 無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可根據(jù)氣固比 （A/S）進(jìn)行估算 式中：A/S 氣固比,g (釋放的氣體)/ g(懸浮固體)，0.0050.060，一般為 0.0050.006，當(dāng)懸浮固體濃度較高 時(shí)取上限，如剩余污泥氣浮濃縮時(shí)， 氣固比采用0.030.04； 1.31mL空氣的質(zhì)量，mg； ca 某一溫度下的空氣

39、溶解度； f 壓力為p時(shí)，水中的空氣溶解系 數(shù)，0.50.8（通常0.5）； p0 表壓，kPa； qvR 加壓水回流量，m3/h； qv 設(shè)計(jì)水量，m3/h； si 入流廢水的懸浮固體濃度,mg/L。,壓 力 溶 氣 浮 上 法 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 氣浮所需空氣量,溶氣罐高h(yuǎn)： 式中 h1罐頂、底封頭高度 （根據(jù)罐直徑而定），m； h2 布水區(qū)高度，一般 取0.20.3m； h3 貯水區(qū)高度，一般 取1.0m； h4 填料層高度，當(dāng)采 用階梯環(huán)時(shí)，可取1.01.3m。,壓 力 溶 氣 浮 上 法 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 溶 氣 罐,壓 力 溶 氣 浮 上 法 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 氣 浮 池

40、,氣浮池的凈容積V 選定池的平均水深H（指分離室深），按下式計(jì)算： 以池內(nèi)停留時(shí)間（t）進(jìn)行校核，一般要求t為1020min。,一、 吸附原理,吸附劑：固體表面有吸附水中溶解及膠體物質(zhì)的能 力,比表面積很大的活性炭等具有很高的吸附能力。 吸附質(zhì): 廢水中被吸附的物質(zhì).,吸附 : 在相界面上，物質(zhì)的濃度自動(dòng)發(fā)生 累積或濃集的現(xiàn)象。,7.3.2 吸附法,引起吸附的主要原因： （1）溶質(zhì)對(duì)水的疏水特性和溶質(zhì)對(duì)固體顆粒的高度親合力 ; （2）溶質(zhì)與吸附劑之間的靜電引力、范德華引力或化學(xué)鍵力 .,吸附的類型,二、吸附平衡與吸附等溫式 (一) 吸附平衡 吸附過(guò)程中，固、液兩相經(jīng)過(guò)充分的接觸后

41、，最終將達(dá)到吸附與脫附的動(dòng)態(tài)平衡。 達(dá)到平衡時(shí)，單位吸附劑所吸附的吸附質(zhì)的數(shù)量稱為平衡吸附量，常用qe(mg/g)表示。 將平衡吸附量qe與相應(yīng)的平衡濃度ce作圖得吸附等溫線。,I型的特征是吸附量有一極限值?？梢岳斫鉃槲絼┑乃斜韮啥及l(fā)生單分子層吸附，達(dá)到飽和時(shí)，吸附量趨于定值。型是非常普通的物理吸附、相當(dāng)于多分子層吸附，吸附質(zhì)的極限值對(duì)應(yīng)于物質(zhì)的溶解度。型相當(dāng)少見(jiàn)，其特征是吸附熱等于或小于純吸附質(zhì)的溶解熱。型及型反映了毛細(xì)管冷凝現(xiàn)象和孔容的限制，由于在達(dá)到飽和濃度之前吸附就達(dá)到平衡，因而顯出滯后效應(yīng)。,表明被吸附物的量與濃度之間的關(guān)系式稱為吸附等溫式。,1Langmuir等溫式,2.

42、 B.E.T. 等溫式,3Freundlich等溫式,(二) 吸附等溫式,1Langmuir等溫式,Langmuir假設(shè)吸附劑表面均一，各處的吸附能相同;吸附是單分子層的，當(dāng)吸附劑表面為吸附質(zhì)飽和時(shí)，其吸附量達(dá)到最大值；在吸附劑表面上的各個(gè)吸附點(diǎn)間沒(méi)有吸附質(zhì)轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)；達(dá)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)時(shí)，吸附和脫附速度相等。,,式中 qe-平衡吸附量 ce-液相平衡濃度 a-與最大吸附量有關(guān)的常數(shù) b-與吸附能有關(guān)的常數(shù)。,2.B.E.T. 等溫式（多層吸附） B.E.T.模型假定在原先被吸附的分子上面仍可吸附另外的分子，同發(fā)生多分子層吸附；而且不一定等第一層吸滿后再吸附第二層；對(duì)每一單層卻可用La

43、ngmuir式描述，第一層吸附是靠吸附劑與吸附質(zhì)間的分子引力，而第二層以后是靠吸附質(zhì)分子間的引力，這兩類引力不同，因此它們的吸附熱也不同?？偽搅康扔诟鲗游搅恐汀Ｓ纱藢?dǎo)出的二常數(shù)B.E.T.等溫式為：,,,式中 cs吸附質(zhì)的飽和濃度； B常數(shù)，與吸附劑和吸附質(zhì)的相互作用能有關(guān),3Freundlich等溫式 此為指數(shù)函數(shù)型式的經(jīng)驗(yàn)公式： 式中，K稱為Freundlich吸附系數(shù)，n為常數(shù)，通常大于1。 Freundlich式在一般的濃度范圍內(nèi)與Langmuir式比較接近，但在高濃度時(shí)不像后者那樣趨于一定值；在低濃度時(shí)，也不會(huì)還原為直線關(guān)系。,,Lgqe=lgK+1/nlgce,1/n

44、越小，吸附性能越好，1/n=0.1-0.5，容易吸附； 1/n2，則難吸附。,,4多級(jí)分體系的吸附等溫式 多組分體系吸附和單組分吸附相比較，又增加了吸附質(zhì)之間的相互作用。 用COD或TOC綜合表示溶解于廢水中的有機(jī)物濃度，其吸附等溫式可用單組分吸附多溫式表示。但吸附等溫線可能是曲線或折線。 假定吸附劑表面均一，混合溶液中的各種溶質(zhì)在吸附位置上發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附，被吸附的分子之間的相互作用可忽略不計(jì)。如果各種溶質(zhì)以單組分體系的形式進(jìn)行吸附，則其吸附量可用Langmuir競(jìng)爭(zhēng)吸附模型來(lái)計(jì)算。,指單位重量的吸附劑在單位時(shí)間內(nèi)所吸附的物質(zhì)量。,三 吸附速度,吸附過(guò)程一般分為3個(gè)階段：,吸附反應(yīng)速度非常

45、快，V主要取決于第I、II階段速度,四、吸附劑及其再生,1. 活性炭,在水處理中較多采用顆?；钚蕴?。,粉末狀活性炭 粒狀活性炭（園柱狀、球狀），粒徑24mm 棒狀活性炭：50mm，L=255mm,,2. 腐植酸類吸附劑,種類：天然的富含腐植酸的風(fēng)化煤、泥煤、褐煤等，它們可以直接使用或經(jīng)簡(jiǎn)單處理后使用；將富含腐植酸的物質(zhì)用適當(dāng)?shù)酿ず蟿┲苽涑傻母菜嵯禈渲?腐植酸是一組芳香結(jié)構(gòu)的，性質(zhì)與酸性物質(zhì)相似的復(fù)雜混合物。,腐植酸類物質(zhì)能吸附工業(yè)廢水中的許多金屬離子，如汞、鉻、鋅、鎘、鉛、銅等。,腐植酸對(duì)陽(yáng)離子的吸附，包括離子交換、螯合、表面吸附、凝聚等作用。,腐植酸類物質(zhì)在吸附重金屬離子后,可以用H2S

46、O4、HCl、NaCl等進(jìn)行解吸。,3樹脂吸附劑,具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，呈多孔海綿狀。加熱不熔化，可在150下使用，不溶于一般溶劑及酸、堿，比表面積可達(dá)800m2/g。常見(jiàn)產(chǎn)品有美國(guó)Amberlite XAD系列，日本HP系列。國(guó)內(nèi)一些單位也研制了性能優(yōu)良的大孔吸附樹脂。 樹脂吸附劑的結(jié)構(gòu)容易人為控制，因而它具有適應(yīng)性大、應(yīng)用范圍廣、吸附選擇性特殊、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，并且再生簡(jiǎn)單，多數(shù)為溶劑再生。樹脂吸附劑最適宜于吸附處理廢水中微溶于水極易溶于甲醇、丙酮等有機(jī)溶劑，分子量略大和是極性的有機(jī)物。如脫酚、除油、脫色等。 樹脂的吸附能力一般隨吸附質(zhì)親油性的增強(qiáng)而增大。,再生方法,再生是在吸附劑本身的結(jié)

47、構(gòu)基本不發(fā)生變化的情況下，用某種方法將吸附質(zhì)從吸附劑微孔中除去,恢復(fù)它的吸附能力。,五、 吸附工藝和設(shè)備,操作方式,連續(xù)式,1,2 吸附塔的設(shè)計(jì),博哈特亞當(dāng)斯計(jì)算法 1.博哈特亞當(dāng)斯方程式 式中：t工作時(shí)間，h； V線速度，即空塔速度，m/h； h炭層高度，m； Co進(jìn)水吸附質(zhì)濃度，kg/m3 Ce出水吸附質(zhì)允許濃度，kg/m3 K速率系數(shù)，m3/（kgh）； No吸附容量，即達(dá)到飽和時(shí)吸附劑的吸附量（kg/m3）。,,1，上式等號(hào)右邊括號(hào)內(nèi)的1可忽略不計(jì)，則工作時(shí)間t：

48、 臨界高度ho：當(dāng)t=0時(shí)，保證出水吸附質(zhì)濃度C不超過(guò)Ca（穿透濃度）時(shí)的吸附劑層的理論高度 ho即吸附帶高度，ho吸附反應(yīng)越快。,,2.模型試驗(yàn)求臨界高度ho,,,,,截距： ； ； ； 線速度（m/h）；以不同的V進(jìn)行上述試驗(yàn)，將不同V時(shí)的No、K、ho作圖，可分別得出KV、NoV、hoV三條曲線。,,,,,,,3.吸附塔設(shè)計(jì) 已知廢水設(shè)計(jì)流量Q（m3/h），原水吸附質(zhì)濃度Co，出水吸附質(zhì)允許濃度Ce。 （1）吸附工作時(shí)間t吸附柱出水達(dá)到穿透點(diǎn)的時(shí)間，線速度 （m/h） 查圖得出K、No、ho

49、 （小時(shí)）,,（2）活性炭每年更換次數(shù)n（吸附劑再生次數(shù)） （次/a） （3）活性炭年消耗量W （m3/a） （4）吸附質(zhì)年去除量G（kg/a）： ，Co、Ce均以mg/L為單位 (kg/a),,(5)吸附效率E 式中： No達(dá)到飽和時(shí)吸附劑的吸附量，（kg/m3） h炭層高度； ho臨界高度 則 ：,六、吸附法在污水處理中的應(yīng)用,1. 吸附法除汞,活性炭有吸附汞和汞化合物的性能，但因其吸附能力有限，只適宜于處理含汞量低的廢水。,吸附法除汞流程,2. 煉油廠、印染廠廢水的深度處理,某煉油廠含油廢水，經(jīng)隔油，氣浮和生物處理后，

50、再經(jīng)砂濾和活性炭過(guò)濾深度處理。,廢水的含酚量從0.1mg/L(生物處理后)降至0.005mg/L，氰從0.19mg/L降至0.048mg/L，COD從85mg/L降至18mg/L。,7.4 工業(yè)廢水的生物處理,7.4.1 好氧生物處理 7.4.2 厭氧生物處理,7.4.1 好氧生物處理,活性污泥法 生物膜法 生物接觸氧化法 生物轉(zhuǎn)盤,,一、活性污泥法在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用舉例,（一）活性污泥法運(yùn)行方式簡(jiǎn)介 1傳統(tǒng)活性污泥法（普通活性污泥法） 2階段曝氣活性污泥法：分段進(jìn)水活性污泥法或多段進(jìn)水活性污泥法 3漸減曝氣 4吸附再生 5延時(shí)曝氣 6完全混合活性污泥系統(tǒng) 7SBR法,（二）CAS

51、S工藝在啤酒廢水處理中的應(yīng)用 CASS：Cyclic Actived Sludge System CAST：Cyclic Actived Sludge 1工程名稱：安徽省某啤酒廠 2水質(zhì)情況 進(jìn)水：CODCr 8001500mg/l BOD5 400800mg/l SS 300mg/l 出水：CODCr 150mg/l BOD5 60mg/l SS 200mg/l 水量：300m3/d,二、生物膜法在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用,（一）生物膜法的分類 1生物濾池 2生物轉(zhuǎn)盤 3生物接觸氧化法 4生物流化床,（二）南昌罐頭啤酒廠污水處理工程 1水量：3000m3/d； 2水質(zhì) 進(jìn)水：CODCr

52、100010000mg/l BOD5/CODCr 0.60.7 出水：CODCr 100mg/l BOD5 30mg/l,（三）春都集團(tuán)污水處理工程 1水量：4000m3/d； 2水質(zhì) 進(jìn)水：CODCr 300mg/l CODCr 600mg/l 出水：CODCr 80mg/l BOD5 25mg/l,7.4.2 厭氧生物處理,厭氧生物處理工藝的發(fā)展概況及特征 厭氧生物處理的主要特征 1、主要優(yōu)點(diǎn) 能耗大大降低，而且還可以回收生物能（沼氣）； 污泥產(chǎn)量很低； 厭氧微生物有可能對(duì)好氧微生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解。 2、主要缺點(diǎn) 反應(yīng)過(guò)程較為復(fù)雜； 厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行和應(yīng)用受

53、到很多限制和困難； 出水水質(zhì)仍通常較差，一般需要利用好氧工藝進(jìn)行進(jìn)一步的處理； 厭氧生物處理的氣味較大； 對(duì)氨氮的去除效果不好。,一、早期的厭氧生物反應(yīng)器,厭氧消化應(yīng)用于廢水處理的初級(jí)階段，是從1881 年法國(guó)Mouras 設(shè)計(jì)的自動(dòng)凈化器開始到本世紀(jì)的20 年代；主要代表有： 1881 年法國(guó)Mouras 的自動(dòng)凈化器： 1891 年英國(guó)Moncriff 的裝有填料的升流式反應(yīng)器： 1895 年，英國(guó)設(shè)計(jì)的化糞池（Septic Tank）； 1905 年，德國(guó)的Imhoff 池（又稱隱化池、雙層沉淀池）；等等。,早期的厭氧生物反應(yīng)器,二、厭氧消化池,1) 傳統(tǒng)消化池： 又稱為低速消化池，在

54、池內(nèi)沒(méi)有設(shè)置加熱和攪拌裝置，所以有分層現(xiàn)象，一般分為浮渣層、上清液層、活性層、熟污泥層等，其中只有在活性層中才有有效的厭氧反應(yīng)過(guò)程在進(jìn)行，因此在傳統(tǒng)消化池中只有部分容積有效；傳統(tǒng)消化池的最大特點(diǎn)就是消化反應(yīng)速率很低，HRT 很長(zhǎng)，一般為3090 天。,2) 高速消化池 與傳統(tǒng)消化池不同的是，在高速消化池中設(shè)有加熱和/或攪拌裝置，因此縮短了有機(jī)物穩(wěn)定所需的時(shí)間，也提高了沼氣產(chǎn)量，在中溫（3035C）條件下，其HRT 可以為15 天左右，運(yùn)行效果穩(wěn)定；但攪拌使高速消化池內(nèi)的污泥得不到濃縮，上清液與熟污泥不易分離。,3) 兩級(jí)串聯(lián)消化池 兩級(jí)串聯(lián)，第一級(jí)采用高速消化池，第二級(jí)則采用不設(shè)攪拌和加熱的

55、傳統(tǒng)消化池，主要起沉淀濃縮和貯存熟污泥的作用，并分離和排出上清液；二者的HRT 的比值可采用1 :11 : 4，一般為1 : 2。,消化池的構(gòu)造 消化池一般由池頂、池底和池體三部分組成；消化池的池頂有兩種形式，即固定蓋和浮動(dòng)蓋，池頂一般還兼做集氣罩，可以收集消化過(guò)程中所產(chǎn)生的沼氣；消化池的池底一般為倒圓錐形，有利于排放熟污泥。,三、現(xiàn)代高速厭氧生物反應(yīng)器,厭氧接觸法（Anaerobic Contact Process） 工藝流程與特點(diǎn),與普通厭氧消化池相比，厭氧接觸法的特點(diǎn)有： 污泥濃度高，一般為510 gVSS/l ，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)； 有機(jī)容積負(fù)荷高，中溫時(shí)，COD 負(fù)荷16 kgCOD

56、/m3.d，去除率為7080%； BOD 負(fù)荷0.52.5 kgBOD/m3.d，去除率8090%； 出水水質(zhì)較好； 增加了沉淀池、污泥回流系統(tǒng)、真空脫氣設(shè)備，流程較復(fù)雜； 適合于處理懸浮物和有機(jī)物濃度均很高的廢水。,在厭氧接觸法工藝中，最大的問(wèn)題是污泥的沉淀，因?yàn)閰捬跷勰嗌弦话憧偸歉街行〉臍馀?，且由于污泥在二沉池中還具有活性，還會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生沼氣，有可能導(dǎo)致已下沉的污泥上浮。 因此，必須采用有效的改進(jìn)措施，主要有以下兩種，即： 真空脫氣設(shè)備（真空度為500mmH2O）； 增加熱交換器，使污泥驟冷，暫時(shí)抑制厭氧污泥的活性。,厭氧生物濾池 根據(jù)廢水在厭氧生物濾池中的流向的不同，可分為升

57、流式厭氧生物濾池、降流式厭氧生物濾池和升流式混合型厭氧生物濾池等三種形式，即分別如下圖所示：,與傳統(tǒng)的厭氧生物處理工藝相比，厭氧濾池的突出優(yōu)點(diǎn)是： 生物固體濃度高，有機(jī)負(fù)荷高； SRT 長(zhǎng)，可縮短HRT，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)； 啟動(dòng)時(shí)間較短，停止運(yùn)行后的再啟動(dòng)也較容易； 無(wú)需回流污泥，運(yùn)行管理方便； 運(yùn)行穩(wěn)定性較好。而主要缺點(diǎn)是易堵塞，會(huì)給運(yùn)行造成困難。,厭氧生物濾池的組成 1) 濾料： 實(shí)心塊狀濾料 空心塊狀濾料 管流型濾料 交叉流型濾料： 纖維濾料 2) 布水系統(tǒng)： 3) 沼氣收集系統(tǒng)：,升流式厭氧污泥層(床)(UASB)反應(yīng)器,UASB 反應(yīng)器的基本原理與特征,UASB 反應(yīng)器具有如下的主要

58、工藝特征： 在反應(yīng)器的上部設(shè)置了氣、固、液三相分離器； 在反應(yīng)器底部設(shè)置了均勻布水系統(tǒng)； 反應(yīng)器內(nèi)的污泥能形成顆粒污泥，所謂的顆粒污泥的特點(diǎn)是：直徑為0.10.5cm，濕比重為1.041.08；具有良好的沉降性能和很高的產(chǎn)甲烷活性。,UASB 反應(yīng)器的主要組成部分 1)進(jìn)水配水系統(tǒng)： 2) 反應(yīng)區(qū)： 反應(yīng)區(qū)是UASB 反應(yīng)器中生化反應(yīng)發(fā)生的主要場(chǎng)所，又分為污泥床區(qū)和污泥懸浮區(qū)。 3) 三相分離器： 主要功能有： 將氣體(沼氣)、固體(污泥)、和液體(出水)分開； 保證出水水質(zhì)； 保證反應(yīng)器內(nèi)污泥量； 有利于污泥顆?；?。 4) 出水系統(tǒng)： 5) 氣室：氣室也稱集氣罩，其主要作用是收集沼氣。 6) 浮渣收集系統(tǒng)：主要功能是清除沉淀區(qū)液面和氣室液面的浮渣。 7) 排泥系統(tǒng)：主要功能是均勻地排除反應(yīng)器內(nèi)的剩余污泥。,四、其它厭氧生物處理工藝,1、厭氧膨脹床和厭氧流化床 2、厭氧生物轉(zhuǎn)盤 3、厭氧擋板反應(yīng)器 4、兩相厭氧消化工藝,五、厭氧生物處理工藝的新進(jìn)展,一、厭氧內(nèi)循環(huán)（IC）反應(yīng)器 二、厭氧膨脹顆粒污泥床（EGSB）反應(yīng)器,