1、 5.1概述概述 5.1.1 冶金工业废水种类与特点冶金工业废水种类与特点采矿废水采矿废水选矿废水选矿废水冶炼废水冶炼废水金属加工废水金属加工废水按其来源分按其来源分主要含无机物质的废水主要含无机物质的废水主要含有机物质的废水主要含有机物质的废水既含有机物质又含无机物质的废水既含有机物质又含无机物质的废水按照废水中是按照废水中是否含有机物否含有机物把主体污染物与所把主体污染物与所要采取的治理方法要采取的治理方法结合起来分结合起来分悬浮物（包括含油）工业废水悬浮物（包括含油）工业废水含无机溶解物工业废水含无机溶解物工业废水含有机物工业废水含有机物工业废水冷却用水冷却用水 (1)悬浮物（包括含油）
2、工业废水悬浮物（包括含油）工业废水l 主要是湿法除尘水、煤气洗涤水、选煤洗涤水、主要是湿法除尘水、煤气洗涤水、选煤洗涤水、轧钢废水等，处理时多采用自然沉淀、混凝沉淀、轧钢废水等，处理时多采用自然沉淀、混凝沉淀、压气浮选、过滤等方法净化废水，经上述处理后可压气浮选、过滤等方法净化废水，经上述处理后可循环利用。循环利用。 (2)含无机溶解物工业废水含无机溶解物工业废水l 它包括电镀废水、酸洗含酸废液、有色冶金废水、它包括电镀废水、酸洗含酸废液、有色冶金废水、矿山酸性废水等。以含重金属离子、酸、碱为主的矿山酸性废水等。以含重金属离子、酸、碱为主的废水，毒害大，处理方法复杂，可先考虑将其变害废水，毒害
3、大，处理方法复杂，可先考虑将其变害为利，从中回收有用物质。这类废水一般都是采用为利，从中回收有用物质。这类废水一般都是采用物理化学法处理的。物理化学法处理的。 (3)含有机物工业废水含有机物工业废水l 包括焦化废水、印染废水、造纸黑液、石油化工包括焦化废水、印染废水、造纸黑液、石油化工废水等，这类废水耗氧且有毒，应采用物化与生化废水等，这类废水耗氧且有毒，应采用物化与生化相结合的方法净化。相结合的方法净化。 (4)冷却用水冷却用水l 工业冷却水占工业总用水量的三分之二以上。直工业冷却水占工业总用水量的三分之二以上。直接排放或以低循环率循环利用，都会造成对受纳水接排放或以低循环率循环利用，都会造
4、成对受纳水体的热污染。无论是在丰水区的江南，还是在缺水体的热污染。无论是在丰水区的江南，还是在缺水区的北方，各工业企业都应提高工业冷却水的循环区的北方，各工业企业都应提高工业冷却水的循环率，提高浓缩倍数，在技术允许的条件下把排污水率，提高浓缩倍数，在技术允许的条件下把排污水量减少到最低程度。量减少到最低程度。 冶金工业废水特点冶金工业废水特点l 废水量大；废水量大；l 废水流动性介于废气和固体废物之间，主要通废水流动性介于废气和固体废物之间，主要通过地表水流扩散，造成对土壤、水体的污染；过地表水流扩散，造成对土壤、水体的污染；l 废水成分复杂，污染物浓度高，不易净化。常废水成分复杂，污染物浓度
5、高，不易净化。常由悬浮物、溶解物组成，由悬浮物、溶解物组成，COD高，含重金属多，高，含重金属多，毒性较大，废水偏酸性，有时含放射性物质。处理毒性较大，废水偏酸性，有时含放射性物质。处理过程复杂，治理难度大。过程复杂，治理难度大。l 带有颜色和异味、臭味或易生泡沫，呈现使人带有颜色和异味、臭味或易生泡沫，呈现使人厌恶的外观。厌恶的外观。 5.1.2 冶金工业冶金工业废水处理原则废水处理原则l 废水处理应与废水资源化相结合，废水中的污废水处理应与废水资源化相结合，废水中的污泥和溶解物均可以回收利用，变废为宝；泥和溶解物均可以回收利用，变废为宝；l 废水尽可能回用，从源头减少废水排放；废水尽可能回
6、用，从源头减少废水排放；l 推广清洁化生产技术，降低废水中污染物含量。推广清洁化生产技术，降低废水中污染物含量。 正确规划产品方案，选择原料路线，采用无毒的原正确规划产品方案，选择原料路线，采用无毒的原料和产品代替有毒的原料和产品，改革生产工艺，料和产品代替有毒的原料和产品，改革生产工艺，大力开展节水工艺，使生产过程每一环节的原料、大力开展节水工艺，使生产过程每一环节的原料、材料、能源的利用率尽量提高，使其废物排放量也材料、能源的利用率尽量提高，使其废物排放量也相应地减至最小。相应地减至最小。 5.1.3 冶金工业冶金工业废水处理方法废水处理方法l 冶金废水温度高于常温，废水中含有悬浮物（污冶
7、金废水温度高于常温，废水中含有悬浮物（污泥和油类）和溶解化学物质，所以废水处理的步骤泥和油类）和溶解化学物质，所以废水处理的步骤通常包括通常包括废水冷却、去除悬浮物、溶解物质提取废水冷却、去除悬浮物、溶解物质提取等。等。l 根据不同污染物质的特征，发展了各种不同的废根据不同污染物质的特征，发展了各种不同的废水处理方法，这些处理方法可按其作用原理划分为水处理方法，这些处理方法可按其作用原理划分为四大类：四大类：1. 物理处理法物理处理法2. 化学处理法化学处理法3. 物理化学法物理化学法4. 生物处理法。生物处理法。 1物理处理法物理处理法l 原理：原理：主要通过物理作用，以分离、回收废水中主要
8、通过物理作用，以分离、回收废水中不溶解不溶解的呈的呈悬浮状态污染物质悬浮状态污染物质（包括油膜和油珠）（包括油膜和油珠）的废水处理法。的废水处理法。l 根据物理作用的不同，又可分为根据物理作用的不同，又可分为重力离心法、离心重力离心法、离心分离法和分离法和 筛滤截流法筛滤截流法等。等。 重力分离法重力分离法的处理单元有：沉淀、上浮（气浮、浮的处理单元有：沉淀、上浮（气浮、浮选）等，相应使用的处理选）等，相应使用的处理设备设备是沉砂池、沉淀池、是沉砂池、沉淀池、除油池、气浮池及其附属装置等；除油池、气浮池及其附属装置等； 离心分离法离心分离法本身就是一种处理单元，使用的处理装本身就是一种处理单元
9、，使用的处理装置有离心分离机和水旋分离器等；置有离心分离机和水旋分离器等； 筛滤截流法筛滤截流法包括截流和过滤两种处理单元，前者使包括截流和过滤两种处理单元，前者使用的处理设备是格栅、筛网，而后者使用的处理设用的处理设备是格栅、筛网，而后者使用的处理设备是砂滤池和微孔滤池等。备是砂滤池和微孔滤池等。 2化学处理法化学处理法l 原理：原理：通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈呈溶解、胶体状态溶解、胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质的的污染物质或将其转化为无害物质的废水处理法。废水处理法。l 在化学处理中，以在化学处理中，以投加药剂产生化学反应投加
10、药剂产生化学反应为基础的处理为基础的处理单元是：混凝、中和、氧化还原等；以单元是：混凝、中和、氧化还原等；以传质作用传质作用为基础为基础的处理单元则有：萃取、气提、吹脱、吸附、离子交换的处理单元则有：萃取、气提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。后两种处理单元又统称为以及电渗析和反渗透等。后两种处理单元又统称为膜处膜处理技术理技术。其中运用传质作用的处理单元具有化学作用，。其中运用传质作用的处理单元具有化学作用，而同时又有与之相关的物理作用，所以也可以从化学处而同时又有与之相关的物理作用，所以也可以从化学处理法中分离出来，成为另一种处理方法，称为理法中分离出来，成为另一种处理方法，称为
11、物理化学物理化学法法，即运用物理和化学的综合作用使污水得到净化的方，即运用物理和化学的综合作用使污水得到净化的方法。法。 3物理化学法物理化学法l 原理：原理：利用物理化学作用去除废水中的污染物质。利用物理化学作用去除废水中的污染物质。l 物理化学法主要有吸附分离法、萃取法、气提法和物理化学法主要有吸附分离法、萃取法、气提法和吹脱法等。吹脱法等。 4生物化学处理法生物化学处理法l 原理：原理：通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物转化为稳定、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。无害的物质
12、的废水处理方法。l 根据起作用的微生物不同，生物处理法又可分为根据起作用的微生物不同，生物处理法又可分为好好氧生物处理法氧生物处理法和和厌氧生物处理法厌氧生物处理法。5.2 5.2 废水的物理处理法废水的物理处理法重力沉降法重力沉降法过滤法过滤法气浮法气浮法离心分离法离心分离法磁力分离法磁力分离法5.2.15.2.1重力沉降法重力沉降法 在重力作用下，废水中在重力作用下，废水中比重大于比重大于1的悬浮物下沉，的悬浮物下沉，使其从废水中去除。使其从废水中去除。 适应范围：适应范围：重力沉降法既可分离废水中原有悬浮固重力沉降法既可分离废水中原有悬浮固体（如泥沙、铁屑、焦粉等），又可分离在废水处体（
13、如泥沙、铁屑、焦粉等），又可分离在废水处理过程中生成的次生悬浮固体（如化学沉淀物、化理过程中生成的次生悬浮固体（如化学沉淀物、化学絮凝体及微生物絮凝体等）。学絮凝体及微生物絮凝体等）。 特点：特点：简单易行，分离效果好，而且分离悬浮物又简单易行，分离效果好，而且分离悬浮物又往往是水处理系统不可缺少的预处理或后续工序，往往是水处理系统不可缺少的预处理或后续工序，应用十分广泛。应用十分广泛。 1沉降类型沉降类型 根据废水中根据废水中可沉物质的浓度高低可沉物质的浓度高低和和絮凝性絮凝性的强弱的强弱，沉降有下述，沉降有下述四种四种基本类型。基本类型。 自由沉降自由沉降 絮凝沉降絮凝沉降 成层沉降成层沉
14、降 压缩压缩 自由沉降自由沉降l 自由沉降也称自由沉降也称离散沉降离散沉降，是一种，是一种无絮凝倾向或弱絮无絮凝倾向或弱絮凝倾向凝倾向的固体颗粒在稀溶液中的沉降。的固体颗粒在稀溶液中的沉降。l 由于悬浮固体浓度低，而且颗粒间不发生黏合，因由于悬浮固体浓度低，而且颗粒间不发生黏合，因此在沉降过程中颗粒的形状、粒径和比重都保持不此在沉降过程中颗粒的形状、粒径和比重都保持不变，各自独立地完成沉降过程。变，各自独立地完成沉降过程。l 颗粒在颗粒在泥沙池及初次沉淀池内的初期沉淀泥沙池及初次沉淀池内的初期沉淀即属于此。即属于此。 絮凝沉降絮凝沉降l 絮凝沉降是一种絮凝沉降是一种絮凝性颗粒在稀悬浮液中的沉降
15、絮凝性颗粒在稀悬浮液中的沉降。l 虽然废水中的悬浮固体浓度也不高，但在沉降过程虽然废水中的悬浮固体浓度也不高，但在沉降过程中各颗粒之间互相黏合成较大的絮体，因而颗粒的中各颗粒之间互相黏合成较大的絮体，因而颗粒的物理性质和沉降速度不断发生变化。物理性质和沉降速度不断发生变化。l 初次沉淀池内的后期沉淀初次沉淀池内的后期沉淀及及二次沉淀池内的初次沉二次沉淀池内的初次沉降降即属于此。即属于此。 成层沉降成层沉降l 成层沉降也称成层沉降也称集团沉降集团沉降。当废水中的悬浮物浓度较。当废水中的悬浮物浓度较高，颗粒彼此靠得很近时，每个颗粒的沉降都受到高，颗粒彼此靠得很近时，每个颗粒的沉降都受到周围颗粒作用
16、力的干扰，但颗粒之间相对位置不变，周围颗粒作用力的干扰，但颗粒之间相对位置不变，成为一个整体的覆盖层共同下沉。成为一个整体的覆盖层共同下沉。l 水与颗粒群之间形成一个清晰的界面，沉降过程实水与颗粒群之间形成一个清晰的界面，沉降过程实际上就是这个界面的下沉过程。由于下沉的覆盖层际上就是这个界面的下沉过程。由于下沉的覆盖层必须把下面同体积的水置换出来，二者之间存在着必须把下面同体积的水置换出来，二者之间存在着相对运动，水对颗粒群形成不可忽视的阻力，因此相对运动，水对颗粒群形成不可忽视的阻力，因此成层沉降，又称为成层沉降，又称为受阻沉降受阻沉降。l 化学混凝中絮体的沉降及活性水淤泥在二次沉淀池化学混
17、凝中絮体的沉降及活性水淤泥在二次沉淀池中的后期沉降中的后期沉降即属于此。即属于此。 压缩压缩l 当废水中的悬浮固体浓度很高时，颗粒之间便相互当废水中的悬浮固体浓度很高时，颗粒之间便相互接触，彼此支撑。在接触，彼此支撑。在上层颗粒的重力作用上层颗粒的重力作用下，下层下，下层颗粒间隙中的水被挤出界面，颗粒相对位置发生变颗粒间隙中的水被挤出界面，颗粒相对位置发生变化，颗粒群被压缩。化，颗粒群被压缩。l 活性污泥在二次沉淀池泥斗中及浓缩池内的浓缩活性污泥在二次沉淀池泥斗中及浓缩池内的浓缩即即属于此。属于此。 2沉淀池沉淀池 用重力沉降法分离水中悬浮固体的设备称为用重力沉降法分离水中悬浮固体的设备称为沉
18、淀池沉淀池。初次沉淀池初次沉淀池二次沉淀池二次沉淀池按在污水处理流程中按在污水处理流程中所处的位置所处的位置平流式平流式竖流式竖流式辐流式辐流式沉淀池按水沉淀池按水流方向流方向间歇式：间歇式：其工作过程大致分为进水、静置其工作过程大致分为进水、静置和排水三步。污水中可沉淀的悬浮物在和排水三步。污水中可沉淀的悬浮物在静置时完成沉淀过程，污水由设置在沉静置时完成沉淀过程，污水由设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出。淀池壁不同高度的排水管排出。连续式：连续式：污水连续不断地流入和排出。污污水连续不断地流入和排出。污水中悬浮物的沉淀是在污水流过水池时水中悬浮物的沉淀是在污水流过水池时完成的，这时可沉降颗
19、粒受到由重力所完成的，这时可沉降颗粒受到由重力所造成的沉降速度和水流流动速度的双重造成的沉降速度和水流流动速度的双重作用，水流流动的速度对颗粒的沉降有作用，水流流动的速度对颗粒的沉降有重要的影响。重要的影响。沉淀池的运行沉淀池的运行方式方式平面呈矩形，废水从池首流入，水平平面呈矩形，废水从池首流入，水平流过池身，从池尾流出。池尾底部设流过池身，从池尾流出。池尾底部设有贮泥斗，集中排除刮泥设备刮下的有贮泥斗，集中排除刮泥设备刮下的污泥。刮泥设备有链带刮泥机、桥式污泥。刮泥设备有链带刮泥机、桥式行车刮泥机等。此外，也可以采用多行车刮泥机等。此外，也可以采用多斗重力排泥。斗重力排泥。平流式沉淀池的长
20、度多在平流式沉淀池的长度多在30-50 m，为，为了保证废水在池内均匀分布，池的长宽了保证废水在池内均匀分布，池的长宽比应不小于比应不小于4。池宽多介于。池宽多介于5-10 m之间，之间，沉淀区水深多在沉淀区水深多在2.5-3.0 m分布，然后沿分布，然后沿沉降区的整个断面上升，澄清水由周边沉降区的整个断面上升，澄清水由周边溢流堰溢入集水槽排出。反射板的作用溢流堰溢入集水槽排出。反射板的作用是防止水冲击底部沉泥，并有消能和布是防止水冲击底部沉泥，并有消能和布水作用。在溢流堰前设有半浸式挡板，水作用。在溢流堰前设有半浸式挡板，用来阻隔浮渣。用来阻隔浮渣。竖流式沉淀池的直径一般在竖流式沉淀池的直径
21、一般在48 m，最大可超过，最大可超过910 m。为了保证。为了保证水流垂直运动，池径和沉降区深度之比不能超过水流垂直运动，池径和沉降区深度之比不能超过3：1。这种沉淀池排泥简易，便于管理，而且特别适用于絮凝性悬浮物的这种沉淀池排泥简易，便于管理，而且特别适用于絮凝性悬浮物的沉降。但是，布水不均匀，容积利用系数低，而且深度大，施工困难，沉降。但是，布水不均匀，容积利用系数低，而且深度大，施工困难，因此，废水量大或地下水位较高时不宜采用。因此，废水量大或地下水位较高时不宜采用。斜板沉淀池是根据浅层沉降理论，在沉淀池的沉淀区加斜板沉淀池是根据浅层沉降理论，在沉淀池的沉淀区加斜板或斜管，以提高辐流式
22、沉淀池的选用范围较广，既可以斜板或斜管，以提高辐流式沉淀池的选用范围较广，既可以用于城市污水，也可用于各类工业废水；既可作为初次沉淀用于城市污水，也可用于各类工业废水；既可作为初次沉淀池，也能作为二次沉淀池。池，也能作为二次沉淀池。辐流式沉淀池的直径一般在辐流式沉淀池的直径一般在2040 m，最大可达，最大可达50100 m，池中心深度为，池中心深度为2.55.0 m。池底向中心的坡度为。池底向中心的坡度为0. 060.08。 5.2.2 5.2.2 过滤法过滤法l 过滤工艺过滤工艺包括包括过滤过滤和和反洗反洗两个基本阶段。过两个基本阶段。过滤即截留污染物，反洗即把污染物从滤料层滤即截留污染物
23、，反洗即把污染物从滤料层中洗去，使之恢复过滤能力。中洗去，使之恢复过滤能力。l 从过滤开始到结束所延续的时间称为从过滤开始到结束所延续的时间称为过滤周过滤周期期（或工作周期），从过滤开始到反洗结束（或工作周期），从过滤开始到反洗结束称为一个称为一个过滤循环过滤循环。 1筛滤筛滤l 通过网目状和格子状设备（如通过网目状和格子状设备（如格栅或筛子格栅或筛子等）进行等）进行液固分离的方法称为液固分离的方法称为筛滤筛滤。l 格栅格栅是由一组是由一组平行的钢制栅条平行的钢制栅条制成的制成的框架框架，倾斜倾斜架架设在废水处理构筑物前或泵站集水池进口处的渠道设在废水处理构筑物前或泵站集水池进口处的渠道中，用
24、以拦截废水中大块漂浮物，以防阻塞构筑物中，用以拦截废水中大块漂浮物，以防阻塞构筑物的孔洞、闸门和管道，或损坏水泵等机械设备。的孔洞、闸门和管道，或损坏水泵等机械设备。l 格栅实际上是一种起保护作用的安全设施。格栅实际上是一种起保护作用的安全设施。l 格栅的栅条多是用格栅的栅条多是用圆钢或角钢圆钢或角钢制成。扁钢多采用断制成。扁钢多采用断面为面为50 mm10 mm或或40 mm10mm，其特点是强，其特点是强度大，不易弯曲变形，但水头损失较大。圆钢直径度大，不易弯曲变形，但水头损失较大。圆钢直径多用多用10 mm，其特点恰好与扁钢相反。栅条间距随，其特点恰好与扁钢相反。栅条间距随欲拦截的漂浮物
25、尺寸而定，多在欲拦截的漂浮物尺寸而定，多在15 50mm之间。之间。l 被拦截在栅条上的被拦截在栅条上的栅渣栅渣有有人工和机械两种清除人工和机械两种清除方法。方法。一般日截渣量大于一般日截渣量大于0.2 m3，采用机械清渣。对日截量，采用机械清渣。对日截量大于大于1t的格栅，常附设破碎机，以便将栅渣粉碎，再的格栅，常附设破碎机，以便将栅渣粉碎，再用水力输送到污泥处理系统一并处理。用水力输送到污泥处理系统一并处理。 2粒状介质过滤粒状介质过滤l 废水通过粒状滤料（如石英砂）床层时，其废水通过粒状滤料（如石英砂）床层时，其中的悬浮物和胶体就被截留在滤料的表面和中的悬浮物和胶体就被截留在滤料的表面和
26、内部空隙中，这种通过粒状介质层分离不溶内部空隙中，这种通过粒状介质层分离不溶性污染物的方法称为性污染物的方法称为粒状介质过滤粒状介质过滤。l 它既可用于活性炭吸附和离子交换等深度处它既可用于活性炭吸附和离子交换等深度处理过程之前作为预处理，也可用于化学混凝理过程之前作为预处理，也可用于化学混凝和生化处理之后作为最终处理过程。和生化处理之后作为最终处理过程。 (1)粒状介质滤池分类粒状介质滤池分类l 按过滤速度可分为按过滤速度可分为慢滤池慢滤池滤速为滤速为0. 040.4 m3/( m2h)、快滤池快滤池滤速为滤速为48 m3/( m2h)和和高滤高滤池池滤速滤速10 16 m3/( m2h)三
27、种。三种。l 按作用水（即过滤推动力）分，有按作用水（即过滤推动力）分，有重力式滤池和压重力式滤池和压力式滤池力式滤池两类。两类。l 按水的流动方向分，又有按水的流动方向分，又有下向流、上向流和双向流下向流、上向流和双向流三种。三种。l 按滤层结构分，滤池又有按滤层结构分，滤池又有单层滤池、双层滤池和多单层滤池、双层滤池和多层滤池层滤池三种。三种。 (2)滤料滤料l 滤料是滤池中最重要的组成部分，是完成过滤的主滤料是滤池中最重要的组成部分，是完成过滤的主要介质。要介质。l 优良的滤料必须满足以下优良的滤料必须满足以下要求要求：有足够的机械强度，：有足够的机械强度，有较好的化学稳定性，有适宜的有
28、较好的化学稳定性，有适宜的级配（级配（滤料的粒径滤料的粒径范围以及在此范围内各种粒径的滤料数量比例）和范围以及在此范围内各种粒径的滤料数量比例）和足够的空隙率。滤料的外形最好接近球形，表面粗足够的空隙率。滤料的外形最好接近球形，表面粗糙而且有棱角，以获得较大的空隙率和比表面积。糙而且有棱角，以获得较大的空隙率和比表面积。l 目前常用的滤料有石英砂、白煤、陶粒、高炉渣、目前常用的滤料有石英砂、白煤、陶粒、高炉渣、聚氯乙烯、聚苯乙烯塑料球等。聚氯乙烯、聚苯乙烯塑料球等。 5.2.35.2.3气浮法气浮法l 当当悬浮颗粒的密度接近或小于水的密度悬浮颗粒的密度接近或小于水的密度时，气浮时，气浮是泥水分
29、离的有效方法之一。是泥水分离的有效方法之一。l 气浮法气浮法是将空气以微泡的形式进入污水中，利用是将空气以微泡的形式进入污水中，利用表面化学的原理，疏水性颗粒就会黏附在气泡上，表面化学的原理，疏水性颗粒就会黏附在气泡上，随气泡一起上浮，从而实现与水的分离。随气泡一起上浮，从而实现与水的分离。l 污染物能否附在气泡上，主要取决于体系的污染物能否附在气泡上，主要取决于体系的表面表面能能和污染物的和污染物的表面特性表面特性。表面能表面能由表面张力（使由表面张力（使液体缩小表面积的能力）表示，液体缩小表面积的能力）表示，表面特性表面特性由污染由污染物的表面润湿性或亲水性表示。物的表面润湿性或亲水性表示
30、。 1) 气浮法的特点气浮法的特点l 与沉降法相比，气浮法具有下述一些特点：与沉降法相比，气浮法具有下述一些特点：l 占地面积小，基建投资少；占地面积小，基建投资少；l 浮渣含水率低，一般在浮渣含水率低，一般在96%以下，比沉淀污泥以下，比沉淀污泥体积少体积少2-10倍，而且表面刮渣也比池底排泥方便；倍，而且表面刮渣也比池底排泥方便；l 气浮法所需药剂费用比沉淀法少。但是，气浮气浮法所需药剂费用比沉淀法少。但是，气浮法电耗较大，处理每吨废水比沉淀法多耗电法电耗较大，处理每吨废水比沉淀法多耗电 0.020.04 kWh。 2) 气浮法的分类气浮法的分类l 按气泡产生方式的不同，按气泡产生方式的不
31、同，可分为可分为充气气浮、溶气气充气气浮、溶气气浮和电解气浮浮和电解气浮三类。三类。l 充气气浮充气气浮l 充气气浮是采用扩散板或充气气浮是采用扩散板或微孔管直接向气浮池中通微孔管直接向气浮池中通入压缩空气，或借水泵吸入压缩空气，或借水泵吸水管吸入空气，也可以采水管吸入空气，也可以采用水力喷射器、高速叶轮用水力喷射器、高速叶轮等向水中充气，形成的气等向水中充气，形成的气泡直径大约为泡直径大约为1 000 m。l 溶气气浮溶气气浮l 它是使空气在一定压力下溶于水中并呈饱和状态，它是使空气在一定压力下溶于水中并呈饱和状态，然后使废水压力骤然降低，这时空气便以微小的然后使废水压力骤然降低，这时空气便
32、以微小的气泡从水中析出并进行气浮。气泡从水中析出并进行气浮。l 用这种方法形成的气泡直径只有用这种方法形成的气泡直径只有80m左右，并左右，并且可以人为地控制气泡和废水接触时间，因而净且可以人为地控制气泡和废水接触时间，因而净化效果比充气气浮好，应用也更广泛。化效果比充气气浮好，应用也更广泛。 电解气浮法电解气浮法l 废水电解时，由于水的电解及有机物的电解氧化，废水电解时，由于水的电解及有机物的电解氧化，在电极上会有气体（如在电极上会有气体（如H2、O2及及CO2、Cl2。等）。等）析出。借助于电极上析出的微气泡而上浮分离疏析出。借助于电极上析出的微气泡而上浮分离疏水性杂质微粒的技术，称为电解
33、上浮法。水性杂质微粒的技术，称为电解上浮法。l 电解时，不仅有气泡上浮作用，而且还兼有凝聚、电解时，不仅有气泡上浮作用，而且还兼有凝聚、共沉、电化学氧化及还原等作用。共沉、电化学氧化及还原等作用。l 电解上浮法具有除去的污染物范围广、泥渣量少、电解上浮法具有除去的污染物范围广、泥渣量少、工艺简单、设备小等优点，主要缺点是电耗大。工艺简单、设备小等优点，主要缺点是电耗大。 5.2.4 5.2.4 离心分离法离心分离法l 利用离心力分离废水中悬浮物的方法，称为利用离心力分离废水中悬浮物的方法，称为离心分离法离心分离法。离心沉降离心沉降、离心上浮离心上浮水旋分离设备水旋分离设备器旋分离设备器旋分离设
34、备容器固定不容器固定不动，而由沿切向动，而由沿切向高速进入器内的高速进入器内的废水本身旋转来废水本身旋转来产生离心力；产生离心力；由高速旋转的由高速旋转的容器带动器内废容器带动器内废水旋转来产生离水旋转来产生离心力。如心力。如各种离心各种离心机机 5.2.5 5.2.5 磁力分离法磁力分离法l 磁力分离法磁力分离法：借助外加磁场的作用，将废水：借助外加磁场的作用，将废水中具有磁性的悬浮固体吸出的方法。中具有磁性的悬浮固体吸出的方法。l 处理能力强、效率高、能耗少、设备紧凑。处理能力强、效率高、能耗少、设备紧凑。l 可用于净化高炉煤气洗涤水、炼钢烟尘净化可用于净化高炉煤气洗涤水、炼钢烟尘净化废水
35、、轧钢废水和烧结废水，也可以用于其废水、轧钢废水和烧结废水，也可以用于其他工业废水和城市污水和地下水的净化。他工业废水和城市污水和地下水的净化。 5.2.5 5.2.5 磁力分离法磁力分离法永磁型永磁型电磁型电磁型超导型超导型磁场由永磁铁产磁场由永磁铁产生，不消耗电能。生，不消耗电能。但磁场强度、分离但磁场强度、分离能力和效率比较低，能力和效率比较低，且磁场强度不能调且磁场强度不能调节，因而仅用来分节，因而仅用来分离铁磁性物质。离铁磁性物质。可获得高磁场强可获得高磁场强度和高磁场梯度，度和高磁场梯度，分离能力大，效率分离能力大，效率高，可分离细小的高，可分离细小的铁磁物质和弱磁性铁磁物质和弱磁
36、性物质。物质。可产生可产生2万高斯万高斯以上的超强磁场，以上的超强磁场，运行时基本不消耗运行时基本不消耗电能，但造价高、电能，但造价高、要求严，尚处于试要求严，尚处于试验阶段。验阶段。 5.3 5.3 废水的化学处理法废水的化学处理法l 污水的化学处理污水的化学处理是是利用化学反应的作用以去除水中利用化学反应的作用以去除水中的杂质的杂质。l 处理对象：处理对象：无机的或有机的（难以生物降解的）溶无机的或有机的（难以生物降解的）溶解物质或胶体物质。解物质或胶体物质。化学处理法化学处理法混凝沉淀法混凝沉淀法中和法中和法氧化还原法氧化还原法化学沉淀法化学沉淀法有机溶剂萃取法有机溶剂萃取法 5.3.
37、5.3.1 1 混凝法混凝法l 废水中悬浮颗粒稳定存在的条件：废水中悬浮颗粒稳定存在的条件： 胶体尺寸很小胶体尺寸很小大部分胶体带负电大部分胶体带负电据研究，胶体微粒都带有电据研究，胶体微粒都带有电荷。天然水中的黏土类胶体微粒荷。天然水中的黏土类胶体微粒以及污水中的胶态蛋白质和淀粉以及污水中的胶态蛋白质和淀粉微粒等都带有负电荷，其结构示微粒等都带有负电荷，其结构示意图如图所示。意图如图所示。中心称为中心称为胶核胶核。其表面选择。其表面选择性地吸附了一层带有同号电荷的性地吸附了一层带有同号电荷的离子。离子。这些离子可以是胶核的组成这些离子可以是胶核的组成物直接电离而产生的，也可以是物直接电离而产
38、生的，也可以是从水中选择吸附从水中选择吸附H+或或OH -而造而造成的。成的。这层离子称为胶粒的电位离这层离子称为胶粒的电位离子，它决定了胶粒的电荷的多少子，它决定了胶粒的电荷的多少和符号。和符号。由于电位离子的静电引力，由于电位离子的静电引力，在其周围又吸附了大量的异号离在其周围又吸附了大量的异号离子，形成了所谓的子，形成了所谓的“双电层双电层”。为了使胶体颗粒失去稳定性，为了使胶体颗粒失去稳定性，必须中和这些表面电荷。添加与必须中和这些表面电荷。添加与胶体电荷相反的离子可以实现这胶体电荷相反的离子可以实现这种中和作用。种中和作用。水中的大部分胶体带有负电水中的大部分胶体带有负电荷，所以添加
39、钠离子荷，所以添加钠离子(Na+)可以减可以减少胶体的电荷。添加的钠离子浓少胶体的电荷。添加的钠离子浓度越高，胶体所带的电荷越小，度越高，胶体所带的电荷越小，因此，胶体周围的排斥力越小。因此，胶体周围的排斥力越小。如果添加二价离子或三价离子以如果添加二价离子或三价离子以取代钠等一价离子，那么电荷减取代钠等一价离子，那么电荷减少得更快。少得更快。 混凝原理混凝原理化学架桥作用原理化学架桥作用原理双电层作用原理双电层作用原理l 在混凝过程中，将阳离子加入水中，以减在混凝过程中，将阳离子加入水中，以减少胶体的表面电荷，使它们之间不再产生少胶体的表面电荷，使它们之间不再产生互相排斥。混凝剂是加入水中以
40、产生混凝互相排斥。混凝剂是加入水中以产生混凝作用的物质（化学药剂）。作用的物质（化学药剂）。水中的胶体水中的胶体大部分带负大部分带负电荷，加入电荷，加入三价阳离子三价阳离子最有效。最有效。生产安全用生产安全用水的要求水的要求在中性在中性pHpH范范围内，胶体围内，胶体应易于沉淀应易于沉淀分离，避免分离，避免含有高浓度含有高浓度残余离子残余离子 常用的混凝剂和助凝剂常用的混凝剂和助凝剂硫酸铝。硫酸铝。Al2( SO4)318 H2O无毒，价格便宜，使用方便，用于脱除浊度、色度和几乎无毒，价格便宜，使用方便，用于脱除浊度、色度和几乎所有悬浮物都很方便，但絮凝体比较轻，适用于水温所有悬浮物都很方便，
41、但絮凝体比较轻，适用于水温20 40，适用，适用pH范围为范围为5.77.8，较窄。较窄。聚合氯化铝（聚合氯化铝（PAC，即碱性氯化铝）。聚合氯化铝，即碱性氯化铝）。聚合氯化铝Al2(OH)6-nClnm是一种较新的铝是一种较新的铝盐混凝剂，具有优良的凝聚能力。盐混凝剂，具有优良的凝聚能力。PAC聚合度较高，投加后快速搅拌，可以大大缩短聚合度较高，投加后快速搅拌，可以大大缩短絮凝体形成的时间，对高浊度水也能充分处理。受水温凝聚效果也很好。适宜的絮凝体形成的时间，对高浊度水也能充分处理。受水温凝聚效果也很好。适宜的pH范围较宽，为范围较宽，为59。能形成大粒，沉重的絮凝体，沉淀效率很高，处理高浊
42、度水较为。能形成大粒，沉重的絮凝体，沉淀效率很高，处理高浊度水较为经济，处理低浊度水费用较贵。经济，处理低浊度水费用较贵。硫酸亚铁硫酸亚铁( FeSO47H2O)形成的絮凝体较重，形成较快而且稳定，沉淀时间短，能形成的絮凝体较重，形成较快而且稳定，沉淀时间短，能除去臭味和一定的色度。适用于碱度高、浊度大的水，废水中若有硫化物，可生成难除去臭味和一定的色度。适用于碱度高、浊度大的水，废水中若有硫化物，可生成难溶于水的硫化亚铁，便于去除。缺点是：腐蚀性较强；废水色度高时，色度不易除去。溶于水的硫化亚铁，便于去除。缺点是：腐蚀性较强；废水色度高时，色度不易除去。与铝盐相比，铁盐能有效混凝的与铝盐相比
43、，铁盐能有效混凝的pH范围更广，在范围更广，在49之间。之间。聚丙烯酰胺。是一种新型高分子混凝剂，在处理水时凝聚速度快，用量很少，絮凝聚丙烯酰胺。是一种新型高分子混凝剂，在处理水时凝聚速度快，用量很少，絮凝体粒大强韧。在水处理中常与铁、铝盐混凝剂合用，利用无机混凝剂对胶体微粒电荷体粒大强韧。在水处理中常与铁、铝盐混凝剂合用，利用无机混凝剂对胶体微粒电荷的中和作用和高分子混凝剂优异的絮凝功能，可以得到良好的处理效果。的中和作用和高分子混凝剂优异的絮凝功能，可以得到良好的处理效果。活化硅胶。是一种助凝剂，是把硅酸钠（水玻璃）用酸（常用硫酸）中和并熟化，活化硅胶。是一种助凝剂，是把硅酸钠（水玻璃）用
44、酸（常用硫酸）中和并熟化，使硅酸钠转化成硅酸单体，聚合成高分子物质。使硅酸钠转化成硅酸单体，聚合成高分子物质。骨胶。无毒，常用的为骨胶和三氯化铁混合制剂。它成本低，投量少，来源丰富。骨胶。无毒，常用的为骨胶和三氯化铁混合制剂。它成本低，投量少，来源丰富。用它比单纯用混凝剂效果好，能提高混凝沉淀池的出水能力。也可以单独使用，一般用它比单纯用混凝剂效果好，能提高混凝沉淀池的出水能力。也可以单独使用，一般与铁、铝盐混合剂合用。与铁、铝盐混合剂合用。其他混凝助剂。除活性硅外，还有其他混凝助剂。除活性硅外，还有pH调节剂、黏土和聚合物。酸和碱用于将水的调节剂、黏土和聚合物。酸和碱用于将水的pH调节到混凝
45、的最佳范围。常用来降低调节到混凝的最佳范围。常用来降低pH的酸为硫酸。石灰的酸为硫酸。石灰Ca(OH)2或苏打灰或苏打灰( Na2CO3)常用来增加常用来增加pH。 5.3.2 5.3.2 中和法中和法l 处理处理酸性废水酸性废水和和碱性废水碱性废水的主要方法。的主要方法。l 主要参数主要参数：pH，pH 7。l 投加法：中和剂能制成投加法：中和剂能制成溶液或浆料溶液或浆料时。时。l 过滤法：中和剂为过滤法：中和剂为粒料或块料粒料或块料时。时。l 常用的常用的碱性中和剂碱性中和剂有石灰、电石渣和石灰有石灰、电石渣和石灰石、白云石。常用的石、白云石。常用的酸性中和剂酸性中和剂有废酸、有废酸、粗制
46、酸和烟道气。粗制酸和烟道气。 投药中和法投药中和法过滤中和法过滤中和法利用碱性废水中和法利用碱性废水中和法最理想，但最理想，但很少会有这很少会有这种情况种情况可以补以投可以补以投药中和药中和pHpH大于大于6.56.5但小于但小于8-98-9，可不进行二可不进行二次处理。否次处理。否则，用酸中则，用酸中和多余的碱和多余的碱 利用碱性废水中和：利用碱性废水中和：酸性废水和碱性废水同时存在的情况下，以废治废； 投药中和法：投药中和法：将碱性药剂加入到酸性废水中进行将碱性药剂加入到酸性废水中进行中和，通常采用中和，通常采用石灰乳石灰乳。H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 +2H2OFe2+
47、+ Ca(OH)2 Fe(OH)2 + Ca2+投加方法有：投加方法有：干投干投和和湿投湿投两种。两种。干投法：将石灰直接投入废水中。此法设干投法：将石灰直接投入废水中。此法设备简单，但反应不彻底，投加量大约为理论量备简单，但反应不彻底，投加量大约为理论量的的1.4-1.5倍。一般不采用，倍。一般不采用，通常采用湿投法通常采用湿投法。 过滤中和：过滤中和：使酸性废水通过碱性固体滤料层进使酸性废水通过碱性固体滤料层进行中和。行中和。滤料滤料可采用可采用石灰石或白云石石灰石或白云石。石灰石滤料。石灰石滤料反应速度较白云石快，但进水中硫酸允许浓度反应速度较白云石快，但进水中硫酸允许浓度则较白云石滤料
48、低。则较白云石滤料低。 碱性废水中和处理：碱性废水中和处理：l 可用可用酸性废水酸性废水或或加酸加酸中和，或中和，或烟道气烟道气中和。普中和。普遍采用的是加遍采用的是加硫酸硫酸进行中和。进行中和。l 压缩的二氧化碳气体也可以，但成本高。烟道压缩的二氧化碳气体也可以，但成本高。烟道气中含有高达气中含有高达24%的的CO2，有时还有少量，有时还有少量SO2，可用来中和碱性废水。，可用来中和碱性废水。 5.3.3 5.3.3 氧化还原法氧化还原法l 通过通过氧化剂氧化剂或或还原剂还原剂将废水中的有害物质氧化或还将废水中的有害物质氧化或还原为无毒或微毒物质的方法。原为无毒或微毒物质的方法。l 基本原理
49、基本原理：按照不同价态的离子进行水解的难易程度，金按照不同价态的离子进行水解的难易程度，金属离子可分为两类：属离子可分为两类：l 第一类是高价易于水解而低价难于水解的离子，例如第一类是高价易于水解而低价难于水解的离子，例如Fe3+ 、Fe2+、AS5+ 、AS3+、Sn4+、Sn2+等；第二类是高价不能等；第二类是高价不能l 或难于水解而低价易于水解的离子，例如或难于水解而低价易于水解的离子，例如UO22+、U4+、Cr6+、Cr3+等。等。l 前者适于在前者适于在氧化条件氧化条件下进行氧化水解法净化，而后者则适下进行氧化水解法净化，而后者则适于在于在还原条件还原条件下进行还原水解法净化。下进
50、行还原水解法净化。 5.3.4 5.3.4 化学沉淀法化学沉淀法l 向废水中投加某些化学药剂，使其与废水中的污向废水中投加某些化学药剂，使其与废水中的污染物发生直接的化学反应，形成染物发生直接的化学反应，形成难溶的固体难溶的固体生成生成物（沉淀物），然后进行物（沉淀物），然后进行固液分离固液分离，从而除去水，从而除去水中污染物的方法。中污染物的方法。l 常用化学沉淀法去除的有害离子：阳离子如常用化学沉淀法去除的有害离子：阳离子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+、Ni2+、Cu2+、Cr6+，阴离子如，阴离子如SO42 -、PO43-。 氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法l 原理：原理：除了碱金
