在常规水处理中，过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。
过滤的功效，不仅在于进一步降低水的浊度，而且水中有机物、细菌乃至病毒等将随水的浊度的降低而被部分去除。残留的细菌、病毒在失去附着物的保护和依附后，在滤后消毒中也容易被杀死。
1.工作过程:由过滤与反冲洗两部分组成。
浑水流经滤料时，水中杂质被截留，随着滤料层中杂质截留量的逐渐增多，滤料层中的水头损失也相应增加，当水头损失增加到一定程度时，会使滤池产水量减少，或滤过水质不符合要求时，应停止过滤进行冲洗。
冲洗水自下而上穿过承托层及滤料层，均匀分布于整个滤池平面上，滤料层处于悬浮状态，滤料得到清洗。
2、过滤理论
（1）两阶段理论：由迁移与粘附组成。
迁移：沉淀、扩散、惯性、阻截和水动力
粘附：范德华引力、静电力、以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力作用、絮凝颗粒间的架桥作用。
（2）附着力与水流剪力
在过滤初期，滤料较干净，孔隙率较大，孔隙流速较小，水流剪力较小，粘附作用占优势。随着过滤时间延长，滤层中杂质逐渐增多，孔隙率减小，水流剪力逐渐增大，以至最后粘附的颗粒将首先脱落，或后续颗粒不再有粘附现象，于是，下层滤料的截留作用渐次发挥。
实际上，在下层滤料作用远未得到充分发挥时，过滤就得停止。表层滤料粒径最小，孔隙将逐渐被堵塞，或悬浮物穿过过滤层而使水质恶化，过滤将被迫停止。
3、过滤方式
（1）恒速过滤:在恒速过滤状态，由于滤层逐渐被堵塞，水头损失随过滤时间逐渐增加，滤池中水位逐渐上升，当水位上升到最高水位时，过滤停止以待冲洗。无阀滤池与虹吸滤池是典型的恒速过滤滤池。
（2）减速过滤:在过滤过程中，如果过滤水头损失始终保持不变，孔隙率逐渐减小，必然使滤速逐渐减小。移动罩滤池属于变速过滤滤池。
（3）直接过滤:原水不经过沉淀而直接进入滤池的过滤称为“直接过滤”。直接过滤有两种方式：①原水加药后只经过混合就直接进入滤池过滤，称为“接触过滤”。也可称为“直流过滤”②原水加药后经过混合和微絮凝池后进入滤池过滤，称为“微絮凝过滤”
幻灯片11
直接过滤的两个特点：
①采用双层或三层滤料滤池；
②采用聚合物为混凝剂或助凝剂。
直接过滤要求：
①原水浊度和色度较低且水质变化小，常年原水浊度低于50度；
②直接过滤中的滤速应根据原水水质决定，浊度偏高时应采用较低滤速，当原水浊度在50度以上时，滤速一般在5m/h左右。
4、滤料与承托层
（1）滤料的要求:a.具有足够的机械强度b.具有足够的化学稳定性c.具有一定的颗粒级配和适当的孔隙率d.能就地取材、价廉。
石英砂是使用最广泛的滤料，双层和多层滤料中，常用的还有无烟煤、石榴石、钛铁矿、磁铁矿、金刚砂等。轻质滤料有聚苯乙烯及陶粒等。
(2)滤料性能参数
a.比表面积:单位重量或体积的滤料所具有的表面积，单位为cm2/g 或cm2/ cm3。
b.有效粒径与不均匀系数:粒径级配可以用滤料的有效粒径和不均匀系数表示，关系如下：
808010d k d
d 10——通过滤料重量10％的筛孔孔径(m m ) d 10称为有效粒径，它反映细颗粒尺寸，小于d 10的颗粒是产生水头损失的主要部分。
d 80——通过滤料重量80％的筛孔孔径(m m ) 反映粗颗粒尺寸
不均匀系数K 80——表示粗细颗粒差别的大小或不均匀程度。（通常要求K 80 ＜2.0） 砂粒级配对滤池的运行的影响：不均匀系数K80越大，则大小颗粒差别越大，颗粒越不均匀。这对过滤和反冲洗都会产生不利影响，因为K80较大时，大小颗粒掺杂的结果，过滤时会降低滤料层的孔隙率，影响滤层的含污能力以及增加过滤时的阻力，反冲洗满足细颗粒膨胀要求，粗颗粒将得不到很好清洗；若为满足粗颗粒膨胀要求，则细颗粒可能被冲出池外。
（4）承托层
承托层的作用：①防止滤料层从配水系统流失；②均匀布置反冲洗水。
5、滤池冲洗。常用的反冲洗方法有以下2种：①高速水流反冲洗：具有一定的膨胀度，形成上细下粗的水力分层，需水量大。②气-水联合反冲洗；利用上升气泡的振动，将滤料表面污物破碎、脱落，再由水冲带出池外。水冲强度可降低，可减少水冲水量，提高滤池冲洗质量。冲洗时滤层不一定膨胀或仅轻微膨胀，冲洗结束后滤层不产生或不明显产生上细下粗分层，即保持原来滤层结构。
气-水联合冲洗具有下述特点：①冲洗效果好；②节约反冲洗水量；③冲洗结束后，滤层不产生或不明显产生上细下粗的分层现象；④气-水联合冲洗操作较为麻烦，池子和设备较复杂，需增加鼓风机或空压机、储气罐等气冲设备。
气-水联合冲洗有3种操作方式：①先气洗，后水洗；②先气水混合洗，再用水洗；③先气洗，再气水混合洗，最后用水洗（或漂洗）。气-水联合冲洗时，总的反冲洗时间约在10min 左右。
6、配水系统：常见的配水系统有大阻力配水系统、小阻力配水系统、中阻力配水系统三种。
其作用：①反冲洗时，均匀分布反冲洗水；②过滤时，均匀集水。反冲洗时配水不均匀的危害：①滤池中砂层厚度分布不同；②过滤时，产生短流现象，使出水水质下降；③可能导致局部承托层发生移动，造成漏砂现象。
（1）大阻力配水系统的原理
a 、构造
大阻力配水系统的设计要点：
①干管起端流速为0.2~1.2m/s ，支管起端流速为1.4~1.8 m/s ，孔眼流速为3.5~5 m/s 。②支管中心距为0.25~0.3 m ，支管长度与其直径之比一般不应大于60。③孔口直径约为9~12 mm ，设于支管两侧，与垂线呈45O 角向下交错排列。④干管横截面与支管总横截面之比应大
于1.75~2.0。当干管直径大于300mm时，干管顶部也应开孔布水，并在孔口上方设置挡板。
⑤孔口总面积与滤池面积之比称为开孔比，其值可按下式计算：
大阻力配水系统构造尺寸计算的依据上式说明：①大阻力配水系统配水的均匀性只与干管截面积、支管截面积、支管个数、孔口总面积等有关，而与其它因素无关。②当滤池面积过大时，滤池中砂层和承托层的铺设、冲洗废水的排除等的不均匀度都将对冲洗效果产生影响。
大阻力配水系统的特点：①配水均匀性好；②结构复杂；③管道容易结垢；④孔口水头损失大，因而要求反冲洗水压高。无阀滤池、移动冲洗罩滤池、虹吸滤池等的冲洗水头非常有限，不宜采用大阻力配水系统。
(2) 小阻力配水系统
小阻力配水系统的构造特点：铺设穿孔滤板或滤砖，开孔比一般为1.0~1.5%。
小阻力配水系统的特点：①反冲洗水头小；②配水均匀性较大阻力配水系统为差，当配水系统室内压力稍有不均匀，滤层阻力稍不均匀，滤板上孔口尺寸稍有差别或部分滤板受堵塞，配水均匀程度都会敏感地反映出来；③滤池面积较大时，不宜采用小阻力配水系统。
一般规定：α=0.20%~0.25%为大阻力配水系统；α=0.60%~0.80%为中阻力配水系统；α=1.0%~1.5%为小阻力配水系统。这样的规定并不十分严格，此间并无严格界限。
为了保证配水均匀，应注意：a.冲洗水到达各个孔口处的流道中流速，应尽量低些，以消除流道中水头损失和水头变化对配水均匀性影响；b .各孔口（或滤头）阻力应力求相等，加工精度要求高。
（3）冲洗排水槽的设计要求：a．冲洗排水槽平面总面积一般不大于单个滤池面积的25%。否则，会影响上升水流的均匀性。b．相邻两槽的中心间距一般为1.5~2.0m。间距过大，难以排水均匀。c．槽内水面以上一般要有7cm左右的保护高，以保证冲洗废水自由跌水进入排水槽。d．排水槽的废水应自由跌水进入排水渠，以免引起壅水现象。e．每单位槽长的溢入流量应相等。故施工时冲洗排水槽口应力求水平，误差限制在2mm内。
7．冲洗水的供给
两种：①水泵冲洗；②冲洗水塔或水箱冲洗。
水泵冲洗的特点：①投资省；②但操作较为麻烦；③在冲洗的短时间内耗电量大，往往会使厂区内供电网负荷骤增。
冲洗水箱的特点：①造价高；②但操作简单；③专用水泵小，耗电量较均匀；④水箱容积按单个滤池冲洗水量的1.5倍计算。
8. 普通快滤池基本参数
（1）滤速设计滤速一般为8~10m/h。
(3)个数和单池面积一般单池面积不大于100m2。滤池的个数在设计时应根据技术经济比较确定，但不得小于两个
(4)滤池深度
滤池深度包括：保护高：0.25~0.3m；滤层表面以上水深：1.5~2.0m；滤层厚度：见表1；承托层厚度：见表2和表3。因此，滤池的总深度一般为3.0~3.5m。单层石英砂滤池深度一般稍小；双层和三层滤料滤池深度稍大。
(5) 管廊布置
管廊：是指集中布置滤池的管渠、配件及阀门的场所，要求如下：力求紧凑，简捷；
留有设备与管配件安装、维修时必须的空间；具有良好的防水、排水、通风、照明设备；
便于与滤池操作室联系；管廊中的管道一般用金属材料，也可用钢筋混凝土渠道；管廊门及通道应允许最大配件通过，并考虑检修方便。
几种管廊布置方法，滤池数小于5个时，滤池宜采用单行排列，管廊位于滤池的一侧。当滤池数超过5个时，滤池宜采用双行排列，管廊位于两排滤池的中间。后者布置紧凑，但管廊通风、采光不如前者，检修也不太方便。
管廊布置主要有如下四种形式：①进水、清水、冲洗水和排水渠，全部布置于管廊内，特点：渠道结构简单，施工方便，管渠集中紧凑，但管廊中管件较多，通行和检修不太方便。
②冲洗水和清水渠布置于管廊中，进水和排水渠布置于滤池另一侧。特点：可节省金属管件及阀门，管廊内管件简单，施工和检修方便。但造价稍高③进水、冲洗水及清水管均采用金属管道，排水渠单独设置。特点：通常用于小型水厂或滤池单行布置。④对于较大滤池，为节约阀门，可以将进水和排水阀门分别用进水虹吸和排水虹吸代替，冲洗水管和清水管仍用阀门。特点：虹吸管通水或断水以真空系统控制。
(6)设计注意事项①滤池清水管应设短管，管径一般采用75~200mm，以便滤池翻修后排放初滤水。②滤池底部宜设有排空管，其入口处设栅罩，池底坡度约为0.005，坡向排空管。
③配水系统干管末端一般装有排气管。④每个滤池宜设置水头损失计及取样管。⑤各种密封渠道上应设有人孔，以便检修。⑥滤池池壁与砂层接触处抹面应拉毛，以免过滤时水流在该处形成“短路”而影响水质。
四阀快滤池管廊布置
布
置形式
优缺点
四阀集中
优点：1、阀门集中，操作方便；2、管廊布置紧凑，滤池结构简单，仅一侧进水；3、浑、冲、清、排四总管亦可采用钢筋混凝土总渠，使管配件减少缺点：1、管廊不能过于紧凑，以免安装检修困难；2、管路复杂
三阀和一阀双侧布置优点：管廊内管道布置较简单，检修稍方便
缺点：滤池增加了外侧浑水渠，如采用人工操作，较麻烦
双阀双侧布置
优点：1、管廊内管路简单；2、安装检修方便
缺点：1、采用人工操作时管理不便；2、滤池增设外侧的浑、排水渠，结构较复杂
各种滤池优缺点和适用条件
形式
滤池
特点
优缺点适用条件
普通快滤池
下向
流、砂滤
料的四阀
式滤池
优点：（1）有成熟的运转经验，运行稳
妥可靠（2）采用砂滤料，材料易得，价格便
宜（3）采用大阻力配水系统，单池面积可做
得较大；池深较浅（4）可采用降速过滤，水
质较好
缺点：（1）阀门多（2）必须设有全套冲
洗设备
（1）可适用于大、
中、小型水厂
（2）单池面积一
般不宜大于100m2
（3）有条件时尽
量采用表面冲洗或空
气助洗设备
双阀滤池
下向
流、砂滤
料的双阀
式滤池
优点：（1）同普通快滤池的（1）（2）（3）
（4）；（2）减少二只阀门，相应降低了造价
和检修工作量
缺点：（1）必须设有全套冲洗设备（2）
增加形成虹吸的抽气设备
与普通快滤池相
同
V 型滤池
下向流
均粒砂滤
料，带表面
冲洗的气水
反冲滤池
优点：（1）运行稳妥可靠（2）采用砂滤
料，材料易得（3）滤床含污量大，周期长，
滤速高，水质好（4）具有气水反洗和水表面
扫洗，冲洗效果好
缺点：（1）配套设备多，如鼓风机等（2）
土建较复杂，池深比普通快滤池深
（1）适用于大、
中型水厂
（2）单池面积可
达150m2以上
虹吸滤池
下向
流、砂滤料、
低水头互洗
式无阀滤池
优点：（1）不需大型阀门（2）不需冲洗
水泵或冲洗水箱（3）易于自动化操作
缺点：（1）土建结构复杂（2）池深大，
单池面积不能过大，反冲洗时要浪费一部分
水量，冲洗效果不易控制（3）变水位等速过
滤，水质不如降速过滤
（1）适用于中型
水厂（水量2~10万
m3/d）
（2）单池面积不
宜过大
（3）每组滤池数
不小于6池
无阀滤池
下向
流、砂滤
料、低水头
带水箱反
洗的无阀
滤池
优点：（1）不需设置阀门（2）自动冲洗，
管理方便（3）可成套定型制作（钢制）
缺点：(1)运行过程看不到滤层情况（2）
清砂不便（3）单池面积较小（4）冲洗效果较
差，反冲洗时要浪费部分水量（5）变水位等
速过滤，水质不如降速过滤
（1）适用于小型
水厂一般在1万m3/d
以下
（2）单池面积一
般不大于25m2
移动罩滤池
下向
流、砂滤
料、低水头
反洗连续
过滤滤池
优点：（1）造价低，不需大量阀门设备（2）
池深浅，结构简单（3）能自动连续运行，不
需冲洗水塔或水泵（4）节约用地，节约电耗
（5）降速过滤
缺点：（1）需设移动冲洗设备，对机械加
工，材质要求高（2）起始滤速较高，因而滤
池平均设计滤速不宜过高（3）罩体与隔墙间
的密封要求较高
（1）适用于大、
中型水厂
（2）单格面积不
宜过大（例如小于10
m2）
污水处理生化调试技术方案 一污泥的培养 方法有同步与异步培养与接种,同步是培奍与驯化同时进行或交替进行，异步是先培后驯化，接种是利用类似污水的剩余污泥接种。 活性污泥可用糞便水经曝气培养而得，因为粪便污水中，细菌种类多，本身含有的营养丰富，细菌易于繁殖。?通常为了缩短培菌周期，我们会选择接种培养。?先说粪便水培菌?具体步骤:?将经过过滤的粪便水投入曝气池,再用生活污水或河水稀释，至BOD约为3００-400，进行连续曝气。这样过二,三天后,为补充微生物的营养物质和排除由微生物产生的代谢产物,应进行换水,换水根据操作情况分为间断和连续操作。?１.间断操作：?当第一次加料曝气并出现模糊的活性污泥绒絮后,就可停止曝气，使混合液静止沉淀，经1－１.５小时后排放上清液,把排放的上清液约占总体积的60-７0%。?然后再加生活污水和粪便水,这时的粪便水可视曝气池内的污泥量来调整,这样一直下去，直至ＳV达到30%。一般需2周，水温低时时间要延长。 在每次换水时，从停止曝气,沉淀到重新曝气的总时间要控制在２小时之内为宜?成熟的污泥应具有良好的混凝，沉降性能，污泥内有大量的菌胶菌和终生?纤毛类原生动物，如钟虫,等枝虫,盖纤虫等,并可使污水的生化需氧量去除率达90%左右 2.连续操作：?在第一次加料出现绒絮后,就不断地往曝气池投加生活污水或河水,添加粪便水的控制原则与间断投配相同。往曝气池的投加的水量,应保证池内的水量能每天更换一次,随着培奍的进展，逐渐加大水量使在培养后期达到每天更换二次。在曝气池出水进入二次沉淀池后不久(0．5-1）就开始回流污泥,污泥的回流量为曝气池进水量的5０%?驯化的方法：可在进水中逐渐增加被处理的污水的比例，或提高浓度,使生物逐渐适应新的环境开始时，被处理污水的加入量可用曝气池设计负荷的20-３0%，达到较好的处理效率后,再继续增加，每次以增加设计负荷的１0-20％为宜，每次增加负荷后，须等生物适应巩固后再继续增加，直至满负荷为止。?如果被处理工业污水中,缺氮和磷以及其它营养物时，可根据BOD：N：P为100:5:1的比例来调整。?个人认为在此阶段，必要的超赿管路要具备，工艺没设计的可用消防管代替。 而且各种分析要跟上去,和种参数需及时测定,特别是镜检,因为有经验的人可能通过镜检和数据就可以很好的完成任务,另外良好的心理素质也比较重要,有些现象要果断处理,有些则需等侍再认定上面是异步法,同步就是在污泥培养过程中，不断加入工业污水，使污泥在增长过程中逐渐适应工业污水的环境，这样虽可缩短培养和驯化的时间,但在这一过程中发生的问题，又缺实践经验则难以判断问题出在哪一个环节上。 若有条件,就是接种培养，这样可缩短时间，若是相似的污水的污泥,更可提高驯化效果。 二、试运行
《水处理工程》 第一篇水和废水物化处理的原理与工艺 习题集 第二章混凝 1. 何谓胶体稳定性？试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。 2. 混凝过程中，压缩双电层何吸附－电中和作用有何区别？简要叙述硫酸铝混 凝作用机理及其与水的pH值的关系。 3. 高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？ 4.为什么有时需要将PAM在碱化条件下水解成HPAM？PAM水解度是何涵义？ 一般要求水解度为多少？ 5.混凝控制指标有哪几种？为什么要重视混凝控制指标的研究？你认为合理的 控制指标应如何确定？ 6.混合和絮凝反应同样都是解决搅拌问题，它们对搅拌有何不同？为什么？ 7.根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？折板絮凝池混凝效果为什么优 于隔板絮凝池？ 8.采用机械絮凝池时，为什么要采用3～4档搅拌机且各档之间需用隔墙分开？ 9.试述给水混凝与生活污水及工业废水混凝各自的特点。 10.某粗制硫酸铝含Al2O315％、不溶解杂质30％，问：(1)商品里面Al2(SO4)3和溶 解杂质各占的百分数；(2)如果水中加1克这种商品，计算在水中产生的 Al(OH)3、不溶解杂质和溶解的杂质分别重多少？ 11.For a flow of 13500 m3/d containing 55mg/L of suspended solids, ferric sulfate is used as a coagulant at a dose of 50mg/L (a) Assuming that there is little alkalinity in the water, what is the daily lime dose? (b) If the sedimentation basin removes 90% of the solids entering it, what is the daily solids production from the sedimentation basin? 12.隔板絮凝池设计流量75000m3/d。絮凝池有效容积为1100m3。絮凝池总水头 G值各为多少？（水厂自用损失为0.26m。求絮凝池总的平均速度梯度G值和T 水量按5%计） 13.某机械絮凝池分成3格。每格有效尺寸为2.6m（宽）?2.6m（长）?4.2m（深）。
水的物理、化学及物理化学处理方法简介 （一）物理处理方法 利用固体颗粒和悬浮物的物理性质将其从水中分离去除的方法称为物理处理方法。物理处理法的最大优点是简单易行，效果良好，费用较低。 物理处理法的主要处理对象是水中的漂浮物、悬浮物以及颗粒物质。 常用的物理处理法有格栅与筛网、沉淀、气浮等。 （1）格栅与筛网 格栅是用于去除水中较大的漂浮物和悬浮物，以保证后续处理设备正常工作的一种装置。格栅通常有一组或多组平行金属栅条制成的框架组成，倾斜或直立地设立在进水渠道中，以拦截粗大的悬浮物。 筛网用以截阻、去除水中的更细小的悬浮物。筛网一般用薄铁皮钻孔制成，或用金属丝编制而成，孔眼直径为0.5~1.0mm。 在河水的取水工程中，格栅和筛网常设于取水口，用以拦截河水中的大块漂浮物和杂草。在污水处理厂，格栅和筛网常设于最前部的污水泵之前，以拦截大块漂浮物以及较小物体，以保护水泵及管道不受阻塞。 （2）沉淀 沉淀是使水中悬浮物质（主要是可沉固体）在重力作用下下沉，从而与水分离，使水质得到澄清。这种方法简单易行，分离效果良好，是水处理的重要工艺，在每一种水处理过程中几乎都不可缺少。按照水中悬浮颗粒的浓度、性质及其絮凝性能的不同，沉淀现象可分为：自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀、压缩沉淀。 水中颗粒杂质的沉淀，是在专门的沉淀池中进行的。按照沉淀池内水流方向的不同，沉淀池可分为平流式、竖流式、辐流式和斜流式四种。 （3）气浮 气浮法亦称浮选，它是从液体中除去低密度固体物质或液体颗粒的一种方法。通过空气鼓入水中产生的微小气泡与水中的悬浮物黏附在一起，靠气泡的浮力一起上浮到水面而实现固液或液液分离的操作。其处理对象是：靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度接近于1的微小悬浮颗粒。 浮选过程包括微小气泡的产生、微小气泡与固体或液体颗粒的粘附以及上浮分离等步骤。实现浮选分离必须满足两个条件：一是必须向水中提供足够数量的
第七章废水生物化学处理基础 本章重点： 如何建立单个细菌以及生物膜或生物絮体的数学模型。 1947年，首次出现了“生物化学工程”( Biochemical engineering)一词。1965年Aiba等人的专著《物化学工程》(Biochemical Engineering)出版，标志着这一学科的正式出现。1971年Coulson及Richardson等著述的化学工程标准教材新添了第三卷，其中包括了一章生物化学反应工程，标志着生物化学工程已成为化学工程的—个新的组成部分。此后出版的生物化学工程专著有Atkinson的《生物化学反应器》(Biochemical Reactors，1974年)，Bailey及ollis 的《生物化学工程基础》(Biochemical Engineering Fundamentals．1977年)等书。 生物化学工程中应用的发酵器有两种基本类型，一种是利用微生物絮体的作用，这与废水处理中的活性污泥法相类似；另一种是利用微生物膜的作用，这与废水处理中的生物滤池法相类似。 以生物化学工程的方法来研究废水的生物处理，提高了它的理论深度，应该是发展的方向。把废水的生化处理看成是生物化学工程的一个重要分支，在学科体系上可能更合适—些。 §7.1 单个细菌的模型 从细菌结构及代谢途径来看，如果要按实际情况建立一个数学模型，几乎无法着手。所以目前一般采用一个远为简化的模型，而这个模型也起到了对营养物传入细菌内的整个过程，给出明确概念的作用。 底物一般是通过细胞的粘液层、细胞壁与细胞膜进入细胞内部的，而代谢作用只发生在
细胞内部的细胞质区。发生代谢作用后，底物也就消失了。 这里，我们假设： ①不考虑复杂的代谢过程； ②把底物的消失引用流体力学中“汇”的概念来解释； ③粘液层、细胞壁、细胞膜等作为底物传递的边界。 这样就得到一个细菌的简化模型，如图7-1所示。 扩散区指细胞壁外粘液层的部分，其表面积为a d cm 2，，底物通过扩散区时服从Fick 的第一扩散定律，即底物的通量为： Nd = －D γρd d （7-1） 式中，下标d 表示扩散区， γρd d 表示晏半径γ方向的浓度梯度，D 仍然表示分子扩散系数。 扩散区的内面为透酶区。这一区指细胞膜的透酶所起的运输作用。透酶是细脑膜内的一类立体专一性载体分子，这类分子也是一种蛋白质，取名透酶以示区别于代谢酶。透酶区的通量可用下列公式来表示： 'P ' p P K a N ρ+ρ= （7-2） 式中的下标p 表示透酶区，a p 及Kp 为两个常数，ρ’为透酶区外的底物浓度。 通量Np 只与透酶区外的底物浓度ρ’有关，而与代谢区中的底物浓度ρ’’无关。当ρ’＞ ρ’ 时，称为被动运输；ρ’＜ ρ’时，称为主动运输。 代谢区指细胞膜内的区域。这一区域内虽然产生了许多极复杂的代谢途径，但组成代谢途径的每一个反应都是由酶控制的，因而服从于Michaelis —Menten 方程。代谢区内底物消耗速率可以表示为： ' 'm ' 'm ''K a dt d ρ+ρ=ρ （7-3） 式中，ρ’’表示代谢区中底物的浓度，a m 及K m 为Michaelis-Menten 方程的常数。 当代谢区消耗底物的速率恰好和底物通过两个运输区的速率相等时，便得到一个稳定的状态，这时存在下列关系： ???? ??ρ+ρ=??? ? ??ρ+ρ=???? ??-γρ''m ''m m 'p 'p p r d K a V K a a d d D a d （7-4） 式中，a d 为扩散区的外表面积，下标r d 指浓度d ρ/d γ计值的扩散外径，a p 为透酶区的外表面积，V m 为代谢区的容积。 当底物不需透酶区的运输时，式（7-4）简化为：
第二章水得物理化学处理方法 21 自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀与压缩沉淀各有什么特点？说明它们得内在区别与特点。 悬浮颗粒在水中得沉降,根据其浓度及特性,可分为四种基本类型: 自由沉淀:颗粒在沉降过程中呈离散状态,其形状、尺寸、质量均不改变,下沉速度不受干扰。 絮凝沉淀:沉降过程中各颗粒之间相互粘结,其尺寸、质量会随深度增加而逐渐增大,沉速亦随深度而增加。 拥挤沉淀:颗粒在水中得浓度较大,颗粒间相互靠得很近,在下沉过程中彼此受到周围颗粒作用力得干扰,但颗粒间相对位置不变,作为一个整体而成层下降。清水与浑水间形成明显得界面,沉降过程实际上就就是该界面下沉过程。 压缩沉淀:颗粒在水中得浓度很高时会相互接触。上层颗粒得重力作用可将下层颗粒间得水挤压出界面,使颗粒群被压缩。 22 水中颗粒得密度=2、6 ,粒径d=0、1 mm,求它在水温10 ℃情况下得单颗粒沉降速度。解:6、7×103m/s。 23 非絮凝性悬浮颗粒在静止条件下得沉降数据列于表222中。试确定理想式沉淀池过流率为1、8m3/m2h时得悬浮颗粒去除率。试验用得沉淀柱取样口离水面120cm与240cm。ρ表示在时间t时由各个取样口取出得水样中悬浮物得浓度,ρ0代表初始得悬浮物浓度。 24 生活污水悬浮物浓度300mg/L,静置沉淀试验所得资料如表223所示。求沉淀效率为65%时得颗粒截留速度。 25 污水性质及沉淀试验资料同习题24,污水流量1 000m3/h,试求: (1)采用平流式、竖流式、辐流式沉淀池所需得池数及澄清区得有效尺寸; (2)污泥得含水率为96%时得每日污泥容积。 解:以平流式沉淀池为例:6座池子,长24m,宽5m,有效水深1、8m。 污泥得含水率为96%时得每日污泥容积19、5m3。 26 已知平流式沉淀池得长度L=20m,池宽B=4m,池深H=2m。今欲改装成斜板沉淀池,斜板水平间距10cm,斜板长度=1 m,倾角60°。如不考虑斜板厚度,当废水中悬浮颗粒得截留速度
物化法、化学法、生物法对含油废水的处 理 随着经济和工业的快速发展，石油化工，金属工业，机械工业，食品加工等行业也在快速发展，进而产生了大量的含油废水。据统计，世界上每年至少有500~1000 万t 油类污染物通过各种途径进入水体[1]，它已严重影响，破坏了环境，并且危害人体健康。含油废水是一种量大面广且危害严重的工业废水，具有COD，BOD 值高，有一定的气味和色度，易燃，易氧化分解，难溶于水的特点。 含油废水的处理方法根据其成分以及作用原理一般可以分为：物化法、化学法、生物法，但各种方法都有其局限性，在实际应用中通常将几种方法联合分级使用，从而实现良好的除油效果。文章主要从物化法、化学法、生物法三方面介绍了含油废水的处理。 1.1 物理化学法 1.1.1气浮法 气浮法是向废水中通入空气，利用油珠粘附于高度分散的微气泡后使浮力增大，进而上浮速度提高近千倍，因此油水分离效率很高。它可用于水中固体与固体、固体与液体、液体与液体乃至溶质中离子的分离[2]。 同时混凝剂的加入对气浮法处理含油废水的效率也有影响。魏飞等[3]采用溶气气浮模拟装置，研究了混凝剂投加量对除油效率的影响，指出在pH=8.0，溶气压力为0.30 MPa，溶气水流量为80 L/h的条件下，随着混凝剂的增加，除油率呈先升后降趋势。投药量在50~70 mg/L时，除油率最高且稳定。 此外，将气浮法与磁分离工艺联合起来处理含油废水以成为一个新的发展方向，杨瑞洪等[4]采用气浮—磁分离工艺处理某石化企业含油废水，其中气浮单元作为预处理主要用于去除分散油和部分乳化油，磁分离单元作为深度处理去除乳化油和部分溶解油，结果表明，此种方法除油率高，除油效果显著稳定。 1.1.2吸附法 吸附法是利用多孔固体吸附剂对含油废水中的溶解油及其它溶解性有机物进行表面吸附。活性炭是最常用的吸附剂，其吸附能力强但成本高，再生困难，加之吸附有限，限制了其应用[5]，因此寻求合适的吸附剂成为目前迫待解决的问题。 连少伟等[6]将ST粉煤灰改性后处理含油废水，结果表明，改性粉煤灰用量为100 g/L、
污水物理化学处理法 物理化学法(简称物化法)，是利用萃取、吸附、离子交换、膜分离技术、气提等物理化学的原理，处理或回收工业废水的方法。它主要用分离废水中无机的或有机的(难以生物降解的)溶解态或胶态的污染物质，回收有用组分，并使废水得到深度净化。 因此，适合于处理杂质浓度很高的废水(用作回收利用的方法)，或是浓度很低的废水(用作废水深度处理)。利用物理化学法处理工业废水前，一般要经过预处理，以减少废水中的悬浮物、油类、有害气体等杂质，或调整废水的pH值，以提高回收效率、减少损耗。 同时，浓缩的残渣要经过后处理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、吸附法、离子交换法、膜析法(包括渗析法、电渗析法、反渗透法、超滤法等)。 （1）萃取法 萃取法是向污水中加人一种与水不相溶而密度小于水的有机溶剂，充分混合接触后使污染物重新分配，由水相转移到溶剂相中，利用溶剂与水的密度差别，将溶剂分离出来，从而使污水得到净化的方法。再利用溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馆回收，再生后的溶剂可循环使用。使用的溶剂叫萃取剂，提出的物质叫萃取物。萃取是一种液-液相间的传质过程，是利用污染物(溶质)在水与有机溶剂两相中的溶解度不同进行分离的。 在选择萃取剂时，应注意萃取剂对被萃取物(污染物)的选择性，即溶解能力的大小，通常溶解能力越大，萃取的效果越好;萃取剂与水的密度相差越大，萃取后与水分离就越容易。常用的萃取剂有含氧萃取剂、含磷萃取剂、含氮萃取剂等。常用的萃取设备有脉冲筛板塔、离心萃取机等。 （2）吸附法 吸附法处理废水是利用——种多孔性固体材料(吸附剂)的表面来吸附水中的一种或多种溶解污染物、有机污染物等(称为熔质或吸附质)，以回收或去除它们，使废水得以净化。例如，利用活性炭可吸附废白水中的盼、隶、错、氧等剧毒物质，且具有脱色、除臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度处理，可分为静态吸附和动态吸附两种方法，即在污水分别处于静态和流动态时进行吸附处理。常用的吸附设备有固定床、移动床和流动床等。
改善物化污泥沉降性能的研究 摘要：物化污泥絮体细小沉降性差且机械脱水难度高。本实验利用生化污泥吸附性强、沉降性好的特点，选择适当比例与物化污泥进行混合微曝气，明显改善物化污泥沉降性，混合污泥的SV30从87％降至37％，并经中试验证，经过4小时曝气，污泥浓度明显下降，减容率为30％以上。 关键词：污泥沉降性；微曝气；减容减量 1．背景 绍兴水处理发展有限公司目前已建成投运一二三期工程，日处理水量为90万吨，处理工艺为”预处理一厌氧(水解酸化)一好氧”，其中日产生污泥约7万多吨，包括物化污泥、厌氧污泥和好氧污泥，以不同比例进入污泥处理系统，然后采用重力浓缩一浓缩池，机械脱水一带式压滤机，离心脱水机，来对污泥进行减容减量处置。物化污泥，沉降l生差，絮体细小，吸附性和粘性差，易造成浓缩池上清液大量带泥；这带来两个结果：1)由于沉降效果差，使相当比例的污 泥通过提升泵房回到水处理系统，增加了其处理负担；2)进机械脱水段污泥含水率居高不下，导致泥处理成本大幅度提高。如果能改善重力浓缩段污泥的沉降胜能，提高污泥浓度，那么对于提高污泥脱水设备的运行效率、稳定泥饼含水率、降低污泥脱水成本都有着十分重要的意义。为此，对物化污泥的性质、改善其沉降能等方面进行一些探讨和研究，很有必要。活性污泥具有良好的沉降陛和吸附眭。活性污泥中具有大量的微生物，而研究表明多种微生物能分泌一种具有粘性的高分子有机物，使细胞具有絮凝现象m。因此，可以考虑通过发挥活性污泥的絮凝特陛，将生化污泥掺入到物化污泥中，改善物化污泥的沉降性，并可通过适度的微曝气工艺，使微生物进入自身氧化阶段，来实现污泥减容减量的目的。本实验以小试结果为基础，在确定物化污泥和生化污泥的混合比例，微曝气时间，曝气量等因素的影响大小下，并通过中试试验放大考察该工艺的优缺点和具体参数要求。 2．材料与方法 2．1试验方案 研究分2个阶段：(1)小试阶段：研究物化污泥与生化污泥的比例(2：1或3：
第13章工业废水的物理化学处理 13.1 混凝 处理环节：预处理、中间处理、最终处理、三级处理、污泥处理、除油、脱色。 胶体：憎水性对混凝敏感，亲水性需特殊处理 高分子絮凝剂：分子量大的水溶性差，分子量小的水溶性好，故分子量要适当。 混凝的操作程序：里特迪克程序。 １）提高碱度：加重碳酸盐（增加碱度但pH值不提高）――快速搅拌1~3min ２）投加铝盐或铁盐――快速搅拌1~3min ３）投加活化硅酸和聚合电解质之类的助凝剂――搅拌20~30min 应用：1）造纸和纸板废水：加入少量的硫酸铝即可有效地混凝。如表13－1 2）滚珠轴承制造厂含乳化油废水：用CaCl2破除乳化，用硫酸铝去除油脂、悬浮物、Fe、PO4。 13.2气浮 13.2.1 气浮的基本原理 气浮＝固液分离＋液液分离――用于悬浮物、油类、脂肪、污泥浓缩 原理：微气泡――粘附微粒――气浮体（密度小于水）――去除浮渣。 探讨： 1、水中颗粒与气泡粘附条件 （１）界面张力、接触角和体系界面自由能 任何不同介质的相表面上都因受力不均衡而存在界面张力 气浮的情况涉及：气、水、固三种介质，每两个之间都存在界面张力σ。 三相间的吸附界面构成的交界线称为润湿周边。通过润湿周边作水、粒界面张力作用线和水、气界面张力作用线，二作用线的交角称为润湿接触角θ。见图13－3和13－4。 θ>90，疏水性,易于气浮 θ<90, 亲水性 悬浮物与气泡的附着条件： 按照物理化学的热力学理论, 任何体系均存在力图使界面能减少为最小的趋势。 界面能W =σS S：界面面积；σ：界面张力 附着前W1 =σ水气+σ水粒（假设S 为1） 附着后W2=σ气粒 界面能的减少△Ｗ= W1－W2＝σ水气+σ水粒－σ气粒 图13－4，σ水粒=σ气粒+σ水气COS(180?-θ) 所以: △Ｗ=σ水气(1-COSθ) 按照热力学理论, 悬浮物与气泡附着的条件：△Ｗ>0 △Ｗ越大，推动力越大，越易气浮。 （2）气－粒气浮体的亲水吸附和疏水吸附 由于水中颗粒表面性质的不同，所构成的气一粒结合体的粘附情况也不同。 亲水吸附：亲水性颗粒润湿接触角（θ）小，气粒两相接触面积小，气浮体结合不牢，易脱落。 疏水吸附：疏水性颗粒的接触角（θ）大，气浮体结合牢固。 根据△Ｗ=σ水气(1-COSθ)，得： 1) θ→0, COSθ→1, △Ｗ= 0 气浮 θ<90, COSθ<1, △Ｗ<σ水气颗粒附着不牢 θ>90, △Ｗ>σ水气气浮――疏水吸附 θ→180 △Ｗ=2σ水气最易被气浮
近年来，随着工业的发展、城市化进程的加快及农用化学品种类和数量的增加，我国大部分城镇饮用水源已受到不同程度的污染。据相关报道，我国七大水系中I到III类水体占45.1%，IV类和V类水体占22.9%，劣V类水体占32.0%[1]，水源污染加大了水源选择和处理的困难。饮用水水源中含有的有机污染物导致了“三致物”（致癌、致畸、致突变）的潜在威胁加大，水源水的污染问题日益严重，饮用水的安全问题得到了广泛关注和重视。 饮用水水源的氮磷污染问题也越来越受到人们的关注，氮磷过量导致湖泊等封闭水体富营养化，而水质恶化会增加给水处理的难度，在给水处理中，磷的去除主要通过混凝沉淀和过滤2个工艺阶段进行，通过与混凝剂形成沉淀以及非溶解性的磷形成矾花而被去除[2]，而过量的氨氮通过常规处理难以达到饮用水卫生 +就足以使硝化细菌生长繁标准，有研究表明[3]，在供水管网中，0.25mg/L的NH 4 殖，且硝化细菌在代谢过程中会释放出嗅味；过量的硝态氮会在人胃中还原为亚硝态氮，与胃中的仲胺或酞胺作用形成致癌性物质亚硝胺。因此，法国和德国规 -N）0.5mg/L；荷兰更是严格至0.2 mg/L；我国生活饮用定饮用水中的氨氮（NH 3 -N为0.5mg/L。 水卫生标准规定NH 3 微污染水源水一般是指水体受到有机物污染部分水质指标超过地表水环境 质量标准（GB3838－2002）III类水体标准的水体[4]。随着水源水体的富营养化现象不断加重，水体中有机物种类和数量激增以及藻类的大量繁殖，现有常规处理工艺（混凝→沉淀→过滤→消毒）不能有效去除微污染水源水中的有机物、氨氮等污染物，同时液氯很容易与原水中的腐殖质结合产生消毒副产物（DBPs）直接威胁饮用者的身体健康[5-6]，无法满足人们对饮用水安全性的需要；同时随着生活饮用水水质标注的日益严格，微污染水源水处理不断出现新的问题。因此本文在掌握微污染水源特征以及各种处理对策之后，对其中的生物预处理方法在脱氮技术中的应用进行了探讨。 生物预处理是指在常规净水工艺之前，增设生物处理工艺，借助于微生物群体的新陈代谢活动，去除水中可生化有机物特别是低分子可溶性有机物、氨氮、亚硝酸盐、铁、锰等污染物。目前，国内开展饮用水处理中生物预处理研究和应用较深入的单位有同济大学和清华大学，如同济大学先后开展了生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等生物膜法预处理技术的研究。根据相关报道，
危险废物处置中心废水物化处理工艺探讨 随着经济的不断发展，各种废弃物问题日益严重，尤其是废水处理问题更加的严峻。在危险废物处置中心的废水由于其来源非常的广泛，废水水质呈现不确定性，因此在进行废水处理的过程中要先进行物化预处理，然后在进入后续的具体处理工艺中，物化预处理工艺具有较强的广谱性。基于此，本文从废物处置中心的废水处理工艺出发，着重分析其中的物化处理工艺，旨在更好的保证废水处理质量。 标签：危险废物处置中心；废水处理工艺；物化处理工艺；应用 0 引言 危险废物处置中心顾名思义指的就是对人们生产生活中产生的具有危险性的废弃物进行处理。它的重要工作任务就是物化处理低热值废物或废液、燃烧可燃性危险物以及固化、填埋无机的危险废弃物等。其中由于危险废物处置中心的废水来源较广，其水质存在很大的不确定性，处理难度较大，处理工艺较为复杂，因此在处理设计的选用中应该具有较强的适应性和稳定性，而物化处理工艺满足废水处理工艺的要求，并且在废水处理中占据重要的地位。 1 危险废物处置中心废水处理工艺 危险废物处置中心的废水来源渠道主要是废物运输车辆的洗车水、焚烧车间的冲洗水、安全填埋场的渗透液、化学实验楼的废水以及许多重金属废液、生活污水等。因为危险废物处置中心的废水来源渠道十分的广泛，使废水的稳定性较差，污染成分较为复杂，并且一般都含有较多种类的重金属，无法直接采取生化措施。因此，当前的危险废物处置中心的废水处理工艺基本上都是采取“物化处理+生化处理+深度处理”的工艺流程，并且对重金属含量较高的废水尤为的有效。首先废水进入物化阶段，剥离废水中的重金属离子，之后在通过生化处理，移除废水中的COD、BOD5等污染物，最后通过深度处理，使废水达到最后的处理标准。 危险废物处置中心的废物物化处理工艺的主要任务就是剥离废水中的重金属离子，使废水水质趋于稳定。在对大量的重金属废水研究以后，可发展物化处理工艺中电解还原法、离子交换法、反渗透和电渗析法以及铁盐-石灰法，都是应用效果较为明显的物化处理方法，其中铁盐-石灰法的综合性能是最好的，其应用也最广泛。 上文中已经提出生化处理工艺的主要作用就是消除废水中COD、BOD5等污染物，并且还具有较多的应用方法，例如活性污泥法、曝气生物滤池、生物接触氧化都属于生化处理工艺，在选用具体的处理方法时应该根据废水的具体水质要求。
环境工程学第三章讲义水的生物化 学处理方法 第3章水的生物化学处理方法本章教学内容：废水处理的微生物学基础，活性污泥法，生物膜法，厌氧生物技术，污泥处理技术本章教学要求：(1) 理解微生物处理废水的基本原理，掌握活性污泥法的原理与常用的几种工艺流程，掌握生物膜法的原理与几种典型处理工艺；掌握厌氧生物处理技术的机理与影响因素以及处理工艺；(2) 熟悉污泥的性质和常见的处理技术。本章教学重点：活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理技术、污泥的处理本章习题: P290 1, 2, 3, 5，7，13，14 废水处理微生物学基础一、废水处理中的微生物净化污水的微生物主要有细菌、真菌、藻类、原生动物和小型的后生动物等。从利用碳源的角度来
说，可分为自养型微生物和异养型微生物。从利用氧气的角度来分，有好氧、厌氧和兼性三类。针对单细胞的细菌，从形体来分，有球菌、杆菌和螺旋菌三类。净化污水中，微生物增长与递变的模式，祥教材205页。二、微生物的生理学特性生物酶与代谢过程祥教材206页。三、细菌生长曲线及莫诺公式活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结果，而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。1、活性污泥的增殖曲线内源呼吸对数增殖减速增殖微生物增殖曲线氧利用速率曲线BOD降解曲线Xa 0 时间注意：1)间歇静态培养；2)底物是一次投加；3)图中同时还表示了有机底物降解和氧的消耗曲线。①适应期：是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种类等的一个短暂的适第 1 页应过程；经过适应期后，微生物从数量
上可能没有增殖，但发生了一些质的变化：a.菌体体积有所增大；b.酶系统也已做了相应调整；c.产生了一些适应新环境的变异；等等。BOD5、COD等各项污染指标可能并无较大变化。②对数增长期：F/M值高(?/kgVSS?d)，所以有机底物非常丰富，营养物质不是微生物增殖的控制因素；微生物的增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，它仅微生物本身所特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的生理机能的限制；微生物以最高速率对有机物进行摄取，也以最高速率增殖，而合成新细胞；此时的活性污泥具有很高的能量水平，其中的微生物活动能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮凝体，污泥的沉淀性能不佳；活性污泥的代谢速率极高，需氧量大；一般不采用此阶段作为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。③减速增长期：F/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖的控制
第二章 水的物理化学处理方法 2-1 自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀与压缩沉淀各有什么特点？说明它们的内在区别和特点。 悬浮颗粒在水中的沉降，根据其浓度及特性，可分为四种基本类型： 自由沉淀：颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。 絮凝沉淀：沉降过程中各颗粒之间相互粘结，其尺寸、质量会随深度增加而逐渐增大，沉速亦随深度而增加。 拥挤沉淀：颗粒在水中的浓度较大，颗粒间相互靠得很近，在下沉过程中彼此受到周围颗粒作用力的干扰，但颗粒间相对位置不变，作为一个整体而成层下降。清水与浑水间形成明显的界面，沉降过程实际上就是该界面下沉过程。 压缩沉淀：颗粒在水中的浓度很高时会相互接触。上层颗粒的重力作用可将下层颗粒间的水挤压出界面，使颗粒群被压缩。 2-2 水中颗粒的密度s =2.6 3 /g cm ，粒径d=0.1 mm ，求它在水温10 ℃情况下的单颗粒沉 降速度。 解：6.7×10-3m/s 。 2-3 非絮凝性悬浮颗粒在静止条件下的沉降数据列于表2-22中。试确定理想式沉淀池过流率为1.8m 3/m 2h 时的悬浮颗粒去除率。试验用的沉淀柱取样口离水面120cm 和240cm 。ρ表示在时间t 时由各个取样口取出的水样中悬浮物的浓度，ρ0代表初始的悬浮物浓度。 2-4 生活污水悬浮物浓度300mg/L ，静置沉淀试验所得资料如表2-23所示。求沉淀效率为65%时的颗粒截留速度。
2-5 污水性质及沉淀试验资料同习题2-4，污水流量1 000m 3/h ，试求： （1）采用平流式、竖流式、辐流式沉淀池所需的池数及澄清区的有效尺寸； （2）污泥的含水率为96%时的每日污泥容积。 解：以平流式沉淀池为例：6座池子，长24m ，宽5m ，有效水深1.8m 。 污泥的含水率为96%时的每日污泥容积19.5m 3。 2-6 已知平流式沉淀池的长度L=20m ，池宽B=4m ，池深 H=2m 。今欲改装成斜板沉淀池，斜板水平间距10cm ，斜板长度l =1 m ，倾角60°。如不考虑斜板厚度，当废水中悬浮颗粒的截留速度0u =1 /m h 时，改装后沉淀池的处理能力与原池相比提高多少倍？ 解：提高了5倍。 2-7 试叙述脱稳和凝聚的原理。 胶体脱稳的机理可归结为以下四种： A 压缩双电层：带同号电荷的胶粒之间存在着范德华引力和由ζ电位引起的静电斥力。这两种力抗衡的结果决定胶体的稳定性。一般当两胶体颗粒表面距离大于3nm 时，两个颗粒总处于相斥状态（对憎水胶体颗粒而言，两胶核之间存在两个滑动面内的离子层，使颗粒保持稳定的相斥状态；对于亲水胶体颗粒而言，其表面吸附了大量的水分子构成水壳，使彼此不能靠近而保持稳定。） 在水处理中使两胶体颗粒间距减少，发生凝聚的主要方法是在水中投加电解质。电解质在水中电离产生的离子可与胶粒的反离子交换或挤入吸附层，使胶粒带电荷数减少，降低ζ电位，并使扩散层厚度减小。 B 吸附电中和：胶粒表面对异号离子、异号胶粒或链状高分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，使得胶粒表面的部位或全部电荷得以中和，减少静电斥力，致使颗粒间易于接近而相互吸附。 C 吸附架桥：如果投加的化学药剂是能吸附胶粒的链状高分子聚合物，或者两个同号胶粒吸附在同一异号胶粒上，胶粒就能连结、团聚成絮凝体而被除去。 D 网捕作用：含金属离子的化学药剂投入水中后，金属离子会发生水解和聚合，并以水中的胶粒为晶核形成胶体状沉淀物，或者沉淀物析出时吸附和网捕胶粒与之共同沉降下来。 2-8 铝盐的混凝作用表现在哪些方面？ 铝盐/铁盐在水处理中发挥的三大作用： A pH 值偏低，胶体及悬浮物浓度高，投药量尚不足的反应初期，以Al 3+或Fe 3+和低聚合度高电荷的多核羟基配合物的脱稳凝聚作用为主； B pH 值和投药量适中时，以高聚合度羟基配合物的桥连絮凝作用为主； C pH 值较高，胶体及悬浮物浓度较低，投药充分时，以氢氧化物沉淀形式存在的网捕絮凝作用为主。 2-9 混合和絮凝反应主要作用是什么？对搅拌各有什么要求？ 混合的目的是迅速均匀地将药剂扩散于水中，溶解并形成胶体，使之与水中的悬浮微粒等接触，生成微小的矾花。这一过程的要求：搅拌强度大，产生激烈湍流，混合时的流速应在1.5m/s 以上，混合时间短（不超过2分钟），一般为10～30s 。 反应设备的任务是使细小的矾花逐渐絮凝成较大颗粒，以便于沉淀除去。反应设备要求水流有适宜的搅拌强度，既要为细小絮体的逐渐长大创造良好的碰撞机会和吸附条件，又要防止已形成的较大矾花被碰撞打碎。因此，搅拌强度比在混合设备中要小，但时间比较长，常为10～30min 。
废水的生化处理方法 、专业术语 1．化学需氧量（COD cr） 化学需氧量是指在规定条件下用化学氧化剂（K2Cr2O7 或KMnO 4）氧化分解水中有机物时， 与消耗的氧化剂当量相等的氧量（mg／L）。 当氧化剂用重铬酸钾（K 2Cr2O7）时，由于重铬酸钾氧化作用很强，所以能够较完全地氧化水中大部分有机物（除苯、甲苯等芳香烃类化合物以外）和无机性还原物质（但不包括硝化所需的氧量），此时化学需氧量用COD cr,或COD表示；如采用高锰酸钾（KMn0 4）作为氧化剂时，则称为高锰酸指数，写作COD Mn。 与BOD5相比，COD cr能够在较短的时间内（规定为2小时）较精确地测出废水中耗氧物质的含量，不受水质限制，因此得到了广泛的应用。缺点是不能表示可被微生物氧化的有机物量，此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧，造成一定误差。 如果废水中各种成分相对稳定，那么COD 与BOD 之间应有一定的比例关系。一般说来，COD cr>BOD 20> BOD5> COD Mn，其中BOD 5/COD cr可作为废水是否适宜生化法处理的一个衡量指标。比值越大，该废水越容易被生化处理。一般认为 BOD5/COD Cr大于0.3的废水才适宜 采用生化处理。 2．五日生化需氧量（BOD 5） 生化需氧量（BOD ）是表示在有氧条件下，温度为20C时，由于微生物（主要是细菌）的活动，使单位体积污水中可降解的有机物氧化达到稳定状态时所需氧的量（mg/L）。BOD 的值越高，表 示需氧有机物越多。 20 C时在BOD的测定条件（氧充足、不搅动）下，一般有机物20天才能够基本完成 在第一阶段的氧化分解过程（完成过程的99%）。就是说，测定第一阶段的生化需氧量， 需要20 天，这在实际工作中是难以做到的。为此又规定一个标准时间，一般以 5 日作为 测定BOD的标准时间，因而称之为五日生化需氧量，以BOD 5表示之。BOD 5约为BOD 20 的70% 左右。 3．氨氮（NH 3-N ） 氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮。 4．总磷（TP） 总磷是水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果，以每升水样含磷毫克数 计量。水中磷可以元素磷、正磷酸盐、缩合硫酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在。 5．悬浮固体（SS） 水体中悬浮物的含量是水质污染程度的基本判断指标之一。悬浮物是指在水中呈悬浮状态的固体物质，它包括无机物和有机物，如不溶于水的淤泥、粘土、微生物等，含量用每升水样中含有多少毫克悬浮物来表示，记为毫克/升。 6?溶解氧（DO） 溶解氧是指溶解于1升水中的分子氧的含量，用毫克（氧）/升表示。它是衡量水体污染程度的重要指标，是水环境监测
常见废水处理技术方法物理化学法 （1）了解离子交换法：离子交换反应原理、离子交换剂的种类和性质 离子交换树脂的原理 离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。 阳离子交换树脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子 交换树脂，其结构式可简单表示为R—SO3H，式中R代表树脂母体，其交换原理为2R—SO3H＋Ca2+—（R—SO3） 2Ca＋2H+ 这也是硬水软化的原理。 阴离子交换树脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亚胺基（—NH2）等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为 R—N（CH3）3OH＋Cl- R—N（CH3）3Cl＋OH-
由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理，进行再生。 离子交换树脂的用途很广，主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。 离子交换树脂的基本类型 (１) 强酸性阳离子树脂 这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。 树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。
《水污染控制工程》 第二篇废水生化处理的原理与工艺 主要参考书目： 1）《水处理工程》，第一版，顾夏声等，清华大学出版社，1985 2)《现代废水生物处理新技术》，钱易等，中国科技出版社，1993 3）《排水工程》，第三版，张自杰等，中国建筑工业出版社，1996 4）《水污染治理工程》，黄铭荣、胡纪萃，高教出版社，1995 5）《废水生物处理数学模型》，第二版，顾夏声，清华大学出版社，1995 6）《水处理微生物学》，第三版，顾夏声等，中国建筑工业出版社，1998 ?第一章废水生物处理概述 第一节废水生物处理简介 一、废水生物处理的目的和重要性 1、废水生物处理的目的 废水生物处理的主要目的有以下3点：①絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物；②稳定和去除废水中的有机物；③去除营养元素氮和磷。 2、废水生物处理的重要性 ①城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济； ②废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法； ③目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法； ④大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。 二、微生物在废水生物处理中的作用 微生物在废水生物处理中主要有三个作用： ①去除溶解性有机物（以COD或BOD5表示）（将其转化成CO2和H2O），去除其它溶解性无机营养元素如N（最终转化为N2气）、P（转化为富含磷的剩余污泥从水中分离出来）等； ②絮凝沉淀和降解胶体状固体物（某些难降解颗粒或胶体状有机物，可以通过微生物产生的胞外多聚物等具有絮凝效果的物质发生沉淀，与剩余污泥一同被排出系统；或通过吸附较长期地滞留在系统内而被缓慢降解）； ③稳定有机物（某些有毒有害难降解有机物可以被微生物初步分解或部分降解，而减轻毒性作用或得到部分稳定，或最终被完全转化为无机物而得到稳定）。 三、微生物代谢过程简介 1、废水生物处理过程中微生物代谢过程示意图
物化处理工艺操作规程及注意事项 一、处理工艺图 二、药剂的配置与投加量: 1、10%聚合氯化铝溶液配置方法：往一吨清水中加入100kg聚合氯化铝，充分搅拌后就完成配置过程了。（可根据现场加药桶大小进行缩小或放大聚合氯化铝加药量） 2、10%的液碱配置方法：往一吨清水中加入100Kg的烧碱（NaOH），充分搅拌溶解完后就完成配置过程了。可根据现场加药桶大小进行缩小或放大烧碱加药量） 3、PAM（2‰的浓度）：往一吨清水中加入2kgPAM,配药时先在加药罐中放入一定量的水配制时，继续加水到需要的位置，且边加药边搅
拌，并将PAM少量多次地分洒在液体表面，以防药剂进入水中粘结成块，影响溶解的效果，药剂配好完全溶解后需至少搅拌5分钟使其熟化后方可使用，切勿一次性倾倒。 4、配药注清水时，操作人员切勿脱岗，以免药液外溢。 三、该工艺段控制要点： 1、调节池进水PH控制好,PH控制在6.0～8.0（可根据现场以及水质情况在做具体调整） 2、一定把各药品（聚合氯化铝（PAC）、烧碱、PAM）的浓度配置好。 3、第2#PH值一定控制准确（PH:7.4～8.2） 4、各药品投加量一定要准确、精准，具体加药量可根据池体的反应效果来增加或者减少，（下面会有详细介绍具体如何增加或减少加药量） 5、调节池进水流速要控制固定的数字，避免因进水流速波动过大，加药量不好控制，影响出水效果。（因为特殊情况，需要调整进水流速，可根据相应的比值，对加药量进行调整，例如：进水流速放大一倍，相应的加药量也需要增加一倍） 四、根据反应池的现象可对加药量进行调整（如泥多泥少、PH高低、絮体大小等情况） 1、混凝池泥少：那就是聚合氯化铝投加量少了，可适当的调大聚铝加药量，也可以加药量不变，调大聚合氯化铝的浓度，调整后观察10分钟看反应池泥变化情况。根据变化情况可适当的调整。相应的混凝池泥过多，则是PAC加药量过大，需及时调小，避免泥量过大，
水处理当中的物理化学方法 摘要：介绍了几种水处理过程中常用的物理化学方法，并分析了水处理中物理化学方法的发展趋势。 关键词：物理化学膜技术 水或废水中的污染物在处理过程或自然界的变化过程中通过相转移作用而达到去除的目的，这种处理或变化过程称为物理化学处理过程。污染物在物理化学过程中可以不参与化学变化或反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。因此在物理化学处理过程中可能伴随着化学反应，但不一定总伴随着化学反应。水处理时常用的物理化学方法有吸附法、离子交换、萃取、膜工艺等。 吸附 吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程，它可以发生在气-液、气-固、液-固两相之间。吸附法的主要对象是废水中用生化法难以降解的有机物或用一般氧化法难以氧化的溶解性有机物，包括木质素、氯或硝基取代的芳香烃化合物、杂环化合物、洗涤剂、合成燃料、除莠剂、DDT等。当用活性炭对这类废水进行处理时，它不但能够吸附这些难分解的有机物，降低COD，还能使废水脱色、脱臭，把废水处理到可重复利用的程度。所以吸附法在废水的深度处理中得到广泛应用。 离子交换 离子交换是一种借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而除去水中有害离子的过程，离子交换法是水处理中软化和除盐的主要方法之一。主要用于去除污水中的金属离子，回收污水中的重金属和贵稀金属，也用于放射性废水和有机废水的处理。采用离子交换过程处理污水，具有去除效率高，可浓缩回收有用物质，设备简单，操作控制容易等优点。 萃取 溶剂萃取是利用某种溶剂对废水污染物的选择作用，使一种或几种组分分离出来，以回收废水中高浓度污染物。适用于污染物浓度较高、难生物降解、污染物热敏性和与水的相对挥发度等于1或接近于1，或与水形成恒沸点、用化学氧化、还原等处理过程时药剂消耗量大等特点的工业废水。但由于溶剂往往是有机物，在水中或多或少有溶解作用，给出水中带来新的污染，因此萃取过程用于工业废水的处理时往往要跟随后续处理。 在废水处理中主要采用的是液液萃取。萃取已经成为从有机废水及重金属废水中回收及去除酚、铜、镉、汞等的一种有效的过程，在国内外得到广泛的应用。