第13章工业废水的物理化学处理

13.1 混 凝
混Байду номын сангаас的概念：通过投加混凝剂使水中难 以沉淀的胶体物质以及细小的悬浮物聚 集成较大的颗粒，使之能与水分离的过 程。
还可用于除油脱色
1
混凝主要用于胶体分散系（1~100μm） 的废水处理，在混凝剂的作用下，使废 水中的胶体状污染物脱稳、凝聚，形成 絮凝体（矾花），然后通过沉淀、气浮、 过滤等手段将污染物去除。
不易腐化，有利于后续处理； ➢ 效率高；
20
气浮法的缺点
➢ 电耗高，每m3废水比沉淀法多耗电 0.02～0.04KWh，运营费用偏高；
➢ 废水悬浮物浓度高时，减压释放器容 易堵塞；
➢ 设备多，管理复杂。
21
13.3 吸 附
吸附：溶液中的物质由一相向某种适宜的 另一相界面上自发积累/富集的过程。
吸附可发生在各种不同的相界面上，但在废 水处理中，主要指固体物质表面对污染物的 吸附作用。
加压溶气气浮：空气在加压条件下溶于水 中，而在常压下析出。 特点：气浮在常压状态下运行 组成：空气饱和设备，空气释放设备，气 浮池等； 类型：全溶气气浮、部分溶气气浮、回流 加压溶气气浮；
12
全溶气气浮 回流加压溶气气浮
部分溶气气浮
13
（i）全溶气气浮
缺点：电耗高； 优点：因不另加溶气水，气浮池容积小；
2
13.2 气 浮
气浮法的基本原理： 向水中通入空气，产生微细的气泡，使水中 的细小悬浮物黏附在高度分散在水中的微小 空气泡上，形成气浮体，当气浮体的浮力大 于重力和阻力时，上浮到水面，形成浮渣， 达到去除水中悬浮物，改善水质的目的。
用于去除比重<1的悬浮物、油类、脂肪等， 用于污泥浓缩。
3
气浮过程的必要条件：
固体表面都有吸附作用，吸附法是利用多孔 性的固体物质，对废水中一种或多种溶质的 吸附作用分离去除废水中的有害污染物质。
22
吸附剂：具有吸附能力的固体物质； 吸附质：废水中被吸附去除的物质； 为了使单位重量的吸附剂能够吸附更
多的吸附质，吸附剂多为具有巨大表 面积的多孔颗粒状固体（活性炭）
23
低气浮效果； • 投加混凝剂会促进悬浮物凝聚，使其黏附在气
泡而上浮； • 加入浮选剂使亲水性颗粒表面转化为疏水性物
质而黏附在气泡上，随气泡上浮。
6
气浮法的分类： ❖ 电解气浮法 ❖ 散气气浮法（扩散板，叶轮） ❖ 溶气气浮法（真空溶气，加压溶气）
7
（一）电解气浮法
运行时借助电解作用，在两个电极区不断产生 氢、氧和氯气等微气泡，废水中的悬浮颗粒黏 附于气泡上一起上浮到水面而被去除。
❖ 大量高度分散的微小气泡； ❖ 待去除的污染物呈悬浮颗粒状态； ❖ 悬浮颗粒表面呈疏水性质。
4
影响气浮效果的主要因素：
❖ 界面电现象
❖ 表面活性物质 ❖ 分散稳定性
❖ 混凝脱稳效果 ❖ 气泡分散度 ❖ 泡沫稳定性
气浮的影响因素及提高气浮效果的措施
• 气泡直径越小，数量越多，气浮的效果越好； • 水中的无机盐类会加速气泡的破裂和合并，降
•水中空气溶解度大，可提供足够的微气泡，可 满足不同要求的固液分离，确保去除效果； •经减压释放后产生的气泡粒径小(20~100m)、 粒径均匀、微气泡在气浮池中上升速度很慢、 对池扰动较小、特别适用于絮凝体松散、细小 的固体分离； •设备和流程都比较简单，维护管理方便。
17
了解
溶气方式
水泵吸水管吸气溶气方式 水泵压水管射流溶气方式 水泵-空气压缩机组合溶气方式
优点：简单易行。
缺点：气泡较大，气浮效果不好，空气扩 散的微孔易于堵塞（扩）。
9
（三）溶气气浮法
包括加压溶气气浮和溶气真空气浮 加压溶气气浮：是空气在加压条件下溶于水 中，而在常压下析出。（国内外较常用） 溶气真空气浮：是空气在常压或加压条件下 溶于水中，在负压条件下析出。
10
（1）溶气真空气浮
优点：气泡小；除用于固液分离外，还可降低 BOD、氧化、脱色、杀菌等；对废水负荷变化 适应性强，生成污泥量少，占地少，不产生噪 音；工艺简单，设备小。
缺点：电耗大（采用脉冲电解气浮可减少电耗）
用于：去除细分散悬浮固体和乳化油。 8
（二）散气气浮法
目前应用的：1）扩散板曝气气浮法；2） 叶轮气浮法
原理：空气通过微细孔扩散装置或微孔管 或叶轮后，以微小气泡的形式分布在污水 中进行气浮处理的过程。
14
（ii）部分溶气气浮
优点：较全溶气气浮省电；因部分废水经 溶气罐，溶气罐的容积较小；
缺点：部分废水加压溶气所能提供的溶气 量较少；若要提供同样的溶气量，需提高 溶气罐的压力；
15
（iii）回流加压溶气气浮
适用于：含悬浮物浓度高的废水的固液分离； 缺点：气浮池的容积较前两者大；
16
加压溶气气浮法的特点：
溶气真空气浮：是空气在常压或加压条件下溶于水 中，在负压条件下析出。
特点：在负压状态下运行
优点：空气溶解所需压力较压力溶气低，动力设备 及电耗少；
缺点：在负压条件下运行，所有设备部件均密封在 气浮池内，使气浮池构造复杂，维护、维修困难；
适用于：污染浓度不高的废水（生产中用的不多）
11
（2）加压溶气气浮
13.4 离子交换
➢ 离子交换法在水的软化和除盐中早已获得广 泛的应用（《给水处理》） ，目前已应用 在回收和处理工业废水中的有毒物质方面。
➢ 离子交换法：使离子交换剂与废水接触，离 子交换剂上活性基团与废水中的有害离子进 行交换，从而达到污水净化的目的。
24
13.5 电渗析
（一）膜分离法的原理及分类
⑴ 膜：能够把流体相分隔为互不相通的两部分， 这两部分之间能存在“传质”的薄的物质。
⑵ 膜的特征：无论厚度多少都必须有两个界面， 两个界面分别与两侧流体相接触；具有选择透过 性，可允许一侧流体中一种或几种物质通过，而 不允许其他物质通过。可以是固体或液体。
18
气浮法的适用范围
❖ 分离去除废水中的悬浮油和乳化油； ❖ 分离去除废水中的有机物、重金属和
表面活性物质 ❖ 分离回收废水中的有用物质（纸浆，
贵金属） ❖ 分离浓缩活性污泥（代替二沉池、浓
缩池）
19
气浮法的优点
➢ 气浮池表面负荷高（可达12m3/m2.h），水力 停留时间短，池深浅，体积小；
➢ 浮渣含水率低（<96%），渣量少，排渣方便 ➢ 与混凝沉淀法比，混凝剂用量少； ➢ 气浮过程中增加了水中的溶解氧，浮渣含氧，