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大家好,我是环保人小旭!

上篇我们共同学习了国内现行污(废)水处理的主流处理方法及工艺流程,那么从本篇开始,我们将给大家带来一系列的污(废)水处理方法及工艺的详解,以便帮助大家更深入的了解其中的原理及应用。

首先,我们来了解一下污(废)水物理处理法。

污(废)水物理处理法的主要去除对象是生活污水和工业废水中含有的大量漂浮物与悬浮物质。常采用的处理方法与设备主要有:

Φ 筛滤截留法——筛网、格栅、滤池与微滤机等;

Φ 重力分离法——沉砂池沉淀池、隔油池与气浮机等;

Φ 离心分离法——离心机与旋流分离器等;

Φ 气液分离法——气液分离器等;

Φ 磁分离法——磁分离机等。

本篇将主要阐述筛除、沉砂、沉淀、澄清、隔油、离心分离、气液分离与磁分离这八种处理方法。

01筛 除 法

当颗粒直径比流体流动通道尺寸大时会发生筛分。污(废)水的筛分多指利用栅条构成的格栅和筛网截阻污(废)水中的大块悬浮固体、漂浮物、纤维和固体颗粒物质,以避免堵塞后续管道和设备,保证后续处理工序的正常有效运行。

常用的设备和装置有:格栅和筛网等。

1、格栅

格栅由一组平行的金属栅条或筛网制成,安装在污(废)水渠道、泵房集水井的进口处货污(废)水处理厂的端部,用以截留较大的悬浮物或漂浮物,如纤维、碎皮、毛发、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷,并使之正常运行。被截留的物质称为栅渣,一般栅渣的含水率约为70%~80%,容重约为750kg/m3。

按格栅形状,可分为平面格栅和曲面格栅;按栅条间隙,可分为粗格栅(50~100mm),中格栅(10~40mm)和细格栅(3~10mm);按栅渣清除方式,可分为人工清除格栅,机械清除格栅和水力清除格栅。常用设备如下:

(1)链条式格栅除污机

经传动装置带动格栅除污机上的两条回转链条循环转动,固定在链条上的除污耙在随链条循环转动的过程中将格栅条上截留的栅渣提升上来以后,由缓冲卸渣装置将除污耙上的栅渣刮下掉入排污斗中排出。适用于深度较浅的中小型污(废)水处理厂。

(2)循环齿耙除污机

经传动装置带动由小齿耙构成的旋转面循环转动,在小齿耙循环转动过程中将截留的栅渣带出水面至格栅顶部。适用于中小型污(废)水处理厂。

(3)转臂式弧形格栅

传动装置带动转耙旋转,将弧形格栅上截留的栅渣刮起,并用刮板把转耙上的栅渣去掉。适用于小型污(废)水处理厂的浅渠槽拦污设备。

(4)钢丝绳牵引式格栅除污机

传动装置带动两根钢丝绳牵引除渣耙,耙和滑块沿钢制的导轨移动,靠自重下移到低位后,耙的自锁栓碰开自锁撞块,除渣耙向下摆动,耙齿插入格栅间隙,而后由钢丝绳牵引向上移动,清除栅渣。适用于中小型污(废)水处理厂。

2、筛(网)

筛网设备按孔眼大小可分为粗筛网和细筛网;按工作方式可分为固定筛旋振筛。常用设备如下:

(1)固定式筛网又名水力筛

是由曲面栅条及框架构成,筛面自上而下形成一个倾角逐渐减小的曲面。适用于去除污(废)水中的细小纤维和固体颗粒,常用于小型污(废)水处理厂。

(2)旋转筒筛

污(废)水经入口缓慢流入转筒内,污(废)水由转筒下部筛网经过滤后排出,污物被截留在筛网内壁上,并随转筒旋转至水面以上。适用于含有大量纤维杂物的工业废水,如纺织、屠宰、皮革加工和印染等工业生产排出的废水。

02沉 砂 法

污(废)水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂,如果不预先沉降分离去除,就会对后续处理设备的运行产生影响,如磨损水泵、堵塞官网等,干扰甚至破坏后续处理过程。

沉砂池一般设在处理厂前端、泵站和沉淀池前,保护水泵和管道免受磨损,保证后续工艺的正常运行。

常用的设备和装置有:平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、涡流沉砂池、钟式沉砂池和多尔沉砂池。

1、平流式沉砂池

为常用池型,平面为长方形,污(废)水在池内沿水平方向运动。沉渣的排除方式有机械排砂和重力排砂。

2、竖流式沉砂池

通常为圆形,竖向呈柱状,底部砂斗为圆锥体,沉渣的排除方式为重力排砂。

3、曝气沉砂池

普通平流沉砂池的缺点是沉砂中约含有15%的有机物,沉砂后续处理难度加大。采用曝气沉砂池可以使有机物含量低于10%,除砂效率稳定,并对污(废)水有预曝气的作用。

4、涡流沉砂池

利用水力涡流,使泥砂和有机物分开,达到除砂的目的。

5、钟式沉砂池

利用机械力控制水流流态和流速,加速砂粒的沉淀并使有机物随水带走的沉砂装置。

6、多尔沉砂池

属于线形沉砂池,除砂机理类似于平流式沉砂池。沉砂中的有机物含量低于10%,可以达到清洁沉砂的标准。

03沉 淀

利用重力沉降原理来去除污(废)水中悬浮固体的工艺过程,在生物处理前的沉淀池主要用于去除无机颗粒和部分有机物,在生物处理后的沉淀池主要用于去除微生物体,按其在工艺过程中所处的位置不同可以分为初次沉淀池和二次沉淀池。

常用的设备和装置有:平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池斜板(管)式沉淀池及迷宫式斜板沉淀池

1、平流式沉淀池

污(废)水从池的一端流入,水平方向流过池子,从池的另一端流出。在池的进口底部处设贮泥斗,池底其他部位有坡度,倾向贮泥斗。

2、竖流式沉淀池

污(废)水由设在池中心的进水管自上而下进入池内,管下设置伞形挡板使污(废)水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升,悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中,澄清水从池四周沿周边溢流堰流出。

3、辐流式沉淀池

按进出水方式可分为中心进水周边出水、周边进水中心出水和周边进水周边出水三种形式。其中,中心进水周边出水应用最为广泛。污(废)水经中心进水口流入池内,在挡板的作用下,平稳均匀地流向周边出水堰。

4、斜板(管)式沉淀池

根据“浅层沉淀”理论,在沉淀区放置与水平面成一定倾角(通常为60°)的斜板或蜂窝斜管组件,使水中悬浮杂质在斜板或斜管中进行沉淀,水沿斜板或斜管上升流动,分离出的泥渣在重力作用下沿着斜板或斜管向下滑至池底,在集中排出。这种池子可以提高50%~60%的沉淀效率,在同一面积上可提高3~5倍的处理能力。

5、迷宫式斜板沉淀池

又称为侧向流翼片斜板沉淀池,是在常规沉淀池的理论基础上改进发展的一种新型、高效沉淀工艺,在沉淀效率上是平流式沉淀池的40~50倍,是普通斜板沉淀池的5倍,是斜管沉淀池的2~3倍;在停留时间上是斜板沉淀池的1/30~1/10。

04澄 清 法

主要处理构筑物为澄清池,是一种将絮凝反应与澄清分离过程综合于一体的构筑物。基本可以分为泥渣悬浮型澄清池和泥渣循环型澄清池两类。

1、泥渣悬浮型澄清池

(1)悬浮澄清池

污(废)水由池底进入,靠向上的流速使絮凝体悬浮。由于进水量或水温发生变化时,会使悬浮层工作不稳定,故现已很少采用。

(2)脉冲澄清池

在脉冲作用下,池内悬浮层一直周期性的处于膨胀和压缩状态,这种作用使悬浮层的工作稳定,断面上的浓度分布均匀,改善混合絮凝条件,从而提高了净水效果。

2、泥渣循环型澄清池

(1)机械搅拌澄清池

是将混合、絮凝反应及沉淀工艺综合在一个池内,污(废)水和加入的药剂同澄清区尘沉降下来的回流泥浆混合,促进较大絮体的形成。该法对原水水质和处理水量的变化适应性较强,操作运行方便,应用较为广泛。

(2)水力循环澄清池

原水由底部进入池内,经喷嘴喷出。该池无需机械搅拌设备,运行管理方便,锥底角度大,排泥效果好,但反应时间短,运行不稳定,不适用于大水量的处理。

05隔 油 法

含油污(废)水主要来源于石油化工、钢铁、焦化、肉类加工、牛奶加工、汽车修理间、机械加工等工业企业,在一般的生活污(废)水中,油脂占总有机质的10%,每人每天产生的油脂可按0.015kg估算。

原水中的油类按其存在形式可分为浮油、分散油、乳化油和溶解油四类。常用的设备有:油水分离设备、撇油器及污油脱水设备。

1、油水分离设备

(1)隔油池

为自然上浮的油水分离设备,其类型较多,常用的有平流式隔油池、平行板式隔油池、倾斜板式隔油池及小型隔油池等。

(2)除油罐

为油田废水处理的主要除油装置,可去除浮油和分散油。罐内可加斜板或斜管,从而提高分离效率。

(3)混凝除油罐

亦称二次除油罐,与除油罐不同的是罐中增加了反应筒,使废水与混凝剂在反应筒中进行充分反应,发挥混凝剂的混凝作用。

(4)粗粒化除油罐

由于粗粒化材料具有亲油疏水的特性,则废水通过粗粒化材料时,细小油粒会附着在粗粒化材料的表面进而聚附成较大的油珠,在浮力和水流的冲击下,增大的油珠脱离粗粒化材料而上浮,最后排出。主要用于去除废水中的细小油珠和乳化油。

(5)聚结斜板除油罐

是利用粗粒化材料和斜板的双重作用对废水中的油脂进行除油处理。

(6)格雷维尔除油器

是在美国加利福尼亚油田中使用的一种除油器。可通过亲油性强的粗粒化材料同时去除废水中的油污和悬浮物。

(7)气浮除油

是一种去除污(废)水中油脂的常用方法。被压缩过的气液混合物被置于正常大气压下的气浮设备中时,微小的气泡即从溶液中释放出来,油珠便可在这些小气泡的作用下上浮,从而使这些物质附着或包裹在絮状物中,气固混合物上升到池表面被撇出,澄清液从气浮池底部流出。

2、撇油器

用于除油量较大、水位变化不大的场合。主要有可转动的开槽管式撇油器、旋转滚筒式撇油器、刮板式刮除器及浮动泵式撇油器等。

3、污油脱水设备

将浮油收集到集油坑内时,一般的含油率约为40%~50%,为提高污油的浓度,便于回收利用,可用带式除油机或脱水罐对油水进行进一步分离。

06重 力 分 离 法

重力分离是借助离心力,使污(废)水中的密度不同的悬浮物与水分离,从而达到去除悬浮物质使污(废)水净化的方法。常用的设备和装置有:旋流分离器、离心机等。

1、旋流分离器

(1)压力旋流分离器

含悬浮物的污(废)水在水泵和其他外加压力的作用下,以切线方向进入旋流器后发生高速旋转,在离心力作用下,固体颗粒物被抛向器壁,并随旋流下降到锥形底部出口。澄清后的污(废)水或含有较细微粒的污(废)水,则形成螺旋上升的内层旋流,由上端中央溢流管排出。

(2)重力式旋流分离器

水流在重力式水力旋流分离器内的旋转靠进出口水位差的压力。污(废)水从切线方向进入造成旋流,在离心力和重力的作用下,悬浮颗粒甩向器壁并向水池底部集中,使水得到净化。

2、离心机

是依靠一个可以随转动轴旋转的圆筒(又称转鼓),在外借传动设备驱动下产生高速旋转,由于其中不同密度的组分产生不同的离心力,从而达到分离的目的。在污(废)水处理领域,离心机常用于污泥脱水和分离回收污(废)水中的有用物质,例如从洗羊毛废水中回收羊毛脂等。

07气 液 分 离法

污(废)水气液分离处理法是采用向废水中打入或溶入氧气或其他能起氧化作用的气体,以氧化水中的某些化学污染物,特别是有机物或使溶解于废水中的挥发性污染物转移到气体中逸出,使废水净化的方法。

影响气液交换的因素有:气液接触面积和方式、气液交换设备、废水性质、水温、pH值、气液比等。

气液分离设备型式基本上可分为三类:气泡型、水滴型及填料塔型。

1、气泡型

来自空气压缩机的空气通过安装在废水池底部的气体分散装置分散成微小气泡,气泡在废水中上升的过程中同废水充分混合接触,废水吸收空气中的氧气或将废水中的挥发性污染物转移到空气中去;

2、水滴型

废水经喷嘴或淋喷头喷洒成微小水滴自上而下降落,在降落过程中与空气充分接触,常用于去除易氧化的可溶性污染物和废水中的有毒气体;

3、填料塔型

塔内填充惰性材料,如陶瓷环、塑料环、碎石、木格,废水自上而下淋洒,气体自下而上在填料的空隙间与废水接触,从而处理污(废)水。

08磁 分 离 法

水中颗粒状物质在磁场里要受磁力、重力、惯性力、粘滞力以及颗粒间相互作用力的作用。磁分离技术就是有效利用磁力,克服与其抗衡的重力、惯性力、粘滞力或利用磁力和重力使颗粒凝聚后沉降分离。磁分离装置按原理可分为磁凝聚分离、磁盘分离和高梯度磁分离三种。

1、磁凝聚分离

磁凝聚就是使污(废)水通过磁场,水中的磁性颗粒物质被磁化,形成如同具有南北极的磁体。由于磁场梯度为零,因此受到大小相等、方向相反的力的作用,合力为零,颗粒不被磁体捕集。颗粒之间相互吸引,聚集成大颗粒,当废水通过磁场后,由于磁性颗粒具有一定的矫顽力,因此能继续产生凝聚作用。

它是促使固液分离的一种手段,是提高沉淀池或磁盘工作效率的一种预处理方法。

2、磁盘分离

是借助磁盘的磁力将污(废)水中的磁性悬浮颗粒吸着在缓慢转动的磁盘上,随着磁盘的转动,将泥渣带出水面,经刮泥板除去,盘面又进入水中,重新吸着水中的颗粒。

3、高梯度磁分离

磁场中磁通变化越大,磁力线密度变化越大,梯度也就越高。高梯度磁过滤分离就是在均匀的磁场内,装填表面曲率半径极小的磁性介质,靠近其表面就产生局部性的疏密磁力线,从而构成高梯度磁场。

高梯度磁分离处理法就是利用磁场中磁化基质的感应磁场和高梯度磁场所产生的磁力从污(废)水中分离出颗粒状污染物或提取有用物质的方法。该法用于处理废水中磁性物质,具有工艺简便、设备紧凑、效率高、速度快、成本低等优点。

4、超导磁分离

超导体在某一临界温度下,具有完全的导电性,因此可以用大电流得到很高的磁场强度,如用超导可获得磁场强度为2T的电磁体。线表面的磁场与电流密度成正比,与表面的距离成反比,超导体可以在表面达到极高的电流密度,从而在其附近形成高梯度磁场。

污(废)水处理中的物理法主要是利用污染物的分子大小、溶解性等物理特性通过分离来降低废水中污染物含量。应用物理法处理的处理构筑物较简单、经济,主要用于村镇水体容量大、自净能力强、污(废)水处理程度要求不高的情况。但物理法一般不能直接使污(废)水处理达标,需与化学法、生物法组合使用。

那么,下一篇文章我们就一起走进利用化学法处理污(废)水的世界吧,关注小旭,我们一起来学习。

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