杭州純水設備詳解：污水處理工藝
2.污水處置工藝的組成
包括：物理處置工段、生化處置工段。
二、污水處置工藝選擇的原則
1.工藝選擇的主要技術經濟指標
①處置單位水量投資;
②削減單位污染投資;
③處置單位水量電耗和成本;
④削減單位污染物電耗和成本;
⑤占地面積;
⑥運行性能可靠性;
⑦管理維護難易程度;
⑧總體環境效益等。
2.鄉村污水處置工藝應根據處置規模、水質特征、杭州純水設備受納水體的環境功能及當地的實際情況和要求，經全面技術經濟比較后優選確定。
3.應切合實際地確定污水進水水質，優化工藝設計參數，對污水的現狀水質特征，污染物構成必需進行詳細調查或測定，作出合理的分析預測，水質構成復雜或特殊時，應進行污水處置工藝的動態試驗，必要時應開展中試研究。
4.積極審慎地采用新工藝，對在國內應用的新工藝，必需經過中試和生產性試驗，提供可靠的設計參數后再進行應用。
5.同一個污水廠分期建設時，各階段應盡量采用同一種工藝，而且各階段的建設規模應盡量相同。
三、污水處置方法
現代污水處置方法主要分為物理處置法、化學處置法、物理化學處置法和生物處置法四類。
1.物理處置法
物理處置法是通過物理作用，以分離、回收污水中不溶解的呈懸浮狀的污染物質(包括油膜和油珠)處置過程中不改變其化學性質。常用的有過濾法、沉淀法、浮選法等。
1過濾法
利用過濾介質截流污水中的懸浮物。過濾介質有篩網、紗布、粒物，常用的過濾設備有格柵、篩網、微濾機等杭州純水設備。
格柵與篩網。排水工程中，廢水通過下水道流人水處理廠，首先應經過斜置在渠道內的一組金屬制的呈縱向平行的框條(格柵)穿孔板或過濾網(篩網)使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、細篩或濾料上。
格柵板。這一步屬廢水的預處理其目的于回收有用物質;初步漫清廢水以利于以后的處置，減輕沉淀池或其他處置設備的負荷;維護抽水機械，以免受到顆粒物堵塞發生故障。
維護水泵和其他處置設備，格柵截留的效果主要取決于污水水質和格柵空隙的大小。清渣方法有人工與機械兩種。柵渣應及時清理和處理。
篩網主要用于截留粒度在數毫米到數十毫米的細碎懸浮態雜物，如纖維、紙漿、藻類等，通常用金屬絲、化纖編織而成，或用穿孔鋼板，孔徑一般小于5mm最小可為0.2mm
篩網過濾裝置有轉鼓式、旋轉式、轉盤式、固定式振動斜篩等。不論何種結構，既要能截留污物，又便于卸料及清理篩面
粒狀介質過濾(又稱彤、濾、驚料過濾)廢水通過粒狀濾料(如石英砂)床層時，其中細小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的外表和內部空隙中。
常用的過濾介質有石英砂、煤和石榴石等。過濾過程中濾料同時對懸浮物進行物理截留、沉降和吸附等作用。過濾的效果取決于濾料孔徑的大小、濾料層的厚度、過濾速度及污水的性質等因素。
當廢水自上而下流過粒狀濾料層時，位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料空隙越來越小，逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構成的濾膜，并由它起主要的過濾作用。這種作用屬于阻力截留或篩濾作用。
廢水通過濾料層時，杭州純水設備眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積，形成無數的小沉淀池”懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬于重力 沉降。
由于濾料具有巨大的外表積，與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外，砂粒在水中經常帶有外表負電荷，能吸附帶正電荷的鐵、鋁等肢體，從而在濾料外表形成帶正電荷的薄膜，并進而吸附帶負電荷的膠土和多種有機物等膠體，砂粒上發生接觸絮凝。
2沉淀法
沉淀法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理，借助重力沉降作用使懸浮物從水中分離進去。根據水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即相互帖結聚團的能力)可分為四種：
分離沉降(或自由沉降)沉淀過程中，顆粒之間互不聚合，單獨進行沉降。顆位只受到自身在水中的重力和水流阻力的作用，其形狀、尺寸、質量均不改變，下降速度也不改變。
混凝沉淀(或稱作絮凝沉降)混凝沉降是指在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體，然后采用重力沉降予以分離去除。混凝沉淀的特點是沉淀過程中，顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體，因此顆粒的尺寸和質量均會隨深度的增加而增大，其沉速也隨深度而增加。
常用的無機混凝劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵及聚合鋁;常用的有機絮凝劑有聚丙烯酷膠等，還可采用助凝劑如水玻璃、石灰等
區域沉降(又稱擁擠沉降、成層沉降)當廢水中懸浮物含量較高時，顆粒間的距離較小，其間的聚合力能使其集合成為一個整體，并一同下沉，而顆粒相互間的位置不發生變動，因此廓清水和混水間有一明顯的分界面，逐漸向下移動，此類沉降稱為區域沉降。杭州純水設備加高濁度水的沉淀池和二次沉淀池中的沉降(沉降中后期)多屬此類。
壓縮沉淀：當懸浮液中的懸浮固體濃度很高時，顆粒互相接觸、擠壓，上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙中的水被擠出，顆粒群體被壓縮。壓縮沉淀發生在沉淀池底部的污泥斗或污泥濃縮池中，進行得很緩慢。依據水中懸浮性物質的性質不同，設有沉砂池和沉淀池兩種設備。
沉砂池用于除去水中砂粒、煤等相對密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在污水處置裝置前，以防止處理污水的其他機械設備受到磨損。
沉淀池是利用重力的作用使懸浮性雜質與水分離。可以分離直徑為20100μ,m以上的顆粒。根據沉淀池內的水流方向，可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。
平流式沉淀池：廢水從池一端流人，按水平方向在池內流動，水中懸浮物逐漸沉向池底，廓清水從另一端溢出。
輻流式沉淀池：池子多為圓形，直徑較大，一般在2030m以上，適用于大型水處理廠。原水經進水管進入中心筒后，通過筒壁上的孔口和外圍的環形穿孔擋板，沿徑向呈輻射狀流向沉淀池周邊。由于過水斷面不時增大，流速逐漸變小，顆粒沉降下來，廓清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。
豎流式沉淀池：截面多為圓形，也有方形和多角形的水由中心管的下口流入池中，通過反射板的阻攔向四周分布于整個水平斷面上，緩緩向上動。沉速逾越上升流速的顆粒則沉到污泥斗，廓清后的水由四周的埋口溢出池外。
污水處置與利用的方法中，沉淀(或上浮)法經常作為其他處置方法前的預處理。如用生物處置法處理、污水時，一般需事先經過預沉池去除大部分懸浮物質，以減少生化處置時的負荷，而經生物處置后的出水仍要經過二次沉淀池的處置，進行泥水分離以保證出水水質。
3浮選法
將空氣通人污水中，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，污水中相對密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(如乳化油等)附在氣泡上，并隨氣泡上升到水面，然后用機械的方法撇除，從而使污水中的污染物質得以從污水中分離出來。
疏水性的物質易氣浮，而親水性的物質不易氣浮。因此有時為了提高氣浮效率，需向污水中加入浮選劑改變污染物的外表特性，使某些親水性物質轉變為疏水性物質，然后氣浮除去，這種方法稱為“浮選”
氣浮時要求氣泡的分散度高，量多，有利于提高氣浮的效果。泡沫層的穩定性要適當，既便于浮渣穩定在水面上，又不影響浮渣的運送和脫水。發生氣泡的方法有兩種：
機械法：使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉盤等生成微小氣泡。
壓力溶氣法：將空氣在一定的壓力下溶于水中，并達到飽和狀態，然后突然減壓，過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。目前廢水處置中的氣浮工藝多采用壓力溶氣法。
氣浮法的主要優點有：設備運行能力優于沉淀池，一般只需1520min即可完成固液分離，因此它占地少，效率較高;氣浮法所產生的污泥較干燥，不易腐化，且系表面刮取，操作較便利;整個工作是向水中通人空氣，增加了水中的潛解氧量，對除去水中有機物、藻類外表活性劑及臭味等有明顯效果，其出水水質為后續處置及利用提供了有利條件。
氣浮法的主要缺點是耗電量較大;設備維修及管理工作量增加，運轉局部常有堵塞的可能;浮渣露出水面，易受風、雨等氣候因素影響。
除了上述兩種氣浮方法外，目前較為常用的方法還有電解氣浮法。
4離心分離法
含有懸浮污染物質的污水在高速旋轉時，杭州純水設備利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到離心力不同，從而達到分離目的方法。常用的離心設備有旋流分離器和離心分離器等。
2.化學處置法
向污水中投加化學試劑，利用化學反應來分離、回收污水中的污染物質，或將污染物質轉化為無害的物質。該法既可使污染物與水分離，回收某些有用物質，也能改變污染物的性質，如降低廢水的酸堿度、去除金屬離子、氧化某些有毒有害的物質等，因此可達到比物理法更高的凈化水平。常用的化學方法有化學沉淀法、中和法、氧化還原法和混凝法。
化學法處理的局限性如下：
由于化學處置廢水常采用化學藥劑(或材料)處置費用一般較高，操作與管理的要求也較嚴格。
化學法還需與物理法配合使用。化學處置之前，往往需用沉淀和過濾等手段作為前處理;某些場所下，又需采用沉淀和過濾等物理手段作為化學處置的后處理。
1化學沉淀法
化學沉淀法是指向廢水中投加某些化學藥劑，使其與廢水中的溶解性污染物發生五換反應，形成難榕于水的鹽類(沉淀物)從水中沉淀進去，從而降低或除去水中的污染物。化學沉淀法多用于在水處置中去除鈣離子、鏡離子以及廢水中的重金屬離子，如隸、鍋、鉛、缽等。按使用的沉淀劑不同，沉淀法可分為石灰法(又稱為氫氧化物沉淀法)硫化物法和銀鹽法等。
水中Ca2+Mg2+令含量的總和稱總硬度，可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度可投加石灰使水中的Ca2+和Mg2+形成CaC03和MgOH2沉淀而降低，如需同時去除非碳酸鹽硬度，可采用石灰-蘇打軟化法，使Ca2+和Mg2+形成CaC03矛llMgOH2沉淀除去。因此，當原水硬度或堿度較高時，可先用化學沉淀法作為離子交換軟化的前處理，以節省離子交換的運行費用。
去除廢水中的重金屬離子時，一般采用投加碳酸鹽的方法，生成的金屬離子，碳酸鹽的溶度積很小，便于回收。如利用碳酸銷處置含鎊廢水。
ZnS04+Na2C03一一→ZnC03↓+NazS04
此法優點是經濟簡便，藥劑來源廣，因此在處置重金屬廢水時應用廣。存在問題是勞動衛生條件差，管道易結垢堵塞與腐蝕;沉淀體積大，脫水困難。
2中和法
中和法處理是利用酸堿相互作用生成鹽和水的化學原理，將廢水從酸性或堿性調整到中性附近的處置方法。對于酸或堿的濃度大于3%廢水，首先應進 行酸堿的回收。杭州純水設備對于低濃度的酸堿廢水，可采取中和法進行處理。
酸性污水的處置，通常采用投加石灰、苛性鍋、碳酸鍋或以石灰石、大理石作潔、料來中和酸性污水。堿性污水的處置，通常采用投加硝酸、鹽酸或利用二氧化碳氣體中和堿性污水。另外，對于酸、堿性污水也可以用二者相互中和的方法來處理。
3氧化還原法
氧化還原法是通過化學藥劑與水中污染物之間的氧化還原反應，將污水中的有毒有害污染物轉化為無毒或微毒物質的方法。這種方法主要處置無機污染物，如重金屬和氧化物的污染。
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