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工业水处理讲稿你现在浏览的是第一页，共50页Fe(OH)3m nH+,(n-x)Cl-x+xCl-吸附层扩散层胶粒胶团 胶核 电位形成离子，束缚反离子 自由反离子 以氢氧化铁为例，氢氧化铁是由三氯化铁水解形成，故水中的主要电解质为H和Cl-。FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl一、胶体的结构一、胶体的结构你现在浏览的是第二页，共50页2.2.混凝机理混凝机理脱稳脱稳胶粒因胶粒因电位降低或消除，从而失去稳定性电位降低或消除，从而失去稳定性的过程。的过程。凝聚凝聚脱稳胶粒相互聚合为较大颗粒的过程称为凝脱稳胶粒相互聚合为较大颗粒的过程称为凝聚。聚。絮凝絮凝未经脱稳的胶体也可形成大的颗粒，这种现未经脱稳的胶体也可形成大的颗粒，这种现象称为絮凝。象称为絮凝。混凝的机理：混凝的机理：压缩双电层压缩双电层、吸附电中和吸附电中和、吸附架桥吸附架桥、沉淀物网捕沉淀物网捕四种机理。四种机理。你现在浏览的是第三页，共50页溶液中离子浓度与扩散层厚度的关系 溶液中离子浓度低溶液中离子浓度低溶液中离子浓度高溶液中离子浓度高BA到颗粒表面的距离到颗粒表面的距离反反离离子子浓浓度度O溶液中离子溶液中离子浓度低时，浓度低时，扩散层厚度扩散层厚度为为OA溶液中离子浓溶液中离子浓度高时，扩散度高时，扩散层厚度减小为层厚度减小为OB（1 1）压缩双电层机理）压缩双电层机理你现在浏览的是第四页，共50页（1 1）压缩双电层机理）压缩双电层机理双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度有关。当向有关。当向溶液中投加电解质溶液中投加电解质，使溶液，使溶液中离子浓度增高时，则中离子浓度增高时，则扩散层的厚度将扩散层的厚度将减小。减小。该过程的实质是加入的反离子与扩散层该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的原有反离子之间的静电斥力静电斥力把原有部分把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层使扩散层厚度减小厚度减小。你现在浏览的是第五页，共50页（1 1）压缩双电层机理）压缩双电层机理由于扩散层的减小，电动电位相应降低，因此胶粒间的相互排斥力也减少，另一方面，由于扩散层减薄，它们相撞时的距离也减少，因此相互间的吸引力相应变大。从而其排斥力与吸引力的合力由排斥力为主变成以引力为主，胶粒得以迅速凝聚。你现在浏览的是第六页，共50页（2 2）吸附电中和机理）吸附电中和机理胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，降低了电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。你现在浏览的是第七页，共50页（3 3）吸附架桥（桥连）机理）吸附架桥（桥连）机理吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，与胶粒和细微悬浮物等发生吸附用下，与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的过程。桥连的过程。本机理能解释当废水浊度很低时有些混本机理能解释当废水浊度很低时有些混凝剂效果不好的现象。因为废水中胶粒凝剂效果不好的现象。因为废水中胶粒少，当聚合物伸展部分一端吸附一个胶少，当聚合物伸展部分一端吸附一个胶粒后，另一端因粘连不着第二个胶粒，粒后，另一端因粘连不着第二个胶粒，只能与原先的胶粒粘连，就不能起架桥只能与原先的胶粒粘连，就不能起架桥作用，从而达不到混凝的效果。作用，从而达不到混凝的效果。你现在浏览的是第八页，共50页高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架桥作用示意图 吸附絮凝絮凝剂颗粒吸附颗粒吸附颗粒絮凝体你现在浏览的是第九页，共50页=聚合物颗粒脱稳颗粒反应1：线型结构，具有能与胶粒表面某些部位起作用的化学基团，当与胶粒接触时，基团能与胶粒表面产生特殊的反应而互相吸附，而高聚合物分子的其余部分则伸展在溶液中；聚合物最佳聚合物最佳投加量时的初始吸附投加量时的初始吸附=脱稳颗粒绒体颗粒反应2：其余部分可以与另一个表面有空位的胶粒吸附；绒体的绒体的形成形成=脱稳颗粒再稳定颗粒反应3：胶粒较少时，上述聚合物伸展部分粘连不着第二个胶粒，则这个伸展部分迟早还会被原先的胶粒吸附在其它部位上，这个聚合物起不到架桥作用了，胶粒又处于稳定状态；聚合物的二次吸附，不与另外颗粒表面上的聚合物的二次吸附，不与另外颗粒表面上的空位接触空位接触你现在浏览的是第十页，共50页=绒体颗粒绒体碎片反应5：已经架桥絮凝的胶粒，如受到剧烈的长时间搅拌，架桥聚合物可能从另一胶粒表面脱开.=绒体碎片再稳绒体的碎片反应6：重又卷回原所在胶粒表面，造成再稳定状态反应4：高分子絮凝剂投加过量时，会使胶粒表面饱和产生再稳现象；=过量聚合物稳定颗粒（无吸附空位）颗粒你现在浏览的是第十一页，共50页（4 4）沉淀物网捕机理）沉淀物网捕机理当铁、铝盐等高价金属盐类作混凝剂，而且其当铁、铝盐等高价金属盐类作混凝剂，而且其投加量和介质足以使它们迅速生成难溶金属氢投加量和介质足以使它们迅速生成难溶金属氢氧化物氧化物(如如Al(OH)Al(OH)3 3、Fe(OH)Fe(OH)3 3)时，水中的胶粒时，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕。核或吸附质所网捕。以以上上介介绍绍的的混混凝凝的的四四种种机机理理，在在水水处处理理中中往往往往可可能能是是同同时时或或交交叉叉发发挥挥作作用用的的，只只是是在在一一定定情情况况下下以某种机理为主而已以某种机理为主而已。你现在浏览的是第十二页，共50页 无无机机铝系铝系 硫酸铝硫酸铝明矾明矾聚合氯化铝（聚合氯化铝（PAC）聚合硫酸铝（聚合硫酸铝（PAS）适宜适宜pH：5.58 铁系铁系 三氯化铁三氯化铁硫酸亚铁硫酸亚铁硫酸铁（国内生产少）硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁聚合硫酸铁聚合氯化铁聚合氯化铁 适宜适宜pH：511，但腐蚀，但腐蚀性强性强 有有机机 人工人工合成合成 阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物 国外开始增多，国内尚国外开始增多，国内尚少少 阴离子型：水解聚丙烯酰胺（阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非离子型：聚丙烯酰胺（非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯），聚氧化乙烯（PEO）两性型：动物胶、蛋白质两性型：动物胶、蛋白质 使用极少使用极少 天然天然 淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 一、混凝剂一、混凝剂你现在浏览的是第十三页，共50页一、过滤概述一、过滤概述过滤过滤：水体流过有一定厚度（一般为：水体流过有一定厚度（一般为700mm700mm左右）且多孔左右）且多孔 的粒状物质的过滤床，杂质被截留在这些介质的孔的粒状物质的过滤床，杂质被截留在这些介质的孔 隙里和介质上，从而使水得到进一步净化。隙里和介质上，从而使水得到进一步净化。过滤能去除的杂质过滤能去除的杂质：水中的悬浮物和胶体物质水中的悬浮物和胶体物质 细菌、藻类、病毒细菌、藻类、病毒 油类油类 铁和锰的氧化物铁和锰的氧化物 放射性颗粒放射性颗粒 预处理中加入的化学药品预处理中加入的化学药品 重金属重金属 你现在浏览的是第十四页，共50页过滤过程分为过滤过程分为过滤过滤(filtration)(filtration)和和反洗反洗(backwash)(backwash)两个过程。两个过程。过滤过程过滤过程是废水由是废水由上到下通过一定厚上到下通过一定厚度的由一定粒度的度的由一定粒度的粒状介质组成的床粒状介质组成的床层，由于粒状介质层，由于粒状介质之间存在大小不同之间存在大小不同的孔隙，废水中的的孔隙，废水中的悬浮物被这些孔隙悬浮物被这些孔隙截留而除去。截留而除去。过滤水过滤水 滤料滤料废水废水三、过滤的基本过程你现在浏览的是第十五页，共50页引起吸附的原因：引起吸附的原因：l范德华力l化学键力l静电引力根据吸附剂与吸附质之间根据吸附剂与吸附质之间作用力的不同，吸附可分作用力的不同，吸附可分为为物理吸附物理吸附(physical(physical adsorption)adsorption)、化学吸附化学吸附(chemical(chemical adsorption)adsorption)和和离子交换吸附离子交换吸附(ion exchange(ion exchange adsorption)adsorption)吸附的分类：你现在浏览的是第十六页，共50页电渗析过程示意图 浓水浓水阳阳 膜膜,只只允允许许阳阳离离子子通过通过阴膜阴膜,只允许阴离子通过只允许阴离子通过电极电极淡水淡水出水时出水时阳离子阳离子阴离子阴离子进水时进水时进水进水浓水室浓水室淡水室淡水室你现在浏览的是第十七页，共50页 离子交换膜是一种由高分子材料制成的具有离子交换基团的薄膜，其所以离子交换膜是一种由高分子材料制成的具有离子交换基团的薄膜，其所以具有选择透过性主要是由于具有选择透过性主要是由于膜上孔隙膜上孔隙和和膜上离子基团膜上离子基团的作用。的作用。膜上孔隙的作用是，在膜的高分子键之间有一足够大的孔隙，以容纳离子的进膜上孔隙的作用是，在膜的高分子键之间有一足够大的孔隙，以容纳离子的进出和通过。是离子通过膜的大门和通道。出和通过。是离子通过膜的大门和通道。膜上离子基团的作用是，在膜的高分子链上，连接着一些可以发生解离作膜上离子基团的作用是，在膜的高分子链上，连接着一些可以发生解离作用的活性基团。在水溶液中，膜上的活性基团会发生解离作用，解离所产生用的活性基团。在水溶液中，膜上的活性基团会发生解离作用，解离所产生的离子的离子(或称反离子）进入溶液。于是，在膜上就留下了带有一定电荷的固定或称反离子）进入溶液。于是，在膜上就留下了带有一定电荷的固定基团。存在于膜微孔中的带一定电荷的固定基团，好比在一条狭长的通道中基团。存在于膜微孔中的带一定电荷的固定基团，好比在一条狭长的通道中设立的一个个关卡或设立的一个个关卡或“警卫警卫”，以鉴别和选择通过的离子。，以鉴别和选择通过的离子。v 离子交换膜为什么具有选择透过性呢？离子交换膜为什么具有选择透过性呢？注意：注意：离子交换膜的作用离子交换膜的作用并不是起离子交换并不是起离子交换的作用的作用，而是起离而是起离子子选择透过性选择透过性作用作用。你现在浏览的是第十八页，共50页GB1631-79离子交换树脂产品分类、命名及型号制定。交联度数值连接符号顺序号骨架代号分类代号凝胶型离子交换树脂的型号0017 凝胶型强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，交联度为7%D大孔型符号顺序号骨架代号分类代号大孔型离子交换树脂的型号D111大孔型弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂代号0123456分类名称强酸性弱酸性强碱性弱碱性螯合性两性氧化还原性骨架名称苯乙烯系丙烯酸系酚醛系环氧系乙烯吡啶系脲醛系氯乙烯系离子交换树脂的命名和型号你现在浏览的是第十九页，共50页好氧呼吸是营养物质进入好氧微生物细胞后，通过一系列氧化还原反应获得能量的过程。有分子氧参与的生物氧化，有分子氧参与的生物氧化，反应的最终受氢体是分子氧。反应的最终受氢体是分子氧。底物中的氢被脱氢酶脱氢酶活化，并从底物中脱出交给辅酶辅酶（递氢体），同时放出电子，氧化酶氧化酶利用底物放出的电子激活游离氧，活化氧和从底物中脱出的氢结合成水。好氧呼吸过程实质上是脱氢和氧活化脱氢和氧活化相结合的过程。在这个过程中，同时放出能量。依好氧微生物的类型不同，被其氧化的底物不同，氧化产物也不同。好氧呼吸有异养型微生物呼吸和自养型微生物呼吸两种。1.好 氧 呼 吸 你现在浏览的是第二十页，共50页厌氧呼吸是在厌氧呼吸是在无分子氧（无分子氧（OO2 2）的情况下进行的生物氧化。的情况下进行的生物氧化。厌氧微生物厌氧微生物只有脱氢酶系统只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。在呼吸过程，没有氧化酶系统。在呼吸过程中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物中中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物中脱下来的氢脱下来的氢经辅酶经辅酶传传递给递给除氧以外除氧以外的的有机物或无机物有机物或无机物，使其还原。，使其还原。厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，底物氧化底物氧化不彻底不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底物简较原来底物简单的化合物单的化合物。这种化合物还含有相当的能量，故。这种化合物还含有相当的能量，故释放能量较少释放能量较少。如有机污泥的厌氧消化过程中产生的甲烷，是含有相当能如有机污泥的厌氧消化过程中产生的甲烷，是含有相当能量的可燃气体。量的可燃气体。厌氧呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分为厌氧呼吸按反应过程中的最终受氢体的不同，可分为发酵和发酵和无氧呼吸。无氧呼吸。2.厌 氧 呼 吸 你现在浏览的是第二十一页，共50页一、微生物的生长规律 微生物的生长规律一般是以生长曲线来反映。按微生物生长速率，其生长可分为四个生长期停滞期（调整期）对数期（生长旺盛期）静止期（平衡期）衰老期（衰亡期）第二节第二节 微生物的生长规律和生长环境微生物的生长规律和生长环境你现在浏览的是第二十二页，共50页二二.生物膜的构造和物质迁移生物膜的构造和物质迁移生物膜由里至外主要是由厌氧层、好氧层、附着水层、流动水层构成，空气中的氧溶解于流动水层从那里通过附着水层传递给生物膜，供微生物用于呼吸，污水中的有机污染物则由流动水层传递给附着水层然后进入生物膜，并通过细菌的代谢活动而被降解，微生物的代谢产物如H2O等则通过附着水层进入流动水层随其排出，而CO2及厌氧层分解产物如H2S、NH3以及CH4则从水层逸出进入空气。你现在浏览的是第二十三页，共50页什么是活性污泥？由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。你现在浏览的是第二十四页，共50页（3 3）污泥沉降比）污泥沉降比(settling volume,sludge sedimentation ratio,SV)u污泥沉降比是指曝气池混合液在污泥沉降比是指曝气池混合液在l00mLl00mL量筒中，静置沉降量筒中，静置沉降30min30min后，后，沉降污泥所占的体积与混合液总体积之比的百分数。所以也常称为沉降污泥所占的体积与混合液总体积之比的百分数。所以也常称为30 min30 min沉降比。沉降比。u正常的活性污泥在沉降正常的活性污泥在沉降30min30min后，可以接近它的最大密度，故污泥后，可以接近它的最大密度，故污泥沉降比可以反映曝气池正常运行时的污泥量。可用于控制剩余污泥的沉降比可以反映曝气池正常运行时的污泥量。可用于控制剩余污泥的排放排放。四、活性污泥的评价指标你现在浏览的是第二十五页，共50页(4(4）污泥体积指数）污泥体积指数 (sludge volume index,SVI)u污泥体积指数也称污泥容积指数，是指曝气池出口处混污泥体积指数也称污泥容积指数，是指曝气池出口处混合液，经合液，经30min30min静置沉降后，沉降污泥体积中静置沉降后，沉降污泥体积中1g1g干污泥所干污泥所占的容积的毫升数，单位为占的容积的毫升数，单位为mL/gmL/g，但一般不标出。，但一般不标出。u它与污泥沉降比有如下关系：它与污泥沉降比有如下关系：SVI=(SV10)/X式中：式中：X的单位为的单位为g/L四、活性污泥的评价指标你现在浏览的是第二十六页，共50页测定污泥体积指数的意义测定污泥体积指数的意义:污污泥泥指指数数反反映映出出活活性性污污泥泥的的疏疏散散程程度度和和凝凝聚聚、沉沉降降的的性性能能。如如污污泥泥指指数数过过低低，说说明明泥泥粒粒细细小小紧紧密密，无无机机物物多多，缺缺乏乏活活性性和和吸吸附附的的能能力力；指指数数过过高高，说说明明污污泥泥将将要要膨膨胀胀，或或已已经经膨膨胀胀，污污泥泥不不易易沉沉淀淀，这这时时，污污泥泥中中的的微微生生物物往往往主要是丝状细菌。往主要是丝状细菌。对对于于一一般般城城市市污污水水，在在正正常常情情况况下下，污污泥泥指指数数以以在在5050150150之间为宜。之间为宜。污泥浓度可以反映污泥数量；污泥指数则能较全面地反映污泥浓度可以反映污泥数量；污泥指数则能较全面地反映污泥浓度可以反映污泥数量；污泥指数则能较全面地反映污泥浓度可以反映污泥数量；污泥指数则能较全面地反映污泥凝聚和沉降的性能污泥凝聚和沉降的性能污泥凝聚和沉降的性能污泥凝聚和沉降的性能 四、活性污泥的评价指标你现在浏览的是第二十七页，共50页四阶段四阶段:水解阶段、酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段水解阶段、酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段大分子有机物水解水解细菌的胞外酶细菌的胞外酶水解的和溶解的有机物酸化酸化产酸细菌产酸细菌有机酸醇 类醛类等H2，CO2乙酸化乙酸化乙酸细菌乙酸细菌乙酸甲烷化甲烷化甲烷细菌甲烷细菌CH4甲烷细菌甲烷细菌CH4厌氧消化原理厌氧消化原理 你现在浏览的是第二十八页，共50页1046废水的营养比厌氧微生物的生长繁殖需按一定的比例摄取碳、氮、磷厌氧微生物的生长繁殖需按一定的比例摄取碳、氮、磷以及其他微量元素。以及其他微量元素。工程上主要控制进料的碳、氮、磷比例，因为其他营工程上主要控制进料的碳、氮、磷比例，因为其他营养元素不足的情况较少见。养元素不足的情况较少见。厌氧法中碳厌氧法中碳:氮氮:磷控制为磷控制为200-300:5:1为宜。为宜。在碳、氮、磷比例中，碳氮比例对厌氧消化的影响更在碳、氮、磷比例中，碳氮比例对厌氧消化的影响更为重要。研究表明，合适的为重要。研究表明，合适的C/N为为10-18:1。你现在浏览的是第二十九页，共50页气浮气浮气气浮浮是是利利用用废废水水中中的的颗颗粒粒的的疏疏水水性性，通通过过在在气气浮浮池池中中向向废废水水中中通通入入一一定定尺尺寸寸的的气气泡泡，使使废废水水中中的的污污染染物物吸吸附附在在气气泡泡上上，随随气气泡泡的的上上浮浮，污污染染物物也也随随之之浮浮到到水水面面上上而而形形成成由由气气泡泡、水水和和污污染染物物形形成成的的三三相相泡泡沫沫层层，收收集集泡泡沫沫层层即可把污染物与水分离。即可把污染物与水分离。你现在浏览的是第三十页，共50页 悬浮物与气泡附着悬浮物与气泡附着涉及到气、液、固（液）三相介质的涉及到气、液、固（液）三相介质的问题。问题。当气泡和颗粒共存于水中，即液、气、颗粒三相介当气泡和颗粒共存于水中，即液、气、颗粒三相介质共存的情况下，每两相之间的界面上都存在着各自的质共存的情况下，每两相之间的界面上都存在着各自的界面张力和界面能，界面能和表面能一样，可用下式表界面张力和界面能，界面能和表面能一样，可用下式表示：示：E=E=S S 式中：式中：界面张力，界面张力，N/cmN/cm2 2；S S 界面面积，界面面积，cmcm2 2。界面能和界面张力界面能和界面张力一样也有降低到最小的趋势。当废一样也有降低到最小的趋势。当废水中有气泡存在时，悬浮颗粒就力图粘附在气泡上而降低水中有气泡存在时，悬浮颗粒就力图粘附在气泡上而降低其界面能。其界面能。11.1 11.1悬浮物与气泡附着机理悬浮物与气泡附着机理你现在浏览的是第三十一页，共50页 当废水中有气泡存在时，并非所有的颗粒都能粘附上去，当废水中有气泡存在时，并非所有的颗粒都能粘附上去，它们它们能否与气泡粘附取决于水对该颗粒能否与气泡粘附取决于水对该颗粒的表面性质的表面性质(即颗粒即颗粒的润湿性的润湿性)。一般规律：一般规律：疏水性颗粒易与气泡粘附，而亲水性颗粒难以与疏水性颗粒易与气泡粘附，而亲水性颗粒难以与气泡粘附。气泡粘附。容易被水润湿的物质称为容易被水润湿的物质称为亲水性物质亲水性物质.难于被水润湿的物质称为难于被水润湿的物质称为疏水性物质疏水性物质。你现在浏览的是第三十二页，共50页 颗粒的润湿程度颗粒的润湿程度常用气、液、固三相间互相接常用气、液、固三相间互相接触时所形成的触时所形成的接触角接触角的大小来解释。的大小来解释。在静止状态下，当气、液、固三相接触时，在在静止状态下，当气、液、固三相接触时，在气气-液界面张力线和固液界面张力线和固-液界面张力线之间的夹角液界面张力线之间的夹角（对着液相的），称为平衡接触角，用（对着液相的），称为平衡接触角，用表示。表示。（图示）（图示）你现在浏览的是第三十三页，共50页接触角示意图平衡时有：平衡时有：LS LGcos GS （1 1）固体亲水固体亲水固体固体水滴水滴接触角接触角 固体固体固体疏水固体疏水水滴水滴接触角接触角 GSLG LS从图中物质与水接触面积的大小清楚地看出，不论物质的润湿性如何，从图中物质与水接触面积的大小清楚地看出，不论物质的润湿性如何，在在三相接触点上，三个界面的张力总是处于平衡状态三相接触点上，三个界面的张力总是处于平衡状态，即：即：你现在浏览的是第三十四页，共50页当气泡与颗粒共存于水中时当气泡与颗粒共存于水中时:在在气气泡泡与与颗颗粒粒附附着着前前，单单位位界界面面面面积积上上的的界界面面能能之之和和为为：E1=LS+LG，附附着着后后，单单位位附附着着面面积积上上的的界界面面能能E E2 2=GS ，其其界界面面能能降降低低的的数值为：数值为：E=E1-E2=LS+LG-GS （2 2），），能量能量E E 为挤开气泡与颗粒间的水膜所做的功为挤开气泡与颗粒间的水膜所做的功,E,E越大，气泡与颗粒越大，气泡与颗粒粘附得越牢固。粘附得越牢固。将式（将式（1 1）代入式（）代入式（2 2），整理得：），整理得：E=E=LGLG（1-cos1-cos）（3 3）平衡时有：平衡时有：LS LGcos GS （1 1）你现在浏览的是第三十五页，共50页 E=E=LGLG（1-cos1-cos）（3 3）由式（由式（3 3）可见：）可见：EE越大，越有利于颗粒与气泡粘附。越大，越有利于颗粒与气泡粘附。讨论：讨论：当当 颗颗 粒粒完完 全全 被被水水 润润 湿湿 时时，00，cos1cos1，E0E0，颗颗粒粒不不能能与与气气泡泡相相粘粘附附，因因此此也就不能用气浮法分离；也就不能用气浮法分离；当当颗颗粒粒完完全全不不被被水水润润湿湿时时，180180，cos-1cos-1，E2E2LGLG,颗颗粒粒与与气气泡泡粘粘附附紧紧密密，最最易于用气浮法去除；易于用气浮法去除；你现在浏览的是第三十六页，共50页 当当909090时时，coscos为为负负值值，在在此此范范围围内内，颗颗粒粒表表面面疏疏水水性性占占优优势势，粘粘附附容容易易且且稳稳定定，容容易易气气浮分离；浮分离；对对LGLG值很小的体系，值很小的体系，EE很小，很小，不利于不利于气气泡与颗粒的粘附。泡与颗粒的粘附。E=LG（1-cos）（3）你现在浏览的是第三十七页，共50页12.1.2 污泥的性质 1、污泥含水率 污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。P1,V1,W1,C1污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度；P2,V2,W2,C2污泥含水率变为p2时的污泥体积、重量与团体物浓度;你现在浏览的是第三十八页，共50页第二节第二节 除油除油一、自然除油一、自然除油1、基本原理、基本原理 物理法除油，根据油水密度不同，达到油水分离。物理法除油，根据油水密度不同，达到油水分离。该种方法：该种方法：忽略了进出配水口水流的不均匀性忽略了进出配水口水流的不均匀性忽略油珠颗粒上浮中的絮凝等因素的影响，认为油珠颗粒是在理忽略油珠颗粒上浮中的絮凝等因素的影响，认为油珠颗粒是在理想状态下进行重力分离想状态下进行重力分离 a、假定过水断面上各点的水流速度相等，且油珠颗粒上浮时、假定过水断面上各点的水流速度相等，且油珠颗粒上浮时的水平分速度等于水流速度；的水平分速度等于水流速度；b、油珠颗粒以等速上浮；、油珠颗粒以等速上浮；c、油珠颗粒上浮到水面即被去除。、油珠颗粒上浮到水面即被去除。你现在浏览的是第三十九页，共50页含油污水在重力分离池中的分离效率（除油效率）为：含油污水在重力分离池中的分离效率（除油效率）为：式中：式中：E E 油珠颗粒的分离效率；油珠颗粒的分离效率；u u 油珠颗粒上浮速度；油珠颗粒上浮速度；Q Q/A A 表面负荷率；表面负荷率；Q Q 处理流量；处理流量；A A 除油设备水平工作面积。除油设备水平工作面积。表面负荷率表面负荷率Q Q/A A是一个重要参数。当是一个重要参数。当Q Q一定时，加大表面积一定时，加大表面积A A，可以减小油珠颗粒最小上浮速度，可以减小油珠颗粒最小上浮速度u u0 0，意味着更小直径的油珠颗，意味着更小直径的油珠颗粒被分离出来，从而提高除油效率或增加设备的处理能力。粒被分离出来，从而提高除油效率或增加设备的处理能力。你现在浏览的是第四十页，共50页Stokes公式公式式中：式中：u颗粒的浮升速度，颗粒的浮升速度，m/s；w、o分别表示颗粒及水的分别表示颗粒及水的 密度，密度，kg/m3；g重力加速度，重力加速度，m/s2；污水的粘度，污水的粘度，Pas；d颗粒的粒径，颗粒的粒径，m。浮升速度浮升速度u用用Stokes公式计算。公式计算。你现在浏览的是第四十一页，共50页Stokes公式说明的问题（1）水与颗粒的密度差（）水与颗粒的密度差（w-o）愈大，它的浮升速度愈大，成正愈大，它的浮升速度愈大，成正比关系。比关系。当当 w o时，时，u0，颗粒上浮；，颗粒上浮；当当 w o时，时，u0，颗粒下沉；，颗粒下沉；当当 w=o时，时，u=0，颗粒既不下沉，颗粒既不下沉也不上浮。也不上浮。你现在浏览的是第四十二页，共50页Stokes公式说明的问题（2）水水的的粘粘度度 愈愈小小，上上浮浮速速度度愈愈快快，成成反反比比关关系系。因因粘粘度度与与水水温温成成反反比比，故故提提高高水水温温有利于上浮。有利于上浮。（3）颗粒直径）颗粒直径d愈大，浮升速度愈大，浮升速度愈快，成平方关系。因此随粒愈快，成平方关系。因此随粒度的下降，颗粒的浮升速度会度的下降，颗粒的浮升速度会迅速降低。迅速降低。你现在浏览的是第四十三页，共50页二、斜板（管）除油二、斜板（管）除油 斜板（管）除油是目前最常用的高效除油方法之一，是一种物理法除油。斜板（管）除油是目前最常用的高效除油方法之一，是一种物理法除油。1、基本原理、基本原理浅池理论原理浅池理论原理 设斜管除油池池长为设斜管除油池池长为L，池中水平流速为，池中水平流速为，颗粒上浮为，颗粒上浮为u0，在理想状态下，在理想状态下，L/H/u0。可见。可见L与与值不变时，值不变时，池身越浅池身越浅，可被去除的悬浮物颗粒越小可被去除的悬浮物颗粒越小。若用水平隔板，将若用水平隔板，将H分成分成3层，每层层深为层，每层层深为H/3，在，在u0与与不变的条件下，只需不变的条件下，只需L/3，就可以将，就可以将u0的颗粒去除。也即总容积可减少到原来的的颗粒去除。也即总容积可减少到原来的1/3。如果池长不变，。如果池长不变，由于池深为由于池深为H/3，则水平流速可增加的，则水平流速可增加的3，仍能将沉速为，仍能将沉速为u0的颗粒除去，也即处理能的颗粒除去，也即处理能力提高力提高3倍。将沉淀池分成倍。将沉淀池分成n层就可以把处理能力提高层就可以把处理能力提高n倍。为便于浮升到斜板（管）倍。为便于浮升到斜板（管）上部油珠的流动和和沉下泥渣排除，把浅的分离池倾斜一定角度（一般为上部油珠的流动和和沉下泥渣排除，把浅的分离池倾斜一定角度（一般为 45-60）。）。你现在浏览的是第四十四页，共50页除油效率：除油效率：假设除油设备高度为假设除油设备高度为H，油珠颗粒分离时间为，油珠颗粒分离时间为t，则，则表面负荷率表示为表面负荷率表示为Q/AH/t，则分离效率为，则分离效率为公式表明：重力分离除油设备的除油效率是分离高度的函数。公式表明：重力分离除油设备的除油效率是分离高度的函数。H减小，减小，E增大。增大。H越小，油珠颗粒上浮至表面的时间越短。越小，油珠颗粒上浮至表面的时间越短。加设斜板，增加分离设备的工作表面积，缩加设斜板，增加分离设备的工作表面积，缩小分离高度，提高油珠颗粒的去除效率。小分离高度，提高油珠颗粒的去除效率。你现在浏览的是第四十五页，共50页三、粗粒化（聚结）除油三、粗粒化（聚结）除油 粗粒化粗粒化：含油污水流经装有填充物（粗粒化材料）的：含油污水流经装有填充物（粗粒化材料）的装置后，使装置后，使油珠由小变大油珠由小变大的过程。这样，更容易用重力分的过程。这样，更容易用重力分离法将油除去。离法将油除去。粗粒化处理的对象：水中的分散油。粗粒化处理的对象：水中的分散油。1、理论依据理论依据 对于温度一定的特定污水，油珠上浮速度与油珠粒径平方对于温度一定的特定污水，油珠上浮速度与油珠粒径平方成正比。若在污水沉降前设法使油珠粒径增大，可加大油珠上成正比。若在污水沉降前设法使油珠粒径增大，可加大油珠上浮速度，便可提高除油效率。粗粒化法（聚结）可达到增大油珠粒径浮速度，便可提高除油效率。粗粒化法（聚结）可达到增大油珠粒径的目的。的目的。你现在浏览的是第四十六页，共50页2、粗粒化的机理、粗粒化的机理 有两种观点：润湿聚结；碰撞聚结有两种观点：润湿聚结；碰撞聚结润湿聚结理论润湿聚结理论 建立在建立在“亲油性亲油性”粗粒化材料的基础上。粗粒化材料的基础上。当含油污水流经当含油污水流经亲油性材料组成的粗粒化床亲油性材料组成的粗粒化床时，分散油珠时，分散油珠在材料在材料表面润湿吸附表面润湿吸附，材料表面几乎全，材料表面几乎全被油包住被油包住，再流来的再流来的油珠油珠更容易润湿附着在上面，油珠不断聚结扩大并更容易润湿附着在上面，油珠不断聚结扩大并形成油膜形成油膜，在在浮力和反向水流浮力和反向水流冲击作用下，油膜开始冲击作用下，油膜开始脱落脱落，在水相中仍，在水相中仍形形成油珠成油珠，但，但比聚结前的油珠粒径大比聚结前的油珠粒径大，从而达到粗粒化的目的。，从而达到粗粒化的目的。具有该种特性的聚结材料：聚丙烯塑料球，无烟煤等具有该种特性的聚结材料：聚丙烯塑料球，无烟煤等你现在浏览的是第四十七页，共50页碰撞聚结理论碰撞聚结理论 建立在建立在疏油材料疏油材料基础上。基础上。由粒状的或纤维状的粗粒化材料组成的粗粒化床，其由粒状的或纤维状的粗粒化材料组成的粗粒化床，其空空隙均构成互相连续的通道隙均构成互相连续的通道，如无数根直径很小交错的微管。，如无数根直径很小交错的微管。当含油污水流经该床时，由于当含油污水流经该床时，由于粗粒化材料是疏油粗粒化材料是疏油的，的，两个或两个或多个油珠有可能同时与管壁碰撞或互相碰撞多个油珠有可能同时与管壁碰撞或互相碰撞，其冲量足可以，其冲量足可以将它们将它们合并为一个较大的油珠合并为一个较大的油珠，达到粗粒化目的。，达到粗粒化目的。具有该种特性的聚结材料：蛇纹石，陶粒等。具有该种特性的聚结材料：蛇纹石，陶粒等。你现在浏览的是第四十八页，共50页 需澄清的问题需澄清的问题 无论是亲油的或是疏油的材料，两种聚结同时存在。无论是亲油的或是疏油的材料，两种聚结同时存在。亲油材料以亲油材料以“润湿聚结润湿聚结”为主，也有碰撞聚结。原因是为主，也有碰撞聚结。原因是污水流经粗粒化床，油滴之间也存在碰撞。污水流经粗粒化床，油滴之间也存在碰撞。疏油材料以疏油材料以“碰撞聚结碰撞聚结”为主，也有润湿聚结。原因是为主，也有润湿聚结。原因是当疏油材料表面沉积油泥时，该材料便有亲油性。当疏油材料表面沉积油泥时，该材料便有亲油性。无论是亲油性材料还是疏油性材料，只要粒径合适，无论是亲油性材料还是疏油性材料，只要粒径合适，都有较好的粗粒化效果。都有较好的粗粒化效果。你现在浏览的是第四十九页，共50页3、粗粒化材料（聚结板材）的选择、粗粒化材料（聚结板材）的选择分类分类：形状：粒状（重复使用）；纤维状（一次性使用）形状：粒状（重复使用）；纤维状（一次性使用）材质：天然的（无烟煤、蛇纹石、石英砂等）材质：天然的（无烟煤、蛇纹石、石英砂等）人造的（聚丙烯塑料球、陶粒等）人造的（聚丙烯塑料球、陶粒等）选用原则选用原则：耐油性好，不能被油溶解或溶胀；耐油性好，不能被油溶解或溶胀；具有一定的机械强度，且不易磨损；具有一定的机械强度，且不易磨损；不易板结，冲洗方便；不易板结，冲洗方便；一般主张用亲油性材料；一般主张用亲油性材料；尽量采用相对密度大于尽量采用相对密度大于1的材料；的材料；粒径粒径35mm为宜；为宜；货源充足，加工运输方便，价格便宜。货源充足，加工运输方便，价格便宜。你现在浏览的是第五十页，共50页