1、第十二章 化工废水处理第一节 化工废水概述 纯净的水在经过使用以后，改变了原来的物理或化学性质，成为含有不同种类杂质的废水。这些废水如果不经过任何处理排放到水体中去，会造成水体不同性质和不同程度的污染，从而危害人类的健康，影响工农业生产。在化工产品生产过程中排放出来工艺废水、冷却水、废弃洗涤水、设备及场地冲洗水等都称之为化工废水。分类特点来源一、一、化工废水化工废水:水水水水水（一）化工废水的主要来源（1）化工生产的原料和产品在生产、包装、运输、堆放的过程中因一部分物料流失又经雨水或用水冲刷而形成的废水。（2）化学反应不完全而产生的废料（3）化学反应中副反应生成的废水（4）冷却水（5）一些特定
2、生产过程排放的废水。（二）化工废水的分类 化学工业废水按成分可分三大类：第一类为含有有机物的废水，主要来自基本有机原料、合成材料（含合成塑料、合成橡胶、合成纤维）、农药、染料等行业排出的废水；第二类为含无机物的废水，如无机盐、氮肥、磷肥、硫酸、硝酸及纯碱等行业排出的废水；第三类为既含有有机物又含有无机物的废水，如氯碱、感光材料、涂料等行业。（三）化工废水的特点 （1）废水排放量大 （2）污染物种类多 （3）污染物毒性大 （4）废水中有害污染物较多 （5）化工废水的水量和水质视其原料路线、生产工艺方法及生产规模不同而有很大差异 （6）污染范围广有机污染物有机污染物无机污染物二、水体污染物与溶解物
3、二、水体污染物与溶解物:1无机污染物 （1）酸碱污染物 （2）氮及其化合物 （3）磷及其化合物 （4）重金属离子 （5）氰化物 2.有机污染物 （1）碳水化合物 污水中的碳水化食物包括糖、淀粉、纤维素和木质素等。（2）蛋白质和尿素CO(NH2)2 蛋白质和尿素是生活污水中氮的主要来源。（3）脂肪和油类 脂肪和油类是乙醇或甘油与脂肪酸形成的化合物，主要成分是碳、氢、氧。生活污水中的脂肪和油类来源于人类排泄物及餐饮业的洗涤水(含油浓度可达400-600mg/l，甚至高达1200mg/l)，包括动物油和植物油。3.有机污染物 生活污水、医院废水等均含有肠道病原菌(如痢疾、伤寒、霍乱菌等)、寄生虫卵(
4、蛔虫、蛲虫等)、炭疽杆菌与病毒，如每克粪便中约含有104-105个传染性肝炎病毒。食品、制药和制革废水会产生霉素污染。废水的化学指标废水的排放标准 废水的物理指标三、废水的水质指标:1.废水的物理指标 （1）水温 （2）颜色 （3）味道 （4）固体含量 （5）悬浮物（SS）2.废水的化学指标 （1）pH 城市污水pH值呈中性，一般为6.5-7.5。通常工业废水的排放会造成pH的变化，引起水体的污染。（2）生化需氧量（BOD，Bio chemical Oxygen Demand）在有氧的条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离态氧的数量，单位为mg/l。（3）化学需氧量（COD,
5、Chemical Oxygen Demand）用重铬酸钾强氧化剂氧化水中有机物时所消耗的氧量，单位为mg/l。（4）氮、磷污染 N、P等物质对人类形成直接毒害作用，是植物无机性营养物，是导致水体富营养化主要物质，因此也受到人的关注。（5）总有机碳TOC 总有机碳的分析目前在国内外日趋增多，主要是解决快速测定和自动控制而发展起来的。总有机碳TOC是用总有机碳仪在900高温下将有机物燃烧氧化计算出总含碳量。3.废水的排放标准 根据污水排放去向，即污水受纳水体的不同，需要将污水处理到一定的程度，满足相应的排放标准，以保证自然水体的水质功能不受其影响，保证水资源的可持续利用。四、废水处理的一般方法：化
6、学法 物理化学法 物理法 生物法1.物理法 （1）阻力拦截法 污染物依靠格栅、筛网等器械或介质的阻碍作用在而被截留。（2）重力沉淀法 又称物理沉淀法，污染物依靠重力作用而沉淀分离。（3）上浮法 污染物依靠重力作用而浮上分离。（4）过滤法 污染物依靠粒状滤料的吸附、凝聚等作用而被分离。（5）离心分离法 污染物依靠施加离心力而分离。2.化学法 （1）混凝法 向污水中投加混凝剂，使水中难以自然沉淀的胶体颗粒脱稳而互相聚合，形成沉淀。（2）中和法 向污水中投加酸性或碱性物质，将污水pH值调至中性范围，称为中和处理。（3）化学沉淀法 向污水中投加化学沉淀剂使之与溶解性污染物生成难溶的沉淀物，然后分离之。
7、（4）氧化还原法 向污水中投加氧化剂或还原剂，使之与污染物发生氧化-还原反应，将其转化为无毒害的新物质，包括空气氧化法、臭氧氧化法、药剂氧化还原法、光催化氧化法等。（5）电化学法 以电解槽的阳极或阴极作为氧化剂或还原剂，使污染物发生氧化一还原反应。3.物理化学法 （1）吸附法 利用多孔性固体吸附剂，使水中污染物被吸附在固体表面而去除的方法，称为吸附法。（2）离子交换法 利用离子交换剂中的可交换离子与废水中同性离子的交换反应来去除水中溶解性的离子态的污染物质。（3）气浮法 向水小通入微小气泡，与细小悬浮污染物互相粘附成浮选体，并利用气浮的浮升作用，使之浮上水面形成浮渣分离之。（4）萃取法 利用不
8、溶于水而可溶解水中某种污染物的溶剂(萃取剂)来分离污染物的方法。（5）膜分离 利用薄膜使溶剂(通常是水)问溶质或微粒分离的方法称为膜分离法，具体包括扩散渗折、电渗折、反渗透、超滤等。（6）磁分离 通过外加磁场使污水中具有磁性的悬浮颗粒吸出，达到分离的目的。4.生物法 （1）好氧生物法 利用好氧微生物的作用净化污水的方法，称为好氧生物法。主要用于处理城市污水和有机性生产污水。（2）厌氧生化法 利用厌氧微生物的作用净化污水的方法，称为厌氧生物法。主要用于处理高浓度有机污水。五、污水处理系统 污水处理的基本方法，就是采用各种技术与手段，将污水中所含的污染物质分离去除、回收利用或将其转化为无害物质，使
9、水得到净化。化工生产污水中的污染物是多种多样的，往往需要采用几种方法的组合，才能处理不同性质的污染物与污泥，达到净化的目的与排放标准。现代污水处理技术，按处理程度划分可分为一级、二级和三级处理。一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理后的污水，BOD一般可去除30左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(即BOD、COD物质)，去除率可达90以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理，是在一级、二级处理后，进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无
10、机物等，主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等。城市污水处理的典型流程第二节 废水物理处理 物理处理技术是借助于物理作用分离或去除污水中的不溶性悬浮物或固体单元操作过程。其目的在于去除那些在大小或性质方面不利于后续处理过程的物质，如大块漂浮物和泥沙等。物理处理技术采用的方法主要有调节、筛滤、截留和重力分离等；采用处理设备和装置有格栅、筛网、沉沙池、沉淀池等。具废水处理程度不同这些操作技术可单独使用，也可作为整个污水处理过程中的预处理和后续处理工艺。一、调节1水量调节 水量调节比较简单，一般只需设置一个简单的水池，保持必要的调节池容积并使出水均匀即可。常用水量
11、调节池是一种改变水位的贮水池。进水为重力流，出水用泵提升。池中最高水位不高于进水管设计水位，有效水深2-3m，最低水位为死水位。2.水质调节 水质调节的任务是对不同时间或不同来源的污水进行混合，使流出水质比较均匀。（1）对角线调节池 特点是出水槽沿对角线方向设置，污水由左右两侧进入池内，经过不同的时间流到出水槽，从而实现后过来的，不同浓度的废水混合，达到自动调节均匀的目的。（2）折流调节池 在池内设置许多折流隔墙，污水从调节池的起端流入，在池内来回折流，延迟时间，充分混合，均衡；剩余的流量通过设在调节池上的配水槽的各投配口等量地投入池内前后两个位置，从而实现后过来的，不同浓度的废水混合，达到自
12、动调节均和的目的。二、筛滤 筛滤是去除废水中粗大的悬浮物和杂物，以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法。筛滤的设备包括格栅和筛网。它们所去除的物质则称为筛余物。其中格栅去除的是那些可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大的悬浮物；而筛网去除的是用格栅难以去除的呈悬浮状的细小纤维。1格栅 格栅是由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置在进水渠道上，或泵站集水池的进口处，用以拦截污水中大块的呈悬浮或飘浮状态的污物。格栅的种类较多，按格栅栅条的间隙，可分为粗格栅(50-l00mm)、中格栅(10-40mm)、细格栅(3-10mm)三种。按清渣方式，粗格栅可分为人工清渣和机械清渣两种。按构造形状不同可分为
13、平面格栅、曲面格栅和回转式格栅。2.筛网 对于含有长约1-20mm的纤维类杂物的废水。呈悬浮状的细纤维不能通过格栅去除，如不清除，则可能堵塞排水管道和缠绕水泵叶轮，破坏水泵的正常工作。这类悬浮物可用筛网去除，且具有简单、高效、不加化学药剂、运行费低、占地面积小及维修方便等优点。筛网通常用金属丝或化学纤维编制而成，它的空隙比格栅更小。其型式有转筒式筛网、水力回转式筛网、固定式倾斜筛网、振动式筛网等多种。三、沉淀 沉淀与上浮是利用水中悬浮颗粒与水的密度差进行分离的基本方法。当悬浮物的密度大于水时，在重力作用下，悬浮物下沉形成沉淀物。水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程成为沉淀。上浮是指当
14、悬浮物的密度小于水时，则上浮至水面形成浮渣（油）。污水通过收集沉淀物和浮渣可获得初期净化。沉淀法可以去除水中的砂粒、化学沉淀物、混凝处理所形成的絮体和生物处理后的污泥、也可用于沉淀污泥的浓缩。1沉砂池 沉砂池的作用是去除废水中密度比较大的无机颗粒，如泥沙、煤渣等，一般设在泵站前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初次沉淀池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。（1）平流式沉砂池 平流式沉砂池由入流渠、出流渠、闸板（闸槽）、水流部分及沉砂斗组成。图图11-611-6平流式沉砂池平流式沉砂池（2）曝气沉砂池 曝气沉砂池具有沉砂中有机物的含量低于5%；具有预曝气、脱臭、防止污
15、水厌氧分解、加速污水中油类的分离等特点。曝气沉砂池是一个长形渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约60-90cm处设置曝气装置，在池底设置沉砂斗。2.沉淀池 沉淀池的类型很多，按工艺布置不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池两种。初次沉淀池设于生物处理前，二次沉淀池设于生物处理后。按池内水流方向，又可分为平流式、辐流式、竖流式三种。沉淀池内可分为流入区、流出区、沉淀区和污泥区。（1）平流式沉淀池 在平流式沉淀池内，水是按水平方向流过沉降区并完成沉降过程的。（2）辐流式沉淀池 辐流式沉淀池常为直径较大的圆形池，直径一般介于20-30m之间，但变化幅度可为6-60m，最大甚至可达100m，池中心深度
16、约为2.5-5.0m，池周深度则约为1.5-3.0m。（3）竖流式沉淀池 竖流式沉淀池的表面多呈圆形，也有采用方形和多角形的。为了池内水流分布均匀，池径不宜太大，一般在8m以下，多介于4-7m。沉淀池上部呈圆柱状的部分为沉淀区，下部呈截头倒圆锥状的部分为污泥区，在二区之间留有缓冲层0.3m。四、过滤 过滤就是利用过滤介质石英砂等粒状材料组成的滤料层截的流水中的悬浮杂质，从而固液分离的处理过程。过滤是一个包含多种作用的复杂过程。它包括输送和附着两个阶段，只有将悬浮粒子输送到滤料表团，并使之与滤料表面接触才能产生附着作用，附着以后不再移动才算是被滤料截留，输送是过滤过程的前提。2.快滤池的构造与分
17、类 （1）普通快滤池 1）滤池的废水流向选择 据废水的流向不同，快滤池可分为下向流式、上向流和双向流式。2）构造 滤池的种类虽然很多，但其基本构造是相似的，在废水处理中使用的各种滤池都是在普通滤池的基础上加以改进而来的。（2）无阀滤池 一般快滤池都有复杂的管道系统，并设有各种控制阀门，操作步骤相当复杂，同时也增加了建造费用。无阀滤池是利用水力学原理通过进出水的压差自动控制虹吸产生和破坏实现自动运行的滤池。（3）虹吸滤池 虹吸滤池是指滤池的进水和冲洗水的排除都由虹吸管完成，所以叫虹吸滤池。虹吸滤池可以做成圆形或方形。一般是由数格(如6-8格)滤池组成一个整体，便于管理和冲洗。第三节 废水化学和物
18、理化学处理方法一、中和法 中和处理方法因废水的酸碱性不同而不同。针对酸性废水，主要有酸性废水与碱性废水相互中和、药剂中和及过滤中和三种方法。而对于碱性废水，主要有碱性废水与酸性废水相互中和、药剂中和两种。1.酸性废水中和处理 1）药剂中和法处理酸性废水 （2）过滤中和法处理酸性废水 过滤中和法是选择碱性滤料填充成一定形式的滤床，酸性废水流过此滤床即被中和。过滤中和法与投药中和法相比，具有操作方便，运行费用低及劳动条件好等优点，它产生的沉渣少，只有废水体积的0.1，主要缺点是进水硫酸浓度受到限制。碱性废水的中和处理（1）利用废酸性物质中和处理 废酸性物质包括含酸废水、烟道气等。烟道气中CO2含量
19、可高达24，此外 有时还含有SO2和H2S，故可用来中和碱性废水。（2）药剂中和法 常用的药剂是硫酸、盐酸及压缩二氧化碳。硫酸的价格较低，应用最广。盐酸的优点是反应物溶解度高，沉渣量少，但价格较高。二、化学沉淀法 化学沉淀法是指向废水中投加某些化学药剂（沉淀剂），使之与废水中溶解态的污染物直接发生化学反应，形成难溶的固体生成物，然后进行固液分离，从而除去水中污染物的一种处理方法。这种方法可用于给水处理中去除钙、镁等硬度，废水中的重金属离子（如汞、镉、铅、锌、镍、铬、铁、铜等）、碱土金属（如钙和镁）及某些非金属（如砷、氟、硫、硼）均可通过化学沉淀法去除，某些有机污染物亦可通过化学沉淀法去除。1.
20、氢氧化物沉淀法 除了碱金属和部分碱土金属外，其他金属的氢氧化物大都是难溶的，可利用氢氧化物沉淀法去除废水中的重金属离子。沉淀剂为各种碱性药剂，常用的有石灰、碳酸钠、苛性钠、石灰石、白云石等。2.硫化物沉淀法 大多数过渡金属的硫化物都难溶于水，可利用硫化物沉淀法去除废水中的重金属离子。硫化物沉淀法常用的沉淀剂有H2S、Na2S、NaHS、CaSx、(NH4)2S等。3.碳酸盐沉淀法 碱土金属（Ca、Mg等）和重金属（Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Cd、Pb、Hg、Bi等）的碳酸盐都难溶于水，可用碳酸盐沉淀法将这些金属离子从废水中去除。4.铁氧体沉淀法 铁氧体是指一类具有一定晶体结构的
21、复合氧化物，它具有高的导磁率和高的电阻率（其电阻比铜大1013-1014倍），是一种重要的磁性介质。铁氧体不溶于酸、碱、盐溶液，也不溶于水。三、氧化还原法 通过药剂与污染物的氧化还原反应，把废水中有毒害的污染物转化为无毒或微毒物质的处理方法称为氧化还原法。工业废水中的有机污染物(如色、嗅、味、COD)及还原性无机离子(如CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等)都可通过氧化法消除其危害，而废水中的许多重金属离子(如汞、镉、铜、银、金、六价铬、镍等)都可通过还原法去除。1.空气氧化处理含硫废水 氧的化学氧化性是很强的，且pH值降低，氧化性增强。但是，用O2进行氧化反应的活化能很高，因而反应速度很慢，
22、这就使得在常温、常压、无催化剂时，空气氧化法(曝气法)所需反应时间很长，使其应用受到限制。2.臭氧氧化法处理有机废水 臭氧的氧化性很强。在理想的反应条件下，臭氧可把水溶液中大多数单质和化合物氧化到它们的最高氧化态，对水中有机物有强烈的氧化降解作用，还有强烈的消毒杀菌作用。3.氯氧化法处理含氰废水 氯系氧化剂包括氯气、次氯酸钠和二氧化氯等。氯(Cl2)易溶于水，并迅速水解，歧化为HCl和HClO。次氯酸及其盐有很强的氧化性，且在酸性溶液中有更强的氧化性。氯氧化法处理含氰废水是分两个阶段来完成的。第一阶段，CN-氧化成氰酸盐，要求PH控制在10-11，反应时间10-15min。第二阶段，在PH为8
23、-8.5的条件下，将氰酸盐氧化成 N2，反应在h之内完成。处理设备主要是反应池和沉淀池。4药剂还原法(1）亚硫酸盐还原法去除废水中六价铬 在废水处理中，目前采用化学还原法进行处理的主要污染物有Cr()、Hg()、Cu()等重金属。废水中剧毒的六价铬(Cr2O72-或CrO42-)可用还原剂还原成毒性极 微的三价铬。常用的还原剂有亚硫酸氢钠、二氧化琉、硫酸亚铁。（2）铁屑还原法除汞()常用的还原剂为比汞活泼的金属(铁屑、锌粉、铝粉、钢屑等)、硼氢化钠、醛类、联胺等。废水中的有机汞通常先用氧化剂(如氯)将其破坏，使之转化为无机汞后，再用金属置换。四、混凝法 1 混凝法的基础知识 混凝就是向污水中投
24、加混凝剂来破坏胶体的稳定性，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀，从而与水分离，使污水得到净化。混凝法是给水和污水处理中应用非常广泛的方法。2混凝剂（1）无机混凝剂 常用的无机混凝剂应用最广泛的是铝系和铁系金属盐，铝盐如硫酸铝、明矾、铝酸钠等，铁盐如硫酸亚铁，三氯化铁等。（2）有机高分子混凝剂 高分子混凝剂分为天然和人工两类。在给水和废水处理中，人工合成的混凝剂日益增多并居主要地位。（3）微生物絮凝剂 微生物絮凝剂（Microbial Flocculants，简称MBF）是利用生物技术，通过微生物发酵、抽取、精制而得到的一种新型水处理剂、具有高效、无毒、可生物降解和无二次污染等特性
25、。1）隔板反应池 水力搅拌反应池在我国应用广泛，类型也较多，主要有隔板反应池、旋流反应池、涡流反应池等。在污水处理中用得较多的是隔板反应池和旋流反应池，二者分别用于大、小流量的处理厂。2）澄清池 澄清是指利用原水中加入混凝剂并和池中积聚的活性泥渣相互碰撞接触、吸附、将固体颗粒从水中分离出来，而使原水得到净化的过程。澄清池能在一个池内完成混合、反应、沉淀分离等过程，因此它占地面积小，同时它还具有处理效果好，生产效率高，药剂用量节约等优点。它的缺点是设备结构和管理复杂，出水水质不够稳定，尤其是当进水水质水量或水温波动时，对处理效果有影响。五、吸附法 吸附法是一种物理化学处理技术，这种方法是将活性炭
26、、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，废水处理中主要采用活性炭吸附法，广泛应用于给水处理中去除微量有害物质和悬浮物质，废水的脱色、去除难于降解或难于降解有机物以及一些如汞、锑、铬、锅、银、铅、镍等重金属离子。1常用的吸附剂 吸附剂必须是一种多孔物质、具有很大的比表面积。作为工业吸附剂，它必须以下条件：a.吸附能力强；b.选择性好；c.吸附平衡浓度低；d.容易再生和再利用；e.机械强度好；f.化学性质稳定。工程应用1 气浮法基础知识 气浮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
27、浮分离等步骤。实现浮选分离必须满足以下几个条件:（1）必须向水中提供足够数量的微小气泡；（2）必须是分离的物质成悬浮态；（3）必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。2 气浮法的分类 浮选流程根据气泡的产生可以分为溶气浮选、布气浮选、电解浮选三类 （1）溶气浮选法 溶气浮选是使空气在一定压力下溶解于水中，并达到过饱和状态，然后再突然使污水减到常压，此时溶解于水中的空气，便以微小气泡的形式从水中逸出。（2）布气浮选法 布气浮选是利用机械剪切力，将混合于水中的空气粉碎成小的气泡，以进行气浮选的方法。按粉碎气泡方法的不同，布气浮选又可以分为泵吸水管吸气浮选、射流浮选、扩散板曝气浮选以及叶轮浮选四种。（3
28、）曝气浮选：曝气浮选是用鼓风机将空气直接打入装在浮选池底部的充气器，使空气形成细小的气泡均匀地进入污水中进行浮选。充气器可用扩散板（如多孔瓷板）、微孔管（如陶瓷管、塑料管等）、穿孔管等制成。3.电解气浮选 电解浮选法是对污水进行电解，这时在阴极产生大量的氢气泡，氢气泡的直径极小，仅有20100m，它们起着浮选剂的作用。污水中的悬浮颗粒粘附在氢气泡上，随它上浮，从而达到净化污水的目的。4.浮选法在废水处理中的工程实例 （1）炼油厂含油废水处理 某厂经平流式隔油池处理后的含油废水量为250m3/h，主要污染物含量：石油类80mg/l、硫化物5.45mg/l、挥发酚21.9mg/l、COD400mg
29、/l、pH值7.9，废水处理采用回流加压溶气流程。七、离子交换法 1.基础知识 离子交换法是利用固相离子交换剂功能基团所带交换离子，与废水中相同电性离子进行交换反应，以达到分离废水中污染物的目的。常用的离子交换剂有磺化煤和离子交换树脂。（1）磺化煤：是煤磨碎后经浓硫酸处理得到的碳质离子交换剂。（2）离子交换树脂：是人工合成的有机高分子电解质凝胶。八、膜分离技术 膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型流体分离单元操作技术。它的最大特点是分离过程中不伴随有相的变化，仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很好的分离效果，是一种非常节省能源的分离技术。膜是分离两相和作为选择性传递物质的屏障，它所具有的共
30、同特性是选择透过性。膜分离法是利用特殊膜（离子交换膜、半透膜）的选择透过性，对溶剂（通常是水）中的溶质或微粒进行分离或浓缩方法的统称。溶质通过膜的过程叫渗析，溶剂通过膜的叫渗透。1.电渗析（ED）技术 电渗析是在直流电场的作用下，溶液中的阴、阳离子选择性透过阴、阳离子交换膜，而使溶液中的溶质与水分离的物理化学过程。电渗析技术已发展为大规模的分离单元过程，在膜分离中占有重要地位。它被广泛应用于苦咸水脱盐，在某些地区已成为饮用水的主要生产方法。2.反渗透（RO）技术 反渗透：是以压力为驱动力，并利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择性而使水溶液中溶质与水分离的技术，因为与自然渗透的方向相反，因
31、此称为反渗透。反渗透工作的必备条件一是必须具有高选择性和高渗透性的半透膜；二是操作压力必须大于溶液的渗透压。3.超滤 超滤与反渗透一样也依靠压力推动力和半透膜实现分离。两种方法的区别在于超滤受渗透压的影响较小，能在低压力下操作(一般0.10.5MPa)，而反渗透的操作压力为210MPa。超滤适于分离分子量大于500，直径为0.00510m的大分子和胶体，以及细菌、病毒、淀粉、树胶、蛋白质、粘土和油漆色料等，这类液体在中等浓度时，渗透压很小；而反渗透一般用来分离分子量低于500，直径为0.0004-0.06m的糖、盐等渗透压较高的体系。第四节 废水生物处理一、活性污泥法1.基础知识 向活污水注入
32、空气进行曝气。每天保留沉淀物，更换新鲜污水、这样，在持续一段时间后，在污水中即将形成一种呈黄褐色的絮凝体。在这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并使污水得到净化、澄清。这种絮凝体就是称为“活性污泥”的生物污泥。曝气池中活性污泥微曝气池中活性污泥微生物的种类生物的种类2.活性污泥的净化机理 在活性污泥处理系统中，当反应器(曝气池)中活性污泥和废水充分接触时，废水中有机物在有氧条件下，通过好氧微生物代谢过程转化成无机物CO2和H2O，微生物获得能量、进行繁殖其结果使活性污泥得到增殖。这就是活性污泥微生物净化过程。这一过程主要是由微生物初期吸附和氧化代谢两个阶段来完成的
33、。（1）初期的吸附 （2）微生物的代谢 3.活性污泥法的基本流程 经过预处理污水和来自二沉池的回流污泥一起进入中心构筑物曝气池。压缩空气通过空气管道和空气扩散设备送到曝气池，向污水充氧并使混合液得到足够的搅拌，而呈悬浮状态。这样可使污水中有机物、氧气同活性污泥充分接触，使生化反应得以正常的进行。污水在曝气池内经过一定停留时间后，混合液将不断排出，流入二沉淀池。在此进行污泥、水分离，活性污泥在重力作用下通过静止沉淀与水分离，上清液外排。沉淀下来的污泥从二沉池底部排除。一部分作为回流污泥，回到曝气池，补充曝气池生物固体浓度；另一部分作为剩余污泥送到污泥处理系统。二沉池二沉池进水进水处理水处理水混合
34、液混合液回流污泥系统回流污泥系统曝气池曝气池污污泥泥井井剩余污泥外排剩余污泥外排4.曝气 曝气是利用曝气设备，将空气中的氧转移到混合液中被微生物利用。曝气除供氧之外，还起搅拌混合的作用，使曝气池中的活性污泥和废水中的有机物充分混合，提高处理效果。(1)曝气设备 1)鼓风曝气设备 鼓风曝气是向曝气池内充入一定的压缩空气，将压缩空气通过管道输送至曝气池内来满足微生物生化反应所需的氧气，并达到搅拌、混合活性污泥的目的。鼓风曝气系统是由空压机、空气扩散装置和一系列空气管道组成，其中空气扩散装置是曝气系统的关键部件2)机械曝气设备机械曝气是利用装在曝气池内的叶轮或转刷的搅动、剧烈地翻动液面,使空气中的氧
35、溶于水中。由于轮或转刷常安装在曝气池表面进行曝气,也称“表面曝气”。叶轮旋转时除了供氧外，也使气体和液体得到充分的混合，控制了池内活性污泥的沉积。(2)曝气池1）鼓风曝气系统曝气池采用鼓风曝气的曝气池多为廊道式的推流曝气池，池形为长方形。污水（混合液）从池子一端流入，在后续水流的推动下，沿池长流动，并从池子的另一端流出。2）机械曝气系统曝气池机械曝气系统的曝气池多采用完全混合式曝气池(曝气沉淀池)。池型为圆形或矩形。曝气装置多采用叶轮表示曝气机，完全混合式曝气沉淀池构造如图11-27所示。5.二次沉沉池 二沉池是活性污泥处理系统中的重要构筑物。它是用来澄清混合液、浓缩活性污泥并将污泥回流到曝气
36、池。2.生物膜法的工艺特点 (1)膜上的微生物种类丰富且存有世代时间较长的微生物；(2)微生物量多，处理能力大；(3)污泥的沉降性能良好，无污泥膨胀问题；(4)耐冲击负荷，并能处理低浓度废水；(5)易于维护管理，经济节能。第五节 污泥的处理与处置一、污泥的特性 按来源不同，污泥可分为：初沉污泥：是指初次沉淀池沉淀下来而排除的污泥。剩余活性污泥：来自活性污泥法二沉池的污泥。主要成分是微生物细胞。腐殖污泥：来自生物膜法后二沉池污泥，主要是脱落下来生物膜。熟污泥：初沉污泥、剩余污泥、腐殖污泥经消化后的污泥，也称为消化污泥。化学污泥：用化学沉淀法、混凝法处理污水所产生的污泥。1 污泥的好氧处理 污泥好氧处理（消化）实际上是活性污泥法的延续，它是在不外加有机物条件下，继续对污泥进行长达10-20小时的曝气，使污泥中微生物处于内源呼吸阶段进行自身的氧化，从而使污泥得到稳定。2 污泥厌氧处理 污泥中含大量有毒物质和病原微生物，需对其进行处理。最常采用处理方法是厌氧处理，通过厌氧处理使污泥减量、稳定及无害化。3.污泥的脱水与干化 污泥经浓缩、消化后其含水率仍很高，体积很大，需污泥脱水处理，使其含水率下降，以便综合利用和最终处理。四、污泥的最终处置 污泥处置的最终出路有在农业上利用、建筑材料的利用、填埋和投海等。1 农田利用 2 建筑材料的利用 3 弃置
