物理處(chù)理法是通過物理作用,以分離、回(huí)收汙水中不溶解的、呈懸浮狀的汙染物質(包括油膜和油珠),在處理過程中不改變其化學性質。常用的有過濾法(fǎ)、沉澱法(fǎ)、浮選法等。
(1)過濾法:利用過濾介質截流汙水中的懸浮物。過濾介質有篩網、紗(shā)布、粒物,常(cháng)用的過濾設(shè)備有格柵、篩網、微濾機等。
A、格柵與篩網:在排水工程中,廢水通過下水道(dào)流人水(shuǐ)處理廠,首先應經過斜置在渠(qú)道內的一組金屬製的呈縱向平行的框條(tiáo)(格柵(shān))、穿孔板或過濾(lǜ)網(篩網),使漂浮物(wù)或懸(xuán)浮物不能通過(guò)而被阻留在格柵、細篩或濾料上。
這一步屬廢水的預(yù)處理其目的在於回收有用物質;初步漫清廢水以利於以(yǐ)後的處理,減輕沉澱池或其他處理設備的負荷;保護抽水機械,以免受到顆粒(lì)物堵塞發生故障。
保護水泵和其他處理設備(bèi),格(gé)柵截留的效果主要取決於(yú)汙水水質(zhì)和(hé)格柵空隙的大(dà)小。清渣方法有(yǒu)人工與(yǔ)機械兩種。柵渣應及時(shí)清理(lǐ)和處理。
b、篩(shāi)網(wǎng)
篩網主要用於截留粒(lì)度在數(shù)毫米到數十毫米的細碎懸(xuán)浮態雜物,如纖(xiān)維、紙漿、藻類等,通常用金屬絲、化纖編織而(ér)成,或用穿孔鋼板,孔徑一般小於5mm,最小可為0.2mm。
篩網過濾裝置有(yǒu)轉鼓式、旋轉式、轉盤式、固(gù)定(dìng)式振動(dòng)斜篩等。不論何(hé)種結(jié)構,既要能截留汙(wū)物,又便於卸料及清(qīng)理篩麵 。
B、粒狀介質過(guò)濾(又稱彤、濾、 驚(jīng)料過濾):廢水通過粒狀(zhuàng)濾料(如石英砂)床層時(shí),其中細小的(de)懸浮物和肢體就被截留在濾料的(de)表麵和內部空(kōng)隙中。
常用的過濾介質有石英砂、無煙煤和石榴(liú)石等。在過(guò)濾過程中(zhōng)濾料同時對懸浮物進行物(wù)理截留、沉降和吸附等(děng)作用。過濾的效果取決於濾料孔徑的大小、濾料層的(de)厚度、 過濾速度及汙水的性質等因素(sù)。
當廢水自上(shàng)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(lǜ)料的空隙中,從而使(shǐ)此層濾料空隙越來越(yuè)小,逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構成的濾(lǜ)膜, 並由它起主要(yào)的過濾作用。這種作用屬於阻力截留或篩濾作用。
廢水通過濾料層時,眾多的濾料表麵提供了巨大的可供懸(xuán)浮物沉(chén)降的有(yǒu)效麵積,形成無數的小 “沉澱池”,懸(xuán)浮物極易在此沉(chén)降下來。這種作用屬於重力 沉降(jiàng)。
由於濾料具有巨(jù)大的表(biǎo)麵積,它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作(zuò)用。此外,砂粒在水中常常帶有表麵負電荷,能吸附帶正電(diàn)荷的(de)鐵、鋁等肢體,從而在濾料表麵形成帶正電荷的薄膜,並進而(ér)吸附(fù)帶負電荷的膠(jiāo)土和多種有機物等膠體,在砂粒上(shàng)發生接觸絮凝。
(2)沉澱法:沉澱法是利用汙水中的懸浮物和水的相對密度(dù)不同的原理, 借助重力沉降(jiàng)作用使懸浮物從水中分離出來。根(gēn)據水中懸(xuán)浮顆(kē)粒的濃度(dù)及絮凝特性可分為四(sì)種:
A、分離沉降(或自由沉降):在沉澱過程中,顆粒之(zhī)間互不(bú)聚合,單獨進行沉降。顆位隻受到本身在水中的重力和水流阻力的作用,其形(xíng)狀、 尺寸、 質量均不改變,下降速度(dù)也不改變。
B、混凝沉澱(或稱作絮凝沉降):混凝(níng)沉降是指在混凝劑的作(zuò)用下,使廢水中的膠體和(hé)細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體,然後采用重力沉(chén)降予(yǔ)以分(fèn)離去除。混凝沉澱的特點是在沉澱過程中,顆粒(lì)接觸碰撞而互相(xiàng)聚集形(xíng)成較大絮體,因(yīn)此顆(kē)粒的尺(chǐ)寸和質量均會隨深(shēn)度的增(zēng)加而(ér)增大,其沉(chén)速(sù)也隨深(shēn)度 而增加。
常用的無機混凝(níng)劑有硫酸(suān)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(kù)膠等,還可采用助凝劑如(rú)水玻(bō)璃、石灰等 。
C、區域(yù)沉降(jiàng)(又稱擁擠沉(chén)降(jiàng)、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(shǐ)其集合(hé)成為一個整(zhěng)體(tǐ),並一同下沉(chén),而顆(kē)粒相互間的位置不發生變動,因此澄清水和混水(shuǐ)間有一明顯(xiǎn)的分界(jiè)麵,逐漸向下移動,此類沉降(jiàng)稱為區域(yù)沉降。加高濁度(dù)水的沉澱池和二(èr)次沉澱(diàn)池中的沉降(在沉降中後(hòu)期)多屬此類。
D、壓縮沉澱:當懸(xuán)浮液中的懸浮固體濃度很高時,顆粒互相接觸、擠壓,在上層顆粒的重力作用下,下層顆(kē)粒間隙中的水被(bèi)擠出,顆粒群體被壓縮。壓縮沉澱發生在沉澱池底部的汙泥鬥或汙泥濃縮池中,進行得很緩慢。依(yī)據水中懸浮性物質的性(xìng)質不同,設有沉砂池和沉澱池兩種設備。
E、沉澱池
沉砂池用於除去水中砂粒、煤渣等相對(duì)密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在(zài)汙水處理裝置前,以防止處理汙水的其他機械設備受到磨損。
沉澱池(chí)是利用重力的作(zuò)用使懸浮性雜質(zhì)與(yǔ)水分離。它可以分離直(zhí)徑為20~100μ,m以上的(de)顆(kē)粒。根據沉澱池內的水流方向,可將其分為平流式、輻流(liú)式和(hé)豎流式三種。
a、平流式沉澱池:廢水從池一端流人,按水(shuǐ)平方向在池內流(liú)動,水中懸(xuán)浮物逐漸沉(chén)向池底,澄清水從另一端溢出。
b、輻流式(shì)沉澱池:池子多為圓形,直徑(jìng)較大,一(yī)般在20~30m以上,適用於大型水處理廠。原水經進水管進入中心筒後,通過(guò)筒壁上的(de)孔口和外(wài)圍的環(huán)形穿孔(kǒng)擋板,沿徑向呈輻射狀流向沉澱池周邊。由於過水斷麵(miàn)不斷增大,流速逐漸變小,顆粒沉降下來,澄清水從其周圍溢出匯入集(jí)水(shuǐ)槽排出。
c、豎流式沉澱池:截麵(miàn)多為圓形,也(yě)有方形和多角形的。水(shuǐ)由中心管的下口流入池中,通過反射(shè)板的阻攔向(xiàng)四周分布於整個水平斷麵上,緩緩向上流動。沉速超過上升流速的顆粒則(zé)沉到汙(wū)泥鬥,澄清後的水由四周的埋口(kǒu)溢出池外。
在汙水處理與利用的方(fāng)法中,沉澱(或上浮)法常(cháng)常作為其他處理方法前(qián)的預(yù)處(chù)理(lǐ)。如用(yòng)生物處理法處理、汙水時,一般需事先經(jīng)過預沉池去除大部分懸(xuán)浮物質,以減少生化處理時的(de)負荷,而經生物(wù)處理後的出水仍要(yào)經過二次沉澱池(chí)的處理,進行泥水(shuǐ)分離以保證出水(shuǐ)水質。
(3)浮選法:將空氣通人汙水中(zhōng),並以微(wēi)小氣泡形式從水中析出成為載體,汙水中相對(duì)密度接近於水的微小顆粒狀的汙染物質(如乳化油(yóu)等)附在氣泡上,並隨氣泡上升到水麵,然後用機械的方法撇除,從而使汙水中的汙染物質得以從汙水(shuǐ)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(cǐ)有時為(wéi)了提高氣浮效(xiào)率,需向(xiàng)汙水中加入浮選劑改變汙染物的表麵特性,使某些親水性物質轉變為疏水性物質,然後(hòu)氣浮除去,這種方法稱為“浮選”。
氣浮時要求氣泡的分散度(dù)高,量多,有利於提高氣浮的(de)效果。泡沫層的穩定性要適當,既便(biàn)於浮渣穩定在水麵上,又不影響浮渣的運送(sòng)和脫水。產生氣(qì) 泡(pào)的方法(fǎ)有兩種:
A、機械法:使空氣通過微孔(kǒng)管、微孔板、帶孔轉盤等(děng)生成微小氣泡(pào)。
B、壓力(lì)溶氣法:將空氣(qì)在一定的壓力下溶於水中, 並達到飽和狀態, 然後突然減壓, 過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從(cóng)水中逸出。目前廢水處理(lǐ)中(zhōng)的氣浮工藝多采用(yòng)壓(yā)力溶(róng)氣法。
氣浮法(fǎ)的主要優點有:設(shè)備運行能力優於沉澱池,一般隻需15~20min即可完成固液分離,因(yīn)此它占地(dì)少,效率較高;氣浮(fú)法所產生的汙泥較幹燥,不(bú)易腐化,且係表麵刮取,操作較便利;整個工作是向水中通人空氣,增加了水中的潛(qián)解氧量,對(duì)除去水中有機物、藻類表麵活性劑及臭味等有明顯效果,其出水(shuǐ)水(shuǐ)質為後續處理及利用提(tí)供了有利條件。
氣浮法的(de)主要缺點(diǎn)是:耗電量較大;設備維修(xiū)及管理工作量增加,運轉部分常有(yǒu)堵塞(sāi)的可能;浮渣露(lù)出(chū)水麵,易受風、 雨等氣候因素影響。
除了上述兩種氣浮方法(fǎ)外,目前較為常用的方法(fǎ)還有電解氣浮法。
(4)離(lí)心分離法:含有懸浮汙染物質的汙水(shuǐ)在(zài)高速(sù)旋轉(zhuǎn)時(shí),利用(yòng)懸浮顆粒(lì)(如乳化油)和汙水受到的離心力不同, 從而達到分離目的的方法。常(cháng)用的離心設備有旋流(liú)分離器和離心分離器等。
友情鏈接: