水污染治理基本方法第1頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六廢水中污染物的存在形態廢水中污染物構成各種污染指標:如CODTPTNSS等可沉降態（>100μm)膠體態和超膠體態(0.08-100μm)溶解態(<0.08μm)容易通過物理方法較快地去除,生物去除緩慢較容易地被混凝、過濾等方法去除,生物降解比較慢不太容易被預方法去除,生物降解比較快第2頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六污水中的污染物一般以三種形態存在：懸浮(包括漂浮)態、膠體和溶解態。

污水物理處理的對象主要是懸浮態和部分的膠體，因此污水的物理處理一般又稱為污水的固液分離處理。污水固液分離從原理上講，主要分為兩大類：一類是因懸浮固體與水存在密度差，污水受到一定的限制，懸浮固體在水中流動被去除，如重力沉淀、離心沉淀和氣浮等；另一類是懸浮固體受到一定的限制，污水流動而將懸浮固體拋棄，如格柵、篩網和各類過濾過程，取決于阻擋(限制)懸浮固體的(過濾)介質。

污水的化學處理就是利用化學反應的方法去除水中的污染物，其處理對象主要是無機物質和少數難以降解的有機物質。常用的化學處理法有混凝法、中和法、化學沉淀法以及氧化還原法等。第3頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六第一節污水的物理處理一、污水過濾分離處理（一）格柵與篩網（二）粒狀材料過濾二、污水的重力分離處理（一）沉淀分類（二）沉砂池（三）沉淀池第4頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六懸浮固體受到一定的限制，污水流動而將懸浮固體拋棄，其固液分離效果取決于限制固體的過濾介質。根據過濾介質(材料)的不同，過濾分為粗濾、微濾、膜濾和粒狀材料過濾等四種類型。粗濾是用格柵、篩網等，截留污水中較粗的懸浮(漂浮)固體；粒狀材料過濾是水處理中最常用的固液分離方法，采用的過濾材料一般稱濾料，它們可以去除幾十微米到膠體級的污染顆粒。

一、污水過濾分離處理第5頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六微濾截留污水中0.1~100μm的懸浮固體，如一般采用的微濾機篩網尺寸在15~65μm之間；膜濾則采用各類人工膜作為過濾介質，其推動力主要是壓力差和電位差。污水處理中利用壓力差作為推動力的膜法有超濾(UF)、反滲透(RO)、納濾(NF)等，以電位差為推動力的有電滲析(ED)等，它們可以去除污水中呈溶解態的污染物質。第6頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六粗濾、微濾等過濾因污染物都被截留在過濾介質的表面，所以又稱表面過濾(surfacefiltration)；而粒狀材料過濾時，污染物可以深入到過濾介質的內部，所以又稱深床過濾(depthfiltration)或濾層過濾。

表面過濾的機理比較簡單，它是在各類動力條件下，通過過濾介質(柵、網、膜)孔隙對懸浮固體的阻截作用而形成固液分離。深床過濾去除懸浮固體的機理比較復雜，它涉及到隨水流流動的固體顆粒如何脫離水流流線而與濾料表面接觸，即遷移機理；以及粘附機理。第7頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六（一）格柵與篩網格柵與篩網,屬于污水固液分離處理的粗濾，也是污水的預處理。所謂污水的預處理是指污水在進入主體處理構筑物之前的處理過程，所以預處理又稱前處理。

格柵和篩網是安裝在泵房集水井進口處或污水處理廠前端的一組平行柵條或篩網，主要用以攔截污水中的漂浮物和粗大的懸浮物，如纖維、碎皮、毛發、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后續處理構筑物的處理負荷，并使之正常運行。

第8頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六格柵由一組（或多組）相平行的金屬柵條與框架組成，傾斜安裝在進水的渠道，或進水泵站集水井的進口處，以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質。作用：去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物，并保證后續處理設施能正常運行。選用柵條間距的原則：不堵塞水泵和水處理廠站的處理設備。格柵的作用第9頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六1格柵的構造與分類2-2第10頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六格柵分類特征格柵名稱說明

按格柵間距分粗格柵柵條間隙>40mm細格柵條間隙l0~30mm密格柵柵條間隙<10mm

按清渣方式分人工清渣格柵主要是粗格柵機械清渣格柵機械清渣表2-1格柵的分類

第11頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六GL型格柵除污機第12頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六第13頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六上海石洞口污水處理廠第14頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六上海嘉定水質凈化廠曝氣沉砂池前細格柵第15頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六格柵柵條斷面形狀過格柵渠道的水流流速污水過柵條間距的流速矩形圓形方形圓形的水利條件較方形好，但剛度較差。目前多采用斷面形式為矩形的柵條。第16頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六3篩網

篩網廣泛用于紡織、造紙、化纖等類的工業廢水處理。近年城市污水處理中也越來越多地使用篩網。主要優點：可截留所有對后續處理構成困難的纖維狀污染物，減少后續設備的維護工作量；可截留大顆粒的有機污染物，減小初次沉淀池的污泥量，有時為有利于脫氮除磷還可不設初沉淀池，同時，還可使后續處理中的污泥更均質，既利于污泥的農用，也利于污泥消化，使消化池浮渣蓋的形成減輕。篩網按網眼尺寸分為粗篩網絡（≥1mm）、中篩網（1~0.05mm）和微篩網（≤0.05mm），城市污水處理中，常采用粗、中篩網。

第17頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六作用用于廢水處理或短小纖維的回收型式振動篩網水力篩網篩網第18頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六（二）粒狀材料過濾

在水處理過程中，過濾一般是指以石英砂等粒狀濾料層截留水中懸浮雜質，從而使水獲得澄清的工藝過程，采用的過濾材料一般稱濾料。

過濾的作用主要是去除水中的懸浮或膠態雜質，特別是能有效地去除沉淀技術不能去除的微小粒子和細菌等，對BOD5和COD等也有某種程度的去除效果。多用于污水的深度處理，包括中水處理。污水處理工程中的過濾是由過濾池實現的。某些煉油廠，在含油廢水經氣浮或混凝沉淀后，再通過過濾池做進一步處理。1過濾機理

2濾池的分類

3濾池的構造第19頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六1.過濾機理

過濾過程是：當污水進入濾料層時，較大的懸浮物顆粒被截留下來，而較微細的懸浮顆粒則通過與濾料顆粒或已附著的懸浮顆粒接觸，出現吸附和凝聚而被截留下來。一些附著不牢的被截留物質在水流作用下，隨水流到下一層濾料中去。過濾池分離懸浮顆粒的過程涉及多種因素，其機理一般分為三類，即遷移機理、附著機理和脫落機理。

第20頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六2.濾池的分類

(1)按濾速大小，可分為慢濾池(<4m／h)、快濾池(4~10m／h)和高速濾池(10~

60m／h)；(2)按水流過濾層的方向，可分為上向流、下向流、雙向流、徑向流等；(3)按濾料種類，可分為砂濾池、煤濾池、煤-砂濾池等；(4)按濾料層數，可分為單層濾池、雙層濾池和多層濾池；(5)按水流性質，可分為壓力濾池(水頭15~25m)和重力濾池(水頭為4~5m)；(6)按進出水及反沖洗水的供給和排出方式，可分為普通快濾池、虹吸濾池、無閥濾池等。第21頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六3.濾池的構造

快濾池一般用鋼筋混凝土建造，池內有排水槽、濾料層、墊料層和配水系統；池外有集中管廊，配有進水管、出水管、沖洗水管、沖洗水排出管等管道及附件。

圖2-9快速濾池原理圖第22頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六①

單層濾料濾池

②

雙層濾料濾池

③

三層濾料濾池

2-10第23頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六

特征

數值

范圍典型值雙層濾料

無煙煤深度/mm有效粒徑/mm不均勻系數

砂深度/mm有效粒徑/mm不均勻系數濾速/[L/(m2.min)]三層濾料

無煙煤深度/mm有效粒徑/mm不均勻系數

砂深度/mm有效粒徑/mm不均勻系數

石榴石或鈦鐵礦粒深度/mm有效粒徑/mm不均勻系數濾速/[L/(m2.min)]

300~6000.8~2.01.3~1.8

150~3000.4~0.81.2~1.680~400200~5001.0~2.01.4~1.8200~4000.4~0.81.3~1.850~1500.2~0.61.5~1.880~400

4501.21.6

3000.551.5200

4001.41.62500.51.61000.31.6200

表2-3雙層及多層濾料濾池的設計參數

第24頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六二、污水的重力分離處理（一）沉淀分類（二）沉砂池1．沉砂池的作用、位置2．沉砂池的工作原理3．沉砂池分類4．沉砂池工程設計原則與主要參數（三）沉淀池1.沉淀池組成2.沉淀池種類與作用3.沉淀池的運行方式4.設計原則及參數第25頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六污水中許多懸浮固體的密度比水大，在水中它們可以自然地下沉，利用這一原理進行的污水固液分離過程稱為沉淀。沉淀法是水處理中最基本的方法之一。污水處理的重力固液分離(沉淀)裝置一般分為兩類：一類是沉淀無機固體為主的裝置，通稱為沉砂池；另一類是沉淀有機固體為主的裝置，通稱沉淀池。

第26頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六沉淀法是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能，在重力作用下產生下沉作用，以達到固液分離的一種過程。沉淀處理工藝的四種用法

沉砂池：用以去除污水中的無機性易沉物初次沉淀池：較經濟的去除懸浮有機物，減輕后續生物處理構筑物的有機負荷二次沉淀池：用來分離生物處理工藝中產生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。污泥濃縮池：將來自初沉池及二沉池的污泥進一步濃縮，以減小體積，降低后續構筑物的尺寸及處理費用等。第27頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六沉淀處理工藝四種用法：1．用于廢水的預處理沉砂池是典型的例子。沉砂池是用以去除污水中的易沉物(如砂粒)。2．用于污水進入生物處理構筑物前的初步處理(初次沉淀池)

用初次沉淀池可較經濟的去除懸浮有機物，以減輕后續生物處理構筑物的有機負荷。3．用于生物處理后的固液分離(二次沉淀池)主要用來分離生物處理工藝中產生的生物膜、活性污泥等，使處理后的水得以澄清。4．用于污泥處理階段的污泥濃縮是將來自初沉池及二沉池的污泥進一步濃縮，以減小體積，降低后續構筑物的尺寸及處理費用等。第28頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六自由沉淀懸浮顆粒濃度不高；沉淀過程中懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨進行沉淀，顆粒沉淀軌跡呈直線。沉淀過程中，顆粒的物理性質不變。發生在沉砂池中。根據水中懸浮顆粒的凝聚性能和濃度，沉淀可分成四種類型懸浮顆粒濃度不高；沉淀過程中懸浮顆粒之間有互相絮凝作用，顆粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀軌跡呈曲線。沉淀過程中，顆粒的質量、形狀、沉速是變化的。化學絮凝沉淀屬于這種類型。絮凝沉淀區域沉淀或成層沉淀壓縮沉淀懸浮顆粒濃度較高（5000mg/L以上）；顆粒的沉將受到周圍其它顆粒的影響，顆粒間相對位置保持不變，形成一個整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中發生。懸浮顆粒濃度很高；顆粒相互之間已擠壓成團狀結構，互相接觸，互相支承，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池污泥斗中及濃縮池中污泥的濃縮過程存在壓縮沉淀。第29頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六1.沉砂池一般位于泵站之前或初沉池之前，用以分離水中較大的無機顆粒，如砂子、煤渣等。

以使水泵、管道免受磨損和阻塞；以減輕沉淀池的無機負荷；改善污泥的流動性，以便于排放、輸運。2.分類：按池內水流方向的不同，可分為平流式、豎流式、離心式、旋流式（曝氣沉沙池）等。（二）沉砂池第30頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六沉砂池的作用沉砂池的工作原理沉砂池的幾種型式從污水中去除砂子、煤渣等比重較大的無機顆粒，以免這些雜質影響后續處理構筑物的正常運行。平流式、豎流式、曝氣沉砂池以重力或離心力分離為基礎，即將進入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉，而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。第31頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六曝氣沉砂池剖面示意集砂槽曝氣管第32頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六佛山市南海區西樵污水處理廠土建基本完成的細格柵和曝氣沉沙池第33頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六上海嘉定水質凈化廠第34頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六（三）沉淀池沉淀池是分離懸浮物的一種常用構筑物。按在污水處理流程中所處的位置，可分為初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池設置在沉砂池之后，某些生物處理構筑物之前，其作用主要去除有機固體顆粒，一般可去除污水中懸浮固體40%~55%，同時也可去除懸浮性BOD5，一般為總BOD5的20%~30%，因而可降低生物處理構筑物的有機負荷。二次沉淀池設置在生物處理構筑物之后，沉淀生物處理構筑物出水中的微生物固體，與生物處理構筑物共同構成處理系統。

沉淀池按構筑形式形成的水流方向可分為平流式、豎流式和輻流式三種。第35頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六沉淀池按使用功能分生物處理法中的預處理，去除約30%的BOD5，55%的懸浮物。生物處理構筑物后，是生物處理工藝的組成部分。初次沉淀池二次沉淀池第36頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六沉淀池按水流方向分平流式輻流式豎流式池型：長方形一端進水另一端出水貯泥斗在池進口池內水流由下向上池內水流向四周輻流池型：多為圓形，有方形或多角形池中央進水，池四周出水貯泥斗在池中央第37頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六沉淀池三種流態第38頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六沉淀池特點與適用條件第39頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六沉淀池由五部分組成：進水區、出水區的功能是使水流的進入與流出保持平穩，以提高沉淀效率。沉淀區貯泥區貯存、濃縮與排放污泥。緩沖區避免水流帶走沉在池底的污泥。沉淀池由五部分組成緩沖區第40頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六沉淀池的運行方式連續式污水中可沉顆粒的沉淀在流過水池時完成，這是可沉顆粒受到重力所造成的沉速與水流流動的速度兩方面的作用。污水連續不斷地流入與排出污水中可沉淀的懸浮物在靜止時完成沉淀過程，由設置在沉淀池壁不同高度的排水管排出。工作過程：進水、靜止、排水間歇式第41頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六清河污水處理廠沉淀池第42頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六北倉污水處理廠第43頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六二號沉淀池在進行模板安裝工作佛山市南海區西樵污水處理廠土建施工中的反應池和沉淀池全景第44頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六張家口主城區污水處理廠第45頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六中心進水周邊出水輻流式沉淀池示意圖進水出水排泥第46頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六輻流式沉淀池（樂百氏食品廢水）第47頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六上海嘉定水質凈化廠輻流式初沉池第48頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六上海嘉定水質凈化廠輻流式二沉池第49頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六第二節污水的化學處理一、化學混凝

1.混凝原理2.混凝劑和助凝劑二、中和法

1.投加法2.過濾法三、化學沉淀法四、氧化還原法第50頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六

污水的化學處理是利用化學反應的作用以去除水中的雜質。

處理對象主要是污水中無機的或有機的(難于生物降解的)溶解物質或膠體物質。

常用的化學處理方法有化學混凝、中和法、化學沉淀法和氧化還原法。第51頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六一、化學混凝法1.混凝原理2.混凝劑和助凝劑第52頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六混凝過程示意圖加入混凝劑形成微粒或微絮凝體，這些微絮凝體沉降性能較差加入絮凝劑沉降性好的粗大絮體凝聚絮凝水體中呈穩定狀態的膠體物質膠體膠體脫穩、碰撞絮體成長1.混凝原理第53頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六

化學混凝處理的對象主要是水中的微小懸浮物和膠體雜質。第54頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六2.混凝劑和助凝劑1）混凝劑要求混凝劑效果良好對人體健康無害價廉易得使用方便第55頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六凝聚是瞬時的，所需的時間是將化學藥劑擴散到全部水中的時間。絮凝則與凝聚作用不同，它需要一定的時間讓絮體長大，但在一般情況下兩者難以截然分開。混凝劑(coagulant)：一般把能起凝聚與絮凝作用的藥劑統稱為混凝劑。助凝劑(coagulantaids)：當單用混凝劑不能取得良好效果時，可投加某類輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。第56頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六混凝劑

混凝沉降(或浮上)法是目前國內外普遍用來提高水質的一種既經濟又簡便的方法。混凝劑按照混凝機理的不同，可分為凝聚劑和絮凝劑兩大類。

凝聚劑主要為無機鹽電解質。工業上常用的凝聚劑多為陽離子型。凝聚劑可分為以下類型。

無機鹽：如硫酸鋁和硫酸鋁鉀，俗稱明礬、硫酸鐵和硫酸亞鐵、碳酸鎂、鋁酸鈉、氯化鐵和氯化鋁、氯化鋅等。金屬氫氧化物：如氫氧化鋁[Al(OH)3]、氫氧化鐵[Fe(OH)3]、氫氧化鈣[Ca(OH)2]或石灰等。聚合無機鹽：是一類高效凝聚劑，主要是聚合鋁、聚合鐵。第57頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六絮凝劑為有一定線形長度的高分子有機聚合物。絮凝劑的種類很多，按其來源可分為天然的和合成的兩大類，按官能團分類主要有：陰離子、陽離子和非離子三大類型。天然高分子絮凝劑主要有淀粉、單寧、纖維素、藻朊酸納、古爾膠、動物膠和白明膠等。人工合成的絮凝劑中，用的最為廣泛的要屬聚丙烯酰胺及其衍生物。第58頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六主要混凝劑第59頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六2）助凝劑（1）pH調整劑常用的pH調整劑包括石灰、硫酸、氫氧化鈉、碳酸鈉等。（2）絮體結構改良劑如活性硅酸、粘土等。（3）氧化劑可投加氯氣、次氯酸鈉、臭氧等氧化劑來破壞有機物，以提高混凝效果。第60頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六二、中和法使用酸和堿為工業原料的工廠往往要排放酸性污水和堿性污水。酸性和堿性污水的處理常用的就是中和法。如果同一工廠或相鄰工廠同時有酸性污水和堿性污水，可以先讓兩種污水相互中合，然后再加中和劑中和剩余的酸或堿，從而達到以廢治廢，降低處理成本的目的。中和劑能制成溶液或料漿時，可用投加法；中和劑為塊料時，可用過濾法。用煙道氣中和堿性污水時，可在塔式反應器中接觸中和。常用的堿性中和劑有石灰、電石渣、石灰石和白云石等。常用的酸性中和劑有廢酸、粗制酸和煙道氣等。第61頁，共67頁，2023年，2月20日，星期六1.投加法

常用藥劑是石灰、電石渣、石灰石等，有時也采用苛性鈉和碳酸鈉。

中和藥劑的投加量，可按化學反應式進行估算。