水处理基本常识

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固体污染物：水中以固体形态存在的污染物，其存在形态包括悬浮状态、胶体
状态和溶解状态三种。
悬浮物：粒径在 1nm 以下，主要以低分子或离子状态存在的固体物质。
浊度：水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游生物等悬浮物和胶体
物都可以使水质变的浑浊而呈现一定浊度，水质分析中规定： 1L 水中含有
1mgSiO2 所构成的浊度为一个标准浊度单位，简称 1度。
色泽和色度：色泽是废水中的颜色种类，通常用文字描述。色度是指废水所呈
现的颜色深浅程度。色度的两种表示方法：①铂钴标准比色法：规定在 1L 水中
含有 Pt1mg 及Co0.5mg 所产生的颜色深浅为 1度。②稀释倍数法：将废水按一
定的稀释倍数，用水稀释到接近无色时的稀释倍数。
生化需氧量（BOD）：是指在温度、时间都一定的条件下，微生物在分解、氧
化水中有机物的过程中，所消耗的溶解氧量。
化学需氧量 COD：是指在一定条件下，用强氧化剂氧化废水中的有机物质所消
耗的氧量，常用的氧化剂有高锰酸钾和重铬酸钾。
总需氧量 TOD：是指在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，在 900 度温度下使一
定量水样汽化，其中有机物燃烧，再测定气体载体中氧的减少量，作为有机物
完全氧化所需要的氧量。
总有机碳 TOC：用燃烧法测定水样中总有机碳元素量，来反映水中有机物总量。
有机氮：是反映水中蛋白质、氨基酸、尿素等含氮有机物总量的一个水质指标。
可逐步分解为 NH4+、NH3、NO3-、NO2-等形态，NH4+、NH3
为氨氮，NO2-为亚硝酸氮，NO3-为硝酸氮。总氮 TN：是一个包括从有机氮到硝
酸氮等全部含量的水质指标。
废水的分类：①根据废水来源：分为生活污水和工业废水；
②根据废水中主要成分：有机废水、无机废水、综合废水；
③根据废水中的酸碱性：酸性废水、碱性废水、中性废水。
④根据产生废水的工业部门或生产工艺：焦化、造纸、电镀、化工、印染、农
药及冷却废水。
废水中主要污染物质：①固体污染物②有机污染物③油类污染物④有毒污染物
（无机化学毒物、有机化学毒物、放射性物质）⑤生物污染物⑥酸碱污染物⑦
营养物质污染物⑧感官污染物⑨热污染。
废水处理方法及各自特点：物理处理法、化学处理法、生物处理法。
①物理处理法：通过物理作用分离，回收废水中不溶解的 悬浮状态污染物的
方法，可分为重力分离法、离心分离法及筛滤截留法。属于重力分离法的处理
单元有沉淀、上浮等，相应的处理设备是沉砂池、沉淀池、隔油池、 气浮池及
其附属装置等。离心分离法有离心分离机和水旋分离器等。筛滤截留法有栅筛
截留和过滤两种处理单元，设备有格栅和筛网、砂滤池和微孔滤机等。
以热交换原理为基础的处理方法有蒸发、结晶等。
②化学处理法：通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状
态的污染物或将其转化为无害物质的方法。
以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等；以传
质作用为基础的处理单元（物理化学处理法）有萃取、汽提、吹脱、吸附、离
子交换以及电渗析和反渗透（膜分离技术）等。
③生物处理法：通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶解、胶体以及悬浮状态
的有机污染物转化为稳定、无害的物质的方法。根据微生物的不同，分为好氧
生物处理（活性污泥法和生物膜法）和厌氧生物处理（消化池处理高浓度有机
废水和污泥）。
城市废水处理的典型流程及各部分的作用：① 一级处理：主要处理对象是较大
的悬浮物。截流于沉淀池的污泥可进行污泥消化或其他处理，出水可排放于水
体或用于污水灌溉。②二级处理：对出水水质要求更高 时，再进行生物化学法
处理，主要处理对象是有机物，并进一步降低悬浮物含量。③三级处理和高级
处理：出水水质更高时，在二级处理后进行三级处理。主要对象 是营养物质
（N、P） 及其他溶解物质和微量杂质，采用的方法有吸附、吹脱和超滤。有
时目的不是为了排放，而是为了直接回用，处理对象还包括去除废水中的细小
悬浮物，难生物降解 的有机物，微生物和盐分等，采用的方法可能有吸附、离
子交换、反渗透、消毒等。三级处理前必须有一、二级处理，强调顺序性，而
高级处理强调处理深度。
沉淀类型：①自由沉淀：废水中悬浮固体浓度不高，而且不具有凝聚的性能，
在沉淀过程中，固体颗粒不改变形状，也不互相粘合，各自独立地完成沉淀过
程。（沉砂池和初沉池的初期沉淀）
②凝聚沉淀：废水中悬浮固体浓度也不高，但具有凝聚的性能，在沉淀的过程
中，互相粘合，结合成为较大的絮凝体，其沉淀速度是变化的。（在初沉池后
期和二沉池初期）
③集团沉淀（成层沉淀）：当废水中悬浮颗粒的浓度提高 到一定程度后，每
个颗粒的沉淀将受到其周围颗粒的干扰，沉速有所降低，如浓度进一步提高，
颗粒间的干涉影响加剧，沉速大的颗粒也不不能超过沉速小的颗粒， 在聚合力
的作用下，颗粒群结合成为一个整体，各自保持相对不变的位置，共同下沉。
液体与颗粒群之间形成清晰的界面。沉淀的过程实际就是这个界面下降的过 程。
（活性污泥在二沉池的后期沉淀）
④压缩沉淀：此时浓度很高，固体颗粒互相接触，互相支承，在上层颗粒的重
力作用下，下层颗粒间隙的液体被挤出界面，固体颗粒群被浓缩。（活性污泥
在二沉池污泥斗中和浓缩池中的浓缩）
颗粒的沉降速度：依据斯托克斯公式得出。
沉淀池的表面负荷：Q/A：单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量，一般称
之为表面负荷，以 q表示。（数值上与颗粒沉速）
曝气沉砂池：是一长形渠道，沿渠壁一侧的整个长度方向，距池底20-80cm 处
安设曝气装置，在其下部设集砂斗，池底有I=0.1-0.2 的坡度，以保证砂粒滑入。
由于曝气作用，废水中有机颗粒经常处于悬浮状态，砂粒互相摩擦并承受曝气
的剪切力，砂粒上附着的有机污染物能够去除，有利于取得较为纯净的砂粒。
自由沉降总去除率试验的方法及总去除率的确定：将已测定过悬浮物含量的废
水搅拌均匀后，同时注入数个沉淀管中，经t1 时间后，从第一个沉淀管高h处
取出一定数量的废水，同样，经过t2、t3、t4。。。t5 时间后，相应地从第
2、3、4。。。n个沉淀管中同一高度处取出同样数量的水样，测定其中悬浮物
含量分别为c1\c2\c3。。。cn。沉淀率为E=c0-ct/c0，悬浮物经t时间的沉速为
u0=h/t。以沉速为横坐标，以沉淀率为纵坐标，能够绘出“沉速-沉淀率”关系
曲线。
理想沉淀池的工作过程分析：假定条件为：①池内废水按水平方向流动，从入
口到出口，颗粒水平分布均匀，每个颗粒都按水平流速 v流动；②悬浮颗粒在
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