污水处理基本工艺:
凝聚和絮凝(混凝)
凝聚和絮凝是指通过某种方法(如投加化学药剂)使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集的过程,是水和废水处理工艺的一种单元操作,又可称为混凝。其中,凝聚主要是胶体脱稳并生成微小聚集体的过程,絮凝主要指脱稳的胶体或微小悬浮物具结成大的絮凝体的过程。
凝聚和絮凝均是一种物理化学的过程,涉及水中胶体粒子性质、所投加化学药剂的特性和胶体粒子与化学药剂之间的相互作用。
2.沉淀和澄清
水中的悬浮颗粒依靠重力作用,从水中分离出来的过程称为沉淀。颗粒比重大于1时,表现为下沉;小于1时,表现为上浮。根据悬浮颗粒的性质、浓度及絮凝性能,将沉淀分为自由沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀和压缩沉淀四种类型。
(1)自由沉淀
当悬浮物浓度不高时,颗粒沉淀过程中相互不发生碰撞,呈单颗粒状态,颗粒独立完成各自的沉淀。整个沉淀过程中,颗粒的物理性质,如形状、大小及密度均不发生任何变化,颗粒沉淀的轨迹呈直线状。
(2)絮凝沉淀
絮凝沉淀又称为干扰沉淀。当悬浮物浓度较大时,在沉淀过程中,颗粒之间相互碰撞,发生絮凝作用,结果颗粒的粒径与质量都逐渐变大,沉淀速度不断加快,沉淀轨迹呈曲线。
(3)区域沉淀
区域沉淀又称为成层沉淀。在沉淀过程中,当悬浮颗粒浓度增大时颗粒间相互碰撞,相互干扰,致使颗粒抵成一团,沉速大的颗粒也不能超过沉速小的颗粒而沉降。这种相互干扰的沉降作用使所有颗粒合成一个整体,大小颗粒各自保持其相对位置不变而整体下沉,并与液相之间形成一个清晰的界面。区域沉淀的外在表现就是界面的下降,也称成层沉淀。
(4)压缩沉淀
压缩沉淀过程中是成层沉淀的继续。成层沉淀的发展使颗粒浓度越来越大,颗粒之间挤集成团块状,互相接触、互相支撑、上层颗粒在重力作用下挤出下层颗粒的间隙水,使污泥得到浓缩。
常用的沉淀池有平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池、斜管/斜板沉淀池等。
澄清池是将絮凝和沉淀两个过程综合于一个构筑物中完成的,主要依靠活性污泥渣层达到澄清的目的。当脱稳杂质随水流与泥渣接触时,便被泥渣阻流下来,使得水获得澄清。这种把泥渣层作为接触介质的过程,实际上是絮凝过程,一般称为接触絮凝。在絮凝的同时,杂质水中分离出来,清水在澄清池上部被收集。
常用的澄清池有机械加速澄清池、脉冲澄清池、竖流式澄清池等。
过滤:
过滤一般是指以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质。从而使水获得澄清的工艺过程。滤池通常置于沉淀池或澄清池之后。当原水浊度降低且水质较好时,也可采用原水直接过滤。
过滤的功效,不仅在于进一步降低水的浊度,而且水中有机物、细菌乃至病毒等将随水的浊度降低而被部分去除。在饮用水的净化工艺中,有事沉淀池或澄清池可省略,单过滤是不可缺少的,它是保证饮用水卫生安全的重要措施。