污水處理技術(shù)物理法（水處理技術(shù)介紹）
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首先，我們來了解一下污（廢）水物理處理法。
污（廢）水物理處理法的主要去除對(duì)象是生活污水和工業(yè)廢水中含有的大量漂浮物與懸浮物質(zhì)。常采用的處理方法與設(shè)備主要有：
Φ篩濾截留法——篩網(wǎng)、格柵、濾池與微濾機(jī)等；
Φ重力分離法——沉砂池、沉淀池、隔油池與氣浮機(jī)等；
Φ離心分離法——離心機(jī)與旋流分離器等；
Φ氣液分離法——?dú)庖悍蛛x器等；
Φ磁分離法——磁分離機(jī)等。
本篇將主要闡述篩除、沉砂、沉淀、澄清、隔油、離心分離、氣液分離與磁分離這八種處理方法。
01篩除法
當(dāng)顆粒直徑比流體流動(dòng)通道尺寸大時(shí)會(huì)發(fā)生篩分。污（廢）水的篩分多指利用柵條構(gòu)成的格柵和篩網(wǎng)截阻污（廢）水中的大塊懸浮固體、漂浮物、纖維和固體顆粒物質(zhì)，以避免堵塞后續(xù)管道和設(shè)備，保證后續(xù)處理工序的正常有效運(yùn)行。
常用的設(shè)備和裝置有：格柵和篩網(wǎng)等。
1、格柵
格柵由一組平行的金屬柵條或篩網(wǎng)制成，安裝在污（廢）水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處貨污（廢）水處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，并使之正常運(yùn)行。被截留的物質(zhì)稱為柵渣，一般柵渣的含水率約為70%～80%，容重約為750kg/m3。
按格柵形狀，可分為平面格柵和曲面格柵；按柵條間隙，可分為粗格柵（50～100mm），中格柵（10～40mm）和細(xì)格柵（3～10mm）；按柵渣清除方式，可分為人工清除格柵，機(jī)械清除格柵和水力清除格柵。常用設(shè)備如下：
?。?）鏈條式格柵除污機(jī)
經(jīng)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)格柵除污機(jī)上的兩條回轉(zhuǎn)鏈條循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在鏈條上的除污耙在隨鏈條循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中將格柵條上截留的柵渣提升上來以后，由緩沖卸渣裝置將除污耙上的柵渣刮下掉入排污斗中排出。適用于深度較淺的中小型污（廢）水處理廠。
?。?）循環(huán)齒耙除污機(jī)
經(jīng)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)由小齒耙構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)面循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，在小齒耙循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中將截留的柵渣帶出水面至格柵頂部。適用于中小型污（廢）水處理廠。
（3）轉(zhuǎn)臂式弧形格柵
傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)耙旋轉(zhuǎn)，將弧形格柵上截留的柵渣刮起，并用刮板把轉(zhuǎn)耙上的柵渣去掉。適用于小型污（廢）水處理廠的淺渠槽攔污設(shè)備。
?。?）鋼絲繩牽引式格柵除污機(jī)
傳動(dòng)裝置帶動(dòng)兩根鋼絲繩牽引除渣耙，耙和滑塊沿鋼制的導(dǎo)軌移動(dòng)，靠自重下移到低位后，耙的自鎖栓碰開自鎖撞塊，除渣耙向下擺動(dòng)，耙齒插入格柵間隙，而后由鋼絲繩牽引向上移動(dòng)，清除柵渣。適用于中小型污（廢）水處理廠。
2、篩（網(wǎng)）
篩網(wǎng)設(shè)備按孔眼大小可分為粗篩網(wǎng)和細(xì)篩網(wǎng)；按工作方式可分為固定篩和旋振篩。常用設(shè)備如下：
?。?）固定式篩網(wǎng)又名水力篩
是由曲面柵條及框架構(gòu)成，篩面自上而下形成一個(gè)傾角逐漸減小的曲面。適用于去除污（廢）水中的細(xì)小纖維和固體顆粒，常用于小型污（廢）水處理廠。
（2）旋轉(zhuǎn)筒篩
污（廢）水經(jīng)入口緩慢流入轉(zhuǎn)筒內(nèi)，污（廢）水由轉(zhuǎn)筒下部篩網(wǎng)經(jīng)過濾后排出，污物被截留在篩網(wǎng)內(nèi)壁上，并隨轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)至水面以上。適用于含有大量纖維雜物的工業(yè)廢水，如紡織、屠宰、皮革加工和印染等工業(yè)生產(chǎn)排出的廢水。
02沉砂法
污（廢）水在遷移、流動(dòng)和匯集過程中不可避免會(huì)混入泥砂，如果不預(yù)先沉降分離去除，就會(huì)對(duì)后續(xù)處理設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響，如磨損水泵、堵塞官網(wǎng)等，干擾甚至破壞后續(xù)處理過程。
沉砂池一般設(shè)在處理廠前端、泵站和沉淀池前，保護(hù)水泵和管道免受磨損，保證后續(xù)工藝的正常運(yùn)行。
常用的設(shè)備和裝置有：平流式沉砂池、豎流式沉砂池、曝氣沉砂池、渦流沉砂池、鐘式沉砂池和多爾沉砂池。
1、平流式沉砂池
為常用池型，平面為長方形，污（廢）水在池內(nèi)沿水平方向運(yùn)動(dòng)。沉渣的排除方式有機(jī)械排砂和重力排砂。
2、豎流式沉砂池
通常為圓形，豎向呈柱狀，底部砂斗為圓錐體，沉渣的排除方式為重力排砂。
3、曝氣沉砂池
普通平流沉砂池的缺點(diǎn)是沉砂中約含有15%的有機(jī)物，沉砂后續(xù)處理難度加大。采用曝氣沉砂池可以使有機(jī)物含量低于10%，除砂效率穩(wěn)定，并對(duì)污（廢）水有預(yù)曝氣的作用。
4、渦流沉砂池
利用水力渦流，使泥砂和有機(jī)物分開，達(dá)到除砂的目的。
5、鐘式沉砂池
利用機(jī)械力控制水流流態(tài)和流速，加速砂粒的沉淀并使有機(jī)物隨水帶走的沉砂裝置。
6、多爾沉砂池
屬于線形沉砂池，除砂機(jī)理類似于平流式沉砂池。沉砂中的有機(jī)物含量低于10%，可以達(dá)到清潔沉砂的標(biāo)準(zhǔn)。
03沉淀法
利用重力沉降原理來去除污（廢）水中懸浮固體的工藝過程，在生物處理前的沉淀池主要用于去除無機(jī)顆粒和部分有機(jī)物，在生物處理后的沉淀池主要用于去除微生物體，按其在工藝過程中所處的位置不同可以分為初次沉淀池和二次沉淀池。
常用的設(shè)備和裝置有：平流式沉淀池、豎流式沉淀池、輻流式沉淀池、斜板（管）式沉淀池及迷宮式斜板沉淀池。
1、平流式沉淀池
污（廢）水從池的一端流入，水平方向流過池子，從池的另一端流出。在池的進(jìn)口底部處設(shè)貯泥斗，池底其他部位有坡度，傾向貯泥斗。
2、豎流式沉淀池
污（廢）水由設(shè)在池中心的進(jìn)水管自上而下進(jìn)入池內(nèi)，管下設(shè)置傘形擋板使污（廢）水在池中均勻分布后沿整個(gè)過水?dāng)嗝婢徛仙瑧腋∥锍两颠M(jìn)入池底錐形沉泥斗中，澄清水從池四周沿周邊溢流堰流出。
3、輻流式沉淀池
按進(jìn)出水方式可分為中心進(jìn)水周邊出水、周邊進(jìn)水中心出水和周邊進(jìn)水周邊出水三種形式。其中，中心進(jìn)水周邊出水應(yīng)用最為廣泛。污（廢）水經(jīng)中心進(jìn)水口流入池內(nèi)，在擋板的作用下，平穩(wěn)均勻地流向周邊出水堰。
4、斜板（管）式沉淀池
根據(jù)“淺層沉淀”理論，在沉淀區(qū)放置與水平面成一定傾角（通常為60°）的斜板或蜂窩斜管組件，使水中懸浮雜質(zhì)在斜板或斜管中進(jìn)行沉淀，水沿斜板或斜管上升流動(dòng)，分離出的泥渣在重力作用下沿著斜板或斜管向下滑至池底，在集中排出。這種池子可以提高50%～60%的沉淀效率，在同一面積上可提高3～5倍的處理能力。
5、迷宮式斜板沉淀池
又稱為側(cè)向流翼片斜板沉淀池，是在常規(guī)沉淀池的理論基礎(chǔ)上改進(jìn)發(fā)展的一種新型、高效沉淀工藝，在沉淀效率上是平流式沉淀池的40～50倍，是普通斜板沉淀池的5倍，是斜管沉淀池的2～3倍；在停留時(shí)間上是斜板沉淀池的1/30～1/10。
04澄清法
主要處理構(gòu)筑物為澄清池，是一種將絮凝反應(yīng)與澄清分離過程綜合于一體的構(gòu)筑物。基本可以分為泥渣懸浮型澄清池和泥渣循環(huán)型澄清池兩類。
1、泥渣懸浮型澄清池
?。?）懸浮澄清池
污（廢）水由池底進(jìn)入，靠向上的流速使絮凝體懸浮。由于進(jìn)水量或水溫發(fā)生變化時(shí)，會(huì)使懸浮層工作不穩(wěn)定，故現(xiàn)已很少采用。
?。?）脈沖澄清池
在脈沖作用下，池內(nèi)懸浮層一直周期性的處于膨脹和壓縮狀態(tài)，這種作用使懸浮層的工作穩(wěn)定，斷面上的濃度分布均勻，改善混合絮凝條件，從而提高了凈水效果。
2、泥渣循環(huán)型澄清池
?。?）機(jī)械攪拌澄清池
是將混合、絮凝反應(yīng)及沉淀工藝綜合在一個(gè)池內(nèi)，污（廢）水和加入的藥劑同澄清區(qū)塵沉降下來的回流泥漿混合，促進(jìn)較大絮體的形成。該法對(duì)原水水質(zhì)和處理水量的變化適應(yīng)性較強(qiáng)，操作運(yùn)行方便，應(yīng)用較為廣泛。
?。?）水力循環(huán)澄清池
原水由底部進(jìn)入池內(nèi)，經(jīng)噴嘴噴出。該池?zé)o需機(jī)械攪拌設(shè)備，運(yùn)行管理方便，錐底角度大，排泥效果好，但反應(yīng)時(shí)間短，運(yùn)行不穩(wěn)定，不適用于大水量的處理。
05隔油法
含油污（廢）水主要來源于石油化工、鋼鐵、焦化、肉類加工、牛奶加工、汽車修理間、機(jī)械加工等工業(yè)企業(yè)，在一般的生活污（廢）水中，油脂占總有機(jī)質(zhì)的10%，每人每天產(chǎn)生的油脂可按0.015kg估算。
原水中的油類按其存在形式可分為浮油、分散油、乳化油和溶解油四類。常用的設(shè)備有：油水分離設(shè)備、撇油器及污油脫水設(shè)備。
1、油水分離設(shè)備
?。?）隔油池
為自然上浮的油水分離設(shè)備，其類型較多，常用的有平流式隔油池、平行板式隔油池、傾斜板式隔油池及小型隔油池等。
（2）除油罐
為油田廢水處理的主要除油裝置，可去除浮油和分散油。罐內(nèi)可加斜板或斜管，從而提高分離效率。
?。?）混凝除油罐
亦稱二次除油罐，與除油罐不同的是罐中增加了反應(yīng)筒，使廢水與混凝劑在反應(yīng)筒中進(jìn)行充分反應(yīng)，發(fā)揮混凝劑的混凝作用。
?。?）粗?；凸?/span>
由于粗?；牧暇哂杏H油疏水的特性，則廢水通過粗?；牧蠒r(shí)，細(xì)小油粒會(huì)附著在粗?；牧系谋砻孢M(jìn)而聚附成較大的油珠，在浮力和水流的沖擊下，增大的油珠脫離粗?；牧隙细。詈笈懦?。主要用于去除廢水中的細(xì)小油珠和乳化油。
?。?）聚結(jié)斜板除油罐
是利用粗粒化材料和斜板的雙重作用對(duì)廢水中的油脂進(jìn)行除油處理。
?。?）格雷維爾除油器
是在美國加利福尼亞油田中使用的一種除油器?？赏ㄟ^親油性強(qiáng)的粗?；牧贤瑫r(shí)去除廢水中的油污和懸浮物。
?。?）氣浮除油
是一種去除污（廢）水中油脂的常用方法。被壓縮過的氣液混合物被置于正常大氣壓下的氣浮設(shè)備中時(shí)，微小的氣泡即從溶液中釋放出來，油珠便可在這些小氣泡的作用下上浮，從而使這些物質(zhì)附著或包裹在絮狀物中，氣固混合物上升到池表面被撇出，澄清液從氣浮池底部流出。
2、撇油器
用于除油量較大、水位變化不大的場合。主要有可轉(zhuǎn)動(dòng)的開槽管式撇油器、旋轉(zhuǎn)滾筒式撇油器、刮板式刮除器及浮動(dòng)泵式撇油器等。
3、污油脫水設(shè)備
將浮油收集到集油坑內(nèi)時(shí)，一般的含油率約為40%～50%，為提高污油的濃度，便于回收利用，可用帶式除油機(jī)或脫水罐對(duì)油水進(jìn)行進(jìn)一步分離。
06重力分離法
重力分離是借助離心力，使污（廢）水中的密度不同的懸浮物與水分離，從而達(dá)到去除懸浮物質(zhì)使污（廢）水凈化的方法。常用的設(shè)備和裝置有：旋流分離器、離心機(jī)等。
1、旋流分離器
?。?）壓力旋流分離器
含懸浮物的污（廢）水在水泵和其他外加壓力的作用下，以切線方向進(jìn)入旋流器后發(fā)生高速旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，固體顆粒物被拋向器壁，并隨旋流下降到錐形底部出口。澄清后的污（廢）水或含有較細(xì)微粒的污（廢）水，則形成螺旋上升的內(nèi)層旋流，由上端中央溢流管排出。
（2）重力式旋流分離器
水流在重力式水力旋流分離器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)靠進(jìn)出口水位差的壓力。污（廢）水從切線方向進(jìn)入造成旋流，在離心力和重力的作用下，懸浮顆粒甩向器壁并向水池底部集中，使水得到凈化。
2、離心機(jī)
是依靠一個(gè)可以隨轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)的圓筒（又稱轉(zhuǎn)鼓），在外借傳動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，由于其中不同密度的組分產(chǎn)生不同的離心力，從而達(dá)到分離的目的。在污（廢）水處理領(lǐng)域，離心機(jī)常用于污泥脫水和分離回收污（廢）水中的有用物質(zhì)，例如從洗羊毛廢水中回收羊毛脂等。
07氣液分離法
污（廢）水氣液分離處理法是采用向廢水中打入或溶入氧氣或其他能起氧化作用的氣體，以氧化水中的某些化學(xué)污染物，特別是有機(jī)物或使溶解于廢水中的揮發(fā)性污染物轉(zhuǎn)移到氣體中逸出，使廢水凈化的方法。
影響氣液交換的因素有:氣液接觸面積和方式、氣液交換設(shè)備、廢水性質(zhì)、水溫、pH值、氣液比等。
氣液分離設(shè)備型式基本上可分為三類：氣泡型、水滴型及填料塔型。
1、氣泡型
來自空氣壓縮機(jī)的空氣通過安裝在廢水池底部的氣體分散裝置分散成微小氣泡，氣泡在廢水中上升的過程中同廢水充分混合接觸，廢水吸收空氣中的氧氣或?qū)U水中的揮發(fā)性污染物轉(zhuǎn)移到空氣中去；
2、水滴型
廢水經(jīng)噴嘴或淋噴頭噴灑成微小水滴自上而下降落，在降落過程中與空氣充分接觸，常用于去除易氧化的可溶性污染物和廢水中的有毒氣體；
3、填料塔型
塔內(nèi)填充惰性材料，如陶瓷環(huán)、塑料環(huán)、碎石、木格，廢水自上而下淋灑，氣體自下而上在填料的空隙間與廢水接觸，從而處理污（廢）水。
08磁分離法
水中顆粒狀物質(zhì)在磁場里要受磁力、重力、慣性力、粘滯力以及顆粒間相互作用力的作用。磁分離技術(shù)就是有效利用磁力，克服與其抗衡的重力、慣性力、粘滯力或利用磁力和重力使顆粒凝聚后沉降分離。磁分離裝置按原理可分為磁凝聚分離、磁盤分離和高梯度磁分離三種。
1、磁凝聚分離
磁凝聚就是使污（廢）水通過磁場，水中的磁性顆粒物質(zhì)被磁化，形成如同具有南北極的磁體。由于磁場梯度為零，因此受到大小相等、方向相反的力的作用，合力為零，顆粒不被磁體捕集。顆粒之間相互吸引，聚集成大顆粒，當(dāng)廢水通過磁場后，由于磁性顆粒具有一定的矯頑力，因此能繼續(xù)產(chǎn)生凝聚作用。
它是促使固液分離的一種手段，是提高沉淀池或磁盤工作效率的一種預(yù)處理方法。
2、磁盤分離
是借助磁盤的磁力將污（廢）水中的磁性懸浮顆粒吸著在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的磁盤上，隨著磁盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，將泥渣帶出水面，經(jīng)刮泥板除去，盤面又進(jìn)入水中，重新吸著水中的顆粒。
3、高梯度磁分離
磁場中磁通變化越大，磁力線密度變化越大，梯度也就越高。高梯度磁過濾分離就是在均勻的磁場內(nèi)，裝填表面曲率半徑極小的磁性介質(zhì)，靠近其表面就產(chǎn)生局部性的疏密磁力線，從而構(gòu)成高梯度磁場。
高梯度磁分離處理法就是利用磁場中磁化基質(zhì)的感應(yīng)磁場和高梯度磁場所產(chǎn)生的磁力從污（廢）水中分離出顆粒狀污染物或提取有用物質(zhì)的方法。該法用于處理廢水中磁性物質(zhì)，具有工藝簡便、設(shè)備緊湊、效率高、速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
4、超導(dǎo)磁分離
超導(dǎo)體在某一臨界溫度下，具有完全的導(dǎo)電性，因此可以用大電流得到很高的磁場強(qiáng)度，如用超導(dǎo)可獲得磁場強(qiáng)度為2T的電磁體。線表面的磁場與電流密度成正比，與表面的距離成反比，超導(dǎo)體可以在表面達(dá)到極高的電流密度，從而在其附近形成高梯度磁場。
污（廢）水處理中的物理法主要是利用污染物的分子大小、溶解性等物理特性通過分離來降低廢水中污染物含量。應(yīng)用物理法處理的處理構(gòu)筑物較簡單、經(jīng)濟(jì)，主要用于村鎮(zhèn)水體容量大、自凈能力強(qiáng)、污（廢）水處理程度要求不高的情況。但物理法一般不能直接使污（廢）水處理達(dá)標(biāo)，需與化學(xué)法、生物法組合使用。
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