题目

物理化学处理与化学处理相比, 在原理上有何不同?处理的对象有什么不同?在处理成本和运行管 理方面又有什么特点?答:物理化学处理化学处理原理利用物理化学反应的原理 来去除污水中溶解的有害 物质，回收有用组分，并使 污水得到深度净化的方法。利用化学反应的作用去除水中的杂质处理的对象与化学处理相似，尤其适于 杂质浓度很高的污水或是 杂质浓度很低的污水水中的无机的或有机的(难 于生物降解的)溶解物质或 胶体物质处理成本较高较咼，但相对物化处理法较 低运行管理较方便，但比化学处理法复 杂较为方便8•用吸附法处理废水,可以达到使出水极为洁净。那么,是否对处理要求高,出水要求高的废水,原则上都可以考虑采用吸附法 ?为什么?答:吸附法对进水的预处理要求高,吸附剂价格昂贵,因此在废水处理过程中,吸附法主要用来去除废 水中的微量污染物,达到深度净化的目的,或是从高浓度的废水中吸附某些物质达到资源回收和治理的 目的。吸附法处理的主要对象是废水中用生化法难于降解的有机物或用一般氧化法难于氧化的溶解性有 机物。包括木质素、氯或硝基取代的芳烃化合物、杂环化合物、洗涤剂、合成染料、除莠剂、 DDT等。9•电镀车间的含铬废水,可以用氧化还原法•化学沉淀法和离子交换法等加以处理。那么,在什么 条件下,用离子交换法进行处理是比较合宜的 ?答:1 FeSO 4石灰法FeSO4石灰法处理含铬废水是一种成熟的方法,适用于含铬浓度大的废水•优点是药剂来源容易 方法简单,处理效果好;缺点是占地面积大,污泥体积大,出水色度高,适用于小厂.其反应原理为:⑴酸化还原(pH2~3) 6FeSO4+2H2Cr2O7+6H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+7H2O.(2)碱化沉淀(pH8.5~9.0)Cr2(SO4)3+3Ca(OH)2=2Cr(OH)乞 +3CaSO42电解法用电解法处理含铬废水,优点是效果稳定可靠,操作管理简单,设备占地面积小,废水中的重金属 离子也能通过电解有所降低•缺点是耗电量较大,消耗钢板,运行费用较高,沉渣综合利用等问题有待进一 步决。•其电解反应为:Fe-2e=Fe2+,Cr2O72-+6Fe2++4H+=2Cr3++6Fe3++7H2O, CrO42-+3Fe2++8H+=Cr3++3Fe3++4H2O.随着废水中H+的消耗,[OH-]升高,pH升高,Cr(OH)3沉淀析出.3离子交换法该法适于处理浓度不太高的含铬废水,处理效果好,废水可回用,并可回收铬酸.但工艺较为复杂, 且使用的树脂不同,工艺也不同.一次投资较大,占地面积大,运行费用高,适于大厂.原理为:用阴离子交换树 脂去除 Cr2O72-或 CrO42-:2ROH+CrO42-R2CrO4+2OH-,2ROH+Cr2O72-R2Cr2O7+2OH-.10从水中去除某些离子(例如汞盐),可以用离子交换法和膜分离法。您认为,当含盐浓度较高时,应该用离子交换法还是膜分离法,为什么?答:膜析法好些。关于离子交换和膜法处理高盐度废水问题,事实上当含盐量超过一定浓度范围时,两 者都不是较好的选择,因为当浓度较高时,渗透压过高,反渗透操作压力过高,同时容易造成膜污染破 坏;若采用电渗析则能好过高;而离子交换则会造成树脂用量太大或反洗操作过于频繁,不能应用。11有机酚的去除可以用萃取法。那么,废水中的无机物的去除是否可以用萃取法,为什 么? 答:利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出 来的操作方法.例如,用四氯化碳从碘水中萃取碘,就是采用萃取的方法.因此在条件允许的情况下当 然是可以的。无机物也可以采取萃取法进行分离,如采用络合萃取分离重金属离子等,或离子对萃取分 离酸根等联系和区别 :自由沉淀,絮凝沉淀,区域沉淀或成层沉淀,压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大,颗粒间 的相互影响也依次加强。2、 设置沉砂池的目的和作用是什么?曝气沉砂池的工作原理和平流式沉砂池有何区别? 答:设置沉砂池的目的和作用 :以重力或离心力分离为基础,即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使 相对密度大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒则随水流带走,从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较 大的无机颗粒,以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。 平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池,它构造简单,工作稳定,将进入沉砂池的污水流速控制在只能使 相对密度大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒则随水流带走,从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较 大的无机颗粒。曝气沉砂池的工作原理:由曝气以及水流的螺旋旋转作用,污水中悬浮颗粒相互碰撞、 摩擦,并受到气泡上升时的冲刷作用,使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除。曝气沉砂池沉砂中含有 机物的量低于 5%;由于池中设有曝气设备,它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速 污水中油类的分离等作用。3、 水的沉淀法处理的基本原理是什么?试分析球形颗粒的静水自由沉降 (或上浮)的基本规律,影响沉降或上浮的因素是什么?答:基本原理 :沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能,在重力作用下产生下沉作用,以达到固液分 离的一种过程。 基本规律 :静水中悬浮颗粒开始沉降(或上浮)时 , 会受到重力、浮力、摩擦力的作用。 刚开始沉降(或上浮)时,因受重力作用产生加速运动 , 经过很短的时间后 ,颗粒的重力与水对其产生的 阻力平衡时 , 颗粒即等速下沉。 影响因素 :颗粒密度,水流速度,池的表面积。4.已知某小型污水处理站设计流量 Q=400m3/h悬浮固体浓度SS=250mg/L设沉淀效率为55%。根据实验性能曲线查得设计参数：u0=2.8m/h，污泥的含水率为98%，试为处理站设计竖流式初沉池。污水在中心管内的流速 v0=30mm/s=0.03m/s 表面水力负荷q=u0=2.8m3/(m2 • h)(1)估算竖流沉淀池直径,确定池数。Q 400 2 4f2 一4一143f2 — 143m D J J 13.5m>10mq 2.8 . .设计沉淀池数为四只,池型为圆形,估算单池的直径约为 7m符合要求。单池流量 Q =Q/4=100m3/hQ100/3600-|||-_(7)-|||-) 0.03-|||-do √-√ 4 0.93 1.08m 1.1m-|||-(3)喇叭口直径 =1.35d=1.35times 1.1=1.5m-|||-(4)反射板直径 =1.3d1=2.0m.93(m)^2((N)_(0)Q100/3600-|||-_(7)-|||-) 0.03-|||-do √-√ 4 0.93 1.08m 1.1m-|||-(3)喇叭口直径 =1.35d=1.35times 1.1=1.5m-|||-(4)反射板直径 =1.3d1=2.0m.93(m)^2((N)_(0)⑵ 中心管的截面积和直径

物理化学处理与化学处理相比, 在原理上有何不同?处理的对象有什么不同?在处理成本和运行管 理方面又有什么特点?

答:

物理化学处理

化学处理

原理

利用物理化学反应的原理 来去除污水中溶解的有害 物质，回收有用组分，并使 污水得到深度净化的方法。

利用化学反应的作用去除

水中的杂质

处理的对象

与化学处理相似，尤其适于 杂质浓度很高的污水或是 杂质浓度很低的污水

水中的无机的或有机的(难 于生物降解的)溶解物质或 胶体物质

处理成本

较高

较咼，但相对物化处理法较 低

运行管理

较方便，但比化学处理法复 杂

较为方便

8•用吸附法处理废水,可以达到使出水极为洁净。那么,是否对处理要求高,出水要求

高的废水,原则上都可以考虑采用吸附法 ?为什么?

答:吸附法对进水的预处理要求高,吸附剂价格昂贵,因此在废水处理过程中,吸附法主要用来去除废 水中的微量污染物,达到深度净化的目的,或是从高浓度的废水中吸附某些物质达到资源回收和治理的 目的。吸附法处理的主要对象是废水中用生化法难于降解的有机物或用一般氧化法难于氧化的溶解性有 机物。包括木质素、氯或硝基取代的芳烃化合物、杂环化合物、洗涤剂、合成染料、除莠剂、 DDT等。

9•电镀车间的含铬废水,可以用氧化还原法•化学沉淀法和离子交换法等加以处理。那么,在什么 条件下,用离子交换法进行处理是比较合宜的 ?

答:1 FeSO 4石灰法

FeSO4石灰法处理含铬废水是一种成熟的方法,适用于含铬浓度大的废水•优点是药剂来源容易 方法简单,处理效果好;缺点是占地面积大,污泥体积大,出水色度高,适用于小厂.其反应原理为:

⑴酸化还原(pH2~3) 6FeSO4+2H2Cr2O7+6H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+7H2O.

(2)碱化沉淀(pH8.5~9.0)

Cr2(SO4)3+3Ca(OH)2=2Cr(OH)乞 +3CaSO4

2电解法

用电解法处理含铬废水,优点是效果稳定可靠,操作管理简单,设备占地面积小,废水中的重金属 离子也能通过电解有所降低•缺点是耗电量较大,消耗钢板,运行费用较高,沉渣综合利用等问题有待进一 步决。•其电解反应为:

Fe-2e=Fe2+,

Cr2O72-+6Fe2++4H+=2Cr3++6Fe3++7H2O, CrO42-+3Fe2++8H+=Cr3++3Fe3++4H2O.

随着废水中H+的消耗,[OH-]升高,pH升高,Cr(OH)3沉淀析出.

3离子交换法

该法适于处理浓度不太高的含铬废水,处理效果好,废水可回用,并可回收铬酸.但工艺较为复杂, 且使用的树脂不同,工艺也不同.一次投资较大,占地面积大,运行费用高,适于大厂.原理为:用阴离子交换树 脂去除 Cr2O72-或 CrO42-:

2ROH+CrO42-R2CrO4+2OH-,

2ROH+Cr2O72-R2Cr2O7+2OH-.

10从水中去除某些离子(例如汞盐),可以用离子交换法和膜分离法。您认为,当含盐浓

度较高时,应该用离子交换法还是膜分离法,为什么?

答:膜析法好些。关于离子交换和膜法处理高盐度废水问题,事实上当含盐量超过一定浓度范围时,两 者都不是较好的选择,因为当浓度较高时,渗透压过高,反渗透操作压力过高,同时容易造成膜污染破 坏;若采用电渗析则能好过高;而离子交换则会造成树脂用量太大或反洗操作过于频繁,不能应用。

11有机酚的去除可以用萃取法。那么,废水中的无机物的去除是否可以用萃取法,为什 么? 答:利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出 来的操作方法.例如,用四氯化碳从碘水中萃取碘,就是采用萃取的方法.因此在条件允许的情况下当 然是可以的。无机物也可以采取萃取法进行分离,如采用络合萃取分离重金属离子等,或离子对萃取分 离酸根等

联系和区别 :自由沉淀,絮凝沉淀,区域沉淀或成层沉淀,压缩沉淀悬浮颗粒的浓度依次增大,颗粒间 的相互影响也依次加强。

2、 设置沉砂池的目的和作用是什么?曝气沉砂池的工作原理和平流式沉砂池有何区别? 答:设置沉砂池的目的和作用 :以重力或离心力分离为基础,即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使 相对密度大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒则随水流带走,从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较 大的无机颗粒,以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。 平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池,它构造简单,工作稳定,将进入沉砂池的污水流速控制在只能使 相对密度大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒则随水流带走,从而能从污水中去除砂子、煤渣等密度较 大的无机颗粒。曝气沉砂池的工作原理:由曝气以及水流的螺旋旋转作用,污水中悬浮颗粒相互碰撞、 摩擦,并受到气泡上升时的冲刷作用,使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除。曝气沉砂池沉砂中含有 机物的量低于 5%;由于池中设有曝气设备,它还具有预曝气、脱臭、防止污水厌氧分解、除泡以及加速 污水中油类的分离等作用。

3、 水的沉淀法处理的基本原理是什么?试分析球形颗粒的静水自由沉降 (或上浮)的基本规律,

影响沉降或上浮的因素是什么?

答:基本原理 :沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能,在重力作用下产生下沉作用,以达到固液分 离的一种过程。 基本规律 :静水中悬浮颗粒开始沉降(或上浮)时 , 会受到重力、浮力、摩擦力的作用。 刚开始沉降(或上浮)时,因受重力作用产生加速运动 , 经过很短的时间后 ,颗粒的重力与水对其产生的 阻力平衡时 , 颗粒即等速下沉。 影响因素 :颗粒密度,水流速度,池的表面积。

4.已知某小型污水处理站设计流量 Q=400m3/h悬浮固体浓度SS=250mg/L设沉淀效率为55%。根据实

验性能曲线查得

设计参数：

u0=2.8m/h，污泥的含水率为98%，试为处理站设计竖流式初沉池。

污水在中心管内的流速 v0=30mm/s=0.03m/s 表面水力负荷q=u0=2.8m3/(m2 • h)

(1)估算竖流沉淀池直径,确定池数。

Q 400 2 4f2 一4一143

f2 — 143m D J J 13.5m>10m

q 2.8 . .

设计沉淀池数为四只,池型为圆形,估算单池的直径约为 7m符合要求。

单池流量 Q =Q/4=100m3/h

⑵ 中心管的截面积和直径

题目解答

答案

解:Qmax=20000/(24*3600)=0.23M3/S=833.3M3/H

曝气式沉砂池:总有效容积:V=60*Qmax*t=60*0.23*2=27.6m3 池断面面积: A=Qmax/Vmin=0.23/0.08=2.88m2

池总宽度:B=A/Hmin= 也长 L=V/A=27.6/2.88=9.58m

所需曝气量: q=60D*Qmax=60*0.23*0.2=2.76m3/min 平流式沉淀池:

沉淀区表面积: A=Q(max)/q=833.3/2.5=333.3m2 沉淀区有效水深 :h2=q*t=2.5*1=2.5m 沉淀区有效容积: V=A*h2=333.3/3=111.1m3 沉淀池长度: L=3.6*v*t=3.6*0.0005*3600=6.48m 沉淀区总宽度: B=A/L=333.3/6.48=51.44m 沉淀池数量: n=B/b=51.44/40>1, 取 2 污泥区容积:

V=(S*N*T)/1000=(20000*1000*4*3%)/24*1000=100m2 沉淀池总高度: H=h1+h2+h3+h4=0.3+2.5+0.3+2.1=5.2m (S1=25m2 S2=1m2 h4 '=0.35m h4 ''

=1.75m L1=1.5m L2=0.3m)

贮泥池容积: V=1/3*h4'(S1+S2+ )=3.61m3 贮泥池以上梯形部分污泥容积: V=(L1/2+L2/2)*h4 ''*b=63m3 6、加压容器浮上法的基本原理是什么?有哪几种基本流程和溶气方式?各有何特点? 答:加压溶气气浮法的基本原理是空气在加压条件下溶于水中,再使压力降至常压,把溶解的过饱和空 气以微气泡的形式释放出来。

其工艺流程有全溶气流程、部分溶气流程和回流加压溶气流程 3 种;溶气方式可分为水泵吸水管吸 气溶气方式、水泵压水管射流溶气方式和水泵-空压机溶气方式。

全溶气流程是将全部废水进行加压溶气,再经减压释放装置进入气浮池进行固液分离,与其它两流 程相比,其电耗高, 但因不另加溶气水, 所以气浮池容积小; 部分溶气流程是将部分废水进行加压溶气, 其余废水直接送入气浮池,该流程比全溶气流程省电,另外因部分废水经溶气罐,所以溶气罐的容积比 较小,但因部分废水加压溶气所能提供的空气量较少,因此,若想提供同样的空气量,必须加大溶气罐 的压力;回流加压溶气流程将部分出水进行回流加压,废水直接送入气浮池,该法适用于含悬浮物浓度 高的废水的固液分离,但气浮池的容积较前两者大。 水泵吸水管吸气溶气方式设备简单,不需空压机,没有空压机带来的噪声;水泵压水管射流溶气方式是 利用在水泵压水管上安装的射流器抽吸空气, 其缺点是射流器本身能量损失大一般约 30%,若采用空气 内循环和水内循环,可以大大降低能耗,达到水泵-空压机溶气方式的能耗水平;水泵-空压机溶气方 式溶解的空气由空压机提供,压力水可以分别进入溶气罐,也有将压缩空气管接在水泵压入泵上一起进 入溶气罐的。