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物理處理法

物理處理法是通過物理作用， 以分離、 回收污水中不溶解的、 呈懸浮狀的污染物質（包括油膜和油珠）， 在處理過程中不改變其化學性質。 常用的有過濾法、 沉淀法、 浮選法等。

（1） 過濾法：利用過濾介質截流污水中的懸浮物。 過濾介質有篩網、紗布、 粒物， 常用的過濾設備有格柵、 篩網、 微濾機等。

 1） 格柵與篩網。 在排水工程中， 廢水通過下水道流人水處理廠， 首先應經過斜置在渠道內的一組金屬制的呈縱向平行的框條（格柵）、 穿孔板或過濾網（篩網）， 使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、 細篩或濾料上。

這一步屬廢水的預處理， 其目的在于回收有用物質；初步漫清廢水以利于以后的處理， 減輕沉淀池或其他處理設備的負荷；保護抽水機械， 以免受到顆粒物堵塞發生故障。 保護水泵和其他處理設備。 格柵截留的效果主要取決于污水水質和格柵空隙的大小。 清渣方法有人工與機械兩種。柵渣應及時清理和處理。

篩網主要用于截留粒度在數毫米到數十毫米的細碎懸浮態雜物， 如纖維、 紙漿、 藻類等，通常用金屬絲、 化纖編織而成，或用穿孔鋼板，孔徑一般小于5mm，Z小可為0.2mm。 篩網過濾裝置有轉鼓式、 旋轉式、 轉盤式、 固定式振動斜篩等。 不論何種結構，既要能截留污物，又便于卸料及清理篩面 。

2）粒狀介質過濾（又稱彤、濾、 驚料過濾）。 廢水通過粒狀濾料（如石英砂）床層時，其中細小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的表面和內部空隙中。 常用的過濾介質有石英砂、 無煙煤和石榴石等。 在過濾過程中濾料同時對懸浮物進行物理截留、 沉降和吸附等作用。 過濾的效果取決于濾料孔徑的大小、 濾料層的厚度、 過濾速度及污水的性質等因素。

當廢水自上而下流過粒狀濾料層時，位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料空隙越來越小，逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構成的濾膜， 并由它起主要的過濾作用。 這種作用屬于阻力截留或篩濾作用。

廢水通過濾料層時，眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積，形成無數的小 “沉淀池”，懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬于重力 沉降。

由于濾料具有巨大的表面積， 它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外，砂粒在水中常常帶有表面負電荷，能吸附帶正電荷的鐵、 鋁等肢體，從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜，并進而吸附帶負電荷的膠土和多種有機物等膠體，在砂粒上發生接觸絮凝。

(2）沉淀法。沉淀法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理， 借助重力沉降作用使懸浮物從水中分離出來。 根據水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性（即彼此帖結聚團的能力）可分為四種：

1） 分離沉降（或自由沉降）。在沉淀過程中，顆粒之間互不聚合，單獨進行沉降。 顆位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用，其形狀、 尺寸、 質量均不改變，下降速度也不改變。

2）混凝沉淀（或稱作絮凝沉降）。 混凝沉降是指在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體，然后采用重力沉降予以分離去除。 混凝沉淀的特點是在沉淀過程中，顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體，因此顆粒的尺寸和質量均會隨深度的增加而增大，其沉速也隨深度 而增加。

常用的無機混凝劑有硫酸鋁、 *、 三氯化鐵及聚合鋁；常用的有機絮凝劑有聚丙烯酷膠等，還可采用助凝劑如水玻璃、 石灰等 。

3）區域沉降（又稱擁擠沉降、 成層沉降）。 當廢水中懸浮物含量較高時，顆粒間的距離較小，其間的聚合力能使其集合成為一個整體，并一同下沉，而顆粒相互間的位置不發生變動，因此澄清水和混水間有一明顯的分界面，逐漸向下移動，此類沉降稱為區域沉降。加高濁度水的沉淀池和二次沉淀池中的沉降（在沉降中后期）多屬此類。

4)壓縮沉淀。當懸浮液中的懸浮固體濃度很高時，顆粒互相接觸、擠壓，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙中的水被擠出，顆粒群體被壓縮。壓縮沉淀發生在沉淀池底部的污泥斗或污泥濃縮池中，進行得很緩慢。依據水中懸浮性物質的性質不同，設有沉砂池和沉淀池兩種設備。

沉砂池用于除去水中砂粒、煤渣等相對密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在污水處理裝置前，以防止處理污水的其他機械設備受到磨損。

沉淀池是利用重力的作用使懸浮性雜質與水分離。它可以分離直徑為20～100µ,m以上的顆粒。根據沉淀池內的水流方向，可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。

①平流式沉淀池。廢水從池一端流人，按水平方向在池內流動，水中懸浮物逐漸沉向池底，澄清水從另一端溢出。

②輻流式沉淀池。池子多為圓形，直徑較大，一般在20～30m以上，適用于大型水處理廠。原水經進水管進入中心筒后，通過筒壁上的孔口和外圍的環形穿孔擋板，沿徑向呈輻射狀流向沉淀池周邊。由于過水斷面不斷增大，流速逐漸變小，顆粒沉降下來，澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。

③豎流式沉淀池。截面多為圓形，也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中，通過反射板的阻攔向四周分布于整個水平斷面上，緩緩向上流動。沉速超過上升流速的顆粒則沉到污泥斗，澄清后的水由四周的埋口溢出池外。

在污水處理與利用的方法中，沉淀（或上浮）法常常作為其他處理方法前的預處理。如用生物處理法處理、污水時，一般需事先經過預沉池去除大部分懸浮物質，以減少生化處理時的負荷，而經生物處理后的出水仍要經過二次沉淀池的處理，進行泥水分離以保證出水水質。

(3）浮選法。將空氣通人污水中，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，污水中相對密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質（如乳化油等）附在氣泡上，并隨氣泡上升到水面，然后用機械的方法撇除，從而使污水中的污染物質得以從污水中分離出來。疏水性的物質易氣浮，而親水性的物質不易氣浮。因此有時為了提高氣浮效率，需向污水中加入浮選劑改變污染物的表面特性，使某些親水性物質轉變為疏水性物質，然后氣浮除去，這種方法稱為“浮選”。

氣浮時要求氣泡的分散度高，量多，有利于提高氣浮的效果。泡沫層的穩定性要適當，既便于浮渣穩定在水面上，又不影響浮渣的運送和脫水。產生氣 泡的方法有兩種：

1）機械法。使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉盤等生成微小氣泡。

2）壓力溶氣法。將空氣在一定的壓力下溶于水中， 并達到飽和狀態， 然后突然減壓， 過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。 目前廢水處理中的氣浮工藝多采用壓力溶氣法。

氣浮法的主要優點有：設備運行能力優于沉淀池， 一般只需15～20min即可完成固液分離， 因此它占地少， 效率較高；氣浮法所產生的污泥較干燥， 不易腐化， 且系表面刮取， 操作較便利；整個工作是向水中通人空氣， 增加了水中的潛解氧量， 對除去水中有機物、 藻類表面活性劑及臭味等有明顯效果， 其出水水質為后續處理及利用提供了有利條件。

氣浮法的主要缺點是：耗電量較大；設備維修及管理工作量增加， 運轉部分常有堵塞的可能；浮渣露出水面， 易受風、 雨等氣候因素影響。

除了上述兩種氣浮方法外， 目前較為常用的方法還有電解氣浮法。

(4）離心分離法。 含有懸浮污染物質的污水在高速旋轉時， 利用懸浮顆粒（如乳化油）和污水受到的離心力不同， 從而達到分離目的的方法。 常用的離心設備有旋流分離器和離心分離器等。

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