.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(zhì)(包括油膜和油珠)，在處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。常用的有過濾法、沉淀法、浮選法等。

（1）過濾法

利用過濾介質(zhì)截流污水中的懸浮物。過濾介質(zhì)有篩網(wǎng)、紗布、粒物，常用的過濾設(shè)備有格柵、篩網(wǎng)、微濾機(jī)等。

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

格柵板。這一步屬廢水的預(yù)處理其目的在于回收有用物質(zhì);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(shè)備的負(fù)荷;保護(hù)抽水機(jī)械，以免受到顆粒物堵塞發(fā)生故障。

保護(hù)水泵和其他處理設(shè)備，格柵截留的效果主要取決于污水水質(zhì)和格柵空隙的大小。清渣方法有人工與機(jī)械兩種。柵渣應(yīng)及時(shí)清理和處理。

篩網(wǎng)主要用于截留粒度在數(shù)毫米到數(shù)十毫米的細(xì)碎懸浮態(tài)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(wǎng)過濾裝置有轉(zhuǎn)鼓式、旋轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)盤式、固定式振動(dòng)斜篩等。不論何種結(jié)構(gòu)，既要能截留污物，又便于卸料及清理篩面 。

粒狀介質(zhì)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(shí)，其中細(xì)小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中。

常用的過濾介質(zhì)有石英砂、無煙煤和石榴石等。在過濾過程中濾料同時(shí)對(duì)懸浮物進(jìn)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(zhì)等因素。

當(dāng)廢水自上而下流過粒狀濾料層時(shí)，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(tuán)體顆粒構(gòu)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(shí)，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(shù)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(fù)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(jìn)而吸附帶負(fù)電荷的膠土和多種有機(jī)物等膠體，在砂粒上發(fā)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(duì)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(jù)水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即彼此帖結(jié)聚團(tuán)的能力)可分為四種：

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(dú)進(jìn)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(zhì)量均不改變，下降速度也不改變。

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(xì)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?；炷恋淼奶攸c(diǎn)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(zhì)量均會(huì)隨深度的增加而增大，其沉速也隨深度 而增加。

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

區(qū)域沉降(又稱擁擠沉降、成層沉降)：當(dāng)廢水中懸浮物含量較高時(shí)，顆粒間的距離較小，其間的聚合力能使其集合成為一個(gè)整體，并一同下沉，而顆粒相互間的位置不發(fā)生變動(dòng)，因此澄清水和混水間有一明顯的分界面，逐漸向下移動(dòng)，此類沉降稱為區(qū)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。

壓縮沉淀：當(dāng)懸浮液中的懸浮固體濃度很高時(shí)，顆?；ハ嘟佑|、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(fā)生在沉淀池底部的污泥斗或污泥濃縮池中，進(jìn)行得很緩慢。依據(jù)水中懸浮性物質(zhì)的性質(zhì)不同，設(shè)有沉砂池和沉淀池兩種設(shè)備。

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

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

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

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(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入中心筒后，通過筒壁上的孔口和外圍的環(huán)形穿孔擋板，沿徑向呈輻射狀流向沉淀池周邊。由于過水?dāng)嗝娌粩嘣龃螅魉僦饾u變小，顆粒沉降下來，澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。

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(gè)水平斷面上，緩緩向上流動(dòng)。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(yù)處理。如用生物處理法處理、污水時(shí)，一般需事先經(jīng)過預(yù)沉池去除大部分懸浮物質(zhì)，以減少生化處理時(shí)的負(fù)荷，而經(jīng)生物處理后的出水仍要經(jīng)過二次沉淀池的處理，進(jìn)行泥水分離以保證出水水質(zhì)。

（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(duì)密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)(如乳化油等)附在氣泡上，并隨氣泡上升到水面，然后用機(jī)械的方法撇除，從而使污水中的污染物質(zhì)得以從污水中分離出來。

疏水性的物質(zhì)易氣浮，而親水性的物質(zhì)不易氣浮。因此有時(shí)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(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷晕镔|(zhì)，然后氣浮除去，這種方法稱為“浮選”。

氣浮時(shí)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(wěn)定性要適當(dāng)，既便于浮渣穩(wěn)定在水面上，又不影響浮渣的運(yùn)送和脫水。產(chǎn)生氣泡的方法有兩種：

機(jī)械法：使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉(zhuǎn)盤等生成微小氣泡。

壓力溶氣法：將空氣在一定的壓力下溶于水中， 并達(dá)到飽和狀態(tài)， 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(yōu)點(diǎn)有：設(shè)備運(yùn)行能力優(yōu)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(chǎn)生的污泥較干燥，不易腐化，且系表面刮取，操作較便利;整個(gè)工作是向水中通人空氣，增加了水中的潛解氧量，對(duì)除去水中有機(jī)物、藻類表面活性劑及臭味等有明顯效果，其出水水質(zhì)為后續(xù)處理及利用提供了有利條件。

氣浮法的主要缺點(diǎn)是：耗電量較大;設(shè)備維修及管理工作量增加，運(yùn)轉(zhuǎn)部分常有堵塞的可能;浮渣露出水面，易受風(fēng)、 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(zhì)的污水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到的離心力不同， 從而達(dá)到分離目的的方法。常用的離心設(shè)備有旋流分離器和離心分離器等。

.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(zhì)(包括油膜和油珠)，在處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。常用的有過濾法、沉淀法、浮選法等。

（1）過濾法

利用過濾介質(zhì)截流污水中的懸浮物。過濾介質(zhì)有篩網(wǎng)、紗布、粒物，常用的過濾設(shè)備有格柵、篩網(wǎng)、微濾機(jī)等。

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

格柵板。這一步屬廢水的預(yù)處理其目的在于回收有用物質(zhì);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(shè)備的負(fù)荷;保護(hù)抽水機(jī)械，以免受到顆粒物堵塞發(fā)生故障。

保護(hù)水泵和其他處理設(shè)備，格柵截留的效果主要取決于污水水質(zhì)和格柵空隙的大小。清渣方法有人工與機(jī)械兩種。柵渣應(yīng)及時(shí)清理和處理。

篩網(wǎng)主要用于截留粒度在數(shù)毫米到數(shù)十毫米的細(xì)碎懸浮態(tài)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(wǎng)過濾裝置有轉(zhuǎn)鼓式、旋轉(zhuǎn)式、轉(zhuǎn)盤式、固定式振動(dòng)斜篩等。不論何種結(jié)構(gòu)，既要能截留污物，又便于卸料及清理篩面 。

粒狀介質(zhì)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(shí)，其中細(xì)小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中。

常用的過濾介質(zhì)有石英砂、無煙煤和石榴石等。在過濾過程中濾料同時(shí)對(duì)懸浮物進(jìn)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(zhì)等因素。

當(dāng)廢水自上而下流過粒狀濾料層時(shí)，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(tuán)體顆粒構(gòu)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(shí)，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(shù)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(fù)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(jìn)而吸附帶負(fù)電荷的膠土和多種有機(jī)物等膠體，在砂粒上發(fā)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(duì)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(jù)水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即彼此帖結(jié)聚團(tuán)的能力)可分為四種：

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(dú)進(jìn)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(zhì)量均不改變，下降速度也不改變。

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(xì)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(diǎn)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(zhì)量均會(huì)隨深度的增加而增大，其沉速也隨深度 而增加。

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

區(qū)域沉降(又稱擁擠沉降、成層沉降)：當(dāng)廢水中懸浮物含量較高時(shí)，顆粒間的距離較小，其間的聚合力能使其集合成為一個(gè)整體，并一同下沉，而顆粒相互間的位置不發(fā)生變動(dòng)，因此澄清水和混水間有一明顯的分界面，逐漸向下移動(dòng)，此類沉降稱為區(qū)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。

壓縮沉淀：當(dāng)懸浮液中的懸浮固體濃度很高時(shí)，顆?；ハ嘟佑|、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(fā)生在沉淀池底部的污泥斗或污泥濃縮池中，進(jìn)行得很緩慢。依據(jù)水中懸浮性物質(zhì)的性質(zhì)不同，設(shè)有沉砂池和沉淀池兩種設(shè)備。

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

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

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

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(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入中心筒后，通過筒壁上的孔口和外圍的環(huán)形穿孔擋板，沿徑向呈輻射狀流向沉淀池周邊。由于過水?dāng)嗝娌粩嘣龃?，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。

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(gè)水平斷面上，緩緩向上流動(dòng)。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(yù)處理。如用生物處理法處理、污水時(shí)，一般需事先經(jīng)過預(yù)沉池去除大部分懸浮物質(zhì)，以減少生化處理時(shí)的負(fù)荷，而經(jīng)生物處理后的出水仍要經(jīng)過二次沉淀池的處理，進(jìn)行泥水分離以保證出水水質(zhì)。

（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(duì)密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)(如乳化油等)附在氣泡上，并隨氣泡上升到水面，然后用機(jī)械的方法撇除，從而使污水中的污染物質(zhì)得以從污水中分離出來。

疏水性的物質(zhì)易氣浮，而親水性的物質(zhì)不易氣浮。因此有時(shí)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(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷晕镔|(zhì)，然后氣浮除去，這種方法稱為“浮選”。

氣浮時(shí)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(wěn)定性要適當(dāng)，既便于浮渣穩(wěn)定在水面上，又不影響浮渣的運(yùn)送和脫水。產(chǎn)生氣泡的方法有兩種：

機(jī)械法：使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉(zhuǎn)盤等生成微小氣泡。

壓力溶氣法：將空氣在一定的壓力下溶于水中， 并達(dá)到飽和狀態(tài)， 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(yōu)點(diǎn)有：設(shè)備運(yùn)行能力優(yōu)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(chǎn)生的污泥較干燥，不易腐化，且系表面刮取，操作較便利;整個(gè)工作是向水中通人空氣，增加了水中的潛解氧量，對(duì)除去水中有機(jī)物、藻類表面活性劑及臭味等有明顯效果，其出水水質(zhì)為后續(xù)處理及利用提供了有利條件。

氣浮法的主要缺點(diǎn)是：耗電量較大;設(shè)備維修及管理工作量增加，運(yùn)轉(zhuǎn)部分常有堵塞的可能;浮渣露出水面，易受風(fēng)、 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(zhì)的污水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到的離心力不同， 從而達(dá)到分離目的的方法。常用的離心設(shè)備有旋流分離器和離心分離器等。