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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象是生活污水和工業廢水中含有的大量漂浮物與懸浮物質。常采用的處理方法與設備主要有：

　　Φ篩濾截留法——篩網、格柵、濾池與微濾機等；

　　Φ重力分離法——沉砂池、沉淀池、隔油池與氣浮機等；

　　Φ離心分離法——離心機與旋流分離器等；

　　Φ氣液分離法——氣液分離器等；

　　Φ磁分離法——磁分離機等。

　　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

　　當顆粒直徑比流體流動通道尺寸大時會發生篩分。污（廢）水的篩分多指利用柵條構成的格柵和篩網截阻污（廢）水中的大塊懸浮固體、漂浮物、纖維和固體顆粒物質，以避免堵塞后續管道和設備，保證后續處理工序的正常有效運行。

　　常用的設備和裝置有：格柵和篩網等。

　　1、格柵

　　格柵由一組平行的金屬柵條或篩網制成，安裝在污（廢）水渠道、泵房集水井的進口處貨污（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、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便減輕后續處理構筑物的處理負荷，并使之正常運行。被截留的物質稱為柵渣，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）和細格柵（3～10mm）；按柵渣清除方式，可分為人工清除格柵，機械清除格柵和水力清除格柵。常用設備如下：

　　（1）鏈條式格柵除污機

　　經傳動裝置帶動格柵除污機上的兩條回轉鏈條循環轉動，固定在鏈條上的除污耙在隨鏈條循環轉動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。

　　（2）循環齒耙除污機

　　經傳動裝置帶動由小齒耙構成的旋轉面循環轉動，在小齒耙循環轉動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）轉臂式弧形格柵

　　傳動裝置帶動轉耙旋轉，將弧形格柵上截留的柵渣刮起，并用刮板把轉耙上的柵渣去掉。適用于小型污（廢）水處理廠的淺渠槽攔污設備。

　　（4）鋼絲繩牽引式格柵除污機

　　傳動裝置帶動兩根鋼絲繩牽引除渣耙，耙和滑塊沿鋼制的導軌移動，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，耙齒插入格柵間隙，而后由鋼絲繩牽引向上移動，清除柵渣。適用于中小型污（廢）水處理廠。

　　2、篩（網）

　　篩網設備按孔眼大小可分為粗篩網和細篩網；按工作方式可分為固定篩和旋振篩。常用設備如下：

　　（1）固定式篩網又名水力篩

　　是由曲面柵條及框架構成，篩面自上而下形成一個傾角逐漸減小的曲面。適用于去除污（廢）水中的細小纖維和固體顆粒，常用于小型污（廢）水處理廠。

　　（2）旋轉筒篩

　　污（廢）水經入口緩慢流入轉筒內，污（廢）水由轉筒下部篩網經過濾后排出，污物被截留在篩網內壁上，并隨轉筒旋轉至水面以上。適用于含有大量纖維雜物的工業廢水，如紡織、屠宰、皮革加工和印染等工業生產排出的廢水。

　　02沉砂法

　　污（廢）水在遷移、流動和匯集過程中不可避免會混入泥砂，如果不預先沉降分離去除，就會對后續處理設備的運行產生影響，如磨損水泵、堵塞官網等，干擾甚至破壞后續處理過程。

　　沉砂池一般設在處理廠前端、泵站和沉淀池前，保護水泵和管道免受磨損，保證后續工藝的正常運行。

　　常用的設備和裝置有：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）水在池內沿水平方向運動。沉渣的排除方式有機械排砂和重力排砂。

　　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是沉砂中約含有15%的有機物，沉砂后續處理難度加大。采用曝氣沉砂池可以使有機物含量低于10%，除砂效率穩定，并對污（廢）水有預曝氣的作用。

　　4、渦流沉砂池

　　利用水力渦流，使泥砂和有機物分開，達到除砂的目的。

　　5、鐘式沉砂池

　　利用機械力控制水流流態和流速，加速砂粒的沉淀并使有機物隨水帶走的沉砂裝置。

　　6、多爾沉砂池

　　屬于線形沉砂池，除砂機理類似于平流式沉砂池。沉砂中的有機物含量低于10%，可以達到清潔沉砂的標準。

　　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顆粒和部分有機物，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。在池的進口底部處設貯泥斗，池底其他部位有坡度，傾向貯泥斗。

　　2、豎流式沉淀池

　　污（廢）水由設在池中心的進水管自上而下進入池內，管下設置傘形擋板使污（廢）水在池中均勻分布后沿整個過水斷面緩慢上升，懸浮物沉降進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

　　按進出水方式可分為中心進水周邊出水、周邊進水中心出水和周邊進水周邊出水三種形式。其中，中心進水周邊出水應用最為廣泛。污（廢）水經中心進水口流入池內，在擋板的作用下，平穩均勻地流向周邊出水堰。

　　4、斜板（管）式沉淀池

　　根據“淺層沉淀”理論，在沉淀區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，使水中懸浮雜質在斜板或斜管中進行沉淀，水沿斜板或斜管上升流動，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

　　又稱為側向流翼片斜板沉淀池，是在常規沉淀池的理論基礎上改進發展的一種新型、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；在停留時間上是斜板沉淀池的1/30～1/10。

　　04澄清法

　　主要處理構筑物為澄清池，是一種將絮凝反應與澄清分離過程綜合于一體的構筑物。基本可以分為泥渣懸浮型澄清池和泥渣循環型澄清池兩類。

　　1、泥渣懸浮型澄清池

　　（1）懸浮澄清池

　　污（廢）水由池底進入，靠向上的流速使絮凝體懸浮。由于進水量或水溫發生變化時，會使懸浮層工作不穩定，故現已很少采用。

　　（2）脈沖澄清池

　　在脈沖作用下，池內懸浮層一直周期性的處于膨脹和壓縮狀態，這種作用使懸浮層的工作穩定，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、泥渣循環型澄清池

　　（1）機械攪拌澄清池

　　是將混合、絮凝反應及沉淀工藝綜合在一個池內，污（廢）水和加入的藥劑同澄清區塵沉降下來的回流泥漿混合，促進較大絮體的形成。該法對原水水質和處理水量的變化適應性較強，操作運行方便，應用較為廣泛。

　　（2）水力循環澄清池

　　原水由底部進入池內，經噴嘴噴出。該池無需機械攪拌設備，運行管理方便，錐底角度大，排泥效果好，但反應時間短，運行不穩定，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、機械加工等工業企業，在一般的生活污（廢）水中，油脂占總有機質的10%，每人每天產生的油脂可按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。常用的設備有：油水分離設備、撇油器及污油脫水設備。

　　1、油水分離設備

　　（1）隔油池

　　為自然上浮的油水分離設備，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。罐內可加斜板或斜管，從而提高分離效率。

　　（3）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筒，使廢水與混凝劑在反應筒中進行充分反應，發揮混凝劑的混凝作用。

　　（4）粗粒化除油罐

　　由于粗粒化材料具有親油疏水的特性，則廢水通過粗粒化材料時，細小油粒會附著在粗粒化材料的表面進而聚附成較大的油珠，在浮力和水流的沖擊下，增大的油珠脫離粗粒化材料而上浮，最后排出。主要用于去除廢水中的細小油珠和乳化油。

　　（5）聚結斜板除油罐

　　是利用粗粒化材料和斜板的雙重作用對廢水中的油脂進行除油處理。

　　（6）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。可通過親油性強的粗粒化材料同時去除廢水中的油污和懸浮物。

　　（7）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備中時，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。主要有可轉動的開槽管式撇油器、旋轉滾筒式撇油器、刮板式刮除器及浮動泵式撇油器等。

　　3、污油脫水設備

　　將浮油收集到集油坑內時，一般的含油率約為40%～50%，為提高污油的濃度，便于回收利用，可用帶式除油機或脫水罐對油水進行進一步分離。

　　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，從而達到去除懸浮物質使污（廢）水凈化的方法。常用的設備和裝置有：旋流分離器、離心機等。

　　1、旋流分離器

　　（1）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，以切線方向進入旋流器后發生高速旋轉，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）水或含有較細微粒的污（廢）水，則形成螺旋上升的內層旋流，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的旋轉靠進出口水位差的壓力。污（廢）水從切線方向進入造成旋流，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

　　是依靠一個可以隨轉動軸旋轉的圓筒（又稱轉鼓），在外借傳動設備驅動下產生高速旋轉，由于其中不同密度的組分產生不同的離心力，從而達到分離的目的。在污（廢）水處理領域，離心機常用于污泥脫水和分離回收污（廢）水中的有用物質，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污染物，特別是有機物或使溶解于廢水中的揮發性污染物轉移到氣體中逸出，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、氣液交換設備、廢水性質、水溫、pH值、氣液比等。

　　氣液分離設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將廢水中的揮發性污染物轉移到空氣中去；

　　2、水滴型

　　廢水經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

　　塔內填充惰性材料，如陶瓷環、塑料環、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，因此能繼續產生凝聚作用。

　　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動的磁盤上，隨著磁盤的轉動，將泥渣帶出水面，經刮泥板除去，盤面又進入水中，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，裝填表面曲率半徑極小的磁性介質，靠近其表面就產生局部性的疏密磁力線，從而構成高梯度磁場。

　　高梯度磁分離處理法就是利用磁場中磁化基質的感應磁場和高梯度磁場所產生的磁力從污（廢）水中分離出顆粒狀污染物或提取有用物質的方法。該法用于處理廢水中磁性物質，具有工藝簡便、設備緊湊、效率高、速度快、成本低等優點。

　　4、超導磁分離

　　超導體在某一臨界溫度下，具有完全的導電性，因此可以用大電流得到很高的磁場強度，如用超導可獲得磁場強度為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，超導體可以在表面達到極高的電流密度，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。應用物理法處理的處理構筑物較簡單、經濟，主要用于村鎮水體容量大、自凈能力強、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）水處理達標，需與化學法、生物法組合使用。

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