第1节 格栅和筛网

一、

二、

一、)选用。

设置在污水处理厂处理系统前的格栅，还应考虑到使整个污水处理系统能正常运行，对处理设施或管道等均不应产生堵塞作用。因此，可设置粗细两道格栅，栅条间距一般采用16—25mm，最大不超过40mm。所截留的污染物数量与地区的情况、污水沟道系统的类型，污水流量以及栅条的间距等因素有关。一般可参考下列数据。

①当栅条间距为16～25mm时，栅渣截留量为0.10～0.05m3/109m3污水。

②当栅条间距为40mm左右时，栅渣截留量为0.03～0.01m3/103m3污水。

栅渣的含水率约为80％；密度约为960kg/m3。

格栅的清渣方法，有人工清除和机械清除两种。每天的栅渣量大于0.2m时，一般应采用机械清除方法。

1．人工清理的格栅

中小型城市的生活污水处理厂或所需截留的污染物量较少时，可采用人工清理的格栅。这类格栅是用直钢条制成，一般与水平面成45º～60º倾角安放，倾角小时，清理时较省力，但占地则较大。()为人工清理的格栅示意图。

人工清渣的格栅，其设计面积应采用较大的安全系数，一般不小于进水管渠有效面积的2倍，以免清渣过于频繁。在污水泵站前集水井中的格栅，应特别注重有害气体对操作人员的危害，并应采取有效的防范措施。格栅间应设置操作平台。

2．机械格栅

机械清渣的格栅，倾角一般为60º～70º，有时为90º。机械清渣格栅过水面积，一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍。

()(）为目前我国常用的几种机械格栅。

格栅栅条的断面形状有圆形、矩形及方形，圆形的水力条件较方形好，但刚度较差。目前多采用断面形式为矩形的栅条。

设置格栅的渠道，宽度要适当，应使水流保持适当的流速，一方面泥砂不至于沉积在沟渠底部，另一方面截留的污染物又不至于冲过格栅。通常采用0.4～0.9m/s。

为了防止栅条间隙堵塞，污水通过栅条间距的流速一般采用0.6～1.0m/s，最大流量时可高于1.2～1.4m/s。

为了防止格栅前渠道出现阻流回水现象，一般在设置格栅的渠道与栅前渠道的联结部，应有一展开角α1=20º的渐扩部位()。

为了保证格栅的正常工作，在实际采用上，城市污水一般取0.1～0.4m。对工业污水，根据使用的格栅栅条间距以及清理时间间隔等因素，应留有因部分堵塞而必需的安全量。

二、)。污水由渠道流在振动筛网上，在这里进行水和悬浮物的分离，并利用机械振动，将呈倾斜面的振动筛网上截留的纤维等杂质卸到固定筛网上，进一步滤去附在纤维上的水滴。

水力筛网的构造见()。运动筛网呈截顶圆锥形，中心轴呈水平状态，锥体则呈倾斜方向。废水从圆锥体的小端进入，水流在从小端到大端的流动过程中，纤维状污染物被筛网截留，水则从筛网的细小孔中流人集水装置。由于整个筛网呈圆锥体，被截留的污染物沿筛网的倾斜面卸到固定筛上，以进一步滤去水滴。这种筛网的旋转动力依靠进水的水流作为动力，因此在水力筛网的进水端一般不用筛网，而用不透水的材料制成壁面，必要时还可在壁面上设置固定的导水叶片，但需注意不可因此而过多地增加运动筛的重量。另外原水进水管的设置位置与出口的管径亦要适宜，以保证进水有一定的流速射向导水叶片，利用水的冲击力和重大作用产生运动筛网的旋转运动。

设计采用水力筛网时，一般应在废水进水管处保持一定的压力，压力的大小与筛网的大小与废水性质有关。

格栅(筛)截留的污染物的处置方法有：填埋、焚烧(820℃以上)以及堆肥等也可将栅渣粉碎后再返回废水中，作为可沉固体进入初沉污泥。粉碎机应设置在沉砂池后，以免大的无机颗粒损坏粉碎机。此外，大的破布和织物在粉碎前应先去除。

第2节 沉淀的基础理论

一、

二、

三、

四、

一、)。沉淀过程中，颗粒的质量、形状和沉速是变化的，实际沉速很难用理论公式计算，需通过试验测定。化学混凝沉淀属絮凝沉淀。

3．区域沉淀(或成层沉淀)

区域沉淀的悬浮颗泣浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中均有区域沉淀发生。

4．压缩沉淀

压缩沉淀发生在高浓度悬浮颗粒的沉降过程中，由于悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间已挤集成团块结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中的浓缩过程以及在浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。

三、)表示。

当某一颗粒进入沉淀池后，一方面随着水流在水平方向流动，其水平流速v等于水流速度。

另一方面，颗粒在重力作用下沿垂直方向下沉，其沉速即是颗粒的自由沉降速度U0颗粒运动的轨迹为其水平分速v和沉速u的矢量和。在沉淀过程中，

qv/A——反映沉淀池效力的参数，一般称为沉淀池的表面负荷率，或称沉淀池的过流率，用符号q表示，

U0=qv/A (10--15)

q=qv/A (10--16)

由式(10—15)及(10—16)可以看出，理想沉淀池中,U0与q在数值上相同,但它们的物理概念不同：U0的单位是m/h；q表示单位面积的沉淀池在单位时间内通过的流量，单位是m3／m2·h。可见，只要确定颗粒的最小沉速U0，就可以求得理想沉淀池的过流率或表面负荷率。

此外，式(10—15)还表明，理想沉淀池的沉淀效率与池的水面面积A有关，与池深H无关，即与池的体积v无关。

第3节 沉 砂 池

一、

二、

沉砂池的作用是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。

沉砂池的工作原理是以重力分离为基础，即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。

沉砂池可分为平流式、竖流式和曝气沉砂池等三种基本型式。

在工程设计中，可参考下列设计原则与主要参数。

(1)城市污水厂一般均应设置沉砂池，工业污水是否要设置沉砂池，应根据水质情况而定。城市污水厂的沉砂池的只数或分格数应不少于2，并按并联运行原则考虑。

(2)设计流量应按分期建设考虑。①当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；②当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算；③在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。

(3)沉砂池去除的砂粒比重为2.65、粒径为0.2mm以上。

()所列为水温在15℃时，砂粒在静水中的沉速与砂粒平均粒径的关系。

(4)城市污水的沉砂量可按每106m3污水沉砂30m3计算，其含水率约60%，容重约1500kg/m3。

(5)贮砂斗的容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗壁的倾角不应小于55º。排砂管直径不应小于200mm。

(6)沉砂池的超高不宜小于0.3m。

下面介绍常用的平流式沉砂池和曝气沉砂池。

一、)所示的是平流式沉砂池的一种。池的上部，实际是一个加宽了的明渠，两端设有闸门(图上只表示出池壁上的闸槽)以控制水流。在池的底部设置1～2个贮砂斗，下接排砂管。

1．平流式沉砂池的设计参数

(1)污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m／s；

(2)最大流量时，污水在池内的停留时间不少于30s，一般为30～60s；

(3)有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25—1.Om，池宽不小于0.6m；

(4)池底坡度一般为0.01—0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求考虑池底形状。

二、)所示。 ()

曝气沉砂池是一个长型渠道，沿渠道壁一侧的整个长度上，距池底约60—90mm处设置曝气装置，在池底设置沉砂斗，池底有i=0.1—0.5的坡度，以保证砂粒滑人砂槽。为了使曝气能起到池内回流作用，在必要时可在设置曝气装置的一侧装设挡板。

污水在池中存在着两种运动形式，其一为水平流动(流速一般取0.1m/s，不得超过0.3m/s)，同时，由于在池的一侧有曝气作用，因而在池的横断面上产生旋转运动，整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。旋转速度在过水断面的中心处最小，而在池的周边则为最大。空气的供给量应保证在池中污水的旋流速度达到0.25—0.4m/s之间，一般取0.4m/s。

由于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，沉于池底的砂粒较为纯净。有机物含量只有5％左右的砂粒，长期搁置也不至于腐化。

2．曝气沉砂池的设计参数

(1)水平流速一般取0.08～0.12m/s；

(2)污水在池内的停留时间为4—6min；当雨天最大流量时为1～3min。如作为预曝气，停留时间为10～30min。

(3)池的有效水深为2—3m，池宽与池深比为1～1.5，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板；

(4)曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.5～6.Omm，距池底约0.6～ 0.9m，并应有调节阀门；

(5)供气量可参照(表2-3)。

单位池长所需空气量

曝气管水下浸没深度/m

最低空气用量/(m3m-1h-1)

最大空气用量/(m3m-1h-1)

1.5

2.0

2.5

3.0

4.0

12.5-15

11.0-14.5

10.5-14.0

10.5-14.0

10.0-13.5

30

29

28

28

25

曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角，在砂槽上方宜安装纵向挡板，进出口布置，应防止产生短流。

第4节 沉 淀 池

一、

二、

三、

四、

五、

六、

沉淀池是分离悬浮物的一种常用处理构筑物。

用于生物处理法中作预处理的称为初次沉淀池。对于一般的城市污水，初次沉淀池可以去除约30％的BOD5与55％的悬浮物。设置在生物处理构筑物后的称为二次沉淀池，是生物处理工艺中的一个组成部分。

沉淀池常按水流方向来区分为平流式、竖流式及辐流式等三种。

()为上述三种型式沉淀池的示意图。

1．平流式沉淀池

池型呈长方形，废水从池的一端流人，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，倾向贮泥斗()。

2．竖流式沉淀池

池型多为圆形，亦有呈方形或多角形的，废水从设在池中央的中心管进入，从中心管的下端经过反射板后均匀缓慢地分布在池的横断面上，由于出水口设置在池面或池墙四周，故水的流向基本由下向上。污泥贮积在底部的污泥斗()。

3．辐流式沉淀池

辐流式沉淀池亦称辐射式沉淀池。池型多呈圆形，小型池子有时亦采用正方形或多角形。池的进、出口布置基本上与竖流池相同，进口在中央，出口在周围。但池径与池深之比，辐流池比竖流池大许多倍。水流在池中呈水平方向向四周辐(射)流，由于过水断面面积不断变大，故池中的水流速度从池中心向池四周逐渐减慢。泥斗设在池中央，池底向中心倾斜，污泥通常用刮泥(或吸泥)机械排除(。

沉淀池由五个部分组成即：进水区、出水区、沉淀区、贮泥区及缓冲区。进水区和出水区的功能是使水流的进入与流出保持均匀平稳，以提高沉淀效率。沉淀区是池子的主要部位。贮泥区是存放污泥的地方，它起到贮存、浓缩与排放的作用。缓冲区介于沉淀区和贮泥区之间，缓冲区的作用是避免水流带走沉在池底的污泥。

沉淀池的运行方式，有间歇式与连续式两种。

在间歇运行的沉淀池中，其工作过程大致分为三步：进水、静置及排水。污水中可沉淀的悬浮物在静置时完成沉淀过程，然后由设置在沉淀池壁不同高度的排水管排出。

在连续运行的沉淀池中，污水是连续不断地流入与排出。污水中可沉颗粒的沉淀是在流过水池时完成，这时可沉颗粒受到由重力所造成的沉速与水流流动的速度两方面的作用。水流流动的速度对颗粒的沉淀有重要的影响。

各种型式沉淀池的特点及适用条件见()。

一、)经验参数选用。

4．沉淀池的有效水深、沉淀时间与表面水力负荷的相互关系，见()所示。

5．沉淀池的几何尺寸

沉淀池超高不少于0.3m；缓冲层高采用0.3—0.5m；贮泥斗斜壁的倾角，方斗不宜小于60º，圆斗不宜小于55º；排泥管直径不小于200mm。

6．沉淀池出水部分

一般采用堰流，在堰口保持水平。出水堰的负荷为：对初沉池，应不大于 2．9Us·m；对二次沉淀池，一般取1.5～2.9L/s·m。有时亦可采用多槽出水布置，以提高出水水质。

7．贮泥斗的容积

一般按不大于2日的污泥量计算。对二次沉淀池，按贮泥时间不超过2小时计。

8．排泥部分

沉淀池一般采用静水压力排泥，静水压力数值如下：初次沉淀池应不小于 14.71kPa(1.5mH20)；活性污泥法的二沉池应不小于8.83kPa(0.9mH20)；生物膜法的二沉池应不小于11.77kPa(1.2mH20)．

二、)为带行车式刮泥机的平流式沉淀池。

为使人流污水均匀与稳定的进入沉淀池，进水区应有整流措施。人流处的挡板，一般高出池水水面0.1—0.15m，挡板的浸没深度应不少于0.25m，一般用0.5～1.0m，挡板距进水口0.5～1.0m。

平流式沉淀池的出流装置。

出水堰不仅可控制沉淀池内的水面高度，而且对沉淀池内水流的均匀分布有直接影响。沉淀池应沿整个出流堰的单位长度溢流量相等，对于初沉池一般为250m3／m·d，二沉池为130～250m3／m·d。据齿形三角堰应用最普遍，水面宜位于齿高的1/2处。为适应水流的变化或构筑物的不均匀沉降，在堰口处需要设置能使堰板上下移动的调节装置，使出口堰口尽可能水平。

堰前应设置挡板，以阻拦漂浮物，或设置浮渣收集和排除装置。挡板应当高出水面0.1～0.15m，浸没在水面下0.3～0.4m，距出水口处0.25～0.5m。

多斗式沉淀池()，可以不设置机械刮泥设备。每个贮泥斗单独设置排泥管，各自独立排泥，互不干扰，保证沉泥的浓度。在池的宽度方向污泥斗一般不多于两排。

2．平流式沉淀池的设计

沉淀池功能设计的内容包括沉淀池的只数、沉淀区的尺寸和污泥区尺寸等。

三、)所示。污水在中心管内的流速对悬浮颗粒的去除有一定的影响。当中心管底部不设反射板时，其流速不应大于 30mm/s，如设置反射板，流速可取100mm/s)/s。在反射板的阻挡下，水流由垂直向下变成向反射板四周分布。水从中心管嗽叭口与反射板间流出的速度一般不大于20mm/s，水流自反射板四周流出后均匀地分布于整个池中，并以上升流速v缓慢地由下而上流动，可沉颗粒向下沉至污泥区，经过澄清后的上清液从设置在池壁顶端的堰口溢出，通过出水槽流出池外。

其余各部分的设计与平流沉淀池相似。

四、)所示。

沉淀于池底的污泥一般采用刮泥机刮除。刮泥机由刮泥板和桁架组成，刮泥板固定在桁架底部，桁架绕池中心缓慢地转动，将沉于池底的污泥推入池中心处的泥斗中，污泥在泥斗中可利用静水压力排出，亦可用污泥泵抽吸。对辐流式沉淀而言，目前常用的刮泥机械有中心传动式刮泥机和吸泥机以及周边传动式的刮泥机与吸泥机等。为了刮泥机的排泥要求，辐流式沉淀池的池底坡度平缓，常取i=0．05。当池径较小时，亦有采用多斗排泥，见()。这一形式的污泥斗与竖流式沉淀池相似。

周边进水辐流式沉淀池的人流区在构造上有两个特点：①进水槽断面较大，而槽底的孔口较小，布水时的水头损失集中在孔口上，故布水比较均匀；②进水挡板的下沿深入水面下约2／3深度处，距进水孔口有一段较长的距离，这有助于进一步把水流均匀地分布在整个人流区的过水断面上，而且废水进入沉淀区的流速要小得多，有利于悬浮颗粒的沉淀。池子的出水槽长度约为进水槽的1／3左右，池中水流的速度，从低到高。但生产实践表明，这种型式的池子并没有取得预想的效果。

五、)(）。

按斜板或斜管间水流与污泥的相对运动方向来区分，斜流式沉淀池有同向流和异向流两种。在污水处理中常采用升流式异向流斜流沉淀池.

导向流斜流沉淀池中，斜板(管)与水平面呈60º角，长度通常为1.0m左右，斜板净距(或斜管孔径)一般为80～100mm。斜板(管)区上部清水区水深为0.7～1.0m，底部缓冲层高度为1.0m。

2．斜流沉淀池在废水处理中的应用

斜流沉淀池具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点，在给水处理中得到比较广泛的应用，在废水处理中的应用不普遍。在选矿水尾矿浆的浓缩、炼油厂的含油废水的隔油等已有较成功的经验，在印染废水处理和城市污水处理中也有应用。

六、

沉淀池是污水处理工艺中使用最广泛的一种处理构筑物，但实际运行资料表明，无论是平流式、竖流式还是辐流式沉淀池，都存在着去除率不高的问题，通常在1.5—2h的沉淀时间里，悬浮颗粒的去除率一般只有50％～60％，另一方面这些沉淀池的占地面积较大，体积亦比较庞大。

除可以用斜流沉淀池提高沉淀池的分离效果和处理能力，其它方法还有：对污水进行曝气搅动以及回流部分活性污泥等。

曝气搅动是利用气泡的搅动促使废水中的悬浮颗粒相互作用，产生自然絮凝。采用这种预曝气方法，可使沉淀效率提高5％～8％，1m3废水的曝气量约 0.5m3左右。预曝气方法一般应在专设的构筑物——预曝气池或生物絮凝池内进行。

将剩余活性污泥投加到人流污水中去，利用污泥的活性，产生吸附与絮凝作用，这一过程称为生物絮凝。这一方法已在国内外得到广泛应用。采用这种方法，可以使沉淀效率比原来的沉淀池提高10％～15％，BOD5的去除率也能增加 15％以上，活性污泥的投加量一般在100～400mg／L之间。

在工业污水处理中，由于水质水量的不均匀性，一般均设置污水调节池，在调节中布置一些曝气设备，可以有效地提高污水处理程度，而且还可以免除在调节池中沉积污泥的清理工作。

第5节 隔油和破乳

一、

二、

三、

一、)为典型的平流式隔油池。从图中可以看出，它与平流式沉淀池在构造上基本相同。

废水从池子的一端流人池子，以较低的水平流速(2～5mm/s)流经池子，流动过程中，密度小于水的油粒上升到水面，密度大于水的颗粒杂质沉于池底，水从池子的另一端流出。在隔油池的出水端设置集油管。集油管一般用直径200～300的钢管制成，沿长度在管壁的一侧开弧宽为60º或90º的槽口。集油管可以绕轴线转动。排油时将集油管的开槽方向转向水平面以下以收集浮油，并将浮油导出池外。为了能及时排油及排除底泥，在大型隔油池还应设置刮油刮泥机。刮油刮泥机的刮板移动速度一般应与池中流速相近，以减少对水流的影响。收集在排泥斗中的污泥由设在池底的排泥管借助静水压力排走。隔油池的池底构造与沉淀池相同。

平流式隔油池表面一般设置盖板，除便于冬季保持浮渣的温度，从而保持它的流动性外，同时还可以防火与防雨。在寒冷地区还应在池内设置加温管，以便必要时加温。

平流式隔油池的特点是构造简单、便于运行管理、油水分离效果稳定。有资料表明，平流式隔油池可以去除的最小油滴直径为100～150um，相应的上升速度不高于0.9mm/s。

()示斜板式隔油池。这种型式的隔油池可分离油滴的最小直径约为60um，相应的上升速度约为0．2mm／s。含油废水在斜板式隔油池中的停留时间一般不大于30min，为平流式隔油池的1/4—1/2。

隔油池的浮渣，以油为主，也含有水分和一些固体杂质。对石油工业废水，含水率有时可高达50％，其它杂质一般在1％一20％左右。

仅仅依靠油滴与水的密度差产生上浮而进行油、水分离，油的去除效率一般为70％～80％左右，隔油池的出水仍含有一定数量的乳化油和附着在悬浮固体上的油分，一般较难降到排放标准以下。

气浮法分离油、水的效果较好，出水中含油量一般可小于20mg/L。

对于铁路运输、化工等行业使用的小型隔油池，其撇油装置是依靠水与油的密度差形成液位差而达到自动撇油的目的。

平流式隔油池的设计与平流式沉淀池基本相似，按表面负荷设计时，一般采用1.2m3/m2·h；按停留时间设计时，一般采用2h。

三、

当油和水相混，又有乳化剂存在，乳化剂会在油滴与水滴表面上形成一层稳定的薄膜，这时油和水就不会分层，而呈一种不透明的乳状液。当分散相是油滴时，称水包油乳状液；当分散相是水滴时，则称为油包水乳状液。乳状液的类型取决于乳化剂。

1．乳化油的形成

乳化油的主要来源：①由于生产工艺的需要而制成的。如机械加工中车床切削用的冷却液，是人为制成的乳化液；②以洗涤剂清洗受油污染的机械零件、油槽车等而产生乳化油废水；③含油(可浮油)废水在沟道与含乳化剂的废水相混合，受水流搅动而形成。

在含油废水产生的地点立即用隔油池进行油水分离，可以避免油分乳化，而且还可以就地回收油品，降低含油废水的处理费用。例如，石油炼制厂减压塔塔顶冷凝器流出的含油废水，立即进行隔油回收，得到的浮油实际上就是塔顶馏分，经过简单的脱水，就是一种中间产品。如果隔油后，废水中仍含有乳化油，可就地破乳。此时，废水的成分比较单纯，比较容易收到较好的效果。

2．破乳方法简介

破乳的方法有多种，但基本原理一样，即破坏液滴界面上的稳定薄膜，使油、水得以分离。破乳途径有下述几种：

(1)投加换型乳化剂。例如，氯化钙可以使钠皂为乳化剂的水包油乳状液转换为以钙皂为乳化剂的油包水乳状液。在转型过程中存在着一个由钠皂占优势转化为钙皂占优势的转化点，这时的乳状液非常不稳定，油、水可能形成分层。因此控制“换型剂”的用量，即可达到破乳的目的。这一转化点用量应由实验确定。

(2)投加盐类、酸类 可使乳化剂失去乳化作用。

(3)投加某种本身不能成为乳化剂的表面活性剂 例如异戊醇，从两相界面上挤掉乳化剂使其失去乳化作用。

(4)搅拌、震荡、转动 通过剧烈的搅拌、震荡或转动，使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。

(5)过滤 如以粉末为乳化剂的乳状液，可以用过滤法拦截被固体粉末包围的油滴。

(6)改变温度 改变乳化液的温度(加热或冷冻)来破坏乳状液的稳定。

破乳方法的选择是以试验为依据。某些石油工业的含油废水，当废水温度升到65℃～75℃时，可达到破乳的效果。相当多的乳状液，必须投加化学破乳剂。目前所用的化学破乳剂通常是钙、镁、铁、铝的盐类或无机酸。有的含油废水亦可用碱(NaOH)进行破乳。

水处理中常用的混凝剂也是较好的破乳剂。它不仅有破坏乳化剂的作用，而且还对废水中的其它杂质起到混凝的作用。

第6节 浮 上 法

一、

二、

三、

浮上法是一种有效的固’—液和液—液分离方法，常用于对那些颗粒密度接近或小于水的细小颗粒的分离。

水和废水的浮上法处理技术是将空气以微小气泡形式通入水中，使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附，形成水—气—颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即上浮水面，从水中分离出去，形成浮渣层。由此可知，浮上法处理工艺必须满足下述基本条件：①必须向水中提供足够量的细微气泡；②必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态；③必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用。有了上述这三个基本条件，才能完成浮上处理过程，达到污染物质从水中去除的目的。

在污水处理技术中，浮上法固—液或液—液分离技术已广泛地应用在下述几个方面：

(1)石油、化工及机械制造业中的含油(包括乳化油)污水的油水分离；

(2)污水中有用物质的回收，如造纸厂废水中的纸浆纤维及填料的回收；

(3)取代二次沉淀池，特别适用于易于产生活性污泥膨胀的情况；

(4)剩余活性污泥的浓缩。

一、)。

电解浮上法是将正负相间的多组电级浸泡在废水中，当通以直流电时，废水电解，正负两极间产生的氢和氧的细小气泡粘附于悬浮物上，将其带致水面而达到分离的目的。

电解浮上法产生的气泡小于其它方法产生的气泡，故特别适用于脆弱絮状悬浮物。电解浮上法的表面负荷通常低于4m3／m2·h。

电解浮上法，主要用于工业废水处理方面，处理水量约在10～20m3／h。由于电耗高、操作运行管理复杂及电极结垢等问题，较难适用于大型生产。

2．分散空气浮上法

目前应用的有微气泡曝气浮上法和剪切气泡浮上法等两种形式。

()为微孔曝气浮上法示意图。压缩空气引人到靠近池底处的微孔板，并被微孔板的微孔分散成细小气泡。

()为剪切气泡浮上法示意图。该法是将空气引入到一个高速旋转混合器或叶轮机的附近，通过高速旋转混合器的高速剪切，将引入的空气切割成细小气泡。

分散空气浮上法用于矿物浮选，也用于含油脂、羊毛等污水的初级处理及含有大量表面活性剂的污水。

3．溶解空气浮上法

溶解空气浮上法有真空浮上法和加压溶气浮上法二种形式。

(1)真空浮上法()为真空浮上法设备的示意图。污水经流量调节器①后先进入曝气室，由机械曝气设备②预曝气，使污水中的溶气量接近于常压下的饱和值。未溶空气在脱气井③脱除，然后污水被提升到分离区④。由于浮上分离池压力低于常压，因此预先溶入水中的空气就以非常细小的气泡溢出来，污水中的悬浮颗粒与从水中溢出的细小气泡相粘附，并上浮至浮渣层。旋转的刮渣板⑥把浮渣刮至集渣槽⑦，然后进入出渣室⑨。在浮上分离池的底部装有刮泥板⑧，用以排除沉到池底的污泥。处理后的出水经环形出水槽⑤收集后排出。

真空浮上法的缺点是其空气的溶解在常压下进行，溶解度很低，气泡释放量很有限。此外，为形成真空，处理设备需密闭，其运行和维修较困难。

(2)加压溶气浮上法 加压溶气浮上法是目前常用的浮上法。加压溶气浮上法，是使空气在加压的条件下溶解于水，然后通过将压力降至常压而使过饱和的空气以细微气泡形式释放出来。

加压溶气浮上法的主要设备为水泵、溶气罐、浮上池，见()和()。空气注入溶气罐可用空气压缩机或射流器。

加压溶气浮上法有三种基本流程：

全溶气流程如()所示。该法是将全部人流废水进行加压溶气，再经过减压释放装置进入气浮池进行固液分离的一种流程。

部分溶气流程如()所示。该法是将部分人流废水进行加压溶气，其余部分直接进人气浮池。该法比全溶气式流程节省电能，同时因加压水泵所需加压的溶气水量与溶气罐的容积比全溶气方式小，故可节省一些设备。但是由于部分溶气系统提供的空气量亦较少，因此，如欲提供同样的空气量，部分溶气流程就必须在较高的压力下运行。

回流溶气流程 如()所示。在这个流程中，将部分澄清液进行回流加压，人流废水则直接进入气浮池。

二、)。一定温度下，溶解度与压力成正比：

空气从水中析出的过程分两个步骤，即气泡核的形成过程与气泡的增长过程。气泡核的形成过程是起着决定性作用，有了相当数量的气泡核，就可以控制气泡数量的多少与气泡直径的大小。从溶气浮上的要求来看，应当在这个过程中形成数目众多的气泡核，因为同样的溶解空气，如形成的气泡核的数量越多，则形成的气泡的直径也就越小，就越有利于浮上工艺的要求。

2．水中的悬浮颗粒与微小气泡相粘附的原理

(1)气泡与悬浮颗粒粘附的条件 从()可以看到，液体表面分子所受的分子引力与液体内部分子所受的分子引力不同，表面分子所受的作用力是不平衡的，这不平衡的力有把表面分子拉向液体内部、缩小液体表面积的趋势，这种力称为流体的表面张力。要使表面分子不被拉向液体内部，就需要克服液体内部分子的吸引力而作功，可见液体表层分子具有更多的能量，这种能量称表面能。

在气浮过程中存在着液、气、颗粒三相介质，在各个不同介质的表面也都因受力不平衡而产生表面张力(称界面张力)，即具有表面能(称界面能)。

(2)“颗粒—气泡”复合体的上浮速度 “颗粒—气泡”复合体的上浮速度公式与沉淀池中颗粒沉降速度一样。“颗粒—气泡”复合体的上浮速度v上取决于水与复合体的密度差与复合体的有效直径。如果“颗粒—气泡”复合体上粘附的气泡越多，则Ps越小， d越大，因而上浮速度亦越快。

由于水中的“颗粒—气泡”复合体的大小不等，形状各异，颗粒表面性质亦不一样，它们在上浮过程中会进一步发生碰撞，相互聚合而改变上浮速度。另外在浮上池中因水力条件及池型、水温等因素，也会改变上浮速度，因此，“颗粒—气泡”复合体的上浮速度，在实际使用中应以试验确定为好。

3．化学药剂的投加对气浮效果的影响

疏水性很强的物质(如植物纤维、油珠及炭粉末等)，不投加化学药剂即可获得满意的固(液)—液分离效果。一般的疏水性或亲水性的物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。这些化学药剂分为下述几类：

(1)混凝剂 各种无机或有机高分子混凝剂，它不仅可以改变污水中悬浮颗粒的亲水性能，而且还能使污水中的细小颗粒絮凝成较大的絮状体以吸附、截留气泡，加速颗粒上浮。

(2)浮选剂 浮选剂大多数由极性—非极性分子所组成。极性—非极性分子的结构一般用符号O—表示，圆头表示极性基，易溶于水(因为水是强极性分子)，尾端表示非极性基，难溶于水，为疏水性。

投加浮选剂之后能否使亲水性物质转化为疏水性物质，主要取决于浮选剂的极性基能否附着在亲水性悬浮颗粒的表面，而与气泡相粘附的强弱则决定于非极性基中碳链的长短。当浮选剂的极性基被吸附在亲水性悬浮颗粒的表面后，非极性基则朝向水中，这样就可以使亲水性物质转化为疏水性物质，从而能使其与微细气泡相粘附。()表示亲水性悬浮颗粒在加入极性—非极性物质后转化为疏水性与微小气泡粘附的情形。

浮选剂的种类很多，如松香油、石油、表面活性剂、硬脂酸盐等。

(3)助凝剂 作用是提高悬浮颗粒表面的水密性，以提高颗粒的可浮性，如聚丙烯酰胺。

(4)抑制剂 作用是暂时或永久性地抑止某些物质的浮上性能，而又不妨碍需要去除的悬浮颗粒的上浮，如石灰、硫化钠等。

(5)调节剂 调节剂主要是调节污水的pH值，改进和提高气泡在水中的分散度以及提高悬浮颗粒与气泡的粘附能力，如各种酸、碱等。

三、)所示，其中以罐内填充填料的溶气罐效率最高。

影响填料溶气罐效率的主要因素为：填料特性、填料层高度、罐内液位高、布水方式和温度等。

填料溶气罐的主要工艺参数为：

过流密度 2 500～5000m3／m2.d

填料层高度 0.8～1.3m

液位的控制高 0.6～1.0m(从罐底计)

溶气罐承压能力 大于0.6MPa

溶气方式有三种：水泵吸气式()；水泵压水管装射流器挟气式()；空压机供气式()。水泵吸气式在经济和安全方面都不理想，已很少使用。压力管装射流器进行溶气的优点是不需另设空压机，没有空压机带来的油污染和噪声。空压机供气是较早使用的一种供气方式，使用较广泛，其优点是能耗相对较低。

(2)空气释放系统 空气释放系统是由溶气释放装置和溶气水管路组成。溶气释放装置的功能是将压力溶气水减压，使溶气水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速、均匀地与水中的颗粒物质粘附。常用的溶气释放装置有减压阀、溶气释放喷嘴、释放器等。

(3)气浮池 气浮池的功能是提供一定的容积和池表面积，使微气泡与水中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附，并使带气颗粒与水分离。

常用的气浮池有平流式和竖流式二种。

平流式气浮池()是目前最常用的一种型式，其反应池与气浮池合建。废水进入反应池完全混合后，经挡板底部进入气浮接触室以延长絮体与气泡的接触时间，然后由接触室上部进入分离室进行固—液分离。池面浮渣由刮渣机刮人集渣槽，清水由底部集水槽排出。

平流式气浮池的优点是池身浅、造价低、构造简单、运行方便。缺点是分离部分的容积利用率不高等。

气浮池的有效水深通常为2.0—2.5m，一般以单格宽度不超过10m，长度不超过15m为宜。

废水在反应池中的停留时间与混凝剂种类、投加量、反应形式等因素有关，一般为5～15min。为避免打碎絮体，废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速应小于0.11m/s。废水在接触室中的上升流速一般为10～20mm/s,停留时间应大于60s。

废水在气浮分离室的停留时间一般为10～20min，其表面负荷率约为6～8m3／m2.h，最大不超过10m3／m2.h。

竖流式气浮池()的基本工艺参数与平流式气浮池相同。其优点是接触室在池中央，水流向四周扩散，水力条件较好。缺点是与反应池较难衔接，容积利用率较低。

有经验表明，当处理水量大于150～200m3／h，废水中的可沉物质较多时，宜采用竖流式气浮池。