和再结泥球的恶性循环。这种污泥的主要成分是有机物，结球严重时会腐化发臭。防止办法是改善冲洗效果，增加表面冲洗。对已结泥球的滤池，应翻池更换滤料，也可在反冲洗时加氯浸泡12h，氧化污泥，加氯量约每平方米滤池1kg漂白粉。
③跑砂。如果冲洗强度过大或滤料级配不当，反冲洗会冲走大量细滤料。另外，如果冲洗水分配不匀，垫料层可能发生平移，进一步促使布水不匀，最后局部垫料层被冲走淘空，过滤时，滤料通过这些部位的配水系统漏失到清水池中。遇到这种情况，应检查配水系统，并适当调整冲洗强度。
④水生物繁殖。在水温较高时，沉淀池出水中常含多种微生物，极易在滤池中繁殖。在快滤池中，微生物繁殖是不利的，往往会使滤层堵塞。可在滤前加氯解决。
二、化学处理技术及设备 1.化学中和
用与其组分相反的化学药剂去除过量酸度或碱度的方法称为中和。一般来说，所有处理后废水的pH过高或过低时，在其散布到环境之前均需要进行中和。调节pH 使用最广泛的化学药剂的主要信息列于表 7-20。
表7-20 控制pH（中和）最常用的化学药剂
化学药剂 分子式 CaCO3 Ca(OH)2 相对分 子质量 100.0 74.1
形式 粉末 粒状 粉末 粒状 块状 百分率 96～99 82～95 碳酸钙 氢氧化钙（石灰） 氧化钙 CaO 56.1 卵石状 粉状 90～98 白云石，熟石灰 [Ca(OH)2]0.6 [Mg(OH)2]0.4 (CaO)0.6(MgO)0. Mg(OH)2 MgO 67.8 粉末 块状 58～65 白云石，生石灰 49.8 卵石状 粉状 55～58CaO 99 氢氧化镁 氧化镁 58.3 40.3 粉末 粉末 粒状 粉末 粒状 粉末 碳酸氢钠 碳酸钠（苏打粉） NaHCO3 Na2CO3 84.0 106.0 99 99.2 31
氢氧化钠（苛性苏打） 碳酸 盐酸 NaOH H2CO3 HCl 40 62.0 36.5 固体片 片状粉末 气态（CO2） 液体 98 27.9，31.45，35.2 77.7(60Be)、93.2(60Be) 。。硫酸 H2SO4
98.1 液体 氢氧化钠和碳酸钠，虽然比较昂贵，但对于小型厂或其处理所需用量很小时，比较方
便，是使用广泛的药剂。使用不太方便但比较便宜的石灰是使用最广泛的药剂。石灰可以生石灰、熟石灰、高钙石灰或白云石石灰的各种物理形态买到。石灰石和白云石石灰石比较便宜，但使用不太方便，且反应速率较慢。并由于它们在某些废物处理的应用中可能形成覆盖层而使其应用受到限制。钙和镁的化学药剂往往形成需要处置的污泥。
即便碱性废水的问题少于酸性废水，但同样需要处理。假如没有可供利用的酸性废水或酸性废水不足时，一般采用硫酸中和碱性废水。
(1)中和池
废水通过自流直接进入中和池（图7-13）进行pH调节。为满足后续处理工艺对废水pH值的要求，在中和池内加入NaOH溶液，将pH值调整至8～9，最大限度地发挥絮凝剂的絮凝作用。中和池为碳钢结构，内衬环氧沥青漆、外涂环氧聚胺酯涂料；废水设计停留时间为0.5 h。
图7-13 中和池
2.化学沉淀
化学沉淀是加入化学药剂改变溶解和悬浮固体固有的状态使其易于沉降而被去除。化学沉淀废水中的重金属离子、碱土金属常用氢氧化物和硫化物沉淀法去除，常用的药剂分别为石灰和硫化钠。经过化学沉淀处理后的废水中，含有许多微小的悬浮物和胶体物质，必须加入混凝剂使之凝聚成大颗粒而沉降下来。常用的混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁等；常用的助凝剂有石灰、高分子化合物等。
（1）絮凝沉淀池
目前采用的絮凝剂一般是铝盐和铁盐的化合物如硫酸铝、硫酸亚铁等以及一些有机絮凝剂。通过投加絮凝剂(PAC)和助凝剂(PAM)，使废水中的微小絮体在絮凝剂和助凝剂的吸附下，和架桥、卷扫的作用下在斜管沉淀池内进行固液分离，去除水中的部分CODcr以及大部分SS。
表7-21 澄清池进出水分析结果
进水 出水 备注 32
pH COD (mg/L) 268.4 59.6 19.02 悬浮物 （mg/L） 210.3 20.6 pH COD (mg/L) 15.5 12.48 悬浮物 （mg/L） 24.0 22.9 15.0 投运1小时后 采样后停运，出水合格 8.28 8.60 7.88 8.10 8.15 8.24 8.32 8.24 8.45 7.60 7.92 8.01 8.15 8.27 （2）澄清器
澄清池能在一个池内完成混合、反应、沉淀、分离等过程。其进出水水质列于表7-21。图7-14为Turbo-Circulator型澄清器。其特点是内部组件不多，仅有平行板或管式组件。结构简单，便于维护。图7-15为SEDIPAC式澄清器。它的沉积部分安裴有蜂窝式组件。与平板式组件或管式组件比较，其水力特性更优，效果更好．效率也更高。但使用中要求废水中石膏灰过饱和度较低，而且在澄清池的沉积部分不会发生沉淀反应。
图7-14 Turbo-Circulator型澄清器 图7-15 带蜂窝式组件的SEDIPAC型澄清器 图7-16 二级凝聚DENSADEG RPI 系统
图7-16为目前使用较多的先进的二级凝聚DENSADEG RPI 系统，它在反应器部分投入阳离子凝聚剂。通过搅拌可提供所需的能量。在中间部分悬浮物进行初步沉淀，形成沉积物并增厚。最后部分完成二级沉积.
3．离子交换
为了除去水中离子态杂质，采用的最普遍的方法是离子交换。离子交换处理，必须用一种称做离子交换剂的物质来进行。这种物质遇水时，可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号的离子相互交换，从而除去某种离子。离子交换剂失效后，可以用相应的酸、碱或盐溶液与其发生逆向的离子交换，以恢复离子交换剂的交换能力，从而重复使用。 (1)常用的离子交换剂
目前常用的离子交换剂为离子交换树脂，属于高分子化合物。离子交换树脂的结构有两部分组成：一部分具有高分子的结构形式，称为离子交换剂的骨架；另一部分是带有可交换离子的基团，它们化合在高分子骨架上。常用的高分子骨架类型为苯乙烯系和丙烯酸系；常用的可交换基团为酸性离子和碱性离子。根据合成时形成的网状高分子孔眼的孔径大小不同，离子交换树脂又分为凝胶型、大孔型和均孔型。均孔型树脂交联均匀，孔眼大
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小相近，树脂不会中毒，抗有机污染能力强。水处理中常用离子交换树脂的孔型、分类、名称与型号列于表7-22。
表7-22 水处理中常用离子交换树脂的孔型、分类、名称与型号 孔型 分类 强酸性 弱酸性 凝胶型 强碱性 弱碱性 弱碱性 强酸性 弱酸性 强碱性 大孔型 强碱性 弱碱性 强碱性 强碱性 大孔苯乙烯系阳离子交换树脂 大孔丙烯酸系阳离子交换树脂 大孔季胺Ⅰ型阴离子交换树脂 大孔季胺Ⅱ型阴离子交换树脂 大孔苯乙烯系阴离子交换树脂 大孔苯乙烯系阴离子交换树脂 大孔丙烯酸系阴离子交换树脂 D001 D111 D201 D202 D301 D302 D311 苯乙烯系阳离子交换树脂 丙烯酸系阳离子交换树脂 季胺Ⅰ型阴离子交换树脂 苯乙烯系阴离子交换树脂 苯乙烯系阴离子交换树脂 001 111 201 301 303 名称 型号
(2)离子交换装置
离子交换通常在固定式（床）离子交换装置中进行，运行时，离子交换剂层固定在一个交换器中，一般不将离子交换剂转移到床体外部进行再生；水由上向下不断通过交换剂层。固定床离子交换的运行方式是以离子交换剂为滤料，对水进行过滤；因此固定床的离子交换器和压力过滤器结构相似，只是在离子交换器中设有进再生液的装置。 (3)离子交换装置的再生
固定床离子交换按其再生运行方式不同分为顺流、逆流和分流三种。逆流再生运行步骤多于顺流再生，交换器结构中有中间排水装置和压实层以防树脂乱层；但是逆流再生比顺流再生出水水质好。分流再生是在床层表面下约400-600mm 处安装排水装置，使再生液自上、下部同时进入，废液自中间排水装置中排出。运行时水流自上而下通过床层，所以在这种交换器中，下部床层为对流再生，上部床层为顺流再生。此法再生时床层不需排水，所以自用水率低，又特别适于用硫酸再生。离子交换装置的再生方式如图7-17所示。图7-18为顺流再生离子交换器的内部结构，图7-19为顺流再生离子交换器的管路系统，图7-20为进水装置；逆流再生离子交换器的结构如图7-21，逆流再生离子交换器的管路系统如图7-22，中间排液装置如图7-23所示。
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（a）顺流式；（b）、（c）对流式； （d）分流式；（e）复床串联式
图7-17 离子交换装置的再生方式
1─进水装置；2─再生液分配装置；3─树脂层；4─排水装置
图7-18 顺流再生离子交换器的内部结构
图7-19 顺流再生离子交换器的管路系统
（a）漏斗式；（b）十字穿孔管式；（c）圆筒式；（d）多孔板水帽式
图7-20 进水装置
1+6─进水装置；2─中间排液装置；3─排水装置；4─压脂层；5─树脂层
图7-21 逆流再生离子交换器的结构
图7-22 逆流再生离子交换器的管路系统
（a）母管支管式；（b）插入管式；（c）支管式
图7-23 中间排液装置
三、生物处理技术
废水生物处理时目标是：将溶解的以及颗粒的可生化降解组分转化为可接受的最终产物；将不易沉淀的胶体及悬浮固体截留并结合为生物絮体或生物膜；转化或去除营养物质，如氮和磷；在某些情况下，去除特殊的微量有机组分和化合物。对于工业废水，生物处理的目标是去除或降低有机或无机化合物的浓度。对于农业灌溉返回的废水，生物处理的目的是去除营养物质，尤其是氮、磷一类会刺激水生植物生长的物质。首先将废水生物处理领域常用的术语及其定义列于表7-23。前五条术语是指用于生物处理的各种生物过程的代谢功能，后面的是描述不同工艺类型处理功能的术语。
表7-23 废水生物处理中常用术语定义
术 语 好氧过程 厌氧过程 缺氧过程 兼性过程 生物营养去除 生物除磷 硝化 定 义 有氧存在的条件下，进行的生物处理过程 无氧存在的条件下，进行的生物处理过程 缺氧条件下，通过生物作用将硝酸盐氮转化为氮气的过程，该过程也称为在脱氮 分子氧存在与否，微生物均可发挥作用的生物处理过程 去除氮和磷的生物处理过程 通过磷在生物体聚积尔后进行固体分离除磷的生物处理过程 首先将氨转化为亚硝酸盐，然后再将亚硝酸转化为硝酸的两阶段生物过程 35
