第四章污水的物化处理 §4.1热过程法 废水中的溶解态污染物除了可以用化学转化法进行处理外,还可以利用物化 分离法进行处理。物化分离法种类很多,其中依热量转移来实现处理目的的方法 称热过程法。其中包括蒸发、冷冻、冷却及结晶等法 (1)蒸发:加热废水(有时还兼施以减压)’,使水分子汽化逸出,从而达到制取纯 水和浓缩废水中的溶质的目的。 (2)冷冻:将水温降到冰点以下,使水分子结成冰晶,然后分离冰晶与浓缩液, 同,样可达到制取纯水与浓缩废水中溶质的目的。 (3)冷却:使热废水与冷流体接触,通过传热或蒸发冷却,以降低废水温度。 (4)结晶:通过蒸发浓缩或者降温,使废水中具有结晶性能的溶质:达到过饱和 状态;从而将多余的溶质结晶出来。 上述四种方法中,蒸发、冷冻和结晶都兼有分离和回收有用溶质的目的,而 冷却仅是为了降低废水温度,一般情况下,并不涉及其中溶质的分离和利用问题, 故本章仅讨论前三种方法 §41.1蒸发法 基本原理 水分子逸人大气,变成蒸气的过程,叫做汽化。沸点以下进行的表面汽化叫 做蒸发汽化;沸点时发生的内部汽化过程叫做沸腾汽化。工业上都采用沸腾汽化, 以期获得尽可能大的生产率。沸腾汽化既有传热过程,又有传质过程。根据蒸发 原废水 次蒸气 C什2结水 一次蒸气2 热冷 B,气漆水 前的物料衡算和能量衡算原理,可以推算出有关蒸发操作的基本关系式。 图41蒸发过程物料衡算图式 图4-1为蒸发过程物料衡算图,图中采用蒸气夹套加热废水,使之沸腾蒸发。设 加热蒸气叫做一次蒸气,其量为D,温度为ts;被加热的废水量为G1,溶质的 初浓度为B1,温度为t。废水在蒸发器内沸腾蒸发,逸出的蒸气叫做二次蒸气 经冷凝后变成水,其量为G2,含有的溶质浓度为B2。浓缩液(母液)的量为 G3=G1-G,溶质浓度为B3。根据蒸发前后溶质量不变物料衡算原理,得如下关 系式: GB1=G2B1+G3B3=G2B2+(G1-G2)B3 由此得浓缩后的溶质浓度为 B=(G1B1-G2B2)/G3 废水经蒸发后的污染物富集于浓缩液中,蒸发浓缩倍数为:第四章 污水的物化处理 § 4.1 热过程法 废水中的溶解态污染物除了可以用化学转化法进行处理外，还可以利用物化 分离法进行处理。物化分离法种类很多，其中依热量转移来实现处理目的的方法 称热过程法。其中包括蒸发、冷冻、冷却及结晶等法。 (1)蒸发：加热废水(有时还兼施以减压)’，使水分子汽化逸出，从而达到制取纯 水和浓缩废水中的溶质的目的。 (2)冷冻：将水温降到冰点以下，使水分子结成冰晶，然后分离冰晶与浓缩液， 同，样可达到制取纯水与浓缩废水中溶质的目的。 (3)冷却：使热废水与冷流体接触，通过传热或蒸发冷却，以降低废水温度。 (4)结晶：通过蒸发浓缩或者降温，使废水中具有结晶性能的溶质：达到过饱和 状态；从而将多余的溶质结晶出来。 上述四种方法中，蒸发、冷冻和结晶都兼有分离和回收有用溶质的目的，而 冷却仅是为了降低废水温度，一般情况下，并不涉及其中溶质的分离和利用问题， 故本章仅讨论前三种方法。 § 4.1.1 蒸发法 一、基本原理 水分子逸人大气，变成蒸气的过程，叫做汽化。沸点以下进行的表面汽化叫 做蒸发汽化；沸点时发生的内部汽化过程叫做沸腾汽化。工业上都采用沸腾汽化， 以期获得尽可能大的生产率。沸腾汽化既有传热过程，又有传质过程。根据蒸发 前的物料衡算和能量衡算原理，可以推算出有关蒸发操作的基本关系式。 图 4-1 蒸发过程物料衡算图式 图 4-1 为蒸发过程物料衡算图，图中采用蒸气夹套加热废水，使之沸腾蒸发。设 加热蒸气叫做一次蒸气，其量为 D，温度为 t。；被加热的废水量为 G1，溶质的 初浓度为 B1，温度为 t1。废水在蒸发器内沸腾蒸发，逸出的蒸气叫做二次蒸气， 经冷凝后变成水，其量为 G2，含有的溶质浓度为 B2。浓缩液(母液)的量为 G3=G1-G2，溶质浓度为 B3。根据蒸发前后溶质量不变物料衡算原理，得如下关 系式： G1B1=G2B1+G3B3=G2B2+（G1-G2）B3 由此得浓缩后的溶质浓度为： B3=（G1B1-G2B2）/G3 废水经蒸发后的污染物富集于浓缩液中，蒸发浓缩倍数为：