水處理方法與原理

　　1．1廢水處理方法分類

　　廢水處理的任務是采用各種技術措施將廢水中所含有的各種形態(tài)的污染物分離出來或將其分解、轉化為無害和穩(wěn)定的物質，使廢水得到凈化．

　　現(xiàn)代廢水處理技術，按其作用原理和去除的對象可分為物理法、化學法和生物法．

　　物理法就是利用物理作用，分離廢水呈浮狀態(tài)的污染物質，在處理過程中不改變水的化學性質．如格柵、沉淀、氣浮、過濾、反滲透、離心、蒸發(fā)、結晶等處理工藝均屬于物理法.化學法是向廢水投加某些化學物質,利用化學反應來分離、轉化、破壞或回收廢水中的污染物,并使其轉化成為無害物質.如混凝、中和、氧氣還原、吸附、離子交換法、膜分離、汽提、萃取等處理工藝均屬于化學法.

　　生物法是利用水中微生物的新陳代謝功能,使水廢水呈溶解和膠體狀態(tài)的有機物被降解,并轉化成為穩(wěn)定、無害的物質,使廢水得以凈化.如活性污泥法、生物膜法、自然生物處理法和厭氧生物處理法等均屬于生物法.

　　1.2廢水處理方法與原理簡介

　　一、物理法

　　物理法的的去除對象是水中不溶性的懸浮物質.使用的處理設備和方法主要有格柵、篩網(wǎng)、沉淀(沉砂)、過濾、微濾、氣浮、離心(旋流)分離等.

　　1.格柵(篩網(wǎng))

　　它是由一組平行排列的金屬柵條制成的框架，斜置成60。~70。于廢水流經(jīng)的渠道內，當廢水流過時，呈塊狀的污染物質即被柵條截留而從廢水中去除，它是一種對后續(xù)處理構筑物或廢水提升泵站有保護作用的設備，篩網(wǎng)截留亦屬于這一性質的設備。

　　2．沉淀（沉砂）

　　借助廢水懸浮固體本身的重力作用使其與廢水相分離的方法。這種工藝分離效里好、簡單易行、應用廣泛，往往在處理廢水過程中多次使用，是一種十分重要的處理構筑物。沉淀池主要用于去除廢水中大量的呈顆粒狀的懸浮固體，沉砂池則主要去除廢水密度較大的固體顆粒。

　　3．氣浮

　　氣浮是設法在廢水澡通入大量密集的微細氣泡，使其與細的懸浮物相互粘附，形成整體密度小于水的浮體，從而依靠浮力上升至水面，以完成固、液分離的處理方法。氣浮按氣泡的來源可分為壓力溶氣氣浮、電解凝聚氣浮、微孔布氣氣浮三大類。

　　4．過濾

　　過濾是使廢水通過具有孔隙的粒狀濾層，從而截留廢水的懸浮物，使廢水得到澄清的處理工藝。

　　5．離心（旋流）分離

　　使含有懸浮固體或浮化油的廢水在設備中高速旋轉，由于懸浮固體和廢水的質量不同，受到的離心力也不同，質量大原懸浮固體被拋到廢水外側，這樣就可使懸浮固體和廢水分別通過各自出口排出設備之外，從而使廢水得以凈化。

　　二、化學法

　　化學法的去除對象是廢水中的膠體物質和溶解性物質.

　　1.中和處理

　　用化學方法消除廢水中過量的酸或堿,使其pH值達到中性左右的過程稱為中和。處理含酸廢水以無機堿為中和劑,處理堿性廢水以無機酸作中和劑。中和處理應考慮以"以廢治廢"原則，亦可采用藥劑中和處理、中和處理可以連續(xù)進行,也可以間歇進行。

　　2.混凝處理法

　　混凝法是向廢水中投加一定量的藥劑,經(jīng)過脫穩(wěn)、架橋等反應過程,使廢水呈膠體狀態(tài)的污染物質形成絮凝體,再經(jīng)過沉淀或氣浮,使法染物從廢水中分離出來.通過混凝能夠降低廢水的濁度、色度,去除高分子物質、呈膠體的機污染物、某些重金屬毒物（汞、鎘）和放射性物質等，也可去除磷等可溶性有機物，應用十分廣泛。它可以作為獨立處理法，也可以和其他處理法配合，作為預處理、中間處理、甚至可以作為深度處理工藝。

　　3．化學沉淀法

　　向廢水中投加某種化學物質，使它和廢水中的某些溶解物質產(chǎn)生反應，生成難溶物沉淀下來。它一般用以處理含重金屬離子的工業(yè)廢水。根據(jù)所投加的沉淀劑，化學沉淀法又可分為氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法等。

　　4．氧化還原法

　　利用溶解于廢水中的有毒、有害物質在氧化還原反應中能被氧化或還原的性質，把它轉化為無毒無害的新物質或轉化成氣體或固體化而從廢水中分離出來。在廢水處理中使用的氧化劑有空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、次氯酸鈉、三氯化鐵等，使用的還原劑有鐵、鋅、錫、錳、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鹽等。

　　５．吸附法

　　用多孔性固體吸附劑處理廢水，使其中的污染物質被吸著于固體表面而分離的方法。吸附可分為物理吸附、化學吸附和生物吸附等。物理吸附劑和吸附質之間在分子間力作用下產(chǎn)生的。不產(chǎn)生化學變化。而化學吸附則是吸附劑和吸附質之間發(fā)生化學反應，生成化學鍵引起的吸附，因此化學吸附選擇性較強。另外，在生物作用下也可以產(chǎn)生物吸附。在廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、沸石、硅藻土、焦炭、木屑等。

　　6．離子交換法

　　離子交換法在廢水處理口中應用較廣，主要用于去除廢水中的金屬離子，其它質是不是溶性離子化合物（離子交換劑）上的可交換離子與廢水中的其他同性離子的交換反應，是一種特殊的吸附過程。使用的離子交換劑可分為無機離子交換劑（天然沸石和合成沸石）、有機離子交換樹脂（強酸陽離子樹脂、弱酸陽離子樹脂、強堿陰離子樹脂、螯合樹脂等）。采用離子交換法處理廢水時，必須考慮樹脂的選擇性，樹脂對各種離子的交換能力是不同的，這主要取決于各種離子該種樹脂親合力的大小，又稱選擇性的大小，另外還要考慮到樹脂的再生方法等。

　　7．膜分離法

　　滲析、電滲析、超濾、反滲透等技術都是通過一種特殊的半滲透膜來分離廢水中離子和分子的技術，統(tǒng)稱為膜分離法。電滲析法、反滲透法主要用于廢水的脫鹽、回收某些金屬離子等，反滲透與超濾均屬于膜分離法，但其本質又有所不同，反滲透作用主要是膜表面化學本性所起的作用，它分離的物質粒徑小，除鹽率高，所需工作壓力大，超濾所用材質和反滲透可以相同，但超濾是篩濾作用，分離物質粒徑大，透水率高，除鹽率低，工作壓力小。

　　8．萃取法

　　利用廢水澡的污染物在水呼萃取劑中溶解度的不同來分離污染物理學方法稱為萃取法。萃取法一般有三步：一是把萃取劑加入廢水澡，使廢水中的污染物轉移到萃取劑中，二是把萃取劑和廢水分開，使廢水得到凈化，三是把污染物與萃取劑分開，使萃取劑循環(huán)回用。

　　三．生物法

　　在自然界，存活著巨額數(shù)量的以有機物為營養(yǎng)物質的微生物，它們具有氧化分解有機物并將其轉化為無機物的楞功能。廢水的生物處理法就是采取一定的人工措施，創(chuàng)造有利于微生物生長、繁殖的環(huán)境，使微生物大量增殖，以提高微生物氧化、分解有機物能力有一種技術。生物處理法主要用于去除廢水中呈溶解狀態(tài)度和膠體狀態(tài)的有機污染物。

　　根據(jù)作用微生物的類型，生物處理法可分為好氧處理法厭氧處理法兩大類.前者處理效率高.效果,使用廣泛,是生物處理法的主要方法.另外也可根據(jù)微生物在廢水中是處于懸浮狀態(tài)還是附著在某種填料上來分.,可分為活性污染泥法和生物膜法.

　　1.活性污泥法

　　是當前應用最為廣泛的一種生物處理技術?；钚晕勰嗍且环N由無數(shù)細菌和其他微生物組成的絮凝體，其表面有一多糖類粘質層。活性污泥法就是利用這種活性污泥的吸附、氧化作用，去除廢水澡的有機污染物。

　　2．生物膜法

　　廢水連續(xù)流經(jīng)固體填料（碎石、塑料填料等）,在填料上就會生成污泥狀的生物膜,生物膜中繁殖著大量的微生物,起到與活性污泥同樣的凈化廢水的作用.

　　生物膜法有多種處理構筑物,如生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化床和生物流化床等。

　　3．自然生物處理法

　　利用在自然條件下生長、繁殖的微生物（不加以人工強化或略加強化）處理廢水的技術。其主要特征是工藝簡單，建設與運行費用都較低，但受自然條件的制約。主要的處理技術是穩(wěn)定塘和土地處理法。

　　穩(wěn)定塘是利用塘水中自然繁育的微生物（好氧、兼氧及厭氧）,在其自身的代謝作用下氧化分解廢水中的有機物,穩(wěn)定塘中的氧由塘中生長的藻類光合作用和塘面與大氣相接觸的復氧作用提供,在穩(wěn)定塘內廢水停留時間長,它對廢水的凈化過程和自然水體凈化過程相近.穩(wěn)定可分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘和曝氣塘等。包括廢水灌溉在內的土地處理也是一種生物處理法。廢水向農(nóng)作物提供水分和肥分，廢水中非溶解性雜質為表層土壤過濾截留，并逐漸為微生物分解利用.近十幾年來在利用土地處理廢水方面有了較大的發(fā)展.。

　　4．氧生物處理法

　　厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物的處理技術。有機污泥、某些高濃度有機污染物理的工業(yè)廢水，如屠宰場、酒精廠廢水等適宜于用厭氧生物處理法處理。用于厭氧處理的構筑物最普通的是消化池，最近一、二十年來這個領域有很大發(fā)展，開創(chuàng)了一系列新型、高效的厭氧處理構筑物，如厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、厭氧轉盤、擋板式厭氧反應器以及復合厭氧反應器等。

　　1．3給水處理方法及原理

　　給水處理的任務就是對地表水體或地下水體取出的原水進行技術加工，使水質符合生活或工業(yè)用水的標準。隨著人們對水資源的認識，新出現(xiàn)了兩種情況，一是廢水處理后可以作為水源，此時處理過程是廢水處理，而就目的而言是給水處理。另外一種情況是摶統(tǒng)的水源-地表水體或地下水體污染日趨嚴重，即微污染水體，以微污染水體作水源的給水處理，首先應該是廢水處理，鑒于此，給水處理與廢水處理沒有必要完全分開。另外，給水處理方法與廢水處理方法并沒有實質上的差別，它們的理論與方法是一致的，因此，前述的廢水處理方法均可用于給水處理中，在給水處理中有一些較為常用的物理或化學法（廢水處理中用的不多），主要有以下幾種。

　　1．除鐵

　　鐵在水中多以二價離子的形式存在，采用氧化還原法去除，即將其氧化成三價鐵離子，并以氫氧化鐵的形式從水中析出。采用的工藝是接觸氧化法，即原水經(jīng)曝氣充氧后直接進入濾池，二價鐵被溶解氧氧化并附著在濾料表面，達到從水中除鐵的目的。

　　2．除錳

　　錳在水中也是以二價離子存在，也是采用氧化原法去除。普遍采用接觸氧化法除錳。在地下水中鐵與錙是同時存在的，錳在含量大約為鐵含量的1/10。水中鐵與錳的存在并不影響人的健康，但會增加水的色度；不宜用于某些工業(yè)生產(chǎn)。

　　3．除氟

　　氟是人體維持正常生理代謝必不可少的物質，但含量過高對人體健康也會造成嚴重危害。一般用石灰、硫酸鋁等使水中氟化物沉淀加以去除，也可采用吸附法和離子交換法。

　　4．軟化（除鈣、鎂離子）

　　軟化就是降低水中的Ca2+、Mg2+離子的含量,防止它們在管道和設備內壁上結垢。水中鈣、鎂離子的總量稱為水的硬度；軟化工藝有石灰軟化法、藥劑軟化法和離子交換法等。

　　5．水的淡化與除鹽

　　除鹽、淡化處理的主要對象是水中的各種溶解鹽類（包括陰離子和陽離子）。制取純水和高結水的處理技術就是除鹽和談化。主要的方法有離子交換法、電滲析、反滲透以及蒸留法等。

　　6．水的除臭、除味

　　當原水的臭味較重,而用一般的澄清和消毒工藝又達不到要求時,就需進行專門的除臭、味處理。除臭除味方法取決于臭和味的來源，例如，由發(fā)揮性物質所產(chǎn)生的臭味，可彩用曝氣法去除；水中有機物所產(chǎn)生的臭味，可以利用氧化劑化或活性炭吸附法去除；水中微生物所產(chǎn)生的臭味，可利用殺死微生物的藥劑去除；因溶解鹽類所產(chǎn)生的臭味可采用適當?shù)某}措施予以去除。

　　7．水的冷卻

　　在工業(yè)用水中，冷卻用水約占70%~80%，利用冷卻設備降低水溫是循環(huán)系統(tǒng)的主要措施，可以節(jié)約大量用水，目前常用的敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，使用的設備是冷卻塔或冷卻池。在這種系統(tǒng)中的循環(huán)水水質具有以下特征：1。含鹽濃度逐漸增高，腐蝕加快，形成結垢；2。使水中CO2散失，加重CaCO3r結垢性3.SO2、、H2S及NH3等氣體進入系統(tǒng)，加重水的腐蝕性；4。形成了宜于微生物繁殖的條件，在管壁和設備表面上形成粘膜等，此外由于投加處理藥劑也會形成化學反應產(chǎn)物，形成新的沉淀物質。因此，對循環(huán)冷卻水的處理目的是控制沉積物結垢、腐蝕和微生物大量繁殖。

作者：佚名　來源：互聯(lián)網(wǎng)