污水處理技術(shù)概述

污水處理技術(shù)，就是采用各種方法將污水中所含有的污染物質(zhì)分離出來(lái)，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害和穩(wěn)定的物質(zhì)，從而使污水得以凈化。

現(xiàn)代的污水處理技術(shù)，按其作用原理可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物處理法四大類。

（一）物理法

通過物理作用，以分離、回收污水中不溶解的呈懸浮狀的污染物質(zhì)（包括油膜和油珠），在處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。物理法操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。常采用的有重力分離法、離心分離法、過濾法及蒸發(fā)、結(jié)晶法等。

1．重力分離（即沉淀）法

利用污水中呈懸浮狀的污染物和水密度不同的原理，借重力沉降（或上?。┳饔茫顾袘腋∥锓蛛x出來(lái)。沉淀（或上?。┨幚碓O(shè)備有沉砂池、沉淀池和隔油池。

在污水處理與利用方法中，沉淀與上浮法常常作為其他處理方法前的預(yù)處理。如用生物處理法處理污水時(shí)，一般需事先經(jīng)過預(yù)沉池去除大部分懸浮物質(zhì)減少生化處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，而經(jīng)生物處理后的出水仍要經(jīng)過二次沉淀池的處理，進(jìn)行泥水分離保證出水水質(zhì)。

2．過濾法

利用過濾介質(zhì)截流污水中的懸浮物。過濾介質(zhì)有鋼條、篩網(wǎng)、砂布、塑料、微孔管等，常用的過濾設(shè)備有格柵、柵網(wǎng)、微濾機(jī)、砂濾機(jī)、真空濾機(jī)、壓濾機(jī)等（后兩種濾機(jī)多用于污泥脫水）。

3．氣?。ǜ∵x）

將空氣通入污水中，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，污水中相對(duì)密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)（如乳化油）黏附在氣泡上，并隨氣泡上升至水面，從而使污水中的污染物質(zhì)得以從污水中分離出來(lái)。根據(jù)空氣打入方式不同，氣浮處理方法有加壓溶氣氣浮法、葉輪氣浮法和射流氣浮法等。為了提高氣浮效果，有時(shí)需向污水中投加混凝劑。

4．離心分離法

含有懸浮污染物質(zhì)的污水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于懸浮顆粒（如乳化油）和污水受到的離心力大小不同而被分離的方法。常用的離心設(shè)備按離心力產(chǎn)生的方式可分為兩種：由水流本身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力的為旋流分離器，由設(shè)備旋轉(zhuǎn)同時(shí)也帶動(dòng)液體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力的為離心分離機(jī)。

旋流分離器分為壓力式和重力式兩種。因它具有體積小、單位容積處理能力高的優(yōu)點(diǎn)，近幾十年來(lái)廣泛用于軋鋼污水處理及高濁度河水的預(yù)處理。離心機(jī)的種類很多，按分離因素分有常速離心機(jī)和高速離心機(jī)。常速離心機(jī)用于分離低漿廢水效果可達(dá)60％～70％，還可用于沉淀池的沉渣脫水等。高速離心機(jī)適用于乳狀液的分離，如用于分離羊毛廢水，可回收30％～40％的羊毛脂。

污水處理技術(shù)概述

（二）化學(xué)法

向污水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)分離、回收污水中的某些污染物質(zhì)，或使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)。常用的方法有化學(xué)沉淀法、混凝法、中和法、氧化還原（包括電解）法等。

1．化學(xué)沉淀法

向污水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，使它與污水中的溶解性物質(zhì)發(fā)生互換反應(yīng)，生成難溶于水的沉淀物，以降低污水中溶解物質(zhì)的方法。這種處理法常用于含重金屬等工業(yè)生產(chǎn)污水的處理。按使用沉淀劑的不同，化學(xué)沉淀法可分為石灰法（又稱氫氧化物沉淀法）、硫化物法和鋇鹽法。

2．混凝法

向水中投加混凝劑，可使污水中的膠體顆粒失去穩(wěn)定性，凝聚成大顆粒而下沉。通過混凝法可去除污水中細(xì)分散固體顆粒、乳狀油及膠體物質(zhì)等。該法可用于降低污水的濁度和色度，去除多種高分子物質(zhì)、有機(jī)物、某種重金屬毒物（汞、鎘、鉛）和放射性物質(zhì)等，也可以去除能夠?qū)е赂粻I(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)如磷等可溶性無(wú)機(jī)物，此外還能夠改善污泥的脫水性能。因此混凝法在工業(yè)污水處理中使用得非常廣泛，既可作為獨(dú)立處理工藝，又可與其他處理法配合使用，作為預(yù)處理、中間處理或zui終處理。目前常采用的混凝劑有硫酸鋁、堿式氯化鋁、鐵鹽（主要指*、三氯化鐵及硫酸鐵）等。

當(dāng)單獨(dú)使用混凝劑不能達(dá)到應(yīng)有凈水效果時(shí)，為加強(qiáng)混凝過程、節(jié)約混凝劑用量，?？赏瑫r(shí)投加助凝劑。

3．中和法

用于處理酸性廢水和堿性廢水。向酸性廢水中投加堿性物質(zhì)如石灰、氫氧化鈉、石灰石等，使廢水變?yōu)橹行?。?duì)堿性廢水可吹入含有CO2的煙道氣進(jìn)行中和，也可用其他的酸性物質(zhì)進(jìn)行中和。

4．氧化還原法

利用液氯、臭氧、*等強(qiáng)氧化劑或利用電解時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)，將廢水中的有害物氧化分解為無(wú)害物質(zhì)；利用還原劑或電解時(shí)的陰極反應(yīng)，將廢水中的有害物還原為無(wú)害物質(zhì)，以上方法統(tǒng)稱為氧化還原法。

氧化還原方法在污水處理中的應(yīng)用實(shí)例有：空氣氧化法處理含硫污水；堿性氯化法處理含氰污水；臭氧氧化法在進(jìn)行污水的除臭、脫色、殺菌及除酚、氰、鐵、錳，降低污水的BOD與COD等均有顯著效果。還原法目前主要用于含鉻污水處理。

污水處理技術(shù)概述

（三）物理化學(xué)法

利用萃取、吸附、離子交換、膜分離技術(shù)、氣提等操作過程，處理或回收利用工業(yè)廢水的方法可稱為物理化學(xué)法。工業(yè)廢水在應(yīng)用物理化學(xué)法進(jìn)行處理或回收利用之前，一般均需先經(jīng)過預(yù)處理，盡量去除廢水中的懸浮物、油類、有害氣體等雜質(zhì)，或調(diào)整廢水的pH值，以便提高回收效率及減少損耗。常采用的物理化學(xué)法有以下幾種。

1．萃?。ㄒ?液）法

將不溶于水的溶劑投入污水之中，使污水中的溶質(zhì)溶于溶劑中，然后利用溶劑與水的密度重差，將溶劑分離出來(lái)。再利用溶劑與溶質(zhì)的沸點(diǎn)差，將溶質(zhì)蒸餾回收，再生后的溶劑可循環(huán)使用。常采用的萃取設(shè)備有脈沖篩板塔、離心萃取機(jī)等。

2．吸附法

利用多孔性的固體物質(zhì)，使污水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法。常用的吸附劑有活性炭。此法可用于吸附污水中的酚、汞、鉻、氰等有毒物質(zhì)，且還有除色、脫臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度處理。吸附操作可分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。靜態(tài)吸附，在污水不流動(dòng)的條件下進(jìn)行的操作。動(dòng)態(tài)吸附則是在污水流動(dòng)條件下進(jìn)行的吸附操作。污水處理中多采用動(dòng)態(tài)吸附操作，常用的吸附設(shè)備有固定床、移動(dòng)床和流動(dòng)床三種方式。

3．離子交換法

用固體物質(zhì)去除污水中的某些物質(zhì)，即利用離子交換劑的離子交換作用來(lái)置換污水中的離子化物質(zhì)。隨著離子交換樹脂的生產(chǎn)和使用技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)在回收和處理工業(yè)污水的有毒物質(zhì)方面，由于效果良好，操作方便而得到一定的應(yīng)用。

在污水處理中使用的離子交換劑有無(wú)機(jī)離子交換劑和有機(jī)離子交換劑兩大類。采用離子交換法處理污水時(shí)必須考慮樹脂的選擇性。樹脂對(duì)各種離子的交換能力是不同的。交換能力的大小主要取決于各種離子對(duì)該種樹脂親和力（又稱選擇性）的大小。目前離子交換法廣泛用于去除污水中的雜質(zhì)，例如去除（回收）污水中的銅、鎳、鎘、鋅、汞、金、銀、鉑、磷酸、有機(jī)物和放射性物質(zhì)等。

4．電滲析法（膜分離技術(shù)的一種）

電滲析法是在離子交換技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。它與普通離子交換法不同，省去了用再生劑再生樹脂的過程，因此具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。電滲析是在外加直流電場(chǎng)作用下，利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)水中離子的選擇透過性，使一部分溶液中的離子遷移到另一部分溶液中去，以達(dá)到濃縮、純化、合成、分離的目的。另用于海水、苦咸水除鹽，制取去離子水等。

5．反滲透（膜分離技術(shù)的一種）

利用一種特殊的半滲透膜，在一定的壓力下，將水分子壓過去，而溶解于水中的污染物質(zhì)則被膜所截留，污水被濃縮，而被壓透過膜的水就是處理過的水。目前該處理方法已用于海水淡化、含重金屬的廢水處理及污水的深度處理等方面。制作半透膜的材料有醋酸纖維素、磺化聚苯醚等有機(jī)高分子物質(zhì)。為降低操作壓力以節(jié)省設(shè)備和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，目前對(duì)于膜的材料和性能正在深入試驗(yàn)研究。

反滲透處理工藝流程由三部分組成：預(yù)處理、膜分離及后處理。

6．超過濾法

也是利用特殊半滲透膜的一種膜分離技術(shù)。以壓力為推動(dòng)力，使水溶液中大分子物質(zhì)與水分離，膜表面孔隙大小是主要控制因素。用于電泳涂漆廢液等工業(yè)廢水處理。

污水處理技術(shù)概述

（四）生物法

污水的生物處理法就是利用微生物新陳代謝功能，使污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，使污水得以凈化。屬于生物處理法的工藝，又可以根據(jù)參與作用的微生物種類和供氧情況分為兩大類即好氧生物處理及厭氧生物處理。

1．好氧生物處理法

在有氧的條件下，借助于好氧微生物（主要是好氧菌）的作用來(lái)進(jìn)行的。依據(jù)好氧微生物在處理系統(tǒng)中所呈的狀態(tài)不同，又可分為活性污泥法和生物膜法兩大類。

（1）活性污泥法 這是當(dāng)前使用zui廣泛的一種生物處理法。該法是將空氣連續(xù)鼓入曝氣池的污水中，經(jīng)過一段時(shí)間，水中即形成繁殖有巨量好氧性微生物的絮凝體——活性污泥，它能夠吸附水中的有機(jī)物，生活在活性污泥上的微生物以有機(jī)物為食料，獲得能量并不斷生長(zhǎng)繁殖。從曝氣池流出并含有大量活性污泥的污水——混合液，進(jìn)入沉淀池經(jīng)沉淀分離后，澄清的水被排放，沉淀分離出的污泥作為種泥，部分地回流進(jìn)入曝氣池，剩余的（增殖）部分從沉淀池排放?；钚晕勰喾ㄓ卸喾N池型及運(yùn)行方式，常用的有普通活性污泥法、*混合式表面曝氣法、吸附再生法等。廢水在曝氣池內(nèi)停留一般為4～6小時(shí)，能去除廢水中的有機(jī)物（BOD5）90％左右。

（2）生物膜法 使污水連續(xù)流經(jīng)固體填料（碎石、煤渣或塑料填料），在填料上大量繁殖生長(zhǎng)微生物形成污泥狀的生物膜。生物膜上的微生物能夠起到與活性污泥同樣的凈化作用，吸附和降解水中的有機(jī)污染物，從填料上脫落下來(lái)的衰老生物膜隨處理后的污水流入沉淀池，經(jīng)沉淀泥水分離，污水得以凈化而排放。

生物膜法多采用的處理構(gòu)筑物有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池及生物流化床等。除此之外，土地處理系統(tǒng)（污水灌溉）和氧化塘皆屬于生物處理法中的自然生物處理范疇。

2．厭氧生物處理法

在無(wú)氧的條件下，利用厭氧微生物的作用分解污水中的有機(jī)物，達(dá)到凈化水的目的。它已有百年悠久歷史，但由于它與好氧法相比存在著處理時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)低濃度有機(jī)污水處理效率低等缺點(diǎn)，使其發(fā)展緩慢，過去厭氧法常用于處理污泥及高濃度有機(jī)廢水。近30多年來(lái)，出現(xiàn)世界性能源緊張，促使污水處理向節(jié)能和實(shí)現(xiàn)能源化方向發(fā)展，從而促進(jìn)了厭氧生物處理的發(fā)展，一大批新型厭氧生物反應(yīng)器相繼出現(xiàn)，包括厭氧生物濾池、升流式厭氧污泥床、厭氧流化床等。它們的共同特點(diǎn)是反應(yīng)器中生物固體濃度很高，污泥齡很長(zhǎng)，因此處理能力大大提高，從而使厭氧生物處理法所具有的能耗小并可回收能源，剩余污泥量少，生成的污泥穩(wěn)定、易處理，對(duì)高濃度有機(jī)污水處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，得到充分地體現(xiàn)。厭氧生物處理法經(jīng)過多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為污水處理的主要方法之一。目前，厭氧生物處理法不但可用于處理高濃度和中等濃度的有機(jī)污水，還可以用于低濃度有機(jī)污水的處理。