污水处理工艺及优缺点大总结（二）

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一项水处理专业知识——污水处理工艺及优缺点大总结。

2、废水物理化学处理法

废水物理化学处理法是废水处理方法之一。系运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。它是由物理方法和化学方法组成的废水处理系统，或是包括物理过程和化学过程的单项处理方法，如浮选、吹脱、结晶、吸附、萃取、电解、电渗析、离子交换、反渗透等。浓缩的残渣要经过后处理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、吸附法、离子交换法、膜析法（包括渗析法、电渗析法、反渗透法、超滤法等）。

（1）简介

废水物理化学处理法是指运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。水或废（污）水中的污染物在处理过程或自然界的变化过程中，通过相转移作用而达到去除的目的，这种处理或变化工程称为物理化学过程。污染物在物理化学过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移，因此在物理化学处理过程中可能伴随着化学反应，但不一定总是伴随化学应。常见的物理化学处理过程，有吸附、离子交换、萃取、吹脱和汽提、膜分离过程等。

（2）废水萃取处理法

废水萃取处理法是利用萃取剂，通过萃取作用使废水净化的方法。根据一种溶剂对不同物质具有不同溶解度这一性质，可将溶于废水中的某些污染物完全或部分分离出来。向废水中投加不溶于水或难溶于水的溶剂（萃取剂），使溶解于废水中的某些污染物（被萃取物）经萃取剂和废水两液相间界面转入萃取剂中。

萃取操作按处理物的物态可分固——液萃取、液——液萃取两类。工业废水的萃取处理属于后者，其操作流程：

A、混合，即使废水和萃取剂最大限度地接触；

B、分离，即使轻、重液层完全分离；

C、萃取剂再生，即萃取后，分离出被萃取物，回收萃取剂，重复使用。

萃取剂的选择应满足：

A、对被萃取物的溶解度大，而对水的溶解度小；

B、与被萃取物的比重、沸点有足够差别；

C、具有化学稳定性，不与被萃取物起化学反应；

D、易于回收和再生；

E、价格低廉，来源充足。此法常用于较高浓度的含酚或含苯胺、苯、醋酸等工业废水的处理。

（3）废水光氧化处理法

废水光氧化处理法是利用紫外光线和氧化剂的协同氧化作用分解废水中有机物，使废水净化的方法。废水氧化处理使用的氧化剂（氯、次氯酸盐、过氧化氢、臭氧等），因受温度影响，往往不能充分发挥其氧化能力；采用人工紫外光源照射废水，使废水中的氧化剂分子吸收光能而被激发，形成具有更强氧化性能的自由基，增强氧化剂的氧化能力，从而能迅速、有效地去除废水中的有机物。光氧化法适用于废水的高级处理，尤其适用于生物法和化学法难以氧化分解的有机废水的处理。

（4）废水离子交换处理法

废水离子交换处理法是借助于离子交换剂中的交换离子同废水中的离子进行交换而去除废水中有害离子的方法。

 其交换过程：

A、被处理溶液中的某离子迁移到附着在离子交换剂颗粒表面的液膜中；

B、该离子通过液膜扩散（简称膜扩散）进入颗粒中，并在颗粒的孔道中扩散而到达离子交换剂的交换基团的部位上（简称颗粒内扩散）；

C、该离子同离子交换剂上的离子进行交换；

D、被交换下来的离子沿相反途径转移到被处理的溶液中。离子交换反应是瞬间完成的，而交换过程的速度主要取决于历时最长的膜扩散或颗粒内扩散。

离子交换的特点：依当量关系进行，反应是可逆的，交换剂具有选择性。应用于各种金属表面加工产生的废水处理和从原子核反应器、医院和实验室废水中回收或去除放射性物质，具有广阔的前景。

（5）废水吸附处理法

废水吸附处理法是利用多孔性固体（称为吸附剂）吸附废水中某种或几种污染物（称为吸附质），以回收或去除某些污染物，从而使废水得到净化的方法。有物理吸附和化学吸附之分。前者没选择性，是放热过程，温度降低利于吸附；后者具选择性，系吸热过程，温度升高利于吸附。

吸附法单元操作分三步：

A、使废水和固体吸附剂接触，废水的污染物被吸附剂吸附；

B、将吸附有污染物的吸附剂与废水分离；

C、进行吸附剂的再生或更新。

按接触、分离的方式，可分为：

A、静态间歇吸附法，即将一定数量的吸附剂投入反应池的废水中，使吸附剂和废水充分接触，经过一定时间达到吸附平衡后，利用沉淀法或再辅以过滤将吸附剂从废水中分离出来；

B、动态连续吸附法，即当废水连续通过吸附剂填料时，吸附去除其中的污染物。吸附剂有活性炭与大孔吸附树脂等。炉渣、焦炭、硅藻土、褐煤、泥煤、粘土等均为廉价吸附剂，但它们的吸收容量小，效率低。

3、废水化学处理法

废水化学处理法是指通过化学反应改变废水中污染物的化学性质或物理性质，使它或从溶解、胶体或悬浮状态转变为沉淀或漂浮状态，或从固态转变为气态，进而从水中除去的废水处理方法。废水化学处理法可分为：废水中和处理法、废水的混凝处理法、废水的化学沉淀处理法、废水氧化处理法、废水萃取处理法等。有时为了有效地处理含有多种不同性质的污染物的废水，将上述两种以上处理法组合起来。如处理小流量和低浓度的含酚废水，就把化学混凝处理法(除悬浮物等)和化学氧化处理法(除酚)组合起来。

（1）简介

废水化学处理法化学处理法是利用化学反应来分离、回收废水中的污染物，或将其转化为无害物质，主要工艺有中和、混凝、化学沉淀、氧化还原、吸附、萃取等。化学处理法，特别是化学沉淀法，早在废水处理发展的初期就开始应用。它比自然沉淀法能迅速而有效地去除废水中的悬浮物，有代表性的去除悬浮物的效率达90%以上，去除BDD(生化需衷量)的效率可达85%。这种处理方法的缺点是化学药剂比较昂贵，处理后产生大量难以脱水的污泥，因而它的发展一度受到限制。由于用途广泛的许多种化学处理药剂和设备相继问世，价格逐渐降低，因此化学处理法在废水处理中的应用日益广泛，现今已渐与生物处理法并驾齐驱。

化学处理还可作为生物处理后的三级处理措施，如以析点氯化法或碱化吹脱法去除氨氮，以化学沉淀法除磷，以臭氧、二氧化氯、高锰酸钾等氧化法去除难以生物降解的有机污染物。

化学处理法还能有效地去除废水中的多种剧毒和高毒污染物，如用中和沉淀和硫化物沉淀法、电解法、离子浮选法、化学吸附法、溶剂萃取法去除或回收汞、锡、铜、锌、铬等重金属，用化学氧化法破坏氰化物和酚等。用强氧化剂的化学氧化法能分解难以生物降解的合成洗涤剂ABS，并能分解带发色基团的化合物而去除其色度。中和法广泛应用于处理酸性和碱性废水。

与生物处理法相比，化学处理法能迅速、有效地去除种类更多的污染物，特别是生物处理法不能奏效的一些污染物。化学处理设备容易操作，也容易实现自动检测和控制；一些有毒有害的污染物能作为有用的资源回收利用。化学处理系统能实现一些工业用水的闭路循环，在水和其他资源日渐短缺的现状下，废水化学处理接将获得更大的发展。

（2）废水化学沉淀处理法

废水化学沉淀处理法是通过向废水中投加可溶性化学药剂，使之与其中呈离子状态的无机污染物起化学反应，生成不溶于或难溶于水的化合物沉淀析出，从而使废水净化的方法。投入废水中的化学药剂称为沉淀剂，常用的有石灰、硫化物和钡盐等。

化学沉淀法的原理是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法。由于受沉淀剂和环境条件的影响，沉淀法往往出水浓度达不到要求，需作进一步处理，产生的沉淀物必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染。

根据沉淀剂的不同，可分为：

A、氢氧化物沉淀法，即中和沉淀法，是从废水中除去重金属有效而经济的方法；

B、硫化物沉淀法，能更有效地处理含金属废水，特别是经氢氧化物沉淀法处理仍不能达到排放标准的含汞、含镉废水；

C、钡盐沉淀法，常用于电镀含铬废水的处理。化学沉淀法是一种传统的水处理方法，广泛用于水质处理中的软化过程，也常用于工业废水处理，以去除重金属和氰化物。

（3）废水混凝处理法

废水混凝处理法是通过向废水中投加混凝剂，使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来，以净化废水的方法。混凝系凝聚作用与絮凝作用的合称。前者系因投加电解质，使胶粒电动电势降低或消除，以致胶体颗粒失去稳定性，脱稳胶粒相互聚结而产生；后者系由高分子物质吸附搭桥，使胶体颗粒相互聚结而产生。

混凝剂在污水处理中的应用：颗粒中较大的粗粒悬浮物可以利用自然沉淀去除，但是更微小的悬浮物，甚至是某些有害的化学离子，特别是胶体粒子沉降得很慢，甚至能在水中长期保持分散的悬浮状态而不能自然下沉，难以用自然沉淀的方法从水中分离除去。混凝剂的原理是破坏这些细小颗粒的稳定性，使其互相接触而凝聚在一起，形成絮状物，并下沉分离。

利用混凝剂治理污水综合了混合、反应、凝聚、絮凝等九个过程。由于混凝剂投入水中，大多可以提供大量的正离子。正离子能把胶体颗粒表面所带的负电中和掉，使其颗粒间排斥力减小，从而容易靠近并凝聚成絮状细粒，实现了使水中细小胶体颗粒脱稳并凝聚成微小细粒的过程。微小的细粒通过吸附、卷带和架桥形成更大的絮体沉淀下来，达到了可从水中分离出来的目的。　混凝剂可归纳为两类；

A、无机盐类，有铝盐（硫酸铝、硫酸铝钾、铝酸钾等）、铁盐（三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁等）和碳酸镁等；

B、高分子物质，有聚合氯化铝，聚丙烯酰胺等。处理时，向废水中加入混凝剂，消除或降低水中胶体颗粒间的相互排斥力，使水中胶体颗粒易于相互碰撞和附聚搭接而形成较大颗粒或絮凝体，进而从水中分离出来。影响混凝效果的因素有：水温、pH值、浊度、硬度及混凝剂的投放量等。

（4）废水氧化处理法

废水氧化处理法是指利用强氧化剂氧化分解污染物以净化废水的一种化学处理方法。强氧化剂能把废水中的有机物逐步降解，最后成为简单的无机物，也能把溶解于水中的污染物，氧化为不溶于水、又易于从水中分离的物质。氧化处理法几乎可以处理各种工业废水，特别适用于处理废水中难以生物降解的有机物，如绝大部分农药和杀虫剂、酚、氰化物，以及引起色度、臭味的某些物质，如丹宁、木质素等。

常用氧化剂：

A、氯类，有气态氯、液态氯、次氯酸钠、次氯酸钙、二氧化氯等

B、氧类，有空气中的氧、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等。氧化剂的选择应考虑：对废水中特定的污染物有良好的氧化作用，反应后的生成物应是无害的或易于从废水中分离，价格便宜，来源方便，常温下反应速度较快，反应时不需要大幅度调节pH值等。氧化处理法几乎可处理一切工业废水，特别适用于处理废水中难以被生物降解的有机物，如绝大部分农药和杀虫剂，酚、氰化物，以及引起色度、臭味的物质等。

（5）废水中和处理法

A、酸、碱废水(或废渣)中和法：(1)酸碱废水的相互中和可根据当量定律定量计算：NaVa=NbVb，其中：Na、Nb分别为酸碱的当量浓度；Va、Vb分别为酸碱溶液的体积。中和过程中，酸碱双方的当量数恰好相等时称为中和反应的等当点。强酸、强碱的中和达到等当点时，由于所生成的强酸强碱盐不发生水解，因此等当点即中性点，溶液的pH值等于7.0。但中和的一方若为弱酸或弱碱，由于中和过程中所生成的盐，在水中进行水解，因此，尽管达到等当点，但溶液并非中性，而根据生成盐水的水解可能呈现酸性或碱性，pH值的大小由所生成盐的水解度决定。

B、投药中和法：投药中和法是应用广泛的一种中和方法。最常用的碱性药剂是石灰，有时也选用苛性钠，碳酸钠、石灰石或白云石不等。选择碱性药剂时，不仅要考虑它本身的溶解性，反应速度、成本、二次污染、使用方便等因素，而且还要考虑中和产物的性状、数量及处理费用等因素。

C、过滤中和法：一般适用于处理含酸浓度较低(硫酸<20g/L，盐酸、硝酸<20g/L的少量酸性废水，对含有大量悬浮物、油、重金属盐类和其他有毒物质的酸性废水不适用。滤料可用石灰石或白云石，石灰石滤料反应速度比白云石快，但进水中硫酸充许浓度则较白云石滤料低。中和盐酸、硝酸废水，两者均可采用。中和含硫酸废水，采用白云石为宜。

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