衡美水处理之废水处理解析（中）

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一项污水处理的专业知识——废水处理，这些知识您有必要了解！

十一、什么叫PH？

PH实际上是水溶液中酸碱度的一种表示方法。平时我们经常习惯于用百分浓度来表示水溶液的酸碱度，如1%的硫酸溶液或1%的碱溶液，但是当水溶液的酸碱度很小很小时，如果再用百分浓度来表示则太麻烦了，这时可用PH来表示。PH的应用范围在0-14之间，当PH＝7时水呈中性；PH＜7时水呈酸性，PH愈小，水的酸性愈大；当PH＞7时水呈碱性，PH愈大，水的碱性愈大。

世界上所有的生物是离不开水的，但是适宜于生物生存的PH值的范围往往是非常狭小的，因此国家环保局将处理出水的PH值严格地规定在6-9之间。

水中PH值的检测经常使用PH试纸，也有用仪器测定的，如PH测定仪。

十二、废水分析中为什么要经常使用毫克/升（mg/L）这个浓度单位？

一般来说，废水中的有机物质和无机物质的含量是很小很小的，如果用百分浓度或其它浓度来表示则太麻烦太不方便了，譬如一吨废水中往往只有几克、几十克、几百克甚至几千克污染物质，其单位即为克/吨（g/T），如将吨换算成升即为毫克/升（mg/L）。计算时可参考下表换算：

1毫克/升百万分之一

1000毫克/升千分之一

10000毫克/升百分之一

十三、什么叫废水的预处理？预处理要达到哪几个目的？

生化处理前的处理一般都习惯地叫作预处理。由于生化法处理费用比较低、运行比较稳定，因此一般的工业废水都采用生化法处理，某公司废水的治理也以生化法作为主要的处理手段。但是该公司的废水中含有某些对微生物有抑制、有毒害的有机物质，因此废水在进入生化池之前必须进行必要的预处理，目的是将废水中对微生物有抑制、有毒害的物质尽可能地削减或去除，以保证生化池中的微生物能正常地运行。

预处理的目的有二个：一是将废水中对微生物有抑制有毒害、有抑制作用的物质尽可能地消减和去除或转化为对微生物无害或有利的物质，以保证生化池中的微生物能正常运行；其二是在预处理过程中削减COD负荷，以减轻生化池的运行负担。

该公司的预处理工艺是铁炭微电解与Fe2+/Fe3+还原氧化法，形成的无数个微小的铁炭原电池有利于氧化还原反应的进行，可将废水中的有毒有害物质破坏去除，在中和沉淀过程中还可以通过二价铁与三价铁在碱性条件所形成的活性絮体吸附废水中的有机物质以削减COD负荷，保证后续的生化处理系统能正常地运行。

十四、废水集水池是派什么用的？

废水集水池的作用是汇集、储存和均衡废水的水质水量。

各个车间的生产废水，其排出的废水水量和水质一般来说是不均衡的，生产时有废水，不生产时就没有废水，甚至在一日之内或班产之间都可能有很大的变化，特别是精细化工行业的废水，如果清浊废水不分流，则工艺浓废水与轻污染废水的水质水量变化很大，这种变化对废水处理设施设备的正常操作及处理效果是很不利的，甚至是有害的。因此废水在进入主要污水处理系统前，都要设置一个有一定容积的废水集水池，将废水储存起来并使其均质均量，以保证废水处理设备和设施的正常运行。

十五、为什么废水中的胶体颗粒不易自然沉降?

废水中许多比重大于1的杂质悬浮物、大颗粒、易沉降的悬浮物都可以用自然沉降、离心等方法去除。

但比重小于1的、微小的甚至肉眼无法看到的悬浮物颗粒则很难自然沉降，如胶体颗粒是10-4-10-6mm大小的微粒，在水中非常稳定，它的沉降速度极慢，沉降1m需耕时200年。

沉降慢的原因有二个：

1、一般来说，胶体粒子都带有负电荷，由于同性相斥的原因，从而阻止胶体微粒间的接触，不能被彼此粘合，悬浮于水中。

2、胶体粒子表面还有一层分子紧紧地包围着，这层水化层也阻碍和隔绝胶体微粒之间的接触，不能被彼此粘合，悬浮于水中。

十六、怎样使胶体颗粒沉淀?

要使胶体颗粒沉淀，就要促使胶体颗粒相互接触，使之成为大的颗粒，亦即凝聚起来，使其比重大于1而沉淀。

采用的方法有很多种，工程上常用的技术有：凝聚法、絮凝法和混凝法。

十七、什么叫凝聚？

在废水中投加带正离子的混凝药剂，大量正离子在胶体粒子之间的存在以消除胶体粒子之间的静电排斥，从而使微粒聚结，这种通过投加正离子电解质的方法，使得胶体微粒相互聚结的过程称为凝聚。常用地凝聚剂有硫酸铝、硫酸亚铁、明矾、氯化铁等。

十八、什么叫絮凝？

絮凝是在废水中加入高分子混凝药剂，高分子混凝药剂溶解后，会形成高分子聚合物。这种高聚物的结构是线型结构，线的一端拉着一个微小粒子，另一端拉着另一个微小粒子，在相距较远两个粒子之间起着粘结架桥的作用，使得微粒逐渐变大，最终形成大颗粒的絮凝体（俗称矾花），加速颗粒沉降。常用的絮聚剂有聚丙烯酰胺（PAM）、聚铁（PE）等。

十九、废水为什么要用聚铁进行絮凝吸附预处理？

聚铁在混凝过程中形成氢氧化铁絮体具有很好的吸附废水中有机物质的能力，实验数据表明，废水用聚铁絮凝吸附后，可以去除废水中COD的10%-20%左右，这样可以大大地减轻生化池的运行负担，有利于处理废水的达标排放。另外，用聚铁进行混凝预处理可以将废水中对微生物有毒害、有抑制作用的微量物质去除，以保证生化池中的微生物能正常运行。在诸多混凝药剂中，聚铁的价格相对来说比较便宜（25-300元/吨），因此处理成本比较低廉，比较适合工艺废水的预处理。

聚铁是酸性物质，腐蚀性很强，因此处理设备应做好防腐处理。

二十、什么叫混凝？

凝聚与絮凝结合在一起使用的过程为混凝过程。混凝在实验或工程上被经常应用，如先在水中投加硫酸亚铁等药剂，消除胶体粒子之间的静电排斥，然后再投加聚丙烯酰胺（PAM），使得微粒逐渐变大，形成肉眼可见的矾花，最后产生沉降。

二十一、什么叫吸附？

利用多孔性固体（如活性炭）或絮体物质（如聚铁）将废水中的有毒有害物质吸附在固体或絮体的表面上或微孔内，达到净化水质的目的，这种处理方法称作为吸附处理。吸附的对象可以是不溶性固体物质，也可以是溶解性物质。吸附处理的效率高，出水水质好，因此常作为废水深度处理。也可在生化处理单元中引入吸附处理，以提高生化处理效率（如PACT法就是其中的一种）。

二十二、什么叫铁炭处理法？

铁炭处理法又称铁炭微电解法或铁炭内电解法，它是金属铁处理废水技术的一种应用形式，用铁炭法作为预处理技术来处理有毒有害、高浓COD废水具有一种独特的效果。铁炭法的处理机理目前尚未完全清楚，现在比较认同的一种解释是：在酸性条件下，铁与炭之间形成无数个微电流反应池，有机物在微电流的作用下被还原氧化。铁炭出水再用石灰或石灰乳中和，生成的Fe(OH)2胶体絮状物对有机物具有很强的絮凝吸附能力。因此，铁炭法是综合应用了铁的还原性质、铁炭的电化学性质和铁离子的絮凝吸附作用，正是这三种性质的共同作用，使用铁炭法具有很好的处理效果。

铁炭法的缺点是：

1、铁屑在酸性介质中长期浸泡后易于板结成块，造成堵塞，形成沟流，使操作困难，处理效果降低；（

2、铁在酸性条件下溶出的铁量较大，加碱中和后产生的泥渣量较多。

二十三、铁炭出水为什么还要用石灰粉进行中和处理？

用硫酸调节成pH为2废水经过铁炭处理后，硫酸成为硫酸亚铁，废水的pH值从2升高至5-6，那么铁炭出水为什么还要用石灰粉进行中和处理呢？或者中和处理时是不是可以少加一些石灰粉呢？

铁炭出水中含有大量的硫酸亚铁，如果不予去除的话，会影响后续生化池中微生物的生长繁殖，因此我们必须要用石灰将废水的pH值从5-6再调高至9以上，使水溶性的硫酸亚铁转化成不溶性的氢氧化亚铁与硫酸钙，然后通过混凝沉降的方法使它们沉淀下来，以保证进入生化池的废水中不含硫酸亚铁。

中和处理时是不是可以少加石灰粉呢？我们可以在化验室做一个对比实验。取相同数量的铁炭进水（pH在2左右）和铁炭出水（pH在5-6）分别放置于二个烧杯中，然后分别计量地加入石灰粉进行中和混凝，二个烧杯中的废水的pH值都调节至9时，我们可以发现二个烧杯中所投加的石灰粉的数量是一样的。这是因为铁不是中和药剂，硫酸所转化成的硫酸亚铁还是酸性物质，硫酸亚铁在中和过程中转化成氢氧化亚铁与硫酸钙时所耗用的石灰粉是一点也不能少的。因此，铁炭出水中和处理时是不可以少加石灰粉的。

二十四、怎样估算化学污泥的产生量？

通过化学反应（如：中和）和物化处理（如：加药混凝）所产生的污泥习惯上都称作为化学污泥。铁炭出水经过中和混凝处理后形成的污泥主要由氢氧化亚铁与硫酸钙组成。污泥的产生量可以通过投加的硫酸与石灰粉的量来计算。工程上也可以利用经验进行估算。一般来说，铁炭进水的pH如果在2左右，则中和混凝后每吨废水所产生的化学污泥量（含水率80%）在50公斤左右。

二十五、什么叫废水的生化处理？

废水的生物化学处理是废水处理系统中最重要的过程之一，简称生化处理。生化处理是利用微生物的生命活动过程将废水中的可溶性的有机物及部分不溶性的有机物有效地去除，使水得到净化。事实上，我们对生化处理并不是很陌生的，天然的水体中存在着一条食物链，即大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃小虫，小虫吃微生物，微生物吃污水，如果没有这条食物链，自然界就要乱套了。在天然的河流中，有着大量的、依靠有机物生活的微生物，它们日日夜夜地将人们排入河流中的有机物（如工业废水、农药化肥、粪便等等有机物质）氧化或还原，最终转化为无机物质，如果没有微生物的存在，我们周围的河流，少则几个月，多则一、二年，就会成为臭河了，只是由于微生物太微小太分散，以致人们的肉眼看不见罢了。而废水的生化处理工程则是在人工条件下对这一过程的强化。人们将无以计数的微生物全部集中在一个池子内，创造一个非常适合微生物繁殖、生长的环境（如温度、pH值、氧气、氮磷等营养物质），使微生物大量增殖，以提高其分解有机物的速度和效率。然后再往池内泵入废水，使废水中的有机物质在微生物的生命活动过程中得到氧化降解，使废水得到净化和处理。与其他处理方法相比，生化法具有能耗低、不加药、处理效果好、处理费用低等特点。

二十六、微生物是通过何种方式将废水中的有机污染物分解去除掉的？

由于废水中存在碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机物，这些无生命的有机物是微生物的食料，一部分降解、合成为细胞物质（组合代谢产物），另一部分降解氧化为水份，二氧化碳等（分解代谢产物），在此过程中废水中的有机污染物被微生物降解去除。

二十七、微生物与哪些因素有关？

微生物除了需要营养，还需要合适的环境因素，如温度、pH值、溶解氧、渗透压等才能生存。如果环境条件不正常，会影响微生物的生命活动，甚至发生变异或死亡。

二十八、微生物最适宜在什么温度范围内生长繁殖？

在废水生物处理中，微生物最适宜的温度范围一般为16-30℃，最高温度在37-43℃，当温度低于10℃时，微生物将不再生长。

在适宜的温度范围内，温度每提高10℃，微生物的代谢速率会相应提高，COD的去除率也会提高10%左右；相反，温度每降低10℃，COD的去除率会降低10%，因此在冬季时，COD的生化去除率会明显低于其它季节。

二十九、微生物最适宜的pH条件应在什么范围？

微生物的生命活动、物质代谢与pH值有密切关系。大多数微生物对pH的适应范围在4.5-9，而最适宜的pH值的范围在6.5-7.5。当pH低于6.5时，真菌开始与细菌竞争，pH到4.5时，真菌在生化池内将占完全的优势，其结果是严重影响污泥的沉降结果；当pH超过9时，微生物的代谢速度将受到阻碍。

不同的微生物对pH值的适应范围要求是不一样的。在好氧生物处理中，pH可在6.5-8.5之间变化；厌氧生物处理中，微生物以pH的要求比较严格，pH应在6.7-7.4之间。  

三十、什么叫溶解氧？溶解氧与微生物的关系如何？

溶解在水体中的氧被称溶解氧。水体中的生物与好氧微生物，它们所赖以生存的氧气就是溶解氧。不同的微生物对溶解氧的要求是不一样的。好氧微生物需要供给充足的溶解氧，一般来说，溶解氧应维持在3mg/L为宜，最低不应低于2mg/L；兼氧微生物要求溶解氧的范围在0.2-2.0mg/L之间；而厌氧微生物要求溶解氧的范围在0.2mg/L以下。

三十一、为什么高浓度的含盐废水对微生物的影响特别大？

我们先来描述一个渗透压的实验：用一张半渗透薄膜将两种不同浓度的盐溶液隔开，低浓度盐溶液的水分子就会透过半渗透薄膜进入高浓度盐溶液，而高浓度盐溶液的水分子也会透过半渗透薄膜进入低浓度盐溶液，但其数量要少，故高浓度盐溶液一侧的液面会升高，当两侧液面的高差产生了足够阻止水再流动的压力时渗透就会停止，这时两侧液面的高差产生的压力就是渗透压。一般来说，盐分浓度越高，渗透压越大。

微生物在盐水溶液中的情况与渗透压的实验是相似的。微生物的单位结构是细胞，细胞壁相当于半渗透膜，在氯离子浓度小于等于2000mg/L时，细胞壁可承受的渗透压为0.5-1.0大气压，即使加上细胞壁和细胞质膜有一定的坚韧性和弹性，细胞壁可承受的渗透压也不会大于5-6大气压。但当水溶液中的氯离子浓度在5000mg/L以上时，渗透压大约将增大至10-30大气压，在这样大的渗透压下，微生物体内的水分子会大量渗透到体外溶液中，造成细胞失水而发生质壁分离，严重者微生物死亡。在日常生活中，人们用食盐（氯化钠）腌渍蔬菜和鱼肉，灭菌防腐保存食物，就是运用了这个道理。工程经验数据表明：当废水中的氯离子浓度大于2000mg/L时，微生物的活性将受到抑止，COD去除率会明显下降；当废水中的氯离子浓度大于8000mg/L时，会造成污泥体积膨胀，水面泛出大量泡沫，微生物会相继死亡。

不过，经过长期驯化，微生物会逐渐适应在高浓度的盐水中生长繁殖。目前已经有人驯化出能够适应10000mg/L以上氯离子或硫酸根浓度的微生物。但是，渗透压的原理告诉我们，已经适应在高浓度的盐水中生长繁殖的微生物，细胞液的含盐浓度是很高的，一旦当废水中的盐分浓度较低或很低时，废水中的水分子会大量渗入微生物体内，使微生物细胞发生膨胀，严重者破裂死亡。因此，经过长期驯化并能逐渐适应在高浓度的盐水中生长繁殖的微生物，对生化进水中的盐分浓度要求始终保持在相当高的水平，不能忽高忽低，否则微生物将会大量死亡。

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