污水处理

污水处理技术

　　污水处理是一个将污水中有害物质消除，同时收集回收有利物质的过程。近年来随着我国工业化进程的不断推进，化工产业、制药业和印染业等工业项目得到了快速发展。但是目前许多行业产品的附加值比较低，生产的产品以低端产品为主，因此生产相同的产值会带来更多的污染物，其中污水是Z重要的问题。

　　如果污水不经过处理就直接排放到河流，会造成水体的严重污染，造成受纳水体水质恶化，因此，应该加强对污水的处理。对于污水进行处理主要是将污水中的有害成分分离出来，或者将其转化分解为无害的物质，产水可以在企业回用或用于城市绿化，既回收了有用的资源，同时又避免了对土壤和水源的污染，改善了水体的质量。

　　污水的种类多种多样，在污水处理的过程中，首先应该分清楚污水的污染源，考虑其是属于生活污水还是工业污水，然后按照污水类型和污染源的不同选择Z适宜的污水处理技术。

　　生活污水处理的关键问题是氨氮，化学需氧量，总磷和总氮。

　　对于工业污水而言，还应该考虑产品种类以及生产工艺，才能确定污水中污染物的种类，同时要了解工业的生产工艺和生产工况，才能确定污水的水量大小和污水的浓度，选择有效的污水处理工艺。

　　工业企业在选择生产工艺时，应该选择先进的工艺，这样有助于减少污水的产生，降低污染物浓度，有助于污水处理的实施。

污水处理技术的基本原理

　　污水处理技术是指采用一种或多种方法分离污水中含有的污染物，或将污染物转化为稳定无害的物质，使得污水得以净化的技术。按照污染物分离或转化的原理，又可分为物理处理、化学处理和生物处理等。

　　1、物理处理污水的原理

　　物理处理是指采用物理作用方法将污水中的主要固态悬浮杂质去除。

　　例如利用重力沉降作用的杂质沉淀法;或利用筛滤装置对悬浮物进行过滤的筛滤法;利用半透膜将污染物进行选择性截留的渗透法;以及利用气浮装置粘附去除水中污染物的气浮法等。基于物理处理原理的技术，主要用于对污水的预处理，如初次沉淀前的粗格栅过滤;或用于Z终净化处理，如利用活性炭对水中残余的重金属离子以及有机物进行吸附。

　　2、化学处理污水的原理

　　化学处理是利用化学方法来去除水中的污染物。

　　例如通过投放具有一定电荷性质的电解质对水中的胶体性质污染物进行混凝;利用污染物的酸碱特性，投放具有相反酸碱性的物质进行中和反应;利用污染物的氧化还原性，投放相应的还原剂、氧化剂等进行处理等。化学处理技术，主要用于对污水中的无机污染物进行处理，如在Z终处理中，对水中的无机酸式盐和重金属离子进行沉淀或渗析等。

　　3、生物处理污水的原理

　　污水的生物处理是指利用污水中微生物的增殖与新陈代谢，将水中的污染物(主要是有机污染物)分解为水、二氧化碳等无害物质。

　　化粪池属于生物处理法的一类，但其污染物去除率较低，COD去除率为15%左右，BOD₅为9%，氨氮去除率3%。基于生物处理原理的活性污泥法、SBR法等多种污水处理工艺，在国内外污水处理行业中有着广泛地应用，是污水处理的ZD方法，可以除去水中的大部分有机污染物。

污水处理方法

　　一、物理处理

　　1、筛滤

　　①格栅是用于去除污水中那些较大的悬浮物，以保证后续处理设备正常工作的一种装置。通常由一组或多组平行金属栅条制成的框架组成，倾斜或直立地设立在进水渠道中，以拦截粗大的悬浮物。根据格栅上截留物的清除方法不同，可将格栅分为两大类：人工清理格栅、机械清渣格栅。

　　②筛网用以截阻、去除污水中的纤维、纸浆等较细小的悬浮物。一般用薄铁皮钻孔制成或用金属丝编制而成，孔眼直径为0.5～1.0 mm。

　　2、过滤法

　　在水处理技术中，过滤是通过具有孔隙的粒状滤料层(如石英砂等)截留水中悬浮物和胶体而使水获得澄清的工艺过程。滤池的形式多种多样，以石英砂为滤料的普通快滤池使用历史Z久，并在此基础上出现了双层滤料、多层滤料和向上流过滤等。若按作用水头分，有重力式滤池、压力式滤池两类。

　　3、沉淀法

　　沉淀法是使水中悬浮物质(主要是可沉固体)在重力作用下下沉，从而与水分离，使水质得到澄清，这种方法简单易行，分离效果良好，是水处理的重要工艺，在每一种水处理过程中几乎都不可缺少。

　　二、化学处理

　　1、中和法

　　中和法是利用化学酸碱中和的原理消除污水中过量的酸和碱，使其pH值达到中性或接近中性的过程。针对酸性污水，主要有酸性污水与碱性污水相互中和、投药中和过滤中和。而对于碱性污水，主要有碱性污水与废酸性物质相互中和、投药中和。

　　2、混凝法

　　混凝法就是通过向水中投加一些药剂(常称混凝剂)，使水中难以沉淀的细小颗粒(粒径大致在1～100μm)及胶体颗粒脱稳并相互聚集成粗大的颗粒而沉降，从而实现与水分离，达到水质的净化。

　　混凝可以用来降低污水的浊度和色度，去除多种高分子有机物、某些重金属物和放射性物质。此外，混凝法还能改善污泥的脱水性能。因此，混凝法是工业废水处理中常用的方法。

　　3、化学沉淀

　　化学沉淀法是向水中投加某些化学药剂，使之与水中溶解性物质发生化学反应，生成难溶化合物，然后进行固液分离，从而除去污水中污染物的方法。

　　利用此法可在给水处理中去除钙、镁，污水处理中去除重金属(如Hg、Zn、Cd、Cr、Pd、Cu等)和某些非金属(如As、F等)离子态污染物。一般分为：氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法、碳酸盐沉淀法等。

　　4、化学氧化还原

　　氧化还原法是污水中的溶解性无机或有机污染物，通过化学反应过程将其氧化或还原，转化成无毒或微毒的新物质，从而达到处理的目的。分为氧化法和还原法两大类。

　　5、电解

　　电解法是利用电解的基本原理，将含电解质的污水通过电解过程，在阳、阴两极上分别发生氧化反应和还原反应，从而使某些污染物转化为无害物质以实现污水净化的方法。

　　电解是把电能转化为化学能的过程。广泛用于处理含氰、含铬、含镉的电镀废水，如燃料生产过程中排出的废水，能取得良好的脱色效果。一般分为：电解氧化、电解还原、电解气浮、电解凝聚等方法。

　　三、物理-化学处理

　　1、气浮

　　气浮法亦称浮选，它是从液体中除去低密度固体物质或液体颗粒的一种方法。是通过空气鼓入水中产生的微小气泡与水中的悬浮物黏附在一起，靠气泡的浮力一起上浮到水面而实现固液或液液分离的操作。其处理对象是靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度接近于1的微小悬浮颗粒。

　　2、吸附

　　吸附是利用多孔性固体物质的表面吸附污水中的一种或多种污染物，从而达到净化水质的目的。主要用以脱除水中的微量污染物，应用范围包括脱色、除臭、脱除金属、各种溶解性有机物、放射性元素等。

　　在处理流程中吸附法可作为离子交换、膜分离等方法的预处理，以去除有机物、胶体物及余氯等;也可作为二级处理后的深度处理手段，以保证回用水的质量。

　　3、膜分离法

　　膜分离法是利用特殊的薄膜(如半透膜)对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称。溶剂透过膜的过程称为渗透，溶质透过膜的过程称为渗析。常用的膜分离方法有电渗析、反渗透、超滤，其次是自然渗析和液膜技术。

　　近年来，膜分离技术发展很快，在水和污水处理、化工、YL、轻工、生化等领域得到大量应用。

　　四、生物处理

　　生物法就是利用微生物的新陈代谢将污水中有机物转化为自身细胞物质和简单化合物，使水质得到净化的方法。按照作用机制和对氧的需求，可分为好氧法和厌氧法。按照微生物的附着方式，可将生物处理分为悬浮生长法和固着生长法，即活性污泥法和生物膜法。

　　1、好氧生物处理

　　污水的好氧生物处理法是应用Z广的有机污水处理方法。好氧活性污泥法简称活性污泥法，适用于处理各种水量和水质的可生化污水。

　　2、厌氧生物处理

　　厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解污水或污泥中的有机污染物，分解的Z终产物以甲烷为主的消化气(即沼气)，沼气是可以作为能源利用的。

污水处理流程

　　在污水处理的实际作业中，一般不单使用某种污水处理方法，而是将多种方法结合，已达到更加良好的污水处理效果。按照处理阶段可以分为一级处理、二级处理和三级处理三个阶段，应用该流程的一体化污水处理设备的污水处理效果更好，其BOD₅可以达到80～90%，COD在65%到80%。

　　1、污水的一级处理

　　污水的一级处理方法主要用于初步去除污水中处于悬浮状态的固体污染物，是一种物理的预处理手段。一级处理通常可以去除水中有机污染物的30%左右。

　　在一级处理流程中，首先要通过格栅或筛滤器对原污水进行筛滤，使用提升泵提升至沉砂池，将砂粒沉淀后，把剩余污水导入初次沉淀池。

　　其中，格栅是一组设置于污水流经渠道的平行金属栅条，按照栅条间隙又可以分为粗格栅、中格栅和细格栅，可以在原污水流过时截留体积较大的固体漂浮物，既可以对污水进行初步筛滤，又可以防止其对后续排污管道造成堵塞。

　　沉砂池分为平流式沉砂池和曝气式沉砂池，它们针对污水中的颗粒型固体悬浮物进行分离：前者是增大过水断面，水流速度下降的时间，利用重力作用使得颗粒物沉降，而后者利用空气通入时形成的水体旋流，使得颗粒物分离。初次沉淀池是利用重力沉降作用将颗粒较细的污泥进行分离。

　　2、污水的二级处理

　　一次处理后，污水从初沉池进入生物处理设备，在设备中经过活性污泥法或生物膜法等生物处理，这一过程称为污水的二级处理过程。污水的二级处理可以去除水中90%以上的有机污染物，将水中有机物的含量降到符合排放标准的范围内。

　　污水的生物处理方法主要为活性污泥法和生物膜法，它们的主要区别在于前者是通过曝气池中的活性污泥进行有机污染物分解，而后者是依靠载体表面的微生物膜达到氧化分解效果。活性污泥法是指含有大量微生物群落等活性物质的悬浮污泥，这些微生物以细菌和真菌为主，这些微生物群落在水中呈现出黄褐色絮状沉淀态，在曝气池中发挥作用。

　　生物膜法，是指利用微生物附着于固体介质表面生长，形成具有较大接触面积的生物膜，以对污水进行处理。生物膜的组成和活性污泥类似，但结构不同：它由厌气层、好气层、附着层和运动层构成，首先由附着层吸附水中的有机物，再由好气、厌气层依次将有机物分解。

　　3、污水的三级处理

　　二级处理后，污水中的有机物含量已基本达到排放标准，一般经过消毒后即可排放。但如果水中含有较多的无机污染物，则还应当进行三级处理。三级处理包含了部分生物方法和化学方法，如生物脱氮、生物脱磷、活性炭吸附、离子交换和电渗析等。

　　三级处理结合了多种处理手段，例如通过投放混凝剂并搅拌，使得污水中剩余的颗粒物和絮状体进行凝聚去除;对于水中剩余重金属离子，可以采用活性炭进行吸附去除;另外，如果水中还含有部分具有还原性的有机物和无机物杂质，还可以通入臭氧进行氧化处理;水中的可溶性无机盐是导致土壤板结和盐碱化的元凶，应当使用电渗析或离子交换法，对无机盐离子进行去除。

　　经过生物处理的污水，水中的微生物含量都处于超标范围，因此还应该在排放前对污水进行消毒。常用的消毒方法有液lv消毒、臭氧消毒、次氯酸钠消毒以及紫外线消毒等。液lv消毒成本较低，可以YZ水中细菌的再度繁殖，但会残留部分氯离子;相比之下，紫外线消毒和臭氧消毒的杀菌、除味效果更好，但成本也更高。