水處理的任務(wù)是釆用各種方法和技術(shù)措施將污水中所含有的各種形態(tài)的污染物分離出來(lái)或?qū)⑵浞纸狻⑥D(zhuǎn)化為無(wú)害和穩(wěn)定的物質(zhì),使污水得到凈現(xiàn)有的污水處理技術(shù),按其作用原理和去除的對(duì)象可分為物理法、化學(xué)法、生物法等。
1、物理法
污水物理處理法就是利用物理作用,分離污水中主要呈懸浮狀態(tài)的污染物,在處理過(guò)程中不產(chǎn)生化學(xué)性質(zhì),屬于物理法的處理技術(shù)有以下幾種:
(1)沉淀(重力分離)
污水流入池內(nèi),由于流速降低,污水中地固體物質(zhì)在重力作用下進(jìn)行沉淀,而使固體物質(zhì)與水離,這種工藝分離效果好,簡(jiǎn)單易行,應(yīng)用廣泛,如污水處理廠(chǎng)的沉砂池和沉淀池。沉砂池主要去除污水中密度較大的固體顆粒,沉淀池則主要用于去除污水中大量的呈顆粒狀的懸浮固體。
(2)篩選(截流)
利用篩濾介質(zhì)截流污水中地懸浮物。屬于篩濾處理的設(shè)備有格柵、微濾機(jī)、砂濾池、真空濾機(jī)、壓濾機(jī)(后兩種多用于污泥脫水)等。
(3)氣浮
對(duì)一些相對(duì)密度接近于水的細(xì)微顆粒,因其自重難于在水中下沉或上浮,可采用氣浮裝置進(jìn)行處理。
將空氣打入污水中,污水中密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)粘附到氣泡上,并隨氣泡升至水面,形成泡沫浮渣而去除。根據(jù)空氣打入方式的不同,氣浮處理設(shè)備有加壓溶氣氣浮法、葉輪氣浮法和射流氣浮法等。有時(shí)為提高氣浮效果有時(shí)需向污水中投加混凝劑。
(4)離心與旋流分離
使含有懸浮固體或乳化油的污水在設(shè)備中進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn),由于懸浮固體和廢水的質(zhì)量不同受到的離心力也不同,質(zhì)量大的懸浮固體被拋甩到污水外側(cè),這樣就可使懸浮固體和污水通過(guò)各自出口排出設(shè)備之外,從而使污水得以?xún)艋幚怼?/p>
2、化學(xué)法
水的化學(xué)處理法就是向污水中投加化學(xué)物質(zhì),利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)分離回收污水中的污染物使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)。屬于化學(xué)處理法的有以下幾種:
(1)混凝法
混凝法是向污水中投加一定量的藥劑,經(jīng)過(guò)脫穩(wěn)、架橋等反應(yīng)過(guò)程,使水中的污染物凝聚并沉降。
水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)通常帶有負(fù)電荷,膠體顆粒之間互相排斥形成穩(wěn)定的混合液,若水中帶有相反電荷的電介質(zhì)(即混凝劑),可使污水中的膠體顆粒改變?yōu)槌孰娭行?,并在分子引力作用下凝聚成大顆粒下沉。
這種方法用于處理含油廢水、染色廢水、洗毛廢水等,可以獨(dú)立使用,也可以和其他方法配合使用,一般作為預(yù)處理、中間處理和深度處理。
常用的混凝劑則有硫酸鋁、堿式氯化鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵等。
(2)中和法
用化學(xué)方法消除污水中過(guò)量的酸和堿,使其pH值達(dá)到中性左右的過(guò)程,稱(chēng)為中和法。
處理酸污水以堿為中和劑,處理含堿污水以酸作中和劑,也可以吹入含CO2的煙道氣進(jìn)行中和。
酸或堿均指無(wú)機(jī)酸和無(wú)機(jī)堿,一般應(yīng)依照“以廢治廢”的原則,亦可采用藥劑中和處理,可以連續(xù)進(jìn)行,也可間歇進(jìn)行。
(3)氧化還原法
污水中呈溶解狀態(tài)的有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物,在投加氧化劑和還原劑后,由于電子的遷移而發(fā)生氧化和還原作用形成無(wú)害的物質(zhì)。常用的氧化劑有空氣中的氧、漂白粉、臭氧、二氧化氯、氯氣等。氧化法多用于處理含酚、含氰廢水。
常用的還原劑則有鐵屑、硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉等,還原法多用于處理含鉻、含汞廢水。
(4)電解法
在廢水中插入電極并通過(guò)電流,則在陰極板上接受電子,在陽(yáng)極板上放出電子。在水的電解過(guò)程中,陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣,陰極產(chǎn)生氫氣。上述綜合過(guò)程使陽(yáng)極發(fā)生氧化作用,在陰極上發(fā)生還原作用。
(5)吸附法
吸附處理主要是利用固體物質(zhì)表面對(duì)污水中污染物質(zhì)的吸附,吸附可分為物理吸附、化吸附和生物吸附等。
物理吸附是吸附劑和吸附質(zhì)之間在分子力作用下產(chǎn)生的,不產(chǎn)生化學(xué)化,而化學(xué)吸附則是吸附劑和吸附質(zhì)在化學(xué)鍵力作用下引起吸附作用的,因此化學(xué)吸附選擇性較強(qiáng)。在污水處理中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、焦炭等。
(6)化學(xué)沉淀法
向污水中投加某種化學(xué)藥劑,使它和其中某些溶解物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng),生成難溶鹽沉淀下來(lái)用于處理含重金屬離子的工業(yè)廢水。
(7)離子交換法
在污水處理中應(yīng)用較廣,使用的離子交換劑分為無(wú)機(jī)離子交換樹(shù)脂和有機(jī)離子交換樹(shù)脂。采用離子交換法處理污水時(shí),必須考慮樹(shù)脂的選擇性。樹(shù)脂對(duì)各種粒子的交換能力是不同的,這主要取決于各種離子對(duì)該種樹(shù)脂親和力的大小,又稱(chēng)選擇性的大小,另外還要考慮到樹(shù)脂的再生方法等。
(8)膜分離法
包括滲析、電滲析、超濾、反滲透等,通過(guò)一種特殊的半滲透膜分離水中的離子和分子的技術(shù),統(tǒng)稱(chēng)為膜分離法。
電滲析法主要用于水的脫鹽,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(zhì)又有不同。反滲透作用主要是膜表面化學(xué)本性所起的作用,它分離的溶質(zhì)粒徑小,除鹽率高,所需工作壓力大;超濾所用材質(zhì)和反滲透可以相同,但超濾是篩濾作用分離溶質(zhì)粒徑大,透水率高,除鹽率低,工作壓力小。
3、生物法
水的生物處理法就是利用微生物的新陳代謝功能,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)害物質(zhì),使污水得以?xún)艋?/p>
生物處理法可分為好氧處理法和厭氧處理法兩類(lèi)。前者處理效率高,效果好,使用廣泛,是生物處理的主要方法。屬于生物處理法的工藝有以下幾種:
(1)活性污泥法
是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種生物處理技術(shù)。將空氣連續(xù)鼓入大量溶解有機(jī)污染物的污水中,經(jīng)一段時(shí)間,水中形成大量好氧性微生物的絮凝體(活性污泥絮團(tuán)),活性污泥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)增殖,有機(jī)物被分解、去除,使污水得以?xún)艋?/p>
(2)生物膜法
使污水連續(xù)流經(jīng)固體填料,在填料上就能夠形成污泥垢狀的生物膜,生物膜上繁殖大量的微生物,吸附和降解水中的有機(jī)污染物,能起到與活性污泥同樣的凈化污水作用。從填料上脫落下來(lái)死亡的生物膜隨污水池,經(jīng)沉淀池被澄清凈化生物膜法有多種處理構(gòu)筑物,如生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化池和生物流化床等。
(3)厭氧生物處理法
利用兼性厭氧菌在無(wú)氧條件下降解有機(jī)污染物,主要用于處理高濃度難降解的有機(jī)工業(yè)廢水和有機(jī)污泥。主要構(gòu)筑物是消化池,近年來(lái)在這個(gè)領(lǐng)域有很大的發(fā)展,開(kāi)創(chuàng)了一系列的新型高效厭氧處理構(gòu)筑物,如厭氧濾池、厭氧轉(zhuǎn)盤(pán)、上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧流化床等高效反應(yīng)裝置,該法能耗低且能產(chǎn)生能量,且污泥產(chǎn)量小。