淺析污水處理的基本方法與原理

摘 要：本文針對污水進行了分類，并按處理程度的不同，廢水處理系統可分為一級處理、二級處理和深度處理，同時詳細闡述了包括物理法，化學法在內的各項污水處理的方法及原理。

關鍵詞：污水處理； 物理法； 化學法

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2014）09-175-002

1.污水處理概述

污水處理是為使污水達到排水某一水體或再次使用的水質要求，并對其進行凈化的過程。按處理程度的不同，廢水處理系統可分為一級處理、二級處理和深度處理（三級處理）。

1.1一級處理只除去廢水中的懸浮物，以物理方法為主，處理后的廢水一般還不能達到排放標準。對于二級處理系統而言，一級處理是預處理。

1.2二級處理最常用的是生物處理法，但經過二級處理的水中還存留一定量懸浮物、生物不能分解的溶解性有機物、溶解性無機物和氮磷等藻類增值營養物，并含有病毒和細菌，因而不能滿足要求較高的排放標準，如處理后排入流量較小、稀釋能力較差的河流，就可能引起污染，也不能直接用作自來水、工業用水和地下水的補給水源。

1.3三級處理是進一步去除二級處理未能去除的污染物，如磷、氮及生物難以降解的有機污染物、無機污染物、病原體等。廢水的三級處理是在二級處理的基礎上，進一步采用化學法（化學氧化、化學沉淀等）、物理化學法（吸附、離子交換、膜分離技術等）以除去某些特定污染物的一種“深度處理”方法。顯然，廢水的三級處理耗資巨大，但能充分利用水資源。

2.污水的分類

按污水來源分類，污水一般分為生產污水和生活污水。生產污水包括工業污水、農業污水以及醫療污水等，而生活污水就是日常生活產生的污水，是指各種形式的無機物和有機物的復雜混合物，包括：①漂浮和懸浮的大小固體顆粒；②膠狀和凝膠狀擴散物；③純溶液。

按污水的質性來分，水的污染有兩類：一類是自然污染；另一類是人為污染。當前對水體危害較大的是人為污染。水污染可根據污染雜質的不同而主要分為化學性污染、物理性污染和生物性污染三大類。

3.污水處理的方法及原理

3.1物理法

物理法的的去除對象是水中不溶性的懸浮物質。使用的處理設備和方法主要有格柵、篩網、沉淀（沉砂）、過濾、微濾、氣浮、離心（旋流）分離等。主要包括格柵（篩網），沉淀（沉砂），氣浮，過濾，離心（旋流）分離等五部分，使含有懸浮固體或浮化油的廢水在分別通過各自出口排出設備之外，從而使廢水得以凈化。

3.2化學法

化學法的去除對象是廢水中的膠體物質和溶解性物質。

3.2.1中和處理。用化學方法消除廢水中過量的酸或堿，使其pH值達到中性左右的過程稱為中和。處理含酸廢水以無機堿為中和劑，處理堿性廢水以無機酸作中和劑。中和處理應考慮以“以廢治廢”原則，亦可采用藥劑中和處理、中和處理可以連續進行，也可以間歇進行。

3.2.2混凝處理法。混凝法是向廢水中投加一定量的藥劑，經過脫穩、架橋等反應過程，使廢水呈膠體狀態的污染物質形成絮凝體，再經過沉淀或氣浮，使法染物從廢水中分離出來。通過混凝能夠降低廢水的濁度、色度，去除高分子物質、呈膠體的機污染物、某些重金屬毒物（汞、鎘）和放射性物質等，也可去除磷等可溶性有機物，應用十分廣泛。

3.2.3化學沉淀法。向廢水中投加某種化學物質，使它和廢水中的某些溶解物質產生反應，生成難溶物沉淀下來。它一般用以處理含重金屬離子的工業廢水。根據所投加的沉淀劑，化學沉淀法又可分為氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法等。

3.2.4氧化還原法。利用溶解于廢水中的有毒、有害物質在氧化還原反應中能被氧化或還原的性質，把它轉化為無毒無害的新物質或轉化成氣體或固體化而從廢水中分離出來。在廢水處理中使用的氧化劑有空氣中的氧、純氧、臭氧、氯氣、次氯酸鈉、三氯化鐵等，使用的還原劑有鐵、鋅、錫、錳、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鹽等。

3.2.5吸附法。用多孔性固體吸附劑處理廢水，使其中的污染物質被吸著于固體表面而分離的方法。吸附可分為物理吸附、化學吸附和生物吸附等。物理吸附劑和吸附質之間在分子間力作用下產生的。

3.2.6離子交換法。離子交換法在廢水處理口中應用較廣，主要用于去除廢水中的金屬離子，其他質是不是溶性離子化合物上的可交換離子與廢水中的其他同性離子的交換反應，是一種特殊的吸附過程。使用的離子交換劑可分為無機離子交換劑、有機離子交換樹脂。

3.2.7萃取法。利用廢水澡的污染物在水呼萃取劑中溶解度的不同來分離污染物理學方法稱為萃取法。萃取法一般有三步：一是把萃取劑加入廢水澡，使廢水中的污染物轉移到萃取劑中，二是把萃取劑和廢水分開，使廢水得到凈化，三是把污染物與萃取劑分開，使萃取劑循環回用。

3.3生物法

在自然界，存活著巨額數量的以有機物為營養物質的微生物，它們具有氧化分解有機物，并將其轉化為無機物的功能。廢水的生物處理法就是采取一定的人工措施，創造有利于微生物生長、繁殖的環境，使微生物大量增殖，以提高微生物氧化、分解有機物能力的一種技術。生物處理法主要用于去除廢水中呈溶解狀態和膠體狀態的有機污染物。

3.3.1活性污泥法。（下轉第179頁）

（上接第175頁）是當前應用最為廣泛的一種生物處理技術。活性污泥是一種由無數細菌和其他微生物組成的絮凝體，其表面有一多糖類粘質層。活性污泥法就是利用這種活性污泥的吸附、氧化作用，去除廢水澡的有機污染物。

3.3.2生物膜法。廢水連續流經固體填料（碎石、塑料填料等），在填料上就會生成污泥狀的生物膜，生物膜中繁殖著大量的微生物，起到與活性污泥同樣的凈化廢水的作用。生物膜法有多種處理構筑物，如生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化床和生物流化床等。

3.3.3氧生物處理法。厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物的處理技術。有機污泥、某些高濃度有機污染物的工業廢水，如屠宰場、酒精廠廢水等適宜于用厭氧生物處理法處理。用于厭氧處理的構筑物最普通的是消化池，最近一、二十年來，這個領域有很大發展，開創了一系列新型、高效的厭氧處理構筑物，如厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、厭氧轉盤、擋板式厭氧反應器以及復合厭氧反應器等。

參考文獻：

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