一、廢水處理方法

廢水中污染物的處理方法很多，但按其處理的本質(zhì)，通常可分為三大類：

1． 稀釋處理

稀釋處理雖然不是把污染物從廢水中分離出來，也不改變污染物的化學本性，但它通過混合稀釋，可降低污染物的濃度，達到減少毒害的作用。所以，稀釋處理一般是利用高濃度廢水與低濃度廢水（或天然水體）的混合稀釋作用，使廢水中污染物的濃度降低到某一無害的允許范圍之內(nèi)，以滿足排放標準的要求，但這種處理方法一般不提倡。

2． 轉(zhuǎn)化處理

轉(zhuǎn)化處理是通過化學或生物化學作用，改變污染物的化學本性，使其轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)或能從水中分離的物質(zhì)。為此，它分為化學轉(zhuǎn)化處理和生物轉(zhuǎn)化處理兩二種類型。

化學轉(zhuǎn)化處理又分為PH調(diào)節(jié)法、氧化還原法和化學沉淀法等。

（1）PH調(diào)節(jié)法。如向廢水中投加酸性或堿性物質(zhì)，使PH值調(diào)節(jié)至排放要求（PH=6.0~9.0），稱為中和處理。；如向廢水中投加堿提高PH值或投加酸降低PH值，分別稱為堿化處理或酸化處理。

（2）氧化還原法。它是向廢水中投加氧化劑或還原劑，使之與污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，變?yōu)闊o害的或低毒的新物質(zhì)。

如向廢水中投加還原劑硫酸亞鐵等，使廢水中有毒的六價鉻還原為毒性極微的三價鉻，在酸性條件下的還原反應(yīng)為 

由于生成的還原產(chǎn)物（Cr2（SO4）3）溶解度比較大，所以要從水中分離出來，還必須進一步進行堿化處理，使之生成氫氧化鉻沉淀。

這其中*步稱為還原法，第二 稱為化學沉淀法。

（3）化學沉淀法。它是向廢水中投加沉淀劑，使之與廢水中某些溶解態(tài)的污染物生成難溶的沉淀物，進而從水中分離出來。

 生物轉(zhuǎn)化處理又為好氧生物轉(zhuǎn)化處理和厭氧生物轉(zhuǎn)化處理兩種。

（1）好氧生物轉(zhuǎn)化處理。它是在有溶解氧的條件下，利用好氧微生物和兼性微生物的生物化學反應(yīng)，將其廢水中的有機污染物轉(zhuǎn)化或降解為簡單的無害的無機物。        

   （2）厭氧生物轉(zhuǎn)化處理。它是在無溶解氧的條件下，利用厭氧微生物和兼性微生物化學反應(yīng)，轉(zhuǎn)化或降解有機污染物。

除上述兩種轉(zhuǎn)化處理外，還有的是向廢水中投加強氧化劑、重金屬離子等藥劑或利用高溫、紫外光、超聲波等能源抑制和殺死致病微生物，這稱為消毒轉(zhuǎn)化處理。

3． 分離處理

廢水中的污染物按其顆粒大小不同，可分為四種存在形態(tài)：即懸浮物、膠體、分子和離子。顆粒大小不同，造成周圍各種外力對其產(chǎn)生的效果不同，所以，分離方法也不同。

（1）懸浮物分離法。這類污染物由于顆粒較大，重力和離心力十分明顯，因此可依靠阻力截留、重力分離、離心分離、粒狀介質(zhì)截留等進行分離。阻力截留上依靠篩網(wǎng)與懸浮物之間的幾何尺寸差異截留懸浮物的一種方法；重力分離是依靠懸浮物與水的密度差，讓其懸浮物下沉或上浮而進行分離的一種方法；離心分離法是依靠作用于懸浮物上面的離心力，使其從廢水中分離的一種方法；粒狀介質(zhì)是依靠粒狀濾料截留懸浮物的一種方法，由于濾料之間的間隙很小以及濾料表面的吸附作用，所以這種分離方法不僅能除去懸浮物而且還可除去一部分顆粒較小的膠體污染物。

（2）膠體分離法。這類污染物由于顆粒較小，重力和離心力都不明顯，而且顆粒之間往往存在一種斥力，所以，*依靠重力、浮力或離心力還是難以從水中分離出來的。但它可以用化學絮凝法、生物絮凝法進行分離。化學絮凝法是通過向廢水中投加混凝劑、高分子絮凝劑等化學藥劑，使膠體污染物絮凝成大而重的絮凝體，然后再進行分離；生物絮凝是利用生物活性物質(zhì)（如生物膜和活性污泥）的生物轉(zhuǎn)化作用，將有機膠體污染物絮凝而進行分離的一種方法。

   （3）分子分離法。這類污染物顆粒更小，是溶解性的，它既不能用重力法分離，也不能用絮凝法分離，但它可用吹脫法、汽提法、萃取法和吸附法等進行分離。吹脫法是使廢水與空氣充分接觸，使溶解性的氣態(tài)或揮發(fā)性污染物，由水相轉(zhuǎn)移到氣相而進行分離的一種方法；汽提法是使廢水與水蒸汽充分接觸，直到沸騰，使揮發(fā)性污染物與水蒸汽一起逸出而進行分離的一種方法；萃取法是向廢水中投加一種不溶于水但能溶解污染物一種萃取劑，使污染物從水相轉(zhuǎn)移到萃取劑中，然后再從萃取劑中進行分離或回收的一種方法；吸附法是讓廢水與固體吸附劑充分接觸，使分子態(tài)污染物吸附于吸附劑上，然后再從吸附劑上進行解吸而進行分離的一種方法。

（4）離子分離法。這類污染物的顆粒小，也是溶解性的，而且起作用的主要是化學鍵力，而重力和離心力都不起作用。因此，它的分離方法與上述各種污染物都不相同。分離這類污染的方法有離子交換法，離子吸附法和電滲析法。離子交換法是使廢水與固態(tài)離子交換劑相接觸，廢水中的離子態(tài)污染物便與離子交換劑上的同電荷離子相互交換，從而使廢水中有害離子污染物分離出來，交換劑失效后可以通過再生操作，使離子態(tài)污染物隨再生液排出或濃縮回收利用，交換劑本身又可重復利用；離子吸附法是使廢水與具有離子吸附性能的固體吸附劑相接觸，廢水中的離子態(tài)污染物便與吸附劑上電性相反的活性基因相吸引，從而使廢水中有害離子污染物分離出來，吸附劑也可以再生重復利用；電滲析法是在直流電場的作用下，利用陰陽離子交換膜對水中陰陽離子污染物的選擇透過性，即離子交換膜只允許陽離子通過，陰離子交換膜只允許離子通過，所以只要讓廢水通過由陰陽離子交換膜排列組成的通道，就可將離子態(tài)污染物分離出來。因為這種處理方法與反滲透法一樣，都是借助一個膜，所以也叫膜分離法。

二、廢水處理的工藝流程

由于廢水的性質(zhì)和成分比較復雜，往往不是只經(jīng)過某一單元設(shè)備就能達到處理要求，而是需要將幾種單元設(shè)備組合成一個有機的整體，并合理的設(shè)計主次關(guān)系和前后次序，才能有效合理地達到處理目的，這種由單元設(shè)備組合的有機整體稱為廢水處理的工藝流程。

一般來講，城市生活污水水質(zhì)成分比較穩(wěn)定，而工業(yè)廢水的水質(zhì)則千差萬別，處理后的要求也不*相同，但其兩種的處理工藝流程也有許多形似之處。按其處理后對水質(zhì)的要求不同歸納為以下三級處理。

1． 一級處理

一級處理的主要對象是顆粒較大的懸浮物，采用的單元處理設(shè)備有格柵、沉砂池、沉淀池、澄清池、過濾池等。為了提高處理效果，往往配合混凝處理，這時不僅能除去懸浮物，也能除去一部分膠體和有機物。

2．二級處理

二級處理也稱為生物轉(zhuǎn)化處理，處理的主要對象是膠體態(tài)和溶解態(tài)的有機物，采用的單元處理設(shè)備有剕曝氣池（或生物濾池）和二次沉淀池等。二級處理一般用于處理含有機物較高的城市生活污水或工業(yè)廢水。

3．三級處理

三級處理的主要對象是營養(yǎng)性物質(zhì)（如N、P）及其它溶解性物質(zhì)，采用的單元處理操作有離子交換、吸附、萃取、反滲透、消毒等等。三級處理一般用于水質(zhì)要求較高，一、二級處理達不到要求的情況下。

三、生活污水或工業(yè)廢水處理工藝流程舉例

1． 城市生活污水處理工藝流程

生活污水經(jīng)過格柵、沉砂池和沉淀池三個處理單元，主要除去顆粒較大懸浮固體，使水中懸浮固體含量明顯降低，并得到一定程度澄清。如這時再配合混凝處理，還可通過沉淀池除去一部分膠體和有機物。如上所述，這一階段稱為一級處理。

生活污水中還含有大量的溶解性的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物等營養(yǎng)成分，使水的COD指標遠遠超過排放標準，采用生物曝氣池或生物濾池及二次沉淀池等處理單元，利用生物轉(zhuǎn)化作用，可使COD指標明顯的降低。在生物轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的污泥，一部分回流重復利用，一部分再經(jīng)過消化轉(zhuǎn)化處理。因此，這一階段除去的主要是有機物（COD），稱為二級處理。

當水質(zhì)要求較高，還需除去水中的溶解性物質(zhì)如氣體、鹽類等時，尚需再通過離子交換、吸附、萃取、反滲透、消毒等單元進一步處理，這一階段稱為三級處理或深度處理。

2． 火力發(fā)電廠工業(yè)廢水處理的工藝流程

如上所述，火力發(fā)電廠是用水量很大的企業(yè)，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生各種廢水。它可分為兩種類型，一種是經(jīng)常性廢（排）水，因這部分廢水是隨日常生產(chǎn)和生活排放的，所以其水量和水質(zhì)相對比較穩(wěn)定。這部分廢水包括：鍋爐補給水處理的再生、沖洗廢水；凝結(jié)水精處理的再生、沖洗廢水；取樣排水，鍋爐排水；澄清過濾設(shè)備排放的泥漿廢水；主廠房生產(chǎn)排水；生活污水等。另一種是非經(jīng)常性廢（排）水，因是在設(shè)備啟動、檢修、清洗時間斷排放的，所以不僅水量變化大和排放時間集中，而且水質(zhì)也常因機組容量的大小和生產(chǎn)工藝不同而有所差異。這部分廢水包括：鍋爐清洗廢水；鍋爐排放污水；鍋爐煙側(cè)的沖洗廢水；除塵器洗滌廢水；冷卻塔排污水及沖洗水；煤場廢水等。

目前設(shè)計采用的工藝流程有二種：一種叫分散處理系統(tǒng)，一種叫集中處理系統(tǒng)。                                   

（1）分散處理系統(tǒng)。這種處理系統(tǒng)是根據(jù)所產(chǎn)生的廢水水量就地設(shè)置廢水貯存池，池內(nèi)設(shè)置機械攪拌曝氣裝置或壓縮空氣系統(tǒng)。根據(jù)水質(zhì)情況在池內(nèi)直接投加所需的酸、堿及氧化劑等藥劑，廢水在此處理達到標準后或者回收利用或者排入天然水體（或灰場）。

這種處理系統(tǒng)的特點是：基建投資省，占地面積小，使用靈活、檢修和維護工作量少，比較適合于燃煤電廠，特別是采用水力沖灰的電廠。

（2）集中處理系統(tǒng)。這種處理系統(tǒng)是將全廠各種工業(yè)廢水分別收集貯存，根據(jù)水質(zhì)情況選用一定的工藝流程集中進行處理，使水質(zhì)達到標準后排放。

① 經(jīng)常性廢水的工藝流程為：

                          酸↓堿↓

            經(jīng) 常 性 廢 水→中  和→回 收 或 排 放

②非經(jīng)常性廢水的工藝流程如圖6-2所示。

這種處理系統(tǒng)的特點是廢水經(jīng)過處理后水質(zhì)優(yōu)良，設(shè)備集中便于管理和實現(xiàn)自動化，缺點是基建投資多，設(shè)備利用率低，維修工作量也大。

在這種工藝流程中由澄清設(shè)備排出的泥漿廢水和除鹽設(shè)備排出的沖洗、再生廢水，是一種經(jīng)常性廢水，一般只含有堿性物質(zhì)或酸性物質(zhì)及一些中性鹽類，所以應(yīng)首先排入PH調(diào)整槽，在此投加堿性或酸**劑調(diào)節(jié)至合適PH范圍。同時投加鋁鹽混凝劑，此時便逐步形成許多塊狀絮凝體。進入混合槽后再投加助凝劑，使絮凝體進一步長大，并流入澄清池。上部澄清水用泵送入過濾器，進一步降低懸浮物之后流入終中和槽，再次投加堿性或酸性物質(zhì)，使PH調(diào)節(jié)至6.0~9.0，后排入天然水體。

由澄清池底部排出的泥漿廢水（含泥2%），用排泥泵送入濃縮槽，濃縮至4%左右之后，再用泥漿泵送入離心脫水機制成濾餅，定期運出。

對于含鐵量或含氨量較高的非經(jīng)常性廢水，應(yīng)首先由貯槽送至氧化槽，用酸或堿調(diào)節(jié)PH值后，投加氧化劑，并在反應(yīng)槽內(nèi)進行氧化反應(yīng)，然后流入PH調(diào)整槽，按以上工藝再進一步處理。

對化學清洗過程中排出的非經(jīng)常性廢水，由于COD達500mg/L以上，需進行特殊的氧化處理，即首先在排水槽內(nèi)進行1~2天的曝氣氧化，然后再投加堿性藥劑和COD降低劑，并進一步曝氣氧化10小時，后再按經(jīng)常性廢水進行常規(guī)處理。

以上兩種廢水（生活污水）的工藝流程說明，由于廢水水質(zhì)復雜，所以處理所用的設(shè)備單元和工藝流程各不相同，但其處理的基本原理有許多共同之處。