环保知识：水处理基础知识

环保知识：水处理基础知识

人类实行水处理的方式已经有相当多年历史，物理方法包括利用

各种孔径大小不同的滤材，利用吸附或阻隔方式，将水中的杂质排除

在外，吸附方式中较重要者为以活性炭实行吸附，阻隔方法则是将水

通过滤材，让体积较大的杂质无法通过，进而获得较为干净的水。另外，物理方法也包括沉淀法，就是让比重较小的杂质浮于水面捞出，

或是比重较大的杂质沉淀于下，进而取得。化学方法则是利用各种化

学药品将水中杂质转化为对人体伤害较小的物质，或是将杂质集中，

历史最久的化学处理方法应该能够算是用明矾加入水中，水中杂质集

合后，体积变大，便可用过滤法，将杂质去除。

随着人类生活持续提升水体富营养化氨氮、磷等营养盐问题和国

家环保局对污水排放标准一步步提升，沿用了很多年传统的“一级处理”及“二级处理”水处理工艺技术和设备，已经难以适合当今的高

浊度和高浓度污水的处理要求，而且处理工艺流程长，系统庞大，而

且还散发大量臭气。运营者要想达到最新排放标准，需要从新再投入

高额的资金扩建原有污水处理系统，增大占地面积使用和高额的污水

处理设备及高额后期维护费用，不过，传统的污水深度处理再生回用

技术系统(如活性炭过滤、微孔过滤、渗透膜净化等技术系统)投资高、后期维护运行费用高，太多的运营者难以承受。

简单讲，“水处理”就是通过物理、化学、生物的手段，去除水

中一些对生产、生活不需要的有害物质的过程。是为了适用于特定的

用途而对水实行的沉降、过滤、混凝、絮凝，以及缓蚀、阻垢等水质

调理的过程。因为社会生产、生活与水密切相关。所以，水处理领域

涉及的应用范围十分广泛，构成了一个庞大的产业应用。

水处理包括：污水处理和饮用水处理两种，有些地方还把污水处

理再分为两种，即污水处理和中水回用两种。经常用到的水处理药剂有：聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、碱式氯化铝，聚丙烯酰胺，活性炭

及各种滤料等。

水处理的效果能够通过水质标准衡量。

为达到成品水（生活用水、生产用水或可排放废水）的水质要求

而对原料水（原水）的加工过程。

加工原水为生活或工业的用水时，称为给水处理；

加工废水时，则称废水处理。废水处理的目的是为废水的排放

（排入水体或土地）或再次使用（见废水处置、废水再用）。

在循环用水系统以及水的再生处理中，原水是废水，成品水是用水，加工过程兼具给水处理和废水处理的性质。水处理还包括对处理

过程中所产生的废水和污泥的处理及最终处置（见污泥处理和处置），有时还有废气的处理和排放问题。水的处理方法能够概括为三种方式：

①最常用的是通过去除原水中部分或全部杂质来获得所需要的水质；

②通过在原水中添加新的成分，通过物理或化学反应后来获得所需要

的水质；③对原水的加工不涉及去除杂质或添加新成分的问题。

水中杂质和处理方法水中杂质包括挟带的粗大物质、悬浮物、

胶体和溶解物。粗大的物质如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、

废水中的砂砾以及大块污物等。给水工程中，粗大杂质由取水构筑物

的设施去除，不列入水处理的范围。

废水处理中，去除粗大的杂质一般属于水的预处理部分。悬浮物

和胶体包括泥沙、藻类、细菌、病毒以及水中原有的和在水处理过程

中所产生的不溶解物质等。溶解物有无机盐类、有机化合物和气体。

去除水中杂质的处理方法很多，主要方法的适用范围能够大致按杂质

的粒度来划分。因为原水所含的杂质和成品水可允许的杂质在种类和

浓度上差别很大，水处理过程差别也很大。

就生活用水（或城镇公共给水）而论，取自高质量水源（井水或

防护良好的给水专用水库）的原水，只需消毒即为成品水；取自一般

河流或湖泊的原水，先要去除泥沙等致浊杂质，然后消毒；污染较严

重的原水，还需去除有机物等污染物；含有铁、锰的原水（例如某些

井水），需要去除铁、锰。生活用水能够满足一般工业用水的水质要求，但工业用水有时需要进一步的加工，如实行软化、除盐等。

当废水的排放或再用的水质要求较低时，只需用筛除和沉淀等方

法去除粗大杂质和悬浮物（常称一级处理）；当要求去除有机物时，

一般在一级处理后采用生物处理法（常称二级处理）和消毒；对经过

生物处理后的废水，所实行的处理过程统称三级处理或深度处理，如

当废水排入的水体需要防止富营养化所实行的去除氮、磷过程即属于

三级处理（见水的物理化学处理法）。当废水作为水源时，成品水水

质要求以及相对应的加工流程随其用途而定。理论上，现代的水处理

技术，能够从任何劣质水制取任何高质量的成品水。

采用合理的水处理工艺，配合水的深度处理，处理水可达到

GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水标准等，能够长时间循环使用，节约大量水资源。

水处理（water treatment ）对水源水或不符合用水水质要求的水，采用物理、化学、生物等方法改善水质的过程。

常用的污水处理技术有生物化学法，如活化污泥法（Activated Sludge Process），生物结层法（Fixed Biofilm Processes），混合

生物法（Combined Biological Processes）等；物理化学法，如粒质

过滤法(Granular Media Filtration)，活化炭吸附法（Activated Carbon Adsorption），化学沉淀法（Chemical Precipitation），膜

滤/析法（Membrane Processes）等；自然处理法，如稳定塘法（Stabilization Ponds），氧化沟法 (Aerated or Facultative Lagoons），人工湿地法（Constructed Wetlands），化学色可赛思树

脂处理法.纳滤膜分离原理

纳滤膜又称为超低压反渗透膜，日本学者大谷敏郎曾对纳滤膜的

分离原理实行了具体的定义：操作压力≤1.50mPa，截留分子量200～1000，NaCl的截留率≤90%的膜能够认为是纳滤膜。纳滤膜分离技术已经从反渗透技术中分离出来，成为介于超滤和反渗透技术之间的独立

的分离技术，己经广泛应用于海水淡化、超纯水制造、食品工业、环境保护等诸多领域，成为水处理技术中的一个重要的分支。

纳滤技术原理

溶解、扩散原理：渗透物溶解在膜中，并沿着它的推动力梯度扩散传递，在纳滤膜的表面形成物相之间的化学平衡，传递的形式是：能量=浓度o淌度o推动力，使得一种物质通过膜的时候必须克服渗透压力。

电效应：纳滤膜与电解质离子间形成静电作用，电解质盐离子的电荷强度不同，造成膜对离子的截留率有差异，在含有不同价态离子的多元体系中，因为道南（DONNAN）效应，使得膜对不同离子的选择性不一样，不同的离子通过膜的比例也不相同。

纳滤过程之所以具有离子选择性，是因为在纳滤膜上或者膜中有负的带电基团，它们通过静电互相作用，防碍多价离子的渗透。纳滤膜可能的荷电密度为0.5～2meq/g。