物化水处理技术
1-4 废水物化处理
第二节
废水的化学处理方法及基本原理
一、 化学处理法
主要是利用化学反应来分离或回收废水中的胶体物质、 溶解性物质等污 染物， 以达到回收有用物质、 降低废水中的酸碱度、 去除金属离子、 氧化某些有
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第四章
废水物化处理
机物等目的。这种处理方法既可使污染物质与水分离， 也能够改变污染物的 性质， 因此可以达到比简单的物理处理方法更高的净化程度。常用的化学处 理方法有： 化学沉淀与混凝法、 中和法、 氧化还原法等。由于化学处理法常需 采用化学药剂或材料， 故处理费用较高， 运行管理的要求也较严格。通常， 化 学处理法还需与物理处理法配合起来使用。如化学法处理之前， 往往需要用 沉淀和过滤等手段作为前处理； 在某些场合下， 又需要采用沉淀和过滤等物理 处理手段作为化学处理法的后处理等。表 ! " # 为废水化学处理的基本方法、 处理对象及适用范围。
废水物理化学处理的基本方法和适用范围
处理对象 适用范围
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第四章
废水物化处理
二、 物理化学处理的基本原理
废水的物理化学处理主要应用了物理化学中相转移的基本原理， 废水的 物理化学处理基本原理见表 ! " #。
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方法
废水物理化学处理的基本原理
基 本 原 理
利用某种多孔性固体物质吸附剂将废水中一种或几种污染质吸附到其表面上， 用以回收 或除去某种溶质， 从而使废水得到净化。常用的吸附剂有： 活性炭、 活化煤、 磺化煤、 硅藻 土、 焦炭、 煤渣、 腐植质酸、 木屑、 金属及其化合物； 以及由有机物合成、 具有与其他化学成分 交换的活性基团的不溶性高分子化合物 " 离子交换树脂， 大孔吸附树脂等。吸附机理分为 吸 附 法 物理吸附、 化学吸附和交换吸附 物理吸附： 是由固体表面粒子 （分子、 原子或离子） 存在着剩余的吸引力即分子力而引起 的， 是一个放热过程， 吸附热较小， 在低温下就可以进行， 没有选择性 化学吸附： 通过吸附剂与吸附质的原子或分子间的电子转移或共用化学键进行吸附。是 放热过程， 由于化学反应需要大量的活化能， 一般需在较高的温度下进行， 为选择性吸附 交换吸附： 在吸附过程中每吸附一个吸附质离子， 同时吸附剂也放出一个等当量的离子。 离子的电荷是交换吸附的决定因素， 离子所带电荷越多， 它在吸附剂表面上的反电荷点上 的吸附力越强 萃取的实质是溶质在水中和有机溶剂中有着明显不同的溶解度。只有溶质在溶剂中的 溶解度远大于其在水中的溶解度时， 溶质方能从水中转入到溶剂中。萃取剂是萃取的关键 其要求为分配系数大、 萃取容量大、 选择性好、 在水溶液中溶解度小以及粘度、 比重等与水 萃 取 法 溶液差别要大、 使用运输安全、 化学稳定性、 毒性小、 来源方便、 价格低廉等 萃取也是一种可逆的过程， 溶解在有机溶剂中的溶质， 在一定条件下 （如蒸馏、 蒸发、 投加 某种化学药剂以使溶质形成不溶于有机萃取剂的盐类） ， 可以转移到另外一种介质或是溶 剂中， 回收溶剂或去除污染物实现反萃取。当选定萃取剂和反萃取剂后， 萃取或反萃取的 效果主要决定于过程中的各项条件， 如废水的 $% 值、 溶质浓度、 萃取剂与反萃取剂的浓度、 温度以及其他操作参数等
水与废水物化处理的原理与工艺
水与废水物化处理的原理与工艺水与废水处理是指对水中所含的各种污染物进行物理、化学或生物处理，以达到净化水质的目的。
水与废水处理工艺是通过一系列的步骤，将污染水中的杂质去除或转化为无害物质，从而净化水质。
水处理的原理基本上是根据物理、化学和生物学的原理来进行操作的。
具体来说，水处理的原理和工艺包括以下几个方面：1.物理处理：物理处理是通过物理的方式，如沉淀、过滤、透析等，将水中的悬浮物、浊度、颜色等物理性杂质去除。
其中，沉淀是指借助重力作用，将水中的颗粒物沉降到底部。
过滤则是通过过滤介质使水中的颗粒物被截留下来。
透析是指通过半透膜的透过性选择性地将水中的溶质分离出来。
2.化学处理：化学处理是通过加入适当的化学药剂，使水中的污染物发生化学反应，从而去除或转化为无害物质。
常用的化学处理方法包括氧化、还原、沉淀等。
例如，通过加入氯气或臭氧气体，可以氧化水中的有机物质；通过加入硫酸铁或氢氧化铝等沉淀剂，可以去除水中的重金属离子。
3.生物处理：生物处理是利用微生物对水中的有机物进行生化分解，从而净化水质。
生物处理主要包括生物滤池、活性污泥法等。
例如，通过将水流经生物滤池，利用滤料上的微生物对水中的有机物进行降解；活性污泥法则是通过在搅拌池中加入含有大量微生物的活性污泥，使微生物在水中生长繁殖，分解有机物。
4.高级氧化技术：高级氧化技术是一种新兴的水处理技术，主要包括超声波氧化、光催化氧化、等离子体氧化等。
这些高级氧化技术能够在较短的时间内将水中的有机、无机物质降解为无害的物质，具有高效、高效的特点。
总的来说，水与废水处理的原理和工艺是综合运用物理、化学和生物等多种手段，通过去除或转化水中的各种污染物，最终实现水质净化的目的。
在实际应用中，需要根据水质特点、处理需求和成本等因素选择合适的处理工艺，以确保水资源的可持续利用和环境的保护。
污水处理站物化系统处理工艺及原理
污水处理站物化系统处理工艺及原理首先是预处理，该过程主要用于去除污水中的大颗粒杂质。
预处理一般包括格栅过滤和砂沉淀等步骤。
格栅过滤通过设置格栅来过滤出污水中的较大的杂质，如纸张、木材等。
砂沉淀则是通过让污水在沉淀池中停留一段时间，使得沉淀到底部的悬浮物质可以被去除。
接下来是沉淀过程。
沉淀过程是通过让污水中的悬浮物质沉降下来，从而实现净化的目的。
沉淀过程包括初级沉淀和二级沉淀。
初级沉淀主要通过增加污水的停留时间和减少水流速度等方式，让悬浮物质沉降到污泥池中。
而二级沉淀则通过加入絮凝剂，使得颗粒物之间产生凝聚作用，从而加快沉淀速度。
然后是过滤过程。
过滤过程主要是通过过滤介质，如砂子和活性炭等，来去除污水中的微小颗粒和溶解性物质。
砂滤池是常用的过滤设备，它通过将污水通过砂子层进行过滤，以去除颗粒物质。
而活性炭过滤则是通过活性炭对污水中的有机物进行吸附，从而达到去除的效果。
最后是消毒过程。
消毒过程主要是为了去除污水中的病原菌和其他微生物。
常用的消毒方法有紫外线消毒和氯消毒等。
紫外线消毒通过紫外线照射污水，破坏细菌和病毒的DNA结构，以达到杀灭微生物的目的。
而氯消毒则是利用氯气或次氯酸钠等氯化物来进行消毒，从而杀死微生物。
总的来说，污水处理站的物化处理工艺主要包括预处理、沉淀、过滤和消毒等过程。
通过这些处理过程，可将污水中的杂质、悬浮物、微生物等去除，从而达到净化污水的效果。
这些工艺的核心原理是通过物理和化学的手段来去除污水中的杂质和有害物质。
物化处理技术
物化处理技术: (1)气浮法将空气以微小气泡的形式通入含有疏水性物质(如乳化油或相对密度近于1.0 的细小悬浮颗粒)的水中，使粘附在气泡上的污染物随气泡上浮至水面，从而达到与水体分离的目的。
通常包括充气气浮、溶气气浮、化学气浮和电解气浮等多种形式。
采用涡凹气浮设备处理化工废水，在适当的药剂配合下，CODCr 的平均去除率可在25%左右。
(2)吸附法青海化工集团公司采用炉渣一活性炭吸附来处理化工废水，处理后废水CODS,.去除率得到大幅度削减至75%，效果显著，而且投资小、操作方便。
除了上述几种常用的物化处理方法外，某些化工废水还采用反渗透法和吹脱法等。
化学处理技术: (1)混凝法常用的混凝剂有:聚合硫酸铁、三氯化铁、亚铁盐、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化硫酸铝铁、聚丙烯酸胺(PAM)等。
最佳工艺条件下，CODcr 去除率约为55%, SS 去除率约为36%，干渣回收率在1.25%以上，吨水药剂费1.0 元。
(2) Fe‐C 处理法. 在酸性介质的作用下，铁屑与炭粒形成无数个微小原电池，释放出活性极强的[H]，生态的[H]能与溶液中的许多组分发生氧化还原反应，，产生的了初生态的Fe2+和原子H，它们具有高化学活性, 能改变废水中许多有机物的结构和特性, 使有机物发生断链、开环等作用。
若有曝气，反应中生成的OH－是出水pH 值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3 胶体絮凝剂, 可以有效地吸附、凝聚水中的污染物, 从而增强对废水的净化效果。
同时还产生新生态的Fe2+，新生态的Fe2+具有较高的活性，生成Fe3+，随着水解反应进行形成以Fe3+为中心的胶凝体。
工业中以Fe‐C 作为化工废水的预处理步骤，运行表明经预处理后废水的可生化性大大提高，效果明显。
铁碳微电解不仅提高了废水的可生化性，而且可以提高PH 值至4~5，同时可以置换出废水中重金属催化剂铜。
因此，本优化方案建议采用铁碳微电解作为己二酸废水的预处理工艺。
水处理物化新技术
微波、超声波和复合电磁场水处理技术摘要微波水处理技术、超声波水处理技术及复合电磁场水处理技术是近年发展起来的新型水处理技术，它们在一定程度上克服了常规水处理技术的不足，在未来的水处理领域有广阔的应用前景。
本文简要介绍了这三种水处理技术的基本原理和应用情况。
关键词微波水处理技术超声波水处理技术复合电磁场水处理技术内部水处理的任务是采用物理、化学、生物或多种处理方法联用的技术，将水体中的污染物转化成对环境无害的物质，并进行回收利用。
常规的水处理技术往往存在工艺流程长、废水处理设施庞大、废水处理工程总投资巨大以及处理后的水质不稳定，对难降解的可溶性有机物、磷、氮等营养性物质处理不彻底等缺陷。
这些缺陷常常在一定程度上限制了常规水处理技术的实际应用，而近年发展起来的微波水处理技术、超声波水处理技术及复合电磁场水处理技术等新型水处理技术，则在一定程度上克服了上述缺点，成为更简单、有效、经济并颇具发展前景的水处理新技术。
1. 微波水处理技术微波是指频率为300 MHz～300 GHz的电磁波。
微波水处理技术是把微波场对单相流和多相流物化反应的强烈催化作用、穿透作用、选择性供能及其杀灭微生物的功能用于水处理的一项新型技术。
微波水处理技术与常规水处理技术的比较见表1。
由表1可见，微波废水处理技术可使废水处理工程小型化、分散化，省掉城市建设中现行废水处理工程长距离埋设的庞大排污管网，废水经微波处理后可100% 回收，实现水的可持续利用。
微波加热破乳可进行油水分离。
加入化学试剂对油水乳浊液进行破乳会带来二次污染，而利用微波加热破乳进行油水分离则不会有此问题。
Fang等研究了植物油-水-硅藻土乳浊液的微波加热分离，并与常规加热及不加热重力沉降法进行了比较。
结果表明，微波加热明显加快了油水分离，且在相同条件下微波加热比常规加热有更高的油回收率。
微波加热可加速油水分离过程，一方面是由于其加快了水中油滴的上升速度（或油中水滴的下降速度），另一方面，微波加热可加速凝聚过程，使油滴凝聚速率加快。
常见的物理化学水处理方法
常见的物理化学水处理方法水是生命之源，无论是工业生产还是日常生活中，水的质量都是至关重要的。
为了保证水的质量，我们常常需要进行水处理。
水处理是通过物理和化学方法来改善水的质量，使其达到特定的要求。
下面将介绍一些常见的物理化学水处理方法。
1. 沉淀法沉淀法是一种常见的物理水处理方法，通过加入化学药剂使悬浮在水中的颗粒物质形成团聚并沉淀下来。
这种方法主要用于去除悬浮物、浑浊物和悬浮菌等杂质。
常用的沉淀剂包括铁盐、铝盐和钙盐等。
沉淀法处理后的水质明显改善，适用于处理饮用水、污水和工业废水等。
2. 过滤法过滤法是一种常见的物理水处理方法，通过过滤介质将水中的固体颗粒、悬浮物和胶体等杂质截留下来。
常用的过滤介质有砂子、石英砂、活性炭和陶瓷等。
过滤法可以有效去除水中的悬浮物、胶体、微生物和有机物等，适用于处理饮用水、游泳池水和工业废水等。
3. 吸附法吸附法是一种常见的物理化学水处理方法，通过吸附剂吸附水中的有机物、重金属离子和溶解性无机盐等。
常用的吸附剂有活性炭、离子交换树脂和吸附树脂等。
吸附法可以有效去除水中的有害物质和异味物质，适用于处理饮用水、游泳池水和工业废水等。
4. 气浮法气浮法是一种常见的物理水处理方法，通过将空气或气体注入水中，利用气泡与悬浮物质和胶体颗粒发生附着和升浮作用，从而实现固液分离。
气浮法主要用于去除水中的悬浮物、胶体物质和油脂等。
常见的气浮设备有气浮池和气浮机等。
气浮法处理后的水质清澈透明，适用于处理污水和工业废水等。
5. 氧化法氧化法是一种常见的化学水处理方法，通过加入氧化剂使水中的有机物和无机物发生氧化反应，从而降解和去除有害物质。
常用的氧化剂包括氯气、臭氧、次氯酸钠和高锰酸钾等。
氧化法可以有效去除水中的有机物和微污染物，适用于处理饮用水和工业废水等。
6. 加热蒸发法加热蒸发法是一种常见的物理水处理方法，通过加热水使其蒸发，从而实现水的浓缩和去除。
加热蒸发法主要用于处理含有大量溶解性固体的水，如海水和盐湖水等。
物化法处理总氮
物化法处理总氮是一种常见的水处理方法，旨在去除水体中的总氮污染物。
物化法处理总氮的主要方法包括以下几种：
1.化学沉淀：通过添加化学药剂，如铁盐、铝盐等，使污水中的氮污染物与药剂发生反应
生成不溶性沉淀物，从而将氮污染物从水中去除。
2.活性炭吸附：利用活性炭的吸附性能，将水中的氮污染物吸附到活性炭表面，从而实现
去除。
活性炭具有较大的比表面积和孔隙结构，能够有效吸附有机氮和无机氮物质。
3.膜分离技术：包括逆渗透、超滤等膜分离技术，可以通过膜的选择性通透性，将水中的
氮污染物分离出去，实现去除。
4.离子交换：利用离子交换树脂或离子交换膜，将水中的氮污染物与树脂或膜表面的离子
进行置换，从而达到去除的目的。
5.光催化氧化：利用光催化剂（如二氧化钛）在光照下产生活性氧，通过氧化作用将水中
的氮污染物转化为无害物质，从而实现去除。
需要注意的是，不同的物化法处理总氮适用于不同的水质和处理要求。
在实际应用中，可以根据水质分析和处理效果评估，选择合适的物化法或采用多种方法的组合来处理总氮污染。
此外，对于一些特殊情况，可能需要结合生物处理等其他方法来进一步提高总氮的去除效果。
论未来污水物化处理技术发展
论未来污水物化处理技术发展随着人类科技的发展，污水处理技术也逐渐得到了不断的改善和升级。
其中，物化处理技术作为一种重要的处理方式，具有着广阔的发展前景和应用空间。
本文将详细探讨未来污水物化处理技术的发展方向和趋势，并分析其在环保领域中的应用前景。
一、物化处理技术的定义及优势物化处理技术是指利用物理和化学方法对污水中的有害物质进行分离和处理的一种技术。
其主要优势是在污水处理的同时能够将废水中的污染物质彻底分离出来，通过化学反应和物理实验等手段将污染物质转变成无害的物质。
其处理产品的质量稳定，而且对处理后的污水进行后续的处理比较方便，操作简便，效果稳定等等。
二、未来污水物化处理技术的发展方向及趋势1.微生物降解技术的发展传统的物化处理技术中，微生物降解技术是一种非常重要的处理方法。
未来，微生物降解技术还将面对更为严峻的污染环境和处理需求。
因此，有必要进一步深入研究微生物降解这方面的技术，改进微生物降解技术的方法和工艺，以更好地适应变化多端的污染环境，同时提高污水处理的效率和安全性。
2.绿色物化处理技术的应用未来的污水物化处理技术不仅要求具有高效处理和环保的优势，还需要更高的经济性和可持续性。
在这一背景下，绿色物化处理技术逐渐受到广泛认可和应用。
这种技术运用微生物学、环境学等学科的理论和方法，结合传统的物化理化法，实现无公害、低能耗的处理方法，因而将成为未来污水物化处理技术的一个重要趋势。
3.新型物化反应器的发展未来污水处理将遇到更为复杂和严格的环保法规，要求对废水中的有害物质进行更加精细的分离和处理。
在这种背景下，新型物化反应器的应用将成为物化污水处理技术未来的一大趋势。
例如，采用反应器联锁、多级反应、技法反应等方式进行反应器的优化和升级，改进传统的物化处理技术，在处理效率和质量方面更上层楼。
三、未来污水物化处理技术在环保领域中的应用前景由于物化处理技术具有很好的稳定性、高效性和环保性，未来的环保领域将对其应用提出更高的要求。
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改善物化污泥沉降性能的研究
摘要：物化污泥絮体细小沉降性差且机械脱水难度高。
本实验利用生化污泥吸附性强、沉降性好的特点，选择适当比例与物化污泥进行混合微曝气，明显改善物化污泥沉降性，混合污泥的SV30从87％降至37％，并经中试验证，经过4小时曝气，污泥浓度明显下降，减容率为30％以上。
关键词：污泥沉降性；微曝气；减容减量
1．背景
绍兴水处理发展有限公司目前已建成投运一二三期工程，日处理水量为90万吨，处理工艺为”预处理一厌氧(水解酸化)一好氧”，其中日产生污泥约7万多吨，包括物化污泥、厌氧污泥和好氧污泥，以不同比例进入污泥处理系统，然后采用重力浓缩一浓缩池，机械脱水一带式压滤机，离心脱水机，来对污泥进行减容减量处置。
物化污泥，沉降l生差，絮体细小，吸附性和粘性差，易造成浓缩池上清液大量带泥；这带来两个结果：1)由于沉降效果差，使相当比例的污
泥通过提升泵房回到水处理系统，增加了其处理负担；2)进机械脱水段污泥含水率居高不下，导致泥处理成本大幅度提高。
如果能改善重力浓缩段污泥的沉降胜能，提高污泥浓度，那么对于提高污泥脱水设备的运行效率、稳定泥饼含水率、降低污泥脱水成本都有着十分重要的意义。
为此，对物化污泥的性质、改善其沉降能等方面进行一些探讨和研究，很有必要。
活性污泥具有良好的沉降陛和吸附眭。
活性污泥中具有大量的微生物，而研究表明多种微生物能分泌一种具有粘性的高分子有机物，使细胞具有絮凝现象m。
因此，可以考虑通过发挥活性污泥的絮凝特陛，将生化污泥掺入到物化污泥中，改善物化污泥的沉降性，并可通过适度的微曝气工艺，使微生物进入自身氧化阶段，来实现污泥减容减量的目的。
本实验以小试结果为基础，在确定物化污泥和生化污泥的混合比例，微曝气时间，曝气量等因素的影响大小下，并通过中试试验放大考察该工艺的优缺点和具体参数要求。
2．材料与方法
2．1试验方案
研究分2个阶段：(1)小试阶段：研究物化污泥与生化污泥的比例(2：1或3：
2)，微曝气时间(1 小时)，曝气量等因素，对改善混合污泥沉降性的作用；(2)中试阶段：依据小试摸索的具体参数，设计污泥曝气氧化池中试装置。
如图1，氧化池分四格，有效容积21m3，停留时间控制在4小时之内，故每一格的曝气时间约为1小时。
按小试确定的混合污泥比例进泥，并可按照实际结果进行调整。
每日测每格的污泥沉降性和污泥浓度。
2．2检测指标及方法
污泥沉降比：100ml量筒法。
3.研究结果与讨论
3．1小试研究结果
3．1．1混合污泥微曝气后沉降陛
分析图2可以发现，对混合污泥进行微曝气能明显改善其沉降眭。
当按物化污泥：生化污泥-2：1时，混合污泥经过1小时的微曝气后，污泥沉降性有明显改善，SV30从87％降到43％，且当物化污泥和生化污泥的比例提高至3．2时，混合污泥曝气1小时SV30为36％。
说明可以通过发挥生化污泥吸附陛和沉降陛好的特性来改善物化泥的沉降眭。
同时，随着对混合污泥曝气时间的延长，污泥SV30逐渐下降，到曝气4小时后趋于稳定，SV30接近于30%左右。
3．1．2混合污泥微曝气后污泥容量
如图3，对混合污泥(物化污泥：生化污泥=3：2)进行微曝气1小时后，污泥浓度由302lmg／L降低为2430mg／L，污泥减量率为1956％。
曝气4小时后，污泥浓度仅为2095mg／L，减量率为29．860／0。
说明，生化污泥加入到物化污泥中后，不但改善了混合污泥的沉降陛，在经过一定时问的曝气后，自身代谢增强，消耗掉了大量的有机物，使混合污泥浓度明显下降。
3．2 中试研究结果
中试氧化池分4格，停留时间控制在4小时内，因此，刚好每格的曝气时间约为1小时。
按照小试的参数，初期将物化污泥：生化污泥设置为3：2，每日测定曝气1-4小时的污泥沉降性和曝气4小时后的污泥浓度，后期发现，效果并没有实验室小试结果那么理想，因此，调整物化污泥：生化污泥比例为4：3。
经过连续多天的中试试验，分析可以发现，当物化泥：生化泥=3：2时，对混合污泥进行曝气，沉降性并为得到明显改善，各时段的SV30都在900／0左右；因此，提高生化泥的比例，调整为物化泥：生化泥=4：3时，混合污泥的沉降}生得到明显改善，曝气1小时后，SV30稳定在38％，且经过连续多天的验证，曝气1-3小时，混合污泥的SV30均在37—38％。
证明，生化污泥对降低物化污泥沉降}生的重要作用。
同时也可以发现，曝气4小时后，SV30波动很大，且明显高于曝气l一3小时，推测原因可能为过度曝气，打散了生化污泥的菌胶团，反而使混合污泥的沉降性变差。
4．结论
4．1生化污泥对改善物化污泥的沉降性具有重要作用。
中试研究发现，当物化污泥：生化污泥：3时，能将混合污泥的沉降性降低到SV30=38％左右。
4．2生化污泥对混合污泥的减量具有重要作用。
配合对混合污泥进行微曝气，可使混合污泥减量化，减少最终污泥产量。