第3章 水处理方法概论
第3章水处理方法概论
本章提要：简介反应器的概念、基本理论，水的物理化学处理方法与生物处理方法。水处理的许多单元过程是由化学工程演化而来的，其反应器理论的应用要求采用高效低耗的水处理方法，寻求占地少、维护管理方便、处理水质稳定的工艺。水处理工艺一般由若干基本单元过程组成。通常将几种基本单元过程互相配合，形成水处理工艺，称为水处理工艺流程。确定水处理工艺的基本出发点是较低的成本、运行安全稳定，出水满足要求。
本章重点：反应器的基本理论，水的物理化学处理方法与生物处理方法。
本章难点：反应器的概念与基本理论。
水处理是指通过改变水中杂质组成来提高水的质量。它可以是去除水中某些杂质的过程，如以去除原水中的泥砂胶体杂质为目的的城市给水处理，以去除废水中有机物为目的的工业废水处理等；或者是在水中增加某些化学成分，如向饮用水中添加人类需要的矿物质；或者改变水的某些理化性质，如调节水的酸碱度。水处理工艺一般由若干基本单元过程组成。每个单元过程所采用的技术方法可能多种多样，主要包括物理化学方法和生物方法两大类。
3.1 主要单元处理方法
3.1.1 水的物理化学处理方法
水的物理、化学和物理化学处理方法种类较多，主要有混凝、沉淀与澄清、过滤与气浮、膜分离、吸附、离子交换、氧化与还原、消毒等。
（1）混凝通过投加水处理药剂，使水中的悬浮固体和胶体聚集成易于沉淀的絮凝体。混凝包括凝聚和絮凝过程。
（2）沉淀和澄清通过重力作用，使水中的悬浮颗粒、絮凝体等固体物质被分离去除。若向水中投加适当的化学药剂，它们与水中待去除的离子交换或化合，生成难溶化合物沉淀，则称为化学沉淀，可以用于去除某些溶解盐类物质。
（3）气浮利用固体或液滴与它们在水中的密度差，实现固液或液液分离的方法。
（4）过滤使固－液混合物通过多孔介质，截留固体并使液体（滤液）通过的分离过程。
（5）膜分离利用膜的孔径或半渗透性质实现物质的分离过程。按分离的物质尺度大小，膜分离可以分为微滤、超滤、纳滤和反渗透。
（6）吸附当两相构成一个体系时，其组成在两相界面与相内部是不同的，处在两相界面处的成分产生了积蓄，这种现象称为吸附。水处理过程通常是指固相材料浸没在液相或气相中，液相或气相物质固着到固相表面的传质现象。
（7）中和是指把水的pH调整到接近中性或是调整到平衡pH值的过程。
（8）离子交换在分子结构上，参与离子交换的物质是具有可交换的酸性或碱性基团的不溶颗粒物质，固着在这些基团上的正、负离子能与基团所接触的液体中的同号离子进行交换而对物质的物理外观无明显的改变，不会引起变质或增溶作用，这一过程称为离子交换，它可改变所处理液体的离子成分，但不改变交换前液体中离子的总当量数。
（9）氧化与还原通过化学反应用来改变某些金属或化合物的状态，使它们变成不溶解的或无毒的物质。氧化还原反应广泛用于给水和工业废水中去除铁除锰、含氰或含铬的废水的去毒处理，有机物的降解等。
3.1.2 水的生物处理方法
水的生物处理涉及的领域非常广阔。在水处理中，细菌以水中的营养介质(称为底物，主要是有机污染物）为食料，通过细菌分泌的酶的催化作用与生物化学反应，细菌的代谢过
程就是有机污染物的降解过程。
按生物对氧的需求不同，可将生物处理过程分为好氧处理和厌氧处理。好氧处理指可生物降解的有机物质在有氧存在的环境下被微生物所降解的过程。微生物为满足其能量代谢的要求而需氧，通过细胞分裂繁殖(活性物质合成)和内源呼吸(细胞物质自身氧化)而消耗自身的储藏物。厌氧处理又称为消化，指在无氧条件下利用厌氧微生物的代谢活动，把有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程。
3.2 水处理中的反应器
水处理的许多单元过程是由化学工程演化而来的，因而化学工程中的反应器理论也常用于研究水处理单元过程的特性。
3.2.1 反应器的类型
化工生产中，常有一个发生化学反应的核心单元，即发生化学反应的容器称为反应器。按反应器内物料的形态可以分为均相反应器(homogeneous reactor)和多相反应器(heterogeneous reactor)。把只在一个相内进行反应器，称为均相反应器，它通常在一种气体或液体内进行；而把发生在两相以上反应器，则称为多相反应器。
根据反应器的操作情况又可以分为连续流式反应器(continuous flow reactor)和间歇式反应器(batch reactor)两大类。将连续进行进出料的反应器则称为连续反应器，连续反应器是一种稳定流的反应器。连续反应器有两种完全对立的理想类型，即活塞流反应器(plug flow reactor)和恒流搅拌反应器(CFSTR，constant flow stirred tank reactor)，后者属于完全混合式反应器。间歇反应器内反应物是按“一罐一罐”进行反应的，完成卸料后，再进行下一批的生产，是一种完全混合式的反应器。此外，反应器还具有其他的操作类型，如流化床反应器、滴洒床反应器等。
1. 间歇式反应器
间歇反应器是在非稳态条件下操作的，所有物料一次加入，反应结束以后将物料同时取出，所有物料反应时间相同；反应物浓度是随时间变化的，因而化学反应速度也随时间而变化；但反应器内的成分总是均匀的。
2. 活塞流反应器
活塞流反应器通常由管段构成，也称管式反应器(tubular reactor)，其特征是流体总是以列队形式通过反应器，液体元素在流动的方向上无混合现象，但在垂直流动的方向上可能存在混合，构成活塞流反应器的充分必要的条件是：反应器中每一流体元素的停留时间都是相等的。由于管内水流较接近于这种理想状态，所以常用管子构成这种反应器，反应时间是管长的函数，反应物的浓度、速度沿管长发生变化；但是沿管长各断面点上反应物浓度、反应速度是不随时间而变化的。
3. 恒流搅拌反应器
恒流搅拌反应器也称为连续搅拌反应器（CCSTR，constant continous stirred tank reactor）,物料不断进出，连续流动。其基本特征是，反应物得到了很好的搅拌，因此反应器内各点的浓度是均匀的，不随时间而变化的，因此反应速度是确定不变的；它必然设置搅拌器，当反应物进入后，立即被均匀分散到整个反应器容积内，从反应器连续流出的产物，其成分与反应器内的成分一样。
4．恒流搅拌反应器串联
将若干个恒流搅拌反应器串联起来，或者在一个塔式或管式的反应器内分若干个级，在级内是充分混合的，级间是不混合的。其特点是既可以使反应过程有确定的反应速度，又可以分段控制反应，还可以使物料在反应器内的停留时间相对较集中；这种反应器它完全综合了活塞流反应器和恒流搅拌反应器的优点。
3.2.2 物料在反应器内的流动模型
物料在反应器内的流动情况，可以分成基本上没有混合，基本上均匀混合，或是介于这两者之间等三种情况。可以建立如下几种流动模型。
1. 理想混合流动模型
在理想混合流动模型中，进入反应器的物料马上均匀分散在整个反应器中，反应器内浓度完全均匀一致。
2. 活塞流流动模型
活塞流流动模型又可称为理想排挤模型，它是根据物料在管式反应器内高速流动情况提出来的一种流动模型，认为物料的断面速度分布完全是齐头并进的。其特点是物料在管式反应器的各个断面上流速是均匀一致的；物料经过轴向一定距离所需要的时间完全一样，即物料在反应器内的停留时间是管长的函数。
3. 轴向扩散流动模型和多级串联流动模型
在管式反应器里，有时流动情况介于活塞流和理想混合之间，对于这种类型的流动情况有数种流动模型，最常用的是活塞流叠加轴向扩散的流动模型和理想反应器多级串联流动模型。
活塞流叠加轴向扩散流动模型又简称轴向扩散流动模型，认为在流动体系中物料之所以偏离了活塞流，是因为在活塞流的主体上叠加了一个轴向扩散，这种流动模型见示意图3-1。图中u 的方向是流体的流动方向，与u 相反的方向是轴向扩散方向。
u
图3-1轴向扩散流动模型示意图
轴向扩散的量，可以用类似分子扩散过程中的费克定律来表示，即
X
dc
N D dx
=- （3-1） 式中 N —— 单位时间、单位横截面积上轴向反混的量；
X D —— 轴向扩散系数，负号表示扩散方向与物料流动方向相反；
dc
dx
—— 轴向的浓度梯度。 轴向扩散流动模型的特点：它把物料在流动体系中流动情况偏离活塞流的程度，用轴向扩散系数X D 表示，知道了物料在该流动体系的轴向扩散系数X D ，物料的流动情况就可用偏微分方程表示，便于计算。但是，它对于描述物料在反应器中的流动情况不够直观。
多级串联流动模型，是把一个连续操作的管式反应器看成是N 个理想混合的反应器串联的结果。它用串联的级数N 来反映实际流动情况偏离活塞流或偏离理想反应器的程度。它比较直观，停留时间分布可用以N 作参数的代数式表达，模型中表示流动特征的参数N 比较易由实验来决定。
用实验的方法得到模型中表示流动特征的参数D x 或N 。可以推导出二者的关系如下
X
D Lu
N 2=
（3-2） 式中 L —— 管长（m ）；u —— 流体的线速度（m/s ）；X D —— 轴向扩散系数（m 2/s ）；
N —— 与管式反应器相当的串连级数。
3.2.3 物料在反应器内的停留时间与停留时间分布
反应器的容积V 与流量Q 的的比值称为停留时间，它为平均停留时间。生产实践中，在连续操作的反应器里，可能存在死角、短流等情况，除理想的活塞流反应器以外，在某一时刻进入反应器的物料所含的无数微元中，每一微元的停留时间都是不同的。如果用一个函数E (t )来描述物料的停留时间分布情况，则该函数称为停留时间分布函数。
1. 间歇式反应器
间歇操作反应器里物料的停留时间是完全相同的。假若物料在反应器里的停留时间为τ，则停留时间小于或大于τ的物料分率都是0，停留时间等于τ的物料的分率为1，如图3-2所示。
2 活塞流反应器
在活塞流管式反应器里，物料没有回混，物料在反应器内的停留时间是管长的函数，若物料的体积流量F 和反应器的体积V 一定，物料的停留时间完全一样，均为F V /=τ。停留时间大于τ或小于τ的物料的分率均为0，停留时间等于τ的物料的分率为1。物料的停留时间分布函数如图3-3所示。
如果用函数E （t ）来描述物料的停留时间分布情况，则该函数称为停留时间分布函数。一般通过在流动体系的入口加入一定量的示踪剂，观测出口物料流里示踪剂浓度随时间的变化情况。
活塞流反应器只有在垂直于液体的流动方向上可能存在返混现象，在液体流动的方向上完全不存在混合现象，当然是理想模型。水处理中实际是按活塞流的概念来设计平流沉淀池的。物料在反应器中的停留时间是管长的函数，若物料的体积流量)(F 和反应器的体积)(V 一定，物料的停留时间完全一样，都是F V =τ。停留时间大于或小于 的物料的分率都是0，停留时间等于τ的物料的分率为1。物料的时间分布函数如图3-3所示。
图3-2间歇式反应器物料停留时间分布函数 图3-3活塞流反应器物料停留时间分布函数
1. 间歇式反应器
间歇操作反应器里物料的停留时间是完全相同的。假若物料在反应器里的停留时间为τ，则停留时间小于或大于τ的物料分率都是0，停留时间等于τ的物料的分率为1，如图3-2所示。
2 活塞流反应器
在活塞流管式反应器里，物料没有回混，物料在反应器内的停留时间是管长的函数，
若物料的体积流量F 和反应器的体积V 一定，物料的停留时间完全一样，均为F V /=τ。
停留时间大于或小于的物料的分率均为0，停留时间等于τ的物料的分率为1。物料的停留时间分布函数如图3-3所示。
在连续操作的反应器里，可能存在死角、短路流和沟流降低反应器的有效容积。死角指反应器中液体不流动或者流动极为缓慢的区域；进入反应器的液流中，未经主体流动而流出反应器的部分称为短路流；由于填料粘结造成局部收缩所形成沟流，或者在填料床与反应器壁间所形成的裂缝中的水流，其通过反应器的时间大大短于正常的时间，未与填料得到正常的接触，反应效果很差主要指水直接通过填料床。
活塞流反应器只有在垂直于液体的流动方向上可能存在返混现象，在液体流动的方向上完全不存在混合现象，当然是理想模型。水处理中实际是按活塞流的概念来设计平流沉淀池的。物料在反应器中的停留时间是管长的函数，若物料的体积流量)(F 和反应器的体积)(V 一定，物料的停留时间完全一样，都是F V =τ。停留时间大于τ或小于 τ的物料的分率都是0，停留时间等于τ的物料的分率为1。物料的时间分布函数如图3-3所示。
图3-2间歇式反应器物料停留时间分布函数 图3-3活塞流反应器物料停留时间分布函数
3. 恒流搅拌反应器
图3-4所示为恒流搅拌反应器中示踪剂浓度随时间变化的情况，黑点的数量表示示踪剂浓度的大小。在理想的恒流搅拌反应器中，瞬时注入一定量M 0的示踪剂后，与反应器中的物料发生理想混合，进入反应器内的示踪剂会迅速分散，即注入示踪剂的同时，反应器内示踪剂浓度为C 0=M 0/V ；由于反应器中物料混合情况属于理想混合，体系中出口示踪剂浓度应和反应器内示踪剂浓度相等。
为了得到理想反应器中示踪剂浓度与时间的关系，在t t t d +→时间间隔内对反应器内示踪剂进行物料衡算。t 时反应器内原有的示踪剂=t t d +时反应器内留存的示踪剂+t d 时间间隔流出的示踪剂。
)(t Vc [])(d )(t c t c V + dt t Fc )(
图3-4恒流搅拌反应器中示踪剂浓度随时间的变化
即 []t t Fc t c t c V t Vc d )()(d )()(++=
因此
t t V F t c t c d 1
d )()(d τ
-=-= 在0→t 时间内，示踪剂浓度由0c →)(t c ，即
由
??
-=t
t c c t t c t c 0)
(d 1)()(d 0
τ，得到τ
t
c t c -=0)(ln ， t
e c t c -
=0)( （3-3）
因此，式（3-3）代表理想情况下恒流搅拌反应器中示踪剂浓度和停留时间的关系。下
面研究停留时间的分布函数。在示踪剂注入后，经过dt t t +→时间间隔，从出口所流出的示踪剂占示踪剂总量)(0M 的分率为
示踪物)d (
N N ＝0
d )(d M t t c F t t t ??+→＝示踪物总量时间流出的示踪物量在 （3-4） 在注入示踪剂的同时，进入流动体系的物料若是N ，则在t → t+dt 时间间隔内从出口
流出的物料在N 中所占的分率为
t t E N
N
d )()d (
?＝物料 （3-5） 式中 )(t E ——停留时间分布函数。
所以 ττ
t
e t E -
=
1
)( （3-7）
式（3-7）就是理想情况下恒流搅拌反应器的停留时间分布函数，其图形见图3-5。
图3-5理想情况下恒流搅拌反应器的停留时间分布函数
4. 恒流搅拌反应器串联
图3-6所示为一个有两级的理想的恒流搅拌反应器串联。瞬时加入示踪剂M 0后，在t=0时第—级的示踪剂浓度为,)(01V M t c =经过t 秒以后，各级反应器内的示踪剂浓度分别为
)(1t c 、)(2t c 。示踪剂浓度随时间的变化可通过物料衡算得到。对于第一级
τt
e c t c -
=01)(
式中 τ——物料经过第一级的平均停留时间，若几个串连反应器的体积相同，则物料在每一级中的平均停留时间相同，都为τ。
图3-6 理想的两级恒流搅拌反应器串连时示踪剂浓度随时间的变化
对于第二级，在t → t+dt 时间间隔进行的物料衡算。
本级反应器内示踪剂的改变量＝进入本级的示踪剂量－离开本级的示踪剂量，即：
[])(d )(222t Vc c t c V -+ t t Fc d )(1 t t Fc d )(2
[]t t Fc t t Fc t Vc t c t c V d )(d )()()(d )(21222-=-+
t t c V
F
t t c V F t c d )(d )()(d 212-=
t t c t t c d )(1
d )(1
21τ
τ
-=
)(1
)(1d )(d 212t c t c t t c ττ-= 0)(d d
c e y x
x =? x c e y x d )(d 0=? 所以，0=x 时，0=y ，代入上式得0=c 所以 x c e y x
0=?或者x
xe c y -=0
τ
t
e
t
c t c -
=)()(02
同理，对三级串连可得到下列关系
τ
τ
t
e t c t c -=203)(21)(
对于四级串连，可得
τ
τ
t
e t c t c -?=304)(3121)(
对于N 级串连，同样得到
τ
τ
t
N N e t c N t C ---=10)()!1(1)(
上式是当N 个恒流搅拌反应器串连时，示踪剂随时间变化关系的计算式。据此可知，物料在此种类型的反应器里的停留时间分布函数为
τ
τ
t
N N e t c n M F t c M F t E ---==1000)()!1(1)()(
τ
τ
τt
N e t N t E ---=1)(1)!1(1)( （3-8）
式（3-8）就是N 个恒流搅拌反应器串连时)(t E 的计算公式，是指物料经过每一级反应器时的平均停留时间。
为便于对比，将上述各种典型反应器及其操作特点、停留时间分布函数的情况列于表3-1。
表3-1 各种典型反应器的比较
3.2.4 水处理中反应器的应用
上世纪70年代反应器的概念被引入到水处理理论中。 按反应器的定义，化学工程的反应器与水处理反应器存在一些差别，前者有多数是在高温高压下进行的，后者则大多情况下是在常温常压下进行的；前者多是按稳态为基础设计的，而后者的进料多是动态的（如水质、投加的各种药剂的量等）。
表3-2给出了水处理过程中典型的反应器类型。
借鉴反应器理论，可以确定水处理工艺的最佳形式，估算所需尺寸，确定最佳的操作条件。利用反应器的停留时间分布函数，可以判断物料在反应器里的流动模型，也可计算反应的转化率。
化学反应的转化率是指经过一定反应时间后，发生反应的反应物分子数与起始的反应物分子数之比。对于反应前后总体积无变化的化学反应，如液相反应和反应前后分子数没有变化的气相反应，其转化率可以用反应物浓度的变化来计算，即
000)(A A
A A A A A c c c V c V c c x -=
-=
（3-9） 式中 A x ——转化率；
V ——反应前后的总体积； 0A c ——0=t 时A 的浓度； A c ——t t =时A 的浓度。
可见，反应的转化率与反应时间有很大关系，反应时间的长短直接影响反应物的量。在反应器中，物料的停留时间不均匀。设停留时间为t 的那部分物料的转化率是)(t x ，在此反应器里的转化率应为平均值，即：
∑∑?=
?=
N
N
t x N
N t x x )
()( （3-10） 式中 )(t x ——停留时间为t 的物料的转化率；
N N ?——停留时间为t 的物料总量中所占的比率。
若停留时间间隔取得足够小，停留时间为t t t ?+→的物料占N N ?，则
()
dN x x t N
∞
=? 因
t t E N
N
d )(d = 故 0
()()x x t E t dt ∞
=
?
由此建立了转化率与分布函数的关系，原则上可以通过上式计算任何反应器里的转化率。式中)(t x 式由化学反应动力学模型所决定，)(t E 是由反应器中物料的流动模型所决定。
3.3 水处理基本方法与工艺
饮用水常规的处理工艺包括混凝、沉淀、过滤、消毒等单元，主要是去除水中的悬浮物和细菌，对各种溶解性化学物质的去除率较低，不能完全消除水污染造成的危害，更满足不了人们对饮用水的高标准要求，加之长距离管道输送和高位水箱的二次污染，饮用水存在安全风险。
确定水处理工艺的基本出发点是以较低的成本、安全稳定的运行过程，获得满足相关水质要求的水。针对原水水质及处理后的水质要求，会形成各种水处理工艺；水处理设施所在的地区气候、地形地质、技术经济条件的差异，也会影响到水处理工艺流程的选择。 3.3.1 水处理工艺流程
水中的杂质多种多样，通过水处理过程可以去除杂质或者添加需要的某种元素，调节各项水质参数达到规定的指标。通常将几种基本单元过程互相配合，形成水处理工艺，称为水处理工艺流程。
水处理工艺中一般有一个主处理工艺。如以去除有机物为主的生活污水生物处理过程以活性污泥法为主工艺；进入主工艺前，有时还需要经过预处理，尽量去除那些在性质或大小上不利于主工艺过程的物质，如高浊度水给水处理和污水处理中的筛除、除砂等。
为了保证水处理系统正常运转，还要有工艺过程自动监控系统、变配电及电力系统、通风和供热系统等。
3.3.2 典型给水处理流程
图3-7 典型地表水处理工艺流程
当水源受到有机污染污染时，需要增加预处理或深度处理单元，图3-8所示就是带有除污染工艺的典型给水处理工艺流程。
图3-8 典型除污染给水处理流程
工业用水的要求不同，常采用不同的处理流程。如图3-9所示，对于一般工业冷却水系统，仅经自然沉淀或混凝沉淀即可达到要求；而电子行业等高标准用水，必须在常规水处理工艺基础上进行深度处理，如图3-10所示。
图3-9 一般冷却水流程
a)自然沉淀
b ）混凝沉淀
图3-10 除盐水处理流程
3.3.3典型污水处理流程
一般城市污水中的污染物易于生物降解，通常主要采用生物处理方法，图3-11所示是典型的城市污水处理工艺流程。对于各种工业废水处理，要根据主要污染物的性质采用相应的处理方法，如图3-12是典型的焦化废水处理流程。
图3-11 典型城市污水处理工艺流程
对于各种工业废水处理，要根据主要污染物的性质采用相应的处理方法，图3-12所示是典型的焦化废水处理流程。
图3-12 典型的焦化废水处理流程
当处理后的水要回用时，则要进一步的深度处理，满足回用的要求。图3-13所示是典型的洗浴废水回用处理流程。
图3-13 典型的洗浴废水回用处理流程
[水处理技术]十种常用水处理方法
[水处理技术]十种常用水处理方法 沉淀物过滤法 沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物 质清除干净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器（filter）以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器（如石英沙等）或膜状滤器等。只要颗粒大小大于这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对于溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质，同时也要在固定时间内更换滤器。沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。2硬水软化法 硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换
树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，以此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下： Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+ 2Na+1式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後，将原本含在其内的Na+离子释放出来。树脂基质（resin matrix）内藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原（regeneration）的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%，其反应方式如下：Ca-EX2+2Na+ （浓盐水）→ 2Na-EX+Ca2+Mg-EX2+2Na+ （浓盐水）→ 2Na-EX+Mg2+如果水处理的过程中没有阳离子的软化，不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜，长期饮用也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题，所以设备上需要有逆冲的功能，一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。全自动钠离子交换器采用离子交换原理，去除水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时，水中的钙、镁离子便与树脂吸附的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。 3去离子法
水处理十大技术
水处理十大技术 1、软化法是指将水中硬度（主要指水中钙、镁离子）去除或降低一定程度的水。水在软化过程中，只是软化水质，而不能改善水质。 2、蒸馏法是指将水煮沸，然后收集蒸汽，使之冷却和凝结成液体。蒸馏水是极安全的饮用水，但有一些问题要进一步探讨。由于蒸馏水不含矿物质，这成为反对者提出人的寿命容易老化的理由。另外利用蒸馏法成本较高，耗费能源，不能去除水中挥发性物质。 3、煮沸法是指自来水煮沸后饮用，这是一种古老的方法，在国内普遍地应用。水煮沸可杀死细菌，但对一些化学物质和重金属不能去除，即使其含量极低，所以饮用仍是不安全的。 4、磁化法是指利用磁场效应处理水，称为水的磁化处理。磁化处理的过程就是水在垂直于磁力线的方向通过磁铁后，即完成磁化处理的过程。我国对水的磁化处理，到目前为止仍是处于实践和研究的初级阶段，国外的净水器没有磁化功能的要求，因为磁化水不属于净水的范围，而是属于医疗方面的问题。 5、矿化法是指在净化的基础上再向水中增添对人体有益的矿物元素（如钙、锌、锶等元素）。市售净水器一般通过在净水器中添加麦饭石来达到矿化的目的，但国家卫生部已经明令指出：“涉水产品不得宣传任何保健功能”。臭氧、紫外线杀菌这些方面都只能杀菌，去除不掉水中的重金属和化学物质，经杀死的细菌尸体仍残留在水中，而成为热原。 6、电解法是把净化后的水进行电解，始于日本，这种设备称为电解水机。它是把水先进行净化处理，然后再进行电解活化，其碱性活化水与人体内环境之PH值相对应，对人体有保健作用，适于饮用；酸性活化水可用于洗脸、洗澡，有美容作用。不过，电解水对人体到底有多大的好处，尚需进一步探讨。 7、活性碳吸附 可分为以下三种形态 A.颗粒活性炭较为常用，多用本质、煤质、果壳（核）等含碳物质通过化学法或物理活化法制成。它有非常多的微孔和比表面积，因而具有很强的吸附能力，能有效地吸附水中的有机污染物。此外在活化过程中，活性碳表面的非结晶部位形成一些含氧官能团，这些基团使活性碳具有化学吸附和催化氧化、还原性能，能有效去除水中一些金属离子。 B.渗银活性碳将活性炭和银结合在一起，不仅对水中有机污染物有吸附作用，还具有杀菌作用，而且在活性炭内不会滋长细菌，解决了净水器出水有时出现亚硝酸盐含量高的问题。当水通过渗银活性碳时，银离子就会慢慢释放出来，起到消毒杀菌作用。由于活性炭对
常用生活污水处理工艺介绍及对比
几种常用生活污水处理工艺的比较 一、概述 生活污水处理工艺目前已相当成熟，其核心技术为活性污泥法和生物膜法，对活性污泥法（或生物膜法）的改进及发展形成了各种不同的生活污水处理工艺，传统的活性污泥法处理工艺在中小型生活污水处理已较少使用。根据污水的水量、水质和出水要求及当地的实际情况，选用合理的污水处理工艺，对污水处理的正常运行、处理费用具有决定性的作用。 本文主要对生活污水几种常用的处理工艺作简单介绍，包括氧化沟、序批式活性污泥法（SBR）、生物接触氧化法、曝气生物滤池（BAF）、A-0工艺、膜生物反应器（MBR）等。 二、中小型生活污水处理工艺简介 典型的生活污水处理完整工艺如下： 污水——前处理——生化法——二沉池——消毒——出水 | | ——-——污泥处理系统-- 前处理也称为预处理技术，常用的有格栅或格网、调节池、沉砂池、初沉池等。 由于生活污水处理的核心是生化部分，因此我们称污水处理工艺是特指这部分，如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法（包括厌氧和好氧）处理生活污水在目前是最经济、最适用的污水处理工艺，根据生活污水的水量、水质及现场的条件而选择不同的污水处理工艺对投资及运行成本具有决定性的影响。下面就目前常用的生活污水处理工艺作一简介。 1、氧化沟工艺 氧化沟是活性污泥法的一种变形，其池体狭长，故称为氧化沟。氧化沟有多种构造型式，典型的有：A：卡罗塞式；B：奥巴尔型；C：交替工作式氧化沟；D：曝气—沉淀一体化氧化沟 氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂，其规模从每日几百立方米至几万立方米，工艺日趋完善，其构造型式也越来越多。其主要特点是：进出水装置简单；污水的流态可看成是完全混合式，由于池体狭长，又类似于推流式；BOD负荷低，处理水质良好；污泥产率低，排泥量少；
工业废水处理的十大方法详解
工业废水处理的十大方法详解 中国对废水污染的治理与西方发达国家相比起步较晚，在借鉴国外先进处理技术经验的基础上，以国家科技攻关课题为平台，引进和开发了大量的废水处理新技术，某些项目已达到国际先进水平。这些新技术的投产运行为缓解中国严峻的水污染现状，改善水环境发挥了至关重要的作用。 1膜技术 膜分离法常用的有微滤、纳滤、超滤和反渗透等技术。由于膜技术在处理过程中不引入其他杂质，可以实现大分子和小分子物质的分离，因此常用于各种大分子原料的回收。 如利用超滤技术回收印染废水的聚乙烯醇浆料等。目前限制膜技术工程应用推广的主要难点是膜的造价高、寿命短、易受污染和结垢堵塞等。伴随着膜生产技术的发展，膜技术将在废水处理领域得到越来越多的应用。 2铁碳微电解处理技术 铁碳微电解法是利用Fe/C原电池反应原理对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法、铁屑过滤法等。铁炭微电解法是电化学的氧化还原、电化学电对对絮体的电富集作用、以及电化学反应产物的凝聚、新生絮体的吸附和床层过滤等作用的综合效应，其中主要是氧化还原和电附集及凝聚作用。 铁屑浸没在含大量电解质的废水中时，形成无数个微小的原电池，在铁屑中加入焦炭后，铁屑与焦炭粒接触进一步形成大原电池，使铁屑在受到微原电池腐蚀的基础上，又受到大原电池的腐蚀，从而加快了电化学反应的进行。 此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点，并使用废铁屑为原料，也不需消耗电力资源，具有“以废治废”的意义。目前铁炭微电解技术已经广泛应用于印染、农药/制药、重金属、石油化工及油分等废水以及垃圾渗滤液处理，取得了良好的效果。 3Fenton及类Fenton氧化法
电解水处理器概述
电解水处理器是针对冷却循环水系统中普遍存在的四大问题：腐蚀、结垢、菌藻污染、粘泥污染，而研制的电解过滤一体化型综合处理器，由单台设备代替了需要多台设备才能完成的处理过程，从而取代了传统的处理方式。它应用高科技专利技术——电解自动刮刀除垢技术与刷式扫描自清洗过滤技术。巧妙的解决了目前常规综合水处理器出现的诸多问题，具有对水质综合优化处理，防垢、防腐、杀菌、灭藻、超净过滤功能，采用机电一体化设计，纯电化学方式处理，无需额外添加化学药剂，阻力小、流量大。而且运行费用极低，操作简单，维护方便，是各种循环水系统之最佳选择。 工作原理 ◆电解预先除垢缓蚀、杀菌灭藻 本系统采用了先进的电化学水处理专利技术——电解除垢杀菌。该设备直接安装在循环水供水管道上，通过大电流电解，一机多能，同时实现预先除垢、缓蚀和杀菌灭藻三大功能。主动预先除垢技术：通过电解，水中的成垢离子预先沉淀在阴极表面并被去除。电解反应室中维持一定的工作电流，在阴极（反应室内壁）附近形成高浓度的氢氧根离子，这种升高的pH环境（pH大约为13）让易结垢的矿物质预先结垢，并从水中析出，吸附于电解反应室内壁。在自动控制系统的控制下通过自动电动刮刀系统主动将其刮除下来并自动排出。 电解缓蚀技术：电解反应室与管道相连，起到阴极保护作用。电解产生的活性物质（活性氧和氢氧根自由基等）在设备管道内壁形成保护膜，隔离溶解氧与管壁产生氧化腐蚀。该过程全自动运行，自动适应水质变化，可动态调节冷却循环水LSI指数，实现缓蚀作用。 电解杀菌灭藻技术：电解电流将水中的部分氯离子转化成游离氯（水中余氯高达0.5ppm），同时产生臭氧、氧自由基、氢氧根自由基和双氧水等强氧化剂，实现杀菌灭藻功能。同时结合安培电流、阴极高pH环境的和阳极低pH环境，进一步增强杀菌灭藻能力。特别的，电解作用能杀灭空调系统容易爆发的军团菌，全面防治生物污染，保护人类健康。 ◆有效过滤悬浮物、生物粘泥等微小颗粒明显改善水质 由于循环水系统不断地接触空气等杂质，一段时间后，冷却水系统会累积很多淤泥及其它沉淀物。如果不及时清除，这些杂质会降低热交换效率，促进细菌的生长和腐蚀的发生以及减少器材的使用寿命，增加能耗，甚至穿孔。 本系统采用自动刷洗滤网过滤技术，选用精密不锈钢滤网，过滤精度高、过滤速度快、反冲洗耗水少，能够有效滤除杂质和水垢。并进一步破坏菌藻生存环境，将系统中附在悬浮物的细菌藻类过滤除去，使细菌藻类不易繁殖生存，确保冷却水系统始终干净。 ◆工作过程与自动除垢清洗过程 工作过程：被处理的水从进水口进入电解腔内，水中的钙镁离子、铁离子等成垢离子被电解后形成锈垢吸附在电解腔的壳体内壁上，同时对水体进行电解杀菌消毒、杀生灭藻。被电解处理后的水流过检修腔后，进入置于过滤腔内的滤筒内,杂质被拦截在滤筒的内表面，清洁后的水从出水口13流出。 除垢和清洗过程：当滤网内表面的污垢越来越多，进出水口间的压差会越来越大，当压差达到设定值（一般为0.05MPa）时，自动打开排污阀，启动刮垢电机，带动除垢刮刀进行旋转运动，刮除电解腔内壁的水垢。同时带动清洁刷进行旋转运动。清洁刷将滤筒内表面的污垢杂质刷下来后，并通过排污阀自动排出。 应用范围
常见污水处理工艺汇总
1物理法： 1.沉淀法：主要去除废水中无机颗粒及SS 2.过滤法：主要去除废水中SS和油类物质等 3.隔油：去除可浮油和分散油 4.气浮法：油水分离、有用物质的回收及相对密度接近于1（水的密度近似1）的悬浮固体 5.离心分离：微小SS的去除 6.磁力分离：去除沉淀法难以去除的SS和胶体等 2化学法： 1.混凝沉淀法：去除胶体及细微SS 2.中和法：酸碱废水的处理 3.氧化还原法：有毒物质、难生物降解物质的去除 4.化学沉淀法：重金属离子、硫离子、硫酸根离子、磷酸根、铵根等的去除 3物理化学法： 1.吸附法：少量重金属离子、难生物降解有机物、脱色除臭等 2.离子交换法：回收贵重金属，放射性废水、有机废水等 3.萃取法：难生物降解有机物、重金属离子等 4.吹脱和汽提：溶解性和易挥发物质的去除。 重点介绍 （随着各种工艺不断改进，原有缺点不断被修正，因此只列出各种工艺的优点） 4生物法 1.活性污泥法：废水生物处理中微生物(micro-organism)悬浮在水中的各种方法的统称。 （1）SBR法 序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 工艺流程图：
SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。 优点： 1）工艺简单，节省费用 2）理想的推流过程使生化反应推力大、效率高 3）运行方式灵活，脱氮除磷效果好 4）防治污泥膨胀的最好工艺 5）耐冲击负荷、处理能力强 (2)CASS法 CASS法是SBR法的改进型，特点是占地小、运行费用低、技术成熟、工艺稳定。 CASS法是在CASS反应池前部设置生物选择区，后部设置可升降的自动滗水装置。 工艺流程图： （3）AO法 AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。 工艺流程图： 优点： 1）系统简单，运行费低，占地小 2）以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源，节省了投加外碳源的费用 3）好氧池在后，可进一步去除有机物 4）缺氧池在先，由于反硝化消耗了部分碳源有机物，可减轻好氧池负荷 5）反硝化产生的碱度可补偿硝化过程对碱度的消耗 （4）AAO法 AAO法又称A2O法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。 工艺流程图：
中水处理方法的分类概述
中水处理方法的分类概述 中水处理方法的分类概述 按当前已被采用的方法大致可分为三类 1、生物处理法利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物，包括好氧和厌氧微生物处理，一般以好氧处理较多。 2、物理化学处理法以混凝沉淀(气浮)技术及活性炭吸附相结合为基本方式，与传统的二级处理相比，提高了水质，但运行费用较高。 3、膜处理采用超滤(微滤)或反渗透膜处理，其优点是SS 去除率很高，占地面积与传统的二级处理相比，减少了很多。但目前对此工艺在实际应用上还存有一定争议。 中水处理工艺流程的选择 确定工艺流程时必须掌握中水原水的水量、水质和中水的使用要求，应根据上述条件选择经济合理、运行可靠的处理工艺;在选择工艺流程时，应考虑装置所占的面积和周围环境的限制以及噪声和臭气对周围环境带来的影响;中水水源的主要污染物是有机物，目前大多数以生物处理为主处理方法;在工艺流程中消毒灭菌工艺必不可少，一般采用含氯消毒剂进行消毒。
中水处理的工艺流程主要取决于中水水源和中水的用途，中水水源不仅影响处理工艺的选择，而且影响处理成本，因此，中水水源的选择十分关键;当前，我们国家主要以小区生活污水作为中水水源，所处理的中水主要用于浇花、冲厕、洗车等。 全自动软水器广泛用于工业及民用软化水处理，如锅炉供水、供热、空调系统补充水、优质生活水等。该系统主要由多路阀、控制器、树脂罐、盐箱等组成，从而实现运行、反洗、再生、正洗等各个工艺过程。 工业用水方面，城市污水和工业废水作为稳定的第二水源，在二级处理的基础上，进行深度处理，可成为优质的工业用水。污水处理及中水回用设备采用实用的新技术，进行污水处理，再经过反渗透处理，可满足高、中压锅炉补给水、循环冷却水、化工、电力等行业严格的工艺用水要求。 酒类及饮料用反渗透纯水机设备是将自来水(井水)通过合理、高效的预处理系统去除水中颗粒、杂质、胶体、余氯以后，再利用高科技的反渗透膜分离技术去除水中的细菌、病毒等微生物和绝大部分对人体有害的重金属等离子，直接用于酒类勾兑生产。使用这种纯水，不但可保留啤酒、葡萄酒特有的醇香，还可减少工艺流程。
10种常见的水处理方法
? 1. 沉淀过滤法 这是一种最原始的过滤方法，它是依靠水中微粒杂质的自身重量下沉来达到分离的目的。常用于水中杂质颗粒较大的场所，如江河湖水的初步自然澄清过滤。 2. 蒸馏法 蒸馏法是把水加热，变成气体，分出混入气相中的低沸点成分或飞沫成分，低沸点气体放于大气中。不挥发性不纯物残留于液相中，成为浓缩液排出。如此把水精制成高纯度的水。 此法耗电耗水量很大，且使用时需有人看守，使用不方便，现已较少使用。 3. 薄膜微孔过滤（MF）法 薄膜微孔过滤法包括三种形式：深层过滤、筛网过滤、表面过滤。 深层过滤是以编织纤维或压缩材料制成的基质，利用隋性吸附或是捕捉方式来留住颗粒，如常用的多介质过滤或砂滤；深层过滤是一种较为经济的方式，可去除98%以上的悬浮固体，同时保护下游的纯化单元不会被堵塞，因此通常做为预处理。 表面过滤则是多层结构，当溶液通过滤膜时，较滤膜内部孔隙大的颗粒将被留下来，并主要堆积在滤膜表面上，如常用的PP纤维过滤。表面过滤可去除99.9%以上的悬浮固体，所以也可作为预处理或澄清用。 筛网滤膜基本上是具有一致性的结构，就象筛子一般，将大于孔径的颗粒，都留在表面上（这种滤膜的孔量度是非常精准的），如超纯水机终端使用的用点保安过滤器；筛网过滤微孔过滤一般被置于纯化系统中的最终使用点，以去除最后的残留微量树脂片、碳屑、胶体和微生物。 4、活性炭吸附法 活性炭依靠吸附和过滤作用主要去除水中的异色、异味、余氯、残留消毒物等有机物杂质。 5. 电渗析 渗析是一种物理现象。如将两种不同浓度的盐水，用一张渗透膜隔开，浓度高的盐水中的溶质如无机盐离子通过膜向浓度低的盐水中渗透，这个现象就是渗析。这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的，称为浓差渗析。因为是以浓度差作为推动力，扩散速度始终是比较慢的。如果要加快这个速度，就可以在膜的两边加一直流电极。 电解质在电场的作用下，会加快迁移的速度，这就称为电渗析。 电渗析耗电量大，且渗析膜片易坏，在反渗透技术出现后已很少使用。 6. 离子交换（IX）法 离子交换法的原理是将原水*中的无机盐阴阳离子如钙离子Ca2+、镁离子Mg2+、硫酸盐SO42-、硝酸盐NO3-等，通过与离子交换树脂交换，使水中的阴、阳离子
污水处理的十种工艺
水处理行业相对的10项技术 1.膜技术 膜分离法常用的有微滤、纳滤、超滤和反渗透等技术。由于膜技术在处理过程中不引入 其他杂质，可以实现大分子和小分子物质的分离，因此常用于各种大分子原料的回收。 如利用超滤技术回收印染废水的聚乙烯醇浆料等。目前限制膜技术工程应用推广的主要 难点是膜的造价高、寿命短、易受污染和结垢堵塞等。伴随着膜生产技术的发展，膜技术将 在废水处理领域得到越来越多的应用。 2.铁碳微电解处理技术 2.jpg 铁碳微电解法是利用Fe/C原电池反应原理对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法、铁屑过滤法等。铁炭微电解法是电化学的氧化还原、电化学电对对絮体的电富集作用、以及 电化学反应产物的凝聚、新生絮体的吸附和床层过滤等作用的综合效应，其中主要是氧化还 原和电附集及凝聚作用。 铁屑浸没在含大量电解质的废水中时，形成无数个微小的原电池，在铁屑中加入焦炭后，铁屑与焦炭粒接触进一步形成大原电池，使铁屑在受到微原电池腐蚀的基础上，又受到大原 电池的腐蚀，从而加快了电化学反应的进行。 此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点，并使用废铁屑为原料，也不需消耗电力资源，具有“以废治废”的意义。目前铁炭微电解技术 已经广泛应用于印染、农药/制药、重金属、石油化工及油分等废水以及垃圾渗滤液处理，取 得了良好的效果。 3.Fenton及类Fenton氧化法
典型的Fenton试剂是由Fe2+催化H2O2分解产生˙OH，从而引发有机物的氧化降解反应。由于Fenton法处理废水所需时间长，使用的试剂量多，而且过量的Fe2+将增大处理后废水 中的COD并产生二次污染。 近年来，人们将紫外光、可见光等引入Fenton体系，并研究采用其他过渡金属替代 Fe2+，这些方法可显著增强Fenton试剂对有机物的氧化降解能力，减少Fenton试剂的用量，降低处理成本，统称为类Fenton反应。 Fenton法反应条件温和，设备较为简单，适用范围广;既可作为单独处理技术应用，也可 与其他方法联用，如与混凝沉淀法、活性碳法、生物处理法等联用，作为难降解有机废水的 预处理或深度处理方法。 4.臭氧氧化 3.jpg 某制药废水项目臭氧工艺流程 臭氧是一种强氧化剂，与还原态污染物反应时速度快，使用方便，不产生二次污染，可 用于污水的消毒、除色、除臭、去除有机物和降低COD等。单独使用臭氧氧化法造价高、 处理成本昂贵，且其氧化反应具有选择性，对某些卤代烃及农药等氧化效果比较差。 为此，近年来发展了旨在提高臭氧氧化效率的相关组合技术，其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等组合方式不仅可提高氧化速率和效率，而且能够氧化臭氧单独作用时难以氧 化降解的有机物。由于臭氧在水中的溶解度较低，且臭氧产生效率低、耗能大，因此增大臭 氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研制高效低能耗的臭氧发生装置成为研究的主要方向。 5.磁分离技术 磁分离技术是近年来发展的一种新型的利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离的水处理技术。对于水中非磁性或弱磁性的颗粒，利用磁性接种技术可使它们具有磁性。
常用的水处理方法
常用的水处理方法 到目前为止，常用的水处理方法有：(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七)蒸馏法、(八)紫外线消毒法等，当然，以后肯定还会有新的水处理方法出现，在这就先讲这些存大的.现在将这些处理法之原理及功能在此一一说明。 一、沉淀物过滤法沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除 乾净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对於溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质，同时也要在固定时间内更换滤器。 沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。 二、硬水软化法 硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如 下:Ca2++2Na-EXCa-EX2+2Na+1 Mg2++2Na-EXMg-EX2+2Na+1式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後，将原本含在其内的Na+离子释放出来。
废水处理技术
焦化废水是由原煤的高温干馏、煤气净化和化工产品精制过程中产生的。废水成分复杂，其水质随原煤组成和炼焦工艺而变化。核磁共振色谱图中显示：焦化废水中含有数十种无机和有机化合物。其中无机化合物主要是大量氨盐、硫氰化物、硫化物、氰化物等，有机化合物除酚类外，还有单环及多环的芳香族化合物、含氮、硫、氧的杂环化合物等。总之，焦化废水污染严重，是工业废水排放中一个突出的环境问题。 《污水综合排放标准》（GB8978－96）对焦化废水新改扩建项目要求：NH 3 -N≤15mg/L，COD≤100mg/L。过去，国内外去除焦化废水中的NH 3 -N和COD主要采用生化法，其中以普通活性污泥法为主，该方法可有效去除焦化废水中酚、氰类物质，但对于难降解有机物和NH 3 -N去除效果较差，难以达标排放。难降解有机物的处理已引起国内外有关学者的高度重视，许多学者对难降解有机物进行了大量研究，同时改进了焦化废水中NH 3 -N脱除工艺，提出了许多切实可行的处理设施和技术，使出水COD和NH 3 -N浓度大大降低。本文将介绍几种先进有效的焦化废水的处理技术。 1 焦化废水的预处理技术 去除焦化废水中的有机物主要采用生物处理法，但其中部分有机物不易生物降解，需要采用适当的预处理技术。常用的预处理方法是厌氧酸化法。 厌氧酸化法是一种介于厌氧和好氧之间的工艺，其作用机理是通过厌氧微生物水解和酸化作用使难降解有机物的化学结构发生变化，生成易降解物质。厌氧微生物对于杂环化合物和多环芳烃中环的裂解，具有不同于好氧微生物的代谢过程，其裂解为还原性裂解和非还原性裂解。厌氧微生物体内具有易于诱导、较为多样化的健全开环酶体系，使杂环化合物和多环芳烃易于开环裂解。焦化废水中存在较多的易降解有机物，可以作为厌氧酸化预处理中微生物生长代谢的初级能源和碳源，满足了厌氧微生物降解难降解有机物的共基质营养条件。焦化废水经厌氧酸化预处理后，可以提高难降解有机物的好氧生物降解性能，为后续的好氧生物处理创造良好条件[1] 。赵建夫等[2] 将水解一酸化作为焦化废水预处理工艺，废水经6h水解一酸化，12h好氧生化处理，COD去除率达91％，比传统的生化处理法提高了近40％[3] 。 2 焦化废水的二级处理技术 焦化废水经预处理后，废水的可生化性得到了提高，但其中难降解有机物不能彻底分解为CO2和H2O，必须进行二级处理。焦化废水的二级处理方法很多，有生物化学法、物理法、化学法以及物理化学法等。目前，效果较好的二级处理技术主要有以下几种。 2.1 催化湿式氧化技术 催化湿式氧化技术是80年代国际上发展起来的一种治理高浓度有机废水的新技术，是在一定温度、压力下，在催化剂作用下，经空气氧化使污水中的有机物、氨分别氧化分解成CO2、H2O及N2等无害物质，达到净化目的。其特点是净化效率高，流程简单，占地面积少。杜鸿章等研制出适合处理焦化厂蒸氨、脱酚前浓焦化污水的湿式氧化催化剂，该催化剂活性高，耐酸、碱腐蚀，稳定性高，适用于工业应用，对CODcr及NH 3 -N的去除率分别为99.5％及99.9％；而且，经催化湿式氧化法治理焦化废水小试结果估算，治理费用与生化法相近，但处理后的水质远优于生化法。从技术、经济指标、环境效益分析采用催化湿式氧化法治理焦化废水经济可行[4] 。
水处理教学大纲
《水处理工程技术》教学大纲 制（修）订单位：建筑工程系工程技术教研室 课程名称：水处理工程技术 适用专业：给水排水工程专业、市政工程专业 总学时： 60 理论学时：60 实践学时：0 一、说明 1．本课程的性质和目的 本课程是市政工程和给水排水工程专业的一门主干专业核心课程。课程的主要任务是，使学生全面系统地了解水的性质、给水和污水的水质特征与水质指标、水体污染及危害与自净等基本概念与理论，较扎实地掌握水处理的基本概念、基本理论、基本方法及其发展状况，基本掌握各种水处理的工程技术与方法、应用条件，以及新工艺与新技术，为将来从事本专业的工程设计、科研及运行管理工作等奠定必要的理论和应用基础。培养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工艺系统的初步能力。 2．本课程的教学要求 通过对本课程的学习要求学生了解水的性质、饮用水水质与水质标准及其与人体健康的关系等；了解水的污染指标、污水特性、我国的污水排放标准和污水处理现状与发展等、污水处理的目标和我国现行法规对污水处理技术提出的要求；掌握水体（河流、湖泊、海洋、地下水等）污染的规律和危害、及其自净过程，水体质量评价及水污染防治措施等；加深对水处理工艺中反应器概念的理解，全面系统地掌握水的物理、化学、物理化学、生物处理法以及污泥处理与处置的基本概念、基本理论与基本方法；基本掌握城市水处理工程和工业企业水处理工艺技术、方法以及新工艺与新技术的应用条件，为进一步学习其他专业课奠定理论基础，培养学生具有水处理工程的设计、运行管理与科学研究的基本能力。
3．考核办法 总成绩＝阶段总成绩（作业、平时成绩、期中考试成绩）×60％＋期末考试成绩×40％。 期末考试形式为闭卷笔试。 二、教学目的与教学内容 1、讲授大纲 绪论（理论：2学时） 教学内容： (1)水处理工程技术的目的和任务；本课程与相关课程的关系………………1学时 (2)本课程的内容，学习方法；我国水资源状况………………………………1学时 教学要求： (1)了解为什么学，学什么，怎样学，以调动学生学习该门课程的学习积极性。 教学重点： (1)课程的地位、性质和任务 (2)课程的学习方法 (3)课程的内容和要求 教学难点： (1)课程的内容和要求 第一章水质与水质标准（理论：4学时） 教学内容： (1)水中杂质的种类和性质……………………………………………………1学时 (2)河流水体的自净规律………………………………………………………1学时 (3)给水水质标准………………………………………………………………1学时 (4)污水排放标准………………………………………………………………1学时 教学要求：
常用的水处理设备处理方法及功能有哪些
水处理便是通过物理的、化学的手段，去除水中一些对生产、生活不需要的物质的过程。为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝，以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。 由于社会生产、生活与水密切相关，因此，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。常说的水处理设备包括：污水处理和饮用水处理两种。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。 常用的水处理方法有：(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七) 蒸馏法、(八)紫外线消毒法等，现在将这些处理法之原理及功能在此一一说明。
一、沉淀物过滤法 沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对於溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质，同时也要在固定时间内更换滤器。
沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。 二、硬水软化法 硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下: Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1 Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1 式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後，将原本含在其内的Na+离子释放出来。 现在市面上出售的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质(resin matrix)内藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原(regeneration)的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%，其反应方式如下: Ca-EX2+2Na+ (浓盐水)→2Na-EX+Ca2+
一般水处理方法及原理
一般水处理方法及原理 常用的水处理方法有：(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七)蒸馏法、(八)紫外线消毒法、(九)生物化学法等，现在将这些处理法之原理及功能在此一一说明。 沉淀物过滤法 沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对於溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质，同时也要在固定时间内更换滤器。 沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。 硬水软化法 硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下: Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1 Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1 式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之後，将原本含在其内的Na+离子释放出来。 现在市面上出售的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质(resin matrix)内藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原(regeneration)的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%，其反应方式如下: Ca-EX2+2Na+ (浓盐水)→2Na-EX+Ca2+ Mg-EX2+2Na+ (浓盐水)→2Na-EX+Mg2+ 如果水处理的过程中没有阳离子的软化，不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜，同时病人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题，所以设备上需要有逆冲的功能，一段时间後就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。另一个值得注意问题的是高血钠症，因为透析用水的软化与再还原过程是*计时器来控制，正常情况还原作用大多发生在半夜，这是*阀门在控制，如果发生故障，大量盐水就会涌进水源，进而造成病人的高血钠症。 活性炭 活性炭是由木头，残木屑，水果核，椰子壳，煤炭或石油底渣等物质在高温下乾馏炭化而成，制成後还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其它分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性炭的表面呈颗粒状，内部是多孔的，孔内有许多约1Onm~lA大小的毛细管,1g的活性炭内部表面积高达700-1400m2，而这些毛细管内表面及颗粒表面就是吸附作用之所在。影响活性炭清除有机物能力的因素有活性炭本身的面积，孔洞大小以及被清
半导体行业废水处理方法概述
半导体行业废水处理方法概述 发表时间：2018-11-14T19:26:30.977Z 来源：《防护工程》2018年第20期作者：张学良[导读] 该文章主要叙述了半导体行业的废水种类、来源、处理方法，并预测废水处理的未来发展方向。 江苏中电创新环境科技有限公司江苏省无锡市 214073 摘要：该文章主要叙述了半导体行业的废水种类、来源、处理方法，并预测废水处理的未来发展方向。 关键词：含氟废水；含磷废水；有机废水；研磨废水；氨氮废水；酸碱废水 从国家经济发展、工业布局和产业导向的变化来看，信息产业将是未来重点发展的行业之一。其中，半导体行业作为信息产业的基础，将会有迅猛的发展。而随着该行业的快速发展，其对环境的影响及压力势必有所增加。半导体行业的废水处理形势也必然越来越严峻。 沃威沃公司面对的主要是半导体行业，兼做纯水处理和废水处理。纯水是用于生产工程的供水，废水则是生产线上形成的清洗水。目前，半导体行业的废水以处理后排放为主。本文章主要叙述目前半导体行业产生的废水种类、来源和处理方法。 1. 废水的种类及来源 1.1.废水的种类 由于半导体公司的最终产品不同，各公司生产过程中产生的废水种类都不一样，各公司对产生的废水来源不一样所进行的分类也不一样。总的来水，半导体行业的废水可以分为含氟废水、含磷废水、有机废水、研磨废水、氨氮废水和酸碱废水。如无锡华润上华没有含磷废水，上海天马没有研磨废水。 1.2.废水的来源 含氟废水主要来源于来自于自芯片制造过程中的扩散工序及化学机械研磨工序，在对硅片及相关器皿的清洗过程中也多次用到氢氟酸。对粘膜、上呼吸道、眼睛、皮肤组织有极强的破坏作用。污染物主要为氟离子。 含磷废水主要来源于生产工程中的铝刻蚀液。 有机废水，由于生产工艺的不同，有机溶剂的使用量对于半导体行业而言具有很大的差距。但是作为清洗剂，有机溶剂仍然广泛使用在制造封装的各个环节上。部分溶剂则成为有机废水排放。有机废水主要来源于IPA溶剂、显影液、ITO刻蚀液、酸洗塔酸碱废水、酸洗塔有机废水。 研磨废水主要来源于晶圆切割抛光后的后续清洗制程。主要污染物为悬浮固体。 氨氮废水主要来源于刻蚀过程中使用的氨水、氟化铵及用高纯水清洗。 酸碱废水主要来源于制造过程中的清洗工艺；纯水系统中多介质过滤器、活性炭过滤器的反冲洗水，混床再生后的清洗水；冷却塔排水。 2. 废水处理技术 2.1.含氟废水处理 含氟废水的治理技术主要为化学沉淀+混凝沉淀法，即投加化学药品形成氟化物沉淀或氟化物被吸附于所形成的沉淀物中而共沉淀，然后分离固体沉淀物即可除去氟化物。在半导体行业中，投加Ca(OH)2 或NaOH 和CaCl2 的混合物产生难溶于水的CaF2 沉淀。由于半导体厂对环境要求比较高，我们常存在用CaCl2作为反应物。CaCl2沉淀的化学反应为： 2F + Ca2+ → CaF2↓ 在钙的化学计量浓度下，氟化钙的理论最大溶解度约为8mg/l。因此，氟化钙浓度超过此溶解度极限后即产生沉淀物。一般考虑停留时间为0.5hr。CaF2沉淀的缺陷是沉淀物的沉降特性较差，因此在化学沉淀后，一般加混凝剂(PAC和PAM)进一步形成更大的沉淀体，最后在沉淀池中去除沉淀物。若加多过量石灰或CaCl2，可进一步降低氟化物浓度。通常，会在反应池中设氟表控制钙剂的投加量。 2.2.含磷废水处理 含磷废水处理目前应用较多的主要是化学沉淀法和生物法，生产处理多数用于处理有机磷废水，半导体行业中产生的含磷废水主要以磷酸盐的形式存在，采用化学沉淀法处理。沉淀剂采用钙剂或铝剂。我们采用的方法是先用CaCl2沉淀磷酸盐，后加PAC混凝处理。 CaCl2和PO43-的反应式为： Ca2++ PO43-→ Ca3(PO4)2↓ 磷酸钙的理论溶解度约为20mg/L。后续混凝处理进一步形成更大的沉淀体，最后在沉淀池中去除沉淀物。一般控制pH在8-10的条件下进行反应。 2.3.有机废水处理 有机废水的处理方法很多，如活性污泥法、生物膜法、MBR膜法等。目前，我们主要采用接触氧化法进行处理，厌氧+好氧的处理方式，该方法处理效果稳定，投入低，受业主青睐。 2.4.研磨废水处理 研磨废水中的主要污染物为固体，但是这些固体颗粒细小，比较难沉淀，一般通过混凝的方法增大颗粒的直径，使颗粒更易于沉降。 2.5.氨氮废水 氨氮废水的处理方法有吹脱法、氯折点法、生物法、中和法、沉淀法、离子交换法、蒸汽气提法。吹脱法用于处理高浓度氨氮废水具有流程简单、处理效果稳定、基建费和运行费较低等优点，实用性较强。当氨氮废水的浓度比较高(几百以上)时，采用吹脱法将氨氮的浓度降低至100mg/L以下，吹脱出的氨氮用加酸吸收成硫酸铵外运。半导体行业中的氨氮废水含碳量低，生化法不适用。吹脱法和沉淀法适合于高浓度的氨氮废水。中和法不能完全去除氨氮的污染，将氨氮从废水中驱逐出来，但是需要另外配置吸收塔进行吸收，这对于处理量小的项目来说，投入比较高。有的半导体厂氨氮废水水量小，浓度不高，在100-200mg/L时，采用氯折点法对氨氮废水进行处理，该种方法要求的投入低、占地面积小、设备比较简单。在反应池设置氯表控制氯和还原剂的投加。
自来水厂原水处理自来水常用工艺流程
自来水厂原水处理自来水常用工艺流程 目前，自来水厂排泥水含有大量来自原水的污染物，排泥水直接排放，会对地表水体造成污染。随着经济的发展和人们环保意识的提高，我国自来水厂水处理日趋上升。就某自来水厂用源水处理成自来水的流程，华泉药剂总厂给大家做详细介绍。 某自来水厂用源水水处理流程： （1）加入活性炭的作用是吸附；在乡村没有活性炭，常加入明矾来净水。 （2）实验室中，静置、吸附、过滤、蒸馏等操作中可以降低水硬度的是蒸馏。 水处理药剂活性炭具有吸附性，净水时主要用于除去水有色素、异味；为加快水中小颗粒的固体不溶物，可加入明矾，明矾能使悬乳水中的小颗粒凝聚成大颗粒而加快沉降； 硬水是指含有较多钙、镁离子的水，降低水的硬度即减少水中钙、镁离子的量；蒸馏是通过蒸发、凝结后获得蒸馏水的过程，而静置、吸附、过滤等操作只能除去水中不溶性固体； 静置、吸附、过滤主要除去水中不溶性的固体，而对溶于水中的钙、镁离子无任何影响；蒸馏是把水加热变成水蒸气然后再把水蒸气降温凝结成纯净的水，通过蒸馏处理的水为蒸馏水，为不含其它物质的纯净物。 总之，吸附、沉降、过滤、蒸馏是常用的净化水的方法，其中蒸馏是净化程度最高的净化方法．河南省华泉自来水处理总厂是水处理药剂的专业生产基地，直销、、PAC、PAM、活性炭、、滤料等。 自来水厂工艺流程概述 现在人们谈到饮用自来水会“心有余悸”,主要是因为害怕自来水生产过程中未能除尽水中的杂质及微生物,又害怕净水过程中混入了一些有毒气体。基于此，我组成员先到自来水厂参观采访，了解自来水的生产过程。 1、自来水是如何生产的？ 众所周知，由于自然因素和人为因素，原水里含有各种各样的杂质。从给水处理角度考虑，这些杂质可分为悬浮物、胶体、溶解物三大类。城市水厂净水处理的目的就是去除原水中这些会给人类健康和工业生产带来危害的悬浮物质、胶体物质、细菌及其他有害成分，使净化后的水能满足生活饮用及工业生产的需要。市自来水总公司水厂采用常规水处理工艺，它包括混合、反应、沉淀、过滤及消毒几个过程。 （1）混凝反应处理 原水经取水泵房提升后，首先经过混凝工艺处理，即： 原水+ 水处理剂→混合→反应→矾花水 自药剂与水均匀混合起直到大颗粒絮凝体形成为止，整个称混凝过程。常用的水处理剂有聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等。汕头市使用的是碱式氯化铝。根据铝元素的化学性质可知，投入药剂后水中存在电离出来的铝离子，它与水分子存在以下的可逆反应： Al3+ + 3H2O ←→Al(OH)3 + 3H+ 氢氧化铝具有吸附作用，可把水中不易沉淀的胶粒及微小悬浮物脱稳、相互聚结，再被吸附架桥，从而形成较大的絮粒，以利于从水中分离、沉降下来。 混合过程要求在加药后迅速完成。混合的目的是通过水力、机械的剧烈搅拌，使药剂迅速均匀地散于水中。