水的物理化学处理方法
废水处理中水回用技术方案
废水处理中水回用技术方案随着人口增长和工业化的推进，废水排放量不断增加，对环境造成了严重的污染和压力。
废水处理中水回用技术是一种可持续发展的解决方案，可以最大限度地减少对淡水资源的依赖，并降低废水对环境的污染。
下面将介绍几种常见的废水处理中水回用技术方案。
1.生物处理技术生物处理技术是一种利用微生物将污染物转化为无害物质的方法。
常见的生物处理技术包括活性污泥法、固定床生物反应器、蓄水池培养等。
这些技术可以有效降解废水中的有机物和氮、磷等营养元素，并将水体中的污染物浓度降低到可以回用的程度。
2.物理化学处理技术物理化学处理技术包括沉淀、过滤、吸附、膜分离等方法，可以将废水中的颗粒物、胶体物质、溶解性有机物等去除。
其中，膜分离技术是一种高效的废水处理技术，可以通过逆渗透膜、超滤膜等将废水中的溶解性物质和微生物完全去除，产生清澈的水质。
3.化学调节技术化学调节技术包括调节废水的PH值、添加化学药剂等方法，可以有选择性地去除废水中的一些特定污染物。
例如，通过调节废水的PH值，可以使废水中的重金属形成沉淀，从而实现重金属的去除。
添加化学药剂，如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等，可以有效去除废水中的颗粒物和有机物。
4.紫外线消毒技术紫外线消毒技术利用紫外线的强氧化作用和微生物的DNA破坏作用，可以高效杀灭废水中的细菌、病毒和其他微生物。
紫外线消毒技术操作简单，无需添加任何化学药剂，也不会产生任何副产物。
5.反渗透技术反渗透技术是一种逆向渗透的膜分离过程，可以有效去除废水中的离子、溶解性物质和微生物，产生高品质的中水。
应用反渗透技术处理后的中水可以直接用于工业生产、农田灌溉以及城市绿化等用途。
同时，反渗透技术可以减少废水排放和淡水资源的消耗，具有很高的经济和环境效益。
总之，废水处理中水回用技术方案多种多样，可根据废水的特性和用途选择合适的技术方案。
通过综合运用生物处理技术、物理化学处理技术、化学调节技术、紫外线消毒技术和反渗透技术等技术手段，可以最大限度地实现废水的回用和资源化利用，为环境保护和可持续发展做出贡献。
水污染控制工程》第十六章 污水的化学与物理化学处理-中和法
1.3 过滤法
过滤中和法： 石灰石或白云石作中和剂时常呈粗粒状，可作滤 料，故用过滤法。 碱性滤料：主要有石灰石、大理石和白云石等。 中和滤池：有普通中和滤池、升流式中和滤池和喷淋塔三种。 优点：操作简单，出水pH值较稳定，沉渣量少。 缺点：废水中硫酸浓度不能太高，因为中和过程中生成的钙盐 沉淀在水中溶解度很小，易在滤料表面形成覆盖层，阻碍滤料 和酸的接触反应，需定期倒床，劳动强度较高。
只有当废水无回收及综合利用的价值时，才采用中和法处理。
酸碱废水的来源： 酸性废水：化工，化纤，电镀，电子，金属加工 碱性废水：印染，金属加工，炼油，造纸
酸碱废水的危害： 破坏水体水质，影响水生动植物生存 排水管道、设施腐蚀破坏 影响污水处理效果（混凝，生物）
选择中和方法时应考虑的因素： 酸、碱废水所含污染物的性质、浓度、水量变化规律以及中和
后水质要求 当地酸性或碱性废料来源 当地中和药剂和滤料的供应情况 受纳水体的性质、城市下水道能容纳废水的条件，后续处理对
pH的要求等
酸性废水的中和方法主要有：与碱性废水互相中和、药 剂中和及过滤中和。 碱性废水的中和方法主要有：与酸性废水互相中和、药 剂中和以及烟道气中和。
投加方法： 湿投法：中和剂能制成溶液或浆料时。 过滤法：中和剂为粒料或块料时。 塔式反应器：烟气中和碱性废水。
石灰量多时，可用生石灰。
为了防止产生沉淀，石灰乳槽均装有搅拌设备。
小型中和装置
仪器配置合理，实现了小型化
带有多项功能的数字式pH调节仪
电磁式定量泵
1.2 湿投加法——特点
优点：可中和任何性质、任何浓度的酸性废水。
缺点：劳动卫生条件差，操作管理复杂，制备溶液、投配药剂需 要较多的机械设备。采用石灰质药剂时，其明显的缺点是质量难 于保证，灰渣较多，沉渣体积大，且不易脱水。
水污染处理的几种基本方法
水污染处理的几种基本方法1、废水处理基本方法废水处理的目的就是对废水中的污染物以某种方法分离出来，或者将其分解转化为无害稳定物质，从而使污水得到净化。
一般要达到防止毒物和病菌的传染；避免有异嗅和恶感的可见物，以满足不同用途的要求。
废水处理相当复杂，处理方法的选择，必须根据废水的水质和数量，排放到的接纳水体或水的用途来考虑。
同时还要考虑废水处理过程中产生的污泥、残渣的处理利用和可能产生的二次污染问题，以及絮凝剂的回收利用等。
物理法：废水处理方法的选择取决于废水中污染物的性质、组成、状态及对水质的要求。
一般废水的处理方法大致可分为物理法、化学法及生物法三大类。
利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。
例如用沉淀法除去水中相对密度大于1的悬浮颗粒的同时回收这些颗粒物；浮选法（或气浮法）可除去乳状油滴或相对密度近于1的悬浮物；过滤法可除去水中的悬浮颗粒；蒸发法用于浓缩废水中不挥发性的可溶性物质等。
化学法：利用化学反应或物理化学作用回收可溶性废物或胶体物质，例如，中和法用于中和酸性或碱性废水；萃取法利用可溶性废物在两相中溶解度不同的“分配”，回收酚类、重金属等；氧化还原法用来除去废水中还原性或氧化性污染物，杀灭天然水体中的病原菌等。
生物法：利用微生物的生化作用处理废水中的有机物。
例如，生物过滤法和活性污泥法用来处理生活污水或有机生产废水，使有机物转化降解成无机盐而得到净化。
以上方法各有其适应范围，必须取长补短，相互补充，往往很难用一种方法就能达到良好的治理效果。
一种废水究竟采用哪种方法处理，首先是根据废水的水质和水量、水排放时对水的要求、废物回收的经济价值、处理方法的特点等，然后通过调查研究，进行科学试验，并按照废水排放的指标、地区的情况和技术可行性而确定。
2、城市污水的处理城市污水成分的99.9％是水，固体物质仅占0.03～0.06％左右。
城市污水的生化需氧量（BOD5）一般在75～300mg/L。
根据对污水的不同净化要求，废水处理的步骤可划分为一级、二级和三级处理。
国外污水处理的几种方法
国外污水处理的几种方法污水处理是指将生活污水、工业废水等不同类型的水进行处理，将污水中的有害物质去除或减少到一定的水平，使之能够回归自然水环境中而不对人造成危害。
在国外，污水处理方法应用广泛，本文将介绍几种常见的国外污水处理方法。
1.生物处理生物处理是指利用微生物生长代谢作用、对污水中的有机物进行降解，达到净化水质的目的。
生物处理方法有多种，比较常见的有三级生物接触氧化法、SBR工艺等。
其中，三级生物接触氧化法是一种常规的生物处理方法，通过三级生物过程中微生物与污水的接触，微生物去除污水中的有机物质。
SBR工艺则是一种简化的污水处理方式，其过程采用SBR（顺流式生化反应器）技术，通过分步处理成城市污水处理的理想工艺。
2.物理化学处理物理化学处理方法利用物理化学理论，常见的方法有搅拌式沉淀法、气浮法等。
其中气浮法广泛应用于工业废水处理、油水分离等方面，通过向浮沉池中引入气泡、促使污物浮起来，从而达到提高处理效果的目的。
3.海水淡化海水淡化是指通过加盐水处理，使之变为能够作为淡水使用的水，常见的方法有：多级闪蒸法、RO反渗透法等。
多级闪蒸法是一种利用高温蒸汽为能源，将海水中的水分蒸发，从而达到淡化的目的。
RO反渗透法则是将海水通过RO膜，逆渗透膜滤除盐分。
这两种方法的主要优点是过程稳定、能耗低。
4.种植净化种植净化是指通过种植植物来对废水进行生物净化，常见的方法为水生植物法、湿地处理法等。
水生植物法使用多种水生植物来净化废水，通过植物的吸附、吸收、氧化分解等作用，将水中的污染物去除。
湿地处理法则是将废水通过提高生态系统的环境因素，降低废水的有害物质浓度。
这两种方法的主要特点是高效、减少恶臭、维护生态平衡。
总之，国外污水处理方法多样，根据污水水质、处理方式等来选择不同的方法。
尽管不同的污水处理方法在工艺上存在差异，但都致力于降低或减轻对自然环境造成的影响，为人们提供干净、清澈的水资源。
废水中的除氮方法
废水中的除氮方法
目前常用的废水除氮方法包括生物法、物理化学法和膜法。
1. 生物法：生物法是通过利用细菌、微生物等生物体来降解废水中的氮化物。
常见的生物法包括曝气法、缺氧法、脱氮好氧法等。
其中，曝气法是最常用的方法，通过给废水供氧使氨氮转变为硝氮，再通过反硝化反应将硝氮还原为氮气从而除氮。
2. 物理化学法：物理化学法是利用化学反应和物理过程来除去废水中的氮化物。
常见的物理化学法包括化学沉淀法、吸附法、氧化还原法等。
其中，化学沉淀法是通过加入适当的化学药剂使废水中的氮化物产生沉淀，从而实现除氮的目的。
3. 膜法：膜法是利用特殊的过滤膜来分离和去除废水中的氮化物。
常见的膜法包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。
这些膜可以通过筛选的方式将废水中的氮化物分离出来，达到除氮的效果。
以上是目前常用的废水除氮方法，不同的方法适用于不同的废水处理场景，具体选择何种方法需根据实际情况综合考虑。
3-污水处理方法-物理化学篇
氧化沟工艺
工艺组成
原理：A/O工艺的多级串联 A段：距曝气机下游较远的区域； O段：距曝气机下游较近的区域； 特点：循环水流—混合条件好， 传质效果佳。
氧化沟 回流污泥 污 泥 污泥泵房 剩余污泥 预处理后的污 水 转刷 二沉池 处理水
工艺变革
工艺变革：前端增设厌氧池，相当于A2/O工艺； 设备变革：出现微孔曝气氧化沟；
交换吸附：溶质的离子由于静电引力作用聚集在吸附剂表面的带电点上。 物理吸附：溶质与吸附剂之间由于分子间力（范德华力）而产生的吸附
化学吸附：是溶质与吸附剂发生化学反应，形成牢固的吸附化学键和表
面配合物的过程。 活性炭是目前应用最为广泛的吸附剂。
7
微孔
大孔
中孔
中孔
微孔
粒状活性炭
5E功能材料
吸附质 吸附相 纤维本体
采用本法前废水一般均需预处理，先除去水中的悬浮物、油渍、有
害气体等，有时还要调整pH，以便提高处理效果。
3
物理化学处理法的常用工艺形式
物理化学处理法的常用工艺形式：
离子交换 利用离子交换树脂对水中某种离子优先交换的性能而去除水中某些
离子的方法。常用工艺形式有阳床、阴床、混床等；
膜分离 微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等； 吸附 分物理吸附、化学吸附、离子吸附三种类型，常用活性炭吸附塔、 炉渣或粉煤灰吸附塔等； 萃取、吹脱、气提
消化池 污泥脱水机械 沼气利用设备 典型污泥处理工艺 剩余污泥→浓缩→（消化）→脱水→（干化） →资源源利用或填埋或焚烧
生物处理法还可去除营养元素氮和磷。
分解代谢 （异化作用） 微生物的 新陈代谢 合成代谢 （同化作用） 微生物增殖
15
复杂物质分解 为简单物质 ＋ 能量
污水处理一般来说包含以下三级处理
污水处理一般来说包含以下三级处理污水处理是指对废水进行处理，以去除其中的污染物质，使其达到一定的排放标准，保护环境和人类健康。
一般来说，污水处理包含以下三级处理：预处理、生物处理和深度处理。
1. 预处理：预处理是指对原始污水进行初步处理，去除其中的大颗粒物质和可沉淀物。
预处理的主要目的是减少后续处理工艺的负担，保护设备的正常运行。
预处理的方法有物理处理和化学处理两种。
物理处理方法包括：- 筛网：通过网孔的大小，将污水中的固体颗粒物拦截下来，如树叶、纸屑等。
- 沉砂池：利用重力作用，将污水中的沉淀物沉降到池底，再通过排污管排出。
- 沉淀池：通过减慢水流速度，使污水中的悬浮颗粒物沉淀下来。
化学处理方法包括：- 絮凝剂投加：投加一定量的絮凝剂，使污水中的悬浮颗粒物聚集成较大的团块，便于后续处理。
2. 生物处理：生物处理是指利用微生物降解污水中的有机物质，将其转化为无机物质和生物体。
生物处理的主要目的是去除污水中的有机物质和氮、磷等营养物质。
生物处理的方法有好氧处理和厌氧处理两种。
好氧处理是指在氧气充足的条件下，利用好氧微生物将有机物质降解为二氧化碳和水。
好氧处理的主要设备是曝气池，通过曝气装置将氧气供给微生物生长和代谢所需。
厌氧处理是指在缺氧或无氧条件下，利用厌氧微生物将有机物质降解为甲烷和二氧化碳。
厌氧处理的主要设备是厌氧池，通过控制厌氧环境和提供适宜的温度、pH等条件，促进厌氧微生物的生长和代谢。
3. 深度处理：深度处理是指对经过预处理和生物处理后的污水进行进一步处理，以去除其中的微量有机物、重金属和微生物等。
深度处理的方法有物理化学处理和高级氧化处理两种。
物理化学处理方法包括：- 活性炭吸附：利用活性炭对污水中的有机物质进行吸附，去除其中的异味和色度。
- 混凝剂投加：投加一定量的混凝剂，使污水中的微小颗粒物聚集成较大的团块，便于后续处理。
高级氧化处理是指利用高能量的氧化剂，如臭氧、过氧化氢等，对污水中的有机物质进行氧化分解。
水产养殖中的养殖水质净化和废水处理方法
水产养殖中的养殖水质净化和废水处理方法水产养殖业在全球范围内都扮演着重要角色，为人们提供丰富的海产品。
然而，随着水产养殖规模的不断扩大，养殖水质污染和废水的处理成为一个迫切的问题。
本文将介绍几种常用的养殖水质净化和废水处理方法，旨在帮助水产养殖业实现可持续发展。
一、水质净化方法1.生物净化法：生物净化法利用生物物种的生活过程促进养殖水质的净化。
其中最常用的方法是利用水生植物和微生物降解废水中的有机物质。
水生植物如莎草、照片等可以吸收养殖废水中的氮、磷等养分，起到养分循环的作用。
而微生物如硝化细菌和硫化细菌则可以将废水中的氨氮和硫化物转化为无害的氮气和硫酸盐。
生物净化法具有操作简单、投资成本低等优点，是一种有效的养殖水质净化方法。
2.物理净化法：物理净化法主要通过物理手段去除养殖水中的悬浮物和颗粒物质。
常用的物理净化方法包括过滤、沉淀和曝气等。
过滤通过过滤材料的作用将养殖水中的有害物质拦截下来，可采用砂滤器、纤维滤器等设备。
沉淀则是利用物理原理将水中的悬浮颗粒物质沉淀到底部，常用的设备有沉淀池和沉淀器。
曝气是通过通入气体产生气泡，使废水中的悬浮物质浮起，然后通过表面的分离设备将其去除。
二、废水处理方法1.生物处理法：生物处理法是目前应用最广泛的废水处理方法之一。
它依靠生物菌群降解有机废水，减少化学污染物的排放。
典型的生物处理方法包括活性污泥法、固定化培养法和生物膜法。
其中活性污泥法是通过池塘中的活性污泥和空气接触，降解废水中的有机物质。
固定化培养法是将降解废水的微生物固定在载体上，形成生物膜，在废水处理过程中起到养分吸收和降解有机物质的作用。
生物膜法则是在处理设备中形成生物膜，将废水从中流过，通过降解有机物质来净化废水。
2.物理化学处理法：物理化学处理法主要利用化学药剂和物理手段处理废水。
化学药剂如氧化剂、还原剂、沉淀剂等可以加速废水中有害物质的分解和沉降。
而物理手段如膜分离技术、吸附技术和电化学技术等则可以通过分离、吸附和电化学反应等过程将废水中的有害物质去除。
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水平流速
v=Q/(H ×B)
B: 池宽 流线III：正好有一个沉降速度为u0的颗粒从
池顶沉淀到池底，称为截留速度。 uu0的颗粒可以全部去除 u<u0的颗粒只能部分去除
去除率
E＝ui/u0 = ui/(Q/A)
q=Q/A =u0 表面负荷或溢流率 对于颗粒沉速小于u0的颗粒来讲，去除率为
种类： 1、振动式 2、回转式
2.2 沉淀
• 沉淀法是水处理的最基本方法之一。 • 利用水中悬浮颗粒可沉降性能，在重力
作用下下沉，达到固液分离的一种过程。
在环境领域沉沉降淀原理如何利用？
✓ 应用 水与废水处理：
各种颗粒物（无机砂粒、有机絮体……）的沉降 比重较小絮体的上浮 油珠的上浮 气体净化： 粉尘、液珠……
沉淀处理应用的位置
用于废水的预处理－沉砂池 用于污水进入生物处理构筑物前的初步处理
－初次沉淀池 用于生物处理后的固液分离－二次沉淀池 用于污泥处理阶段的污泥浓缩－污泥浓缩池
一、沉淀基本理论
1、沉淀类型 （1）自由沉淀：离散颗粒、沉速不变
（沉砂池、初沉池前期） （2）絮凝沉淀：絮凝性颗粒，沉速增加（初沉
CD与颗粒大小、形状、粗造度、沉速有关。
流体阻力
当某一颗粒在不可压缩的连续流体中做稳定运行时，颗粒会 受到来自流体的阻力。
该阻力由两部分组成：形状阻力和摩擦阻力。 流体阻力的方向与颗粒物在流体中运动的方向相反，其大小
与流体和颗粒物之间的相对运动速度u、流体的密度、粘度 以及颗粒物的大小、形状有关。
预处理方式： 物理处理（机械处理） 调节
物理处理法
污水物理处理是利用物理作用分离污水中呈悬浮状态 的固体污染物质。是污水处理的基本方法。 生活污水和工业废水含有大量的漂浮物与悬浮物质，来
源：水流夹带 物理处理对象就是这些漂浮物与悬浮物质,尺度：0.1-
1mm以上 采用的处理方法： 1.筛滤截留法：筛网、格栅、滤池、微滤机、砂滤
CD
18.5 Re P 0.6
……艾仑(Allen)公式
（3）紊流区：103<ReP<2105 CD = 0.44
……牛顿（Newton）公式
• 3、理想沉淀池
1）悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，速度为u。 2）水流水平流动，在过水断面上，各点流速
相等，水平流速为v。 3）进口区域，悬浮颗粒均匀分布在整个过水
污水处理常规工艺
第二章水的物理化学处理方法
• 水体污染物的物理化学特征
溶质
广义颗粒物
胶体或高分子
颗粒物
10 9
8 7
6 5 4
1Å 1nm
0.45m 1m
3 log (粒度/m) 1mm
无 OH,Cl, HCO3
硅溶胶
机 SO42, HS 等 Fex(OH)y
FeOOH
化
Al13(OH)327+
MnO2
2.重力分离法：沉砂池、沉淀池、隔油池与气浮池。
3.离心分离法：离心机与漩流分离器。
2.1 隔栅与筛网
• 一、隔栅
作用：拦截污水中粗大悬浮或漂浮状态污染物， 保护后续处理设施
安装位置：格栅设在污水处理厂中所有处理构筑 物之前，或设在泵站之前。
去除对象：用以截留废水中粗大的悬浮物和漂浮 物，以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。
• 回转式隔栅
回转格栅
2、隔栅的计算
隔栅本身水流阻力很小，主要是由截留 物堵塞栅条造成的。 隔栅水头损失达到10~15厘米时就该清捞。 隔栅后渠底应比栅前低10~15厘米。避免造 成回水 根据流速可计算隔栅总宽度。（废水过栅 流速取0.7米/秒）
• 二、筛网
作用：去除沉淀池不容易去除的纤维、藻类、 纸浆等，可选择不同材质金属丝网和不同孔 径的筛网过滤器来处理。可作预处理，也可 做深度处理。
结构形式：平面格栅和曲面格栅
• 1、隔栅的类型及应用
（1）人工清渣的隔栅 一般采用直栅条平行焊制而成，栅条间距
20~40mm，安装倾角45~60度，隔栅间应设 置操作平台。
• （2）机械清渣的隔栅SCLLX\移动伸缩臂式 格栅除污机.
• 下图为用于预处理的HUBER ROTAMAT 隔栅，废水从固定栅鼓内流出鼓外时，超 过缝宽的悬浮物被截留，刮刀将悬浮物刮 到渣槽，由螺旋推进器卸走，形成干渣运 走
细 菌 藻 类 浮游动物
水中杂质分类
杂质 溶解物 （低分子、离子）
胶体
悬浮物
颗粒 尺寸
分辨 工具
水的 外观
0.1nm 1nm 10nm 100nm 1μ 10μ 100μ 1mm
电子 显微镜
超 显微镜
显微镜
肉眼
透明
浑浊
浑浊
废水预处理
废水预处理: 属纯物理性质或机械性质的，其目的在于 去除那些在性质上或大小上不利于后续处 理工程的物质。
池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀）
（3）拥挤沉淀：颗粒浓度大，相互间发生干扰，分层 （高浊水、二沉池、污泥浓缩池）
• （4）压缩沉淀：颗粒间相互挤压，下层颗粒间的 水 在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩。
2、自由沉淀基本理论
假设沉淀的颗粒是球形
重力： F1= 1/6 d3 (p - l ) g 阻力： Fd=CD l u2/2 d2/4
E＝ui/u0 = ui/，而与其它因素（如水
合 Na+,K+,Ca2+
碳黑
颜料 粘土类
水泥 细泥
灰尘 细砂 中砂
物 Mg2+, Cu2+等
金属硫化物 碳 酸 盐
磷酸盐 悬 浮 沉 积 物
有 有机酸 含氧酸 DNA
机
氨基酸 酶
化
苯酸 染料 肽
合
蛋白质
物
胺
多聚糖
富里酸 胡敏酸
微
生
病毒
物
无机颗粒吸附的有机物
红血球
纤维素
纸浆纤维
橡胶
石油微滴
絮凝剂
缩聚物
对于一般非球形的颗粒物，这种关系非常复杂。
对于球形颗粒，流体阻力的计算方程：
CD:阻力（曳力）系数，是雷诺数的函数。 AP：颗粒的投影面积
CD f (Re P )
Re P
udP
…颗粒的雷诺数
重力沉降
一、重力场中颗粒的沉降过程
假设球形颗粒粒径为dP、质量为m。沉速如何计算？
阻力（曳力）FD
FD
CD AP
u2
2
浮力Fb 重力Fg
根据牛顿第二定律，颗粒 将产生向下运行的加速度
Fg
Fb
m
du dt
达到平衡时：
Fg Fb FD 0
ut——颗粒终端沉降速度（terminal velocity ）
（1）层流区：ReP2
CD=24/ReP
……斯托克斯（Stokes）公式
（2）过渡区：2<ReP<103