污水處理方法-物理化學(xué)法

通過物理作用，以分離、回收污水中不溶解的呈懸浮狀的污染物質(zhì)(包括油膜和油珠)，在處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。物理法操作簡單、經(jīng)濟(jì)。常采用的有重力分離法、離心分離法、過濾法及蒸發(fā)、結(jié)晶法等。
  
  1．重力分離(即沉淀)法
  
  利用污水中呈懸浮狀的污染物和水密度不同的原理，借重力沉降(或上浮)作用，使水中懸浮物分離出來。沉淀(或上浮)處理設(shè)備有沉砂池、沉淀池和隔油池。
  
  在污水處理與利用方法中，沉淀與上浮法常常作為其他處理方法前的預(yù)處理。如用生物處理法處理污水時(shí)，一般需事先經(jīng)過預(yù)沉池去除大部分懸浮物質(zhì)減少生化處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，而經(jīng)生物處理后的出水仍要經(jīng)過二次沉淀池的處理，進(jìn)行泥水分離保證出水水質(zhì)。
  
  2．過濾法
  
  利用過濾介質(zhì)截流污水中的懸浮物。過濾介質(zhì)有鋼條、篩網(wǎng)、砂布、塑料、微孔管等，常用的過濾設(shè)備有格柵、柵網(wǎng)、微濾機(jī)、砂濾機(jī)、真空濾機(jī)、壓濾機(jī)等(后兩種濾機(jī)多用于污泥脫水)。
  
  3．氣浮(浮選)
  
  將空氣通入污水中，并以微小氣泡形式從水中析出成為載體，污水中相對(duì)密度接近于水的微小顆粒狀的污染物質(zhì)(如乳化油)黏附在氣泡上，并隨氣泡上升至水面，從而使污水中的污染物質(zhì)得以從污水中分離出來。根據(jù)空氣打入方式不同，氣浮處理方法有加壓溶氣氣浮法、葉輪氣浮法和射流氣浮法等。為了提高氣浮效果，有時(shí)需向污水中投加混凝劑。
  
  4．離心分離法
  
  含有懸浮污染物質(zhì)的污水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到的離心力大小不同而被分離的方法。常用的離心設(shè)備按離心力產(chǎn)生的方式可分為兩種：由水流本身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力的為旋流分離器，由設(shè)備旋轉(zhuǎn)同時(shí)也帶動(dòng)液體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力的為離心分離機(jī)。
  
  旋流分離器分為壓力式和重力式兩種。因它具有體積小、單位容積處理能力高的優(yōu)點(diǎn)，近幾十年來廣泛用于軋鋼污水處理及高濁度河水的預(yù)處理。離心機(jī)的種類很多，按分離因素分有常速離心機(jī)和高速離心機(jī)。常速離心機(jī)用于分離低漿廢水效果可達(dá)60％～70％，還可用于沉淀池的沉渣脫水等。高速離心機(jī)適用于乳狀液的分離，如用于分離羊毛廢水，可回收30％～40％的羊毛脂。
  
  (二)化學(xué)法
  
  向污水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，利用化學(xué)反應(yīng)來分離、回收污水中的某些污染物質(zhì)，或使其轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。常用的方法有化學(xué)沉淀法、混凝法、中和法、氧化還原(包括電解)法等。
  
  1．化學(xué)沉淀法
  
  向污水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，使它與污水中的溶解性物質(zhì)發(fā)生互換反應(yīng)，生成難溶于水的沉淀物，以降低污水中溶解物質(zhì)的方法。這種處理法常用于含重金屬等工業(yè)生產(chǎn)污水的處理。按使用沉淀劑的不同，化學(xué)沉淀法可分為石灰法(又稱氫氧化物沉淀法)、硫化物法和鋇鹽法。
  
  2．混凝法
  
  向水中投加混凝劑，可使污水中的膠體顆粒失去穩(wěn)定性，凝聚成大顆粒而下沉。通過混凝法可去除污水中細(xì)分散固體顆粒、乳狀油及膠體物質(zhì)等。該法可用于降低污水的濁度和色度，去除多種高分子物質(zhì)、有機(jī)物、某種重金屬毒物(汞、鎘、鉛)和放射性物質(zhì)等，也可以去除能夠?qū)е赂粻I養(yǎng)化物質(zhì)如磷等可溶性無機(jī)物，此外還能夠改善污泥的脫水性能。因此混凝法在工業(yè)污水處理中使用得非常廣泛，既可作為獨(dú)立處理工藝，又可與其他處理法配合使用，作為預(yù)處理、中間處理或最終處理。目前常采用的混凝劑有硫酸鋁、堿式氯化鋁、鐵鹽(主要指硫酸亞鐵、三氯化鐵及硫酸鐵)等。
  
  當(dāng)單獨(dú)使用混凝劑不能達(dá)到應(yīng)有凈水效果時(shí)，為加強(qiáng)混凝過程、節(jié)約混凝劑用量，常可同時(shí)投加助凝劑。
  
  3．中和法
  
  用于處理酸性廢水和堿性廢水。向酸性廢水中投加堿性物質(zhì)如石灰、氫氧化鈉、石灰石等，使廢水變?yōu)橹行浴?duì)堿性廢水可吹入含有CO2的煙道氣進(jìn)行中和，也可用其他的酸性物質(zhì)進(jìn)行中和。
  
  4．氧化還原法
  
  利用耶氯、臭氧、高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑或利用電解時(shí)的陽極反應(yīng)，將廢水中的有害物氧化分解為無害物質(zhì)；利用還原劑或電解時(shí)的陰極反應(yīng)，將廢水中的有害物還原為無害物質(zhì)，以上方法統(tǒng)稱為氧化還原法。
  
  氧化還原方法在污水處理中的應(yīng)用實(shí)例有：空氣氧化法處理含硫污水；堿性氯化法處理含氰污水；臭氧氧化法在進(jìn)行污水的除臭、脫色、殺菌及除酚、氰、鐵、錳，降低污水的BOD與COD等均有顯著效果。還原法目前主要用于含鉻污水處理。
  
  (三)物理化學(xué)法
  利用萃取、吸附、離子交換、膜分離技術(shù)、氣提等操作過程，處理或回收利用工業(yè)廢水的方法可稱為物理化學(xué)法。工業(yè)廢水在應(yīng)用物理化學(xué)法進(jìn)行處理或回收利用之前，一般均需先經(jīng)過預(yù)處理，盡量去除廢水中的懸浮物、油類、有害氣體等雜質(zhì)，或調(diào)整廢水的pH值，以便提高回收效率及減少損耗。常采用的物理化學(xué)法有以下幾種。
  
  1．萃取(液-液)法
  
  將不溶于水的溶劑投入污水之中，使污水中的溶質(zhì)溶于溶劑中，然后利用溶劑與水的密度重差，將溶劑分離出來。再利用溶劑與溶質(zhì)的沸點(diǎn)差，將溶質(zhì)蒸餾回收，再生后的溶劑可循環(huán)使用。常采用的萃取設(shè)備有脈沖篩板塔、離心萃取機(jī)等。
  
  2．吸附法
  
  利用多孔性的固體物質(zhì)，使污水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法。常用的吸附劑有活性炭。此法可用于吸附污水中的酚、汞、鉻、氰等有毒物質(zhì)，且還有除色、脫臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度處理。吸附操作可分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。靜態(tài)吸附，在污水不流動(dòng)的條件下進(jìn)行的操作。動(dòng)態(tài)吸附則是在污水流動(dòng)條件下進(jìn)行的吸附操作。污水處理中多采用動(dòng)態(tài)吸附操作，常用的吸附設(shè)備有固定床、移動(dòng)床和流動(dòng)床三種方式。
  
  3．離子交換法
  
  用固體物質(zhì)去除污水中的某些物質(zhì)，即利用離子交換劑的離子交換作用來置換污水中的離子化物質(zhì)。隨著離子交換樹脂的生產(chǎn)和使用技術(shù)的發(fā)展，近年來在回收和處理工業(yè)污水的有毒物質(zhì)方面，由于效果良好，操作方便而得到一定的應(yīng)用。
  
  在污水處理中使用的離子交換劑有無機(jī)離子交換劑和有機(jī)離子交換劑兩大類。采用離子交換法處理污水時(shí)必須考慮樹脂的選擇性。樹脂對(duì)各種離子的交換能力是不同的。交換能力的大小主要取決于各種離子對(duì)該種樹脂親和力(又稱選擇性)的大小。目前離子交換法廣泛用于去除污水中的雜質(zhì)，例如去除(回收)污水中的銅、鎳、鎘、鋅、汞、金、銀、鉑、磷酸、有機(jī)物和放射性物質(zhì)等。