第一章 水处理技术发展概要

第一章水处理技术发展概要
水处理的任务是根据水质指标，通过适当的处理方法，达到符合生活饮用、工业使用的目的或去污重复使用、达标排放的要求。

基于此，水处理的基本方法可分为给水处理和污水处理两个方面。

二者既有各自的独立特征(特定效果)，也有它们共同的内在联系(相向方法或机理)。

一、给水处理的基本方法
给水处理的对象基本是天然水源水。

处理方法应根据水源水质和用户对水质的要求确定，大体可分为以下四个方而：
1.“混凝一沉淀一过滤一消毒”常规处理工艺流程
该工艺又称“澄清和消毒”工艺，是以地表水为水源的生活饮用水的常规处理工艺我国以地表水为水源的水厂主要采用这种工艺流程。

澄清工艺一般包括混凝、沉淀和过滤，处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质，水中杂质通过加药，形成大颗粒的絮凝，而后经沉淀进行重力分离。

澄清池是将絮凝和沉淀融为一体的构筑物。

过滤则是利用粒状滤料的机械过滤作用，将难于沉淀的颗粒于以截留，使水的浊度进—步降低。

通常，较为完善的常规处理工艺，不仅能有效地降低水的浊度，而且对某些有机物、细菌及病毒的去除也有一定的效果。

依据原水水质和用户对水质要求的差异，上述处理工艺中的构筑物可适当增加或减少。

例如，处理高浊度水时，往往要设置泥砂预沉池或沉砂池；原水浊度很低时，可省去沉淀而直接进行微絮凝接触过滤；但生活饮用水的处理，过滤是必不可少的。

大多数工业用水也往往来用澄清工艺作为预处理过程。

对澄清要求不高的工业水可以省去过滤，而仅设混凝、沉淀即可。

消毒是在过滤之后的水中投加消毒剂，杀灭水中致病微生物。

当前，我国大多采用的消毒剂有：氯、漂自粉、二氧化氯及次氯酸等。

最常用的是氯消毒法。

臭氧消毒在欧洲一些国家早巳广泛使用，我国也采用这一消毒方法。

其它消毒方法还有紫外线、超声波等。

上述处理方法是当前给水处理最基本的处理方法。

2.水中溶解性物质的处理
水中溶解性物质的处理是在去除水中悬浮物质之后进行的。

此类物质处理方法有：软化、除盐、除铁、除锰、控制垢蚀和除臭、除味等。

当水的硬度(尤其地下水)即钙、镁离子含量较高，需要处理时即为软化处理；水的软化处理方法主要有：离子交换法和药剂软化法。

当处理水中含有各种溶解盐类，包括阴、阳离子需要处理，制取纯水及高纯水的处理过程称为水的“除盐”。

而海水及“苦咸水”的处理过程称为咸水“淡化”，主要方法有蒸馏法、离子交换法、电渗析法及反渗透法等。

当溶解于地下水的铁、锰含量需要处理时，用于除铁、除锰的方法有；氧化法和接触氧化法。

除臭、除味是饮用水净化水中的特殊处理。

当水中的臭、味需要去除时，其方法取决于水中臭和味的来源。

诸如：活性炭吸附法、药剂氧化法、曝气法等。

3.水温的降低——冷却法
在工业用水中，冷却用水约占70％。

采用循环系统以节约大量用水。

设置冷却构筑物、降低水温是循环系统酌主要措施。

4.预处理和深度处理
随着我国水污染的加剧，对某些污染较为严重的水体，尤其当水中含有溶解性的有毒有害物质，特别是具有“三致”(即致癌、致畸、致突变的有机污染物)或“三致”前体物(如腐殖酸等)时，水的常规处理工艺(即混凝、沉淀、过滤、消毒)就难以解决。

于是便在常规处理的基础上增加了预处理或深度处理。

前者设在常规处理之前，后者置于常规处理之后。

预处理和深度处理的主要对象是水中含有有机污染物，且多在饮用水处理或污水需回用时采用。

预处理的主要方法有：粉末活性炭吸附法、臭氧或高锰酸钾氧化法；生物滤池、生物接触氧化池及生物转盘等生物氧化法等。

这些方法有其各自的优缺点、对有机物去除外还兼有占除臭、味和色的作用。

深度处理的主要方法有：粒状活性炭吸附法；臭氧一粒状活炭联用法或生物活性炭法；合成树脂吸附法；光化学氧化法；超滤法及反渗透法，等等。

污染水源的饮用水硕处理和深度处理自80年代开始，受到各国的广泛重视，当前
仍处在研究和发展阶段。

二、污水处理的基本方法
污水处理的基本方法，就是采用各种手段和技术，将污水中的污染物质分离去除、回收利用，或将其转化为无害物质，使污水得到净化。

现代污水处理技术，按作用原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三种。

物理处理法：利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态的污染物质，方法有：筛滤、
沉淀、上浮、过滤和反渗透等方法。

化学处理法：利用化学反应的作用，分离回收污水中处于各种形态酌污染物质(包括悬浮的、胶体的、溶解的等)，主要方法有：中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换、电渗析和反渗透等。

化学处理法多用于生产污水的处理。

生物化学法：利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解胶体状态酌有机污染物质，转化为稳定的无害物质。

其方法按微生物的作用分为：好氧氧化和厌氧还原两大类。

前者广泛用于处理城市污水及有机性生产污水，其中有活性污泥法和生物膜法两种；后者多用于处理高浓度有机污水与污水处理中产生的污泥。

城市污水和生产污水中的污染物质是复杂的，常常需要多种方法的组合，才能去除不同性质的污染物，达到处理要求的程度。

按污水处理程度又可分：一级、二级和二级处理。

一级处理：主要去除污水中呈悬浮状态的固体物质，物理处理法中的大部分方法只能完成一级处理的要求；经过一级处理的污水，BOD一般只能去除30％左右，仍然不能排放，必须进行二级处理：因此，一级处理又称为二级处理的预处理。

二级处理：主要是大幅度地去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物(即BOD、COD物质)，占除率可达90％以上。

一般地说，处理后的污水，有机污染物可达排放标准。

三级处理：是在一级、二级处理后，进一步去除水中难降解的有机污染物、氮和磷等能导致水体富营养化的可溶性无机物等，主要处理方法有：生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等：
三级处理是深度处理的同义语，但二者又不完全相同。

三级处理常设在二级处理之后用于污水的进—步处理，而深度处理则多以污水回收、再用为目的，是设在一级或二级处理后增加的处理工艺。

污水经深度处理后作为工业上的重复利用、补给水源及生活用水等，应用范围极为广泛。

污泥是污水处理过程的产物。

污泥都含有大量的有机物，富有肥效，可以作为农肥使用、但其中也含有多种细菌和寄生虫卵以及生产污水中带来的重金属离子等，因此．在使用前应进行稳定与无害化处理。

污泥处理的主要方法是减量处理(如浓缩、脱水等)、稳定处理(如厌氧消化、好氧消化等)、综合利用(如消化气利用、农业利用等)以及污泥的最终处置(如干燥焚烧、填地投海、建筑材料等)。

对于某种污水，采取何种处理方法成出哪几种处理方法组成的处理系统，要根据污
水的水质、水量，回收其中有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体条件，并通过调查研究和经济技术比较后决定，必要时还需进行试验。

三水处理工程实例
见《水处理工程典型大设计实例》。

四水处理领域的新动向
见《浅谈给水处理技术现状及发展趋势》张勇。