第四章水的物化处理方法
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 ! " #。
表!"#
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
水的物理化学处理原理
水的物理化学处理原理
水的物理化学处理原理是指通过物理和化学方法来去除水中的杂质、改善水的质量。
常见的水的物理化学处理方法包括：
1. 混凝：混凝是指将水中悬浮的颗粒物聚集在一起形成较大的颗粒，以便于后续的沉淀或过滤。
混凝通常使用化学混凝剂，如铁盐、铝盐或聚合氯化铝等，使颗粒物之间产生静电吸引力，从而使其凝聚成团。
2. 凝聚：凝聚是指利用颗粒物之间的物理作用力使其聚集成较大的聚团，以便于后续的沉淀或过滤。
常见的凝聚方法有板框过滤、离心沉淀和静态沉淀等。
3. 溶解气体的除气：通过加热、增加气体接触面积或降低水压等方式，利用溶解度的差异，将水中的气体除去。
4. 活性炭吸附：活性炭是一种对有机物有较强吸附能力的吸附剂。
将水通过活性炭层，可以将水中的有机物、异味物质等吸附在活性炭表面，从而提高水的纯净度。
5. 水中的杂质通过化学反应转化或沉淀，如pH调节、氧化还原反应、络合反应等。
6. 过滤：通过过滤杂质颗粒物的方法来净化水质，常见的过滤材料有石英砂、
陶瓷、活性炭、滤纸等。
这些处理原理可以根据水质的不同进行组合应用，以提高水的质量。
物理化学处理PPT课件
③孔口直径约为9~12 mm，设于支管两侧，与垂线呈 45O角向下交错排列。
④干管横截面与支管总横截面之比应大于1.75~2.0。当 干管直径于300mm时，干管顶部也应开孔布水，并 在孔口上方设置挡板。
⑤孔口总面积与滤池面积之比称为开孔比，其值可按下
式计算：
f 100% Q / v 1 100% q 100%
生水头损失的主要部分。
d80——通过滤料重量80％的筛孔孔径(mm) 反映粗颗粒尺寸 不均匀系数K80——表示粗细颗粒差别的大小或不均匀程度。 （通常要求K80 ＜2.0）
砂粒级配对滤池的运行的影响 ：
砂样颗粒大小K80越大，则大小颗粒差别越大， 颗粒越不均匀。这对过滤和反冲洗都会产生不利 影响，因为K80较大时，大小颗粒掺杂的结果，过 滤时会降低滤料层的孔隙率，影响滤层的含污能 力以及增加过滤时的阻力，反冲洗满足细颗粒膨 胀要求，粗颗粒将得不到很好清洗；若为满足粗 颗粒膨胀要求，则细颗粒可能被冲出池外。
F
Q / q 1000
1000v
大阻力配水系统构造尺寸计算的依据
f
o
2
f
na
2
0.29
式中：ω0 —干管截面积，m2 ωa —支管截面积，m2 f—配水系统孔口总面积，m2
上式说明：①大阻力配水系统配水的均匀性只与干管 截面积、支管截面积、支管个数、孔口总面积等有关， 而与其它因素无关。②当将对冲洗效果产生影响。
滤料组成 不均匀系数
K80 <2.0 <2.0
<2.0
<1.7
<1.5
<1.7
厚度 （mm）
700 300~400
400 450 230 70
水的物理化学处理原理
水的物理化学处理原理水的物理化学处理原理主要包括以下几个方面：悬浮物去除、溶解物去除、颜色去除、杂质去除、细菌去除和气体去除。
下面将详细介绍每个处理原理。
首先是悬浮物去除。
悬浮物是指水中悬浮的固体颗粒，例如泥沙、胶体等。
常见的物理处理方法有澄清、过滤和沉淀。
澄清是利用物理方法使悬浊物分散均匀，使其悬浮在水中。
过滤是通过过滤介质，例如砂石、活性炭等，将悬浊物截留下来，从而实现去除悬浮物的目的。
沉淀是利用物理方法使悬浊物沉降到底部，通过沉淀池或沉淀槽来收集沉淀物。
其次是溶解物去除。
溶解物是指水中溶解的颗粒（离子）状物质，包括硬度物质、有机物质等。
常见的物理处理方法有蒸馏、反渗透和电离交换。
蒸馏是将水加热，使其蒸发后再冷凝成纯净水，从而实现去除溶解物的目的。
反渗透是利用半透膜将溶解物截留下来，使水通过膜的纯净面，从而实现去除溶解物的目的。
电离交换是利用树脂将溶解物中的离子吸附去除，再通过再生使树脂恢复吸附能力。
颜色去除是指水中有色物质的去除。
常见的物理处理方法有吸附、沉淀和过滤。
吸附是利用吸附剂吸附有色物质，使其从水中吸附出来。
沉淀是利用化学反应使有色物质沉淀到底部。
过滤是通过过滤介质将有色物质截留下来。
杂质去除是指水中的杂质（如铁、锰等）的去除。
常见的物理处理方法有氧化、过滤和沉淀。
氧化是利用强氧化剂将杂质氧化成沉淀物，再通过过滤或沉淀将其去除。
过滤和沉淀原理与前面的悬浮物去除和溶解物去除类似。
细菌去除是指水中细菌的去除。
常见的物理处理方法有紫外线灭菌和过滤。
紫外线灭菌是利用紫外线的辐射杀灭细菌。
过滤是通过过滤介质将细菌截留下来。
最后是气体去除。
水中常见的气体有氧气、二氧化碳等。
氧气可以通过曝气方式增加水中的溶解氧，从而达到氧气去除的目的。
二氧化碳可以通过通入空气或加入复碱来去除。
综上所述，水的物理化学处理原理涵盖了悬浮物去除、溶解物去除、颜色去除、杂质去除、细菌去除和气体去除等方面。
通过不同的处理方法，可以去除水中的各种污染物质，从而获得清洁的水资源。
废水物化处理的原理与工艺
废水物化处理的原理与工艺《废水物化处理的原理与工艺》你知道吗？我们生活中产生的废水就像一群调皮捣蛋的小怪兽，要是直接放着不管，那可会给我们的环境造成大麻烦呢。
不过别怕，废水物化处理就像是拥有神奇魔法的超级英雄，能把这些小怪兽收服得服服帖帖。
那它到底是怎么做到的呢？这就和它的原理与工艺有关啦。
一、沉淀原理与工艺想象一下，废水里的杂质就像是在水里玩耍却不想回家的小朋友。
沉淀这个工艺呢，就是给它们创造一个安静下来的环境。
沉淀的原理是利用重力的作用，就像地球妈妈在温柔地召唤这些小杂质，让比水重的固体颗粒慢慢地沉到水底。
比如说，在一些小型的污水处理厂，处理家庭废水的时候，废水首先会进入一个沉淀池。
这个沉淀池就像一个巨大的“休息区”，水流在这里变得缓慢而平静。
那些大颗粒的泥沙呀，就像懒惰的大石头一样，很快就沉到了池底。
一般来说，如果沉淀时间足够长，像泥沙这种密度较大的杂质，能有百分之八九十都被留在池底呢。
这个过程就像是从一碗混着沙子的水里，沙子慢慢落到碗底，水就变得相对清澈了。
二、混凝原理与工艺废水里还有一些特别小的杂质，它们可不会乖乖沉淀，就像一群调皮的小精灵，在水里到处乱窜。
这时候，混凝就登场啦。
混凝就像是给这些小精灵施了魔法，让它们抱在一起。
混凝的原理是通过向废水中加入混凝剂，混凝剂就像一个超级胶水。
比如说常用的混凝剂有硫酸铝，它进入废水后，会发生一系列的化学反应。
这些反应会让废水中原本分散的微小颗粒带上相同的电荷，同性相斥，异性相吸嘛，它们就开始相互吸引，然后聚集成比较大的颗粒。
这就好比把一群分散的小蚂蚁，用一种神奇的力量让它们紧紧抱成一个大蚂蚁团。
在实际的工艺中，废水在混凝池里会被搅拌均匀，让混凝剂和废水充分接触。
就像搅拌一杯果汁一样，让添加的东西和果汁混合得恰到好处。
经过混凝处理后的废水，里面的杂质就不再是散兵游勇，而是变成了一个个可以被沉淀或者过滤掉的大颗粒啦。
三、吸附原理与工艺吸附就像是废水处理中的小海绵，它能把水里的一些有害物质吸附在自己身上。
水的物化处理方法
近年来，随着工业的发展、城市化进程的加快及农用化学品种类和数量的增加，我国大部分城镇饮用水源已受到不同程度的污染。
据相关报道，我国七大水系中I到III类水体占45.1%，IV类和V类水体占22.9%，劣V类水体占32.0%[1]，水源污染加大了水源选择和处理的困难。
饮用水水源中含有的有机污染物导致了“三致物”（致癌、致畸、致突变）的潜在威胁加大，水源水的污染问题日益严重，饮用水的安全问题得到了广泛关注和重视。
饮用水水源的氮磷污染问题也越来越受到人们的关注，氮磷过量导致湖泊等封闭水体富营养化，而水质恶化会增加给水处理的难度，在给水处理中，磷的去除主要通过混凝沉淀和过滤2个工艺阶段进行，通过与混凝剂形成沉淀以及非溶解性的磷形成矾花而被去除[2]，而过量的氨氮通过常规处理难以达到饮用水卫生+就足以使硝化细菌生长繁标准，有研究表明[3]，在供水管网中，0.25mg/L的NH4殖，且硝化细菌在代谢过程中会释放出嗅味；过量的硝态氮会在人胃中还原为亚硝态氮，与胃中的仲胺或酞胺作用形成致癌性物质亚硝胺。
因此，法国和德国规-N）0.5mg/L；荷兰更是严格至0.2 mg/L；我国生活饮用定饮用水中的氨氮（NH3-N为0.5mg/L。
水卫生标准规定NH3微污染水源水一般是指水体受到有机物污染部分水质指标超过地表水环境质量标准（GB3838－2002）III类水体标准的水体[4]。
随着水源水体的富营养化现象不断加重，水体中有机物种类和数量激增以及藻类的大量繁殖，现有常规处理工艺（混凝→沉淀→过滤→消毒）不能有效去除微污染水源水中的有机物、氨氮等污染物，同时液氯很容易与原水中的腐殖质结合产生消毒副产物（DBPs）直接威胁饮用者的身体健康[5-6]，无法满足人们对饮用水安全性的需要；同时随着生活饮用水水质标注的日益严格，微污染水源水处理不断出现新的问题。
因此本文在掌握微污染水源特征以及各种处理对策之后，对其中的生物预处理方法在脱氮技术中的应用进行了探讨。
水的物理化学处理方法PPT
缩聚物
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
污水处理常规工艺
去除杂质粒度由大到小
多种方 法选择
水质逐级改善
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。
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-
• 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
• 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）
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水的物理、化学及物理化学处理方法
水的物理、化学及物理化学处理方法简介（一）物理处理方法利用固体颗粒和悬浮物的物理性质将其从水中分离去除的方法称为物理处理方法。
物理处理法的最大优点是简单易行，效果良好，费用较低。
物理处理法的主要处理对象是水中的漂浮物、悬浮物以及颗粒物质。
常用的物理处理法有格栅与筛网、沉淀、气浮等。
（1）格栅与筛网格栅是用于去除水中较大的漂浮物和悬浮物，以保证后续处理设备正常工作的一种装置。
格栅通常有一组或多组平行金属栅条制成的框架组成，倾斜或直立地设立在进水渠道中，以拦截粗大的悬浮物。
筛网用以截阻、去除水中的更细小的悬浮物。
筛网一般用薄铁皮钻孔制成，或用金属丝编制而成，孔眼直径为0.5~1.0mm。
在河水的取水工程中，格栅和筛网常设于取水口，用以拦截河水中的大块漂浮物和杂草。
在污水处理厂，格栅和筛网常设于最前部的污水泵之前，以拦截大块漂浮物以及较小物体，以保护水泵及管道不受阻塞。
（2）沉淀沉淀是使水中悬浮物质（主要是可沉固体）在重力作用下下沉，从而与水分离，使水质得到澄清。
这种方法简单易行，分离效果良好，是水处理的重要工艺，在每一种水处理过程中几乎都不可缺少。
按照水中悬浮颗粒的浓度、性质及其絮凝性能的不同，沉淀现象可分为：自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀、压缩沉淀。
水中颗粒杂质的沉淀，是在专门的沉淀池中进行的。
按照沉淀池内水流方向的不同，沉淀池可分为平流式、竖流式、辐流式和斜流式四种。
（3）气浮气浮法亦称浮选，它是从液体中除去低密度固体物质或液体颗粒的一种方法。
通过空气鼓入水中产生的微小气泡与水中的悬浮物黏附在一起，靠气泡的浮力一起上浮到水面而实现固液或液液分离的操作。
其处理对象是：靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度接近于1的微小悬浮颗粒。
浮选过程包括微小气泡的产生、微小气泡与固体或液体颗粒的粘附以及上浮分离等步骤。
实现浮选分离必须满足两个条件：一是必须向水中提供足够数量的微小气泡；二是必须使气泡粘附与分离的悬浮物而上浮达到分离。
水的物理化学处理方法
悬浮颗粒与气泡的黏附性
悬浮颗粒与气 泡的黏附性取 决于水对该种 物质的润湿性。
水对各种物质 润湿性的大小 可用它们与水 的接触角来衡 量。
水对颗粒物质的润湿性
当0时，这种 物质不能气浮； <90° ，这种物 质附着不牢，易 于分离；当 180 °时，这 种物质易被气浮。
对于亲水性颗粒
缺点：
•耗电、维修
第三节 水中溶解物质的去除
水的软化和除盐 离子交换法 吸附法 膜分离技术
一、水的软化和除盐
（一）软化的基本方法 加热软化：不能去除非碳酸盐硬度，很少使用 药剂软化：加入石灰，纯碱，石膏等药剂，使 Ca2+，Mg2+等离子沉淀。但是会有少量不能沉淀， 有残余硬度。 离子交换：用离子交换剂，将Ca2+，Mg2+等离子 交换出来，比较彻底。 （二）除盐的基本方法 有蒸馏法，离子交换法，电渗析等。
1)离子交换剂的分类及组成
离子交换剂分为无机和有机两大类。 无机的离子交换剂有天然沸石和人工合成沸石。 沸石既可作阳离子交换剂，也能用作吸附剂。 有机的离子交换剂有磺化煤和各种离子交换树脂。 离子交换树脂是一类具有离子交换特性的有机高 分子聚合电解质，离子交换树脂的合成一般是先 制备母体，然后通过化学反应引入相应的离子交 换基团。 生成离子交换剂的树脂母体最常用苯乙烯聚合物
对于亲水性颗粒，若用气浮法进行分离，则 需要经过浮选剂处理，使颗粒表面转变为具有疏 水性而附着于气泡上。 在废水中投加浮选药剂，选择性地将亲水性 的污染物变为疏水性，从而能附着在气泡上，然 后一起浮升到水面而加以去除的又一种水处理方 法，称之为药剂浮选法。 浮选分离的对象是亲水性固体悬浮物及重金 属离子等。两者的理论基础是相同的，有时统称 为气浮法。
水与废水物化处理的原理与工艺
四、水污染原因 1．人口增加和经济增长的压力： 2．粗放型发展模式 3. 面源污染严重 4．污水处理率偏低，大量污水直接排放 5．环境意识淡薄、环境管理薄弱、环境执法力度不 够 6. 排污收费等经济政策未能起到对治污的刺激作用 7. 历史欠帐太多，资金投入严重不足
五、水污染防止战略对策与保障措施 战略对策： 1．加快城市废水处理厂的建设步伐，实施废水资源 化 2．尽快实现从末端治理向源头控制的的战略转移， 大力推行清洁生产 3．从单纯的点污染源治理转向点源、内源和面源的 流域综合综合治理 4．切实保护饮用水源地，提高饮用水安全性
2.化学法：中和、吹脱、混凝、消毒 3．生物处理方法：好氧、厌氧
（二）城市污水处理一般流程
预处理 原 废 水 一级处理 二级处理 三级处理 排放或利用 物化处理 二 沉 或生物处理
格 栅
沉 砂
初 沉 初 沉 污 泥
排放或利用 生物处理 活性污泥法 或生物膜法 回流污泥
消 毒
排放或利用
剩余污泥 上清液
沼气利用 处置或利用 消化 脱水
（三）工业废水处理 根据水质不同、处理程度工艺而异。 一般大多以生物处理为主， 但常有前处理（调节、气浮除油、中和） 根据需要有后处理：混凝、过滤、活性炭吸 附
第二章 混凝
第1节 混凝的去除对象 混凝可去除的颗粒大小是胶体及部分细小的悬浮 物，是一种化学方法。 范围在：1nm~0.1m（有时认为在1m） 混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生 长成大矾花。 水处理中主要杂质：粘土（50nm-4 m） 细菌（0.2m-80m） 病毒（10nm-300nm） 蛋白质（1nm-50nm）、腐殖酸
第1节 水污染现状及来源
水处理之物化技术处理剧毒含氰工业污水_副本
水处理之物化技术处理剧毒含氰工业污水在整个里面拥有着多种技术，像处理污水是一种技术，处理纯水又是另一种技术，在不同的领域有着不同的技术，还有的还用原来的药剂，现在在工业污水上的处理有一种技术叫做物化技术，来处理工业污水中的剧毒含氰。
氰是一种剧毒。
在工业污水中非常常见，这类毒素如果流经河流，那么会导致河流边缘会很黑，就是由这类毒素所引发的。
那么对于这一技术您了解多少呢？肯定很多人连听都没听过吧，下面就由我来为大家仔细的分析一下这类技术。
以便于更了解水处理这个行业。
随着我国经济的迅速发展，工业生产技术水平的不断提高，工业危险废物的产生量急速增大，种类繁多、性质复杂，且产生源数量分布广泛。
根据《国家危险废物名录》，在工业生产过程中产生的含氰污水，是危害人类生态环境和人体健康的重要污染源之一，如不进行有效处置而随意排放，不仅对水环境、空气环境和土壤环境造成严重的影响和破坏，还会对人身的安全健康构成直接威胁。
因此，深入研究高毒含氰污水的处理工艺就变得至关重要。
物化技术——氯氧化法作为一种含氰污水的处置方法，在我国危险废物处置领域具有广泛的适用性。
二、物化技术分析1、含氰工业污泥概述含氰污水主要是含有无机氰化物成分，属高毒物质，极少量的氰化物就会使人、畜在很短的时间内中毒死亡，含氰化物浓度很低（<L）会使鱼等水生物中毒死亡，还会造成农作物减产。
氰化物是指化合物分子中含有氰基［-C≡N］的物质，根据与氰基连接的元素或基团是有机物还是无机物可把氰化物分成两大类，即有机氰化物和无机氰化物，前者称为腈，后者常简称为氰化物，无机氰化物应用广泛、品种较多。
含氰污水污染水体引起鱼类、家畜及至人群急性中毒的事例，国内外都有报道。
这些事件是因短期内将大量含氰成分排入水体造成的。
因此，在工业生产过程中，必须严格控制含氰成分的排放量。
尤其要有完善的污水处理设施以减少氰化物的外排量。
本文针对物化技术——氯氧化法的基本原理、流程、设备选型及未来发展方向，以含氰污水的物化处置方式为例进行探讨。
第四章水的物化处理方法
第四章水的物化处理方法水是生活中必不可少的资源，然而，由于工业化和人口增长的加剧，水资源的短缺和污染问题越来越严重。
为了解决水资源的问题，人们开发了多种物化处理方法来净化水源，保护环境。
本文将介绍一些常见的水的物化处理方法。
一、过滤法过滤法是最常见的水的物化处理方法之一，其原理是通过过滤材料将水中的固体颗粒、悬浮物和有机物等物质分离出去。
过滤法采用的过滤材料有很多种，如砂滤器、活性炭滤器、陶瓷滤芯等。
过滤法的优点是操作简单，成本低廉，但对水质的改善有一定的限制。
二、蒸馏法蒸馏法是通过将水加热至沸点，使其汽化后再冷凝成液态，将水中的固体、溶解物和大部分溶解气体分离出去。
蒸馏法可以去除水中的有机物、无机盐、重金属等，不仅能够净化水源，还可以获得高纯度的水。
蒸馏法的缺点是能耗较高，操作复杂，因此一般用于特定的工业生产过程中。
三、吸附法吸附法是利用吸附剂吸附水中的有机物和重金属等污染物质的方法。
常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
吸附法具有吸附效果好、操作简便、处理量大等优点。
但吸附剂的重新生产成本较高，需要经过再生处理。
四、絮凝法絮凝法是将絮凝剂加入水中，使颗粒物质对聚集在一起，形成较大的絮凝体，从而方便沉降和过滤。
常用的絮凝剂有聚合铝氯化铝、聚合硫酸铁等。
絮凝法操作简单，处理效果好，广泛用于水处理领域。
五、氧化还原反应法氧化还原反应法是通过将一些氧化剂或还原剂加入水中，使水中的有机物和无机物经氧化还原反应转化成相对安全的物质。
常用的氧化剂有高锰酸钾、过氧化氢等；常用的还原剂有亚硫酸盐、亚硫酸氢钠等。
氧化还原反应法在水处理中具有较好的效果，但操作要求严格，副产物处置也是一个问题。
总之，物化处理方法是净化水源的重要手段之一，通过过滤、蒸馏、吸附、絮凝和氧化还原反应等方法，可以有效地去除水中的固体颗粒、有机物、重金属等污染物质。
然而，不同的物化处理方法适用于不同的水质和需要，要根据具体情况选择合适的处理方法，以达到净化水源的目的。
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1、目的：实现铬的回收及漂洗水的循环回用
2、处理流程（见图） 含铬废水pH<6，含强氧化剂H2CrO4和 H2Cr2O7，废水依次流经阳柱和阴柱得以处理。
阳柱——强酸型H树脂。 阴柱——弱碱型树脂，抗氧化能力较强(强 碱型容量大，但易被氧化分解)。
离子交换系统得操作管理与维护
离子交换树脂的性能指标
1、密度 2、含水率 3、溶涨性 4、耐热性 5、机械强度 6、酸、碱性 7、选择性
含水率
在水中充分膨胀后的湿树脂所含溶胀水的 重量与湿树脂重量的百分比
含水率
溶胀水重 干树脂重 溶胀水重100
%
（11-5）
一般为50%
酸、碱性
离子交换树脂具有一般酸、碱的反应性能， 在水中离解出H+或OH-。根据离解能力的大 小，树脂的酸、碱性有强、弱之分。
教材P52
膜分离法
概述 1 扩散渗析法 2 电渗析 3 反渗透 4 超滤
概述
凡是使溶液中一种或几种成分不能透过， 而其它成分能透过的膜都叫半透膜。 半透膜最大的特点是选择透过性。
膜分离法就是用一种特殊的半透膜将溶液隔 开，使溶液中的某种溶质或溶剂（水）渗透 出来，从而达到分离溶质的目的。
离子交换剂
水处理中常用的离子交换剂为磺化煤和离子 交换树指，废水处理中主要用树指。
磺化煤：煤研磨后经浓硫酸处理而得的碳质 离子交换剂。
离子交换树脂：有凝胶型、大孔型和等孔 型等。根据交换基团（活性基团）的不同， 可分为强酸性、弱酸性、强碱性、弱碱性四 种。前两种有酸性交换基团，为阳离子型交 换树脂；后两种带碱性交换基团，为阴离子 交换树脂。
其规律如图所示——Freundlich等温吸附公式
在双对数坐标上可得一近似直线（如图所 示）——Langmuir等温吸附公式
Freundlich等温吸附公式
lg q lg K n lg C
（11-24）
q KC n
（11-25）
式中：K，n——常数
Freundlich等温吸附公式是一个经验公式
第四章 废水的物理化学处理
§4.1 气浮法 §4-2 吸附 §4-3 离子交换法 §4-4 萃取 §4-5 电解 §4-6 膜分离法
离子交换法
4.3.1 离子交换的基本原理 4.3.2 离子交换操作方式与工艺过程 4.3.3 离子交换法在废水处理中的应用 4.3.4 离子交换系统的操作管理与维护
离子交换的基本原理
③ 选择性不强，吸引力随分子量增大 而增大，可以吸附多种吸附质；
④ 易于解吸(吸附的逆过程) 子的热运动；
∵分
⑤ 可形成单层或多层吸附。
吸附的特征
2、化学吸附 ① 吸附热大，需在高温下进行； ② 具有选择性； ③ 化学键力大时，吸附不可逆； ④ 只能形成单分子吸附层。
吸附的特征
3、交换吸附
吸附质的离子由于静电引力聚集到吸附剂 表面带电点，同时吸附剂也放出等当量离子。 离子带电荷多，吸附强；电荷相同，水化半 径小，吸附力强。
在给水处理中，离子交换是软化、除盐的 主要方法之一；废水处理中，常用于去除金 属离子。
离子交换的实质是不溶性离子化合物（离 子交换剂）上的可交换离子与溶液中其它同 样离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程， 通常是可逆的化学吸附。
反应式可表达为：
RH + M+ RM + H+
离子交换的基本原理
1.离子交换剂 2.离子交换树脂的种类 3.离子交换树脂的主要性能 4.离子交换树脂的有效pH范围
2、有机物：某些高分子有机物与固定离子 结合力很强，使树脂难以再生，降低了交换 容量。
减少有机污染，选用低交联度树脂， 预处理，特殊、交联度 2、水中的离子浓度 3、水的流速 4、树脂颗粒大小 5、水温
离子交换软化装置
离子交换装置，按照运行方式的不同，可 分为固定床和连续床两大类：
pH影响活性基团的电离能力，强酸强碱性 受其影响小，弱酸碱性则受pH影响大。
树脂类型 强酸 强碱 弱酸 弱碱
有效pH范围 1~14 1~12 5~14 0~7
选择性
离子交换树脂对水中某种离子能优先交换 的性能称为离子交换选择性。选择性表示了 交换离子取代树脂上可交换离子的难易程度， 与树脂间结合力的大小，离子交换的先后顺 序和交换量。
选择性
④ H+和OH-的交换选择性与树脂的酸、碱性 关系很大，如：
强酸性阳树脂 Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > … > Na+ > H+ > Li+ 弱酸性阳树脂 H+ > Fe3+ > … 强碱性阴树脂 SO42- > NO3- > Cl- > OH- > F> HCO3- > HSiO3弱碱性阴树脂 OH- > SO42- > …
生困难。
6.氧化剂和高分子有机物的影响 危害——使树脂氧化、有机污染，导致树
脂的使用寿命缩短或交换容量降低。
萃取——了解
1.萃取的基本原理 2.萃取剂的选择 3.萃取工艺
萃取的基本原理
利用一种不溶于水而能溶解水中某种物 质（溶质或萃取物）的溶剂（萃取剂） 投加到废水中，使溶质充分溶解到溶剂 内，从而分离去除或回收某种物质的方 法。
萃取工艺
萃取剂的再生：物理法
化学法
利用萃取剂与萃取 物的沸点差进行分 离。
投加某种化学药剂与萃取 物反应生成不溶于萃取剂 的盐类，进行分离。
萃取工艺
操作方式： 1.单级萃取
2.多级逆流萃取
吸附
4.2.1 吸附的基本原理与类型 4.2.2 吸附操作方式 4.2.3 活性碳的再生 4.2.4 吸附在水处理中的应用
态；影响树脂交换基团的离解。
措施——处理含铬水，应在酸性条件下； 可采用强酸、强碱性树脂；
离子交换系统得操作管理与维护
4.温度的影响 危害——引起树脂的分解，降低或破坏树
脂的交换能力。
措施——水温不得超过树脂的耐热性能的 要求。高温水应先降温。
离子交换系统得操作管理与维护
5.高价离子的影响 危害——与树脂的结合能力强，但树脂再
Th4+ > Al3+ > Ca2+ > Na+
PO43- > SO42- > Cl-
选择性
③ 电荷相同时，大致是原子序数愈高或水合半 径愈小，交换势愈大，副族元素正好相反。
Fe3+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ ≈ NH3+ > Na+ > Li+
NO3- > Cl- > HCO3- > HSiO3-
Langmuir等温吸附公式
根据分子运动学说，通过一些假设而推导 的单分子层吸附公式如下：
q abC 1 aC
(11-26)
式中：a，b—常数
线性化：
1 1 1 1 q ab C b
(11-27)
吸附的操作方式
废水进行吸附前，应先经预处理去除悬浮物、 油类等杂质，避免堵塞吸附剂的孔隙。
吸附操作分为静态与动态操作方式。静态 为间歇式，很少用(小流量，间歇排放)；动 态操作为连续式，有固定床、移动床和流动 床三种。
离子交换数脂的种类
按树脂类型和孔结构不同，分为凝胶型、大孔 型、多孔型、巨孔型等。
按活性基团不同： 阳离子(酸性基团)：强酸型(-SO3H)； 弱酸性(-COOH) 阴离子(碱性基团)：强碱性(≡NOH)；弱碱性 (≡NHOH，= NH2OH，—NH3OH)
螯合树指（羟胺基团）
氧化还原树指：两性树指等。
固定床的基本缺陷： ① 树脂不能边失效， 边再生，造成交换器 内树指积压，利用率 低，交换器容积利用 不充分；
② 树脂层中树脂交换 能力使用不匀，上层 饱和程度高，下层低。
连续床离子交换设备
连续式的特点: 树脂不固定在交换器内， 而是处于连续循环运动中， 交换与再生长则 在不同塔内进行。树脂的用量比固定床减少 1/3~1/2，设备单位容积的产水量还可提高。
连续式离子交换至分移动床和流动床两 种。
离子交换工艺流程
过滤 → ↑
清洗 ←
反洗 ↓
再生
离子交换法在废水处理中的应用
主要去除对象：铜、镍、镉、铬、锌、汞、 金、银、铂、磷酸、硝酸、氨、有机物、放 射性物质等。
下面以离子交换法处理含铬废水为例说明 其在废水处理中的应用。
离子交换法在废水处理中的应用
单层床
固定床 双层床
混合床
离子交换装置
移动床
连续床
流动床
离子交换操作方式与工艺过程
离子交换软化装置
单层固定床离子交换装置是最常用、最基本 的形式。离子交换树脂（或磺化煤）装填在 离子交换器内。在操作过程中，树脂不往外 输送，所以称为固定床。移动床、流动床都 是与固定床相对而言的，并在固定床基础上 发展起来的。
吸附量q（g/g）按下式计算（：11-23）
q V (C0 C) W
式中： V——水的体积，L； C0——原水中吸 附质浓度，g/L；C——平衡水中的残余吸附 质浓度，g/L； W——活性炭投加量，g
吸附等温线
温度一定的条件下，V、C0一定时，改变 投炭量，吸附的平衡浓度和吸附量均发生相 应改变的曲线。
1.水中含有悬浮物质与油类物质 危害——堵塞树脂孔隙，降低树脂 的交换能力。
措施——进行砂滤等预处理
离子交换系统得操作管理与维护
2.废水中溶解盐过高 危害——缩短树脂的工作周期。
措施——溶解盐浓度大于1000-2000mg/L时， 不宜采用离子交换法处理。