污水的化學與物理處理

　　現代污水處理方法主要分為物理處理法、化學處理法、物理化學處理法和生物處理法四類。

　　物理化學法(簡稱物化法)，是利用萃取、吸附、離子交換、 膜分離技術、氣提等物理化學的原理，處理或回收工業廢水的方法。它主要用分離廢水中無機的或有機的(難以生物降解的)溶解態或膠態的污染物質，回收有用組分，并使廢水得到深度凈化。因此，適合于處理雜質濃度很高的廢水(用作回收利用的方法)，或是濃度很低的廢水(用作廢水深度處理)。利用物理化學法處理工業廢水前，一般要經過預處理，以減少廢水中的懸浮物、油類、有害氣體等雜質， 或調整廢水的pH值， 以提高回收效率、 減少損耗。同時，濃縮的殘渣要經過后處理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、吸附法、離子交換法、膜析法(包括滲析法、電滲析法、反滲透法、超濾法等)

　　德國科技先進的下水道污水處理系統

　　(1)萃取法

　　萃取法是向污水中加人一種與水不相溶而密度小于水的有機溶劑，充分混合接觸后使污染物重新分配，由水相轉移到溶劑相中，利用溶劑與水的密度差別，將溶劑分離出來，從而使污水得到凈化的方法。再利用溶質與溶劑的沸點差將溶質蒸館回收，再生后的溶劑可循環使用。使用的溶劑叫萃取劑，提出的物質叫萃取物。萃取是一種液-液相間的傳質過程，是利用污染物(溶質)在水與有機溶劑兩相中的溶解度不同進行分離的。

　　在選擇萃取劑時，應注意萃取劑對被萃取物(污染物)的選擇性，即溶解能力的大小，通常溶解能力越大，萃取的效果越好；萃取劑與水的密度相差越大，萃取后與水分離就越容易。常用的萃取劑有含氧萃取劑、含磷萃取劑、含氮萃取劑等。常用的萃取設備有脈沖篩板塔、離心萃取機等。

　　(2)吸附法

　　吸附法處理廢水是利用——種多孔性固體材料(吸附劑)的表面來吸附水中的一種或多種溶解污染物、 有機污染物等(稱為熔質或吸附質)， 以回收或去除它們， 使廢水得以凈化。例如， 利用活性炭可吸附廢白水中的盼、 隸、 錯、氧等劇毒物質， 且具有脫色、 除臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度處理， 可分為靜態吸附和動態吸附兩種方法， 即在污水分別處于靜態和流動態時進行吸 附處理。常用的吸附設備有固定床、 移動床和流動床等。

　　在廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附樹脂等。以活性炭和吸附樹脂應用較為普遍。一般吸附劑均呈松散多 孔結構， 具有巨大的比表面積。其吸附力可分為分子引力(范德華力)、 化學鍵力和靜電引力三種。水處理中大多數吸附是上述三種吸附力共同作用的結果。

　　吸附劑吸附飽和后必須經過再生， 把吸附質從吸附劑的細孔中除去， 恢復其吸附能力。再生的方法有加熱再生法、 蒸汽吹脫法、 化學氧化再生法(濕式氧化、 電解氧化和臭氧氧化等)、 溶劑再生法和生物再生法等。

　　由于吸附劑價格較貴， 而且吸附法對進水的預處理要求高， 因此多用于給水處理中。

　　(3)離子交換法

　　離子交換法是利用離子交換劑的離子交換作用置換污水中的離子態污染物質的方法。隨著離子交換樹脂的生產和離子交換技術的發展， 由于效果良好， 操作方便， 近年來在回收和處理工業污水中的有毒物質方面， 得到一定的應用。如用陽離子交換劑去除(回收) 污水中的銅、鎳、鎘、鋅、汞、金、銀、鉑等重金屬。

　　離子交換法多用于工業給水處理中的軟化和除鹽， 主要去除廢水中的金屬 離子。離子交換軟化法采用Na+交換樹脂。

　　(4)膜析法

　　1) 電滲析法。電摻析法是在直流電場的作用下， 利用陰、 陽離子交換膜對溶液中陰陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過， 陰膜只允許陰商子通過)， 使一部分溶液中的離子遷移到另一部分溶液中去，使得溶液中的電解質與水分離， 從而達到濃縮、純化、分離的一 種水處理方法。電滲析法是在離子交換技術基礎上發展起來的新方法， 除用于污水處理外， 還可用于海水除鹽、制備去離子水(純水)等。

　　2)反滲透法

　　反滲透法巳用于含重金屬廢水的處理、 污水的深度處理及海水淡化等。在世界淡水供應危機嚴重的今天， 反滲透法結合蒸館法的海水淡化技術前景廣闊。它的另一重要用途是與離子交換系統聯用， 作為離子交換的預處理方法以制備去離子的超純水。在廢水處理中， 反滲透法主要用于去除與回收重金屬離子， 去除鹽、有機物、色度以及放射性元素等。

　　目前在水處理領域內廣泛應用的半透膜有醋酸纖維素 膜和聚酷膠膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反滲透裝置有管式、螺旋式、中空纖維式及板框式等。滲透水可重復利用。