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工业用水处理技术研究与开发随着工业化的快速发展，水资源日益被浪费和污染，对环境和人类健康造成了严重影响。
如何高效地处理工业废水和污水，助力实现工业可持续发展，成为当今工业界和科学家所面临的难题。
本文将介绍工业用水处理技术的研究现状和未来发展趋势。
一、传统技术一些传统的工业废水处理技术，如物理处理、生物处理和化学处理等，被广泛应用于工业用水处理。
物理处理主要是通过筛选、沉淀和过滤等方法，去除废水中的悬浮物、沉积物和浮游生物等，达到减少污染物浓度的效果。
生物处理则是将废水流入生化池内，通过微生物去除水中有机物的方法，达到净化水质的目的。
而化学处理则使用化学药剂将污染物转化为无害物质或沉淀物，达到废水净化的目的。
尽管这些传统方法取得了一定的成果，但它们仍然存在一些缺点。
例如，物理处理无法去除水中的化学污染物；生物处理对温度、PH值等环境因素要求高，处理效果受到生物代谢和成长发育周期的影响；而化学处理则会存在一些污染物转移的问题，难以彻底清除污染物。
二、新型技术为了克服传统技术存在的缺陷，目前诞生了很多新型的工业用水处理技术。
其中，膜分离技术、电化学技术、吸附技术等得到了广泛应用。
1. 膜分离技术膜分离技术是指利用特殊的膜进行过滤和分离的技术。
根据膜的不同，膜分离可以分为反渗透、超滤、微滤等。
反渗透膜可以拒绝水中的离子、大分子有机物和微生物，从而去除废水中的污染物。
超滤和微滤膜分别可以去除废水中的悬浮物、胶体物质和大分子化合物。
这些膜分离技术成本低，运行简便，无需化学药剂，处理效果也比传统技术更为出色。
2. 电化学技术电化学技术是一种利用电化学反应去除废水中污染物的方法。
它主要有电解、电膜分离、电吸附和电还原等。
其中，电解是一种通过电解产生氧化还原反应来溶解废水中的有机物和无机物的方法；电吸附则是在电弱的状态下，利用电荷吸附废水中的物质。
电化学技术具有能耗低、处理效率高等优点，能够处理高浓度的废水，并且对有机物和重金属离子具有很强的去除效果。
工业水处理技术一、前言随着工业化的迅速发展，工业水排放量逐年增长。
工业排污水含有大量的有机物、无机盐和重金属，如果不经过处理直接排放到环境中，会严重污染环境，影响人类的生存和健康。
因此，工业水处理技术在环境保护和可持续发展中具有重要的地位。
二、工业水处理技术的分类根据处理方法的不同，工业水处理技术可分为：1. 生化处理技术生化处理技术主要是利用微生物的生命活动将污染物质转化为无害物质，如活性污泥法、好氧生物膜法、厌氧处理等。
生化处理技术具有处理效果好、投资成本低等优点，但是对进水污染物浓度和水质波动敏感，处理过程需要长时间，维护成本和难度较高。
2. 物理化学处理技术物理化学处理技术主要是通过化学反应、物理吸附和膜分离等手段，将工业废水中的污染物快速分离、转移或降解，如氧化酸处理、吸附法、膜生物反应器等。
物理化学处理技术具有高效、处理效果稳定等优点，但是对水质要求较高，处理工艺较复杂，投资成本较高。
三、工业废水处理技术的主要工艺1. 活性污泥法活性污泥法是将进水通过初沉池预处理后，在曝气池内生成生物膜，通过氧化分解有机物质来净化水质。
其中好氧氧化区和厌氧氧化区交替排列的曝气池常被称为A/O工艺。
活性污泥法广泛应用于有机物和氨氮等的处理，能够处理低浓度的污水和间歇性排放的污水。
但活性污泥法对进水中的病原菌处理效果不佳，建设难度大，设备维护管理难度也高。
2. 厌氧处理技术厌氧处理技术主要适用于含有高浓度有机废水、复杂废水、含有大量动植物油的废水和含有浓度较高的重金属离子的废水。
厌氧处理技术可以利用微生物的代谢和生长过程，将可生物降解的有机物质转换为无机物并去除。
例如，厌氧消化技术是一种基于厌氧条件下微生物的代谢过程，利用生物降解原理将有机垃圾等生活垃圾转化为可用于肥料或燃料的有机肥料，有着高的降解效率和经济效益。
3. 活性炭吸附法活性炭吸附法是将活性炭作为吸附材料，去除废水中的有机物和表面活性剂等。
其原理是靠活性炭表面的孔隙结构吸附有机物质，从而实现水质的净化。
给水工程1. (概念硬度是水质的一个重要指标。
生活用水与生产用水均对硬度指标有一定的要求,特别是锅炉用水中若含有硬度盐类,会在锅炉受热面上生成水垢, 从而降低锅炉热效率、增大燃料消耗, 甚至因金属壁面局部过热而烧损部件、引起爆炸。
因此,对于低压锅炉,一般要进行水的软化处理;对于中、高压锅炉,则要求进行水的软化与脱盐处理。
硬度盐类包括 Ca 2+、 Mg 2+、 Fe 2+、 Mn 2+、 Fe 3+、Al 3+等易形成难溶盐类的金属阳离子。
一般天然水中其他离子含量很少, 将钙、镁离子的总含量称为水的总硬度。
硬度又可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度,前者在煮沸时易沉淀析出,称为暂时硬度 ;后者在煮沸时不沉淀析出,称为永久硬度。
2. (经典题目。
看起来像大题 P395-396石灰软化》》为除去水中钙、镁离子,反而加入 Ca (OH 2,似乎存在着矛盾。
而其中道理可从下列反应中看出:(请记住反应式 , 自己看书记式子 1 Ca(OH2—— Ca2++2OH-2 2HCO 3-+2OH-—— 2CO 32-+2H2O 3 Ca 2++CO32-—— CaCO 3沉淀》》》》》》 Ca(OH2+2HCO3-——CaCO 3沉淀 +CO32-+2H2O (此 4式,可记住最后一条足以证明根据上述反应,每投加 1molCa(OH2,可去除水中 1molCa 2+。
此式说明熟石灰能去除碳酸盐硬度 ;熟石灰虽亦能跟水中非碳酸盐的镁硬度起反应生成氢氧化镁,但同时又产生了等物质量的非碳酸盐的钙硬度 :MgSO 4+Ca(OH2—— Mg (OH 2沉淀 +CaSO4MgCl2+Ca(OH2—— Mg(OH2沉淀 +CaCl2(这两条式子,考试时写出一个足以证明。
综上所述, 石灰软化主要是去除水中的碳酸盐硬度以及降低水的碱度。
但过量投加石灰,反而会增加水的硬度。
石灰软化往往与混凝同时进行,有利于混凝沉淀。
3. 离子交换树脂是由空间网状结构骨架 (即母体与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。
18种常用工业废水处理方法1、多效蒸发结晶技术在工业含盐废水的处理过程中，工业含盐废水进入低温多效浓缩结晶装置，经过3—6效蒸发冷凝的浓缩结晶过程，分离为淡化水(淡化水可能含有微量低沸点有机物)和浓缩晶浆废液;无机盐和部分有机物可结晶分离出来，焚烧处理为无机盐废渣;不能结晶的有机物浓缩废液可采用滚筒蒸发器，形成固态废渣，焚烧处理;淡化水可返回生产系统替代软化水加以利用。
低温多效蒸发浓缩结晶系统不仅可以应用于化工生产的浓缩过程和结晶过程，还可以应用于工业含盐废水的蒸发浓缩结晶处理过程中。
多效蒸发流程只在第一效使用了蒸汽，故节约了蒸汽的需要量，有效地利用了二次蒸汽中的热量，降低了生产成本，提高了经济效益。
2、生物法生物处理是目前废水处理最常用的方法之一，它具有应用范围广、适应性强、经济高效无害等特点。
一般情况下，常用的生物法有传统活性污泥法和生物接触氧化法两种。
(1)传统活性污泥法活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，目前是处理城市污水最广泛使用的方法。
它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，同时也能去除一部分磷素和氮素。
活性污泥法去除率高，适用于处理水质要求高而水质比较稳定的废水。
但是不善于适应水质的变化，供氧不能得到充分利用;空气供应沿池水平均分布，造成前段氧量不足后段氧量过剩;曝气结构庞大，占地面积大。
(2)生物接触氧化法生物接触氧化法是主要利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。
生物接触氧化法是一种浸没生物膜法，是生物滤池和曝气池的综合体，兼有活性污泥法和生物膜法的特点，在水处理过程中有很好的效果。
生物接触氧化法有较高的容积负荷，对冲击负荷有较强的适应能力;污泥生成量少，运行管理简便，操作简单，耗能低，经济高效;具有活性污泥法的优点，生物活性高，净化效果好，处理效率高，处理时间短，出水水质好而稳定;能分解其它生物处理难分解的物质，具有脱氧除磷的作用，可作为三级处理技术。
工业水处理技术周本省主编冷却水系统（一）浓缩倍率：K = Cr / CmCr ; 循环水中某物质的浓度，Cm: 补充水中某物质的浓度。
用来计算浓缩倍率的物质，要求它们的浓度除了随浓缩过程而增加外，不受其他外界条件，如加热、沉淀、投加药剂等的干扰。
通常选用的物质有CL-、SIO2、K+等物质或总溶解固体。
M = E + D + B + FM: make up waterE: evaporate water lostD: wing water lostB: blow down water lost.F: leak water lostB = E / K – 1(四) 运行条件改变时系统中离子浓度的变化在循环冷却水系统改变浓缩倍数时，循环水的离子浓度随着运行时间的推移会发生变换，其变化的规律将根据补充水量和排污水量的大小而异，但最终会趋于一个定值。
[（M/B）*Cm ]水垢析出的判断在20度时，CaCL2 的溶解度是37700 mg/L, 在零度时，种碳酸钙的溶解度是2630 mg/L,硫酸钙的溶解度是1800mg/L，而碳酸钙的溶解度是20mg./L, 磷酸钙的溶解度更小，是0.1mg/L。
此外，碳酸钙和磷酸钙的溶解度与一般的盐类不同，他们不是随着温度的升高而升高，而是随着温度的升高而降低。
因此，在换热器的传热面上，这些微溶行盐很容易达到过饱和状态而从水中结晶析出。
当水流速度比较小或传热面比较粗糙时，这些结晶沉淀物就容易沉积在传热面上。
当防腐措施不当时，换热器的换热管表面经常会有锈瘤附着，其外壳坚硬，但内部疏松多孔，而且分布不均。
（一）碳酸钙垢析出L.S.I : Langerlier Saturated Index 朗格力尔饱和指数。
LSI = PH-PHs>0 结垢LSI = PH-PHs = 0 不腐蚀不结垢LSI = PH-PHs < 0 腐蚀PHs = ( 9.70 + A + B) – ( C + D)A: 总溶解固体系数B: 温度系数C: 钙硬度系数D: M-碱度系数M-碱度：以甲基橙为指示剂所测得的总碱度。
给水工程1.（概念）硬度是水质的一个重要指标。
生活用水与生产用水均对硬度指标有一定的要求，特别是锅炉用水中若含有硬度盐类，会在锅炉受热面上生成水垢，从而降低锅炉热效率、增大燃料消耗，甚至因金属壁面局部过热而烧损部件、引起爆炸。
因此，对于低压锅炉，一般要进行水的软化处理；对于中、高压锅炉，则要求进行水的软化与脱盐处理。
硬度盐类包括Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+等易形成难溶盐类的金属阳离子。
一般天然水中其他离子含量很少，将钙、镁离子的总含量称为水的总硬度。
硬度又可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度，前者在煮沸时易沉淀析出，称为暂时硬度；后者在煮沸时不沉淀析出，称为永久硬度。
2.（经典题目。
看起来像大题）P395-396石灰软化》》为除去水中钙、镁离子，反而加入Ca（OH）2，似乎存在着矛盾。
而其中道理可从下列反应中看出：（请记住反应式,自己看书记式子）1）Ca(OH)2——Ca2++2OH-2）2HCO3-+2OH-——2CO32-+2H2O 3）Ca2++CO32-——CaCO3沉淀》》》》》》Ca(OH)2+2HCO3-——CaCO3沉淀+CO32-+2H2O（此4式，可记住最后一条足以证明）根据上述反应，每投加1molCa(OH)2，可去除水中1molCa2+。
此式说明熟石灰能去除碳酸盐硬度；熟石灰虽亦能跟水中非碳酸盐的镁硬度起反应生成氢氧化镁，但同时又产生了等物质量的非碳酸盐的钙硬度：MgSO4+Ca(OH)2——Mg（OH）2沉淀+CaSO4MgCl2+Ca(OH)2——Mg(OH)2沉淀+CaCl2（这两条式子，考试时写出一个足以证明）。
综上所述，石灰软化主要是去除水中的碳酸盐硬度以及降低水的碱度。
但过量投加石灰，反而会增加水的硬度。
石灰软化往往与混凝同时进行，有利于混凝沉淀。
3.离子交换树脂是由空间网状结构骨架（即母体）与附属在骨架上的许多活性基团所构成的不溶性高分子化合物。
活性基团遇水电离，分成两部分》1）固定部分，仍与骨架牢固结合，不能自由移动，构成所谓固定离子；2）活动部分，能在一定空间内自由移动，并与其周围溶液中的其它同性离子进行交换反应，称为可交换离子或反离子。
4.离子交换的实质是不溶性的电解质（树脂）与溶液中的另一种电解质所进行的化学反应。
(大概在P397-398，请记住一条公式做例子）5.离子交换树脂的基本性能：1）外观，呈不透明或半透明球状颗粒。
2）交联度，取决于制造过程。
30含水率，相应地反应了孔隙率，交联度越小，孔隙率越大，含水率也越大。
4）溶胀性。
5）通常所谓树脂真密度和视密度是指湿真密度和湿视密度。
6）交换容量是树脂最重要的性能，定量地表示树脂交换能力的大小。
7）由于树脂活性基团分为强酸、强碱、弱酸、弱碱性，水的 pH值势必对其交换容量产生影响。
6.（莫非是填空）逆流再生操作步骤：1）小反洗2）放水3）顶压4）进再生液5）逆向清洗6）正洗。
7.（名词解释）水的纯度常以水中含盐量或水的电阻率来衡量。
电阻率是指断面1cmX1cm，长1cmX1cm体积的水所测得的电阻。
电导率是电阻率的倒数。
8.（见提纲排水部分22条，老师再次提到这个名词，极可能是名词解释）污染指数FI值表示在规定压力和时间的条件下，滤膜通过一定水量的阻塞率。
（数值小于4为可用）9.(P424，估计是选择题，这么简单，必记）强碱树脂的选择性顺序一般为：SO42->NO3->Cl->F->HCO3->HSiO3-10.强碱阴离子交换器的运行过程曲线。
（我也不清楚怎么考。
自己看图，大概在P425)11.弱碱阴离子交换器的运行过程曲线。
（同上）12.（名词解释）复床是指阳、阴离子交换器串联使用，达到水的除盐的目的。
常见的复床系统：1）强酸-脱气-强碱系统，2）强酸-脱气-弱碱-强碱系统。
（这个我猜的，填空吧）13.（名词解释）阴、阳离子交换树脂装填在同一个交换器内，再生时使之分层再生，使用时先将其均匀混合，这种阴、阳树脂混合一起的离子交换器称为混合床。
14.（估计是填空）混合床再生步骤：1）反洗分层，2）进碱再生，3）阴树脂正洗，4）进酸再生，5）阳树脂正洗，6）混合，7）最后正洗。
15.（估计是大题几率比名词解释大）电渗析法原理：是在外加直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性，使水中阴、阳离子作定向迁移，从而达到离子从水中分离的一种物理化学过程。
（比较）离子交换树脂（离子交换）的作用机理是树脂与溶液中的离子之间的交换反应，而离子交换膜（电渗析）的作用机理则是对溶液中的离子具有选择透过的特性。
16.（似乎是填空）电渗析器组装方式常用“级”和“段”来说明。
一对电极之间的膜堆称为一级，具有同向水流的并联膜堆称为一段。
增加段数就等于增加脱盐流程，亦即提高脱盐效率。
增加膜对数，则可提高水处理量。
17.渗透原理：用只能让水分子透过，而不允许溶质透过的半透膜将纯水与咸水分开，则水分子将从纯水一侧通过膜向咸水一侧透过，结果使咸水一侧的液面上升，直至达到某一高度。
18.反渗透膜的透过机理，选择性吸着—毛细管流机理。
19.超滤用于截留水中胶体大小的颗粒，而水和低分子量溶质则允许透过膜。
（作用）20.超滤膜为多孔结构，其机理主要归结为筛除作用。
21.（经典的填空题）冷却塔按循环供水系统中的循环水与空气是否接触，冷却塔分湿式、干式和干湿式。
22.（填空）淋水填料按照其中水被淋洒成的冷却表面形式，可分为点滴式、薄膜式、点滴薄膜式3种类型。
23.（填空）冷却水有直流式、密闭式循环和敞开式循环3种系统。
24.（这个不知怎么总结，自己看，P512的K值的概念。
）浓缩倍数。
25.腐蚀率：一般可用失重法测定，即将金属材料试件挂在热交换器冷却水中一定部位，经过一定时间，由试验前、后试片重量差计算出年平均腐蚀深度。
26.热阻为传热系数的倒数。
热交换器传热面由于沉积物沉积使传热系数下降，从而使热阻增加的量称为污垢热阻。
27.（这个可能会考，应该不是大题）饱和指数LSI=pH0-pHs（详见书本约515页）28.（填空）化学处理所用的药剂，可以分为氧化型杀菌剂、非氧化型杀菌剂及表面活性剂杀菌剂等。
29.（大题！！）离子交换与膜处理法（膜分离法）的比较。
其中：电渗析、反渗透、超滤以及渗析统称膜分离法。
都是机理的比较。
上面的4个“粉红色机理”。
牢记。
会随机抽几个出来比较其机理。
排水工程30.（小题）国家标准《污水综合排放标准》将排放的污染物按其性质及控制方式分为两类。
1）第一类污染物是指总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并芘、总铍、总银、总α放射性和β放射性等毒性大、影响长远的有毒物质。
第二类污染物，指pH值、色度、悬浮物、BOD5、COD、石油类等。
31.（全部掌握）废水处理过程是将废水中所含有的各种污染物与水分离或加以分解，使其净化的过程。
污水处理法大体可分为：物理处理法（调节、离心分离、沉淀、除油、过滤等）、化学处理法（中和、化学沉淀、氧化还原等）、物理化学处理法（混凝、气浮、吸附、离子交换、膜分离等）和生物处理法（好氧生物处理法、厌氧生物处理法）。
32.（我估计是大题）一般污染物在废水中处于悬浮、胶体、溶解3种形态。
废水处理方法的确定：（1）有机废水，1）含悬浮物时，用滤纸过滤，测定滤液的BOD5、COD。
若滤液中的BOD5、COD均在要求值以下，这种废水可采取物理处理方法。
2）若滤液中的BOD5、COD高于要求值，则需考虑采用生物处理方法。
3）若经生物处理后COD不能降低到排放标准时，就要考虑采用深度处理。
（2）无机废水。
1）含悬浮物时，需进行沉淀试验，若在常规的静置时间内达到排放标准时，这种废水可采用自然沉淀法处理。
2）若在规定的静置时间内达不到要求值时，则需进行混凝沉淀试验。
3）当悬浮物去除后，废水中仍含有有害物质时，可考虑采用调节pH值、化学沉淀、氧化还原等化学方法。
4）对上述方法仍不能去除的溶解性物质，为了进一步去除，可考虑采用吸附、离子交换等深度处理方法。
（3）含油废水。
首先做静置上浮试验分离浮油，再进行分离乳化油的试验。
33.（概念、作用）从工业企业和居民区排出的废水，其水量和水质都是随时间而变化的，工业废水的变化幅度一般比城市污水大。
为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。
调节水量和水质的构筑物称为调节池。
34.调节池的搅拌方式：1）水泵强制循环搅拌2）空气搅拌3）机械搅拌35.（我认为是大题）酸性废水中和处理采用的中和剂有石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等。
碱性废水中和处理则通常采用盐酸和硫酸。
（优缺点）苏打和苛性钠具有组成均匀、易于、易于贮存和投加、反应迅速、易溶于水而且溶解度较高的优点，但是由于价格较贵，通常很少采用。
石灰来源广泛，价格便宜，所以采用较广。
但是它具有以下缺点:1)石灰粉末极易飘扬，劳动卫生条件差；2）装卸、搬运劳动量较大；3）成分不纯，含杂质较多；4）沉渣量较多，不易脱水；5）制配石灰溶液和投加需要较多的机械设备等。
36.（估计是名词解释）过滤中和法仅用于酸性废水的中和处理。
酸性废水流过碱性滤料时与滤料进行中和反应的方法称为过滤中和法。
碱性滤料主要是石灰石、大理石、白云石等。
中和滤池分3类：普通中和滤池、升流式膨胀中和滤池和滚筒中和滤池。
37.（原理，估计是名词解释）向工业废水中投加某种化学物质，使它和其中某些溶解物质产生反应，生成难溶盐沉淀下来，这种方法称为化学沉淀法，它一般用以处理含金属离子的工业废水。
（估计也有问答题，P483中溶度积常数、式12-15及下面一段话最好记住）38.（估计是名词解释）水中的难溶盐服从溶度积原则，即在一定温度下，在含有难溶盐（固体）的饱和溶液中，各种离子浓度的乘积为一常数，称为溶度积常数。
39.（估计是名词解释）利用溶解于废水中的有毒有害物质，在氧化还原反应中能被氧化或还原的性质，把它转化为无毒无害的新物质，这种方法称为氧化还原法。
40.含六价铬废水的药剂还原法的基本原理是在酸性条件下，利用化学还原剂将六价铬还原成三价铬，然后用碱使三价铬成为氢氧化铬沉淀而去除。
41.臭氧是氧的同素异形体，它的分子由3个氧原子组成。
臭氧在室温下为无色气体，具有一种特殊的臭味。
其主要物理化学性质如下：1）氧化能力。
它是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟，比氧、氯及高锰酸盐等常用的氧化剂都高。
2）（P494,不重要，自己看，略）3）（略）。
4）臭氧的毒性和腐蚀性：臭氧是有毒气体。
具有强的氧化能力，除金和铂外，臭氧化空气几乎对所有金属都有腐蚀作用。
对非金属材料也有强烈的腐蚀作用。
42.（考原理）光氧化法是利用光和氧化剂产生很强的氧化作用来氧化分解废水中有机物或无机物的方法。
