水的物理化学处理原理

2017 年第 4 期（下半月）

农民致富之友 Nong Min Zhi Fu Zhi You282科研◎水产渔业

引言

工厂化养鱼是渔业现代化的重要标志，但就现阶段而言，

工厂化养鱼中，循环养鱼水处理技术的应用不当和成本过高严

重制约着工厂化养鱼的发展。在此背景下，如何在了解养鱼水

处理原理与过程的基础上，积极探究符合我国国情的特色养鱼

水处理技术，已成为当前我国水产科技人员和渔业企业需要着

重开展的关键工作。

1　循环水概述

循环水主要分为工业循环水和家用循环水，其主要目的均

为节约用水，对工业循环水进行分析可知，其大都被应用于冷

却水系统当中，故也称为循环冷却水。循环冷却水处理系统主

要分为封闭式处理和敞开式处理系统两种，其中，封闭式处理

系统中，冷却水用过后并不是立即排放掉，而是进行回收和再

利用；敞开式循环水处理系统通过借助水冷却移走工艺介质或

是有关换热装备散发的热量将小部分水蒸发，并在使大部分水

冷却后得以循环利用。家用循环水主要集中在热水器循环水方

面，循环泵、控制系统以及单向阀同热水器、热水回管组成等

共同构成一套完整的热水循环系统，使热水器能够定时定点地

工作或停止工作，满足家庭用水需求[1]。

2　养鱼水处理原理与水体处理过程2.1　循环养鱼水中的物质分析

对包括养鱼水在内的全部水的处理进行分析可知，其均是

对自然界中水体自净过程的模仿，水体自净，即天然水体受到

污染后，未获得人工干预，而是通过水体本身的能力达到水体

净化的目的。通常，水体自净的过程主要包括了沉降、稀释以

及扩散等物化作用与生物降解过程。对于循环养鱼水而言，其

污染物质大都来自鱼类的分泌物和排泄物，除此外，残留的饵

料也是主要污染源之一，从整体来看，各污染源对养鱼水造成

污染的元素主要为四种，分别为碳、氮、磷、硫，其中，C、P、S三种元素参与养鱼水中的物质循环而生成的各类产物在水

中氧气充分的情况下并不会对鱼类产生较大影响，同时，其又

在水中氮循环与微生物的作用下转化为对鱼类毒性较低或无毒

水的物理处理

水的物理处理是指利用物理原理处理水和污水，使其达到一定标准。主要包括：

一、净化处理

1. 调节：通过添加酸碱、温敏剂和预处理剂，调节水和污水的pH值，使得污染物处于不活化状态；

2. 吸附：通过催化吸附剂的吸附金属离子、磷酸根离子、痕量重金属离子等；

3. 净水：通过沉淀法，去除水中的固体颗粒和水解产物；

4. 激光沉积：使用激光反应技术跟踪悬浮物，催化反应、物理粒子沉积和化学反应；

二、污水处理

1. 混凝沉淀法：将悬浮物和有机物和气体沉积到水底；

2. 污泥沉淀法：使用添加剂和补偿剂，将悬浮物和浊尘沉积在污泥表面；

3. 冲洗法：通过喷射水将水体中的悬浮物和沉淀物冲洗到水中；

4. 膜过滤法：通过膜过滤，迅速去除葡萄糖、乳酸、色素等可溶物质；

三、风散脱水

1. 旋风脱水：利用风机制造风洞，在包含悬浮物的流体中形成低压区，使悬浮物被风的带动，向外边缘集聚；

2. 涡轮脱水：液体加入涡轮中，涡轮转动，拐圈式，立臂式脱水，可达到最高去湿率；

3. 超声脱水：通过超声波处理，形成空泡，悬浮物被超声波带动，紧紧甩开，离心力作用加速清淤，减少液体的体积；

四、振动脱水

1. 螺旋式振动脱水：当旋转螺杆运动，从底部搅动水体时，悬浮物被搅动往外移动，被压紧，形成多个容纳悬浮物的小箔；

2. 感应式振动脱水：通过振动板感应水流中的悬浮物，悬浮物被感应，通过振动板实现脱水；

五、蒸发脱水

1. 反蒸发脱水：将水加热，汽化，释放天然气体，蒸发出水，去除水中的污染物；

2. 蒸发脱水：将水加热，使水变成蒸汽，将蒸汽经过膜，分离出水质的污染物和固态的污染物。

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。后者则是气浮的最基本条件。

微分子活化水

微分子活化水是一种新型的水处理技术，通过改变水分子的结构和活性，使其具有更好的生物活性和物理化学性质。微分子活化水的优点在于能够提高水的溶解能力、清洁能力和抗菌能力，对于水质改善和环境保护具有重要意义。

微分子活化水的基本原理是通过物理和化学的方法改变水分子的结构和活性。传统的水处理方法主要是通过添加化学药剂来改善水质，但这种方法存在着很多问题，如药剂残留、水质污染等。而微分子活化水的处理过程中不需要添加任何化学药剂，只需利用物理技术即可实现水质的改善。

微分子活化水的处理过程主要包括四个步骤：离子交换、电解析、催化分解和微生物降解。首先，通过离子交换技术将水中的有害离子与活化剂进行交换，使水中的有害物质得到去除。然后，通过电解析技术将水分子分解为氢离子和氧离子，增加水的溶解能力和清洁能力。接着，通过催化分解技术将水中的有机物和重金属离子分解为无害物质，提高水的清洁度。最后，通过微生物降解技术将水中的有机物和微生物进行降解，提高水的抗菌能力。

微分子活化水具有很多优点。首先，微分子活化水能够提高水的溶解能力，使水中的营养物质更易被生物吸收，从而促进生物的生长发育。其次，微分子活化水具有较强的清洁能力，能够有效去除水中的有机物、重金属离子和微生物，提高水的卫生安全性。此外，微分子活化水还具有较强的抗菌能力，能够抑制微生物的生长繁殖，减少疾病的传播和感染风险。

微分子活化水在许多领域具有广泛的应用前景。首先，在饮用水处理方面，微分子活化水能够提高水的口感和品质，增加水中的矿物质含量，改善人体健康。其次，在农业灌溉方面，微分子活化水能够提高土壤湿润度和养分利用率，促进作物的生长和增产。此外，在工业生产和环境保护方面，微分子活化水能够减少有机废水和重金属污染物的排放，降低环境污染和健康风险。

微分子活化水是一种具有广阔应用前景的水处理技术。它通过改变水分子的结构和活性，使其具有更好的生物活性和物理化学性质，从而提高水的溶解能力、清洁能力和抗菌能力。微分子活化水在饮用水处理、农业灌溉、工业生产和环境保护等领域具有重要意义，对于改善水质和保护环境具有重要作用。随着科技的进步和人们对水质要求的提高，微分子活化水必将发挥更大的作用，为人类创造更加美好的生活环境。