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水处理当中的物理化学方法
作者：曹宇 王然
来源：《科技探索》2013年第12期
摘要：介绍了几种水处理过程中常用的物理化学方法，并分析了水处理中物理化学方法的发展趋势。
关键词：物理化学 膜技术
水或废水中的污染物在处理过程或自然界的变化过程中通过相转移作用而达到去除的目的，这种处理或变化过程称为物理化学处理过程。污染物在物理化学过程中可以不参与化学变化或反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。因此在物理化学处理过程中可能伴随着化学反应，但不一定总伴随着化学反应。水处理时常用的物理化学方法有吸附法、离子交换、萃取、膜工艺等。
吸附
吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程，它可以发生在气-液、气-固、液-固两相之间。吸附法的主要对象是废水中用生化法难以降解的有机物或用一般氧化法难以氧化的溶解性有机物，包括木质素、氯或硝基取代的芳香烃化合物、杂环化合物、洗涤剂、合成燃料、除莠剂、DDT等。当用活性炭对这类废水进行处理时，它不但能够吸附这些难分解的有机物，降低COD，还能使废水脱色、脱臭，把废水处理到可重复利用的程度。所以吸附法在废水的深度处理中得到广泛应用。
离子交换
离子交换是一种借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而除去水中有害离子的过程，离子交换法是水处理中软化和除盐的主要方法之一。主要用于去除污水中的金属离子，回收污水中的重金属和贵稀金属，也用于放射性废水和有机废水的处理。采用离子交换过程处理污水，具有去除效率高，可浓缩回收有用物质，设备简单，操作控制容易等优点。
萃取
溶剂萃取是利用某种溶剂对废水污染物的选择作用，使一种或几种组分分离出来，以回收废水中高浓度污染物。适用于污染物浓度较高、难生物降解、污染物热敏性和与水的相对挥发度等于1或接近于1，或与水形成恒沸点、用化学氧化、还原等处理过程时药剂消耗量大等特点的工业废水。但由于溶剂往往是有机物，在水中或多或少有溶解作用，给出水中带来新的污染，因此萃取过程用于工业废水的处理时往往要跟随后续处理。 龙源期刊网
常见的物理化学水处理方法
水是生命之源，无论是工业生产还是日常生活中，水的质量都是至关重要的。为了保证水的质量，我们常常需要进行水处理。水处理是通过物理和化学方法来改善水的质量，使其达到特定的要求。下面将介绍一些常见的物理化学水处理方法。
1. 沉淀法
沉淀法是一种常见的物理水处理方法，通过加入化学药剂使悬浮在水中的颗粒物质形成团聚并沉淀下来。这种方法主要用于去除悬浮物、浑浊物和悬浮菌等杂质。常用的沉淀剂包括铁盐、铝盐和钙盐等。沉淀法处理后的水质明显改善，适用于处理饮用水、污水和工业废水等。
2. 过滤法
过滤法是一种常见的物理水处理方法，通过过滤介质将水中的固体颗粒、悬浮物和胶体等杂质截留下来。常用的过滤介质有砂子、石英砂、活性炭和陶瓷等。过滤法可以有效去除水中的悬浮物、胶体、微生物和有机物等，适用于处理饮用水、游泳池水和工业废水等。
3. 吸附法
吸附法是一种常见的物理化学水处理方法，通过吸附剂吸附水中的有机物、重金属离子和溶解性无机盐等。常用的吸附剂有活性炭、离子交换树脂和吸附树脂等。吸附法可以有效去除水中的有害物质和异味物质，适用于处理饮用水、游泳池水和工业废水等。
4. 气浮法
气浮法是一种常见的物理水处理方法，通过将空气或气体注入水中，利用气泡与悬浮物质和胶体颗粒发生附着和升浮作用，从而实现固液分离。气浮法主要用于去除水中的悬浮物、胶体物质和油脂等。常见的气浮设备有气浮池和气浮机等。气浮法处理后的水质清澈透明，适用于处理污水和工业废水等。
5. 氧化法
氧化法是一种常见的化学水处理方法，通过加入氧化剂使水中的有机物和无机物发生氧化反应，从而降解和去除有害物质。常用的氧化剂包括氯气、臭氧、次氯酸钠和高锰酸钾等。氧化法可以有效去除水中的有机物和微污染物，适用于处理饮用水和工业废水等。
6. 加热蒸发法
加热蒸发法是一种常见的物理水处理方法，通过加热水使其蒸发，从而实现水的浓缩和去除。加热蒸发法主要用于处理含有大量溶解性固体的水，如海水和盐湖水等。加热蒸发法可以有效去除水中的溶解性盐类，适用于海水淡化和盐湖提盐等。
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。
水厂常规处理工艺，也称为物理化学处理工艺，是用于去除原水中悬浮物、微生物和其他有害物质的常用技术。这些工艺主要包括以下步骤：
1. 预沉池（可选）：
- 在某些情况下，特别是当原水中含沙量较高时，可能需要在进入主要处理设施之前先进行预沉淀以减少砂石等颗粒物。
2. 混凝：
- 添加一种或多种混凝剂（如铁盐、铝盐等），使悬浮固体和胶体粒子聚集在一起形成较大的絮状物。
3. 沉淀：
- 将经过混凝的水引入沉淀池，让絮状物有足够的时间沉淀下来。
4. 过滤：
- 沉淀后的水通过多层滤料（如石英砂、无烟煤等）组成的滤床，进一步去除剩余的悬浮固体和小颗粒。
5. 消毒： - 使用消毒剂（如氯气、二氧化氯、臭氧等）杀死或抑制水中的病原微生物，确保水质的安全性。
6. 澄清：
- 对于含有大量悬浮固体的水源，可以采用澄清池代替沉淀池来加速沉淀过程。
7. 深度处理（可选）：
- 如果需要更高的水质标准，还可以添加额外的处理步骤，如活性炭吸附、超滤、反渗透等。
每个步骤都是为了提高饮用水的质量，并确保其符合国家规定的安全标准。根据原水的特性以及最终用水要求的不同，水厂可能会选择不同的处理工艺组合。
