水处理I-第四章：水的物化处理

水与废水物化处理的原理与工艺水与废水处理是指对水中所含的各种污染物进行物理、化学或生物处理，以达到净化水质的目的。

水与废水处理工艺是通过一系列的步骤，将污染水中的杂质去除或转化为无害物质，从而净化水质。

水处理的原理基本上是根据物理、化学和生物学的原理来进行操作的。

具体来说，水处理的原理和工艺包括以下几个方面：1.物理处理：物理处理是通过物理的方式，如沉淀、过滤、透析等，将水中的悬浮物、浊度、颜色等物理性杂质去除。

其中，沉淀是指借助重力作用，将水中的颗粒物沉降到底部。

过滤则是通过过滤介质使水中的颗粒物被截留下来。

透析是指通过半透膜的透过性选择性地将水中的溶质分离出来。

2.化学处理：化学处理是通过加入适当的化学药剂，使水中的污染物发生化学反应，从而去除或转化为无害物质。

常用的化学处理方法包括氧化、还原、沉淀等。

例如，通过加入氯气或臭氧气体，可以氧化水中的有机物质；通过加入硫酸铁或氢氧化铝等沉淀剂，可以去除水中的重金属离子。

3.生物处理：生物处理是利用微生物对水中的有机物进行生化分解，从而净化水质。

生物处理主要包括生物滤池、活性污泥法等。

例如，通过将水流经生物滤池，利用滤料上的微生物对水中的有机物进行降解；活性污泥法则是通过在搅拌池中加入含有大量微生物的活性污泥，使微生物在水中生长繁殖，分解有机物。

4.高级氧化技术：高级氧化技术是一种新兴的水处理技术，主要包括超声波氧化、光催化氧化、等离子体氧化等。

这些高级氧化技术能够在较短的时间内将水中的有机、无机物质降解为无害的物质，具有高效、高效的特点。

总的来说，水与废水处理的原理和工艺是综合运用物理、化学和生物等多种手段，通过去除或转化水中的各种污染物，最终实现水质净化的目的。

在实际应用中，需要根据水质特点、处理需求和成本等因素选择合适的处理工艺，以确保水资源的可持续利用和环境的保护。

理想纯水：理论上的纯水， 25摄氏度电阻率 18.3106 cm 。
水的分类（总溶解固体）
类型
海水 苦咸水 淡苦咸水 淡水
TDS（g/L）
举例
6000-50000 1500-6000 1000-1500
阿拉善1666， 塔里木河31751
天津塘沽1040
小于1000
1.2 海水（苦咸水）淡化与水的除盐方法
③ 纯水(去离子水)：水中绝大部分强电介质已去除，而弱电解质如
硅酸和碳酸等也去除到一定程度。剩余含盐量在1.0mg/L以下， 25摄氏度电阻率 1.0~10106 cm 。
④ 超纯水（高纯水）：水中导电介质几乎已全部去除，而水中的胶
体微粒、微生物、溶解气体和有机物等亦已经去除到最低程度。 剩余含盐量应在0.1mg/L以下， 25摄氏度时电阻率10106 cm 以上。超纯水容易被污染，所以在使用之前进行终端处理以确保 水的纯度。
• 强碱树脂：SO42->NO3->Cl->OH->F->HCO3->HSiO3• 弱碱树脂：OH->SO42->NO3->Cl-> HCO3• 置换序列是根据一定条件下树脂的活性基团对溶液中阴离子的
亲和力大小而定，亲和力大的先置换，亲和力小的排在后面。
• 上述序列强弱的明显区别是OH-的位置，显然一定条件下强碱性
➢ 在运行中，有时出水的pH值和电导率都偏高，通常是由于阳床泄漏 Na+过量所致。为提高出水水质，可采用逆流再生，另外，强碱阴床 采用热碱液再生，有利于除硅。
➢ 除二氧化碳器放在阴床之前是为了减轻阴床负荷。水量小和进水 碱度低的小型除盐装置可以省去除二氧化碳器。
强碱阴床设置在强酸阳床之后的原因在于： ① 若进水先通过阴床，容易生成CaCO3、Mg(OH)2沉积在树脂层内，

沉淀设备
用于将水中的悬浮物和胶体物 质沉降，包括沉淀池、澄清池 等。
消毒设备
采用物理或化学方法杀灭水中 的细菌、病毒等，包括紫外线 消毒、臭氧消毒、氯消毒等。
软化设备
采用离子交换或膜分离技术去 除水中的硬度离子，包括钠离 子交换器、反渗透装置等。
水处理材料
1 2
滤料
用于过滤设备中，主要有石英砂、活性炭、树脂 等。
政策推动与市场机遇
总结词
政策驱动、市场潜力
详细描述
政府对水处理行业的重视将进一步推动该行业的发展。政府将出台更多政策，鼓励和支持水处理行业 的发展，特别是在节能减排、水资源保护等方面。同时，随着市场需求的不断增加，水处理行业将拥 有巨大的市场潜力，尤其是在工业废水处理、城市污水处理等领域。
企业发展与人才培养
中和处理
通过向水中加入酸或碱，调节水的 pH值，以去除水中的重金属离子和 有害酸碱物质。
生物处理技术
活性污泥法
通过培养和利用活性污泥中的微 生物，将水中的有机物和氨氮等 物质分解成无害的物质，达到净
化水质的目的。
生物膜法
通过在生物反应器中培养和利用 生物膜中的微生物，将水中的有 机物和氨氮等物质分解成无害的
随着科技的进步，水处理技术正朝着智能 化的方向发展，如智能水务管理、自动化 水处理设备等技术的应用。
02 水处理技术详解
物理处理技术
格栅处理
格栅是一种用来去除水中粗大颗粒物 质的装置，通过拦截和去除水中的大 颗粒悬浮物和漂浮物，以保护后续处 理装置免受磨损和堵塞。
沉淀处理
过滤处理
通过过滤介质将水中的悬浮物、细菌 、病毒等去除，常用的过滤介质有石 英砂、活性炭、陶瓷等。
水处理技术的发展趋势

第四章废（污）水化学处理过程思考题：1.化学处理过程能否单独用于废水处理？2.废水的中和方过程有哪几种？简述其应用场合？3.在采用药剂中和过程对酸碱废水进行中和处理时，药剂的选择应考虑哪些因素？4.对化学沉淀过程处理的效果主要受哪些因素的影响？5.试从铝盐混凝剂的作用过程，简述混凝机理？6.什么叫同向凝聚和异向凝聚？7.在采用无机混凝剂处理废水时，搅拌速度需要如何控制？为什么？8.影响混凝过程的主要因素有哪些？9.目前自来水厂在给水处理中常用硫酸铝作混凝剂，为什么？10.化学氧化过程一般适用于何种废水的处理？11.影响氧化还原速度的因素主要有哪些？12.什么叫折点加氯？13.用二氧化氯作为消毒剂消毒时，其主要优点是什么？14.高级氧化过程处理废水的特点和适用范围是什么？15.电化学氧化过程处理废水的原理是什么？习题：1.某化工厂排出含硫酸废水800m3/d，硫酸浓度7g/L，厂里有软水站用石灰乳软化河水，Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→2CaCO3↓+H2O，每天生产量为2000m3，河水的硬度为80 mg /L，试问：（1）用软水生产所产生的废渣中和后，是否需补加药剂处理？（2）若补加石灰中和（含CaO70%，有效CaCO315%，惰性CaCO3及其它杂质15%），每天需要量为多少？2.在实验室用烧杯做混凝沉淀试验，用明矾﹝Al2(SO4)3·14H2O﹞溶液和一种高分子电解质溶液作混凝剂，各烧杯盛水样2L，由实验结果得到最佳投药量为：含Al3+5g/L的明矾溶液10ml；含高分子电解质2g/L的溶液1ml。

试计算：当废水处理流量为25×104m3/d时，每天需用多少吨明矾和高分子电解质。

3.水处理厂采用块状硫酸铁作混凝剂，剂量为130mg/L，已知块状硫酸铁中含铁18.5%（重量比），（1）试计算反应消耗的碱度（碱度以mg/LCaCO3计）；（2）若原水中碱度只有30mg/L，投加硫酸铁后，还需补加石灰（生石灰中含CaO的重量为85%），试计算其投加量。