物理化學與污水處理論文

A. 什麼是物化處理法及其在污水處理中的優點

物化處理是指運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法。通常是指由物理方法和化學方法組成的廢水處理系統，或指包括物理過程和化學過程的單項處理方法，如吹脫、
吸附、萃取、電解、離子交換、反滲透等。

1935年W.魯道夫和E.H.特魯尼克開始試驗用物理化學處理系統處理污水。隨著工業的發展，工業廢水水質日趨復雜，廢水中許多污染物，如重金屬離子，用通常的生物處理法難以去除;許多復雜的有機物，生物難以降解;對有毒的污染物其濃度超過微生物的耐受限度時，生物處理法又不適用。為了保護環境和合理利用水資源，廢水排放標准越來越嚴格，對廢水回用率的要求越來越高。因此，70年代以來，物理化學處理法得到廣泛重視和迅速發展。

物理化學處理既可以是獨立的處理系統，也可以是生物處理的後續處理措施。其工藝的選擇取決於廢水水質、排放或回收利用的水質要求、處理費用等。

為除去懸浮的和溶解的污染物而採用的化學混凝——沉澱和活性炭吸附的兩級處理，就是比較典型的一種物理化學處理系統。處理過程是在廢水中投加石灰，快速混合後，進行絮凝沉澱，除去大部分懸浮的和膠體的物質，同時除去一部分磷酸鹽。沉澱後的出水,流過活性炭接觸床,由於活性炭的吸附作用，除去溶解的污染物，如溶解的有機物等。活性炭要進行反沖洗和再生。沉澱池的沉渣經脫水、煅燒後，其中石灰可回收利用。煅燒產生的二氧化碳氣體可用作調整沉澱出水的pH值。通過這個系統處理後，出水水質的代表性數據是：BOD(生化需氧量)5毫克/升、COD(化學需氧量)15毫克/升、懸浮物5毫克/升、磷0.15毫克/升、氮

2.6毫克/升。假若對水質有其他要求，還可增加相應的處理過程,如為了進一步脫氮,可以增加氨解析、離子交換或折點氯化。

物化處理法和生物處理法相比，物理化學處理法在污水處理中的優點是：

佔地面積可少1/4至1/2;出水水質好，而且效果比較穩定;對廢水水量、水溫和濃度變化的適應性較強;可以除去有害的重金屬離子;除磷、脫氮和脫色的效果好;可根據不同要求，選擇處理方案;處理系統的操作管理易於實現自動檢測和自動控制。但這種處理系統的設備費和日常運轉費較高，要比生物處理法消耗較多的能源和物料，因此決定處理工藝方案時要根據對出水水質的要求，進行技術、經濟比較和對環境影響的全面分析。

B. 污水處理的物理化學方法的原理是什麼

物理原理來：通過物理作用自，分離、回收污水中呈懸浮狀態的污染物質，在處理過程中不改變污染物的化學性質。
化學原理：通過化學反應和傳質作用，來分離、回收污水中呈溶解、膠體狀態的污染物質，或將其轉化為無害物質。

C. 污水處理的物理化學方法的原理是什麼

物理法是採用物理作用來分離水中的懸浮物或乳濁物。常見的有格柵、篩濾、離心、澄清、過版濾權、隔油等方法。
化學法是利用化學反應的作用來去除廢水中的溶解物質或膠體物質。常見的有中和、沉澱、氧化還原、催化氧化、光催化氧化、微電解、電解絮凝、焚燒等。
物理化學方法是採用兩者相結合。如處理過程可以是：格柵---隔油沉澱---加葯凝聚反應--氣浮--沉澱--過濾--消毒---回用或排放。

D. 物化法處理精細化工污水

物化法處理精細化工污水具體內容是什麼，下面中達咨詢為大家解答。
一 廢水的來源
「精細化工」一詞首先來源於日本，70年代，日本把凡生產具有專門功能，研究開發製造及應用技術密集度高，配方技術能左右產品性能，附加價值高，收益大，小批量，多品種的化工產品，稱為精細化學品，生產精細化學品的工業，稱為精細化學工業，簡稱精細化工。我國化工界得到多數人公認的定義是：凡能增進或賦予一種（類）產品以特定的功能，或本身擁有特定功能的小批量，高純度的化學品，稱為精細化工品。精細化工的全稱是「精細化學工程」，屬化學工程學科範疇。
精細化工產品的種類繁多，所包括的范圍很廣，如醫葯，農葯，染料，顏料，各種中間體，塗料，香料和香精，化妝品，盥洗衛生用品，合成洗滌劑，表面活性劑，印刷油墨等。精細化工廠排出的廢水主要來源於以下幾類：
1.工藝廢水
工藝廢水是指生產過程中生成的濃廢水(如蒸餾殘液、結晶母液、過濾母液等)，一般來說有的有機污染物含量較多，有的含鹽濃度較高，有的還有毒性。不易生物降解，對水體污染較重。
2.洗滌廢水
洗滌廢水包括一些產品或中間產物的精製過程中的洗滌水，間歇反應時反應設備的洗滌用水。這類廢水的特點是污染物濃度較低，但水量較大，因此污染物的排放總量也較大。
3.地面沖洗水
地面沖培卜洗水中主要含有散落在地面上的溶劑、原料、中間體和生產成品。這部分廢水的水質水量往往與管理水平有很大關系。當管理較差時．地而沖洗水的水量較大．且水質也較差，污染物總量會在整個廢水系統中佔有相當的比例。
4.冷卻水
卻水一般均是從冷凝器或反應釜夾套中放出的冷卻水。只要設備完好沒有滲漏，冷卻水的水質一般都較好，應盡量設法冷卻後回用，不宜直接排放。直接排放一方面是資源浪費，另外也會引起熱污染。一般來說，冷卻水回用後，總是有一部分要排放出去的，這部分冷卻水與其他廢水混合後，會增加處理廢水的體積。
5 .跑、冒、滴、漏及意外事故造成的污染
操作的失誤或設備的泄漏會使原料、中間產物或產品外溢而造成污染，因此，在對廢水治理的統籌考慮中，應當有事故的應急措施。
6 .二次污染廢水
二次污染廢水一般來自於廢水或廢氣處理過程中可能形成的新的廢水污染源，如預處理過程中從污泥脫水系統中分離出來的廢水、從廢氣處理吸收塔中排出的廢水。
7.工廠內的生活污水
二 精細化工廢水的特點
1 原料以石化製品、煤加工副產品合成或植物提取、合成等。產品繁多, 工藝復雜;
2 過程使用大量有毒有害化工原料,如鹵素化合物、硝基化合物, 苯、苯酚、萘以及衍生物, 具有較強刺激性氣味；
3 過程副反應多, 產生的廢水組分復雜；
4 中含有大量有機物（CODcr 常達幾萬mg/L）、色度高, 含鹽高、pH極端、難生化降解；
5 高氨氮或含氮化合物；缺乏營養元素磷：
6 是目前最難處理的工業廢水之一, 必須加強清潔生產和減排措施, 才能達到有效的污染控制；
三 精細化工工業廢旅運水的治理原則
大部分精細化工廢水均屬於高難度廢水范圍（B：C小於0.3）。精細化工高難度工業廢水其主要處理內容只有兩個，其一是可溶物質，其二是不可溶配鎮穗物質，歸納這兩大類物質的去除手段為兩個基本原則：其一，利用地球引力進行固液分離；其二，運用自然界中微生物將其降解為二氧化碳和水及剩餘污泥。
對於可溶性有機物中難降解性的有毒有害溶劑去除可採用：吸附法，滲透法，吹脫發，高溫氧化法，化學凝聚法，復合氧化法，膜分離法，技術關鍵在於將不可生化降解物質轉化為可生化降解物質，在運用高溫復合氧化和微捕技術，水與溶劑的分離技術，高鹽去除的水中結晶技術等脫除。
針對具體的廢水處理，其技術手段有多種形式：物理法，化學法，生物法，電化學法，復合法等。高級氧化是廢水可生化轉化的關鍵技術，包括高溫催化氧化，光輻射氧化，氣體氧化，電解等，這些都是非常有用的技術手段。我們可以根據不同水樣的分析，針對不同內容，不同處理要求，技術性及經濟性指標制定出不同處理工藝。
四 精細化工廢水物化處理技術應用
精精細化工廢水含有許多有毒有害難降解的有同物,比值較低, 直接採用生化法處理這類廢
1 混凝處理
在眾多物化法處理工藝中，混凝處理具有工藝簡便、運行費用低廉等優點，特別是在脫除有色污染物時更是優先採用。由於目前常見的混凝劑只有少數幾種對染料脫色效果好，而且產生的大量化學污泥還沒有出路，所以近幾年研究方向在於研製適用范圍廣、脫色能力強、同時對有機物也有較好去除效果的多功能高效混凝劑，並研究開辟污泥綜合利用途徑。一般認為，起脫色作用的主要是混凝產生的膠體物質和微小絮體的吸附作用，這對水溶性染料的去除非常重要;同時，通過架橋、電中和作用，生成的絮體也載帶微細懸浮物。混凝劑的配方設計目標就是改善上述兩方面的作用，並按印染廢水的差異，設計成通用型和對某幾種染料特別有效的專用型，成為系列產品。
1.1 FC系列
FC系列混凝劑對活性染料、分散染料、直接染料和硫化染料廢水的脫色率達85%~95%，通常用量為200~300ppm，Fe對COD和PVA也有一定的去除效果。當投葯量為300PPm時，實驗所得的COD去除率為38%，PVA去除率為67.4%。
1.2 XP系列
XP系列混凝劑也有較廣的適用性，實驗表明，它對由13類染料構成的印染廢水均有效，COD一次去除率平均為78.6%。
1.3 PFS一MS高效混凝技術
PFS是一種無機高分子絮凝劑，MZ是一種新研製的助凝劑，即新技術關鍵助劑，其特殊的助凝作用在於改變了某些染料的水溶性環境，打破了某些染料的親水基，破壞了某些染料的雙鍵結構，對某些燃料及可溶性有機物起吸附和氧化作用，同時起架橋作用。當PFS和MZ混合時，即形成以配位鍵結合的具有極限高電荷和極限高分子型的純 無機高聚合體的復鹽。PFS一MZ共同使用時，其凝聚效果和處理效果優於市場常用的無機混凝劑，降低PFS的投加量，可起到低耗高效的處理效果。PFS一MZ的工藝技術主要優點是工藝流程短、處理效果好、運行成本低、基建投資低，其主要構築物可合為一體，操作管理簡單。技術特點是由混合、絮凝、沉澱、迴流4個步驟完成處理的全過程。
1.4 NE凝聚劑在廢水處理中的應用
新型NE凝聚劑是一種無機凝聚劑，它主要是由含鐵、鎂、鋁等元素化合物組成的復合物。其特徵是高效、價廉、污泥沉降速度快。使用該凝聚劑對印染廢水和煉鋼除塵廢 水進行處理，具有良好效果。NE凝聚劑和高效凝聚劑TS(代號)的處理效果比較如下:
(1)COD的去除 NE凝聚劑的去除率普遍高於TS，使用NE的CODcr去除率一般在75%-85%，而使用TS時一般在60%左右，有些即使在使用量相同的情況下，使用NE的CODcr去除率也比TS高40%左右。
(2)脫色率 使用NE的脫色率都高於TS，使用NE的脫色率一般在95%~100%，而TS的脫色率對一部分廢水的處理可達95%~100%，但對另一部分廢水則為50%~75%。
(3)凝聚劑的使用量及成本 相對而言，NE使用量對COD去處率的影響小於TS，在使用量相同的情況下，葯劑費低一倍左右。
(4)沉降速率 NE的沉降性能優於TS，在實驗中發現，使用NE經凝聚10min左右大部分凝聚物已沉降。
(5)NE的使用性 尤其適用於鹼度高的廢水，退漿、煮煉和染色是污染較嚴重的工段，而且鹼度高，可採用NE進行處理。
1.5綜合利用混凝產生的化學污泥
將其與其它化工原料以一定配比製成建築材料，如地面磚、貼面磚等。用XP系列混凝劑產生的化學污泥以25%的比例與其它材料搭配製成的貼面磚具有良好的機械性能，其強度優於普通白瓷磚，溶出實驗結果符合要求，完全可以用於一般用途，而且價格低於白瓷磚。
2電凝聚法處理精細化工行業廢水
電凝聚浮上法的基本原理是將需處理的廢水作為電解質溶液，在直流電源的作用下發生電化學反應。在陽極上發生氧化反應，使有機物分解氧化成無害成分;在陰極上發生還原反 應，使氧化型色素還原成無色。常規電凝聚法是根據實驗獲得的電凝聚槽電壓與電極上電流密度的關系，然後決定電凝聚槽的總電壓，通常這個槽電壓小於安全電壓36V。但要滿足廢水處理時電極上的電流密度達 到一定的處理效果，總電流密度就很大，一般在1000-3000安培之間，因而廢水處理單位電能消耗較大。
隨著電子技術的迅速發展，將可控硅脈沖電路應用到電凝聚的整流設備中，並對電凝聚槽進行優化設計。通過反復實驗研究和生產性運轉證明，採用較高的槽電壓可以大大降 低 總電流強度和減少電解歷時，從而提高電流效率，降低電耗和鐵耗。脈沖作用可以使極板表面減少沉澱物，保持高的電流效率。高壓脈沖電凝聚法就是基於這一原理發展起來的一種廢水處理新方法，對廢水脫色處理效果尤其明顯。其特性如下:
(l)高壓脈沖電凝聚浮上法處理工藝對色度的去除率高達90%~95%，出水清澈，適用范圍廣。
(2)與常規電凝聚法比較，電耗、鐵耗大大降低，運行費用降低。
(3)該工藝運轉靈活，適應性強，無論生產加工何種產品，均能取得較好的處理效果。該工藝尤其適用於中小型紡織印染加工企業和鄉鎮企業，有廣闊的推廣應用前景。
(4)污泥採用離心脫水，經脫水後污泥含水率為70%左右，可直接裝袋運出制磚，無二次污染。
(5)廢水經該工藝處理可回用，具有良好的環境和經濟效益。對染料的電化學性能研究表明，各類染料在電解處理時，其CODcr去除率的大小順序為:硫化染料、還原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>陽離子染料。除陽離子染料外，各類染料的脫色率均在90%以上，且脫色率高低與CODcr去除率一致。
總之，電解法具有投資省、佔地少、處理效果好、機械化程度高等優點。目前該方法已有定型設備，並已投人實用。
3 鐵屑微電解法處理精細化工行業廢水
鐵屑微電解機理 以鐵屑微電解法為主要處理工藝處理廢水, 在技術和經濟上都是可行的, 具有工藝可靠、投資少、運行費用低、操作管理簡便等優點。當將含碳鑄鐵屑和惰性焦炭顆 粒浸於具有傳導性的電解質溶液中時, 就形成無數個微小的原電池, 在其作用空間形成一個電場, 在電位較低的鐵陽極上, 鐵失去電子生成Fe2+, 進人溶液中, 使電子流向碳陰極, 在陰離子附近, 溶液中的溶解氧吸收電子生成OH-, 在偏酸性溶液中, 陰極產生的新生態[H], 進而生成氫氣逸出。其電極反應
如下
陽極：Fe­ — 2e →Fe2+ Eo (Fe2+ / Fe)=0.44V
陰極：2H+ +2e →2[H] →H2, Eo (H+ / H)=0.00V
O2 + 4H+ + 4e →2H2O Eo (O2)=1.23V
O2 + 2H2O + 4e →4 OH- Eo (O2 / OH-)=1.23V
從上述反應式可知, 由於Fe2+的不斷生成,能有效地克服陽極的極化作用, 從而促進鐵的電化學腐蝕, 使大量的Fe2+進人溶液, 形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑, 能有 效去除染色廢水中的染料膠體微粒和雜質。在偏酸性溶液中, 電極反應所產生的新生態 [H],能與溶液中的許多組分發生氧化一還原反應, 可破壞染色廢水中染料分子的發色基 團, 達到脫色的目的。因此, 可以認為鐵屑微電解處理染色廢水的機理是通過氧化一還原吸附絮凝等綜合作用的結果。通常條件為鐵屑微電解柱進水pH為4~6, 中和沉澱pH為7~8;染色廢水在鐵屑微電解柱HRT=30min, 沉澱槽沉澱時間為60min,砂濾柱HRT=30min.
以鐵屑微電解法為主要處理工藝處理廢水, 在技術和經濟上都是可行的, 具有工藝可靠、投資少、運行費用低、操作管理簡便等優點。
4 電化學法——自凝一靜電混凝法處理精細化工廢水
4.1 自凝效應
廢水中的各污染物質在混合以後, 由於膠體污染顆粒表面反應自由能的降低, 會在廢水處理體系中自行從分散狀態變為聚集狀態, 產生自凝效應。適當調節廢水的pH值會促成這一作用, 對使用染料品種比較單一的印染廢水, 在間斷投加少量混凝劑的情況下, 也可促進自凝作用。
4.2靜電混凝
處於分散狀態的廢水中的污染顆粒, 當進人一種粒狀材料空隙間的同號靜電場以後, 由於靜電場對膠粒的吸引和對膠粒漫散層電荷的壓縮, 產生強制電中和作用, 進而由於表面能 的釋放而聚沉, 於是被粒狀材料所構成的濾床所截留。
由於靜電處理是利用電揚對膠粒的聚沉作用,沒有電子得失, 故電耗甚微, 可以忽略不計。
5 沉澱一氣浮法處理精細化工廢水
目前, 國內外處理精細化工廢水的物化法大多採用沉澱法、氣浮法或上述方法的相互組合以及開發的新技術。主要方法有組合式沉澱法、氣浮加組合沉澱法和CS系列雙汲氣浮加沉澱法。
氣浮分離的速度決定於顆粒和液體密度的大小, 氣浮處理工業廢水, 具有投資省、佔地少、分離速度快、處理效果好等優點
6 吸附法對精細化工廢水進行深度處理
6.1吸附劑的研究與應用
6.1.1活性炭吸附劑
實踐證明, 顆粒活性炭對各種染料的吸附去除能力順序為鹼性＞酸性＞直接＞硫化染料。活性炭對分子量在400左右的染料分子脫色效果最為理想, 對分子量小的染料吸附也較好, 而對疏水性染料脫色效果較差。
6.1.2 礦物吸附劑
(1) Imamura將高嶺土、大理石粉末、熔岩粉末按1:1:1混合, 鍛燒得到的脫色劑可以較好地去Imamura除廢水中的染料成分和色度。
(2) Okada:水鋁英石(allopane)的膠態土可用於印染廢水。
(3) 活性白土對苯系偶氮分散染料有很好的脫色效應。
(4)斜發沸石用酸、鹼處理後再活化可有效地去除廢水中的染料成分, 脫色率99.7%。
(5)麥飯石對染料的吸附效率高, 具有良好的脫色率和CODcr去除率, 我國麥飯石資源豐富,開辟此技術前景廣闊。
(6)利用凹凸棒石粉作吸附劑去除印染廢水色度。
(7)利用鎂型吸附MgO、Al2O3、粘土活性一MgO­—粘土處理印染廢水。
(8)利用活化硅藻土(Al2O3和Fe2O3為主)進行印染廢水深度脫色。
（9）SiO2吸附去除鹼性染料是一種經濟、高效的處理工藝。
（10）天然蒙脫土處理含酸性陽離子染料廢水, 脫色率可達90%以上, CODcr去除率高達96.9%
6.1.3煤及煤渣吸附劑
實驗證明, 具有最好脫色效果的是粒徑80%,色度>70%。活化煤處理印染廢水具有投資低、佔地少、操作簡便、便於管理、處理效果穩定等優點。
6.1.4天然廢料吸附劑
木炭、稻殼、玉米棒、甘蔗渣、泥炭、鋸屑等都是天然的吸附劑。
6.1.5離子交換樹脂吸附劑
近年來, 針對水溶性離子型染料廢水脫色困難這一問題, 進行了利用磺化煤和改性纖維素離子交換樹脂進行脫色的研究。此外, 國外利用特殊纖維和特別加工製成的聚酞胺纖維, 活性炭纖維的脫色技術也有很多的研究。
6.2吸附法的組合新工藝
6.2.1活性炭填充電極電解法
此工藝具有以下特點處理效果好, 無二次污染脫色效果好, 不投加其它脫色氧化劑, 脫色效果達以上活性炭不需再生處理設備製造簡單適用范圍廣。
6.2.2腐蝕電極法
腐蝕電極法處理廢水具有多種機制, 以電化學為主, 兼有還原降解、吸附和混凝作用。此法具有以廢治廢、節約資源、投資省和運行費用低等特點。該工藝流程簡單、佔地少、便於上馬、操作管理簡單, 尤其適用於中小型紡織印染廠的廢水治理。
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6.2.3吸附一化學凝聚法
利用煙道灰吸附一化學凝聚法處理毛紡織廠印染廢水。也可採用化學凝聚一半煤渣吸附法處理棉紡印染廢水。
實踐證明, 開發廉價、高效和新型的吸附材料和研究吸附法的優化組合工藝流程是廢水脫色和深度處理的一條新途徑。
7 膜分離法處理精細化工廢水
7.1 動態膜
經過研究, 認為從處理效果和經濟上講ZRO，PAA動態膜是可行的, 並進行實際的全封閉循環,表明膜的穩定性、流量及截流率是令人滿意的水洗後的廢水經過反滲透之後, 其滲透水及化學物質的再利用率可達88%～96%， 其餘的也達到廢水的排放標准。
對剩餘廢液及反滲透濃縮物的有效再利用也是完全可行的, 實現這一目的的有效手段是通過實驗確定助劑及染料的補加量, 這樣無疑會大大提高廢染液的利用率, 最終實現無廢水排放的全循環過程。而操作壓力高、能耗大是動態反滲透膜的不足。
7.2纖維素類膜
維生素類膜（CA）的選擇性隨膜表面與各種染料互變異構體的相互作用而發生巨大變化, 然而由於膜材料本身在耐pH、耐溫等方面的不足,正逐步被新的膜材料所淘汰。
CTA反滲透膜解決了染色廢水用於水的再循環, CTA在耐pH值、耐壓、耐溫等方面都優於CA, 但反滲透所需的高壓操作仍是它的不足。
7.3 聚礬超濾膜
聚礬超濾膜由於其良好的物化穩定性成為目前最富競爭力的超濾膜之一, pH使用范圍是1～18， 最高允許溫度120℃ , 同時具有良好的抗氧化、耐氯等性能。
7.4荷電超濾膜和疏鬆反滲透膜
7.4.1 簡介
荷電超濾膜或疏鬆反滲透膜是用來描述分離性能介於反滲透和超濾之間的一種膜。荷電超濾膜是以其化學結構含有荷電基團而定義的疏鬆反滲透膜是以其物理結構而命 名他們往往指的是一種膜, 對一價鹽如NaCl的截留只有20%~30%而對於500~2000分子量的物質應具有較高的分離率, 同時保持高的水通量。此外, 荷電超濾保持了超濾低壓的特點, 該膜在耐pH值、耐壓密、耐污染、耐溫等方面都比較突出。一般染料的分子量正好在這種膜的截流范圍, 特別是離子性染料, 由於膜上固定離子的作用, 其分離性能是中性膜難以比擬的。
7.4.2 製取
利用化學方法改性聚礬, 然後製成基膜, 進一步將親水性的復合層與基膜進行化學反應, 然後在親水性的溶劑里進行交聯製成復合膜, 這樣復合層與基膜不僅不出現剝離現象, 而且表現出耐溶劑、耐壓密、耐酸鹼, 最高使用溫度70℃
7.4.3 結論
荷電超濾膜由於其特殊的截留分子量范圍, 同時具有高流量低壓操作的特點, 將是未來處理印染廢水中最具有競爭力的膜材料。此外, 該膜具有耐壓密、耐酸鹼、耐污染等特點, 如果再配以計算機輔助配色等手段, 將會使印染廢水得到最大的回收和再利用, 而且還符合排放標准。
8 化學處理方法
8.1 化學氧化
（1）氧化脫色, 適宜的催化劑可提高O3氧化的脫色率。催化率包括以活性炭為骨架的MnO2催化劑和以ZnSO4為催化劑。
(2) H2O2氧化脫色。
(3)Fenton試劑脫色技術。
(4) ClO2氧化脫色。
8.2化學還原
還原劑主要是鐵屑。
9 離子對萃取法
9.1萃取機理
在酸性條件下, 長鏈胺與含有磺酸基團的染料分子反應形成疏水的離子對蓄積在有機相中, 如過量的胺相中, 從而與水相分離。相分離可藉助於惰性非極性溶劑, 優先的是碳氫化合物。合適的胺包括伯胺如萘胺等芳香族胺、仲胺以及叔胺。
包括伯胺如萘胺等芳香族胺、仲胺以及叔胺。
9.2操作
萃取法操作時, 先將廢水調節到合適的pH值,然後混以胺和非極性惰性溶劑, 再予以振盪。廢水的pH值處理到, 一狀態時脫色就基本完成了。有機相的回收如果有機相中含有活性染料, 惰性溶劑可以通過蒸餾加以回收, 而且如果調節得當, 胺還可以回用, 在這種情況下, 蒸餾殘渣必須按照特殊廢品法規加以處理, 而有機相則可以選擇通過直接焚燒處理掉。
對含有NaOH水溶液的胺與溶劑的混合物則進行再提取。
對有金屬絡合染料存在的情況下, 用水溶液處理胺、溶劑和染料的混合物是非常巧妙的解決方法, 這樣染料進人到水相中, 並以溶液的形式重新在染色工廠得到應用, 胺與溶劑的混合物在返回到脫色循環中去。
物理化學法作為重要的污水處理方法正在精細化工行業環境保護中起著越來越重要的作用, 許多新方法也在不斷的涌現, 它們為我國的環境保護和精細化工行業發展起到了很大的促進作用。

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E. 求一篇關於物理化學方面的論文

一、什麼是科學小論文 科學小論文實際上是同學們在課內外學科學活動中進行科學觀察、實驗或考察後一種成果的書面總結。它的表現形式是多種多樣的：可以是對某一事物進行細致觀察和深入思考後得出結論；可以是動手實驗後分析得出的結論；也可以是對某地進行考察後的總結；還可以靠邏輯推理得出結論…… 二、科學小論文的質量標准 1、科學性。 科學性是科學小論文有別於其他各類體裁文章的重要特點之一，是科學小論文的生命。它要求選題科學，研究的方法正確，論據確鑿，論證合理且符合邏輯，文字簡潔准確。 2、創造性。 小論文的選題、主要觀點要有自己新的發現、獨特的見解，而且對人們的生產生活等有一定的實際意義，同樣的小論文沒有參加過各級科學討論會，也沒有在各級報刊上發表過。 3、實踐性。 論文選題必須是作者本人在科學探索活動中發現的；支持主要觀點的論據必須是作者通過觀察、考察、實驗等研究手段親自獲得的，有實踐依據；論文必須是作者本人撰寫的。不能有憑空捏造、猜測、成人包辦代替的跡象。 三、科學小論文的類型 （一）科學觀察小論文 科學觀察小論文，是指青少年對某事物或自然現象通過周密細致的觀察，並對取得的材料和數據進行認真的分析、綜合研究後得出結論，作出科學的解釋和描述。 需要注意的是，科學觀察小論文中研究的對象是客觀存在的自然事物或現象，所觀察的對象、過程和它產生的條件、各種現象，不能附加人為的任何條件或個人偏見。另外，觀察是一項長期的、系統的、反復進行的活動，需要作者耐心、細致、鍥而不舍的精神。 （二）科學實驗小論文 科學實驗小論文，有時也稱實驗報告，是青少年對研究的對象創設特定的條件，經過反復實驗，對獲取的材料和數據進行分析、綜合得出結論而寫出的文章。它著眼於對實驗過程的客觀敘述以及實驗現象的科學解釋。 （三）科學考察小論文 你想研究某一與人們生活息息相耐顫關的水域污染程度、某地的空氣污染源，弄清某奇石奇山的演化過程、某范圍動植物資源及分布情況等，你就得實地考察。通過調查、訪問、實地勘探等考察方式為主要研究手段寫出的小論文稱為科學考察小論文。有時也稱為科學考察報告、科學調查報告。 （四）科學說明小論文 科學說明小論文是指作者通過利用翔實可靠的資料對某一自然現象或自然事物進行解釋和說明的一類小論文。一般來說，它並不直接採用觀察、實驗、考察等研究手段，而主要是從書刊資料、師長等地方獲取豐富的第二手材料，並經過自己的綜合分析、邏輯推理，用自己所理解的語言闡明某一觀點。 特別提醒的是，寫科學說明小論文是，千萬不要提出一個問題後就趕忙查資料，再不加分析地原本照抄、作出解釋，這樣沒有新意，沒有新的見解的文章只能算是一般性科普文章，不能稱為科學小論文昌型敗，更不能培養自己研究問題的能力。 四、小論文的取材與分析 （一）取材 1、直接觀察。就是用眼睛仔細去看，它是人們對自然現象在自然發生條件下進行考察的一種方法。 觀察時要認真仔細，不放過任何細微末節。同時，觀察時要做好詳細記載，否則就不可能得到真實的第一手材料了。 2、動手實驗。實驗方法是人為地干預、控制所研究的對象，它比觀察更利於發揮同學們的能動性去揭示隱藏的自然奧秘。 3、實地考察。包括調查、訪問、實地勘探等方式。考察前，必須明確考察目的，准備好必需的工具、儀器、葯品、生活用具等。考察過程中，一定要把時間、地點租猜、過程及考察的結果隨時隨地詳細地記錄清楚，有時還要採回必要的標本、樣品，將比較重要的現象拍照，這些都是很有用的第一手材料。 4、查閱資料。有些材料由於時間、空間或客觀條件的限制，不可能親自去觀察、實驗、考察，這就得查閱書刊或請教老師、家長等，這種間接地獲取的材料叫第二手材料。有些問題是你的知識水平、能力和條件所不能解決的，而這個問題又是你的選題中必須解決的問題，你就得去查資料，把它弄清楚。 （二）分析 取得材料後，就要進行分析研究，從中選出可以作為論據的材料，還要根據論點進行去粗去精，去偽存真，按照科學的態度進行整理分析，並得出自己的論點和看法。 首先，應審核各種材料的真偽虛實，有些查閱到的材料是早已過時的觀點，有些解釋只適合某范圍內，有些材料沒有普遍性，有些材料在記錄時有錯誤或本身就是自己虛構的，這樣的材料應堅決不用。 其次，要注意材料的典型性，也就是選擇的材料要能說明問題，不要多，而要精，與論點無關或關系不大的材料應舍棄。 第三，將選擇的材料進行歸類，研究他們之間的理分明。 結尾：小論文的結尾應寫你得出的結論和對某一問題的建議。以得出結論做為結尾，同開頭提出問題相呼應，收到良好效果。 小論文的初稿完成後，還要反復修改。看段落是否銜接自然，語言是否通順准確等。改好後再讓同學和老師幫助修改，逐步完善。最後參加各級小論文競賽

F. 物化法處理印染廢水的研究進展

我國是印染紡織第一大國，而印染行業又是工業廢水排放大戶，據不完全統計，全國印染廢水每天排放量為3.0×106~4.0×106t。印染廢水具有水量水質變化大、有機污染物含量高、色度深、pH波動大等特點，過去常採用成本較低的生化法處理即可滿足較低的排放標准。
1處理印染廢水的物理方法
常用的處理印染廢水的物理方法主要包括吸附、混凝、膜處理等。通常地，吸附和膜處理技術作為生物處理的深度處理技術;而混凝技術視具體情況可以放在生物處理工段的前面，也可以放在後面。這些技術都可取得較好的效果。不過一般來說此類技術只是對廢水中的污染物進行了相間轉移，並沒有從根本上消除污染，而且相應材料消耗較大，增加了處理成本，限制了大范圍的推廣應用。
1.1吸附法
當印染廢水與多孔性物質混合或通過由其顆粒組成的濾床時，污染物就會進入多孔物質的孔隙內或者是黏附在表面而被除去。吸附法適用於低濃度印染廢水，多用於深度處理。應用最多的吸附劑是活性炭，但單獨採用活性炭吸附處理印染廢水的成本很高。
近些年來研究的重點主要在於尋找開發新型廉價易得的吸附劑，並對其進行改性來提高吸附性能，其種類和主要性能如表1所示。
1.2混凝法
混凝工藝流程簡單，操作管理方便。但由於染料品種繁多，單一混凝劑難以適應成分復雜的印染廢水，因此開發新型高效無毒混凝劑，對現有葯劑進行改性，爭取做到一劑多用是目前該技術發展的趨勢。
目前常用的絮凝劑包括無機絮凝劑、有機絮凝劑及生物絮凝劑。無機絮凝劑主要有鋁鹽、鐵鹽等低分子混凝劑以及聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵等高分子混凝劑。傳統的鋁鹽混凝一直佔主導地位，其絮體小、形態穩定，對大部分染料廢水處理效果比較理想，但反應較慢，受溫度影響較大且有毒性;鐵
鹽反應快、絮體大、易失穩沉澱，對疏水性染料脫色效率高，但對親水性染料脫色不理想，投加量不當會使水體呈現黃色，COD去除率低。有人圍繞著鐵磁性物質展開研究，通過磁種混凝使非磁性污染物獲得磁性，實現磁分離來縮短時間。D.Pak等〔1〕將煉鋼過程中產生的廢渣粉碎(其成分中含有磁性鐵氧化物)來處理紡織廢水，沉降速度較FeCl3或PAC大10倍，對色度、SS、TOC、COD、總氮和總磷的去除率都較高;賈宏藝等〔2〕利用磁性納米Fe3O4顆粒的超順磁特性，在外加磁場的作用下將磁顆粒、亞鐵鹽及有機物形成的混凝體迅速沉降下來，COD去除率較只投加亞鐵鹽時高15%。
有機高分子絮凝劑較無機絮凝劑絮凝速度快且穩定，用量少，受共存鹽類、pH及溫度影響小，產生的殘渣也較少，因此應用前景更加廣泛。主要品種有聚丙烯醯胺、聚丙烯酸、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚胺等，由於合成高分子有毒性，因而天然無毒的高分子絮凝劑如殼聚糖日益受到重視。但殼聚糖只能溶解於弱酸性溶液，溶解度較小，在殼聚糖分子上引入基團對其進行改性，增強殼聚糖的螯合能力已經成為必然趨勢。劉運學等〔3〕對比了羧甲基殼聚糖和殼聚糖對某毛巾廠印染廢水的混凝處理效果，在相同工藝條件下前者得到的脫色率和COD去除率都優於後者。
近些年生物絮凝劑發展迅猛，其對水中膠體和懸浮物具有絮凝作用，且無二次污染，具有高效、無毒、絮凝對象廣泛、脫色效果獨特等優點，但是成本較高，技術上還存在一些問題。
1.3膜分離
膜分離技術由於無相變、設備簡單、操作方便等優點，迅速發展日趨成熟並已形成工業化規模，但不適宜直接處理印染廢水，否則極容易造成嚴重的膜污染且難以再生;膜分離技術多用於深度處理，降低和去除殘存的有機物、色度並脫除無機鹽分，分離前段工藝中形成的微生物、絮凝物或是投加的固體催化劑，與其他技術聯用的效果極好，出水可以達到回用標准。叢利澤等〔4〕採用混凝沉澱法對COD高達2500mg/L，色度高達10000倍的印染廢水進行預處理，後接膜生物反應器與納濾膜分離系統組合工藝，處理後COD降到30mg/L，NH3-N降到8mg/L，色度為0，其中納濾膜主要分離色素等生物難降解小分子物質。浙江某公司〔5〕採用超濾-反滲透聯用處理印染廢水，超濾可去除部分有機物及色度，更主要是去除可能污堵反滲透膜的膠體、細菌、病毒等雜質，延長了反滲透膜的清洗周期和壽命;反滲透可去除98%的鹽分，完全去除硬度，同時對COD、色度也具有極高的去除作用，出水完全達到純水標准。
2化學氧化方法
化學氧化能夠使印染廢水中的有機染料發生化學反應而被分解，常用的氧化劑包括O2、O3、ClO2、H2O2、新生態MnO2等。這些氧化劑都能與染料發生氧化還原反應，但由於成本高或效率低導致費用昂貴，於是人們紛紛添加催化劑來提高其氧化性能，通過產生氧化活性更高的˙OH來提高其氧化能力。印染廢水中染料的顏色來源於染料分子的共扼體系—含不飽和基團—N=N—、C=C、—N=O、C=O、C=S—、—CH=N—等的發色體〔6〕。˙OH的標准氧化電位高達2.8eV，是除元素氟以外最強的氧化劑，能夠有效打破共扼體系結構，使之變成無色的有機分子，無選擇地將絕大多數有機物徹底氧化成CO2、H2O和其他無機物。
2.1光化學氧化法
光化學氧化印染廢水不受鹽離子種類、有機物濃度和pH波動的影響，無二次污染，操作條件溫和。利用紫外光照射在TiO2的表面產生˙OH進而氧化有機污染物是當前實驗室內最主要的方法，但對於色度較高的印染廢水由於光透過性較差而使處理效果不夠理想。
於是研究重點正在從利用紫外光的光催化氧化向利用可見光的光敏化氧化轉變。因為染料本身就是一種光敏化劑，能夠被可見光激發向TiO2轉移電子，形成的導帶電子被水中的氧捕獲，進而形成˙O2-和˙OH，這樣協助催化劑被間接激發，從而擴大了可利用光的波長范圍，甚至可以直接利用太陽光，極大地降低了處理成本。在實驗室內採取的措施有：改變光收集裝置透鏡聚焦〔7〕、復式拋物線集光器〔8〕、鍍發光劑〔9〕、聯合類Fenton技術〔8-10〕等，這些都得到了良好的處理效果。在突尼西亞佔地50m2的光敏化氧化工藝中試裝置的運行結果表明，太陽光能夠去除難降解有機物和色度〔11〕，甚至較實驗室內有更高的效率(量子產率達15%)，並提高了廢水的可生化性，這在陽光充沛的地區具有極大的意義，只是太陽光的光效率過低，使得處理設施佔地面積龐大。
2.2電化學氧化法
關於電化學氧化的研究主要集中在對電極的改進上，以提高電極材料的催化性能，提高電流效率降低能耗。溫軼等〔12〕以碳納米管電催化電極做陽極，不銹鋼片為陰極分解處理含活性艷紅X-3B的模擬印染廢水，在酸性條件下當電流密度為20mA/cm2時可以有效電催化氧化有機染料。A.Sakalis等〔13〕以鈮/硼摻雜金剛石為陽極來處理4種偶氮染料，與Pt/Ti相比，電耗更低，效率更高，脫色率高達90%。A.Koparal等〔14〕利用硼摻雜金剛石拉西環形陽極在雙極滴流塔反應器中處理鹼性紅29，其分解率達99%，最優的條件下脫色率和COD去除率分別為97.2%和91%，而電流密度僅1mA/cm2。
實際印染廢水往往含有大量無機鹽類，導電性較強，無需額外投加電解質。研究表明，當廢水中含有鹵化物時電解效率會提高，其中NaCl影響最大，不僅能降低電耗，利於絮凝，還能在陽極形成ClO-繼續氧化。A.Sakalis等〔15〕還發現Na2SO4也有相似效果可生成S2O32-，但效果沒有NaCl明顯。
另外通過電解產生的O2或是外界提供的O2還可以在陰極上還原產生H2O2，類似與Fenton試劑聯用。JunshuiChen等〔16〕將Fe2+換成Co2+，獲得了更強的催化能力，對溴鄰苯三酚紅的分解更加迅速。
電化學方法處理印染廢水快速高效，優點眾多，但由於價格昂貴，實際應用並不多，目前著重在對微觀機理、中間產物及其毒性的研究。
2.3濕式氧化法
濕式氧化法(WAO)是在高溫高壓條件下，利用溶解的氧氣將廢水中有機物氧化的方法。該工藝操作條件苛刻，對反應器要求嚴格，且停留時間較長。旨在降低反應溫度和壓力的濕式催化氧化技術(CWAO)近年來受到廣泛的重視和研究。
如何使反應條件變得更加溫和是濕式催化氧化工藝的關鍵。有人投加H2O2、O3等氧化性物質來降低操作條件，也有人制備高效催化劑嘗試在常壓較低溫度下處理染料溶液。Sung-ChulKim等〔17〕以10gAl-Cu柱狀黏土催化H2O2處理1000mg/L的活性藍19溶液，常壓、80℃下，20min內可完全將其去除，還抑制了Cu的溶出。YanLiu等〔18〕在常溫常壓下向500mg/L的甲基橙模擬染料廢水通入空氣2.5h，採用Fe2O3-CeO2-TiO2/γ-Al2O3作為催化劑，脫色率、COD去除率和TOC去除率分別可達98.09%、97.50%和97.08%;HongzhuMa等〔19〕在常壓、35℃、pH=5的條件下，用CuO-MoO3-P2O5催化氧氣處理300mg/L的甲基橙溶液，脫色率僅有55%，而在相同條件下亞甲基藍10min的脫色率就可達99.26%。
2.4Fenton法
Fenton試劑是由H2O2與Fe2+混合組成的氧化體系，H2O2在酸性條件下(一般pH<3.5)被Fe2+或Fe3+催化分解產生高活性的˙OH和˙O2H，同時Fe離子還具有絮凝作用。W.Bae等〔20〕採用Fenton法處理印染紡織廢水時發現Fe離子絮凝的效果遠大於自由基的氧化作用。此技術去除效率高，易操作，但是酸性的反應環境會造成設備腐蝕，因此在排放前須進行中和處理，且出水中Fe2+排放濃度高。李紹鋒等〔21〕採用Fenton試劑對9種活性染料所配水樣進行處理，pH在3～5之間，Fenton試劑對9種染料的降解效果均較好，色度去除率達90%以上，COD去除率在40%～80%之間。反應後的UV-VIS吸收光譜區已無N=N雙鍵及芳香結構的特徵
吸收，說明染料分子中此部分結構已被Fenton試劑徹底破壞。單獨採用Fenton試劑氧化印染廢水中的有機物時H2O2的消耗量過大，處理成本高，一般需與其他技術聯用。近年來有人在Fenton工藝里引入紫外〔20〕、草酸鹽等或是固定催化劑〔22-24〕，可進一步增強其氧化能力、擴大適用的pH范圍和抑制Fe的溶出。JiyunFeng等〔25〕把Fe塗在斑脫土上作為光Fenton催化劑氧化偶氮染料OrangeⅡ，脫色率100%，TOC去除率達50%~60%。A.Durán等〔8〕對比了光Fenton技術在投加草酸鹽與否時處理活性藍4溶液的效果，發現前者有助於創造低pH氛圍，提高了反應速率，且COD、TOC的去除率都優於後者。
2.5微波誘導催化氧化法
微波是指波長為1mm~1m、頻率為300~300000MHz的一種電磁波。在液體中微波能使極性分子高速旋轉，產生熱效應;許多磁性物質如過渡金屬及其化合物、活性炭等對微波有很強的吸收能力，常作為誘導化學反應的催化劑，當受微波輻射時不均勻的表面會產生許多「熱點」，其能量比其他部位高得多，誘導產生高能電子輻射、臭氧氧化、紫外光解和非平衡態等離子體等多種反應，可以產生高溫並形成活性氧化物質，從而使有機物直接分解或將大分子有機物轉變成小分子有機物。
張國宇等〔26〕以顆粒活性炭為催化劑微波誘導氧化雅格素紅BF-3B150%染料廢水，較單獨使用微波氧化和活性炭吸附兩者時都具有明顯的優越性，最優條件下色度和COD去除率分別為99.6%、96.8%。微波輻射能有效解吸活性炭表面的有機物，使活性炭再生並有利於有機物的消解和回收再利用。但是活性炭的機械強度較差，微波、高溫及水力擾動都會使其結構受到破壞甚至破碎，從而影響了其催化活性和壽命。近些年來所使用的催化劑逐漸轉到金屬及其化合物，例如張惠靈等〔27〕用CuO/γ-Al2O3替換活性炭，效果明顯，當摻雜CeO2後脫色率又提高30%，還延長了催化劑的使用壽命;洪光等〔28〕以改性氧化鋁誘導微波氧化處理雅格素藍BF-BR染料，催化活性和使用壽命均優於顆粒活性炭。
2.6超聲催化氧化法
超聲處理效果不受溶液色度影響，並可能實現完全褪色和100%礦化。超聲空化能在液體中產生局部高溫高壓、高剪切力，誘使水分子及染料分子裂解產生˙OH自由基，另外溶解在溶液中的N2和O2也可以發生自由基裂解反應產生˙N和˙O自由基，進一步引發各種反應，使水中有機物礦化成無機物或轉換成易生物降解的小分子化合物，還有可能促進絮凝。由於超聲波產生的自由基濃度有限，能量轉化率低，效果並不理想〔29〕，目前多使用催化劑〔30〕或者與其他氧化技術聯用來提高效率。A.Maezawa等〔31〕發現超聲提高了光催化分解酸性橙52的效率和TOC的去除率，並且不受Cl-的影響，可能是超聲波增加了催化劑的表面積，提高了傳質速度，同時在催化劑表面生成的H2O2有利於產生˙OH。Ki-TaekByun等〔32〕在多泡聲致發光條件下30min內去除亞甲基藍，較普通TiO2催化UV快得多，但同時證實了微氣泡在崩潰瞬間發出的光對染料的氧化幾乎不起作用。JianhuiSun等〔33〕研究表明超聲可以顯著增加低Fe2+濃度的Fenton試劑氧化酸性黑1的能力，最適條件下30min去除率達到98.83%，避免了普通Fenton含鐵污泥的問題。G.Tezcanli-Güyer等〔34〕發現超聲對O3和UV有催化作用，可以提高O3的傳質，同時在催化劑表面生成的H2O2有利於產生˙OH，當3種方法協同作用時，酸性紅7的分解速率大大提高。
符德學等〔35〕採用超聲協同鈦鐵雙陽極電解體系氧化含有鹼性湖藍5B的印染度水，集超聲空化、陽極催化氧化、電生自由基氧化和電絮凝等技術於一體，COD去除率達到90.2%，脫色率達到98.3%。
3結束語
上述方法用來處理印染廢水各有優劣，物理法總體上處理成本較高，其中的吸附法和膜分離技術適合於作為深度處理技術;化學氧化處理效率高、二次污染較少，越來越受到青睞，但直接用於生產則費用昂貴，這限制了這些高效技術的實際應用。比較有效的處理工藝是將化學氧化技術與生化技術結合，充分發揮各自的優勢，通過物化處理減少印染廢水的生物毒性，提高可生化性，再採用處理成本較低的生化法進一步處理。吸附法和膜分離技術作為出水要求嚴格的工藝或回用水技術較為合適。
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G. 微生物在污水處理中的應用論文我郵箱是[email protected]謝謝

微生物在污水處理中的應用
摘要：本文主要闡述了各種微生物在不同種類污水中的應用，以及它們不同的應用機理。
關鍵詞：微生物 生活污水 工業污水 農業污水 重金屬 農葯
1.世界水資源現狀
環境保護是我國的基本國策。世界經濟發展的實踐證明，為實現經濟的持續穩定的發展，必須解決好發展與環境保護的矛盾。
全球水資源狀況迅速惡化，「水危機」日趨嚴重。據水文地理學家的估算，地球上的水資源總量約為13．8億立方公里，其中97．5％是海水（13．45億立方公里）。淡水只佔2．5％，其中絕大部分為極地冰雪冰川和地下水，適宜人類享用的僅為0．01％．
20世紀50年代以後，全球人口急劇增長，工業發展迅速。一方面，人類對水資源的需求以驚人的速度擴大；另一方面，日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源。本屆世界水論壇提供的聯合國水資源世界評估報告顯示，全世界每天約有200噸垃圾倒進河流、湖泊和小溪，每升廢水會污染8升淡水；所有流經亞洲城市的河流均被污染；美國40％的水資源流域被加工食品廢料、金屬、肥料和殺蟲劑污染；歐洲55條河流中僅有5條水質差強人意。
20世紀，世界人口增加了兩倍，而人類用水增加了5倍。世界上許多國家正面臨水資源危機：12億人用水短缺，30億人缺乏用水衛生設施，每年有300萬到400萬人死於和水有關的疾病。到2025年，水危機將蔓延到48個國家，35億人為水所困。水資源危機帶來的生態系統惡化和生物多樣性破壞，也將嚴重威脅人類生存。
水資源危機既阻礙世界可持續發展，也威脅著世界和平。過去50年中，由水引發的沖突共507起，其中37起有暴力性質，21起演變為軍事沖突。專家警告說，隨著水資源日益緊缺，水的爭奪戰將愈演愈烈。
2.污水處理方法分類
2.1物理法
利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態的污染物質。主要有沉澱法，過濾法，離心分離法，吸附法等。
2.2化學法
利用化學反應原理及方法來分離，回收廢水中的污染物，或改變污染物的性質，使它從有害變為無害的處理法。主要有化學凝聚法，中和法，氧化還原法，離子交換法。
2.3生物法
主要利用微生物的生命活動過程，對廢水中的污染物質進行轉移和轉化的作用，從而是污水得到凈化的方法。
2.4.微生物簡介
微生物是肉眼看不見或看不清的生物的總稱。包括原核生物（細菌，放線菌和藍細菌），真核生物（真菌和微型藻類），非細胞生物（病毒類）。微生物具有體積小、表面積大、繁殖力驚人等特點，能不斷與周圍環境快速進行物質交換。污水具備微生物生長繁殖的條件，因而微生物能從污水中獲取養分，同時降解和利用有害物質，從而使污水得到凈化。因此微生物可在污水凈化和治理中得到廣泛應用，造福人類。
微生物能降解和轉化污染物主要是因為微生物具有以下幾個特點：個體微小，比表面積大，代謝速率快；種類繁多，分布廣泛，代謝類型多樣；具有多種降解酶；繁殖快，易變異，適應性強；共代謝作用等。
3.原理
利用微生物處理污水實際就是通過微生物的新陳代謝活動,將污水中的有機物分解,從而達到凈化污水的目的.微生物能從污水中攝取糖，蛋白質，脂肪，澱粉及其它低分子化合物。微生物新陳代謝類型有需氧型和厭氧型兩種,因此,凈化方法分為好氧凈化和厭氧凈化.
3.1.好氧凈化
氧存在條件下，許多好氧微生物通過分解代謝、合成代謝和物質礦物化，在把有機物氧化分解成CO2和H2O等過程中，獲尋C源、N源、P源、S和能量。污水的微生物好氧凈化就是模擬上述原理，把微生物置於一定的構築物內通氣培養，高效率凈化污水的方法。
3.2厭氧凈化
微生物在嚴格厭氧條件下，有機物發酵或消化過程中，大部分有機物被解生成H2、CO2、H2S和CH4等氣體。污水的生物厭氧凈化就是根據污水經厭氧發酵後既到凈化，又獲得了生物能源CH4的原理。微物細胞能量轉移的電子受體，由好氧條件下分子氧改變為厭氧條件下的有機物。在厭氧件下，不溶於水而難分解的大分子有機污物，被微生物的胞外酶降解為可溶性物質，再由產甲烷厭氧細菌和產氫細菌降解成低分子有酸類和醇類、並放出H2和CO2；有機酸類和類經產甲烷菌降解成H2、CO2和CH4。甲烷菌還可利用H2還原CO2，形成CH4。
微生物凈化過程：
Ⅰ.有機污染物的濃度由高變低
Ⅱ.異養細菌迅速氧化分解有機污染物而大量繁殖，然後是以細菌為食料的原生動物出現數量高峰，再後是由於有機物礦化，利於藻類的生長，而出現藻類的生長高峰。
Ⅲ.溶解氧濃度隨著有機物被微生物氧化分解而大量消耗，很快降到最低點，隨後，由於有機物的無機化和藻類的光合作用及其他好氧微生物數量的下降，溶解氧又恢復到原來水平。
這樣，在離開污染源相當的距離之後，水中的微生物數量，有機物，無機物的含量，也都下降到最低點。於是，水體恢復到原來的狀態。
微生物處理優點：微生物具有來源廣，易培養，繁殖快，對環境適應性強，易變異的特徵在生產上較容易的採集菌種進行培養繁殖，並在特定條件下進行馴化，使之適應不同的水質條件，從而通過微生物的新陳代謝使有機物無機化。加之微生物的生存條件溫和，新陳代謝時不需要高溫高壓，它是不需要投加催化劑的.生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運行費用相對較低,所要投入的人力，物力比其他方法要少的多。在污水生物處理的人工生態系統中，物質的遷移轉化效率之高是任何天然的或農業生態系統所不能比擬的。
4.污水處理中重要的微生物種群
4．1 絲狀細菌
絲狀細菌(Filamentous bacteria)能顯著影響絮狀活性污泥的沉降性(污泥膨脹)或引起生物量變化和泡沫形成(污泥發泡)，從而嚴重影響活性污泥的處理效率．傳統上，絲狀細菌是通過光學顯微鏡學進行分析鑒定的，如革蘭氏和Neisser染色反應、典型的形態學特徵等．但應用full—cycle rRNA技術發現，傳統形態學鑒定方法不能發現污水廠活性污泥中的許多絲狀細菌 。
系統發生樹部分提供了絲狀菌的系統發生親緣關系，但有些絲狀類型如Eikelboom 1863或Nostocoidalimicola等則是放置在完全無關的類群中．現在利用rRNA目標寡聚核苷酸探針能迅速地鑒定大多數絲狀菌，證明在活性污泥中有些絲狀菌呈現多態性現象．Kanagawa等(2000)從活性污泥中分離出15種絲狀菌，根據形態被分類為Eikelboom 21 N，利用16S rDNA序列分析表明都同變形桿菌亞綱的Thiothrix絲狀菌形成單系群(monophyletic group).Thiothrix絲狀菌在污水中通常表現出生理多能性，在異養、兼性營養和化能自養情況下，它們都能同標記的乙酸鹽或碳酸氫鹽結合。在厭氧狀況下(無論有無硝酸鹽)，Thiothrix絲狀菌都很活躍，它通過吸收硫代硫酸鹽和乙酸鹽來形成胞內硫粒。
利用絲狀菌的FISH探針，Mircothrix parvicella被發現有特殊的脂消費，在厭氧情況下專門吸收長鏈脂肪酸(而不是短鏈脂肪酸和葡萄糖)，隨後當硝酸鹽或氧可用作電子受體時它們則使用貯存完成生長．不過，在厭氧情況下，M.parvicella不能吸收磷，不適合那些有除磷要求的生物反應器．利用FISH技術對絲狀菌進行系統分類發現，大多數未描述的絲狀菌屬於綠色非硫細菌(Chloroflexi)，也可能是污水生物處理系統中豐度最高的絲狀菌。Liao等(2004)發展一種定量FISH，對實驗室和污水廠反應器中的絲狀菌進行了研究，以增加Sphaerotilus natans的方式來刺激污泥膨脹，結果發現是Eikelboom 1851菌叢(而不是試驗的S．natans菌)同活性污泥容積指數(volume index)極度相關，其可延伸的菌絲長度約為6×10。la,m／mL。
4．2 生物除磷的重要細菌
生物除磷可以在EBPR的微生物途徑中由完成，該過程通過循環活性污泥進行交替的厭氧、需氧為特徵。基於微生物的純培養技術，變形桿菌綱г亞綱的不動桿菌屬(Acinetobacter)長期被認為是唯一的PAO(Polyphosphate—accumulating organism)．但實際上，雖然不動桿菌能積累多聚磷酸鹽，卻沒有PAO的典型代謝方式．Wanger等(1994)用rRNA目的探針測試後認為，主要的PAO應該為口亞綱中的Rhoclocyclus群，其次為 亞綱中的Planctomycete群及屈撓桿菌屬(Flexibacter)、CFB群(Cytophaga—Flavobacterium—Bacteroides)等．利用螢光抗體染色、呼吸醌檢測和屬特異探針的FISH等非培養方法，證明在EBPR系統中，由於培養偏差顯然高估了不動桿菌的相對豐度，表明其對EBPR系統實際上不是最重要的，而另外一些分離出的細菌才是PAO的候選者。不過，有7個Acinembacter新種從活性污泥中分離到，可望進一步闡釋該屬在脫磷中扮演的角色和意義。
積磷小月菌(Microlunatus phosphovorus)是一個高G+C含量的革蘭氏陽性菌，被認為是專性好氧菌，可以通過EMP途徑發酵葡萄糖為乙酸，而不能夠在厭氧情況下生長．有明顯吸收葡萄糖、分泌乙酸的轉化，導致胞內乙酸積累；產生的乙酸在隨後的好氧階段消耗掉．phosphovorus表現出卓越的吸收和釋放磷的能力，磷釋放率和吸收率可分別高達3．34 mmol g／cell•h和1．56 mmol g／cell•h，比Lampropedia spp．和Acinetobacterspp．要高1個數量級，特異探針證明其在EB—PR工廠里可占總細菌的2．7％。
俊片菌屬(Lampropedia)也擁有聚磷菌的基本代謝特徵，但比EBPR模型預言的吸收乙酸鹽釋放磷酸鹽的比率要低很多．那些被建議名為「Candidatus Ac—cumulibacter phosphates」已被證實顯著存在於EBPR系統中．Saunders等(2003) 在對6個運行污水廠進行了檢測後認為，很可能「無關緊要」的「CandidatusAccumulibacter phosphates」正是重要的PAO．另外還有顯微鏡原位觀察顯示，酵母菌很可能涉及在生物除磷中，許多「聚磷菌」很可能是酵母菌的孢子，但其作用機理顯然還需要進一步探討．
4．3 硝化細菌
氮循環是高度依賴微生物活性和轉化的一個過程．這類微生物在污水處理、農業等領域具有極其重要的作用，因此成為近年來世界研究的熱點，變形桿菌的β亞綱幾乎已經成為微生物生態學的模式系統 ．Kindaichi等(2004)對自養硝化生物膜進行了FISH分析表明，膜上有50％屬於硝化細菌，其餘50％為異養細菌，分布為變形桿菌α亞綱23％ ，г亞綱13％ ，綠色非硫細菌9％ ，CFB群2％，未定類群3％．該結果表明，硝化細菌通過可溶性產物的產生支持了異養菌，異養菌也從代謝多樣性等方面確保了生物膜的生態穩定性 ．從培養角度來說，硝化細菌生長極慢；由於硝化細菌的分布同pH、溫度等敏感，所以污水廠的硝化作用常有崩潰的情況發生．
4．3．1 氨氧化茵
基於16S rDNA序列分析，已經分離和描述過的氨氧化細菌都分屬於變形桿菌綱的2個單系群中．Ni-trosococcusoceanus和N．halophilus屬於Proteobacteria的β亞綱，包括亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)、亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)、亞硝化弧菌屬(Nitrosovibrio)和亞硝化葉菌屬(Nitrosolobus)，後3個屬關系密切；而Nitrosococcus mobilis(實際是Nitrosomonas的一個成員)則在β亞綱組成緊密相關的集合．
4．3．2 亞硝酸氧化茵
基於超微特性，已培養出的亞硝酸氧化菌(Nitrite．oxidizing bacteria，NOB)被分為4個已知屬，硝化桿菌屬(Nitrobacter)，硝化刺菌屬(Nitrospina)，硝化球菌屬(Nitrococcus)和硝化螺菌屬(Nhrospira)．16S rDNA序列比較分析表明，硝化桿菌屬及其3個種都屬於變形桿菌的α一亞綱；Nitrospina和Nitrococcus各有一個種，分屬於變形桿菌的δ和г一亞綱；Nitrospira屬包含有moscoviensis和Ⅳ．rrtarin．在傳統上，Nitrobacter一直被認為是最重要的亞硝酸鹽氧化菌．然而，在硝化污水廠內用目的探針的FISH法和定量斑點雜交(Quantitative dot blot)等發現，檢測不到Nitrobacter或者數目很低，因此凸現了非Nitrobacter的NOB在硝化過程中的重要性．Egli等(2003)用不同污泥接種反應器，利用定量FISH和RFLP(Restriction fragment length polymorphism)方法對穩定的硝化作用反應器進行檢測，發現有活性的都屬於Nitrospira屬 J．以Nitrospira序列發展的特定16S rRNA探針，對活性污泥進行FISH查後表明，未培養的類硝化螺菌(Nitrospira—like)以顯著性數目(總菌數的9％)存在，其對亞硝酸鹽氧化的重要性已由反應器富集研究所證實．Nhrospira能固定CO：，也能利用丙酮酸混合營養生長，而不利用乙酸鹽、丁酸鹽和丙酸鹽。
4．4 反硝化細菌
反硝化細菌(Denitrifying bacteria)的大多數鑒定和計數都是依賴培養法．很多屬的成員，如產鹼桿菌屬(Alcaligenes)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、甲基桿菌屬(Methylobacteriurn)，副球菌屬(Paracoccus)和生絲微菌屬(Hyphornicrobiurrt)等，都從污水廠中作為脫氮微生物群分離出來過，但這些細菌屬在污水廠中是否具有原位脫氮的活性卻很少被知道．在一個補充以甲醇作為還原碳化物的脫氮沙濾中，使用特異FISH探針監測到有大量數目的P．spp和H．spp；而在沒有附加甲醇的非脫氮沙濾中，兩屬存在的數目都低於總細胞0．1％ ，這間接證明了在脫氮過程中有兩屬的活性參與。
5．水污染物的類型及處理
5.1生活污水
生活污水是一大污染源。生活污水中含有大量的無機物，有機物。無機物如氯化物，硫酸鹽，磷酸鹽和鈉，鉀，鈣，鐵等碳酸鹽，有機物有纖維素，澱粉，脂肪，蛋白質和尿素等。排放入環境中促使浮游植物生長和大量繁殖，形成赤潮和水華。
生活污水的處理主要是其中有機物的分解，其主要方法有活性污泥法、生物膜法、AB法。
5.1.1活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續通入空氣，經一定時間後因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團為主的微生物群，具有很強的吸附與氧化有機物的能力。
5.1.2生物膜法
生物膜法是利用附著生長於某些固體物表面的微生物（即生物膜）進行有機污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統，其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進入厭氣層進行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化污水的目的。生物膜法具有以下特點：（1）對水量、水質、水溫變動適應性強；（2）處理效果好並具良好硝化功能；（3）污泥量小（約為活性污泥法的3／4）且易於固液分離；（4）動力費用省。
5.1.3AB法
AB法工藝由德國B0HUKE教授首先開發。該工藝將曝氣池分為高低負荷兩段，各有獨立的沉澱和污泥迴流系統。高負荷段A段停留時間約20－40分鍾，以生物絮凝吸附作用為主，同時發生不完會氧化反應，生物主要為短世代的細菌群落，去除BOD達50％以上。B段與常規活性污泥相似，負荷較低，泥齡較長。
5.2工業廢水
工業廢水是水體污染的主要污染源。包括鋼鐵工業廢水，食品工業廢水，印刷廢水，化工廢水等。隨著工業化的發展，含有重金屬離子的廢水產生量越來越多。重金屬離子已成為最重要、最常見的污染物之一。由於重金屬在生物體內的富集、吸收與轉化，從而通過食物鏈危害人體健康。如致癌、致畸等，故而處理重金屬污染刻不容緩。
微生物處理技術在生活污水處理中的應用已經非常成熟並且全面普及，但是在工業污水的處理中還存在著一定的技術問題。相對於生活污水來說，工業污水的成份要復雜的多，大多數工業污水的COD值都相當高，可生化性差，這就給微生物處理帶來了相當大的難度，有些工業污水甚至還有很高的氨氮指標，增加了微生物處理的難度。但是微生物技術的許多優勢註定了它將是工業污水治理的一個方面，而且目前已經有很多行業的工業污水開始採用微生物處理技術並且得到了穩定的運行數據。
這里主要講述關於污水中重金屬的處理。目前可用的微生物法有生物吸附法、硫酸鹽還原菌凈化法和利用微生物的轉化作用去除重金屬。
5.2.1生物吸附法
生物吸附是利用生物量（如發酵工業的剩餘菌體）通過物理化學機制，將金屬吸附或通過細胞吸收並濃縮環境中的重金屬離子，由於重金屬具有毒性，如果濃度太高，活的微生物細胞就會被殺死。所以，必須控制控制被處理水的重金屬濃度。
例如陳小霞等人用小球藻富集鉻離子，研究表明小球藻富集鉻離子的機制主要表現是表面吸附和主動運輸。在生長期和穩定期小球藻富集的鉻以有機鉻存在，而在衰亡期，小球藻富集的鉻以無機鉻存在。
利用工業發酵後剩餘的芽孢桿菌菌體或酵母菌吸附重金屬，具體做法是首先用鹼處理菌體，以便增加其吸附重金屬的能力。然後通過化學交聯法固定這些細胞，固定化的芽孢桿菌對重金屬的吸附沒有選擇性（微生物在結合無機污染物上表現出選擇性，多於大多數合成的化學吸附劑，微生物對金屬的吸附和累積主要取決於不同配位體結合部位對對金屬的選擇性）。可以去除廢水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 去除率可達99%。吸附在細胞上的重金屬可以用硫酸洗脫，然後用化學方法回收重金屬，經過鹼處理後的固定化細胞還可以重新用於吸附重金屬。
5.2.2硫酸鹽還原菌凈化法
脫硫弧菌屬硫酸鹽還原菌是厭氧化能細菌，它最大的特徵就是在無自由氧的條件下，在有機質存在時通過還原硫酸根變成硫化氫，從中獲得生長能量而大量繁殖;它繁殖的結果是使溶解度很大的硫酸鹽變成了極難溶解的硫化物或硫化氫。這類細菌分布廣泛，海洋、湖泊、河流及陸地上都能存在。在沒有自由氧而有硫酸鹽及有機物存在的地方它就能生長繁殖，其生長溫度為25~35攝氏度，PH值為6.2~7.5.該細菌的作用可將廢水中的硫酸根變成硫化氫，使廢水中濃度較高的重金屬Cu、Pb、Zn等轉變為硫化物而沉澱，從而使廢水中的重金屬離子得以去除。
5.2.3利用微生物的轉化作用去除重金屬
微生物可以通過氧化作用、還原作用、甲基化作用和去烷基化作用對重金屬和重金屬類化合物進行轉化。
細菌胞外的莢膜或粘膜層可產生多種胞外多聚體，胞外多聚體能夠吸附自然條件下或廢水處理設施中的重金屬。其主要成分是多糖、蛋白質和核酸。
真菌的細胞壁內含幾丁質，這和N----乙醯葡糖胺多聚體是一種有效的金屬於放射性核素結合的生物吸附劑。經過氫氧化物處理的各類真菌暴露出來的幾丁質、脫乙醯殼多糖和其他金屬結合的配位體，形成菌絲層，可以有效的去除廢水中的重金屬。
六價鉻具有強烈的毒性，其毒性是三價鉻的100倍，而且能在人體內沉澱。由於六價鉻很容易通過胞膜進入細胞，然後在細胞質、線粒體和細胞核中被還原為三價鉻，三價格在細胞內與蛋白質結合為穩定的物質並且和核酸相作用，而細胞外的三價鉻是不能參透細胞的，細菌利用細胞中的NADH作為還原劑，在厭氧或好氧的狀態下，將六價鉻還原為三價鉻。如陰溝腸桿菌能抗10000µmol/l鉻酸鹽，在厭氧的條件下能使六價鉻還原為三價鉻，三價鉻可以通過沉澱反應與水分離而被去除。
5.3農業廢水
它面廣而量大且分散。農田使用農葯，化學農葯主要是人工合成的生物外源性物質，很多農葯本身對人類及其他生物是有毒的，而且很多類型是不易生物降解的頑固性化合物。農葯殘留很難降解，人們在使用農葯防止病蟲草害的同時，也使糧食、蔬菜、瓜果等農葯殘留超標，污染嚴重，同時給非靶生物帶來傷害，每年造成的農葯中毒事件及職業性中毒病例不斷增加。同時，農葯廠排出的污水和施入農田的農葯等也對環境造成嚴重的污染，破壞了生態平衡，影響了農業的可持續發展，威脅著人類的身心健康。農葯不合理的大量使用給人類及生態環境造成了越來越嚴重的不良後果，農葯的污染問題已成為全球關注的熱點。因此，加強農葯的生物降解研究、解決農葯對環境及食物的污染問題，是人類當前迫切需要解決的課題之一。
5.3.1 農業生產上主要使用的農葯類型
當前農業上使用的主要有機化合物農葯如表1所示。其中，有些已經禁止使用，如六六六、滴滴涕等有機氯農葯，還有一些正在逐步停止使用，如有機磷類中的甲胺磷等。
表1 農業生產中常用農葯種類簡表

類 型 農 葯 品 種

有機磷：敵百蟲、甲胺磷、敵敵畏、乙醯甲胺磷、對硫磷、雙硫磷、樂果等

殺蟲劑 有機氮：西維因、速滅威、巴沙、殺蟲脒等
有機氯：六六六、滴滴涕、毒殺芬等

殺蟎劑 蟎凈、殺蟎特、三氯殺蟎碸、蟎卵酯、氯殺、敵蟎丹等

除草劑 2，4－D、敵稗、滅草靈、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等

殺菌劑 甲基硫化砷、福美雙、滅菌丹、敵克松、克瘟散、稻瘟凈、多菌靈、葉枯凈等
生長調節劑 矮壯素、健壯素、增產靈、赤黴素、縮節胺等
人們發現，在自然生態系統中存在著大量的、代謝類型各異的、具有很強適應能力的和能利用各種人工合成有機農葯為碳源、氮源和能源生長的微生物，它們可以通過各種謝途徑把有機農葯完全礦化或降解成無毒的其他成分，為人類去除農葯污染和凈化生態環境提供必要的條件。
5.3.2 降解農葯的微生物類群
土壤中的微生物，包括細菌、真菌、放線菌和藻類等，它們中有一些具有農葯降解功能的種類。細菌由於其生化上的多種適應能力和容易誘發突變菌株，從而在農葯降解中佔有主要地位。一在土壤、污水及高溫堆肥體系中，對農葯分解起主要作用的是細菌類，這與農葯類型、微生物降解農葯的能力和環境條件等有關，如在高溫堆肥體系當中，由於高溫階段體系內部溫度較高（大於50 ℃），存活的主要是耐高溫細菌，而此階段也是農葯降解最快的時期。通過微生物的作用，把環境中的有機污染物轉化為CO2和H2O等無毒無害或毒性較小的其他物質。通過許多科研工作者的努力，已經分離得到了大量的可降解農葯的微生物（見表2）。不同的微生物類群降解農葯的機理、途徑和過程可能不同，下面簡要介紹一下農葯的微生物降解機理。
5.3.3 微生物降解農葯的機理
目前，對於微生物降解農葯的研究主要集中於細菌上，因此對於細菌代謝農葯的機理研究得比較清楚。
表2 常見農葯的降解微生物
農 葯 降 解 微 生 物
甲胺磷 芽孢桿菌、麴黴、青黴、假單胞桿菌、瓶型酵母
阿特拉津（AT） 煙麴黴、焦麴黴、葡枝根霉、串珠鐮刀菌、粉紅色鐮刀菌、尖孢鐮刀菌、斜卧鐮刀菌、微紫青黴、皺褶青黴、平滑青黴、白腐真菌、菌根真菌、假單胞菌、紅球菌、諾卡氏菌
幼脲3號 真菌
敵殺死 產鹼桿菌
2，4－D 假單胞菌、無色桿菌、節桿菌、棒狀桿菌、黃桿菌、生孢食纖維菌屬、鏈黴菌屬、麴黴菌、諾卡氏菌、
DDT 無色桿菌、氣桿菌、芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌、埃希氏菌、假單胞菌、變形桿菌、鏈球菌、無色桿菌、黃單胞菌、歐文氏菌、巴斯德梭菌、根癌土壤桿菌、產氣氣桿菌、鐮孢黴菌、諾卡氏菌、綠色木霉等
丙體六六六 白腐真菌、梭狀芽孢桿菌、埃希氏菌、大腸桿菌、生孢梭菌等
對硫磷 大腸桿菌、芽孢桿菌
七 氯 芽孢桿菌、鐮孢黴菌、小單孢菌、諾卡氏菌、麴黴菌、根黴菌、鏈球菌
敵百蟲 麴黴菌、鐮孢黴菌
敵敵畏 假單胞菌
狄氏劑 芽孢桿菌、假單胞菌
艾氏劑 鐮孢黴菌、青黴菌
樂 果 假單胞菌
2,4,5-T 無色桿菌、枝動桿菌
細菌降解農葯的本質是酶促反應，即化合物通過一定的方式進入細菌體內，然後在各種酶的作用下，經過一系列的生理生化反應，最終將農葯完全降解或分解成分子量較小的無毒或毒性較小的化合物的過程。如莠去津作為假單胞菌ADP菌株的唯一碳源，有3種酶參與了降解莠去津的前幾步反應。第一種酶是A tzA，催化莠去津水解脫氯的反應，得到無毒的羥基莠去津，此酶是莠去津生物降解的關鍵酶；第二種酶是A tzB，催化羥基莠去津脫氯氨基反應，產生N－異丙基氰尿醯胺；第三種酶是A tzC，催化N－異丙基氰尿醯胺生成氰尿酸和異丙胺。最終莠去津被降解為CO2和NH3。微生物所產生的酶系，有的是組成酶系，如門多薩假單胞菌DR－8對甲單脒農葯的降解代謝，產生的酶主要分布於細胞壁和細胞膜組分；有的是誘導酶系，如王永傑等得到的有機磷農葯廣譜活性降解菌所產生的降解酶等。由於降解酶往往比產生該類酶的微生物菌體更能忍受異常環境條件，酶的降解效率遠高於微生物本身，特別是對低濃度的農葯，人們想利用降解酶作為凈化農葯污染的有效手段。但是，降解酶在土壤中容易受非生物變性、土壤吸附等作用而失活，難以長時間保持降解活性，而且酶在土壤中的移動性差，這都限制了降解酶在實際中的應用。現在許多試驗已經證明，編碼合成這些酶系的基因多數在質粒上，如2，4－D的生物降解，即由質粒攜帶的基因所控制。通過質粒上的基因與染色體上的基因的共同作用，在微生物體內把農葯降解。因此，利用分子生物學技術，可以人工構建「工程菌」來更好地實現人類利用微生物降解農葯的願望。

H. 工業污水的處理辦法

現代社會發展對水質要求不斷提高，對水量需求越來越大。由於水體過渡污染和水資源過渡採用，全球不少地區面臨嚴重水危機。控制水質環境成為各工業用水單位的當務之急，工業廢水為水域的重要污染源，具有量大、面廣、成分復雜、毒性大、不易凈化、難處理等特點。本論文根據工業水污染的特點，簡要介紹幾種適合處理工業用水污染的方法。
進入新世紀以來,隨著經濟社會的持續高速發展,人們所從事的生產活動比以往任何時候都要活躍,經濟高速發展的同時帶來許多不確定性的負面影響,在環境問題上顯得日益突出,當今城市工業企業在商品經濟的市場調節作用下,為適應或緩解商品社會供需矛盾而自我發展起來的。因此,工業企業門類繁多、產品多樣,污水成分也十分復雜。針對工業水污染現狀分析,主要應該採取以下幾種方法來治理工業水污染：
1.膜分離法
膜分離過程組分一般不發生相的變化，能耗較小，操作溫度在室溫左右。它是一種節能技術。膜分離范圍廣，無論工業廢水中的無機物還是有機物，細菌還是礦物微粒均可使用。膜分離適用體系也較多，大多可用膜分離。膜分離的裝置比較簡單，容易控制，可以連續操作。但也存在一些問題：熱穩定性和化學穩定性不高，膜的通量和選擇性待進一步提高，膜污染的防治和濃差極化等。工業污染水處理是膜分離的重要應用領域，微孔膜、超濾膜具有較大的孔徑，在深度處理前後常用作預處或後處理。由於膜分離過程基本為物理過程，不需投加其他葯劑，不產生副產物，用於飲用水處理，可以大大提高水的質量。
2.電場處理法
電場處理法是將電場施加於待處理工業污染水中，觀察水體系物理、化學性質的變化。這些性質包括水體系密度、吸光度、電導率的變化及對結垢物的影響。電場處理可根據不同水污染工作條件分為高壓靜電場法、高頻電場法和電子處理法。
2.1高壓靜電法
高壓靜電場的電場強度為3 000-5000V/cm。美國學者將10000V的高壓加於工業原污染水時，產生極好的阻垢效果，他們認為這種阻垢作用是由於電場作用下流動的水產生微弱電流所致。形成水垢的化合物大多為離子化合物，由正、負離子組成，當水中施加電場時，離子會受到電場的吸引，使其難以結合成固體物。1970年代末，日本將靜電除垢器與給水槽和脫氣裝置組合，用於工業給水處理，取消化合加葯，亦可達到防垢、緩蝕的目的。1970年代後期，國內亦陸續研製了靜電水處理器並在一些工業用水處理工廠中應用。高壓靜電場法除了可以阻垢、除垢外，還可以緩蝕、消滅工業廢水中的細菌。
2.2高磁電場法
高頻電場法的電場強度並不大，一般在1 000 V／cm以下，而電場頻率要高，通常在10Mnz以上。試驗表明，工業污染水流速一定時，隨著電場頻率增大，阻垢率隨之增大；當頻率在10MHZ以上時，流速對阻垢率影響很小。可見頻率足夠高時在短時間內就能阻止工業廢水垢形成。阻垢作用可能是在高頻電場作用下，極小晶粒表面帶電，阻礙晶粒正常成長，從處理前後電鏡照片明顯看出工業污染水中固體形態的差別。
2.3電子處理法
電子處理法與前兩種電場法的區別在於該法直接向工業污染水中通入微小電流，所以裝置由直流穩壓電源和處理器兩部分組成。管狀處理器的中心有一金屬正極，處理器殼體為負極。該類處理器1970年代首先由美國研製成功，1980年代末國內亦有產品問世。陳家森等研究表明，電場還會對工業污染水的結構發生影響，引起水中部分氫氧鍵斷裂，水中出現過量超氧陰離子自由基、過氧化氫及自由質子。其中氫氧鍵的斷裂是通過電場對水分子的附加能進行估算：用核磁共振波譜儀測試質子核磁縱向弛豫時問用以證實電場處理後水中過量超氧陰離子自由基存在，這種自由基和氧分子一樣，具有順磁性；用光子計數器通過魯米諾化學發光現象，可以確定電場處理前後過氧化氫濃度在體系中的變化。
3.磁場處理法
磁化法用於工業廢水防垢效果明顯。此外，有試驗表明磁化水可提高樹脂的離子交換容量，可作為離子交換前的預處理。磁化水用於混凝土可縮短固化時間、提高強度和增加防凍性及化學穩定性。經過處理後的飲用磁化水還有排除人體膽結石的作用。磁法水處理技術還可用於含油工業污水處理中。與其他方法相比，磁法分離凈化技術更徹底、無二次污染。將磁性材料(如Ni-Cu-Zn鐵氧體等)製成粉狀，放入含油工業廢水中攪拌，油被磁粉吸附。再通過磁分離裝置，吸附了油的磁粉留在磁場中，而水被分離。而改性磁粉法可將磁粉表面用適當材料處理使其親油。若用石臘、高級脂肪酸等處理，表面覆蓋一層親油疏水薄膜。這種改性磁粉加入含油污水中時增加了對油的親合力，油和磁粉凝聚成泥狀物下沉。最後用磁場將油泥物分離。
4.生物法處理工業水污染
4.1傳統生物法
傳統生物處理工業污染水的方法包括活性污泥法、氧化塘生物濾池、生物轉盤等。活性污泥法是最主要的傳統生物法，利用曝氣池進行廢水處理微生物作剛下廢水得到凈化。活性油膩物通常要經過接種、培養、馴化，由細菌、原生動物和其他雜質組成。氧化塘足最原始的生物水處理方法，可以利用池塘、窪地，不需要另外的設施，因其處理效果差，1960年代末增加人工強化條件，發展為新的氧化溝技術。生物濾池、生物轉盤都是利用濾料上附著的生物膜。這種方法在某些方面優於活性污泥法。傳統生物法的系統由水、污染物、微生物、氧組成。一般有工業污水的地方就會出現這種天然處理系統。活性污泥既是微生物載體，又是微生物代謝的產物。系統運行過程不斷從界鼓入空氣，其中的氧溶解於工業污水中，通過生物體酶的催化與污染物相作用。污染物一般為含碳有機物，如果條件適宜，會發生階段性降解，或徹底降解，最終變為二氧化碳和水。活性污泥中常有多種微生物，在常溫附近都能正常生存，處理系統結構簡單，所以它的優點是處理污染物種類多、對許多有機物處理效率高、受氣候條件影響小、管理不復雜。這種技術的應用始於1914年，長期以來，是城市污水及某些工業廢水的主要處理方法。由於一般工業廢水中污染物和氧的濃度都較低，微生物的專屬性不會很高，氧化有機物的速率較慢，導致這種系統主要缺點是處理周期長、佔地面積大、同時運行費用也較高。
4.2酶處理法
微生物與工業污水中有機物接觸時發生多種化學反應，如氧化還原、脫羧、脫氮、脫水、水解。這些作用不是微生物與有機物的直接反應，而是通過微生物細胞產生的酶，經過一系列催化階段，使有機物得到降解。微生物體內的酶體系由於遺傳變異和高速繁殖對環境有很強的適應性，可用來處理不同的工業污水質。根據微生物的特性可分為需氧法和厭氧法。需氧法應用較多，厭氧法亦受到重視。生物法氧化有機物通常分階段進行，初期生物降解只引起化合物母體結構變化，即有中間產物生成。最終生物降解可以完全無機化。
5.總結
綜上所述，本研究通過工業污染水的幾種處理方法分析了工業用水污染控制情況，這些工業廢水如直接排放或處理不當 ,將影響水體的自凈 ,因而使水質惡化。由於工業廢水的組成復雜 ,往往需要由幾種方法組成一個處理系統 ,才能完成所要求的處理功能, 因此應用於工業廢水處理的化學法、物理化學法和生物法取得了極大進展，因此研究開發高效、經濟的應用於工業廢水處理新技術將成為未來幾年內新的環保研究熱點。

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I. 給水排水工程與物理化學有什麼關系

給水排水工程中有污水處理的分支，污水處理中的化驗，褲局微生物培菌，蠢純滑生化反應都要用到一部分物理化學。
他是一個基礎學科，就像物理學，化學等之於給水排水工帶臘程！

J. 實驗廢水具體種類和處理方法

廢水處理科技名詞定義
中文名稱：廢水處理 英文名稱：waste water treatment 定義1：採用物理、化學、生物等方法對排放的廢水進行處理，使其水質符合國家(或地區)規定的排放標准或達到再利用要求的工藝。 所屬學科：電力（一級學科）；環境保護（二級學科） 定義2：將廢水中各污染物分離出來或將其轉化成無害物質的過程。 所屬學科：水產學（一級學科）；漁業環境保護（二級學科） 本內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布
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廢水處理（wastewater treatment methods）就是利用物理、化學和生物的方法對廢水進行處理，使廢水凈化，減少污染，以至達到廢水回收、復用，充分利用水資源。

目錄

處理方法物理處理法
化學處理法
生物處理法
特殊方法：生物接觸氧化法
分級
廢水處理制劑
Waste water treatment preparation
廢水處理之除重金屬
超通量無機陶瓷膜用於廢水處理無機陶瓷膜的發展過程
特點
主要技術參數
陶瓷膜主要應用領域
飲用水達標凈化處理方法 物理處理法
化學處理法
生物處理法
特殊方法：生物接觸氧化法
分級
廢水處理制劑
Waste water treatment preparation
廢水處理之除重金屬
超通量無機陶瓷膜用於廢水處理 無機陶瓷膜的發展過程
特點
主要技術參數
陶瓷膜主要應用領域
飲用水達標凈化
展開 編輯本段處理方法
物理處理法
通過物理作用分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態的污
染物（包括油膜和油珠）的廢水處理法，可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等。以熱交換原理為基礎的處理法也屬於物理處理法。
化學處理法
通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法。在化學處理法中，以投加葯劑產生化學反應為基礎的處理單元是：混凝、中和、氧化還原等；而以傳質作用為基礎的處理單元則有：萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透等。後兩種處理單元又合稱為膜分離技術。其中運用傳質作用的處理單元既具有化學作用，又有與之相關的物理作用，所以也可從化學處理法中分出來 ，成為另一類處理方法，稱為物理化學法。
生物處理法
通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機污染物，轉化為穩定、無害的物質的廢水處理法。根據作用微生物的不同，生物處理法又可分為需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。廢水生物處理廣泛使用的是需氧生物處理法，按傳統，需氧生物處理法又分為活性污泥法和生物膜法兩類。活性污泥法本身就是一種處理單元，它有多種運行方式。屬於生物膜法的處理設備有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池以及最近發展起來的生物流化床等。生物氧化塘法又稱自然生物處理法 。厭氧生物處理法，又名生物還原處理法，主要用於處理高濃度有機廢水和污泥。使用的處理設備主要為消化池。
編輯本段特殊方法：生物接觸氧化法
用生物接觸氧化法處理廢水，即用生物接觸氧化工藝在生物反應池內充填填料，已經充氧的污水浸沒全部填料，並以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。最後,處理過的廢水排入生物接觸氧化處理系統與生活污水混合後進行處理,氯消毒後達標排放。生物接觸氧化法是一種介於活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內設置填料，池底曝氣對污水進行充氧，並使池體內污水處於流動狀態，以保證污水同浸沒在污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷,這種曝氣裝置稱謂鼓風曝氣。
編輯本段分級
按處理程度，廢水處理（主要是城市生活污水和某些工業廢水）一般可分為三級。 一級處理的任務是從廢水中去除呈懸浮狀態的固體污染物。為此，多採用物理處理法。一般經過一級處理後，懸浮固體的去除率為70％～80％，而生化需氧量（ BOD）的去除率只有25％～40％左右，廢水的凈化程度不高。 二級處理的任務是大幅度地去除廢水中的有機污染物 ，以 BOD 為例 ，一般通過 二級處 理後 ，廢水中的 BOD可 去除80％～90％，如城市污水處理後水中的 BOD含量可低於30毫克／升。需氧生物處理法的各種處理單元大多能夠達到這種要求。 三級處理的任務是進一步去除二級處理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有機物、磷、氮和可溶性無機物。 三級處理是高級處理的同義語，但兩者又不完全一致 。三級處理是經二級處理後，為了從廢水中去除某種特定的污染物，如磷、氮等，而補充增加的一項或幾項處理單元；高級處理則往往是以廢水回收、復用為目的，在二級處理後所增設的處理單元或系統。三級處理耗資較大，管理也較復雜，但能充分利用水資源。有少數國家建成了一些污水三級處理廠。
編輯本段廢水處理制劑
採用合理的水處理工藝，配合水的深度處理，處理水可達到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水標准等，可以長時間循環使用，節約大量水資源。 Risr-601環保型COD專用除去劑 MRisr- 2688重金屬捕捉劑
編輯本段Waste water treatment preparation
Adopt the rational water treatment handicraft, the depth coordinating water's handles, water reclaims in processing water but reaching GB5084-1992 , CECS61-94 using water standard to wait , to be able to cycle for a long time to be put into use, save large amount of water resource. Risr-601 environmental protection type COD special use eliminates an agent MRisr-2688 heavy metal catches an agent
編輯本段廢水處理之除重金屬
重金屬廢水主要來自礦山、冶煉、電解、電鍍、農葯、醫葯、油漆、顏料等企業排出的廢水。如果不對重金屬廢水處理，就會嚴重污染環境。廢水處理中重金屬的種類、含量及存在形態隨不同生產企業而異。除重金屬在廢水處理中顯得很重要。 由於重金屬不能分解破壞，而只能轉移它們的存在位置和轉變它們的物理和化學形態，達到除重金屬的目的。例如，廢水處理過程中，經化學沉澱處理後，廢水中的重金屬從溶解的離子形態轉變成難溶性化台物而沉澱下來，從水中轉移到污泥中；經離子交換處理後，廢水中的重金屬離子轉移到離子交換樹脂上，經再生後又從離子交換樹脂上轉移到再生廢液中。 因此，廢水處理除重金屬原則是： 除重金屬原則一：最根本的是改革生產工藝．不用或少用毒性大的重金屬； 除重金屬原則二：是採用合理的工藝流程、科學的管理和操作，減少重金屬用量和隨廢水流失量，盡量減少外排廢水量。重金屬廢水處理應當在產生地點就地處理，不同其他廢水混合，以免使處理復雜化。更不應當不經除重金屬處理直接排入城市下水道，以免擴大重金屬污染。 廢水處理除重金屬的方法，通常可分為兩類： 除重金屬方法一：是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變成不溶的金屬化合物或元素，經沉澱和上浮從廢水中去除．可應用方法如中和沉澱法、硫化物沉澱法、上浮分離法、電解沉澱(或上浮)法、隔膜電解法等廢水處理法； 除重金屬方法二：是將廢水中的重金屬在不改變其化學形態的條件下進行濃縮和分離，可應用方法有反滲透法、電滲析法、蒸發法和離子交換法等。這些廢水處理方法應根據廢水水質、水量等情況單獨或組合使用。
編輯本段超通量無機陶瓷膜用於廢水處理
無機陶瓷膜的發展過程
陶瓷膜也稱GT膜，是以無機陶瓷原料經特殊工藝制備而成的非對稱膜，呈管狀或多通道狀。陶瓷膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內或膜外側流動，小分子物質(或液體)透過膜，大分子物質(或固體顆粒、液體液滴)被膜截留從而達到固液分離、濃縮和純化之目的。 在膜科學技術領域開發應用較早的是有機膜，這種膜容易制備、容易成型、性能良好、價格便宜，已成為應用最廣泛的微濾膜類型。但隨著膜分離技術及其應用的發展，對膜的使用條件提出了越來越高的要求，需要研製開發出極端條件膜固液分離系統，和有機膜相比，無機陶瓷膜具有耐高溫、化學穩定性好，能耐酸、耐鹼、耐有機溶劑、機械強度高，可反向沖洗、抗微生物能力強、可
清洗性強、孔徑分布窄，滲透量大，膜通量高、分離性能好和使用壽命長等特點。 無機陶瓷膜在廢水處理中應用最大的障礙主要有二個方面，其一是製造過程復雜，成本高，價格昂貴；其二是膜通量問題，只有克服膜污染並提高膜的過濾通量，才能真正推廣應用到水處理的各個領域。 美國西雅圖環境科技公司研發的滌餌DEAR無機陶瓷膜系統，是在普通陶瓷膜研究的基礎上，通過高科技改造，減少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了無機陶瓷膜在水處理中應用的主要問題，使無機陶瓷膜應用於廢水處理成為可能。
特點
(1) 獨有的雙層膜結構：滌餌DEAR無機陶瓷膜系統在在膜過濾層表面，通過溶膠一凝膠法制備TiO2溶膠，採用浸漬提拉法在陶瓷膜上塗敷納米TiO2光催化材料，使陶瓷膜表面具有「自潔」功能，減緩有機在膜表面積累和堵塞，一方面降低膜污染，另一方面提高陶瓷膜管強度和膜過濾通量，提高膜通量穩定性；Al2O3—ZrO2復合膜結構：使膜管機械性能更加優良，由於材料本身的性能缺陷或制備過程中存在的一些實際問題，單一無機膜材料一般不能滿足實際需要，因此無機負載復合分離膜的研製得到迅速發展，滌餌DEAR無機陶瓷膜採用整體復合技術，通過溶膠凝膠法，制備Al2O3—ZrO2復合膜，由於含ZrO2材料與Al2O3、SiO2和TiO2等材料相比具有更好的機械強度、化學耐久性和抗鹼侵蝕等特性，滌餌DEAR®無機陶瓷膜具有更強的機械強度和熱穩定性，而且復合膜的孔徑分布窄，呈單峰。 (2) 可實現在線反沖，膜通量穩定：由於復合陶瓷膜獨特結構和機械性能，能有效承受0.4mp以下的反沖壓力，可實現在線反沖，從而獲得穩定的膜通量，克服了無機膜系統在水處理應用中價格高、易污染、膜通量小、設備龐大等問題，使無機陶瓷膜系統在水處理中應用成為可能。滌餌DEAR無機陶瓷膜是專為污水處理設計的，其最大特點是膜通量大，其運行膜通量是有機膜10-100倍，是普通多孔陶瓷膜的50-10倍、機械強度高、耐污染、可實現在線反沖。
主要技術參數
膜層厚度：50—60μm，膜孔徑0.01-0.5μm； 氣孔率：44—46%； 過濾壓力：1.0 Mpa，反沖壓力：0.4 Mpa以下； 膜材質：雙層膜，外膜TiO2；內膜Al2O3—ZrO2復合膜
陶瓷膜主要應用領域
中水回用； 工業廢水回用： 工廠化養殖原水解毒處理； 發電廠、化工廠等大型冷卻循環水旁濾系統； 油田采出水回用處理； 軋鋼乳化液廢液處理； 金屬表面清洗液再生處理。
編輯本段飲用水達標凈化
RO是英文 Reverse Osmosis membrane 的縮寫，中文意思是:逆滲透，一般水的流動方式是由低濃度流向高濃度，水一旦加壓之後，將由高濃度流向低濃度，亦即所謂逆滲透原理：由於 RO 膜的孔徑是頭發絲的一百萬分之五（ 0.0001 微米） , 一般肉眼無法看到，細菌、病毒是它的 5000 倍，因此，只有水分子及部分有益人體的礦物離子能夠通過，其它雜質及重金屬均由廢水管排出，所有海水淡化的過程，以及太空人廢水回收處理均採用此方法，因此 RO 膜又稱體外的高科技人工腎臟。 美菱純水機是一種新型的使自來水變成純凈水的機器。它採用宇航RO膜技術的自來水終端過濾設備，直接安裝在自來水龍頭上，過濾的水無細菌、病毒、重金屬、農葯、有機物、礦物質和異味，使自來水獲得高純度凈化。 反滲透技術是一種微孔過濾，孔徑只有萬分之一微米小，只有水分子和水分子直徑以下的礦物質可以通過；細菌、病毒、水垢、污染物均不能通過膜，成為濃縮水排出，從而保證出水水質總是安全可靠，而且也不存在污染水源的問題。 它有電機，需要電源，有儲水罐，一般為五級過濾，第一級為濾芯，第二和第三為活性炭，第四級為RO逆滲透膜，第五級為後置活性炭，主要用於改善口感。可加第六級紫外線消毒。 純水機不僅可以將雜質、鐵銹、膠體、細菌、病毒驅除掉，還可以將對人體有害的放射性粒子、有機物、熒光物、農葯驅除，還可以將討厭的水鹼和重金屬驅除，保證您在燒開水的時候沒有水鹼，同時保證家人的健康。 使用純凈水可以做飯、煲湯、沏茶、沖咖啡，保證原汁、原味、充分的將食物中的營養分解，更加適合人體的吸收。在加濕器或者需要水的美容器中使用純凈水可以保證沒有水鹼，更好的保護您家的家居。使用純凈水制水，晶瑩透亮，沒有雜質。 和其他的水處理機相比，美菱純水機加工的水質高度純凈，完全符合各類實驗室用水標准，而且美菱純水機產品美觀、佔地面積小。美菱純水機引進和吸收美國、日本水處理設計、製造的先進技術及最新的國際水處理技術成果。以水處理實際應用出發，創造性地研發出能滿足各行業用戶實際的用水需求。