離子交換膜在污水中的應用

Ⅰ 離子交換膜的應用

離子交換復膜可裝配成電滲析器而制用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。電滲析裝置（見圖）的淡化程度可達一次蒸餾水純度。也可應用於甘油、聚乙二醇的除鹽，分離各種離子與放射性元素、同位素，分級分離氨基酸等。此外，在有機和無機化合物的純化、原子能工業中放射性廢液的處理與核燃料的制備，以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中，也都採用離子交換膜。離子交換膜在膜技術領域中佔有重要的地位，它對仿生膜研究也將起重要作用。

Ⅱ 離子交換的水處理中的應用

EDI(Electro-de-ionization)是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術(電滲析技術)相結合的純水製造技術。該技術利用離子交換能深度脫鹽來克服電滲析極化而脫鹽不徹底,又利用電滲析極化而發生水電離產生H和OH離子實現樹脂自再生來克服樹脂失效後通過化學葯劑再生的缺陷,是20世紀80年代以來逐漸興起的新技術。經過十幾年的發展,EDI技術已經在北美及歐洲占據了相當部分的超純水市場。
EDI裝置包括陰/陽離子交換膜、離子交換樹脂、直流電源等設備。其中陰離子交換膜只允許陰離子透過,不允許陽離子通過,而陽離子交換膜只允許陽離子透過,不允許陰離子通過。離子交換樹脂充夾在陰陽離子交換膜之間形成單個處理單元,並構成淡水室。單元與單元之間用網狀物隔開,形成濃水室。在單元組兩端的直流電源陰陽電極形成電場。來水水流流經淡水室,水中的陰陽離子在電場作用下通過陰陽離子交換膜被清除,進入濃水室。在離子交換膜之間充填的離子交換樹脂大大地提高了離子被清除的速度。同時,水分子在電場作用下產生氫離子和氫氧根離子,這些離子對離子交換樹脂進行連續再生,以使離子交換樹脂保持最佳狀態。EDI裝置將給水分成三股獨立的水流:純水、濃水、和極水。純水(90%-95%)為最終得到水,濃水(5%-10%)可以再循環處理,極水(1%)排放掉。圖2表示了EDI的凈水基本過程。
EDI裝置屬於精處理水系統,一般多與反滲透(RO)配合使用,組成預處理、反滲透、EDI裝置的超純水處理系統,取代了傳統水處理工藝的混合離子交換設備。EDI裝置進水要求為電阻率為0.025-0.5MΩ·cm,反滲透裝置完全可以滿足要求。EDI裝置可生產電阻率高達15MΩ·cm以上的超純水。 EDI裝置不需要化學再生,可連續運行,進而不需要傳統水處理工藝的混合離子交換設備再生所需的酸鹼液,以及再生所排放的廢水。其主要特點如下:
EDI的凈水基本過程
·連續運行,產品水水質穩定
·容易實現全自動控制
·無須用酸鹼再生
·不會因再生而停機
·節省了再生用水及再生污水處理設施
·產水率高(可達95%)
·無須酸鹼儲備和酸鹼稀釋運送設施
·佔地面積小
·使用安全可靠,避免工人接觸酸鹼
·降低運行及維護成本
·設備單元模塊化,可靈活的組合各種流量的凈水設施
·安裝簡單、費用低廉
·設備初投資大 EDI裝置與混床離子交換設備屬於水處理系統中的精處理設備,下面將兩種設備在產水水質、投資量及運行成本方面進行比較,來說明EDI裝置在水處理中應用的優越性。
(1)產品水水質比較
EDI裝置是一個連續凈水過程,因此其產品水水質穩定,電阻率一般為15MΩ·cm,最高可達18MΩ·cm,達到超純水的指標。混床離子交換設施的凈水過程是間斷式的,在剛剛被再生後,其產品水水質較高,而在下次再生之前,其產品水水質較差。
(2)投資量比較
與混床離子交換設施相比EDI裝置投資量要高約20%左右,但從混床需要酸鹼儲存、酸鹼添加和廢水處理設施及後期維護、樹脂更換來看,兩者費用相差在10%左右。隨著技術的提高與批量生產,EDI裝置所需的投資量會大大的降低。另外,EDI裝置設備小巧,所需廠房遠遠小於混床。
(3)運行成本比較
EDI裝置運行費用包括電耗、水耗、葯劑費及設備折舊等費用,省去了酸鹼消耗、再生用水、廢水處理和污水排放等費用。
在電耗方面,EDI裝置約0.5kWh/t水,混床工藝約0.35kWh/t水,電耗的成本在電廠來說是比較經濟的,可以用廠用電的價格核算。
在水耗方面,EDI裝置產水率高,不用再生用水,因此在此方面運行費用低於混床。
至於葯劑費和設備折舊費兩者相差不大。
總的來說,在運行費用中,EDI裝置噸水運行成本在2.4元左右,常規混床噸水運行成本在2.7元左右,高於EDI裝置。因此,EDI裝置多投資的費用在幾年內完全可以回收。 EDI裝置屬於水精處理設備, 具有連續產水、水質高、易控制、佔地少、不需酸鹼、利於環保等優點, 具有廣泛的應用前景。隨著設備改進與技術完善以及針對不同行業進行優化, 初投資費用會大大降低。可以相信在不久的將來會完全取代傳統的水處理工藝中的混合 。
控制氮含量的方法（4種）：生物硝化-反硝化（無機氮延時曝氣氧化成硝酸鹽，再厭氧反硝化轉化成氮氣）；折點氯化（二級出水投加氯，到殘余的全部溶解性氯達到最低點，水中氨氮全部氧化）；選擇性離子交換；氨的氣提（二級出水pH提高到11以上，使銨離子轉化為氨，對出水激烈曝氣，以氣體方式將氨從水中去除，再調節pH到合適值）。每種方法氮的去除率均可超過90%。

Ⅲ 離子交換膜的原理是什麼

離子交換膜又稱離子選擇透過性膜。
按其功能和結構的不同，可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合膜5種。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同，但為膜的形式。
離子交換膜可製成均相膜和非均相膜兩類。採用高分子的加工成型方法製造。①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡膠、纖維素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等製成膜，然後引入單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，在膜內聚合成高分子，再通過化學反應引入所需功能基。也可通過甲醛、苯酚等單體聚合製得。②非均相膜。用粒度為200～400目的離子交換樹脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合後加工成膜製得。為免失水乾燥而變脆破裂，須保存在水中。
離子交換膜主要應用於海水淡化，甘油、聚乙二醇的除鹽，放射性元素、同位素及氨基酸的分離，有機物及無機物純化，放射性廢液處理，燃料電池隔膜及選擇性電極等。

Ⅳ 污水是怎麼處理的

無論採取如何嚴格的措施，無論採用多麼先進的技術，污水的排放是不可避免的，並且水污染在很多地方已經是既成的事實，因此，研究污水的處理技術和方法就非常必要。目前，根據所採取的自然科學的原理和方法，污水處理一般分為物理法、化學法、物理化學法和生物法。

物理法是利用物理作用除去污水的漂浮物、懸浮物和油污等，在處理過程中不改變污染物的化學性質，同時從廢水中回收有用物質的一種簡單水處理法。常用於水處理的物理方法有重力分離、過濾、蒸發結晶和物理調節等方法。重力分離法指利用污水中泥沙、懸浮固體和油類等在重力作用下與水分離的特性，經過自然沉降，將污水中比重較大的懸浮物除去。離心分離法指在機械高速旋轉的離心作用下，把不同質量的懸浮物或乳化油通過不同出口分別引流出來，進行回收。過濾法是用石英沙、篩網、尼龍布、隔柵等做過濾介質，對懸浮物進行截留。蒸發結晶法是加熱使污水中的水氣化，固體物得到濃縮結晶。磁力分離法是利用磁場力的作用，快速除去廢水中難於分離的細小懸浮物和膠體，如油、重金屬離子、藻類、細菌、病毒等污染物質。

化學法就是使有毒、有害廢水轉為無毒無害水或低毒水的一種方法，主要有酸鹼中和法、混凝、化學沉澱、氧化還原等。酸鹼中和法是指採用加鹼性物質處理酸性廢水，加酸性物質處理鹼性廢水，讓兩者中和後，加以過濾可將廢水基本凈化。凝聚法指將污水中加入明礬，充分攪拌，使帶電荷的膠體離子沉澱下來。化學沉澱法是在廢水中加入化學沉澱劑，使之與廢水中的重金屬污染物發生反應，以生成難溶的固體物而沉澱。氧化還原法是加入化學氧化劑或還原劑，有選擇地改變廢水中有毒物質的性質，使之變成無毒或微毒的物質；電化學法是利用電解槽的化學反應，處理廢水中污染物質的一種技術，包括電解氧化還原、電解凝聚等不同的過程。

物理化學法是利用物理化學作用去除廢水中的污染物質，主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法等。吸附法是指向廢水中投入活性炭等吸附劑，利用其物理吸附、化學吸附、氧化、催化氧化和還原等性能去除廢水中多種污染物的方法。離子交換法是藉助於離子交換劑中的交換離子同廢水中的離子進行交換而去除廢水中有害離子的方法。膜分離法是利用特殊膜（離子交換膜、半透膜）的選擇透過性，對污水中的溶質或微粒進行分離或濃縮的方法的統稱。萃取法是利用溶質在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質從另一溶劑所組成的溶液里提取出來的操作方法。

生物法是利用微生物分解有機污染物以凈化污水。未經處理即被排放的廢水，流經一段距離後會逐漸變清，臭氣消失，這種現象是水體的自然凈化。水中的微生物起著清潔污水的作用，它們以水體中的有機污染物作為自己的營養食料，通過吸附、吸收、氧化、分解等過程，把有機物變成簡單的無機物，既滿足了微生物本身繁殖和生命活動的需要，又凈化了污水。菌類、藻類和原生動物等微生物，具有很強的吸附、氧化、分解有機污染物的能力。它們對廢物的處理過程中，對氧的要求不同，據此可將生物法分為好氣處理和厭氣處理兩類。好氣處理是需氧處理，厭氣處理則在無氧條件下進行。生物法是廢水中應用最久最廣且相當有效的一種方法，特別適用於處理有機污水。

鏈接：跨越水的鴻溝

2009年3月，第五屆世界水論壇在土耳其的伊斯坦布爾舉行，來自全球156個國家和地區的2.8萬名代表，包括90多位部長、63名市長和148位議員出席了論壇。第五屆世界水論壇的主題是「跨越水的鴻溝」，下面即是具體的子主題和具體議題。

子主題一：全球變化與風險管理

議題1：應對氣候變化

人們對全球變暖諸多原因和後果的理解迅速深化。水利界面臨的主要問題是，氣候變化將如何影響水循環？應對氣候變化、減少人類和環境風險的關鍵戰略是什麼？鑒於存在很多不同的自然和經濟條件，存在與影響和所需行動有關的內在不確定性，在此情況下，通過議題分會，就相應對策、技術方案、政治決議以及最優先重點進行實質性討論。

議題2：與水有關的遷移、土地利用和人居環境變化

對水、土地和居住環境不斷增加的壓力，導致人口流動，反過來又對新居住環境帶來影響。通過改善水管理、土地和環境，就能減少遷移需求及其對居住的影響嗎？應對當前和未來人口增長的適當供水發展和管理的戰略是什麼？

議題3：對災害進行管理

當前，城市化進程日益加快，氣候不斷變化，由此帶來的更加頻繁和極端的災害，給數億人的生命安全和經濟安全帶來了新威脅。首要任務是做好防災准備工作，在不同級別政府機構間開展合作，建設與維護重要水利基礎設施，以減少災害發生時給生命、工作、財產和商業持續性帶來的損失。在此情況下，對這一問題的緊迫性，對不同級別備災工作的成本效率，對最脆弱、最不發達國家和小島嶼國家所需官方發展援助的支持等方面，存在著許多不同觀點。

子主題二：促進人類發展和千年發展目標

議題4：為所有人提供水和衛生設施——保證足夠設施，保護公眾健康

人們對為所有人提供水、衛生設施和健康這一目標，已有廣泛共識。同時，在對如何實現這一目標，以及更基本的，對實現安全供水和提供環境可持續衛生設施的基本闡釋卻少有共識。繼2008國際衛生年後，第五屆世界水論壇將提供一個新的機遇，討論水、衛生設施與健康取得進展的真實狀況，討論應對世界最具挑戰性地區所需的政治承諾。有關地方企業家們是否可以從根本上改變水與衛生設施提供模式這一問題，將與融資機構、社區和營運夥伴更多的傳統作用一起，在論壇上加以討論。

議題5：水與能源

日益短缺的能源資源和日益增加的成本，對水的生產、使用和處理包括海水淡化和水循環利用的前景產生重要影響。同時，日益短缺的水資源還需要滿足不斷增加的能源需求。水電需要壩後蓄水，水流過渦輪機發出電力，而無須消耗自然資源。在與基於社區的行動和適當技術進行結合時，水與能源政策需要相互協調。但是，在實踐中，能實現這一協調嗎？

議題6：結束貧困與飢餓的水與糧食

需要用更少的水與土地生產更多糧食。人口日益增長、飲食變化帶來的挑戰、對農業生物質能源難以抑制的渴望，在全球和地方范圍內，給有限的土地、水和環境資源帶來的壓力日益增加。如何尋找實現可持續發展的平衡點？我們如何應對糧食安全和能源安全，需要如何調整市場准入和價格制度，防止貧困人口受到最嚴重影響。

議題7：開發、保護水的多種服務功能

水的多種用途，沖突還是協調？通過更加有效的用水，通過與農業用水協調，水可以更好地滿足家庭、城市和能源生產需要。如果體制和機構准備做好了，並能優化水的多種用途，就可以實現重大投資回報。更好地為實現千年發展目標作出貢獻，必須要實現制度化，必須要按比例放大多種用途嗎？需要採取何種行政、制度和金融措施，加強這些服務的可持續性呢？

子主題三：管理和保護水資源及其供給系統，滿足人類和環境需要

議題8：流域管理和跨界水資源合作

隨著水資源承受越來越大的壓力，加之氣候變化的預期影響，改進的管理、在跨界水資源管理方面的合作，正成為滿足人類與環境需要的必要元素。在水領域，團結協作、水資源綜合管理的成功故事和失敗情況是什麼？流域管理、跨界水資源合作以及利益共享的有關關鍵行動是什麼？在地方、區域和全球范圍內，已制定出了法律，但是這些法律手段的有效性和適應性如何呢？尤其是對跨界地表水和地下水，利益相關者參與、規劃、融資和監測的有效性如何呢？

議題9：確保充足水資源和蓄水設施，滿足農業、能源和城市需要

保障充足的水資源對發展非常重要，如果考慮日益加劇的氣候變化影響，就顯得更為重要。這需要有充足的天然和人工蓄水設施。在以可持續的方式充分滿足人類需要的同時，怎樣才能在諸多保護資源及其生態系統的不同觀點中尋求妥協呢？

議題10：維持自然生態系統

為了維持生態系統和環境流量，為了人類福祉，自然生態系統和環境流量應成為整個土地和水資源管理規劃、決策和實施過程的一個組成部分。現存國際法律和協定能發揮什麼作用？將人類需要與地方價值以及條件考慮進去，在國家和地方級別的規劃中需要做些什麼工作？

議題11：管理和保護地表水、地下水、土壤水和雨水

降雨是最大的可用水來源，但對雨水的管理卻是最落後的。地下水是最可靠的水源，但也是最脆弱的，易受污染，易被超采。盡管如此，制度慣性鼓勵水資源管理仍然集中於地表水。為保護這些不同的水資源和淡水生態系統，以負責任的方式最大限度地發揮其潛力，提倡採取對地表水、地下水、土壤水和雨水進行綜合規劃和管理的方式。那麼，需要對法律和制度框架作何修改？如何最有效地向政治家灌輸科學知識呢？

子主題四：水治理與管理

議題12：落實用水權和衛生權，更好地獲得水與衛生設施

用水權與衛生權確實很有意義，承認用水和使用衛生設施的權利，必然會改善人們獲得水與衛生設施的狀況，特別是貧困人群獲得水與衛生設施的狀況，以及沖突情況下人們獲得水與衛生設施的狀況。使用水和衛生設施的權利，會真正給貧困和被邊緣化人群帶來不同嗎？這些人如何將用水權與衛生權作為一個工具，獲得水與衛生設施，促使政府和其他行動者負起責任？如果用水權與衛生權是推動千年發展目標取得進展的一個工具，那麼需要採取怎樣的行動？用水權已經明確，但我們對衛生權內涵的理解也達到了同樣水平了嗎？我們知道如何落實衛生權嗎？

議題13：通過監管方式改進運行

當前，全世界范圍內正在推動建立獨立的運營者和服務提供商監管框架，作為明確任務和責任、改進服務和經濟運行的一項手段。但是在各種情況下，監管都會起作用嗎？當前形勢怎樣？監管框架在未來有關污水處理回用中能發揮怎樣的作用？對地下水資源的可持續利用將發揮怎樣的作用？

議題14：道德規范、透明和利益相關者獲權

雖然「水道德」概念看似無可爭議，但要更好地管理水，需要對此有一個公認的闡釋。這可能嗎？同時，制定這樣一個標准將鼓勵利益相關者參與決策過程。這些決策過程透明，會明確責任，會提供公平機會。其他哪些措施能實現這一目標呢？

議題15：優化水服務中的公私作用

經濟和勞動力條件在不斷改變，在提供水服務中，公共和私營組織的作用和責任同樣也在不斷改變。在這種情況下，除了向私營部門增加特殊作用的外購外，社區正在轉向多種服務提供模式，包括公有情況下將公用設施集體化、委派的服務提供模式，以及涉及小型服務商混合模式。在一些情況下，由於擔心因私營部門更多參與而失去社區控制，這些變化已經出現爭議。

議題16：水資源管理效率和效果的制度性安排

為了使水資源管理公平、高效和產生效果，各級政府需要協調。本議題關注水短缺形勢日益嚴峻的情況下水資源的協調與配置，集中討論一些被誤解和觀點未取得一致的問題，包括在國家級別和地區級別上，建立旨在協調各水管理機構、所有與水有關的部門以及利益相關者的水治理的方式。

子主題五：融資

議題17：水部門可持續融資

實現千年發展目標，應對全球挑戰，需要投資。貸款能力業已具備，但借款能力尚不具備。不同的利益相關者需要做什麼來增強其借款能力呢？金融機構需要做什麼才能使其金融產品滿足借款人的需求呢？地方政府怎樣做才能成為更加可靠的融資利益相關者，以便運營商和公用事業管理者擴大投資覆蓋范圍，改進服務？在改進流域管理方面，哪些非傳統融資機制是可行的？

議題18：水部門可持續的一個工具——價格戰略

水價戰略是對財政、社會、經濟和環境可持續性政策目標作出的響應，但水價自身並非是實現社會政策目標的適當手段。開展這一話題探討，將試圖揭示城市供水、鄉村供水與灌溉服務之間的主要平衡，包括提供衛生服務的價格戰略。

議題19：支持貧困人口的融資政策和戰略

盡管進行充分融資對擴大服務范圍、滿足貧困社區需要是必要的，但是許多融資機制並沒有真正服務於最貧困人口。將對許多具體的融資和法律解決方案進行調查，以加快貧困人口獲得支付得起的供水與衛生服務的進程。

子主題六：教育、知識和能力建設

議題20：教育、知識和能力建設戰略

能力建設投入了許多資金和精力。但是，不同級別的能力建設有多成功呢？特別是業務和運行一級的能力建設結果怎樣呢？我們擁有大量而快速增長的知識和經驗，如何保證各利益相關者包括兒童、年輕人和教育家作出貢獻，並能平等獲得這些知識、經驗？科學知識必須結合當前存在的問題，並能有效地及時地為大家共享，這樣擁有本地知識的社區在減少主要水問題影響中就會產生不同的結果。

議題21：水科學技術——21世紀適當的創新的解決方案

為了建設更加美好的未來，水管理戰略應借鑒業外的一些思想觀念。新興技術與標准個人化信息平台的結合，能形成迅速應對變化的靈活制度嗎？

議題22：利用專業協會和網路的資源，實現千年發展目標盡管在實現千年發展目標中，專業協會和網路可發揮非常重要的作用，但目前它們的作用依然很小。本話題關注的問題是，開發機構是否把專業協會視為未充分利用的資源，如何利用、鼓勵支持專業協會和網路，使其為實現千年發展目標作出重要貢獻等。

議題23：信息共享

公開信息財富，不僅僅是獲得信息問題，也是理解哪些要素是最重要的，哪些手段可以付諸實施以最好地共享知識的問題。只有20%的涉水信息易於獲取，從科學和實踐來看，我們已對水循環理解得很好了嗎？

議題24：水與文化文化多樣性及其與水管理方式、科學、政策制定和能力建設的結合，不僅為水資源可持續管理帶來了機遇，也帶來了挑戰。此外，歷史提供了重要的知識，有助於應對當前和未來的挑戰。

後記

2009年6月，北京市的月平均氣溫達到28.8℃，而從1999年到2008年間，6月份的月平均氣溫為24.9℃，即2009年6月的月平均氣溫比常年高出近4℃。氣溫高直接導致用水量連創新高。隨著氣溫持續升高，市區供水量也不斷增加。6月1日，市區日供水量為260萬立方米，突破2000年以來的最高日供水量，比2008年最高日供水量高出14萬立方米。6月24日，市區日供水量為266萬立方米。6月25日，市區日供水量達273萬立方米。6月29日，供水量最高紀錄再次被刷新，市區日供水量達到278萬立方米，創出北京百年供水史上最高水平。

氣溫升高、用水量陡增的情況何止發生在北京？全國各地，全球各地，差不多都出現了類似的情況。氣溫的升高可能是氣候變化的自然起伏，但也不能排除人類活動對其起到了推波助瀾的作用。此外，人類活動造成大氣污染，臭氧層的破壞導致紫外線對人類和其他生物的傷害事故增多；酸雨污染導致糧食歉收的報道，也頻見報端。臭氧層破壞、氣候變暖、酸雨威脅、水危機，是正發生在我們身邊的事情。

是時候反省人類的行為了，是時候考慮人類創造財富的方式了，是時候把目光投注到我們須臾不可離開的陽光、空氣和水了。唯有陽光依然明媚、空氣依然清新、水依然清澈，人類才會有可期冀的美好明天。目錄第一章大氣污染與臭氧層破壞一旦空氣污染導致臭氧層的破壞，產生臭氧層空洞，就相當於在陽光中加入了「毒素」。沒有了臭氧層的「隔離術」，陽光對於地球、生物、人類來說可能就成了災難的代名詞。

Ⅳ 污水的凈化方法與過程

污水凈化，是通過相應的過濾材料，根據不同的最終用水需求，以物理或化學的方式，去除水中的鐵銹、泥沙、余氯、有機物、有害的重金屬離子、細菌、病毒等的過程。顯而易見，如果水凈化全程運用的是物理過濾方式，則不會在水中產生或添加任何新的物質，更不會改變水的性狀，因而是最安全的方式。污水凈化被廣泛應用於建築、農業,交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。
污水凈化過程
方案一:
截留法
通常都以格柵或篩網作為污水處理廠的第一個處理工序，其主要作用四去除廢水中粗大的懸浮物質，以保護後續的處理設備如污水泵，並防止管道堵塞。
格柵由一組平行的金屬柵天構成，其截留懸浮物質的效率決定於柵條間隙的寬度。當格柵設在污水泵站前時，縫隙寬常大於50mm，當設在沉沙池前時，一般採用15～40mm。通過格柵的水流速度應保持在0.6～1.0m/s之間。當通過格柵的水頭損失超過10cm時，應清除格柵前的污物，以免雍水現象。大型處理廠應採用機械清除格柵。格柵截留的污物被清除後，應妥善處理，方法有填埋、焚燒、堆肥或與其它污泥混合後進行消化處理，也可以將污物粉碎後送進污水廠進口。
污水凈化過程
方案二:
膜分離的電滲析法
利用過濾性，摸得選擇透過性對水中雜質進行濃縮、分離的方法，統稱為膜分離。根據膜孔隙的大小及過濾是的動力，膜分離可分為微過濾、超過濾、納米過濾、電滲析反滲透等。對於冶金工業廢水的處理一般採用電滲析處理方法。
電滲析：電滲析是在電場作用下使溶液中離子通過膜進行傳遞的過程，所應用的膜為離子交換膜。陽離子交換膜只允許陽離子透過，陰離子交換膜則只允許陰離子通過。在電滲析設備中，陽離子交換膜和陰離子交換膜交替排列於正負兩個電極之間，並用特別的隔板將其隔開，形成脫鹽水和濃縮水兩個系統。在直流電場作用下，陽離子向陰極遷移，陰離子向陽極遷移，由於離子交換膜的選擇透過性，淡室中的鹽水逐漸淡化，濃室中的鹽水被濃縮，以此實現脫鹽的目的。
電滲析用於重金屬工業的廢水處理。
污水凈化過程
方案三:
磁力分離法
磁力分離式利用磁場力截留和分離廢水中污染物質的方法。主要應用於去除廢水中磁性及非磁性懸浮物和重金屬離子，對廢水中有機物和營養物的去除也有幫助。
當廢水通過磁場時，水中磁性粒子同時受磁場吸引力、外力和重力、粒子互相作用等的作用，如磁力大於外力磁性粒子既能被磁場捕獲，從水中分離出來。磁場吸引力還可以起到促進絮凝的作用。
使用較多的磁過濾器的主要部分為電磁鐵和鐵磁性過濾介質金屬球、鋼毛等。其次為磁吸離器，它由不銹鋼圓盤製成，上面粘結了極性交錯排列的數百塊永久磁鐵，並用鋁板覆蓋。運轉時圓盤轉動，浸沒部分吸引水中磁性物質，轉離水面後，將表面泥渣即被掛走。磁性鐵粉可以在用分離心法從泥渣中回收。該分離機以其特有的快速分離的特點在生產中得到了實際應用

Ⅵ 從水中去除某些離子，可用離子交換法和膜分離法。

膜分離法，簡單而有效。
離子交換法是通過離子交換劑上的離子與水中離版子交換以去除水中陰權離子的方法。在城市污水深度處理中它是一種主要的處理技術。離子交換法脫鹽處理主要是以含鹽濃度為100-300mg/L的污水作為對象的。
膜分離法是利用特殊膜（離子交換膜、半透膜）的選擇透過性，對溶劑（通常是水）中的溶質或微粒進行分離或濃縮的方法的統稱。

Ⅶ 工業廢水中金屬離子的去除方法

1化學沉澱
化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物的方法，包括中和沉法和硫化物沉澱法等。
中和沉澱法
在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應，使重金屬生成不溶於水的氫氧化物沉澱形式加以分離。中和沉澱法操作簡單，是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點：
（1）中和沉澱後，廢水中若pH值高，需要中和處理後才可排放；
（2）廢水中常常有多種重金屬共存，當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時，pH值偏高，可能有再溶解傾向，因此要嚴格控制pH值，實行分段沉澱；
（3）廢水中有些陰離子如：鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物，因此要在中和之前需經過預處理；
（4）有些顆粒小，不易沉澱，則需加入絮凝劑輔助沉澱生成。
硫化物沉澱法
加入硫化物沉澱劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱後從廢水中去除的方法。
與中和沉澱法相比，硫化物沉澱法的優點是：重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低，反應時最佳pH值在7—9之間，處理後的廢水不用中和。硫化物沉澱法的缺點是：硫化物沉澱物顆粒小，易形成膠體；硫化物沉澱劑本身在水中殘留，遇酸生成硫化氫氣體，產生二次污染。為了防止二次污染問題，英國學者研究出了改進的硫化物沉澱法，即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子（該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高）。由於加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解，這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來，同時能夠有效地避免硫化氫的生成和硫化物離子殘留的問題。
2氧化還原處理
化學還原法
電鍍廢水中的Cr主要以Cr6＋離子形態存在，因此向廢水中投加還原劑將Cr6＋還原成微毒的Cr3＋後，投加石灰或NaOH產生Cr（OH）3沉澱分離去除。化學還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一，在我國有著廣泛的應用，其治理原理簡單、操作易於掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據投加還原劑的不同，可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。
應用化學還原法處理含Cr廢水，鹼化時一般用石灰，但廢渣多；用NaOH或Na2CO3，則污泥少，但葯劑費用高，處理成本大，這是化學還原法的缺點。
鐵氧體法
鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4，使Cr6＋還原成Cr3＋，Fe2＋氧化成Fe3＋，調節pH值至8左右，使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉澱。通入空氣攪拌並加入氫氧化物不斷反應，形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續式。鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高，易於固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外，特別適用於含重金屬離子種類較多的電鍍混合廢水。我國應用鐵氧體法已經有幾十年歷史，處理後的廢水能達到排放標准，在國內電鍍工業中應用較多。
鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱（約70oC），能耗較高，處理後鹽度高，而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。
電解法
電解法處理含Cr廢水在我國已經有二十多年的歷史，具有去除率高、無二次污染、所沉澱的重金屬可回收利用等優點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術，能減少污泥的生成量，且能回收Cu、Ag、Cd等金屬，已應用於廢水的治理。不過電解法成本比較高，一般經濃縮後再電解經濟效益較好。
近年來，電解法迅速發展，並對鐵屑內電解進行了深入研究，利用鐵屑內電解原理研製的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。
另外，高壓脈沖電凝系統（）為當今世界新一代電化學水處理設備，對表面處理、塗裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN－等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%—30%；電解時間縮短30%—40%；節省電能達到30%—40%；污泥產生量少；對重金屬去除率可達96%一99%。
3溶劑萃取分離
溶劑萃取法是分離和凈化物質常用的方法。由於液一液接觸，可連續操作，分離效果較好。使用這種方法時，要選擇有較高選擇性的萃取劑，廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在，例如在酸性條件下，與萃取劑發生絡合反應，從水相被萃取到有機相，然後在鹼性條件下被反萃取到水相，使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性，然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大，使這種方法存在一定局限性，應用受到很大的限制。
4吸附法
吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。活性炭裝備簡單，在廢水治理中應用廣泛，但活性炭再生效率低，處理水質很難達到回用要求，一般用於電鍍廢水的預處理。腐植酸類物質是比較廉價的吸附劑，把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗。有相關研究表明，殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑，殼聚糖樹脂交聯後，可重復使用10次，吸附容量沒有明顯降低。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2＋、Hg2＋、Cd2＋有很好的吸附能力，處理後廢水中重金屬含量顯著低於污水綜合排放標准。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑，鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr6＋的去除率達到99%，出水中Cr6＋含量低於國家排放標准，具有實際應用前暑。
5膜分離法
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術，包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處理電鍍工業廢水，處理後廢水組成不變，有利於回槽使用。含Cu2＋、Ni2＋、Zn2＋、Cr6＋等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理，已有成套設備。反滲透法已大規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。採用反滲透法處理電鍍廢水，已處理水可以回用，實現閉路循環。液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多，有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段，如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水，此外也應用於鍍Au廢液處理中。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術，該項技術在金屬萃取方面有很大進展。
6離子交換法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法，應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等，離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性，後者製造復雜、成本高、再生劑耗量大，因而在應用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力，多數情況下離子是先被吸附，再被交換，離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多，如膨潤土，它是以蒙脫石為主要成分的粘土，具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力，若經改良後其吸附及離子交換的能力更強。但是卻較難再生，天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點：沸石是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物，其內部多孔，比表面積大，具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明，沸石從廢水中去除重金屬離子的機理，多數情況下是吸附和離子交換雙重作用，隨流速增加，離子交換將取代吸附作用佔主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力。通過吸附和離子交換再生過程，廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅，在NaCl再生過程中，去除率達97%以上，可多次吸附交換，再生循環，而且對銅的去除率並不降低。
三、生物處理技術
由於傳統治理方法有成本高、操作復雜、對於大流量低濃度的有害污染難處理等缺點，經過多年的探索和研究，生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展，採用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭，根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。
1生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外，具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成，分子中含有多種官能團，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。至目前為止，對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種，生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2＋、Hg2＋、Ag＋、Au2＋等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉澱下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好，且生長快、易於實現工業化等特點。此外，微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。
2生物吸附法
生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬離子，再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉澱物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離回收重金屬等特點，已經被廣泛應用。
3生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水，將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用，將硫酸鹽還原成H2S，廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除，同時H2SO4的還原作用可將SO42－轉化為S2－而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉澱。有關研究表明，生物化學法處理含Cr6＋濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99．67%—99．97%。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理，結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人用脫硫腸桿菌（SRV）去除電鍍廢水中的銅離子，在銅質量濃度為246．8mg/L的溶液，當pH為4．0時，去除率達99．12%。
4植物修復法
植物修復法是指利用高等植物通過吸收、沉澱、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量，以達到治理污染、修復環境的目的。植物修復法是利用生態工程治理環境的一種有效方法，它是生物技術處理企業廢水的一種延伸。利用植物處理重金屬，主要有三部分組成：
（1）利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉澱或富集有毒金屬；
（2）利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬活性，從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過空氣載體擴散：
（3）利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中或水中的重金屬萃取出來，富集並輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分。通過收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條，降低土壤或水體中的重金屬濃度。在植物修復技術中能利用的植物有藻類、草本植物、木本植物等。
藻類凈化重金屬廢水的能力，主要表現在對重金屬具有很強的吸附力，利用藻類去除重金屬離子的研究已有大量報道。褐藻對Au的吸收量達400mg/g，在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80%—90%，馬尾藻、鼠尾藻對重金屬的吸附雖然不及綠海藻，但仍具有較好的去除能力。
草本植物凈化重金屬廢水的應用已有很多報道。鳳眼蓮是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物，它具有生長迅速，既能耐低溫、又能耐高溫的特點，能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬。有關研究發現鳳眼蓮對鈷和鋅的吸收率分別高達97%和80%。此外，還有很多草本植物具有凈化作用，如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。
木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優點，受到人們廣泛關注。同時對土壤中Cd、Hg等有較強的吸附積累作用，由胡煥斌等試驗結果表明：蘆葦和池杉對重金屬Pb和Cd都有較強富集能力。

Ⅷ 現代污水處理有哪些常見的方法

1、物理處理法
物理處理法是通過物理作用， 以分離、 回收污水中不溶解的、 呈懸浮狀的污染物質（包括油膜和油珠）， 在處理過程中不改變其化學性質。 常用的有過濾法、 沉澱法、 浮選法等。
（1） 過濾法：利用過濾介質截流污水中的懸浮物。 過濾介質有篩網、紗布、 粒物， 常用的過濾設備有格柵、篩網、微濾機等。
1） 格柵與篩網。 在排水工程中， 廢水通過下水道流人水處理廠， 首先應經過斜置在渠道內的一組金屬制的呈縱向平行的框條（格柵）、 穿孔板或過濾網（篩網）， 使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、 細篩或濾料上。
這一步屬廢水的預處理， 其目的在於回收有用物質；初步漫清廢水以利於以後的處理， 減輕沉澱池或其他處理設備的負荷；保護抽水機械， 以免受到顆粒物堵塞發生故障。 保護水泵和其他處理設備。格柵截留的效果主要取決於污水水質和格柵空隙的大小。 清渣方法有人工與機械兩種。柵渣應及時清理和處理。
篩網主要用於截留粒度在數毫米到數十毫米的細碎懸浮態雜物， 如纖維、紙漿、藻類等，通常用金屬絲、化纖編織而成，或用穿孔鋼板，孔徑一般小於5mm，最小可為0.2mm。 篩網過濾裝置有轉鼓式、 旋轉式、 轉盤式、 固定式振動斜篩等。 不論何種結構，既要能截留污物，又便於卸料及清理篩面 。
2）粒狀介質過濾（又稱彤、濾、 驚料過濾）。 廢水通過粒狀濾料（如石英砂）床層時，其中細小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的表面和內部空隙中。 常用的過濾介質有石英砂、 無煙煤和石榴石等。 在過濾過程中濾料同時對懸浮物進行物理截留、 沉降和吸附等作用。 過濾的效果取決於濾料孔徑的大小、 濾料層的厚度、 過濾速度及污水的性質等因素。
當廢水自上而下流過粒狀濾料層時，位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料空隙越來越小，逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構成的濾膜， 並由它起主要的過濾作用。 這種作用屬於阻力截留或篩濾作用。
廢水通過濾料層時，眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積，形成無數的小 「沉澱池」，懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬於重力 沉降。
由於濾料具有巨大的表面積， 它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外，砂粒在水中常常帶有表面負電荷，能吸附帶正電荷的鐵、 鋁等肢體，從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜，並進而吸附帶負電荷的膠土和多種有機物等膠體，在砂粒上發生接觸絮凝。
(2）沉澱法。沉澱法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理， 藉助重力沉降作用使懸浮物從水中分離出來。 根據水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性（即彼此帖結聚團的能力）可分為四種：
1） 分離沉降（或自由沉降）。在沉澱過程中，顆粒之間互不聚合，單獨進行沉降。 顆位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用，其形狀、 尺寸、 質量均不改變，下降速度也不改變。
2）混凝沉澱（或稱作絮凝沉降）。 混凝沉降是指在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體，然後採用重力沉降予以分離去除。 混凝沉澱的特點是在沉澱過程中，顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體，因此顆粒的尺寸和質量均會隨深度的增加而增大，其沉速也隨深度 而增加。
常用的無機混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵及聚合鋁；常用的有機絮凝劑有聚丙烯酷膠等，還可採用助凝劑如水玻璃、 石灰等 。
3）區域沉降（又稱擁擠沉降、 成層沉降）。 當廢水中懸浮物含量較高時，顆粒間的距離較小，其間的聚合力能使其集合成為一個整體，並一同下沉，而顆粒相互間的位置不發生變動，因此澄清水和混水間有一明顯的分界面，逐漸向下移動，此類沉降稱為區域沉降。加高濁度水的沉澱池和二次沉澱池中的沉降（在沉降中後期）多屬此類。
4)壓縮沉澱。當懸浮液中的懸浮固體濃度很高時，顆粒互相接觸、擠壓，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙中的水被擠出，顆粒群體被壓縮。壓縮沉澱發生在沉澱池底部的污泥斗或污泥濃縮池中，進行得很緩慢。依據水中懸浮性物質的性質不同，設有沉砂池和沉澱池兩種設備。
沉砂池用於除去水中砂粒、煤渣等相對密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在污水處理裝置前，以防止處理污水的其他機械設備受到磨損。
沉澱池是利用重力的作用使懸浮性雜質與水分離。它可以分離直徑為20～100µ,m以上的顆粒。根據沉澱池內的水流方向，可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。
①平流式沉澱池。廢水從池一端流人，按水平方向在池內流動，水中懸浮物逐漸沉向池底，澄清水從另一端溢出。
②輻流式沉澱池。池子多為圓形，直徑較大，一般在20～30m以上，適用於大型水處理廠。原水經進水管進入中心筒後，通過筒壁上的孔口和外圍的環形穿孔擋板，沿徑向呈輻射狀流向沉澱池周邊。由於過水斷面不斷增大，流速逐漸變小，顆粒沉降下來，澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。
③豎流式沉澱池。截面多為圓形，也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中，通過反射板的阻攔向四周分布於整個水平斷面上，緩緩向上流動。沉速超過上升流速的顆粒則沉到污泥斗，澄清後的水由四周的埋口溢出池外。
在污水處理與利用的方法中，沉澱（或上浮）法常常作為其他處理方法前的預處理。如用生物處理法處理、污水時，一般需事先經過預沉池去除大部分懸浮物質，以減少生化處理時的負荷，而經生物處理後的出水仍要經過二次沉澱池的處理，進行泥水分離以保證出水水質。
(3）浮選法。將空氣通人污水中，並以微小氣泡形式從水中析出成為載體，污水中相對密度接近於水的微小顆粒狀的污染物質（如乳化油等）附在氣泡上，並隨氣泡上升到水面，然後用機械的方法撇除，從而使污水中的污染物質得以從污水中分離出來。疏水性的物質易氣浮，而親水性的物質不易氣浮。因此有時為了提高氣浮效率，需向污水中加入浮選劑改變污染物的表面特性，使某些親水性物質轉變為疏水性物質，然後氣浮除去，這種方法稱為「浮選」。
氣浮時要求氣泡的分散度高，量多，有利於提高氣浮的效果。泡沫層的穩定性要適當，既便於浮渣穩定在水面上，又不影響浮渣的運送和脫水。產生氣 泡的方法有兩種：
1）機械法。使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉盤等生成微小氣泡。
2）壓力溶氣法。將空氣在一定的壓力下溶於水中， 並達到飽和狀態， 然後突然減壓， 過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。 目前廢水處理中的氣浮工藝多採用壓力溶氣法。
氣浮法的主要優點有：設備運行能力優於沉澱池， 一般只需15～20min即可完成固液分離， 因此它佔地少， 效率較高；氣浮法所產生的污泥較乾燥， 不易腐化， 且系表面刮取， 操作較便利；整個工作是向水中通人空氣， 增加了水中的潛解氧量， 對除去水中有機物、 藻類表面活性劑及臭味等有明顯效果， 其出水水質為後續處理及利用提供了有利條件。
氣浮法的主要缺點是：耗電量較大；設備維修及管理工作量增加， 運轉部分常有堵塞的可能；浮渣露出水面， 易受風、 雨等氣候因素影響。
除了上述兩種氣浮方法外， 目前較為常用的方法還有電解氣浮法。
(4）離心分離法。 含有懸浮污染物質的污水在高速旋轉時， 利用懸浮顆粒（如乳化油）和污水受到的離心力不同， 從而達到分離目的的方法。 常用的離心設備有旋流分離器和離心
2、化學處理法
向污水中投加化學試劑， 利用化學反應來分離、 回收污水中的污染物質，或將污染物質轉化為無害的物質。 該法既可使污染物與水分離， 回收某些有用物質， 也能改變污染物的性質， 如降低廢水的酸鹼度、 去除金屬離子、 氧化某些有毒有害的物質等， 因此可達到比物理法更高的凈化程度。 常用的化學方法 有化學沉澱法、 中和法、 氧化還原法和混凝法。
化學法處理的局限性如下：
由於化學處理廢水常採用化學葯劑（或材料）， 處理費用一般較高， 操作與 管理的要求也較嚴格。
化學法還需與物理法配合使用。 在化學處理之前， 往往需用沉澱和過濾等手段作為前處理；在某些場合下，又需採用沉澱和過濾等物理手段作為化學處理的後處理。
( 1）化學沉澱法。
化學沉澱法是指向廢水中投加某些化學葯劑， 使其與廢水中的溶解性污染物發生五換反應， 形成難榕於水的鹽類（沉澱物）從水中沉澱出來， 從而降低或除去水中的污染物。化學沉澱法多用於在水處理中去除鈣離子、 鏡離子以及廢水中的重金屬離子， 如隸、 鍋、鉛、 缽等。 按使用的沉澱劑不同， 沉澱法可分為石灰法（又稱為氫氧化物沉澱法）、硫化物法和銀鹽法等。
水中Ca 2+、 Mg2+令 含量的總和稱總硬度， 可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度可投加石灰使水中的Ca 2+和Mg2+形成CaC03和Mg (OH) 2沉澱而降低， 如需同時去除非碳酸鹽硬度， 可採用石灰－蘇打軟化法， 使Ca 2+和Mg2＋ 形成CaC03 矛llMg ( OH) 2沉澱除去。 因此， 當原水硬度或鹼度較高時， 可先用化學沉澱法作為離子交換軟化的前處理， 以節省離子交換的運行費用。
去除廢水中的重金屬離子時， 一般採用投加碳酸鹽的方法， 生成的金屬離子， 碳酸鹽的溶度積很小， 便於回收。 如利用碳酸銷處理含鎊廢水。
ZnS04 + Na 2C03 一一→ZnC03 ↓＋ NazS04
此法優點是經濟簡便， 葯劑來源廣， 因此在處理重金屬廢水時應用最廣。 存在的問題是勞動衛生條件差， 管道易結垢堵塞與腐蝕；沉澱體積大， 脫水困難。
(2）中和法。
中和法處理是利用酸鹼相互作用生成鹽和水的化學原理， 將廢水從酸性或鹼性調整到中性附近的處理方法。 對於酸或鹼的濃度大於3%的廢水， 首先應進 行酸鹼的回收。 對於低濃度的酸鹼廢水， 可採取中和法進行處理。
酸性污水的處理， 通常採用投加石灰、 苛性鍋、 碳酸鍋或以石灰石、 大理石作潔、料來中和酸性污水。 鹼性污水的處理， 通常採用投加硝酸、 鹽酸或利用二氧化碳氣體中和鹼性污水。 另外， 對於酸、 鹼性污水也可以用二者相互中和的辦法來處理。
(3）氧化還原法。
氧化還原法是通過化學葯劑與水中污染物之間的氧化還原反應， 將污水中的有毒有害污染物轉化為無毒或微毒物質的方法。 這種方法主要處理無機污染物， 如重金屬和氧化物的污染。 利用高健酸御、 液氯、 臭氧等強氧化劑或電極的陽極反應， 將廢水中的有害物質氧化分解為元害物質；利用鐵粉等還原劑或電極的陰極反應， 將廢水中的有害物質還原為無害物質；臭氧氧化法對污水進 行脫色、 殺菌和除臭處理；空氣氧化法處理含硫廢水；還原法處理含錦電鍍廢水等都是氧化還原法處理廢水的實例。
水處理常用的氧化劑有氧、 臭氧、 氯、 次氯酸等。 常用的還原劑有硫酸亞鐵、 亞硫酸鹽、 鐵屑、 鑄粉等。
(4）混凝法。
混凝法是在含不易沉降的細顆粒及膠體顆粒的廢水中加入電解質以破壞肢體的穩定性而使其聚沉。 常用的混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵、 聚乙烯亞股或聚丙烯酷膠等。 為加速混凝常伴隨加入助凝劑石灰、 活性硅膠、 骨膠等。
3、物理化學處理法
物理化學法（簡稱物化法）， 是利用萃取、 吸附、 離子交換、 膜分離技術、氣提等物理化學的原理， 處理或回收工業廢水的方法。 它主要用分離廢水中無機的或有機的（難以生物降解的）溶解態或膠態的污染物質， 回收有用組分，並使廢水得到深度凈化。 因此， 適合於處理雜質濃度很高的廢水（用作回收利用的方法）， 或是濃度很低的廢水（用作廢水深度處理）。利用物理化學法處理工業廢水前， 一般要經過預處理， 以減少廢水中的懸浮物、 油類、 有害氣體等雜質， 或調整廢水的pH值， 以提高回收效率、 減少損耗。同時， 濃縮的殘渣要 經過後處理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、 吸附法、 離子交換法、 膜析法（包括滲析法、 電滲析法、 反滲透法、 超濾法等）。
（1）萃取法。
萃取法是向污水中加人一種與水不相溶而密度小於水的有機溶劑， 充分混合接觸後使污染物重新分配， 由水相轉移到溶劑相中， 利用溶劑與水的密度差別， 將溶劑分離出來， 從而使污水得到凈化的方法。再利用溶質與溶劑的沸點差將溶質蒸館回收， 再生後的溶劑可循環使用。使用的溶劑叫萃取劑， 提出的物質叫萃取物。 萃取是一種液－液相間的傳質過程， 是利用污染物（溶質）在水與有機溶劑兩相中的溶解度不同進行分離的。
在選擇萃取劑時， 應注意萃取劑對被萃取物（污染物）的選擇性， 即溶解能力的大小， 通常溶解能力越大， 萃取的效果越好；萃取劑與水的密度相差越大， 萃取後與水分離就越容易。常用的萃取劑有含氧萃取劑、 含磷萃取劑、 含氮萃取劑等 。 常用的萃取設備有脈沖篩板塔、 離心萃取機等。
(2）吸附法。
吸附法處理廢水是利用——種多孔性固體材料（吸附劑）的表面來吸附水中的一種或多種溶解污染物、 有機污染物等（稱為熔質或吸附質）， 以回收或去除它們， 使廢水得以凈化。例如， 利用活性炭可吸附廢白水中的盼、 隸、 錯、氧等劇毒物質， 且具有脫色、 除臭等作用。吸附法目前多用於污水的深度處理， 可分為靜態吸附和動態吸附兩種方法， 即在污水分別處於靜態和流動態時進行吸 附處理。常用的吸附設備有固定床、 移動床和流動床等。
在廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附樹脂等。以活性炭和吸附樹脂應用較為普遍。一般吸附劑均呈鬆散多 孔結構， 具有巨大的比表面積。其吸附力可分為分子引力（范德華力）、 化學鍵力和靜電引力三種。水處理中大多數吸附是上述三種吸附力共同作用的結果。
吸附劑吸附飽和後必須經過再生， 把吸附質從吸附劑的細孔中除去， 恢復其吸附能力。再生的方法有加熱再生法、 蒸汽吹脫法、 化學氧化再生法（濕式氧化、 電解氧化和臭氧氧化等）、 溶劑再生法和生物再生法等。
由於吸附劑價格較貴， 而且吸附法對進水的預處理要求高， 因此多用於給水處理中。
(3）離子交換法。
離子交換法是利用離子交換劑的離子交換作用置換污水中的離子態污染物質的方法。隨著離子交換樹脂的生產和離子交換技術的發展， 由於效果良好， 操作方便， 近年來在回收和處理工業污水中的有毒物質方面， 得到一定的應用。如用陽離子交換劑去除（回收） 污水中的銅、鎳、鎘、鋅、汞、金、銀、鉑等重金屬。
離子交換法多用於工業給水處理中的軟化和除鹽， 主要去除廢水中的金屬 離子。 離子交換軟化法採用Na＋交換樹脂。
(4）膜析法。
1） 電滲析法。電摻析法是在直流電場的作用下， 利用陰、 陽離子交換膜對溶液中陰陽離子的選擇透過性（即陽膜只允許陽離子通過， 陰膜只允許陰商子通過）， 使一部分溶液中的離子遷移到另一部分溶液中去，使得溶液中的電解質與水分離， 從而達到濃縮、純化、分離的一 種水處理方法。電滲析法是在離子交換技術基礎上發展起來的新方法， 除用於污水處理外， 還可用於海水除鹽、制備去離子水（純水）等。
2）反滲透法。
反滲透法巳用於含重金屬廢水的處理、 污水的深度處理及海水淡化等。在世界淡水供應危機嚴重的今天， 反滲透法結合蒸館法的海水淡化技術前景廣闊。 它的另一重要用途是與離子交換系統聯用， 作為離子交換的預處理方法以制備去離子的超純水。在廢水處理中， 反滲透法主要用於去除與回收重金屬離子， 去除鹽、有機物、色度以及放射性元素等。
目前在水處理領域內廣泛應用的半透膜有醋酸纖維素 膜和聚酷膠膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反滲透裝置有管式、螺旋式、中空纖維式及板框式等。滲透水可重復利用。
4、生物處理法
生物處理法是利用自然環境中微生物的生物化學作用， 氧化分解溶解於污 水中或肢體狀態的有機污染物和某些無機毒物（如氟化物、硫化物）， 並將其轉化為穩定無害的無機物， 從而使廢水得以凈化的方法。 此法具有投資少、效果好、運行費用低等優點， 在城市廢水和工業廢水的處理中得到最廣泛的應用。
現代生物處理法根據微生物在生化反應中是否需要氧氣， 分為好氧生物處 理和厭氧生物處理兩類。
(1）好氧生物處理法。
在有氧的條件下， 依賴好氧菌和兼氧菌的生化作用完成廢水處理的工藝稱為好氧生物處理法。 該法需要有氧的供應。 根據好氧微生物在處理系統中所呈現的狀態， 可分為活性污泥法和生物膜法。
1）活性污泥法是目前使用最廣泛的一種生物處理法。 該方法是向曝氣池中富含有機污染物並有細菌的廢水中不斷地通人空氣（曝氣）， 在一定的時間後就會出現懸浮態絮狀的泥粒， 這實際上是由好氧菌（及兼性好氧菌）所吸附的有機物和好氧菌代謝活動的產物所組成的聚集體， 具有很強的分解有機物的能力，稱之為 「活性污泥」。從曝氣池流出的污水和活性污泥混合液經沉澱池沉澱分離後， 澄清的水被排放， 污泥作為種泥迴流到曝氣池， 繼續運作。 這種以活性污泥為主體的生物處理法稱為 活性污泥法」 。廢水在曝氣池中停留4～6h， 可除去廢水中的有機物（BOD6）約90%。 活性污泥法有多種池型及運行方式， 通常有普通活性污泥法、完全混合式表面曝氣法、吸附再生法等。
2）生物膜法是使污水連續流經固體填料（碎石、煤渣或塑料填料）， 微生物在填料上大量繁殖， 形成污泥狀的膠膜稱為生物膜， 利用生物膜處理污水的方法，稱為生物膜法。生物膜主要由大量的菌膠團、真菌、藻類和原生動物組成。 生物膜上的微生物起到和活性污泥同樣的凈化作用， 吸附並降解水中的有機污 染物， 從填料上脫落的衰老的生物膜隨處理後的污水流入沉澱池， 經過沉澱池沉澱分離後， 使污水得以凈化。常用的生物膜法有生物濾池、生物接觸氧化池、生物轉盤等。
(2）厭氧生物處理法。
在無氧的條件下， 利用厭氧微生物的作用分解、污水中的有機物， 使污水凈化的方法稱為厭氧生物處理法。 近年來， 世界性的能源緊張， 使污水處理向節能和實現能源化的方向發展， 從而促進了厭氧微生物處理方法的發展。 一大批高效新型厭氧生物反應器相繼出現， 包括厭氧生物濾池、 升流式厭氧污泥床、 厭氧硫化床等。 它們的共同特點是反應器中生物團體濃度很高， 市泥齡很長， 因此處理能力大大提高， 從而使厭氧生物處理法所具有的能耗小、可以回收能源、 剩餘的污泥量少、 生成的污泥穩定而易處理、 對高濃度有機廢水處理效率高等優點得到充分體現。厭氧生物處理法經過多年的發展，已經成為污水處理的主要方法之一。
5、除磷、 脫氮
( 1） 除磷。 城市廢水中磷的主要來源是糞便、 洗滌劑和某些工業廢水， 以正磷酸鹽、 聚磷酸鹽和有機磷的形式溶解於水中。 常用的除磷方法有化學法和生物法。
1）化學法除磷。 利用磷酸鹽與鐵鹽、 石灰、 鋁鹽等反應生成磷酸鐵、 磷酸鈣、 磷酸鋁等沉澱， 將磷從廢水中排除。化學法的特點是磷的去除效率較高， 處理結果穩定， 污泥在處理和處置過程中不會重新釋放磷造成二次污染，但污泥的產量比較大。
2）生物法除磷。生物法除磷是利用微生物在好氧條件下， 對廢水中溶解性 磷酸鹽的過量吸收，沉澱分離而除磷。 整個處理過程分為厭氧放磷和好氧吸磷 兩個階段。
含有過量磷的廢水和含磷活性污泥進人厭氧狀態後，活性污泥中的聚磷商在厭氧狀態下， 將體內積聚的聚磷分解為無機磷釋放回廢水中。這就是 「 厭氧放磷」。聚磷菌在分解聚磷時產生的能量除一部分供自己生存外， 其餘供聚磷菌吸收廢水中的有機物，並在厭氧發酵產酸菌的作用下轉化成乙酸背，再進一步轉化為PHB （聚自－短基丁酸） 儲存於體內。
進入好氧狀態後， 聚磷菌將儲存於體內的PHB進行好氧分解， 並釋放出大 量能量，一部分供自己增殖， 另一部分供其吸收廢水中的磷酸鹽， 以聚磷的形式積聚於體內。這就是 「好氧吸磷」。在此階段， 活性污泥不斷增殖。 除了一部分含磷活性活泥迴流到厭氧池外， 其餘的作為剩餘污泥排出系統，達到除磷的目的。
(2） 脫氮。
生活廢水中各種形式的氮占的比例比較恆定：有機氮 50%~60%，氨氮40%～ 50%，亞硝酸鹽與硝酸鹽中的氮占 0～ 5%。 它們均來源於人們食物中的蛋白質。脫氮的方法有化學法和生物法兩大類。
1）化學法脫氮。包括氨吸收法和加氯法。
①氨吸收法。 先把廢水的pH值調整到10以上，然後在解吸塔內解吸氨
②加氯法。在含氨氮的廢水中加氯。通過適當控制加氯量， 可以完全除去水中的氨氮。為了減少氯的投加量， 此法常與生物硝化聯用， 先硝化再除去微量的殘余氨氮。
2）生物法脫氮。生物脫氮是在微生物作用下， 將有機氮和氨態氮轉化為氮氣的過程， 其中包括硝化和反硝化兩個反應過程。
硝化反應是在好氧條件下， 廢水中的氨態氮被硝化細菌 （亞硝酸菌和硝酸菌）轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。 反硝化反應是在無氧條件下， 反硝化菌將硝酸鹽氮（N03－）和亞硝酸鹽氮（NH2－）還原為氮氣。因此整個脫氮過程需經歷好氧和缺氧兩個階段。

Ⅸ 廢水主要處理方法並舉例說明

在目前的生產水平條件下，工業生產中產生廢水和生活污水是不可避免的。為保證水體不被污染就必須對這些廢水在排入水體之前加以處理。清除各種污染物有多種方法，這些方法是針對不同性質和形式的污染物而建立的。按照這些方法的不同機理可以分為下面四種類型。

（1）物理方法

通過物理作用來清除廢水中的污染物稱為物理處理法。常用的方法是利用過濾、沉澱、浮選等技術分離廢水中的懸浮污染物。

（2）化學處理法

通過一些化學反應清除廢水中污染物質或使其轉化為其它物質從而化有害為無害、有毒為無毒等，稱為化學處理法。常用的方法有中和法、氧化法、凝聚法、石灰解析法等。

①中和法主要用來除廢水的酸、鹼性。

②氧化法主要是通過氧化作用加速污染物的降解和轉化。一般有三種方式：一是空氣氧化法，即將廢水暴露在空氣中，利用空氣氧化；二是化學氧化法，即在廢水中加高錳酸鉀、液氯、臭氧等強氧化劑使其發生氧化反應；三是電解氧化法，即利用電解的基本原理，使廢水中有害物質通過電解過程，在陰陽兩級分別發生氧化和還原反應，以消除污染物質。

③化學凝聚法這是處理廢水常用的一種方法。當廢水中含有許多膠體物質，用物理方法不易除去時，常加凝聚劑，如硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵、明礬、鋁酸鈉、氧化鐵等，以清除膠體帶的電荷，使之變成絮狀，迅速下沉。

④電解凝聚法電解凝聚法與化學凝聚法基本相同，即清除膠體上的電荷，使其發生凝聚作用。不過，後者是促使膠體下沉，前者是促使肢體聚集於液體表面。電解凝聚法常用於去除廢水中的乳化油。通過電解作用使陽極電板上產生礬花，即氫氧化鐵，陰極產生氫氣。礬花和氣體氣泡不斷上升，將乳化油帶至液面產生凝聚、吸附和浮托等作用，因此又稱電浮選法。

（3）物理化學法

物理化學法有離子交換法、吸附法、萃取法、分離技術等。

①離子交換法這個方法是使硬水軟化的傳統方法，現在是深度處理廢水和回收其中有用物質的重要方法之一。常用於除去或回收廢水中的重金屬。即利用離子交換作用，把廢水中希望除去的或回收的陽離子或

交換，如：

RH+M+=RM+H+

RH——交換樹脂

M+——金屬交換離子

R——樹脂母體

然後用水或其它液體淋洗樹脂，將其中重金屬洗出，樹脂復原。

離子交換樹脂有天然和人工合成產物兩種。此外，天然的蒙脫石、沸石、多水高嶺土和伊利石等均有離子交換吸附能力，也可用於處理廢水，並具有來源容易、成本低等優點。

②吸附法吸附法是採用固體多孔吸附劑，吸附廢水中的味、臭、色、油、酚等污染物的處理方法。屬於這類吸附劑的有活性炭、活性硅石、硅酸、白土、蒙脫石、氧化鋁和骨粉等。

③萃取法採用某種有機溶劑，從廢水中除去或回收可溶於該溶劑中的污染物的處理方法，例如，用重質苯、異丙醚等革取廢水中的酚。

④泡沫分離這種方法是把空氣吹入廢水中，或者在廢水中投放表面活性物質，使水中形成許多泡沫，水中表面活性或非活性污染物質吸附在泡沫上，升至水面，不斷颳去泡沫，就能達到去除污染物的目的。

⑤分離技術膜分離技術可分為電滲析法、擴散滲析法、反滲透法和超過濾法四種形式。

a．電滲析法電滲析是在離子交換法基礎上發展起來的一項分離技術。溶液中的離子在直流電場的作用下，有選擇地通過離子交換膜進行定向遷移，此法多用於海水和苦鹹水除鹽、製取去離子水等。

b．擴散滲析擴散滲析即為濃差滲析，利用半透膜（只能透過溶劑或只透過溶質的膜）使溶液中的溶質由高濃度一側，通過膜向低濃度一側遷移。此法主要用於酸、鹼廢液的處理、回收和有機、無機電解質的分離、純化。

c．反滲透反滲透是以壓力為推動力，把水溶液中的水分離出來，同時分離、濃縮溶液中的分子態或離子態物質的方法。反滲透法在化工分離技術、硬水軟化、製取高純水和分離細菌、病毒等方面得到廣泛應用。

d．超過濾法超過濾法是以壓力為推動力，使水溶液中大分子物質和水分離。其本質是機械篩濾。在這種方法中，膜表面孔隙大小是主要控制因素。

（4）生物處理法

生物處理法也稱生化處理法。生物處理法是處理廢水中應用最久、最廣和相當有效的一種方法。它是利用自然界存在的各種微生物，將廢水中有機物進行降解，達到廢水凈化的目的。根據廢水處理過程中起作用的微生物對氧氣要求的不同，廢水的生物處理分為好氣和厭氣生物處理兩類。

①好氣生物處理法好氣生物處理是在廢水中通過大量空氣，促使好氣微生物大量繁殖，並注意調節pH值（6～9）、溫度（20～30℃）和增加必要的養料（BOD∶N∶P=100∶5∶1）等，使之有利於微生物的生長和發育。它們能將廢水中的有機物大量分解，分解為CO2、H2O、NH3和硫酸鹽、磷酸鹽等，達到去除有機污染物質的目的。

②嫌氣生物處理法嫌氣生物處理是在缺氧條件下，利用嫌氣微生物來進行廢水處理，這種辦法常用於處理有機質含量高的廢水，即生化需氧量在5000～10000mg/L以上的廢水。

（5）土地處理系統法

此法是利用土地及其中的微生物和植物根系對污水進行處理，同時又利用其中的水分和養分促進農作物、牧草或樹木的生長。土地處理系統常用於中、小城市污水二級處理之後代替三級處理。土地處理系統是由污水的沉澱預處理、貯水塘、灌溉系統、地下排水系統等部分組成。處理方式一般為污水灌溉（通過噴灑或自流將污水排放到地表以促進植物的生長）、滲濾（將污水排放到粗砂、砂壤和土壤上經滲濾處理並補充地下水）和地表漫流（將污水有控制地排放到地面上，適於透水性差的粘土和粘質土壤，地面上常播種青草）等。

由於不同的工業廢水和生活污水具有不同的水質和水量，即使相同的工業，也由於各個工廠對生產原料的質量配比要求不一樣以及採用的生產工藝流程不同，因而廢水成分也有很大的變化。廢水處理方法的選擇，應根據廢水的水質和數量，採取不同的處理方法。同時還要考慮處理方法的效果、操作費用、廢水處理過程中所產生的淤泥和沉渣的處理，可能產生的二次污染問題以及廢物的回收利用等等。簡而言之，廢水處理就是要把廢水中的污染物質分離出來，或將其分解為無害物質，以達到廢水治理的基本目的，滿足各種不同用途的要求。