一、 水處理和水工業(yè)

目前，水資源短缺和水環(huán)境污染造成的水危機(jī)已經(jīng)成為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素，為此，必須采用保護(hù)和利用相協(xié)調(diào)的水資源開采利用模式，通過對(duì)污水的凈化和水體保護(hù)，使水資源不再受到破壞并能實(shí)現(xiàn)良性的再生循環(huán)。沒有水的可持續(xù)利用和保護(hù)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展就不可能實(shí)現(xiàn)。

水工業(yè)是從事水的可持續(xù)利用和保護(hù)，并以滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展所需求的水量、水質(zhì)為生產(chǎn)目標(biāo)的特殊工業(yè)。它是隨著水這種特殊產(chǎn)品的商品化和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)而逐漸形成和完善的新興工業(yè)。圍繞水的開采、凈化、供給、保護(hù)和再生等環(huán)節(jié)而產(chǎn)生的各種企業(yè)和部門構(gòu)成了水工業(yè)的主體，水工業(yè)涉及眾多學(xué)科領(lǐng)域，是科技、工程、裝備及綜合管理技術(shù)的集成，具有很強(qiáng)的綜合性。

水處理是給水處理和廢水處理的簡稱，它是水工業(yè)科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。50年代以前，給水處理和廢水處理涵義的劃分是很清楚的。從天然水源取水，為供生活或工業(yè)的使用(特別是生活使用)而進(jìn)行的處理，稱為給水處理；為了安全排放的目的，對(duì)于使用過而廢棄的水所進(jìn)行的處理，稱為廢水處理。但自從水的污染日益嚴(yán)重，水源逐漸緊張以來，給水處理與的界限也就逐漸模糊起來?，F(xiàn)在，廢水也可以作為水源，經(jīng)處理后以供工業(yè)用水甚至生活用水。為了廢水的再生或再用所進(jìn)行的處理，就其水質(zhì)來說是，就其處理的目的來說則屬給水處理。在這種新形勢(shì)下，籠統(tǒng)地使用水處理或水質(zhì)控制這樣的術(shù)語，可能更為方便和貼切。

二、 水處理內(nèi)容

水處理的主要內(nèi)容可概括為以下三種：（1）去除水中影響使用的雜質(zhì)以及對(duì)污泥的處置，這是水處理的主要內(nèi)容；（2）為了滿足用水的要求，在水中加入其他物質(zhì)以改變水的性質(zhì)，如食用水中加氟以防止齲齒病，循環(huán)冷卻水中加緩蝕劑及阻垢劑以控制腐蝕及結(jié)垢等；（3）改變水的物理性質(zhì)的處理，如水的冷卻和加熱等。本章只討論去除水中雜質(zhì)的方法。

三、 水處理的方法分類

廢水中所含污染物的種類是多種多樣的，不能預(yù)期只用一種方法就可以將所有的污染物都去除干凈，因此水處理的方法也多種多樣。根據(jù)不同的分類原則，通常對(duì)方法可做如下分類。

1. 按的程度來分類  

一般劃分為一級(jí)處理、二級(jí)處理和三級(jí)處理( 深度處理、處理)。

一級(jí)處理主要是預(yù)處理，多采用物理方法或簡單的化學(xué)方法（如初步中和酸堿度）去除廢水中的懸浮固體、膠體、懸浮油類等污染物。一級(jí)處理的處理程度低，一般達(dá)不到規(guī)定的排放要求，尚須進(jìn)行二級(jí)處理。

二級(jí)處理主要是清楚可分解或氧化的呈膠狀或溶解狀的有機(jī)污染物，多采用較為經(jīng)濟(jì)的生物化學(xué)處理法。廢水經(jīng)過二級(jí)處理之后，一般可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但可能會(huì)殘存有微生物以及不能降解的有機(jī)物和氮、磷等無機(jī)鹽類，它們數(shù)量不多，通常對(duì)水體的危害不大。

三級(jí)治理又稱深度治理，只在有特殊要求時(shí)方才采用。它是將二級(jí)治理后的廢水，再用物理化學(xué)技術(shù)做進(jìn)一步的處理，以便去除可溶性的無機(jī)物和不能分解的有機(jī)物，去除各種病毒、病菌、磷、氮和其它物質(zhì)，后達(dá)到地面水、工業(yè)用水或接近生活用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表8-1  廢水的分級(jí)處理

2. 按水中污染物的化學(xué)性質(zhì)是否改變來分類

水處理方法可分為分離處理、轉(zhuǎn)化處理和稀釋處理三大類。

(1) 分離處理：是通過各種力的作用，使污染物從水中分離出來。一般來說，在分離過程中并不改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。

(2) 轉(zhuǎn)化處理：是指通過化學(xué)的或生物化學(xué)的作用，將污染物轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，或轉(zhuǎn)化為可分離的物質(zhì)，然后再進(jìn)行分離處理，在這一過程中污染物的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化。

(3) 稀釋處理：則既不把污染物分離出來，也不改變污染物的化學(xué)性質(zhì)，而是通過稀釋混合，降低污染物的濃度，從而使其達(dá)到無害的目的。

1. 按處理過程中發(fā)生的變化分類

可分為物理處理法、化學(xué)處理法、物理化學(xué)法和生物處理法。物理法是利用物理作用來分離水中的懸浮物，處理過程中只發(fā)生物理變化。常用的物理處理方法有：格柵、篩濾、過濾、沉淀和浮上等?；瘜W(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用來處理水中的溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。處理過程中發(fā)生的是化學(xué)變化。常用的化學(xué)處理方法有：中和法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法等。物理化學(xué)法是運(yùn)用物理和化學(xué)的綜合作用使廢水得到凈化的方法。物理化學(xué)法處理廢水既可以是獨(dú)立的處理系統(tǒng)，也可以是與其它方法組合在一起使用。其工藝的選擇取決于廢水的水質(zhì)、排放或回收利用的水質(zhì)要求、處理費(fèi)用等。如為除去懸浮和溶解的污染物而采用的混凝法和吸附法就是比較典型的物理化學(xué)處理法。常用的物理化學(xué)處理方法有：吸附法、離子交換法以及膜技術(shù)(電滲析、反滲透、超濾等)。生物法則是利用微生物的作用去除水中膠體的和溶解的有機(jī)物質(zhì)。常用的生物處理法有：好氧活性污泥法、生物膜法，厭氧消化池法等。本章將按后一種分類原則對(duì)各種主要的水處理方法加以介紹

第二節(jié) 物理處理方法

物理處理方法主要用于分離廢水中的懸浮物質(zhì)，常用的方法有：重力分離法、離心分離法、過濾法以及蒸發(fā)結(jié)晶法等。該方法大的優(yōu)點(diǎn)是簡單、易行，并且十分經(jīng)濟(jì)。

一、篩濾

篩濾是去除廢水中粗大的懸浮物和雜物，以保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施能正常運(yùn)行的一種預(yù)處理方法。篩濾的構(gòu)件包括平行的棒、條、金屬網(wǎng)、格網(wǎng)或穿孔板。其中由平行的棒和條構(gòu)成的稱為格柵；由金屬絲織物或穿孔板構(gòu)成的稱為篩網(wǎng)。其中格柵去除的是那些可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較粗大的懸浮物；而篩網(wǎng)去除的是用格柵難以去除的呈懸浮狀的細(xì)小纖維。

根據(jù)清洗方法，格柵和篩網(wǎng)都可設(shè)計(jì)**工清渣或機(jī)械清渣兩類。當(dāng)污染物量大時(shí)，一般應(yīng)采用機(jī)械清渣，以減少工人勞動(dòng)量。

1．格柵

格柵是由一組平行的金屬柵條制成的框架，斜置在廢水流經(jīng)的管道上或泵站集水池的進(jìn)口處，或取水口進(jìn)口端部，用以截留水中粗大的懸浮物和漂浮物，以免堵塞水泵及沉淀池的排泥管。格柵通常是流程的*道設(shè)施。

格柵本身的水流阻力并不大，水頭損失只有幾厘米，阻力主要產(chǎn)生于篩余物堵塞柵條。一般當(dāng)格柵的水頭損失達(dá)到10～15cm時(shí)就該清洗。