污水的化學(xué)與物理處理

現(xiàn)代污水處理方法主要分為物理處理法、化學(xué)處理法、物理化學(xué)處理法和生物處理法四類。

　　物理化學(xué)法(簡(jiǎn)稱物化法)，是利用萃取、吸附、離子交換、 膜分離技術(shù)、氣提等物理化學(xué)的原理，處理或回收工業(yè)廢水的方法。它主要用分離廢水中無機(jī)的或有機(jī)的(難以生物降解的)溶解態(tài)或膠態(tài)的污染物質(zhì)，回收有用組分，并使廢水得到深度凈化。因此，適合于處理雜質(zhì)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(xué)法處理工業(yè)廢水前，一般要經(jīng)過預(yù)處理，以減少?gòu)U水中的懸浮物、油類、有害氣體等雜質(zhì)， 或調(diào)整廢水的pH值， 以提高回收效率、 減少損耗。同時(shí)，濃縮的殘?jiān)?jīng)過后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于水的有機(jī)溶劑，充分混合接觸后使污染物重新分配，由水相轉(zhuǎn)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(zhì)與溶劑的沸點(diǎn)差將溶質(zhì)蒸館回收，再生后的溶劑可循環(huán)使用。使用的溶劑叫萃取劑，提出的物質(zhì)叫萃取物。萃取是一種液-液相間的傳質(zhì)過程，是利用污染物(溶質(zhì))在水與有機(jī)溶劑兩相中的溶解度不同進(jìn)行分離的。

　　在選擇萃取劑時(shí)，應(yīng)注意萃取劑對(duì)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，萃取后與水分離就越容易。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(shè)備有脈沖篩板塔、離心萃取機(jī)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(jī)污染物等(稱為熔質(zhì)或吸附質(zhì))， 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(cuò)、氧等劇毒物質(zhì)， 且具有脫色、 除臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度處理， 可分為靜態(tài)吸附和動(dòng)態(tài)吸附兩種方法， 即在污水分別處于靜態(tài)和流動(dòng)態(tài)時(shí)進(jìn)行吸 附處理。常用的吸附設(shè)備有固定床、 移動(dòng)床和流動(dòng)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(yīng)用較為普遍。一般吸附劑均呈松散多 孔結(jié)構(gòu)， 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(xué)鍵力和靜電引力三種。水處理中大多數(shù)吸附是上述三種吸附力共同作用的結(jié)果。

　　吸附劑吸附飽和后必須經(jīng)過再生， 把吸附質(zhì)從吸附劑的細(xì)孔中除去， 恢復(fù)其吸附能力。再生的方法有加熱再生法、 蒸汽吹脫法、 化學(xué)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。

　　由于吸附劑價(jià)格較貴， 而且吸附法對(duì)進(jìn)水的預(yù)處理要求高， 因此多用于給水處理中。

　　(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(tài)污染物質(zhì)的方法。隨著離子交換樹脂的生產(chǎn)和離子交換技術(shù)的發(fā)展， 由于效果良好， 操作方便， 近年來在回收和處理工業(yè)污水中的有毒物質(zhì)方面， 得到一定的應(yīng)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。

　　離子交換法多用于工業(yè)給水處理中的軟化和除鹽， 主要去除廢水中的金屬 離子。離子交換軟化法采用Na+交換樹脂。

　　(4)膜析法

　　1) 電滲析法。電摻析法是在直流電場(chǎng)的作用下， 利用陰、 陽離子交換膜對(duì)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(zhì)與水分離， 從而達(dá)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(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新方法， 除用于污水處理外， 還可用于海水除鹽、制備去離子水(純水)等。

　　2)反滲透法

　　反滲透法巳用于含重金屬?gòu)U水的處理、 污水的深度處理及海水淡化等。在世界淡水供應(yīng)危機(jī)嚴(yán)重的今天， 反滲透法結(jié)合蒸館法的海水淡化技術(shù)前景廣闊。它的另一重要用途是與離子交換系統(tǒng)聯(lián)用， 作為離子交換的預(yù)處理方法以制備去離子的超純水。在廢水處理中， 反滲透法主要用于去除與回收重金屬離子， 去除鹽、有機(jī)物、色度以及放射性元素等。

　　目前在水處理領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)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(fù)利用。