水的物理化學(xué)處理方法

虹吸濾池的特點(diǎn)利用虹吸作用控制運(yùn)行，不需要大型閘閥及電動(dòng)、水力等控制設(shè)備，能利用濾池本身的水位反沖洗，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。池身較大（一般5-6m左右）適用于中小型水處理廠。濾料無閥濾池工作過程示意圖進(jìn)水過濾水反洗廢水無閥濾池反洗過程示意圖反洗時(shí)進(jìn)水仍在繼續(xù)，但此時(shí)原水與反洗水一起排出重力式無閥過濾器重力式無閥過濾器重力式無閥濾池特點(diǎn)運(yùn)行全部自動(dòng)，操作方便，工作穩(wěn)定可靠；結(jié)構(gòu)簡單，材料節(jié)省，造價(jià)比普通快濾池低30%-50%?？偢叨容^大；濾池沖洗時(shí)，進(jìn)水管照樣進(jìn)水，并被排走，浪費(fèi)了一部分澄清水。適用于小型水處理廠壓力濾池壓力濾池的特點(diǎn)占地少，有定型產(chǎn)品，可縮短建設(shè)周期，且運(yùn)行管理方便耗費(fèi)剛才多，投資較大五、氣浮一、氣浮理論基礎(chǔ)

氣浮法是利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的懸浮物，使其隨氣泡浮升到水面而加以分離去除的一種水處理方法。氣浮分離的對象是乳化油以及疏水性細(xì)微固體懸浮物，如細(xì)沙、纖維、藻類以及乳化油滴等。

實(shí)現(xiàn)氣浮分離的三個(gè)條件：1、必須使待分離的污染物形成不溶性的固體或液體懸浮體；2、必須使氣泡能夠與懸浮粒子相粘附；3、必須在水中產(chǎn)生足夠數(shù)量的細(xì)微氣泡。（一）氣浮的理論基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)氣浮分離過程的必要條件是使污染物能夠粘附在氣泡上。氣、液、固(液)三相介質(zhì)的問題。界面能的大小可用下式表示：

=·S

式中r——界面張力(N／m)S——界面面積(m2)

界面能有降低到最小的趨勢，當(dāng)水中有氣泡存在時(shí)，懸浮顆粒就力圖黏附在氣泡上而降低其界面能。懸浮顆粒與氣泡的黏附性懸浮顆粒與氣泡的黏附性取決于水對該種物質(zhì)的潤濕性。水對各種物質(zhì)潤濕性的大小可用它們與水的接觸角來衡量。水對顆粒物質(zhì)的潤濕性當(dāng)0時(shí)，這種物質(zhì)不能氣??；<90°

，這種物質(zhì)附著不牢，易于分離；當(dāng)180°時(shí)，這種物質(zhì)易被氣浮。對于親水性顆粒

對于親水性顆粒，若用氣浮法進(jìn)行分離，則需要經(jīng)過浮選劑處理，使顆粒表面轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂惺杷远街跉馀萆稀?/p>

在廢水中投加浮選藥劑，選擇性地將親水性的污染物變?yōu)槭杷?，從而能附著在氣泡上，然后一起浮升到水面而加以去除的又一種水處理方法，稱之為藥劑浮選法。浮選分離的對象是親水性固體懸浮物及重金屬離子等。兩者的理論基礎(chǔ)是相同的，有時(shí)統(tǒng)稱為氣浮法。

浮選劑浮選劑大多是由極性－非極性分子所組成，一般用符號O一表示。浮選劑的極性基團(tuán)能選擇性地被親水性物質(zhì)所吸附，非極性基團(tuán)則朝向水。這樣親水性物質(zhì)的表面就具有疏水性而黏附在空氣泡上了。同時(shí)浮選劑還有促進(jìn)氣泡的作用。常見的浮選劑有：松香油、脂肪酸鹽等同時(shí)浮選劑還有促進(jìn)氣泡的作用。常見的浮選劑有：松香油、脂肪酸鹽等氣浮設(shè)備氣浮設(shè)備一般按水中氣泡產(chǎn)生的方法分類。常用的氣浮設(shè)備有加壓溶氣氣浮與葉輪氣浮等。加壓溶氣設(shè)備加壓力溶氣氣浮法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）在加壓條件下，空氣的溶解度大，供氣浮用的氣泡數(shù)量多，能夠確保氣浮效果；（2）溶入的氣體經(jīng)驟然減壓釋放，產(chǎn)生的氣泡不僅微細(xì)、粒度均勻、密集度大，而且上浮穩(wěn)定，對液體擾動(dòng)微小，因此特別適用于對疏松絮凝體、細(xì)小顆粒的固液分離；（3）工藝過程及設(shè)備比較簡單，便于管理、維護(hù)；葉輪氣浮曝氣氣浮和射流氣浮曝氣氣浮是將壓縮空氣直接打入裝在氣浮池底的擴(kuò)散板或微孔管、穿孔管、帆布管中，使空氣形成細(xì)小的氣泡進(jìn)入廢水進(jìn)行氣浮。射流氣浮則是利用射流器將水從其噴嘴高速噴出，周圍空氣被卷帶一同進(jìn)入射流器喉管和擴(kuò)散管，使空氣與水空分混合并減壓變成微小氣泡，在氣浮池內(nèi)上升進(jìn)行氣浮。氣浮法在水處理中的應(yīng)用廢水：洗煤水石油工業(yè)廢水造紙工業(yè)廢水電鍍工業(yè)廢水毛紡工業(yè)洗毛廢水給水：高含藻水源的凈化：武漢東湖水廠，氣浮替代沉淀，藻類去除率達(dá)80％以上。低溫、低濁水的凈化：沈陽市自來水廠。對受污染水體的凈化：對水體曝氣，減輕嗅味與色度。優(yōu)點(diǎn)：處理效率高，且占地面積小生成的污泥比較干燥，表面刮泥也方便可以同時(shí)去除多種污染物（表面活性劑、嗅味物質(zhì)等）增加了水中溶解氧，利于后續(xù)生物處理缺點(diǎn)：耗電、維修水的軟化和除鹽離子交換法吸附法膜分離技術(shù)第三節(jié)水中溶解物質(zhì)的去除一、水的軟化和除鹽（一）軟化的基本方法加熱軟化：不能去除非碳酸鹽硬度，很少使用藥劑軟化：加入石灰，純堿，石膏等藥劑，使Ca2+，Mg2+等離子沉淀。但是會有少量不能沉淀，有殘余硬度。離子交換：用離子交換劑，將Ca2+，Mg2+等離子交換出來，比較徹底。（二）除鹽的基本方法有蒸餾法，離子交換法，電滲析等。二、離子交換法離子交換劑的分類及組成離子交換樹脂的性能指標(biāo)離子交換基本理論離子交換的工藝過程離子交換樹脂的再生

實(shí)質(zhì)：不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與溶液中的其他同性離子的交換反應(yīng)，是一種特殊的吸附過程，通常是可逆化學(xué)吸附。

離子交換是可逆反應(yīng)，其反應(yīng)式可表達(dá)為：交換樹脂交換離子飽和樹脂

在平衡狀態(tài)下，樹脂中及溶液中的反應(yīng)物濃度符合下列關(guān)系式：

K值的大小能定量地反映離子交換劑對某兩個(gè)固定離子交換選擇性的大小。離子交換過程的特點(diǎn)在于:它主要吸附水中以離子態(tài)存在的物質(zhì)，并進(jìn)行等當(dāng)量的離子交換。在廢水處理中，離子交換主要用于回收和去除廢水中金、銀、銅、鎘、鉻、鋅等金屬離子，對于凈化放射性廢水及有機(jī)廢水也有應(yīng)用。1)離子交換劑的分類及組成離子交換劑分為無機(jī)和有機(jī)兩大類。無機(jī)的離子交換劑有天然沸石和人工合成沸石。沸石既可作陽離子交換劑，也能用作吸附劑。有機(jī)的離子交換劑有磺化煤和各種離子交換樹脂。離子交換樹脂是一類具有離子交換特性的有機(jī)高分子聚合電解質(zhì)，離子交換樹脂的合成一般是先制備母體，然后通過化學(xué)反應(yīng)引入相應(yīng)的離子交換基團(tuán)。生成離子交換劑的樹脂母體最常用苯乙烯聚合物離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)：一部分是不溶性的樹脂本體。樹脂本體為有機(jī)化合物和交聯(lián)劑組成的高分子共聚物。交聯(lián)劑的作用是使樹脂本體形成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。另一部分是具有活性的交換基團(tuán)（也叫活性基團(tuán)）。交換基團(tuán)由起交換作用的離子和與樹脂本體聯(lián)結(jié)的離子組成。

按活性基團(tuán)不同

按樹脂類型和孔隙結(jié)構(gòu)不同離子交換樹脂的類型

分類凝膠型樹脂大孔型樹脂多孔凝膠性樹脂巨孔型(MR型)樹脂高巨孔型(超MR型)樹脂分類含酸性基團(tuán)的陽離子交換樹脂含堿性基團(tuán)的陰離子交換樹脂含有胺羧基團(tuán)等的螯合樹脂含有氧化還原基團(tuán)的氧化還原樹脂兩性樹脂按活性基團(tuán)中酸堿的強(qiáng)弱分為:（a）強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，活性基團(tuán)一般為－SO3H，又稱磺酸型陽離子交換樹脂。（b）弱酸性陽離子交換樹脂，活性基團(tuán)一般為－COOH，故又稱羧酸型陽離子交換樹脂。活性基團(tuán)中的H＋可以被Na＋代替，因此陽離子交換樹脂又可分為氫型和鈉型。（c）強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，活性基團(tuán)一般為NOH，又稱為季胺型陰離子交換樹脂。（d）弱堿性陰離子交換樹脂，活性基團(tuán)一般有－NH3OH、＝NH2OH和NHOH之分，故分別又稱伯胺型，仲胺型和叔胺型離子交換樹脂。陰離子交換樹脂中的氫氧根離子OH－可以用氯離子Cl－代替。因此，陰離子交換樹脂又有氫氧型和氯型之分。大孔型離子交換樹脂2)離子交換樹脂的性能指標(biāo)（1）離子交換容量交換容量是樹脂交換能力大小的標(biāo)準(zhǔn)，可以用重量法和容積法兩種方法表示。重量法是指單位重量的干樹脂中離子交換基團(tuán)的數(shù)量，用mmo1/g或mo1/g來表示。容積法是指單位體積的濕樹脂中離子交換基團(tuán)的數(shù)量，用mmol/L或mol/m3樹脂來表示。由于樹脂一般在濕態(tài)下使用，因此常用的是容積法。全交換容量是指樹脂中活性基團(tuán)的總數(shù)。工作交換容量是指在給定的工作條件下，實(shí)際所發(fā)揮的交換容量，實(shí)際應(yīng)用中由于受各種因素的影響，一般工作交換容量只有總交換容量的60％－70％。有效交換容量是指出水到達(dá)一定指標(biāo)時(shí)交換樹脂的交換容量。（2）含水率含水率通常以每克濕樹脂（去除表面水分后）所含水分百分?jǐn)?shù)來表示。主要取決于樹脂的交聯(lián)度，反映了樹脂網(wǎng)架中的孔隙率。交聯(lián)度越小，孔隙率越大，含水率就越高。（3）密度離子交換樹脂的相對密度有三種表示方法:干真密度、濕真密度和濕視密度。干密度是指在115℃真空干燥后的密度；濕真密度是指樹脂在水中充分膨漲后的質(zhì)量與樹脂所占體積（不包括空隙）之比；濕視密度是指樹脂在水中充分膨漲后單位體積樹脂所具有的質(zhì)量。（4）溶脹性當(dāng)樹脂由一種離子型態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N離子型態(tài)時(shí)所發(fā)生的體積變化稱為溶脹性或膨脹性。樹脂溶脹的程度用溶脹度來表示。如強(qiáng)酸陽離子交換樹脂由鈉型轉(zhuǎn)變成氫型時(shí)，其體積溶脹度約為5％－7％。（5）耐熱性各種樹脂所能承受的溫度都有一個(gè)高限，超過這個(gè)極限，就會發(fā)生比較嚴(yán)重的熱分解現(xiàn)象，影響交換容量和使用壽命。（6）交聯(lián)度交聯(lián)劑占單體質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)稱為交聯(lián)度。交聯(lián)度直接影響樹脂的性能，交聯(lián)度越高，樹脂的機(jī)械強(qiáng)度就越大，對離子的選擇性就越強(qiáng)，但交換速度就越慢。（7）選擇性離子交換樹脂對水中某種離子能優(yōu)先交換的性能稱為選擇性，它是決定離子交換法處理效率的一個(gè)主要因素。（8）化學(xué)穩(wěn)定性廢水中的氧化劑，如氧、氯、鉻酸、硝酸等，由于其氧化作用能使樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)破壞，活性基團(tuán)的數(shù)量和性質(zhì)也會發(fā)生變化。防止樹脂因氧化而化學(xué)降解的辦法有三種：一是采用高交聯(lián)度的樹脂；二是在廢水中加入適量的還原劑；三是使交換柱內(nèi)的pH值保持在6左右。除了上述幾項(xiàng)指標(biāo)外，還有樹脂的外形、粘度、耐磨性、在水中的不溶性等。3)離子交換基本理論(1)離子交換過程離子交換過程可以看作是固相的離子交換樹脂與液相（廢水）電解質(zhì)之間的化學(xué)置換反應(yīng)。R-A＋＋B＋

R－B＋＋A＋R＋C－＋D－

R＋D－＋C－其中：R-和R＋代表陽、陰交換樹脂的本體，A＋和C－代表樹脂上可被交換的離子，B＋和D－表示溶液中待交換的離子。過程通常分為五個(gè)階段:（a）交換離子從溶液中擴(kuò)散到樹脂顆粒表面；（b）交換離子在樹脂顆粒內(nèi)部擴(kuò)散；（c）交換離子與結(jié)合在樹脂活性基團(tuán)上的可交換離子發(fā)生交換反應(yīng)；（d）被交換下來的離子在樹脂顆粒內(nèi)部擴(kuò)散；（e）被交換下來的離子在溶液中擴(kuò)散。離子交換的總速度取決于擴(kuò)散速度。(2)離子交換樹脂的選擇性：一些離子很容易被吸附而另一些離子卻很難吸附，被樹脂吸附的離子再生的時(shí)候，有的離子很容易被置換下來，而有的卻很難被置換。離子交換樹脂所具有的這種性能稱為選擇性。除了與溶液中交換離子的種類、樹脂上的活性基團(tuán)的性能有關(guān)外，還受溫度和交換離子濃度的影響。1）在低濃度和常溫下，離子的交換勢（即交換離子與固定離子結(jié)合的能力）隨溶液中離子價(jià)數(shù)的增加而增加，例如：Th4+>Al3+>Ca2+>Na+

2）在低濃度和常溫下，價(jià)數(shù)相同時(shí)，交換勢隨原子序數(shù)增加而增加。這是因?yàn)樵有驍?shù)大，水化離子半徑小，作用力就強(qiáng)。例如：Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+3）交換勢隨離子濃度的增加而增大。高濃度的低價(jià)離子甚至可以把高價(jià)離子置換下來，這就是離子交換樹脂能夠再生的依據(jù)。4）H+離子和OH-離子的交換勢，取決于它們與固定離子所形成的酸或堿的強(qiáng)度，強(qiáng)度越大，交換勢越小。5）金屬在溶液中呈絡(luò)陰離子存在時(shí)，一般來說交換勢降低。(3)水質(zhì)對樹脂交換能力的影響1）懸浮物和油脂廢水中的懸浮物會堵塞樹脂孔隙，油脂會包住樹脂顆粒，都會使交換能力下降。因此當(dāng)這些物質(zhì)含量較多時(shí)，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理的方法有過濾、吸附等。2）有機(jī)物廢水中某些高分子有機(jī)物與樹脂活性基團(tuán)的固定離子結(jié)合力很大，一旦結(jié)合就很難進(jìn)行再生，結(jié)果是降低樹脂的再生率和交換能力。3）高價(jià)金屬離子廢水中Fe3＋、A13＋、Cr3＋等高價(jià)金屬離子能引起樹脂中毒，當(dāng)樹脂受鐵中毒時(shí)，會使樹脂顏色變深。從陽離子樹脂的選擇性可看出，高價(jià)金屬離子易為樹脂吸附，再生時(shí)難于把它洗脫下來，結(jié)果會降低樹脂的交換能力。為了恢復(fù)樹脂的交換能力可用高濃度酸長時(shí)間浸泡。4）pH值強(qiáng)酸和強(qiáng)堿樹脂的活性基團(tuán)的電離能力很強(qiáng)，交換能力基本上與pH值無關(guān)。但弱酸性樹脂在pH值低時(shí)不電離或部分電離，因此，在堿性條件下，才能得到較高的交換能力。而弱堿性樹脂在酸性溶液中才能得到較大的交換能力。螯合樹脂對金屬的結(jié)合與pH值有很大關(guān)系，每種金屬都有適宜的pH值。5）水溫水溫高雖可加速離子交換的擴(kuò)散，但各種離子交換樹脂都有一定的允許使用溫度范圍。6）氧化劑廢水中如果含有氧化劑（如Cl2、O2、H2Cr2O7等）時(shí)，會使樹脂氧化分解。強(qiáng)堿性陰樹脂容易被氧化劑氧化，使交換基團(tuán)變成非堿性物質(zhì)，可能完全喪失交換能力。氧化作用也會影響交換樹脂的本體，使樹脂加速老化，結(jié)果使交換能力下降。4)離子交換的工藝過程離子交換裝置固定床單層床雙層床混合床連續(xù)床移動(dòng)床流動(dòng)床離子交換的運(yùn)行操作步驟交換：利用離子交換樹脂的交換能力，從廢水中分離脫除需要去除的離子的操作過程反洗：反沖洗的目的有二：一是松動(dòng)樹脂層，使再生液能均勻滲入層中，與交換劑顆粒充分接觸；二是把過濾過程中產(chǎn)生的破碎粒子和截留的污物沖走。為了達(dá)到這兩個(gè)目的，樹脂層在反沖洗時(shí)要膨脹30%-40%。沖洗水可用自來水或廢再生液。再生：即交換反應(yīng)的逆過程。使具有較高濃度的再生液流過樹脂，將先前吸附的離子置換出來，從而使樹脂的交換能力得到恢復(fù)。再生液的濃度對樹脂的再生程度有較大影響。清洗：洗滌殘留的再生液和再生時(shí)可能出現(xiàn)的反應(yīng)產(chǎn)物。5)離子交換樹脂的再生離子交換與再生反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，樹脂再生就是使離子交換反應(yīng)逆向進(jìn)行，以恢復(fù)樹脂的離子交換性能。（1）再生操作過程反洗是在離子交換樹脂失效后，逆向通入沖洗水和空氣，以松動(dòng)樹脂層和達(dá)到清洗樹脂層內(nèi)的雜物或分離陰、陽離子交換樹脂（對于混合床）的目的。在單床和復(fù)合床情況下，將再生劑以一定流速流經(jīng)各自交換柱內(nèi)的樹脂層進(jìn)行再生。對于混合床則有柱內(nèi)、柱外再生及陰離子交換樹脂外移再生三種方法，具體運(yùn)用應(yīng)視具體情況而定。再生后還必須用水正洗，洗去樹脂中殘余再生劑及再生反應(yīng)物。有時(shí)再生后樹脂類型與使用所需樹脂型式不同，還需轉(zhuǎn)型。（2）再生劑的選擇陽離子交換樹脂的再生劑有HCl、H2SO4等。強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂可用HCl或H2SO4等強(qiáng)酸及NaCl、Na2SO4等再生。弱酸性陽離子樹脂可以用HCl、H2SO4等再生。用于陰離子交換樹脂的再生劑有NaOH、Na2CO3、NaHCO3等。強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂可用NaOH等類強(qiáng)堿及NaCl再生，弱堿性陰離子樹脂可以用NaOH、Na2CO3、NaHCO3等再生。（3）再生劑用量和再生率的控制盡可能地減少再生劑用量，既可降低再生費(fèi)用，又便于回收處理再生廢液。盡量使用濃度較高的再生劑，采用順流交換逆流再生的方法。再生時(shí)，一般不追求過高的再生率，把交換劑的交換能力恢到原來的80％左右就可以了。這樣不僅可以節(jié)約再生劑，縮短再生時(shí)間，而且提高了再生液中回收物質(zhì)的濃度，有利于回收。（4）順流再生與逆流再生再生液的流向和交換時(shí)水流方向相同稱為順流再生,反之為逆流再生。順流再生優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，操作方便，工作可靠。缺點(diǎn)是再生液用量多，獲得的交換容量低，出水水質(zhì)差。逆流再生時(shí)，再生液耗量少，交換劑獲得的工作容量大，而且能保證出水質(zhì)量，但逆流再生的設(shè)備較復(fù)雜，操作控制較嚴(yán)格。離子交換法在給水處理中的應(yīng)用離子交換法在廢水處理中的應(yīng)用含汞廢水處理含鉻廢水處理除磷脫氮

氯型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂吸著磷酸的反應(yīng)如下：樹脂的選擇性次序?yàn)椋篜O43->HPO42->H2PO4-

但吸著量以一價(jià)的H2PO4-為最大。離子交換法的應(yīng)用及問題離子交換法優(yōu)點(diǎn)為:離子的去除效率高，設(shè)備較簡單，操作容易控制。目前在應(yīng)用中存在的問題是:應(yīng)用范圍還受到離子交換劑品種、產(chǎn)量、成本的限制，對廢水的預(yù)處理要求較高，另外，離子交換劑的再生及再生液的處理有時(shí)也是一個(gè)難以解決的問題。三、吸附法3.1吸附的基本理論3.2吸附操作及設(shè)備3.3影響吸附的因素3.4吸附劑3.5吸附劑的解吸3.6吸附平衡和吸附等溫線3.7吸附法處理的特點(diǎn)及應(yīng)用1)吸附的基本理論(一)吸附過程及分類吸附是指利用多孔性固體物質(zhì)吸附廢水中某種或幾種污染物，以回收或去除某些污染物，使廢水得到凈化的方法。具有吸附能力的多孔性固體物質(zhì)稱為吸附劑。而廢水中被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。吸附是一種界面現(xiàn)象，發(fā)生在兩個(gè)相的界面上。根據(jù)吸附劑與吸附質(zhì)之間作用力的不同，可分為物理吸附(physicaladsorption)、化學(xué)吸附(chemicaladsorption)和離子交換吸附(ionexchangeadsorption)三種類型。（1）物理吸附的特點(diǎn)吸附劑和吸附質(zhì)之間通過分子間力作用所發(fā)生的吸附為物理吸附，沒有選擇性。吸附質(zhì)并不固定在吸附劑表面的特定位置上，而是多少能在界面范圍內(nèi)自由移動(dòng)。物理吸附主要發(fā)生在低溫狀態(tài)下，放熱較小。可以是單分子層或多分子層吸附。解吸容易。影響物理吸附的主要因素是吸附劑表面積和細(xì)孔分布。（2）化學(xué)吸附的特點(diǎn)吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生由化學(xué)鍵力引起的吸附稱為化學(xué)吸附。有選擇性，即一種吸附劑只對某種或特定幾種物質(zhì)有吸附作用。一般為單分子層吸附，分子不能在表面自由移動(dòng)。吸附時(shí)放熱量較大；通常需要一定的活化能。在低溫時(shí)，吸附速度較小。吸附牢固，解吸困難。（3）離子交換吸附的特點(diǎn)指吸附質(zhì)的離子由于靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶電點(diǎn)上，并置換出原先固定在這些帶電點(diǎn)上的其他離子。吸附力為靜電引力有一定的選擇性吸附熱與物理吸附相近(二)吸附平衡與吸附容量當(dāng)廢水和吸附劑充分接觸后，一方面吸附質(zhì)被吸附劑吸附，另一方面一部分巳被吸附的吸附質(zhì)由于熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，能夠脫離吸附劑的表面，又回到液相中去。前者稱為吸附過程，后者稱為解吸過程。當(dāng)吸附速度和解吸速度相等時(shí)，即單位時(shí)間內(nèi)吸附的數(shù)量等于解吸數(shù)量時(shí)，則吸附質(zhì)在液相中和吸附劑表面上的濃度都不再改變，此時(shí)稱為達(dá)到吸附平衡。達(dá)到吸附平衡時(shí)吸附質(zhì)在液相中的濃度稱為平衡濃度。吸附容量是指單位質(zhì)量的吸附劑所吸附的吸附質(zhì)的質(zhì)量，一般用q表示，單位mg/g或g/g。如果用V表示廢水體積；C0和C分別表示吸附前后吸附質(zhì)的濃度；W表示吸附劑的質(zhì)量，則：吸附速度(adsorptionrate)吸附速度是指單位質(zhì)量的吸附劑在單位時(shí)間內(nèi)所吸附的吸附質(zhì)的數(shù)量。吸附速度取決于吸附劑和吸附質(zhì)的性質(zhì)，實(shí)際廢水處理中，由于廢水中的成分復(fù)雜，吸附速度由試驗(yàn)來確定。吸附速度決定了廢水和吸附劑的接觸時(shí)間。吸附速度越快，接觸時(shí)間越短，所需的吸附設(shè)備的容積也就越小。吸附速度決定于吸附劑對吸附質(zhì)的吸附過程。多孔吸附劑對溶液中吸附質(zhì)吸附過程基本上可分為三個(gè)連續(xù)階段：第一個(gè)階段稱為顆粒外部擴(kuò)散（又稱為膜擴(kuò)散）階段，吸附質(zhì)從溶液中擴(kuò)散到吸附劑表面；第二階段稱為孔隙擴(kuò)散階段，吸附質(zhì)在吸附劑孔隙中繼續(xù)向吸附點(diǎn)擴(kuò)散；第三階段稱為吸附反應(yīng)階段，吸附質(zhì)被吸附在吸附劑孔隙內(nèi)的表面上。一般而言，吸附速度主要由膜擴(kuò)散速度或孔隙擴(kuò)散速度來控制。

2)吸附的操作及設(shè)備(一)吸附操作的分類按吸附操作過程中廢水的流動(dòng)狀態(tài)，可把吸附操作分為靜態(tài)吸附和動(dòng)態(tài)吸附。廢水在不流動(dòng)條件下進(jìn)行吸附操作為靜態(tài)吸附操作。靜態(tài)吸附操作工藝過程是把一定量的吸附劑投入欲處理的廢水中，不斷地進(jìn)行攪拌達(dá)到吸附平衡后，再用沉降或過濾的方法使廢水與吸附劑分開。靜態(tài)吸附操作是間歇式操作。有時(shí)需要進(jìn)行多次。如一次吸附后出水水質(zhì)達(dá)不到要求時(shí)，往往采用多次靜態(tài)吸附操作。由于多次吸附操作麻煩，在廢水處理中應(yīng)用較少。動(dòng)態(tài)吸附操作是廢水在流動(dòng)條件下進(jìn)行的吸附操作。動(dòng)態(tài)吸附操作是連續(xù)的過程。一般是廢水連續(xù)通過一定厚度的活性炭床層，使廢水中的污染物吸附在活性炭中。從處理設(shè)備的類型上，可以分成固定床方式、移動(dòng)床方式和流化床方式。(二)吸附操作的設(shè)備

（1）固定床：

固定床是廢水處理中常用的吸附裝置。讓廢水連續(xù)地通過填充吸附劑的設(shè)備。這種動(dòng)態(tài)吸附設(shè)備中，吸附劑在操作過程中是固定的，所以叫固定床。

固定床根據(jù)水流方向又分為升流式(up-flow)和降流式(down-flow)兩種。

降流式出水水質(zhì)較好，水頭損失較大，易堵塞。

升流式水頭損失小，運(yùn)行時(shí)間較長。不易堵塞，但吸附劑易流失。

固定床吸附塔示意圖粒狀活性炭吸附層固定床的操作是間斷的，因?yàn)槲斤柡秃笮枰鼡Q新炭活性炭吸附柱（2）移動(dòng)床：移動(dòng)床的運(yùn)行操作方式是原水從吸附塔底部流入和吸附劑進(jìn)行逆流接觸，處理后的水從塔頂流出，再生后的吸附劑從塔頂加入，接近吸咐飽和的吸附劑從塔底排出，即吸附劑由上而下移動(dòng)，所以稱為移動(dòng)床。按吸附劑排出的方式又分為間歇移動(dòng)床和連續(xù)移動(dòng)床。移動(dòng)床充分利用吸附劑的吸附容量，水頭損失小。移動(dòng)床吸附塔構(gòu)造示意圖粒狀活性炭吸附層去再生系統(tǒng)新的或再生后的活性炭移動(dòng)床的進(jìn)出水是連續(xù)的，活性炭的進(jìn)出可以是連續(xù)的也可以是間斷的（3）流動(dòng)床：流動(dòng)床也叫做流化床。吸附劑在塔中處于膨脹狀態(tài)，塔中吸附劑與廢水逆向連續(xù)流動(dòng)?？墒褂眯☆w粒的吸附劑，吸附劑一次投量較少，不需反洗，設(shè)備小，生產(chǎn)能力大，預(yù)處理要求低。運(yùn)轉(zhuǎn)中操作要求高，不易控制，同時(shí)吸附劑的機(jī)械強(qiáng)度要求高。3)影響吸附的因素（1）吸附劑性質(zhì)的影響

1）比表面積 單位重量吸附劑的表面積稱為比表面積。吸附劑的粒徑越小，或是微孔越發(fā)達(dá)，其比表面積越大。吸附劑的比表面積越大，則吸附能力越強(qiáng)。

2）孔結(jié)構(gòu)吸附劑內(nèi)孔的大小和分布對吸附性能影響很大。孔徑太大，比表面積小，吸附能力差?？讖教?，則不利于吸附質(zhì)擴(kuò)散，并對直徑較大的分子起屏蔽作用。（2）吸附質(zhì)的性質(zhì)對于一定的吸附劑，由于吸附質(zhì)性質(zhì)的差異，吸附效果也不一樣。通常有機(jī)物在水中的溶解度隨著鏈長的增長而減小，而活性炭的吸附容量卻隨著有機(jī)物在水中溶解度的減少而增加，也即吸附量隨有機(jī)物分子量的增大而增加。如活性炭對有機(jī)酸的吸附量按甲酸<乙酸<丙酸<丁酸的次序而增加。（3）操作條件溫度：吸附是放熱過程，低溫有利于吸附，升溫有利于脫附。pH:溶液的pH值影響到溶質(zhì)的存在狀態(tài)(分子、離子、絡(luò)合物)，也影響到吸附劑表面的電荷特性和化學(xué)特性，進(jìn)而影響到吸附效果接觸時(shí)間：應(yīng)保證吸附劑與吸附質(zhì)有足夠的接觸時(shí)間。吸附劑的脫附再生，溶液的組成和濃度及其它因素也影響吸附效果。4)吸附劑工業(yè)吸附劑必須滿足下列要求:（a）吸附能力強(qiáng)；（b）吸附選擇性好；（c）吸附平衡濃度低；（d）容易再生和再利用；（e）機(jī)械強(qiáng)度好；（f）化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；（g）來源廣；（h）價(jià)格低。

一般工業(yè)吸附劑難于同時(shí)滿足這八個(gè)方面的要求，應(yīng)根據(jù)不同的場合選用.（1）活性炭活性炭是一種非極性吸附劑。是由含炭為主的物質(zhì)為原料，經(jīng)高溫炭化和活化制得的疏水性吸附劑。外觀為暗黑色，有粒狀和粉狀兩種，目前工業(yè)上大量采用的是粒狀活性炭。活性炭主要成分除碳外，還含有少量的氧、氫、硫等元素，以及水分、灰分?；钚蕴康奈街行狞c(diǎn)具有良好的吸附性能和穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)，可以耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，能經(jīng)受水浸、高溫、高壓作用，不易破碎。活性炭細(xì)孔分布及作用圖（2）樹脂吸附劑樹脂吸附劑也叫做吸附樹脂，是一種新型有機(jī)吸附劑。吸附樹脂的制備方法與大孔離子交換樹脂的母體相似。具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，呈多孔海綿狀，加熱不熔化，可在150℃下使用，不溶于一般溶劑及酸、堿，比表面積可達(dá)800m2/g。按照基本結(jié)構(gòu)分類，吸附樹脂大體可分為非極性、中性、極性和強(qiáng)極性四種類型。樹脂吸附劑的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)容易人為控制；適應(yīng)性大、應(yīng)用范圍廣；吸附選擇性特殊、穩(wěn)定性高。再生簡單，多數(shù)為溶劑再生。在應(yīng)用上它介于活性炭等吸附劑與離子交換樹脂之間，而兼具它們的優(yōu)點(diǎn)，既具有類似于活性炭的吸附能力，又比離子交換劑更易再生。（3）腐植酸類吸附劑

腐植酸是一組芳香結(jié)構(gòu)的、性質(zhì)與酸性物質(zhì)相似的復(fù)雜混合物。據(jù)測定，腐植酸含的活性基團(tuán)有酚羥基、羧基、醇羥基、甲氧基、羰基、醌基、胺基、磺酸基等。這些活性基團(tuán)決定了腐植酸的陽離子吸附性能用作吸附劑的腐植酸類物質(zhì)有兩大類：一類是天然的富含腐植酸的風(fēng)化煤、泥煤、褐煤等，它們可直接或者經(jīng)簡單處理后作吸附劑用；另一類是把富含腐植酸的物質(zhì)用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┲苽涑筛菜嵯禈渲?，造粒成型后使用。腐植酸類物質(zhì)在吸附重金屬離子后，容易解吸再生，重復(fù)使用。5)吸附劑的解吸再生解吸再生就是在保持吸附劑結(jié)構(gòu)不發(fā)生或者稍微發(fā)生變化的情況下將吸附質(zhì)由吸附劑的表面去除，以恢復(fù)其吸附性能的過程。所以解吸再生是吸附的逆過程。吸附劑的解吸再生方法有：加熱再生法、化學(xué)氧化再生法、藥劑再生法、生物再生法等。（1）加熱再生法加熱再生即用外部加熱的方法，改變吸附平衡關(guān)系，達(dá)到脫附或分解的目的。根據(jù)再生溫度的不同，加熱再生法分為低溫和高溫兩種方法。低溫再生適用于吸附了氣體的飽和活性炭，通常加熱到100－200℃，被吸附的物質(zhì)就可以脫附。高溫再生用于吸附了固體的飽和活性炭。廢水處理中活性炭的再生一般要加熱到800－1000℃，并需要加入活化氣體(如水蒸氣、二氧化碳等)才能完成再生。加熱再生法的步驟(a)干燥:加熱到100－150℃，目的是將吸附在活性炭細(xì)孔中的水分(含水率約為40％－50％)蒸發(fā)出來，同時(shí)部分低沸點(diǎn)的有機(jī)物也隨著揮發(fā)出來；(b)炭化:水分蒸發(fā)后，繼續(xù)加溫到700℃，這時(shí)，低沸點(diǎn)有機(jī)物全部揮發(fā)脫附。高沸點(diǎn)有機(jī)物由于熱分解，一部分成為低沸點(diǎn)有機(jī)物揮發(fā)脫附，另一部分被炭化，殘留在活性炭微孔中；(c)活化:通入活化氣體(如水蒸汽、二氧化碳及氧)將因炭化留在活性炭微孔中的殘留炭氣化，達(dá)到重新造孔的目的?；罨瘻囟纫话?00－1000℃;活化過程中，再生裝置中氧的含量，一般控制在l％以下，以減少活性炭損失。再生后廢氣主要含CO2、H2、CO以及SO2、O2等，視吸附物及活化氣體的不同而異。（2）藥劑再生用某種化學(xué)藥劑將被吸附的吸附質(zhì)解吸下來的過程為藥劑解吸。其過程是在飽和吸附劑中加入適當(dāng)?shù)娜軇?，改變吸附劑與吸附質(zhì)之間的分子引力，改變介質(zhì)的介電常數(shù)。從而使原來的吸附破壞，吸附質(zhì)離開吸附劑進(jìn)入溶劑中，達(dá)到再生和回收的目的。

(3)生物再生法生物再生法主要用于吸附質(zhì)為有機(jī)物的情況。利用微生物的作用，將被活性炭吸附的有機(jī)物氧化分解。活性炭再生后，炭本身及炭的吸附量都不可避免地會有損失。對加熱再生法，再生后的活性炭微孔減少，過渡孔增加，比表面積和碘值均有所降低。對于主要靠微孔的吸附操作，再生次數(shù)對吸附有較重要的影響。對于主要利用過渡孔的吸附操作，則再生次數(shù)對吸附性能的影響不大。6）經(jīng)典吸附等溫線活性炭的平衡吸附：在一定溫度下，使活性炭與被處理的水接觸，并達(dá)到平衡時(shí)的溶液濃度和活性炭所吸附的有機(jī)物數(shù)量之間的關(guān)系吸附等溫線通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)繪出Langmuir型吸附：吸附劑表面與被吸附的分子之間只有弱化學(xué)吸附力，吸附層為單分子層。吸附量與濃度的關(guān)系：其中，a為與最大吸附量有關(guān)的常數(shù)，b為于吸附能量有關(guān)的常數(shù)。變換公式：被吸附物濃度很低：被吸附物濃度很高：q=a

BET型：吸附劑對分子進(jìn)行多層吸附。Cs:水中被吸附物的飽和濃度；C：水中被吸附物的濃度Am：吸附量常數(shù)；Vm：單分子吸附層最大吸附量上式可改寫為：當(dāng)C很小時(shí)：Am＝bCs，則（1）式化為：（1）Freundlich吸附：經(jīng)驗(yàn)公式吸附量與濃度的關(guān)系有：取對數(shù)：適應(yīng)范圍比Langmuir型吸附大一些，但是在高溫下偏離較大。7)穿透曲線7)吸附法處理廢水的應(yīng)用應(yīng)用范圍：脫色，除臭味，脫除重金屬、各種溶解性有機(jī)物和放射性元素等。作為離子交換、膜分離等方法的預(yù)處理，以去除有機(jī)物、膠體物及余氯等，作為二級處理后的深度處理手段，保證回用水的質(zhì)量。煉油廠廢水深度處理

某煉油廠含油廢水經(jīng)隔油、氣浮、生化、砂濾處理后，再用活性炭進(jìn)行深度處理（600m3/h），使酚由0.1mg/L降到0.005mg/L，氰由0.19mg/L降到0.048mg/L，COD由85mg/L降到18mg/L，出水水質(zhì)達(dá)到地表水標(biāo)準(zhǔn)8)吸附法處理廢水的特點(diǎn)特點(diǎn)：適應(yīng)范圍廣；處理效果好；可回收有用物料；吸附劑可重復(fù)使用；缺點(diǎn)是對進(jìn)水預(yù)處理要求較高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高，系統(tǒng)龐大，操作較麻煩。四、膜分離技術(shù)主要內(nèi)容：膜分離法的分類和應(yīng)用范圍電滲析(electrodialysis)反滲透（reverseosmosis)超過濾(ultrafiltration)1)概述膜分離法是利用特殊的薄膜對液體中的某些成分進(jìn)行選擇性透過的方法的統(tǒng)稱。溶劑透過膜的過程稱為滲透。溶質(zhì)透過膜的過程稱為滲析。幾種主要膜分離法的特點(diǎn)：膜過程推動(dòng)力傳質(zhì)機(jī)理透過物及其尺寸截留物膜類型電滲析電位差離子選擇性透過溶解性無機(jī)物非電解質(zhì)大分子離子交換膜反滲透壓力差2-10MPa溶劑的擴(kuò)散水或溶劑溶質(zhì)、鹽、SS非對稱膜超過濾壓力差0.1-10.MPa篩濾及表面作用水、鹽及低分子有機(jī)物膠體大分子、不容有機(jī)物非對稱膜滲析濃度差溶質(zhì)的擴(kuò)散低分子物質(zhì)、離子溶劑非對稱膜液膜化學(xué)反應(yīng)和濃度差反應(yīng)促進(jìn)和擴(kuò)散電解質(zhì)離子溶劑（非電解質(zhì)液膜膜分離技術(shù)有以下共同的特點(diǎn)：（a）膜分離過程不發(fā)生相變，因此能量轉(zhuǎn)化的效率高。例如在現(xiàn)在的各種海水淡化方法中反滲透法能耗最低；（b）膜分離過程在常溫下進(jìn)行，因而特別適于對熱敏性物料，如果汁、酶、藥物等的分離、分級和濃縮；（c）裝置簡單，操作簡單，控制、維修容易，且分離效率高。與其它水處理方法相比，具有占地面積小、適用范圍廣、處理效率高等特點(diǎn)；（d）目前膜的成本較高，所以膜分離法投資較高，有些膜對酸或堿的耐受能力較差。所以目前膜分離法在水處理中一般用于回收廢水中的有用成分或水的回用處理。2)電滲析(a)原理和工作過程用特制的半透膜將濃度不同的溶液隔開，溶質(zhì)即從濃度高的一側(cè)透過膜而擴(kuò)散到濃度低的一側(cè)，這種現(xiàn)象稱為滲析作用，也稱擴(kuò)散滲析、濃差滲析。電滲析的原理是在直流電場的作用下，依靠對水中離子有選擇透過性的離子交換膜，使離子從一種溶液透過離子交換膜進(jìn)入另一種溶液，以達(dá)到分離、提純、濃縮、回收的目的。電滲析過程示意圖

－＋濃水陽膜,只允許陽離子通過陰膜,只允許陰離子通過電極淡水出水時(shí)陽離子陰離子進(jìn)水時(shí)進(jìn)水濃水室淡水室(b)離子交換膜離子交換膜具有與離子交換樹脂相同的組成，含有活性基團(tuán)和能使離子透過的細(xì)孔。常用的離子交換膜按其選擇透過性可分為陽膜、陰膜、復(fù)合膜等數(shù)種。陽膜含有陽離子交換基團(tuán)，在水中交換基團(tuán)發(fā)生離解，使膜上帶有負(fù)電，能排斥水中的陰離子，吸引水中的陽離子并使其通過。陰膜含有陰離子交換基團(tuán)，在水中離解出陰離子，使膜上帶正電，吸引陰離子并使其通過。復(fù)合膜復(fù)合膜由一面陽膜和一面陰膜其間夾一層極薄的網(wǎng)布做成，具有方向性的電阻。當(dāng)陽膜面朝向陰極，陰膜面朝向陽極時(shí)，正、負(fù)離子都不能透過膜，顯示出很高的電阻。當(dāng)膜的朝向與上述相反時(shí)，膜電阻降低，膜兩側(cè)相應(yīng)的離子進(jìn)入膜中。電滲析和離子交換相比，有以下異同點(diǎn)：分離離子的工作介質(zhì)雖均為離子交換樹脂，但前者是呈片狀的薄膜，后者則為圓球形的顆粒；從作用機(jī)理來說，離子交換屬于離子轉(zhuǎn)移置換，離子交換樹脂在過程中發(fā)生離子交換反應(yīng)。而電滲析屬于離子截留置換，離子交換膜在過程中起離子選擇透過和截阻作用。所以更精確地說，應(yīng)該把離子交換膜稱為離子選擇性透過膜；電滲析的工作介質(zhì)不需要再生，但消耗電能；而離子交換的工作介質(zhì)必須再生，但不消耗電能。（c)電滲析器電滲析器的組裝示意圖電滲析器的組裝電滲析器的組裝依其應(yīng)用不同而有所不同。其組裝的情況是用級和段來表示的。級：一對正、負(fù)電極之間的膜堆稱為一級。段：具有同一水流方向的并聯(lián)膜堆稱為一段。電滲析器的級與段一級一段一級兩段兩級一段兩級兩段一對正、負(fù)電極之間的膜堆稱為一級具有同一水流方向的并聯(lián)膜堆稱為一段實(shí)際應(yīng)用的電滲析器處理堿法造紙廢液，從濃液中回收堿，從淡液中回收木質(zhì)素；從含金屬離子的廢水中分離和濃縮重金屬離子，然后對濃縮液進(jìn)一步處理或回收利用；從放射性廢水中分離放射性元素；從芒硝廢液中制取硫酸和氫氧化納；從酸洗廢液中制取硫酸及沉積重金屬離子；處理電鍍廢水和廢液等，含Cu2+、Zn2+、Cr6+、Ni2+等金屬離子的廢水都適宜用電滲析法處理，其中應(yīng)用較廣泛的是從鍍鎳廢液中回收鎳，許多工廠實(shí)踐表明，用這種方法可以實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。（d）電滲析法在廢水處理實(shí)踐中應(yīng)用

陽極反應(yīng)式：陰極反應(yīng)式：海水淡化電滲析法示意圖3)反滲透開始時(shí)兩邊液面相同由于濃度差存在，半透膜又不允許溶質(zhì)通過，所以水透過膜，使?jié)馑贿呉好嫔?，產(chǎn)生滲透壓在濃水邊加壓，當(dāng)壓力超過滲透壓時(shí)，則水透過半透膜，即反滲透，實(shí)現(xiàn)凈化過程。半透膜反滲透膜及作用機(jī)理反滲透膜應(yīng)具有多種性能：選擇性好，單位膜面積上透水量大，脫鹽率高；機(jī)械強(qiáng)度好，能抗壓、抗拉、耐磨；熱和化學(xué)的穩(wěn)定性好，能耐酸、堿腐蝕和微生物侵蝕，耐水解、輻射和氧化；結(jié)構(gòu)均勻一致，盡可能地薄，壽命長，成本低。反滲透膜的分類按成膜材料可分為有機(jī)膜和無機(jī)高聚物膜；按膜的形狀可分為平板狀、管狀、中空纖維狀膜；按膜結(jié)構(gòu)可分為多孔性和致密性膜，或?qū)ΨQ牲(均勻性)和不對稱性(各向異性)結(jié)構(gòu)膜；按應(yīng)用對象可分為海水淡化用的海水膜、咸水淡化用的咸水膜及用于廢水處理、分離提純等的膜。醋酸纖維素膜的結(jié)構(gòu)及性能膜的結(jié)構(gòu)醋酸纖維素是沒有強(qiáng)烈氫鍵的無定形鏈狀高分子化合物。制膜過程是將其溶解在丙酮中并加入甲酰胺作添加劑，經(jīng)混合調(diào)制、過濾、鑄塑成型，然后再經(jīng)蒸發(fā)、冷水浸漬、熱處理，即可得到醋酸纖維素(celluloseacetate,CA)膜。外觀為乳白色、半透明，有一定的韌性，膜厚l00－250m。這種膜有不對稱結(jié)構(gòu)，表面結(jié)構(gòu)致密，孔隙很小，通稱為表皮層或致密層、活化層；下層結(jié)構(gòu)較疏松，孔隙較大，通稱為多孔層或支撐層。CA膜是被水充分溶脹了的凝膠體。由于鑄膜液中的所有添加劑及溶劑在制膜過程中先后被除去，膜中僅含水分。醋酸纖維素膜的結(jié)構(gòu)示意圖99％表皮層，孔徑（8－10）×10－10m過渡層，孔徑200×10－10m多孔層，孔徑（1000－4000）×10－10m1%在相對濕度為100％時(shí)，膜的含水量高達(dá)60％，其中表皮層只含10％－20％，且主要是以氫鍵形式結(jié)合的所謂一級結(jié)合水和少量的二級結(jié)合水。多孔層中除上述兩種結(jié)合水外，較大的孔隙中還充滿著毛細(xì)管水，此層中含水率較高。正由于膜中存在這幾種不同性質(zhì)的水，決定了CA膜具有良好的脫鹽性能和適宜的透水性能。膜必須保存在水中。反滲透裝置工業(yè)生產(chǎn)中使用的膜分離設(shè)備是由多個(gè)構(gòu)造相同的單個(gè)裝置組合而成的，一般把構(gòu)成設(shè)備的相同的裝置稱為膜組件。反滲透膜組件有板框式、管式、螺旋卷式和中空纖維式等四種。（a）板框式反滲透膜組件裝配圖進(jìn)水透過水濃縮水耐壓容器透水板半透膜板框式膜組件工作過程示意圖特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，體積比管式的小。缺點(diǎn)：裝卸復(fù)雜，單位體積膜表面積小。（b）管式反滲透膜組件管式膜組件又分為內(nèi)壓式和外壓式內(nèi)壓式管式膜組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖特點(diǎn):水力條件好，安裝、清洗、維修比較方便。能耐高壓，可以處理高粘度的原水。缺點(diǎn)是膜的有效面積小，裝置體積大，而且兩端要較多的聯(lián)結(jié)裝置。淡水淡水膜表皮層玻璃纖維管進(jìn)水（c）螺旋卷式反滲透膜組件膜組件的組裝示意圖進(jìn)水口耐壓容器連接器膜組件密封圈端蓋透過液濃縮液螺旋卷式反溶透裝置的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，單位容積的膜面積大。處理能力高，占地面積小，操作方便。缺點(diǎn)是不能處理含有懸浮物的液體，原水流程短，壓力損失大，濃水難于循環(huán)以及密封長度大，清洗、維修不方便，易堵塞。（d）中空纖維式反滲透膜組件中空纖維膜組件是由中空纖維膜制成的。中空纖維外徑50―200m，內(nèi)徑2542m。將數(shù)萬至數(shù)十萬根中空纖維制成膜束，膜束外側(cè)覆以保護(hù)性格網(wǎng)，內(nèi)部中間放置供分配原水用的多孔管，膜束兩端用環(huán)氧樹脂加固。將其一端切斷，使纖維膜呈開口狀，并在這一側(cè)放置多孔支撐板。將整個(gè)膜束裝在耐壓筒內(nèi)。中空纖維式膜組件的特點(diǎn)：單位體積膜表面積大。制造和安裝簡單，不需要支撐物。缺點(diǎn)是不能用于處理含有懸浮物的廢水，預(yù)處理必須經(jīng)過濾處理。難以發(fā)現(xiàn)損壞的膜。e）反滲透法在廢水處理中的應(yīng)用實(shí)例1）反滲透法處理酸性尾礦水廢水經(jīng)過濾后，用高壓泵送進(jìn)反滲透器，產(chǎn)出的淡水加堿調(diào)整pH值后即可作為工業(yè)用水，若再經(jīng)過濾和消毒后還可作為飲用水。濃縮水部分循環(huán)，部分用石灰中和沉淀。廢水中的CaSO4容易沉淀，可玷污、堵塞反滲透膜，所以反滲透器的進(jìn)水應(yīng)控制廢水與沉淀池返回來的上清液之比為10：1。同時(shí)，應(yīng)使水流處于湍流狀態(tài)，以便防止邊界層沉淀。2）紙漿及造紙廠廢水處理生產(chǎn)試驗(yàn)表明，反滲透法可降低造紙廠廢水中的BOD5約70-80%，COD約85-90%，色度約96-98%，鈣約96-97%。據(jù)報(bào)導(dǎo)，在工作壓力為3.14MPa時(shí)可去除紙漿廢水中的BOD5約94%，氯化物92%，水的回收率80%，處理后的水無色無臭，可回用于生產(chǎn)。3）絲綢染整廠廢水處理國內(nèi)幾家工廠的實(shí)踐說明，用外壓管束式反滲透裝置處理絲綢染整廢水，脫色率達(dá)98%以上，BOD5約80-90%，COD約85-98%，出水清亮透明，可返回生產(chǎn)使用。此法占地面積??；處理成本低4)超過濾

超過濾簡稱超濾，它同反滲透一樣，都是利用膜來分離廢水中溶解的物質(zhì)。兩種方法的共同點(diǎn)在于：兩種過程的動(dòng)力同是溶液的壓力，在溶液的壓力下，溶劑的分子通過薄膜，而溶解的物質(zhì)被阻滯在膜表面上。兩者區(qū)別在于：（1）膜不同：超過濾所用的膜(超濾膜)較疏松，透水量大，除鹽率低，一般用超過濾分離高分子和低分子有機(jī)物以及無機(jī)離子等，能夠分離的溶質(zhì)分子至少要比溶劑的分子大10倍，在這種系統(tǒng)中滲透壓已經(jīng)不起作用了。反滲透所用的膜(反滲透膜)致密，透水量低，除鹽率高，具有選擇透過能力，用以分離分子大小大致相同的溶劑和溶質(zhì)，（2）機(jī)理不同：超過濾的去除機(jī)理主要是篩濾作用。在反滲透膜上分離過程伴隨有半透膜、溶解物質(zhì)和溶劑之間復(fù)雜的物理化學(xué)作用。（3）工作壓力不同：超過濾的工作壓力低(0.07－0.7MPa)。反滲透所需的工作壓力高(大于2.8MPa)。超濾裝置與反滲透裝置類似，目前我國試驗(yàn)研究及生產(chǎn)中普遍用管式裝置。超過濾技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

在廢水處理中，超濾技術(shù)可以用來去除廢水中的淀粉、蛋白質(zhì)、樹膠，油漆等有機(jī)物，以及粘土，微生物等；此外，超濾還可用于污泥脫水，以及用來代替澄清池等。第四節(jié)水中有害微生物的去除1

概述2氯消毒3其它消毒法1

概述一、消毒目的消毒主要是殺死對人體健康有害的病原微生物。對“消毒”一詞的理解，有二點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)：

1、消毒是針對病原微生物，并不要求消除或殺滅所有微生物；

2、消毒是相對的而不是絕對的，一般來說，若能使微生物在消毒過程中的存活概率達(dá)到10-3，則認(rèn)為是消毒合格的。滅菌：殺滅或去除外環(huán)境中一切微生物的處理稱為滅菌。這里所說的一切微生物，包括一切致病的和非致病的微生物，亦包括細(xì)菌芽孢和一些原蟲。消毒是相對的而滅菌則是絕對的，意為完全殺滅或去除滅菌物品上的一切微生物。目前國際上規(guī)定，滅菌過程必須使物品中的微生物的存活概率減少到10-6。傳染病對人類的威脅與危害：（一）結(jié)核病、白喉、登革熱、霍亂、鼠疫、性病、流腦、乙腦等；（二）軍團(tuán)病、萊姆病、艾滋病、埃博拉出血熱、丙肝、戊肝、O139霍亂、腸出血性大腸桿菌O157:H7感染、傳染性非典型肺炎等；（三）艾滋病與結(jié)核病、乙肝與丙肝等；二、生活飲用水消毒1、飲用水微生物污染是全球最大的健康危害問題，特別是在發(fā)展中國家及貧困地區(qū)，介水傳染病仍是重要的致死原因。

《全國生活飲用水與水性疾病調(diào)查》表明，我國飲用水總大腸菌群超標(biāo)率達(dá)70.59%，飲用水微生物污染是我國供水工作中的首要衛(wèi)生問題。2、中國消毒水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：

生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范（國家衛(wèi)生部）：細(xì)菌總數(shù)：<100cfu/ml

總大腸菌群：每100ml水樣中不得檢出。糞大腸菌群：每100ml水樣中不得檢出。游離余氯：在與水接觸30分鐘后，應(yīng)不低于0.3mg/L，網(wǎng)末稍水應(yīng)不低于0.05mg/L。3、理想的飲用水消毒劑

1）應(yīng)無毒、無刺激性；

2）能迅速溶于水并能快速釋放出殺菌有效成分；

3）對各種類型的腸道致病微生物都有較強(qiáng)的殺滅效果；

4）不與水中無機(jī)物和有機(jī)物起化學(xué)反應(yīng)而降低或破壞其殺菌作用或產(chǎn)生有毒的化合物；

5）操作使用簡單方便；能耐儲存；便于運(yùn)輸；

6）價(jià)格便宜、能普及使用。

三、常用的幾種飲用水消毒方法

氯消毒二氧化氯消毒臭氧消毒紫外線消毒1氯消毒

含氯消毒劑在飲水消毒中的應(yīng)用19世紀(jì)末開始，一百多年來的實(shí)踐證明：氯化消毒飲用水在保證水的衛(wèi)生安全、防止腸道傳染病的流行中起了很大的作用?，F(xiàn)在用氯消毒飲用水已達(dá)到了自動(dòng)化程度。一、氯消毒原理1)原水中不含氨氮成分：氯易溶于水（20℃和98kPa時(shí)，溶解度為7160mg/L）。當(dāng)氯溶解在清水中時(shí)，下列兩個(gè)反應(yīng)幾乎同時(shí)發(fā)生：水中HOCl與OCl-的比例關(guān)系水中HOCl與OCl-的相對比例取決于溫度和pH值HOCl(%)OCl-(%)pH20℃0℃

2)氯與氨的作用 當(dāng)水中含有氨成分或向水中投加氨時(shí)，起主要消毒作用的依然是HOCl。氯加入水中產(chǎn)生如下反應(yīng)：

Cl2+H2OHOCl+HClNH3+HOClNH2Cl+H2ONH2Cl+HOClNHCl2+H2ONHCl2+HOClNCl3+H2O

水中氯氨存在形式與比例水中HOCl、NH2Cl、NHCl2、NCl3都存在。其含量比例取決于氯、氨的相對濃度、pH值和溫度。

pH>9NH2Cl占優(yōu)

pH=7.0NH2Cl和NHCl2近似相等

pH<6.5NHCl2

占優(yōu)

pH<4.4NCl3

存在3)氯與其它雜質(zhì)的作用氯還可以與水中的其他雜質(zhì)特別是還原性物質(zhì)起化學(xué)作用；氯與水中有機(jī)物生成的副產(chǎn)物（如三氯甲烷、氯乙酸等氯代有機(jī)物）致癌。4)氯消毒原理次氯酸為很小的中性分子，只有它才能擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并通過細(xì)菌的細(xì)胞壁穿透到細(xì)菌內(nèi)部；OCl-雖亦為具有殺菌能力的有效氯，但帶有負(fù)電，難于接近帶負(fù)電的細(xì)菌表面，殺菌能力比HOCl差得多。5)消毒效果用氯消毒，5分鐘內(nèi)可殺滅細(xì)菌達(dá)99%以上；用氯氨消毒時(shí)，相同條件下，5分鐘內(nèi)僅達(dá)60%，接觸時(shí)間延長到十幾小時(shí)，才能達(dá)到99%以上的滅菌效果。

NHCl2

消毒效果勝過NH2Cl。低pH值時(shí)，NHCl2所占比例大，效果好。NCl3作用極差，惡臭，一般自來水中不太可能產(chǎn)生。生產(chǎn)實(shí)踐表明，pH值越低則消毒作用越強(qiáng)，HOCl是消毒的主要因素。1)有關(guān)概念加氯量可分為兩部分：需氯量和余氯。余氯：包括自由性余氯和化合性余氯。自由性余氯（游離性）：HOCl、OCl-化合性余氯：NH2Cl、NHCl2、NCl3需氯量=加氯量-余氯二、加氯量2)不同水質(zhì)加氯量與余氯量關(guān)系如水中無細(xì)菌、有機(jī)物和還原性物質(zhì)等，則需氯量為零。當(dāng)水中有機(jī)物較少，并且含很少游離氨氮和含氮化合物時(shí)，需氯量滿足后出現(xiàn)余氯，且余氯量隨著加氯量的增加而增加，如曲線1。當(dāng)水中的有機(jī)物主要是氮化合物，并成分比較復(fù)雜時(shí)，需氯量由試驗(yàn)確定，如曲線2。余氯a（mg/L）0加氯量與余氯量關(guān)系1加氯量c（mg/L）1a1=加量c(b1=0)b2a2a:余氯量b:需氯量2M曲線1與橫坐標(biāo)交角小于45°原因（1）水中有機(jī)物與氯作用的速度不同，在測定余氯時(shí)，部分有機(jī)物尚在與氯作用中。（2）水中部分余氯會自動(dòng)分解，如次氯酸受水中某些雜質(zhì)或光線的作用，產(chǎn)生如下催化分解：

2HOCl→2HCl+O2BH0余氯（mg/L）加氯量（mg/L）Cab化合性余氯自由性余氯1區(qū)加氯量與余氯量關(guān)系2—折點(diǎn)加氯A2區(qū)3區(qū)4區(qū)需氯量第一區(qū)：水中雜質(zhì)耗盡氯，余氯量為零。第二區(qū)：氯與氨反應(yīng)，有化合性余氯存在（主

要是NH2Cl），故有一定消毒效果。

第三區(qū)：繼續(xù)產(chǎn)生化合性余氯，并且隨著加氯

量增加，發(fā)生下列反應(yīng)：

2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O

余氯量反而減少，最后到達(dá)B點(diǎn)。

第四區(qū)：水中已沒有消耗氯的物質(zhì)，

出現(xiàn)自由性余氯。此段效果最好。1)加氯機(jī) 轉(zhuǎn)子真空加氯機(jī)2)氯瓶

立式氯瓶、臥式氯瓶3)氯庫和加氯間 靠近投氯點(diǎn)，位于主導(dǎo)風(fēng)向下游，與經(jīng)常有人值班的車間隔開。

三、加氯設(shè)備

氯在常溫和一個(gè)大氣壓時(shí)為氣體，加壓至68大氣壓或使溫度低于-33.6時(shí)變成液態(tài)，將氯氣液化后灌入鋼瓶就有利于貯藏和運(yùn)輸。

干燥的氣體和液氯的化學(xué)活動(dòng)性很小，沒有腐蝕性，但遇水或受潮化學(xué)活動(dòng)性增強(qiáng)，會嚴(yán)重腐蝕金屬，因此，必須嚴(yán)格防止水或潮氣進(jìn)入鋼瓶。氯瓶不能在烈日下曝曬，或靠近高溫處，以免氣化時(shí)壓力過高發(fā)生意外。3其它消毒方法

物理消毒法（加熱消毒、紫外線消毒）臭氧消毒二氧化氯消毒其他化學(xué)消毒法（重金屬消毒、其他氧化劑消毒）1）物理消毒法加熱消毒紫外線消毒微生物細(xì)胞中的核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）吸收光譜的范圍為240-280nm，對波長250-260nm的紫外線吸收量最大。紫外線消毒燈所產(chǎn)生的光波之波長恰好在此范圍內(nèi)。當(dāng)紫外光被微生物核酸吸收后，不僅使酸發(fā)生突變而阻止其復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，并封鎖其蛋白質(zhì)合成，而且產(chǎn)生自由基，引起光電離，致使微生物細(xì)胞死亡，由此達(dá)到殺菌目的

速度快、不影響水的物理化學(xué)性質(zhì)、操作簡單；電耗大，不能解決管網(wǎng)污染

殺菌設(shè)備主要有浸水式和水面式O3O2+[O]臭氧能有效地使大腸桿菌失活，其機(jī)理是臭氧與其細(xì)胞表面物質(zhì)反應(yīng)，并通過滲入其細(xì)胞膜內(nèi)且與細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)反應(yīng)而改變其細(xì)胞內(nèi)DNA結(jié)構(gòu)，即使在很低的臭氧濃度下，也仍存有這樣作用歐洲普遍用臭氧處理飲用水，在美國也逐漸流行。2）臭氧消毒法臭氧消毒不需要很長的接觸時(shí)間，也不受水中氨氮和pH的影響。臭氧能氧化水中的有機(jī)物，可以用于去除水中的鐵、錳，并能去除嗅、味和色度，還能完全去除水中的酚。剩余臭氧量和接觸時(shí)間決定臭氧的處理效果。作為消毒劑，不會產(chǎn)生三鹵甲烷副產(chǎn)物，殺菌和氧化能力比氯強(qiáng)。臭氧法基建投資大、耗電量大；但由于臭氧在水中不穩(wěn)定，易散失，因此在O3之后，往往需要投加少量的氯；需邊生產(chǎn)邊使用，不能儲存；水量和水質(zhì)變化時(shí)，調(diào)節(jié)臭氧投加量比較困難。但近年來臭氧化的副作用也開始引起人們的關(guān)注。水中大分子物質(zhì)變成分子較小的中間產(chǎn)物，可能有毒性?；蛘咧虚g產(chǎn)物和氯作用后致突變反而增強(qiáng)。

3）二氧化氯消毒在常溫下為黃綠色至橘紅色氣體；二氧化氯易溶于水，但不和水起化學(xué)反應(yīng)，在水中極易揮發(fā)，其水中溶液呈黃綠色，敞開存放時(shí)能被光分解，因此不宜貯存，必須在現(xiàn)場邊生產(chǎn)邊使用；在密閉，避光條件下存放，很穩(wěn)定，如果輕度酸化則更穩(wěn)定。二氧化氯在酸性條件下有很強(qiáng)的氧化性。ClO2氣體與Cl2氣味相似，易溶于水，溶解度比Cl2高5倍，ClO2在水中是純粹的溶解狀態(tài)，不與水產(chǎn)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在水的PH介于6-8時(shí)，消毒作用幾乎不受影響，這是它與Cl2區(qū)別之一，在較高的PH值下，消毒能力比Cl2強(qiáng)。

在給水處理中，ClO2的制取方法有兩種：用亞氯酸鈉（NaClO2)和氯（Cl2）制取用酸與亞氯酸鈉反應(yīng)制取氯消毒的致癌問題

氯化飲水產(chǎn)生的副產(chǎn)物已超過300種，它們對人體的危害已引起人們的重視。氯化產(chǎn)生的副產(chǎn)物主要是三鹵甲烷（THMs），水中含量高達(dá)311μg/L。

美國癌研究所試驗(yàn)證明，三氯甲烷和四氯化碳能引起大、小白鼠發(fā)生肝癌和胃癌。為此美國環(huán)保局規(guī)定，飲水中含量總THMs不能超過100μg/L。

水中THM對人體的危害性尚未完全清楚，它的危害程度正在研究討論中。4）其他消毒方法重金屬消毒其他鹵素高錳酸鉀等第五節(jié)水的其他物理化學(xué)處理方法中和法高級氧化技術(shù)化學(xué)還原法化學(xué)沉淀法電化學(xué)法磁力分離法溶劑萃取吹脫和氣提蒸發(fā)、結(jié)晶和冷凍1.定義酸和堿反應(yīng)生成鹽和水稱為中和反應(yīng)

2.酸堿廢水的產(chǎn)生酸性污水－化工廠、化纖廠、電鍍廠，金屬加工廠等酸性污水pH＝1－4，腐蝕性強(qiáng)，改變水體的pH值，影響水生植物。堿性污水－印染廠、造紙廠、煉油廠的堿性污水pH＝10－14，腐蝕危害小于酸性水，影響水生植物。3.酸堿污水在濃度高達(dá)3%－5％以上，應(yīng)考慮回收和綜合利用，制造硫酸亞鐵、硫酸鐵、在濃度不高時(shí)方可采用此處理方法。一、中和法4.中和劑：

酸性污水的中和劑：蘇打NaCO3和苛性鈉NaOH具有組成均勻，易于貯存，反應(yīng)迅速，易溶于水，但價(jià)格較高。石灰Ca(OH)2

來源廣泛，價(jià)格便宜。石灰石CaCO3，白云石CaCO3＋MgCO3是開發(fā)的石料，在產(chǎn)地價(jià)格便宜，可以作為一種中和材料，主要用于濾床使用。堿性污水的中和劑:硫酸、鹽酸、煙道氣。一、酸堿污水相互中和法

電鍍廠的酸性污水和印染廠的堿性污水相互混合，達(dá)到中和目的。

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)等當(dāng)量原理，Q1C1=Q2C2

計(jì)算污水中酸堿的含量及污水量，使酸堿污水等當(dāng)量混合，達(dá)到等當(dāng)量中和并略偏于堿性。二、投加中和法

常用藥劑是石灰、電石渣、石灰石等，有時(shí)也采用苛性鈉和碳酸鈉。

中和藥劑的投加量，可按化學(xué)反應(yīng)式進(jìn)行估算。酸性污水重金屬離子

石灰常使用熟石灰，配制成石灰乳液，濃度在10％左右，反應(yīng)在池中進(jìn)行。～

藥劑中和在混合池中進(jìn)行，其后需設(shè)沉淀池和污泥干化，污水在混合反應(yīng)池停留時(shí)間5分鐘，在沉淀池停留時(shí)間1－2小時(shí)，污泥是污水的體積2%－5％，污泥需脫水干化。干投法:用機(jī)械將藥劑粉碎，直徑＜0.5mm，然后直接投入水中。濕投法:將藥劑溶解成液體，用計(jì)量設(shè)備控制投加量，可節(jié)省藥劑。

為了防止產(chǎn)生沉淀，石灰乳槽均裝有攪拌設(shè)備。三、過濾中和法

石灰石或白云石作中和劑時(shí)常呈粗粒狀，可作濾料，故用過濾法。石灰石與硫酸反應(yīng)白云石與硫酸反應(yīng)白云石中含有，可生成溶解度較大的不會造成反應(yīng)中濾池的堵塞，產(chǎn)生的是石灰石中和產(chǎn)生的50％，影響小一些，可以適當(dāng)提高進(jìn)水硫酸濃度。CaSO4過濾中和法設(shè)備二、高級氧化技術(shù)臭氧氧化過氧化氫氧化技術(shù)光化學(xué)氧化技術(shù)濕式氧化技術(shù)組合高級氧化技術(shù)和其他高級氧化技術(shù)1.臭氧氧化技術(shù)1)臭氧分子的直接反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)氧原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)加成反應(yīng)臭氧與無機(jī)物的反應(yīng)，直接電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)是十分少見的。經(jīng)常見到的是臭氧加成生成短壽命的中間體，后者釋放氧分子，其直接結(jié)果是氧原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)臭氧加成隨即重排是有機(jī)烯烴化合物臭氧化的典型反應(yīng)。在水溶液中，初始加成產(chǎn)物—五元環(huán)的臭氧化物分解成羰基和羰基氧化物。羰基氧化物水解形成羧酸臭氧與其它有機(jī)基團(tuán)反應(yīng)的初始臭氧加成產(chǎn)物常常重排釋放氧分子或二氧化碳，其結(jié)果是氧原子轉(zhuǎn)移反應(yīng)2)臭氧分子的直接反應(yīng)純過氧化氫是淡藍(lán)色粘稠液體，熔點(diǎn)-0.43℃，沸點(diǎn)150.2℃結(jié)構(gòu)特征是有一個(gè)O-O共價(jià)鍵過氧化氫不論在酸性溶液還是堿性溶液中都是強(qiáng)氧化劑，只有遇到如高錳酸根等更強(qiáng)的氧化劑時(shí)，它才起還原作用。在酸性溶液中用過氧化氫進(jìn)行的氧化反應(yīng)，往往是極慢的；而在堿性溶液中氧化反應(yīng)是快速的。過氧化氫溶液一般常作氧化劑，它不會給反應(yīng)溶液帶來雜質(zhì)離子，這是它作為氧化劑的很重要的優(yōu)點(diǎn)。2.過氧化氫氧化技術(shù)反應(yīng)類型：過氧化氫在水處理中具有廣泛的應(yīng)用，這是因?yàn)樗哂幸韵绿攸c(diǎn)：（1）產(chǎn)品穩(wěn)定，儲存時(shí)每年活性氧的損失低于1%；（2）安全，沒有腐蝕性，能較容易地處理液體，僅需一些較易解決的設(shè)備；（3）與水完全混溶，避免了溶解度的限制或排出泵產(chǎn)生氣栓；（4）無二次污染，能滿足環(huán)保排放要求；（5）氧化選擇性高，特別是在適當(dāng)條件下選擇性更高。一般用過氧化氫處理含硫化合物（特別是硫化物）、酚類和氰化物的工業(yè)廢水。

過氧化氫在水處理中的應(yīng)用Fenton試劑是亞鐵離子和過氧化氫的組合，在精細(xì)化工、醫(yī)藥化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境污染治理等方面得到廣泛的應(yīng)用

3.光化學(xué)氧化技術(shù)光氧化法是利用光和催化劑或氧化劑產(chǎn)生很強(qiáng)的氧化作用來氧化分解廢水中有機(jī)物和無機(jī)物的一種方法。最常用催化劑是TiO2，氧化劑有臭氧、氯、次氯酸鹽、過氧化氫以及空氣等，光源多用紫外燈。光催化氧化技術(shù)在水處理中的應(yīng)用光催化反應(yīng)器按催化劑存在形式一般分為懸浮式和固定式兩類，懸浮式反應(yīng)器通常直接將TiO2顆粒與待處理廢水直接混合，通過攪拌使催化劑分散均勻，由于顆粒TiO2比表面積大、對有機(jī)物具有較好的吸附作用以及對光子具有較好的吸收，因此具有較好的降解作用。針對懸浮式光催化反應(yīng)器的不足，近年來，固定式光催化反應(yīng)器得到了迅速發(fā)展。將TiO2顆粒固定于載體或制成薄膜處理廢水，不需額外設(shè)備就可使TiO2重復(fù)使用。4.濕式氧化技術(shù)濕式氧化法一般在高溫（150-350℃）高壓（0.5-20MPa）操作條件下，在液相中，用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中呈溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無機(jī)物的一種處理方法，最終產(chǎn)物是二氧化碳和水。濕式氧化具有氧化速率快，處理效率高、適用范圍廣、極少有二次污染、可回收能量和有用物料等優(yōu)點(diǎn)。均相催化劑的特點(diǎn)是反應(yīng)溫度溫和、反應(yīng)性能專一，有特定的選擇性，其缺點(diǎn)是催化劑的回收困難以及由此帶來的二次污染問題。常用均相催化劑有Cu鹽和Fe鹽。非均相催化劑主要有貴金屬系列、稀土系列和銅系列催化劑。超臨界水氧化（SCWO）是指當(dāng)溫度、壓力高于水的臨界溫度（374℃）和臨界壓力（22.1MPa）條件下水中有機(jī)物的氧化處在超臨界態(tài)的水有著與常態(tài)水完全不同的物理、化學(xué)性質(zhì)超臨界水氧化法與其他傳統(tǒng)的方法相比，具有很多的優(yōu)點(diǎn)：效率高，有毒物質(zhì)清除率達(dá)99.9%以上；適用范圍廣，可用于各種有毒難降解的有機(jī)物；產(chǎn)物不需作進(jìn)一步處理；在低有機(jī)物含量（2%）時(shí)，可通過自身熱交換，因而不需要外界供熱；反應(yīng)速度快，在幾十秒的時(shí)間內(nèi)即可完全氧化有機(jī)物；反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，處理量大。由于超臨界水這些特有的性質(zhì)，使得超臨界水氧化技術(shù)成為極有前景的有機(jī)廢水處理新技術(shù)。超臨界水氧化技術(shù)目前的研究包括各種有毒有機(jī)廢水、有機(jī)廢物、污泥以及人體代謝廢物的處理等。在超臨界水氧化過程中，有機(jī)物幾乎完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，有機(jī)物中的氮、硫、磷元素分別轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的無機(jī)酸，氯轉(zhuǎn)化為氯離子，硫和磷分別轉(zhuǎn)化為硫酸鹽和磷酸鹽。5.組合高級氧化技術(shù)和其他高級氧化技術(shù)三、化學(xué)還原法主要用于含鉻和含汞廢水的處理以及水的脫氮硫酸亞鐵-石灰石法除鉻化學(xué)還原法除汞水的還原法脫氮用易溶的化學(xué)藥劑(可稱沉淀劑)使溶液中某種離子以它的一種難溶的鹽和氫氧化物形式從溶液中析出，在化學(xué)上稱沉淀法，在化工和環(huán)境工程上稱化學(xué)沉淀法。廢水處理中，常用化學(xué)沉淀法去除廢水中的有害離子，陽離子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，陰離子如SO42-、PO43-。難溶鹽和難溶氫氧化物在溶液中的離子的濃度之積(稱溶度積Ks)是常數(shù)，當(dāng)能結(jié)合成難溶鹽的兩種離子的濃度之積超過這鹽的溶度積時(shí)，該鹽將析出，而這兩種離子的濃度將下降，需要去除的離子就與水分離。四、化學(xué)沉淀法氫氧化物沉淀法除了堿金屬和部分堿土金屬外，其他金屬的氫氧化物大都是難溶的在氫氧化物沉淀法中，最常用的是石灰沉淀法，該法的優(yōu)點(diǎn)是：經(jīng)濟(jì)、簡便、藥劑來源廣，因而在處理重金屬廢水時(shí)應(yīng)用最廣。但是此法在實(shí)踐中還存在不少問題和困難，主要是勞動(dòng)衛(wèi)生條件差，石灰品級不穩(wěn)定，管道易結(jié)垢堵塞與腐蝕，沉渣體積龐大，脫水困難。其中沉渣問題最為突出，因?yàn)榻饘贇溲趸锍猎酁槟z體狀態(tài)，含水率高達(dá)95-98%，給脫水造成了極大困難。硫化物沉淀法硫化物沉淀法是向廢水中投加硫化物沉淀劑，使廢水中的重金屬離子與硫離子反應(yīng)，生成難溶的金屬硫化物沉淀。硫化物沉淀法比氫氧化物沉淀法對廢水中重金屬離子的去除更為徹底。硫化物沉淀法常用的沉淀劑有H2S、NaHS、Na2S、(NH4)2S、FeS等用硫化物沉淀法處理含Hg2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+、AsO2-等的廢水在生產(chǎn)上均得到了應(yīng)用鋇鹽沉淀法鋇鹽沉淀法僅限于含Cr（VI）廢水處理，采用的沉淀劑有BaCO3、BaCl2、Ba(NO3)2、Ba(OH)2等，生成鉻酸鋇沉淀.

化學(xué)沉淀法除磷通過投加的化學(xué)沉淀劑能與廢水中的磷酸鹽生成難溶沉淀物，可把磷分離去除，同時(shí)形成的絮凝體對磷也有吸附去除作用。常用的沉淀劑有石灰、明礬、氯化鐵、石灰與氯化鐵的混合物等。

五、電化學(xué)法電解質(zhì)溶液在直流電流的作用下，兩電極上分別產(chǎn)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程，叫做電解。在電解過程中，陰極放出電子，電解質(zhì)溶液中的某些陽離子得到電子而被還原，