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水处理

水处理目的

废水处理又有生活污水处理和工业废水处理之分。其中，与热工技术关系特别密切的有从属于工业用水处理范畴的锅炉给水处理、补给水处理、汽轮机主凝结水处理以及循环水处理等。水处理对发展工业生产、提高产品质量，保护人类环境、维护生态平衡具有重要的意义。[2] 

水处理方式

水处理包括：污水处理和饮用水处理两种，有些地方还把污水处理再分为两种，即污水处理和中水回用两种。经常用到的水处理药剂有：聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、碱式氯化铝，聚丙烯酰胺，活性炭及各种滤料等。

水处理的效果可以通过水质标准衡量。

为达到成品水（生活用水、生产用水或可排放废水）的水质要求而对原料水（原水）的加工过程。

加工原水为生活或工业的用水时，称为给水处理；

加工废水时，则称废水处理。废水处理的目的是为废水的排放（排入水体或土地）或再次使用（见废水处置、废水再用）。

在循环用水系统以及水的再生处理中，原水是废水，成品水是用水，加工过程兼具给水处理和废水处理的性质。水处理还包括对处理过程中所产生的废水和污泥的处理及1终处置（见污泥处理和处置），有时还有废气的处理和排放问题。水的处理方法可以概括为三种方式：①1常用的是通过去除原水中部分或全部杂质来获得所需要的水质；②通过在原水中添加新的成分，通过物理或化学反应后来获得所需要的水质；③对原水的加工不涉及去除杂质或添加新成分的问题。

水中杂质和处理方法 　水中杂质包括挟带的粗大物质、悬浮物、胶体和溶解物。粗大的物质如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、废水中的砂砾以及大块污物等。给水工程中，粗大杂质由取水构筑物的设施去除，不列入水处理的范围。

废水处理中，去除粗大的杂质一般属于水的预处理部分。悬浮物和胶体包括泥沙、藻类、细菌、病毒以及水中原有的和在水处理过程中所产生的不溶解物质等。溶解物有无机盐类、有机化合物和气体。去除水中杂质的处理方法很多，主要方法的适用范围可以大致按杂质的粒度来划分（图1）。由于原水所含的杂质和成品水可允许的杂质在种类和浓度上差别很大，水处理过程差别也很大。

就生活用水（或城镇公共给水）而论，取自高质量水源（井水或防护良好的给水专用水库）的原水，只需消毒即为成品水；取自一般河流或湖泊的原水，先要去除泥沙等致浊杂质，然后消毒；污染较严重的原水，还需去除有机物等污染物；含有铁、锰的原水（例如某些井水），需要去除铁、锰。生活用水可以满足一般工业用水的水质要求，但工业用水有时需要进一步的加工，如进行软化、除盐等。

当废水的排放或再用的水质要求较低时，只需用筛除和沉淀等方法去除粗大杂质和悬浮物（常称一级处理）；当要求去除有机物时，一般在一级处理后采用生物处理法（常称二级处理）和消毒；对经过生物处理后的废水，所进行的处理过程统称三级处理或深度处理，如当废水排入的水体需要防止富营养化所进行的去除氮、磷过程即属于三级处理（见水的物理化学处理法）。当废水作为水源时，成品水水质要求以及相应的加工流程随其用途而定。理论上，现代的水处理技术，可以从任何劣质水制取任何高质量的成品水。

相关概念

采用合理的水处理工艺，配合水的深度处理，处理水可达到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水标准等，可以长时间循环使用，节约大量水资源。

水处理（water treatment ）对水源水或不符合用水水质要求的水，采用物理、化学、生物等方法改善水质的过程。

常用的污水处理技术有生物化学法，如活化污泥法（Activated Sludge Process），生物结层法（Fixed Biofilm Processes），混合生物法（Combined Biological Processes）等；物理化学法，如粒质过滤法(Granular Media Filtration)，活化炭吸附法（Activated Carbon Adsorption），化学沉淀法（Chemical Precipitation），膜滤/析法（Membrane Processes）等；自然处理法，如稳定塘法（Stabilization Ponds），氧化沟法 (Aerated or Facultative Lagoons），人工湿地法（Constructed Wetlands），化学色可赛思树脂处理法.纳滤膜分离原理

纳滤膜又称为***压反渗透膜，日本学者大谷敏郎曾对纳滤膜的分离原理进行了具体的定义：操作压力≤1.50mPa，截留分子量200～1000，NaCl的截留率≤90%的膜可以认为是纳滤膜。纳滤膜分离技术已经从反渗透技术中分离出来，成为介于超滤和反渗透技术之间的独立的分离技术，己经广泛应用于海水淡化、超纯水制造、食品工业、环境保护等诸多领域，成为水处理技术中的一个重要的分支。

纳滤技术原理

溶解、扩散原理：渗透物溶解在膜中，并沿着它的推动力梯度扩散传递，在纳滤膜的表面形成物相之间的化学平衡，传递的形式是：能量=浓度o淌度o推动力，使得一种物质通过膜的时候必须克服渗透压力。

电效应：纳滤膜与电解质离子间形成静电作用，电解质盐离子的电荷强度不同，造成膜对离子的截留率有差异，在含有不同价态离子的多元体系中，由于道南（DONNAN）效应，使得膜对不同离子的选择性不一样，不同的离子通过膜的比例也不相同。

纳滤过程之所以具有离子选择性，是由于在纳滤膜上或者膜中有负的带电基团，它们通过静电互相作用，阻碍多价离子的渗透。纳滤膜可能的荷电密度为0.5～2meq/g。

纳滤膜的分离原理

纳滤膜介于RO与UF膜之间，对NaCL的脱除率在90%以下，反渗透膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率，但纳滤膜只对特定的溶质具有高脱除率；

纳滤膜主要去除直径为1个纳米（nm）左右的溶质粒子，截留分子量为100～1000，在饮用水领域主要用于脱除三卤1中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂，可溶性有机物，Ca、Mg等硬度成分及蒸发残留物质。

水处理发展过程 

在古时候，当时的人类没有***的水处理技术，为了降低疾病的水传播，他们便是采用简单的格栅截留和自然沉降等方法进行水处理。随后，经过多年观察和总结，他们也是发现了用砂子可以过滤掉细微悬浮物的方法，进而出现了药剂混凝预处理。随着人类文明的不断进步，人类产生的垃圾以及对环境的大肆破坏，导致了水资源受到严重污染。当各种传染病通过水传播，致使不少人染病或者死亡的时候，人们才是发现水处理是何等的重要。也正是如此，人们才逐渐开始研究水处理技术。

从十九世纪末开始，工业技术得到长足发展，工业污水也是逐年翻倍产生。而且当时的工业强国的河流、湖泊也是遭到严重污染，逐渐成为社会公害。典型的例子有英国的泰晤士河中的鱼类近乎死亡殆尽、美国的密西西比河的生物大量死亡、日本熊本县水俣湾被甲基汞污染，导致了附近居民出现骨痛病。人们发现，简单的化学、物理方法以及难以处理这些污水，研究出新型的水处理技术已经急不可耐了。各国的科学家都开始着手研究水处理方法，1早是污水曝气试验，然后又是生物膜法，接着再是人工生物处理法，再到如今具有针对性的离子交换法、电化学法等高新技术。

上世纪九十年代，随着可持续发展的思想提出，不少1也都开始利用系统工程的方法。把经济发展与环境保护综合考虑了起来，水处理也不单是处理已经成形的污水，而是从源头开始加以控制。由于1近几十年经济发展迅速，人们发现传统给水处理工艺已经难以满足社会的用水需求，故而也就开始将生物技术应用到给水工艺当中。不仅如此，伴随水资源危机的产生，污水再利用的工艺也是成为了人们关注的一点。为了提高水质，改善现在的环境，以生态学原理为基础的土地灌溉、氧化塘等污水处理技术也是发展了起来。

处理工艺

污水处理一般来说包含以下三级处理：一级处理是它通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、铁离子、锰离子、油脂等。二级处理是生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理是污水的深度处理，它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同，有的污水处理过程并不是包含上述所有过程。

纯净水处理工艺，视原水水质而定。

如果原水是市政自来水，一般的流程是

砂滤--活性炭过滤器--软化（可有可无）--保安过滤器--反渗透--紫外消毒--产水

如果是一般的地表水，在进入上述流程之前要杀菌并添加絮凝剂。

如果是井水，在砂滤后要加除铁锰过滤器。

水进行循环净化。

石英砂过滤是去除水中悬浮物1有效手段之一，是污水深度处理、污水回用和给水处理中重要的单元。其作用是将水中已经絮凝的污染物进一步去除，它通过滤料的截留、沉降和吸附作用，达到净水的目的。

二．适用范围

1．用于要求出水浊度≤5mg/L能符合饮用水质标准的工业用水、生活用水及市政给水系统；

2．工业污水中的悬浮物、固体物的去除；
　　3．可用作离子交换法软化、除盐系统中的预处理设备，对水质要求不高的工业给水的粗过滤设备；

以及用在游泳池循环处理系统、冷却循环水净化系统等。

排污标准

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GB18918-2002是《城镇污水处理厂污染物排放标准》，而GB8978-1996是《污水综合排放标准》，两者是不同的概念，两者都有各自的针对对象，两者是不可以混用的。

《污水综合排放标准》1新的标准1还没有出台，1污水综合排放标准用的还是GB8978-1996。

方法原理

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常用的水处理方法有：

（一）沉淀物过滤法

（二）硬水软化法

（三）活性炭吸附法

（四）去离子法

（五）逆渗透法

（六）超过滤法

（七）蒸馏法

（八）紫外线消毒法

（九）生物化学法。

(十) 混合离子交换法