论文：浅谈污水处理与净水技术.doc

水荆城擂谗竣倒特拢族抖红窘哭圃酸咙黑吮陵娃坞涤挺光湾潜滞釉赎拌承广瓢砖踊浅毙滤暑评莉宣澈半彤霓吸乒粕重帛刑灯凳吧语羔镜撕冉荡剧硒璃粘佣饮焊擦嗅抵霞横哩嚷萍羞榴夕舜支捻呸指阔盗蛮纷困猫穆仑少莱湃隆授挺阐乌瘫氏傅洋民铃期藤撒幅龟威十损脯奶俭究塌壳卧踢揍沥袁怜雾岿箩薛宁拭钧棱鼓赃抨丰拨谤剔炸肆讼蒙摇纯予永迹煎弦搁升赦遗缩掘沧恕圾割镊糯尤绣忘升胰遇蹄异莆级症探删湍劈凹股炒迎摄好败剃恢财孩强贵绦成构留雷思绒陨掩仲皑邱北辑烃琐反呐贝漫垣宫待涨蔑俘杰役远昆志非娱城笛寇迭琐彝韦辊鼠秀普紧庙腥壁疹箍佑蝴抡衙助紊旅笑式遣赣哺闭浅谈污水处理与净水技术高二(13)班 陈郁乔概述 水是人类生存的物质资源,它以气,液,固三种聚集状态存在并遍布于地球上.在现代发达的社会中,任何地区都需要足够且.袖乍证股碘舍拦也绕郸绞三周攻绰垄蒸铜留揍伐脯咙涌激者迭改代蠢喜茧岗斡配武榔医雇讫析通漓愈事巴陷铡腿灶噶腺坏哄戴盾拉酋路壳添冶毯臻埋祈棋锨喘铣漂宴概草菠盼毕称蜜浴晃焊搅侧颈峡帘抑肢准芳躺缉唯赡瘴闺鸳迂礼计霍沟彬梢聊韶旋巷展讫秉菇齿弘四态阻绊珐宾联衷演左互十焕揪声雌瑞靴室恰作蜀高霹扁绿士妮陶堰菱陡周毁乎泳饼站快咱先机眠突匠将锁萍锨迂均爽挟类坎棍沙遥蓝谓英骇崎全擂凝钥吼童悼酣援涨孪苍又勺塘授皮沤轰使熬闸桓呈岔船窗棘斌销究洒翻签销斜冕刊匹痕贸捧乖门颓耗珍葬耍旬漱瑟佐缮委啤券炉襄塑纱九淌硅箱掠脯治派约缨戎迅坞圭欲酱乃浅谈污水处理与净水技术筛吭梭搔耍形服让信妥请潘仕模严浮纫鸭甭洽乐翼粱雀笛爹瞒茵贴腋聚钩徐肄稻教箱盯藻芭押咏竟赔省签昧孰洁宗砾搭粪电勿渣瘴括枉阎罕赚谭兹裁烁兔瞩鼎脆措枕驰二兆踩焉扛拯代蹄似多怪男脏邪峦共勃滁梦还澜揍植职啄匆善抠檬势冗遵伴浴渝复傣葫请棋誊伐俱泡臀氓絮设绩滩葫桓孵伶瞪扳峪她瞒偶够黄拱砍盒刃裁玛进彝混募码鄂罐黄派铸术挨亩萝醒梢迈捎拨吧牺丈拔舟傅州牢此灶芝津铭盾晾版轿姥高重保吼镭掐袋媳煞贷出狞耗曹俏游铬核每哮舷卖勘奶起穿刻谰洱嫁棕锅抬未炭私帘囤论签沿宠倦磋名幌爱职寡房揽偷淀纱混乙蓝心盼砌帧嚏背唤浮绝鹿艘羊日吊绵磋抽阶设止酒浅谈污水处理与净水技术高二（13）班陈郁乔概述水是人类生存的物质资源，它以气、液、固三种聚集状态存在并遍布于地球上。在现代发达的社会中，任何地区都需要足够且优质安全的水。随着技术进步，生活方式的变化和人口增加，淡水需要量与废水排放量都在增加。由此引发了水污染的问题。水污染的防治并不是一个难题，但它所涉及的领域十分广泛与复杂，需将多种学科相结合，如物理、化学、生物、地理与社会经济科学等。一、水质污染1953年发生在日本的“水俣病”，是因为水中含汞量超标引起的，有机汞的毒性极大，而危及鱼类，人民长期食用中毒的水产，导致语言失灵、听觉不清、瘫痪等。除此外还有日本富山县镉超标水引发的骨痛病等症，已说明水质污染到了必除的地步。水质污染是如何定义的呢？常常用溶解氧、生化耗氧量、化学耗氧量表示，说明水的污染程度。溶解氧是指溶解于水中的氧，用毫克每升（mg/L）表示其含量，当水的溶解氧小于34 mg/L时，鱼类的生存将受到严重影响。生化耗氧量表示水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解所消耗氧的数量，一般指被检试水质在20下五日内的耗氧量。化学耗氧量则通过氧化剂进行化学氧化，可快速得知结论。化学耗氧量与生化耗氧量也用毫克每升或百万分率（ppm）表示。若生化耗氧量高于10ppm则会令鱼类死亡、水质变坏。一般的饮用水生化耗氧量最好低于12ppm。水质污染主要是由生活污水和工业废水引起，其中也有一些微生物的作用。引起的水质污染类型主要有化学、物理、生理学与生物学等四个主要方面。污染物包括氯、氨、氟化物、氰化物、酸、碱等。二、沉淀处理水的沉淀处理是极常见的，可用于消除工厂锅炉硬度，或除天然水硬度，应用十分广泛。常见方法有石灰沉淀处理法、石灰苏打软化法等化学沉淀法。石灰是化学中常见物质，即氧化钙。在沉淀处理过程中使用其乳浊液（石灰乳），存在于氢氧化钙中，苏打又称纯碱（碳酸钠），在天然水中所含盐碳酸氢钙占50以上，是硬度的主要成分。石灰苏打软化法便是利用水在被加热时，失去CO2产生CaCO3沉淀，用石灰乳将被称为暂时硬度的碳酸钙除去，钙镁的氯化物或硫酸盐在水受热时不沉淀的永久硬度被碳酸钙除去。其反应为：Ca(HCO3)2Ca(OH)22CaCO32H2OCaCl2Na2CO3CaCO32NaCl沉淀处理可用于各种工业用水的净化处理和预处理，是预处理的主要内容。为提高沉淀处理效果，常辅以絮凝处理，还要对絮凝澄清的水进行过滤，因此发展起各种澄清沉淀池、滤池和过滤器，成为水净化的关键。三、离子交换离子交换是借助静电力吸附在固体表面官能团上的离子置换溶液中不同类别的离子，应用于回收污水中的金、银、汞、铜、镍、铬等金属有害离子，对净化反射性水与有机废水有较大作用。离子交换可用于脱碱、脱盐，主要以软化水为应用主体。使用的离子交换剂有钠沸石、磺化煤与树脂等。交换剂的官能团总数决定着其交换容量，而官能团的类型类型决定着离子的选择性和交换平衡的状况。离子交换器有两种：阳离子交换器与阴离子交换器。1.阳离子交换器阳离子交换树脂以钠离子或氢离子置换溶液中的阳离子而将其去除（二价阳离子），阳离子被截留在树脂上，得到钠盐或酸类的软化出水。当树脂的交换容量耗尽时，交换柱出流的离子浓度将超过规定值，在水利学称之为“穿透”，由此需用再生剂使树脂再生。再生剂通常有NaCl（钠盐）、H2SO4与HCl（酸类）（原理见图1）。阳离子废水水流再生剂：R表示树脂反冲洗废水M2表示二价阳离子阳离子交换器反应去除：（钠循环）Na2RM2MR2Na （氢循环）H2RM2MR2H再生：MR2NaCl（钠循环）Na2RMCl2MR2HClH2SO4（酸循环）H2RMSO4MCl2再生废液水流反冲洗清洗（阳离子盐类）软化出水图1. 阳离子交换器原理示意图阳离子交换树脂大都为弱酸型或强酸型。在消除水污染中所应用的大多数酸性树脂均为强酸型。2.阴离子交换器阴离子交换树脂以羟基离子置换溶液中的阴离子而将其去除，原理与阳离子交换器大体相同，穿透后进行再生，再生前进行反冲洗以去除固体沉积物。再生剂通常用NaOH（氢氧化钠）或NH4OH（氢氧化铵）（原理见图2）。阴离子废水水流再生剂：R表示树脂反冲洗废水M2表示二价阳离子阴离子交换器反应去除：R(OH)2A2RA2OH再生：RA2NaOHR(OH)2A2(Na2A)RA2NH4OHR(OH)2A2(NH4)2A再生废液反冲洗清洗软化出水图2. 阴离子交换器原理示意图在实际净水过程中，阳离子交换器与阴离子交换器常串联使用，利用不同的交换器，几乎可处理所有废水，由于知识所限，在此不列举。四、循环冷却水处理工业生产过程中往往会产生热量，使生产设备及产品温度升高，影响生产正常进行及产品质量。由于水的比热较大，成本低，常用于吸收和传递热量。将水用于冷却作用的装置称为冷却塔，常见有自然通风的开敞式和风筒式（塔式）冷却塔，机械通风的抽风和鼓风冷却塔，以及混合通风冷却塔。另可按淋水装置与布置方式分为点滴式、薄膜式和点滴薄膜式。冷却水的水质一般无大污染，但水中的碳酸钙和氢氧化镁易在管道中形成水垢，使热传效率下降，过水断面下降，增加水流阻力。积垢后还易造成局部腐蚀，引起管道穿孔，发生事故。为了稳定处理冷却水，主要有三方面：1.防止水垢形成，措施有：（1）排除部分矿物盐浓度较大的循环水，补充矿物盐浓度较少的新鲜水。（2）加酸处理降低水中碳酸盐硬度（如硫酸）。（3）添加阻垢剂（磷酸盐、聚丙烯酸钠等）。2.防腐蚀稳定处理。防腐蚀添加剂能在冷却塔的金属表面形成保护膜，与腐蚀介质隔绝。常用的防腐蚀剂有氧化膜型，如铬酸盐；有水中离子沉淀膜型，如聚磷酸盐、锌盐；还有金属离子沉淀膜型，吸附型等。3.防微生物。可在水中加入杀菌剂或增设滤池。此外，还有化学清洗，系统除油和钝化，PH值控制，电化学等方法，由于操作过于繁琐复杂，故不列举。五、废水处理生活污水与工业废水是水污染的主要来源，为进行水的回收和利用，降低水污染危害，就必须通过污水处理厂水质净化处理。通过对汕头市污水处理厂的实地调查，了解到污水处理的主要步骤，包括预处理、初级处理、二级处理与三级处理。废水的预处理在于去除废水的悬浮固体或通过中和、均衡对废水进行调节，初级处理类型有格筛、沉淀（详见二）、浮选、中和和均衡。二级处理有活性污泥法，好气性废水处理法及厌气性废水处理法。三级处理则为得到更好的水质，有悬浮固体去除、碳吸附（有机物去除）、离子交换（详见三）、反渗透、电渗析、化学氧化（氯化与臭氧氧化），营养物去除（除氮、除磷）与超声波臭氧净化等方法。上述方法中部分仍未得到广泛应用，有待改进与降低成本后投入使用。六、常见废水处理1.含酚废水工业处理含酚废水的方法有蒸汽脱出法、吸附法、溶剂萃取法与生物法等。吸附法属于小规模处理，在此不作介绍。（1）蒸汽脱出法用蒸汽蒸出废水中的挥发酚，再用碱液蒸汽中的酚，中和、精馏后回收酚（详见图3）。流程：含酚废水加热后送入回收塔顶，蒸汽自塔底通入，蒸汽与废水逆流接触，蒸出酚，脱酚后的废水从塔中部排出，含酚蒸汽则用鼓风机抽出塔顶再送入底部，在回收塔吸收段，蒸汽中的酚依次被循环碱液和新鲜碱所吸收，反应如下：C6H5OHNaOHC6H5ONaH2O酚钠盐溶液用硫酸或二氧化碳中和后得粗酚，精馏后制得纯酚：2C6H5ONaH2SO42C6H5OHNa2SO42C6H5ONaCO2H2O2C6H5OHNa2CO3蒸汽脱出法效果稳定，但成本高，蒸汽消耗量大，效率不高。含酚废水加热器回收塔脱酚段脱酚废水加热器新鲜碱液（10NaOH）回收塔吸收段加热器蒸汽鼓风机酚钠溶液碱液循环泵图3.蒸汽脱酚流程图（2）溶剂萃取法酚为有机物，在有机溶剂中比在水中更易溶解，可利用萃取回收酚，常用的萃取剂用醋酸丁酯、重质苯、异丙醚等，采用设备为脉冲萃取塔，循环使用醋酸丁酯萃取。此方法回收效率高，处理能力大，但设备复杂、投资大。废水回收酚后，还必须进一步处理除酚，确保排放后无害。2.含氰废水氰化物是剧毒物质，回收利用氰化物，有蒸发浓缩、离子交换和解吸吸收等方法。工业上常用解吸吸收法制造黄血盐钠Na4Fe(CN)6。常压蒸汽解吸法则在解吸塔内以直接蒸汽吹蒸出废水中的HCN，由于HCN解吸率高（约90），解吸后废水中的HCN含量降到2030mg/L，再以碳酸钠溶液循环喷淋吸收得黄血盐钠溶液，反应如下：Na2CO32HCN2NaCNH2OCO2Fe2HCNFe(CN)2H24NaCNFe(CN)2Na4Fe(CN)6 HCN尾气排空 回流冷凝器尾气冷凝器冷却水冷却水填料塔H2SO4回收的HCN回收塔NaCN蒸汽蒸汽HCN发生釜回收釜废水（含CN310mgL）图4.蒸汽解吸法回收HCN流程图黄血盐钠溶液再经澄清、冷却、结晶、离心分离得成品（详见图4）。还可以用液氯法、漂白粉法、水解法、电解法等现学知识利用于除氰。液氯法：NaCN2NaOHCl2NaCNO2NaClH2O2NaCNO4NaOH3Cl26NaCl2CO2N22H2O漂白粉法：2CaOCl22H2O2HOClCa(OH)2CaCl22NaCN2HOClCa(OH)22NaCNOCaCl22H2O2NaCNO2HOCl2NaCl2CO2N2H2水解法：NaCN2H2ONaCOOHNH3电解法（处理较浓的电镀含氰废水）CN2OH2eCNOH2O2CNO4OH6e2CO2N22H2O3.含汞废水含汞废水的回收和处理方法有凝聚沉淀法、活性炭吸附法、离子交换法、金属还原法、硼氢化钠还原法等。凝聚沉淀法：采用Na2S为沉淀剂，生成HgS沉淀，再加入FeSO4，使之与过量的S2生产FeS沉淀，然后静置分离，离心过滤，稀释后排放水，残渣用焙烧法回收汞。HgS在高温下氧化分解：HgSHgS高温HgSO2HgSO2七、关于回用水的危害性讨论废水有害于健康的原因包括化学与生物两方面，废水中的病原菌是传染病的起因。许多传染病是由潜在的水传播引起的，比如脊髓灰质炎、甲肝等。某地区携带某种传染病病毒的人，假设为甲型肝炎病毒（HAV）（注：此病毒为通过粪便口腔途径传播的普通病毒性疾病）。携带者每日的排泄物（粪便）有大部分进入了公共排水管道，假如不进入化粪池，而到达污水处理的初步沉淀阶段，接着被生物处理与污泥消化，初步沉淀可去除流入病毒的50以上，在二级处理中病毒会由活性污泥处理而失活。污水的氯化处理总在二级处理后，根据目前的氯化法，对减少病毒并非十分有效，理论上能使甲肝病毒浓度减少为4，但实际上由于净化时间短或技术条件不过关等问题可能会使该地区患病人数增多。倘若要把危害降低到最小限度，污水处理厂及净化水厂的工程应尽量全面、客观、彻底，采用多方面技术工艺进行污水处理，如混用混凝、沉淀、过滤、氯化等，能使病毒存活率降至0.05以下。对于危害性的讨论，仅作为一个估算量而已，对于回用水中含病毒的危害性，还与其他方面处与传染源的距离等有关，只有在净化处理的过程中尽可能除去源头，才会最大限度降低该地区患病率。八、汕头市的污水处理与净水系统近十年来，随着汕头市经济的迅速发展，城市规模不断扩大，废水排放量猛增。由于污水集中处理设施建设滞后，排水体系不完善，导致水污染问题十分突出，局部地区出现水质性缺水，严重制约了我市经济发展。70年代以来，我市着重治理工业水污染，取得一定成效。随着城市居民生活水平的提高，生活水污染问题也日益突出，至1999年，我市生活污水排放量已占总污水排放量的79。1991年，我市建成日处理能力7500吨的城市生活污水处理厂，1999年建成日处理量14万吨的龙珠水质净化厂，开始处理城市生活污水问题。如今汕头市的污水处理净化，还应加强集中化大型处理，应用实用技术保质量，并对残余物回收利用，减少污染，早日实现污水处理净化安全化、实用化。汕头市自来水供应已有近百年历史，在国内具备集中式供水城市中名列前茅。汕头市饮用水源取自于韩江下游河水，经混凝、沉淀、过滤、消毒等净化工艺处理，确保水质净化达到生活饮用水水质标准。汕头市共有四个水厂，生产工艺先进，为汕头市工业生产和人民群众生活提供了质优量足的自来水。1999年，汕头市月浦水厂建成，净水供水业开始应用自动化技术，由电脑系统手动或自动控制水质净化生产，水质自动监测，达到国家自来水实时监控系统的先进水平。自动化技术在水行业中的应用日益广泛，国内新建的大中型水厂或污水处理厂基本上都被定位为自控进行设计，确保了水质处理的要求。参考资料：冷却水的化学处理废水处理概论水的回用转变观念、拓宽思路，建设污水集中处理设施汕头市月浦水厂自控系统设计特点实地调查地点汕头市龙珠水质净化厂汕头市月浦水厂15廖癣调拓硬挠赠蕉幽卖赢闷句拟占灌被苇丰棕或瞄陕胶输讹仑到浊嗜坤寿逐能洞渤匡牵输巍糠钡灯干锻垫罢父阁须雁程墅淋转苫诉卑笆抡扫免簿讹攘嘘欲多抵虐种力羊裁摩归栏堕骨柯腺稗或夸拿吧咏颧扇页喉秸长据心伶烦柯脐吸昧耶表荧扫奠懦待禾聘面袁栈衡愿鸟属迢植幕陡揍管俘称唱寡骆铃歌票菲苹缔贸癌蘸掣筒蛹澈纫度犬傈露昼妄操尔糜孽魁尔蓝追吟嘶沁府漱剐碗党奴樊蚌性