1　绪论

1.1　水处理技术

水处理技术包括物理、化学以及生物处理技术。物理、化学处理技术是为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝，以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程，生物处理技术是通过生物的降解作用把有机物从污染水中去除的过程。由于人类的生活、生产等一切社会活动都与水密切相关，因此，水处理领域涉及的应用范围十分广泛，构成了一个庞大的产业体系。

对于废水的预处理是去除粗大的杂质，一般属于水的预处理部分。悬浮物和胶体包括泥砂、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有很多，主要方法的适用范围可以大致按杂质的粒度来划分。由于原水所含的杂质和成品水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，先要去除泥砂等致浊杂质，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。

当废水的排放或回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。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。

水处理的过程，实际是按原水水质和成品水水质的差距所设计的，对原水必须采取的加工程序。每一工序对原水产生一个物理的、化学的或微生物学的效果，一个工序一般在一个处理设备中完成，但也有在一个处理设备中完成几个工序的。一个工序或几个工序的组合可以构成一个水处理的单元，如混凝、沉淀、过滤和消毒就是最常用的给水处理单元方法，按所应用的理论基础可以把各种单元方法划分为物理法、化学法和生物法三大类。

①物理法　通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物（包括油膜和油珠）的废水处理法，可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等，以热交换原理为基础的处理法也属于物理处理法。

②化学法　通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。在化学处理法中，以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元是：混凝、中和、氧化还原等；而以传质作用为基础的处理单元则有：萃取、气提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。后两种处理单元又合称为膜分离技术。

③生物法　通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物，转化为稳定、无害的物质的废水处理法。根据微生物的不同，生物处理法又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。废水生物处理广泛使用的是好氧生物处理法，按传统，好氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法本身就是一种处理单元，它有多种运行方式。生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及生物流化床等。生物氧化塘法又称自然生物处理法。厌氧生物处理法又名生物还原处理法，主要用于处理高浓度有机废水和污泥。

污水处理厂是城市排水系统的重要组成部分，由排水管道系统收集的城市污水，通过由物理、生物及化学等方法组合而成的处理工艺，分离去除污水中的污染物质，转化有害物为无害物，实现污水的净化，达到进入相应水体环境的排放标准或再生利用水质标准。污水处理厂工艺流程见图1-1。

图1-1　污水处理厂工艺流程

在城市给水处理中是把含有不同杂质的原水处理成符合使用要求的自来水，对于地面水源水而言，常规处理工艺是以去除浊度和杀死致病微生物为主的工艺，适用于未受污染或污染极其轻微的水源。自来水厂是在去除泥砂等悬浮物的同时，也能去除一些附着在上面的杂质和菌类，所以对降低水的浊度至关重要。

目前，去除水中浊度的方法很多，但自来水厂通常采用的方法是混凝、沉淀、过滤。经该工艺处理后的出水，再进行消毒，即可达到饮用水水质要求，其典型工艺流程见图1-2。

图1-2　常规处理工艺流程