工业污水处理级别及工艺
1. 污水处理级别
污水处理级别有一级处理（包括一级强化处理）、二级处理（包括二级强化处理） 和深度处理。
2. 污水处理工艺的组成
（1） 物理处理工段。(2）生化处理工段。
污水处理工艺选择的原则
1、工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资 、 削减单位污染投资、 处理单位水量电耗和成本、 削减单位污染物电耗和成本、 占地面积、 运行性能可靠性、 管理维护难易程度、 总体环境效益等。
2、城市污水处理工艺应根据处理规模、 水质特征、 受纳水体的环境功能 及当地的实际情况和要求， 经全面技术经济比较后优选确定。
3、应切合实际地确定污水进水水质，
优化工艺设计参数， 对污水的现状水质特征， 污染物构成必须进行详细调查或测定， 作出合理的分析预测， 在水质构成复杂或特殊时， 应进行污水处理工艺的动态试验， 必要时应开展中试研究。
4、积极审慎地采用新工艺， 对在国内首次应用的新工艺， 必须经过中试 和生产性试验， 提供可靠的设计参数后再进行应用。
5、同一个污水厂分期建设时， 各阶段应尽量采用同一种工艺， 而且各阶段的建设规模应尽量相同。
工业污水处理方案 化学处理法
向污水中投加化学试剂， 利用化学反应来分离、 回收污水中的污染物质，或将污染物质转化为无害的物质。 该法既可使污染物与水分离， 回收某些有用物质， 也能改变污染物的性质， 如降低废水的酸碱度、 去除金属离子、 氧化某些有毒有害的物质等，
因此可达到比物理法更高的净化程度。 常用的化学方法 有化学沉淀法、 中和法、 氧化还原法和混凝法。
化学法处理的局限性如下：
由于化学处理废水常采用化学药剂（或材料）， 处理费用一般较高， 操作与管理的要求也较严格。
化学法还需与物理法配合使用。 在化学处理之前， 往往需用沉淀和过滤等手段作为前处理；在某些场合下，又需采用沉淀和过滤等物理手段作为化学处理的后处理。
(1）化学沉淀法。
化学沉淀法是指向废水中投加某些化学药剂，使其与废水中的溶解性污染物发生五换反应， 形成难榕于水的盐类（沉淀物）从水中沉淀出来，从而降低或除去水中的污染物。化学沉淀法多用于在水处理中去除钙离子、 镜离子以及废水中的重金属离子， 如隶、 锅、铅、 钵等。按使用的沉淀剂不同， 沉淀法可分为石灰法（又称为氢氧化物沉淀法）、硫化物法和银盐法等。
水中Ca 2+、Mg2+令含量的总和称总硬度，可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度可投加石灰使水中的Ca 2+和Mg2+形成CaC03和Mg (OH) 2沉淀而降低， 如需同时去除非碳酸盐硬度， 可采用石灰－苏打软化法， 使Ca 2+和Mg2＋ 形成CaC03 矛llMg ( OH) 2沉淀除去。 因此， 当原水硬度或碱度较高时， 可先用化学沉淀法作为离子交换软化的前处理， 以节省离子交换的运行费用。
去除废水中的重金属离子时， 一般采用投加碳酸盐的方法， 生成的金属离子， 碳酸盐的溶度积很小， 便于回收。 如利用碳酸销处理含镑废水。
ZnS04 + Na 2C03 一一→ZnC03 ↓＋ NazS04
此法优点是经济简便， 药剂来源广， 因此在处理重金属废水时应用最广。 存在的问题是劳动卫生条件差， 管道易结垢堵塞与腐蚀；沉淀体积大， 脱水困难。
(2）中和法。
中和法处理是利用酸碱相互作用生成盐和水的化学原理， 将废水从酸性或碱性调整到中性附近的处理方法。 对于酸或碱的浓度大于3%的废水， 首先应进 行酸碱的回收。 对于低浓度的酸碱废水， 可采取中和法进行处理。
酸性污水的处理， 通常采用投加石灰、 苛性锅、 碳酸锅或以石灰石、 大理石作洁、料来中和酸性污水。 碱性污水的处理， 通常采用投加硝酸、 盐酸或利用二氧化碳气体中和碱性污水。另外，对于酸、碱性污水也可以用二者相互中和的办法来处理。
(3）氧化还原法。
氧化还原法是通过化学药剂与水中污染物之间的氧化还原反应，将污水中的有毒有害污染物转化为无毒或微毒物质的方法。 这种方法主要处理无机污染物， 如重金属和氧化物的污染。利用高健酸御、 液氯、 臭氧等强氧化剂或电极的阳极反应， 将废水中的有害物质氧化分解为元害物质；利用铁粉等还原剂或电极的阴极反应，将废水中的有害物质还原为无害物质；臭氧氧化法对污水进行脱色、杀菌和除臭处理；空气氧化法处理含硫废水；还原法处理含锦电镀废水等都是氧化还原法处理废水的实例。
水处理常用的氧化剂有氧、臭氧、氯、次氯酸等。常用的还原剂有硫酸亚铁、亚硫酸盐、铁屑、铸粉等。
(4）混凝法。
混凝法是在含不易沉降的细颗粒及胶体颗粒的废水中加入电解质以破坏肢体的稳定性而使其聚沉。 常用的混凝剂有硫酸铝、硫酸亚铁、 三氯化铁、聚乙烯亚股或聚丙烯酷胶等。为加速混凝常伴随加入助凝剂石灰、活性硅胶、骨胶等。
物理化学处理法
物理化学法（简称物化法）， 是利用萃取、 吸附、 离子交换、 膜分离技术、气提等物理化学的原理， 处理或回收工业废水的方法。 它主要用分离废水中无机的或有机的（难以生物降解的）溶解态或胶态的污染物质， 回收有用组分，并使废水得到深度净化。 因此， 适合于处理杂质浓度很高的废水（用作回收利用的方法）， 或是浓度很低的废水（用作废水深度处理）。利用物理化学法处理工业废水前， 一般要经过预处理， 以减少废水中的悬浮物、 油类、 有害气体等杂质， 或调整废水的pH值，
以提高回收效率、 减少损耗。同时， 浓缩的残渣要 经过后处理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、 吸附法、 离子交换法、 膜析法（包括渗析法、 电渗析法、 反渗透法、 超滤法等）。
（1）萃取法。
萃取法是向污水中加人一种与水不相溶而密度小于水的有机溶剂， 充分混合接触后使污染物重新分配， 由水相转移到溶剂相中， 利用溶剂与水的密度差别， 将溶剂分离出来， 从而使污水得到净化的方法。再利用溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馆回收， 再生后的溶剂可循环使用。使用的溶剂叫萃取剂， 提出的物质叫萃取物。
萃取是一种液－液相间的传质过程， 是利用污染物（溶质）在水与有机溶剂两相中的溶解度不同进行分离的。
在选择萃取剂时， 应注意萃取剂对被萃取物（污染物）的选择性， 即溶解能力的大小， 通常溶解能力越大， 萃取的效果越好；萃取剂与水的密度相差越大， 萃取后与水分离就越容易。常用的萃取剂有含氧萃取剂、 含磷萃取剂、 含氮萃取剂等 。 常用的萃取设备有脉冲筛板塔、 离心萃取机等。
(2）吸附法。
吸附法处理废水是利用——种多孔性固体材料（吸附剂）的表面来吸附水中的一种或多种溶解污染物、 有机污染物等（称为熔质或吸附质）， 以回收或去除它们， 使废水得以净化。例如， 利用活性炭可吸附废白水中的盼、 隶、 错、氧等剧毒物质， 且具有脱色、 除臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度处理， 可分为静态吸附和动态吸附两种方法， 即在污水分别处于静态和流动态时进行吸 附处理。常用的吸附设备有固定床、 移动床和流动床等。
在废水处理中常用的吸附剂有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附树脂等。以活性炭和吸附树脂应用较为普遍。一般吸附剂均呈松散多 孔结构， 具有巨大的比表面积。其吸附力可分为分子引力（范德华力）、 化学键力和静电引力三种。水处理中大多数吸附是上述三种吸附力共同作用的结果。
吸附剂吸附饱和后必须经过再生， 把吸附质从吸附剂的细孔中除去， 恢复其吸附能力。再生的方法有加热再生法、 蒸汽吹脱法、 化学氧化再生法（湿式氧化、 电解氧化和臭氧氧化等）、 溶剂再生法和生物再生法等。
由于吸附剂价格较贵， 而且吸附法对进水的预处理要求高， 因此多用于给水处理中。
(3）离子交换法。
离子交换法是利用离子交换剂的离子交换作用置换污水中的离子态污染物质的方法。随着离子交换树脂的生产和离子交换技术的发展， 由于效果良好， 操作方便， 近年来在回收和处理工业污水中的有毒物质方面， 得到一定的应用。如用阳离子交换剂去除（回收） 污水中的铜、镍、镉、锌、汞、金、银、铂等重金属。
离子交换法多用于工业给水处理中的软化和除盐， 主要去除废水中的金属 离子。 离子交换软化法采用Na＋交换树脂。
(4）膜析法。
1） 电渗析法。电掺析法是在直流电场的作用下， 利用阴、 阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性（即阳膜只允许阳离子通过， 阴膜只允许阴商子通过）， 使一部分溶液中的离子迁移到另一部分溶液中去，使得溶液中的电解质与水分离， 从而达到浓缩、纯化、分离的一 种水处理方法。电渗析法是在离子交换技术基础上发展起来的新方法， 除用于污水处理外， 还可用于海水除盐、制备去离子水（纯水）等。
2）反渗透法。
反渗透法巳用于含重金属废水的处理、 污水的深度处理及海水淡化等。在世界淡水供应危机严重的今天， 反渗透法结合蒸馆法的海水淡化技术前景广阔。 它的另一重要用途是与离子交换系统联用， 作为离子交换的预处理方法以制备去离子的超纯水。在废水处理中， 反渗透法主要用于去除与回收重金属离子， 去除盐、有机物、色度以及放射性元素等。
目前在水处理领域内广泛应用的半透膜有醋酸纤维素 膜和聚酷胶膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反渗透装置有管式、螺旋式、中空纤维式及板框式等。渗透水可重复利用。
除磷、 脱氮
( 1） 除磷。 城市废水中磷的主要来源是粪便、 洗涤剂和某些工业废水， 以正磷酸盐、 聚磷酸盐和有机磷的形式溶解于水中。 常用的除磷方法有化学法和生物法。
1）化学法除磷。 利用磷酸盐与铁盐、 石灰、 铝盐等反应生成磷酸铁、 磷酸钙、 磷酸铝等沉淀， 将磷从废水中排除。化学法的特点是磷的去除效率较高， 处理结果稳定， 污泥在处理和处置过程中不会重新释放磷造成二次污染，但污泥的产量比较大。
2）生物法除磷。生物法除磷是利用微生物在好氧条件下， 对废水中溶解性 磷酸盐的过量吸收，沉淀分离而除磷。 整个处理过程分为厌氧放磷和好氧吸磷 两个阶段。
含有过量磷的废水和含磷活性污泥进人厌氧状态后，活性污泥中的聚磷商在厌氧状态下， 将体内积聚的聚磷分解为无机磷释放回废水中。这就是 “ 厌氧放磷”。聚磷菌在分解聚磷时产生的能量除一部分供自己生存外， 其余供聚磷菌吸收废水中的有机物，并在厌氧发酵产酸菌的作用下转化成乙酸背，再进一步转化为PHB （聚自－短基丁酸） 储存于体内。
进入好氧状态后， 聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解， 并释放出大 量能量，一部分供自己增殖， 另一部分供其吸收废水中的磷酸盐， 以聚磷的形式积聚于体内。这就是
“好氧吸磷”。在此阶段， 活性污泥不断增殖。 除了一部分含磷活性活泥回流到厌氧池外， 其余的作为剩余污泥排出系统，达到除磷的目的。
(2） 脱氮。
生活废水中各种形式的氮占的比例比较恒定：有机氮 50%~60%，氨氮40%～ 50%，亚硝酸盐与硝酸盐中的氮占 0～ 5%。 它们均来源于人们食物中的蛋白质。脱氮的方法有化学法和生物法两大类。
1）化学法脱氮。包括氨吸收法和加氯法。
①氨吸收法。 先把废水的pH值调整到10以上，然后在解吸塔内解吸氨
②加氯法。在含氨氮的废水中加氯。通过适当控制加氯量， 可以完全除去水中的氨氮。为了减少氯的投加量， 此法常与生物硝化联用， 先硝化再除去微量的残余氨氮。
2）生物法脱氮。生物脱氮是在微生物作用下， 将有机氮和氨态氮转化为氮气的过程， 其中包括硝化和反硝化两个反应过程。
硝化反应是在好氧条件下， 废水中的氨态氮被硝化细菌 （亚硝酸菌和硝酸菌）转化为亚硝酸盐和硝酸盐。 反硝化反应是在无氧条件下， 反硝化菌将硝酸盐氮（N03－）和亚硝酸盐氮（NH2－）还原为氮气。因此整个脱氮过程需经历好氧和缺氧两个阶段。
