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物理化學處理法
物理化學法(簡稱物化法)，是利用萃取、吸附、離子交換、 膜分離技術、氣提等物理化學的原理，處理或回收工業(yè)廢水的方法。它主要用分離廢水中無機的或有機的(難以生物降解的)溶解態(tài)或膠態(tài)的污染物質(zhì)，回收有用組分，并使廢水得到深度凈化。
因此，適合于處理雜質(zhì)濃度很高的廢水(用作回收利用的方法)，或是濃度很低的廢水(用作廢水深度處理)。利用物理化學法處理工業(yè)廢水前，一般要經(jīng)過預處理，以減少廢水中的懸浮物、油類、有害氣體等雜質(zhì)， 或調(diào)整廢水的pH值， 以提高回收效率、 減少損耗。
同時，濃縮的殘渣要經(jīng)過后處理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、吸附法、離子交換法、膜析法(包括滲析法、電滲析法、反滲透法、超濾法等)
(1)萃取法
萃取法是向污水中加人一種與水不相溶而密度小于水的有機溶劑，充分混合接觸后使污染物重新分配，由水相轉(zhuǎn)移到溶劑相中，利用溶劑與水的密度差別，將溶劑分離出來，從而使污水得到凈化的方法。再利用溶質(zhì)與溶劑的沸點差將溶質(zhì)蒸館回收，再生后的溶劑可循環(huán)使用。使用的溶劑叫萃取劑，提出的物質(zhì)叫萃取物。萃取是一種液-液相間的傳質(zhì)過程，是利用污染物(溶質(zhì))在水與有機溶劑兩相中的溶解度不同進行分離的。
在選擇萃取劑時，應注意萃取劑對被萃取物(污染物)的選擇性，即溶解能力的大小，通常溶解能力越大，萃取的效果越好;萃取劑與水的密度相差越大，萃取后與水分離就越容易。常用的萃取劑有含氧萃取劑、含磷萃取劑、含氮萃取劑等。常用的萃取設備有脈沖篩板塔、離心萃取機等。

(2)吸附法
吸附法處理廢水是利用——種多孔性固體材料(吸附劑)的表面來吸附水中的一種或多種溶解污染物、 有機污染物等(稱為熔質(zhì)或吸附質(zhì))， 以回收或去除它們， 使廢水得以凈化。例如， 利用活性炭可吸附廢白水中的盼、 隸、 錯、氧等劇毒物質(zhì)， 且具有脫色、 除臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度處理， 可分為靜態(tài)吸附和動態(tài)吸附兩種方法， 即在污水分別處于靜態(tài)和流動態(tài)時進行吸 附處理。常用的吸附設備有固定床、 移動床和流動床等。
在廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附樹脂等。以活性炭和吸附樹脂應用較為普遍。一般吸附劑均呈松散多 孔結構， 具有巨大的比表面積。其吸附力可分為分子引力(范德華力)、 化學鍵力和靜電引力三種。水處理中大多數(shù)吸附是上述三種吸附力共同作用的結果。
吸附劑吸附飽和后必須經(jīng)過再生， 把吸附質(zhì)從吸附劑的細孔中除去， 恢復其吸附能力。再生的方法有加熱再生法、 蒸汽吹脫法、 化學氧化再生法(濕式氧化、 電解氧化和臭氧氧化等)、 溶劑再生法和生物再生法等。
由于吸附劑價格較貴， 而且吸附法對進水的預處理要求高， 因此多用于給水處理中。
(3)離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑的離子交換作用置換污水中的離子態(tài)污染物質(zhì)的方法。隨著離子交換樹脂的生產(chǎn)和離子交換技術的發(fā)展， 由于效果良好， 操作方便， 近年來在回收和處理工業(yè)污水中的有毒物質(zhì)方面， 得到一定的應用。如用陽離子交換劑去除(回收) 污水中的銅、鎳、鎘、鋅、汞、金、銀、鉑等重金屬。
離子交換法多用于工業(yè)給水處理中的軟化和除鹽， 主要去除廢水中的金屬 離子。離子交換軟化法采用Na+交換樹脂。
(4)膜析法
1) 電滲析法。電摻析法是在直流電場的作用下， 利用陰、 陽離子交換膜對溶液中陰陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過， 陰膜只允許陰商子通過)， 使一部分溶液中的離子遷移到另一部分溶液中去，使得溶液中的電解質(zhì)與水分離， 從而達到濃縮、純化、分離的一 種水處理方法。電滲析法是在離子交換技術基礎上發(fā)展起來的新方法， 除用于污水處理外， 還可用于海水除鹽、制備去離子水(純水)等。
2)反滲透法
反滲透法巳用于含重金屬廢水的處理、 污水的深度處理及海水淡化等。在世界淡水供應危機嚴重的今天， 反滲透法結合蒸館法的海水淡化技術前景廣闊。它的另一重要用途是與離子交換系統(tǒng)聯(lián)用， 作為離子交換的預處理方法以制備去離子的超純水。在廢水處理中， 反滲透法主要用于去除與回收重金屬離子， 去除鹽、有機物、色度以及放射性元素等。
目前在水處理領域內(nèi)廣泛應用的半透膜有醋酸纖維素 膜和聚酷膠膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反滲透裝置有管式、螺旋式、中空纖維式及板框式等。滲透水可重復利用。

厭氧生物濾池
原理：一種內(nèi)部裝填有微生物載體（即濾料）的厭氧生物反應器。厭氧微生物部分附著生長在濾料上，形成厭氧生物膜，部分在濾料空隙間懸浮生長。污水流經(jīng)掛有生物膜的濾料時，水中的有機物擴散到生物膜表面，并被生物膜中的微生物降解轉(zhuǎn)化為沼氣，凈化后的水通過排水設備排至池外，所產(chǎn)生的沼氣被收集利用。
優(yōu)點：①處理能力比一般消化池高；②生物量濃度高，可獲得較高的有機負荷；③不需要專門的攪拌設備，裝置簡單，工藝自身能耗低；④微生物菌體停留時間長，耐沖擊負荷能力較強；⑤無需回流污泥，運行管理方便；⑥在處理水量和負荷有較大變化的情況下，運行能保持較大的穩(wěn)定性。 
缺點：①濾池容易堵塞，尤其是底部，因此主要適用于懸浮物濃度較低的溶解性有機廢水處理；②對布水裝置要求較高，否則易發(fā)生短流，影響處理效果；③濾池的清洗尚無簡單有效的方法。

加油站生活污水處理裝置厭氧接觸法
原理：為了克服普通消化池不能按需要保留或補充厭氧活性污泥的缺點，在消化池后設沉淀池，將沉淀污泥回流到消化池，這樣就形成了厭氧接觸氧化法。厭氧接觸氧化法使污泥不流失、出水水質(zhì)穩(wěn)定，可提高消化池內(nèi)的污泥濃度，縮短污水在消化池內(nèi)的水力停留時間，從而提高厭氧反應的有機容積負荷和處理效率。

特點：a由于設置了專門的污泥截留設施，能夠回流污泥，通過污泥回流，使厭氧接觸法的固體停留時間較長。可保持消化池內(nèi)10～15g/L的較高污泥濃度，提高了耐沖擊能力，使系統(tǒng)運行比較穩(wěn)定；(2)容積負荷大大超過普通消化池，中溫消化時一般為2～10kgCODcr／(m3·d)，水力停留時問比普通消化池大大縮短，比如常溫下普通消化池的水力停留時間為20～30d，而接觸法小于10d：(3)不存在堵塞問題，可以處理懸浮固體含量較高或顆粒較大的污泥或廢水；(4)混合液經(jīng)沉淀后，出水水質(zhì)好。
缺點：①混合液難于在普通沉淀池中進行固液分離，需要設置專門的脫氣設施。②需要配置沉淀池、污泥回流和脫氣等設備，流程較復雜；③從厭氧反應器排出的混合液中的污泥由于附著大量的氣泡,在沉淀池中易于上浮到水面而被出水帶走.此外二沉池中會產(chǎn)生沼氣,是已近沉淀的污泥上翻,導致固液分離效果不佳,影響回流污泥的濃度,進而影響到反應器內(nèi)的污泥濃度.
上流式厭氧污泥床反應器（UASB）
原理：UASB由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器(包括沉淀區(qū))和氣室三部分組成。在底部反應區(qū)內(nèi)存留大量厭氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸，污泥中的微生物分解污水中的有機物，把它轉(zhuǎn)化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出，微小氣泡在上升過程中，不斷合并，逐漸形成較大的氣泡，在污泥床上部由于沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器，沼氣碰到分離器下部的反射板時，折向反射板的四周，然后穿過水層進入氣室，集中在氣室沼氣，用導管導出，固液混合液經(jīng)過反射進入三相分離器的沉淀區(qū)，污水中的污泥發(fā)生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿著斜壁滑回厭氧反應區(qū)內(nèi)，使反應區(qū)內(nèi)積累大量的污泥，與污泥分離后的處理出水從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
優(yōu)點：①UASB內(nèi)污泥濃度高，平均污泥濃度為20－40gVSS/1；②有機負荷高，水力停留時間長，采用中溫發(fā)酵時，容積負荷一般為10kgCOD/m3.d左右；③無混合攪拌設備，靠發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運動，使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)，對下部的污泥層也有一定程度的攪動；④污泥床不填載體，節(jié)省造價及避免因填料發(fā)生堵賽問題；⑤UASB內(nèi)設三相分離器，通常不設沉淀池，被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應區(qū)內(nèi)，通?？梢圆辉O污泥回流設備。
缺點：①進水中懸浮物需要適當控制，不宜過高，一般控制在100mg/l以下；②污泥床內(nèi)有短流現(xiàn)象，影響處理能力；③對水質(zhì)和負荷突然變化較敏感，耐沖擊力稍差。