[科普中国]-物理法污水处理

简介

污水处理是清除废水中的污染物，主要来自家庭污水。它包括物理、化学和生物过程，以清除这些污染物，生产环境更安全的处理废水(或处理废水)。污水处理的副产品通常是半固体废物或泥浆，被称为污水污泥，必须经过进一步的处理才能适用于处理或土地应用。

污水处理也可以称为废水处理，尽管后者是一个更广泛的术语，也可以应用于纯工业废水。对大多数城市来说，污水处理系统也会将工业废水的一部分输送到污水处理厂，这些污水处理厂通常会在工厂进行预处理，以减少污染物的负荷。如果下水道系统是一个混合的下水道系统，那么它也会将城市径流(雨水)输送到污水处理厂。污水可以通过管道输送到污水处理厂，并在重力和水泵的帮助下流动。污水过滤的第一部分通常包括一个滤板过滤固体和大的物体，然后收集在垃圾填埋场中。在污水的主要处理之前，脂肪和油脂也被清除。1

污水物理处理法是指采用物理或机械分离对污水进行处理，常用的方法有：过滤,沉淀,离心分离,上浮等。

处理方法废水重力分离处理法废水重力分离处理法利用重力作用原理使废水中的悬浮物与水分离，去除悬浮物质而使废水净化的方法。可分为沉降法和上浮法。悬浮物比重大于废水者沉降，小于废水者上浮。影响沉淀或上浮速度的主要因素有:颗粒密度、粒径大小、液体温度、液体密度和绝对粘滞度等。此种物理处理法是最常用、最基本的废水处理法，应用历史较久。2

折叠筛滤截留废水筛滤截留法是利用留有孔眼的装置或由某种介质组成的滤层截留废水中的悬浮固体的方法。使用设备有:格栅，用以截阻大块固体污染物;筛网，用以截阻、去除废水中的纤维、纸浆等较细小的悬浮物;布滤设备，用以截阻、去除废水中的细小悬浮物;砂滤设备，用以过滤截留更为微细的悬浮物。

折叠气液交换废水气液交换处理法系采用向废水中打入或溶入氧气或其他能起氧化作用的气体，以氧化水中的某些化学污染物，特别是有机物，或者使溶解于废水中的挥发性污染物转移到气体中逸出，使废水净化的方法。影响气液交换的因素有:气液接触面积和方式、气液交换设备、废水性质、水温、pH值、气液比等。

折叠离心分离污水离心分离处理法系利用装有污水的容器高速旋转形成的离心力去除污水中悬浮颗粒的方法。按离心力产生的方式，可分为水旋分离器和离心机两种类型。分离过程中，悬浮颗粒质量大，受到较大离心力的作用被甩向外侧，废水则留在内侧，各自通过不同的出口排出，使悬浮颗粒从废水中分离出来。

折叠高梯度磁分离污水高梯度磁分离处理法是利用磁场中磁化基质的感应磁场和高梯度磁场所产生的磁力从污水中分离出颗粒状污染物或提取有用物质的方法。磁分离器可分为永磁分离器和电磁分离器两类，每类又有间歇式和连续式之分。高梯度磁分离技术用于处理废水中磁性物质，具有工艺简便、设备紧凑、效率高、速度快、成本低等优点。

处理设备污水处理设备有许多，但最主要的有以下几种：

离心机离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开（例如从牛奶中分离出奶油）；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。

污泥脱水机污泥脱水机特点是可自动控制运行，连续生产，无级调速，对多种污泥适用，适用于给水排水，造纸，铸造，皮革，纺织，化工，食品等多种行业的污泥脱水。

曝气机曝气机是通过散气叶轮，将“微气泡”直接注入未经处理的污水中，在混凝剂和絮凝剂的共同作用下，悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝，从而形成大的悬浮物絮团，在气泡群的浮升作用下“絮团”浮上液面形成浮渣，利用刮渣机从水中分离；不需要清理喷嘴，不会发生阻塞现象。本设备整体性好，安装方便，节省运行费用与占地面。

微滤机微滤机是一种转鼓式筛网过滤装置。被处理的废水沿轴向进入鼓内，以径向辐射状经筛网流出，水中杂质（细小的悬浮物、纤维、纸浆等）即被截留于鼓筒上滤网内面。当截留在滤网上的杂质被转鼓带到上部时，被压力冲洗水反冲到排渣槽内流出。运行时，转鼓2/5的直径部分露出水面，转数为1-4r/min，滤网过滤速度可采用30-120m/h，冲洗水压力0.5-1.5kg/cm2，冲洗水量为生产水量的0.5-1.0%，用于水库水处理时，除藻效率达40-70%，除浮游生物效率达97-100%。微滤机占地面积小，生产能力大（250-36000m3/d），操作管理方便，已成功地应用于给水及废水处理。

气浮机气浮机是一种去除各种工业和市政污水中的悬浮物、油脂及各种胶状物的设备。该设备广泛应用于炼油、化工、酿造、屠宰、电镀、印染等工业废水和市政污水的处理。按溶气方式分为：充气气浮机、溶气气浮机和电解气浮机。其原理是将难以溶解于水中的气体或两种以上不同液体高效混合（产生微细气泡粒径20-50微米）。以微小气泡作为载体，粘附水中的杂质颗粒，颗粒被气泡挟带浮升至水面与水分离，达到固液分离的目的。3

历史发展在最开始的时候处理污水的方法通常都是物理或化学法，物理法是将污水用格栅、筛网、沉沙池、沉淀池、隔油池等构筑物，去除废水中的固体悬浮物、浮油，初步调整pH值，减轻废水的腐化程度。化学法是在水中投入絮凝剂使水中的杂质絮凝沉淀然后过滤。但是这两种方法都有各自的缺点，物理法通常不能处理完全，而化学法容易产生二次废物，于是现代污水处理通常都是结合起来一起用。先采取物理法去除污水中呈悬浮状态的固体物质，然后利用化学方法去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，最后利用生物法处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。4

发展到现代按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。

一级处理主要是去除污水中呈悬浮状态的固体物质，常用物理法。一级处理后的废水BOD去除率只有20%，仍不宜排放，还须进行二级处理。二级处理的主要任务是大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物，BOD去除率为80%～90%。一般经过二级处理的污水就可以达到排放标准，常用生物膜处理法。三级处理的目的是进一步去除某种特殊的污染物质，如除氟、除磷等，属于深度处理，常用化学法。

一级处理

主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。

二级处理

主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。

三级处理

进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。

整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者砂滤器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。5