治理废水的基本原理及方法

15、膜分离法用特殊材料制成具有一定孔隙的膜，用于把水溶液中某种溶质与水相互分开的分离技术，统称为膜分离技术。分离膜萃取分离膜萃取使用的是疏水材料(如聚丙烯)制成的膜，水分子在膜孔处由于与材料不浸润，水的表面张力加大，因而水分子不易透过这种疏水性的膜孔。相反，废水中挥发性有机物(如氰、酚)和其他挥发性物质(如氯)，由于与疏水材料相浸润，在疏水材料膜孔处表面张力降低，在浓度差推动下，便通过疏水膜孔。例如，含氰废水或含酚废水，废水中的CN（或酚）在疏水膜孔处表面张力降低，能透过膜孔。在膜孔的另一侧用NaOH溶液吸收透过来的CN-(或酚)，形成

NaCN(或酚钠)。形成盐的CN-(或苯酚)便不会再反向穿透，这样废水中的CN- (或酚)便被NaOH所萃取。这种疏水分离膜，可以用于净化含挥发性有机物的废水，也可以用于净化饮用水中的氯，提高饮用水的水质。超滤，超滤与机械过滤有相似之处，只不过超滤的膜孔径比机械过滤滤料的孔径小得多。所以在进行超滤之前，首先要进行一般机械过滤，以除去较大的颗粒。当前超滤技术在工业发达国家应用较广，美国、日本和西欧，1996年超滤膜市场交易额已达亿美元。目前，在我国处理羊毛洗涤废水、金属切削液、电泳漆废水和印钞废水方面已有采用超滤技术的。液膜萃取液膜萃取也属于膜分离技术的一种，但它是利用表面活性剂与煤油制成的液体膜进行萃取分离。如果用于处理含有机物（例如苯酚、氰）的废水，则用碱液（如NaOH）水溶液作萃取剂。首先用成膜剂（表面活性剂和煤油）制成粒径若干微米的小球，把萃取剂(NaOH)包在球中，成为油包水型的乳状液，此过程称做制乳。然后让废水与这种油包水的大量微型小球（乳液）充分接触，废水中有机物（苯酚或氰）透过液膜扩散进入小球内部，与球内的NaOH生成盐(酚钠或NaCN)有机污染物在球内形成盐，便不会通过液膜从球内渗透至膜外，从而使废水中有机物浓度降低乃至被彻底去除。此过程称为萃取。去除了有机污染物的废水与乳化液因密度不同而分层，相互分开，完成了废水净化。这种乳化液的

小球内包藏着有机物的盐(酚钠或CaCN)，在这种乳液两侧加上高电压静电场，乳液在高压静电场作用下，液膜破裂，放出有机盐溶液，与成膜剂分层，成膜剂再循环使用。这一过程称作破乳。即液膜萃取由制乳、萃取、破乳三个主要过程组成。这项技术是美籍华人黎念之先生1968年发明的（包括静电破乳法的发明）。后来其他人把静电破乳法改为高压静电破乳。此项技术用于处理含氰废水、含酚废水、三氯乙醛废水、污水中氨氮、邻苯二酚废水、无机阴离子（NO-3、PO34-）废水、重金属废水等，国内均有实验研究，有些也有工程实施。用来处理重金属废水和污水中氨氮时，乳液小球内相要用酸(如H2SO2)水溶液作萃取剂。最近(98年初)有文献报导称，用乳化液膜法处理造纸黑

液，也取得了良好的效果。

16蒸发浓缩与焚烧法蒸发浓缩干燥法。把废液的水份蒸发掉，然后进入干燥管干燥成副产品可作饲料，能取得一定经济效益。蒸发过程要采用多效蒸发。蒸发器设计要针对该废液蒸发中若干特殊情况专门设计。若管理得好，并不会比用厌氧好氧生化法费用高，蒸发冷凝水可以回用，能实现闭路循环。浓缩焚烧法。有些高浓度有机废水（如TNT碱性废水,红水、造纸黑液等）蒸发浓缩后所得到的固相物质，不宜直接利用。若把它焚烧掉，焚烧残渣中无机盐、氧化物却有一定经济价值，则可在浓缩到一定程度后进行焚烧处理。造纸黑液的蒸发浓缩焚烧处理，称做\碱回收\。直接焚烧法。某些高浓度有机废水（如含酚、含醛、含醇废水），其中有机污染物能与水分子形成共沸物，或者其沸点与水沸点相接近，蒸发浓缩时与水蒸汽一起蒸出，使得该有机物无法利用蒸发法与水分开。把废水加热900度以上焚烧是为了破坏有机物与水分子的共沸物，这时有机物才

能彻底被烧尽。这样处理，效果是很好的，只是能耗高，运行费用较大。 17高梯度磁分离法铁磁性物质的颗粒在磁场所受的磁场力与磁场强度和磁场强度梯度（称场强梯度）成正比。磁性颗粒在匀强磁场中，由于受两极的引力相等，这时磁性颗

粒所受合力为零，因而不会发生运动。只有在磁场空间里，各点的磁场强度不相同，特别是在很短一段距离之内，磁场强度相差很大（即场强梯度大），磁性颗粒在这种空间里才会发生移动。在强磁场的N和S极之间，投加大量颗粒尺寸在100μm左右的不锈钢毛，使磁力线的疏密程度发生很大变化，便构成了高梯度磁分离空间。含有铁磁性悬浮微粒的工业废水通过高梯度磁分离器，磁性颗粒便被截留下来，从而被净化。这便是高梯度磁分离法。磁过滤法处理含磁性悬浮物废水。由于高梯度磁分离器场强梯度很高，不仅强磁性微粒能被其截留，弱磁性微粒也能被截留。轧钢废水中含有大量细微的氧化铁微粒。炼钢厂烟尘中含有大量Fe2O3微粒，经湿法除尘成为血红色废水，其中悬浮大量Fe2O3微粒。这些废水均可用高梯度磁分离器,磁过滤器加以净化。铁氧体法，处理不含铁磁性物质的含金属废水。铁氧体是铁元素与其他一种或几种金属元属构成的复合氧化物晶体，具有较强的磁性。含Mn、Zn、Cu、Co、Ui、Cr的废水，均可以与FeSO4

制成铁氧体。研究证明：电镀厂的含铜氨络离子

[Cu(NH3)]2＋的废水，是兰色透明的水溶液，长期存放无沉淀物形成。在碱性条件下，60℃左右，与FeSO4能生成铁氧体，通过高梯度磁分离器，Cu的去除率在%以上。磁种混凝法-处理不含金属的有机废水。对于含有油类、无机悬浮物、色素和细菌的污水，投加絮凝剂产生矾花，同时投加磁种。例如粒径在10μm以下的Fe3O4粉末可作磁种，投加量200-1000mg/l，通过高梯度磁分离器，几秒钟便可使污水净化，油、细菌和色素的去除率可达70-90%甚至更高。用磁混凝法处理聚氯联二苯废水，投加水量%的Fe3O4粉，通过高梯度磁分离器，1次可去除96%，2次则可去除%以上。污水磁化处理。对于没有磁性微粒的城市污水，不投加磁种，仅仅进行磁化处理，发现也有一定效果。CODcr能降低40%，BOD能降低30-50%，对氨氮去除无明显效果。磁化处理过的污

水，有利于藻类繁殖。此出水排向贫营养水体是有利的，若排向富营养化水体则是有害

的。

18、废水的声、光、电辅助处理在研究开发污水治理技术过程中，有些研究人员把超声波、紫外线、可见光（自然光）、电场都用上了。这些技术方法需与其他治理技术联合应用，故称之为辅助手段。超声波处理。有文献报导说，超声波能使废水中苯、甲苯、CCL4、氯化物、合成洗涤剂分解。在用活性污泥法处理靛兰废水时，加上超声波处理并投加少量H2O2，能使BOD/COD比值由提高到。用Fenton试剂(Fe2＋加H2O2)处理此种废水，其效果与H2O2超声处理效果相同，但Fenton试剂H2O2用量需L，而H2O2超声波处理，H2O2用量只需L。光合细菌。光合细菌是近几年来研究较多的一种生化方法。在自然光和白炽灯电光源间断光照下，可以培养驯化出一种光合细菌，用于降解有机废水（例如制革废水）。CODcr去除率很高，但光合细菌只需微量溶解氧，与好氧生化法相比，可节省很多动力，处理成本低。而且生成的光合菌菌体本身（有的呈红色），还可以作为食用色素，属于天然色素，无毒性无副作用。这样，光合细菌生化

法，便没有难于解决的剩余活性污泥问题。