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浅谈污水处理与净水技术 高二（13）班　　陈郁乔 概述 　　水是人类生存的物质资源，它以气、液、固三种聚集状态存在并遍布于地球上。在现代发达的社会中，任何地区都需要足够且优质安全的水。随着技术进步，生活方式的变化和人口增加，淡水需要量与废水排放量都在增加。由此引发了水污染的问题。 水污染的防治并不是一个难题，但它所涉及的领域十分广泛与复杂，需将多种学科相结合，如物理、化学、生物、地理与社会经济科学等。 　　一、水质污染 　　1953年发生在日本的“水俣病”，是因为水中含汞量超标引起的，有机汞的毒性极大，而危及鱼类，人民长期食用中毒的水产，导致语言失灵、听觉不清、瘫痪等。除此外还有日本富山县镉超标水引发的骨痛病等症，已说明水质污染到了必除的地步。 　　水质污染是如何定义的呢？常常用溶解氧、生化耗氧量、化学耗氧量表示，说明水的污染程度。 　　溶解氧是指溶解于水中的氧，用毫克每升（mg/L）表示其含量，当水的溶解氧小于3～4 mg/L时，鱼类的生存将受到严重影响。 　　生化耗氧量表示水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解所消耗氧的数量，一般指被检试水质在20℃下五日内的耗氧量。 　　化学耗氧量则通过氧化剂进行化学氧化，可快速得知结论。化学耗氧量与生化耗氧量也用毫克每升或百万分率（ppm）表示。若生化耗氧量高于10ppm则会令鱼类死亡、水质变坏。一般的饮用水生化耗氧量最好低于1～2ppm。 　　水质污染主要是由生活污水和工业废水引起，其中也有一些微生物的作用。引起的水质污染类型主要有化学、物理、生理学与生物学等四个主要方面。污染物包括氯、氨、氟化物、氰化物、酸、碱等。 　　二、沉淀处理 　　水的沉淀处理是极常见的，可用于消除工厂锅炉硬度，或除天然水硬度，应用十分广泛。常见方法有石灰沉淀处理法、石灰苏打软化法等化学沉淀法。 　　石灰是化学中常见物质，即氧化钙。在沉淀处理过程中使用其乳浊液（石灰乳），存在于氢氧化钙中，苏打又称纯碱（碳酸钠），在天然水中所含盐碳酸氢钙占50％以上，是硬度的主要成分。石灰苏打软化法便是利用水在被加热时，失去CO2产生CaCO3沉淀，用石灰乳将被称为暂时硬度的碳酸钙除去，钙镁的氯化物或硫酸盐在水受热时不沉淀的永久硬度被碳酸钙除去。其反应为：Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2＝2CaCO3↓＋2H2O 　　　　CaCl2＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaCl 　　沉淀处理可用于各种工业用水的净化处理和预处理，是预处理的主要内容。为提高沉淀处理效果，常辅以絮凝处理，还要对絮凝澄清的水进行过滤，因此发展起各种澄清沉淀池、滤池和过滤器，成为水净化的关键。 　　三、离子交换 　　离子交换是借助静电力吸附在固体表面官能团上的离子置换溶液中不同类别的离子，应用于回收污水中的金、银、汞、铜、镍、铬等金属有害离子，对净化反射性水与有机废水有较大作用。 　　离子交换可用于脱碱、脱盐，主要以软化水为应用主体。使用的离子交换剂有钠沸石、磺化煤与树脂等。交换剂的官能团总数决定着其交换容量，而官能团的类型类型决定着离子的选择性和交换平衡的状况。 　　离子交换器有两种：阳离子交换器与阴离子交换器。 　　1.阳离子交换器 阳离子交换树脂以钠离子或氢离子置换溶液中的阳离子而将其去除（二价阳离子），阳离子被截留在树脂上，得到钠盐或酸类的软化出水。当树脂的交换容量耗尽时，交换柱出流的离子浓度将超过规定值，在水利学称之为“穿透”，由此需用再生剂使树脂再生。再生剂通常有NaCl（钠盐）、H2SO4与HCl（酸类）（原理见图1）。 阳离子废水水流 再生剂 ＊：R表示树脂 反冲洗废水 　　M2＋表示二价阳离子 阳离子交换器 反应 去除： （钠循环） Na2R＋M2＋＝MR＋2Na＋ （氢循环） H2R＋M2＋＝MR＋2H＋ 再生： MR＋2NaCl（钠循环）＝Na2R＋MCl2 MR＋2HCl／H2SO4（酸循环）＝H2R＋MSO4／MCl2 再生废液水流 反冲洗 清洗 （阳离子盐类） 软化出水 图1.　 阳离子交换器原理示意图 　　阳离子交换树脂大都为弱酸型或强酸型。在消除水污染中所应用的大多数酸性树脂均为强酸型。 　　2.阴离子交换器 阴离子交换树脂以羟基离子置换溶液中的阴离子而将其去除，原理与阳离子交换器大体相同，穿透后进行再生，再生前进行反冲洗以去除固体沉积物。再生剂通常用NaOH（氢氧化钠）或NH4OH（氢氧化铵）（原理见图2）。 阴离子废水水流 再生剂 ＊：R表示树脂 反冲洗废水 　　M2＋表示二价阳离子 阴离子交换器 反应 去除： R(OH)2＋A2－＝RA＋2OH－