环境工程实用技术丛书--废水物化处理技术

本书以问答的形式，对废水物化处理过程中常见的技术及应用问题进行了整理汇编。全书共分十一个部分：总论、废水预处理技术、沉淀/气浮技术、化学沉淀/中和技术、氧化还原技术、吸附技术、离子交换技术、膜分离技术、萃取/吹脱/汽提技术、冷却/蒸发/结晶技术和废水消毒技术。
本书资料翔实、实用性强，可供基层企事业单位的环保技术人员、管理人员阅读，也适合高等学校环境类相关专业师生、环保爱好者和宣传工作者参考。

废水又称污水，是指居民生产、生活活动中排出的水和径流雨水的总称，包括生活污水、工业废水和初雨径流水等。从循环经济的角度来看，被污染的水经适当处理后仍然具有利用的价值，因此，越来越多的专业文献和书籍中倾向于采用“污水”的提法。近年来，随着国家循环经济、清洁生产、绿色工厂、“两山论”和生态文明等一系列重大发展政策、理念、战略的实施，对国民经济各环节所排废水的处理率和回用率提出了更为严格的要求。从覆盖范围来看，生活污水的净化处理已由早期的城镇生活污水的处理，逐渐发展到乡村生活污水的处理；从处理程度来看，工业废水的外排要求日趋严格。然而，现有废水处理工艺普遍存在重生物处理和生态处理、轻物化处理的现象。
物化处理技术作为生物和生态处理技术的预处理和后处理，对保证整个工艺的净化能力和经济性均有着举足轻重的作用。以果汁废水的处理为例，借助筛滤技术可有效去除废水中以悬浮和胶体形式存在的果胶，大幅降低后续生物单元的降解负荷，缩短工艺长度，同时实现了有机组分的回收利用。为此，本书基于编者多年来的工作经验，对废水处理中常见的物化处理技术以及技术应用中经常遇到的难题，以问答的形式进行了整理汇编。在编写上，编者力求通俗易懂，言简意赅，以供基层企事业单位的环保技术人员、管理人员在工作中阅读，也适合高等学校环境类相关专业师生、环保爱好者和宣传工作者参考。
全书共分十一个部分：总论、废水预处理技术、沉淀/气浮技术、化学沉淀/中和技术、氧化还原技术、吸附技术、离子交换技术、膜分离技术、萃取/吹脱/汽提技术、冷却/蒸发/结晶技术和废水消毒技术。实际工作中的环境问题各种各样，本书中所选都是环保工作者经常用到的一些有代表性的问题，资料翔实，内容丰富，实用性较强。本书由王文东主编，参与编写的其他人员有：李超鲲、韩柳、薛同宣、张楠、杨岚和田崟墙。
由于编者水平有限，编写经验不足，书中的不足之处在所难免，敬请各位专家和读者批评指正。

编者
2024.1

一、总论1
1.什么是生活污水？其主要来源有哪些？1
2.什么是工业废水？有何特点？2
3.废水中污染物的种类主要有哪些？2
4.废水中油的来源有哪些？3
5.含油废水有哪些环境危害？4
6.酸碱废水的来源有哪些？4
7.酸碱废水对环境的影响有哪些？4
8.高色度废水的来源与危害有哪些？5
9.有机氮和氨氮废水的来源与危害有哪些？5
10.含磷废水的来源与危害有哪些？6
11.废水中难生物降解有机物有哪些？6
12.什么是废水的可生化性？评价方法有哪些？6
13.废水中重金属的来源有哪些？9
14.重金属对环境和人体健康有何危害？10
15.废水中氰化物的来源与危害有哪些？10
16.废水中硫化物的来源与危害有哪些？10
17.废水中氟化物的来源与危害有哪些？11
18.热污染废水的来源与危害有哪些？11
19.废水中致病微生物的来源有哪些？如何处理？12
20.放射性废水的来源与危害有哪些？12
21.评价废水污染程度的物理指标有哪些？13
22.评价废水污染程度的化学指标有哪些？13
23.评价废水污染程度的微生物指标有哪些？14
24.废水处理后最终出路有哪些？14
25.废水的处理程度有哪些级别？15
26.什么是污染物排放总量控制？15
27.什么是排污许可证和排污许可制度？16
28.《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）的适用范围是什么？16
29.《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）是如何分级的？17
30.何为第一类污染物和第二类污染物？17
31.城镇污水处理厂污染物排放应符合什么标准？17
32.城市污水再生用作工业用水时的水质要求是什么？18
33.如何选择适用污水排放标准？20
34.污水的主要处理方法有哪些？各有什么特点？20

二、废水预处理技术22
35.什么是格栅？有何作用？22
36.常见的格栅有哪些类型？22
37.常见的格栅除污机有哪些类型？23
38.如何确定合适的格栅？26
39.布置格栅需要满足哪些要求？26
40.筛网的作用和类型有哪些？26
41.水力筛网的工作原理和使用场合是什么？28
42.旋转筛的工作原理和使用场合是什么？28
43.微滤机的工作原理和使用场合是什么？29
44.筛余物的处置方法有哪些？29
45.何为离心分离技术？常用的分离设备有哪些？30
46.离心机的分类和除污原理是什么？30
47.压力式水力旋流器的除污原理是什么？32
48.磁分离技术的原理和特点是什么？32
49.物质所带磁性有哪些类型？33
50.磁场力的影响因素主要有哪些？35
51.磁分离设备的类型有哪些？有什么特点？36
52.磁分离技术对钢铁废水的处理效果如何？36
53.磁分离技术对重金属废水的处理效果如何？37
54.为什么要进行水质水量均化调节？38
55.调节池的类型和功能有哪些？38
56.何为线内水量调节和线外水量调节？39
57.水质调节的方式主要有哪些？40
58.何为综合调节池和事故调节池？41
59.如何设计调节池？42

三、沉淀/气浮技术43
60.沉淀的作用有哪些？43
61.颗粒物沉淀分离的原理是什么？43
62.沉淀的基本类型有哪些？43
63.什么是理想沉淀池？44
64.影响颗粒物沉淀效果的因素有哪些？44
65.什么是沉砂池？主要类型有哪些？45
66.曝气沉砂池的结构和工作原理是什么？47
67.水力旋流沉砂池的结构和工作原理是什么？48
68.沉砂池的设计原则是什么？50
69.平流式沉淀池的结构和工作原理是什么？50
70.如何进行平流式沉淀池设计？53
71.竖流式沉淀池的结构和工作原理是什么？54
72.如何进行竖流式沉淀池设计？55
73.辐流式沉淀池的结构和工作原理是什么？56
74.如何进行辐流式沉淀池设计？57
75.什么是初沉池和二沉池？有何差异？58
76.各类沉淀池的优缺点和适用条件是什么？58
77.选择沉淀池池型时需考虑哪些因素？59
78.什么是污泥浓缩池？主要类型有哪些？59
79.隔油池的工作原理是什么？60
80.隔油池的常见类型有哪些？60
81.在什么条件下需要设置隔油池？61
82.如何进行隔油池设计计算？61
83.气浮法的原理和去除对象是什么？62
84.悬浮物和气泡的附着条件是什么？63
85.如何保证气泡的分散度和稳定性？63
86.什么是乳化现象？如何破乳？64
87.气浮法的主要类型有哪些？64
88.加压溶气气浮工艺的基本流程有哪些？67
89.气浮池的常见类型有哪些？68
90.如何确定气浮池的气固比？69
91.如何进行加压溶气气浮系统的设计计算？70
92.气浮法在废水处理中的应用主要有哪些？71

四、化学沉淀/中和技术73
93.利用化学沉淀法进行废水净化的原理是什么？73
94.什么是同离子效应和分级沉淀？73
95.什么是盐效应？74
96.常用的化学沉淀法有哪些？74
97.氢氧化物沉淀法的适用条件是什么？75
98.硫化物沉淀法的适用条件是什么？75
99.重金属污染废水净化常用的螯合剂有哪些？75
100.石灰软化去除废水中钙、镁离子的原理是什么？76
101.什么是铁氧体和铁氧体沉淀法？76
102.铁氧体沉淀法的工艺过程是怎样的？77
103.如何采用铁氧体沉淀法处理电镀废水？77
104.常用的铬酸盐沉淀净化技术有哪些？78
105.常用的化学沉降除磷技术有哪些？78
106.如何沉淀去除废水中的氟化物？79
107.如何沉淀去除废水中的银离子？79
108.何为中和技术？与pH调节有何区别？80
109.常用的酸碱废水中和剂有哪些？80
110.中和技术适用于哪些废水的处理？81
111.碱性废水的中和处理方法有哪些？81
112.酸性废水的中和处理方法有哪些？82
113.常用的过滤中和池类型有哪些？83
114.过滤中和操作常见的异常问题和解决对策有哪些？84

五、氧化还原技术85
115.氧化还原技术的基本原理是什么？85
116.常用的氧化还原技术有哪些？85
117.常用的氧化剂有哪些？86
118.常用的还原剂有哪些？86
119.如何选择氧化还原药剂？86
120.什么是空气氧化法？有何特点？88
121.空气氧化法在废水处理中有哪些应用？88
122.氯氧化的原理是什么？89
123.采用氯氧化技术如何进行含氰废水处理？90
124.采用氯氧化技术如何进行含硫废水处理？91
125.采用氯氧化技术如何进行含酚废水处理？91
126.臭氧氧化的原理是什么？有何特点？91
127.制备臭氧的方法和影响因素有哪些？92
128.臭氧氧化处理工艺由哪几部分组成？92
129.如何选择合适的臭氧接触反应器？93
130.臭氧反应尾气如何处理？93
131.臭氧氧化对印染废水的处理效果如何？94
132.臭氧氧化对含氰废水的处理效果如何？94
133.臭氧氧化对含酚废水的处理效果如何？95
134.何为光氧化和光催化氧化？95
135.常用光化学氧化技术有哪些？其原理是什么？96
136.常用光化学氧化工艺组成有哪些？97
137.光化学氧化技术在废水处理中的应用有哪些？98
138.什么是UV-Fenton氧化技术？有何特点？98
139.UV-Fenton氧化技术在废水处理中的应用有哪些？99
140.常用非均相光催化氧化技术及其原理有哪些？99
141.非均相光催化氧化技术的影响因素有哪些？100
142.常用非均相光催化剂有哪些？100
143.非均相光催化氧化反应器有哪些类型？101
144.湿式氧化技术的原理是什么？102
145.什么是催化湿式氧化？常用催化剂有哪些？102
146.湿式氧化的影响因素有哪些？103
147.湿式氧化技术在废水处理中应用情况如何？104
148.超临界水氧化技术的原理是什么？有何特点？104
149.超临界水氧化技术的工艺流程是怎样的？105
150.常用的铬还原净化技术有哪些？106
151.常用的汞还原净化技术有哪些？107
152.常用的铜还原净化技术有哪些？109
153.电解法的原理是什么？有何特点？109
154.电解装置的结构与类型有哪些？110
155.电解法对含铬废水的处理效果如何？111
156.电解法对含氰废水的处理效果如何？112
157.电解法对有机污染废水的处理效果如何？112

六、吸附技术114
158.吸附的原理是什么？114
159.吸附与吸收有什么区别？114
160.什么是物理吸附？114
161.什么是化学吸附？115
162.什么是交换吸附？115
163.什么是吸附平衡？116
164.什么是吸附容量？如何确定吸附容量？116
165.常用的吸附等温线有哪几种类型？116
166.常见的吸附剂有哪些？吸附剂需要具备哪些性质？117
167.什么是活性炭？是如何制备的？117
168.废水处理对活性炭品质有何要求？118
169.活性炭的种类有哪些？有何特点？119
170.可被活性炭吸附的污染组分有哪些？119
171.何为树脂吸附剂？有何特点？119
172.可被硅胶吸附的污染组分有哪些？120
173.何为腐殖酸系吸附剂？适用于哪些污染组分的吸附？120
174.什么是硅藻土？适用于哪些污染组分的吸附？121
175.什么是沸石分子筛？有何特点？121
176.污染组分的吸附过程是怎样的？121
177.影响活性炭吸附效果的因素有哪些？122
178.吸附剂再生方法有哪些？123
179.如何进行活性炭的加热再生和活化？124
180.活性炭加热再生设备有哪些？如何选用？124
181.常用的吸附剂再生剂有哪些？如何选用？125
182.常用的吸附工艺操作方式有哪些？126
183.何为固定床吸附装置？126
184.何为固定床穿透曲线？影响穿透过程的因素有哪些？127
185.什么是移动床吸附装置？有何特点？128
186.什么是流化床吸附装置？有何特点？128
187.吸附工艺在废水处理中的应用情况如何？129
188.活性炭吸附工艺在城市水处理中的应用效果如何？130
189.吸附工艺对含汞废水的处理效果如何？130
190.吸附工艺对含铬废水的处理效果如何？131
191.吸附工艺对含氰废水的处理效果如何？131
192.吸附工艺对炼油厂废水的处理效果如何？132

七、离子交换技术133
193.什么是离子交换技术？133
194.常用的离子交换剂有哪些？133
195.常用的离子交换树脂有哪些？134
196.离子交换树脂在结构上有何特点？134
197.离子交换树脂的产品编号有何含义？135
198.离子交换树脂的主要性能指标有哪些？135
199.如何进行离子交换树脂的选择、保存、使用和鉴别？136
200.什么是树脂的交换容量？137
201.什么是树脂的交联度？137
202.树脂对水中阴阳离子的选择性如何？137
203.影响离子交换速度的因素主要有哪些？138
204.水质条件对离子交换效果有何影响？139
205.何为树脂的有效pH范围？140
206.什么是固定床离子交换器？140
207.固定床离子交换器的组成是什么？142
208.什么是连续床离子交换器？143
209.什么是混合床离子交换器？143
210.离子交换树脂再生液系统有哪些类型？145
211.如何进行离子交换树脂的再生？影响因素有哪些？145
212.离子交换技术在废水处理中的应用特点有哪些？146
213.离子交换树脂对电镀废水中铬的回收效果如何？147
214.离子交换树脂对含镍废水的处理效果如何？147
215.离子交换树脂对含酚废水的处理效果如何？148
216.离子交换树脂对含汞废水的处理效果如何？148
217.离子交换树脂是否可以用于镀铜/镉/锌及贵金属废水处理？149
218.离子交换树脂对放射性废水的处理效果如何？150
219.如何进行固定床离子交换器的设计计算？151

八、膜分离技术153
220.什么是膜过滤技术？有何特点？153
221.膜分离技术经历了怎样的发展历程？153
222.废水处理中常用的分离膜有哪些？154
223.膜的常用制备方法有哪些？154
224.如何进行膜材料保存？156
225.什么是膜的浓差极化现象？如何改善？156
226.造成膜污染的原因有哪些？157
227.如何进行膜的清洗与维护？157
228.废水处理常见膜组件有哪些类型？158
229.什么是微孔过滤技术？160
230.微滤技术的分离原理与去除对象是什么？161
231.何为死端过滤？161
232.何为错流过滤？162
233.微滤技术在废水处理中有哪些应用？162
234.什么是超滤技术？163
235.超滤技术的分离原理和去除对象是什么？163
236.超滤技术在废水处理中有哪些应用？163
237.纳滤分离的原理和去除对象是什么？164
238.纳滤技术对一价盐和高价盐的分离效果如何？165
239.纳滤分盐效果的主要影响因素有哪些？165
240.纳滤工艺对进水水质有何要求？166
241.纳滤技术在废水处理中的应用现状与前景如何？166
242.反渗透技术的原理是什么？167
243.何为超低压反渗透膜、低压反渗透膜和高压反渗透膜？168
244.反渗透工艺形式有哪些？有什么特点？168
245.反渗透工艺对进水水质有何要求？169
246.反渗透技术在石化行业的应用情况如何？170
247.反渗透技术对重金属组分的回收效果如何？171
248.电渗析技术的原理是什么？172
249.电渗析离子交换膜有哪些类型？172
250.电渗析离子交换膜具有选择通过性的原因是什么？173
251.如何评价离子交换膜的选择通过性？174
252.电渗析装置主要由哪些部分组成？174
253.电渗析器的工艺形式有哪些？有什么特点？175
254.电渗析膜出现浓差极化的原因和防治措施有哪些？176
255.如何确定电渗析器的极限电流密度？177
256.电渗析技术在废水处理中的应用情况如何？177

九、萃取/吹脱/汽提技术179
257.萃取法的原理和适用范围是什么？179
258.常用的萃取剂有哪些，有何特点？179
259.如何选取合适的萃取剂？180
260.萃取操作包括哪些过程？180
261.萃取的方式有哪几种？有何特点？181
262.如何改善萃取速率？182
263.废水处理常用的萃取装置有哪些？182
264.萃取技术在含酚废水处理中的应用效果如何？186
265.吹脱技术的原理是什么？188
266.吹脱技术的处理对象主要有哪些？188
267.增大气体解吸量的途径有哪些？189
268.吹脱设备有哪些？各有什么特点？189
269.影响吹脱的主要因素有哪些？190
270.如何处置解吸气体？191
271.吹脱技术对二氧化碳的脱除效果如何？191
272.吹脱技术对硫化氢的脱除效果如何？194
273.吹脱技术对氰化氢的脱除效果如何？195
274.吹脱技术在废水处理中的应用现状与前景如何？195
275.何为汽提法？与吹脱法有何区别？196
276.汽提装置有哪些？有什么特点？196
277.汽提技术对含酚废水的处理效果如何？200
278.汽提技术对含硫废水的处理效果如何？201
279.汽提技术对焦化废水的处理效果如何？202
280.汽提技术在含氰废水处理中的应用效果如何？202

十、冷却/蒸发/结晶技术203
281.热污染废水的冷却原理有哪些？203
282.何为水面冷却池？203
283.何为喷水冷却池？204
284.何为湿式冷却塔？主要类型有哪些？204
285.湿式冷却塔的主要构造有哪些？205
286.冷却塔淋水填料的性能要求有哪些？207
287.何为干式冷却塔？主要类型有哪些？208
288.干式冷却塔有哪些特点？209
289.影响冷却塔冷却能力的因素有哪些？209
290.除塔体结构外，冷却塔设计还需注意哪些内容？210
291.何为循环冷却水和循环冷却水系统？211
292.冷却塔蒸发损失如何计算？211
293.蒸发工艺的技术原理是什么？212
294.常用的蒸发设备有哪些？212
295.如何确定废水的浓缩倍数和有害组分的处理效率？216
296.何为单效蒸发工艺系统？217
297.何为多效蒸发工艺系统？218
298.蒸发技术在酸性废水浓缩回收中的应用效果如何？219
299.蒸发技术在碱性废水浓缩回收中的应用效果如何？220
300.蒸发技术在高盐有机废水浓缩回收中的应用效果如何？221
301.蒸发技术在放射性废水浓缩中的应用效果如何？221
302.结晶法的操作原理是什么？222
303.常用的结晶方法有哪些？223
304.影响结晶效果的因素有哪些？224
305.常用的结晶设备有哪些？224
306.杂盐的主要成分与处理处置方法是什么？225
307.如何进行杂盐资源化利用？226
308.国家对杂盐处理、处置和管理有何政策？226
309.如何采用结晶法回收含氰废水中的黄血盐？227
310.如何采用结晶法回收化工废水中的纯碱？229
311.如何采用结晶法回收废酸中的硫酸亚铁？230
312.结晶法在废水处理中的应用现状与前景如何？230

十一、废水消毒技术232
313.污水为什么需要进行消毒处理？232
314.生活污水中含有哪些致病微生物？232
315.医疗废水中含有哪些致病微生物？233
316.常用的废水消毒方法有哪些？234
317.什么是氯化消毒法？234
318.什么是有效氯、游离有效氯和化合有效氯？235
319.氯消毒的机理是什么？235
320.影响氯化消毒的主要因素有哪些？236
321.如何选择合适的含氯消毒剂？236
322.消毒时加氯量应如何控制？237
323.什么是折点加氯？237
324.常用的加氯设备有哪些？238
325.臭氧消毒的原理是什么？241
326.臭氧消毒主要适用于哪些方面？241
327.臭氧消毒系统在结构和设计上有何特点？241
328.紫外线消毒的原理是什么？有何特点？242
329.二氧化氯消毒的原理是什么？有何特点？242
330.常用的物理消毒技术有哪些？243
331.什么是消毒副产物？污水消毒副产物主要有哪些？243
332.如何控制消毒副产物？244

参考文献245