绪论 水处理的学科方法学

§0-1 水处理的学科方法学

1. 给水与废水处理

给水与废水处理简称水处理。

20世纪50年代起，引用了化学工程中单元操作(unit operation )及单元过程(unit process)的概念，目的是为了建立各种水处理方法间的理论联系，提高学科的理论水平；

20世纪70年代，引入反应器(reactor)的理论，引入反应器的理论对于提高水处理的学科理论有较大的贡献，而且大有发展前景。

2. 单元操作与单元过程

1915年出现单元操作的概念。

任何化工生产过程都可以分解为许多步对物料所采取的行动，每一步行动产生一种独特的效果。当这种行动不包含产生任何化学反应时，称为单元操作，当这种行动产生了化学反应时，则称为单元过程。

单元操作往往带有物理变化，但也有不产生物理变化的单元操作。

如：食盐的生产过程只包括下列几种单元操作：固体和液体的输送、传热、蒸发、结晶、干燥及筛选。

在这些单元操作中，蒸发及结晶都产生了物理变化；传热过程可能产生物理变化，也可能不产生物理变化。但固体及液体的输送、干燥及筛选则完全没有物理变化。

水处理中用的一些方法．如混合、沉淀、浮升、浓缩、过滤，也是化工中的一些单元操作。

在20世纪30年代类比于单元操作的概念提出了单元过程概念。

聚合、氧化、水解、硝化都是一些单元过程。水处理中，化学沉淀、离子交换、消毒、脱氯等也应归入单元过程之中，

水处理著作中，首先引入单元操作这一概念的，是1954年出版的Fair与Geyer两人的《结水与皮木处置》(Water Supply and Wastewater Disposal)一书。但把包含化学反应的单元过程也包括在单元操作这一概念内。

Rich分别于196l午及1963年发表了《卫生工程的单元操作》(Unit Operations of Sanitary Engineering)及《卫生工程的单元过程》(Unit Process of Sanitary Engineering)两本书，按化工的观点来引用单元过程这一术语。

Metcalf与Eddy公司编写的《废水工程》(Wastewater Engineering，1972及1979年版)又把单元过程区分为化学单元过程(包含化学反应)及生物单元过程(包含生化反应)两条术语，单元操作则称为物理单元操作。

             §0-2   给水与废水处理

1．水源、水处理与用水——三位一体

20世纪50年代以前，给水处理与废水处理涵义的划分是很清楚的。

给水处理：从天然水源取水，为供生活或工业的使用(特别是生活使用)而进行的处理，称为给水处理。

废水处理：为了排除的目的，对于使用过的水所进行的处理，称为废水处理。

新时期的给水处理与废水处理

自从水的污染日益严重，水源逐渐紧张以来，给水处理与废水处理间的界限也就逐渐模糊起来。现在，废水可以作为水源，经处理后以供工业用水，甚至生活用水。

如：水的再用(reuse)以及再生(revonation)

为了废水的再生或再用所进行的处理，就其水质说是废水处理，就其处理的目的来说则为给水处理

所以，新形势下，使用水处理或水质控制这样的术语，不划分给水与废水，更为确切

2. 水处理目的

水处理目的有三种：

（1）去除水中的影响使用水质的杂质以及污泥的处置——最主要的内容

（2）为了满足用水的要求，在水中加入新的成分以改变水的化学性质

如：食用水个加氟以防止龋齿病；循环冷却水中加缓蚀剂及缓垢剂以控制腐浊及结垢等；

(3)改变水的物理性质的处理。

如水的冷却，降低水的粘滞度等。

3. 水处理的物理化学方法

水处理的物理化学方法包括下列三种倩况：

（1）在处理过程中只发生物理变化；

（2）在处理过程个只发生化学变化；

（3）在处理过程中同时发生物理及化学变化。

4.水处理的生物法

生物法也称生化法，主要是通过微生物的生命过程把废水中的有机物转化为新的微生物细胞以及简单形式的无机物，从而达到去除有机物的目的。应用的微生物主要是细菌。

生物处理法的应用形式可分成悬浮培养体(suspended culture)及生物膜(fixed film)两类

（1）悬浮培养体：以活性污泥法为典型代表，它的特征是起水处理作用的细菌培养体处于悬浮状态的絮体；

（2）生物膜法以滴滤池为典型代表，它的特征是起水处理作用的细菌培养体呈一层膜固定在填料表面上。