水在工业中被用于工艺需要、冷却、产生蒸汽、抑尘和许多其他用途。工业废水是水被用于上述目的后产生的水样弃物。工业废水是水以外的物质溶解或悬浮在水中的结果。

工业废水的处理包括用于处理因在上述活动中使用水而以某种方式受到污染的水的机制和过程。处理的目的是去除废水中的溶解和悬浮物质，使处理后的水可以安全地排放到环境中，或在同一过程中循环使用，或在不同过程中使用。

废水的组成成分

工业废水含有以下需要适当处理的成分。

1. 悬浮固体 - 这些是肉眼可见的污染物，一般可以用普通的滤纸从水中过滤出来。虽然没有硬性定义，但悬浮固体往往大于1-2微米的大小。如果让水静置而不干扰它，悬浮固体会随着时间的推移沉淀到容器底部。

2. 溶解的固体 - 这些是肉眼看不见的污染物，不能通过过滤从水中去除。溶解的固体被定义为尺寸一般小于0.45微米的物质。溶解的固体是通常可溶的物质或反溶的物质。通常可溶性物质是那些随着温度升高而变得更易溶解的物质。反溶性物质通常被称为 "硬度 "离子，在水处理中通常仅限于钙、镁、锶和钡的盐类。这些物质随着温度的升高而变得不容易溶解。这些物质在锅炉或热交换器管子的热表面形成水垢。

3. 胶状固体 - 这些固体不够小，不足以被视为溶解，但也不够大，不足以被视为悬浮固体。一般来说，胶体物质会在水中呈现雾状，用肉眼不可能看到明显的颗粒。胶体物质的尺寸范围通常在~0.45至~2.0微米之间。胶体固体不会从水中沉淀出来，因为它们非常小，以至于受其离子表面电荷的影响很大。水中的胶体悬浮物据说是一种稳定的悬浮物。

4. 颜色 - 是胶体悬浮液的一种类型。为原始表面水贡献颜色的有机分子只是属于较小的胶体尺寸范围的大分子。在水中，这些大分子带有离子表面电荷，使其稳定，不能沉淀。

5. 生物需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）--BOD是衡量细菌在分解有机物过程中所消耗的氧气量。 在废水中拥有一个安全的BOD水平对生产优质废水至关重要。如果BOD水平过高，那么水可能会有进一步污染的风险，干扰处理过程并影响最终产品。有几个因素会导致BOD水平过高，如废水中存在的硝酸盐和磷酸盐、水温和其他因素。每个因素都会影响到水中的植物生命，如藻类，反过来也会对废水处理过程中帮助分解水污染物的生物体产生影响。最优质的废水处理将发生在一个支持这些细菌生活的环境中，同时保持一个受控的细菌数量，以便不鼓励细菌快速分解，这将产生更高的BOD水平。与BOD类似的是COD。COD测量的是水在分解和氧化过程中消耗的氧气量，特别是有机物的分解和无机物或化学品的氧化。COD是一个通常用于工业废水的应用。

废水处理技术

处理工业废水的技术通常分为以下四类，即（i）化学技术，（ii）物理技术，（iii）生物技术，以及（iv）膜技术。

化学技术 - 工业废水的主要化学技术如下：

1. 中和 - 它是将废水的碱度和酸度调整到pH值为7的中性值。

2. 沉淀 - 沉淀是向废水中添加化学品，以改变污染物的化学成分，从而使新形成的化合物在沉淀过程中沉淀下来。沉淀通常用于去除废水中的重金属，这些重金属通常以氢氧化物的形式沉淀下来。然而，有必要对废水进行预处理，以去除干扰重金属沉淀的物质。

3. 凝结--是指使用化学品使污染物聚结，然后在沉淀过程中沉淀下来。凝结法用于澄清含有胶体和悬浮固体的废水。硅石或聚电解质有助于形成快速沉淀的材料。含有乳化油的废物可以通过凝结过程进行澄清。该过程对减少废水的颜色非常有效，但对减少COD（化学氧化需求）不太有效。

4. 吸附 - 吸附是使用一种化学品，使某些污染物粘附在该化学品的表面，以便随后清除。活性碳或合成活性表面被用于吸附。

5. 离子交换 - 离子交换过程通常用于去除废水中的不良阴离子和阳离子。阳离子被交换为氢或钠，阴离子被交换为羟基离子。离子交换树脂由有机或无机的网络结构组成，并附有功能团。废水处理中使用的大多数离子交换树脂是由有机化合物聚合而成的合成树脂。

物理技术 - 工业废水的主要物理技术如下：

1. 筛选 - 它是通过使用过滤装置将粗大的固体从废水中去除。

2. 澄清和沉淀 - 废水澄清和沉淀是工业废水处理厂的一个常见和必要的过程。澄清器由罐子或盆子组成，将废水存放一段时间，让悬浮在水中的固体或其他物质沉淀到底部。

3. 浮动 - 浮动是在注入废水的小空气/气体气泡的帮助下进行的。空气/气体气泡使废水中的污染物颗粒上升到表面，以便随后清除。浮动过程通常用于石油分离。游离的油被漂浮到水箱的表面，然后被撇去。

4. 气提 - 它是通过使用气流从废水中去除挥发性和半挥发性有机化合物。

生物技术 - 与其他废水处理方法相比，生物处理是一种更自然的废水处理过程。微生物以废水中存在的复杂物质为食，将其转化为更简单的物质，为进一步处理水做准备。生物技术的主要目的是降低BOD水平。工业废水的主要生物技术如下：

1. 空气活性污泥法 - 这是一个好氧过程，其中细菌消耗废水中的有机物、氮和氧气，并生长出新的细菌。细菌通过吹入废水的空气的混合作用悬浮在曝气池中。

2. 高纯度活性污泥工艺 - 这是一种好氧工艺，与空气活性污泥工艺类似，只是在废水中注入了纯氧来代替空气。

3. 曝气池/泻湖工艺 - 这是一种好氧工艺，与空气活性污泥工艺类似。在这个过程中，机械曝气机被用来向废水中注入空气，或者使废水和空气剧烈搅拌，以便将氧气转移到废水中。

4. 涓流过滤法 - 这是一种固定的薄膜好氧工艺，其中使用了一个含有高表面和体积比的介质的罐子。废水在池子的顶部排出，并顺着滤料淌下（渗入）。细菌利用废水中的有机物和氮在介质上生长。一个典型的涓流式过滤器过程如图1所示。

5. 旋转生物工艺 - 这是一个固定膜好氧工艺，与涓流式过滤器工艺类似，只是滤料是水平支撑在废水槽上的。细菌生长的介质不断旋转，使其交替出现在废水和空气中。

6. 氧化沟工艺 - 该工艺类似于活性污泥工艺。从物理上看，氧气沟是环形的，并配备了机械曝气装置。

图1 典型的涓流式过滤器过程

膜技术 - 在处理工业废水方面，膜技术正变得越来越重要。在这些技术的帮助下，有可能去除颗粒、胶体和大分子，从而使废水得到消毒处理。膜技术通常根据被分离物质的大小范围来分类。

用于工业废水的主要膜技术如下：

1. 反渗透 - 反渗透工艺用于分离溶解的盐分和小的有机物。

2. 纳滤 - 该工艺用于水的选择性脱矿或有机溶液的浓缩。该过程用于分离抗生素。

3. 超滤 - 该过程用于分离乳状液、胶体、大分子或蛋白质。

4. 微过滤 - 该过程用于分离小颗粒、大胶体和微生物细胞。