废水处理及其运用
为防止工厂排出的废水污染环境，世界各国对废水中所含的无机物、有机物制定了限定标准。行政机关为防止河流和海洋被污染，定期对工厂排水的河流等进行监测，检查确认所含指定物质是否超标。工厂废水的排放，并不是说只要达到行政规定的“极限水平”就万事大吉了。如不能稳定达标，视严重程度会受到停产等行政处罚，并且还会遭到行政通报和新闻报道，因此会给企业经营带来巨大的打击。另外，工厂的经营项目未必是固定的，万一生产品种和生产量发生变化，废水中含有的污染物的种类和数量也会发生变动。通常情况下，工厂会制定比行政部门标准更为严格的内部标准进行废水处理，并考虑到前面提到的变动的可能性，每天都能保持余量进行运行，确保能够从容达排放。
废水处理的方法
一般来说根据废水成分大致将废水处理分为以下两种。
【分离】把污染成分与水分开。(污染成分以离子等状态溶于水时使其变为固体)
例如：沉淀分离
镍离子 → 氢氧化镍(Ni(OH)2) ↓ 沉淀
多用于含金属和氟的无机废水处理，代表分离处理方法有沉淀分离。这个方法通过使污染成分沉降到水中来与水分离(详细内容后述)。其他还有气浮分离和过滤等处理方法。前者多用于去除油等容易浮在水中的成分，后者多用于通过RO膜(反渗透膜)和活性炭过滤去除微粒子等成分。
【分解】使污染成分变成无害的物质。
多用于食品工厂和畜牧场等排出的有机废水的处理，废水通过含有微生物的活性污泥来分解有机物，使其无害化。
例如：活性污泥处理
有机物 → 分解为二氧化碳(CO2)和水(H2O)
以下是废水处理方式一览表，仅供参考(表1)。
表1废水处理的分类及方式
沉降分离型废水处理
沉淀分离是一种废水处理方式，广泛应用于无机废水的处理，其处理流程大致如下(图1)。
图1沉降分离的废水处理流程
首先，沉淀出废水中被称为“氟粒”的微小氟离子和金属离子等，为进一步使它们沉淀要经过几个阶段。
以实际废水为例，其处理方法如下。
絮凝处理···沉淀出粗大污染物
【含金属离子废水的处理】(电镀工厂等)
首先，调整废水的pH值，使目标金属离子氢氧化物化。使用无机絮凝剂(氯化次铁(FeCl3))和高分子絮凝剂(聚丙烯酰胺(PAM))等使之絮凝。调整适当的pH值需要根据被处理金属的离子化程度，镍(Ni)的pH值调整在9.5~10.0，铜(Cu)的pH值调整在7.0~8.0比较合适。但是根据废水中共存物质的不同，适当的pH值也会不一样，所以前面的值只是参考值。
以下是含镍离子废水处理例子。
1、使用pH调节剂氢氧化钠(NaOH)将pH值调整在9.5~10.0，使镍离子发生氢氧化物化，生成氯。
颗粒大小:0.1微米级别(例如:流感病毒)
在这种状态下几乎不会自然沉降。
2、加入无机絮凝剂(FeCl3)等，通过共沉作用使絮凝生长。
颗粒大小:10微米级别(例如:杉树花粉)，
经过一段时间能自然沉淀的水平。
3、通过高分子絮凝剂(PAM)使絮凝大件化、沉降。
颗粒大小:100微米级别(例如:沙滩)
几分钟就会沉淀的水平。
【处理含氟(F)离子废水时】(半导体工厂等)
在处理氟(F)离子时，由于不能像金属离子一样通过pH调整进行氢氧化物化，所以采用将氟离子与钙(Ca)离子反应，作为氟化钙(CaF2)从废水中沉淀出的方法(氟化钙法)是常用的方法。之后的处理基本相同，使用无机絮凝剂(聚合氯化铝(PAC))和高分子絮凝剂(聚丙烯酰胺(PAM))等使水中的凝块絮凝。
含氟(F)离子的废水处理的例子如下所示。
1、使用CaCl2或Ca(OH)2作为钙源，生成CaF2。
2、加入无机系絮凝剂(PAC)等，通过共沉作用使絮块生长。
3、通过高分子絮凝剂(PAM)使絮凝变大、沉淀。
※各工序的絮块尺寸，和镍的情况差不多。
由于絮凝处理是决定处理水水质的最重要处理方式，所以在处理药剂的选择和投入条件等方面需要格外注意。
沉淀处理……通过沉淀与水分离
通过絮凝处理包括大块絮凝物的废水被送入沉淀槽，只有絮凝物在此沉降并与废水分离。絮状物沉淀越快，分离效率(处理效率)就越高，因此沉淀速度是选择处理剂的指标之一。
在此分离出来的水，再经过过滤和中和等处理，然后排入下水道和河流，或者作为用水在工厂内再利用。关于沉淀于槽底的污泥作为“污泥”被送到下一工序进行污泥处理。
污泥处理……沉淀的浓缩和脱水
至目前为止处理工序中分离、沉降的污染物质的凝块，作为污泥从沉淀槽中抽出，一般被送到储存污泥的储罐(污泥贮槽)。因为在这里储存的污泥含有大量的水，所以较重、体积大、容易滴落等难以处理。污泥的重量和容积与废弃成本直接相关，所以通常在废弃前进行脱水处理，使其重量轻、体积小、易于处理。一般使用压力机等对污泥施加压力，挤出污泥中的水。
最终污泥的含水率根据废水的种类等有波动，来自有机系废水的含水率高，来自无机系废水的含水率低。含水率越低，污泥的重量和容积也会减少，为了降低含水率，有时会使用脱水助剂。下面是表示污泥中的含水率和污泥量的关系的表。含水率降低带来的污泥减容是很难想象的，不过，例如污泥的含水率从70%到65%(降低5个百分点)，理论上也能预想到14%的污泥减容(重量减少)。因此，污泥中的含水率是探讨降低成本的重要指标。
污泥重量与污泥含水率的关系
关于废水处理成本
到目前为止，关于废水处理主要说了废水处理剂的作用，最后来看处理成本。沉降分离产生的废水处理成本包括电费等公摊费用，为了简便起见，这里只考虑药剂费和污泥处理费。药剂费的重点是“用少的药剂如何有效地进行沉淀处理”，污泥处理费的重点是“产生的污泥的量能减少多少”。清本环保与日本KUS共同开发了一种新型的废水处理剂。该产品可以在保持处理水质的同时大幅减少药用量和污泥产生量。对本产品感兴趣的顾客可随时咨询。
