废水处理过程旨在减少环境污染并改善因排放或回收污染物而导致的安全性。在各种技术中，物理方法由于在根据颗粒大小、密度或溶解度等物理特性分离污染物方面的重要性，具有特殊的地位。在本文中，关键的物理处理方法包括过滤（Filtration）、沉淀（Sedimentation）、离心（Centrifugation）、浮选（Flotation）、吸附（Adsorption）和膜技术（Membrane Technologies），以及在这些过程中使用的原材料、工作原理、性能指标、这些指标的可接受范围，以及每种方法的优缺点进行了探讨。通过评估和检查上述指标，识别和准确确定处理过程的完成时间，确保了效率和操作性能。

关键的物理处理方法：

1- 过滤（Filtration）用于过滤过程的材料通常来自多孔系统，如沙子、砂砾、布料过滤器或特殊材料如活性炭（Activated Carbon）、陶瓷或聚合物膜（Polymeric Membranes）。

过滤过程的一个过滤单元通常包括一个过滤系统（如沙子或膜），该系统位于一个储罐或过滤单元中。来自预处理和着色过程的废水流通过这些过滤器，依靠重力或压力进行过滤，固体污染物根据过滤器的大小从主流中分离出来。根据过滤器的类型，定期反冲洗或更换过滤器是保持效率所必需的。

过程完成的指标浊度（Turbidity）：可接受范围：小于1 NTU（浊度计的纳夫洛米特单位）

废水流动压力变化：增加0.1到0.3巴（1.5到4.3 PSI）通常表示过滤器堵塞。

视觉清晰度（Visual Clarity）：废水应在视觉上清晰。

2- 沉淀（Sedimentation）用于沉淀过程的材料主要依赖于重力，并需要由混凝土、钢或塑料等材料制成的大型储罐。在某些情况下，添加如铝硫酸盐或铁盐等混凝剂（Coagulants）或如聚合物等絮凝剂（Flocculants）以增强细颗粒的沉淀。

该过程的储罐被称为澄清器（Clarifier）或沉淀罐，设计成减缓废水流动并提供足够的时间以便重颗粒沉淀。随着时间的推移，较重的颗粒沉淀在储罐底部形成污泥，清澈的液体从储罐顶部流出，送往后续处理。污泥定期排出并进行处理或处置。在使用混凝剂或絮凝剂的情况下，投药设备（Dosing Equipment）在废水进入沉淀罐之前添加混凝化学品。

过程完成的指标污泥体积指数（Sludge Volume Index – SVI）：可接受范围：50到150毫升每克用于废水处理。

沉淀速度（Settling Velocity）：可接受范围：通常为1到5米每小时，具体取决于颗粒大小。

废水清晰度（Effluent Clarity）：主储罐上方液体的视觉清晰度

3- 离心（Centrifugation）用于离心的材料来自旋转鼓（Rotating Drums）或不锈钢或其他能够承受高旋转力的材料制成的碗。一些系统可能会为特定应用使用聚合物材料，并添加抗泡剂（Antifoaming Agents）以防止泡沫的产生。

过滤过程的离心机包括一个旋转的鼓，废物进入该鼓。高速旋转产生离心力（Centrifugal Force），并分离不同密度的材料。因此，较重的颗粒被推向外侧并聚集在墙壁上，而较轻的液体则留在中心。分离出的固体（污泥）被刮除并排出，而液相通过一个出口分离，可以返回主槽。

过程完成的指标污泥干燥度（Sludge Dryness）：可接受范围：在适当的过程中，分离的污泥应具有20到30%的干物质。否则，离心过程需要调整。

分离相的一致性（Separated Phase Consistency）：完全分离应导致明显的固体和液体相。

离心液体的清晰度：可接受范围：在液相中悬浮的固体小于100毫克每升。

4- 浮选（Flotation）用于浮选系统的材料通常使用空气或气体来产生气泡。表面活性剂（Surfactants）或化学物质如泡沫剂、收集剂（Collectors）或改性剂（Modifiers）如十二烷基硫酸钠（Sodium Dodecyl Sulfate）和脂肪酸被添加以增强污染物与气泡的粘附性。

过滤过程包括一个配备有曝气设备的储罐，这些设备将微小气泡引入废水流中。投药系统添加化学物质以增强颗粒的疏水性或调节pH值。输入的废水与气泡混合，疏水颗粒粘附在这些气泡上并迁移到表面形成泡沫层。泡沫被收集和排出，而清洁的液相从储罐底部流出。

过程完成的指标泡沫质量（Froth Quality）：泡沫应密实且稳定，以实现有效分离。

废水清晰度（Effluent Clarity）：处理后的液体应在视觉上清晰。

油脂含量（Oil and Grease Content）：可接受范围：废水中油和脂肪小于10毫克每升。

5- 吸附（Adsorption）用于吸附的材料依赖于多孔材料，如活性炭（Activated Carbon）、沸石（Zeolites）或合成树脂（Synthetic Resins），这些材料具有较大的表面用于吸附和与污染物结合。

过滤过程的吸附通常使用充满吸附材料如颗粒活性炭（GAC）或合成树脂的柱或罐。废水流过吸附床，污染物被吸附在吸附材料的表面。经过一段时间后，吸附剂饱和并需要再生（Regeneration）或更换。该处理过程可以以批次（Batch）或连续的方式进行。

过程完成的指标突破点（Breakthrough Point）：当废水中污染物的浓度开始增加时，吸附剂即为饱和。

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