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針對不同污染物質的特征，發展了各種不同的化工廢水處理方法，這些處理方法按其作用原理劃分為四大類：物理處理法、化學處理法、物理化學法和生物處理法。 一、物理處理法
通過物理作用，以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態污染物質(包括油膜和油珠)的廢水處理法，根據物理作用的不同，又可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等。
與其他方法相比，物理法具有設備簡單、成本低、管理方便、效果穩定等優點，主要用于去除廢水中的漂浮物、懸浮固體、砂和油類等物質。
物理法包括過濾、重力分離、離心分離等。 二、化學處理法
通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物質或將其轉化為無害物質的廢水處理法。可用來除去廢水中的金屬離子、細小的膠體有機物、無機物、植物營養素(氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、堿等。
化學法包括中和法、混凝法、氧化還原、電化學等方法。
(1)中和法
在化工、煉油企業中，對于低濃度的含酸、含堿廢水，在無回收及綜合利用價值時，往往采用中和的方法進行處理。中和法也常用于廢水的預處理，調整廢水的pH。
(2)混凝沉淀法
混凝法是在廢水中投入混凝劑，因混凝劑為電解質，在廢水中形成膠團，與廢水中的膠體物質發生電中和，形成絮體沉降。絮凝沉淀不但可以去除廢水中的粒徑為10-3~10-6的細小懸浮顆粒，而且還能夠去除色度、油份、微生物、氮磷等富營養物質、重金屬及有機物等。
(3)氧化還原法
廢水經過氧化還原處理，可使廢水中所含的有機物質和無機物質轉變為或毒性不大的物質，從而達到廢水處理的目的。常用的氧化法有：空氣氧化法、氯氧化法、臭氧氧化法、濕式氧化法等。
(4)電解法
電解是利用直流電進行溶解氧化還原反應的過程。一般，按照污染物的凈化機理可以分為電解氧化法、電解還原法、電解凝聚法和電解浮上法。 三、物理化學法
利用物理化學作用去除廢水中的污染物質。廢水經物理方法處理后，仍會含有某些細小的懸浮物以及溶解的有機物，為了進一步去除殘存在水中的污染物，可進一步采用物理化學方法進行處理。
主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法、汽提法和吹脫法等 四、生物化學處理法
通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機性污染物質轉化為穩定、無害的廢水處理方法。
生物處理過程的實質是一種由微生物參與進行的有機物分解過程，分解有機物的微生物主要是，其它微生物如藻類和原生動物也參與該過程，但作用較小。 五、微電解處理法
微電解處理作為近年來新興起的處理工藝，已取得了廣泛的應用。現有工藝生產的微電解填料已克服了板結鈍化的弊端，填料可持續的運行。
特別針對有機物濃度大、高毒性、高色度、難生化廢水的處理，可大幅度地降低廢水的色度和COD，提高B/C比值即提高廢水的可生化性。可廣泛應用于：印染、化工、電鍍、制漿造紙、制藥、洗毛、農藥、醬菜、酒精等各類工業廢水的處理及處理水回用工程。
1.染料、印染廢水;焦化廢水;石油化工水;----上述廢水在脫色的同時，處理水中的B/C值顯著提高。
2.石油廢水;皮革廢水;造紙廢水、木材加工廢水;----上述廢 水處理 水后的BOD/COD值大幅度提高。
3.電鍍廢水;印刷廢水;采礦廢水;其他含有重金屬的廢水;----可以從上述廢水中去除重金屬。
4.有機磷農業廢水;有機氯農業廢水;----大大提高上述廢水的可生化性，且可除磷，除硫化物。
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