污水處理技術(shù)現狀和展望

海峽科學(xué)環(huán)境科研HAI XIA KE XUE污水處理技術(shù)現狀和展望福州市環(huán)境保護監測站林志鵬[摘要]針對我國水資源 現狀呈不斷惡化的態(tài)勢，介紹現有的污水處理基本原理和技術(shù)，對新興的污水處理理論和技術(shù)、污水治理方法做出評價(jià)。[關(guān)鍵詞]水資源現狀 污水處理廢水再利用我國水域生態(tài)環(huán)境是不斷惡化的態(tài)勢,國家環(huán)境保護十水得到凈化，是水處理傳統方法之一。過(guò)濾介質(zhì)-般為:濾一五”規劃"中指出 ,全國26%的地表水國控(國家重點(diǎn)監控)布、濾網(wǎng)、硅藻土、石英沙、錳砂、無(wú)煙煤、塑料、石榴石、斷面劣于水環(huán)境V類(lèi)標準，62%的斷面達不到II類(lèi)標準;顆粒多孔陶粒、粉煤灰等。機械過(guò)濾器主要有板框壓濾機、流經(jīng)城市90%的河段受到不同程度污染，75%的湖泊出現富廂施壓濾機、折帶壓濾機、砂芯過(guò)濾器、砂濾器和微孔過(guò)濾營(yíng)養化; 30%的重點(diǎn)城市飲用水源地水質(zhì)達不到II類(lèi)標準。器等。各種類(lèi)型的格柵、濾網(wǎng)也屬于機械過(guò)濾器的-一種。這表明當前我國水資源被大面積污染，造成我國總的水資源2.1.2吸附法短缺，進(jìn)入了環(huán)境污染事故高發(fā)期。利用活性炭、磺化煤、大孔樹(shù)脂及粉煤灰等固體顆粒表1污水處理的基本原理面對水中的一種或多種物質(zhì)的吸附作用，以達到凈化水質(zhì)的水體污染是指排入水體的污染物使該物質(zhì)在水體中的含目的。廢水中的金屬離子、有機物能牢牢地吸附在這些吸附量超過(guò)了水體的本底含量和水體的自?xún)裟芰?這些污染物質(zhì)劑表面，從而使廢水得到凈化。由于吸附法對水的預處理要使水體的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降求高，而且活性炭等吸附劑的價(jià)格較為昂貴，因此在廢水處低了水體的使用價(jià)值[。水污染通?？煞譃槿箢?lèi):生物性理中，活性炭主要用來(lái)去除廢水中的微量污染物，以達到深污染、物理性污染、化學(xué)性污染。水體的主要污染物有懸浮度凈化的目的。如果吸附劑的再生問(wèn)題得以解決，吸附法對物、耗氧有機物、植物性營(yíng)養物、重金屬、難降解有機物、許許多多的低依度的廢水都有廣闊的應用前景。酸堿污染、石油類(lèi)、放射性物質(zhì)、熱污染、病原體等。2.1.3浮上法治理污水的方法和技術(shù)的基本原理主要是分離、轉化。浮上法是對不溶態(tài)污染物的分離技術(shù),指借助于水的浮分離即是對存在于廢水中的污染物，根據其存在狀態(tài)及其粒力，使水中不溶態(tài)污染物浮出水面，然后用機械加以刮除的子大小，采用不同的方法將污染物分離出去;轉化是通過(guò)化水處理方法。浮上法可分為自然浮上法、氣泡浮升法和藥劑學(xué)的或生物的方法，改變污染物的化學(xué)本性，使其從有害轉浮選法。自然浮上法又稱(chēng)隔油,這是因為該法主要用于粒徑化為無(wú)害物質(zhì)或可分離物質(zhì),然后再從污染水體中分離出去。大于50~60微米的可浮油分離。氣泡浮升法主要針對油和弱2污水處理技術(shù) .親水性懸浮物，將空氣以微小氣泡形式通入水中，使微小氣現代污水處理技術(shù)，按原理可分為物理處理法、化學(xué)處泡與在水中懸浮的顆粒粘附，形成水-氣~顆粒三相混合體理法和生物處理法三類(lèi)。系,顆粒粘附上氣泡后,密度小于水即上浮水面，從水中分2.1利用物理作用的水處理技術(shù)離出去,形成浮渣層。藥劑浮選法是在水中加入浮選劑，使利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì),在處親水粒子的表面性質(zhì)由親水性轉變?yōu)槭杷?，降低水的表面理過(guò)程中沒(méi)有改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。對存在于廢水中的污張力，提高氣泡膜的彈性和強度，使細微氣泡不易破裂。染物，根據其存在狀態(tài)及其粒子大小，采用不同的方法將污2.2利用化學(xué)方法的水處理技術(shù)染物分離出去。一般常用的分離方法有格柵、篩網(wǎng)、微孔材所謂化學(xué)處理法，就是通過(guò)化學(xué)的方法，改變污染物的料過(guò)濾法，還有吸附、浮選等方法?；瘜W(xué)本性，使其從有害轉化為無(wú)害物質(zhì)或可分離物質(zhì),然后2.1.1 過(guò)濾法再從污染水體中分離。利用一種或幾種過(guò)濾介質(zhì),在- -定的壓力下， 使廢水通中國煤化工:中的有毒物質(zhì)因發(fā)生過(guò)該介質(zhì)，降低水體中濁度,截留除去水中的懸浮物、有機物、膠質(zhì)顆粒、微生物、氟、嗅味及部分重金屬離子,使給氧化還0HCNMHG法,稱(chēng)氧化還原處理2008年第11期(總第23期)41污水處理技術(shù)現狀和展望法。廢水氧化還原法分氧化法和還原法兩大類(lèi)。氧化法主要物質(zhì)處理堿性廢水，讓兩者中和后，加以過(guò)濾可將廢水基本用于水中氫化物、硫化物、酚、醇、醛、油類(lèi)等有毒物質(zhì)去凈化。除及脫色、脫臭、殺菌等。常用的氧化劑有:氧、臭氧、氯2.2.4電化學(xué)法氣等。還原法主要用于冶煉工業(yè)生產(chǎn)Cu、Pb、Zn、Cr. Hg水處理中的電化學(xué)法是利用溶液與外電路組成回路，使等廢水處理。常用還原劑有:鐵屑、鋅粉、氰化亞鐵、亞硫電能和化學(xué)能發(fā)生轉化，電流在溶液中通過(guò)并促進(jìn)化學(xué)反應鹽、硫酸亞鐵等。的方法。電化學(xué)法處理廢水具有氧化還原、凝聚、氣浮、殺除了以上常規處理方法，新工藝層出不窮。超臨界水氧菌消毒和吸附等多種功能，并具有設備體積小，占地面積少，化技術(shù)(SCWO ) B.1是- -種在均- -相中進(jìn)行，反應不會(huì )因相操作簡(jiǎn)單靈活，可以去除多種污染物，同時(shí)還可以回收廢水間轉移而受限制,能夠快速破壞有機物結構的新型氧化技術(shù)。中的貴重金屬等優(yōu)點(diǎn)。近年已廣泛應用于處理電鍍廢水、化SCwo是- -項高溫高壓技術(shù),利用水在超臨界條件下( Pc=工廢水、印染廢水、制藥廢水、制革廢水、造紙黑液等的研220.55 bar, Tc -373.976C)的特性,處理有機化合物和有毒究。廢物及有機反應研究(如選擇性氧化)。超臨界水的獨特性2.3利用生物方法的水處理技術(shù)質(zhì)是超臨界水氧化工藝的關(guān)鍵，O2和有機物質(zhì)完全溶于超臨現代科學(xué)推動(dòng)了環(huán)境科學(xué)和污染治理技術(shù)的發(fā)展。生物界水中，相界面消失，形成單-相，使有機物與氧氣能夠自治理技術(shù)，即利用能參與凈化活動(dòng)的生物種屬，通過(guò)其本身由均相反應，反應速度得到了急劇提高。反應完成后,即生特有的新陳代謝活動(dòng)，吸收積累分解轉化污染物,降低污染成了包括水、氣體和固體的混合物，有機物中的C轉化為物濃度，使有毒物變?yōu)闊o(wú)毒,最終達到水排放標準。主要方CO2, H轉化為H20，CI 轉化為氯化物離子,硝基化合物轉法可分為兩大類(lèi):即利用好氧微生物作用的好氧氧化法和利化為硝酸鹽，s轉化為硫酸鹽，P轉化為磷酸鹽。排放的氣用厭氧微生物作用的厭氧還原法。體中無(wú)NO2、酸氣(如HCl或so,等)和粉塵微粒等,Co2.3.1活性污泥法的含量低于10 ppm,完全符合排放水標準和氣體排放標準。因懸浮的微生物群體呈泥花狀態(tài)，故名活性污泥法，一另外，因超臨界水氧化反應具有極快的反應速度，即使用小般指需氧活性污泥過(guò)程。目前有多種方式，如普通活性污泥型的設備,也可處理大量的廢水。scwo的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)有: @法、SBR法(間歇周期活性污泥法)、CASS (周期循環(huán)活綠色化學(xué)，環(huán)境友好，且用途廣泛;②對難分解有機物有高性污泥法)、完全混合加速曝氣法、延時(shí)曝氣曝氣法等等。的處理效率9999%以上) ;③被排的氣體中無(wú)NOx、酸在曝氣池中廢水與積累的活性污泥充分混合接觸,污染物轉氣和粉塵等二次大氣污染物;④處理水符合法律上的排放水移到污泥上，微生物以污染物為養料并從水中取得氧氣生長(cháng)標準，只存在極微量的有機物;⑤可進(jìn)行多樣濃度的廢水處繁殖,某些代謝產(chǎn)物(如二氧化碳、氨)則進(jìn)入水中。隨后，理;⑥氧化反應快，可使超臨界水氧化裝置設計上更加小型混合液流過(guò)沉淀池，泥水分離，出水得到處理.污泥則回流化，結構更緊湊;⑦無(wú)需進(jìn)行二次處理。到曝氣池人口，再次進(jìn)人過(guò)程?；钚晕勰噙^(guò)程穩定和澄清廢光催化降解在環(huán)境污染治理中的應用研究近幾年尤受重水的效率-般是高的，BOD, 和懸浮固體去除率均可達90%視。多相光催化降解是在污染體系中投加一定量的光敏半導以上。如進(jìn)一步用快濾池過(guò)濾，出水的BOD,和懸浮固體有體材料，同時(shí)結合- -定能量的光輻射。 目前有關(guān)光催化降解可能降低到1- 2mg/L左右。為了減輕曝氣池的負荷，在池的研究報道中，以應用人工光源的紫外輻射為主，對分解有前常設初次沉淀池，這時(shí)后面的沉淀池常稱(chēng)二次沉淀池。機物效果顯著(zhù),但費用較高且需要消耗電能，因此國內外研2.3.2生物膜法究者均提出應開(kāi)發(fā)利用自然光源或自然、人工光源相結合的生物膜法是通過(guò)附著(zhù)而固定于特定載體上的結構復雜的技術(shù)，充分利用清潔的可再生能源，使太陽(yáng)能利用與環(huán)境保微生物共生體來(lái)處理污水的方法。相對于活性污泥來(lái)說(shuō)，生護相結合，發(fā)揮光化學(xué)降解在環(huán)境污染治理中的優(yōu)勢。物膜法在單位體積生物膜中所含的微生物數量更高、比表面2.2.2混凝法.積更大，具有更強的吸附能力和降解能力。在使用生物膜法混凝法是通過(guò)向污水中投加混凝劑，使細小懸浮顆粒和處理污水時(shí)，要求在處理系統的構筑物中裝填- -定數量的填膠體顆粒聚集成較粗大的顆粒而沉淀，得以與水分離，使污料,這些填料-方面可以擴大處理系統的比表面積，另-方水得到凈化的方法?？山档陀∪緩U水中的濁度、色度，去除面為微生物提供附著(zhù)固定的載體。根據生物膜法處理系統中多種高分子物質(zhì)、有機物,以及某些重金屬有毒物質(zhì)?；炷玫奶盍系牟煌?，分為以下幾種類(lèi)型:滴濾系統、旋轉生法的機理主要是壓縮雙電層,吸附表面中和,吸附架橋和沉物接觸氧化系統或牛物轉盤(pán)、流化床反應器。淀網(wǎng)捕四種。中國煤化工于其中微生物活性的2.2.3酸堿中和法YHCNMHG一般來(lái)說(shuō)，生物膜法酸堿中和法是指采用加堿性物質(zhì)處理酸性廢水，加酸性較多應用于特殊行業(yè)的廢水處理中，如印染(下轉第44頁(yè))422008年第11期(總第23期)強化監督措施提升行政執行 力3群眾監督保專(zhuān)項行動(dòng)的良好輿論氛圍。通過(guò)群眾監督，發(fā)現我們工作毛澤東同志指出,“從群眾中來(lái),到群眾中去.集中起來(lái)，中的問(wèn)題，能有效地改進(jìn)我們的工作，使我們的各項環(huán)保方堅持下去”，是我們黨的根本工作方法。切實(shí)維護群眾的環(huán)境針、政策、法律、制度，更加切合我們的經(jīng)濟工作、科技工權益，是我們環(huán)保工作的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。堅持群眾路線(xiàn)，是作和環(huán)保工作實(shí)際，提高工作效率。實(shí)踐證明，環(huán)保工作只.衡量我們環(huán)保工作政績(jì)的“標尺”。群眾路線(xiàn)是我們環(huán)保工作要扎根于群眾之中,我們的環(huán)保事業(yè)就能永遠立于不敗之地。的生命線(xiàn)。強化地方政府責任，逐步建立整治違法排污企業(yè)的長(cháng)效我們的各級環(huán)保部門(mén)，既是各級人民政府的職能部門(mén),管理機制。要建立健全國家監察、地方監管、單位負責的環(huán)也是密切人民群眾的“橋梁"和“紐帶”。搞好環(huán)保工作,境監管機制;建立法律、行政手段相配合的綜合治理機制;首先要做好群眾的宣傳教育工作,把黨和國家的環(huán)保方針、建立健全環(huán)境保護目標責任制和責任追究制。深人開(kāi)展環(huán)境政策原原本本交給群眾，把“心”交給群眾，提高公眾的環(huán)執法效能監察, 提高依法行政和執法水平;建立和完善環(huán)境境意識和綠色消費意識。環(huán)境保護工作要得以順利開(kāi)展，必保護企業(yè)約束機制和公眾監督機制,加強環(huán)境執法能力建設，須贏(yíng)得廣大人民群眾的信任、支持和擁護。建立和完善環(huán)境建立保障環(huán)境執法的投人機制。信息公開(kāi)制度，公開(kāi)環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境管理和企業(yè)污染治理等要把市縣區黨政-把手實(shí)行環(huán)保實(shí)績(jì)考核和離任審計制信息,公布環(huán)境保護專(zhuān)項檢查結果,開(kāi)展環(huán)評群眾聽(tīng)證會(huì )等,作為落實(shí)環(huán)境保護目標管理責任制的- -項基本考核制度。各推行“陽(yáng)光政務(wù)”。讓公民有環(huán)境知情權，動(dòng)員群眾參與，級政府要對本地區環(huán)境質(zhì)量全面負責。對社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的重發(fā)動(dòng)群眾對環(huán)境保護工作的方方面面進(jìn)行監督。積極鼓勵群大決策和規劃，要進(jìn)行科學(xué)論證和環(huán)境評估。建立起落實(shí)檢眾廣泛參與。充分利用電視、廣播、報紙、互聯(lián)網(wǎng)等媒體,查考核政府環(huán)保工作的具體措施。加大環(huán)境保護法律法規的宣傳力度，創(chuàng )造群眾參與和監督環(huán)(上接第42頁(yè))廢水等。它的有機負荷較高，接觸停留時(shí)間針對日益緊縮的淡水資源而言,廢污水的循環(huán)再利用無(wú)短，減少占地面積,節省投資。此外，運行管理時(shí)沒(méi)有污泥疑是節水的好方式之一。尤其是只要確認這些廢污水在經(jīng)過(guò)膨脹和污泥回流問(wèn)題。一系列的操作與規劃之后, -些指標如BOD、COD、生菌數、2.3.3厭氧生物處理法離子濃度與懸浮微粒等能夠達到回收的標準時(shí)，就可使用。厭氧生物處理是在沒(méi)有游離氧存在的條件下，兼性與厭.4結論氧細菌降解有機物的生物,結果是復雜的有機化合物被降解、以上介紹的各種技術(shù)絕大部分已經(jīng)在國內外污水處理廠(chǎng)轉化為簡(jiǎn)單化合物，同時(shí)釋放能量。它適用于有機污泥和高實(shí)際運行。就目前國際上污水處理發(fā)展現狀看,并不存在適濃度有機廢水可采用厭氧生物處理法。故相對于好氧生物處用于任何場(chǎng)合、有百利無(wú)- -弊的所謂“最先進(jìn)”技術(shù)，每一種理法，它具有其污泥增長(cháng)率小，處理過(guò)程不需另加氧源，運工藝都有一個(gè)適應性問(wèn)題。在選擇處理工藝時(shí)- -定要 根據本行費用低，剩余污泥量少,可回收能量(CH4)等優(yōu)點(diǎn)。其地的實(shí)際情況，如水溫、水質(zhì)條件、經(jīng)濟發(fā)展水平、環(huán)境容主要缺點(diǎn)是反應速度較慢，時(shí)間較長(cháng)，處理構筑物容積大,量等,綜合考慮，最終確定具體的處理工藝。熟悉了解國內能耗大等。外這些工藝，對其利弊進(jìn)行客觀(guān)辯證分析，因地制宜地合理2.3.4自然生物處理法選擇適用技術(shù),對污水處理工程設計和建設都有著(zhù)重要意義。自然條件下的生物處理法主要有水體凈化法和土壤凈化此外，廢水再利用，實(shí)現廢水資源化，是目前解決節水、治法兩類(lèi)。屬于畝儲的有氧化塘和養殖搪,統稱(chēng)為生物穩定塘,污兩大向題的最有效途徑，在水資源嚴重短缺的當今社會(huì )有其凈化機理與活性污泥法相似;屬于后者的有土壤滲濾和污著(zhù)重要意義。水灌溉,統稱(chēng)為廢水的土地處理,其凈化機理與生物膜法相似。自然條件下的生物處理法不但費用低廉、運行管理簡(jiǎn)便,參考文獻而且對難生化降解有機物、氮磷營(yíng)養物和細菌的去除率都高[1]國家環(huán)境保護總局，發(fā)展改革委國家環(huán)境保護十-五規劃(R], 2007.于常規二級處理,達到部分三級處理的效果。此外，在一定[2]吳國琳水染的監測與控制M.北京科學(xué)出版社200.條件下，生物穩定塘還能作為養殖塘加以利用，污水灌溉則[3] Model! Treatment for Oxidaion ofrganic Matcrial in Supercrial Water.中國煤化工可將廢水和其中的營(yíng)養物質(zhì)作為水肥資源利用，獲得除害興4MCNMHG_ion ofOrganics in Suprcniai利、一舉兩得的效果。Waucr. Us,4,343, 1yu,IT] 170,時(shí), 4.:MH3廢水再利用42008年第11期(總第23期)