废水净化处理的方法范文

导语：如何才能写好一篇废水净化处理的方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：活性炭吸附法；工业废水；原理；应用

近些年，伴随我国经济实力的不断增长和工业化脚步的不断增速，因工业生产而产生的大量工业废水则成为了威胁生态环境安全的重要源头之一。工业废水中富含有各类重金属离子、有机化合物等物质且部分具有强烈毒性，一旦未经处理而流入环境便会造成难以挽回的破坏。有鉴于此，加强对工业废水处理技术的深入研究刻不容缓，而活性炭吸附法作为一种有效的工业废水处理技术理当受到社会的重视，并对其具体应用展开深入分析。

1活性炭吸附机理分析

活性炭吸附技术是通过对活性炭表面所独有的吸附功效对工业废水中的某种或多种有害物质进行吸附清除从而达到废水净化效果的目的。究其本质而言，活性炭的吸附功能主要源于两个方面：①是因为活性炭的内部分子处于各向受力均等的情况，而其表面分子则处于各向受力不均的情况，从而使得其他物质分子极易在力的作用下吸附于活性炭表面，这一过程为物理吸附；②是因为活性炭容易同吸附物间发生化学反应，从而达到吸附净化的效果，这一过程为化学吸附。活性炭的吸附功效就是上文所述两种吸附过程的综合产物。

2活性炭吸附法优点分析

活性炭作为具备多孔隙、大表面积、高吸附量、高稳定性等诸多特点的一种高效吸附剂，具备下述优点。

2.1可独自使用

使用时无需添加其他絮凝剂或氧化剂等化学试剂，可直接通过自身的微孔特性进行吸附净化作业。

2.2制作成本低廉且使用方法简便

活性炭的制作仅需通过木材、煤炭等即可获得，相较而言成本低廉同时使用时无需其他操作，只需投入废液中即可，操作工艺简单便捷。

2.3吸附效果优良

活性炭独有的大表面积、多孔隙特征，使得其具有良好的吸附效果，特别是对种金属离子等分子杂质的吸附效果尤为显著。

2.4不易造成二次污染

活性炭吸附过程以物理吸附为主，吸附出的难降解杂志等可直接同活性炭进行一体填埋，从而避免再次溶入水体形成二次污染。

2.5可重复利用

经过废水净化作业的活性炭能够通过化学溶液再生法、热再生法、电化学法、生物再生法等诸多途径实现回收使用。

3活性炭吸附法的具体应用

3.1在含油废水净化中的应用

在工业废水中含油污水不仅产量巨大且涉及行业众多，譬如石油开采与提炼、油品的运、交通航运、机械制造、食品加工等，在其生产作业过程中均会不同程度的产生各类含油污水，进而对生态环境特别是水资源环境造成严重破坏。活性炭作为一种亲油性材质，能够对工业废水中的分散油、溶解油、乳化油等进行有效吸附，但通常情况下活性炭对油的吸附容量较为有限（介于30～70mg/g），加之活性炭吸油后难以实现二次利用，这使得其在含油废水净化中的应用成本较高，因此在含油废水的净化处理中活性炭通常仅仅作为最后一级处理，即用以对废液中微量污染物的清除，从而实现深度净化的目标。

3.2在染料废水净化中的应用

伴随现代化纺织工业的不断发展，印染行业也获得长远进步。据不完全统计显示，全球印染行业约有近2万t染料会直接进入水体中以废水的形式排入自然环境中。这些染料不仅组分复杂且色度深、浓度高，使得处理极为繁琐，较为常见的处理手段有氧化、絮凝、膜分离、吸附、降解等，其中活性炭吸附处理作为研究较为深入的一种，应用极为广泛，主要用于对工业废水汇总COD及色度的清除，且在使用中多是将活性炭作为催化剂载体同其他工艺综合应用。此外，在染料废水的净化处理中，其脱色率同温度存在正比关系，而同酸碱度无关，因此合适的温度选择尤为重要。一般而言，以最近吸附条件净化处理后的染料废水其脱色率可达98%左右，出水的色度稀释倍数近50倍，COD质量含量小于50mg/L，满足我国工业废水一级排放标准。

3.3在含汞、铬废水净化中的应用

3.3.1含汞废水处理

在众多金属污染物中，金属汞的毒性最强，其一旦进入人体便会对人体各类蛋白质的功能造成严重损坏，从而危机人体健康。活性炭虽对金属汞离子及其化合物具备一定的吸附能力，但相对有限，多用于低含汞量废水的净化处理中或是高浓度含汞废液多层处理的最后一层。

3.3.2含铬废水的处理

近年来随着电子行业的飞速进步，电镀行业随之崛起，而其生产中产生的大量含铬废水亦对环境造成严重危害。根据有关调查，金属铬离子不仅毒性强大且极易在各类动植物体内集聚，进而由生物链汇入人体，对人体呼吸道及内脏造成严重伤害。而活性炭表面由于含有数量众多的含氧基团，譬如—COOH、—OH等，这些含氧基团的静电吸附功能对金属铬离子具有强大的化学吸附效果。试验表明，含铬废水含铬量为50mg/L、吸附用时1.5h、酸碱度=3时通过活性炭吸附处理的含铬废水净化效果最佳。加之，活性炭处理含铬废水操作简便、成本低廉、吸附效果稳定等诸多优点，目前已被广泛应用于各行各业。

4活性炭吸附组合工艺发展

在实际应用中，为更好的提升对工业废水的净化效果，还可将活性炭同其他工艺进行综合利用，从而构成活性炭吸附组合技术，其中较为常见的几种如下所述。

4.1活性炭同臭氧的组合工艺

臭氧所具有的强氧化性，对水体有着良好的杀菌效果，不仅可对活性炭的净化进行有效补充，而且臭氧还可将大分子有机物分解，使其变为小分子形态，从而更加便于活性炭吸附，实现对活性炭吸附功效的提升。通过两者的组合使用，工业废水的净化效果可大幅提升。

4.2生物活性炭组合工艺

生物膜净化工艺是一种常用于水体有机物清理的手段，通过人工手段让生物膜在活性炭内部生长，进而构成一个以活性炭充当骨架的生物膜系统，如此一来不仅能够大幅增加生物膜同有机污染物的接触时间，还能更好的发挥活性炭的吸附功效，从而实现“1+1>2”的功效，提升工业废水的净化效果。

4.3活性炭电解法

电解法常被用于水体杂质的降解净化，但受到电极接触面积的局限，其对废水的净化效果相对有限且能耗偏大，而活性炭自身则拥有优良的导电性能，以活性炭代替传统电极，能够充分利用活性炭表面积大、吸附性好的特点，提升电解效率。根据相关测试显示，选用活性炭充当电极的电解水处理工艺电流利用效率大幅提升，已成为当前的研究热点之一。

5结语

总而言之，活性炭吸附作为一种高效、清洁的废水净化手段，随着社会经济的进一步发展，其应用范围亦将进一步扩大完善。但其作为一种较新的技术手段，无论在理论研究还是实际应用中均存在一定不足，特别是生产制造工艺的欠缺，使得其供应量亦相对紧张。面对这些问题，政府及专家学者均应投入积极相关工作的探究中，不断研发全新的活性炭制造及应用工艺，从而更好的发挥其净化效果，推动工业废水净化效果的进一步提升与完善。

作者:杨娜 叶树强 周朝勇 单位:吉安创成环保科技有限责任公司

参考文献：

[1]李春松.活性炭吸附法在处理工业废水中的应用[J].绿色科技,2015,(1).

[2]胡顺莹,赵翠,施岩.生物活性炭技术在工业废水处理中的研究进展[J].当代化工,2014,(4).

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概述

城市的快速发展在给人们带来便利的同时也给我国的环境资源带来了威胁。调查资料显示，现今我国的7大水系受到的污染相当严重，在一些重点河段有将近86%的水受到了不同严重程度的污染，大约63%的河段的水质为V类，部分甚至为劣V类。除此之外，我国约有九成以上的城市正在承受着水污染的巨大压力。水污染严重的加深了水资源的短缺，并且为人们的身体健康带来了伤害。污水净化再次利用不仅能够降低污染程度，还能够为整体的生态环境做出一份贡献，更重要的是它可以很大程度上缓解城市的缺水压力。因此，加强对污水净化方法的研究与开发是现今可以有效保证经济发展与生态稳定的重要课题之一。

污水净化再次利用的有效方法

现今，人们净化污水来达到再次利用的目的的有效方法基本包括以下六种。

生物接触氧化。污水在出厂后其内还存在一些能够生物降解的有机物，而且当其在高溶解氧条件下才能有效的除去微生物。而在生物接触氧化系统中，自氧菌就会和异氧菌为了生存争夺O2与空间。异养微生物是优势菌，它的有机物浓度较高，而且异养菌的生长速度较快，因此其会消耗更多的O2，这就使得自养菌很难生长。又由于异养微生物是优势菌，所以污染物COD往往会在这一步骤中被消灭。有机污染物的浓度会随着氧化系统缓慢降低，当有机物的浓度低到一定程度后，异养菌的生长就会受到限制，它对氧的需求量也就会相应减少，这时自养菌，例如硝化细菌就会快速生长，使得氨氮消失，在水中溶解氧充分的条件下，水中氨氮在亚硝酸化细菌和硝酸化细菌作用下被硝化成亚硝酸盐和硝酸盐。

曝气生物滤池。这种方法属于生物膜法，它有四大特点，即滤料大于滤池的表面积，而且孔隙率较高，这不仅有助于微生物的接种挂膜，还可以促进其生长，使得滤池内有足够的生物量；由于滤料有较大的面积，气泡可以较长时间内滞留在空隙中，这就使得硝化菌可以获得足够的氧气，最终达到有效的脱氮目的；滤池具有生物吸附的功能，所以它可以去除一些污染物，从而减少出水中的悬浮物含量；由于部分滤池运行时水流由上而下，曝气空气由下而上，所以滤料对曝气上升气泡有切割和阻挡作用，延长了气泡的停留时间，同时扩大了气液的接触面积，最终提高了氧气的利用率。总的来说，这种净化方法有很强的去污能力。

微电解。铁或铝等低电位的金属在溶解的过程中会有二亚铁离子、三亚铁离子或者铝离子生成，它们具有一定的吸附和凝聚作用，所以可以借助电解的方法来除污。除此之外，氢离子是一种具有较强还原性的离子，它可以和水中的多种离子发生氧化还原反应，最终降解污染物，同时也会使发色物质脱色。双氧水是一种具有很还原作用的物质，将高价的铁离子、铝离子等还原成低价的离子，同时双氧水还有消毒作用。通常情况下，微电解的过程中会发生多个反应。活性炭本身就有较强的吸附性，电解活性炭能够有效的杀灭多种细菌，而且研究显示，电解活性炭的除污效果要比单纯的吸附明显。吸附区处导电性活性炭会吸附污水中的部分污染物和细菌，吸附区两端装有电极，当通电后，就会起到消毒和杀菌的作用。

脱盐。通常情况下人们会借助EST电吸式净水设备来达到脱盐的目的。这一装置的原理实际上是利用电极来吸附离子和带电粒子的，使得已经溶解的盐类等物质聚集在电极的表面，这样就达到了净水的目的。电极处聚集的一定数量的带电粒子之后，电极的导电性能就会增强，便会进入再生环节，此时就需要断开电源，将两级短接放电，这时聚集在电极表面的粒子就会脱落，最后被水流走。

纯氧曝气工艺。这种工艺能够将污水的溶解度提到非常高的程度，又由于氧在这一环节中保持充足的量，所以微生物的活性也会达到非常高的程度，与此同时，污泥的活性也将会非常高，纯氧曝气法可以承受冲击负荷，即使是一些很难生物降解的水质同样能够表现出很强的适应性和降解能力。纯氧曝气工艺过程中产生的沉积污泥一般情况下都呈现黄褐色絮团状，并且它们的污泥指数较低，不会出现污泥膨胀的现象，同时它们也具有较强的沉降性，有助于提高二沉池的负荷，除此之外还大大降低了污泥处理的成本。它还有效的解决了空气的二次污染问题，具有很强的长期使用价值。

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关键词：煤化工 废水 处理 活性污泥法 发展 分析

煤化工废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水，属于焦化废水的一种。水质成分复杂，污染物浓度高。废水中含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物，还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。对煤化工废水的处理，单纯靠物理、物理化学、化学的方法进行处理，难以达到排放标准，往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。因此煤化工废水的处理，一直是国内外废水处理领域的一大难题。

一、煤化工废水处理技术

1.煤化工废水处理通常可分为一级处理、二级处理和深度处理。这里的一级、二级处理的划分与传统的城市污水处理的概念上有所不同，这里所述的一级处理主要是指有价物质的回收，二级处理主要是生化处理，深度处理普遍应用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。第一，煤化工废水有价物质的回收。煤化工废水中有机物质的回收一般指的是对酚和氨的回收，常用方法有溶剂萃取脱酚、蒸氨等。其主要包括以下两方面的内容，（1）酚的回收。回收废水中酚的方法很多，有溶剂萃取法、蒸汽脱酚法和吸附脱酚法等。新建焦化厂大都采用溶剂萃取法。对于高浓度含酚废水的处理技术趋势是液膜技术、离子交换法等。（1）氨的回收。目前对氨的回收主要采用水蒸气汽提-蒸氨的方法。污水经汽提，析出可溶性气体，再通过吸收器，氨被磷酸氨吸收，从而使氨与其他气体分离，再将此富氨液送入汽提器，使磷酸氨溶液再生，并回收氨。

二、煤化工废水处理方法

1.煤化工废水在进行出处理前根据不同的水质特点设置调节池以调节水质水量，设置隔油池或气浮池进行除油，经以上的与处理后可采用下面的方法进一步进行处理。第一，活性污泥法。活性污泥法是采用人工曝气的手段，使得活性污泥均匀分散并悬浮于反应器中和废水充分接触，并在有溶解氧的条件下，对废水中所含的有机底物进行着合成和分解的代谢活动。在活动过程中，有机物质被微生物所利用，得以降解、去除。同时，亦不断合成新的微生物去补充、维持反应器中所需的工作主体——微生物（活性污泥），与从反应器中排除的那部分剩余污泥相平衡。活性污泥法处理的关键是保证微生物正常生长繁殖，为此须具备以下条件：一是要供给微生物各种必要的营养源，如碳、氮、磷等，一般应保持BOD5：N：P=100：5：1（质量比）。煤化工废水中往往含磷量不足，一般为0.6～1.6mg/L，故需向水中投加适量的磷；二是要有足够氧气；三是要控制某些条件，如pH 值以6.5～9.5、水温以10～25℃为宜。另外应将重金属和其他能破坏生物过程的有害物质严格控制在规定范围之内。

2.第二，生物铁法。生物铁法是在曝气池中投加铁盐，以提高曝气池活性污泥浓度为主，充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强氧化生物处理方法。工艺包括废水的预处理、废水生化处理和废水物化处理三部分。预处理包括重力除油、均调、气浮除油；生化处理过程包括一段曝气、一段沉淀、二段曝气、二段沉淀；物化处理工艺流程包括旋流反应、混凝沉淀和过滤等工序。在生物与铁的共同作用下能够强化活性污泥的吸附、凝聚、氧化及沉淀作用，达到提高处理效果、改善出水水质的目的。生物铁法的生产运行工艺条件包括：营养素的需求、适量的溶解氧、温度和pH 值控制、毒物限量及污泥沉降比等。

3.炭—生物铁法。目前，国内一些厂家的处理装置由于超负荷运行或其他原因，处理后的水质不能达标，炭—生物铁法是在原传统的生物法的基础上再加一段活性炭生物吸附、过滤处理。老化的活性炭采用生物再生。该工艺流程简便，易于操作，设备少，投资低。由于炭不必频繁再生，故可减少处理费用。对于已有生物处理装置处理水后不符合排放标准的处理厂，采用炭—生物铁法进一步处理以提高废水净化程度也是一种有效的方法。

三、高新技术处理煤化工废水的研究

1.目前，国内在处理煤化工废水的新技术主要有以下几种

第一，新物化法。新物化法是指在常温下利用废水中有害物质与专门为处理废水而开发的药剂（污水灵）发生反应，经过4 次不同加药处理过程和处理设施，最终实现COD、BOD、NH3-N、SS 均达到排放要求。该技术最大的缺陷是废水中有毒有害物质只是形态的转移，另外该技术的成熟性还需要经工程实践的考验。

2.HSB法处理焦化废水。HSB是高分子均群的英文缩写。目前国内初步试验得出以下结论：HSB耐受废水中有毒有害物质性好；处理后污泥少、出水色度好；加碱量为传统方法的1/3～1/5，运行费用较低，但对种菌特性，生存条件、净化功能尚未完全了解，有待进一步研究与实践。

四、煤化工废水深度处理

1.经过酚、氨回收，预处理及生化处理后的煤化工废水，其中大部分污染物质得到了去除，但某些主要污染指标仍不能达到排放标准，因此需要进一步的处理——深度处理，来使这些指标达到排放标准。第一，活性炭吸附法。煤化工废水经以上步骤处理后COD的去除率效果不是很理想，出水浓度较大，有时高达601mg/L左右，很难达标排放，为使废水达标排放，可使用活性炭降低废水中COD 的浓度。废水处理中活性炭吸附主要对象是废水中用生化法难以降解的有机物或用一般氧化法难以氧化的溶解性有机物，包括木质素、氯或硝基取代的芳烃化合物、杂环化合物、洗涤剂、合成燃料、除萎剂、DDT 等。当用活性炭吸附处理时，不但能够吸附这些难分解有机物，降低COD，还能使废水脱色、脱臭。因此吸附法在废水的深度处理中得到了广泛的应用。

2.其次，混凝沉淀法。混凝是给水处理中一个重要的处理方法。混凝法可以降低废水的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质等，去除导致富营养化的物质如磷等可溶性无机物，并且它能够改善污泥的脱水性能。具有设备简单，操作简便，便于运行，处理效果好的优点；缺点是运行费用高，沉渣量大。

参考文献

[1]查传正等.煤化工生产废水处理工程实例[J].化工矿物与加工，2006，（3）.

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砂石工程一筛车间产生的生产废水，由于粗细砂颗粒含量高，其疏水性强，使得沉淀物含水量小;但泥质颗粒含量相对于其他生产车间要高很多，泥质颗粒粒径小，亲水性强，黏结性强，充填能力强，因此，大部分泥质颗粒会悬浮于水中不易分离，使得一筛车间废水处理回用水达标难，同时，其余的小部分泥质颗粒同石粉、粗细砂颗粒混合沉淀后，充填结合密实，在固体物质自身重力及水压力的作用下粘稠、易板结，使得泥浆处理干化难、排泥难。因此一筛车间废水处理困难。其他车间产生的废水细砂、石粉含量高，回收利用价值大，工程实际中，常先将除一筛车间以外的其他车间产生的废水中的细砂和石粉回收利用，以免成品砂含泥量超标、保证成品砂质量，其次分离回收部分达标清水，之后含渣废水同一筛车间废水混合，再进行废水处理，回收清水，按环保要求堆存固体废弃物。砂石工程废水处理随着技术进步和新设备应用，经历了由简易到复杂、由粗放到精细的演变。

2早期简易方案

砂石工程简易废水处理案例，如张河湾抽水蓄能电站上水库砂石工程水处理系统，其车间组成及运行工艺流程见图1。其工作原理为:系统生产车间用水经系统排水沟汇集至沉砂池①，绝大部分石粉及废渣沉淀于池内。利用生产间歇时间，打开排污阀，将污水排至专用水池④，将水回收;及时回收石粉并清理污泥。池①内回收水以顶部溢流方式进入沉淀池②，经进一步沉淀后，经池体②、③中壁溢流口溢流至沉淀池③，然后经联系水沟进入沉淀池⑤，成品砂仓脱水盲沟及其他地表水经相应水沟汇入沉淀池⑤，池内设置集水槽，适时处理漂浮物，进一步净化后，溢流至清水池⑥。将清水经回收水管利用水泵泵入系统高位水池⑦。根据用水需求经供水管流至生产车间。外部补充水也经供水管进入生产车间。严格地讲，简易方案属于自然沉淀类别，因其在废水处理方案发展前期实施，同现阶段方案相比多有不完善之处，故在此单列说明。简易方案同现阶段工程实施中采取的自然沉淀方案加以对比，也可看出废水处理方案由粗放到精细的演变。由于处理效果相对较差，简易废水处理方案只在较早时期、偏远地区、建设条件差、小型工程上应用较多。结合工程现场条件，目前阶段砂石工程常用的废图1水回收车间构成及流程简图水处理可分为自然沉淀与机械处理两类。

3自然沉淀方案

砂石工程废水处理采取自然沉淀方案的案例，如向家坝水电站马延坡砂石工程废水处理。本方案利用系统附近的开阔山谷地形建一土石坝形成尾渣库，将生产废水用水管引至库区，经过自然沉淀后，澄清水回收利用，泥渣沉积到库底并逐层压实，尾渣库使用过程中，由于泥渣沉积造成尾渣库功能下降时采用采砂船清理，清理出的废渣运输至工程弃渣场堆放，计划在工程结束、砂石系统完成使命后尾渣库也随之停止使用。采取自然沉淀方案的还有三峡下岸溪、溪洛渡中心场等砂石工程的废水处理。这些工程的不同之处在于修建数个大型沉淀池(污泥干化池)，砂石系统生产废水加絮凝剂后引入沉淀池，一个池满后启用第二个沉淀池，沉料自然干化满足出渣条件后出渣清理，周而复始，循环使用。方案包含完善的废水引入、加速沉淀满足水回用、渣处理使用要求的措施和回水设施。该方案土建工程量大，水处理效果一般，水回收利用率偏低。自然沉淀方案的优点:①废水沉淀表面负荷低，因此可以少加甚至不加絮凝剂，投入设备少，运行管理简单，运行费用低，废水处理总体成本低;②回用水品质好;③绿色环保，社会影响好。马延坡砂石工程废水处理缺点:①前期土石坝建设投资高;②土石坝坝高40m，设计、施工安全要求高。其他修建沉淀池砂石工程废水处理的缺点:常受场地条件等的影响，设计布置满足使用要求的保证性不强。总体而言，自然沉淀方案优点远大于缺点，在条件具备时应优先选用。

4“泥浆浓缩+脱水干化”方案

目前砂石工程废水处理采取较多的是按照固液初步分离、泥浆浓缩和压缩干化过程来实施的工艺系统。生产废水进入旋流沉淀池(或水力旋流器)实现固液初步分离和泥浆浓缩，分离出的浊水送至(由浊至清逐级)沉淀池沉淀澄清，达标清水回收利用，沉淀池底部浓缩后的泥浆、浊水循环进入旋流沉淀池(或水力旋流器)处理;旋流沉淀池(或水力旋流器)浓缩后的泥浆供给干化设备进行干化处理，产生的清水回收利用，干化渣料送至弃渣场堆放。(1)采用板框式压滤机方案。构皮滩水电站烂泥沟、光照水电站基地、金安桥水电站、柬埔寨甘再水电站等砂石工程废水处理工艺流程基本相同，采用“旋流沉淀池沉淀浓缩+板框压滤机干化”方案。其工艺流程如图2所示。图2砂石工程废水处理板框式压滤机方案工艺流程图板框式压滤机的工作原理简单:浓缩泥浆经渣浆泵泵送进入压滤机并持压，在压力作用下，固体物质隔离在滤布上，水渗透出滤布，板框间堆积满后形成泥饼，卸料洗布进入下一循环。板框式压滤机由于单台套设备不能连续处理浓缩泥浆，因此需要配置的设备数量较多;对泥浆浓缩浓度要求较高，配套使用的渣浆泵在泥浆较高浓度工况下易出故障，泥浆浓度低时压滤时间很长，效率低;工作滤布清理困难，运行成本较高。但由于脱水效果好，固液分离彻底，使用成熟，在砂石工程中应用较为广泛。(2)采用带式真空过滤机方案。阿海水电站新源沟砂石工程采用水力旋流器来实现泥浆浓缩，带式真空过滤机处理浓缩泥浆。水力旋流器以离心力实现固液分离。生产废水以一定压力切向进入旋流器，在腔内产生高速旋转流场，混合液中密度大的组份，在旋流场的作用下沿轴向向下运动，沿径向向外运动，在到达底部时沿器壁向下运动，并由喷砂嘴排出，这样就形成了外漩涡流场，密度小的组份向中心轴方向运动，并在轴线中心形成向上的内漩涡，然后由溢流口排出。带式真空过滤机采用了固定真空盒，过滤机运行时，真空盒固定不动，胶带在上面运行，真空盒与胶带间构成运动密封的结构型式，由于真空盒采用分节连接的整体，每节均有管口与集液总管相连接形成真空集液系统，通过真空吸力把橡胶滤带上料液中的水吸到集液系统中，从而实现固液分离。带式真空过滤机废水处理量随进料料浆浓度有较大波动，滤饼含水率一般为8%～15%，料浆浓度低时会增高，但一般不高于30%［1］;附属设备较多，占地面积较大，适宜于较大规模砂石工程。(3)采用真空陶瓷过滤机方案。官地水电站竹子坝砂石工程采用真空陶瓷过滤机来处理浓缩泥浆。真空陶瓷过滤机的工作原理为:在压强差的作用下，悬浮液通过过滤介质时，颗粒被截留在介质表面形成滤饼，而液体则通过过滤介质流出，达到了固液分离的目的。陶瓷过滤板具有产生毛细效应的微孔，使微孔中的毛细作用力大于真空所施加的力，使微孔始终保持充满液体状态，陶瓷过滤板上没有空气透过，固液分离时能耗低、真空度高［2］。采用真空陶瓷过滤机来处理浓缩泥浆具有滤饼干、滤液清、能耗低、运行场地干净、无噪音污染等优点，但设备购置费用高，实际产能低，目前在砂石工程中应用不多。

5采用新型设备方案

随着废水处理研究的发展和新设备的推广使用［3］，现阶段砂石工程废水处理也开始采用DH高效污水净化器、卧螺离心机等新型高效设备。(1)采用DH高效污水净化器方案。黄登－大华桥等砂石工程采用DH高效污水净化器进行废水处理。DH高效污水净化器是将物理、化学反应有机融合在一起，集成了直流混凝、临界絮凝、离心分离、动态过滤及污泥浓缩沉淀技术，短时间内(25～30min)在同一罐体中完成废水快速多级净化的一体化组合设备。净化器为钢制罐体，上中部为椭圆柱体，下部为锥体，自下而上分别为污泥浓缩区、混凝区、离心分离区、动态过滤区、清水区。其工作原理为:直流混凝和临界絮凝技术取代了混凝反应池，在泵前及泵后投加絮凝和助凝药剂，利用泵、管道、水流完成药剂的水解、混合、压缩双电层，吸附中和作用后高速沿切线方向进入罐体快速完成吸附架桥，絮凝形成矾花。离心分离是利用废水沿切线方向进入罐体产生高速旋流、产生离心力，在离心力的作用下废水中形成的悬浮颗粒及矾花被甩向器壁，并随下旋流及自身重力作用沿罐内壁下滑至锥形污泥浓缩区，废水向下作螺旋运动到一定程度后向中心靠拢，又形成向上的旋流，这股旋流水质较清，流向设置在上层动态过滤区。在离心分离区一般粒径大于20μm的悬浮颗粒(矾花)被固液分离至污泥浓缩区。废水经离心分离进入动态过滤区再次完成吸附作用，过滤区采用表面吸附的悬浮滤料，表面积大、吸附能力强，可截留5μm以上的粒径的悬浮物。动态过滤，滤料不易堵塞，吸附的颗粒物易脱落又下沉至离心分离区，因此滤料反洗周期长(0．5～1个月反冲洗一次)。废水经多级固液分离及净化后排出。离心分离和过滤脱落的悬浮颗粒在离心力及重力的作用下进入污泥浓缩区，污泥在锥形泥斗区中上部经聚合力的作用下，颗粒群体结合成一整体，各自保持相对不变位置共同下沉，在泥斗区中下部SS(水质中悬浮物)很高，将颗粒缝隙中液体挤出界面，固体颗粒被浓缩压密后从锥体底部排出。(2)采用卧螺离心机方案。呼和浩特抽水蓄能水电站、白鹤滩水电站三滩等砂石工程采用卧螺离心机进行废水处理。卧螺离心机是一种卧式螺旋卸料、连续操作的沉降设备，其工作原理为:转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，物料由进料管连续引入输料螺旋内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端，经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出机外。卧螺离心机的优势在于:能在全速运转下，连续进料、分离、洗涤和卸料;可通过调整差数和转鼓转速来控制泥饼含水率;全封闭结构，无泄漏，生产现场整洁;基建和占地少，重量轻，安装方便;对泥浆浓度适应范围广等。目前砂石工程废水处理DH高效污水净化器和卧螺离心机的使用仍在探索中，应用案例不多，其工程适应情况和使用发展前景尚没有明确结论。总结机械处理方案，需要强调的几点。①水力旋流器同旋流沉淀池相比，旋流沉淀池占地面积大，土建工作量大，废水处理量大，浓缩效果较后者差，浓缩泥浆经常出料困难;水力旋流器体积小巧，安装方便，浓缩效果好，泥浆出料方便，但废水处理能力较小。二者可根据工程实际情况具体选用。②在“泥浆浓缩+脱水干化”的组合方案中，尽管泥浆浓缩的效果对下一步的干化处理非常重要，但废水处理方案的核心应是干化设备的处理效果。③上述泥浆脱水干化设备以及新型设备中，无论是采用机械压缩、真空过滤还是离心分离等工作原理，设备对废水处理工作而言，本身并无优劣之分，工程实际中应根据具体条件和对设备的掌握情况具体选用。

6结语

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废水生化处理工艺

活性污泥法处理废水具有污染负荷抗冲击性强，但可生化性好，处理后的COD含量低的特点，明阳糖厂选用泰国PrimerProduction（帕力米尔）活性污泥好氧生物处理技术进行末端废水治理。其主要工艺流程:厂内废水经过泵送进调节池，如果废水pH值偏低，可通过投加碱液进行调节，再通过提升泵把水加压送进氧化沟反应器。在氧化沟反应器里，投加尿素、磷酸等手段对废水的N、P等营养成分进行调节，并通过曝气机的搅拌充氧，将有机物、微生物和氧气充分混合，利用微生物的新陈代谢作用将废水中的有机物分解为CO2和H2O。泥水混合物经过泵送进沉淀池，在沉淀池内通过重力作用进行泥水分离，上层清水回用或外排，污泥通过行车刮泥机和污泥回流泵抽吸回流至氧化沟，多余的污泥泵送至带式浓缩压滤一体机进行脱水处理，经压滤机压干后的污泥制作生物肥，滤液排至污泥池。

1）废水生化处理站的建设规模及处理能力。废水生化处理站总设计处理能力为625m3/h，年废水处理量634万m3。其主要构筑物及设备见表2和表3。2)氧化沟反应器。氧化沟反应器是整个生化系统中有机物去除的核心部分。利用连续环式反应池作生物反应池，混合液通常在延时曝气条件下在该反应池中做闭合曝气连续循环。反应池使用带方向控制的曝气和搅动装置，向混合液传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。污泥和废水进入氧化沟反应器，通过曝气机的作用，使有机物、微生物和氧气得到充分混合，经微生物的新陈代谢，废水中的有机物被分解成为CO2和H2O，从而起到净化污水，达标排放的目的。氧化沟运行时，须注意控制曝气量，当溶氧量（DO）超过2.0mg/L时，可关停部分曝气机。反之，则加大曝氧机的曝氧能力，以保证系统的正常运行。同时，当污泥沉降比超出30%~50%范围时，要对回流污泥量的大小作调整。

冷却水循环系统扩建

提高循环水的利用率，减少废水的产生，是减轻生化处理压力和节能减排的关键因素。为此，对汽轮机冷却水循环系统进行扩建，在深水池上方新增1台1000m3/h冷却塔，配套循环水泵两台。对沉灰池冷却水循环系统进行扩建，新增1台500m3/h耐腐蚀冷却塔。对喷水冷却系统进行改造，拆除原有旧雾化冷却喷头，新增6台1000m3/h冷却塔，2台冷却塔进水泵。将糖厂循环水、工艺水、设备冷却水进行全面冷却循环使用，使排放废水达到生化处理水温≤40℃要求。

实施效果

1）生产过程实现零取水。开榨前一次性取新鲜水约5000m3供锅炉和工艺用水。榨季期间，充分利用甘蔗自身带来的水分而不再补充新鲜工艺用水，实行清污分流，中水回用，实现生产过程零取水。2）主要污染物指标大幅下降。废水经生化处处后，CODcr、BOD5及SS指标远低于国家排放标准（GB21909-2008），总排水口数据见表4。3）节水减排效果明显。生化处理及节水工程实施后，除百吨蔗耗标煤外，其余指标均达到国家清洁生产一级标准，能耗降低明显（见表5）。

讨论

1各种处理方法的优势和特点

制糖废水的处理，目前国内大多采用活性污泥法和生物接触氧化法，使废水CODcr、BOD5和SS显著降低，从而提高水质。这两种处理方法各有特色。一是运行启动时间：由于生产的季节性，生物接触氧化法需要20～30天挂膜驯化才能正常运行，而活性污泥法在生产榨季开机时只需按照操作程序开机3～5天即可投入正常运行。二是监控手段和调整灵活性：活性污泥法在运行过程中有多种监控手段，能及时发现问题并及时调整运行状态。而生物接触氧化法除镜检外，相对于活性污泥法监控和调整手段较少，出现问题后不容易被发现，调整运行的灵活性差。三是搞冲击负荷能力：糖厂废水水量和污染物负荷变化大，活性污泥法在受冲击时，要通过SVI、污泥沉降比、污泥浓度等多种方法调节运行状况，预防冲击事故，才能确保废水处理达标。而生物接触氧化法由于其单位体积生物的数量比活性污泥法多，生物活性高，底物和产物的传质速度快，抗冲击负荷能力相对要强。在糖厂废水处理中，由于废水生化性好，很容易生化降解并且水质硬度小，同时由于生产的阶段性（约5个月生产期），选用活性污泥好氧处理方法比较好。氧化沟是一种改良型的活性污泥反应器，具有完全混流和推流的特征，有机物、污泥和氧气能够在反应器内充分混合，而且大比例的回流能够稀释高浓度进水，短时间内耐负荷冲击能力强，适应糖厂废水粘度高、排放具有一定波动性、污染物浓度突然成倍增加的特点。氧化沟工艺稳定性好，但其池体结构相对复杂，废水流动需要推流器及泵，能耗和费用较高。目前我区制糖企业大多采用活性污泥好氧处理方法，其中相当一部分采用氧化沟。

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关键词：环境生物技术 污染治理 环境保护 发展前景

中图分类号：X505 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）004-093-02

1 前言

环境污染问题是当前世界所面临的四大难题之一，我国也将环保作为基本国策之一，主要应用于环境污染治理的环境生物技术也得到了与时俱进的发展。生物技术作为高新技术之一已经具有悠久的历史，而由环境工程技术与现代生物技术相互结合所形成的新兴学科即环境生物技术只是在上世纪末期才在欧美发达区域萌芽，但其能在短时期内得到飞速的发展，成为了兼具环境效益、经济效益并能有效解决当前复杂环境污染问题的方式之一。环境生物技术的核心是微生物学的过程，其主要研究内容有：污染物微生物的降解技术、环境污染的监控技术、环境友好材料生物的合成技术、污染场地生物的监测技术以及固体废物的强化处理技术等，因此环境生物技术是现代生物技术在环境污染治理、监控以及监测等环节之中的重要应用手段。笔者主要从污染水、废气与固体废弃物的处理与净化、生物监测技术以及化学农药污染清除等方面论述环境生物技术研究进展，并探讨其在相关方面的发展前景。

2 环境生物技术的研究进展

2.1 污水的净化处理

现代污水净化处理技术便是运用微生物的新陈代谢功能将污水净化，目前主要有生物膜法、活性污泥法、厌氧生物处理法以及自然生物处理法等。污水之中的有毒成分十分复杂，其包括各种氰化物、酚类、有机磷、有机酸、重金属、醇及醛等，微生物通过自身的活动可以促使污水之中的有毒物转化为有益的无毒物，从而有效清除污水的毒害作用。固定化细胞与固定化酶技术是生物净化污水的酶工程技术，微生物细胞是固定化酶反应器，运用制备固定化酶的方式把微生物细胞加以固定则可催化一系列生化反应；固定化酶则可通过化学键合法或者物理吸附法将水溶性酶与固态的不溶性载体相互融合，使酶成为保持催化活性但不溶于水的衍生物，因此固定化细胞与固定化酶可有效地对废水之中的无机金属毒物及有机污染物进行净化处理。我国运用固定化细胞技术来降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠的净化技术取得进展，对于 （LAS）100mg/L的污水降解率及酶活性保存率均处于90%以上。除此之外，美国从土壤中分离的厌氧菌能够有效地将毒性较强的化合物转化为乙醇及醋酸盐等化工原料，还利用氰化物细菌来进收集水中的铜、锌等重金属，使水净化之后得到循环利用。

2.2 废气的净化处理

气态污染物的生物净化主要先有气相到液相的转换过程，再在液相中利用微生物对其进行吸附降解，而其缠上的代谢物则溶入液相、析出至空气中或者成为细胞代谢能源或者细胞物质。近期来，生物技术对废气的净化处理方法有将煤的物理选煤技术之一的浮选法与微生物处理技术相互结合，进而将黄铁矿与煤进行分离而实现脱硫的目的。荷兰与德国运用生物膜过滤器净化含硫化氢的废气，控制率高达90%以上；捷克斯洛伐克于上世纪末在其北部的煤矿中用氧化亚铁硫杆菌脱褐煤中硫，平均能够脱去23.4%的有机硫以及78.5%的无机硫；美国运用CB1菌株能够成功地脱离18%-47%的有机硫，都是生物技术研究进展中废气净化处理的成功实例。

2.3 固体废弃物生物处理技术

固体废弃物主要来源于城市生活、农业生产以及污水处理后的剩余污泥。目前为止，固体废弃物生物处理方式主要有掩埋、囤积、焚烧以及利用生物技术等，其中生物技术能够将固体废弃物进行资源化、无害化以及减量化的处理，培养微生物使废渣转化为含氨基酸及蛋白质的有益物质，从而使其变为有利于农田的改良土壤肥料。除此之外，微生物堆肥是一种可分为厌氧发酵法与需氧性堆制法的堆肥方法，厌氧发酵法包括高温生物发酵法以及沼气发酵法，主要是利用厌氧微生物造肥使得固体废弃物无害化；需氧性堆制法是在通气的条件下依靠需氧性微生物活动的高温堆肥方式，例如设置堆肥工厂对城市垃圾废料进行集中处理并使其在高温环境之中进行发酵。

2.4 生物监测技术

传统的环境生物技术的监测方法主要有：利用发光细菌快速地监测环境有毒有害物质、Ames实验监测物质的致癌性及突变性、通过水中藻类生物种类数量的测定来进行物质的酶性监测以及水质监测以及利用粪便污染指数及细菌总数来对水质进行监测等。上述生物监测技术在检验的标准以及操作模式上已逐渐成熟，而随着环境生物技术的不断发展与进步，多种分子工具也被运用到生物的监测技术之中，主要有核酸探针、生物芯片与生物传感器、生物免疫检验、病毒监测、PCR以及单细胞电泳等，这些监测方法具有灵敏、快速、试验周期短以及特异性较强的优点，因此被广泛应用于环境生物的监测技术之中。

3 环境生物技术的发展前景

3.1 完善环境污染治理

环境生物技术处理污染物的产物多数稳定持效、无毒无害，并且有效地避免了污染物的多次转移，使得污染的资源得以重新利用并强化环境的自净能力，因此环境生物技术以其效率高、速度快、成本低、消耗少以及无二次污染的优点成为了当今世界环保应用中最为广泛及重要的技术。环境生物技术在污染治理方面的完善在初步阶段已取得发展，但在深入工程阶段还存在较大的进步空间，活性污泥法与生物膜法相互结合、厌氧与好痒工艺技术相结合的污水处理技术，无害无毒化的生产工艺以及完善高效的自动化系统是今后环境生物技术在污染治理方面的主要发展方向。除此之外，高活性脱硫菌种的研制与培养、微生物脱硫技术对废气处理的运用还需配合清洁生产技术的研究，并考虑到充分利用微生物降解产物的有效途径，从而为人类生活提供更多能源。

3.2 加强生物检测手段

随着科技的发展进步，环境生物污染的检测应向更全面、更快捷及更灵敏的方向发展，分子生物技术可以分析污染的来源、探索环境污染物质的转化及降解规律以及检测污染致突变的原因，其将在研制开发生物传感器方面发挥强大的作用。生物传感器可以有效地满足对环境实际情况实施连续自动的需求，并可判断环境污染发展的趋势，从而尽早地采取预防措施。

3.3 与其它技术相结合

环境生物技术与其他科学技术之间的相互结合可有效地提升处理效率及增强处理效果，与此同时，电子计算机的使用也能为生物技术处理工艺实现自动化，还可有助于数学模拟研究的发展。例如将声、光、电与生物处理技术相结合对有毒有害高浓度难降解的有机废水进行处理可以取得良好效果，电化学的高级氧化、光催化氧化以及辐射分解等都是生物技术与其他技术之间相互整合开发的新型处理技术，而这些工艺与设备组合的模块化转变是环境生物技术发展的新方向。

4 结语

综上所述，环境生物技术在自然界环境中发挥强大的净化功能的同时，还对改善现时环境污染难题以及提升世界整体环境质量水平起到了不可或缺的作用。随着当前世界经济不断的发展以及环境污染治理的需求，环境生物技术的成果已逐渐地渗透进产业化与商品化的发展之中，各国对生物技术在环境领域内的运用开展了规模巨大的科研活动，并成功地研究开发了诸多环境生物技术及其产品，并被广泛地应用于各项环境污染治理问题之中。环境生物技术具有非常广阔的市场前景，在未来的社会发展中将发挥出愈来愈重要的作用。

参考文献：

[1]朱洁.生物技术是人类生活变革的催化剂[J].黑龙江科技信息，2012（2）：34.

[2]布鲁斯・E・瑞特曼.环境生物工程技术的发展前景展望[J].上海师范大学学报，2009（3）：2.

[3]武周虎，王秀英，盛铭军.环境生物技术在污染治理方面的应用[J].青岛建筑工程学院学报，2009（1）：3.

[4]孟和，宝力高.生物技术专业发展趋势及设想[J].医药杂志，2013（1）：28.

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关键词：煤矿废水；处理工艺；回用

中图分类号：TE992.1 文献标识码：A

水资源的缺乏和水污染日益严重，这不仅是一个世界问题，同时，也是我国目前需要面临和急需解决的比较严峻的问题。我国的人均水占有量仅是世界平均水平的四分之一。而且煤矿的开采，能源的开发，同时又给水资源带来了无穷的隐患。煤矿工业需要顺利的发展，同时解决好煤矿产生能源的同时又产生大量的污染，的确是一项重要的课题。回顾中国的能源结构，煤炭产业仍占整个结构的70%以上。而煤炭在开采的过种中所排放的大量的废水，废气，就目前的情况讲，大多数煤碳企业仍没有技术能力或技术设施对排出的废水进行有效的处理，而是直接的排放。不仅对周围的环境，同时对矿区附近的水环境都造成了严重浸染。调查数据统计表明，我国煤矿平均每采一吨煤需排放水量为2．0-2.5吨。2003年全国产煤16．67亿吨，实际排放水量就得达到34-42亿吨，大约占全国工业废水排放的15％以上。“产煤致渴”已经成为我国水资源要面临的严峻问题。

1 分析煤矿废水的来源及产业的危害

矿井水主要来源由伴随矿井开采而产生的地表渗透水、岩石孔隙水、矿坑水、地下含水层的疏放水、以及井下生产中防尘、灌浆、充填和洗煤厂污水。通常情况下，矿井水的酸碱度值在7到8之间，属于弱碱性水。对于含硫的矿井水，其中二氧化硫一般含量会很多，所以属酸性水。在含有硫成份的矿井中，由于矿石或周围的岩石以及含硫的煤层中含有硫化物的矿物质。这些矿物质经过氧化、分解同时溶解于矿井水中，所以形成酸性水。特别是在在开采巷道中，在大量的渗入地下水和通风条件良好的情况下，为硫化矿物质的氧化、分解提供了特别有利的氧化环境。地下开采，特别是水力采煤和水沙充填采煤法排放的污水更是不能忽视。据统计，如果不考虑这些废水利用，每产1吨矿石，废水排放量为1立方米左右；生产1吨原煤大概要从井下排出废水0．5～10立方米，最高的情况下可以达到60立方米。特别值得一提的事，在一部分煤矿已经关闭后，同时还会存在大量的废水继续污染矿区的环境。

煤矿的水污染大概可分为矿物质污染，有机物质污染以及细菌产生的污染这几类。在一部分矿区还存在放射性染污和热污染。矿物质污染分为砂尘、泥土、矿物质杂质、粉尘、被溶解的盐、酸性和碱性污染等等；有机物质污染分为煤炭的颗粒、油污、生物生命的代谢产物、木材还有其他物质等被氧化后的产物；细菌污染主要来源于在开发，采运中过程中的岩石粉末、煤粉末等的污染，使水出现灰色及黑色，浑浊以及水面上悬浮着的油污，同时散发出微量腥臭及活体生物腐烂的味道。对水质进行分析和检验的结果表明：采矿过程中，化学损耗氧量越大、细菌及大肠杆菌含量越大，对排放的水的污染就越大。如果对排放水的污染视而不见，任其外排。对环境的污染是无法估计的。

山西省是我国产煤的大省，以山西省为例，本文作者通过查找资料，列举如下数据，山西省因煤矿的开采对相应的水资源已达方圆20352平方公里的破坏，占山西省总土地面积的百分之十三左右。本省部分农村用水及特征畜吃水依靠的是煤系裂隙水，而煤矿的开采已经严重破坏了该层段的含水层。据数据统计，山省由于煤矿采煤排出的废水已经引起矿区水位的下降，导致地下泉水流量的下降，甚至有的已经断流，使将近几百万百姓及几十万牲畜的饮水的安全及饮水量都都产生了危急。所以煤矿的废水污染问题真是该到提到日程上的时候了。

2 采矿废水的共同特点以及废水中主要污染物分析

2.1 煤矿排出废水的共同特点

煤矿排出废水的水质一般情况下与城市排污的水质基本相同，但也有不同之处。煤矿的废水来源于矿井的涌出水、煤场和矸石场淋溶废水等。从酸碱度的角度分为酸性的矿井及以非酸性的矿井水两大类；选矿时排出的废水或洗煤过程排出的废水，除了含有大量悬浮的矿物质粉开以及金属离子之外，可能还含有许多浮选剂。在悬浮的颗粒物中含量每升可达几万甚至十几万毫克。洗煤产生的废水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合而成的一种多项目体系。洗煤产生的废水中含有煤泥颗粒(粗煤泥颗粒05-1毫米，细煤泥颗粒0-5毫米)，粘土颗粒以及矿物质等。洗煤产生的废水一般含有SS、BOD5浓度比较高。由此，煤泥水不仅具有悬浊液的性质，还常常带有胶粘性；细煤泥颗粒、粘土颗粒等粒度非常小，不容易沉淀，即使是同――矿井，对于不同的煤层，废水的性质也不尽相同，有时甚至有很大的差别。这些性质决定了这类废水的污染之严重、处理的难度增大的特点。

2.2 采煤排出废水的主要污染成份分析

我们所说的染污是指一种物质流入水里后是否引起水里成份的严重改变，而且这种改变是能引起水的性质的改变。下面就煤矿排出废水的成份中污染物进行分析：

2.2.1 有机物污染

由于煤矿废水池的水的流动性慢，特别容易池中植物腐烂，这些植物的腐烂就会使大量的有机成分排入水中。另外，分析实验室及洗煤厂排出的大量的废水中同样也含有酚、甲酚以其他酚类的有机物。这种有机物对水的污染是相当严重的。

2.2.2 采煤机械流出的油类的污染

油污染是煤矿别普遍的一种污染，含油的废水形成油膜，可以改变土壤的结构，破坏土质，同时会使农作物枯萎甚至死亡。

2．2.3 酸碱性污染

酸碱性污染是水污染中极其普遍的现象，酸碱废水排入水体后，使水体酸碱值发生了变化，抑制细菌和微生物的生长。同时妨碍水体进行自净，也可以腐蚀水里的船舶和水下建筑。破坏正常的生态环境。

3 煤矿污水的控制及其处理

我国对于煤矿污水的控制及重要始于上个世纪七十年代，但大多数煤矿对于污染的控制还只是停留在为排放而治理的情况下，实质上对于污水的回用才是治理的最终目标及趋势。对于污水的防治和回水再用相结合，既可以解决我国水资源紧缺的问题，同时又可以减少地表水的污染问题。许多大型煤矿正努力向这个目标努力，努力达到排放标准，向国际化迈进。

3．1 煤矿废水污染控制

为了解决煤矿废水造成的危害，必须采取各种措施和方法，严格控制废水排放，减少废水对周围煤矿水资源破坏。

污染防治具体措施：

3.1.1 超前开采利用疏干水。在煤矿开采前或开采过程中，对即将被疏干或破坏的含水层，选择合适的疏干方式，统筹安排，充分利用或储存疏干水，既能满足煤炭开采的需要，又可解决供水水源的问题。

3.1.2 建立反渗透帷幕。在开采地段周围设置一道封闭的反渗透围墙，用于防止地下水流入矿坑或井巷，保护地下水不枯竭、不被污染，使地下水仍保持或接近天然状态。

3.1.3 填堵导水通道。对塌陷的地质构造形成的含水层及井巷导水通道，采用回填、注浆等方法封堵。对渗漏严重的河床采取河流改道、修整河底的方法，即可减少矿井涌水又可保持水资源。

一水多用即循环用水法。所使用的循环供水系统即将废水在生产范围内多次并重复的利用，不仅能减少排放量减轻对环境的污染，同时又减少了新水的扑入，大量的节约水资源。要积极开展水采矿井煤泥水处理技术的研究，使水采煤泥和洗煤厂煤泥经浮选后全部厂内回收。使井下采煤与洗煤厂有机结合成一体，一是可回收大量的精煤；二是保证洗煤厂洗煤用水的同时，可实现洗水闭路循环，既可节约用水，又可节约清水；三是减少了污水的外排，保护了环境，同时还能取得良好的经济效益和社会效益。

井下污水处理。目前推广的经济型水泵工艺或区域化水泵工艺所采用的煤泥水处理系统都是按闭路循环设计的。在井下中央硐室采用斜管沉淀仓对采区分级脱水后的煤泥水进一步净化处理，大部分煤泥水净化后在井下供采掘循环使用。只有少部分经过浓缩后的高浓度煤泥水用小流量高扬程煤泥泵排至地面入洗煤厂或脱水厂处理。对于小型煤矿，地面无洗煤厂，就把所产生的煤泥水都在井下中央硐室处理，中央硐室采用浓缩旋流器和高频振动筛对煤泥水进一步处理，可以做到煤泥水不升井。在大中型矿井中工作的转载机、采煤机、掘进机等使用的液压油、齿轮油以及液压支架使用的乳化液。由于管理不善产生泄露，随矿井水排至地面污染环境。应采取如下措施：一是要加强对设备的管理；二是要完善各类用油设备的密封性能，防止漏油；三是研究开发水介质单体液压支柱，不使用乳化液。对于井下防灭火的灌浆和水砂充填处理采空区的充填污水，可在井底硐室处理后循环使用。

4 煤矿废水处理主要工艺

传统方法对污水进行处理主要采取石灰澄清、重碳酸化、絮凝、沉降、过滤和气等方法。根据污水中，具体的污染的成份的不同采取的方法也各有差异。传统方法处理存在着工艺较复杂、净水后利用率较低、使用的化学物品相对消耗量增大等弊端，由于没有办法彻底去除生物絮体以及胶体等物质，致使清洗必须频繁，从而影响出水的水质。

4.1 对于酸性水的净化及处理工艺

在酸性水中加入碱性缓蚀剂进行中和，把酸性水中有有益的成分如金属离子进行回收，从而改变水的性质。对于没有回收价值的酸性水。目前国内的大多数煤矿基本都采取中和法，用石灰或石灰厂做为中和剂加以中和。通常有三种工艺：一是直接投加石灰法，将石灰配制成石灰乳，投入反应沟，流入反应池，对水中的Fe2+，要进行曝气氧化，中和生成物CaSO4。和Fe(OH)2，在沉淀池中沉淀后除去；一是石灰石中和滚筒法，将石灰石置于滚筒内，由于滚筒的旋转，石灰石相互撞击摩擦，破坏其表面生成的难溶性CaSO2。膜，扩大酸性水与石灰石的接触面，使中和反应继续进行下去，生成的CO：以及水中原有的Fe2+要以曝气池曝气，促使CO：从水中溢出，使Fe2+离子氧化成Fe3+离子，后者水解后生成沉淀除去；三是升流式变滤速膨胀中和法，将细颗粒石灰石或白云石装入圆锥体形的中和塔，水流自下而上通过滤料，滤速下部快上部慢，中和反应得以充分进行，出水含有CO：经曝气装置吹脱后，pH值升高时，Fe2+离子也被氧化为Fe3+离子去除。

4.2 含有毒有害元素或放射性元素矿井水的净化处理。首先去除悬浮物，然后对其中不符合标准水质的污染物进行处理，对含氟水，可用活性氧化铝吸附除去氟，也可用电渗析法除盐的同时除氟。含铁、锰水，通常采用混凝、沉淀、吸附、离子交换和膜技术等处理方法。实际矿井水大多数为复合型水，在设计水处理工艺时必须查清水质和水量，然后考虑水处理单元操作的取舍和优化组合。通常矿井水都含有或多或少的悬浮物，因此含悬浮物的处理工艺对于任何类型中对地下水资源的保护措施，留设足够有效的防水的矿井水都是处理前的第一步骤。

4.3 上世纪90年代以来污水生物处理新工艺、新技术的研究开发应用取得了很大成就，许多新工艺应运而生，这些新工艺的共同特点是：高效、稳定、节能，并具有脱氮除瞵等多功能。较典型的工艺有：

4．3.1 A2/O工艺

该工艺是厌氧，缺氧，好氧生物脱氨除磷工艺的简称，是70年代由美国专家在厌氧一好氧除磷工艺(A／O)的基础上开发的。

4.3.2 SBR工艺（序列间歇式活性污泥法)是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活l哇=污泥法

4．3.3 BAF工艺(曝气生物滤池工艺)

是90年代初开发的新型微生物附着型污水处理技术，能同时完成生物处理与固液分离，通过调整滤池结构形式而成为具有脱氮除磷功能的组合工艺。BAF作为一种膜法污水处理新工艺，与传统活性污泥法和接触氧化法相比，具有以下的优点：

具有较高的生物浓度和较高的有机负荷；工艺简单、出水水质好；抗冲击负荷能力强。由于整个滤池中分布着较高浓度的微生物，其对有机负荷、水力负荷的变化不象传统活性污泥那么敏感，同时无污泥膨胀问题；氧的传输效率高；易挂膜、启动快；菌群结构合理；自动化程度高；脱氛效果好。

4．3.4 连续膜过滤技术

CMF技术的核心是高抗污染膜以及与之相配合的膜清洗技术，可以实现对膜的不停机在线清洗清洗，从而做到对料液不间断连续处理，保证设备的连续高效运行。

CMF目前主要用于大型城市污水处理厂二沉池生水的深度处理回用，海水淡化或大型反渗透系统的预处理。地表水地下水净化、饮料澄清除浊等。

4.3.5 膜生物反应器

膜生物反应器是膜分离技术和生物技术结合的新工艺。用在污水废水处理领域，利用膜件进行固液分离，截留的污泥或杂质回流至(或保留)在生物反应器中，处理的清水透过膜排水，构成了污水处理的膜生物反应器系统，膜组件的作用相当于传统污水生物处理系统中的二沉。MBR MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纤维膜，目前主要以中空纤维膜为主。

4.3.6 反渗透技术

反渗透技术始于二十世纪六十年代，是一种以压力为驱动力的膜分享技术。这种技术是一种从海水、苦成水进行淡化而发展起来的。也叫化淡化技术。本技术具有无相变、组件化、流程简单、操作方便、占地面积小、投资小、能耗低等特别。所以发展非常快。应用也非常广。

建设文明矿区，共同维护我们的绿色家园，是每一个企业及每一个个人都必须从我做起的目标。我们不能为经济的发展，大力开发的同时，给后人留下大量的隐患。在科技发达的今天。我们务必将工业的发展及绿色环保齐头并进。

参考文献

[1]张世雄．矿物资源开发工程[M]．武汉：武汉工业大学出版社，2000：410-418．

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关键词：河道污染；生物治理；河岸治理；河道修复；水质

1 河道污染治理的现状

据2015年统计，我国部分城市河段污染较重，全国十大水系水质一半被污染，31个大型淡水湖泊17个污染，9个重要海湾水质均差，黄淮海流域70%以上河段受到污染。因此，河道治理乃至水环境治理在当今的环保产业中占据十分重要的地位。

河道污染的治理方法主要有物理方法、化学方法及生物方法等，而生物方法相对具备投资较低、环境影响小、二次污染威胁小、长期效果质量高等特点，是一种未来应用更为广泛的健康治理方法，本文主要针对河道污染的生物治理提出一些可行性建议。

2 河岸治理

2.1 生态护坡

平原河道护坡应尽量减少混凝土用量，优先采取自然的土质岸坡、自然缓坡、植树、植草、干砌块石等各种浅护坦为水生植物生长、繁育及两栖动物栖息繁衍活动创造条件。土堤可采用植洹⒅植莺蜕物袋等工程措施，以利于保护河道和生态环境的改善；为便于河道管理，防止河岸边坡耕作，可设置防护带，以确保堤防安全。

2.2 建设下凹绿地

发挥绿地截留降雨径流污染物的能力，将传统的绿地改造成下凹式绿地，内部采用人工土构建快速渗滤系统，充分发挥植被和土壤对城市降雨径流污染物的截留作用。

2.3 植被浅沟

植被浅沟是指在地表沟渠中种有植被的一种工程性措施，一般通过重力流收集处理径流雨水。当雨水流经浅沟时，在沉淀、过滤、渗透、吸收及生物降解等共同作用下，径流中的污染物被去除，达到雨水径流的收集利用和径流污染控制的目的。

3 河道修复技术

3.1 活性污泥法

活性污泥法处理污水，是利用活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用，去除废水中有机污染物的一种废水处理方法。它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。故此法具有一定的局限性，需要废水中含有足够的可溶性易降解有机物；混合液含有足够的溶解氧；活性污泥在池内呈悬浮状态；活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥；无有毒有害的物质流入。

3.2 生物接触氧化法

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。

生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。

生物处理是经过物化处理后的环节，也是整个循环流程中的重要环节，在这里将去除氨氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氢等有害物质，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。如果能配合JBM新型组合式生物填料使用，可加速生物分解过程，具有运行管理简便、投资省、处理效果高、最大限度地减少占地等优点。

3.3 膜生物反应器

膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用膜分离设备截留水中的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可深度净化污水，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。

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在生产流程中,为了减少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技术,研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,例如,在农业领域使用生物农药无毒、安全、无污染等;利用生物质能源能极大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化学反应,使生产过程能源、原料的消耗降低;综上所述,生物工程技术对于生态环境保护意义重大。

2生物工程在环境监测的应用

环境保护工作中的一个重要环节就是监测环境污染,应用化学仪器分析以及生物监测是环境监测的重要方法。可以利用基因工程技术改造过的微生物、指示生物、生物芯片技术、生物传感器技术、分子生物学等技术监测环境污染。近年来,环境监测也可以通过研究较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、酶联免疫吸附技术(ELISA)、核酸探针、生物传感器、生物荧光方法等生物高新技术。土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测可以通过PCR技术完成。水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,以及大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度分析都可以用生物传感技术测定。今后,由于其快速、灵敏、特异性强的特性,生物工程技术将在环境监测中广泛应用。

3生物工程在废水处理中的应用

需要一个由多种方法组成的多层次处理系统将废水中所含的多种污染物质处理。预处理多为物理方法,化学方法容易产生二次污染;利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质,这种方法就是利用生物工程措施在废水净化中的应用。固定化微生物技术。利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,这种技术应用于废水处理,有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,有利于微生物抵抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分离,缩短处理所需的时间。生物反应器技术。在活性污泥中加入固定载和流动载体,以及好氧和厌氧固定膜的反应器,极大的增加了反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的发挥。此法处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。生物强化处理技术。通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的浓度,增强对难降解有机物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。在水污染治理中的应用主要有:治理高浓度有机废水;有毒、有害难降解污染物的治理;脱氮除磷等。

4应用生物工程技术处理固体废弃

物固体垃圾处理通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。焚烧、填埋等常规处理方式不能从根本上解决污染问题,污泥直接焚烧的热值过低,还要治理有害气体、粉尘污染,污泥焚烧的一次性投资和运行成本过高,采用现代生物技术处理这些有机物,把有机废弃物发酵成为有机肥或营养土去肥沃土地,再把植物变成食物,这是适应大自然自身规律的一种处理和循环利用方式。生物工程技术在消除白色污染方面意义重大,主要表现为:(1)通过基因工程技术可筛选优势微生物、构建高效降解菌,并通过发酵工程技术大量培养,可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技术将能编码降解蛋白的基因导入某一土壤微生物中,使他们共同发挥各自的功能和作用,迅速将塑料等白色污染物降解。

5应用生物工程治理大气污染废气

的生物处理和空气净化是一种利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法,主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点。

6应用生物工程治理土壤污染土壤污染

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【关键词】 光催化氧化；有机废水处理；深度处理

难降解有机废水的治理作为环保领域的重要课题已受到全球范围的重视[1]。当前生物技术被认为是处理有机污染物应用前景最好的方法，但对许多有机化合物作用不大，如对微生物有毒害作用、对微生物降解有抵制或抑制作用，影响微生物降解，从而影响有机废水的综合处理效果，难以满足废水达标排放的要求。近年来有关污水的治理研究已逐步转向化学转化法，即通过化学反应使污染物得到破坏而实现无害化。

1 光催化氧化技术国内外研究进展

光催化氧化是20世纪70年代兴起的水处理工艺，自1961~1996年的36年间共有47个国家和地区的科学家从事光催化研究[2]，其中日本、美国、俄罗斯和中国这四个国家在光催化研究方面处于领先地位。

目前国内外关于光催化降解有机物的理论研究尚处于探索开拓阶段，大多数研究停留在证实过程可行性的水平上，即仅限于基本方法的研究。且目前的试验研究中对已经考察的有机污染物种类也十分有限，水处理的实验对象多用于化学试剂溶入去离子蒸馏水模拟工业废水。而实际的工业废水通常含有多种污染物，对于这种多组分体系的光催化转化过程的实验研究极少[3-4]。美国、日本、加拿大等国已尝试将光催化氧化技术应用于水处理，据报道目前只有美国建立了用太阳光作为光催化反应系统光源的试验装置[5]，并进行了大量有效的试验。其他国家的研究均处于模拟试验阶段，我国采用光催化处理有机废水的研究工作尚处于起步阶段，大都还限于实验室研究水平，尚未有把该技术投入实际应用的报道[1、2]。

2 光催化氧化原理

催化氧化法是对化学氧化法的改进与强化，根据所采用的不同改进措施，发展出了湿式催化氧化法、光催化氧化法、均相催化氧化法和多相催化氧化法[4]。其中光催化氧化法是目前催化氧化法中研究较多且应用前景较好的一项技术。

光催化氧化过程就是在水中加入一定量的光敏半导体材料(如TiO2)，结合具有一定能量的光照射（紫外光），在水中产生氧化能力很强的羟基自由基氧化水中污染物，将有机物逐步氧化成无机物，最终生成CO2、H2O及其它的无机离子如NO3-，PO43-等。这种光催化氧化技术对有机物分子结构具有很强的破坏作用，使长链分子变成短链分子(一些有机物甚至最终能被分解成二氧化碳和水)，从而增强了微生物对有机污染物的降解性能，有效地提高了对有机污染物的处理效率。

3 光催化氧化技术优点

光催化氧化是一种新型现代水处理技术，具有工艺简单、能耗低、易操作、无二次污染等特点，尤其对一些特殊的污染物比其他氧化法有更显著的效果[5]。在1989年美国环保局公布的129种基本污染物中，有9大类共114种有机物，国内外的研究表明光催化氧化法对大部分有机物有较大的降解作用。

4 光催化氧化技术处理废水的影响因素

光催化氧化技术在处理废水时其降解效果受催化剂用量、pH值、光照强度、光照时间、水中的溶解氧等因素的影响[6]：(1) 催化剂用量要适当，投加量过少，有效光子不能完全转化为化学能，而投加量过多，会造成光散射，降低反应速度。(2) 光催化氧化法降解有机物时，去除率可能先上升后又下降、再上升，这是由于废水中大分子有机物分解为小分子有机物的难易程度所致。(3) 光催化氧化法有耐冲击负荷的优点，能有效降解的废水浓度范围较宽。(4) 光催化氧化法降解速率受pH影响较大。在高pH和低pH时反应速率较快。(5) 在一定条件下，适当增加光照强度能提高废水有机物降解效果，但太大时存在中间氧化物在催化剂表面的竞争性复合，提高效果不明显。(6) 光催化氧化反应需要消耗水中的氧气。氧在该反应中是光致电子的俘获剂、・OH的重要来源以及羟基化产物进一步的氧化反应剂，它能有效地抑制电子-空穴对的简单复合，提高光子效率。

5 光催化氧化技术应用前景

光催化氧化法由于其自身的优点，用于处理水中的有机污染物的研究已经越来越受到人们的重视，作为一种新兴的水处理技术，有着广阔的应用前景。其在彻底氧化水中有机污染物和可以利用太阳能而节约能源等方面有着突出的优点，特别是当水中有机污染物浓度很高或用其它技术方法很难降解时，有着更明显的优势。此外，近几年高效率的光催化剂、光电结合的催化方法以及应用太阳能技术的研究和应用的进步，使得光催化应用在水净化领域有着良好的市场前景和经济、社会效益。

高浓度有机废水的处理是一项难度较大的工作。为有效地解决有机废水造成的污染问题，国内外都在致力于新技术的研究与开发。目前，在北美洲，以加拿大为核心的先进氧化技术的应用研究正在蓬勃兴起，为有机废水处理技术的研究开拓了一个新的研究方向[7]。其中紫外光催化氧化技术的研究格外引人注目，当前的一系列研究表明这项新技术具有新颖性、高效性，与现有有机废物多采用的焚烧处理法相比较，投资少，如配合生物处理法，可以解决大多数有机物造成的污染问题，具有很好的应用前景。

目前的研究表明，光催化氧化技术由于其高效节能，工艺简化和清洁无毒，可望在以下几个方面得到广泛应用[8]：①用于饮用水的深度处理，去除水中微量有机污染物。②用于工业废水的处理，去除其中的有机污染物和有毒的无机离子如Cr2O72-、CN-、Pb2+、Hg2+等。

然而，迄今为止的研究大部分还停留在实验室阶段，未来的研究将集中于以下几个方面：①制备高效率的催化剂，通过在催化剂表面负载惰性金属或利用掺杂其它物质改变催化剂晶形结构的方法，降低能带宽度，使其能被长波光激发，提高对太阳光的利用率。②寻找合适的载体和固定化方法，制备负载型催化剂。利用载体和催化剂的复合功能，例如使用具有吸附功能的载体，将吸附、降解、分离有机地结合起来，克服悬浮相催化氧化中，催化剂易凝聚且难以分离回收、活性成分损失大等特点。③并结合负载型催化剂的制备，设计出高效、多功能、实用型的水处理装置，解决光催化氧化的实际应用问题。

参考文献

[1] 叶庆国等．光催化氧化法降解丁醛废水．青岛化工学院学报，2000，21（3）：206-208

[2] 石庆平等．光催化研究与发展的文献计量分析．催化学报，1999，20（3）：293-295

[3] 李琳．多相光催化在水污染治理的应用．环境科学进展，1994，2（6）：23-30

[4] 张彭义等．半导体光催化剂及其改性技术进展．环境科学进展，1997，5（3）：1-5

[5] 胡将军等．光催化氧化处理有机废水．环境污染与防治，2000，22（1）：31-32

[6] 温东辉等．高浓度降解有机废水的催化氧化技术发展．环境科学，1993，15（5）：88-91

[7] 吴东平等．紫外光催化氧化技术处理有机污染物的研究动态．环境工程，1998，16（3）：64-67