废水处理工艺论文范文

导语：如何才能写好一篇废水处理工艺论文，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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（1）隔油池。

在炼厂一般都采用利用油、水的比重差进行油水分离的隔油池。其中比重小于1的油品上浮至水面而得到回收；比重大于1的其他机械杂质沉于池底。所以，隔油池同时又是沉淀池，但主要起除油作用。

（2）浮选。

浮选就是向污水中通入空气，使污水中的乳化油粘附在空气泡上，随气泡一起浮升至水面。一般为了提高浮选效果，向污水中投加少量浮选剂。由于炼厂的生产污水中本身含有某些表面活性剂，如脂肪酸盐、环烷酸盐、磺酸盐等，故不需另外加入浮选剂，也能获得较好的浮选效果。所以，近几年来在国内外都广泛地用它来处理炼厂的含油污水。

（3）絮凝。

对于颗粒直径小于10-5m的油粒，一般称之为乳化油。这种乳化油由于其表面吸附有水分子，此水层使油粒不能相互聚合。另外，因油粒表面带有相同电荷，由于静电排斥作用也妨碍油粒间的相互聚合而在水中呈稳定的悬浮状态。这两种因素构成了乳化油在水中的稳定状态。再者，油粒间由于水分子运动产生的布朗运动，促使油粒相互碰撞聚合而变成较大的油粒，以及由于范德华力所产生的油粒间相互吸引力，促使它们相互聚合，以上所有这些因素就构成了油粒的不稳定因素。为了使具有这种特性的油粒凝聚，就应消除其稳定因素。絮凝法的基本原理主要是根据油粒稳定因素之一——静电排斥力发生电中和作用的现象来进行絮凝。仅用双电层原理来解释絮凝原理尚有许多现象不能说明，因此絮凝作用还应考虑金属氧化物的水化物对油粒的吸附、包围圈带等各种现象的综合作用。

（4）过滤。

含油污水中油粒和悬浮物质在通过滤层时被截留在滤层中间，一般污水中的悬浮物质的粒度同砂层中的空隙相比要小得多，这种微小的颗粒在砂层中被截留下来的现象，许多学者试用下列作用来解释：筛滤作用、沉淀作用、化学吸附作用、物理吸附作用、附着作用及絮凝形成作用，这些作用中，到底哪一种对过滤起着决定性的作用，不同的研究者提出了不同的看法，至今还未建立一个统一的、肯定的说法。

2含硫、氨、酚污水处理工艺

炼厂在渣油焦化、催化裂化、加氢精制等二次加工过程中都会产生一定量的过程凝缩水，其中含有较多的硫化物、氨和酚类，一般称为含硫污水。它的排量不大，但如不经任何处理直接排入炼厂排水系统，则将严重地破坏隔油池操作流程，影响污水处理构筑物的正常运行。

（1）水蒸汽汽提法。

水蒸气汽提法就是把水蒸汽吹进水中，当污水的蒸汽压超过外界压力时，污水就开始沸腾，这样就加速了液相转入气相的过程；另一方面当水蒸气以气泡形态穿过水层时，水和气泡表面之间就形成了自由表面，这时液体就不断地向气泡内蒸发扩散。当气泡上升到液面时就开始破裂而放出其中的挥发性物质，所以数量较多的水蒸气汽提扩大了水的蒸发面，强化了过程的进行。工业污水中的挥发性溶解物质如硫化氢、氨、挥发性酚等都可以用蒸汽蒸馏的方法从污水中分离出来。

（2）含酚污水的处理。

酚既能溶于水，又能溶于有机溶剂如苯、轻油等。水和有机溶剂是两种互不相溶的液体，利用酚在这两种液体中的溶解度不相同（酚在有机溶剂中的溶解度较水大），把某种有机溶剂如苯加入酚水中，经过充分混合后，酚就会逐渐溶于苯中，再利用水和苯的比重差进行分离。因此可以利用此原理从污水中把酚提取出来。但为了获得较高的脱酚效率，需要采用对酚的分配系数高又与水互不相溶、不易乳化、损耗小、价格低廉、来源容易的有机溶剂作萃取剂。

3生物氧化法

利用大自然存在着大量依靠有机物生活的微生物来氧化分解污水中的有机物质，运行费用比用化学氧化法低廉。这种利用微生物处理污水的方法叫作生物氧化法。由于它能有效地除去污水中溶解的和胶体状态的有机污染物，所以一般炼厂都采用它作为净化低浓度含酚污水的主要方法之一。

4深度处理

炼厂污水经过隔油、浮选（一级处理）和生化处理（二级处理）等构筑物净化后，水质仍然达不到国家制定的排入地面水卫生标准的要求。为了防止恶化环境，消除其对水体、水生生物和人畜的危害，对某些地处水源上游和没有大量水源可作稀释水的炼厂来说，就必须对排出污水进行深度处理（亦称三级处理或抛光处理）。深度处理方法很多，但一般都由于技术比较复杂，处理成本过高，而未被生产上广泛采用，尚有待进行深入研究和改进。目前从国内外的发展趋势看，活性炭吸附法、臭氧氧化法，对彻底净化炼厂污水，使其达到排入水体或回收利用方面颇有价值。

（1）活性炭吸附法。

活性炭吸附污水中的杂质属于物理吸附。其原理是由于活性炭是松散多孔性结构的物质，具有很大的比表面积，一般可达1000m2/g。在它的表面粒子上存在着剩余的吸引力而引起对污水中杂质的吸附。近几年来国内外利用活性炭吸附处理炼厂一级或二级出水，取得了良好的效果，综合起来，可得到以下的主要试验结果：①用活性炭吸附法净化炼厂污水生化需氧量可脱除80%，出水中酚含量<0.02mg/L；②使水产生臭味的有机污染物，较其他有机污染物更容易脱除，在净化过程中它们首先被吸附掉；③在使用活性炭吸附前，污水应经过预处理，使固体悬浮物小于60mg/L，油含量达到20mg/L以下，这样可以减轻活性炭的负担，延长操作时间，减少再生频率，降低再生费用；④每公斤活性炭可吸附0.3~0.5kg以化学耗氧量衡量的有机物，吸附饱和后的活性炭可用烘焙法再生，再生损失约为5%~10%；⑤活性炭的粒径对吸附速度影响较大，一般水处理活性炭采用8~30目较合适。

（2）臭氧氧化法。

臭氧具有很强的氧化能力，所以在西欧各国被广泛用于给水处理的杀菌、脱色和除臭处理。目前国内外已开始大规模地研究把臭氧氧化用于工业污水的最终处理，并取得了良好的效果。

5其他处理工艺

除了上述几种常见的采油废水处理工艺外，近几年来也出现了一些新技术。文献[1-2]指出，越来越多的膜分离技术开始用于油田采出水处理，膜分离技术是利用膜的选择透过性进行分离和提纯的技术。膜法处理可以根据废水中油粒子的大小，合理地确定膜截留分子量。文献[3-4]指出，生物吸附法是一种较为新颖的处理含重金属废水的方法，具有高效、廉价的潜在优势。所谓生物吸附法就是利用某些生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子，再通过固液两相分离来去除水溶液中金属离子的方法。

6结语

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关键词 印染废水；污染物；效率

中图分类号X791 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）37-0055-02

1 研究对象

本研究选择四川彭山观音纺织印染有限公司、成都纺织印染工业集中发展区污水处理厂作为研究对象。这几个实验对象的生产工艺、废水处理工艺涵盖面广，作为研究对象有一定的代表性和实例性。

2 工作方法

本项目以现场实验数据和实验室检测数据为基础，以印染废水，尤其是印染混合废水这一特定的研究对象作为本课题研究的实验和试验对象。主要通过现场检测、实验室检测和理论结合数据分析的研究方法，对各种工艺技术实际应用到印染废水后主要污染物的去除效率进行归纳统计，并结合理论知识对其进行研究和解释，在充分考虑印染废水特点的前提下，综合各影响因素，选择合适运行参数，确定更优化的处理工艺。并对实际考察的废水处理工艺提出改进措施，使印染废水处理设施能够更加经济高效的稳定运行。

2.1 工作周期

分别对2家企业现有数据进行摸底，同时根据进水量和处理量，计算出各处理设施的停留时间，根据停留时间，设计各厂采样及测量时间。一般来说，取三个停留周期为我们的实验周期。

2.2 实验仪器

便携式COD测量仪一套、756PC分光光度计一台、带摄影拍照功能生物显微镜一台，及其它附属仪器。

2.3 采样点选择

对于单个企业，由于其处理工艺有所不同，所以，采样点的选择亦不同。原则上，每一个完整工序的进出口都要进行采样和检测。如某企业废水处理工序如下：进水-调节池-初沉池-厌氧池-好氧池-二沉池-气浮池-出水。则采样点为：进水口、调节池出口、初沉池出口、厌氧池出口、好氧池出口、气浮池出口、二沉池出口。本次研究主要针对生化处理系统的处理效果，所以采样点主要设在生化处理系统的进出口处，并分类抽样印染企业不同工段废水，进一步验证文献报道污染物浓度。

2.4 数据测定

1）COD测定：现场测定采用便携式COD测量仪进行；见附录《中华人民共和国环境保护行业标准；水质，化学需氧量的测定---快速消解分光光度法》[HJ/T-399-2007]。实验室测定见附录《中华人民共和国国家标准；水质，化学需氧量的测定――重铬酸盐法[GB 11914-89]。仪器见附录，长春吉大；小天鹅仪器有限公司（GDYS-101SQ）《化学耗氧量（COD）测定仪使用说明书》。

2）PVA测定：用棕色瓶贮存样品，定期送至实验室，采用硼酸-碘分光光度法进行测定。见附录《四川省地方标准；水质， 聚乙烯醇（PVA）含量的测定――硼酸-碘分光光度法》[CHKY-0701-2007]。

3）色度测定：稀释倍数法测定。

3 结果与分析

3.1 四川彭山观音纺织印染有限公司

该企业废水处理工艺流程如下：

图1 四川彭山观音纺织印染有限公司废水处理工艺流程图

该企业污水处理设施由于在初始设计时，没有考虑到企业后续的大规模扩产，故设计参数存在取值太小问题；污水处理设施建成后，不能有效处理企业生产污水。后经过数次改造，处理效果有一定改善；但是，由于生产源头没有控制，生产中长期使用高污染、高浓度的染料、助剂，废水性质十分复杂，非常难于处理。本实验取样时，所取水样来自于车间内部浓液，比调节池要高50%左右。经实际调查，其厌氧池效果很小，没有达到设计要求。生化处理采用SBR工艺，效果不是太明显，COD、PVA去除率分别为32.77%、16.24%；对PVA的处理效果尤其差。而其后的二次沉淀，COD、PVA去除率分别为10.42%、9.54%，效果也非常差，这跟其来水性质有很大关系[1-2]。建议该企业推行清洁生产，从源头杜绝污染物的高排放。在取样期间，该厂正在进行中水回用的系统改造，这也导致了部分污水处理设施工作不正常，有些污水检验值偏高。具体数据如下：

表1 四川彭山观音纺织印染有限公司废水监测数据

3.2 成都纺织印染工业集中发展区污水处理厂

该企业废水处理工艺基本流程如下：

图2 成都纺织印染工业集中发展区污水处理工艺流程

表2 成都纺织印染工业集中发展区污水处理厂处理情况表

该企业污水处理设施采用的是目前国内最成熟、常用的工艺。设计处理能力20000m3/d，目前处于调试期，废水处理量保持5000m3/d左右。由于该污水处理厂要收集处理的是印染纺织工业园内5家企业的所有生产废水，故废水水质可以说是最复杂，也最难以降解。目前，经过一年多调试运行，该厂出水已经可以稳定达标，COD最低达到50mg/L。由于曝气池内污泥性状良好，该厂前处理混凝沉淀工序已经停止使用混凝剂，而是使用多余的污泥进行替代，有一定效果。其水解酸化池效果较佳，COD、PVA去除率分别为22.83%、7.41%；最为关键的是其水解酸化的作用明显，大分子难降解物质分解成小分子易降解物质的反应很好，这一点从后续曝气池效果可以看出来。一级曝气池是削减污染物的主要工序，COD、PVA去除率分别为69.82%、79.98%，效果非常好，污泥性状和微生物组成及活性处于理想状态。而二级接触氧化池主要是针对难降解物质（PVA等）。通过其长期运行监测记录可以发现，二级接触氧化虽然污染物削减率不高，但是所处理的都是最难降解的物质，是水质能否达到一级排放标准的关键[3-4]。其具体监测记录如表2。

从以上监测数据及对比可以看出，彭山观音纺织印染有限公司采用一级生化处理，进水浓度较高，出水超标严重，而成都纺织印染工业集中发展区污水处理厂出水水质相对较好，但不能稳定达标。因此有必要对以上工艺作出调整，使出水达到排放标准。

4 建议

1） 建议各个印染企业应加强管理，减少使用难降解的浆料，并实施清洁生产，从源头减少污染物的排放；

2） 由于不同地区、不同企业所采用的印染工艺不一，印染废水的水量、水质也存在差别，要得到一个严格意义上普遍性的印染废水优化方法十分困难，因此，不同地区的印染企业应因地制宜，选择符合自身需要的废水处理工艺进行优化，以达到最佳的运行处理效果。

参考文献

[1]何瑜，邱凌峰，李玉林.脱色剂在印染废水处理中的应用[J].水处理技术，2007，32(7)：8-11.

[2]薛志成.采用粉煤灰预处理印染废水色度[J].陕西防治，2007，2：64.

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关键词：废纸造纸，造纸废水，动态平衡短流程

 

造纸行业是我国水环境污染的主要行业，2008年造纸废水排放的COD达148.8万吨，占全国工业COD总排放量的三分之一。目前有效减少造纸废水污染的措施是：“改善原料结构，提高木浆和废纸的比重”。废纸造纸与传统的麦草碱法蒸煮制浆造纸对比，吨纸水耗为60t比300t。免费论文，动态平衡短流程。可见废纸造纸是解决我国造纸废水污染的主要途径之一。因此，如何解决废纸造纸废水的污染，使其循环利用，是今后造纸行业的主要课题之一。

1 废纸造纸动态平衡短流程水循环工艺

动态平衡短流程水循环技术与传统的制浆造纸生产技术相比，首先突破了传统制浆造纸废水集中后采用各种方法进行处理、使水质符合制浆造纸用水要求后再回用各道工序的思维模式，是一种采用造纸废水物理处理、短流程逆向分段回用的工艺。同时，在纸机抄造系统中，加入与废水损耗量相当的新鲜水，实现废水动态平衡。废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺流程图如下：

图一 废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺

Fig.1 regenerated papermaking short-flowdynamic balance water recycle process

如图所示，整个动态平衡短流程水循环利用工艺由四部分组成。

①水力碎浆部分

美废加水在水力碎浆机中进行碎解打浆，经介质变换器到斜网过滤，纸浆进入1号贮浆池，筛下水直接回用到水力碎浆机，形成循环重复用水和纤维污泥交替沉积。

回用水中的细小纤维污泥增加使回用水的浓度略有增高，逐步趋于稳定，同时随着回用水浓度饱和，pH值的升高，一部分交替沉积中带负电性的细小纤维污泥被吸附在长纤维上进入下道工序进行浓缩，大部分进入水中的细小纤维在水中循环使用过程中不断被利用为成纸原料，同时也使COD在该工艺段处于相对动态平衡。

②打浆浓缩部分

1号贮浆池的纸浆由泵送到洗浆机进行浓缩，纸浆进入2号贮浆池，浓缩下来的水进入贮水罐回用于水力碎浆机。

③抄纸废水回用部分

由抄纸机网箱下来的水浓度较低，此部分水回收到白水池，分别送到贮浆池、配浆池和成浆池进行稀释回用，形成循环回用。

④供水平衡部分

抄纸机的冲洗网和其他剩余水流入水沟经斜网过滤，送入沉淀池，沉淀池中澄清水溢流至贮水池，回用于水力碎浆机；沉淀池中沉淀下来的细小纤维经真空虹吸管送到污泥浓缩池，再经自然干化后送锅炉燃烧。生产过程中因为干燥蒸发损耗一部分水，需要补充地下水。贮水池是整个供水系统的水源，同时也是整个短流程水循环的平衡池，保障了供水和用水的动态平衡。

通过造纸废水物理处理、短流程逆向分段回用和不断补充新鲜水的方法不仅实现了废水的减量化，而且改善了纸机系统的操作性和稳定性；不但省略了污水处理场节省了人力、物力，而且提高了废纸原料的利用率，减少了细小纤维的流失。

2废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺的应用实例

河南滑县光明纸业有限责任公司以13#美废为原料生产育果袋纸，设计生产能力为4万t/a，主要产品黄条纹果袋纸产量为全国第一。公司2005年建有一座废水处理站，废水处理能力为2512m3/d，主要处理以下工段的废水：水力碎浆机废水、洗浆机废水、纸机废水。采用物化+生化的处理方法，其工艺流程如图2。

图2 废水处理工艺流程图

Fig.2 wastewater treatment process

该工艺能够有效地处理生产废水，运行费用为0.8~1.0元/m3，处理费用较高，公司负担较重。免费论文，动态平衡短流程。免费论文，动态平衡短流程。2007年9月，在河南师范大学生命科学学院、天津科技大学制浆造纸实验室和省环科院的协助支持下，公司制定了废纸造纸动态平衡短流程水循环利用新技术方案，参见图1。该方案于2008年7月在公司进行中试，根据中试的结果对废水处理工艺进行改造。

此次工艺改造主要是对回用水的管道和浆路管道进行改造，并且，将原来的废水集中收集后在污水站处理改为在制浆、造纸过程中形成短循环逆流回用，通过对浆浓度和pH值的控制，实现在动态平衡要求的数值区间；安装介质变换器，提高设备的吸附性，减少细小纤维的流失。免费论文，动态平衡短流程。

至2009年6月，工艺改造完毕并开始投入使用。

3废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺的试验

3.1水力碎浆机循环水水质及污泥产排情况

水力碎浆机是生产系统中用水量及废水产生量最大的工段，水力碎浆机碎解打浆产生的废水量为总污水处理量的73.5%，废水中细小纤维污泥较多。经改造后，斜筛水直接回用到水力碎浆机用水。回用水的污泥浓度随着时间的延长浓度略有增高，但增高到一定浓度时，就停留在0.25%~0.35%之间，趋于动态饱和。如表1所示。

表1 水力碎浆机循环用水水质一览表

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关键词： 碎煤加压炉废水； 水处理； 工艺污水

中图分类号： X703.1 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）09-0057-02

我公司煤制天然气项目受地理环境、环保要求和工艺选择等的限制，气化废水的处理面临着处理难度大、处理要求高的双重难题。为此，项目前期开展了大量工作，优化出了一条较为合理、完善、能够满足公司零排放目标的工艺路线。

一、碎煤加压炉废水处理工艺路线的选择

我公司煤制天然气项目气化单元采用国产碎煤加压气化技术，产生的气化废水经煤气水分离进入酚氨回收装置，经脱酸、脱氨回收气化废水中的酸性气体和氨，再利用二异丙基醚经过液萃取，脱除并回收废水中的酚，出水进入污水处理单元进行处理与回收，实现污水回用，同时产生的浓水进一步减量化多效蒸发后最终排入蒸发塘，达到零排放。污水主要为工艺污水、含盐污水。工艺污水主要为煤气化污水，生活污水、地面冲洗水以及初期雨水。这部分污水 CODcr 浓度高，属有机污水，含有氨、氮和酚，有一定的色度，特点为：污水中有机物浓度高，CODcr 为3500mg/L，B/C 值 0.33，可采用生化处理工艺；污水中含有难降解有机物，如单元酚、多元酚等含苯环和杂环类物质，有一定的生物毒性，在好氧环境下分解较困难，需要在厌氧/兼氧环境下开环和降解；污水中氨氮浓度为125mg/L，有机氮浓度为100mg/L，处理难度较大，需要选用硝化和反硝化能力均很强的处理工艺；污水中含有浮油、分散油、乳化油类和溶解油类物质，溶解油主要组分为苯酚类的芳香族化合物，乳化油需要采用气浮方式去除，溶解性苯酚类物质需要通过生化、吸附方法去除；含毒性抑制物质，毒性抑制物质，需通过驯化提高微生物抗毒能力，需选择合适的工艺提高系统抗冲击能力；污水色度较高。公司在对污水水质充分认识的基础上，经过深入的考察、交流与论证，结合我公司实际情况形成了如下的工艺路线：（1）工艺污水采用：匀质—隔油沉淀池—气浮池—酸化水解池—一级生化池—中淀池—二级生化池—二淀池—混凝气浮—臭氧氧化—曝气生物滤池—碳吸附为主体的生化处理工艺路线和技术。（2）工艺污水回用装置采用：软化—核桃壳过滤器—气水反冲滤池—超滤—反渗透为主的除盐工艺技术。（3）含盐污水回用装置采用：软化—气水反冲滤池—超滤—反渗透除盐工艺技术。（4）反渗透浓盐水采用：多效蒸发工艺技术。

二、工艺路线选择原则

（一）达到回用水质要求。此工艺路线对水质变化适应能力强、技术先进、运行可靠，确保各项出水指标达到规定的指标。尤其满足回用要求，鉴于项目整体水平衡设计需要，废水经过处理后要全部用于循环水的补充和动力除盐水系统。根据项目要求，我公司在此基础上提出了更为严格的控制指标。即：COD≤20mg/L，氨氮2mg/L，挥发酚≤5mg/L，TDS溶解性固体量尽量控制在300mg/L。

（二）操作灵活、稳定、满足长周期运行要求。该工艺运行灵活、易于操作、便于管理，确保各项出水指标达到规定的指标，兼顾高负荷和低负荷下运行的经济性，根据进水水质水量，能对工艺运行参数和操作进行适当调整。工艺单元采用多系列布置，确保检修时污水处理装置的连续运行。

（三）符合各项环保要求。工艺执行国家环境保护政策、法规，采用先进的清洁生产工艺，减少三废排放，外排“三废”达到国家和当地环保排放标准的要求。

三、碎煤加压炉废水处理工艺流程说明

（一）工艺污水处理工艺流程，如图1

来自工艺装置区酚回收的生产工艺污水进入污水匀质罐，污水在罐内进行隔油、水量水质调节，起到均匀水量水质的作用。待水质正常后，将调节池水用泵小流量打入污水匀质罐。来水不均匀时，污水匀质罐的水量可流入污水调节池。通过隔油沉淀池处理，可去除绝大部分油类、悬浮物质和少部分 CODcr、色度，减轻后续生化系统的处理负荷。隔油沉淀池的出水进入气浮池去除乳化油，与投加的絮凝剂和助凝剂在反应池内混合反应，通过气浮去除乳化油。气浮出水流入中间水池；厂区生活污水、其他工艺水也进入中间水池；曝气生物滤池反洗水、过滤吸附反洗水以及生化回用装置反洗水也分别通过泵提升至中间水池。上述几股污水在中间水池内通过水力搅拌混合。中间水池的混合污水经提升至酸化水解池。酸化水解工艺可改善污水生化性能，提高 BOD5/CODcr 比值。酸化水解池出水进入一级生化池（即一级 A/O 池），在 A/O 池内发生生物脱碳、脱氮反应。在 A/O 池内，充分利用缺氧生物和好氧生物的特点，使污水得到净化。污水经臭氧处理后进入曝气生物滤池；经臭氧改性后的污水，生化性能提高，经过 BAF 处理后，COD、NH3-N 会进一步降低。BAF 需要的氧由鼓风机供给，BAF 设气反冲、水反冲系统。反冲污水进入反冲污水池，用泵送至酸化水解池前端的中间水池。BAF 出水提升至一级过滤吸附池，过滤吸附池填装有具有吸附功能的吸附剂，污水中的有机物和色度得到进一步去除，吸附饱和的吸附剂通过水力提升至再生间进行再生。若一级吸附池的出水能达到进回用装置指标，则直接切换至工艺回用水装置，若一级吸附出的出水不能满足，则将一级过滤吸附池的出水流入二级过滤吸附池。二级过滤吸附池同样填装有吸附剂。

（二）生化污水回用工艺流程，如图2

经过生化处理后的出水中主要包括悬浮物、盐分、菌体、CODcr、油类等，故回用水单元在流程设置上充分考虑对这些污染物质的去除能力和适用性。通过降低水中的含盐量，使之达到回用要求。设置软化处理主要用于去除水中硬度。生化污水经生化装置处理后出水首先进入澄清池，向池中投加石灰，对水中的碳酸盐和重碳酸盐硬度进行软化去除。澄清池的上清液流入吸水池，经泵提升至核桃壳过滤器，去除水中可能含有少量的油，核桃壳过滤器设置定时反洗。核桃壳过滤器的出水自流进入气水反冲滤池，气水反冲滤池采用均质滤料，截留水中的颗粒、胶体等污染物，降低污染指数，使水质能满足进入超滤装置的要求，气水反冲滤池定时采用水、气反洗。出水流入滤池产水池，经超滤给水泵提升，首先经过自清洗过滤器，对水中可能残留的颗粒、悬浮物进行截留，起到保安作用，经自清洗过滤器后进入超滤装置，实现了去除废水中的生物污染物、颗粒物、胶体、细菌等，满足反渗透系统的进水水质，超滤装置的产水率为 90%，定时清水反洗和加药反洗，每隔 3～6 月对膜进行一次化学清洗，清除膜表面污堵。超滤装置的产水进入超滤产水池，经给水泵提升，水泵出口设置管道混合器，向其投加还原剂和阻垢剂，还原水中的氧化剂，避免其伤害反渗透膜，投加阻垢剂避免水中的盐在膜表面结垢；加药后的水经过高压泵和保安过滤器后进入一级反渗透膜堆，一级反渗透膜堆产水进入产品水池、浓水进入浓水池；反渗透水回收率为75%，脱盐率大于97%。产生的浓水经泵提升至多效蒸发间进行蒸发结晶处理。

（三）含盐废水回用工艺流程，如图3

循环水站、电厂以及脱盐水站排出的含盐污水首先进入界区内的匀质罐，与超滤、过滤等反洗水混合。匀质罐出水进入澄清池，向澄清池中投加石灰，对水中的碳酸盐和重碳酸盐硬度进行软化，去除水中的硬度。澄清后的上清液流入吸水池，经泵提升至滤池，截留水中的颗粒、悬浮物、胶体等污染物，降低污染指数，使水质能满足进入超滤装置的要求。超滤装置的产水进入超滤产水池 ，经给水泵提升，水经过保安过滤器后进入一级反渗透膜堆。产品水经除盐水泵提升送至界区外，最终送至循环水站。浓水反渗透产生的浓水经泵提升至多效蒸发间进行蒸发结晶处理。

（四）多效蒸发工艺流程，如图4

采用四效降膜顺流蒸发，蒸发终点溶液浓度为25%，蒸发器残液送至蒸发塘。

四、工艺路线论证

在与内外知名的水处理工程公司及研究机构进行多次深入的技术交流，并到一些类似废水处理的实际工程中，或调研整体工艺，或考察其中的部分工艺段，结果表明该工艺对于达到公司处理要求是较为完善、可行可靠的。公司多次组织专家论证会，邀请行业内专家，包括院士、高校教授、研究院、工程公司、设计院专家等针对气化废水工艺选择进行方案论证，经过历次专家论证，最终形成了最终的工艺路线。通过专家论证意见表明，我公司选择的“预处理（沉淀隔油+气浮工艺）+生化处理（水解酸化+一段采用A/O选用鼓风曝气式氧化沟工艺、二段选择常规的前置反硝化A/O工艺）+深度处理（絮凝气浮+臭氧氧化+曝气生物滤池BAF+过滤吸附）+除盐”工艺基本可以满足回用的要求。同时，此气化废水处理工艺不仅适于我公司煤制天然气项目污水处理回用，也将为煤化工行业类似废水的处理提供极具参考价值的借鉴。

参考文献：

[1] 兰书彬.中国煤制天然气产业发展研究[D].华东理工大学，2011年中国硕士学位论文.

[2] 周爱丽，江杨.浅谈鲁奇炉所产含酚氨废水处理新工艺[J].中国化工贸易，2012（2）.

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关键词：太阳能 电池片 废水处理 工艺

中图分类号：TM914.4文献标识码：A

一、引言

随着社会的发展，不可再生资源日益减少，寻求清洁可再生能源成为社会发展的必然趋势，因此，太阳能、风能、生物能产业得到快速发展。太阳能光伏电池是一种新型的依靠太阳能进行能量转换的光电元器件，它将太阳能转换成电能，清洁无污染，具有广阔的应用前景。太阳能光伏电池作为一种清洁能源，应用前景广泛。其生产废水因含有，腐蚀性强，治理困难。采用两级反应沉淀法，先添加氯化钙除氟，再加絮凝剂和助凝剂进行沉淀，在一级、二级沉淀池中分别进行沉降。结果显示，出水质量浓度降至10 mg/L以下，达到《污水综合排放标准》（GB 8978．1996）的一级排放标准，解决了企业废水处理问题，废水处理效果好，运行稳定，具有推广价值。

二、单晶硅太阳能电池工艺简介

太阳能电池片是一种能量转换的光电元件，它可以在太阳光的照射下，把光能转换成电能，从而实现光伏发电[1]。生产电池片的工艺比较复杂，一般要经过硅片检测、表面制绒、扩散制结、等离子刻蚀、去磷硅玻璃、镀减反射膜、丝网印刷、快速烧结和检测分装等主要步骤。

三、污水成分分析

电池片生产工艺中，单晶硅片制绒工艺是用碱（通常用氢氧化钠）腐蚀硅片表面形成金字塔形貌，过程中用氢氟酸和盐酸清洗，主要产生的废水有浓碱废水、酸碱冲洗废水；去磷硅玻璃工序用氢氟酸去除硅片表面的磷硅玻璃，会产生含氟废水。

从废水的成分来说，主要有以下三部分，含氟废水：主要包括含氢氟酸、硅类的含氟冲洗废水，无机废水主要成分为氢氟酸和SS，[H+]及氟离子浓度较高，酸碱废水中含有硅粉等悬浮物，少量的氟化物，一定量的异丙醇，因此COD、SS污染浓度高[2]。因此，设计后废水收集在两个不同的储罐和两个集水池，分别为：浓碱储罐、浓酸储罐、酸碱废水、含氟废水，废水按照浓度的不同，分开收集，做到轻污分流，节约处理成本。

四、处理工艺的建立

按照工艺的设计，废水按照浓度和成分的不同，分别收集在不同的储罐和集水池，分别为浓酸储罐、浓碱储罐、含氟冲洗废水池、酸碱废水。

浓酸储罐主要收集酸洗和去磷硅玻璃工序中氢氟酸和盐酸槽的废水，废水酸度大，氟离子含量高；浓碱储罐主要收集制绒槽的废水，有机物含量比较高（主要含异丙醇），含有硅粉等悬浮物，COD、SS污染浓度高；含氟冲洗废水池主要收集硅片出氢氟酸槽后的冲洗废水，废水水量大，含有少量的氟离子；酸碱废水池分别收集硅片出碱槽后的冲洗废水、硅片出盐酸槽后的冲洗废水，处理工艺流程图如下：

处理过程概述：提升泵把浓酸和浓碱储罐的废水提升到一级絮凝沉淀装置，中和反应，并加入氢氧化钠，调节pH在2-4之间，加入PAC，PAM助凝剂，絮凝沉淀装置装有搅拌机和曝气管，加药过程中搅拌机常开，自流到二级絮凝沉淀装置，进行二次加药，加入氢氧化钠，并加入PAC，PAM助凝剂，调节pH在4-6之间，上清液自流到酸碱废水集水池，同酸碱废水一起提升到酸碱废水絮凝沉淀装置，酸碱废水和含氟废水加入氯化钙和少量的氢氧化钠调节pH，调节pH在8-9之间，酸碱废水、含氟废水最后经过生化处理，微生物处理能让酸碱废水出水BOD、COD稳定的达标[3]。

本工艺主要采用投加氢氧化钠和氯化钙的方式，一般厂家选用石灰投加的方式，这种情况下，投加石灰粉适合在酸性较强的场合，但溶解度低，由于生成的氟化钙沉淀包裹在氢氧化钙颗粒的表面，使之不能被充分利用， 因而用量大[4]，沉淀压滤后的残渣量大，环保局回收费用比较高。

五、处理结果分析

生产废水经过处理后，表一为浓酸废水检测结果，表二为酸碱废水检测结果，处理结果显示，氟离子、COD的去处理达到百分之九十以上，处理后pH的范围7.5-8，处理后的污水统一排到公司园区管网，和其它废水混合稀释后排到市污水处理厂，污水处理达到一级排放标准，并结合公司生产实际，得出以下几点建议。

（1） 为了防止浓酸浓碱腐蚀，储罐选用PP材质，并且放置基础都做了防腐处理，浓碱废水集水池也做了防腐处理，工程设计中增加了应急事故池。

（2） 为了防止浓酸挥发出有害的气体，在浓酸一级絮凝沉淀装置增加了气体吸收装置，保证挥发出来的气体经水吸收后再次进入酸碱废水集水池。

（3） 每个絮凝沉淀装置中都装有pH计，能够及时准确反映水质情况。

（4） 加药泵选用进口高灵敏计量泵，根据水质情况，可及时调整加药量，节约处理成本。

表1 浓酸废水检测结果

表2 酸碱废水检测结果

生产废水经过处理后，表一为含氟废水检测结果，表二为酸碱废水检测结果，检测结果显示，达到污水处理一级排放标准。

六、结语

太阳能产业作为新兴行业，有着很大发展空间，但是在扩大生产规模的同时，会对环境造成污染，因此，生产污水能不能达标排放是我们关注的问题。通过本论文的研究，可以得出结论：生产污水经过酸碱中和、絮凝沉淀、生化处理等工艺过程，处理后的水样满足污水处理达标排放的要求。因此，此处理工艺可用于处理单晶硅太阳能电池生产污水。

参考文献：

[1] 熊宇,王伯铎,蒋立荣.晶体硅太阳能电池生产的生产污水处理工艺[J]. 地下水. 2010(02)

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[6] 郭志球,沈辉,刘正义,闻立时.太阳电池研究进展[J]. 材料导报. 2006(03)

篇6

关键词：铜矿废水，铜，回收

 

金属铜在国民经济生活和工业生产中扮演着重要角色，但铜矿开采和生产过程中产生大量的含铜废水，如果不经处理排入环境中，铜离子通过水迁移、土壤积累和食物链的累积和放大效应，将对人体产生伤害，导致腹痛、呕吐，甚至是肝硬化等[1-2]。我国已将铜及其化合物列入水体优先控制污染物的“黑名单”[3]。 同时鉴于金属铜有较高的经济价值，铜矿废水中的铜离子不经回收直接排放将会造成很大的资源浪费。。目前，矿山污水的处理方法主要有中和法、硫化法、沉淀浮选法、萃取电积法、生化法等[4]。但是这些方法都存在着容易产生二次污染、产生大量的污泥、资源利用率不高等问题。反渗透（RO）和纳滤(NF)是在高盐水和苦咸水淡化过程中发展起来两种新型膜分离过程，与传统处理技术相比具有分离效率高，能耗低，无二次污染等优点[5]。随着技术的不断进步，反渗透和纳滤的应用领域越来越广泛，除用于苦咸水淡化外还广泛用于电力、化工、制药、生化、食品、电子、饮用水生产等许多领域[6]。国内外的最新研究表明，将反渗透和纳滤技术应用于含重金属离子废水的处理和回收也能取得良好的效果。本研究以福建省某矿业公司的铜矿采矿废水为处理对象，采用反渗透、纳滤膜组合新工艺对该废水进行浓缩和处理试验，对浓缩倍数（浓缩液铜离子浓度）、透过液浓度、膜通量以及清洗状况等进行了考察，检验膜分离技术应用于铜矿废水处理的可行性，探索一条既有利于环境治理又有利于资源回收的新工艺路线。

1 工艺流程工艺流程示意如图1。原水首先经过预处理，去除排放过程带来的杂物和废水中含有的悬浮物质SS后进入膜系统的进水罐，以满足入膜的要求。进水罐中废水经过泵提升压力进入一级RO膜浓缩，一级RO浓缩将原水分离形成浓缩液和透析液，当一级RO膜浓缩的浓缩液浓度无法达到回收要求时，一级浓缩液进入二级NF膜浓缩，进一步提高浓缩液的浓度。由于二级浓缩是在比较高的原液浓度上进行的，因此采用更高的入膜压力进行分离，以获得更高的浓缩倍数。二级NF浓缩的浓缩液一般即可满足回收离子的要求，可以进入后续萃取或精炼工艺提取出大量的铜，实现废水资源化。而此时二级浓缩的透析液离子浓度较高，可返回进水罐，重新进入膜系统进行分离，继续提取其中的有效成份。一级RO浓缩的透析液浓度依然较高，无法满足水回用的要求，根据需要对其进行二级RO脱盐过滤，浓缩液返回到进水罐中，透析出水则可直接回用，实现污水零排放。

图1 工艺流程图

Fig．1 Schematic diagram ofexperiment flow

2 废水水质与膜材料的选择研究主要是以福建省某铜矿采矿过程中产生的废水为原水进行，具体水质参数如表1。

表1 铜矿废水水质情况

Table 1 The quality of copper mine wastewater

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【关键词】生物制药废水 生物安全性 检测方法 深度处理

1 概述

在制药过程中，主要的污染物都在生产过程产生的废水中，其中包括洗涤废水、冷却废水、废母液等。生物制药行业的废水含有大量具有生物毒性的有机污染物，并且较难降解。其中残留发酵基质、萃取废液、蒸馏残存废液、染菌倒罐废液中含有高浓度的COD、硫酸盐和悬浮物，另外废水中还会有抗生素、反应中间体等具有生物毒性的物质残留，并且菌株发酵时会产生一些具有生物毒性的发酵衍生产物，都会对环境造成巨大危害。

本文从制药行业现状出发，对现今较为普遍的废液处理方法以及生物安全性的监测方法进行了详细的评述和分析，通过对比各种处理方法的优缺点，提出了现存问题的解决方法，并对未来的发展方向做了展望。

2 废物处理现状

追溯至上世纪70年代，我国制药行业对废水的处理方法主要有活性污泥法和厌氧法，经过将近十年发展，废水处理技术突飞猛进，处理方法也层出不穷，到上世纪80年代已有SBR法、生物流化床法、生物接触氧化法和UASB法等方法。这几种方法各有各的优势，可针对不同的废水情况有针对性地选用，其中SBR法COD去除率高，生物流化床法运行稳定、效果明显，生物接触氧化法COD和氨氮的去除率皆较高，UASB法效果稳定，副产物具有一定的经济效益。总体来说，目前生物制药废水处理难度依然较大，处理后的废水依然存在着一定的生物安全隐患，所以在生物制药过程中需要建立生物安全性分析的工艺环节，进而针对分析数据和结果，采用合适的处理方法和工艺，对废水进行有效的深度处理。

3 生物安全性检测方法

3.1生物毒性检测

生物毒性是指生物在某种物质的影响下发生生物体生理活动不良改变，主要包括急性毒性、慢性毒性和可遗传性毒性。其中急性毒性是指废水中有机污染物对生物机体在短时间内产生不良影响，对环境污染防治具有更为直接的指导意义，应用较为普遍。在急性毒性检测中，通常选用鱼类、浮游生物和微生物作为测试样本生物，通过采集和分析污染物对测试样本生物产生损害的数据，进一步评定污染物的生物毒性。虽然以鱼类和浮游生物为测试样本生物，对制药工业废水的生物毒性检测灵敏度和准确度高，但其工作量大，测试周期长。以微生物作为测试样本生物，具有高自动化、误差小、检测速度快等优点，目前应用最为广泛。

3.2抗生素残留检测

微生物的基因会由于抗生素的存在而改变，随食物链传递，人类生命健康也会受其危害，所以对抗生素残留进行检测是十分必要的，目前采用的方法主要有微生物法、酶联免疫法、液相色谱-紫外荧光法和液相色谱-质谱联用法。其中，微生物法和酶联免疫法具有较高的检出限，应用不太广泛。起初，液相色谱-紫外荧光法和液相色谱-质谱联用法的检测步骤繁琐、重复性差、检测限低，所以应用受限。近年来，这两种方法的由于其灵敏度高，具有良好的特异性，并且与萃取技术组成串联工艺使得检出限变低，从而在食物和饮用水的抗生素残留检测中应用较多，但是受检测条件限制较大，一般在不同色谱柱和不同萃取技术下的检测效果皆不相同。

4 深度处理技术

在处理生物制药废水的过程中，常规工艺难以彻底除去其中具有生物毒性的污染物，所以需要研发深度处理技术，以去除废水中的生物安全危害因素，目前的深度处理技术主要包括物化法、氧化法和组合法。

4.1物化法

物化法是指物理法和化学法相结合的方法，其中以混凝沉淀法、吸附法和透析法为主。

混凝沉淀法是在废水中加入混凝剂，悬浮物和胶体凝聚，通过吸附其他的污染物进一步形成更大的沉淀，从而将污染物从废水中出去。常见的沉淀剂有三氯化铁、聚丙烯酰胺、硫酸铝、水合氯化铝等。

吸附法是采用具有吸附作用的吸附材料来吸附废水中的有害物质，从而达到净化目的的一种方法。使用吸附法之前通常先利用常规方法对废水进行处理，这是因为吸附材料在高污染物浓度的废水中容易达到吸附容量饱和，并且吸附材料再生复杂、损耗巨大。最为常见的吸附材料为活性炭。

透析法一般是利用具有选择透过性的透析膜来处理废水，从而将有害物质从废水中隔离出去。这种方法的深度处理效果显著，但是需要选用合适的透析膜材料，并且成本相对较高。透析法还可以实现废水中抗生素的回收，具有一定的经济效益。随着科技发展，透析膜成本降低后，该方法将会成为一种具有发展前景的方法。

4.2氧化法

氧化法处理废水的原理是利用自由基的氧化性将废水中的还原性物质氧化，生成二氧化碳和水，对具有生物毒性的物质进行破坏，从而达到净化废水、消除废水对环境和人类生命健康造成危害的目的。按照产生自由基的方法和原理的不同，通常包括光催化氧化法、电化学氧化法和化学氧化法。

4.3组合法

对于某些高浓度污染物含量的废水，单独使用一种处理方式已经不能满足国家规范标准的要求，采用多种处理方法的组合工艺可以在很大程度上提高污染物的处理效果，提高制药废水排放的生物安全性。一般的组合工艺都采用预处理技术，对高污染物含量的废水进行预处理，除去大部分污染物，然后再利用深度处理技术，对难以去除的部分物质进行深度处理。

5 结语

本文简单介绍了现今生物制药行业的废液处理现状，并从生物毒性检测和抗生素残留检测两方面评析了生物安全性检测方法。另外本文也从物化法、氧化法和组合法三个方面介绍了目前较为常用的废水深度处理技术，通过比较和分析，组合法是未来废水处理发展的方向。

参考文献：

[1]殷智.抗生素废水处理工艺中生物安全隐患[大连交通大学工学硕士论文].大连：大连交通大学，2007.

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1工程分析的目的

生态影响型建设项目工程分析的目的和其他建设项目工程分析的目的是相同的，都是为下一步的工作打下一个基础。环境影响评价中的工程分析是对建设项目本身进行系统的，对其中可能影响环境的因素进行定性或定量的分析，确定主要影响因子，查清其影响过程及危害特性。一个建设项目的可行与否，主要是准确地分析产生污染物的源强及其排污流程，排污数量，为环境预测提供可靠的源强参数。通过工程分析，可以确定出工程的主要污染源和主要污染物，同时对这些污染源应采取的治理措施及其效果进行分析对比，并对照排放标准衡量达标的程度。为环境治理和环境管理直接提供对策依据。工程分析的内容对预测计算模式的选用，预测计算内容，计算深度的选取均有决定性的作用。若污染物的排放量数据不可靠，则预测结果就无意义。

2工程分析的原则

2.1应体现国家环境政策

工程分析应贯彻国家环境保护的政策法规和生态保护战略，并据此剖析建设项目对生态环境产生影响的因素，针对土地利用政策、区域规划、产业政策、生态保护法等内容，提出相应的生态保护建议。目前，我国已就海洋、森林、土地、矿产、草原、渔业资源、水、野生动物、城市规划、水土保持等颁布了专门的生态保护法律，例如《中华人民共和国水土保持法》、《中华人民共和国野生动物保护法》、《中华人民共和国防沙治沙法》等。国务院和国务院行政主管部门还颁布了许多专项法规，如“风景名胜管理暂行条例”(1985)、“土地复垦规定”(1988)等。此外还有各地方严于国家要求的地方法规和标准。在生态保护战略方面，1999年1月，国务院常务会议通过并了《全国生态环境建设规划》；2000年，国务院了《全国生态环境规划纲要》；2000年，国发[2000]31号文《国务院关于进一步推进全国绿色通道建设的通知》；2011年《国家环境保护“十二五”规划》等。在工程分析中，这些都是需要贯彻的基本依据。

2.2应具有针对性和侧重点

开发建设活动特点和周围环境特点的不同使得工程分析必须具有针对性。各种开发建设活动的性质、内容和规模不同，其影响方式、影响时间、影响范围、程度、性质等各不相同，进行工程分析时必须针对具体项目逐一分析；同样的开发建设活动，同样的影响方式或影响强度，甚至影响同样的生态环境因子，作用在不同的地区或不同类型的环境上，其最终影响结果可能会有很大差异，进行工程分析时须“因地制宜”。在众多污染因子中，要挑选出对生态环境破坏最大的污染因子作为特征污染因子，进行详细的工程分析。

2.3应分析生态环境影响源强

对项目的生态影响源强尽量给予定量分析，如工程永久和临时占地面积、工程土石方量、植被破坏量(特别是珍稀植物的破坏量)、淹没面积、移民数量、水土流失量等。

2.4应从生态环保角度为建设项目选址选线提出优化建议

生态影响型项目的选址选线是非常关键的，应在工程分析中就替代方案的环境影响强度，特别是量化指标与推荐方案进行比选，从生态环保角度分析工程选址选线的合理性。

3工程分析的要点

3.1完整分析所有工程组成

工程分析要对拟建主、辅工程简要描述及分析(主要工程措施、工艺、施工方法和运行特点)。一般建设项目工程由主体工程、辅助工程、配套工程、公用工程和环保工程五部分组成，在工程分析中必须考虑所有的工程建设活动，把所有工程活动都纳入分析中，例如为工程建设开通的进场道路，施工道路、工业作业场地、重要原材料的生产(原料生产、采石场、取土场)、拆迁居民安置地等。评价人员往往容易忽视或漏掉主体工程以外的其它工程的分析，这就要求评价人员认真阅读和分析工程设计文件中的各个工程部分，选取其中与环境有关的内容，做到“一个都不能少”。

3.2考虑全过程和各种不同的运行方式

建设项目根据实施的过程不同可将建设项目分为选址选线期(例如公路铁路的选址选线和石油天然气的钻探选点)、设计方案期、建设期、运营期和运营后期(矿山闭矿、渣场封闭与复垦)。生态环境影响是一个过程，因此必须做到全过程分析。另外对于某些项目来说还需要进行生态恢复期的工程分析。不同的施工方式和运行方式会对环境造成不同的影响，进行工程分析时，需要考虑到这一点，如公路建设之桥隧方案或大挖大填、机械作业或手工作业等，集中开发还是分散进行，永久占地还是临时占地。

3.3突出重点工程

以上两点都是需要环评人员全面地进行工程分析，然而如果每个方面都进行详细的工程分析是不需要也是浪费时间和精力的去除率在85%以上，出水优于《污水综合排放标准》中的其他排污单位一级标准。裴义山等[37]采用一体式好氧膜生物反应器(MBR)对难降解聚乙烯醇有机废水进行实验研究。结果表明，当进水COD为100~600mg/L时，控制pH为7~8，温度为15~29℃，HRT为10~20h，SRT为100d，可使系统出水COD在40mg/L以下，平均为15.5mg/L，COD的平均去除率为90.7%。

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【关键字】光催化，氧化技术，化工，废水处理，实践应用

中图分类号：TF703.5+1文献标识码： A 文章编号：

一．前言

为治理废水污染，保护水环境，人们经过长期努力，已经建立了许多净化处理废水的技术方法，并已广泛应用于实际的废水处理工程中，这些技术方法通常可以分为物理法、化学法、物化法、生化法等。常用的技术方法各有自身的优点，同时也不同程度地存在着某些不足之处。例如,有的技术方法对难降解污染物净化不彻底、处理速度慢，而有的可能造成二次污染，有的设备投资大、处理费用高等。随着国家推进削减主要污染物排放总量工作的开展以及逐步提高污染物排放标准，现有的技术方法难以满足更高的要求，因此有必要探索更加经济有效、便于推广应用的新技术。

光催化氧化技术原理

光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工艺，可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外，在有紫外光的Feton体系中，紫外光与铁离子之间存在着协同效应，使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快，促进有机物的氧化去除。所谓光化学反应，就是只有在光的作用下才能进行的化学反应。该反应中分子吸收光能被激发到高能态，然后电子激发态分子进行化学反应。光催化氧化还原以n型半导体为催化剂，如TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2、WO3等。TiO2由于化学性质和光化学性质均十分稳定，且无毒价廉，货源充分，所以光催化氧化还原去除污染物通常以TiO2作为光催化剂。光催化剂氧化还原机理主要是催化剂受光照射，吸收光能，发生电子跃迁，生成“电子—空穴”对，对吸附于表面的污染物，直接进行氧化还原，或氧化表面吸附的羟基OH-，生成强氧化性的羟基自由基OH将污染物氧化。当用光照射半导体光催化剂时，如果光子的能量高于半导体的禁带宽度,则半导体的价带电子从价带跃迁到导带，产生光致电子和空穴。如半导体TiO2的禁带宽度为312 eV，当光子波长小于385 nm 时，电子就发生跃迁，产生光致电子和空穴( TiO2 + hνe-+ h+)。对半导体光催化反应的机理，不同的研究者对同一现象也提出了不同的解释。氘同位素试验和电子顺磁共振（ ESR）研究均已证明，水溶液中光催化氧化反应主要是通过羟基自由基（·OH）反应进行的，·OH 是一种氧化性很强的活性物质。水溶液中的OH- 、水分子及有机物均可以充当光致空穴的俘获剂，具体的反应机理如下（以TiO2为例）：

TiO2 + hνh++ e-

h++ e-热量

H2OOH-+H+

h++OH-OH

h++ H2O + O2- ·OH + H++ O2-

h++ H2O ·OH + H+

e-+ O2 O2-

O2- + H+ HO2·

2 HO2·O2 + H2O2

H2O2 + O2- OH + OH- + O2

H2O2 + hν2 OH

Mn+(金属离子) + ne+M

光催化氧化技术反应的特点1、适用范围广，处理效果好。光催化过程中产生的·OH是起主要作用的活性氧化物种，氧化能力很强，能有效地氧化分子结构复杂的难降解有机污染物，可广泛应用于有机合成化工废水、染料废水、农药废水、焦化废水、制药废水、造纸废水等难降解有机废水的处理中。

2、反应易于控制且反应过程不产生二次污染。与化学氧化剂不同，光催化氧化反应中没有加入其它化学药剂，因此不会产生二次污染；另外在反应过程中，有机物彻底降解为CO2和H2O，也无须考虑反应产物的后续处置问题。3、反应速度快。在性能良好的催化剂的作用下，废水中污染物质的降解一般仅需要几分钟到几小时，远小于采用其他传统方法的反应时间。4、反应成本低且反应条件温和。光催化反应可使用太阳光或紫外光作为光源，是一种高效节能的废水处理技术。四、主要的光催化剂及其应用光催化剂是引发和促进光催化氧化反应的必要条件。常用的光催化剂有TiO2、ZnO、CdS、WO3等，及由它们组合成的复合光催化剂。这些物质均属于半导体材料，具有能带结构，其价带和导带之间的能量壁垒（即能阶E）g只有几eV。价带与导带之间由禁带分开，当用能量等于或大于禁带的光照射半导体材料表面时，价带上的电子受到激发，跃迁到导带，同时在价带形成空穴，分布在表面的空穴h+可以将吸附在材料表面的OH-和H2O分子氧化成羟基自由基HO·。HO·的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的，能氧化大多数的有机污染物及部分无机污染物，将其最终降解为CO2、H2O等无害物质，甚至能够氧化细菌体内的有机物并生成CO2和H2O。

TiO2催化剂的应用由于TiO2原料易得，耐腐蚀性能好，对光的稳定性强，且具有较强的光催化氧化能力，因此是使用最多的光催化剂。高温热处理后的TiO2光催化活性更大，在紫外光的照射下能降低黑液的色度以及COD值，对次氯酸盐漂白产生的有机氯有除毒净化的作用。在紫外光照射下，用其作光催化剂对制浆黑液进行降解处理，实验结果表明，在持续通氧的情况下，溶胶—凝胶法TiO2对制浆黑液有着很好的光催化降解作用。在体系中添加少量的该TiO2，经反应数小时后，可以将原本深棕色的污水变得清澈无色，其化学需氧量（CODc）r可由反应前的近1000mg/L下降至不到400 mg/L，基本符合国家要求的二类水域的排放标准。

ZnO催化剂的应用ZnO与TiO2具有相近的带隙，其光催化活性应该与TiO2相接近，可应用于催化氧化法的催化剂。

五．提高光催化利用效率的方法

1、纳米光催化剂TiO2的应用

在光催化反应中，催化剂表面的OH-基团的数目将直接影响催化效果。TiO2 浸入水溶液中，表面要经历羟基化过程。晶粒尺寸越小，粒子中原子数目也相应减少，表面原子比例增大，表面OH-基团的数目也随之增加，从而提高反应效率。由于量子效应，近年来，新的研究方向就是研制纳米半导体材料—纳米光催化剂。纳米光催化材料比一般光催化材料在促进光催化反应的活性作用上，主要体现在2个方面。

（一）从光催化机理来看，氧化、还原作用的强弱取决于光生电子和空穴的浓度。显然，光催化剂颗粒尺寸越小，总表面积越大，光吸收效率越高，并且电子和空穴移动到表面的几率也越大。同时随着尺寸的减小，比表面积增大，表面键态和电子态的活性增多，有利于对反应物的吸附，从而增大反应几率。

（二）从能带理论角度上分析，任何氧化电位在半导体价带电位以上的物质原则上都可以被光生空穴氧化；同理，任何还原电位在半导体导带以下的物质，原则上都可以被光生电子还原。N型半导体材料，当其尺寸小于50 nm时，会产生所谓量子尺寸效应，使带间能隙增大，导带电位更负，价带电位更正，加强了光催化剂氧化、还原能力，提高光催化活性。如果TiO2 晶粒尺寸从30 nm 减小到10 nm 时，其光催化降解苯酚的活性提高了近45%。

2、固定化TiO2技术应用

悬浮态TiO2 虽然具有较高的降解效率，但其具有反应后TiO2 难以分离的缺点，这不仅影响出水水质，而且随着反应的持续进行，需不断补充TiO2，从而造成处理成本的增加。为此，一些研究者将TiO2 粉末固定化于其他材料之上，如玻璃球、钛板、钛网。杨莉[5]等采用溶胶—凝胶法制备TiO2溶胶，将其涂覆在普通钠钙玻璃上，以TiO2 对甲基橙的光分解率探讨TiO2 薄膜最佳光催化性能。结果表明，当PEG400 的加入量为7％时，TiO2薄膜的光催化性能最强；用锐钛型TiO2粉末二次引发的溶胶提拉制成的薄膜对甲基橙的光催化分解效果有很大的提高；经滴加操作后薄膜的光催化性能有明显改善。

结束语

虽然光催化氧化技术发展不是很完善，但由于其反应条件温和、操作条件容易控制、氧化能力强、无二次污染，加之TiO2 化学稳定性高、无毒等优点，使光催化氧化技术仍是一项具有广泛应用前景的新型水污染处理技术。今后的光催化氧化技术将集中于负载型纳米TiO2的制备、高效光催化反应器的研制、能用于回收粉TiO2的膜技术的发展和各种难降解有机物的光催化降解规律的研究方向，特别是高效太阳光源反应器的研制。纳米催化剂技术的广泛应用，必将在生态环境保护、实现可持续发展事业中发挥越来越大的作用。

参考文献：

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篇10

关键词：MBR膜生物反应器；城镇污水处理

中图分类号：U664文献标识码： A

引 言

膜生物反应器(MBR)工艺结合了污水生物处理技术与膜分离技术的特点，在有机物降解和脱氮除磷等方面发挥出独特的技术优势，使得出水水质更加稳定优越，可直接达到深度处理效果，正适合目前国内污水排放标准逐步提高的趋势和污水回用的基本要求。而随着膜制造成本的不断降低，膜生物反应器工艺不仅节省占地，而且经济上也越来越有竞争力，因此今后的应用潜力巨大。本文主要对国内近几年MBR膜生物反应器在城镇污水处理厂工程应用进行综述分析，并对该方法今后的发展趋势和应用前景做了展望。

1 MBR膜生物反应器工艺简介及特点

膜生物反应器(Membrane Bio―Reactor，MBR)是一种膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理技术：(1)是用膜组件取代活性污泥池中的二沉池。(2)在生物反应器中保持高活性污泥浓度。(3)通过保持低污泥负荷减少污泥量。作为新兴的水处理技术，它首先利用生化技术降解水中的有机物，驯养优势菌类、阻隔细菌．然后利用膜技术过滤悬浮物和水溶性大分子物质，降低水浊度，达到排放标准。膜生物反应器技术可广泛用于污水处理和中水回用等领域。[1]

膜生物反应器工艺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。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物MBR 由于采用膜技术，大大缩短了工艺的流程和通过先进的电脑控制技术，使设备高度集成化、智能化，能够达到污水处理的进出水水质设计要求，是目前为止，国内自动化程度最高的中水回用设备。根据环境保护部的《2013年国家鼓励发展的环境保护技术目录》，膜生物反应器(MBR)处理工艺作为鼓励发展的城镇污水处理技术之一，适用于生活污水深度处理、小区中水回用。

2MBR在城镇污水处理厂中的应用实例

近年来，我国大部分污水处理厂采用氧化沟、循环式活性污泥(CASS)工艺等传统的活性污泥处理方法，出水按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918―2002)一级B标准排放。而2005、2006年，国家环境保护总局先后以司发文和公告的方式，要求城镇污水处理厂出水排人国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行GB 18918―2002一级A标准。因此，各污水处理厂在污水处理工艺上都进行了新的探索，以使出水满足更严格的排放标准。

2.1广州京溪污水处理厂运行实例

作为我国首座全地埋式膜生物反应器(MBR)工艺的大型市政污水处理厂，广州京溪污水处理厂于2010年10月建成运行。京溪污水处理厂改变常规的分数布局模式，将各种设备间、处理构筑物组团化、集成化，组拼成预处理区、泥区、生化区、膜区六个矩形模块。 [4]

（1）工艺流程及主要构筑物设计

污水由厂外京溪泵站提升、经压力管输送进入厂区，经处理达到 (GB18918―2002)的一级A标准及《广东省地方标准水污染物排放限值》(DB44/26-2001)一级标准后就近排入沙河涌做支流，作为沙河涌景观补充水。污水处理采用MBR工艺，污泥处理采用机械一体化污泥离心浓缩脱水机，消毒采用紫外线消毒工艺、除臭采用微生物除臭工艺。

京溪污水处理厂细格栅、曝气沉砂池与精细格栅合建， MBR生化池采用改良型A2/O生化池。膜池采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维帘式膜,对生化后污水进行泥水分离。设计对该厂采用全面除臭，预处理区、生化处理区及污泥处理区均进行臭气收集，分区集中除臭，采用填料式生物除臭系统。[5]

（2）应用效果

从京溪污水处理厂建成后的运行结果来看，污水厂出水COD长期稳定在20毫克/升左右,氨氮稳定在2毫克/升左右,总氮维持在12毫克/升左右。由于在项目的设计及设备造型中大量采用的节能降耗的机电产品，对系统进行了合理的分区,特别是采取了诺卫公司独有的膜系统空气清洗方式，全厂吨水能耗约为0.4Kw・h，达到国际先进的水平。[6]

2.2无锡城北污水处理厂四期工程运行实例

无锡市城北污水处理厂四期工程规模为5×104m3/d，是改善太湖水质的保证工程。四期工程采用MBR工艺，于2010年1月28日投入试运行。

（1）工艺流程及主要构筑物设计

污水首先经一级机械处理、二级生化处理后，再通过PVDF中空纤维膜进行泥水分离，经臭氧消毒脱色后排放。出水水质执行(GB18918―2002)的一级A标准，尾水部分回用于厂内，其余均排人附近的北兴塘河湿地，用于改善河道水环境。

无锡城北污水处理厂四期工程在曝气沉砂池之后设置两级精细格栅池，强化预处理，保护MBR膜系统，MBR生物反应池采用两段缺氧A3/O工艺，在第I缺氧区内利用进水碳源实现完全反硝化，第Ⅱ缺氧区内实现内源反硝化强化脱氮，同时节省外碳源的投加。膜池设计污泥浓度为9.6g/L，停留时间为2.04h，膜组件采用PVDF中空纤维膜。膜过滤出水经消毒后部分回用，部分外排。处理系统中设有碳源投加和化学除磷设施。

（2）应用效果

从无锡城北污水处理厂四期工程建成后的运行结果来看，污水厂出水COD长期稳定在18毫克/升左右,氨氮稳定在0.5毫克/升左右,总氮维持在12毫克/升左右。在运行过程中，通过对生化段MLSS、DO等参数的合理控制，并且对抽吸泵、回流泵等主要设备采取变频控制，无锡城北污水处理厂四期工程投运来平均吨水电耗仅为0.7 kw・h(包括污水提升、预处理及污泥处理) [7]，相对京溪污水处理厂吨水电耗较高。

3展望

膜生物反应器(MBR)工艺结合了污水生物处理技术与膜分离技术的特点，在有机物降解和脱氮除磷等方面发挥出独特的技术优势，使得出水水质更加稳定优越，可直接达到深度处理效果，正适合目前国内污水排放标准逐步提高的趋势和污水回用的基本要求。而随着膜制造成本的不断降低，膜生物反应器工艺不仅节省占地，而且经济上也越来越有竞争力，因此今后的应用潜力巨大。

MBR未来的研究重点如下：(1)膜污染的机理及防治。(2)MBR工艺流程形式及运行条件的优化。(3)MBR污泥产率与运行条件的关系，以合理减少污泥产量，降低污泥处理费用。(4)MBR生物反应器内微生物的代谢特性及其对出水水质、污泥活性等的影响。(5)MBR工艺经济性研究。(6)以节能、处理特殊水质对象、兼具脱氮除磷、操作维护简便、可以长期稳定运行等为目标，开发新型的膜生物反应器。

参考文献

[1] 章祖良.MBR膜生物反应器在污水处理中的发展及应用[J].科技咨询2011 (4):148.

[2] 黄霞,桂萍.膜生物反应器废水处理工艺的研究进展[J].环境科学研究,1998,l 1(1):40～44.

[3] 吴宗义,吴鑫.膜生物反应器及其应用研究进展[J].山西建筑,2009(35):18.

[4] 邱维.广州京溪污水处理厂的创新设计与经验总结[J]. 2011全国工程设计技术创新大会论文集,2011:115-122.

[5] 陈贻龙.地下式MBR工艺在广州京溪污水处理厂的应用[J].给水排水, 2010,36(7):51~54.

[6] 李力, MBR在大型地埋式市政污水处理厂的应用[J].给水排水, 2010,36(7):51~54.

[7] 杨薇兰,陈豪,陈虎. MBR工艺在无锡城北污水处理厂的应用[J].给水排水, 2012,28(22):117~120.

[8] 胡邦,蒋岚岚, 张万里,等. MBR工艺在城市污水处理厂中的工程应用[J]. .给水排水, 2009,35(11):22~24.