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皮革廢水的生化處理單元是采用活性污泥法還是采用生物膜法，這也是一個關鍵環節，在這里存在一個誤區。活性污泥法常應用于市政污水處理，而生物膜法則常應用于工業廢水處理，特別是生物接觸氧化法。生物接觸氧化處理工藝具有如下優點：（1）使水力停留時間HRT與污泥停留時間SRT完全分離，雖其水力停留時間HRT相對較短，生活污水HRT約2h~4h，但污泥停留時間SRT卻很長，可以達到30d，甚至更長至60d。（2）BOD（或COD）容積負荷率比活性污泥法高得多，因此生物接觸氧化法單位容積的生物量比活性污泥法大得多。一般活性污泥法VSS為3.0kg/m3~3.5kg/m3，而生物接觸氧化法VSS為7kg/m3~12kg/m3，因此，其負荷率為活性污泥法的2~3倍，相應其容積占地面積生物接觸氧化法要比活性污泥法小得多。（3）生物接觸氧化法既適合低濃度有機廢水處理也適合高濃度有機廢水處理，而活性污泥法，對低濃度有機廢水處理效果甚微。實踐證明，當廢水COD及BOD濃度較低時，COD＜100mg/L，BOD＜50mg/L時，微生物會因食料不足，而形不成菌膠團，只能成單體狀態存在于水中。基于上述優點，生物接觸氧化法在工業廢水處理中得到了廣泛的應用，如印染廢水、焦化廢水、食品廢水、淀粉廢水、啤酒廢水等。根據上述生物接觸氧化法的優點，制革工業廢水采用生物接觸氧化法是順理成章的事，但運行實踐證明這是一個誤區。

由于皮革廢水中含鹽量較高，其中Ca2+含量也很高，如采用填料式生物接觸氧化法，會使填料上逐漸結成礦化物垢，而且逐漸增厚，此種礦物垢對生物膜起到抑制作用。而這種礦物垢人工無法清除，從而使廢水處理效果愈來愈差，甚至填料上的生物膜完全脫落。近期的兩例革園區污水處理，由于上述原因而導致運行失敗。綜上所述，皮革廢水的生化處理，應采用活性污泥法，切忌采用填料式生物膜法。

二、結論

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在廢水處理過程中對設備的防腐問題存在的不足主要表現在以下三個方面：一是在火電廠日常生產過程中，受到運行工況和方式的影響各項生產工藝指標難以嚴格的得到控制，例如溫度、流速、介質的濃度等，這就給設備腐蝕創造了各種條件。二是在管道防腐蝕設計中，往往只注重如何選材以及強度、工藝和防腐蝕技術的設計，但是往往沒有結合實際情況考慮到管道所在的環節、溫度和耐腐性能等因素，而這些因素又是導致腐蝕出現的主要原因。三是在處理酸堿濃度較高的廢水時，因為酸堿中和具有較強的特殊性，且酸堿量中和過程中難以對其進行定量的控制，難以掌握中和程度，酸堿量過量和中和不均勻等問題的存在，導致pH值不達標而腐蝕，最終為設備事故的出現埋下隱患。

1.2工業廢水處理過程中設備防腐蝕不足的成因

一是針對酸堿中和池出現的腐蝕問題，主要是因為在建設酸堿中和池時，材料的厚度和勾縫設計沒有符合實際需要，很多防腐蝕用的花崗石的厚度往往利用普通材料替代，而這就會導致石材的縫隙難以填滿，最終出現酸堿腐蝕性的滲漏，加上在處理酸堿池泄露事故時往往難以徹底的修復，尤其是在對基層腐蝕情況進行檢查時，往往敷衍了事，加上設計布局的合理性差，一般以全封閉和加蓋的結構，而沒有考慮腐蝕因素，最終導致池體下陷。二是針對管理防腐蝕處理不到位的問題，主要是因為在防腐蝕處理過程中往往偷工減料，而且在驗收管理時往往敷衍了事，而這就會加劇管理腐蝕處理的難度。三是針對循環水加酸系統腐蝕處理不到位的問題，主要是因為加酸處理環節往往忽視加水，最終出現腐蝕問題。尤其是對火電廠而言，其循環水加酸系統擦用濃硫酸儲存罐作為其壓力容器，在設計過程中沒有考慮操作環境對其帶來的影響，而濃硫酸的腐蝕性較強，若選用一般碳鋼材料，將會導致其被氧化和腐蝕，進而影響整體結構，加上在安裝過程中往往安裝不規范，加藥量難以得到有效的控制，最終影響其pH值的正常。

2火電廠工業廢水處理設備防腐蝕工藝探索

通過上述分析，我們對工業廢水處理過程中設備防腐蝕存在的不足及成因有了一定的認識，那么作為新時期背景下的火電廠，在工業廢水處理過程中如何預防處理設備的腐蝕呢？我們將從以下四個方面的工作進行討論：

2.1針對酸堿中和池的防腐蝕工藝探索

由于酸堿中和池腐蝕問題的存在，將會極大的影響工業廢水處理成效。因而為了更好地解決這一問題，作為發電廠必須切實做好以下三點防腐蝕工作：一是建設酸堿中和池時，應重點檢查樹脂膠泥接層的厚度，確保接縫黏結牢固，并采取接縫黏合技術，才能更好地確保防腐蝕的長期性。二是在酸堿中和池運行過程中，一旦出現泄漏，就應及時地加強對其的修復，及時地打開被腐蝕的防腐蝕層，重點檢查和修復混凝土基層。三是在布局設計過程中，在施工之前就應科學合理地設計，及時地找出內部存在的腐蝕問題，并針對此制定相應的預案，為整個處理成效的提升奠定堅實的基礎。

2.2針對管道的防腐蝕工藝探索

由于在化學工業廢水處理過程中，經常出現設備或管道腐蝕嚴重的情況，所以在確保工程質量的同時，還應加強現代防腐蝕技術的應用，著力解決設備和管道的腐蝕問題，并嚴格按照設備和管道安裝工藝流程進行安裝，盡可能地選擇耐腐蝕性的材質，確保其使用壽命得到有效的提升。

2.3針對酸堿系統的防腐蝕工藝探索

酸堿系統的防腐工作是整個工業廢水處理系統防腐蝕的重點所在，所以作為發電廠必須高度重視。所選的容器材料應以具有較強的耐腐蝕性，例如PVC材料、鋼襯膠材料等。而在選用酸堿液輸送管時，同樣應考慮其材質問題，尤其是其外部的防銹和內部的保溫。在酸堿系統進行防腐蝕時，主要以濕法脫硫防腐蝕工藝為主，在實際應用過程中，主要選取鎳基不銹鋼、玻璃鋼、玻璃鱗片樹脂、橡膠、塑料、陶瓷等，盡可能地選取具有較強整體性和沒有接縫以及防腐蝕性能較強的材料，例如整體玻璃鋼管道，就是一種有效的選擇。其中，在脫硫區域的防腐工作中，以吸收塔噴淋層支撐梁的防腐蝕為例說明。由于漿液的不斷沖刷，支撐梁防腐蝕層經常出現磨損，導致支撐梁的腐蝕、漏液，腐蝕嚴重時只能停機檢修對整根梁體進行更換。為了避免支撐梁損壞，防腐蝕設計時應有針對性的加裝防沖刷護板，提高其抗磨損腐蝕的可靠性，并設計加裝吸收塔噴淋層支撐梁的腐蝕監測裝置，以及時發現塔內梁體的異常情況。

2.4加強設備防腐蝕監測系統的建設

由于火電廠工業廢水處理設施的工作頻率較高，所以即便采取了上述防腐蝕工藝，能在一定程度上預防其腐蝕程度的加重，還能緩解設施腐蝕速度，但是采取人工檢測的方式，往往難以及時高效地發現存在的腐蝕情況，也不能掌握腐蝕的程度，所以作為發電廠應加快設施防腐蝕監測系統的建設。整個設施防腐蝕監測系統應包含數據采集器、電流中斷器、測試探、里程記錄器以及計算機，從而利用其實時在線監測腐蝕情況，并根據腐蝕情況進行針對性的處理，才能從傳統的被動防腐到主動防腐，提高防腐功效。

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2、標準問題

為了整頓工業經濟發展秩序，國家對各類生產區域實施項目規劃，要求工廠建立科學的環境監測體系，幫助企業解決現實生產中遇到的污染問題。實際監測發現，廢水環境監測缺少明確的標準參數，對工廠監測內容達不到預定標準，影響了環境治理決策的有效性。目前部分國家重點源監測項目與行業標準污染物項目不一致，如制糖、造紙、城鎮污水處理廠等。

制糖行業監測項目監測分類監測項目重點污染源pH值、色度、COD、BOD5、氨氮、石油類、流量行業標準污染物基本控制項目pH值、COD、BOD5、氨氮、SS、總氮、總磷、單位產品(糖)基準排水量

3、治理問題

監測是為了更好地治理環境，對環境監測中發現的質量問題，工廠并沒有及時采取措施處理，導致廢水污染面積逐漸擴大化，對新水域產生了更多的危害性。總結原因，多數工廠從運營成本角度考慮，對環境治理未投入足夠的出污費用，廢水問題無法從根本上得到解決。另一方面，環境監測機構職能不健全，現階段難以達到預定的監測指標，這些都阻礙了廢水監測與治理工作。

二、基于監測結果的廢水處理方法

水資源是人類長期生存與發展的根本，注重水資源保護是科學發展觀要求。考慮到工業經濟的重要性，以及工業化發展帶來的環境污染問題，必須強化工廠廢水治理力度，為工廠建立更加全面的廢水治理方案。當錢，廢水治理技術包括:物理法、化學法、生物法等，可根據工廠內設備建立針對性的監測處理方案。

1、物理法

廢水處理方法的選擇取決于廢水中污染物的性質、組成、狀態及對水質的要求。一般廢水的處理方法大致可分為物理法、化學法及生物法三大類，利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物，這是物理法應用的基本原理，對工業廢水過濾起到了基本凈化作用。工廠可設計相對規模的生態綠化池，按照工廠生產規模定期回收廢水，通過凈化池處理后完成凈化作用。

2、化學法

利用化學反應或物理化學作用回收可溶性廢物或膠體物質，利用化學反應原理執行有效的凈化處理方案，這樣可以避免廢水處理中出現的異常問題。例如，中和法用于中和酸性或堿性廢水;萃取法利用可溶性廢物在兩相中溶解度不同的“分配”，回收酚類、重金屬等;氧化還原法用來除去廢水中還原性或氧化性污染物，殺滅天然水體中的病原菌等。

3、生物法

利用微生物的生化作用處理廢水中的有機物，要求在廢水池中設置生物過濾系統，及時清除水中有害物質，避免廢水排放后對周圍水域產生污染作用。例如，生物過濾法和活性污泥法用來處理生活污水或有機生產廢水，使有機物轉化降解成無機鹽而得到凈化。生物法處理要注意考察工廠類型，不同工廠所用方法存在差異性，選擇合適方式進行處理以保證凈化效果。

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1《工業給水與廢水處理》課程特點

1.1專業性強

《工業給水與廢水處理》是一門水處理專業課程，主要介紹各種工業水處理方法和常用工業水處理技術。

1.2應用性強

與其他同類專業課程相比，該課程雖也有基本原理，但更側重方法的應用，除了常用方法原理介紹外，還包括各種應用實例和各種水處理技術方案設計。

1.3針對性強

課程處理對象很明確，主要針對工業水，可分為工業給水處理和工業廢水處理兩大塊，工業給水處理主要針對工業用水，工業廢水處理針對不同工業所排放的廢水處理。

1.4更新快

水處理技術在不斷發展變化，而工業又在不斷地轉型，特別是環保問題越來越備受關注，工業水處理技術也在不斷地發展變化，相對應的課程教學內容應與時俱進，需要及時更新。

1.5覆蓋廣

雖然課程針對工業水，但工業水性質極為復雜，水質需求各異，所對應的方法基本涵蓋了所有水處理方法。同時課程既包含了工業生產前的處理，也包含了生產過程中所進行的處理及生產后的廢水處理。

2《工業給水與廢水處理》開展研究性教學的必要性

2.1課程教學目標和要求

課程主要通過系統學習常用工業水處理技術，培養學生自主學習的能力，對于知識的理解能力、靈活運用知識的能力，使學生具備解決工業水處理中一般技術問題的能力，具備設計工業水處理方案的能力，并具備一定的水處理運行管理能力和技術創新能力。

2.2研究性教學必要性分析

現代大學生不管從認知結構，還是從學習能力方面，都已具備了一定的自主能力，同時他們自身也有自主學習的愿望，傳統的通過單純地知識灌輸，學生被動接受的教學模式已不適應現代大學生的培養，限制了學生自主學習能力的發揮和其他方面能力的培養，需要進行改革。研究性教學突出學生主體地位[1]，以促進學生創新能力、實踐能力的提高為目標，可以適應現代教學的要求，所以對課程進行研究性教學改革，可以更好地實現課程教學要求，培養出更加適應現代社會需求的水處理技術人才。

3《工業給水與廢水處理》研究性教學改革思路

3.1加強引導，促進學生探究能力的提高

研究性教學中，教師要發揮出很好的主導作用，精心組織教學，善于引導學生開展學習。首先要花精力設計教學過程，充分調動學生學習積極性，還需要組織好教學過程的進行，準備好學生可能有的問題的回答和教學過程中所存在問題的解決。該課程不是一門獨立的課程，而是與眾多的基礎課程緊密相連，所以教學時，可以引導學生尋根溯源，培養學生的探究精神，真正弄懂所學知識。如混凝技術，主要就是利用投加混凝劑，使水中穩定的膠體失去穩定性，要想理解混凝機理，就需要首先復習物理化學中膠體的知識，了解膠體的特性、膠體的雙電層結構，就能弄懂膠體穩定性的原因，就知道怎么使它失去穩定性。通過循循善誘，學生探究能力就能得到逐步提高，會進一步深入自己找尋問題的答案，從而主動獲取知識。

3.2理論聯系實際，加強對學生實踐能力的培養

課程應用性較強，很多內容都是來自于實踐，所學的知識也會用于實踐。教學中需注意理論聯系實際，可以通過實習、實驗、案例分析、實際工程設計等手段加強學生實踐能力的鍛煉。部分內容較為抽象，可以充分利用實驗室、實習基地等有利條件，讓實際知識與理論知識相融合，讓學生從實踐中去發現問題、解決問題，學生會更有成就感也更愿意去思考。

3.3創新教學條件，培養學生自主學習的能力

課程內容多、知識更新快，單靠課堂教學難以完成，這就需要教師積極創造條件，提供教學資源、創造教學環境、促進學生課堂內外相結合，調動學生平時學習的積極性、積極創造讓學生得到鍛煉的機會，培養學生自主學習及靈活運用所學知識的能力。如可以借助仿真軟件，優化教學情境。仿真就是對真實的模仿，通過仿真軟件，可以實現一個復雜過程的模擬，學生可以深入了解影響過程的主要因素及如何影響的，從而促進自主學習效果的提高，另外教師可以加強網絡平臺建設，并定期更新和維護，為學生自主學習創造良好的條件。

3.4優化教學方式，促進學生綜合能力提高

研究性教學方式較為靈活，可以采取學生自主學習，交流討論等方式；也可以鼓勵學生動手操作，對某一問題進行驗證；或結合實際工程，布置設計任務，可以小組集體完成，也可以個人獨立完成，或輔助老師完成。成果可以是課程論文、讀書筆記、匯報材料或設計圖紙等。如可以利用網絡資源，查找相應案例，學生結合所學知識，動手自行設計水處理系統，并可結合CAD，繪制出相應的圖紙或制作成實驗裝置模型，促進學生創新能力的提高。

3.5優化教學結構，提高學生學習興趣

該門課程教學內容相比較其他課程而言，其前后關聯性較小，各章相對獨立。可以采取模塊化分割教學，分塊設計優化組合。可以以相似章節為一個分割單元。如工業給水部分可分為3個模塊：軟化和除鹽為一個模塊、冷卻水處理部分為一個模塊、膜處理部分為一個模塊，各模塊可針對他們各自的特點采用合適的教學方法。如軟化除鹽可以采取對比教學手段，根據軟化方法，讓學生自己根據二者區別，進行除鹽部分的學習；冷卻水處理部分重點是構筑物，可以通過模擬演示或結合周圍工廠實物進行教學；膜處理可以進行擴展性教學，讓學生自己搜集資料了解膜處理技術的發展及應用推廣情況。針對教學內容有針對性地進行設計，有利于提高學生的學習興趣和學習積極性。

4《工業給水與廢水處理》研究性教學實施中需注意的問題

4.1加強交流互動

教學過程包含多個因素，所以應加強各因素之間的交流互動，如師師互動、師生互動、生生互動等[2]。因該門課程內容跨越較大，可采用多教師授課模式，首先教師之間要互相溝通，明確該門課程總體要求和各個部分的具體要求，共同策劃。師生之間更要加強互動，教學效果的提高需要教師和學生相互配合，教師要能正確引導，學生要能正確理解，這就要求師生加強交流溝通，形成一個教學共同體。同時研究性教學更重視學生的自主學習，學習的過程離不開學生之間的交流討論，生生互動，才能互相促進提高。

4.2加強交互有效性控制

研究性教學改革需要注意不能僅停留于改革表層，現在很多改革都只是進行了教學方式的邊際調整，而不是變革[3]。所以要加強交互有效性控制，型式的變換要真正能激發出學生的潛能，才能有效果。這就需要教學時注意交流的方法、雙方的態度、溝通技巧、任務布置的明確性等。如在布置小組共同學習任務時，需提出明確的學習要求，具體的成果要求，明確小組成員之間的分工及各自的要求，并做好小組學習的跟蹤和考核工作，才能確保小組每個成員都能共同參與并完成好小組學習任務。

4.3加強過程控制

研究性教學處于改革時期，還不夠成熟，還在不斷探索之中。在教學過程中教師的設計思路是不是正確，學生的學習情況是不是符合預期的要求，都需要進行反饋控制，不斷調整，通過加強過程控制，根據師生反映及時調整策略，可以確保課程研究性教學起到實效。

5結語

研究性教學以培養創新型人才和應用型人才為目標，《工業給水與給水處理》具有應用性強、專業性強等特點，采用研究性教學，可以提高學生的學習興趣，增強自主學習能力，促進課程教學質量的提高，實現符合社會需求的工業水處理技術人才的培養目標。

參考文獻

[1]劉華．研究性教學視域下的“基本原理概論”教學改革[J]．揚州大學學報(高教研究版)，2013，17(3)：88-92．

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引言

隨著現代工業的不斷發展，對于石油的需求也是日益增多，隨之而來的是各類的石油化工廢水，其主要來源于在石油化工產品加工的生產工藝所產生的廢棄物，而且大多數的存在形式是以乳狀液體。相比較其他的廢水而言，由于石油化工廢水中富含較多的油、有機物含量等多種類型的污染物，繼而造成了石油化工廢水的水質情況更為復雜，因此對于石油化工廢水的處理就比較困難，一般都是采用多種不同的處理方法進行，待污染物達到了國際的排放標準之后才予以排放。所以，現在對于石油化工廢水的處理依舊是一個科研熱點。

一、物理法

（一）隔油

隔油是石油化工廢水處理中的基礎工序，石油化工廢水處理的隔油一般是在專門的隔油池中進行，將廢水中的污染物進行初步沉淀，不同的隔油形式會產生不盡一致的隔油效率，耿士鎖通過經過研究對比，發現斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好一些。呂炳南通過試驗研究及實地檢驗，發現將隔油池進行適當的傾斜改造，能夠有效的提升隔油的效率。

（二）氣浮法

氣浮是利用微小氣泡粘附廢水中的懸浮物，由于絮凝處理后，廢水中有較多的細微固體懸浮物、石化油等污染物，通過氣浮的方式進一步減少這些懸浮物，深化廢水處理的質量，陳衛瑋在研究中發現，通過渦凹氣浮系統，能夠較高的提高廢水中處理的程度，朱東輝等經過試驗研究，認為用旋切氣浮法處理煉油廢水，廢油的去除率更高。肖坤林等在實驗研究的基礎上，結合單級氣浮技術和多級板式塔理論，開發出兩級氣浮塔處理含油廢水的新工藝，實現了塔釜一次曝氣、多級氣浮的分離，并研究了氣浮塔板的流體力學性能、布氣性能及操作條件對廢水處理效率的影響。

（三）吸附法

吸附是石油化工廢水處理中經常使用的技術，用活性炭來吸附廢水中的污染物，使廢水得到初步的控制，吸附法往往與絮凝法、氧化法共同使用。但是由于活性炭容易造成二次污染，給廢水處理帶來一定的難度，近年來，隨著材料技術的進步，越來越多的吸附材料被運用到石油化工廢水處理中，季凌等用纖維活性炭對石化企煉油化工廢水進行吸附實驗，發現活性炭對煉油廢水的處理是有一定的范圍的，如對電導氯離子的去除作用就比較小，如果將活性炭與混凝聯合使用，對氯氨等的去除作用就比較大，能夠比較明顯地增強凈化效果，如果將活性炭與臭氧聯合使用，能夠進一步地提升廢水的處理率。

二、生物法

隨著生物科學技術發展的不斷深入，在石油化工廢水處理中，生物法有了更深層次的運用，生物處理技術一般在廢水的二級處理階段發揮重要作用，目前生物技術在廢水處理中經常用到的主要以厭氧、好氧等生物原理。

（一）厭氧

厭氧生物處理技術成本較低，且處理后的生物氣能夠作為一種能源，對于高濃度的廢水具有很強的處理能力，在此過程中，通過對厭氧生物的培養，使廢水中的生物降解發酵，不同類型的處理模式需要運用厭氧形式也會有所差別，利用升流式厭氧器，不僅操作簡便，對高濃度有機廢水處理的效率也較高，凌文華運用升流式厭氧處理技術對廢水的研究表明，升流式對廢水污染物的去除效果較好，但是處理時對條件的要求較高，溫度、水量等都需要控制在一定的范圍內，才能更好地發揮作用。李敬美等通過研究發現，將活性污泥與生物膜相結合，能夠提升氧的利用率，減少回流，降低能量消耗，能夠應對高負荷的污水處理系統。

（二）好氧

好氧處理技術也是石油化工廢水處理中的重要手段，在實際的運用中，好氧經常與厭氧聯合使用，好氧處理的方式多樣，能夠根據石油化工廢水的不同種類而進行靈活使用。如序批式間歇活性污泥法簡單快捷，操做靈活，能夠較好的運行管理，這種處理方式使用與小規模的廢水處理。彭永臻等將兩個連續的序批式間歇活性污泥法系統連接，在不同階段加入不同的試劑，發現廢水處理效率大大提升。

三、化學法

化學處理法是經由化學反應去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法。以投加藥劑產生化學反應為基礎的處理單元有氧化還原、混凝、中和等;以傳質作用為基礎的有萃取、吸附、吹脫、汽提、離子交換以及反滲透和電滲吸等。和生物處理方法比較而言，高效率、快速，可以除去比較多的污染物。另外，還具有容易實現自動檢測、設備容易操作和控制、便于回收利用等優點。化學處理法能有效地去除廢水中多種有毒的污染物。

（一）污水臭氧化處理法

該法在環境保護和化工等方面應用廣泛，是用臭氧作氧化劑，使用的是含低濃度臭氧的空氣或氧氣對廢水進行凈化和消毒處理的方法。這種方法主要用于水的脫色，水中鐵、錳等金屬離子的去除;水的消毒;去除水中酚、異味、臭味、氰等污染物質。具有反應迅速、流程簡單、無二次污染的優點。

（二）污水化學沉淀處理法

這是一種傳統的水處理方法，廣泛用于水質處理中的軟化過程、工業廢水處理等，以去除重金屬和氰化物。向廢水中投加可溶性化學藥劑，使之與其中呈離子狀態的無機污染物起化學反應，生成不溶于或難溶于水的化合物沉淀析出，從而達到凈化廢水的目的。

（三）污水氧化處理法

氧化處理法幾乎可處理一切工業廢水，尤其是處理廢水中難以被生物降解的有機物。利用強氧化劑氧化分解廢水中污染物，如酚、氰化物、絕大部分農藥、殺蟲劑以及引起色度、臭味的物質等。強氧化劑能將廢水中的這些污染物逐步降解成為簡單的無機物，也能把溶解于水中的污染物氧化為不溶于水而易于從水中分離出來的物質。

（四）絮凝

絮凝是石油化工廢水處理的重要工序，將絮凝劑融入水中，以破壞水中膠體顆粒的穩態，使絮狀物質從水中脫離，可以去除煉油廢水中的有機污染物、藻類及浮游生物等，絮凝通常是石油化工廢水處理的基礎，隨著生物科技的進步，具有生化優點的絮凝劑更進一步地提高了廢水處理的效率，尹華等學者探索了自制生物絮凝劑（JMBF-25）處理石油化工的效果，發現絮凝劑不僅成本較小，而且對改善污泥的沉降性能有較好的作用，不過，絮凝劑的使用需適量才能達到最佳效果，如果使用過量反而會使絮凝效果惡化。

結束語

石油化工產業的發展，雖然為我國的經濟做了巨大的貢獻，但也需要對石油化工的廢水處理引起高度重視，以此來促進我國的石油化工得到綠色、可持續的發展。

參考文獻：

[1]張超,李本高.石油化工污水處理技術的現狀與發展趨勢[J].工業用水與廢水,2011,04:6-11+26.

[2]劉立軍,卜巖,侯娜,馬艷秋.加氫處理技術的現狀與發展趨勢[J].當代化工,2011,09:943-946.

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一.前言

高濃度氨氮廢水處理技術一直都是各國學著研究的熱門課題。處理高濃度氨氮廢水的方式有很多種，較為常用的包括生物脫氮法、折點加氯氣、吹脫法和離子交換法等。在處理含有有機物的低氨氮濃度廢水中嗎，采用生物脫氮法較為可行。目前，對催化劑廢水、化肥廢水等高濃度無極氨氮廢水處理，很多工業都是采用吹脫法。但由于吹脫法的脫氮率僅僅能夠達到70%，其處理后無法達到國家標準。而聚丙烯中空纖維膜法處理具有諸多優點，能很好的彌補其他處理方式的缺欠。

二.膜分離技術。

膜分離技術是借助膜的滲透作用，通過化學位差和外界能量的推動作用，將混合物中的溶劑和溶質進行分離、分級和提純及濃縮。同傳統的蒸餾、沉淀、分餾、吸附、萃取等方法相比，膜分離技術在分離過程中沒有發生相變，能耗較低；在膜分離的過程中，可在常溫下進行，并且適合果汁、酶等熱敏感物質；膜分離技術對有機物、無機物和生物制品都可適用，技術適用范圍較廣，遍布從微粒級到離子級；膜分離技術是采用壓力差作為驅動力，具有操作方便、裝置簡單等諸多優點。

三.聚丙烯中空纖維膜法處理高濃度氨氮廢水。

1.膜分離法處理原理。

膜分離法處理高濃度氨氮廢水是通過膜的選擇透過性，將液體中的氨氮成分進行選擇性分離，達到脫除氨氮的目的。膜分離法處理高濃度氨氮廢水的具體操作方式包括納濾、電滲析、反滲透等。其中采用電滲析和聚丙烯中空纖維膜法處理氨氮廢水具有較好的效果。采用電滲析方法時，在運行過程中需要消耗的電量和廢水氨氮的含量成正比，在處理2000至3000mg/L氨氮廢水中，去除率可達到85%以上，可提出高達8.9%的濃氨水。液膜法處理高濃度氨氮廢水，在進水的氨氮質量濃度為500mg/L時，通過處理，其出水的氨氮含有濃度低于15mg/L；在處理過程中，對氨氮的回收比率較高，同時具有處理效果較為穩定，操作方便、無二次污染等優點。液膜法通常適用經過預處理的中低濃度氨氮廢水，其弊端是，在處理過程中，使用的薄膜容易出現結垢，發生堵塞，造成反洗較為頻繁，增加了廢水處理的費用和成本。

2.處理技術。

聚丙烯中空纖維處理高濃度氨氮廢水，是由于聚丙烯塑料在拉絲的工程中，在抽出的中空纖維膜中拉出了許多小孔，小孔允許氣體從中通過，而阻止水的通過。在PH值達到11.5時，廢水中的氨中有約為99.9%的是以游離狀態的氨氣存在的，而當廢水通過聚丙烯中空纖維膜的內側時，其中的氨分析能經由中空膜的膜壁透出，而將膜壁外的H2SO4進行吸收，轉換為（NH4）2SO4，同時去除廢水中的NH3-N。聚丙烯中空纖維膜法處理高濃度氨氮廢水，是采用了吸收液循環的方式，將含有氨氮成分的廢水，泵入到聚丙烯中空纖維內側，H2SO4吸收液在中空纖維膜的外側循環流動，而當廢水經過聚丙烯中空纖維膜的過濾后，去除其中的氨，同時將氨回收為（NH4）2SO4.。

在膜法處理高濃度氨氮廢水技術中，較為古老的技術是夜膜法，其去除氨的原理是：NH3易溶于膜相（油相），在膜相外側中具有較高的濃度，而通過進行膜相的擴散和遷移，到達內相界面和膜相內側，同時和膜內相中的酸產生解脫反應，形成了NH4+。而在膜兩側的NH3分壓差作為處理的推動力，將廢水中的NH3通過吸收液進行轉移，將廢水中的氨氮含量進行降低，實現去除的目的。液膜法處理高濃度氨氮廢水技術中，如何防止液膜的乳化、含有氨氮的吸收液的處理方式、減少吸收液中對廢水的有機污染等問題是液膜處理技術的核心技術內容。

縱觀高濃度氨氮廢水的處理技術及發展模式來看，膜技術日臻完善，而采用膜技術處理高濃度氨氮廢水專業技術成為許多專家、學者、行業工作者研究和探討的話題。

3.采用氨水的形式，回收氨氮廢水。

以氨水的形式，回收氨氮廢水的處理技術，能在去除氨氮的同時，獲得濃度較高的氨水，通過處理后，將廢水處理達到規定的排放標準，同時又能經濟有效的分離和回收氨氮。采用回收氨水的形式，對高濃度氨氮廢水進行處理，在處理廢水的同時，又獲得了較高濃度的氨水，具有較高的經濟效益。

3.1電滲析處理技術，電滲析器通常由離子交換膜、極板、隔板組合而成。在含有氨氮的廢水通過時，電滲析器在直流電場的作用下，將產生的OH-和NH4+進行定位遷移。通過離子遷移，將廢水進行凈化，取得較高濃度的氨水。采用電滲析處理技術，工藝流程較為簡單，在處理廢水的過程中不用受到廢水的PH值限制，也同受處理溫度的影響，具有投資成本較少、回收率較高、處理操作簡便、處理過程不消耗藥劑等優點。通過實驗數據表明，采用電滲析處理高濃度氨氮廢水時，在2000-3000mg/L氨氮濃度中，通過電滲析處理，對氨氮的去除率可超過87.5%，處理后獲得濃度為89%的氨水。

3.2離子膜電解法處理高濃度氨氮廢水。

采用離子膜電解法處理高濃度氨氮廢水，同時也是進行脫氨的預處理，其處理原理為：離子膜的電解技術在電滲析器的直流電場作用下，將電位差作為處理的推動力，處理過程中利用離子交換膜的透過控制，選擇性的將通過的廢水中的部分離子通過離子交換膜進行分離，達到與原溶液分離的目的。通過電滲析處理，有效降低了高濃度氨氮廢水的處理成本，同時獲得的高濃度氨水，實現了廢物資源的再利用。

3.3生物膜處理技術。

生物膜處理技術是指：采用附著和生長在惰性載體上，以微生物為主體的，其中包括能產生胞外多聚物，以及吸附在微生物的表面上的有機物和無機物等。其具有較強的吸附能力和具有生物降解的結構。生物膜處理技術是利用生物膜替代了傳統的生化處理技術、以及生活處理中的二次沉淀、沙淀池處理技術。在高濃度氨氮廢水處理中，生物膜處理技術通過分離工程中的膜法處理技術的應用，高效的完成了高濃度氨氮廢水的分離處理，同時處理過程中，曝氣池中的活性污泥的濃度得到增加，污泥總的特效菌也有所增加。另外，由于處理過程總，降低了F/M比值，將少了剩余的污泥產生量，甚至可以將到零，不僅僅是提高了生化反應的效率，同時也從基本上解決了傳統活性污泥處理中存在的較為突出的問題。

五.結束語

聚丙烯中空纖維膜法處理高濃度氨氮具有技術先進，處理工藝流程短都優點，采用二級脫除后，脫除率能超過99.4%，非常適合處理高濃度的NH3-N廢水。處理工藝設備要求簡單，占地面積較小，同時操作也較為方便，具有較低的能耗，且不會產生二次污染。

參考文獻：

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[3] 朱振中 膜吸收法與膜生物反應器組合系統處理高濃度氨氮廢水的研究

[學位論文]2005 江南大學：環境工程

篇7

目前焦化廢水一般按常規方法先進行預處理，然后再進行生物脫酚二次處理。但往往經上述處理后，外排廢水中COD、氰化物及氨氮等指標仍然很難達標。針對這種狀況，近年來國內外出現了許多比較有效的焦化廢水治理技術。這些方法大致分為物化法、生物法、化學法和循環利用等4類。

一、焦化廢水的預處理技術

焦化廢水中部分有機物不易生物降解，需要采用適當的預處理技術。

常用的預處理方法是厭氧酸化法。這是一種介于厭氧和好氧之間的工藝，其作用機理是通過厭氧微生物水解和酸化作用使難降解有機物的化學結構發生變化，生成易降解物質。焦化廢水經厭氧酸化預處理后，可以提高難降解有機物的好氧生物降解性能，為后續的好氧生物處理創造良好條件。

二、焦化廢水的二級處理技術

（一）物理化學法

（1）吸附法

吸附法處理廢水，就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質，使廢水得到凈化。常用吸附劑有活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。這種方法處理成本高，吸附劑再生困難,不利于處理高濃度的廢水。

（2）利用煙道氣處理焦化廢水

由冶金工業部建筑研究總院和北京國緯達環保公司合作研制開發的“煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法”已獲得國家專利。該技術將焦化剩余氨水去除焦油和SS后，輸入煙道廢氣中進行充分的物理化學反應，煙道氣的熱量使剩余氨水中的水分全部汽化，氨氣與煙道氣中的SO2反應生成硫銨。

該方法投資省，占地少，以廢治廢，運行費用低，處理效果好，環境效益十分顯著，是一項十分值得推廣的方法。但是此法要求焦化的氨量必須與煙道氣所需氨量保持平衡，這就在一定程度上限制了方法的應用范圍。

（二）生物處理法

生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機物的方法。目前，活性污泥法是一種應用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機物充分接觸；溶解性的有機物被細胞所吸收和吸附，并最終氧化為最終產物（主要是CO2）。非溶解性有機物先被轉化為溶解性有機物，然后被代謝和利用。

生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運行費用相對較低等優點，但是生物降解法的稀釋水用量大，處理設施規模大，停留時間長，投資費用較高，對廢水的水質條件要求嚴格，這也就對操作管理提出了較高要求。

（三）化學處理法

（1）焚燒法

焚燒法治理廢水始于20世紀50年代。該法是將廢水呈霧狀噴入高溫燃燒爐中，使水霧完全汽化，讓廢水中的有機物在爐內氧化，分解成為完全燃燒產物CO2和H2O及少許無機物灰分。

焚燒處理工藝對于處理焦化廠高濃度廢水是一種切實可行的處理方法。然而，盡管焚燒法處理效率高，不造成二次污染，但是處理費用昂貴使得多數企業望而卻步，在我國應用較少。

（2）催化濕式氧化技術

催化濕式氧化技術是在高溫、高壓條件下，在催化劑作用下，用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機物氧化，最終轉化為無害物質N2和CO2排放。濕式催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優點。但是，由于其催化劑價格昂貴，處理成本高，且在高溫高壓條件下運行，對工藝設備要求嚴格，投資費用高，國內很少將該法用于廢水處理。

（3）化學混凝和絮凝

化學混凝和絮凝是用來處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細小懸浮物及膠體微粒，以降低廢水的濁度和色度，但對可溶性有機物無效，常用于焦化廢水的深度處理。該法處理費用低，既可以間歇使用也可以連續使用。

（4）臭氧氧化法

臭氧的強氧化性可將廢水中的污染物快速、有效地除去，而且臭氧在水中很快分解為氧，不會造成二次污染，操作管理簡單方便。但是，這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點。同時若操作不當，臭氧會對周圍生物造成危害。因此，目前臭氧氧化法還主要應用于廢水的深度處理。在美國已開始應用臭氧氧化法處理焦化廢水。

（5）光催化氧化法

目前，這種方法還僅停留在理論研究階段。這種水處理方法能有效地去除廢水中的污染物且能耗低，有著很大的發展潛力。但是有時也會產生一些有害的光化學產物，造成二次污染。由于光催化降解是基于體系對光能的吸收，因此，要求體系具有良好的透光性。所以，該方法適用于低濁度、透光性好的體系，可用于焦化廢水的深度處理。

（6）電化學氧化技術

電化學水處理技術的基本原理是使污染物在電極上發生直接電化學反應或利用電極表面產生的強氧化性活性物質使污染物發生氧化還原轉變。目前的研究表明，電化學氧化法氧化能力強、工藝簡單、不產生二次污染，是一種前景比較廣闊的廢水處理技術。

（四）廢水循環使用

高濃度的焦化廢水經過脫酚，凈化除去固體沉淀和輕質焦油后，送往熄焦池以供熄焦，實現酚水的閉路循環。從而減少了排污，降低了運行等費用。但是此時的污染物轉移問題也值得考慮和進一步研究。

三、結語

總之，我們應根據焦化廢水的特點，深入研究先進的處理技術，尋求既高效又經濟的處理方法，降低運行費用，提高達標率，改善環境質量，減輕焦化廢水對各地水體的污染，實現水資源的循環利用。這既是當前經濟建設需要解決的現實問題，也是未來技術攻關所需要面對的的重點。

篇8

引言

城市工業污水處理的基本方法，研究了城市工業污水回用的處理工藝，闡述了城市工業污水回用方式，分析了分散回用規劃和集中回用規劃，從而促進城市工業污水的處理回用研究。

1.城市工業污水處理的基本方式

城市廢水中，工業廢水的比重最大。相關統計表現，2008年全國全年廢水排放總量達571.7億噸，工業廢水排放量高達241.7億噸，占總廢水排放量的42.3％，所以可行控制廢水的回收再用率，是提升我國城市供水率的主要方法。現在，國內各大企業對廢水的處理及回用都更加重視，近冷卻用水處理后可以實現回用的就能達到50％以上，文中筆者結束語了幾種較為經常看的工業廢水處理方式，做如下簡單研究介紹：

1.1化學沉淀法

化學沉淀法處理的主要求做到對象是工業廢水中的金屬離子（如鎳、鉻、銅、鐵、鋅、汞等）和兩性元素（砷、硼），除此之外并且還能夠處理工業污水中的堿土金屬（鎂、鈣）和部分非金屬元素（如氟、硫等）。經過化學方式處理污水中的重金屬其技術方式較容易實現，聯合化學反應方程式方可準確的統計應投量，而是可以達到物盡其用不浪費的目的。若處理的廢水量較少，可以直接經過手工操縱進行處理；水量大，且條件允許允許的狀況下，可以讓用大型自動化設備進行操縱，對于不一樣重金屬離子設置不一樣的PH沉淀條件允許。現在，這種方式被廣泛應用在采礦冶煉生產整個過程中產生的含有重金屬離子廢水的處理整個過程中。

1.2電解法

電解法有隔膜電解法、凝聚電解法等。經過電解法處理不但可以實現重金屬離子工業廢水的處理，特別并且還能夠實現重金屬的回收。但國內外電解法處理工業重金屬廢水，常常存在著電極板消耗大、耗電量高等缺點。

1.3浮力浮上法

工業廢水進行分離處理整個過程中，經過將重金屬依附著微小氣泡，使其的比重小于水從而使得浮上水面，實現重金屬清除的目的。現在常用的浮上法有離子浮上法、沉淀浮上法、電解浮上法等。

2.我國城市生活污水處理發展現狀

隨著城市人口的膨脹，城市生活污水排放量逐年遞增，現在的污水處理本領很難滿足處理必要，從而使得多數城市生活污水沒有經過處理就直接排入自然水體中，造成環境污染。當前社會淡水資源嚴重的匱乏，在提倡節約用水的并且應極力分析發展污水處理回用技術，從而把處理后的城市生活污水作為另一水源。因此能否可行的處理應用城市生活污水，關系到城市生活環境的改善和人民生活水平的提升，和綠色生態城市的建設。

這些年以來我國污水處理水平得到了很大的提升，但仍存在著很大的不足，如污水處理技術和設備相對落后，污水處理本領有限，滿足不了日益增長的污水處理需求，從而使得大量污水沒未經處理直接排入江河湖泊，對水體環境造成巨大破壞。由于我國城市水環境每況愈下，水利單位預測估計，人均水資源將會在20三十年我國人口總數加到16億時，降低至1760立方米，總的缺水量將達400～500億立方米，達到世界公認的缺水警戒線。與此并且伴隨著人口城市化的加速和現代工業的發展，城市生活污水量排量劇增，水環境的污染將會更加嚴重。造成污水處理困難原因如下：

2.1污水收集管網設計考慮不周全，建成的污水處理廠負荷率低，不可以達到預期的處理量。

2.2相關辦理監督機制落后、混亂，嚴重影響污水處理廠的正常運行。

2.3對污水處理的認知不足，某些地方沒有真正意識到污水處理的緊迫與重要，沒有設立專門的維修養護資金，以致污水廠污水相關設施需保養維修甚至損壞時，得不到幾時處理，被迫停工停產。

2.4相關政策落后，沒有落實誰污染誰負責體制，僅靠國家和地方的財政支持建設處理廠，并且處理污水的本錢與其帶來經濟效果與利益無法相持，使得整個建設整個過程滯后緩慢，甚至出現某些城市政府不肯投資污水處理廠建設的情形。

3.城市污水處理的工藝分析

城市生活污水中有大量含有氮磷硫的有機物，并且包含有細菌、病毒和寄生蟲卵等等。現在污水處理技術根據其原理方法和作用對象可分為生物法、化學法、物理法等。我國的城市規模不停擴龐大，生活污水產生集中，普遍采用集中式對城市污水進行處理。我國城市生活污水處理系統包括一級、二級處理。一級處理作為前處理普遍采用網格截留、沉淀、離心等物理方法出去碎石沙礫、懸浮物等。二級處理采用生物處理的方法撤除污水中的膠體膠質和可溶性有機污染物，經過二級處理后的污水基本理論上達到了標準，可排入自然水體。隨著時代的發展，城市污水處理經過了從單一工藝到組合工藝的改革歷程。對此，筆者將歸納現行的常規處理技術與設備，具體如下：

3.1 生物接觸膜法

3.1.1流動床生物膜處理方法 該法的載體與眾不一樣，具有獨特構筑結構，以方便于微生物在反應池中的污泥和載體中循環。因此要在反應池內10％～20％的體積填充直徑為5到10毫米的載體顆粒,以利于可行防止載體流失,防止氣泡合并,從而提升氧的應用率。

3.1.2 生物轉盤工藝法 該法屬于運用生物法處理生活污水,是人工強化的污水灌溉和土地處理。即讓微生物、原生動物等在生物轉盤境料培養基上培育繁殖,以形成膜狀生物性污泥（生物膜）。再以經沉淀池剛開始處理后的生活污水與生物膜相接觸,此中的微生物攝取并應用污水中有機污染物進行繁衍,以此達到凈化污水的目的。

3.2 兩段活性污泥法（AB法）

該法將污水管道和污水廠作為一個污水處理系統。其特征是沒有初淀池處理效果穩定、耐熱負荷本領強,COD去除率是80％、BOD去除率是90％。采用的先進技術有：側向流坡形斜板沉淀池、自吸式射流曝氣機、無支架污泥懸浮型生物填料。透徹理解為：A段高負荷,B段低負荷,A、B兩段分別回流, 并為各時期的優勢微生物種群創造利于生長環境，從而可行應用微生物,使其充實發揮作用。

3.3 厭氧生物濾池法

該池屬于厭氧生物膜法，即以內裝填料作為微生物載體。微生物繁殖附著在載體所構成的固定床層的表面上,經沉淀池剛開始處理后的污水由下上升并經過床層,由于微生物作用當中的有機物污染物便會水解酸化,并且有沼氣產生。數次處理后進入處理的關鍵點,在拔風系統作用下濾池將處于兼氧狀態, 酸性階段由于甲烷細菌量生長受抑而進行,然后進行耗氧處理,因此氧化溝內溶氧要保持在1.5～2.8mg/L。

3.4 曝氣生物濾池法

該法是在給水快濾池和污水處理接觸氧化法的基礎上,如以活性炭等粒狀填料填充載體,在同一反應器中經過吸附過濾生與物降解，使曝氣濾池內的濾料表面形成大量生物膜,從而使得濾料粒徑達到較小值。

4. 結束語

我國在經濟飛速發展的并且要加大城市污水處理廠建設德力度，在積極研發新型高效的污水處理工藝，全力發展高新污水處理財產的并且，還要不停完善辦理運作機制，大膽引入競爭機制，采用多元化投資模式，積極探索分析城市給排水運營建設和運營一體化的辦理體制，從而讓污水處理日漸脫離政府的投資辦理，真正加入到市場經濟的大發展中去。

參考文獻：

篇9

0 引言

我國印染廢水的排放量占整個工業廢水排放量的35%以上。印染廢水主要包括退漿、煮煉、漂白、絲光、染色、印花、皂液、整理等工序產生的廢水，是一種水量大、色度高、堿性強、有機物含量高且組分復雜、化學需氧量（COD）和生物需氧量（BOD）高的廢水， 其水質變動范圍大，廢水中常含有染料、漿料、表面活性劑、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質及無機鹽等[1，2]，是較難處理的工業廢水之一。傳統的處理方法普遍采用生化法、混凝沉淀法、混凝氣浮、化學氧化及活性炭吸附法等。這些處理方法通常是將有機物轉移到氣相或固相中，消耗大量化學藥劑的同時還會造成一定的二次污染，雖然具有操作容易、設備簡單且工藝成熟的優點，但是運行成本高，實際回水利用率低。此外，當前國內外對染料廢水的治理仍以傳統的生化法為主，物理或化學法為輔。由于印染廢水所含有機物可生化性能較差，所以處理效果往往不太理想，不能滿足排放標準以及總量控制的要求[3，4]。

高級氧化技術原理是羥基自由基（?OH）通過電子轉移、親電加成、脫氫反應等途徑使水中的各種污染物礦化，使有害物質降解為CO2、H2O 和其他無害物質，或將其轉化為低毒易生物降解的中間產物。

目前國內高級氧化技術主要有Fenton氧化法、濕式氧化法、光催化氧化法、電化學氧化法、臭氧氧化法、超臨界水氧化、超聲波氧化法及各種方法組合工藝等，其優點是適用范圍廣、處理效率高、反應速度快、不造成二次污染，能使許多結構穩定、甚至很難被生物降解的有機物轉化為無毒無害可生物降解的低分子物質，具有較好的發展前景。

1 Fenton氧化法

Fenton氧化法是在酸性的條件下，以Fe2+作為催化劑，H2O2分解產生?OH，染料廢水中的發色基團被破壞，從而降低廢水的色度和COD，此外Fe2+在一定的條件下會生成Fe（OH）3膠體兼有絮凝作用，對CODCr及色度的去除也有一定的效果。史紅香等[3]、王利平等[5]、李亞煥等[6]等開展了相關的研究工作，并取得較好效果。

Fenton氧化法處理廢水所需要的時間較長，需要使用較多的試劑，H2O2利用率低，Fe2+的濃度在處理后期會增大，出水可能會帶有顏色。為了提高Fenton試劑氧化反應的處理效果，一方面可將紫外光、可見光等引入體系，另一方面可使用一些過渡金屬離子， 如Co2+、Cd2+等代替Fe2+，可以有效地增強Fenton試劑對有機物的氧化降解能力，并可減少試劑的用量，同時將Fenton處理工藝同UV、光催化氧化、混凝沉淀等其他工藝聯合使用。

2 濕式氧化法

濕式氧化法是在高溫高壓條件下，用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態或懸浮態有機物或還原態無機物的一種處理方法。該方法在徹底氧化一些難降解有機物、降低廢水CODCr的同時還能提高廢水的可生化性能，因此常將該工藝與生物處理工藝聯合使用。該法操作條件較為苛刻，對設備要求較高，運行費用較高。近年來一些學者開始研究引入H2O2作為氧化劑[7]，添加催化劑[8]等提高濕式氧化技術的反應速率，降低反應條件的要求，從而擴大濕式氧化法的應用范圍。

3 光催化氧化法[9-11]

光催化氧化法以TiO2、Fe2O3、SnO2、ZnO、WO3等半導體為催化劑，在光照（一般為紫外光）條件下，半導體表面發生電子躍遷形成具有很強的氧化性的空穴，空穴與氧化物表面吸附的水作用形成強氧化性的?OH，氧化分解有機物。光催化氧化法處理印染廢水具有很好的效果，但高濃度、色度有機廢水處理效果不理想，紫外光照射成本較高，因此工業應用還存在一定的限制。目前研究重點開發利用太陽光等可見光作為光源、對催化劑進行改性，以及開發組合工藝等。

4 電化學氧化法[12、13]

通過外加低壓電場，在特定的反應器內，發生一定的化學反應、電化學過程或物理過程，產生大量的自由基，利用自由基的強氧化性對廢水中的污染物進行降解的過程。目前電化學氧化法的理論有待進一步深入研究，此法受到污染物濃度、電極材料的選擇等方面的影響。

5 臭氧氧化法[14-16]

臭氧氧化法是利用臭氧本身的強氧化性和臭氧在水中形成的活潑的羥基自由基作用于有機污染物上，起到脫色和降解有機物的作用。此法設備簡單，占地少，容易自動化控制。郭春芳[17]將催化劑和臭氧一起作用于污水處理，取得了較好的效果。目前主要存在的問題是臭氧化學性質活潑，需要現場制備；臭氧溶解小，需要過量投加；臭氧發生器效率低，能耗大，主要用于預處理。

6 超臨界水氧化法

超臨界水氧化法是在溫度、壓力高于水的臨界溫度（374℃）和臨界壓力（22.1MPa）的條件下水中有機物被氧化的方法。該方法具有處理效率高、氧化徹底、有毒物質去除率高、適用范圍廣等特點。王齊[18、19]等從溫度、停留時間、過氧比等考察了。但該方法在高溫高壓條件下，對設備材質要求高、對某些化學性質穩定物質處理時間較長、運行成本較高。

7 超聲波氧化法[2]

超聲波處理法主要機理在于超聲波在水中產生空化氣泡，空化氣泡在形成和破解過程中會形成局部的增溫，產生高溫的熱解效應，進入空化氣泡中的水蒸氣在高溫高壓下發生了分裂及鏈式反應，產生?OH、HOO?、?H等自由基以及和H2 等物質，進而分解有機物，主要包括高溫高壓熱解反應和自由基氧化反應。

8 各種方法組合工藝

各種氧化工藝都有自己的優缺點，嘗試將其中的2種或2種以上工藝進行組合， 開發新的組合工藝將是臭氧氧化技術處理印染廢水的發展方向。嚴一超[19]、彭人勇等[20]使用O3-H2O2組合法、林琳[21]、秦潔瓊[22]等采用超聲/ Fenton耦合法、楊潔等[23]采用光-電Fenton耦合法處理印染廢水。各種氧化技術還可以與其他物理、化學和生物技術進行組合。

（下轉第81頁）（上接第11頁）

9 結論

高級氧化技術是近年來新興的印染廢水處理技術，與傳統的物理、生物處理方法相比，具有高效、普適、氧化降解徹底、無二次污染等優點，是一種很有發展前途的印染廢水處理方法。單獨使用某一種高級氧化技術還存在一定的困難，需要進一步改進方法。開發高級氧化技術與其它技術組合工藝是今后的發展趨勢。

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篇10

一、概述

近年來，在國家財力有限的情況下，國家連續幾年發行國債加大基礎設施的投入。其中投入大量人力、物力和財力修建了城市污水處理廠，在大量新建的城市污水處理廠中，污泥處理問題應該得到到足夠的重視。在污泥處理技術中污泥厭氧消化的投資高，污泥處理費用約占污水處理廠投資和運行費用的20-40%，并且污泥厭氧消化處理技術較復雜。在我國僅有的十幾座污泥消化池中，能夠正常運行的為數不多，有些池子根本就沒有運行。所以，這導致近年來國內在中小型(甚至大型)污水處理廠大多采用國外引進的延時曝氣氧化溝、SBR等工藝。延時曝氣是一種低負荷工藝，對于我國這樣一個資源不足、人口眾多的發展中國家，是否適合推廣這種低負荷的活性污泥工藝是值得推敲的問題。

首先，低負荷的曝氣池的池容和設備是中、高負荷活性污泥工藝的幾倍，相應的投資要高幾倍；其次，延時曝氣對污泥采用好氧穩定，能耗比中、高負荷活性污泥工藝要高40～50%左右，延時曝氣增加了能耗一方面帶來了直接運行費的增加，同時還要增加間接投資；據資料報道目前每kW發電能力脫硫需要投資1000美元，則每萬噸延時曝氣污水處理系統，增加電耗所需的脫硫投資要70萬元。如果按脫硫投資為電站投資10%計，則電廠增加投資為700萬元，這接近污水處理單位投資的50%。從可持續發展角度講，大規模的采用延時曝氣的低負荷工藝是不適合中國國情的。

所以，對污泥的處理技術必須予以充分的重視，能否解決好污泥問題是污水凈化成功與否的決定性因素之一；另外，采用高效、低耗污水處理工藝的關鍵之一是解決城市污水廠污泥處理技術，可以講在今后我國城市污水工藝的技術進步，在很大程度上取決于污泥處理和利用技術的進步。為了解決這一問題有必要加強污泥處理與利用的研究。

二、城市污水污泥的研究進展

1、兩相消化理論

目前世界各國在污泥處理的領域仍以污泥厭氧消化工藝為主。厭氧消化工藝是在四、五十年代開發的成熟的污泥處理工藝。英國在1977年調查的98個城市污水處理廠中有73個建有污泥消化池。美國建有污泥消化池的污水處理廠總數為4286個。歐美各國多數污水處理廠都建有污泥消化池。這種工藝水力停留時間長，一般停留時間的設計標準是20-30天。為防止短路和加熱，需設置攪拌和加溫設備。

美國猶他大學Ghosh教授，從70年代開始了污泥二相消化研究， 從微生物生長特點，生長動力學等方面從事了大量的研究， 在基礎研究的角度上，證明了二相工藝的優越性。但其采用的處理構筑物仍然為傳統完全混合式的消化池，所以在停留時間， 減少投資等方面沒有取得突破性的進展。自從Ghosh等人提出二相消化工藝以來，國內外在這一領域進行了不少研究。我國廣州能源所、成都生物所、清華大學等地均在有機廢水和農業廢棄物方面進行了大量的工作，上海市政設計院也對城市污水污泥的二相凈化作了大量研究。

2、厭氧技術的發展

在70年代末期各種新型厭氧工藝得到發展，例如厭氧濾池(AF)，上流式厭氧污泥床反應器(UASB)和厭氧流化床(FB)等。這些反應器的一個共同的特點是可將固體停留時間與水力停留時間相分離，使固體停留時間長達上百天。這使厭氧處理高濃度污水的停留時間從過去的幾天或幾十天可以縮短到幾小時或幾天。美國的康萬爾大學Jewell教授利用厭氧接觸膜膨脹床(AFEFB)反應器處理含纖維素廢水時發現，該反應器處理纖維素固體基質只需傳統消化池5%的池容即可達到相同的處理效果。北京環保所王凱軍在改進的上流式污泥床(水解池)處理城市污水時，發現在水解池2-3h的停留時間下，在處理污水的同時，被截留的污泥50%以上得到了消化。因此，這一信息也許揭示了新的反應器在污泥處理上的巨大潛力，也是污泥處理工藝的發展方向。與污水厭氧處理領域的進展相比較，污泥厭氧領域的發展遠遠地落后于厭氧工藝本身的發展進程。對于城市污水污泥的處理，如何將厭氧工藝的成果應用到污泥處理領域是當前的主要課題。事實上，有理由認為從70年代后期研究者開發的各種新型的厭氧反應器，例如：UASB反應器、厭氧濾池、厭氧消化床等存在著巨大的開發潛力。其完全有可能成為處理污泥新型反應器或其組成單元之一。

3、相關領域的進展

事實上，對于城市污水污泥的處理，在厭氧技術迅速發展的今天，厭氧接觸工藝已不是先進的工藝。在工業廢水處理領域，近年來在高含懸浮物固體處理最為廣泛的領域是酒精糟液的處理技術，南陽酒精廠COD濃度為25-30g/L，懸浮物濃度35g/L，pH4.5-5.0。采用兩個5000m3/d的消化池并聯運行，停留時間大約為10d。相當于負荷3.0kgCOD/m3.d，相當于懸浮物的負荷為2.0-3.0kgSS/m3.d。需要說明的是在城市需氣量較多時，酒精糟液不通過固液分離直接進入消化池，COD負荷為5-6kgCOD/m3.d。厭氧消化COD、BOD5和SS處理效率分別為75.6%、90.8% 和45.5%。

污泥中溫厭氧消化工藝的停留時間一般大于20d.(在20-30d的范圍)。相當于懸浮物負荷為1.0-1.5kgSS/m3.d，COD負荷最多為2.0kgCOD/m3.d。從酒糟廢液的處理能力和負荷而言，則大大高于城市污泥厭氧消化工藝。從這個意義上講城市污水污泥的厭氧處理技術不但大大落后于厭氧處理技術的發展，而且還落后于厭氧工業廢水處理技術的發展。

三、多級厭氧消化工藝

1、新工藝的構思

在對城市污水污泥特性和各種厭氧反應器了解的基礎上，借鑒國內外的研究結果和帶有共性的研究思路，新的城市污水污泥處理系統的思想是充分利用現有的成熟工藝的優點，將現有的成熟技術最大程度的整合，集中突破技術整合過程中的技術難點和關鍵。并將治污、產氣、綜合利用三者相結合，使廢物資源化、環境效益與經濟效益和社會效益相統一。具體工藝的基本思想是分為如下三個處理階段。

1) 第一級處理階段是液化和分離裝置

第一級反應器應該具有將固體和液體狀態的廢棄物部分液化(水解和酸化)的功能。其中液化的污染物去UASB反應器(為第二級處理的一部分)，固體部分根據需要進行進一步消化或直接脫水處理。可采用加溫完全混合式反應器(CSTR)作為酸化反應器，采用CSTR反應器的優點是反應器采用完全混合式，由于不產氣可以采用不密封或不收集沼氣的反應器。

2) 第二級處理階段

第二級處理包括一個固液分離裝置，沒有液化的固體部分可采用機械或上流式中間分離裝置或設施。中間分離的主要功能是達到固液分離的目的，保證出水中懸浮物含量少，有機酸濃度高，為后續的UASB厭氧處理提供有利的條件。分離后的固體可被進一步干化或堆肥并作為肥料或有機復合肥料的原料。

3) 第三級處理階段

在第二階段的固液分離裝置應該去除大部分(80-90%)的懸浮物，使得污泥轉變為簡單污水。城市污泥經CSTR反應器酸化后出水中含有高濃度VFA，需要有高負荷去除率的反應器作為產甲烷反應器。UASB反應器在處理進水穩定且懸浮物含量低的水有一定的優勢，而且UASB在世界范圍內的應用相當廣泛，已有很多的運行經驗。

2、實驗流程

CSTR反應器有效容積為20L，反應控制在恒溫和攪拌的條件下。物料在CSTR反應器中進行水解、酸化反應，反應器后接一上流式中間分離池(有效容積為5L)，上流式中間分離池的作用是分離在CSTR反應器內產生的有機酸。采用UASB反應器出水回流洗脫方法。經液化后的水在UASB反應器內充分地降解，產氣經水封后由轉子流量計測定產率，水則排到排水槽內，部分出水回流到中間分離池(圖1)。

實驗采用分批投料，連續運行的方式，實驗溫度保持在中溫35℃。實驗采用的污泥為高碑店污水處理廠的污水污泥，其污泥有機物含量較低VSS/TSS=45%。根據實驗的進展逐步改變運行條件，提高負荷率和縮短停留時間，并考察反應器的運行情況。在穩定條件下重點考察兩組實驗條件，即：CSTR=10d，中間分離池=1d，UASB=1d；另一組為：CSTR=5d，沉淀回流池=1d，UASB=1d。

3、結果與討論

由于污泥消化過程污泥培養階段耗時較長，在啟動的初期的監測數據沒有實際的意義。整個過程的各個反應器的停留時間和有機負荷的變化見圖2。從停留時間和有機負荷提高的情況來看，酸化池的有機負荷最終提高到15kgCOD/m3.d。而UASB的負荷穩定在5kgCOD/m3.d。

在整個運行運行期間，作為最終出水UASB反應器的COD和SS去除率和出水濃度與反應器的停留時間有著密切地聯系(圖3a)。當總停留時間(T)為7d時，COD的去除率在85%左右，SS的去除率在80～85%之間；而當T＝12d時，COD及SS去除率一直保持在95%以上。

由圖3b可見，CSTR的HRT＝5d時，CODd/CODt在35～40%左右，污泥液化效果明顯；而當HRT＝10d時，由于停留時間較長， CODd/CODt在55%以上。說明停留時間對污泥的液化效果影響很大。實驗開始測定了污泥樣品溶解性CODd值，進水CODd/CODt的比例為8.1%左右。從上面討論可見，污泥在CSTR反應器中停留10d時，其進一步水解COD占總COD的50%，而當停留時間為5d時，水解COD的比例占總COD的30%左右。對比污泥穩定性指標，與厭氧消化工藝對比可知CSTR池停留時間HRT=5d，經過水解的污泥就可以達到相當的穩定化。因此，在以后的生產性實驗中，取CSTR反應器的HRT=5d。

然而由圖4a可見，VFA上升比例相對不高。進水中CODv/CODt的比例在7%左右；經5d液化后，CODv/CODt在25%左右，經10d液化，比例降到在20%以下。表明當CSTR反應器的停留時間延長，發生甲烷化反應。在最終UASB反應器中，厭氧主要在產甲烷階段進行，CODv/CODd回落至5%左右。

由圖4b可見，雖然兩組實驗的停留時間和負荷各不相同，但從實驗的結果來看UASB的去除效率卻基本相同，VFA的去除率為90%左右，對COD的去除率為83%左右。VFA的去除效率較好，產酸相產生的揮發酸基本在反應器中得到降解。COD的去除率不如VFA，這是因為UASB進水中，除了VFA外，還有一部分不溶性COD尚未水解為可溶性COD，這部分COD沒有在反應器中得到去除。

5、新工藝的生產性應用

目前，工業廢水和小型生活污水處理廠，普遍采用對好氧剩余污泥直接脫水的方法處理污泥。剩余活性污泥存在著耗藥量大，脫水比較困難的缺點。北京市中日友好醫院污水處理廠日處理水量為2000m3/d，原污泥的處置方案為活性污泥經濃縮后，運至城市污水污水處理廠消納，但在實際運行過程中經常出現由于污泥無穩定出路，而影響污水處理廠運轉的情況。為了使活性污泥得到穩定的處置，實際工程中采用的一體化設備如圖5所示，各反應器的停留時間分別為：

反應器 污泥酸化池 中間分離池 UASB反應器 停留時間(d） 5 1 1

二沉池排出的剩余污泥首先排入污泥酸化池進行水解酸化處理，然后進入中間分離池，該池排出的上清液進入UASB反應器，進行高濃度、低懸浮物有機廢水的降解；從中間分離池排出的污泥經測定已基本穩定化，污泥量較常規處理減少了三分之二，脫水性能大大改善；而且病菌和蟲卵殺滅率達到99.99%，完全符合國家關于醫院污水廠污水污泥無害化標準，從而徹底解決污泥消納的問題。

四、結論

本文根據我國城市污水處理發展的現狀，提出應該重視污水污泥厭氧處理新工藝開發和城市污水污泥厭氧處理工藝落后于厭氧污水處理工藝發展，甚至落后于工業廢水相關(污泥處理)領域發展的論斷。通過對于厭氧處理工藝的綜述研究，認為污泥厭氧工藝開發，應該將現有的相關成熟技術最大程度的集成和整合。研究集中突破整合過程中的技術難點和關鍵技術，從而提出了多級厭氧處理工藝。本研究在理論分析和實驗研究的基礎上，以城市污泥為對象進行了多級厭氧消化工藝的實驗研究，并在工程上進行驗證。結果證實工藝是可行的，可使污泥在較短的總停留時間(T=7d)達到穩定化。

參考文獻

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2) Wang Kaijun(1994) Integrated Anaerobic and Aerobic Treatment of Sewage， Ph. D thesis， Wageningen Agricultural University， the Netherlands

3) Huang Ju-Chang， Bill T. Ray and Huang Yaojiang(1989)，Accelerated Sludge Digestion by Anaerobic Fluidized Beds: Bench-scale Study， In: Proc. Int. Conf. Water and Wastewater， pp.628

4) 王凱軍(1996)，城市污水厭氧處理工藝與其中污泥穩定化問題研究，第四屆海峽兩岸環境研討會，pp.21

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Key words： sewage disposal；diatomaceous earth；modified diatomaceous earth

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）30-0145-02

0 引言

隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高，城鎮污水排放量在增大、水中的污染物組分也越來越復雜，對現狀污水廠中水處理的要求也越來越高。污水處理的方法有很多，有物理法、化學法、生物法和組合使用技術，而物理法中的吸附技術以其操作簡單、吸附劑易得、廉價、去除效果優、投資少等優點被廣泛應用于工業生產等廢水的處理中，其中應用廣泛的吸附材料有活性炭、氧化鋁、沸石、硅膠等，而硅藻土作為一種新型的吸附性較好的含量豐富的礦藏資源，利用硅藻土處理工業廢水或生產飲用水的技術已有將近20年的研究歷史[1]，對目前成分更為復雜的城市綜合廢水的處理以其獨特的處理技術和效果而受到學者的進一步深入研究。

1 硅藻土的組成及吸附機理

硅藻土是由硅藻的單細胞藻類死亡后堆積，經過成巖作用而形成的一種具有多孔結構生物硅質巖。主要成分是SiO2，我國儲量較為豐富。硅藻土具有吸附性強，孔容大，比表面積大，性能穩定，以及耐酸等優良性能。

硅藻土由于其有比表面積大、孔容大等物理特性，使其本身就具有良好的物理吸附性。通過對其浸漬或灼燒等活化處理后，能增大比表面積和孔容比，提高吸附量。硅藻土表面具有羥基官能團，其在吸附過程中起到主要吸附作用。硅藻土經改性后就是增加了其表面官能團的數量或者改變其化學鍵從而大大增加其吸附能力。

2 硅藻土在污水處理中的研究

宋來洲等[2]采用硅藻土對污水混凝和膜技術兩種工藝結合除污，得出其結合工藝能有效去除污水中污染物，且出水分別滿足二級排放標準和生活雜用水質要求。王煒亮等[3]以提純后的硅藻土吸附城鎮污水中的污染物，得出對磷的去除率較高，基本達到廢水的脫氮除磷。沈巖柏[4]對再生水中污染物采用硅藻土吸附去除，得出其對水相中的Cu2+、Ni2+、Pb2+、Zn2+等有較好的去除效果。并通過對吸附時間、硅藻土用量、溶液初始pH值等不同影響因素對該離子的去除效果研究，最終得到最佳吸附效果的工藝參數，其中Cu2+的去除率可達93.5%，Ni2+也可達到60%以上，Pb2+、Zn2+則接近完全去除。

硅藻土在污水處理中對去染污有了一定的去除效果，且和污水處理工藝的結合使其出水達到排放標準。其中在除磷和污水中部分金屬離子的去除較好，但也存在著對氮的脫除作用不高，且對硅藻土的再生利用缺乏成果。雖然硅藻土在污水處理中具有穩定性好、易操作和成本低等優點，是污水處理中一項較新的技術，但仍需加強其在水處理中的研究與探索。

3 改性硅藻土在污水處理中的研究

硅藻土去除污染物有一定的效果，但其吸附能力相較于其他吸附劑基本相同，甚至對某些污染物的去除效果較差，但改性吸附劑可以增強其官能團從而增加其吸附能力，提高吸附量。吸附劑的改性方法有：①有機改性；②無機改性；③酸堿改性；④表面碳化改性。

3.1 有機改性

Xingwei Li等[5]在使用聚苯胺對硅藻性來處理污水的研究中，得出：改性后的硅藻土對污水雜質的去除率有一定的提高。李增新等[6]采用殼聚糖對硅藻性去除實驗污水，得出其對實驗污水中CODCr的去除率最高，且實驗污水中CODCr濃度較小時，經改性硅藻土吸附后可達標排放。有機改性硅藻土，增強了某些官能團的作用，如導電性或活性基團的吸附力從而提高了其對污染物的去除。

3.2 無機改性

陳志強等[7]進行了無機鹽改性硅藻土處理生活污水，得出對其采取PAC改性去除污染較好。崔玉波等[8]將氯化鐵、硫酸鋁和聚合氯化鋁按一定質量混合，配制濕劑，對硅藻性，且對上清液中污染物吸附明顯。夏士朋等[9]在改性硅藻土處理廢水中金屬離子得出含碳酸鈣硅藻土是凈化廢水中Cr3+、Zn2+、Cu2+和Pb2+等重金屬離子的有效吸附劑，實驗證明：靜態吸附量達3.5～4mmol/g。對Cr3+、Zn2+、Cu2+和Pb2+的去除在pH值為堿性條件較好。無機改性使硅藻土有大量的硅羥基，并具備電性特征，除污染明顯。

3.3 酸堿改性

郭曉芳等[10]用NaOH對硅藻土堿改性，使用改性硅藻土對電鍍廢水中的Pb2+、Zn2+的吸附研究。結果表明：電鍍廢水經改性硅藻土處理后，廢水中Pb2+和Zn2+的濃度均達到《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）一級標準。且可用CaCl2溶液再生。郭效君等[11]以硅藻土浸入氫氧化鎂溶液，然后對染料廢水溶液脫色，測試了酸堿度、投加量、離子濃度等影響因素，得出當改性硅藻土投加量為6g/L，溶液pH=6，NaCl濃度為4mol/L時溶液脫色率較高。經酸、堿改性的硅藻土，增大了硅藻土的比表面積和過濾速率等，使其處理污水的效果得到提高，其中一些改性不會導致“二次污染”且可以再生利用。

3.4 表面碳化改性

朱健等[12]采用碳粉表面碳化硅藻土制得改性硅藻土吸附污水中Fe3+，得出改性硅藻土去除Fe3+的效果高達97.51%。曹亞鋒[13]用碳粉碳化硅藻土，并投加在水處理工藝中，經調試運行，得出其對廢水中Fe3+離子的去除率達99%以上，出水水質較好，可滿足工業廢水回用。

3.5 處理效果對比

硅藻土對污染物的去除有一定的效果，改性之后的硅藻土對污染物的去除效果更好，且改性之后其再生使用更為簡單方便。（表1）

綜上可知，硅藻土在去除水中污染物有一定的效用，對廢水中的Pb2+、Cu2+、Zn2+等離子去除較好，但改性后的硅藻土對污染物的去除效率更高，可再生利用，且不會造成二次污染。

4 結論與展望

硅藻原土和改性后的硅藻土對污水處理都有較好的作用，但改性后的硅藻土對污水中的污染物的去除更好，將其使用在污水工藝中則具備易操作、高效率、投資低、效果優等特點。改性后的硅藻土的污水處理效果有更大的提高，減少了“二次污染”問題，且經洗脫后可再生。相較于市場上其他吸附劑也具有來源廣、儲量大、對某些污染物的吸附效果更好等特點，且硅藻土作為新型的吸附劑、助濾劑等不僅在工業廢水和生活污水處理中，其在垃圾滲濾液和對其他污水中污染物的去除也有一定的效果。但硅藻土對某些污染物的吸附機理的研究還需有更深入的研究，以及硅藻土復合材料用于污水處理的研究也是其今后發展的一個新的方向。我國作為硅藻土含量豐富的國家，應有效地利用其特性，加強其在污水中的探索和應用以及其理論支持。

參考文獻：

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[5]Xingwei Li，Xiaoxuan Li，Gengchao Wan. Surface modification of diatomite using polyaniline[J].Materials Chemistry and Physics，2007，102：140-143.

[6]李增新，王國明，孟韻，等.殼聚糖改性硅藻土處理實驗室有機廢液[J].實驗技術與管理，2009，26（8）：23-25.

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[10]郭曉芳，劉云國，樊霆，黃玉娥.改性新型Mn-硅藻土吸附電鍍廢水中鉛鋅的研究[J].非金屬礦，2006（06）：42-45.

[11]郭效軍，李雨甜，李靜.氫氧化鎂改性硅藻土對水中活性紅的吸附性能研究[J].硅酸鹽通報，2014（09）：2170-2175.

[12]朱健，王平，雷明婧，張偉麗.硅藻土理化特性及改性研究進展[J].中南林業科技大學學報，2012（12）：61-66.

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人們在研究膜的過濾時發現，當溶液中存在的懸浮顆粒與膠體在壓力的作用下時，會被吸附或者截留在膜的表面。當出現這種情況時，膜的通量就會下降，這種現象被稱為膜污染。所以，膜污染在膜分離技術中是需要極力避免的。但是有些科學家卻通過研究發現，雖然濾餅層將會導致耗能量增加，但對于小顆粒的截留效果顯著，從而提高膜的過濾分離的性能，甚至在與其他相同條件規模的膜相比時，動態膜的滲透性也更優良。因此，研究動態膜的積極效果變成為當時的主流。動態膜技術研究開始較早的是當時的美國原子能實驗室的科學家，他們發現ZrOCl2動態膜的反滲透效能。但是因為當時的膜分離技術研究進展并不理想，因此動態膜技術的研究也發展緩慢。隨著時代的發展，膜材料種類的不斷增多，使得動態膜技術借著膜分離技術的東風，進行了有一次的研究突破。對于動態膜的研究，最初的研究點是它的反滲透，隨著研究的不斷深入，人們迅速擴展到超濾領域，比如利用動態膜技術進行果汁過濾、蛋白質回收以及廢物微生物處理上等。目前來講，對動態膜技術的研究氛圍兩個方面，第一為優化動態膜制備條件，第二為優化動態膜運行。

2.動態膜的制備

2.1動態膜制備的基礎理論

根據相關文獻研究，動態膜制備需要具備以下幾個條件：第一，相關載體必須能夠有效的保持動態膜；第二，為了保障動態膜的制備以及運行，需要錯流分離方式的相關組件；第三，如果要形成膜，其懸浮液的濃度必須介于1-20g/L之間。只有具備了上述三個條件，動態膜的制備才能夠成功，此時，動態膜可以在短短的幾分鐘內就可以形成，隨后進入到緩慢、穩定的狀態。一般來說，動態膜形成的過程可以分為兩個階段，在第一個階段內，截流量會隨著壓力的增大減小，第二階段，隨著壓力的增大截流量也會相應的增大。根據研究研究可以知道，根據中間機制公式：

當處于第一階段時，因為載體孔被堵塞，所以當過渡結束后就形成濾餅層，此時膜通量的計算公式為：

因為濾餅的形成機制所描述的是動態膜形成過程的最后一個階段，也就是t-1/2～J的關系圖中可以和理論想通的前半段，所以實驗與理論數據的分差點所對應的時間就是過濾的時間。

2.2動態膜的制備方法

一般來說，根據形成方式，動態膜可分為兩類，第一類稱為預涂膜，而預涂膜又可以分成使用膠體溶液以及使用懸浮液兩類；第二類稱為原液形成膜，也就是通過將需要處理的廢液制作成動態膜的制備液，并進行過濾獲得動態膜。在進行動態膜的制備時，需要使用過濾裝置過濾懸浮液或者膠體溶液。過濾裝置常用的一般是錯流過濾方式。在使用懸浮液制備動態膜時，需要將粒子密度控制在1μm以內并且保持粒徑的分布范圍在很小的范圍內，因為載體孔的孔徑在1μm以內。雖然通過懸浮液制作動態膜較為方便，但是如果要將動態膜的粒徑范圍控制在1以內則比較困難。需要注意的是，利用小粒徑粉體制備懸浮液時可能會發生團聚現象，這樣會嚴重影響動態膜的使用效果。因此可以通過利用化學溶膠—凝膠法制備。利用此種方法，可以獲得的膠體分散溶液中的溶質的粒子的粒徑在1-100nm之間，并且可以獲得良好的分布范圍。這種方法制備的動態膜的孔徑較小。

3.動態膜在環境領域的應用

3.1動態膜在環境中的應用研究分析

眾所周知，動態膜技術仍處于發展過程，因此它并沒有像其他的膜分離技術一樣被廣泛的應用于某一特定的領域。但是目前動態膜技術在廢水處理方面有著一定的基礎，經常被用來處理的廢水包括生活廢水、污水處理廠處理的二級出水、食品生產廢水、其他的工業廢水以及含聚合物的廢液等等。一般來說，利用動態膜技術進行食品廢水處理的應用比較常見，如有學者介紹了由蔗糖糖蜜以及甜菜糖蜜在多孔陶管上形成的動態膜的澄清作用進行的比較堅定。通過鑒定的結果是蔗糖糖蜜的動態膜更加致密，孔結構也比較均衡，而甜菜糖蜜的懸浮粒子的截留能力稍微弱一些。此外，還有人曾研究過菠蘿汁原液在多空氧化鋁膜組件上的過濾特性。

25℃時不同條件下的動態膜過濾菠蘿汁的滲透通量變化

3.2動態膜的清洗與再利用

高頻反沖洗方法對普通濾膜效果顯著，但是因為動態膜的特性導致一旦使用這種方法就會破壞動態膜的結構。所以，對于動態膜的清洗來說，只有當動態膜運行了一定的時間后，其阻力達到一定的程度以后才進行徹底的清除，然后再重新進行涂膜。當需要清除動態膜時，可采用機械清除或者化學清除的方法。一般來說，機械清洗的成本較低，比如使用自來水進行反沖洗或者使用刷子清洗等，而使用化學清除的方法則較為復雜。根據實驗結果可以證明，使用刷子對動態膜清洗后，其通量基本上可以到達原先的水平，這比化學清除，如汽水清洗、酸清洗等效果更為有效。

4.總結

綜上所述，結合現有理論資料并進行多次實踐后正面，動態膜技術應用的領域非常廣泛，對于各種相關指標的去除效果都非常良好。對于目前來說，雖然動態膜技術的研究更多的還是處于起步階段，但是我們不能忽視它在環境領域中的作用。隨著科技的進一步發展，動態膜技術必將成為今后的一項受人追捧的熱門技術，因此可以說，動態膜技術在環境應用中將會有更有利的環境與技術，其前景十分廣闊。

【參考文獻】

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隨著高校畢業生由過去的計劃分配逐漸過渡到用人單位與畢業生雙項選擇,有實踐經驗的求職者往往受到用人單位的青睞。不少應屆畢業生,由于在校實踐環節的訓練不足,缺乏實踐經驗和能力,在就業過程中常常處于不利的地位。甚至出現了技校生就業率優于高職生,高職生優于本科生的奇怪現象。這一系列事實表明實踐環節教學在高等教育中的作用愈來愈重要,探索實踐教學新途徑,提高學生實踐能力,對社會主義市場經濟的人才需求和教育改革都具有極其重要的意義。

二、實踐教育條件和設施的整合及更新

近年來,環境類專業實踐性教學環節的改革取得了長足進展,對于我們環境科學與工程學院來說,由于是合并而來,目前的實踐教育改革面臨著實踐環節設施的整合、改造和建設問題。為此,學院成立了水資源與環境實驗中心,按功能劃分下設了(1)滲流與污染質運移模擬實驗區;(2)巖土水理性質與氣象要素測試實驗區;(3)環境監測實驗區;(4)精密儀器與測試技術實驗區;(5)水與環境空間信息及仿真模擬實驗區;(6)環境微生物與生化處理實驗區;(7)環境污染控制與治理實驗區;(8)水資源開發與環境演化實驗區。有效地將原有資源整合在一起,按功能劃分成實驗區,從設備臺套數、實踐教學環境、實驗開出率師資力量、管理水平等方面應用都有了明顯的提高。隨著專業方向的不斷調整,陸續增加了環境化學、污染生態學實驗和環境檢測與評價課程設計。在這個過程中,對實踐設施的更新和改造遇到了一些困難,比如,生化治理實驗設備的購置就不如以前環境微生物實驗設備的購置那么容易,這個問題對于水污染控制工程等課程的綜合性實驗就更難了。這種狀況阻礙了一些代表新的科學技術方向新型實踐項目的創立。恰恰這些實踐技能是受到人才市場重視的。面對這種情況,構建能夠適應人才市場需求的實踐教育新的硬件系統,是當前高等學校普遍關注的問題。

三、科研與實踐教學相結合,自主開發新的實驗教學設備

社會的快速變革與技術創新,使人才市場所需求的實踐能力往往是通過傳統實驗設施所不能獲得的,而用于訓練這些能力的設施又在市場上不能簡單的購置。根據所從事的科學研究與人才市場的需求的聯系,將科研與實踐教學相結合,自主開發實踐教學設備,這是解決實踐教育內容陳舊、設備不足等問題的途徑之一。在這方面,我們作了一些嘗試。

1.光催化降解有機污染物裝置研制

光催化技術著眼于徹底礦化降解有機污染物,是近年來廢水治理領域研究的熱點。作為一項重要手段,在環境治理領域具有廣闊的前景,教師在上水污染控制工程這們課時,也給同學講到此知識,但同學難以理解光催化到底是如何實現的。針對上述問題,結合長安大學2006年實驗教學研究項目,開展了光催化反應器的研究,光催化反應器作為裝置的主體,它的性能直接影響到光催化反應效率,因此,項目針對現有的光催化反應器特點進行研究,通過揚長避短,從而研制出性能更強、功能更多的光催化反應器。具體表現在:(1)通過在反應器壁加入一些能使紫外光反射回來的材料,使光達到更大的利用率,催化劑背光的那面也得到充分的光照,同時也可使光傳播路徑發生改變,讓裝置的尺寸減小。(2)利用蠕動泵實現裝置的外循環。(3)在反應器安裝上加熱裝置,就可以通過調節溫度來確定處理各種污染物的最佳降解溫度,從而發揮更大的催化效率。以該裝置為基礎,組成一套實驗系統,規模比較大,包含的技術內容也比較多,如,光催化劑的制造、廢水的采集與分析、光催化降解條件實驗、污染程度評價等,很適合將其分解成小的部分,并組織學生進行課程設計活動。學生通過這樣的實踐環節訓練,不僅能從宏觀上了解實驗系統的功能,而且還直觀了解實驗內容,學到多學科的知識和技能,提高了學生在就業人才市場中的競爭能力。

2.水處理綜合實驗裝置系統

我校環境科學、環境工程、水文及水資源專業都開設“水處理實驗方法與技術”課,過去該課程講授完了之后,要開設自由沉淀、混凝、離子交換脫堿軟化與除鹽、電滲析等單一驗證性實驗,費時費事,為了增加實驗綜合性和設計性,我們和常年工作在污水處理科研一線的老師一起,結合城市洗車店用水量大,浪費驚人的現狀,開發適合于洗車店中水回用的水處理綜合實驗裝置系統,考慮到教學與洗車實際雙重目的,在水處理實驗裝置中,添加了反滲透功能,綜合了自由沉淀、混凝、離子“水處理實驗方法與技術”課交換脫堿軟化與除鹽、電滲析、反滲透為一體,各個功能可以任意組合,將其用于為本科生開設“水處理實驗方法與技術”課中的綜合性、設計性實驗,使學生可以根據不同的污水水質,設計選擇實用的方法。從這個意義上講,我們這套實驗裝置對培養和訓練學生的實踐能力,具有特殊的優勢。

四、將科研成果轉化為專業實驗,提高實驗教學質量

在科學技術飛速發展,創新成為一個民族的靈魂的今天,高等教育的實驗內容、方法和手段也在不斷地發生著變化。如果專業實驗課的內容僅僅局限于課本,不能及時進行更新和變化,培養出的學生將不能適應時展的要求。因此,在專業實驗教學中,要不斷地探索新的實驗方法,捕捉最新科技成果,并將其充實到教學內容中去,使學生能夠及時了解學科發展動態和趨勢,掌握新技術和新方法。為此,積極倡導將科研成果充實到專業實驗課的內容中去,從而突破了傳統實驗內容的約束,提高了實驗課教學質量。在《水污染控制工程實驗》中,“難降解工業廢水處理的試驗與研究”的內容是由環境科學系、環境工程系以及水資源與環境實驗中心老師的科研成果轉化而來。該實驗是利用光催化反應過程中的直接和間接氧化還原作用,脈沖電解直接氧化作用,將工業廢水中各種難生物降解物質或有毒物質,轉化為無毒的、可生物降解的物質,使之易于進一步用生物法以及升流式厭氧污泥床反應器-序批式活性污泥法(UASB-SBR)處理,從而使難生物降解廢水得以凈化。通過該實驗使學生加深了對光化學、電化學反應理論的理解和認識,同時掌握了應用光催化和電解法處理難生物降解和有毒工業廢水的技術。這類實驗不僅加深了學生對理論知識的理解,使學生的眼界大為開闊,極大地調動了學生學習的積極性;而且提高了學生實際工作能力和處理實際工程問題的能力,學會并掌握了一項專業技術技能,增強了他們在畢業論文階段和畢業后工作的適應能力。

參考文獻:

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