導語：如何才能寫好一篇廢水凈化處理的方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：活性炭吸附法；工業(yè)廢水；原理；應用

近些年，伴隨我國經濟實力的不斷增長和工業(yè)化腳步的不斷增速，因工業(yè)生產而產生的大量工業(yè)廢水則成為了威脅生態(tài)環(huán)境安全的重要源頭之一。工業(yè)廢水中富含有各類重金屬離子、有機化合物等物質且部分具有強烈毒性，一旦未經處理而流入環(huán)境便會造成難以挽回的破壞。有鑒于此，加強對工業(yè)廢水處理技術的深入研究刻不容緩，而活性炭吸附法作為一種有效的工業(yè)廢水處理技術理當受到社會的重視，并對其具體應用展開深入分析。

1活性炭吸附機理分析

活性炭吸附技術是通過對活性炭表面所獨有的吸附功效對工業(yè)廢水中的某種或多種有害物質進行吸附清除從而達到廢水凈化效果的目的。究其本質而言，活性炭的吸附功能主要源于兩個方面：①是因為活性炭的內部分子處于各向受力均等的情況，而其表面分子則處于各向受力不均的情況，從而使得其他物質分子極易在力的作用下吸附于活性炭表面，這一過程為物理吸附；②是因為活性炭容易同吸附物間發(fā)生化學反應，從而達到吸附凈化的效果，這一過程為化學吸附?；钚蕴康奈焦πЬ褪巧衔乃鰞煞N吸附過程的綜合產物。

2活性炭吸附法優(yōu)點分析

活性炭作為具備多孔隙、大表面積、高吸附量、高穩(wěn)定性等諸多特點的一種高效吸附劑，具備下述優(yōu)點。

2.1可獨自使用

使用時無需添加其他絮凝劑或氧化劑等化學試劑，可直接通過自身的微孔特性進行吸附凈化作業(yè)。

2.2制作成本低廉且使用方法簡便

活性炭的制作僅需通過木材、煤炭等即可獲得，相較而言成本低廉同時使用時無需其他操作，只需投入廢液中即可，操作工藝簡單便捷。

2.3吸附效果優(yōu)良

活性炭獨有的大表面積、多孔隙特征，使得其具有良好的吸附效果，特別是對種金屬離子等分子雜質的吸附效果尤為顯著。

2.4不易造成二次污染

活性炭吸附過程以物理吸附為主，吸附出的難降解雜志等可直接同活性炭進行一體填埋，從而避免再次溶入水體形成二次污染。

2.5可重復利用

經過廢水凈化作業(yè)的活性炭能夠通過化學溶液再生法、熱再生法、電化學法、生物再生法等諸多途徑實現(xiàn)回收使用。

3活性炭吸附法的具體應用

3.1在含油廢水凈化中的應用

在工業(yè)廢水中含油污水不僅產量巨大且涉及行業(yè)眾多，譬如石油開采與提煉、油品的運、交通航運、機械制造、食品加工等，在其生產作業(yè)過程中均會不同程度的產生各類含油污水，進而對生態(tài)環(huán)境特別是水資源環(huán)境造成嚴重破壞?；钚蕴孔鳛橐环N親油性材質，能夠對工業(yè)廢水中的分散油、溶解油、乳化油等進行有效吸附，但通常情況下活性炭對油的吸附容量較為有限（介于30～70mg/g），加之活性炭吸油后難以實現(xiàn)二次利用，這使得其在含油廢水凈化中的應用成本較高，因此在含油廢水的凈化處理中活性炭通常僅僅作為最后一級處理，即用以對廢液中微量污染物的清除，從而實現(xiàn)深度凈化的目標。

3.2在染料廢水凈化中的應用

伴隨現(xiàn)代化紡織工業(yè)的不斷發(fā)展，印染行業(yè)也獲得長遠進步。據不完全統(tǒng)計顯示，全球印染行業(yè)約有近2萬t染料會直接進入水體中以廢水的形式排入自然環(huán)境中。這些染料不僅組分復雜且色度深、濃度高，使得處理極為繁瑣，較為常見的處理手段有氧化、絮凝、膜分離、吸附、降解等，其中活性炭吸附處理作為研究較為深入的一種，應用極為廣泛，主要用于對工業(yè)廢水匯總COD及色度的清除，且在使用中多是將活性炭作為催化劑載體同其他工藝綜合應用。此外，在染料廢水的凈化處理中，其脫色率同溫度存在正比關系，而同酸堿度無關，因此合適的溫度選擇尤為重要。一般而言，以最近吸附條件凈化處理后的染料廢水其脫色率可達98%左右，出水的色度稀釋倍數近50倍，COD質量含量小于50mg/L，滿足我國工業(yè)廢水一級排放標準。

3.3在含汞、鉻廢水凈化中的應用

3.3.1含汞廢水處理

在眾多金屬污染物中，金屬汞的毒性最強，其一旦進入人體便會對人體各類蛋白質的功能造成嚴重損壞，從而危機人體健康?；钚蕴侩m對金屬汞離子及其化合物具備一定的吸附能力，但相對有限，多用于低含汞量廢水的凈化處理中或是高濃度含汞廢液多層處理的最后一層。

3.3.2含鉻廢水的處理

近年來隨著電子行業(yè)的飛速進步，電鍍行業(yè)隨之崛起，而其生產中產生的大量含鉻廢水亦對環(huán)境造成嚴重危害。根據有關調查，金屬鉻離子不僅毒性強大且極易在各類動植物體內集聚，進而由生物鏈匯入人體，對人體呼吸道及內臟造成嚴重傷害。而活性炭表面由于含有數量眾多的含氧基團，譬如—COOH、—OH等，這些含氧基團的靜電吸附功能對金屬鉻離子具有強大的化學吸附效果。試驗表明，含鉻廢水含鉻量為50mg/L、吸附用時1.5h、酸堿度=3時通過活性炭吸附處理的含鉻廢水凈化效果最佳。加之，活性炭處理含鉻廢水操作簡便、成本低廉、吸附效果穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，目前已被廣泛應用于各行各業(yè)。

4活性炭吸附組合工藝發(fā)展

在實際應用中，為更好的提升對工業(yè)廢水的凈化效果，還可將活性炭同其他工藝進行綜合利用，從而構成活性炭吸附組合技術，其中較為常見的幾種如下所述。

4.1活性炭同臭氧的組合工藝

臭氧所具有的強氧化性，對水體有著良好的殺菌效果，不僅可對活性炭的凈化進行有效補充，而且臭氧還可將大分子有機物分解，使其變?yōu)樾》肿有螒B(tài)，從而更加便于活性炭吸附，實現(xiàn)對活性炭吸附功效的提升。通過兩者的組合使用，工業(yè)廢水的凈化效果可大幅提升。

4.2生物活性炭組合工藝

生物膜凈化工藝是一種常用于水體有機物清理的手段，通過人工手段讓生物膜在活性炭內部生長，進而構成一個以活性炭充當骨架的生物膜系統(tǒng)，如此一來不僅能夠大幅增加生物膜同有機污染物的接觸時間，還能更好的發(fā)揮活性炭的吸附功效，從而實現(xiàn)“1+1>2”的功效，提升工業(yè)廢水的凈化效果。

4.3活性炭電解法

電解法常被用于水體雜質的降解凈化，但受到電極接觸面積的局限，其對廢水的凈化效果相對有限且能耗偏大，而活性炭自身則擁有優(yōu)良的導電性能，以活性炭代替?zhèn)鹘y(tǒng)電極，能夠充分利用活性炭表面積大、吸附性好的特點，提升電解效率。根據相關測試顯示，選用活性炭充當電極的電解水處理工藝電流利用效率大幅提升，已成為當前的研究熱點之一。

5結語

總而言之，活性炭吸附作為一種高效、清潔的廢水凈化手段，隨著社會經濟的進一步發(fā)展，其應用范圍亦將進一步擴大完善。但其作為一種較新的技術手段，無論在理論研究還是實際應用中均存在一定不足，特別是生產制造工藝的欠缺，使得其供應量亦相對緊張。面對這些問題，政府及專家學者均應投入積極相關工作的探究中，不斷研發(fā)全新的活性炭制造及應用工藝，從而更好的發(fā)揮其凈化效果，推動工業(yè)廢水凈化效果的進一步提升與完善。

作者:楊娜 葉樹強 周朝勇 單位:吉安創(chuàng)成環(huán)?？萍加邢挢熑喂?/p>

參考文獻：

[1]李春松.活性炭吸附法在處理工業(yè)廢水中的應用[J].綠色科技,2015,(1).

[2]胡順瑩,趙翠,施巖.生物活性炭技術在工業(yè)廢水處理中的研究進展[J].當代化工,2014,(4).

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概述

城市的快速發(fā)展在給人們帶來便利的同時也給我國的環(huán)境資源帶來了威脅。調查資料顯示，現(xiàn)今我國的7大水系受到的污染相當嚴重，在一些重點河段有將近86%的水受到了不同嚴重程度的污染，大約63%的河段的水質為V類，部分甚至為劣V類。除此之外，我國約有九成以上的城市正在承受著水污染的巨大壓力。水污染嚴重的加深了水資源的短缺，并且為人們的身體健康帶來了傷害。污水凈化再次利用不僅能夠降低污染程度，還能夠為整體的生態(tài)環(huán)境做出一份貢獻，更重要的是它可以很大程度上緩解城市的缺水壓力。因此，加強對污水凈化方法的研究與開發(fā)是現(xiàn)今可以有效保證經濟發(fā)展與生態(tài)穩(wěn)定的重要課題之一。

污水凈化再次利用的有效方法

現(xiàn)今，人們凈化污水來達到再次利用的目的的有效方法基本包括以下六種。

生物接觸氧化。污水在出廠后其內還存在一些能夠生物降解的有機物，而且當其在高溶解氧條件下才能有效的除去微生物。而在生物接觸氧化系統(tǒng)中，自氧菌就會和異氧菌為了生存爭奪O2與空間。異養(yǎng)微生物是優(yōu)勢菌，它的有機物濃度較高，而且異養(yǎng)菌的生長速度較快，因此其會消耗更多的O2，這就使得自養(yǎng)菌很難生長。又由于異養(yǎng)微生物是優(yōu)勢菌，所以污染物COD往往會在這一步驟中被消滅。有機污染物的濃度會隨著氧化系統(tǒng)緩慢降低，當有機物的濃度低到一定程度后，異養(yǎng)菌的生長就會受到限制，它對氧的需求量也就會相應減少，這時自養(yǎng)菌，例如硝化細菌就會快速生長，使得氨氮消失，在水中溶解氧充分的條件下，水中氨氮在亞硝酸化細菌和硝酸化細菌作用下被硝化成亞硝酸鹽和硝酸鹽。

曝氣生物濾池。這種方法屬于生物膜法，它有四大特點，即濾料大于濾池的表面積，而且孔隙率較高，這不僅有助于微生物的接種掛膜，還可以促進其生長，使得濾池內有足夠的生物量；由于濾料有較大的面積，氣泡可以較長時間內滯留在空隙中，這就使得硝化菌可以獲得足夠的氧氣，最終達到有效的脫氮目的；濾池具有生物吸附的功能，所以它可以去除一些污染物，從而減少出水中的懸浮物含量；由于部分濾池運行時水流由上而下，曝氣空氣由下而上，所以濾料對曝氣上升氣泡有切割和阻擋作用，延長了氣泡的停留時間，同時擴大了氣液的接觸面積，最終提高了氧氣的利用率。總的來說，這種凈化方法有很強的去污能力。

微電解。鐵或鋁等低電位的金屬在溶解的過程中會有二亞鐵離子、三亞鐵離子或者鋁離子生成，它們具有一定的吸附和凝聚作用，所以可以借助電解的方法來除污。除此之外，氫離子是一種具有較強還原性的離子，它可以和水中的多種離子發(fā)生氧化還原反應，最終降解污染物，同時也會使發(fā)色物質脫色。雙氧水是一種具有很還原作用的物質，將高價的鐵離子、鋁離子等還原成低價的離子，同時雙氧水還有消毒作用。通常情況下，微電解的過程中會發(fā)生多個反應?；钚蕴勘旧砭陀休^強的吸附性，電解活性炭能夠有效的殺滅多種細菌，而且研究顯示，電解活性炭的除污效果要比單純的吸附明顯。吸附區(qū)處導電性活性炭會吸附污水中的部分污染物和細菌，吸附區(qū)兩端裝有電極，當通電后，就會起到消毒和殺菌的作用。

脫鹽。通常情況下人們會借助EST電吸式凈水設備來達到脫鹽的目的。這一裝置的原理實際上是利用電極來吸附離子和帶電粒子的，使得已經溶解的鹽類等物質聚集在電極的表面，這樣就達到了凈水的目的。電極處聚集的一定數量的帶電粒子之后，電極的導電性能就會增強，便會進入再生環(huán)節(jié)，此時就需要斷開電源，將兩級短接放電，這時聚集在電極表面的粒子就會脫落，最后被水流走。

純氧曝氣工藝。這種工藝能夠將污水的溶解度提到非常高的程度，又由于氧在這一環(huán)節(jié)中保持充足的量，所以微生物的活性也會達到非常高的程度，與此同時，污泥的活性也將會非常高，純氧曝氣法可以承受沖擊負荷，即使是一些很難生物降解的水質同樣能夠表現(xiàn)出很強的適應性和降解能力。純氧曝氣工藝過程中產生的沉積污泥一般情況下都呈現(xiàn)黃褐色絮團狀，并且它們的污泥指數較低，不會出現(xiàn)污泥膨脹的現(xiàn)象，同時它們也具有較強的沉降性，有助于提高二沉池的負荷，除此之外還大大降低了污泥處理的成本。它還有效的解決了空氣的二次污染問題，具有很強的長期使用價值。

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關鍵詞：煤化工 廢水 處理 活性污泥法 發(fā)展 分析

煤化工廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產品回收過程中產生的高濃度有機廢水，屬于焦化廢水的一種。水質成分復雜，污染物濃度高。廢水中含有大量的酚類、聯(lián)苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物，還含有氰、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質，污染物色度高，屬較難生化降解的高濃度有機工業(yè)廢水。對煤化工廢水的處理，單純靠物理、物理化學、化學的方法進行處理，難以達到排放標準，往往需要通過由幾種方法組成的處理系統(tǒng)，才能達到處理要求的程度。因此煤化工廢水的處理，一直是國內外廢水處理領域的一大難題。

一、煤化工廢水處理技術

1.煤化工廢水處理通?？煞譃橐患壧幚?、二級處理和深度處理。這里的一級、二級處理的劃分與傳統(tǒng)的城市污水處理的概念上有所不同，這里所述的一級處理主要是指有價物質的回收，二級處理主要是生化處理，深度處理普遍應用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。第一，煤化工廢水有價物質的回收。煤化工廢水中有機物質的回收一般指的是對酚和氨的回收，常用方法有溶劑萃取脫酚、蒸氨等。其主要包括以下兩方面的內容，（1）酚的回收。回收廢水中酚的方法很多，有溶劑萃取法、蒸汽脫酚法和吸附脫酚法等。新建焦化廠大都采用溶劑萃取法。對于高濃度含酚廢水的處理技術趨勢是液膜技術、離子交換法等。（1）氨的回收。目前對氨的回收主要采用水蒸氣汽提-蒸氨的方法。污水經汽提，析出可溶性氣體，再通過吸收器，氨被磷酸氨吸收，從而使氨與其他氣體分離，再將此富氨液送入汽提器，使磷酸氨溶液再生，并回收氨。

二、煤化工廢水處理方法

1.煤化工廢水在進行出處理前根據不同的水質特點設置調節(jié)池以調節(jié)水質水量，設置隔油池或氣浮池進行除油，經以上的與處理后可采用下面的方法進一步進行處理。第一，活性污泥法?；钚晕勰喾ㄊ遣捎萌斯て貧獾氖侄危沟没钚晕勰嗑鶆蚍稚⒉腋∮诜磻髦泻蛷U水充分接觸，并在有溶解氧的條件下，對廢水中所含的有機底物進行著合成和分解的代謝活動。在活動過程中，有機物質被微生物所利用，得以降解、去除。同時，亦不斷合成新的微生物去補充、維持反應器中所需的工作主體——微生物（活性污泥），與從反應器中排除的那部分剩余污泥相平衡。活性污泥法處理的關鍵是保證微生物正常生長繁殖，為此須具備以下條件：一是要供給微生物各種必要的營養(yǎng)源，如碳、氮、磷等，一般應保持BOD5：N：P=100：5：1（質量比）。煤化工廢水中往往含磷量不足，一般為0.6～1.6mg/L，故需向水中投加適量的磷；二是要有足夠氧氣；三是要控制某些條件，如pH 值以6.5～9.5、水溫以10～25℃為宜。另外應將重金屬和其他能破壞生物過程的有害物質嚴格控制在規(guī)定范圍之內。

2.第二，生物鐵法。生物鐵法是在曝氣池中投加鐵鹽，以提高曝氣池活性污泥濃度為主，充分發(fā)揮生物氧化和生物絮凝作用的強氧化生物處理方法。工藝包括廢水的預處理、廢水生化處理和廢水物化處理三部分。預處理包括重力除油、均調、氣浮除油；生化處理過程包括一段曝氣、一段沉淀、二段曝氣、二段沉淀；物化處理工藝流程包括旋流反應、混凝沉淀和過濾等工序。在生物與鐵的共同作用下能夠強化活性污泥的吸附、凝聚、氧化及沉淀作用，達到提高處理效果、改善出水水質的目的。生物鐵法的生產運行工藝條件包括：營養(yǎng)素的需求、適量的溶解氧、溫度和pH 值控制、毒物限量及污泥沉降比等。

3.炭—生物鐵法。目前，國內一些廠家的處理裝置由于超負荷運行或其他原因，處理后的水質不能達標，炭—生物鐵法是在原傳統(tǒng)的生物法的基礎上再加一段活性炭生物吸附、過濾處理。老化的活性炭采用生物再生。該工藝流程簡便，易于操作，設備少，投資低。由于炭不必頻繁再生，故可減少處理費用。對于已有生物處理裝置處理水后不符合排放標準的處理廠，采用炭—生物鐵法進一步處理以提高廢水凈化程度也是一種有效的方法。

三、高新技術處理煤化工廢水的研究

1.目前，國內在處理煤化工廢水的新技術主要有以下幾種

第一，新物化法。新物化法是指在常溫下利用廢水中有害物質與專門為處理廢水而開發(fā)的藥劑（污水靈）發(fā)生反應，經過4 次不同加藥處理過程和處理設施，最終實現(xiàn)COD、BOD、NH3-N、SS 均達到排放要求。該技術最大的缺陷是廢水中有毒有害物質只是形態(tài)的轉移，另外該技術的成熟性還需要經工程實踐的考驗。

2.HSB法處理焦化廢水。HSB是高分子均群的英文縮寫。目前國內初步試驗得出以下結論：HSB耐受廢水中有毒有害物質性好；處理后污泥少、出水色度好；加堿量為傳統(tǒng)方法的1/3～1/5，運行費用較低，但對種菌特性，生存條件、凈化功能尚未完全了解，有待進一步研究與實踐。

四、煤化工廢水深度處理

1.經過酚、氨回收，預處理及生化處理后的煤化工廢水，其中大部分污染物質得到了去除，但某些主要污染指標仍不能達到排放標準，因此需要進一步的處理——深度處理，來使這些指標達到排放標準。第一，活性炭吸附法。煤化工廢水經以上步驟處理后COD的去除率效果不是很理想，出水濃度較大，有時高達601mg/L左右，很難達標排放，為使廢水達標排放，可使用活性炭降低廢水中COD 的濃度。廢水處理中活性炭吸附主要對象是廢水中用生化法難以降解的有機物或用一般氧化法難以氧化的溶解性有機物，包括木質素、氯或硝基取代的芳烴化合物、雜環(huán)化合物、洗滌劑、合成燃料、除萎劑、DDT 等。當用活性炭吸附處理時，不但能夠吸附這些難分解有機物，降低COD，還能使廢水脫色、脫臭。因此吸附法在廢水的深度處理中得到了廣泛的應用。

2.其次，混凝沉淀法。混凝是給水處理中一個重要的處理方法?；炷梢越档蛷U水的濁度、色度，去除多種高分子物質、有機物、某些重金屬毒物和放射性物質等，去除導致富營養(yǎng)化的物質如磷等可溶性無機物，并且它能夠改善污泥的脫水性能。具有設備簡單，操作簡便，便于運行，處理效果好的優(yōu)點；缺點是運行費用高，沉渣量大。

參考文獻

[1]查傳正等.煤化工生產廢水處理工程實例[J].化工礦物與加工，2006，（3）.

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砂石工程一篩車間產生的生產廢水，由于粗細砂顆粒含量高，其疏水性強，使得沉淀物含水量小;但泥質顆粒含量相對于其他生產車間要高很多，泥質顆粒粒徑小，親水性強，黏結性強，充填能力強，因此，大部分泥質顆粒會懸浮于水中不易分離，使得一篩車間廢水處理回用水達標難，同時，其余的小部分泥質顆粒同石粉、粗細砂顆粒混合沉淀后，充填結合密實，在固體物質自身重力及水壓力的作用下粘稠、易板結，使得泥漿處理干化難、排泥難。因此一篩車間廢水處理困難。其他車間產生的廢水細砂、石粉含量高，回收利用價值大，工程實際中，常先將除一篩車間以外的其他車間產生的廢水中的細砂和石粉回收利用，以免成品砂含泥量超標、保證成品砂質量，其次分離回收部分達標清水，之后含渣廢水同一篩車間廢水混合，再進行廢水處理，回收清水，按環(huán)保要求堆存固體廢棄物。砂石工程廢水處理隨著技術進步和新設備應用，經歷了由簡易到復雜、由粗放到精細的演變。

2早期簡易方案

砂石工程簡易廢水處理案例，如張河灣抽水蓄能電站上水庫砂石工程水處理系統(tǒng)，其車間組成及運行工藝流程見圖1。其工作原理為:系統(tǒng)生產車間用水經系統(tǒng)排水溝匯集至沉砂池①，絕大部分石粉及廢渣沉淀于池內。利用生產間歇時間，打開排污閥，將污水排至專用水池④，將水回收;及時回收石粉并清理污泥。池①內回收水以頂部溢流方式進入沉淀池②，經進一步沉淀后，經池體②、③中壁溢流口溢流至沉淀池③，然后經聯(lián)系水溝進入沉淀池⑤，成品砂倉脫水盲溝及其他地表水經相應水溝匯入沉淀池⑤，池內設置集水槽，適時處理漂浮物，進一步凈化后，溢流至清水池⑥。將清水經回收水管利用水泵泵入系統(tǒng)高位水池⑦。根據用水需求經供水管流至生產車間。外部補充水也經供水管進入生產車間。嚴格地講，簡易方案屬于自然沉淀類別，因其在廢水處理方案發(fā)展前期實施，同現(xiàn)階段方案相比多有不完善之處，故在此單列說明。簡易方案同現(xiàn)階段工程實施中采取的自然沉淀方案加以對比，也可看出廢水處理方案由粗放到精細的演變。由于處理效果相對較差，簡易廢水處理方案只在較早時期、偏遠地區(qū)、建設條件差、小型工程上應用較多。結合工程現(xiàn)場條件，目前階段砂石工程常用的廢圖1水回收車間構成及流程簡圖水處理可分為自然沉淀與機械處理兩類。

3自然沉淀方案

砂石工程廢水處理采取自然沉淀方案的案例，如向家壩水電站馬延坡砂石工程廢水處理。本方案利用系統(tǒng)附近的開闊山谷地形建一土石壩形成尾渣庫，將生產廢水用水管引至庫區(qū)，經過自然沉淀后，澄清水回收利用，泥渣沉積到庫底并逐層壓實，尾渣庫使用過程中，由于泥渣沉積造成尾渣庫功能下降時采用采砂船清理，清理出的廢渣運輸至工程棄渣場堆放，計劃在工程結束、砂石系統(tǒng)完成使命后尾渣庫也隨之停止使用。采取自然沉淀方案的還有三峽下岸溪、溪洛渡中心場等砂石工程的廢水處理。這些工程的不同之處在于修建數個大型沉淀池(污泥干化池)，砂石系統(tǒng)生產廢水加絮凝劑后引入沉淀池，一個池滿后啟用第二個沉淀池，沉料自然干化滿足出渣條件后出渣清理，周而復始，循環(huán)使用。方案包含完善的廢水引入、加速沉淀滿足水回用、渣處理使用要求的措施和回水設施。該方案土建工程量大，水處理效果一般，水回收利用率偏低。自然沉淀方案的優(yōu)點:①廢水沉淀表面負荷低，因此可以少加甚至不加絮凝劑，投入設備少，運行管理簡單，運行費用低，廢水處理總體成本低;②回用水品質好;③綠色環(huán)保，社會影響好。馬延坡砂石工程廢水處理缺點:①前期土石壩建設投資高;②土石壩壩高40m，設計、施工安全要求高。其他修建沉淀池砂石工程廢水處理的缺點:常受場地條件等的影響，設計布置滿足使用要求的保證性不強?？傮w而言，自然沉淀方案優(yōu)點遠大于缺點，在條件具備時應優(yōu)先選用。

4“泥漿濃縮+脫水干化”方案

目前砂石工程廢水處理采取較多的是按照固液初步分離、泥漿濃縮和壓縮干化過程來實施的工藝系統(tǒng)。生產廢水進入旋流沉淀池(或水力旋流器)實現(xiàn)固液初步分離和泥漿濃縮，分離出的濁水送至(由濁至清逐級)沉淀池沉淀澄清，達標清水回收利用，沉淀池底部濃縮后的泥漿、濁水循環(huán)進入旋流沉淀池(或水力旋流器)處理;旋流沉淀池(或水力旋流器)濃縮后的泥漿供給干化設備進行干化處理，產生的清水回收利用，干化渣料送至棄渣場堆放。(1)采用板框式壓濾機方案。構皮灘水電站爛泥溝、光照水電站基地、金安橋水電站、柬埔寨甘再水電站等砂石工程廢水處理工藝流程基本相同，采用“旋流沉淀池沉淀濃縮+板框壓濾機干化”方案。其工藝流程如圖2所示。圖2砂石工程廢水處理板框式壓濾機方案工藝流程圖板框式壓濾機的工作原理簡單:濃縮泥漿經渣漿泵泵送進入壓濾機并持壓，在壓力作用下，固體物質隔離在濾布上，水滲透出濾布，板框間堆積滿后形成泥餅，卸料洗布進入下一循環(huán)。板框式壓濾機由于單臺套設備不能連續(xù)處理濃縮泥漿，因此需要配置的設備數量較多;對泥漿濃縮濃度要求較高，配套使用的渣漿泵在泥漿較高濃度工況下易出故障，泥漿濃度低時壓濾時間很長，效率低;工作濾布清理困難，運行成本較高。但由于脫水效果好，固液分離徹底，使用成熟，在砂石工程中應用較為廣泛。(2)采用帶式真空過濾機方案。阿海水電站新源溝砂石工程采用水力旋流器來實現(xiàn)泥漿濃縮，帶式真空過濾機處理濃縮泥漿。水力旋流器以離心力實現(xiàn)固液分離。生產廢水以一定壓力切向進入旋流器，在腔內產生高速旋轉流場，混合液中密度大的組份，在旋流場的作用下沿軸向向下運動，沿徑向向外運動，在到達底部時沿器壁向下運動，并由噴砂嘴排出，這樣就形成了外漩渦流場，密度小的組份向中心軸方向運動，并在軸線中心形成向上的內漩渦，然后由溢流口排出。帶式真空過濾機采用了固定真空盒，過濾機運行時，真空盒固定不動，膠帶在上面運行，真空盒與膠帶間構成運動密封的結構型式，由于真空盒采用分節(jié)連接的整體，每節(jié)均有管口與集液總管相連接形成真空集液系統(tǒng)，通過真空吸力把橡膠濾帶上料液中的水吸到集液系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)固液分離。帶式真空過濾機廢水處理量隨進料料漿濃度有較大波動，濾餅含水率一般為8%～15%，料漿濃度低時會增高，但一般不高于30%［1］;附屬設備較多，占地面積較大，適宜于較大規(guī)模砂石工程。(3)采用真空陶瓷過濾機方案。官地水電站竹子壩砂石工程采用真空陶瓷過濾機來處理濃縮泥漿。真空陶瓷過濾機的工作原理為:在壓強差的作用下，懸浮液通過過濾介質時，顆粒被截留在介質表面形成濾餅，而液體則通過過濾介質流出，達到了固液分離的目的。陶瓷過濾板具有產生毛細效應的微孔，使微孔中的毛細作用力大于真空所施加的力，使微孔始終保持充滿液體狀態(tài)，陶瓷過濾板上沒有空氣透過，固液分離時能耗低、真空度高［2］。采用真空陶瓷過濾機來處理濃縮泥漿具有濾餅干、濾液清、能耗低、運行場地干凈、無噪音污染等優(yōu)點，但設備購置費用高，實際產能低，目前在砂石工程中應用不多。

5采用新型設備方案

隨著廢水處理研究的發(fā)展和新設備的推廣使用［3］，現(xiàn)階段砂石工程廢水處理也開始采用DH高效污水凈化器、臥螺離心機等新型高效設備。(1)采用DH高效污水凈化器方案。黃登－大華橋等砂石工程采用DH高效污水凈化器進行廢水處理。DH高效污水凈化器是將物理、化學反應有機融合在一起，集成了直流混凝、臨界絮凝、離心分離、動態(tài)過濾及污泥濃縮沉淀技術，短時間內(25～30min)在同一罐體中完成廢水快速多級凈化的一體化組合設備。凈化器為鋼制罐體，上中部為橢圓柱體，下部為錐體，自下而上分別為污泥濃縮區(qū)、混凝區(qū)、離心分離區(qū)、動態(tài)過濾區(qū)、清水區(qū)。其工作原理為:直流混凝和臨界絮凝技術取代了混凝反應池，在泵前及泵后投加絮凝和助凝藥劑，利用泵、管道、水流完成藥劑的水解、混合、壓縮雙電層，吸附中和作用后高速沿切線方向進入罐體快速完成吸附架橋，絮凝形成礬花。離心分離是利用廢水沿切線方向進入罐體產生高速旋流、產生離心力，在離心力的作用下廢水中形成的懸浮顆粒及礬花被甩向器壁，并隨下旋流及自身重力作用沿罐內壁下滑至錐形污泥濃縮區(qū)，廢水向下作螺旋運動到一定程度后向中心靠攏，又形成向上的旋流，這股旋流水質較清，流向設置在上層動態(tài)過濾區(qū)。在離心分離區(qū)一般粒徑大于20μm的懸浮顆粒(礬花)被固液分離至污泥濃縮區(qū)。廢水經離心分離進入動態(tài)過濾區(qū)再次完成吸附作用，過濾區(qū)采用表面吸附的懸浮濾料，表面積大、吸附能力強，可截留5μm以上的粒徑的懸浮物。動態(tài)過濾，濾料不易堵塞，吸附的顆粒物易脫落又下沉至離心分離區(qū)，因此濾料反洗周期長(0．5～1個月反沖洗一次)。廢水經多級固液分離及凈化后排出。離心分離和過濾脫落的懸浮顆粒在離心力及重力的作用下進入污泥濃縮區(qū)，污泥在錐形泥斗區(qū)中上部經聚合力的作用下，顆粒群體結合成一整體，各自保持相對不變位置共同下沉，在泥斗區(qū)中下部SS(水質中懸浮物)很高，將顆?？p隙中液體擠出界面，固體顆粒被濃縮壓密后從錐體底部排出。(2)采用臥螺離心機方案。呼和浩特抽水蓄能水電站、白鶴灘水電站三灘等砂石工程采用臥螺離心機進行廢水處理。臥螺離心機是一種臥式螺旋卸料、連續(xù)操作的沉降設備，其工作原理為:轉鼓與螺旋以一定差速同向高速旋轉，物料由進料管連續(xù)引入輸料螺旋內筒，加速后進入轉鼓，在離心力場作用下，較重的固相物沉積在轉鼓壁上形成沉渣層。輸料螺旋將沉積的固相物連續(xù)不斷地推至轉鼓錐端，經排渣口排出機外。較輕的液相物則形成內層液環(huán)，由轉鼓大端溢流口連續(xù)溢出轉鼓，經排液口排出機外。臥螺離心機的優(yōu)勢在于:能在全速運轉下，連續(xù)進料、分離、洗滌和卸料;可通過調整差數和轉鼓轉速來控制泥餅含水率;全封閉結構，無泄漏，生產現(xiàn)場整潔;基建和占地少，重量輕，安裝方便;對泥漿濃度適應范圍廣等。目前砂石工程廢水處理DH高效污水凈化器和臥螺離心機的使用仍在探索中，應用案例不多，其工程適應情況和使用發(fā)展前景尚沒有明確結論。總結機械處理方案，需要強調的幾點。①水力旋流器同旋流沉淀池相比，旋流沉淀池占地面積大，土建工作量大，廢水處理量大，濃縮效果較后者差，濃縮泥漿經常出料困難;水力旋流器體積小巧，安裝方便，濃縮效果好，泥漿出料方便，但廢水處理能力較小。二者可根據工程實際情況具體選用。②在“泥漿濃縮+脫水干化”的組合方案中，盡管泥漿濃縮的效果對下一步的干化處理非常重要，但廢水處理方案的核心應是干化設備的處理效果。③上述泥漿脫水干化設備以及新型設備中，無論是采用機械壓縮、真空過濾還是離心分離等工作原理，設備對廢水處理工作而言，本身并無優(yōu)劣之分，工程實際中應根據具體條件和對設備的掌握情況具體選用。

6結語

篇5

廢水生化處理工藝

活性污泥法處理廢水具有污染負荷抗沖擊性強，但可生化性好，處理后的COD含量低的特點，明陽糖廠選用泰國PrimerProduction（帕力米爾）活性污泥好氧生物處理技術進行末端廢水治理。其主要工藝流程:廠內廢水經過泵送進調節(jié)池，如果廢水pH值偏低，可通過投加堿液進行調節(jié)，再通過提升泵把水加壓送進氧化溝反應器。在氧化溝反應器里，投加尿素、磷酸等手段對廢水的N、P等營養(yǎng)成分進行調節(jié)，并通過曝氣機的攪拌充氧，將有機物、微生物和氧氣充分混合，利用微生物的新陳代謝作用將廢水中的有機物分解為CO2和H2O。泥水混合物經過泵送進沉淀池，在沉淀池內通過重力作用進行泥水分離，上層清水回用或外排，污泥通過行車刮泥機和污泥回流泵抽吸回流至氧化溝，多余的污泥泵送至帶式濃縮壓濾一體機進行脫水處理，經壓濾機壓干后的污泥制作生物肥，濾液排至污泥池。

1）廢水生化處理站的建設規(guī)模及處理能力。廢水生化處理站總設計處理能力為625m3/h，年廢水處理量634萬m3。其主要構筑物及設備見表2和表3。2)氧化溝反應器。氧化溝反應器是整個生化系統(tǒng)中有機物去除的核心部分。利用連續(xù)環(huán)式反應池作生物反應池，混合液通常在延時曝氣條件下在該反應池中做閉合曝氣連續(xù)循環(huán)。反應池使用帶方向控制的曝氣和攪動裝置，向混合液傳遞水平速度，從而使被攪動的液體在閉合式渠道中循環(huán)。污泥和廢水進入氧化溝反應器，通過曝氣機的作用，使有機物、微生物和氧氣得到充分混合，經微生物的新陳代謝，廢水中的有機物被分解成為CO2和H2O，從而起到凈化污水，達標排放的目的。氧化溝運行時，須注意控制曝氣量，當溶氧量（DO）超過2.0mg/L時，可關停部分曝氣機。反之，則加大曝氧機的曝氧能力，以保證系統(tǒng)的正常運行。同時，當污泥沉降比超出30%~50%范圍時，要對回流污泥量的大小作調整。

冷卻水循環(huán)系統(tǒng)擴建

提高循環(huán)水的利用率，減少廢水的產生，是減輕生化處理壓力和節(jié)能減排的關鍵因素。為此，對汽輪機冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進行擴建，在深水池上方新增1臺1000m3/h冷卻塔，配套循環(huán)水泵兩臺。對沉灰池冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進行擴建，新增1臺500m3/h耐腐蝕冷卻塔。對噴水冷卻系統(tǒng)進行改造，拆除原有舊霧化冷卻噴頭，新增6臺1000m3/h冷卻塔，2臺冷卻塔進水泵。將糖廠循環(huán)水、工藝水、設備冷卻水進行全面冷卻循環(huán)使用，使排放廢水達到生化處理水溫≤40℃要求。

實施效果

1）生產過程實現(xiàn)零取水。開榨前一次性取新鮮水約5000m3供鍋爐和工藝用水。榨季期間，充分利用甘蔗自身帶來的水分而不再補充新鮮工藝用水，實行清污分流，中水回用，實現(xiàn)生產過程零取水。2）主要污染物指標大幅下降。廢水經生化處處后，CODcr、BOD5及SS指標遠低于國家排放標準（GB21909-2008），總排水口數據見表4。3）節(jié)水減排效果明顯。生化處理及節(jié)水工程實施后，除百噸蔗耗標煤外，其余指標均達到國家清潔生產一級標準，能耗降低明顯（見表5）。

討論

1各種處理方法的優(yōu)勢和特點

制糖廢水的處理，目前國內大多采用活性污泥法和生物接觸氧化法，使廢水CODcr、BOD5和SS顯著降低，從而提高水質。這兩種處理方法各有特色。一是運行啟動時間：由于生產的季節(jié)性，生物接觸氧化法需要20～30天掛膜馴化才能正常運行，而活性污泥法在生產榨季開機時只需按照操作程序開機3～5天即可投入正常運行。二是監(jiān)控手段和調整靈活性：活性污泥法在運行過程中有多種監(jiān)控手段，能及時發(fā)現(xiàn)問題并及時調整運行狀態(tài)。而生物接觸氧化法除鏡檢外，相對于活性污泥法監(jiān)控和調整手段較少，出現(xiàn)問題后不容易被發(fā)現(xiàn)，調整運行的靈活性差。三是搞沖擊負荷能力：糖廠廢水水量和污染物負荷變化大，活性污泥法在受沖擊時，要通過SVI、污泥沉降比、污泥濃度等多種方法調節(jié)運行狀況，預防沖擊事故，才能確保廢水處理達標。而生物接觸氧化法由于其單位體積生物的數量比活性污泥法多，生物活性高，底物和產物的傳質速度快，抗沖擊負荷能力相對要強。在糖廠廢水處理中，由于廢水生化性好，很容易生化降解并且水質硬度小，同時由于生產的階段性（約5個月生產期），選用活性污泥好氧處理方法比較好。氧化溝是一種改良型的活性污泥反應器，具有完全混流和推流的特征，有機物、污泥和氧氣能夠在反應器內充分混合，而且大比例的回流能夠稀釋高濃度進水，短時間內耐負荷沖擊能力強，適應糖廠廢水粘度高、排放具有一定波動性、污染物濃度突然成倍增加的特點。氧化溝工藝穩(wěn)定性好，但其池體結構相對復雜，廢水流動需要推流器及泵，能耗和費用較高。目前我區(qū)制糖企業(yè)大多采用活性污泥好氧處理方法，其中相當一部分采用氧化溝。

篇6

關鍵詞：環(huán)境生物技術 污染治理 環(huán)境保護 發(fā)展前景

中圖分類號：X505 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）004-093-02

1 前言

環(huán)境污染問題是當前世界所面臨的四大難題之一，我國也將環(huán)保作為基本國策之一，主要應用于環(huán)境污染治理的環(huán)境生物技術也得到了與時俱進的發(fā)展。生物技術作為高新技術之一已經具有悠久的歷史，而由環(huán)境工程技術與現(xiàn)代生物技術相互結合所形成的新興學科即環(huán)境生物技術只是在上世紀末期才在歐美發(fā)達區(qū)域萌芽，但其能在短時期內得到飛速的發(fā)展，成為了兼具環(huán)境效益、經濟效益并能有效解決當前復雜環(huán)境污染問題的方式之一。環(huán)境生物技術的核心是微生物學的過程，其主要研究內容有：污染物微生物的降解技術、環(huán)境污染的監(jiān)控技術、環(huán)境友好材料生物的合成技術、污染場地生物的監(jiān)測技術以及固體廢物的強化處理技術等，因此環(huán)境生物技術是現(xiàn)代生物技術在環(huán)境污染治理、監(jiān)控以及監(jiān)測等環(huán)節(jié)之中的重要應用手段。筆者主要從污染水、廢氣與固體廢棄物的處理與凈化、生物監(jiān)測技術以及化學農藥污染清除等方面論述環(huán)境生物技術研究進展，并探討其在相關方面的發(fā)展前景。

2 環(huán)境生物技術的研究進展

2.1 污水的凈化處理

現(xiàn)代污水凈化處理技術便是運用微生物的新陳代謝功能將污水凈化，目前主要有生物膜法、活性污泥法、厭氧生物處理法以及自然生物處理法等。污水之中的有毒成分十分復雜，其包括各種氰化物、酚類、有機磷、有機酸、重金屬、醇及醛等，微生物通過自身的活動可以促使污水之中的有毒物轉化為有益的無毒物，從而有效清除污水的毒害作用。固定化細胞與固定化酶技術是生物凈化污水的酶工程技術，微生物細胞是固定化酶反應器，運用制備固定化酶的方式把微生物細胞加以固定則可催化一系列生化反應；固定化酶則可通過化學鍵合法或者物理吸附法將水溶性酶與固態(tài)的不溶性載體相互融合，使酶成為保持催化活性但不溶于水的衍生物，因此固定化細胞與固定化酶可有效地對廢水之中的無機金屬毒物及有機污染物進行凈化處理。我國運用固定化細胞技術來降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉的凈化技術取得進展，對于 （LAS）100mg/L的污水降解率及酶活性保存率均處于90%以上。除此之外，美國從土壤中分離的厭氧菌能夠有效地將毒性較強的化合物轉化為乙醇及醋酸鹽等化工原料，還利用氰化物細菌來進收集水中的銅、鋅等重金屬，使水凈化之后得到循環(huán)利用。

2.2 廢氣的凈化處理

氣態(tài)污染物的生物凈化主要先有氣相到液相的轉換過程，再在液相中利用微生物對其進行吸附降解，而其纏上的代謝物則溶入液相、析出至空氣中或者成為細胞代謝能源或者細胞物質。近期來，生物技術對廢氣的凈化處理方法有將煤的物理選煤技術之一的浮選法與微生物處理技術相互結合，進而將黃鐵礦與煤進行分離而實現(xiàn)脫硫的目的。荷蘭與德國運用生物膜過濾器凈化含硫化氫的廢氣，控制率高達90%以上；捷克斯洛伐克于上世紀末在其北部的煤礦中用氧化亞鐵硫桿菌脫褐煤中硫，平均能夠脫去23.4%的有機硫以及78.5%的無機硫；美國運用CB1菌株能夠成功地脫離18%-47%的有機硫，都是生物技術研究進展中廢氣凈化處理的成功實例。

2.3 固體廢棄物生物處理技術

固體廢棄物主要來源于城市生活、農業(yè)生產以及污水處理后的剩余污泥。目前為止，固體廢棄物生物處理方式主要有掩埋、囤積、焚燒以及利用生物技術等，其中生物技術能夠將固體廢棄物進行資源化、無害化以及減量化的處理，培養(yǎng)微生物使廢渣轉化為含氨基酸及蛋白質的有益物質，從而使其變?yōu)橛欣谵r田的改良土壤肥料。除此之外，微生物堆肥是一種可分為厭氧發(fā)酵法與需氧性堆制法的堆肥方法，厭氧發(fā)酵法包括高溫生物發(fā)酵法以及沼氣發(fā)酵法，主要是利用厭氧微生物造肥使得固體廢棄物無害化；需氧性堆制法是在通氣的條件下依靠需氧性微生物活動的高溫堆肥方式，例如設置堆肥工廠對城市垃圾廢料進行集中處理并使其在高溫環(huán)境之中進行發(fā)酵。

2.4 生物監(jiān)測技術

傳統(tǒng)的環(huán)境生物技術的監(jiān)測方法主要有：利用發(fā)光細菌快速地監(jiān)測環(huán)境有毒有害物質、Ames實驗監(jiān)測物質的致癌性及突變性、通過水中藻類生物種類數量的測定來進行物質的酶性監(jiān)測以及水質監(jiān)測以及利用糞便污染指數及細菌總數來對水質進行監(jiān)測等。上述生物監(jiān)測技術在檢驗的標準以及操作模式上已逐漸成熟，而隨著環(huán)境生物技術的不斷發(fā)展與進步，多種分子工具也被運用到生物的監(jiān)測技術之中，主要有核酸探針、生物芯片與生物傳感器、生物免疫檢驗、病毒監(jiān)測、PCR以及單細胞電泳等，這些監(jiān)測方法具有靈敏、快速、試驗周期短以及特異性較強的優(yōu)點，因此被廣泛應用于環(huán)境生物的監(jiān)測技術之中。

3 環(huán)境生物技術的發(fā)展前景

3.1 完善環(huán)境污染治理

環(huán)境生物技術處理污染物的產物多數穩(wěn)定持效、無毒無害，并且有效地避免了污染物的多次轉移，使得污染的資源得以重新利用并強化環(huán)境的自凈能力，因此環(huán)境生物技術以其效率高、速度快、成本低、消耗少以及無二次污染的優(yōu)點成為了當今世界環(huán)保應用中最為廣泛及重要的技術。環(huán)境生物技術在污染治理方面的完善在初步階段已取得發(fā)展，但在深入工程階段還存在較大的進步空間，活性污泥法與生物膜法相互結合、厭氧與好癢工藝技術相結合的污水處理技術，無害無毒化的生產工藝以及完善高效的自動化系統(tǒng)是今后環(huán)境生物技術在污染治理方面的主要發(fā)展方向。除此之外，高活性脫硫菌種的研制與培養(yǎng)、微生物脫硫技術對廢氣處理的運用還需配合清潔生產技術的研究，并考慮到充分利用微生物降解產物的有效途徑，從而為人類生活提供更多能源。

3.2 加強生物檢測手段

隨著科技的發(fā)展進步，環(huán)境生物污染的檢測應向更全面、更快捷及更靈敏的方向發(fā)展，分子生物技術可以分析污染的來源、探索環(huán)境污染物質的轉化及降解規(guī)律以及檢測污染致突變的原因，其將在研制開發(fā)生物傳感器方面發(fā)揮強大的作用。生物傳感器可以有效地滿足對環(huán)境實際情況實施連續(xù)自動的需求，并可判斷環(huán)境污染發(fā)展的趨勢，從而盡早地采取預防措施。

3.3 與其它技術相結合

環(huán)境生物技術與其他科學技術之間的相互結合可有效地提升處理效率及增強處理效果，與此同時，電子計算機的使用也能為生物技術處理工藝實現(xiàn)自動化，還可有助于數學模擬研究的發(fā)展。例如將聲、光、電與生物處理技術相結合對有毒有害高濃度難降解的有機廢水進行處理可以取得良好效果，電化學的高級氧化、光催化氧化以及輻射分解等都是生物技術與其他技術之間相互整合開發(fā)的新型處理技術，而這些工藝與設備組合的模塊化轉變是環(huán)境生物技術發(fā)展的新方向。

4 結語

綜上所述，環(huán)境生物技術在自然界環(huán)境中發(fā)揮強大的凈化功能的同時，還對改善現(xiàn)時環(huán)境污染難題以及提升世界整體環(huán)境質量水平起到了不可或缺的作用。隨著當前世界經濟不斷的發(fā)展以及環(huán)境污染治理的需求，環(huán)境生物技術的成果已逐漸地滲透進產業(yè)化與商品化的發(fā)展之中，各國對生物技術在環(huán)境領域內的運用開展了規(guī)模巨大的科研活動，并成功地研究開發(fā)了諸多環(huán)境生物技術及其產品，并被廣泛地應用于各項環(huán)境污染治理問題之中。環(huán)境生物技術具有非常廣闊的市場前景，在未來的社會發(fā)展中將發(fā)揮出愈來愈重要的作用。

參考文獻：

[1]朱潔.生物技術是人類生活變革的催化劑[J].黑龍江科技信息，2012（2）：34.

[2]布魯斯?E?瑞特曼.環(huán)境生物工程技術的發(fā)展前景展望[J].上海師范大學學報，2009（3）：2.

[3]武周虎，王秀英，盛銘軍.環(huán)境生物技術在污染治理方面的應用[J].青島建筑工程學院學報，2009（1）：3.

[4]孟和，寶力高.生物技術專業(yè)發(fā)展趨勢及設想[J].醫(yī)藥雜志，2013（1）：28.

篇7

關鍵詞：煤礦廢水；處理工藝；回用

中圖分類號：TE992.1 文獻標識碼：A

水資源的缺乏和水污染日益嚴重，這不僅是一個世界問題，同時，也是我國目前需要面臨和急需解決的比較嚴峻的問題。我國的人均水占有量僅是世界平均水平的四分之一。而且煤礦的開采，能源的開發(fā)，同時又給水資源帶來了無窮的隱患。煤礦工業(yè)需要順利的發(fā)展，同時解決好煤礦產生能源的同時又產生大量的污染，的確是一項重要的課題?；仡欀袊哪茉唇Y構，煤炭產業(yè)仍占整個結構的70%以上。而煤炭在開采的過種中所排放的大量的廢水，廢氣，就目前的情況講，大多數煤碳企業(yè)仍沒有技術能力或技術設施對排出的廢水進行有效的處理，而是直接的排放。不僅對周圍的環(huán)境，同時對礦區(qū)附近的水環(huán)境都造成了嚴重浸染。調查數據統(tǒng)計表明，我國煤礦平均每采一噸煤需排放水量為2．0-2.5噸。2003年全國產煤16．67億噸，實際排放水量就得達到34-42億噸，大約占全國工業(yè)廢水排放的15％以上?！爱a煤致渴”已經成為我國水資源要面臨的嚴峻問題。

1 分析煤礦廢水的來源及產業(yè)的危害

礦井水主要來源由伴隨礦井開采而產生的地表滲透水、巖石孔隙水、礦坑水、地下含水層的疏放水、以及井下生產中防塵、灌漿、充填和洗煤廠污水。通常情況下，礦井水的酸堿度值在7到8之間，屬于弱堿性水。對于含硫的礦井水，其中二氧化硫一般含量會很多，所以屬酸性水。在含有硫成份的礦井中，由于礦石或周圍的巖石以及含硫的煤層中含有硫化物的礦物質。這些礦物質經過氧化、分解同時溶解于礦井水中，所以形成酸性水。特別是在在開采巷道中，在大量的滲入地下水和通風條件良好的情況下，為硫化礦物質的氧化、分解提供了特別有利的氧化環(huán)境。地下開采，特別是水力采煤和水沙充填采煤法排放的污水更是不能忽視。據統(tǒng)計，如果不考慮這些廢水利用，每產1噸礦石，廢水排放量為1立方米左右；生產1噸原煤大概要從井下排出廢水0．5～10立方米，最高的情況下可以達到60立方米。特別值得一提的事，在一部分煤礦已經關閉后，同時還會存在大量的廢水繼續(xù)污染礦區(qū)的環(huán)境。

煤礦的水污染大概可分為礦物質污染，有機物質污染以及細菌產生的污染這幾類。在一部分礦區(qū)還存在放射性染污和熱污染。礦物質污染分為砂塵、泥土、礦物質雜質、粉塵、被溶解的鹽、酸性和堿性污染等等；有機物質污染分為煤炭的顆粒、油污、生物生命的代謝產物、木材還有其他物質等被氧化后的產物；細菌污染主要來源于在開發(fā)，采運中過程中的巖石粉末、煤粉末等的污染，使水出現(xiàn)灰色及黑色，渾濁以及水面上懸浮著的油污，同時散發(fā)出微量腥臭及活體生物腐爛的味道。對水質進行分析和檢驗的結果表明：采礦過程中，化學損耗氧量越大、細菌及大腸桿菌含量越大，對排放的水的污染就越大。如果對排放水的污染視而不見，任其外排。對環(huán)境的污染是無法估計的。

山西省是我國產煤的大省，以山西省為例，本文作者通過查找資料，列舉如下數據，山西省因煤礦的開采對相應的水資源已達方圓20352平方公里的破壞，占山西省總土地面積的百分之十三左右。本省部分農村用水及特征畜吃水依靠的是煤系裂隙水，而煤礦的開采已經嚴重破壞了該層段的含水層。據數據統(tǒng)計，山省由于煤礦采煤排出的廢水已經引起礦區(qū)水位的下降，導致地下泉水流量的下降，甚至有的已經斷流，使將近幾百萬百姓及幾十萬牲畜的飲水的安全及飲水量都都產生了危急。所以煤礦的廢水污染問題真是該到提到日程上的時候了。

2 采礦廢水的共同特點以及廢水中主要污染物分析

2.1 煤礦排出廢水的共同特點

煤礦排出廢水的水質一般情況下與城市排污的水質基本相同，但也有不同之處。煤礦的廢水來源于礦井的涌出水、煤場和矸石場淋溶廢水等。從酸堿度的角度分為酸性的礦井及以非酸性的礦井水兩大類；選礦時排出的廢水或洗煤過程排出的廢水，除了含有大量懸浮的礦物質粉開以及金屬離子之外，可能還含有許多浮選劑。在懸浮的顆粒物中含量每升可達幾萬甚至十幾萬毫克。洗煤產生的廢水是由原生煤泥、次生煤泥和水混合而成的一種多項目體系。洗煤產生的廢水中含有煤泥顆粒(粗煤泥顆粒05-1毫米，細煤泥顆粒0-5毫米)，粘土顆粒以及礦物質等。洗煤產生的廢水一般含有SS、BOD5濃度比較高。由此，煤泥水不僅具有懸濁液的性質，還常常帶有膠粘性；細煤泥顆粒、粘土顆粒等粒度非常小，不容易沉淀，即使是同――礦井，對于不同的煤層，廢水的性質也不盡相同，有時甚至有很大的差別。這些性質決定了這類廢水的污染之嚴重、處理的難度增大的特點。

2.2 采煤排出廢水的主要污染成份分析

我們所說的染污是指一種物質流入水里后是否引起水里成份的嚴重改變，而且這種改變是能引起水的性質的改變。下面就煤礦排出廢水的成份中污染物進行分析：

2.2.1 有機物污染

由于煤礦廢水池的水的流動性慢，特別容易池中植物腐爛，這些植物的腐爛就會使大量的有機成分排入水中。另外，分析實驗室及洗煤廠排出的大量的廢水中同樣也含有酚、甲酚以其他酚類的有機物。這種有機物對水的污染是相當嚴重的。

2.2.2 采煤機械流出的油類的污染

油污染是煤礦別普遍的一種污染，含油的廢水形成油膜，可以改變土壤的結構，破壞土質，同時會使農作物枯萎甚至死亡。

2．2.3 酸堿性污染

酸堿性污染是水污染中極其普遍的現(xiàn)象，酸堿廢水排入水體后，使水體酸堿值發(fā)生了變化，抑制細菌和微生物的生長。同時妨礙水體進行自凈，也可以腐蝕水里的船舶和水下建筑。破壞正常的生態(tài)環(huán)境。

3 煤礦污水的控制及其處理

我國對于煤礦污水的控制及重要始于上個世紀七十年代，但大多數煤礦對于污染的控制還只是停留在為排放而治理的情況下，實質上對于污水的回用才是治理的最終目標及趨勢。對于污水的防治和回水再用相結合，既可以解決我國水資源緊缺的問題，同時又可以減少地表水的污染問題。許多大型煤礦正努力向這個目標努力，努力達到排放標準，向國際化邁進。

3．1 煤礦廢水污染控制

為了解決煤礦廢水造成的危害，必須采取各種措施和方法，嚴格控制廢水排放，減少廢水對周圍煤礦水資源破壞。

污染防治具體措施：

3.1.1 超前開采利用疏干水。在煤礦開采前或開采過程中，對即將被疏干或破壞的含水層，選擇合適的疏干方式，統(tǒng)籌安排，充分利用或儲存疏干水，既能滿足煤炭開采的需要，又可解決供水水源的問題。

3.1.2 建立反滲透帷幕。在開采地段周圍設置一道封閉的反滲透圍墻，用于防止地下水流入礦坑或井巷，保護地下水不枯竭、不被污染，使地下水仍保持或接近天然狀態(tài)。

3.1.3 填堵導水通道。對塌陷的地質構造形成的含水層及井巷導水通道，采用回填、注漿等方法封堵。對滲漏嚴重的河床采取河流改道、修整河底的方法，即可減少礦井涌水又可保持水資源。

一水多用即循環(huán)用水法。所使用的循環(huán)供水系統(tǒng)即將廢水在生產范圍內多次并重復的利用，不僅能減少排放量減輕對環(huán)境的污染，同時又減少了新水的撲入，大量的節(jié)約水資源。要積極開展水采礦井煤泥水處理技術的研究，使水采煤泥和洗煤廠煤泥經浮選后全部廠內回收。使井下采煤與洗煤廠有機結合成一體，一是可回收大量的精煤；二是保證洗煤廠洗煤用水的同時，可實現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，既可節(jié)約用水，又可節(jié)約清水；三是減少了污水的外排，保護了環(huán)境，同時還能取得良好的經濟效益和社會效益。

井下污水處理。目前推廣的經濟型水泵工藝或區(qū)域化水泵工藝所采用的煤泥水處理系統(tǒng)都是按閉路循環(huán)設計的。在井下中央硐室采用斜管沉淀倉對采區(qū)分級脫水后的煤泥水進一步凈化處理，大部分煤泥水凈化后在井下供采掘循環(huán)使用。只有少部分經過濃縮后的高濃度煤泥水用小流量高揚程煤泥泵排至地面入洗煤廠或脫水廠處理。對于小型煤礦，地面無洗煤廠，就把所產生的煤泥水都在井下中央硐室處理，中央硐室采用濃縮旋流器和高頻振動篩對煤泥水進一步處理，可以做到煤泥水不升井。在大中型礦井中工作的轉載機、采煤機、掘進機等使用的液壓油、齒輪油以及液壓支架使用的乳化液。由于管理不善產生泄露，隨礦井水排至地面污染環(huán)境。應采取如下措施：一是要加強對設備的管理；二是要完善各類用油設備的密封性能，防止漏油；三是研究開發(fā)水介質單體液壓支柱，不使用乳化液。對于井下防滅火的灌漿和水砂充填處理采空區(qū)的充填污水，可在井底硐室處理后循環(huán)使用。

4 煤礦廢水處理主要工藝

傳統(tǒng)方法對污水進行處理主要采取石灰澄清、重碳酸化、絮凝、沉降、過濾和氣等方法。根據污水中，具體的污染的成份的不同采取的方法也各有差異。傳統(tǒng)方法處理存在著工藝較復雜、凈水后利用率較低、使用的化學物品相對消耗量增大等弊端，由于沒有辦法徹底去除生物絮體以及膠體等物質，致使清洗必須頻繁，從而影響出水的水質。

4.1 對于酸性水的凈化及處理工藝

在酸性水中加入堿性緩蝕劑進行中和，把酸性水中有有益的成分如金屬離子進行回收，從而改變水的性質。對于沒有回收價值的酸性水。目前國內的大多數煤礦基本都采取中和法，用石灰或石灰廠做為中和劑加以中和。通常有三種工藝：一是直接投加石灰法，將石灰配制成石灰乳，投入反應溝，流入反應池，對水中的Fe2+，要進行曝氣氧化，中和生成物CaSO4。和Fe(OH)2，在沉淀池中沉淀后除去；一是石灰石中和滾筒法，將石灰石置于滾筒內，由于滾筒的旋轉，石灰石相互撞擊摩擦，破壞其表面生成的難溶性CaSO2。膜，擴大酸性水與石灰石的接觸面，使中和反應繼續(xù)進行下去，生成的CO：以及水中原有的Fe2+要以曝氣池曝氣，促使CO：從水中溢出，使Fe2+離子氧化成Fe3+離子，后者水解后生成沉淀除去；三是升流式變?yōu)V速膨脹中和法，將細顆粒石灰石或白云石裝入圓錐體形的中和塔，水流自下而上通過濾料，濾速下部快上部慢，中和反應得以充分進行，出水含有CO：經曝氣裝置吹脫后，pH值升高時，F(xiàn)e2+離子也被氧化為Fe3+離子去除。

4.2 含有毒有害元素或放射性元素礦井水的凈化處理。首先去除懸浮物，然后對其中不符合標準水質的污染物進行處理，對含氟水，可用活性氧化鋁吸附除去氟，也可用電滲析法除鹽的同時除氟。含鐵、錳水，通常采用混凝、沉淀、吸附、離子交換和膜技術等處理方法。實際礦井水大多數為復合型水，在設計水處理工藝時必須查清水質和水量，然后考慮水處理單元操作的取舍和優(yōu)化組合。通常礦井水都含有或多或少的懸浮物，因此含懸浮物的處理工藝對于任何類型中對地下水資源的保護措施，留設足夠有效的防水的礦井水都是處理前的第一步驟。

4.3 上世紀90年代以來污水生物處理新工藝、新技術的研究開發(fā)應用取得了很大成就，許多新工藝應運而生，這些新工藝的共同特點是：高效、穩(wěn)定、節(jié)能，并具有脫氮除瞵等多功能。較典型的工藝有：

4．3.1 A2/O工藝

該工藝是厭氧，缺氧，好氧生物脫氨除磷工藝的簡稱，是70年代由美國專家在厭氧一好氧除磷工藝(A／O)的基礎上開發(fā)的。

4.3.2 SBR工藝（序列間歇式活性污泥法)是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活l哇=污泥法

4．3.3 BAF工藝(曝氣生物濾池工藝)

是90年代初開發(fā)的新型微生物附著型污水處理技術，能同時完成生物處理與固液分離，通過調整濾池結構形式而成為具有脫氮除磷功能的組合工藝。BAF作為一種膜法污水處理新工藝，與傳統(tǒng)活性污泥法和接觸氧化法相比，具有以下的優(yōu)點：

具有較高的生物濃度和較高的有機負荷；工藝簡單、出水水質好；抗沖擊負荷能力強。由于整個濾池中分布著較高濃度的微生物，其對有機負荷、水力負荷的變化不象傳統(tǒng)活性污泥那么敏感，同時無污泥膨脹問題；氧的傳輸效率高；易掛膜、啟動快；菌群結構合理；自動化程度高；脫氛效果好。

4．3.4 連續(xù)膜過濾技術

CMF技術的核心是高抗污染膜以及與之相配合的膜清洗技術，可以實現(xiàn)對膜的不停機在線清洗清洗，從而做到對料液不間斷連續(xù)處理，保證設備的連續(xù)高效運行。

CMF目前主要用于大型城市污水處理廠二沉池生水的深度處理回用，海水淡化或大型反滲透系統(tǒng)的預處理。地表水地下水凈化、飲料澄清除濁等。

4.3.5 膜生物反應器

膜生物反應器是膜分離技術和生物技術結合的新工藝。用在污水廢水處理領域，利用膜件進行固液分離，截留的污泥或雜質回流至(或保留)在生物反應器中，處理的清水透過膜排水，構成了污水處理的膜生物反應器系統(tǒng)，膜組件的作用相當于傳統(tǒng)污水生物處理系統(tǒng)中的二沉。MBR MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纖維膜，目前主要以中空纖維膜為主。

4.3.6 反滲透技術

反滲透技術始于二十世紀六十年代，是一種以壓力為驅動力的膜分享技術。這種技術是一種從海水、苦成水進行淡化而發(fā)展起來的。也叫化淡化技術。本技術具有無相變、組件化、流程簡單、操作方便、占地面積小、投資小、能耗低等特別。所以發(fā)展非常快。應用也非常廣。

建設文明礦區(qū)，共同維護我們的綠色家園，是每一個企業(yè)及每一個個人都必須從我做起的目標。我們不能為經濟的發(fā)展，大力開發(fā)的同時，給后人留下大量的隱患。在科技發(fā)達的今天。我們務必將工業(yè)的發(fā)展及綠色環(huán)保齊頭并進。

參考文獻

[1]張世雄．礦物資源開發(fā)工程[M]．武漢：武漢工業(yè)大學出版社，2000：410-418．

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關鍵詞：河道污染；生物治理；河岸治理；河道修復；水質

1 河道污染治理的現(xiàn)狀

據2015年統(tǒng)計，我國部分城市河段污染較重，全國十大水系水質一半被污染，31個大型淡水湖泊17個污染，9個重要海灣水質均差，黃淮海流域70%以上河段受到污染。因此，河道治理乃至水環(huán)境治理在當今的環(huán)保產業(yè)中占據十分重要的地位。

河道污染的治理方法主要有物理方法、化學方法及生物方法等，而生物方法相對具備投資較低、環(huán)境影響小、二次污染威脅小、長期效果質量高等特點，是一種未來應用更為廣泛的健康治理方法，本文主要針對河道污染的生物治理提出一些可行性建議。

2 河岸治理

2.1 生態(tài)護坡

平原河道護坡應盡量減少混凝土用量，優(yōu)先采取自然的土質岸坡、自然緩坡、植樹、植草、干砌塊石等各種淺護坦為水生植物生長、繁育及兩棲動物棲息繁衍活動創(chuàng)造條件。土堤可采用植?、种产L蛻物袋等工程措施，以利于保護河道和生態(tài)環(huán)境的改善；為便于河道管理，防止河岸邊坡耕作，可設置防護帶，以確保堤防安全。

2.2 建設下凹綠地

發(fā)揮綠地截留降雨徑流污染物的能力，將傳統(tǒng)的綠地改造成下凹式綠地，內部采用人工土構建快速滲濾系統(tǒng)，充分發(fā)揮植被和土壤對城市降雨徑流污染物的截留作用。

2.3 植被淺溝

植被淺溝是指在地表溝渠中種有植被的一種工程性措施，一般通過重力流收集處理徑流雨水。當雨水流經淺溝時，在沉淀、過濾、滲透、吸收及生物降解等共同作用下，徑流中的污染物被去除，達到雨水徑流的收集利用和徑流污染控制的目的。

3 河道修復技術

3.1 活性污泥法

活性污泥法處理污水，是利用活性污泥在廢水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用，去除廢水中有機污染物的一種廢水處理方法。它本質上與自然界水體自凈過程相似，只是經過人工強化，污水凈化的效果更好。故此法具有一定的局限性，需要廢水中含有足夠的可溶性易降解有機物；混合液含有足夠的溶解氧；活性污泥在池內呈懸浮狀態(tài)；活性污泥連續(xù)回流、及時排除剩余污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥；無有毒有害的物質流入。

3.2 生物接觸氧化法

生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內設置填料，池底曝氣對污水進行充氧，并使池體內污水處于流動狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。

生物接觸氧化法是以附著在載體（俗稱填料）上的生物膜為主，凈化有機廢水的一種高效水處理工藝。具有活性污泥法特點的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點。在可生化條件下，不論應用于工業(yè)廢水還是養(yǎng)殖污水、生活污水的處理，都取得了良好的經濟效益。該工藝因具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負荷、運行管理方便等特點而被廣泛應用于各行各業(yè)的污水處理系統(tǒng)。

生物處理是經過物化處理后的環(huán)節(jié)，也是整個循環(huán)流程中的重要環(huán)節(jié)，在這里將去除氨氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氫等有害物質，對以后流程中水質的進一步處理將起到關鍵作用。如果能配合JBM新型組合式生物填料使用，可加速生物分解過程，具有運行管理簡便、投資省、處理效果高、最大限度地減少占地等優(yōu)點。

3.3 膜生物反應器

膜生物反應器（Membrane Bio-Reactor，MBR）為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術末端二沉池，在生物反應器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少污水處理設施占地面積，并通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量。主要利用膜分離設備截留水中的活性污泥與大分子有機物。膜生物反應器因其有效的截留作用，可保留世代周期較長的微生物，可深度凈化污水，同時硝化菌在系統(tǒng)內能充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。

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在生產流程中,為了減少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技術,研制具有特別功能的“工程菌”或“工程細胞株”,例如,在農業(yè)領域使用生物農藥無毒、安全、無污染等;利用生物質能源能極大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化學反應,使生產過程能源、原料的消耗降低;綜上所述,生物工程技術對于生態(tài)環(huán)境保護意義重大。

2生物工程在環(huán)境監(jiān)測的應用

環(huán)境保護工作中的一個重要環(huán)節(jié)就是監(jiān)測環(huán)境污染,應用化學儀器分析以及生物監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測的重要方法?？梢岳没蚬こ碳夹g改造過的微生物、指示生物、生物芯片技術、生物傳感器技術、分子生物學等技術監(jiān)測環(huán)境污染。近年來,環(huán)境監(jiān)測也可以通過研究較多的有聚合酶式反應技術(PCR技術)、酶聯(lián)免疫吸附技術(ELISA)、核酸探針、生物傳感器、生物熒光方法等生物高新技術。土壤、沉積物、水樣等環(huán)境標本的細胞檢測可以通過PCR技術完成。水體中的BOD、酚、NO3、有機磷,以及大氣中的CO2、SO2、NOx的含量及濃度分析都可以用生物傳感技術測定。今后,由于其快速、靈敏、特異性強的特性,生物工程技術將在環(huán)境監(jiān)測中廣泛應用。

3生物工程在廢水處理中的應用

需要一個由多種方法組成的多層次處理系統(tǒng)將廢水中所含的多種污染物質處理。預處理多為物理方法,化學方法容易產生二次污染;利用生物的新陳代謝作用,對廢水中的污染物質進行轉化和穩(wěn)定,將廢水中污染物轉化為無毒、無害、穩(wěn)定的物質,這種方法就是利用生物工程措施在廢水凈化中的應用。固定化微生物技術。利用基因工程技術將一些具有特異性的優(yōu)勢菌種不斷得到改造或創(chuàng)造,將這些具有脫色菌、脫氮、脫磷等高效專性菌進行固定化后,菌體密度提高,這種技術應用于廢水處理,有利于提高生物反應器內微生物(尤其是特殊功能的微生物)的濃度,有利于微生物抵抗不利環(huán)境的影響,有利于反應后的固液分離,縮短處理所需的時間。生物反應器技術。在活性污泥中加入固定載和流動載體,以及好氧和厭氧固定膜的反應器,極大的增加了反應體系中的生物量和生物類群,運用發(fā)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發(fā)揮。此法處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現(xiàn)自動控制、運行管理簡單。生物強化處理技術。通過向傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的濃度,增強對難降解有機物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物處理體系對難降解有機物的去除效能。在水污染治理中的應用主要有:治理高濃度有機廢水;有毒、有害難降解污染物的治理;脫氮除磷等。

4應用生物工程技術處理固體廢棄

物固體垃圾處理通過物理的手段(如粉碎、壓縮、干燥、蒸發(fā)、焚燒等)或生物化學作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以縮小其體積、加速其自然凈化的過程。焚燒、填埋等常規(guī)處理方式不能從根本上解決污染問題,污泥直接焚燒的熱值過低,還要治理有害氣體、粉塵污染,污泥焚燒的一次性投資和運行成本過高,采用現(xiàn)代生物技術處理這些有機物,把有機廢棄物發(fā)酵成為有機肥或營養(yǎng)土去肥沃土地,再把植物變成食物,這是適應大自然自身規(guī)律的一種處理和循環(huán)利用方式。生物工程技術在消除白色污染方面意義重大,主要表現(xiàn)為:(1)通過基因工程技術可篩選優(yōu)勢微生物、構建高效降解菌,并通過發(fā)酵工程技術大量培養(yǎng),可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技術將能編碼降解蛋白的基因導入某一土壤微生物中,使他們共同發(fā)揮各自的功能和作用,迅速將塑料等白色污染物降解。

5應用生物工程治理大氣污染廢氣

的生物處理和空氣凈化是一種利用微生物吸附分解有機物能力和降解惡臭物質與有機廢物的方法,主要方法有生物洗滌、生物過濾、生物吸附法等。這些方法具有成本低、效率高、安全性好和無二次污染等優(yōu)點。

6應用生物工程治理土壤污染土壤污染

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【關鍵詞】 光催化氧化；有機廢水處理；深度處理

難降解有機廢水的治理作為環(huán)保領域的重要課題已受到全球范圍的重視[1]。當前生物技術被認為是處理有機污染物應用前景最好的方法，但對許多有機化合物作用不大，如對微生物有毒害作用、對微生物降解有抵制或抑制作用，影響微生物降解，從而影響有機廢水的綜合處理效果，難以滿足廢水達標排放的要求。近年來有關污水的治理研究已逐步轉向化學轉化法，即通過化學反應使污染物得到破壞而實現(xiàn)無害化。

1 光催化氧化技術國內外研究進展

光催化氧化是20世紀70年代興起的水處理工藝，自1961~1996年的36年間共有47個國家和地區(qū)的科學家從事光催化研究[2]，其中日本、美國、俄羅斯和中國這四個國家在光催化研究方面處于領先地位。

目前國內外關于光催化降解有機物的理論研究尚處于探索開拓階段，大多數研究停留在證實過程可行性的水平上，即僅限于基本方法的研究。且目前的試驗研究中對已經考察的有機污染物種類也十分有限，水處理的實驗對象多用于化學試劑溶入去離子蒸餾水模擬工業(yè)廢水。而實際的工業(yè)廢水通常含有多種污染物，對于這種多組分體系的光催化轉化過程的實驗研究極少[3-4]。美國、日本、加拿大等國已嘗試將光催化氧化技術應用于水處理，據報道目前只有美國建立了用太陽光作為光催化反應系統(tǒng)光源的試驗裝置[5]，并進行了大量有效的試驗。其他國家的研究均處于模擬試驗階段，我國采用光催化處理有機廢水的研究工作尚處于起步階段，大都還限于實驗室研究水平，尚未有把該技術投入實際應用的報道[1、2]。

2 光催化氧化原理

催化氧化法是對化學氧化法的改進與強化，根據所采用的不同改進措施，發(fā)展出了濕式催化氧化法、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較多且應用前景較好的一項技術。

光催化氧化過程就是在水中加入一定量的光敏半導體材料(如TiO2)，結合具有一定能量的光照射（紫外光），在水中產生氧化能力很強的羥基自由基氧化水中污染物，將有機物逐步氧化成無機物，最終生成CO2、H2O及其它的無機離子如NO3-，PO43-等。這種光催化氧化技術對有機物分子結構具有很強的破壞作用，使長鏈分子變成短鏈分子(一些有機物甚至最終能被分解成二氧化碳和水)，從而增強了微生物對有機污染物的降解性能，有效地提高了對有機污染物的處理效率。

3 光催化氧化技術優(yōu)點

光催化氧化是一種新型現(xiàn)代水處理技術，具有工藝簡單、能耗低、易操作、無二次污染等特點，尤其對一些特殊的污染物比其他氧化法有更顯著的效果[5]。在1989年美國環(huán)保局公布的129種基本污染物中，有9大類共114種有機物，國內外的研究表明光催化氧化法對大部分有機物有較大的降解作用。

4 光催化氧化技術處理廢水的影響因素

光催化氧化技術在處理廢水時其降解效果受催化劑用量、pH值、光照強度、光照時間、水中的溶解氧等因素的影響[6]：(1) 催化劑用量要適當，投加量過少，有效光子不能完全轉化為化學能，而投加量過多，會造成光散射，降低反應速度。(2) 光催化氧化法降解有機物時，去除率可能先上升后又下降、再上升，這是由于廢水中大分子有機物分解為小分子有機物的難易程度所致。(3) 光催化氧化法有耐沖擊負荷的優(yōu)點，能有效降解的廢水濃度范圍較寬。(4) 光催化氧化法降解速率受pH影響較大。在高pH和低pH時反應速率較快。(5) 在一定條件下，適當增加光照強度能提高廢水有機物降解效果，但太大時存在中間氧化物在催化劑表面的競爭性復合，提高效果不明顯。(6) 光催化氧化反應需要消耗水中的氧氣。氧在該反應中是光致電子的俘獲劑、?OH的重要來源以及羥基化產物進一步的氧化反應劑，它能有效地抑制電子-空穴對的簡單復合，提高光子效率。

5 光催化氧化技術應用前景

光催化氧化法由于其自身的優(yōu)點，用于處理水中的有機污染物的研究已經越來越受到人們的重視，作為一種新興的水處理技術，有著廣闊的應用前景。其在徹底氧化水中有機污染物和可以利用太陽能而節(jié)約能源等方面有著突出的優(yōu)點，特別是當水中有機污染物濃度很高或用其它技術方法很難降解時，有著更明顯的優(yōu)勢。此外，近幾年高效率的光催化劑、光電結合的催化方法以及應用太陽能技術的研究和應用的進步，使得光催化應用在水凈化領域有著良好的市場前景和經濟、社會效益。

高濃度有機廢水的處理是一項難度較大的工作。為有效地解決有機廢水造成的污染問題，國內外都在致力于新技術的研究與開發(fā)。目前，在北美洲，以加拿大為核心的先進氧化技術的應用研究正在蓬勃興起，為有機廢水處理技術的研究開拓了一個新的研究方向[7]。其中紫外光催化氧化技術的研究格外引人注目，當前的一系列研究表明這項新技術具有新穎性、高效性，與現(xiàn)有有機廢物多采用的焚燒處理法相比較，投資少，如配合生物處理法，可以解決大多數有機物造成的污染問題，具有很好的應用前景。

目前的研究表明，光催化氧化技術由于其高效節(jié)能，工藝簡化和清潔無毒，可望在以下幾個方面得到廣泛應用[8]：①用于飲用水的深度處理，去除水中微量有機污染物。②用于工業(yè)廢水的處理，去除其中的有機污染物和有毒的無機離子如Cr2O72-、CN-、Pb2+、Hg2+等。

然而，迄今為止的研究大部分還停留在實驗室階段，未來的研究將集中于以下幾個方面：①制備高效率的催化劑，通過在催化劑表面負載惰性金屬或利用摻雜其它物質改變催化劑晶形結構的方法，降低能帶寬度，使其能被長波光激發(fā)，提高對太陽光的利用率。②尋找合適的載體和固定化方法，制備負載型催化劑。利用載體和催化劑的復合功能，例如使用具有吸附功能的載體，將吸附、降解、分離有機地結合起來，克服懸浮相催化氧化中，催化劑易凝聚且難以分離回收、活性成分損失大等特點。③并結合負載型催化劑的制備，設計出高效、多功能、實用型的水處理裝置，解決光催化氧化的實際應用問題。

參考文獻

[1] 葉慶國等．光催化氧化法降解丁醛廢水．青島化工學院學報，2000，21（3）：206-208

[2] 石慶平等．光催化研究與發(fā)展的文獻計量分析．催化學報，1999，20（3）：293-295

[3] 李琳．多相光催化在水污染治理的應用．環(huán)境科學進展，1994，2（6）：23-30

[4] 張彭義等．半導體光催化劑及其改性技術進展．環(huán)境科學進展，1997，5（3）：1-5

[5] 胡將軍等．光催化氧化處理有機廢水．環(huán)境污染與防治，2000，22（1）：31-32

[6] 溫東輝等．高濃度降解有機廢水的催化氧化技術發(fā)展．環(huán)境科學，1993，15（5）：88-91

[7] 吳東平等．紫外光催化氧化技術處理有機污染物的研究動態(tài)．環(huán)境工程，1998，16（3）：64-67