導語：如何才能寫好一篇硅藻土在污水處理中的作用，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。

篇1

Abstract： With the increase of the amount of municipal wastewater， the composition of water quality becomes more and more complex. As a new type of sewage treatment material， diatomaceous earth has better adsorption effect. This paper describes the research progress of diatomaceous earth and modified diatomaceous earth in wastewater treatment， and the comparison of the removal efficiency of pollutants before and after modification. Through the comparison， the advantages and disadvantages of diatomaceous earth and modified diatomaceous earth in water treatment are summarized. As a new kind of adsorption material， it provides theoretical basis of the research on wastewater treatment.

關鍵詞： 污水處理；硅藻土；改性硅藻土

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(fā)展和人民生活水平的提高，城鎮(zhèn)污水排放量在增大、水中的污染物組分也越來越復雜，對現(xiàn)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(yōu)、投資少等優(yōu)點被廣泛應用于工業(yè)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(yè)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(wěn)定，以及耐酸等優(yōu)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(shù)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(zhèn)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(shù)，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(wěn)定性好、易操作和成本低等優(yōu)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(tài)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(yè)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(yōu)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(yè)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(fā)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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[3]王煒亮，李光明，趙修華，等.硅藻精土處理城鎮(zhèn)污水試驗研究[J].工業(yè)水處理，2005，25（11）：25-27.

[4]沈巖柏.硅藻土在水處理中的吸附特性研究[D].東北大學，2003.

[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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[13]曹亞峰.硅藻土的改性及其在含鐵廢水處理中的應用[D].中南林業(yè)科技大學，碩士學位論文，2010：21-40.

篇2

>> 硅藻土過濾技術在游泳池水處理中的應用 紫外線消毒工藝在給水處理中的應用 硅藻土及改性硅藻土在污水處理中的研究 紫外線消毒技術在水處理中的應用 紫外線消毒系統(tǒng)在市政水處理中的應用 紫外線消毒技術在污水處理中的應用 紫外線消毒技術在水和污水處理中的應用 淺談游泳池水處理工藝 硅藻土預涂膜過濾器在酸浴過濾中的成功運用 臭氧＋紫外線＋高溫 硅藻土在工業(yè)污水處理中的應用研究進展 硅藻土在工業(yè)污水處理中的應用分析 紫外線消毒馬桶 五星級酒店恒溫游泳池水處理工藝的研究 紫外線消毒技術在河南省某市污水處理廠中的應用 游泳池水臭氧消毒系統(tǒng)設計問題初探 闡述硅藻土在污水處理方面的應用現(xiàn)狀 污水處理中硅藻土的應用分析 A/O+硅藻土處理工藝中硅藻土池設計優(yōu)化實驗研究 硅藻土/纖維素復合助濾劑在微污染原水處理中的應用 常見問題解答 當前所在位置：中國 > 政治 > 硅藻土過濾分流量全程式紫外線―臭氧消毒工藝在中小型游泳池水處理中的應用 硅藻土過濾分流量全程式紫外線―臭氧消毒工藝在中小型游泳池水處理中的應用 雜志之家、寫作服務和雜志訂閱支持對公帳戶付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，請告知我們")

申明:本網(wǎng)站內容僅用于學術交流，如有侵犯您的權益，請及時告知我們，本站將立即刪除有關內容。 摘要 ：通過對實際工程中硅藻土過濾，分流量全程式紫外線-臭氧消毒工藝的應用，闡述了游泳池過濾、消毒工藝特點及工程建設體會。

關鍵詞 硅藻土過濾 分流量全程式紫外線-臭氧消毒

隨著人們生活水平不斷地提高，游泳也逐漸成為人們生活中不可欠缺的體育運動項目之一，近幾年來，在住宅小區(qū)，學校及酒店等陸續(xù)建設了大批中小型游泳池及水上游樂池等設施，這些場館設施的興建，帶動了游泳池的水處理技術的發(fā)展，并且不斷地得以改進。游泳場館是人們健身、休閑、娛樂的場所，為了保證有一個安全、舒適的游泳池環(huán)境，游泳池水的凈化、消毒是游泳池設計中的重要環(huán)節(jié)。因此游泳池水的處理環(huán)節(jié)不僅要提供一個清澈透明水體，更要提供一個具有持續(xù)消毒殺菌，免受病菌感染功能的水質環(huán)境。以下就工程實例對這些重要環(huán)節(jié)加以論述。

本工程為太鐵文化活動中心室內游泳館，位于太原市太鐵佳苑經濟適用房住宅小區(qū)內，游泳館內設室內恒溫公共游泳池，池體尺寸25.0mX17.0m，. 水深1.35m～2.0m，泳池采用混流式循環(huán)給水的方式。游泳館層高 9.6m。每場次人數(shù)100人. 泳池設計參數(shù)見附表。由于游泳館建于經濟適用房住宅小區(qū)內，在保證泳池水質符合國家現(xiàn)行行業(yè)標準《游泳池水質標準》CJ244 的同時，游泳池配套設備的占地面積，初次投資設備的資金都有一定的限制要求。為此在游泳池配套設備選擇上，第一，從安全第一考慮，在池水凈化上選用可再生硅藻土過濾器作為池水過濾設備;第二，池水消毒上我們優(yōu)選了分流量全程式紫外線+臭氧消毒+少量長效氯消毒工藝;第三，池水加熱及洗浴熱水采用BTRE容積式燃氣熱水器做為熱源。在有限的資金使用中，由于工程采用分流量泳池工藝，不僅節(jié)約了泳池設備機房的面積，還節(jié)約了泳池日常的運行的費用，更主要的是采用目前較為先進的游泳池的水處理工藝，大大提高了游泳池水質環(huán)境的品質，為小區(qū)健身的人們提供了蔚藍池水、安全、舒適的游泳池環(huán)境。以下就太鐵室內游泳館工程建設的實例談談體會。

表1

序號

名稱

游泳池

序號

名稱

游泳池

序號

名稱

游泳池

序號

名稱

游泳池

01

泳池表面積m2

425 （17x25）

05

循環(huán)周期 h

4

09

均衡水箱有效容積m3

25

13

出水濁度NTU

0.1

02

池體深度 m

均深1.65

06

循環(huán)流量m3 /h

183.6

10

池水設計溫度℃

28

14

過濾器濾速 m/s

4

03

池水總容積

m3

701.25

07

日補水量 m3

56（8%）

11

補充水設計溫度℃

10

15

初次充水換熱量KW

365

04

循環(huán)方式

混流

08

初次充水時間 h

24

12

初次加熱時間 h

48

16

恒溫維持換熱量KW

225

分流量全程式池水循環(huán)水處理工藝流程

1 池水循環(huán)

《游泳池給水排水工程技術規(guī)程》中要求，對于公共游泳池宜采用逆流式或混流式循環(huán)給水的方式，采用何種方式，更能符合工程的要求？首先，我們遵循泳池的循環(huán)應保證被凈化的水能均勻到達游泳池的各個部位、應保證池水能均勻、有效排除，并回到池水凈化處理系統(tǒng)進行處理的原則;其次，根據(jù)太鐵文化活動中心位于北方地區(qū)住宅小區(qū)內的地理特點、以及泳池雜質負荷較大等因素，我們決定采用混合流池水循環(huán)方式。這種給水形式是將游泳池的全部循環(huán)水量，經設在游泳池底的給水口送入游泳池內，而將60～70%循環(huán)水量經設在池壁外側的溢流回水槽重力回至均衡水箱，另外40～30%循環(huán)水量經游泳池底回水口取回，并將這兩部分的循環(huán)水量合并在一起送入過濾器，去除回水中的雜質，降低回水的混濁度。采用了這種既有逆流式循環(huán)給水方式的優(yōu)點，還有順流式池底回水能依靠水流沖刷并帶走池底部分沉積物優(yōu)點的循環(huán)方式，最大程度上保證了池水循環(huán)中池水表面污物、池底沉積物有效的消除，是本次工程的特點之一。

2 池水凈化

池水過濾的目的就是要去除游泳者帶入的微生物、懸浮物和固體顆粒。池水凈化設備的選擇是保證池水出水品質的關鍵，目前池水的凈化多采用石英砂及硅藻土過濾工藝。硅藻土是一種多孔性化石，孔徑分布范圍大，孔隙率高，吸附液體的能力強，其顆粒表面帶有負電荷，可有效地吸附有機化合物、高分子聚合物、蛋白質、金屬離子等，它具有滅菌效果好、體積小、工作周期長、可重復利用的優(yōu)點。過去我國此項工藝主要應用于食品行業(yè)，隨著近年來水資源的緊缺和人們休閑娛樂時對人工水體水質的感官要求的提高，處理設備的節(jié)水、節(jié)能能力以及處理效果越來越受到專業(yè)人士的重視，隨之硅藻土預涂膜過濾設備在游泳池循環(huán)水系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用，其處理效果和節(jié)水節(jié)能的能力逐步得到認可。工程中傳統(tǒng)石英砂與硅藻土過濾工藝的選擇主要從以下幾個方面加以考慮：水質方面、成本控制方面、資本設備及運營成本方面。經過上述幾項指標比較，我們在工程中選用了材質為玻璃纖維纏繞燭式可再生硅藻土過濾設備。硅藻土過濾設備又分為：燭式可再生過濾器，板框式過濾器。燭式可再生硅藻土過濾器比板框硅藻土過濾器優(yōu)勢不僅初次投資低，而且由于燭式結構硅藻土過濾器始終是單向水流工作，因此不用擔心硅藻土會進入游泳池，影響泳池的水質。再者由于燭式硅藻土過濾器本身結構的特點，燭式硅藻土過濾器比板框過濾器掛膜更加簡單，使得泳池在日常運行管理上更為簡單、方便。下面通過與石英砂過濾進行比較、從多方面闡述選擇硅藻土過濾的原因，并由此體現(xiàn)硅藻土過濾的特點。

水質方面：

（1）過濾介質的微粒越小，過濾效果越好。當采用硅藻土過濾時，一次過濾可除去水中99.9%的雜質，能濾除2μm及2μm以上的各類雜質。

（2）單臺過濾面積大，可大幅度延長過濾周期;

（3）過濾精度高，無需投加絮凝劑，可減少多達25%的化學品用量。

（4）可除去水中的大腸菌、隱孢子蟲、賈第鞭毛蟲等細菌、病菌。

成本控制方面：

（1）節(jié)省土建施工費用――硅藻土過濾器所占用空間僅為傳統(tǒng)石英砂過濾器的四分之一;

（2）節(jié)約用水――最節(jié)水的反沖，使硅藻土過濾器反沖水量只有砂過濾器的1/10;

（3）減少了化學藥品的使用量――過濾精度高，無需投加絮凝劑。

（4）降低能耗――反沖洗水的大幅下降，直接減少了用于與補給水有關方面的再加熱、化學用品和燃料的用量。

（5）節(jié)省電力――與傳統(tǒng)石英砂過濾器相比，硅藻土過濾器運行時的總動壓頭更低。從而節(jié)省了馬達功率、資本設備及運營成本。納污能力在保持設定的再循環(huán)速度的同時延長了過濾周期。在與變頻驅動配套使用效果中，經查詢可省電30%以上。

3 池水消毒

游泳池是供人們在水中健身、休閑的活動場所，池水在使用過程中要與人體各個部位直接接觸，因此泳池水必須經過嚴格的消毒處理。池水消毒要達到目的有：一，殺滅池水中的致病菌，氧化去除溶解在水中的雜質，如汗液、尿液等，保護游泳者的健康;二，根據(jù)水質標準規(guī)定的范圍嚴格控制池水中細菌、微生物的數(shù)量，防止游泳者之間的交叉感染。

池水消毒方法分為化學方法（即氯化作用、氧化作用）和物理方法（即紫外線照射）。目前，主要通過氯系消毒劑、臭氧消毒劑、紫外線消毒這三種方式進行游泳池水消毒：

1、氯系消毒劑雖然有高效殺菌的效果，但是在以往使用中存在許多的問題，因此在室內公共泳池消毒處理方式的選擇上，都不會大量使用此消毒。

2、臭氧及其二次產物（如羥基）具有最強的殺菌及滅毒的作用，它可作為氧化劑和消毒劑使用，并且它能殺滅氯系消毒劑不能殺滅的病毒和隱孢子蟲，氧化溶解鐵、錳、有機物、非有機物并對其進行微絮凝，減少混凝劑用量和提高過濾效果，抑制和祛除藻類生長，除色、除味、除嗅、從而提高池水的透明度，使池水清澈發(fā)藍。臭氧消毒還可以將氯用量降到最低。臭氧屬于目前國際公認的環(huán)保型綠色殺菌劑，隨著臭氧技術的發(fā)展及逐步的成熟，設備造價的降低，臭氧消毒的應用越來越廣泛。因此本工程優(yōu)先選用了臭氧做為主要消毒劑來使用。

3、紫外線消毒也是目前使用的最有效的消毒方式之一，它的滅菌機理是：細菌和病毒受到紫外線照射后，紫外光譜能量被細菌核吸收，使微生物核酸結構遭到破壞，遺傳機制發(fā)生變化，導致細菌無法繼續(xù)分裂和繁殖，最終死亡。由于臭氧消毒不能長效持續(xù)滅菌，因此要在這種消毒工藝上加設少量氯。雖然氯在殺滅細菌的同時會與水中的有機物如尿素形成氯胺，氯胺的揮發(fā)性很大，是造成室內游泳池大廳內特殊氣味的主要化合物，對人的眼、耳、鼻、喉黏膜、皮膚等產生刺激;同時，揮發(fā)到空氣的氯胺對鋼結構也會造成腐蝕。但紫外線在殺滅細菌的同時，可以有效分解水中氯胺濃度。

通過上述各種消毒的殺菌機理的對比，我們得出一個結論：盡量少用氯。同時在制定一個高品質泳池消毒方案時，應做到以下幾個方面：高效控制微生物數(shù)量;大幅度降低氯胺、三鹵甲烷含量;保證水體清澈透明、水質優(yōu);維持室內空氣新鮮;減少對人體有害的物質的產生;避免使用活性炭氧罐;降低水中游離氯的含量;減少機房占用面積。同時還要結合環(huán)保、衛(wèi)生，考慮初次投資以及泳池日常運行上的經濟成本。經過綜合比較，本工程選用分流量全程式紫外線+臭氧消毒+少量長效氯消毒方式，它是一種物理、化學相結合的消毒方式，是目前較為先進的泳池消毒處理工藝。

臭氧消毒工藝按消毒水量可分為：全流量消毒處理、分流量消毒處理。按消毒處理后的水進入游泳池前是否脫除剩余臭氧可分為：全流量全程式、全流量半程式。顧名思義，全流量系統(tǒng)就是全部泳池循環(huán)水與臭氧接觸的方法，分流量系統(tǒng)就是部分泳池循環(huán)水與臭氧接觸的方法。分流量全程式紫外線+臭氧消毒系統(tǒng)，就是在一個臭氧發(fā)生模快中增加紫外線消毒，這是分流量系統(tǒng)的進一步發(fā)展。這種消毒系統(tǒng)很大成度上降低了初次設備的成本。對于初次投資有一定限制的工程，分流量全程式紫外線+臭氧消毒系統(tǒng)應為首選的方案。以下就各種消毒流程進行詳細闡述，明確本工程采用分流量全程式紫外線+臭氧消毒+少量長效氯系統(tǒng)的優(yōu)勢。一，全流量半程式臭氧消毒：全流量半程式系統(tǒng)中臭氧投加量宜為0.8-1.2 mg/L，一般采用由射流器中產生的負壓發(fā)生臭氧，射流器中飽和了臭氧的水再與主管水流合并，并在接觸罐中反應不低于二分鐘以達到殺菌的目的，并要求返回泳池的殘留臭氧應盡量降低，此殘留值的最高容許值為0.10 mg/L。游泳池水面上空空氣臭氧含量不得超過0.2 mg/Lm3.。這樣對于較大循環(huán)量泳池水在離開接觸罐時，水中殘留的臭氧均要在活性炭臭氧破壞層內分解掉，以保證返回池水中的臭氧低于0.06 mg/L。要使臭氧與水有足夠的反應時間，又要使殘留系統(tǒng)的臭氧不超過0.06mg/L，那就只有安裝體積龐大的接觸罐及活性炭破壞層，來吸收多余的臭氧。這樣至少有30～40%臭氧白白浪費掉。這一方法還帶來消耗接觸罐活性炭，使其氧化而顆粒變小以至滲入水中，并且活性炭層易積累微生物，過濾效率降低。二，分流量全程式紫外線+臭氧消毒：經過池水凈化過濾處理后的全部循環(huán)水量的25～30%進入射流管，臭氧投加量為0.4-0.6 mg/L并在接觸罐中不低于二分鐘后與系統(tǒng)水混合。由于?？熘性黾幼贤饩€消毒，紫外線能夠激發(fā)臭氧的活性，活性物質的氧化能力加大，殺菌大幅度增強，使得泳池消毒使用臭氧量降低，由此避免了泳池水中臭氧量過高.由于紫外線的作用，減小了接觸罐體積，也不必使用活性炭來分解臭氧，這樣對水質透明度更有了保證。此外，紫外線還可分解化合物，能很好地消除氯消毒劑產生的氯臭氣味。而且臭氧不會改變水的水質，其殺菌能力也不受池水酸堿度的影響。另外軍團菌是泳池中出現(xiàn)的極為危險的致病微生物，它能對抗余氯，但會被紫外光殺滅。因此在殺滅泳池里的軍團菌上其它的消毒工藝是不能替代紫外線的。由于臭氧對水中的氨、氮去除效果較差，對水中有機氯化物無氧化效果， 增加紫外線消毒可彌補臭氧消毒不足之處。而且氧化后的有機碳上升，可能造成水中細菌的再度繁殖。也就是說臭氧消毒方式不能提供長效持續(xù)消毒的功能。為了保證池水中有一定殘留殺菌劑，還要加氯消毒，使游離氯的氧化含量在0.4 mg/L左右。紫外線+臭氧消毒+少量長效氯消毒工藝中，大幅度降低了氯劑的使用量，使得對人體有害氯胺，三鹵甲烷很大程度的降低，從而上保證了游泳者的人身安全。從上述講解中，我們可看到本項工程選用分流量全程式紫外線+臭氧消毒+少量長效氯系統(tǒng)是最為合理的池水消毒方案。

4 池水加熱

篇3

關鍵詞：污泥調理；殼聚糖；硅藻土；聯(lián)合調理；污泥比阻

中圖分類號：TU992.3文獻標志碼：A文章編號：16744764（2017）01014007

收稿日期：20160720

基金項目：西華大學研究生創(chuàng)新基金（ycjj2016175）

作者簡介：李瀾（1992），男，主要從事研究方向為污染控制理論與技術研究，（Email）。

谷晉川（通信作者），男，教授，碩士生導師，（Email）。

Received：20160720

Foundation item：Graduate School of Xihua University Innovation Fund Project（ycjj2016175）

Author brief：Li Lan（1992）， main research interests： direction for pollution control theory and technology，（Email）.

Gu Jinchuan（corresponding author）， professor， master supervisor，（Email）.Performante of chitosan and diatomite recuperate municipal sludge

Li Lana，Gu Jinchuanb，Zhang Dehanga，Yang Hongmeia，Xu Chia， Xiao Yingxua，Chen Yia

（a.Civil Architecture and Environmental Engineering；

b.Biological Engineering Institute of Food，Xihua University， Chengdu 610039， P.R. China）

Abstract：Based on sludge specific resistance as the evaluation index， considering the sludge dehydration rate， filter cake moisture content and filtration time. To investigate the optimum condition of sludge conditioning with chitosan and diatomite， and the effect of improving sludge dewatering performance，and compared with the effect of polyacrylamide sludge conditioning. Results showed that first dose 0.5 g/g of diatomite recuperate sludge， add the 5 mg/g of chitosan with 30 r/min stirring speed to reaction in 150 s， sludge specific resistance decreased by 95.43%， dehydration rate rose to 91.02%， moisture content of sludge cake down to 83.13%， the filtering time dropped to 29.5 s.The effect of chitosan combined with diatomite recuperate sludge was significantly superior to that of independently conditioning by chitosan or diatomite， and the effect of combined conditioning improving overall performance of sludge dewatering was superior to that of polyacrylamide.

Keywords：sludge conditioning；chitosan；diatomite；combined conditioning；sludge specific resistance

S著社會經濟和城市化的發(fā)展，水處理領域的生產量在不斷的增長。截止2015年9月，中國污泥總量已經突破3 000萬t/年，處理率僅56%[1]。污泥中水分含量達到95%～99%，脫水縮小體積才便于進一步處置[2]。但污泥的成分、結構復雜[3]，污泥直接進行脫水處理往往達不到預期的處理效果，因此，一般在脫水前需對污泥進行調理（也稱為污泥的預處理）[4]，以改善其脫水性能、過濾性能、沉淀性能等[5]，從而實現(xiàn)經濟有效的處置污泥。因此，污泥調理技術成為污泥脫水處置的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的關鍵前置條件[6]。

污泥調理技術可按作用介質分類為物理法、化學法、生物法。物理法的應用局限性相對較為明顯，生物法的研究起源較晚，化學法是目前污水處理廠中應用最為廣泛的污泥調理技術[7]。隨著污泥處理規(guī)模的擴大，為了追求更理想的調理效果，研究者們逐漸開始嘗試多種調理試劑的聯(lián)合使用，以得到更好的調理污泥的效果[8]。關于聯(lián)合調理試劑的研究，目前研究者主要圍繞著聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化鋁等傳統(tǒng)調理劑開展研究較多，如Huang Peng等[9]研究PAM聯(lián)合蒙脫土、Li Xiaoxiao等[10]研究PAC聯(lián)合聚二甲基二烯丙基氯化銨進行污泥調理。但有機合成高分子調理試劑大多具有生物毒性，且難以被生物降解，因此，天然、無毒、易生物降解的殼聚糖（CTS）替代有機合成高分子調理劑的研究已得到人們較多的關注[11]。殼聚糖又名脫乙酰甲殼質、甲殼胺、可溶性甲殼質，是甲殼素脫乙酰基的產物，在天然高分子多糖中是唯一的堿性氨基物質[12]。目前，殼聚糖調理污泥的研究大多集中在單獨調理方面，很少有關于其聯(lián)合調理污泥的研究報道。通過使用殼聚糖與硅藻土（DE）聯(lián)合調理市政污泥進行了研究，分析了其綜合脫水性能，探究了不同因素對調理效果的影響。

1試驗方法與材料

1.1試驗材料

試驗污泥取樣自成都市高新西區(qū)污水處理廠排泥池剩余污泥，未經濃縮且儲存不超過1 h，取樣當天分析污泥基本性質后，于恒定4 ℃冰箱中保存，每批次樣泥保存時間不超過5 d，試驗使用前，將污泥置于20±2 ℃氣浴30 min。污泥性質見表1。

表1污泥基本性質

Table 1Basic properties of sludgeMC/%SRF/（1010m?kg-1）pHDR/%FCM/%TTF/s99.03±0.091.76±0.226.81±0.1182.96±2.8994.36±1.13135.3±15.7注：MC槲勰嗪水率；SRF為污泥比阻；pH為污泥體系pH值；DR為脫水率（試驗抽濾參數(shù)非實際生產）；FCM為泥餅含水率（試驗抽濾參數(shù)非實際生產）；TTF為污泥抽濾一定體積（試驗取50 mL）所需時間。供試殼聚糖購于成都市科龍化工試劑廠，該殼聚糖為白色粉末狀，等級為生化試劑，脫乙酰度≥85.0%。使用前將殼聚糖溶解于冰乙酸溶液配制成1 g/L濃度，當天配置當天使用，放置時間不超過24 h。

硅藻土是一種生物成因的硅質沉積巖，它主要由古代硅藻的遺骸所組成，具有特殊多孔性構造。其化學成分主要由無定形的SiO2組成，可用SiO2?nH2O表示，礦物成分為蛋白石及其變種。試驗所用硅藻土為化學純，購于天津市科密歐化學試劑有限公司，成份含量見表2。

試驗使用的冰乙酸（色譜純），購自成都市科龍化工試劑廠；聚丙烯酰胺（工業(yè)試劑），分子量級為1 000萬，陽離子度為40%，購自成都佳駿科技有限公司。

表2供試硅藻土成份含量

Table 2The selected diatomite content成份指標含量/%SiO2≥98.945Fe≤0.03氯化物≤0.01硫酸鹽≤0.01重金屬（以Pb計）≤0.005鹽酸可溶物≤0.5其他≤0.5

1.2試驗儀器

試驗用到的主要儀器設備見表3。另有試驗室自制布氏抽濾裝置一套。表3主要儀器設備

Table 3The main equipment名稱型號生產廠商電子分析天平BS124S北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司六連同步電動攪拌器JJ4江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠試驗室超純水器UPTⅡ20成都優(yōu)越實業(yè)有限公司pH計PHS3CW上海般特儀器制造有限公司旋轉黏度儀NDJ5S上海精析儀器制造有限公司旋片真空泵2XZ1浙江黃巖黎明實業(yè)有限公司氣浴恒溫振蕩器THZ82B江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠精密鼓風干燥箱BPG9070A上海一恒科學儀器有限公司冰箱BCD649WE青島海爾股份有限公司

1.3試驗方法

1.3.1污泥調理量取100 mL污泥于200 mL燒杯中加入調理試劑，在室溫條件下，置于攪拌器下以恒定的轉速攪拌以混合均勻，充分反應后進行布氏抽濾脫水實驗。單因素試驗條件見表4、5。表4殼聚糖調理污泥試驗條件

Table 4Chitosan regulate sludge test conditions用量（干污泥質

量比）/（mg?g-1）攪拌強度（轉

速）/（r?min-1）反應時間/s130302.5606051201506.515024010300

表5硅藻土調理污泥試驗條件

Table 5Diatomite regulate sludge test conditions用量（干污泥質

量比）/（g?g-1）攪拌強度（轉

速）/（r?min-1）反應時間/s0.160300.2590900.51201500.751502401.03001.3.2分析方法采用指標分析法，污泥脫水性能的表征指標種類繁多，根據(jù)方靜雨等[13]綜合分析研究，污泥比阻與毛細吸水時間（CST）呈正相關，沒必要同時測定，因此，試驗主要分析污泥比阻下降率（相對原污泥），再衡量脫水率、泥餅含水率、過濾時間等指標，綜合考慮污泥的脫水性能。

1）污泥比阻測定采用布氏抽濾法測定，根據(jù)過濾基本原理Carman公式推導得到比阻計算公式r=2PA2bμω（m/kg）（1）式中：P為過濾壓力，mPa；A為過濾面積，m2；μ為濾液的動力粘滯度，mPa?s；ω為濾過單位體積的濾液在過濾介質上截流的固體重量，kg/m3；b為Carman公式中t/V～V的直線斜率；t為過濾時間，s；V為濾液體積，m3。

2）泥餅含水率測定采用重量法測定：取部分污泥置于蒸發(fā)皿中，于烘箱內105 ℃恒溫烘干至恒重，放入干燥器中冷卻后稱重，根據(jù)式（2）計算結果。MC=m2-m1m2-m2（2）式中：m1為空蒸發(fā)皿質量，g；m2為濕泥及蒸發(fā)皿質量，g；m3為干泥及蒸發(fā)皿質量，g。

3）脫水率測定采用式（3）計算[14]。DR=mF-mwms-mDS×100%（3）式中：mF為濾液質量，kg；mW為添加調理試劑所含水分質量，kg；ms為污泥總質量，kg；mDS為干污泥質量，kg。

4）過濾時間測定污泥抽濾一定體積所需時間，試驗根據(jù)單次抽濾污泥量（100 mL）取50 mL。

2結果與討論

2.1殼聚糖單獨調理污泥

殼聚糖作為弱陽離子天然高分子聚合物絮凝劑，影響其作用效果的因素有很多，通過單因素試驗來初步確定各影響因素的作用條件，考察試劑用量、反應時間、攪拌強度3個因素對污泥脫水性能的影響。

2.1.1試劑用量的影響采用濃度為1 g/L的殼聚糖溶液，投加用量按表4選取，對供試污泥進行調理，攪拌強度選取150 r/min，反應5 min。觀察污泥體系表象，隨著殼聚糖在污泥中混勻，懸浮的污泥逐漸絮凝，最后整個體系中都存在細小的絮體礬花。污泥比阻隨殼聚糖投加量的變化情況如圖1所示。

圖1CTS用量對SRF的影響

Fig.1The influence of dosage of CTS on SRF由圖1可知，整體來看，隨著殼聚糖用量的加大，污泥比阻不斷減小，在0～5 mg/g的范圍內急劇下降，5～6.5 mg/g范圍內下降的比率趨于平緩，65 mg/g之后再加大殼聚糖用量，污泥比阻有所回升。為了分析出現(xiàn)拐點的原因，試驗進一步探究殼聚糖用量對泥餅含水率和過濾時間的影響，其變化規(guī)律如圖2所示。

圖2CTS用量對FCM及TTF的影響

Fig.2The influence of dosage of CTS on FCM and TTF由圖2可知，當殼聚糖用量超過5 mg/g后，泥餅含水率開始回升，說明此時過濾液所截流的干物質量開始減少；用量超過6.5 mg/g后，過濾時間也出現(xiàn)反彈。分析污泥比阻公式可知，比阻值與過濾液所截流的干物質量反相關，與過濾時間正相關，因而殼聚糖用量過高時污泥比阻下降率出現(xiàn)回升。通過本研究可確定殼聚糖最佳用量為5 mg/g。

2.1.2反應時間的影響投加濃度為1 g/L的殼聚糖溶液5 mL，攪拌強度穩(wěn)定在150 r/min，對供試污泥進行調理，觀察污泥體系表象，不同反應時間下，都存在細小絮體礬花，但礬花團規(guī)模有一定差別。污泥脫水性能隨反應時間的變化情況如圖3所示。

圖3反應時間對SRF、FCM、TTF的影響

Fig.3The influence of reaction time on SRF，F(xiàn)CM and TTF由圖3可以看出，改變反應時間對污泥比阻的影響比較小，反應時間為150 s時污泥比阻下降率相對最優(yōu)為77.07%；泥餅含水率和過濾時間的變化波動比較大，當反應時間為60 s與150 s時，泥餅含水率接近85%，而從過濾時間來看反應150 s時污泥脫水性能有絕對優(yōu)勢。因此，殼聚糖調理污泥最佳反應時間為150 s。

2.1.3攪拌強度的影響投加濃度為1 g/L的殼聚糖溶液5 mL，固定反應時間150 s，對供試污泥進行調理，調理之后抽濾之前，觀察到污泥體系中的絮體礬花形狀大小有所不同，總體表現(xiàn)為強度越大礬花越小，圖4是污泥比阻隨攪拌強度的變化情況。

圖4攪拌強度對SRF的影響

Fig.4The influence of mixing intensity of SRF分析攪拌強度改善污泥脫水效果的規(guī)律，可以看到污泥比阻隨著攪拌強度的提升，呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢。因此，本研究確定殼聚糖調理污泥最佳攪拌強度為30 r/min。

2.1.4殼聚糖調理污泥機理分析殼聚糖改善污泥脫水性能的能力，主要與自身帶有羥基和氨基活性基團的長鏈結構有關[15]。殼聚糖的弱陽離子性與負電位的原污泥體系靜電中和使得污泥顆粒脫穩(wěn)，釋放水分子，其吸附架橋作用使污泥凝聚成更大的絮體，從而使抽濾脫水變得更容易。同樣的殼聚糖用量下，需要一定的反應時間讓絮體凝聚，同時限于殼聚糖作為弱陽離子調理劑，與污泥形成的絮體強度不高，因此高強度攪拌會打散絮體礬花，使得污泥脫水性能變差。

由此，本研究確定殼聚糖調理污泥的最佳條件是投加5 mg/g在30 r/min的轉速下攪拌反應150 s，污泥比阻下降率為92.80%。

2.2硅藻土單獨調理污泥

2.2.1硅藻土用量對污泥脫水性能的影響在探究硅藻土調理污泥的影響因素過程中，發(fā)現(xiàn)反應時間及攪拌強度幾乎無影響，主要作用變量是投加劑量，圖5是污泥脫水性能隨硅藻土投加量（干污泥質量比）的變化情況。

圖5DE用量對SRF及DR的影響

Fig.5The influence of DE dosage of SRF and DR從圖5中可以看出，隨著硅藻土用量不斷增加，污泥比阻不斷下降，而下降的速度在0.5 g/g前后有明顯的差距，如果考慮經濟因素應用到實際生產，應采用0.5 g/g的硅藻土用量。同時有研究認為，污泥比阻不適用于有大量的調理劑投加到污泥中的情況，此時污泥固體濃度產生了較大影響[16]。若僅用比阻來評價污泥脫水性能的改善程度會存在偏差，因此本研究還采用脫水率來評價污泥的過濾脫水性能。脫水率的變化整體表現(xiàn)為先上升后下降，其峰值出現(xiàn)在0.5 g/g。因此，綜合考]，硅藻土用量相對干污泥質量比最佳條件應為0.5 g/g。

2.2.2硅藻土調理污泥機理分析由于硅藻土自身無定形的SiO2特殊多孔結構，具有巨大的比表面積[17]，在污泥調理中以吸附作用為主，吸附需要一定時間但并不對過濾產生關鍵性影響，且在調理過程中并不產生如殼聚糖調理時的絮體礬花，這與試驗觀察表象保持一致，攪拌并不會阻礙吸附作用，因而反應時間及攪拌強度對硅藻土調理污泥幾乎沒有影響。

硅藻土ξ勰嗟奈附作用，對原污泥體系難脫水的穩(wěn)定性是一種破壞，因此加大其用量可以降低污泥比阻，但當過量的硅藻土進入污泥后，會吸附更多水分，因此造成脫水率的反彈。

2.3殼聚糖與硅藻土聯(lián)合調理污泥

2.3.1聯(lián)合調理污泥投加順序的影響聯(lián)合使用調理試劑，除了考慮單獨試劑本身最佳作用條件外，由于不同的調理劑存在不同的結構和作用方式，聯(lián)合使用時，不同的試劑投加順序可能會導致不同的調理結果。因此，考察了殼聚糖與硅藻土聯(lián)合調理時，投加順序的影響。兩者聯(lián)合使用，存在3種不同的工序：a）先投加殼聚糖攪拌混勻后再投加硅藻土攪拌混勻；b）先投加硅藻土攪拌混勻再投加殼聚糖攪拌混勻；c）殼聚糖和硅藻土同時投加到污泥中再進行攪拌混勻。

污泥采用5 mg/g殼聚糖與0.5 g/g硅藻土聯(lián)合調理后，3種投加方式所得的調理結果見表6。表6聯(lián)合調理不同工序下的污泥脫水性能

Table.6Joint control of sludge dewatering

performance under the different processes工序SRF/（109m?kg-1）DR/%FCM/%TTF/sa1.1189.4785.2931.58b0.8591.0283.1329.44c0.9190.6683.6436.99

從表6可以看出，先投加硅藻土比先投加殼聚糖的污泥比阻下降了23.77%，比一起投加下降了6.89%，脫水率、泥餅含水率及過濾時間皆有不同程度的改善，因此殼聚糖與硅藻土聯(lián)合調理最佳的投加順序應是先投加硅藻土再投加殼聚糖，這與陳暢亞的研究[16]相符合。分析其原因，硅藻土是擁有巨大比表面積的吸附劑，先投加到污泥體系，可以降低體系的穩(wěn)定性，這種改變更有利于發(fā)揮殼聚糖的弱陽離子電位差絮凝效應，同時硅藻土在殼聚糖形成的大污泥絮體中相當于“骨架”作用，上訴的兩者協(xié)同作用使污泥結構和性質朝有利于脫水的方向變化，整個過程可以看作是對污泥體系的“打亂-重建”的歷程。

2.3.2兩種試劑聯(lián)合與聚丙烯酰胺的調理效能比較從調理試驗表象觀察，投加聚丙烯酰胺比聯(lián)合投加調理污泥所形成的絮體礬花體積更大，且在攪拌強度150 r/min下反應5 min并不會被打散，調理后污泥體系上清液也更澄清。聚丙烯酰胺調理污泥時，污泥比阻的變化規(guī)律如圖6所示。

圖6PAM用量對SRF的影響

Fig.6The influence of PAM dosage of SRF由圖6可知，隨著聚丙烯酰胺投加量的增加，污泥比阻急劇下降，其最佳效果是投加量為3 mg/g時，污泥比阻的下降比為96.02%。與之前研究所得的殼聚糖與硅藻土聯(lián)合調理的相對最佳效果相比（見表7），當先投加0.5 g/g硅藻土再添加5 mg/g殼聚糖反應時，污泥比阻的下降比為95.43%，兩者的效果十分接近。而比較脫水率及泥餅含水率，聚比稀酰胺的調理效果不占優(yōu)勢。表7聯(lián)合試劑與聚丙烯酰胺調理污泥綜合性能比較

Table.7Combined reagent compared with polyacrylamide

regulate sludge comprehensive performance調理試劑SRF下

降率/%DR/%FCM/%TTF/sPAM96.0288.2689.7219CTS+DE95.4391.6282.3029.5

3結論

1）殼聚糖單獨調理污泥的最佳條件為5 mg/g用量、150 s反應時間、30 r/min攪拌強度，污泥比阻下降率可達到92.80%。

2）硅藻土單獨調理污泥的最佳用量為0.5 g/g用量，污泥比阻下降率可達到65.08%，脫水率可增加至88.33%。

3）殼聚糖與硅藻土聯(lián)合調理污泥的最佳工序為先投加硅藻土再投加殼聚糖，對污泥脫水性能的改善明顯優(yōu)于殼聚糖或硅藻土單獨調理。

4）聯(lián)合調理與聚丙烯酰胺調理污泥的效果相比，降低污泥比阻的能力十分接近，改善脫水率及泥餅含水率的能力明顯更優(yōu)。

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篇4

強化混凝作用機理與常規(guī)混凝并無太大差別，主要包括壓縮雙電層作用、吸附電中和作用、吸附－架橋作用、沉析物網(wǎng)捕作用和特殊混凝作用等[2]。向污染水體投入混凝劑后，一方面通過壓縮雙電層和吸附電中和作用，膠體擴散層被壓縮，ξ電位降低，膠體脫穩(wěn)；另一方面通過吸附－架橋和沉析物網(wǎng)捕等作用使脫穩(wěn)后的膠體相互聚結成大的絮體并沉淀，最終固液分離。新型高分子混凝劑的使用使以上作用得到強化，它不僅具有以絮凝體吸附水中非溶性大分子有機污染物的物理吸附作用；又能對水中溶解性低分子有機物產生很強的化學吸附和強氧化等多種凈化效果，從而可以提高污染物的去除率。但是，要取得良好的混凝效果還和許多因素有關，其中包括混凝劑品種、混凝劑投加量、水質、水力條件、水溫、堿度和pH等。只有優(yōu)化這些反應條件，使混凝劑在最佳條件下起作用，才能達到強化混凝提高常規(guī)混凝效果的目的。

1 強化混凝技術在國內外的應用

1.1 在生活污水處理中的應用

英國[3]早在1870年就開始應用混凝技術，但很快被生物處理所取代，到了20世紀80年代，隨著新型高效混凝劑的不斷問世，同時為了進一步提高污水中有機物和磷的去除率，強化混凝技術開始應用于實際工程。

美國對于強化混凝技術在給水處理中的研究和應用較多[4]，但是在城市污水處理中也有報道[5]。美國落杉磯市的Hyperion污水處理廠采用一種陰離子高聚物（0.15 mg/L），與10 mg/L的FeCl3復配處理城市污水，連續(xù)運行6 a，SS和BOD5的一級處理去除率穩(wěn)定在83%和51%左右，同時對磷和重金屬的去除效果也很好，而其基建費和運行費卻只有二級處理廠的30%左右。南加利福尼亞4大污水處理廠通過對傳統(tǒng)一級處理的工藝進行改進，投加FeCl3混凝劑和部分助凝劑，處理效果大幅度提高。改進后的一級處理工藝，SS去除率達到了85%，BOD5的去除率增加到50%以上。Mete等[6]認為，從經濟和技術上來講，強化混凝法是一項簡單而有效的水處理技術，能有效去除水中溶解性有機物、膠體雜質等。

此外，以色列[7]、埃及[8]、日本[9]和挪威等國[10]對強化混凝的研究和應用均有較多成功的實例。近年來，隨著環(huán)境保護力度的加強，強化混凝技術在我國也得到一定的發(fā)展。

Harleman等[11]在香港最大的一座CEPT污水處理廠建造之前，曾做了強化混凝工藝和常規(guī)一級處理工藝的比較試驗。試驗表明，10 mg/L的FeCl3和0.15 mg/L的聚合物能使SS的去除率從71%提高到91%，BOD5的去除率從42%提高到80%，且可節(jié)省30%沉淀池體積。

臺灣的Chen Chiuyang研究了城市污水排海前的強化混凝處理，投加硫酸鋁和PAC各30 mg/L，沉淀1 h，SS和BOD5的去除率分別為70%和60%，比強化處理前提高了25和35個百分點。

王東海[12]、任潔等[13]采用無機絮凝劑處理低濃度生活污水，當PAC投加量為30～50 mg/L時，CODCr去除率達70%以上，達標排放。

強化混凝處理生活污水在國內外均有很多成功的實例，北歐大型湖泊周邊城鎮(zhèn)和南歐地中海沿岸城鎮(zhèn)經常采用強化混凝技術作為生活污水處理技術，可以說強化混凝是僅次于生化處理的生活污水處理主流技術。在強化混凝技術研究和應用方面，國內外均注重于現(xiàn)有常規(guī)混凝劑及絮凝劑的組合或復配，以求達到低成本和高去除率的統(tǒng)一。相對于常規(guī)生化處理工藝，強化混凝技術可以節(jié)省工程投資，減少水處理成本費用和節(jié)約用地面積，特別是該技術對導致水體富營養(yǎng)化元素之一的總磷的去除率能達到90%以上，是很多常規(guī)生物處理技術不可比擬的。因此，強化混凝技術是解決我國城鎮(zhèn)由于資金不足導致污水處理率低的出路之一。上海市在建的兩個超大型污水處理廠：竹園污水處理廠（一期）與白龍港污水處理廠（設計日處理能力分別為170萬m3與130萬m3）也采用以強化混凝為主的處理工藝流程。隨著強化混凝技術在我國的普及，2003年頒布的國家城鎮(zhèn)污水處理廠排放標準(GB 189118－2002)中對該工藝技術的排放標準進行了規(guī)定。

1.2 在工業(yè)廢水處理中的應用

強化混凝技術廣泛應用于工業(yè)廢水的（預）處理，特別是在化工廢水、染整廢水和造紙廢水的預處理中更為普遍。阮湘元等[14]用PAC、PAM預處理富含有機染料的染整廢水，聯(lián)合氧化絮凝床，出水可達工業(yè)污水排放標準；朱虹等[15]研究表明，新型絮凝劑聚磷硫酸鐵是一種更為有效的染整廢水處理絮凝劑。另外，強化混凝在染整廢水的脫色處理中應用較多，這方面，李春華等[16]做過比較詳細的綜述。

此外，強化混凝在造紙廢水處理中的應用較多，李福仁[17]用PAC與PAM復配預處理，聯(lián)合氣浮工藝處理高濃度CTMP制漿造紙廢水，處理效率高，出水水質穩(wěn)定，可直接排入城市污水處理廠集中處理；張學洪等[18]比較了多種混凝劑對造紙廢水的處理，發(fā)現(xiàn)PAC最為合適，不必調節(jié)pH，出水達國家污水排放標準。

強化混凝在其他工業(yè)廢水處理中的應用國內常有報道。姚文娟等[19]研究表明，PAC、殼聚糖、膨潤土和PAM等絮凝劑對酒精槽的離心廢液有較好的絮凝效果，SS去除率為86.57%～89.62%，CODCr去除率為58.2%～59.2％；相波等[20]用Na2S、FeCl3、PAM復配對銅酞菁廢水預處理，聯(lián)合缺氧-好氧生物接觸氧化工藝，取得良好的效果，各項指標均達國家一級排放標準。吳敦虎等[21]研究表明，用聚合氯化硫酸鋁和聚合氯化硫酸鋁鐵混凝劑處理COD為1000～4000 mg/L的制藥廢水，去除率達80%。

與生活污水的強化混凝技術相比，工業(yè)廢水的強化混凝技術研究更注重于針對不同種類廢水或污染物，開發(fā)處理效果更佳的新型混凝劑或含有新型混凝劑的復配混凝劑，以及強化混凝與其他工藝的聯(lián)合使用，而對經濟方面的要求相對較寬松。這是由于一些工業(yè)廢水含有有毒有害物質不能直接進行生物處理的原因。因此，研究更多更有效的新型混凝劑將推動強化混凝技術在工業(yè)廢水處理中的應用，也是治理工業(yè)廢水污染的有效方法之一。

1.3 在污染地表水處理中的試驗

近幾年，強化混凝在污染地表水處理中的應用漸漸受到關注。中科院王曙光等[22]采用聚合氯化鐵（PFC）為混凝劑，對深圳市的龍崗河、觀蘭河、燕川河、大茅河水體進行了強化混凝處理的試驗研究。結果表明，當PFC投加量為50 mg/L時，觀蘭河（原水CODCr=48.0 mg/L）的CODCr去除率達70%以上，濁度去除率達91%，TP的去除率達到95%，TN的去除率達41%；大茅河（原水CODCr=84.0mg/L）的CODCr去除率達到50%以上，濁度去除率達78%，TP的去除率達96.5%，TN的去除率達41.6%，對重金屬也有一定的去除效果。處理后水質達到或接近地面水水質標準。

孫從軍等[23]以多種混凝劑，對數(shù)條嚴重污染的蘇州河支流水體進行強化混凝實驗室研究。結果表明，硅藻土較為有效，在最佳投藥量為200 mg/L的條件下，CODCr去除率為43%～59%，P去除率為92%～100%，但NH3-N幾乎沒有去除。

Cheng Wenpo等[24]用Al2(SO4)3、PAC、FeCl3和 PFS等混凝劑處理水庫水。結果表明，PFS比 FeCl3有更好的溶解性有機物（DOC）去除率和更少的鐵殘留；Al2(SO4)3對濁度、色度和細菌的去除效果最好，但是對DOC的去除效果不夠理想；當PFS和 Al2(SO4)3聯(lián)合使用時，處理效果最佳，DOC、濁度、色度都能得到很好的去除。

污染地表水是介于污水和清潔地表水之間的那部分水，特別是小型封閉水體，包括污染的城市景觀水體。這部分水體的治理，是強化混凝技術應用的新領域，國內已開始研究。由于其污染物濃度較小，相對去除率較低，但是磷的去除相當可觀，能有效防治水體的富營養(yǎng)化，具有廣闊的應用前景。通常可以采取建造構筑物或直接投撒的方式來實現(xiàn)污染水體的強化混凝處理。上海佛欣河道公司應用投撒混凝劑來壓制藻類的泛濫取得較好的效果。但是，某些混凝劑的安全性令人擔憂，特別是一些新型高效混凝劑和生物混凝劑的應用，在考慮到其處理效果和處理成本的同時，更應考慮其安全性。

2 強化混凝技術研究新進展

2.1 混凝劑研究新進展

2.1.1 無機高分子混凝劑

無機高分子混凝劑（Inorganic Polymer Flocculant，IPF）以其投藥量少、無毒或低毒、價廉和處理效果好等優(yōu)點，越來越受到人們的重視，逐漸成為給水、工業(yè)廢水和城市污水處理的主流混凝劑[25]，被稱為第二代混凝劑。目前應用比較多的還是聚鋁、聚鐵兩大系列，如PAC、PAFC等，但是新型的聚硅、聚磷和聚硫也不斷面世，并顯現(xiàn)出不凡的混凝效果，如聚硅酸鋁、聚磷酸鐵等。因此，無機高分子混凝劑呈現(xiàn)多品種、多組份和多功能的發(fā)展趨勢，但品種繁多，產品質量不夠穩(wěn)定。在今后的研究應用中，應優(yōu)化混凝劑的制備工藝，改進產品的性能和穩(wěn)定性，同時根據(jù)特定的水質成分開發(fā)相應的混凝劑品種和配方，并結合高效混合反應器和智能化投藥監(jiān)控技術，進一步提高混凝效果。

2.1.2 有機高分子絮凝劑

有機高分子混凝劑主要是通過其鏈狀分子的吸附-架橋而起作用，它的應用能有效提高絮體顆粒尺寸，絮體顆粒直徑要比單一投加PAC形成的顆粒直徑大3～5倍[26]，所以在強化混凝中得到廣泛應用。

有機高分子絮凝劑可分為天然和合成兩大類。合成有機高分子絮凝劑由于分子量大，分子鏈官能團多的結構特點，在市場上占絕對優(yōu)勢，其中以聚丙烯酰胺系列最為廣泛，由于其殘留單體具有毒性，限制了其在某些水處理領域的發(fā)展。天然有機高分子絮凝劑由于原料來源廣泛，價格低廉，無毒，易于生物降解等特點顯示了良好的應用前景，但由于其電荷密度小，分子量較低，且易發(fā)生生物反應而失去絮凝活性，使其用量遠小于有機合成高分子絮凝劑。經過改性的天然高分子絮凝劑能克服以上缺點，特別受到關注。其中，淀粉改性絮凝劑的研究開發(fā)尤為引人注目[27]。因此，研究和開發(fā)高效、安全、可生物降解的有機高分子絮凝劑是今后的發(fā)展方向。

2.1.3 其他混凝劑

除無機高分子混凝劑和有機高分子絮凝劑兩種主流混凝劑外，微生物絮凝劑（Microbial Flocculants MBF）近年來受到研究者極大關注[28]。它是利用生物技術，從微生物體或其分泌物中提取、純化而獲得的一種安全、高效，且能自然降解的新型水處理絮凝劑[29]。MBF可以克服無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的安全與環(huán)境污染方面的缺陷，易于生物降解，無二次污染。目前，已應用于紙漿廢水、染料廢水處理及污泥脫水、發(fā)酵菌體去除等領域，取得了良好的絮凝效果[30]。但是，目前國內的研究多限于對其在實際應用中的研究，而對其作用機理等基礎性研究較少，有待進一步加強。余榮升等[31]指出，由于生物技術的飛速發(fā)展，人們對微生物細胞基因的認識和控制也越來越自如，即可根據(jù)不同的廢水水質研制出具有針對性的高效MBF，這樣不僅可大大降低絮凝劑的投加量，還可以降低處理成本。

另外，近年來礦物類混凝劑也有一定的發(fā)展，粉煤灰、硅藻土、沸石粉和膨潤土等礦物質制成的混凝劑也開始應用于水處理中。據(jù)報道，黃彩海[32]、于衍真等[33]制備的粉煤灰混凝劑，混凝效果優(yōu)于傳統(tǒng)的單一鋁、鐵混凝劑，可用于各種工業(yè)廢水的處理。

2.1.4 混凝劑的改性和復配

混凝劑的改性和復配能優(yōu)化混凝劑性能，提高混凝效果。江霜英等[34]對上海污水二期工程污水強化混凝處理的試驗研究表明，聚合雙酸鋁鐵同有機高分子絮凝劑復配經濟有效。Petzold [35]、李爾 等[36]也做過類似的研究，表明兩種或兩種以上混凝劑處理廢水，處理效果優(yōu)于單一混凝劑的使用，有機和無機混凝劑相配合更為有效，具有廣闊的工程應用前景。

2.2 強化混凝機理研究新進展

2.2.1 表面絡合原理及其定量計算模式在強化混凝中的應用

70年代初期Stumn等首先提出對水合氧化物的分散體系中金屬離子的專屬吸附采用配位化學的處理方法，認為顆粒物界面上與H+、OH-和金屬離子的結合屬于絡合化學反應，此時的吸附量可以用與溶液中絡合平衡類似的方法，按質量作用定律加于討論。Schindler等對這一概念加于進一步的闡述，因而后來被稱為Stumn-Schindle絡合模式，近年被廣泛應用于固液界面上反應機制的研究。由于表面絡合模型的計算相當繁雜，主要應用計算機模塊來進行多組分多相的復雜計算，目前主要的計算機程序有REDE-QL，MINEQL，MICROQL，SUREQL，HYDRAQL，F(xiàn)ITEQL等。它們可用來計算各種化學平衡和表面絡合反應中的平衡常數(shù)和組分濃度。例如MICROQL可以計算飽和Al(OH)3溶液中鋁的形態(tài)分布及其表面平衡常數(shù)。王向天等[37]應用Stumn-Schindle絡合模式，計算了高嶺土、二氧化硅的表面絡合常數(shù)，得到了與實驗數(shù)據(jù)相吻合的計算結果。

2.2.2 分形理論在強化混凝中的應用

分形理論用于對混凝的研究也是一種有效的新手段。絮體結構和性能在混凝研究中一直有十分重要的地位，其大小、強度、密度與穿透性等特點對于污泥處置和出水水質至關重要，其形成往往具有分形特征。通過分形結構分析，用一非整數(shù)維數(shù)來描述非規(guī)則體中的無規(guī)則程度，為這些看起來復雜不規(guī)則形態(tài)提供一種數(shù)學框架，從而得以定量的描述，而分形結構分析中最重要的特征參數(shù)是分形維數(shù)（分維）。一般認為，對應于分形體的不規(guī)則和復雜性或空間填充程度，分維不同則反映了聚集體結構所具有的開放程度，在混凝研究中應用分維可以對不同條件下形成的絮體結構進行更為準確的描述。關于分形理論和研究方法及其在強化混凝中的應用，王東升等[38，39]作過比較詳細的論述。

2.2.3 混凝作用機理研究逐漸向半定量仍至定量化發(fā)展

表面絡合理論和分形理論的引入推動了混凝研究的半定量和定量化進程，發(fā)展了多種計算模式和軟件，但多限于應用在傳統(tǒng)混凝劑，對新型高分子混凝劑混凝過程的計算尚存在困難，有待進一步的研究。王東升等[40]以典型IPF-顆粒物-水溶液體系的相互作用為例，對Dentel的吸附沉積-電中和模式（Precipitation Charge Neutralization Model，PCNM）作了適當改進，能夠較好地預測聚合鋁的混凝特征，實驗結果與模式預測值基本吻合。

2.3 其他方面研究新進展

2.3.1 混凝過程的在線控制

由于流動電流原理及其檢測技術在混凝中的應用，實現(xiàn)了混凝過程的在線控制，保證了混凝劑的最佳投藥量。另有報道，利用水中顆粒物對光的散射作用能很好地實現(xiàn)混凝過程的在線監(jiān)測。金鵬康等[41]根據(jù)這一原理研制的光散射顆粒分析儀（Photometric Dispersion Analyzer，PDA）對腐殖質混凝過程進行在線監(jiān)測，并對得到的FI(Flocculation Index)曲線的特征參數(shù)進行分析，發(fā)現(xiàn)FI曲線及其特征參數(shù)受混凝劑投藥量的影響很大，其變化情況與膠體穩(wěn)定情況（ξ電位）及混凝效果（TOC去除率）具有良好的相關性，說明這種在線監(jiān)測技術對混凝過程的在線監(jiān)測是有效的。

2.3.2 強化混凝設備的開發(fā)

混凝設備中混合器最為關鍵，其主要作用是讓藥劑與水盡快混合。常用的混合設備有水泵混合、管道混合、壓力式孔板混合、機械攪拌混合、渦流式混合及射流混合等，其中射流混合是混合技術的新發(fā)展，具有混合速度快，功率損失小、絮凝效率高等優(yōu)點[42]。具體過程為用注入管將絮凝劑注入接近反應池的進口處，注入管的側面周邊有幾個小孔，混凝劑經小孔以很大的速度進入。在垂直于原水管的中軸處水流的紊動強度最大，混凝劑射流由此進入最易與原水完全混合。

3 結 語

強化混凝技術近年來得到了迅速的發(fā)展，在研究和應用中都取得了較大的進步。由于一些新理論新方法的引入，使對強化混凝的研究得以深入，特別是一些基礎性的機理研究越來越受到重視，但由于強化混凝是一個相當復雜的過程，其中的許多問題有待于進一步的深入研究，特別是以下幾方面應得到加強：

（1）繼續(xù)研制高效混凝劑和混凝設備，提高其混凝效果，降低其生產成本；

（2）加強強化混凝的機理研究，尋找研究強化混凝的有效方法，如研究無機高分子絮凝劑中最佳形態(tài)的鑒定和定量分析方法等，最大限度地提高其中最佳形態(tài)的含量及其穩(wěn)定性；

（3）加強強化混凝動力學的研究，將化學反應動力學與混合的流體動力學結合起來全面描述絮凝劑投入水中后的形態(tài)變化及污染物的脫穩(wěn)模型，以便對強化混凝進行預測和控制，最終服務于工程實踐。

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篇5

關鍵詞：市政工程；給排水；現(xiàn)狀；規(guī)劃設計；污水處理；評析；解決方法

0 前言

目前，從各個城市供排水建設的現(xiàn)狀來看，城市給水、排水雖然取得了很大的成績，但是問題然不少。許多城市還存在給水不足、排水不暢的問題，這也成為困擾市民的一件頭等大事。在新的歷史條件下，城市建設必須走可持續(xù)發(fā)展道路，提倡省地節(jié)能的理念。因此，本文通過對宏觀、中觀、微觀意義上的市政給排水的設計進行評析，以尋求城市水資源的合理利用之路，實現(xiàn)未來城市的可持續(xù)發(fā)展。

1 當前市政給排水存在的問題及對策

多年來，我國城市水廠大量擴建改建，鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水大面積普及，出現(xiàn)了前所未有的給水建設，但是由于城市環(huán)保措施還跟不上發(fā)展需要，致使一部分地面水源及地下水源受到了不同程度的污染。針對這種狀況廣大，給水工作者通過不斷探索有關技術對策，不斷發(fā)展新的水處理技術，使我國的給水工程建設得到了較大的提高。

1.1 城市地面水廠建設規(guī)模越來越大，而地下水源供水的比重日益縮小，水源水量或水質也很難滿足一些城市的供水要求 ，因此出現(xiàn)了不少長距離的引水工程。

1.2 由于受到城市污水的影響，使部分水源受到污染。為解決無水可飲用的地區(qū)用水．許多城市開展了對水處理工藝的研究，以尋找適合中國國情的對策：一是出現(xiàn)了對被污染水的處理工藝的研究；二是對一些特殊水的處理技術； 三是對高濃度水哥低溫低濁水的處理技術，取得了新的成果。

1.3 目前我國大部分地面水廠處理工藝仍然以常規(guī)處理為主，即混合、絮凝、沉淀、過濾和消毒。已有少數(shù)城市當水源受到污染影響時，采用了深度處理。

2 城市排水工程的發(fā)展現(xiàn)狀

幾年來，隨著我國環(huán)境保護要求的提高和給水工程建設的迅速發(fā)展，排水工程建設技術和污水處理工藝也相應得到了發(fā)展。在建沒過程中，我國排水工作者博采眾長，結合國情應用和探索了大量工藝技術 ，從而在排水工程建設的規(guī)模和質量方面都取得了較好的成果。

（1）在排水體制上，原建有合流制管道系統(tǒng)的城市或區(qū)域一般都保留利用，但進行了改造、增建或玩少了污水截流管。對污水污泥的處理多數(shù)采用機械脫水，脫水機械傾向于帶式壓濾機，新建的規(guī)模較大的污水廠，則傾向予建立污泥消化池，所產生的沼氣用來發(fā)電或解決場內供熱。

（2）2010來大眾城市傾向于集中建立污水廠，規(guī)模逐漸增大，建設了2 5 - 4 0萬立方米的污水廠。污水廠的進水一般含有3 0―7 0 ％工業(yè)廢水，但要求工廠廢水進行預處理后才能接入城市污水處理廠。一級污水處理廠的工藝普遍要采用活性污泥法，大多用鼓風機轉送空氣為氧源。此外，當前普遍重視城市污水廠出水的利用。尤其是一些水源缺乏的北方城市。

（3）由于城市內水體的環(huán)境容量有限和建設資源較緊，近年來許多沿江沿海城市將污水收集起來，鋪設專用管道，將污水遠距離輸送至大水體做深水稀釋排放的工程。處理廠運引的監(jiān)控系統(tǒng)，新建污水廠一般均采用分散控制集中顯示儀表系統(tǒng)。 為節(jié)約電耗， 根據(jù)曝氣池溶解水平來控制鼓風機組的運行，也已在一些污水廠中突顯。

（4）在處理工藝上大部分城市污水處理廠處理工藝流程為：格柵、沉砂、初沉、曝氣、二沉和消毒。但是 20世紀 80年代后新建的城市污水廠，考慮了控制氨氮的要求．應用生物脫氮原理，在曝氣池設計上使污水到達了消化程度。有些城市污水廠出水回用時，往往將二級處理出水再經砂濾或混凝沉淀加深處理。對于排入大水體不稀釋的污水系統(tǒng)，目前的做法是在建造排放管的同時建設格柵、沉砂等預處理裝置，保留日后建設二級處理廠的土地和流程要求，污水排放管要求伸人深水區(qū)域做擴散排放，以促進與大水體的稀釋混合，減少對水環(huán)境的影響。

3 市政給排水規(guī)劃設計的評析

3.1 宏觀意義上的規(guī)劃設計

3.1.1防洪排澇的規(guī)劃設計

(1)防洪排澇是城市的生命線，防洪排澇規(guī)劃設計主要針對外洪和內洪。外洪以防為主，如防洪堤、水庫等；而內洪則是排蓄為主。對城市而言，在規(guī)劃重現(xiàn)期內，沒有“澇”的概念比較合適，只有雨水如何及時排除或滯蓄起來的問題。過去排澇標準三天暴雨三天排完或24小時暴雨24小時排完，指的是郊區(qū)和農田，這種標準是無法適應現(xiàn)代城市的發(fā)展要求的。因此將“防洪排澇規(guī)劃”稱為“城市防洪規(guī)劃”(防外洪)和“城市排洪規(guī)劃”(排內洪)則更合適。

(2)排洪與排水標準銜接問題。城市排水是解決較小匯流面積上短歷暴雨產生的排水問題，采用的是暴雨公式，暴雨時段控制在5 min一120 min，選用暴雨樣本是年超大值法;而排洪考慮的匯水面積大，目前采用都是水文公式(也稱為暴雨推理公式)，使用某重現(xiàn)期(如十年一遇)24 h暴雨量為基本數(shù)據(jù)，其選用暴雨樣本是年最大值法。因此進行防洪排洪規(guī)劃時，應充分考慮排洪與排水重現(xiàn)期標準銜接問題。排洪規(guī)劃重現(xiàn)期應根據(jù)城市重要性以及排洪流域面積的大小因素綜合考量后確定。排洪匯水面積越大，重現(xiàn)期標準越高，大中城市排洪標準不宜小于10年一遇(水利標準)。

(3)排洪方法。排洪方法主要有地面全抬高方案和雨水泵加滯洪區(qū)方案(地面不抬高或部分抬高)。對于山區(qū)，考慮到內洪來得快，退得快，設置雨水泵站效益不大，宜采用全抬高方案，但同時也要考慮現(xiàn)狀村莊過渡，可設置局部的抽排設施。

3.1.2平衡區(qū)域水資源及區(qū)域供水

水資源在時間與空間上存在分布不均以及水質性缺水現(xiàn)象，平衡區(qū)域水資源及區(qū)域供水，在設計工作中需要考慮到以下幾點：

（1）認真進行水資源平衡，優(yōu)化水資源配置

要做到水資源平衡，就要做好需水量預測工作。需水量考慮的主要因素有:城市和村鎮(zhèn)生活用水、市政(含消防)用水、工業(yè)用水、農業(yè)灌溉用水、畜牧業(yè)用水、漁業(yè)用水，還要考慮流域江河本身生態(tài)流量需求。其中工業(yè)用水量預測可用用地指標法，也可用萬元工業(yè)產值法。

（2）為發(fā)展區(qū)域供水做鋪墊

區(qū)域供水未來發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面:一是改善城鄉(xiāng)供水水質，提高鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民的生活質量;二是置換水源，有效控制地下水過量開發(fā)，促進水資源合理利用;三是避免了重復建設，節(jié)約寶貴資源和有限資金;四是促進了供水行業(yè)集約化發(fā)展，增加了企業(yè)經營效益，提高管理水平。

3.1.3 污水處理集中與分散的討論

長期以來，我國的某些污水處理企業(yè)還比較推崇污水集中處理，理由是污水廠規(guī)模經營，效率高，污水廠運營成本低，處理出水水質有保證等。但隨著時間的推移，其缺點也逐步暴露出來，過度集中污水處理主要存在如下問題:一是巨額管網(wǎng)投資(越下游管徑越大，投資巨增);二是運營的高能耗(中途提升泵站多，能耗大);三是無法進行中水就近利用。因此，有必要采用BOT形式營建，通過BOT形式可以有效對污水適度分散處理，污水適當分散處理也是區(qū)域污水處理發(fā)展的方向。

3.2 中觀意義上的規(guī)劃設計

3.2.1給水系統(tǒng)規(guī)劃設計

隨著變頻供水設備大量使用，特別是利用城市給水管網(wǎng)壓力智能直接供水裝置的推廣應用(取消屋面水箱)，在中觀層面出現(xiàn)問題是城市供水日變化系數(shù)變大，高峰供水量增大，從而相應加大水廠供水規(guī)模?；诖饲闆r，城市供水系數(shù)應考慮設置對置水塔或高位水池的方式來降低日變化系數(shù)，并提升供水安全度。同時給水系統(tǒng)規(guī)劃設計應充分考慮近遠期結合，為未來留下發(fā)展空間，譬如道路管線綜合時給水管位的預留，給水管徑合理確定等等，避免重復投資，爭取效益最大化。

3.2.2雨水系統(tǒng)規(guī)劃設計

雨水系統(tǒng)規(guī)劃設計應與城市防洪排澇規(guī)劃和城市豎向規(guī)劃相結合，特別是地處平原、盆地的城區(qū)，這三者有機配合顯得更為重要。譬如，市區(qū)內河設計標準采用五年一遇不漫溢(水利標準，相當于城建一年一遇標準)，而相應道路排水重現(xiàn)期P=1年情況下，兩者洪峰相遇是經常性的，雨水管道出口經常是壓力出流，因此雨水系統(tǒng)要進行必要的壓力流校核，同時與豎向標高相協(xié)調，避免在重現(xiàn)期P=1情況下，雨水溢水路面。

（1）盡量利用已建排水設施，局部地勢過低處采用抽排的盡量減少抽排范圍。對原有地面偏低的舊村落設臨時泵站，在舊村改造的同時，逐步提高現(xiàn)狀地面標高，形成自然的雨水排放系統(tǒng)。

（2）盡快完善管道建設，堅持排水工程設施建設與鎮(zhèn)政和交通道路建設同步進行。加強排水管理，健全管理機構，做好水土保持工作，及時進行管渠、河道清淤，保證雨水排放系統(tǒng)的暢通。

（3）全面實施防洪防潮規(guī)劃，加快整治河道，建設高標準防洪工程。對于擠占河流行洪斷面的阻水構筑物，要結合河道整治規(guī)劃實行清障、改建或重建。充分發(fā)揮匯水面積內湖洼、河、渠道、水庫的調蓄能力。例如據(jù)初步計算，某水庫的控制集水面積 2.0km2，總庫容62.0萬m3，多年來該水庫很少泄洪。當遇10年一遇雨洪時，該水庫按不泄洪運用，可將下游天然洪峰流量101m3/s減為80.8m3/s；另一與其相連的水庫容為9.22 萬m3，集水面積為2.3km2，按平切法計算，可把該區(qū)間10年一遇洪峰流量50.0m3/s削減至29.0m3/s。兩水庫聯(lián)合運用后，可將筆架山水10年一遇的洪峰流量減為59.8m3/s?？梢姡{洪運用后對于削減洪峰流量、降低水位、減輕下游河道的泄洪壓力能起到一定作用。

3.2.3污水系統(tǒng)規(guī)劃

（1）合流制與分流制討論

一般而言，在新城區(qū)采用分流制，舊城區(qū)采用截流式合流制。但真正意義上分流制在實踐中很難做到。雨污系統(tǒng)中有一根接錯，兩個系統(tǒng)就相通，可能就是合流制。根據(jù)某污水廠廠外管網(wǎng)工程實踐證明，完全分流制必須從化糞池出口分流開始，并且采用專業(yè)監(jiān)督和專業(yè)隊伍施工。同時初期雨水污染也比較嚴重，截流式合流制有利于初期雨水的截流，因此中小城市建議以截流式合流制為宜。

（2）污水廠尾水去路

隨著國家對可持續(xù)發(fā)展的重視，強調了水的循環(huán)再用，因此，要從“污染控制”向“水生態(tài)修復和恢復”轉變，污水廠尾水排放應就近向內河排放做景觀用水為宜。而環(huán)境影響評價常以事故排放為由，建議尾水向外江江心排放，兩者矛盾如何協(xié)調應進一步討論。

3.3 微觀意義上的規(guī)劃設計

微觀層面主要具體單項市政工程給排水規(guī)劃和設計。

3.3.1污水處理新技術應用

近年，國內嘗試使用一種高效載體生物強化A/O工藝，它是在A/O反應池的好氧池末端投加活性硅藻土，同時好氧硝化液和沉淀污泥回流至缺氧池，利用硅藻土的高效載體生物作用(流化床)和吸附，混凝及過濾等物化作用，實現(xiàn)生物脫N和物化除P，較好解決了純生物或純化學污水工藝中脫N與除P相互矛盾的問題。

3.3.2污水管道設計中新管材的推廣

在給排水工程中推廣PVC一U管、PE管、聚丙烯( PP)等新型塑料管材，符合國家以塑代鋼政策。同時管道摩阻小、排水量大、重量輕、施工方便，受到業(yè)主及施工方一致歡迎。但在具體使用過程中，應注意施工造成管道變形超標的問題，應確保管兩側回填土分層夯實，密實度達95%以上。

3.3.3雨水管道設計新思路

在缺水地區(qū)或地下水較深區(qū)域，設計時盡量使雨水不排人下水道，通過設計施工，將雨水滲透掉。一則減少排水負荷，減少雨水管道投資，二則增加地下水補給，涵養(yǎng)地下水，進行水生態(tài)修復。另外，設置雨水貯水池截留雨水作中水使用，并因地制宜。譬如地下水位高，下雨后地面充分濕潤，地下徑流很大，則不宜采用滲透法。

3.3.4景觀給排水設計增加新意

隨著經濟的快速發(fā)展，人民生活水平提高，城市水景設計日益得到重視，水景生態(tài)性、運行經濟性、技術可行性以及水景安全性是水景設計中的要點。

3.3.5 大空間消防給水及建筑壓力雨水系統(tǒng)設計

目前，大空間的展覽館、體育館、大空間大跨度工業(yè)廠房的建設越來越多，出現(xiàn)大空間建筑智能滅火裝置(例如水炮等滅水裝置)，以及利用虹吸原理進行壓力雨水管系統(tǒng)設計新方法新技術(雨水管可以平設)，滿足了現(xiàn)代城市發(fā)展需要。

篇6

關鍵詞：強化混凝混凝混凝劑絮凝絮凝劑

強化混凝是在常規(guī)混凝的基礎上，基于新型混凝劑的開發(fā)而發(fā)展起來的一種水處理工藝，能有效去除污染水體中的懸浮顆粒、膠體雜質、總磷和藻類等污染物質[1]。關于強化混凝，有強化混凝、化學強化一級處理和強化絮凝等多種提法，本文統(tǒng)稱之為強化混凝。強化混凝技術的概念還沒有形成權威的解釋，筆者認為，強化混凝技術是對常規(guī)混凝中藥劑、混合、凝聚和絮凝任一環(huán)節(jié)或多環(huán)節(jié)的強化和優(yōu)化，從而進一步提高對水中污染物，包括低分子溶解性污染物的凈化效果。

強化混凝作用機理與常規(guī)混凝并無太大差別，主要包括壓縮雙電層作用、吸附電中和作用、吸附－架橋作用、沉析物網(wǎng)捕作用和特殊混凝作用等[2]。向污染水體投入混凝劑后，一方面通過壓縮雙電層和吸附電中和作用，膠體擴散層被壓縮，ξ電位降低，膠體脫穩(wěn)；另一方面通過吸附－架橋和沉析物網(wǎng)捕等作用使脫穩(wěn)后的膠體相互聚結成大的絮體并沉淀，最終固液分離。新型高分子混凝劑的使用使以上作用得到強化，它不僅具有以絮凝體吸附水中非溶性大分子有機污染物的物理吸附作用；又能對水中溶解性低分子有機物產生很強的化學吸附和強氧化等多種凈化效果，從而可以提高污染物的去除率。但是，要取得良好的混凝效果還和許多因素有關，其中包括混凝劑品種、混凝劑投加量、水質、水力條件、水溫、堿度和pH等。只有優(yōu)化這些反應條件，使混凝劑在最佳條件下起作用，才能達到強化混凝提高常規(guī)混凝效果的目的。

1強化混凝技術在國內外的應用

1.1在生活污水處理中的應用

英國[3]早在1870年就開始應用混凝技術，但很快被生物處理所取代，到了20世紀80年代，隨著新型高效混凝劑的不斷問世，同時為了進一步提高污水中有機物和磷的去除率，強化混凝技術開始應用于實際工程。

美國對于強化混凝技術在給水處理中的研究和應用較多[4]，但是在城市污水處理中也有報道[5]。美國落杉磯市的Hyperion污水處理廠采用一種陰離子高聚物（0.15mg/L），與10mg/L的FeCl3復配處理城市污水，連續(xù)運行6a，SS和BOD5的一級處理去除率穩(wěn)定在83%和51%左右，同時對磷和重金屬的去除效果也很好，而其基建費和運行費卻只有二級處理廠的30%左右。南加利福尼亞4大污水處理廠通過對傳統(tǒng)一級處理的工藝進行改進，投加FeCl3混凝劑和部分助凝劑，處理效果大幅度提高。改進后的一級處理工藝，SS去除率達到了85%，BOD5的去除率增加到50%以上。Mete等[6]認為，從經濟和技術上來講，強化混凝法是一項簡單而有效的水處理技術，能有效去除水中溶解性有機物、膠體雜質等。

此外，以色列[7]、埃及[8]、日本[9]和挪威等國[10]對強化混凝的研究和應用均有較多成功的實例。近年來，隨著環(huán)境保護力度的加強，強化混凝技術在我國也得到一定的發(fā)展。

Harleman等[11]在香港最大的一座CEPT污水處理廠建造之前，曾做了強化混凝工藝和常規(guī)一級處理工藝的比較試驗。試驗表明，10mg/L的FeCl3和0.15mg/L的聚合物能使SS的去除率從71%提高到91%，BOD5的去除率從42%提高到80%，且可節(jié)省30%沉淀池體積。

臺灣的ChenChiuyang研究了城市污水排海前的強化混凝處理，投加硫酸鋁和PAC各30mg/L，沉淀1h，SS和BOD5的去除率分別為70%和60%，比強化處理前提高了25和35個百分點。

王東海[12]、任潔等[13]采用無機絮凝劑處理低濃度生活污水，當PAC投加量為30～50mg/L時，CODCr去除率達70%以上，達標排放。

強化混凝處理生活污水在國內外均有很多成功的實例，北歐大型湖泊周邊城鎮(zhèn)和南歐地中海沿岸城鎮(zhèn)經常采用強化混凝技術作為生活污水處理技術，可以說強化混凝是僅次于生化處理的生活污水處理主流技術。在強化混凝技術研究和應用方面，國內外均注重于現(xiàn)有常規(guī)混凝劑及絮凝劑的組合或復配，以求達到低成本和高去除率的統(tǒng)一。相對于常規(guī)生化處理工藝，強化混凝技術可以節(jié)省工程投資，減少水處理成本費用和節(jié)約用地面積，特別是該技術對導致水體富營養(yǎng)化元素之一的總磷的去除率能達到90%以上，是很多常規(guī)生物處理技術不可比擬的。因此，強化混凝技術是解決我國城鎮(zhèn)由于資金不足導致污水處理率低的出路之一。上海市在建的兩個超大型污水處理廠：竹園污水處理廠（一期）與白龍港污水處理廠（設計日處理能力分別為170萬m3與130萬m3）也采用以強化混凝為主的處理工藝流程。隨著強化混凝技術在我國的普及，2003年頒布的國家城鎮(zhèn)污水處理廠排放標準(GB189118－2002)中對該工藝技術的排放標準進行了規(guī)定。

1.2在工業(yè)廢水處理中的應用

強化混凝技術廣泛應用于工業(yè)廢水的（預）處理，特別是在化工廢水、染整廢水和造紙廢水的預處理中更為普遍。阮湘元等[14]用PAC、PAM預處理富含有機染料的染整廢水，聯(lián)合氧化絮凝床，出水可達工業(yè)污水排放標準；朱虹等[15]研究表明，新型絮凝劑聚磷硫酸鐵是一種更為有效的染整廢水處理絮凝劑。另外，強化混凝在染整廢水的脫色處理中應用較多，這方面，李春華等[16]做過比較詳細的綜述。

此外，強化混凝在造紙廢水處理中的應用較多，李福仁[17]用PAC與PAM復配預處理，聯(lián)合氣浮工藝處理高濃度CTMP制漿造紙廢水，處理效率高，出水水質穩(wěn)定，可直接排入城市污水處理廠集中處理；張學洪等[18]比較了多種混凝劑對造紙廢水的處理，發(fā)現(xiàn)PAC最為合適，不必調節(jié)pH，出水達國家污水排放標準。

強化混凝在其他工業(yè)廢水處理中的應用國內常有報道。姚文娟等[19]研究表明，PAC、殼聚糖、膨潤土和PAM等絮凝劑對酒精槽的離心廢液有較好的絮凝效果，SS去除率為86.57%～89.62%，CODCr去除率為58.2%～59.2％；相波等[20]用Na2S、FeCl3、PAM復配對銅酞菁廢水預處理，聯(lián)合缺氧-好氧生物接觸氧化工藝，取得良好的效果，各項指標均達國家一級排放標準。吳敦虎等[21]研究表明，用聚合氯化硫酸鋁和聚合氯化硫酸鋁鐵混凝劑處理COD為1000～4000mg/L的制藥廢水，去除率達80%。

與生活污水的強化混凝技術相比，工業(yè)廢水的強化混凝技術研究更注重于針對不同種類廢水或污染物，開發(fā)處理效果更佳的新型混凝劑或含有新型混凝劑的復配混凝劑，以及強化混凝與其他工藝的聯(lián)合使用，而對經濟方面的要求相對較寬松。這是由于一些工業(yè)廢水含有有毒有害物質不能直接進行生物處理的原因。因此，研究更多更有效的新型混凝劑將推動強化混凝技術在工業(yè)廢水處理中的應用，也是治理工業(yè)廢水污染的有效方法之一。

1.3在污染地表水處理中的試驗

近幾年，強化混凝在污染地表水處理中的應用漸漸受到關注。中科院王曙光等[22]采用聚合氯化鐵（PFC）為混凝劑，對深圳市的龍崗河、觀蘭河、燕川河、大茅河水體進行了強化混凝處理的試驗研究。結果表明，當PFC投加量為50mg/L時，觀蘭河（原水CODCr=48.0mg/L）的CODCr去除率達70%以上，濁度去除率達91%，TP的去除率達到95%，TN的去除率達41%；大茅河（原水CODCr=84.0mg/L）的CODCr去除率達到50%以上，濁度去除率達78%，TP的去除率達96.5%，TN的去除率達41.6%，對重金屬也有一定的去除效果。處理后水質達到或接近地面水水質標準。

孫從軍等[23]以多種混凝劑，對數(shù)條嚴重污染的蘇州河支流水體進行強化混凝實驗室研究。結果表明，硅藻土較為有效，在最佳投藥量為200mg/L的條件下，CODCr去除率為43%～59%，P去除率為92%～100%，但NH3-N幾乎沒有去除。

ChengWenpo等[24]用Al2(SO4)3、PAC、FeCl3和PFS等混凝劑處理水庫水。結果表明，PFS比FeCl3有更好的溶解性有機物（DOC）去除率和更少的鐵殘留；Al2(SO4)3對濁度、色度和細菌的去除效果最好，但是對DOC的去除效果不夠理想；當PFS和Al2(SO4)3聯(lián)合使用時，處理效果最佳，DOC、濁度、色度都能得到很好的去除。

污染地表水是介于污水和清潔地表水之間的那部分水，特別是小型封閉水體，包括污染的城市景觀水體。這部分水體的治理，是強化混凝技術應用的新領域，國內已開始研究。由于其污染物濃度較小，相對去除率較低，但是磷的去除相當可觀，能有效防治水體的富營養(yǎng)化，具有廣闊的應用前景。通?？梢圆扇〗ㄔ鞓嬛锘蛑苯油度龅姆绞絹韺崿F(xiàn)污染水體的強化混凝處理。上海佛欣河道公司應用投撒混凝劑來壓制藻類的泛濫取得較好的效果。但是，某些混凝劑的安全性令人擔憂，特別是一些新型高效混凝劑和生物混凝劑的應用，在考慮到其處理效果和處理成本的同時，更應考慮其安全性。

2強化混凝技術研究新進展

2.1混凝劑研究新進展

2.1.1無機高分子混凝劑

無機高分子混凝劑（InorganicPolymerFlocculant，IPF）以其投藥量少、無毒或低毒、價廉和處理效果好等優(yōu)點，越來越受到人們的重視，逐漸成為給水、工業(yè)廢水和城市污水處理的主流混凝劑[25]，被稱為第二代混凝劑。目前應用比較多的還是聚鋁、聚鐵兩大系列，如PAC、PAFC等，但是新型的聚硅、聚磷和聚硫也不斷面世，并顯現(xiàn)出不凡的混凝效果，如聚硅酸鋁、聚磷酸鐵等。因此，無機高分子混凝劑呈現(xiàn)多品種、多組份和多功能的發(fā)展趨勢，但品種繁多，產品質量不夠穩(wěn)定。在今后的研究應用中，應優(yōu)化混凝劑的制備工藝，改進產品的性能和穩(wěn)定性，同時根據(jù)特定的水質成分開發(fā)相應的混凝劑品種和配方，并結合高效混合反應器和智能化投藥監(jiān)控技術，進一步提高混凝效果。

2.1.2有機高分子絮凝劑

有機高分子混凝劑主要是通過其鏈狀分子的吸附-架橋而起作用，它的應用能有效提高絮體顆粒尺寸，絮體顆粒直徑要比單一投加PAC形成的顆粒直徑大3～5倍[26]，所以在強化混凝中得到廣泛應用。

有機高分子絮凝劑可分為天然和合成兩大類。合成有機高分子絮凝劑由于分子量大，分子鏈官能團多的結構特點，在市場上占絕對優(yōu)勢，其中以聚丙烯酰胺系列最為廣泛，由于其殘留單體具有毒性，限制了其在某些水處理領域的發(fā)展。天然有機高分子絮凝劑由于原料來源廣泛，價格低廉，無毒，易于生物降解等特點顯示了良好的應用前景，但由于其電荷密度小，分子量較低，且易發(fā)生生物反應而失去絮凝活性，使其用量遠小于有機合成高分子絮凝劑。經過改性的天然高分子絮凝劑能克服以上缺點，特別受到關注。其中，淀粉改性絮凝劑的研究開發(fā)尤為引人注目[27]。因此，研究和開發(fā)高效、安全、可生物降解的有機高分子絮凝劑是今后的發(fā)展方向。

2.1.3其他混凝劑

除無機高分子混凝劑和有機高分子絮凝劑兩種主流混凝劑外，微生物絮凝劑（MicrobialFlocculantsMBF）近年來受到研究者極大關注[28]。它是利用生物技術，從微生物體或其分泌物中提取、純化而獲得的一種安全、高效，且能自然降解的新型水處理絮凝劑[29]。MBF可以克服無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的安全與環(huán)境污染方面的缺陷，易于生物降解，無二次污染。目前，已應用于紙漿廢水、染料廢水處理及污泥脫水、發(fā)酵菌體去除等領域，取得了良好的絮凝效果[30]。但是，目前國內的研究多限于對其在實際應用中的研究，而對其作用機理等基礎性研究較少，有待進一步加強。余榮升等[31]指出，由于生物技術的飛速發(fā)展，人們對微生物細胞基因的認識和控制也越來越自如，即可根據(jù)不同的廢水水質研制出具有針對性的高效MBF，這樣不僅可大大降低絮凝劑的投加量，還可以降低處理成本。

另外，近年來礦物類混凝劑也有一定的發(fā)展，粉煤灰、硅藻土、沸石粉和膨潤土等礦物質制成的混凝劑也開始應用于水處理中。據(jù)報道，黃彩海[32]、于衍真等[33]制備的粉煤灰混凝劑，混凝效果優(yōu)于傳統(tǒng)的單一鋁、鐵混凝劑，可用于各種工業(yè)廢水的處理。

2.1.4混凝劑的改性和復配

混凝劑的改性和復配能優(yōu)化混凝劑性能，提高混凝效果。江霜英等[34]對上海污水二期工程污水強化混凝處理的試驗研究表明，聚合雙酸鋁鐵同有機高分子絮凝劑復配經濟有效。Petzold[35]、李爾等[36]也做過類似的研究，表明兩種或兩種以上混凝劑處理廢水，處理效果優(yōu)于單一混凝劑的使用，有機和無機混凝劑相配合更為有效，具有廣闊的工程應用前景。

2.2強化混凝機理研究新進展

2.2.1表面絡合原理及其定量計算模式在強化混凝中的應用

70年代初期Stumn等首先提出對水合氧化物的分散體系中金屬離子的專屬吸附采用配位化學的處理方法，認為顆粒物界面上與H+、OH-和金屬離子的結合屬于絡合化學反應，此時的吸附量可以用與溶液中絡合平衡類似的方法，按質量作用定律加于討論。Schindler等對這一概念加于進一步的闡述，因而后來被稱為Stumn-Schindle絡合模式，近年被廣泛應用于固液界面上反應機制的研究。由于表面絡合模型的計算相當繁雜，主要應用計算機模塊來進行多組分多相的復雜計算，目前主要的計算機程序有REDE-QL，MINEQL，MICROQL，SUREQL，HYDRAQL，F(xiàn)ITEQL等。它們可用來計算各種化學平衡和表面絡合反應中的平衡常數(shù)和組分濃度。例如MICROQL可以計算飽和Al(OH)3溶液中鋁的形態(tài)分布及其表面平衡常數(shù)。王向天等[37]應用Stumn-Schindle絡合模式，計算了高嶺土、二氧化硅的表面絡合常數(shù)，得到了與實驗數(shù)據(jù)相吻合的計算結果。

2.2.2分形理論在強化混凝中的應用

分形理論用于對混凝的研究也是一種有效的新手段。絮體結構和性能在混凝研究中一直有十分重要的地位，其大小、強度、密度與穿透性等特點對于污泥處置和出水水質至關重要，其形成往往具有分形特征。通過分形結構分析，用一非整數(shù)維數(shù)來描述非規(guī)則體中的無規(guī)則程度，為這些看起來復雜不規(guī)則形態(tài)提供一種數(shù)學框架，從而得以定量的描述，而分形結構分析中最重要的特征參數(shù)是分形維數(shù)（分維）。一般認為，對應于分形體的不規(guī)則和復雜性或空間填充程度，分維不同則反映了聚集體結構所具有的開放程度，在混凝研究中應用分維可以對不同條件下形成的絮體結構進行更為準確的描述。關于分形理論和研究方法及其在強化混凝中的應用，王東升等[38，39]作過比較詳細的論述。

2.2.3混凝作用機理研究逐漸向半定量仍至定量化發(fā)展

表面絡合理論和分形理論的引入推動了混凝研究的半定量和定量化進程，發(fā)展了多種計算模式和軟件，但多限于應用在傳統(tǒng)混凝劑，對新型高分子混凝劑混凝過程的計算尚存在困難，有待進一步的研究。王東升等[40]以典型IPF-顆粒物-水溶液體系的相互作用為例，對Dentel的吸附沉積-電中和模式（PrecipitationChargeNeutralizationModel，PCNM）作了適當改進，能夠較好地預測聚合鋁的混凝特征，實驗結果與模式預測值基本吻合。

2.3其他方面研究新進展

2.3.1混凝過程的在線控制

由于流動電流原理及其檢測技術在混凝中的應用，實現(xiàn)了混凝過程的在線控制，保證了混凝劑的最佳投藥量。另有報道，利用水中顆粒物對光的散射作用能很好地實現(xiàn)混凝過程的在線監(jiān)測。金鵬康等[41]根據(jù)這一原理研制的光散射顆粒分析儀（PhotometricDispersionAnalyzer，PDA）對腐殖質混凝過程進行在線監(jiān)測，并對得到的FI(FlocculationIndex)曲線的特征參數(shù)進行分析，發(fā)現(xiàn)FI曲線及其特征參數(shù)受混凝劑投藥量的影響很大，其變化情況與膠體穩(wěn)定情況（ξ電位）及混凝效果（TOC去除率）具有良好的相關性，說明這種在線監(jiān)測技術對混凝過程的在線監(jiān)測是有效的。

2.3.2強化混凝設備的開發(fā)

混凝設備中混合器最為關鍵，其主要作用是讓藥劑與水盡快混合。常用的混合設備有水泵混合、管道混合、壓力式孔板混合、機械攪拌混合、渦流式混合及射流混合等，其中射流混合是混合技術的新發(fā)展，具有混合速度快，功率損失小、絮凝效率高等優(yōu)點[42]。具體過程為用注入管將絮凝劑注入接近反應池的進口處，注入管的側面周邊有幾個小孔，混凝劑經小孔以很大的速度進入。在垂直于原水管的中軸處水流的紊動強度最大，混凝劑射流由此進入最易與原水完全混合。

3結語

強化混凝技術近年來得到了迅速的發(fā)展，在研究和應用中都取得了較大的進步。由于一些新理論新方法的引入，使對強化混凝的研究得以深入，特別是一些基礎性的機理研究越來越受到重視，但由于強化混凝是一個相當復雜的過程，其中的許多問題有待于進一步的深入研究，特別是以下幾方面應得到加強：

（1）繼續(xù)研制高效混凝劑和混凝設備，提高其混凝效果，降低其生產成本；

篇7

關鍵詞：固化微生物；廢水；處理

引言

固定化微生物細胞技術是利用物理或化學的手段將游離微生物細胞定位于限定的空間區(qū)域，并使其保持活性反復利用的方法，在化工、印染、發(fā)酵生產、能源、醫(yī)藥等行業(yè)應用廣泛。

一、固定化載體的選擇

1.1 固定化載體的分類及性能比較

目前，用來作為固定化微生物的載體有：有機高分子載體、無機高分子載體和復合載體三類。其中有機高分子載體分為天然和人工合成兩類。常見的天然有機高分子載體有瓊脂、角叉萊膠、明膠、海藻酸鈉等；常見的人工合成的有機高分子載體有聚丙烯酰胺凝膠（ACAM）、聚乙烯醇凝膠（PVA）、光硬化樹脂、聚丙烯酸凝膠等。常見的無機載體有多孔玻璃、多孔硅酸鹽、石英砂、生物活性炭（BAC）、硅藻土等。

天然有機高分子載體對生物無毒性，傳質性能好，但機械強度較低，在厭氧條件下易被微生物分解；人工合成的有機高分子載體一般強度較大，但傳質性能較差，微生物固定時對其活性影響較大，聚乙烯醇與瓊脂、明膠和丙烯酰胺凝膠相比較，具有機械強度較高、傳質性能較好，生物毒性較低和固定操作容易等優(yōu)點。無機載體具有機械強度大、對微生物無毒性、不易被微生物分解、耐酸堿、成本低、壽命長等優(yōu)點。由于有機載體和無機載體各有優(yōu)缺點，在許多性能方面兩類載體可以互補，因而，就有了復合載體材料，它是將兩類載體結合起來，以改進載體性能，降低成本，提高廢水處理效果。以聚乙烯醇（PVA）、累托石、海藻酸鈉（SA）作為固定化載體材料，硼酸和氯化鈣作為交聯(lián)劑，將菲的降解菌（茄鐮孢菌）包埋制備固定化微生物小球，考察了各種材料的用量，微生物包埋量，PVA投加量，交聯(lián)時間等因素對微生物小球活性的影響，及固定化茄鐮孢菌小球的機械強度和傳質性能。結果表明，聚乙烯醇和累托石復合載體可作為包埋固定微生物的優(yōu)良材料。

1.2固定化載體選擇的原則

固定化載體的選擇直接影響所固定微生物的生物活性等性能，所以，固定化微生物技術的使用對載體的選擇有一定的要求，在選擇載體的過程中，應遵循以下幾點原則。

（1）固定化過程簡單，常溫下易于成型，固定化過程及固定化后對微生物無毒，生物滯留量高；

（2）具有生物相容性，不能干擾生物分子的功能，基質通透性好，傳質性能優(yōu)良；

（3）物化穩(wěn)定性好，機械強度高，抗微生物分解，沉淀分離性能好；

（4）價格低廉，壽命長。

二、固定化微生物技術在廢水處理中的應用

近年來，固定化微生物技術因其特有的優(yōu)勢，引起廣泛的關注。固定化生物技術開始迅速發(fā)展，并已取得了階段性的成果。此項技術在處理含重金屬離子廢水、含氮廢水、含難降解有機廢水的處理等方面都得到了很好的應用。

2.1固定化微生物技術在印染廢水中的應用

印染、造紙廢水的水量大，污染物質也比較復雜，是比較難處理的工業(yè)廢水。周林成[1]等人采用固定化微生物工，對混凝沉淀后退漿工序的印染廢水進行了現(xiàn)場中試處理研究。實驗結果表明，在水力停留時間（HRT）為20h的條件下，對于進水化學需氧量（CODCr）為1.0～1.2g/L的退漿廢水，經過兩級水解酸化、兩級好氧處理后，其出水CODCr

2.2含重金屬離子廢水的處理

重金屬污染對生物的影響越來越嚴重，由于固定化后的微生物，穩(wěn)定性能好，抗毒性強，因此被廣泛用于去除廢水中的重金屬離子。

李杰[2]等人采用固定化微生物SBR反應器和普通活性污泥SBR反應器處理投加了Cr6+的生活污水，考察了固定化微生物去除COD及Cr6+的能力及抗毒性。結果表明：在保證對COD的去除率較穩(wěn)定的條件下，固定化微生物與普通活性污泥所能承受的Cr6+濃度分別為70mg/L和1.9mg/L。

羅曉虹[3]等人利用聚丙烯酰胺與殼聚糖形成的互融聚合物網(wǎng)絡凝膠固定非活性的銅綠假單胞菌，研究了這種固定化微生物顆粒對Cu2+的吸附特性。結果表明，該固定化微生物對Cu2+的吸附很迅速，在40min內吸附基本達到平衡。

2.3含氮廢水的處理

微生物去除氮和氨，一般是通過好氧微生物的硝化反應過程。和厭氧微生物的反硝化反應過程。呂志剛[4]等人采用聚乙烯醇（PVA）為載體的包埋固定化微生物處理低濃度氨氮絮凝余水，在HRT為3h之內從地表水環(huán)境質量V類水標準以外達到了I類水標準，在較短的水力停留時間成功實現(xiàn)了氨氮的去除。周珊[4]等人以竹炭為載體，將硝化菌、反硝化菌等微生物固定在竹炭上，研究竹炭固定化微生物對氨氮的去除及影響因素。結果表明：竹炭固定化微生物處理氨氮水樣存在竹炭吸附和微生物脫氮兩種作用。對于初始氨氮質量濃度≤200mg?L-1的水樣，調節(jié)水樣pH為8，控制水樣溶解氧質量濃度為1mg?L-1左右，竹炭固定化微生物系統(tǒng)中可發(fā)生同時硝化―反硝化作用，氨氮去除率可達70%以上。

2.4酚類及醇類廢水的處理

陶凌燕[5]等人采用聚乙烯醇（PVA）―硼酸法制作固定化活性污泥小球，從溫度、濃度和pH 3方面比較了固定化活性污泥和游離活性污泥對氯苯酚降解效果的影響。研究表明：固定化活性污泥降解對氯苯酚的最適宜溫度為25℃～35℃，最適pH為6～8；固定化活性污泥對氯苯酚的降解速度大于游離活性污泥。孫翔[6]等人以苯酚模擬廢水為研究對象，采用苯酚馴化后的優(yōu)勢菌群，利用竹炭作為載體，用竹炭固定化微生物處理含酚廢水。實驗表明，在苯酚濃度為40mg/L低濃度廢水，在投菌量為100mL/10g竹炭，竹炭量為10g/100mL污水的條件下經5h處理后，苯酚和COD的去除率分別為95%和70%。

三、結束語

固定化微生物技術在污水處理中越來越受到重視，未來要加強菌種的選育和馴化，創(chuàng)造條件培養(yǎng)微生物，并結合污水處理的設備和其他工藝達到良好的處理效果。

參考文獻：

[1]]周林成，李彥鋒，白雪，等.固定化微生物工藝處理印染廢水[J].蘭州大學學報：自然科學版，2008，44（5）：63-68.

[2]李杰、王志盈、毛玉紅.固定化微生物抗Cr6+毒性能力及其去除特性研究[J].工業(yè)水處理.2008，24（1）.

[3]羅曉虹、戴松林、李雪芳.固定化銅綠假單胞菌吸附Cu2+的特性[J].環(huán)境科學與技術.2008.31（11）.

[4]周珊、周匯、單勝道.竹炭固定化微生物去除水樣中氨氮的研究[J].農業(yè)科學.2009，46（6）.

篇8

    1 單一絮凝劑

    1.1 無機絮凝劑

    無機鹽類絮凝劑主要分為鋁鹽和鐵鹽,它們存在很大的缺點:殘留在水中的鋁離子會導致二次污染;鐵 離子本身有顏色,并對設備有腐蝕作用,提高成本;投加量大,產泥量高,運行費用高.為克服二次污染及腐 蝕設備問題,從20世紀6o年代開始無機鹽聚合物的研究.使用無機鹽聚合物類絮凝劑效果好,殘留在水中 的鋁、鐵離子少,而且易生產、價廉、使用范圍廣,在我國實際用量占絮凝劑總量的80%以上. 

    1.2 高分子絮凝劑 

    1.2.1 有機合成高分子絮凝劑

    合成高分子絮凝劑投加量少,一般在2%以下,效果好,形成的絮體大,而且 強度大,不易破碎,不增加泥量,降低熱值,無腐蝕性.它分非離子型、陽離子型、陰離子型和兩性四種.常用 有機絮凝劑有:聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸鈉、聚氧乙烯、聚乙烯胺、聚乙烯磺酸鹽等,其中聚丙烯酰胺的應 用最多,占合成高分子絮凝劑的8o%左右.然而這一類絮凝劑由于存在著一定量的殘余單體丙烯酰胺,不可 避免的帶來毒性,所以限制了它的應用.高分子量(106以上)聚丙烯酸鈉屬陰離子型絮凝劑,有強烈的絮凝 作用而且無毒;對懸浮于水中的細微粒產生非離子性吸附,使粒子之間產生交聯(lián);對具有金屬氫氧化物這類 正電荷的膠體粒子更顯示出其優(yōu)良性能.陸興章等研制出二甲基二丙烯丙基氯化銨均聚物和一系列不同 相對分子質量、不同陽離子的共聚物,對硅藻土或高嶺土均有優(yōu)良的絮凝效果.高華星等把以聚二甲基二 烯丙基氯化銨為主體鍵節(jié)的陽離子高分子絮凝劑用于印刷油墨廢水處理,試驗結果表明處理后廢水油污去 除率高,沉渣少,廢水的回用效果好

    1.2.2 天然高分子絮凝劑

    天然高分子絮凝劑易生物降解,本身或中間降解產物對人體無毒,具有選擇性大、 價廉、產泥量少等優(yōu)點.淀粉衍生物作為工業(yè)絮凝劑的研究始于6o年代.乙烯基單體與淀粉的接枝共聚反應 是淀粉改性制備可生物降解的高分子材料的重要途徑之一,其關鍵問題在于引發(fā)劑的篩選.曹炳明 將木薯 粉、催化劑、烯類單體反應,再加醛類和醇類反應制得一種網(wǎng)狀的高分子物質,其分子鏈中所帶的官能團多, 吸附活性點多,可用于污水處理廠二級污水處理;若在生化系統(tǒng)中投加該類絮凝劑,可為城市污水處理后的 回用提供符合要求的水質.另外淀粉磷酸酯和淀粉黃原酸脂也是良好的絮凝劑. 殼聚糖、甲殼素類絮凝劑作為水處理劑在工業(yè)上已大量應用,美國主要用于給水及飲用水處理;日本主 要用于水處理及污水處理,其中用于水處理的殼聚糖每年達500噸之多;目前清華大學 著手殼聚糖作絮凝 劑的中試生產研究,獲得了一套適合我國國情的工業(yè)化生產的最佳工藝路線,其主要性能指標均達到了或 超過國內外同類產品的水平.殼聚糖除了對水中的固體懸浮物(ss)有較好的絮凝作用外,還對水中的COD、 色度和重金屬離子等有較好的去除效果.由于該類聚合物具有無毒無味、抗菌、可生物降解等優(yōu)點使其被大 量應用于食品工業(yè)廢水處理中,殼聚糖可使各種食品加工廢水的固形物減少70% ~98%.杜予民等總結 了殼聚糖及其衍生物作為吸附劑、絮凝劑在印染廢水中的應用,闡明小粒徑、高脫乙酰度及珠狀殼聚糖及其 衍生物在低溫、低pH值下對染料的吸附效果較好;脫乙酰度大的水溶性殼聚糖及其衍生物對染料的絮凝效 果較好,其絮凝機理主要是電荷中和以及分子架橋作用. 

    1.3 微生物絮凝劑 

    微生物絮凝劑是一類由微生物或其分泌物產生的代謝產物,它是利用微生物技術,通過細菌、真菌等微 生物發(fā)酵、提取、精制而得的,是具有生物分解性和安全性的高效、無毒、無二次污染的水處理劑.它主要由 微生物代謝產生的各種多聚糖類、蛋白質,或是蛋白質和糖類參與形成的高分子化合物,能產生微生物絮凝 劑的微生物種類很多,它們大量存在于土壤、活性污泥和沉積物中. J.Nak~m,ra等從霉菌、細菌、放線菌、酵母菌等菌株中篩選出l9種具有絮凝能力的微生物.H.Takagi 等n 人研究了擬青素微生物生產的絮凝劑PF01,對活性污泥、啤酒酵母等許多物質具有良好的絮凝效果.紅 平紅球菌生產的絮凝劑NOC-1,是目前發(fā)現(xiàn)絮凝效果最好的微生物絮凝劑.K.toeda和K.UraneL9 從土壤中分離出革蘭氏陰性菌——產堿性菌Alcaligenecupidus A1 201,它在含有蔗糖的培養(yǎng)基中生長并分泌絮凝物質.我國也已涉及這方面的研究,但起步較晚.南開大學莊源益?zhèn)兒Y選出6株對水中染料有較好的絮凝作 用的菌株(NAT一1至NAT一6),用NAT型生物絮凝劑處理直接黑染料生產廢水,其脫色率可達60%.從微生 物組織中提取的7一谷氨酸聚合物具有一定的絮凝作用n ,如從bacillus sp.PY一90中提取的聚7一谷氨酸, 在濃度為20nv,/L時,對高嶺土懸濁液絮凝效果最好,當加入c 、M 、Fd 時,可提高其絮凝效果;從B. subtillis IFO 3335和B.1icheniformis CCRC 12826中提取的聚7一谷氨酸,對不同的無機和有機懸濁液均具有 較好的絮凝作用. 絮凝劑通過離子鍵、氫鍵的作用與懸浮顆粒結合,由于絮凝劑的分子量很大,一個絮凝劑分子可同時與 幾個懸浮顆粒結合,在適宜條件下迅速形成網(wǎng)狀結構而沉積,從而表現(xiàn)出很強的絮凝能力.微生物絮凝性與 分子結構、分子量、活性基團等多種內部環(huán)境因素有關,另外,外界環(huán)境因素如pH值、溫度、離子種類、離子 強度等對微生物絮凝劑的活性也有影響.微生物絮凝劑廣泛應用于畜產廢水處理、染料廢水的脫色、高濃度 無機物懸浮液廢水的處理、活性污泥的沉降性能的改善、污泥脫水、浮化液的油水分離等方面.然而目前微 生物絮凝劑的研究還處于菌種篩選的實驗室研究階段,所用成本較高,一些工藝條件不太成熟,離工業(yè)化生 產還有一定的距離.

    2 復合絮凝劑 

    復合型絮凝劑是近年才開始研制的新型絮凝劑,能克服使用單一絮凝劑的許多不足,適應范圍廣,對低 濃度或高濃度水質、有色廢水、多種工業(yè)廢水都有良好的凈水效果,脫污泥性好,pH使用范圍大.然而復合在 有機合成制備上手續(xù)復雜,成本較高,并有可能存在二次污染.目前還未見復合絮凝劑有工業(yè)化生產和使用 的報道. 污水或活性污泥中,有機固體顆粒帶負電荷,無機固體顆粒帶正電荷,混合固體顆粒呈電中性。所以有 機污水或污泥加陽離子型絮凝劑,對無機污水或污泥加陰離子型絮凝劑,對混合污水或污泥加非離子型絮 凝劑.趙立志等用含單寧45%的落葉松膠與甲醛、二甲胺在弱酸性條件下進行曼尼希反應,使單寧胺甲基 化,制成的絮凝劑與無機、聚丙烯酰胺聯(lián)用,可提高絮凝效果. 帶有PAM的聚合氯化鋁、聚合氯化鐵,為無機有機高分子聚合物,它們具有無機、有機的雙重優(yōu)點,又避 免了兩者的不足,還具有某些獨特的優(yōu)點,使凈水效果得到高度發(fā)揮.無機離子使懸浮顆粒發(fā)生絮凝并沉 淀,高分子有機陽離子的高度架橋又促進了絮凝吸附速度,故能達到快速凈水的目的.江霜英等以天然高 分子物質甲殼素制備殼聚糖,并用殼聚糖、聚合鋁和三氯化鐵制成了高效復合型絮凝劑CAF,其凈水效果優(yōu) 于無機絮凝劑聚合鋁和三氯化鐵,成本更低. 

篇9

關鍵詞：市政，給排水設計，規(guī)劃，常見問題

中圖分類號：TU99文獻標識碼： A

前言

在城市化進程不斷加快的大背景下，市政給排水工程獲得了更快速的發(fā)展，但是由于在給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的設計中存在一些問題，對城市供水和排水產生了一定的影響。同時，由于排水系統(tǒng)設計不夠完善，使得城市污水不能得到有效的處理，也影響了水資源的循環(huán)再生的效率?；谏鲜龇N種問題，需要對市政給排水工程的設計與規(guī)劃進行全面的分析，才能保證其設計的有效性，從而促進給排水系統(tǒng)的良性循環(huán)，緩解我國水資源緊缺和惡化的現(xiàn)狀。

1 市政給水系統(tǒng)設計與規(guī)劃的探討

在市政給水系統(tǒng)的設計過程中，需要根據(jù)當?shù)氐慕涤炅繉τ盟椖窟M行適當?shù)陌才?。如果降雨量充足，就需要對水資源進行儲備，可以將這部分雨水資源投入到一些用水量較大的項目中; 如果降雨量不足，則需要建設一些用水量較小的項目，降低對水資源的需求。

如果城市的水庫設施建設的較為完善，就可以儲備大量的水資源，由于城市的居民會大量用水，可能節(jié)約用水的意識較為薄弱造成水資源的浪費，會對城市給水系統(tǒng)也會產生一定的影響。如果居民的用水時間集中在一起，就會形成一個用水高峰，進而會導致有些地區(qū)缺水，就會形成兩種形態(tài): 接近水庫地區(qū)的居民浪費水資源和遠離水庫的地區(qū)居民用水緊張兩種局面，這種局面也是當前大部分城市中都普遍存在的。為此，必須要對城市給水工程進行合理的設計，實現(xiàn)水資源的科學配置。

由于水資源在自然界中的分布不均勻，因此在進行給水系統(tǒng)的設計時，需要根據(jù)當?shù)厮Y源的分布情況和水質特點進行科學的分析，從而保證水資源得到最佳的配置。同時也要考慮到城市中心與周邊城鎮(zhèn)的供水平衡，才能達到理想的狀態(tài)。因此在給水系統(tǒng)的設計時要考慮到以下幾個問題: 第一，對用水量進行預測，包括城市居民的生活用水、工業(yè)用水以及周邊城鎮(zhèn)的養(yǎng)殖用水等，從用水量的需求和周邊河流的流量進行綜合考慮，才能獲得準確的測量數(shù)據(jù); 第二，對供水的水質進行調整，在保證居民用水安全的同時，可以適當?shù)膶λ|進行調整，按照不同的需求分別供給不同的水體，能夠促進水資源的合理利用。在地下水的開采方面要給予足夠的重視，地下水資源的開采要適當，過度的開采可能會導致地面塌陷，對建筑物的安全性產生重大影響，對城市居民的生命和財產安全也會帶來隱患。

總之，在進行市政給水系統(tǒng)的設計與規(guī)劃時，要對多方面因素進行充分考慮，滿足城市居民生活和生產用水的基礎上施行，實現(xiàn)城市用水的供需平衡，進而形成水資源的良性循環(huán)，促進城市的可持續(xù)發(fā)展。

2 市政排水系統(tǒng)設計與規(guī)劃的探討

市政排水系統(tǒng)的設計，涉及到城市生活污水、工業(yè)廢水的處理，同時也關系到城市防洪排澇工作的持續(xù)開展，因此，要重視排水系統(tǒng)的設計與規(guī)劃。在實際的排水系統(tǒng)設計工作中，常見的問題包括以下幾個方面:

( 1) 防洪排澇。排水系統(tǒng)的科學規(guī)劃是影響城市防洪排澇工作的重要內容。由于防洪排澇工程是一項基礎的城市設施，而且關系到城市居民的生命健康和財產的安全，因此必須要受到足夠的重視。當前城市防洪排澇工程中主要包含外洪和內洪兩種，外洪主要是防洪壩、水庫等工程，以防為主要的功能; 內洪則主要是對雨水排除處理。防洪排澇工程的規(guī)劃首先應當以城市發(fā)展規(guī)劃為依據(jù)，同時參考城市的降雨量，對影響防洪的因素進行綜合考慮的基礎上進行科學規(guī)劃。一般大中型城市的排洪標準，應當高于10年一遇的降雨量標準。對于山區(qū)城市來說，則需要適當?shù)奶Ц叻桨?，并且從鄉(xiāng)鎮(zhèn)的建設形態(tài)考慮，可以設置局部的抽排設施。

(2) 污水處理。污水處理是城市排水系統(tǒng)中重要的功能，而且在不同的城市中面臨著不同的排水需求，所以在進行排水系統(tǒng)的設計時，要對城市污水處理進行綜合的考慮，同時增加新的環(huán)保節(jié)能技術的應用力度，將生活污水處理設施向更高級別轉變。從當前的科學技術水平出發(fā)，有一種高效的載體生物強化工藝在污水處理中有著廣泛的應用，其主要是利用硅藻土的高效載體作用，對污水中的物質進行吸附，從而達到凈化污水的處理。在進行污水網(wǎng)管的設計時，需要將其與道路設計盡心有機的結合，以城市道路的分布作為污水管線設計的參考依據(jù)，根據(jù)設計人員指定的距離進行污水井的處理。同時要注意污水井井泵的位置，如果井泵的位置不合理，就可能導致污水管的深度過大，影響污水處理的效果。因此，在進行污水管的設計時，要對管材和施工方法等進行全面的設計，合理的設置井泵的高度，能夠提高排放效果的同時，降低工程施工成本，有利于提高排水系統(tǒng)的經濟效益。

( 3) 污水計算。對污水量的計算工作，應當包括污水面積的確定、污水管網(wǎng)的計算，可以利用現(xiàn)有的圖形測量方法，對污水管道的管徑和坡度進行測量，從而為設計人員提供更多的參考依據(jù)。在污水管的設計方面，要保證污水管的管端部位與污水井緊密連接，并且以此確定污水管的滾經和坡度，而標高則需要通過系統(tǒng)進行自動計算來實現(xiàn)。排水工程中的網(wǎng)管設計，要對出水口的部位進行特殊計算，根據(jù)城市基礎設施建設的規(guī)劃要求，和城市水資源的自然分布情況進行確定。在排水工程設計時需要對出水口的管線進行科學的布置，但是由于受到市政排水工程規(guī)劃編制的影響，使得很多排水管線不能與城市道路工程保證同步，所以很多排水管線的布置都要對公路進行開挖，造成較為嚴重的浪費現(xiàn)象。

(4) 地面管線的設計和敷設。進行地面管線設計時，要沿著道路設計的路線，將地面管線的設計資料傳遞到排水系統(tǒng)設計中，沿著城市道路的布置進行給水點的設置。當前使用的給水設備種類繁多，這在提高了給水點設置效率的同時，也為排水工程的設計提供更多的備用圖例。當?shù)孛婀芫€設置完成后，可以將給水管道通過指定的方式連接給水設備。

3 計算機輔助設計系統(tǒng)在市政給排水設計中應用

市政給排水工程的設計與規(guī)劃，需要與城市整體的發(fā)展戰(zhàn)略方向保證一致，在給排水管道施工之前，需要根據(jù)工程的設計情況對工程量進行計算，這需要與道路人員進行配合與協(xié)調， 再由給排水施工人員進行給排水工程的施工，這對于給排水的施工進度和質量會產生一定的影響。由于工程量的計算工作較為繁瑣，因此可以充分利用計算機輔助技術。利用配套的計算機輔助系統(tǒng)，將道路資料輸入到計算機軟件中，便可以將其與給排水工程進行有效的結合，從而保證給排水公工程設計的有效性。需要注意的是，在利用計算機輔助系統(tǒng)時，需要將一條道路作為中心線，以此為依據(jù)，將道路信息轉換為給排水工程所需的線元。

4 結束語

綜上所述，給排水工程是市政工程中一項重要的基礎性工程，其不僅能夠保證城市居民生產和生活的用水需求，同時在城市防洪排澇工作中也發(fā)揮著重要的作用。因此，在進行城市給排水工程的設計與規(guī)劃過程中，必須要進行系統(tǒng)的安排，將給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)進行科學的設計，使系統(tǒng)中的管線設置具有一定的可操作性。同時，將先進的計算機技術引入到給排水工程設計工作中，通過計算機的輔助作用能夠為設計人員提供更加科學的參考依據(jù)，從而促進給排水工程設計的科學性，使其與城市的發(fā)展更加配合，促進我國城市建設的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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篇10

關鍵詞：工業(yè)廢水、控制方法、化學處理、生物處理

中圖分類號：S141.8文獻標識碼： A 文章編號：

一、前言

環(huán)境污染是當今人類面臨最大的危害之一,特別是工業(yè)生產的發(fā)展,排出了大量的廢水,這些廢水如直接排放或處理不當,將影響水體的自凈,因而使水質惡化?，F(xiàn)階段,水環(huán)境必須治理,人們已經慢慢形成污水必須經過處理才能排放的環(huán)保觀念，所以高效、經濟的污水處理技術的開發(fā)研究已成為現(xiàn)在環(huán)保領域研究的熱點。

二、廢水化學處理法

1、中和法

中和法的目的是調節(jié)廢水的pH值?；S、電鍍車間、金屬酸洗車間等產生酸性廢水,部分含有如鹽酸、硫酸的無機酸等,也有部分含如醋酸的有機酸等。直接放入堿性廢水能夠中和酸性廢水,一般也采用石灰石、電石渣等中和劑；在中和堿性廢水時一般將二氧化碳吹入廢水中或通過煙道氣中的SO2來中和。除上述中和之外,水中重金屬離子的去除,最有效的方法是采用中和凝集法。欒兆坤132的研究表明利用堿性礦水中和酸礦水是可行的,在混合過程中除了酸、堿中和外,還可以通過中和作用產生的鐵、鋁氫氧化物的共沉/吸附作用,有效地去除酸性礦水中的重金屬離子,減輕對環(huán)境的污染。

2、混凝法

在一些工業(yè)廢水中含有難以沉淀的細小顆粒物質,由于其表面一般吸附離子而帶電荷,彼此間互相排斥而形成膠體,難以沉淀,用普通的沉淀法也無法除去,一般將混凝劑投入廢水中,混凝劑水解形成水合配離子及氫氧化物膠體,可中和原來的電荷,使其凝集。隨著技術進步, 開發(fā)成功了像聚合鐵、聚合鋁這樣的新型無機化學混凝劑以及復合型無機混凝劑，同時開發(fā)出了有機高分子絮凝劑,因此，在采用化學混凝法處理能夠在使用較少藥劑的情況下,取得顯著的處理效果,控制污泥量。

3、氧化還原法

溶于水中的有毒物質,可利用它在化學過程中能被氧化或還原的性質,使之轉化成無毒或毒性較小的新物質,從而達到處理的目的。氧化還原法目前主要有催化濕式氧化法、光化學氧化法、臭氧法以及超臨界水氧化法等，受篇幅限制，筆者主要介紹光化學氧化法、臭氧法以及超臨界水氧化法三種處理方法。

（2）光化學氧化法

通過光激發(fā)氧化將O3、H2O2、O2等氧化劑與光輻射相結合,所用光中紫外光為主要成分,包括UV-O3、UV-H2O2、UV-H2O2-O3等工藝,能夠在有效處理污水中CHCl3、CCl4、六聯(lián)苯、多氯聯(lián)苯等不易降解的物質。徐向榮等經過探索發(fā)現(xiàn),在有紫外光 的Fenton體系中,紫外光與鐵離子之間存在著協(xié)同效應,使H2O2分解產生#OH自由基的速率大大加快,促進了有機物的氧化。

光催化氧化法具有無毒、安全、穩(wěn)定性好、催化活性高、見效快、能耗低、可重復使用等優(yōu)點可處理表面活性劑廢水、農藥廢水、染料廢水及造紙廢水等有機廢水；

（3）臭氧法

臭氧的氧化能力很強,能氧化大部分無機物和很多有機物(如合成洗滌劑等),臭氧能與其他方法聯(lián)用如臭氧活性炭法、O3-H2O2混合氧化、O3-C射線輻射等。臭氧處理后的廢水能夠進行生物處理,這是目前國際上很重視的,且有前途的方法。

（4）超臨界水氧化法

上世紀八十年代中期才誕生的超臨界水氧化技術一直以來都是人們關注的焦點。超臨界水氧化法是以超臨界水作為水質,利用氧化劑O2、O3、O2+H2O2或O3+H2O2來使有機物氧化分解的新型技術,能夠在用時較短的基礎上徹底分解大部分有機物，分解為CO2和H2O等簡單無機物。

三、物理化學法

化學法只是局限于四大化學反應,而物理化學法不僅有化學反應存在,還包括一些物理過程,其實它們之間并沒有很大的界限。方法很多,在此僅介紹以下幾種。

1、電解法

用電解法處理廢水,就是利用陽極的氧化和陰極的還原作用,使有害物質通過氧化還原反應改變化學狀態(tài),變?yōu)闊o害或低害物質。其實這種方法也是氧化還原的一種。電解法在直接氧化電鍍工業(yè)廢水中的CN-、還原脫氯、重金屬回收等方面具有無需添加氧化劑、絮凝劑等化學藥品,設備體積小,占地面積少,操作簡便靈活等優(yōu)點,但是此法一直存在著能耗高、成本高及析氧和析氫等副反應的缺點。

2、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。廢水進行吸附前,必須經過預處理,除去水中懸浮物及油類物質等,以免阻塞吸附劑孔隙。這種方法處理成本較高,吸附劑再生困難,不利于處理高濃度的廢水,一般作為廢水處理后的一個深度處理過程。吸附法可以與其他方法聯(lián)用,如臭氧)生物活性炭工藝就是將活性炭物理化學吸附、臭氧化學氧化、生物氧化降解及臭氧滅菌消毒四種技術合為一體的工藝。叢錦華利用Fenton試劑和冶金高爐瓦斯灰的氧化、混凝、吸附等作用對環(huán)氧乙烷生產過程中產生的皂化廢水進行處理,色度去除達100%,COD可去除70%。

3、膜分離法

膜分離法是一種發(fā)展較快的高新污水處理技術，借助一種特殊的半滲透膜將水中離子和分子分離的技術,它主要包括反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)、微濾(MF)等。大部分膜分離過程中不會發(fā)生物質相變化,具有較大分離系數(shù),在室溫左右即能操作,所有膜分離過程均節(jié)能、高效。其中納濾也稱納米過濾,是界于UF和RO之間的一種以壓力為驅動力的新型膜分離技術,截斷相對分子質量300~3000,具有良好的耐熱性、適應pH范圍廣、耐有機溶劑的穩(wěn)定性,最適合于有機污水的處理。

4、超聲處理法

超聲處理法是利用頻率15kHz以上的超聲波輻照有機廢水，通過三種途徑來氧化水中有機污染物：自由基氧化、高溫熱解和超臨界水氧化。超聲處理法作為一種高級氧化技術用來降解水中有機污染物，特別是對難降解的有毒污染物具有效率高、操作簡單、使用范圍和不產生二次污染等優(yōu)點，是一項極具發(fā)展?jié)摿蛻们熬暗男滦退幚砑夹g；零價金屬包括Fe、Ca、Sn、Al及Zn等因為具有較強的還原降解功能而被用來處理有機鹵代物、硝酸鹽等，零價金屬尤其是零價鐵因其價廉易得、所需工藝簡單、對環(huán)境不會產生二次污染等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。

除上述幾種化學物理處理方法外，還有磁分離法，其應用前景也非常廣闊。

四、生物處理法

利用微生物能夠降解代謝有機物的作用,來處理污水中呈溶解或膠體狀的有機物。下面介紹目前應用廣泛的幾種工藝。

1、A -A -0活性污泥工藝法

A -A-O活性污泥工藝法除了可以控制污水中BOD,COD濃度外，還可以使污水中的總氮和總磷得到有效控制。但是其工藝流程較為復雜，而且相較于傳統(tǒng)方法，投資和運行費用都高20%一30%。隨著技術發(fā)展，陸續(xù)在城市污水處理中應用，通過分析昆明第二污水廠的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，該方法BOD5,SS的去除率在90%以上，TN,TP也均在80%以上。

2、A-B活性污泥工藝法

A-B活性污泥工藝法是兩段活性污泥法的發(fā)展,在處理的各階段微生物種群會有所不同,沉淀池和污泥回流系統(tǒng)也有一定差異,具有較高的運行負荷,能夠很強的適應進水負荷的變化,剩余污泥過多是其主要缺點。

3、好氧生物流化床

微生物生長在載體的表面,載體則在反應器中流動,是懸浮生長型和附著生長型的復合。它能夠維持微生物量的高濃度,具有較高的傳質效率,相較于傳統(tǒng)活性污泥法，體積負荷高6~10倍。一直以來，其技術上的難題是載體的均勻流化和載體的脫膜、防粘結。其研究重點是膜的厚度,通過潘濤等研究證明最佳膜厚為90~110μm,在處理效果最佳的情況下，相應容積負荷為（30kgBOD5/( m3·d)。

除上述幾種生物處理法外，目前還有升流式厭氧污泥床反應器(UASB)和SBR法等，也有著廣闊的應用前景。

五、結語

除上述處理方法外，筆者認為在源頭上治理工業(yè)廢水才是問題的根本。加大宣傳力度，完善舉報制度。加強環(huán)境保護的社會宣傳，調動社會各界的力量。通過媒體宣傳，將環(huán)境保護的意識更深入地植入到廣大市民當中。提高公眾的環(huán)保意識，使其充分認識到工業(yè)污染的嚴重性，防范在先。

參考文獻：

［1］ 曹鳳中 周國梅：《中國工業(yè)廢水污染控制戰(zhàn)略的審視》，《內蒙古環(huán)境保護》， 2000年01期

［2］ 叢錦華：《物理化學法處理高濃度有機廢水》，《化工環(huán)?！?， 1997年02期