水處理技術論文大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇水處理技術論文范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

城市污水管網擔負著城市污水的收集和輸送,是連接污水產生源和污水處理廠的重要的、不可缺少的環節。一般說,凡在新建市、區或擴建新區建設污水處理工程時,宜采用分流制;在已建成合流制排水系統的舊城區、小城鎮等,宜將原合流制直泄式排水系統改造成截流式合流系統;在雨量稀少地區,如我國西北的部分地區或者邊遠小城鎮,由于污水處理規模小,街道狹窄,兩側建筑密集,施工復雜,無條件修建分流制排水系統,也可考慮采用合流制排水系統。值得注意的是,當截流倍數較大時,旱季和雨季污水量相差較大,污水處理廠的進水水量及水質都隨之發生相應波動,造成沖擊負荷,因此在污水處理廠工藝流程設計和設計參數選擇時應對該水量、水質變化進行必要的分析和校核,保證處理廠出水穩定達標。

1.2垃圾滲濾液對污水處理廠的影響

國內一些城市,特別是中小城鎮,當垃圾處理規模不大,且距城市污水處理廠較近時,往往將垃圾滲濾液經預處理或不經處理直接排入城市污水處理廠。這種情況下,設計城市污水處理廠時,需十分注意由于垃圾滲濾液高濃度廢水的進入而給處理廠進水帶來的水質變化。處理廠規模越小,其影響越大,滲濾液處理量與污水處理廠處理規模的比值越大,對設計參數選擇、設備選型及工程費、運行費等影響越大。

1.3除臭技術

隨著我國對環境質量要求的提高和污水處理技術的發展,在設計污水處理廠的同時,考慮除臭設施已提到議事日程。除臭方法常用有活性炭吸附法、化學藥劑吸收法、土壤法及生物法。由于活性炭吸附法去除高濃度臭氣效率低且價格高;化學藥劑吸收法臭氣去除效率低且操作管理復雜;土壤法則適合低濃度臭氣去除及占地面積大等不足,目前國內外廣泛采用生物除臭法,即利用微生物除臭。該法具有適合于各種臭氣濃度的脫除,且具有效率高,不產生二次污染及運行費用低等優點。因此,在我國建議采用生物除臭更為經濟合理。

2影響城市污水處理系統的關鍵技術

城市污水屬于可生化處理的中性污水,工藝技術要求并不太復雜,而城市污水處理工藝技術方案的關鍵因素是曝氣技術的選用。

2.1曝氣技術的重要地位

城市污水主要污染物成份基本都是容易被微生物分解的物質。在城市污水處理工藝技術方案中,采用曝氣充氧培養微生物對有機污染物質進行分解,這一基本原理都是相同的。一般都是采取初沉、曝氣、二沉、回流或排出的工藝流程;近年來還出現了曝氣、二沉、回流或排出的三合一體間歇式曝氣工藝。

曝氣充氧是城市污水處理工藝運行中最重要的技術保障手段,也是工藝運行的動態控制核心;在城市污水處理運行費用中,動力消耗所占比例約為80%,而曝氣充氧能耗又要占裝置總動力消耗的約80%;由此可見,所選用的曝氣形式及技術在城市污水處理工藝技術方案中的重要地位。

2.2曝氣技術的基本分類

①傳統的分類曝氣技術傳統的分類方法是按照設備性質區分的,分為三種基本形式。表面曝氣—采用機械運動的方法,使水體表面不斷更新與空氣接觸;表面曝氣分為葉輪表面曝氣與轉刷(盤)表面曝氣兩種。

射流自吸—利用水體的射流作用吸入空氣。

鼓風曝氣—風機鼓風經曝氣器擴散向水體中輸入空氣(或純氧)。

②按照流體運動性質的新分類曝氣技術的實質就是使氣相中的氧向液相中轉移,傳統的分類方法難以反映曝氣技術的實質問題。使氣相中的氧轉移為液相中的溶解氧,是通過流體運動形成氣液接觸界面而完成的。

2.3鼓風曝氣是曝氣技術的發展趨勢

在城市污水處理工藝技術中,有越來越多的工程技術人員認識到了鼓風曝氣技術具有動能消耗合理和充氧效率高的優點,因此鼓風曝氣技術在城市污水處理工藝技術中越來越得到普遍的應用。

2.4終端設備是鼓風曝氣技術的關鍵

鼓風曝氣技術的終端是關鍵設備氣流擴散裝置——曝氣器。鼓風機經管道鼓入曝氣池的氣相流體,最終是由曝氣器對氣流的擴散而產生起氧傳遞作用的氣液接觸界面;曝氣充氧效率、曝氣運行可靠程度的長久性、氧傳遞均衡性與氧供給長期穩定性等等曝氣技術性能如何,完全是要取決于曝氣終端設備(曝氣器)的功能作用。

2.5旋混曝氣器

本世紀九十年代初,我們就開始著手研究曝氣器的氣流擴散問題,經過大量的實驗研究與運行實踐經驗的總結,確立了采用阻力小且無堵塞的大孔排氣結構,經旋流、旋混與倒齒等多種結構擴散作用產生細泡的曝氣技術,生產制造了“旋混曝氣器”。從近年在湖南與廣東兩地的應用情況來看,旋混曝氣器突出表現了效率高、可靠性好、對長期穩定運行有保障的優點,深得用戶的好評。

3結語

自然系統和人工系統相結合的系統叫復合系統。市場經濟條件下的城市污水處理系統,就是一個開放的復合系統。所謂開放的復合系統,是指這個復合系統,還與外界環境中的種種系統進行著交換。城市污水處理系統的整體目標是:導、治結合,實現污水處理“四化”。“四化”——一是減量化,即污水、能耗、物耗的減小;二是無害化,即污水處理的過程與結果對人及受納水體無害;三是資源化,即污水處理后的循環回用;四是產業化,即污水處理按市場機制形成產業。

論文關鍵詞:城市污水曝氣技術工程設計

論文摘要:本文分析和論述了影響城市污水處理系統的幾個主要因素,著重對曝氣技術在城市污水處理工藝的主導地位和技術應用進行闡述。

參考文獻:

[1]徐志嬙,魏紅,黃廷林.污水采用集中或分散處理再生回用的經濟比較[J].中國給水排水,2007.

[2]張麗麗,徐得潛.城市污水處理廠布局優化的經濟性判據[J].山西建筑,2009.

篇（2）

擰開水龍頭，便有自來水嘩嘩流出，都市人習以為常的用水方式延續了許多年，不僅是每天的飲水。甚至連所有的生活用水都必須依靠水龍頭的水。但隨著社會的發展，人們生活水平和生活質量的不斷提高，人們發現，城市自來水的各種問題（發黃、有異味、泥沙雜質等等），已經成為市民健康的隱患，城市人開始為凈化水質問題而煩憂，并采取各種不同的方式。數十年來，人們一直采取傳統的漂白法、氧氣法和二氧化氫法等，這些方法的共是成本稍微低一些，但是在消毒滅菌后，會留下微量的含氯物質，在有化學污染物的情況下，這些含氯物質就可能會演變成致癌的氯仿，這叫做“二次污染”。現代醫學表明：漂白粉、二氧化氯、氯氣都是威脅人類健康的潛在根源。

現代醫學的昌明使人們開始正視日常生活中不曾注意的細節，對“水”的爭論也越來越激烈，最終歸結為這樣一個問題--人類最需要什么樣的水？這個問題只能有一個答案：人類最需要的便是“最有益于身體的”水。此種水含有一定硬度、含有一定量鉀、鈉、鎂、鋅、鐵、鈾、硒、氟等微量元素，其中又溶解有一定量的空氣。

然而在現代生活中，從自來水管流出的水已經越來越不能滿足人體需要。由于原水水質、管道輕微泄露、滲漏、水再次增壓、增加二次供水箱、管道年久失修或者更換不及時、管網末梢等原因，在水中又溶入了大量雜質和細菌。輸配水管的老化加劇了水的“二次污染”。因此，改善自來水水質的呼聲不絕于耳。

科學家曾做了這樣一個實驗：把兩條同樣活潑的金魚同時倒入一個拌有農藥的水缽中，片刻過后，兩條金魚都被嗆暈了，這時再把它們分別放入一個盛有自來水和一個盛有羥基氧的水缽中，一會兒，在羥基氧水中的那條魚又奇跡般地“復活”了，而在自來水的那只卻一直沒有醒過來。

科學家解釋這樣的實驗雖說不上嚴謹，但也說明這樣一個問題：羥基氧具有超強的快速殺菌能力和分解有毒物質的能力。

什么是羥基氧？羥基氧和我們呼吸的氧氣屬于同一家族，但是，羥基氧在自然界的含量很稀少。羥基氧只有在極高能量的作用下才會產生。我們在雷雨天會聞到一種清閑的味道，或者在清晨的森林里有歡暢的感覺，都是由于雷擊后巨大能量使空氣的氧氣裂變，產生極微量羥基氧的緣故。

科學家為什么會拿富含羥基氧的水和普通的自來水做比較？據介紹，羥基氧技術是既古老又嶄新的技術。1840年，羥基氧被德國化學家發現，1856年就被用于手術室消毒，但由于羥基氧發生設備效率低、價格昂貴，以及對羥基氧的一些錯誤認識，羥基氧技術遲遲未能推廣。法國首次于1893年在供水上使用羥基氧，20世紀50年代，加拿大、英國、德國、日本也開始重視開發羥基氧技術，但由于設備效率低、價格昂貴，羥基氧技術應用緩慢，直到80年代末90年代初才得以發展。目前在歐洲，80%的水處理采用了羥基氧技術，羥基氧也廣泛應用于水凈化、空氣凈化、工業、醫療、農業等領域。

羥基氧是將空氣中的氧氣轉化為臭氧過程中溶于水的中間產物，極不穩定，極難捕捉到，需要通過高科技的手段，在高能量下使氧原子迅速裂變。羥基氧的性質比臭氧更不穩定，因此利用其瞬間殺菌作用達到的效果更加顯著。

上海歐臣環境科技有限公司的水處理專家介紹說，由于羥基氧只在高能量作用下才能產生，所以，羥基氧的民用化一直是個難題。目前，這個難題已被過去曾為中國“兩彈一星”作出過突出貢獻的科學家所攻破，由歐臣公司生產的中國第一代制造羥基氧的凈洗水機也已面世。

專家們對目前已進入市場的羥基氧技術推崇有加。據了解，這種羥基氧技術主要有如下幾個特點：

1、殺菌消毒。研究表明，羥基氧是廣譜、高效、快速殺菌劑，它迅速殺滅使人和動物致病的各種病菌、病毒及微生物。羥基氧的殺菌力比氯高一倍。與一般殺菌劑進行性、積累性的殺菌消毒功能不同的是，羥基氧的殺菌作用是急速的，當其濃度超過一定閾值后，消毒殺菌甚至可以瞬間完成。

濕度的提高及溫度的降低可增強羥基氧的消毒作用，當羥基氧溶于水中后有更強、更快的殺菌消毒作用。利用羥基氧殺菌消毒沒有二次污染，在處理過的水、空氣、食品、器具等中不殘存任何有害物質，這也是其它殺菌劑無法比擬的優點。

篇（3）

中圖分類號：TB文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）09-0378-02

1洗車廢水水質

汽車在行駛過程中很容易受污染，車體和玻璃所粘附的污垢主要是塵埃，燃料燃燒不完全的油煙和空氣中漂浮的各種微粒等。底盤和車輪粘附的污垢主要是泥沙，路面瀝青，煤焦油和燃燒油等。它們重復污染或混合污染時，會形成粘附力很強的污垢。發動機中的污垢主要來自燃料。由于汽車各部位粘附的污垢類型不同，清洗時所用的洗滌劑及清洗方式也有差別。就洗滌劑成分而言，其主要成分為烷基酚聚氧乙烯醚等非離子表面活性劑以及起作用和光亮作用的陰離子表面活性劑，常用的為烷基硫酸鈉和磷酸醋鹽等。由此可以看出洗車廢水中主要的污染物為油類污物、泥沙、洗滌劑。由于清洗車輛類型的不同(小型車輛和大型運輸車)、洗車行功能不同(單純洗車與修車洗車相結合)、清洗方式不同(機械洗車與人工高壓水沖洗)，洗車廢水污染物成分會有差異。但本質上洗車廢水水質相差不大。在有些情況下，洗車廢水中可能還含有重金屬。經現場實測及參考資料研究,典型性洗車廢水水質狀況如表1所示。

2洗車廢水處理及回用技術

2.1大型車輛場洗車廢水的處理

2.1.1傳統工藝

采用沉淀-除油-過濾的處理工藝。運輸車輛場的洗車廢水多為修車后的含油廢水和洗車廢水的混合水，一般水量比較大。如成都車輛段的洗車廢水處理廠，其處理工藝流程見圖1。在這個處理工藝中，沉砂槽、格柵的作用主要是對客車洗刷的污水進行初次沉淀，將大顆粒物質沉于沉砂槽中，水中大的懸浮物則被格柵攔截。斜板隔油池則用來處理漂浮油和沉淀較大顆粒物，可用集油器收集漂浮油，輸送至貯油池中。通過調節沉淀池對水量和水質進行調節后，在氣浮池中除去污水中的乳化油和懸浮物。整個處理工藝所產生的污泥則被輸送至污泥干化場中干化。這種傳統的處理工藝適用于普通的洗車廢水處理，但由于該流程有專門的除砂、除油工藝，占地面積較大，出水可滿足廢水排放標準但卻在總大腸桿菌、濁度等指標上不一定滿足《中華人民共和國生活雜用水水質標準》(GJ25.1-89)的回用洗車用水要求。因此，若需回用則還要有更為嚴格的深度處理工藝。

圖1油廢水與洗車含油廢水的混合和廢水處理工藝

2.1.2電解法

除了采用上述的傳統處理工藝外，還有采用生物接觸氧化池、膜過濾等技術，也不乏采用電解的方法來對洗車廢水進行處理。以天津市運輸七場貨車洗刷廢水的處理為例，該廢水為機械修理和清理沖洗貨車及場地的廢水。處理這種廢水可以采用重力分離法和吸附聚結法，但是占地面積大，且處理效果不是十分理想。該運輸場采用電解槽處理法對洗車廢水進行了處理。其處理工藝見圖2。

2.2小型洗車行洗車廢水的回用工藝

2.2.1膜生物反應器

用膜生物反應器處理洗車廢水的工藝流程見圖3。沖洗汽車的污水與生活污水混合后進入污水沉砂隔油池，去除污水中比重較大的無機砂粒和浮油有利于后續膜生物反應器的處理，反應器中膜組件的主要功能是對污泥混合液進行泥水分離，濾出處理后的水。此法可以采用較高的污泥濃度(≥10g／L)，剩余污泥排放量可達到最低限度，從而泥齡很長，可使世代周期長的細菌(如硝化菌)在反應器內得以截留和繁殖，并使出水被代謝物含量很低，水質穩定；占地小，運行管理簡單，易于實現自動化。但是必須采用連續的運行方式以保持活性污泥的活性，如間斷了較長時間后，罐體內的活性污泥會失去活性。且當膜生物反應器進水水溫低于8℃時，活性污泥的活性也將受到一定的影響，這必將導致出水的惡化。并且，該工藝需注意避免對微生物新陳代謝有抑制作用的消毒劑混入系統中，否則微生物的正常生理機能將受到破壞，也會使出水惡化。2.2.2物理處理法

物理處理法——膜濾法，適用于水量小而水質變化大的情況。一般是讓污水經過一系列的過濾介質，使得污水中含有的泥砂等大顆粒物質與一部分有機物質通過過濾機理得以去除。其過濾介質通常采用石英砂、活性炭、陶粒等。工藝流程如圖4。

其中，多介質過濾器中可裝有石英砂等濾料以濾除水中的泥、砂、鐵銹、油污等；活性炭用來將水中的各種氣味、顏色、洗滌劑、肥皂等吸附去除；精密過濾器可將水中殘留的泥、砂、鐵銹、油污等過濾掉，從而保證最終出水水質；膜則將水中大分子化合物、粘土、顏料、礦物質、乳液粒子、微生物、脂、洗滌劑以及油、水乳液去除。此法運用過濾、吸附等物理原理將水中的污染物去除，出水效果良好；設備安裝簡便，軟硬管均可；占地面積小，使用經濟等。但是各工藝需要經常反洗，活性炭使用一段時間后需再生精密過濾中的濾芯也需定期更換等。并且進水需要有較好的水質，否則各工藝的使用壽命將會縮短。

2.3洗車廢水處理研究的新進展

余志,范躍華,王仕匯,陳威采用渦流電凝聚——氣浮——接觸過濾組合工藝對洗車廢水進行了試驗研究,討論了操作電壓(U)、電流強度(I)、電解時間(t)、pH值等因素對處理效果的影響,結果表明其在最佳試驗條件U為25V,I為0.6A,t為10min,pH值為7～7.5下,水中CODcr的質量濃度從144.45mg/L降到60.96mg/L,濁度從39.06NTU降低到4.61NTU,CODcr和濁度去除率可分別達到57.8%和88.2%,處理水質達到污水綜合排放標準的一級排放標準。同時還將該工藝與化學混凝工藝進行了對比試驗,發現該工藝處理效果優于化學混凝。潘涌璋，謝曉敏采用磁種一磁濾法對洗車廢水進行處理，達到廢水回用的目的。考察了磁種投加量、混凝劑用量、磁場強度和磁濾速度對出水濁度的影響，并在最佳條件下對實際廢水進行了處理。結果表明，在磁種投加量為80mg/L,聚合抓化鋁用量為45mg/L，磁場強度為2000Gs，磁濾速度為80m/h的條件下，出水達到了生活雜用水水質標準的要求(CJ25.1-89)。

2.4洗車廢水處理后污泥的處置

對于洗車廢水的處理不但要考慮水的處理，同時還要考慮洗車廢水處理后的污泥處置。由于汽車在行駛的過程中沾染了很多的泥土，清洗車輛過程中沉積的污泥數量可觀。李揚成等認為，洗車場污泥中的礦物油經降解含量很微，對作物無不良影響。重金屬鉻和鉛含量遠低于國家控制標準。污泥可用于造田、種植農作物，污泥也可用于客土、改土、增厚土層。受鉛污染的洗車場污泥最好用于植樹、種植花草，或用于燒磚瓦。

3結論與展望

洗車廢水回用，目前各種工藝都存在一些缺陷僅采用混凝沉淀出水效果難以保證;采用砂濾或活性炭過濾吸附處理運行費用高;采用氣浮產品造價高;采用膜生物反應器時操作不靈活、產品適應性差。尋找處理效果好，造價運行費用低的工藝有待進一步探索研究。

我國洗車廢水回用將來發展方向有以下三個:①出現新工藝，能顯著降低回用成本，提高出水水質，這主要是針對小型裝置而言，大型洗車場受空間制約少，工藝也較成熟;②隨著水價上漲，市場進一步規范，小型洗車點將走向聯合，形成大型洗車場，實現洗車廢水采用大型處理設施集中處理，降低單位造價及處理成本，目前，洗車廢水回用較為成功的均為大型洗車場可以證明這一點;③洗車采用中水或雨水以降低洗車成本。

篇（4）

2在造紙廢水處理中的應用（1）造紙廢水水質與處理方法。造紙行業是消耗大量水的大戶，廢水排放，對環境污染十分嚴重。不同成分的紙漿和造紙產生的工業廢水也不同，一般對于污水處理采用的措施有：化學沉淀、活性污泥、藥浮、氣浮等傳統措施。然而，用這些處理措施通常達不到排放標準，尤其是活性污泥工藝，夏季高溫影響了活性污泥處理過程的效率，活性污泥廠消化處理造紙廢水中芳香族化更難。近年來，隨著滲透膜分離介質（UF）、（NF）、（RO）、（ED）等措施處理紙漿、造紙廢水，國內外都進行了研究及開發應用。在造紙廢水中有許多有價值的化工產品，如木質素、木質素磺酸鹽、香蘭素，可以在膜處理中回收，凈化水可用于造紙過程，所以膜技術10多年來的污水處理廠在世界造紙工業中建立及運行。（2）膜法處理紙漿造紙廢水工藝。膜系統的設計，膜和裝置類型的選擇，都要注意。由于造紙廢水的溫度較高，pH范圍較寬，因此應選用耐溫和耐化學藥品的高分子膜，如聚砜、聚砜酰胺、含氟聚合物及其他一些聚合物制成的UF膜、RO膜，以及聚乙烯異相陰、陽離子交換膜等。由于廢水成分復雜且含量較高，因此應選用流動狀態較好的管式、板式的UF、RO裝置，才能獲得較滿意的處理效果。（3）膜工藝處理造紙廢水。1）膜系統的設計。①膜和設備選型，由于造紙廢水溫度比較高，pH值范圍也比較廣泛，所以我們應該選擇高分子膜并耐化學腐蝕，例如聚砜、聚砜酰胺、含氟聚合物和其他聚合物制作的UF膜、RO膜和聚乙烯異相陰、陽離子交換膜。由于廢水成分復雜，含量較高，所以我們應該選擇流動狀態好管式，板式的UF、RO裝置，可獲得滿意的處理效果。②膜系統的選型設計，UF膜RO膜法或ED法，在恒定的操作條件下對造紙廢水處理時，透水通量隨溶液濃度的增加而明顯降低。從膜分離方法的特點來看，有幾種不同的設計方法。如圖1所示。圖1（a）為RO工廠運作模式，對低濃度的廢水，效果特別明顯，當液體通過膜組件時，通常可以去除5%~20%稀溶液。圖1（b）的措施更適合于超濾系統，因為系統中的組件數量少，回路中的溶液可以不斷循環，濃縮到所需的濃度。然而，該方法的性能不高，因為膜幾乎總是在高濃度廢水中。圖1（c）所示是一個多段連續系統，供給液在每一段都經過一定的循環濃縮，最后濃縮到所需濃度。所以，。圖1（c）的運作模式更適合于超濾，納濾和反滲透系統。2）膜法處理工藝流程。圖2為按照圖1（c）的概念面設計的多段連續過濾膜系統。圖2中，廢水過濾后被泵入在膜的每一段元件中，滲透和和濃縮液集中在各出口。系統中帶有可用蒸汽或冷卻水進行恒溫的熱交換器。過生產線上膜系統末端的折光儀或通過控制料液和濃縮液流量比例的控制器來控制濃縮液的流量和固體含量。滲透液和清洗劑的混合物作為定期清洗膜的清洗液。

二、膜技術發展方向

現有膜對無機分子的截留不好，從而影響了它的使用。所以，對膜分離技術發展很有必要性。當前，研發新的膜材料已成為膜技術發展的新趨勢。目前，廢水處理中膜技術未來的發展方向有以下幾點。（1）膜材質和表面性能的變化，通過研發高強度、長壽命、抗污染、高通量膜材料，可以減少膜的污染。（2）開發復合薄膜材料，加強各種膜新材料和復合膜工藝的開發，特別是生產高強度、壽命長、抗污染、高通量膜材料。（3）化學穩定性高，抗污染能力強，抗菌的新型膜研制，尤其是性能優良的有機膜與低成本的無機膜的研制。（4）膜分離和其他膜分離工藝技術的結合，開發新型的膜分離工藝，成功地處理了膜堵塞問題，如果把不同的膜技術進行組合使用，或者和常規的水處理技術進行結合應用，大大提高處理效果，降低處理成本。（5）研發新的膜組件及膜分離技術工程的一些設備，例如高壓泵、計量泵精密過濾器。大部分設備由于質量問題而影響了膜裝置的作用，所以要加強這方面的工作。

篇（5）

前言

膜分離技術是物質分離技術中的一個單元操作。膜法分離的最大特點是驅動力主要為壓力，不伴隨需要大量熱能的變化。因而有節能、可連續操作、便于自動化等優點。膜分離中的微濾（MF）、超濾（UF）不能脫除各種低分子物質，故單獨使用時，出水質量仍較差。反滲透膜（RO）有較強的去除率，但在去除有害物質的同時也去除了水中大量有益的無機離子，出水呈酸性，不符合人體需要。而納濾膜（NF）分離技術在有效去除水中有害物質的同時，還能保留大多數人體必須的無機離子，且出水pH值變化不大。這種水處理方法對于我國目前的飲食結構而言，尤其是營養結構單一的人員來說，更易被接受，也更加合理。

為進一步開發和研究納濾膜，以便其更有效地應用于水處理，我們安裝了兩種型號的納濾膜設備并進行了比較研究，這兩種型號的納濾膜均由美國Trisep公司生產，材質為PA，型號分別為NF1（NFTS40）和NF7（NFTS80）。

1、納濾膜的定義及分離原理

1.1納濾膜的定義、特點

NF膜早期被稱為松散反滲透（LooseRO）膜，是80年代初繼典型的RO復合膜之后開發出來的。可這樣來論述“納濾”的概念：適宜于分離分子量在200g/mol以上，分子大小約為1nm的溶解組分的膜工藝。

納濾膜的一個特點是具有離子選擇性：具有一價陰離子的鹽可以大量滲過膜（但并不是無阻擋的），然而膜對具有多價陰離子的鹽（例如硫酸鹽和碳酸鹽）的截留率則高得多。因此，鹽的滲透性主要由陰離子的價態決定。

1.2納濾膜的分離原理

納濾過程之所以具有離子選擇性，是由于在膜上或者膜中有負的帶電基團，它們通過靜電互相作用，阻礙多價離子的滲透。根據文獻［1］說明，可能的荷電密度為0.5～2meq/g.

為此，我們可用道南效應加以解釋：

ηj=μj+zj.F.φ

式中ηj——電化學勢；

μj——化學勢；

zj——被考查組分的電荷數；

F——每摩爾簡單荷電組分的電荷量（稱為法拉第常數）；

φ——相的內電位，并且具有電壓的量綱。

式中的電化學勢不同于熟知的化學勢，是由于附加了zj.F.φ項，該項包括了電場對滲透離子的影響。利用此式，可以推導出體系中的離子分布，以計算出納濾膜的分離性能。

2、納濾膜處理飲用水的應用研究

2.1納濾膜處理飲用水的流程

為增強兩種型號膜組件的可比性，我們采用同一流程，即：

原水10μm保安過濾器活性炭過濾5μm保安過濾器NF7出水。

原水10μm保安過濾器活性炭過濾5μm保安過濾器NF1出水。

其中，10μm保安過濾器用來除去原水中的懸浮物；活性炭吸附可去除水中的部分有機物；5μm保安過濾器用以保證膜組件的安全正常使用。

2.2試驗結果的分析討論

2.2.1TOC結果比較

為了研究NF1、NF7兩種膜對有機物的去除情況，在相同條件下取原水、活性炭出水及產水率為15%時的NF1、NF7出水水樣測定TOC，結果見圖1.

圖1TOC去除率比較

由圖1可知，在TOC的去除效果上，活性炭對TOC有一定的去除效果，但仍有一部分未能去除；納濾NF1對TOC的處理效果較好達到93.9%；而納濾NF7對TOC的處理效果不夠理想。

2.2.2色譜-質譜聯機分析結果和討論

取原水，活性炭出水，NF1，NF7出水水樣各20L，經吸附、洗脫、濃縮，用色譜-質譜聯機分析。GC/MS結果見表1.

原水中檢出有機物26種，這些物質中有毒有害物質11種，占水中有機物總數量的42.3%，其中優先控制污染物2種。原水經過活性炭吸附后，有機物去除了17種，新增11種，對其中的9種無去除能力，說明活性炭對有機物的去除效果不夠理想；經過膜處理后，NF7出水檢出有機物11種，對致突變物的去除率為75%；NF1出水檢出3種有機物，致突變物的去除率為87.5%.說明在三致物質的去除效果上NF1優于NF7.

造成以上結果的原因大體可這樣描述：在處理有機物中性組分時，電的相互影響消失了。對于這樣的物料，將根據其分子的大小進行分離，分子量超過200g/mol的組分被完全截留，而摩爾質量較低的小分子則可以滲透。對于有機物料體系來說，以少量測量數據為基礎的擴散-溶解模型可以很好地描述納濾膜對有機物的分離特性。

2.2.3Ames試驗結果討論

取原水、活性炭出水、NF7、NF1出水各100L進行吸附、洗脫、濃縮后進行Ames試驗．

2.2.4脫鹽率比較

取NF1、NF7進出水水樣對其電導率進行測定．

3、結論及建議

（1）NF1對TOC的處理效果較NF7及活性炭吸附的效果更為理想，達到93.9%.NF1對水中有機物及三致性的去除效率高，出水Ames試驗結果為陰性。（2）NF1在去除水中有害物質的同時，能夠保留較多的無機離子，更加符合我國目前的飲食結構，滿足現有條件下人員的健康需要。（3）在應用納濾膜分離技術處理飲用水時，建議使用NF1膜組件。（4）納濾膜的分離機理及相應的數學模型需進一步探討。

參考文獻：

［1］JjitsuharaI,KimuraS.StructureandPropertiesofChargedUltrafiltrationMembranesofSulfonatedPolysulfone.JChemEng.Japan,1983,16（5）

篇（6）

2、膜分離技術的工作原理

膜分離技術，是利用一張特殊制造的，有選擇透過性的薄膜，在外力推動下對混合物進行分離、提純、濃縮的一種新型分離技術，是根據混合物的物理性質的不同用過篩的方法將其分離，或根據混合物的不同化學性質分離開物質。物質通過分離膜的速度（溶解速度）取決于進入膜的速度和進入膜的表面擴散到膜的龍眼、另一表面的速度（擴散速度）。而溶解速度完全取決于被分離于膜材料之間化學性質的差異，擴散速度除化學性質外還與物質的分子量有關，速度越大，透過膜所需的時間越短，混合物中各組分透過膜的速度相差越大，則分離效率越高。

3、膜分離技術在水處理中的應用

3.1膜分離技術在城市污水深度處理中的應用

城市污水深度處理和回用開始于20世紀60年代。城市污水具有量大、集中、水質較為穩定的特點，是一種潛在的水資源。城市污水深度處理通常以污水處理廠的二級或三級排放液為水源，用反滲透（RO）對它進行最后的脫鹽，脫COD、BOD以及微量有機物和重金屬離子的脫除，出水水質可達到飲用水標準。但由于某些主觀原因，目前大多不直接用作飲用水。國外常將其注入地下蓄水層或淡水水庫進行自然凈化（通常需存放兩年），也有用作工業冷卻水，鍋爐用水等非飲用目的。城市缺水制約著經濟的發展，把城市的二級出水進行處理后再生回用是解決水源短缺的一條途徑。二級排放液在進RO裝置前需進行預處理，以使進水水質符合RO裝置的使用要求。預處理的好壞是RO技術應用成敗的關鍵。現在，RO前采用MF或UF預處理的深度水處理過程已成為非直接飲用水回用工程中城市廢水處理的工業標準，國內外都在積極地采用膜技術大規模地把城市污水開發為新的水資源。我國采用“微絮凝纖維過濾+膜濾”對洗浴廢水進行了研究，試驗表明，此工藝具有出水穩定、占地面積小的特點。天津經濟技術開發區污水處理廠引進挪威SBR序批式活性污泥法先進工藝，每天可提供10萬噸二級生化處理出水作為水源，使污水深度處理后回用成為可能。我國的城市污水再生回用并不普及，膜技術在深度處理的應用相對也很少，今后我們還需在污水的再生回用和深度處理技術上進行研究。

3.2膜分離技術在工業廢水處理中的應用

由于工業的發展，大量工業廢水排入水體，這些工業廢水，面廣量大、危害深，大多含有不同濃度的化學物質，其中有些具有較高的經濟價值，而有些則具有毒性，對人類環境有害。為保護環境不受污染，并回收有用物質，在工業廢水排放之前必須進行凈化處理，膜分離技術既能對工業廢水進行有效的凈化，又能回用其中的有用物質，同時還可節省能源。膜技術在處理電鍍廢水、造紙廢水、重金屬廢水、含油廢水和印染廢水這五大類主要工業廢水中都得到了廣泛的應用。

3.3膜分離技術在飲用水處理中的應用

隨著人們生活水平的提高，對飲用水的水質要求也越來越高，加上傳統工藝中的某些弊端，如加氯殺菌會使氯與水中的某些有機物反應生成新的危害巨大的三致（致癌、致突變、致畸變）化合物。膜技術用于飲用水處理是一個重大突破。水的凈化與純化是從水中去除懸浮物、細菌、病毒、無機物、農藥、有機物和溶解氣體等，在這方面，膜分離技術發揮了其獨特的作用。膜分離中的微濾、超濾和納濾所組成的水處理方法，對去除水中的微米級的顆粒優于常規水處理技術中的過濾能力，而且還具有去除過濾所不具備的納米級微粒的能力，可有效去除水中的懸浮物、細菌、病毒、無機物、農藥、有機物和溶解氣體等雜質。符合飲用水水質不提高的要求。3.4膜分離技術在海水淡化中的應用

我國是水資源大國，同時也是水資源貧國。海水作為水資源的重要組成部分，有效利用是解決我國水資源危機的重要措施之一。目前用于海水淡化的膜技術主要有反滲透、電滲透（ED）和膜蒸餾（MD）等。2002年，萬噸級反滲透海水淡化及其組器技術產業化示范工程被列入國家高技術產業發展計劃項目。海水淡化用發滲透膜的脫鹽率高達99.6%.反滲透技術的出現和發展大大降低了海水淡化的成本，現在反滲透已成為海水淡化制取飲用水最經濟的手段。電滲析技術可直接將海水淡化為飲用水，但其過程對不帶電荷的物質，如有機物、膠體、細菌、懸浮物等無脫除能力，并且能耗高，水回收率低。所以，由于反滲透海水淡化技術的出現，電滲析法海水淡化的比例正在逐漸降低。膜蒸餾技術具有很高的脫鹽率，可達到99.7%以上，被用于小型海水淡化，對離子、膠體、大分子等不揮發組分和無法擴散透過膜的組分的截留可到100%，并且具有設備簡單，操作容易，膜使用壽命長，能耗低等優點。

3.5膜分離技術在苦咸水脫鹽中的應用

篇（7）

可持續發展路線的實施，增加了我國各級政府對環境保護的熟悉和治理力度。城市污水處理，作為一個城市發展程度的重要標志，其實施效果已經成為了評價城市發展程度的重要指標。城市污水處理的效果不僅僅關系到城市所在地周邊的環境保護，更關系到下游城市人們的身體健康以及經濟發展。加快城市污水處理建設，加快城市污水處理新技術的應用，促進城市和諧發展以及可持續發展路線的實施，是目前我國城市污水處理相關部門的首要任務。

1.我國城市污水處理目前狀況分析

目前我國城市污水處理的面臨著重要的考驗，現有污水處理系統已經不能滿足日益增加的城市污水量。而工業廢水、日常生活排放污水在城市內部的流向對流經城市的河流以及淺層地下水也都有著不同程度的污染。這也使得我國多數城市水源受到污染，加大了城市生活用水處理的費用，加劇了我國城市廢水污染程度。近年來為了加快我國可持續發展戰略目標的實施、促進我國水資源優化、保護環境，我國很多城市已經開始了對城市內污水流向的治理，減少污水在城市內流向對淺層地下水的污染。同時大力應用新的廢水處理技術，加快污水處理建設，為我國可持續發展路線的實施打下堅實的基礎。

2.城市污水處理新技術分析

2.1曝氣生物濾池技術分析

曝氣生物濾池是一種經過改良的新一代上向流曝氣生物濾池。它既可以用于污水的二級處理，也可以用于處理出水需要回用等其它要求的污水深度處理，并且能夠達到很高的排放水質標準。由于曝氣生物濾池工藝將濾池和生化反應器結合起來，因此不再需要沉淀池；占地面積小，是常規工藝的1/4～1/5，節省大量征地和地基處理費用；池容小，土建工程量比其它工藝少20％～40％；全部模塊化結構，改擴建輕易，工期短；上部出水為清水，濾頭不易堵塞，檢修和更換輕易。無需放空濾池中濾料；可對廠區進行全封閉，無臭味污染，視覺和景觀效果好；不需要單獨的反沖冼水和反沖洗水泵，降低了設備投資和運行費用；穿孔管曝氣，節省設備投資和維護費，效率高。而膜式曝氣頭通常在運行兩年后開始喪失其效率；自動化程度高，操作人員少；低溫運行穩定，受溫度影響很小；由于其具有連續的物理過濾能力，一旦生物反應發生新問題，濾池仍可去除絕大部分的懸浮物；而且僅需要幾天即可恢復生物處理能力，而活性污泥法需要幾個星期才能恢復；由于其具有的眾多有點，我國已經在2002年在廣東南海新建了一座設計流量為50000m3/d的新型曝氣生物濾池污水處理廠，從近6年的處理運行情況來看，運行穩定，處理效果好，是投資較少的一種新技術應用典型。

2.2天然有機化學污水處理技術的分析

天然有機化學在污水處理方面的優勢已經被人們認可，也使得其在污水處理中的發展前景越來越好。化學混凝和生物法共同功能污水處理法已經成為了天然有機化學污水處理發展的新方向。該工藝能有效去除水中的顆粒物、磷和氮，使出水水質達到一定的水平。有些國家把化學混凝法加生物處理作為主要的處理方法對城市生活污水進行處理，如挪威、瑞典、丹麥，其70%的污水都用混凝法+生物處理。其它一些國家如美國和香港用一種叫做化學強化一級處理法，該法比化學混凝法需要的混凝劑量更少，但足以去除大部分磷同時大大加快沉降速度。

世界上最常用的混凝劑為鋁鹽和鐵鹽，也有一定數量的有機聚合物作混凝劑或助凝劑。水和污水中的污染物去除是通過已知的機械原理即破壞膠體的穩定性而混凝，或者是化學藥劑和固體水解產物共同沉降來完成。混凝法的效率是受混凝劑的物理及化學特性、進水及工藝條件等因素的影響。

污水處理無疑是要花錢的。新問題是要找到一種不僅投資少而且長期運行費用低的最經濟最有效的方法。根據歐洲污水處理經驗，要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脫除85%氮，則化學強化一級處理+生物處理是最經濟有效的。化學處理法非凡是在工業污水比例大、污水水質日/年變化大時更顯其最經濟有效。在快速發展的工業化城市，企業排放的污染物會影響甚至破壞傳統的生物處理過程，而化學處理法在這方面具有許多的先進性，能處理很多不同的污水，能承受很大的沖擊負荷。對實際污水處理工程而言，首先用化學法進行污水處理探究，不僅能承受沖擊負荷，將污水處理到一定的程度，還可以了解污水的組成和變化情況，為較易受污水沖擊負荷、毒性物質影響的生物處理提供保護。種種優勢預示了天然有機化學污水處理的良好發展前景。

2.3污水生物處理方法分析

生物污水處理是用生物學的方法處理污水的總稱，是現代污水處理應用中最廣泛的方法之一。主要借助微生物的分解功能把污水中有機物轉化為簡單的無機物，使污水得到凈化。按對氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉化為有機酸，甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等。好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣（如藻類光合功能產氧等）為污水中好氧微生物提供活動能源，促進好氧微生物的分解活動，使污水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉盤、污水澆灌、氧化塘的功能。污水生物處理效果好，費用低，技術較簡單，應用比較簡單。當簡單的沉淀和化學處理不能保證達到足夠的凈化程度時，就要用生物的方法作進一步處理。生物處理中要非凡注重把握凈化污水的微生物的基本特征，滿足其要求條件；污水中BOD和COD比值要大于0.3。溫度影響較大，冬季一般效果較差。

3.加快分流制排水管網的推進，促進污水處理的實施

我國原有城市排水管網多位合流制排水管網，其是通過在城市中鋪設一套排水管網用來排泄污水和徑流雨水。這樣的排水管網導致后期在進行污水處理時加大了處理量，增加了污水處理費用。而目前較為先進的分流制排水管網，是在城市中設兩套獨立的排水管網，分別排泄污水和徑流雨水。這就使得在后期進行污水處理過程中，可以不對徑流雨水進行處理，只針對污水進行處理，大大降低了污水處理費用。鋪設分流制排水管網的費用和合流制排水管網污水處理費用相比，分流制雖然一次性投入較大，但是綜合比較可以發現，其在管網運行多年后，總體費用只占合流制管網污水處理的42.7％。因此，加快我國老城區合流制管網改革，在建設新城區時積極采用分流制排水管網設計是污水處理發展的必然方向。

結論

城市污水處理新技術的不斷涌現，為城市污水處理提供了更過的選擇空間。同時也使得我國污水處理技術正在向著國際化的標準邁進。通過新技術的應用及人們對日常生活中無磷清潔用品的廣泛使用，減少有害污水的產生，為我國環境保護打下堅實的基礎。

參考文獻

[1李笑雯.城市廢水處理技術[M.化學工業出版社,2006,7.

[2梁國慶.城市污水處理生物技術分析[J.農業技術,2007,8.

篇（8）

1做好地下室防水設計

（1）進行防水設計應明確建筑地下室防水工程的目的：確保地下水和滯留水不滲入室內，給予室內正常的生產、工作、生活和儲藏環境。防水層保護好地下結構，不能讓地下水浸泡鋼筋混凝土結構。一旦結構滲水，會導致鋼筋銹蝕、斷截面減小、膨脹，混凝土裂縫增大、抗壓強度減弱，建筑基礎受損，建筑壽命降低，最終危及安全。（2）地下室防水設計必須遵循“防、排、截、堵相結合，剛柔相濟，因地制宜、綜合治理”的原則，努力達到防水可靠、經濟合理的目的。在設計前應充分掌握地下工程所在地及其附近地下水運動規律和狀況（近期和遠期），確定設計最高地下水位標高，同時結合地質、地形、地下工程結構、防水材料供應及當地施工條件等全面研究地下工程防水方案。地下鋼筋混凝土外墻、底板均應采用抗滲混凝土，抗滲等級應根據防水混凝土的設計壁厚和地下水的最大水頭比值。（3）獨立式全地下室工程應做全封閉，附建式全地下室或半地下室防水設置，則應高出室外地平標高至±0.000m以上，卷材防水和涂膜防水層可在室外平坦處改用防水漿完成設防高度。（4）地下室最高水位高于地下室地面時，地下室設計應考慮整體鋼筋混凝土結構，保證防水效果；在特殊要求下可采用架空地面和夾壁墻。（5）地下室外防水層宜采用軟保護層，如聚苯板或聚乙烯板等。

2質量保證措施

（1）聚氯酯防水涂料保證質量的關鍵是：配合比正確，攪拌充分，根據氣候條件隨拌隨用；薄涂多刷，確保厚度，涂刷均勻，養護充分。（2）嚴把材料關，防水材料的資料（包括產品合格證、防水材料準用證及防偽標志等）要齊全，材料進場后應現場進行抽樣復檢。（3）嚴格按照施工規范施工，施工前對全體操作人員進行技術交底，精心進行施工。（4）基層要滿足防水施工要求，經有關人員驗收合格后，方可進行防水涂料施工。（5）在澆注混凝土保護層過程中，不慎損壞的防水層要及時修補。

3地下室防水技術處理中若干問題

（1）混凝土的泌水處理。大體積大流動性混凝土在澆筑和振搗中，上涌的泌水和浮漿會跟著混凝土坡面流到坑底，并隨混凝土向前推進。在支模時，應在混凝土澆筑前進方向二側模底部留孔排出泌水和浮漿。當混凝土坡腳接近盡端模板時，要立即改變混凝土澆筑方向，由盡端往回澆，另外加強二側混凝土的澆筑，使最后混凝土的澆筑形成四面會合，這樣泌水和浮漿可以集中排除。（2）混凝土的表面處理。大體積泵送混凝土，排除泌水和浮漿后，表面仍有較厚的水泥漿，在澆完4～5h后，要用長括尺括平，在初凝前用滾筒來回碾壓數遍，待接近終凝前，用木蟹再打磨一遍，使收水裂縫閉合。（3）混凝土養護。大體積混凝土的內外溫差大，必須做好養護工作。本工程澆筑時氣溫高達35。，只進行保濕養護。采用澆水養護并覆蓋塑料薄膜，防止混凝土水份蒸發和表面脫水而產生干縮裂縫，養護時間不少于14d。4施工安全注意事項

（1）施工用的材料必須用密封的容器包裝，存放材料的庫房和施工現場應通風良好。（2）存料、配料和施工現場必須嚴禁煙火。（3）每次施工用完的機具要及時用有機溶劑清洗干凈。（4）材料庫房及施工現場應配備消防器材。

5工程實例分析

某通訊大廈地下室兩層，東西長74.8m,南北寬34.61m，主樓基礎底板厚900mm，反梁高1300mm，寬900mm。地下室底板抗滲等級C30/S8，其擋土墻及分隔墻混凝土強度等級為C30，剪力墻為C60，柱為C60，梁板為C30。混凝土為補償收縮混凝土，其中有C30/S8和C60/S8，加強帶C35/S8，底板混凝土澆筑宜在50h內完成。一級防水等級，防水混凝土抗滲等級為S8，防水達到不滲水,圍護結構無明顯濕漬標準。

(1)混凝土墻加強帶設置:南北外墻在底板加強帶對應位置設豎向加強帶，帶寬2000mm，筋長4000mm，增加水平溫度筋13%。

(2)外墻水平施工縫處理采用階梯縫加粘BW止水條。鋼筋保護層采用砂漿墊塊，板上皮鋼筋采用鋼筋馬凳，間距1.5m～1.8m,支腿上應纏繞BW止水條，外墻上預留的套管、穿膛螺絲等均要焊止水板。

篇（9）

一、概述

盤錦鼎翔集團現有常住人口1.2萬人，平均日排放污水1萬m3，多年來一直采取自然排放的方法，進入雙臺子河流域，對流域水質、周邊地區及空氣環境質量造成了很大的污染。同時，現有的排水系統淤積滲漏嚴重，區外采用明渠排放，給人民生活環境造成不良影響。

建設鼎翔集團人工濕地污水處理可使境內水系的水質得到極大的改善，逐步緩解和消除對環境的污染，保護本地區的生態環境。同時與城市生態建設緊密結合，增加城市水面、綠地面積與景觀用水量，對于改善盤錦市生態環境，營造親水文化氛圍，提高盤錦市整體形象具有十分重要意義。

二、處理規模

盤錦市鼎翔集團污水處理規模為：10000m3/d，小時流量按500m3/h設計。

三、設計水質

3.1原水水質

根據盤錦市環境監測站的分析，污水水質為：COD110-138mg/l，BOD536-50mg/l，SS50-80mg/l，NH3-N18-24mg/l，TP1.5mg/l，pH8.05。

3.2出水水質

根據盤錦市總體規劃，出水水質達到遼寧省污水綜合排放標準(DB21/1627/2008)中Ⅰ級標準，COD50mg/l，BOD530mg/l，SS70mg/l，NH3-N5mg/l，TP0.5mg/l，pH6-9。

四、生活污水濕地處理技術工藝

4.1概述

污水的人工濕地處理是近年來發展起來的一種新型的污水處理技術，是一種人工建造和監督控制的與沼澤類似的地面，它的基質通常是碎石，植物生長于碎石床介質中。這種濕地系統是在一定長寬比及底面有坡度的洼地中，由填料、土壤和種植在表面具有處理性能好、成活率高、抗水性能強、生長周期長、美觀及具有經濟價值的水生植物(如蘆葦)形成一個獨特的生態系統，污水在系統中流動，通過填料、土壤、植物和微生物等的共同作用，對污水進行凈化處理，因此人工濕地在處理污水中具有高效率、低投資、低費運轉、處理效果好、維修費用低的特點。

4.2工藝流程

4.3工藝流程及工藝參數簡述

管網收集到的生活污水首先經過格柵進入集水池，然后由污水提升泵將污水提升到曝氣生物濾池。經過曝氣生物濾池處理后，出水COD≤96mg/l，BOD5≤40mg/l，SS≤56mg/l，NH3-N≤19mg/l，TP≤1.2mg/l。

污水經過曝氣生物濾池處理后進入沉淀池，沉淀池出來的污水進入潛流人工蘆葦濕地處理系統。

該工程構筑潛流濕地3.3hm2，設計負荷0.3m/d的潛流濕地，采用水平潛流運行模式，底部鋪設防滲膜，床體中下層、第二層、第三層及第四層均鋪碎石，上層鋪熟土，表面種植蘆葦。潛流人工蘆葦濕地處理系統處理結果：出水COD≤50mg/l，BOD5≤30mg/l，SS≤10mg/l，NH3-N≤5mg/l，TP≤0.5mg/l。

為提高水資源利用率，將經過潛流濕地處理的污水，經過二級泵站(Q=400m3/h，H=10m，N=22kW)提升至景觀濕地-國壩南側的蘆葦濕地進行深度處理。蘆葦濕地出水直接排入人工湖，經處理后的污水排入遼河。最終出水：COD≤50mg/l，BOD5≤10mg/l，SS≤10mg/l，NH3-N≤5mg/l，TP≤0.5mg/l。

五、結束語

篇（10）

2納米催化電解技術主要影響因素

2.1電極

20世紀70年展起來的化學修飾電極，通過對電極表面進行修飾，將具有特定功能的分子、聚合物、納米材料等固定在電極表面，改變電極表面特性，使電極具有良好的電催化性能，并降低工作電位，促使有機物在發生電極析氧反應前氧化降解，并獲得良好的電極反應速率和更高效的電流輸出，減少副反應發生和降低運行能耗。在此基礎上發展起來的納米級催化劑涂層技術，是現階段比較有效的電極材料工藝。其擁有更低的工作電位和更高效的電流輸出，可減少副反應發生和降低運行能耗。

2.2電解質

電解質濃度增大，溶液導電能力增強，槽電壓降低，電壓效率提高；但濃度高到一定程度后，電壓效率的提高趨于平緩，增加藥劑成本，并會增大后續深度處理的難度。此外，部分電解質如Na2SO4等惰性電解質，電解過程中不參與反應，只起導電作用，電解效率的高低僅與其濃度有關；而類似NaCl等電解質，在電解過程中不僅起導電作用，更參與電極反應，氯離子在陽極氧化，進而轉變成次氯酸。次氯酸是強氧化劑，不但可直接氧化有機物，而且還能阻止有機物（或中間產物）在電極表面吸附，從而避免降低電極活性。

2.3反應器結構

現在多采用三維電極結構來代替二維電極結構，以增加單元電解槽體積的電極面積，且由于每對陽極和陰極距離很小，傳質非常容易，因此大大提高了電解效率和處理量。三維電極所用的填充材料主要有金屬粒子、鍍上金屬的玻璃球或塑料球、金屬氧化物、石墨和活性炭等。此外，溶液pH值、電解時間、電流密度、溶液的傳質因素、待去除的有機污染物特性等其它條件也對電解效率有較大影響。因此，深入研究有機污染物在電極上的反應歷程，開發高效電極材料，確定最佳降解條件，對提高電解效率和降低處理費用是非常必要的。

3納米催化電解技術在廈門市政污水處理中的應用

根據NCE的特點，其應用主要有如下幾方面：

1）將尾水處理達到或接近飲用水標準，直接回用到日常生活中，即實現水資源循環利用。該方式適用于水資源極度缺乏的地區，但投資高，工藝復雜。

2）將尾水處理到非飲用水標準，不與人體直接接觸，如便器沖洗、地面和汽車清洗、綠化澆灑和消防用水等。該方式適用性好，易推廣。

3）將達到外排標準的工業污水進行再處理后循環利用，一般需增加膜處理裝置等使其達到軟化水水平。

4）應用于污水處理廠剩余污泥的前處理，從源頭減少污泥產量。目前，NCE在廈門市政污水處理中應用的典型案例有污水處理廠中水回用、尾水消毒和污泥減量處理等。

3.1中水回用作為道路沖洗水

1）現場場地較為狹小；

2）設施要求安全性高，運行維護簡單，可自動化運行；

3）確保尾水經處理后含有一定余氯；

4）污染物濃度、色度進一步降低。對常見的尾水消毒工藝（紫外、加氯、二氧化氯、臭氧和電解消毒等）進行比選，結合尾水水質和處理后出水水質要求，確定采用納米催化電解+砂、碳過濾的處理工藝，設計并建設處理水量為300t/d的中水回用工程。其中，納米催化電解機外形尺寸H1485mm×W820mm×D530mm，采用三相交流380V供電，額定輸出直流電壓0~50V，額定輸出電流0~1000A，實際有效占地約10m2。電解機每個電解槽的電解容積約7.2L，電解停留時間一般控制在4s左右（根據實際進水量可進行調整），極板間距根據來水雜質顆粒大小一般選擇間距為4mm，極板交叉分布。

3.2小型污水處理站尾水消毒

因廈門市本島機場北側工業區部分企業排放污水問題，擬在機場北側車輛拆檢定損中心北側建設臨時污水處理站，主要處理附近約1km2范圍內產生的約30t/d污水。污水處理主體工藝采用一體式氧化溝，將傳統污水處理技術中的格柵、厭氧池、好氧池和沉淀池集成一體，大幅度減少用地面積；同時采用高效射流曝氣機，實現曝氣和推流；由于系統無內、外回流，無復雜自動化控制系統，對運行人員要求低。在消毒工藝的選擇上，考慮到污水處理站無人值守或僅設置設備看守人員的現狀，確定采用運行管理簡單的納米催化電解消毒工藝，在提供消毒功能的同時，可適當降低出水色度和濁度，也方便銜接后續中水回用工程。該處理站設計規模為100t/d，占地約120m2，總投資約60萬元。污水處理工藝為一體式氧化溝+轉盤過濾+納米催化電解+超濾膜過濾，污水經沉砂、隔油后提升進入籃式格柵，除去大于15mm固體垃圾后，進入一體式氧化溝，經歷生物降解、過濾、電解消毒等處理過程，出水滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B排放標準，再根據去向選擇外排或超濾后作為中水回用。該項目中利用NCE去除污水色度、產生微氣泡去除濁度和產生強氧化性自由基實現消毒功能，相比常規加氯和紫外消毒工藝，無需補充化學藥劑，設備簡單易操作，運行穩定。2012年11月項目運行以來，出水水質指標中的糞大腸菌群值穩定低于10000個/L。該項目運行能耗約1.10kWh/t，其中電解機能耗約0.09kWh/t，因本項目處理水量較小，電解機采用單電解槽，且在電壓、電流控制上進一步優化，能耗較低。電解機實際輸出直流電壓約3V，輸出電流約150A。

3.3污水處理廠污泥處理減量

廈門前埔污水處理廠采用自主研發深度脫水工藝處理污泥，產生泥餅含水率<60%，泥質滿足《城鎮污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質》（GB/T23485-2009）標準，萬噸污水產泥量從傳統方法9.5t降至5.4t。為進一步降低污泥產量，擬利用納米催化電解技術處理剩余污泥，減少進入后續工藝的污泥絕干量，從源頭減少污泥產量。主要工藝流程與深度脫水工藝流程相似，區別在于剩余污泥先經納米催化電解處理，利用電解產生的自由基和其他氧化性物質破壞污泥細胞結構，使污泥細胞內物質和結合水溶出并釋放到溶液中，經提升進入重力濃縮池，隨上清液溢流進入生化池補充碳源，從而減少進入化學調質池的絕干污泥量。經測算，污泥電解后，絕干污泥量減少16%；濃縮池上清液性質發生顯著變化，但對污水處理工藝基本不產生影響，出水水質保持穩定。該項目電解質投加量相當于0.107kg/萬t污水，約64元/萬t污水，該指標可進一步降低，并通過余氯濃度指示。

篇（11）

生物技術的特點大致有[3]：①以生物為對象，不依賴地球上的有限資源,而是著眼于再生資源的利用；②在常溫、常壓下進行，過程簡單，可連續化操作，并可節約能源，減少環境污染；③開辟了生產高純度、優質、安全可靠的生物制品的新途徑；④可解決常規技術和傳統方法不能解決的問題；⑤可定向地按人們的需要創造新物種、新品種和其他有經濟價值的生命類型。

2現代生物技術在廢水處理中的應用

廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化，從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術發展迅速，好氧法、厭氧生物法以及生物發酵法已趨于成熟，所以，這里只介紹固定化等新興技術。

2.1固定化微生物技術固定化微生物技術是生物工程領域中的一項新技術。進入80年代后國內外開始應用這種具有獨特優點的新技術來處理工業廢水和分解難生物降解的有機物質，一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或創造，將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進行固定化后，菌體密度提高，大大提高了處理效率，尤其是對難降解有毒物質有明顯優勢。王增長等人利用新研制的聚集—交聯固定化細胞技術，將篩選的高效優勢脫色菌種固定在活性污泥上，投加于“厭氧—好氧—生物濾池”工藝流程中，處理印染廢水，結果表明：出水色度極低，處理后的水可回用[4]。

2.2生物強化處理技術為了提高廢水處理的效果，而向廢水中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質。主要強化方法有：①高濃度活性污泥法，以高污泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理，加快反應速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果[5]。②生物—鐵法，是在普通活性污泥中加入無機鹽，多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉)，形成生物鐵絮凝體活性污泥，具有高濃度活性污泥法的特點，主要用來提高除磷效果。③生物—活性炭法，綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力，使二者產生協同增效作用。在該系統中，每g活性炭去除1～3gCOD，分解廢水毒性能力明顯增強，同時提高脫氮水平。

2.3生物反應器技術生物反應器技術，是現代生物技術發展的一個主要方向。現代化的新型生物膜反應器，其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體，有利于微生物附著生長形成生物膜，供氣或供給的其他反應條件優越，污染物具有充分的時間與微生物接觸，有利于增強微生物的分解代謝能力。目前，2000m3的反應器已經問世。雖然其處理能力較低，造價較高，但其管理方便，運行費用低，所以歐美地區約有7%的污水處理廠采用該技術[6]。3生物修復技術

生物修復技術[7]是利用生物，特別是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現場降解為CO2和H2O或轉化為無害物質的工程技術系統。這項技術正被用于清除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解，但微生物可將其轉移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進程，常常采用許多強化措施，使自然生態系統維持原狀的前提下，使受污染的環境得以修復。研究表明，生物修復與傳統的物化法相比具有以下優點：①經濟，僅為物化法30%-50%；②對環境影響小，不產生二次污染，遺留問題少；③最大限度地降低污染物的濃度；④修復時間較短，就地修復，操作方便。

生物修復中主要涉及兩大問題，即有效性和安全性評價。為提高有效性今后將應用分子微生物學分離、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復的安全性評價水平，需發展鑒定微生物的分子生物技術，以確定微生物在環境中的去留和基因[8]。

4微生物水處理劑

微生物水處理劑主要集中在以下幾個方面：①微生態制劑。微生態制劑是一種由優勢互補的微生物菌群、繁殖促進劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑，已經在保健領域發揮重要作用。用于環境凈化的微生態制劑由于其應用范圍廣、使用安全、無副作用，為區域環境保護提供了新的重要手段。歐美近年來加快了這方面的研究開發，已有采用微生態制劑原位修復水體的成功實例[9]。②生物吸附劑。生物吸附劑是廢水生物處理的一個新的發展方向，主要有兩大類：一類是高比表面積和高吸附率的生物體吸附水中的污染物；另一類是集生物吸附和生物降解能力為一體凈化廢水中的污染物的生物吸附劑。目前生物吸附劑的固定化技術使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復利用。③微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是利用生物技術，通過微生物發酵，抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒的廉價的水處理劑，這些是無機或有機合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點是降解性能好，成本低，無二次污染等。目前，已篩選出19種具有絮凝能力的微生物，其中，霉菌8種，細菌5種，放線菌5種，酵母菌1種[10]。隨著生物技術的發展，微生物水處理劑的開發與應用具有良好的前景。

現代生物技術在水污染控制領域已顯示出獨特的魅力和應用前景。但筆者認為，今后應從四個方面進行深入研究：①分離、篩選和培養高效降解菌，利用微生物共代謝作用、多菌種協同作用降解難降解污染物；②構建高效反應器，優化運行條件，探索新技術新方法；③開發高效、無毒、廉價、可大批量生產的微生物水處理劑；④著力實踐和推廣生物修復示范工程，為生態環境建設提供有力的技術支持。

摘要：當今的水處理技術中，生物處理法已成為水污染控制的主要方法，尤其是現代生物技術將成為水污染控制領域重點開發和應用的技術手段。本文介紹了現代生物技術的內容與特點，著重綜述了現代生物技術在廢水生物處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面的研究與應用狀況，在此基礎上提出今后現代生物技術在水污染控制領域中的研究方向。

關鍵詞：現代生物技術廢水生物處理生物修復水處理劑

參考文獻：

[1]李亞一.生物技術[M].北京：中國科學技術出版社.1994.1.