水文勘測技術(shù)在水污染環(huán)境地質(zhì)中的運(yùn)用 分析論文
盤點(diǎn)水文勘測技術(shù)在水污染環(huán)境地質(zhì)中的運(yùn)用分析
一、前言
近年來，我國的城市化進(jìn)程與工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷的加快，但是由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的片面性，對水環(huán)境地質(zhì)造成了嚴(yán)重的破壞。
通過對我國水環(huán)境地質(zhì)狀況進(jìn)行分析，導(dǎo)致水環(huán)境地質(zhì)被污染的原因眾多，導(dǎo)致水環(huán)境地質(zhì)污染問題頻有發(fā)生，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時威脅人們的生命安全。為了降低水污染環(huán)境地質(zhì)對人們造成的危害，應(yīng)該將水文勘測技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)工程中，將污染場地轉(zhuǎn)化成具有居住價值、商業(yè)價值的良性土地。因此，文章針對水污染環(huán)境地質(zhì)中水文勘測技術(shù)應(yīng)用的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二、導(dǎo)致水環(huán)境地質(zhì)污染的原因分析
�。�1）金屬井管腐蝕導(dǎo)致的污染。一些建設(shè)單位在施工的過程中采用的金屬井管不符合相關(guān)規(guī)定，這些金屬井管很容易受氧濃差、縫隙、電偶以及細(xì)菌等的影響被腐蝕，產(chǎn)生大量的鐵瘤、硫化亞鐵以及其他有害物質(zhì)，對水環(huán)境地質(zhì)造成金屬污染。
（2）水源井不止水導(dǎo)致的污染。一些施工單位依然采用傳統(tǒng)的方式增加水源井的回灌量與出水量，取消了水泥止水環(huán)節(jié)，將地下深水層與地表水進(jìn)行了簡單的聯(lián)通，造成水環(huán)境地質(zhì)的污染。
�。�3）管道破壞導(dǎo)致的污染。城市基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)建的過程中，由于一些施工設(shè)計(jì)與工作人員工作不嚴(yán)謹(jǐn)，會對地下管道造成一定程度的破壞，導(dǎo)致管道內(nèi)的污染物質(zhì)進(jìn)入到地質(zhì)水層中，對地下深層的暗河造成嚴(yán)重的污染。
�。�4）地面夏蟬導(dǎo)致的污染。我國屬于地震多發(fā)國家，并且隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，開土建房的速度不斷的加快，對地面基土造成了很大的影響，真是由于上述兩個因素的影響，導(dǎo)致地表水被截?cái)嗷蛘哐诼�，對地下水的水循環(huán)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失，又進(jìn)一步的增加了地面下沉，造成水環(huán)境地質(zhì)污染。
三、水文勘測技術(shù)在水污染環(huán)境地質(zhì)中的應(yīng)用分析
�。�1）充分的認(rèn)識到水文勘測技術(shù)的重要性。隨著城市化進(jìn)程的加快，對水環(huán)境地質(zhì)造成的破壞日益嚴(yán)重，為了防止水污染環(huán)境地質(zhì)對人類造成的危害，相關(guān)人員應(yīng)該充分的認(rèn)識到水文勘測技術(shù)的重要性，不斷的增大水水污染環(huán)境場地的研究與勘測技術(shù)的研發(fā)，將水污染環(huán)境地質(zhì)轉(zhuǎn)變成具有居住、商業(yè)價值的健康用地。
�。�2）明確水文勘測技術(shù)的應(yīng)用范圍。水文勘測技術(shù)在水環(huán)境污染地質(zhì)中的應(yīng)用，重點(diǎn)在于對水環(huán)境污染場地的歷史變遷、生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行全面、詳細(xì)的調(diào)查，明確歷史活動與生產(chǎn)現(xiàn)狀對水環(huán)境造成的影響，通過對污染現(xiàn)狀、污染途徑以及污染來源等進(jìn)行全面的勘測，分析包括地下水分布、排泄、徑流、動態(tài)變化、水位、埋藏等水污染環(huán)境地質(zhì)信息的具體狀況。想要提高地質(zhì)工程的工作效率，就應(yīng)該對水污染環(huán)境地質(zhì)的水文勘測進(jìn)行科學(xué)的管理，采用先進(jìn)的勘測技術(shù)，培養(yǎng)專業(yè)的工程設(shè)計(jì)人才，增加對水文勘測技術(shù)的研究力度，加快水文勘測技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，不斷的擴(kuò)大水文勘測技術(shù)的應(yīng)用范圍，更好的適應(yīng)水污染環(huán)境地質(zhì)勘察工作的實(shí)際需求。目前，我國水文勘測技術(shù)的發(fā)展方向明確，水文網(wǎng)站、水文泥沙檢測技術(shù)、水文雨量流量監(jiān)測技術(shù)快速的發(fā)展，首先，對于水文站網(wǎng)，水文站網(wǎng)在水文勘測工作中發(fā)揮了巨大的作用，具有采集水文資料、提高水文計(jì)算精度以及滿足水文勘測工作需求等作用，許多地區(qū)對現(xiàn)有的水文站網(wǎng)進(jìn)行了調(diào)整與改進(jìn)，采用了更加科學(xué)、高效的水文勘測技術(shù)以及水文測試方法，創(chuàng)建了更加科學(xué)、完善的現(xiàn)代水文監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；其次，對于水文泥沙監(jiān)測技術(shù)，水文泥沙檢測技術(shù)在采樣器的基礎(chǔ)上，研發(fā)了全新的分析儀器設(shè)備，采用先進(jìn)的儀器設(shè)備，不僅降低了測量的工作量，還增加了勘測結(jié)果的真實(shí)性與準(zhǔn)確性，更加快速、準(zhǔn)確的對水文泥沙進(jìn)行測試；再者，對于水文雨量流量監(jiān)測技術(shù)，水文雨量流量監(jiān)測技術(shù)研發(fā)和使用了自動化的雨量監(jiān)測技術(shù)和儀器，實(shí)現(xiàn)勘測水文信息的自動采集、記錄、傳輸、測報以及儲存等，同時采用先進(jìn)的自動化監(jiān)測儀器對水文雨量流量進(jìn)行在線監(jiān)控與管理，逐漸的實(shí)現(xiàn)水文雨量流量監(jiān)測的自動化。
（3）水污染環(huán)境地質(zhì)中水文勘測工作的實(shí)施步驟。水文勘測技術(shù)在水污染環(huán)境地質(zhì)中應(yīng)用的過程中，應(yīng)該對水污染場地環(huán)境地質(zhì)的特征進(jìn)行采樣、現(xiàn)場勘察，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行樣本檢測與分析，通常采用模擬污染計(jì)算分析的方式，進(jìn)行資料、數(shù)據(jù)的采集，根據(jù)樣本的檢測、分析結(jié)果，確定試驗(yàn)場地的水文地質(zhì)狀況、污染程度、污染范圍等，然后通過風(fēng)險評估系統(tǒng)，對試驗(yàn)場地的水污染環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行整體的分析與評價，并根據(jù)評價的結(jié)果制定具有針對性的修復(fù)方案與改進(jìn)措施，盡可能快的解決水環(huán)境地質(zhì)污染問題，避免對人們的生活和生產(chǎn)造成危害。此外，因?yàn)樗廴经h(huán)境地質(zhì)具有流動性與擴(kuò)散性的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用水文勘測技術(shù)時，應(yīng)該采用加密布點(diǎn)與均勻網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)的方式，對水污染環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)的勘測，以此明確污染場地的實(shí)際分部狀況以及污染程度，從經(jīng)濟(jì)方面、技術(shù)方面等多個方面進(jìn)行綜合分析與比較，選擇科學(xué)、合理的勘測方案與改進(jìn)措施，將污染土質(zhì)改變成具有居住價值、商用價值的健康用地。
四、結(jié)束語
總而言之，通過將水文勘測技術(shù)應(yīng)用在水環(huán)境污染地質(zhì)中，不僅能夠?qū)Νh(huán)境、社會建設(shè)進(jìn)行保護(hù)，同時還能夠提高資源利用率，促進(jìn)我國水土資源的開發(fā)與利用，這對于實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的作用。因此，應(yīng)該充分的榮事達(dá)水文勘測技術(shù)在水污染環(huán)境地質(zhì)中重要作用，相關(guān)的研究技術(shù)人員應(yīng)該加快勘測技術(shù)、儀器設(shè)備的研究，顯著的提高水文地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性、準(zhǔn)確性以及可靠性，以此保證水文勘測技術(shù)的應(yīng)用效果，更好的進(jìn)行水環(huán)境地質(zhì)的治理。
水文勘測技術(shù)在水污染環(huán)境地質(zhì)中的運(yùn)用分析
一、前言
近年來，我國的城市化進(jìn)程與工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷的加快，但是由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的片面性，對水環(huán)境地質(zhì)造成了嚴(yán)重的破壞。
通過對我國水環(huán)境地質(zhì)狀況進(jìn)行分析，導(dǎo)致水環(huán)境地質(zhì)被污染的原因眾多，導(dǎo)致水環(huán)境地質(zhì)污染問題頻有發(fā)生，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時威脅人們的生命安全。為了降低水污染環(huán)境地質(zhì)對人們造成的危害，應(yīng)該將水文勘測技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)工程中，將污染場地轉(zhuǎn)化成具有居住價值、商業(yè)價值的良性土地。因此，文章針對水污染環(huán)境地質(zhì)中水文勘測技術(shù)應(yīng)用的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二、導(dǎo)致水環(huán)境地質(zhì)污染的原因分析
（1）金屬井管腐蝕導(dǎo)致的污染。一些建設(shè)單位在施工的過程中采用的金屬井管不符合相關(guān)規(guī)定，這些金屬井管很容易受氧濃差、縫隙、電偶以及細(xì)菌等的影響被腐蝕，產(chǎn)生大量的鐵瘤、硫化亞鐵以及其他有害物質(zhì)，對水環(huán)境地質(zhì)造成金屬污染。
（2）水源井不止水導(dǎo)致的污染。一些施工單位依然采用傳統(tǒng)的方式增加水源井的回灌量與出水量，取消了水泥止水環(huán)節(jié)，將地下深水層與地表水進(jìn)行了簡單的聯(lián)通，造成水環(huán)境地質(zhì)的污染。
�。�3）管道破壞導(dǎo)致的污染。城市基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)建的過程中，由于一些施工設(shè)計(jì)與工作人員工作不嚴(yán)謹(jǐn)，會對地下管道造成一定程度的破壞，導(dǎo)致管道內(nèi)的污染物質(zhì)進(jìn)入到地質(zhì)水層中，對地下深層的暗河造成嚴(yán)重的污染。
�。�4）地面夏蟬導(dǎo)致的污染。我國屬于地震多發(fā)國家，并且隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，開土建房的速度不斷的加快，對地面基土造成了很大的影響，真是由于上述兩個因素的影響，導(dǎo)致地表水被截?cái)嗷蛘哐诼�，對地下水的水循環(huán)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失，又進(jìn)一步的增加了地面下沉，造成水環(huán)境地質(zhì)污染。
三、水文勘測技術(shù)在水污染環(huán)境地質(zhì)中的應(yīng)用分析
�。�1）充分的認(rèn)識到水文勘測技術(shù)的重要性。隨著城市化進(jìn)程的加快，對水環(huán)境地質(zhì)造成的破壞日益嚴(yán)重，為了防止水污染環(huán)境地質(zhì)對人類造成的危害，相關(guān)人員應(yīng)該充分的認(rèn)識到水文勘測技術(shù)的重要性，不斷的增大水水污染環(huán)境場地的研究與勘測技術(shù)的研發(fā)，將水污染環(huán)境地質(zhì)轉(zhuǎn)變成具有居住、商業(yè)價值的健康用地。
（2）明確水文勘測技術(shù)的應(yīng)用范圍。水文勘測技術(shù)在水環(huán)境污染地質(zhì)中的應(yīng)用，重點(diǎn)在于對水環(huán)境污染場地的歷史變遷、生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行全面、詳細(xì)的調(diào)查，明確歷史活動與生產(chǎn)現(xiàn)狀對水環(huán)境造成的影響，通過對污染現(xiàn)狀、污染途徑以及污染來源等進(jìn)行全面的勘測，分析包括地下水分布、排泄、徑流、動態(tài)變化、水位、埋藏等水污染環(huán)境地質(zhì)信息的具體狀況。想要提高地質(zhì)工程的工作效率，就應(yīng)該對水污染環(huán)境地質(zhì)的水文勘測進(jìn)行科學(xué)的管理，采用先進(jìn)的勘測技術(shù)，培養(yǎng)專業(yè)的工程設(shè)計(jì)人才，增加對水文勘測技術(shù)的研究力度，加快水文勘測技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，不斷的擴(kuò)大水文勘測技術(shù)的應(yīng)用范圍，更好的適應(yīng)水污染環(huán)境地質(zhì)勘察工作的實(shí)際需求。目前，我國水文勘測技術(shù)的發(fā)展方向明確，水文網(wǎng)站、水文泥沙檢測技術(shù)、水文雨量流量監(jiān)測技術(shù)快速的發(fā)展，首先，對于水文站網(wǎng)，水文站網(wǎng)在水文勘測工作中發(fā)揮了巨大的作用，具有采集水文資料、提高水文計(jì)算精度以及滿足水文勘測工作需求等作用，許多地區(qū)對現(xiàn)有的水文站網(wǎng)進(jìn)行了調(diào)整與改進(jìn)，采用了更加科學(xué)、高效的水文勘測技術(shù)以及水文測試方法，創(chuàng)建了更加科學(xué)、完善的現(xiàn)代水文監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；其次，對于水文泥沙監(jiān)測技術(shù)，水文泥沙檢測技術(shù)在采樣器的基礎(chǔ)上，研發(fā)了全新的分析儀器設(shè)備，采用先進(jìn)的儀器設(shè)備，不僅降低了測量的工作量，還增加了勘測結(jié)果的真實(shí)性與準(zhǔn)確性，更加快速、準(zhǔn)確的對水文泥沙進(jìn)行測試；再者，對于水文雨量流量監(jiān)測技術(shù)，水文雨量流量監(jiān)測技術(shù)研發(fā)和使用了自動化的雨量監(jiān)測技術(shù)和儀器，實(shí)現(xiàn)勘測水文信息的自動采集、記錄、傳輸、測報以及儲存等，同時采用先進(jìn)的自動化監(jiān)測儀器對水文雨量流量進(jìn)行在線監(jiān)控與管理，逐漸的實(shí)現(xiàn)水文雨量流量監(jiān)測的自動化。
�。�3）水污染環(huán)境地質(zhì)中水文勘測工作的實(shí)施步驟。水文勘測技術(shù)在水污染環(huán)境地質(zhì)中應(yīng)用的過程中，應(yīng)該對水污染場地環(huán)境地質(zhì)的特征進(jìn)行采樣、現(xiàn)場勘察，并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行樣本檢測與分析，通常采用模擬污染計(jì)算分析的方式，進(jìn)行資料、數(shù)據(jù)的采集，根據(jù)樣本的檢測、分析結(jié)果，確定試驗(yàn)場地的水文地質(zhì)狀況、污染程度、污染范圍等，然后通過風(fēng)險評估系統(tǒng)，對試驗(yàn)場地的水污染環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行整體的分析與評價，并根據(jù)評價的結(jié)果制定具有針對性的修復(fù)方案與改進(jìn)措施，盡可能快的解決水環(huán)境地質(zhì)污染問題，避免對人們的生活和生產(chǎn)造成危害。此外，因?yàn)樗廴经h(huán)境地質(zhì)具有流動性與擴(kuò)散性的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用水文勘測技術(shù)時，應(yīng)該采用加密布點(diǎn)與均勻網(wǎng)絡(luò)布點(diǎn)的方式，對水污染環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)的勘測，以此明確污染場地的實(shí)際分部狀況以及污染程度，從經(jīng)濟(jì)方面、技術(shù)方面等多個方面進(jìn)行綜合分析與比較，選擇科學(xué)、合理的勘測方案與改進(jìn)措施，將污染土質(zhì)改變成具有居住價值、商用價值的健康用地。
四、結(jié)束語
總而言之，通過將水文勘測技術(shù)應(yīng)用在水環(huán)境污染地質(zhì)中，不僅能夠?qū)Νh(huán)境、社會建設(shè)進(jìn)行保護(hù)，同時還能夠提高資源利用率，促進(jìn)我國水土資源的開發(fā)與利用，這對于實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的作用。因此，應(yīng)該充分的榮事達(dá)水文勘測技術(shù)在水污染環(huán)境地質(zhì)中重要作用，相關(guān)的研究技術(shù)人員應(yīng)該加快勘測技術(shù)、儀器設(shè)備的研究，顯著的提高水文地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性、準(zhǔn)確性以及可靠性，以此保證水文勘測技術(shù)的應(yīng)用效果，更好的進(jìn)行水環(huán)境地質(zhì)的治理。
水污染治理新型技術(shù)的應(yīng)用
1 我國城鎮(zhèn)污水治理技術(shù)現(xiàn)狀
1.1 城鎮(zhèn)污水來源及發(fā)展趨勢
改革開放以來，我國工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了巨大的發(fā)展，但大量過度的開發(fā)和利用自然資源也導(dǎo)致了包括水污染現(xiàn)象在內(nèi)的污染事件層出不窮。尤其是水污染現(xiàn)象已經(jīng)到了相當(dāng)嚴(yán)重的階段，許多河流和水資源遭遇到非常嚴(yán)重的污染，水污染已經(jīng)從對環(huán)境污染開始向?qū)θ说娘嬘盟催M(jìn)行污染，間接地?fù)p害著人的健康。反觀我國目前污染水的治理現(xiàn)狀，治理規(guī)模小、產(chǎn)量低、設(shè)備工藝落后、而且好多城市的水污染治理項(xiàng)目缺乏配套的政策和資金協(xié)助，還有一些城市未經(jīng)充分論證上馬的污水處理設(shè)備和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況不符合，這些都是導(dǎo)致目前我國在污水治理方面效果不佳的因素。
分析造成水污染的根源，農(nóng)業(yè)方面與近年來化肥農(nóng)藥的大量使用，造成土壤富集化，大量的農(nóng)藥殘留伴隨著雨水等匯集到河流有很大的關(guān)系，城鎮(zhèn)生產(chǎn)方面，許多企業(yè)生產(chǎn)方式還較為粗放、單一，雖然大型企業(yè)都在環(huán)保部門的督促之下配備了污染水處理設(shè)備，但在利益最大化思想驅(qū)使下，后續(xù)維護(hù)資金量不夠。一些易損的耗材更換也及時，使得設(shè)備很難維持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，難以發(fā)揮應(yīng)有的作用。
再加之大量的中小企業(yè)沒有環(huán)保意識，對待生產(chǎn)污水肆意偷排，這些都致使水污染現(xiàn)象日益嚴(yán)重。
1.2 目前我國污水治理所采用的水污染處理技術(shù)
目前，我國污染水治理方面常采取 SBR（序批式間歇活性污泥法） 技術(shù)，SBR 工藝是通過時間上的交替運(yùn)行實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法的運(yùn)行全過程。SBR 技術(shù)是將活性污泥、污水等污染物質(zhì)經(jīng)過一些列如沉淀，然后再排水排泥的周期性污水處理工藝，完成所有這些過程通過綜合自動化控制設(shè)備控制，這套間歇循環(huán)處理過程以應(yīng)用成本低、污染物質(zhì)沉淀速度快的特性被廣泛使用。另一方面，SBR 技術(shù)可以很好的融合新技術(shù)，也因此在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。也正是為了這個原因，這項(xiàng)技術(shù)的研究也在不斷增長。但在使用工藝中仍有一些不足之處，如：工藝復(fù)雜、操作繁瑣、操作成本高。另一種污染治理技術(shù)是氧化溝工藝，技術(shù)可以說是 SBR 工藝的一個延伸，原理和懸浮生物處理技術(shù)是相似的，是一種延時曝氣技術(shù)。根據(jù)多年的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)理論和實(shí)踐，由于低成本、高回報，也成為國內(nèi)廣泛使用的技術(shù)。效率較高，廣泛使用在許多中小型國家的污水處理工程中。隨著國家對環(huán)境保護(hù)的日益重視，對廢水出水水質(zhì)要求也越來越高，特別是氮、磷等物質(zhì)有了更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，SBR 工藝和其延伸出的新工藝作為具有很強(qiáng)競爭力的工藝，無論在城市污水還是在工業(yè)廢水的處理中都具有良好的應(yīng)用前景。除此之外，也不斷涌現(xiàn)了許多經(jīng)濟(jì)高效，操作靈活的新型污染水處理工藝。
2 水污染治理新型技術(shù)的應(yīng)用
針對目前水污染在中國的現(xiàn)狀，除了上文提及的 SBR 工藝和其延伸出的新工藝之外，符合低成本、低管理和高效的新型生態(tài)污染水處理技術(shù)近年來也不斷被投入營運(yùn)，如人工濕地、生物浮島技術(shù)等新型的城市污染水治理系統(tǒng)。
2.1 人工濕地生態(tài)系統(tǒng)水資源污染治理技術(shù)
人工濕地是人為建造的干預(yù)性生態(tài)系統(tǒng)，目的是通過人工濕地將污染水體進(jìn)行有效的控制，它對污染水的處理分為前期的預(yù)處理，在通過濕地土壤、植物和微生物對污水進(jìn)行物理性和化學(xué)性的共同作用。人工濕地系統(tǒng)對污水凈化處理是有效的，在自然生態(tài)中應(yīng)用物理、化學(xué)和生物有效地實(shí)現(xiàn)了污水處理的效果。這種廢水處理技術(shù)的應(yīng)用可以有效地去除水體中的有機(jī)物，去除率可以達(dá)到80%以上。對污染水中的氮、磷具有較強(qiáng)的去除能力。同時，該技術(shù)還具有其他優(yōu)點(diǎn)，如工程建設(shè)和運(yùn)營成本低，強(qiáng)負(fù)載適應(yīng)性，相比其他水污染處理技術(shù)，人工濕地技術(shù)由于其低成本，對自然環(huán)境影響小等優(yōu)勢目前在我國得到了廣泛的運(yùn)用。
人工濕地系統(tǒng)中污水以表面流濕地、潛流濕地和垂直流濕地三種形式存在。在這三種人工濕地污水處理過程中，對表面流濕地和潛流濕地治理具有廣泛的應(yīng)用范圍，主要由治理水污染幾點(diǎn)措施和操作控制決策影響的。在目前階段，由于人工濕地的建設(shè)趨勢改變，人工濕地應(yīng)用的類型也相應(yīng)作出了調(diào)整形成了復(fù)合應(yīng)用形態(tài)，也被稱為復(fù)合流人工濕地系統(tǒng)。該系統(tǒng)有效地改變了原有的污水處理單一結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效凈化。
2.2 生物浮島技術(shù)水資源污染治理技術(shù)
如前所述，流經(jīng)城市的河流和其他水體污染一般，嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化程度，促進(jìn)了周圍生態(tài)環(huán)境的惡化，也給城市水污染治理帶來困難。出現(xiàn)在國內(nèi)外各種水體富營養(yǎng)化的凈化處理技術(shù)，如生物浮島技術(shù)、人工水草凈化技術(shù)。在應(yīng)對富營養(yǎng)化水體污染，生物浮島技術(shù)以及人工水凈化技術(shù)可以用于凈化水質(zhì)。生物浮島污水處理技術(shù)主要利用植物生長的自然規(guī)律，它的生產(chǎn)過程是：建立浮體-依靠根部吸附-去除污染物-凈化水質(zhì)。應(yīng)用這種水污染處理技術(shù)不僅可以有效地去除水體污染物，凈化水質(zhì)，并且投入少可以反復(fù)應(yīng)用，而且生存和繁殖的水生生物還可以為城市創(chuàng)造一個良好的環(huán)境條件。
2.3 懸浮填料移動床技術(shù)
這種污水處理技術(shù)主要應(yīng)用于對污染河流的治理中，將懸浮填料直接加入到曝氣池。懸浮料在曝氣池中的比重和水基本相似，讓它作為微生物活動的區(qū)域來和流經(jīng)曝氣池的水流互相作用，將活性淤泥和生物膜法結(jié)合使用，達(dá)到去除污染物的目的。
3 結(jié)束語
從分析來看，經(jīng)濟(jì)、節(jié)能以及高效的水污染治理方式將會是我國以后在水污染治理方面發(fā)展的主流趨勢，我們只有向著這一目標(biāo)堅(jiān)定的進(jìn)發(fā)，不斷地探索與研究和環(huán)境相協(xié)調(diào)的污染水治理方式，才能更好地實(shí)現(xiàn)水污染治理的高效、節(jié)能、環(huán)保，才可以真正地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
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工業(yè)廢水氯離子去除技術(shù)探析
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，一方面我國水資源的需求量在急劇增加，另一方面我國水污染情況又越來越嚴(yán)重。在這樣的水環(huán)境情況下，人們對水污染處理技術(shù)的關(guān)注程度越來越高，COD、BOD、氮、磷、重金屬等污染物的去除技術(shù)得到了極大的發(fā)展，而工業(yè)廢水中氯離子由于其不被微生物所利用，其去除技術(shù)相對較少。我國《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）》[1]中并沒對氯化物排放進(jìn)行限定，大量的氯化物進(jìn)入環(huán)境對環(huán)境和生物造成嚴(yán)重的危害，因此研究氯離子的去除技術(shù)對保護(hù)環(huán)境和生物都很有意義。
1 氯離子的來源及危害
Cl-可與 Na+、Ca2+、Mg2+、K+等的離子形成氯化物。地表水中氯化物的來源有自然源和人為源兩類。自然源主要有兩種：一是水源流過含氯化物地層，導(dǎo)致食鹽礦床和其他含氯沉積物溶解于水；二是接近海洋的河流或江水受到潮水和海水吹來的風(fēng)的影響，導(dǎo)致水中氯化物含量增加。人為源主要有采礦、石油化工、食品、冶金、制革（鞣革）、化學(xué)制藥、造紙、紡織、油漆、顏料和機(jī)械制造等行業(yè)所排放的工業(yè)廢水以及人類生活所產(chǎn)生的生活污水，其中工業(yè)排放是最主要來源。
工業(yè)廢水中氯化物含量較高，如泡菜行業(yè)腌漬廢水氯離子濃度可達(dá) 1153000mg/L[2],如不加控制直接排入水體，將嚴(yán)重危害水環(huán)境、破壞水平衡，影響水質(zhì)，對漁業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉、淡水資源造成影響，嚴(yán)重時甚至?xí)廴镜叵滤鸵盟础１热�，水中氯化物含量過高時，會腐蝕金屬管道和構(gòu)筑物、妨礙植物生長、影響土壤銅的活性、引起土壤鹽堿化（特別是四川地區(qū)）、使人類及生物中毒。當(dāng)水中陽離子為鎂，氯化物濃度為 100mg/L 時，即可使人致毒。
2 工業(yè)廢水氯離子去除技術(shù)
氯離子是氯最為穩(wěn)定的形態(tài)，一方面，由于微生物不能利用Cl-,所以不能通過生物法來去除 Cl-,并且廢水中氯離子含量會抑制微生物的生長，阻礙生物法處理廢水效率，許多研究表明，當(dāng)廢水含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 3%以上時，廢水的生物處理效率明顯下降；另一方面，因?yàn)樗新入x子會對金屬產(chǎn)生腐蝕作用，因此廢水回用時必須去除過量的氯離子，達(dá)到循環(huán)水氯化物標(biāo)準(zhǔn)。
目前專門為了去除氯離子使其達(dá)標(biāo)排放而研發(fā)的技術(shù)是很少的，去除氯離子的目的大致有兩種：一是為了使廢水能滿足后續(xù)生物處理生物活性要求；二是為了達(dá)到廢水回用氯化物含量標(biāo)準(zhǔn)。氯離子去除原理主要有兩種：要么被其它陰離子替代；要么同其它陽離子一起去除。根據(jù)不同性質(zhì)大體歸類為四種方式：沉淀鹽方式、分離攔截方式、離子交換方式、氧化還原方式。
2.1 沉淀鹽方式
采用 Ag+或 Hg+等與 Cl-生成沉淀，再將沉降過濾，從而去除 Cl-.沉淀鹽方式主要有化學(xué)沉淀法，關(guān)于該方法研究也很多。金艷等[3]發(fā)明了處理一種氯堿行業(yè)高氯含汞廢水的系統(tǒng)，由于廢水中含氯離子濃度高達(dá) 50000-60000mg/L,由于配合作用，汞主要以 HgCl3+與 Hg-Cl2-的非汞離子形態(tài)存在，經(jīng)過一系列處理后，出水汞濃度可達(dá)1.5ppb,Cl-也得到了一定的去除。李文歆等[4]利用化學(xué)沉淀法做了專業(yè)特征廢液中氯離子的處理的研究，氯離子去除率高達(dá) 90%以上。該法具有操作簡單、污染小、去除率高等特點(diǎn)。
化學(xué)沉淀法由于要加入沉淀試劑，如硝酸銀、硝酸汞等，這些沉淀劑的價格往往較高，導(dǎo)致其工業(yè)成本很高，應(yīng)用不廣泛，基本僅限于實(shí)驗(yàn)室使用。如果開發(fā)價格低廉的沉淀劑，由于化學(xué)沉淀法反應(yīng)過程簡單、易操作，所以還是有很大的應(yīng)用前景的。
2.2 分離攔截方式
主要采用蒸發(fā)濃縮、電吸附、膜過濾、溶劑萃取和復(fù)合絮凝劑絮凝等方法將 Cl-分離去除。
2.2.1 蒸發(fā)濃縮法
對廢水升溫，由于無機(jī)鹽類氯化物沸點(diǎn)高于水，最后被濃縮結(jié)晶；氯化氫沸點(diǎn)相對較低，同水蒸氣等易揮發(fā)物質(zhì)一同被去除。從而實(shí)現(xiàn)了氯離子與廢水的分離。
江西理工大學(xué)材化學(xué)院科研人員[5]發(fā)明了含銨含氯廢水處理并回收利用銨和氯的方法，利用該方法使得銨鹽和氯不僅得到有效分離，還能回收利用。該法有效去除了有色金屬冶煉過程中含銨含氯廢水中氯離子，并實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的統(tǒng)一。泡菜生產(chǎn)過程主要產(chǎn)生的廢水類型有腌漬廢水、脫鹽廢水及脫鹽水、清洗水、沖洗水等，其中以腌漬廢水氯離子濃度可達(dá)153000mg/L,對部分量少的廢水可采用蒸發(fā)法。丁文軍等[6]采用三效濃縮設(shè)備將鹽漬水濃縮至飽和狀態(tài)，再經(jīng)結(jié)晶、離心分離等工序制得食鹽并回用于泡菜腌制。
蒸發(fā)濃縮法適合于小水量高濃度的廢水，其操作簡單，效果明顯，在泡菜等行業(yè)應(yīng)用較多；但對于水量較大廢水，其成本很高，相比其他處理方法不實(shí)用。
2.2.2 電吸附法
電吸附技術(shù)結(jié)合了電化學(xué)理論和吸附分離技術(shù)，通過對水溶液施加靜電場作用，在電極上加上直流電壓，在兩電級表面形成雙電層，由于雙電層具有電容的特性，因而能夠進(jìn)行充電和放電過程，且溶液中離子不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在充電過程中吸附并保存溶液中離子，在放電過程中釋放能量和離子，使雙電層再生。其目前應(yīng)用也比較多。
魏鴻禮[7]做了電吸附工藝去除再生水中氯離子的研究，結(jié)果表明，含氯離子平均為 307mg/L 的原水，產(chǎn)水平均為 91mg/L,氯離子平均去除率為 70.4%.電吸附法相比電解法，由于不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，相對成本較低，且處理效果良好，而在回用水凈化中，其相對常規(guī)石灰軟化法工藝去除氯離子等鹽類效果更明顯，所以其回用水凈化中應(yīng)用很廣。
2.2.3 絮凝沉淀、溶劑萃取法
絮凝沉淀主要利用絮凝劑作用氯離子，將其絮凝以至沉淀去除，如復(fù)合絮凝劑；溶劑萃取是利用萃取劑將含氯離子的化合物萃取去除。
汪巍[8]發(fā)明了一種用聚合硫酸亞鐵對含氯廢水進(jìn)行絮凝沉淀的方法，該方法可把進(jìn)水為 500~1000mg/L 含氯廢水，降低到 0.4mg/L以下。雷春生等[9]發(fā)明了一種由有機(jī)酸和無機(jī)鹽復(fù)配而成的復(fù)合除氯劑，實(shí)驗(yàn)表明，該法可去除 99.9%以上的氯離子。
絮凝沉淀和溶劑萃取受試劑的影響，溶劑萃取僅適用于小水量情況，更多應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室；絮凝沉淀法在其成本較低的情況下，可能可應(yīng)用于較大水量氯離子的去除，但目前應(yīng)用并不廣泛。
2.3 離子交換方式
采用離子交換劑與氯離子進(jìn)行交換替代氯離子，利用該方式的方法有離子交換樹脂法、水滑石法等。值得說明的.是水滑石法，由于水滑石（LDHs）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其層間陰離子可與各種陰離子，包括無機(jī)離子、有機(jī)離子、同種離子、雜多酸離子以及配位化合物的陰離子進(jìn)行交換。
胡靜等[10]也研究了焙燒鎂鋁碳酸根水滑石（CLDH）對廢水中氯離子的去除效果。實(shí)驗(yàn)表明，Cl-的去除率可達(dá) 97%.水滑石法目前研究較多，其對氯離子的去除效果也較好，但多停留在實(shí)驗(yàn)階段，工程應(yīng)用很少。離子交換樹脂法用復(fù)床或混床，將氯離子去除，屬傳統(tǒng)工藝，設(shè)備投資較低，但陰離子交換樹脂容易飽和，需要再生。
2.4 氧化還原方式
采用電解或電滲析、還原方式將 Cl-去除。應(yīng)用方法有電解、電滲析、加氧化劑等。電解是當(dāng)污水通電后，電解槽的陰陽級之間產(chǎn)生電位差，趨使污水中陰離子向陽極移動發(fā)生氧化反應(yīng)，陽離子向陰極移動發(fā)生還原反應(yīng)，從而使得廢水中的污染物在陽極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應(yīng)產(chǎn)物作用，轉(zhuǎn)化為無害成分被分離除去。
2.4.1 電滲析法
電滲析以離子交換膜為滲析膜，以電能為動力。電滲析過程是電解和滲析擴(kuò)散過程的組合。在外加直流電場作用下，陰、陽離子分別往陽極和陰極移動，由于陽離子膜理論上只允許陽離子通過，陰離子膜只允許陰離子通過，如果膜的固定電荷與離子電荷相反，則離子可以通過，反之則被排斥。由此來實(shí)現(xiàn)氯離子的去除。
錢學(xué)玲等[11]采用味精廢水-預(yù)處理-電滲析-厭氧-好氧工藝流程，整個工藝流程既保證了 COD 等的去除，又可使 Cl-濃度從進(jìn)水16.776g/L 降至 6g/L 以下，從而達(dá)到了很好的綜合去除效果。電滲析法適合處理低濃度含氯廢水，水耗和電耗較大，成本較高，其對小水量的處理還是比較實(shí)用的。
2.4.2 電解、氧化劑法
電解是當(dāng)污水通電后，電解槽的陰陽級之間產(chǎn)生電位差，趨勢污水中陰離子向陽極移動發(fā)生氧化反應(yīng)，陽離子向陰極移動發(fā)生還原反應(yīng)，從而使得廢水中的污染物在陽極被氧化，在陰極被還原，或者與電極反應(yīng)產(chǎn)物作用，轉(zhuǎn)化為無害成分被分離除去；氧化劑法是通過與氯離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)將氯離子去除的方法。
李長俊等[12]采用混凝絮凝-電解法聯(lián)用技術(shù)，實(shí)驗(yàn)表明，Cl-濃度能從原水的 136698.2mg/L 降低到 54205.5mg/L,能達(dá)到較好的去除效果。電解法去除氯離子同樣存在成本高的問題，對小水量廢水應(yīng)用有較好效果，相對于電滲析法其不存在膜堵塞問題，但運(yùn)行費(fèi)用相對較高，一般在廢水預(yù)處理后采用。氧化劑法目前應(yīng)用也較少。
3 結(jié)束語
氯離子的去除技術(shù)主要有物理、化學(xué)和物理化學(xué)方法，生物法不能去除氯離子。目前工業(yè)廢水去除氯離子主要是為了實(shí)現(xiàn)后續(xù)廢水生物處理和達(dá)到回用水氯化物標(biāo)準(zhǔn)，單獨(dú)為了去除氯離子而實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的做法很少，這也是人們對氯離子危害不重視的一種表現(xiàn)。
總的來看，氯離子的去除技術(shù)多適用于小水量和中水量情況，電吸附和電滲析由于操作簡單，對較大水量可能將是氯離子去除技術(shù)的趨勢和熱點(diǎn)，相信未來會出現(xiàn)更多更經(jīng)濟(jì)更環(huán)保的氯離子去除技術(shù)。
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水污染生物監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展前景
生物監(jiān)測技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景，能夠監(jiān)測水環(huán)境污染的動態(tài)變化，從而直接、綜合地反映環(huán)境質(zhì)量。與傳統(tǒng)的監(jiān)測手段相比，生物監(jiān)測技術(shù)能夠直接反映各種有毒物質(zhì)對生物和環(huán)境的綜合影響。本文簡要介紹了生物監(jiān)測技術(shù)，并分析了其存在的問題和發(fā)展前景。
1 生物監(jiān)測技術(shù)
水污染防治、水資源保護(hù)和水環(huán)境管理領(lǐng)域都離不開水污染監(jiān)測，水污染監(jiān)測要為這些工作提供有效的數(shù)據(jù)，并科學(xué)地分析、評價水資源，治理、預(yù)報和預(yù)測水污染。
生物監(jiān)測，是指從生物學(xué)的角度來評價和監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量，充分利用生物的群落、種群、個體和組分對環(huán)境變化和環(huán)境污染產(chǎn)生的反應(yīng)。生物監(jiān)測技術(shù)涉及到生態(tài)系統(tǒng)，生物的群落、種群、個體、系統(tǒng)、器官、組織細(xì)胞和生物分子。當(dāng)污染物進(jìn)入水環(huán)境后，就會影響水環(huán)境中的生態(tài)系統(tǒng)。
與理化檢測相比，生物監(jiān)測能夠長期反映污染效果。一些生物能夠?qū)ξ⒘课廴疚锂a(chǎn)生反應(yīng)，使生物監(jiān)測效果更加敏感。
生物監(jiān)測能夠富集污染物，這是因?yàn)樯锵到y(tǒng)中的食物鏈能夠富集微量的有毒物質(zhì)，從而提高污染物的濃度。生物監(jiān)測具有更加多樣化的檢測功能，不同的污染物會對同一種生物產(chǎn)生不同的影響，從而表現(xiàn)出不同的癥狀。由此可見，生物監(jiān)測有利于綜合評價水環(huán)境的污染狀況。理化檢測只能監(jiān)測特定水環(huán)境中污染的含量和類別，而生物監(jiān)測能夠綜合反映水環(huán)境中各種污染物相互作用而產(chǎn)生的影響。
2 具體應(yīng)用
2.1 基因工程技術(shù)
基因工程技術(shù)是根據(jù)重組優(yōu)勢基因或基因工程菌處理污染物。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)⒛康幕驑?gòu)建出來，高效表達(dá)代謝通路中的目的和意義，具有效率高、環(huán)保、清潔的優(yōu)點(diǎn)，不會產(chǎn)生二次污染。
2.2 電泳分離純化技術(shù)
在電泳分離純化技術(shù)中，聚丙烯酰胺凝膠電泳和瓊脂糖凝膠電泳是比較常見的電泳。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠有效分析自然環(huán)境或廢水處理系統(tǒng)中的生物動態(tài)性和多樣性。
2.3 DNA 探針技術(shù)和 PCR 技術(shù)
將這兩種技術(shù)的聯(lián)合使用，能夠快速、靈敏地檢測水環(huán)境中的大腸桿菌。
2.4 酶蛋白標(biāo)志物
酶蛋白標(biāo)志物被廣泛應(yīng)用于水體污染的監(jiān)測中，它具有廣泛性、警示性和特異性，能夠真實(shí)地反映污染物的累積作用。
2.5 免疫檢測技術(shù)
該技術(shù)主要是通過抗體和抗原之間的特異反應(yīng)，在反應(yīng)物上標(biāo)志相應(yīng)的示蹤物，用定量測定或定性測定的方式快速檢測抗體或抗原。
2.6 生物傳感器技術(shù)
生物傳感器技術(shù)主要是使用生物傳感器轉(zhuǎn)化生物反應(yīng)，使其成為電信號。固定化酶和固定化細(xì)胞核是生物傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)，當(dāng)前常用的生物傳感器有免疫傳感器、組織傳感器、微生生物傳感器、細(xì)胞傳感器、酶傳感器和細(xì)胞膜電位傳感器等。
2.7 生物毒性實(shí)驗(yàn)
由于大量使用各種外來化學(xué)制劑，這些外來化學(xué)制劑具有致突變、致癌、致畸性的特性，會在生物體內(nèi)富集，而常規(guī)的化學(xué)檢測方法并不能直接反應(yīng)其毒害性。在生物毒性試驗(yàn)法中，使用最多的檢測手法就是利用細(xì)菌，它具有反應(yīng)快、費(fèi)用低、保存方便和生長繁殖快的特點(diǎn)。
3 存在的問題
3.1 生物監(jiān)測指標(biāo)體系尚未形成
由于我國生物監(jiān)測技術(shù)起步比較晚，雖然在一些重要環(huán)節(jié)設(shè)置了相應(yīng)的指標(biāo)，例如許可證發(fā)放、排污收費(fèi)和環(huán)境質(zhì)量定量考核等，但是，尚未形成法定化的生物監(jiān)測指標(biāo)體系。這就意味著，不能合法地應(yīng)用一些生物監(jiān)測指標(biāo)監(jiān)測水環(huán)境污染。
3.2 缺少統(tǒng)一的生物監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)
目前，我國尚未出臺國家級的生物監(jiān)測環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，制約了我國生物監(jiān)測適用的解釋和使用，嚴(yán)重影響了生物監(jiān)測技術(shù)的推廣。
3.3 生物監(jiān)測過于復(fù)雜
在不同地域，同類生態(tài)系統(tǒng)中的同種生物具有不同的污染物耐受性，即使同一生物，在其不同的生長階段也有不同的污染物耐受性。因此，要想做好水環(huán)境污染的監(jiān)測工作，不僅要充分考慮水體特征，還要制訂合理的生物監(jiān)測方案。這就涉及到了樣本數(shù)量、測試樣本和測試頻率的選擇。
4 前景展望
盡管在應(yīng)用生物監(jiān)測技術(shù)的過程中還存在一些瓶頸和問題，但是，這項(xiàng)技術(shù)在水環(huán)境污染監(jiān)測領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景，具體表現(xiàn)為以下 2 點(diǎn)：①隨著監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，生物監(jiān)測技術(shù)的精確性、快速性和靈敏性將得到進(jìn)一步的提高。單一的理化檢測并不能客觀評價水環(huán)境污染，而污染物對水環(huán)境的影響并非全部都是快速的，有一些污染物還需要多種物質(zhì)的結(jié)合和長期累積。這時，就需要發(fā)揮生物監(jiān)測的作用，客觀評價水環(huán)境污染的情況。②制訂環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。生物監(jiān)測技術(shù)通過污染物在生物體內(nèi)的不斷累積，產(chǎn)生遺傳效應(yīng)和生物機(jī)能變化，進(jìn)而制訂水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制。在此過程中，監(jiān)測技術(shù)可以選擇合適的檢測條件和受試生物，制訂更符合人類健康標(biāo)準(zhǔn)的污染無排放標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，從而進(jìn)一步推動水環(huán)境污染監(jiān)測工作的發(fā)展。
5 結(jié)束語
單一的理化檢測并不能全面反映水環(huán)境污染的真實(shí)情況，這時，就需要利用生物監(jiān)測技術(shù)。生物監(jiān)測技術(shù)能夠連續(xù)監(jiān)測污染物對水環(huán)境的影響，從而綜合反映水環(huán)境的質(zhì)量狀況。生物監(jiān)測能夠充分利用生命有機(jī)體污染物的反映直接表征水環(huán)境質(zhì)量和受污染程度，杜絕二次污染的產(chǎn)生，從而全面、客觀地評價整個水環(huán)境的質(zhì)量。
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有機(jī)磷水處理劑生產(chǎn)廢水的治理技術(shù)
目前， 工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)主要采用有機(jī)類緩蝕劑，包括有機(jī)磷、有機(jī)胺類等，其中以有機(jī)磷類化合物為主導(dǎo)，如氨基三亞甲基膦酸（ATMP）、羥基亞乙基二膦酸（HEDP）、2-膦�；⊥�-1，2，4-三羧酸（PBTC）、聚氧乙烯醚丙三醇磷酸酯等。 在有機(jī)磷類緩蝕劑的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量廢水，若將其直接排放，會對水體和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
到目前為止，對廢水中磷的處理國內(nèi)外普遍采用的方法主要有傳統(tǒng)的化學(xué)法、生物法、化學(xué)輔助生物法及近年來開發(fā)的吸附法、電解法等〔1-2〕。 化學(xué)法主要適用于無機(jī)態(tài)含磷廢水的處理，同時可去除水中不溶性有機(jī)磷酸鹽，但對溶解態(tài)有機(jī)磷酸鹽幾乎無去除能力；生物法主要用于處理低濃度有機(jī)態(tài)含磷廢水，其處理效果不佳，難以實(shí)現(xiàn)磷的達(dá)標(biāo)排放；吸附法由于本身的特點(diǎn)，只適用于較低濃度的含磷廢水的處理；電解法則對溶解態(tài)有機(jī)磷的去除能力有限。
由于單一除磷工藝的局限性，組合工藝成為近年來研究的熱點(diǎn)，其中以光催化與其他工藝的組合研究為多〔3-4〕。 研究表明，光生電子與空穴的復(fù)合可導(dǎo)致光催化效率偏低。 而光電催化技術(shù)通過施加偏電壓，將催化劑表面的光生電子移至外電路，減少了“電子-空穴”對的復(fù)合率，從而使空穴在光催化劑表面累積，解決了光催化應(yīng)用的瓶頸問題，該技術(shù)已被廣泛用于有機(jī)氯化物、農(nóng)藥、表面活性劑、染料等有機(jī)廢水的處理〔5〕。
本研究采用光電催化氧化與化學(xué)法的組合工藝，即“一級化學(xué)除磷—光電催化—二級化學(xué)除磷”處理有機(jī)磷水處理劑生產(chǎn)廢水，實(shí)現(xiàn)了廢水的達(dá)標(biāo)排放。
1 實(shí)驗(yàn)材料和方法
1.1 實(shí)驗(yàn)用水
天津某水處理藥劑生產(chǎn)廠主要生產(chǎn)有機(jī)磷類緩蝕劑、阻垢劑，實(shí)驗(yàn)用水為該廠外排污水，主要以洗桶洗釜水為主， 其水質(zhì)：COD 420～500 mg/L，TP17 ～20 mg/L， 正 磷酸鹽 （ 以 P 計(jì) ）3.6 ～4.2 mg/L，pH6.0～6.5，SS 100～150 mg/L。
1.2 工藝流程與實(shí)驗(yàn)方法
廢水處理工藝流程如圖 1 所示。
光電催化氧化裝置裝填〔6〕催化劑于反應(yīng)器底部及極板中央，催化劑采用 α-氧化鋁或二氧化硅中的一種或多種為載體，表面負(fù)荷二氧化鈦、硫化鎘、氧化鐵、二氧化錳中的一種或多種物質(zhì)。電極材料采用鈦基材表面固載貴金屬物質(zhì)制備而成，貴金屬物質(zhì)由鉑、釕、銥、銣、鋯等氧化物中的一種或多種物質(zhì)構(gòu)成�！緢D1】
有機(jī)磷水處理藥劑生產(chǎn)廢水經(jīng)過調(diào)節(jié)池均質(zhì)后，經(jīng)供水泵進(jìn)入一級化學(xué)除磷池，于池前端加入石灰，池中部加入聚合氯化鋁，池尾部加入聚丙烯酰胺類物質(zhì)。 一級化學(xué)除磷池主要去除部分 COD 和 TP。
一級化學(xué)除磷池出水經(jīng)泵打入光電催化氧化反應(yīng)池，在該裝置中廢水中大部分有機(jī)物被氧化，有機(jī)磷類化合物轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽。 光電催化氧化反應(yīng)池出水經(jīng)泵流入二級化學(xué)除磷池，其加藥同一級除磷池。
二級化學(xué)除磷池對光電催化氧化處理出水進(jìn)行深度除磷。二級化學(xué)除磷池出水流入斜板沉淀池中，沉淀后的上清液即可排放。
1.3 分析方法
COD、TP、 正 磷 酸 鹽 均 采 用 國 家 標(biāo) 準(zhǔn) 方 法 測定〔7〕。
2 結(jié)果與討論
2.1 化學(xué)法的處理效果
研究表明，石灰和聚合氯化鋁（PAC）均可作為化學(xué)法除磷藥劑〔8〕。 在石灰投加量為 1 200 mg/L，PAC 投加量為 500 mg/L，PAM 投加量為 2 mg/L 的條件下，考察了不同除磷藥劑的處理效果，結(jié)果見表 1�！颈�1】
化學(xué)法主要是通過化學(xué)藥劑去除水中的正磷酸鹽。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與 PAC+PAM、石灰+ PAM 相比，以石灰+PAC+PAM 作為除磷藥劑的處理效果更好一些。 投加石灰反應(yīng)一段時間后， 再加入 PAC 和PAM，可強(qiáng)化混凝和除磷效果。在 PAC、PAM 投加量分別為 500、2 mg/L 的條件下，考察了石灰投加量對處理效果的影響，結(jié)果如表 2 所示。【表2】
隨著石灰投加量的增加， 水中 pH 升高， 反應(yīng)5Ca2++3PO43-+OH-=Ca5（OH）（PO4）3向右進(jìn)行，磷酸鹽與鈣離子反應(yīng)趨于完全。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著石灰投加量的增加，出水磷酸鹽含量顯著降低，總磷含量也逐步降低。 此外，由于 Ca（OH）2還有良好的凝聚作用，隨著石灰投加量的增加，COD 去除率增大。 當(dāng)石灰投加量增加至 1 200 mg/L 后， 繼續(xù)增大石灰投加量，處理效果基本不變。 綜合考慮，一級化學(xué)除磷池石灰投加量保持在 1 200 mg/L 左右即可。
2.2 光電催化體系的處理效果
由于化學(xué)法只能去除廢水中的磷酸鹽和部分有機(jī)磷化合物，出水 COD、TP 仍超標(biāo)嚴(yán)重，因此采用光電催化氧化技術(shù)對化學(xué)除磷出水進(jìn)行處理。 實(shí)驗(yàn)條件：向光電催化反應(yīng)裝置內(nèi)投加適量電解質(zhì)，電流密度控制為 10 mA/cm2。 光電催化體系的處理效果如圖 2 所示。【圖2】
由圖 2 可知， 隨著反應(yīng)時間的延長， 水中正磷酸鹽含量大幅增加，總磷含量則無明顯變化，表明反應(yīng)過程中，C—P 鍵逐步斷裂， 水中的磷逐漸從有機(jī)態(tài)轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽的形式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)停留時間為 180 min 時， 水中總磷幾乎全部以正磷酸鹽的形式存在，出水 COD 降至 70 mg/L 以下。 確定最佳停留時間為 180 min。
2.3 二次化學(xué)除磷的處理效果
盡管經(jīng)光電催化體系處理后， 廢水中大部分有機(jī)物及有機(jī)磷化合物被氧化，出水 COD 較低，水質(zhì)較好， 但磷依然以正磷酸鹽的形式存在于水中，因此，在光電催化體系后加一級化學(xué)除磷。由于水中有機(jī)物含量較低，幾乎無懸浮物與膠體，減少 PAC 投加量至 300 mg/L，PAM 投加量仍為 2 mg/L。 石灰投加量對二次化學(xué)除磷效果的影響如表 3 所示�！颈�3】
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)石灰投加量達(dá) 1 200 mg/L 時，出水 COD<50 mg/L，TP<0.5 mg/L，滿足《天津市污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 12/356—2008）的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。 確定二次除磷石灰的最佳投加量為 1 200 mg/L。
2.4 不同組合工藝處理效果對比
在進(jìn)水 COD 為 480 mg/L，TP 為 18.76 mg/L，正磷酸鹽（以 P 計(jì)）為 4.01 mg/L 的條件下，考察了光電催化氧化—化學(xué)除磷、 一級化學(xué)除磷—光電催化氧化—二級化學(xué)除磷 2 種工藝對有機(jī)磷水處理藥劑生產(chǎn)廢水的處理效果。保持總加藥量相同（石灰投加量為 2 400 mg/L，PAC 投加量為 800 mg/L，PAM 投加量為 4 mg/L），光電催化單元停留時間為 180 min。
2 種工藝的處理效果如表 4 所示�！颈�4】
由表 4 可知， 一級化學(xué)除磷—光電催化氧化—二級化學(xué)除磷組合工藝對廢水的處理效果明顯好于光電催化氧化—化學(xué)除磷組合工藝。
2.5 連續(xù)運(yùn)行效果
在上述最佳實(shí)驗(yàn)條件下， 考察了一級化學(xué)除磷—光電催化氧化—二級化學(xué)除磷工藝的連續(xù)運(yùn)行效果，結(jié)果如圖 3、圖 4 所示�！緢D3-4】
由圖 3 和圖 4 可以看出， 該組合工藝處理效果穩(wěn)定， 最終出水 COD<50 mg/L、TP<0.5 mg/L， 達(dá)到《天津市污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) 》（DB 12/356—2008）的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
3 結(jié)論
一級化學(xué)除磷—光電催化氧化—二級化學(xué)除磷組合工藝可有效處理有機(jī)磷水處理藥劑生產(chǎn)廢水，在一級化學(xué)除磷石灰、PAC、PAM 投加量分別為1 200、500、2 mg/L， 光 電 催 化 單 元 停 留 時 間 為180 min，二級化學(xué)除磷石灰、PAC、PAM 投加量分別為 1 200、300、2 mg/L 的條件下， 最終出水 COD<50mg/L、TP<0.5 mg/L， 滿 足 《 天津市污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 12/356—2008）的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。
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LNG接收站水回用的工藝設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)選擇
前言
中國是一個水資源貧乏的國家，屬世界上 13 個貧水國之一，人均水資源是世界平均水平的 1/4。據(jù) 2013 年統(tǒng)計(jì)，深圳這座人口超千萬的全國特大城市，本地水資源嚴(yán)重匱乏，人均水資源擁有量僅為全國平均水平 1/12。水是城市發(fā)展的基礎(chǔ)性資源和戰(zhàn)略性經(jīng)濟(jì)資源，為從根本上實(shí)現(xiàn)水生態(tài)的良性循環(huán)，保障水資源的可持續(xù)利用，中水回用技術(shù)是實(shí)現(xiàn)污水資源化的重要途徑，對我國長遠(yuǎn)的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。
我國在六五專項(xiàng)科技計(jì)劃中最先列入了城市污水回用的課題，之后相繼將污水回用課題列入國家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃，2000 年~2005 年的攻關(guān)項(xiàng)目為“城市污水再生利用政策、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)研究與示范”。之后相繼出臺了《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》GB/T18920-2002，《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級 A 標(biāo)準(zhǔn)。但是目前國內(nèi)還沒有一部關(guān)于再生水回用方面的法律或法規(guī)，缺乏法律強(qiáng)制性條款作為保障，也沒有與再生水生產(chǎn)、運(yùn)營及利用相關(guān)的政策法規(guī)，缺乏有效的激勵機(jī)制。
1、 項(xiàng)目背景介紹
據(jù)調(diào)研，大部分 LNG 接收站認(rèn)為中水回用沒有經(jīng)濟(jì)意義，污水都是經(jīng)過初步處理后外排，造成了水資源的浪費(fèi)。本著“奉獻(xiàn)清潔能源，共建低碳深圳”的企業(yè)理念和節(jié)約水資源的目的，某 LNG 接收站在項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初就考慮要回用生活污水和含油污水的再生水。全廠設(shè)計(jì)定員約為160 人，按每人每天 0.25m3生活用水定額計(jì)算，間歇排放，排放高峰時段約 8 小時，因此本建設(shè)項(xiàng)目需要配備：一套一體化污水處理設(shè)備，設(shè)計(jì)處理能力5m3/h；一套油水分離器，設(shè)計(jì)處理能力為 3m3/h。
根據(jù)相關(guān)環(huán)保規(guī)范及環(huán)境影響評價要求，本項(xiàng)目全廠污水（分為生活污水與含油污水）處理后需要達(dá)到廠區(qū)沖廁、綠化用水或道路清掃的回用要求，多余部分可達(dá)標(biāo)排放。廠區(qū)內(nèi)污水處理后必須符合 GB/T18920-2002 所要求的城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，同時還要達(dá)到廣東省 《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二時段一級標(biāo)準(zhǔn)后允許排海。
因此設(shè)計(jì)要求處理后中水需達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)：BOD5<20mg/l，動植物油<10mg/l，石油類<5mg/l，COD<90mg/l，懸浮物<60mg/l，氨氮<10mg/l
2、 工藝設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)選擇。
2.1 簡要工藝流程
日常生活污水需要先經(jīng)過化糞池，然后進(jìn)入污水管網(wǎng)，根據(jù)污水處理量以及出水水質(zhì)要求，結(jié)合國內(nèi)中水回用處理技術(shù)工藝，設(shè)計(jì)按照以下工藝路線：
含油廢水：格柵井（細(xì)格柵）+含油污水調(diào)節(jié)池+油水分離器+污油罐。
生活污水：格柵井（細(xì)格柵）+生活污水調(diào)節(jié)池+生物接觸氧化池(好氧池、缺氧池、污泥池 3 部分)+生物膜處理系統(tǒng)+回用水池。
含油污水處理系統(tǒng)簡要工藝圖如圖 1：
生活污水處理系統(tǒng)簡要工藝圖如圖 2：
2.2 生物接觸氧化法
其中，好氧池采用生物接觸氧化法（Biological Contact Oxidation）又稱“接觸曝氣法”、“固著式活性污泥法”，是由浸沒在污水中的填料和人工曝氣系統(tǒng)構(gòu)成的生物處理工藝。在鼓風(fēng)曝氣供氧的條件下，污水與填料表面的生物膜反復(fù)接觸，使污水獲得凈化。
【圖１２】
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(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)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。具有以下特點(diǎn)：（1）由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷；（2）由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對本項(xiàng)目水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；（3）剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡便。
2.3 內(nèi)置式 MBR 膜過濾器
MBR 按膜組件和生物反應(yīng)器組合方式分為外置式（分置式）和內(nèi)置式（一體式），兩種組合方式的比較見下表：其中外置式：需要壓力泵加壓過濾，動力消耗大，需要配套管道，膜更換方便，膜清洗需要系統(tǒng)停運(yùn)，占地面積大。內(nèi)置式：可以提高污泥濃度，有效去除COD，真空泵抽吸過濾，動力消耗小，無配套管道要求，膜更換不方便，膜清洗可以在線進(jìn)行，占地面積小。根據(jù)本 LNG 接收站的實(shí)際情況，選擇了內(nèi)置式優(yōu)質(zhì) MBR 膜過濾器，基本不需要定期更換膜組件，大大減少了運(yùn)行期的維護(hù)費(fèi)。
內(nèi)置 MBR 膜過濾器為膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor）的簡稱，是一種將膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)，具體特點(diǎn)如下：
�。�1）高效地進(jìn)行固液分離，其分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水水質(zhì)良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用，實(shí)現(xiàn)了污水資源化。
�。�2）膜的高效截留作用，使生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的分別控制，運(yùn)行控制靈活穩(wěn)定。
�。�3）由于 MBR 將傳統(tǒng)污水處理的曝氣池與二沉池合二為一，并取代了三級處理的全部工藝設(shè)施，因此可大幅減少占地面積，節(jié)省土建投資。
（4）利于硝化細(xì)菌的截留和繁殖，系統(tǒng)硝化效率高。通過運(yùn)行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能。
（5）由于泥齡可以非常長，從而大大提高難降解有機(jī)物的降解效率。
（6）反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長泥齡下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量極低，由于泥齡可無限長，理論上可實(shí)現(xiàn)污泥零排放，減少排放費(fèi)用。
�。�7）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) PLC 控制，操作管理方便。
【表１】
3、 經(jīng)濟(jì)效益估算
3.1 回用中水年節(jié)約水費(fèi)
LNG 接收站中水可用于綠化澆花、沖廁、車輛沖洗、設(shè)備地面沖洗、道路清掃等，初步估算，基本可以有效利用全部中水。因此，按照中水全部回收利用來考慮分析中水回用的經(jīng)濟(jì)效益。生活污水 40m3/d，含油污水 72m3/d，正常情況下接收站一年 365天均正常運(yùn)營。工業(yè)用水價格根據(jù)深圳市水務(wù)集團(tuán)公布的價格算法包括取水、排水、垃圾處理三部分，用水單價為：3.35+90%*1.05+9%*0.27=4.3193（元/m3）。因此，年節(jié)約水費(fèi)用為：（40+72）*365*4.3193=17.6573 萬元。
3.2 系統(tǒng)運(yùn)行成本
中水回用系統(tǒng)運(yùn)行成本包括：動力費(fèi)、消毒藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、檢修費(fèi)、工程排污費(fèi)。
3.2.1 動力費(fèi)（電費(fèi)按 0.60 元/KW.h 計(jì)，年運(yùn)行時間根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況估算）（見表 1）中水回用系統(tǒng)年動力費(fèi)=含油污水裝置年動力費(fèi)+生活污水裝置年動力費(fèi)=∑（P*T）*0.6=44577 元3.2.2 消毒藥劑費(fèi)用：次氯酸鈉每噸污水處理費(fèi)用 0.10（元/m3），按照滿負(fù)荷運(yùn)行計(jì)算（365 天），污水處理裝置年藥劑費(fèi)用為 4088元。
3.2.3 人工費(fèi)：維護(hù)人員為 LNG 接收站員工兼職，因此不另計(jì)費(fèi)。
3.2.4 檢修維護(hù)費(fèi)：檢修維護(hù)費(fèi)主要為 MBR 膜更換費(fèi)用，每 5年更換 1 次，每次更換一組膜的單價為 38000 元，因此折合每年7600 元。
3.2.5 工程排污費(fèi)：主要是污油作為廢物的外運(yùn)處理費(fèi)用，按接收站的實(shí)際情況，一年只需外運(yùn)一次，費(fèi)用為 1000 元/次，年費(fèi)用為1000 元。
綜上，中水回用系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用為：∑Q＝44577+4088+7600+1000＝57265 元。年經(jīng)濟(jì)收益=年節(jié)約取水費(fèi)用-中水系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用=119308元整個中水回用系統(tǒng)工程總投資約 90 萬，投資回收期=工程總投資÷年經(jīng)濟(jì)收益=7.54 年。
4、 結(jié)束語
實(shí)踐證明：從技術(shù)層面來講，目前的水處理工藝可以將污水處理到城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。中水回用技術(shù)是一項(xiàng)行之有效、切實(shí)可行的水資源節(jié)約技術(shù)。采用中水回用系統(tǒng)，將全部廢水回收利用資源化，不僅減輕了工業(yè)用水對水資源的依賴性，而且減輕了對環(huán)境的污染，發(fā)揮了良好的社會效益。隨著水資源的日趨緊張，水價的不斷攀升，中水回用給企業(yè)還來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。中水回用是實(shí)現(xiàn)污水資源化的重要途徑，對我國長遠(yuǎn)的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。
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[4]張泉.中水回用經(jīng)濟(jì)效益分析[J].北方環(huán)境，2011.8．
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