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Abstract:: In this paper, the concept of coagulation method, water-based paint and the development and application of coagulant mechanism were analyzed, hoping to provide the reader with some reference and reference.
關鍵詞:水性漆;廢水混凝劑;機理;應用;發(fā)展
中圖分類號:TV331文獻標識碼: A
Keywords:waterborne paint; wastewater coagulant; mechanism; application; development
一、前言
水性漆在我國的發(fā)展還處于起步階段,相比于發(fā)達國家仍然處于弱勢。但是隨著人們對其認識的深化,近些年水性漆在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)市場的份額逐漸達到了50%以上,促進了涂料行業(yè)格局的改變。其水性漆廢水混凝劑的應用也在汽車工業(yè)中普遍應用。
二、混凝法的概念、基本原理與作用
1、概念
在天然水中和各種廢水中,物質(zhì)在水中存在的形式有三種:離子狀態(tài)、膠體狀態(tài)和懸浮狀態(tài)。一般認為,顆粒粒徑小于1nm的為溶解物質(zhì),顆粒粒徑在1~100nm的為膠體物質(zhì),顆粒粒徑在100nm~1mm為懸浮物質(zhì)。其中的懸浮物質(zhì)是肉眼可見物,可以通過自然沉淀法進行去除;溶解物質(zhì)在水中是離子狀態(tài)存在的,可以向水中加入一種藥劑使之反應生成不溶于水的物質(zhì),然后用自然沉淀法去除掉;而膠體物質(zhì)由于膠粒具有雙電層結(jié)構(gòu)而具有穩(wěn)定性,不能用自然沉淀法去除,需要向水中投加一些藥劑,使水中難以沉淀的膠體顆粒脫穩(wěn)而互相聚合,增加至能自然沉淀的程度而去除。這種通過向水中加入藥劑而使膠體脫穩(wěn)形成沉淀的方法叫混凝法,所投加的藥劑叫混凝劑。
2、分類
在混凝處理中,主要通過壓縮雙電層機理起作用的低分子電解質(zhì)添加劑常稱為凝聚劑;主要通過吸附橋聯(lián)機理起作用的高分子藥劑則稱為絮凝劑;同時兼有以上功能的統(tǒng)稱為混凝劑。但在大多情況下,絮凝劑也稱為混凝劑。當用混凝劑不能取得良好效果時,可投加某類輔助藥劑來提高混凝效果,這種輔助藥劑稱為助凝劑。
混凝劑種類很多,目前所知,不少于200-300種。按照所加藥劑在混凝過程中所起的作用,混凝劑可分為凝聚劑和絮凝劑兩類,分別起膠粒脫穩(wěn)和結(jié)成絮體的作用。硫酸鋁、二氯化鐵等傳統(tǒng)混凝劑,實際上屬于凝聚劑,采用這類凝聚劑時,在混凝的絮凝階段往往自動出現(xiàn)尺寸足夠大、容易沉淀的絮體,因而不需另加絮凝劑。有些混凝劑,特別是合成聚合物,它們往往不只起絮凝劑的作用,而是起凝聚劑和絮凝劑的雙重作用。
根據(jù)棍凝劑的化學成分與性質(zhì),混凝劑還可分為無機混凝劑、有機絮凝劑和微生物絮凝劑三大類。微生物絮凝劑是現(xiàn)代生物學與水處理技術相結(jié)合的產(chǎn)物,是當前混凝劑研究發(fā)展的一個重要方向。
3、基本原理
(1)壓縮雙電層作用
水中膠粒能維持穩(wěn)定的分散懸浮狀態(tài),主要是由于膠粒的ζ電位。如能消除或降低膠粒的ζ電位,就有可能使微粒碰撞聚結(jié),失去穩(wěn)定性。在水中投加電解質(zhì)――混凝劑可達此目的。例如天然水中帶負電荷的粘土膠粒,在投入鐵鹽或鋁鹽等混凝劑后,混凝劑提供的大量正離子會涌入膠體擴散層甚至吸附層。因為膠核表面的總電位不變,增加擴散層及吸附層中的正離子濃度,就使擴散層減薄,。當大量正離子涌入吸附層以致擴散層完全消失時,電位為零,稱為等電狀態(tài)。在等電狀態(tài)下,膠粒間靜電斥力消失,膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。實際上,電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運動的動能時,膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結(jié),這時的ζ電位稱為臨界電位。膠粒因電位降低或消除以致失去穩(wěn)定性的過程,稱為膠粒脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié),稱為凝聚。
壓縮雙電層作用是闡明膠體凝聚的一個重要理論。它特別適用于無機鹽混凝劑所提供的簡單離子的情況。但是,如僅用雙電層作用原理來解釋水中的混凝現(xiàn)象,會產(chǎn)生一些矛盾。例如,三價鋁鹽或鐵鹽棍凝劑投量過多時效果反而下降,水中的膠粒又會重新獲得穩(wěn)定。又如在等電狀態(tài)下,混凝效果似應最好,但生產(chǎn)實踐卻表明,混凝效果最佳時的ζ電位常大于零。于是提出了第二種作用。
(2)吸附架橋作用
三價鋁鹽或鐵鹽以及其他高分子棍凝劑溶于水后,經(jīng)水解和縮聚反應形成高分子聚合物,具有線性結(jié)構(gòu)。這類高分子物質(zhì)可被膠體微粒所強烈吸附。因其線性長度較大.當它的一端吸附某一膠粒后,另一端又吸附另一膠粒,在相距較遠的兩膠粒間進行吸附架橋,使顆粒逐漸結(jié)大,形成肉眼可見的粗大絮凝體。這種由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過程,稱為絮凝。
(3)網(wǎng)捕作用
三價鋁鹽或鐵鹽等水解而生成沉淀物。這些沉淀物在自身沉降過程中,能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒,使膠體粘結(jié)。
三、影響絮凝效果的因素
1、溫度的影響
水溫升高絮凝效果則會提高,在低溫條件下,必須增加絮凝劑用量。另一方面,水溫過高,形成的絮凝體細小,污泥含水率增大,難以處理。所以,水溫過高或過低對絮凝均不利。一般水溫條件宜控制在20-30℃。
2、水體PH值的影響
每種絮凝劑都有它適合的PH值范圍,超出它的范圍就會影響絮凝效果。比如聚丙烯酰胺,陽離子型適用于酸性和中性的環(huán)境中使用,陰離子型適用于在中性和堿性的環(huán)境中使用,非離子型適用于從強酸性到堿性的環(huán)境中使用。
3、絮凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)影響
對于高分子絮凝劑來說,其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對絮凝作用影響很大。無機高分子絮凝劑的聚合度越大,其電中和能力和吸附架橋功能越強。而對于有機絮凝劑來說,除了聚合度的影響外,線性結(jié)構(gòu)的絮凝劑絮凝作用大,而環(huán)狀或支鏈結(jié)構(gòu)的有機高分子絮凝劑絮凝效果就差。
4、絮凝劑投加量的影響
各種絮凝劑都有在相應條件下的最佳投加量,低于或者超過這個最佳量都會使絮凝效果變差。用量不足時,絮凝不徹底,用量過量則會造成膠體的再穩(wěn)定,降低絮凝效果。所以,不同的絮凝劑要在使用之前做小試確定其最佳加入量。
5、水力條件的影響:為了使絮凝劑與水體充分接觸,增加顆粒碰撞速率,往往要進行機械攪拌,而攪拌的速度和時間必須適當。攪拌時間太短,絮凝不充分;攪拌速度太快,時間太長,會使已經(jīng)形成的絮凝被打碎,降低高分子鏈的架橋吸附能力。
四、水性漆混凝劑機理與應用
由于水性漆廢水中的膠體顆粒一般都帶有負電荷,而水性漆混凝劑是帶有高價正電荷的聚電解質(zhì),當混凝劑加入廢水中,由于帶相反電荷離子的電性中和作用使得固體顆粒發(fā)生凝聚。另外由于該聚電解質(zhì)于具有一定的表面活性,廢水中的微粒被表面活性物質(zhì)覆蓋之后,由于這些微粒上的表面活性劑的碳氫鏈相互鍵合形成架橋作用而凝聚,配合混凝劑中的陽離子聚丙烯酰胺的吸附架橋作用,使得水性漆廢水中的顆粒能夠快速的分離出來,達到凈水的目的。具體使用工藝為:
投加方式:計量泵;
投加位置:噴漆車間出水口;
日使用量:日噴漆量的10%~15%;
注意事項:
1、量泵投加pH調(diào)節(jié)劑,保持漆霧吸收循環(huán)水pH值8~9。
2、去除水中已分離出的漆渣。
五、結(jié)束語
總之,隨著科技水平的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的混凝劑已經(jīng)不能有效處理含水漆的廢水,通過水性漆廢水混凝劑用來處理水性漆的漆霧吸收循環(huán)水,能夠大大降低漆渣的含水率和廢水的化學需氧量。
參考文獻
關鍵詞:MAP法 高濃度氨氮廢水 工藝
據(jù)統(tǒng)計,2011年我國化肥的總產(chǎn)量達6027萬噸,同比增長了12.14%,大量化肥的生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟效益的同時,也給環(huán)境保護工作帶來了不小的壓力。氨氮作為化肥廠廢水中的主要污染物,其中的高濃度氨氮廢水(>500mg/L)如果未經(jīng)處理就直接排入水體中很容易引起水體富營養(yǎng)化,加速水體中的藻類及其他微生物大量繁殖,導致水質(zhì)下降,被氧化生成的硝酸鹽、亞硝酸鹽還會影響水生生物,甚至是人們的健康。
一、高濃度氨氮廢水處理工藝
氨氮處理技術的選擇主要取決于水的性質(zhì)、要求效果和經(jīng)濟性[1]。近年來在化肥廠氨氮廢水尤其是高濃度氨氮廢水處理技術研究方面取得了不少成就。當前,常用的脫氮方法主要有生化法、氨吹脫法、折點氧化法、離子交換法和磷酸氨鎂沉淀法(MAP)等等。這些工藝各有優(yōu)點和不足,國內(nèi)處理高濃度氨氮廢水主要選擇的是生化法和氨吹脫法(空氣吹脫和蒸汽汽提),國外多選擇生化法和MAP法。
二、MAP法高濃度氨氮廢水處理工藝
磷酸氨鎂沉淀法(Mangnesium Ammonium Phosphate),又叫化學沉淀法,國外于20世紀60年代開始研究,至20世紀90年底便作為一種新的廢水脫氮工藝而迅速興起,進入了一個嶄新的應用階段[3]。該法的基本原理是向含有氨氮的廢水中添加磷酸鹽和鎂鹽,反應生成磷酸銨鎂(MAP)。這種方法處理高濃度氨氮廢水后的產(chǎn)物即為磷酸銨鎂(MgNH4PO4·6H2O),俗稱為鳥糞石,簡稱MAP。
1.MAP工藝機理
2.MAP工藝適用對象
2.3影響MAP工藝因素
2.3.1反應時間。MAP法反應時間主要取決于MAP晶體的成核速率和成長速率,因此,MAP法處理氨氮廢水選擇適宜的攪拌速度和控制適當反應時間可以有效提升藥劑效率。研究表明,剩余氨氮濃度隨著反應時間變與氨氮去除率成正比,反應時間越長,剩余濃度越低,但這樣也增加了處理的費用。應控制在一個合理的時間范圍內(nèi),一般應在1h以內(nèi)。
2.3.2pH值。作為無機化學沉淀反應,無論采用何種藥劑配及配比,合適的pH都是保證反應能否實現(xiàn)的關鍵[5]。pH值為9左右時對磷酸銨鎂的產(chǎn)生最佳[6]。
2.3.3反應物配比。要促使磷酸銨鎂的沉淀,沉淀劑投加的摩爾配比理論應為n(Mg2+):n(NH4+):n(PO43-)1:1:1。根據(jù)同離子效應,增大Mg2+ 、PO43-配比會促進反應,從而提升氨氮的去除率和去除速率。具體詳見表3。
2.3.4其他因素。MAP法處理高濃度氨氮廢水除了以上三種影響因素外,還與沉淀劑的選擇、反應溫度等等因素有關。
2.4MAP工藝經(jīng)濟效益
MAP法在處理低濃度氨氮廢水運行費用較高,而在處理高濃度氨氮廢水時優(yōu)勢明顯,該法被廣泛應用到高濃度氨氮脫氮除磷后生成的磷酸銨鎂又可用作緩釋性復合肥料,回收利用率較高。
周娟貞[11]等,用MAP法處理垃圾滲濾液中的高濃度氨氮廢水可以產(chǎn)生較大經(jīng)濟效益,成本主要是運轉(zhuǎn)費較高,但可以通過高溫降解MAP使沉淀劑得到循環(huán)利用,產(chǎn)生NH3可以進一步用于煙道氣的脫硝。除了作為肥料外,MAP還可以在提純后用作化學原料,飼料添加劑以及醫(yī)藥建材等行業(yè)。
三、展望
MAP法處理高濃度氨氮廢水,具有工藝簡單,操作簡便,反應穩(wěn)定,不易受到外界環(huán)境的影響,而且脫氮效率高,可以回收再利用,解決了氮的回收和二次污染等難題,具有較好的社會效益和經(jīng)濟、環(huán)境效益。但MAP法在應用中費用主要用在沉淀劑上,沉淀利用面較窄,如何降低沉淀劑高昂費用或?qū)ふ移涮娲?,拓寬MAP的用途和使用范圍進一步提升經(jīng)濟效益是未來該法的發(fā)展方向。
參考文獻
[1]嚴進.高濃度氨氮廢水的處理技術[J]南通職業(yè)大學學報,2003,17(4):52-54
[2]鐘金松,閔育順,肖賢明.淺談高濃度氨氮廢水處理的可持續(xù)發(fā)展方向[J]環(huán)境科學與技術,2008,31(2):92-94
[3]方建章,黃少斌.化學沉淀法去除水中氨氮的試驗研究[J].環(huán)境科學與技術,2002,25(5):34-35
[4] 張勤,楊彬彬,潘水秀.等.MAP法處理高濃度氨氮廢水技術研究進展[J]四川環(huán)境,2010,29(5):93-97
[5] [7]劉大鵬,王繼徽,劉曉瀾等.MAP法處理焦化廢水中氨氮的pH值影響[J]工業(yè)水處理,2004,24(1):44-47
[6] 胡紅偉.MAP法處理高濃度氨氮廢水的影響因素分析[J]環(huán)境科學與管理,2008,33(1):118-120
[8] 叢培龍,康建熊,鄭軍,等MAP法處理垃圾滲濾液中氨氮的最佳工藝參數(shù)探討[J]平頂山工學院學報,2007,16(2):22-25
[9] 郭立萍,白斌,周曉靖.MAP法處理化肥廠高濃度氨氮廢水試驗研究[J]新鄉(xiāng)師范高等??茖W校學報,2006,20(2):31-32
[10]黃穩(wěn)水,王繼徽,劉曉瀾.等.磷酸銨鎂法預處理高濃度氨氮廢水的研究[J].工業(yè)水處理,2003,23(10):34-36
關鍵詞:水熱法;納米氧化物;研究進展
引言
納米氧化物的合成方法有氣相法、固相法和液相法,而水熱法通過在密閉的系統(tǒng)中,采用水溶液作為反應介質(zhì),創(chuàng)造一個高溫高壓的環(huán)境,從而使通常狀態(tài)下不溶或者難溶的物質(zhì)溶解并且重結(jié)晶,因而被廣泛應用于功能材料的制備。與其它方法相比,水熱法具有不可替代的特點:其一,水熱晶化是在密閉的高壓釜內(nèi)進行,可以控制反應氣氛而形成氧化或還原反應條件,實現(xiàn)其它方法難以獲得的某些物相的生成;其二,水熱晶體是在相對較低的熱應力條件下生長,因此其位錯密度遠低于在高溫熔體中生長的晶體;其三,水熱反應體系存在著溶液的快速對流和十分有效的溶質(zhì)擴散,因而水熱晶體具有較快的生長速率。本文介紹水熱法制備納米氧化物的研究進展。
1 水熱法的分類
1.1 水熱晶化法。水熱晶化是指在水熱條件下以非晶態(tài)氫氧化物、氧化物為前驅(qū)物,經(jīng)溶解再結(jié)晶,轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌木Ш瞬㈤L大的過程。朱華[1]采用仲丁醇鋁為鋁源,硬脂酸為模板劑通過水熱晶化法制備了介孔氧化鋁分子篩,并對其制備條件進行了優(yōu)化,其最佳條件為晶化溫度為110℃,晶化時間為2d。通過XRD、低溫吸附-脫附、SEM等分析發(fā)現(xiàn)所得樣品的比表面積高達408m2/g,孔容為0.65cm3/g,孔徑分布在3~6nm范圍內(nèi),平均孔徑為3.4nm,證明其是一種典型的介孔分子篩。
1.2 水熱沉淀法。水熱沉淀法是指在高壓反應器中的化合物和可溶性鹽與加入的各種沉淀劑反應,或沉淀劑在水熱條件下產(chǎn)生,形成金屬氧化物的過程。董相廷等[2]用水熱沉淀法合成了不同粒徑的SnO2納米晶,屬于四方晶系。結(jié)果表明:隨著焙燒溫度的升高,SnO2晶粒度增大;而平均晶格畸變率則隨晶粒度的增大而減小,表明粒子越小晶格畸變越大,晶粒發(fā)育越不完整。
1.3 水熱氧化法。水熱氧化法是以金屬單質(zhì)、合金或金屬-金屬化合物為前驅(qū)物,在水熱條件下氧化形成金屬氧化物的過程。高賽南等[3]采用水熱氧化法合成了分散良好、顆粒均勻的納米二氧化錫粉體。隨著水熱溫度的升高,粒子的粒徑變大,晶化程度相應增加;顆粒的團聚程度隨反應壓力的增大而減小。試驗表明:水熱氧化可直接將金屬粉或金屬片制成氧化物粉末,而不必擔心有雜質(zhì)污染,其分散能力很強,可以達到原子水平的分散效果。
1.4 水熱還原法。水熱還原法是在水熱條件下在還原劑的作用下,高價態(tài)的金屬氧化物被還原到低價態(tài)氧化物的過程。張慶等[4]以亞硒酸為硒源,以葡萄糖為還原劑和穩(wěn)定劑,水為溶劑,用水熱還原法合成了單質(zhì)硒納米棒。在180℃水熱24 h條件下,可以得到結(jié)晶良好、粒徑均一、表面光滑的棒狀納米結(jié)構(gòu),直徑約為5微米,長約為200微米。
1.5 水熱合成法。水熱合成是將氧化物、含氧鹽、氫氧化物或其他化合物在水熱條件下進行處理,重新生成一種或多種氧化物的過程。陳穎等[5]以NH4VO3和Bi(NO3)3?5NO3為原料,采用水熱合成法制備BiVO4,考察前驅(qū)體pH值、水熱反應時間、水熱反應溫度對BiVO4晶相結(jié)構(gòu)及光吸收性能的影響。結(jié)果表明,適當?shù)闹苽錀l件可使BiVO4獲得理想的單斜晶相,具有良好的光催化性能。
2 水熱方法的組合與改進
2.1 溶膠(凝膠)-水熱法。溶膠(凝膠)-水熱法制得的納米粒子具有較高的化學均勻性和純度。而利用水熱法制備的粉體晶粒發(fā)育完整,易得到合適的化學計量比和晶形的材料。采用溶膠(凝膠)-水熱法是先制備出溶膠(凝膠),然后進行水熱處理得到所需的粉體。此法綜合了溶膠-凝膠和水熱法的優(yōu)勢,在得到均勻粉體的同時又控制了晶粒的長大。孫建勛等[6]利用溶膠-水熱法合成了亞微米4A分子篩,結(jié)晶度為96%,形狀規(guī)則、大小均勻、呈正態(tài)分布且分布范圍較窄。
2.2 微乳液-水熱法。微乳液是由油、水、乳化劑和助乳化劑組成的各向同性、熱力學上穩(wěn)定的透明或半透明膠體分散體系。微乳液法制備納米粒子具有實驗裝置簡單、操作容易、產(chǎn)物組分和粒徑可控等優(yōu)點,在制備單分散、細粒度納米粒子方面具有明顯的優(yōu)勢和廣泛的適用性。葉佳梅等[7]采用反相微乳液-水熱法,輔以光輔照成功合成了粒徑為(79.2 6.6)nm的單分散性菱形摻雜氧化鈰納米晶粒,并研究了水熱處理條件對所得產(chǎn)物粉體顆粒形貌及尺寸的影響。結(jié)果表明,隨著水熱處理溫度從80℃升至180℃,所得粉體的晶粒尺寸呈現(xiàn)減小趨勢;顆粒形貌由單一規(guī)則的菱形轉(zhuǎn)變?yōu)闃渲罨驇畹木Я>奂w。
2.3 微波-水熱法。微波加熱可實現(xiàn)分子水平的攪拌,加熱均勻,溫度梯度小,而且物質(zhì)升溫迅速,能量利用效率很高。微波-水熱法是把傳統(tǒng)的水熱法與微波場結(jié)合起來,體現(xiàn)出微波的獨特性和水熱法本身的優(yōu)勢,是一種有巨大應用潛力的新方法。楊偉光等[8]采用微波水熱法,在ITO導電基底上合成出了SnO2納米柱狀陣列。經(jīng)過掃描電子顯微鏡、X 射線衍射表征發(fā)現(xiàn)微波水熱法合成得到的SnO2納米柱狀陣列,其高度約為400nm,組成陣列的柱狀結(jié)構(gòu)直徑約為100nm。
3 結(jié)束語
水熱法在合成納米氧化物方面表現(xiàn)出良好的多樣性,得到越來越多的應用。但是,水熱法也有缺點,比如只適用于制備氧化物材料或者少數(shù)對水不太敏感的硫化物,而對水敏感的化合物,用水熱法合成就比較困難,比如碳化物、氟化物等。因此,人們又在水熱法的基礎上發(fā)展了溶劑熱法。溶劑熱法是在水熱法基礎上發(fā)展起來的一種新的材料制備方法,其基本原理是將水熱法中的水換成有機溶劑或非水溶介質(zhì),采用類似水熱法的原理,以制備在水溶液中無法長成、易氧化、易水解或?qū)λ舾械牟牧?,如III-V族半導體化合物、氮化物、硫族化合物、新型磷(砷)酸鹽分子篩三維骨架結(jié)構(gòu)等。因此合成技術的綜合化也將是水熱法制備納米氧化物的一大發(fā)展趨勢。
參考文獻
[1]朱華.水熱晶化法合成介孔氧化鋁分子篩研究[J].四川文理學院學報,2012,22(5):47-50.
[2]董相廷,劉桂霞,張偉,等.水熱沉淀法合成SnO2納米晶[J].稀有金屬材料與工程,2000,29(3):197-199.
[3]高賽男,袁高清,江煥峰,等.錫粒氧化-水熱法合成納米二氧化錫[J].電子元件與材料,2006,25(12):57-59.
[4]張慶,郝培文,王春,等.水熱還原法合成硒納米棒及其機理研究[J].應用化工,2011,40(11):1898-1900.
[5]陳穎,李慧,趙連成,等.水熱合成納米BiVO4的制備及表征[J].材料導報B:研究篇,2011,25(9):23-26.
[6]孫建勛,明大增,李志祥.溶膠-水熱法制備亞微米4A分子篩[J].材料導報:研究篇,2007,23(7):90-92.
[7]葉佳梅,陳磊,王富星,等.微乳液-水熱法合成單分散釤摻雜氧化鈰納米晶的研究[J].材料導報,2011,25(17):141-143.
關鍵詞:COD測定 Cl- 干擾 消除方法
0 引言
COD(Chemical oxygen Demand)是水質(zhì)監(jiān)測中必不可少的項目,其含義指在一定條件下用強氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量,以氧的mg/L來表示,化學需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。在檢測分析過程中,水樣中Cl-極易被氧化劑氧化,大量的Cl-使得測定結(jié)果偏高,高氯低COD廢水的測定更是現(xiàn)在面臨的一個難題。在實際監(jiān)測中發(fā)現(xiàn),很多種廢水如化工廢水、味精廢水、海產(chǎn)品加工廢水等Cl-含量都很高,其COD測定需要對Cl-進行屏蔽后進行測定。廣大環(huán)境監(jiān)測工作者在Cl-對COD測定干擾方面做了大量工作,下面從Cl-影響方式和現(xiàn)有的Cl-干擾消除方法兩方面進行闡述。
1 Cl-對COD測定的干擾
在GB11914-89《水質(zhì)化學需氧量的測定-重鉻酸鉀法》中,明確指出水樣中Cl-含量過高時需要加入硫酸汞等屏蔽劑加以屏蔽,其影響因素主要表現(xiàn)為兩點:
1.1 Cl-被氧化劑氧化,因而消耗氧化劑導致測定結(jié)果偏高,具體反應方程式為:
6Cl-+Cr2O72-+14H+3Cl2+2Cr3-+7H2O
1.2 反應體系中加銀鹽做催化劑,Cl-與銀反應生成AgCl沉淀使催化劑中毒,影響測定結(jié)果。
2 COD測定中消除Cl-干擾的方法及應用
對水樣進行稀釋是簡單有效的方法之一,國標中也提到對Cl-含量超過1000mg/L水樣進行稀釋,但對于高氯低COD的水樣稀釋倍數(shù)過高會影響測定精度。目前,消除Cl-的干擾方法大量涌現(xiàn),主要有汞鹽法、銀鹽沉淀法、標準曲線校正法、氯氣校正法、密閉消解法、低濃度氧化劑法、KI-KMnO4氧化法、鉍吸收劑除氯法等。
2.1 汞鹽法
汞鹽法也叫硫酸汞絡合法,是國標中屏蔽Cl-的方法。即用HgSO4作為Cl-掩蔽劑,HgSO4與Cl-的質(zhì)量比以10:1為宜。此法對于Cl-質(zhì)量濃度小于200mg/L時效果很顯著,但當Cl-濃度很高時測定結(jié)果還是偏高,并且誤差隨著Cl-濃度增加而增大。由于HgSO4本身有劇毒,并且廢液中的汞鹽很難處理,并且會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染,促使廣大學者對無毒無污染測定方法的研究。
2.2 銀鹽法
銀鹽沉淀法即為加入AgNO3生成AgCl沉淀以去除Cl-影響的方法,適用于Cl-質(zhì)量濃度超過10000mg/L的水樣。該方法通常有兩種形式:一種是在預處理時加入AgNO3,取上清液測定COD值,此法需要AgNO3加入量適當,使Cl-完全沉淀且不能過量。劉玉鳳[1]等人在標準方法的基礎上用硝酸銀中和Cl-,并提高了反應體系的酸度,而且避免了汞鹽的污染,實驗結(jié)果令人滿意。另一種采用AgNO3和KCr(SO4)2作為Cl-的掩蔽劑,KCr(SO4)2的作用是抑制消解過程少量Cl-發(fā)生氧化反應。
銀鹽沉淀法中使用了貴重的銀鹽,使測定成本提高,因此對銀的回收再利用是很有必要性的。其另一個缺點為AgCl沉淀時會通過共沉淀和絮凝作用使水樣中有機物除損失一部分,使測定結(jié)果偏低。
2.3 標準曲線校正法
標準曲線校正法的步驟:先配制不同Cl-濃度的氯化鈉標準曲線并測定COD值,繪制COD-Cl-標準曲線。然后取兩份相同水樣,一份對Cl-不進行掩蔽測定COD值,記為COD總,另一份測定氯離子含量,在標準曲線上查出對應的COD值,記為CODCl-,則COD總與CODCl-差值為該樣品的真實COD值。
標準曲線校正法不使用汞鹽和銀鹽,具有環(huán)保性和節(jié)約性,是實驗室首選的方法。王俊霞[2]等通過實驗證明利用這種完全氧化的方法,與理論Cl-完全被氧化時消耗的氧相當,Cl-氧化率在99%以上,COD的實測值與實際值具有良好的一致性。但由于各實驗室采用的方法、操作條件的不同,使得Cl-的氧化程度不同,因此不同人繪制的標準曲線不盡相同,使實驗顯得很繁瑣。
2.4 氯氣校正法
在消解時采用一個回流吸收裝置,將生成的Cl2導出用NaOH溶液吸收,使用Na2S2O3標準溶液滴定,把消耗的Na2S2O3的量換算成消耗氧的量,即為Cl-的校正值。實際廢水COD值為COD表觀值與Cl-的校正值的差值。該方法適用于氯離子含量小于20000mg/L、COD大于30mg/L的高氯廢水的測定。研究結(jié)果表明,10個實驗室對COD75.5mg/L~208mg/L,氯離子濃度為3000mg/L~16000mg/的四個統(tǒng)一樣品進行測定,實驗室內(nèi)相對標準偏差在2.8%~3.6%之間;實驗室間相對標準偏差在3.2%~7.8%之間[3]。但該方法要求實驗時非常仔細,否則會帶來更多誤差。
2.5 密封消解法
其基本原理為在密閉的容器中消解測定COD,當水中的Cl-氧化成Cl2并達到氣液平衡時,Cl-便不能再被氧化,使用適當?shù)难诒蝿?,則可以測定樣品的COD值。與標準法比,該方法的結(jié)果具有更高的準確度和精密度。王志強[4]等對混配和實際水樣的測定結(jié)果表明,用密封消解法分析高氯廢水的COD準確度較高,COD在100mg/L~1000mg/L,氯離子濃度小于10000mg/L時,該方法相對誤差≤4.2%。密封消解耗時短,但該方法具有一定的危險性,因此一定要確保實驗的安全。
2.6 KI-KMnO4氧化法
在堿性條件下,用KMnO4氧化廢水中的物質(zhì),剩余的KMnO4用KI還原,再用Na2S2O3標準溶液滴定,并將Na2S2O3消耗的量換算成消耗氧的量,從而得到一個COD值。但是應用該法與K2Cr2O7氧化法的測定值不同,二者有一個比值K,因此只需知道這個比值K,即可將用KI-KMnO4氧化法測得的COD值進行換算即可。該方法適用于Cl-含量在幾萬到幾十萬毫克每升的廢水,但是需要測定K值,因此很繁瑣。
2.7 鉍吸收劑除氯法
水樣中的Cl-在酸性液體中以HCl氣體的形式釋放出來,用鉍吸收劑吸收除去,然后測定COD值。該方法的準確度和精確度與標準方法相比無顯著差異,但消解方式不同,采用微波消解或烘箱消解。
3 結(jié)論
綜上可知,消除Cl-對COD影響的方法可以分兩類:藥劑屏蔽及改良法和測定修正法。廣大學者在方法的改進上做了很多工作,都向著無毒無污染、便捷準確的方向發(fā)展,但上述各種方法在實際應用時都有一定的適用范圍和局限性,還有待進一步的改進和完善,加強各種方法之間的交叉滲透對探索新的消除Cl-干擾的方法具有一定的意義。
參考文獻
[1]劉玉風,曲東芳,王莉.高氯離子廢水CODCr快速測定方法的研究[J].地下水.2008.30(5):129-130.
[2]王俊霞,王文才,王俊榮.高氯離子低濃度COD水樣的分析技術[J].中國環(huán)境監(jiān)測.2006.22(2):4-6.
關鍵詞: 生物化學 實驗教學 任務驅(qū)動型教學
生物化學是是從分子水平探討生命科學本質(zhì)的一門科學,也是醫(yī)學、生物學、農(nóng)學等學科科學研究的工具學科。而生物化學實驗教學對于培養(yǎng)學生畢業(yè)后在職業(yè)生涯中解決問題能力、創(chuàng)新能力是至關重要的。但當前生物化學實驗教學由于受多種因素的制約存在諸多問題[1],最主要的是在現(xiàn)行實驗教學中過于強調(diào)重復性,強調(diào)結(jié)果再現(xiàn)的重要性,導致教學實驗設計過于簡單,學生按部就班地添加試劑,按照操作步驟進行測定即得結(jié)果。這導致學生在教學中根本沒有思考、分析,有時學生甚至連基本原理都不明白。而任務驅(qū)動教學法是一種以富有趣味性、能夠激發(fā)學生學習動機與好奇心的情景為基礎的,與教學內(nèi)容緊密結(jié)合的教學任務為載體的教學方法。該教學方法的特色是教學任務“隱藏”在有趣的教學情境中,激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。結(jié)合本校多年進行任務驅(qū)動教學實驗改革經(jīng)驗,我們主要通過以下三種途徑進行任務驅(qū)動型實驗教學。
1.將單個實驗教學項目“改編”為任務驅(qū)動型實驗教學項目。
將單個實驗教學項目改編為任務驅(qū)動型實驗教學項目,不需要修改教學大綱,對實驗室管理人員和實驗試劑沒有額外的要求,只需要將普通教學項目融入特定的情境中即可。如進行凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量時,將測定單個樣品的蛋白質(zhì)含量修改為大豆、豬肝、牛奶、面粉和大米中哪種食物中的蛋白質(zhì)含量最高呢?這就會引起學生思考,在實際教學中有的認為大豆蛋白質(zhì)含量最高,有的認為牛奶蛋白質(zhì)含量最高,還有的認為面粉和大米中幾乎不含有蛋白質(zhì)。經(jīng)過初步的爭論,可以安排學生進行實驗驗證他們的假設。學生測定完每個樣品的含量后分析發(fā)現(xiàn)哪種食物蛋白質(zhì)含量最高。還可以讓學生將測得的樣品中蛋白質(zhì)含量與文獻中的比較,就會發(fā)現(xiàn)有的實驗結(jié)果測定偏低。鼓勵學生分析偏低是什么原因呢?有的會發(fā)現(xiàn)在硝化管中有黑色的固體,實際上就是硝化不完全引起的。而且通過這個實驗學生會發(fā)現(xiàn)大米和面粉中不僅含有蛋白質(zhì),而且含量還不低。當然,也可以讓學生測定任何感興趣的食物中的蛋白質(zhì)含量,這樣就將一個簡單的實驗教學項目改編為一個有趣又有科學意義的任務驅(qū)動型實驗教學項目,學生可以通過該實驗項目解決實際問題,然后在解決問題的過程中分析出現(xiàn)各種“意外”的原因,從而達到提高綜合素質(zhì)的目的。
2.將多個有聯(lián)系的實驗項目“串聯(lián)”在一起,“改編”為任務驅(qū)動型實驗教學項目。
通過調(diào)整實驗項目的順序,可以將現(xiàn)行多個有內(nèi)在聯(lián)系的實驗項目改編成一個綜合性的任務驅(qū)動型實驗教學項目。然后在實驗教學過程中指導學生對教學任務的分析、分解,將復雜的總?cè)蝿辗纸鉃槿舾蓚€具體的子任務;動員學生查閱大量文獻,提出完成任務的實驗方案和解決方法。如將現(xiàn)行實驗教學中的鹽析法分離蛋白質(zhì)、葡聚糖G-25凝膠過濾去鹽、微量柱色譜―DE-52分離血清γ-球蛋白、醋酸纖維素薄膜電泳鑒定、雙縮脲法測定蛋白質(zhì)含量、凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量、SDS-PAGE法測定蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量等七個實驗項目進行整合,提出“γ球蛋白是一種臨床上應用于預防麻疹和傳染性肝炎的藥物,如何從血清中將γ球蛋白分離出來呢?”的教學任務。學生一看實驗是分離出一種在臨床能夠使用的藥物,就會感興趣,從而指導學生制定實驗方案,實際上還是上面幾種實驗方法,但學生在制定方案時需要對血清蛋白的組成、性質(zhì)進行分析,對每種實驗方法的原理進行探究才能提取出來,而這個過程就是分析問題、解決問題的過程。同時指導學生在做葡聚糖G-25凝膠過濾去鹽、微量柱色譜―DE-52離子交換層析時每五滴收集一管。然后學生就會發(fā)現(xiàn)收集到的含蛋白質(zhì)液體體積比加樣體積增加了,指導學生思考為什么呢?有的同學含蛋白質(zhì)液體體積增加更明顯是什么原因呢?在此基礎上指導學生繪制洗脫峰曲線,通過不同洗脫峰曲線形狀的比較,讓學生理解層析過程中“三夾三放”的重要性,也是其導致洗脫峰“拖尾”的重要原因。這樣將在現(xiàn)行教學體系中人為割裂的多個實驗項目,整合為綜合性的任務驅(qū)動型實驗教學項目。其優(yōu)點是通過整合導致整個實驗結(jié)果中有“產(chǎn)品”被生產(chǎn)出來,可以激發(fā)學生的學習興趣;此外還可以通過指導學生解決復雜問題的過程,促進學生創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力、科研能力等綜合素質(zhì)提高。
3.打破現(xiàn)有實驗教學體系,提出全新的綜合性任務驅(qū)動型實驗教學項目。
不受現(xiàn)行教學大綱、教學體系的制約,根據(jù)學生總體的培養(yǎng)目標,制定全新的綜合性任務驅(qū)動型實驗教學項目。學生根據(jù)教師提出的教學任務獨立分析、分解,提出獨特的解決問題方案。這樣就可能出現(xiàn)不同學生提出的解決方案不同,“暗合”生命科學領域中一個問題應用多種方法解決的現(xiàn)狀,對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力是非常有幫助的。如結(jié)合海南番木瓜種植普遍,而木瓜蛋白酶是一種廣泛應用于食品工業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)的蛋白質(zhì),我們提出“如何從番木瓜中分離木瓜蛋白酶”的教學任務。學生通過查閱一般很快能確定木瓜蛋白酶在木瓜乳汁中含量最高,也有學生說要比較一下,采取木瓜不同部位進行提取對比。學生根據(jù)查閱文獻提出的實驗方案都不同,提出應用單寧沉淀法硫酸銨鹽析-乙醇沉淀法、等電點沉淀法、雙水相萃取法和親和膜色譜法等多種方法分離純化??傊?,在制定實驗方案過程中徹底發(fā)揮學生的主觀能動性,以學生為中心,鼓勵學生發(fā)散思維,尋找多種途徑解決問題。然后組織學生對不同方案進行討論,結(jié)合實驗室目前的儀器設備和試劑等發(fā)現(xiàn)硫酸銨鹽析-乙醇沉淀法、等電點沉淀法、雙水相萃取法三種方法比較可行,然后不同小組的學生主要選擇其中一種方法完成木瓜蛋白酶的分離純化。而這三種實驗方案的具體完成過程中還牽涉透析、蛋白質(zhì)含量測定、酶活的測定、聚丙烯酰胺凝膠電泳才能完成該過程,整體看來完成教學大綱所要求掌握的實驗技能。該方法的優(yōu)點是在整個實驗過程中學生參與度高,從實驗方案的提出、試劑的配置到實驗操作過程,都由學生參與完成,徹底落實以“學生為中心”的教學方案,使學生在知識的獲取、技能的培養(yǎng)和科研潛力的培訓等方面都有大幅度的提高。其缺點是受到多種現(xiàn)實因素的制約[2],學生一般一次很難成功完成該實驗,需要反復進行,這需要學校和實驗室多方面配合。
任務驅(qū)動型實驗教學在激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)等方面有獨特的作用。在生物化學實驗教學過程中引入任務驅(qū)動型教學方法,不僅可解決學生“為什么學,學了有什么用”的問題,而且可對學生進行初步的科研訓練,尤其是第三種任務驅(qū)動型教學過程中??偠灾?,我們既可以在目前不對現(xiàn)行實驗教學體系改變的情形下進行任務驅(qū)動型教學,又可以按照經(jīng)典任務驅(qū)動型教學方法提出全新的綜合性任務驅(qū)動型實驗教學項目激發(fā)學生的學習興趣,充分發(fā)揮學生在實驗教學過程中的主觀能動性,實現(xiàn)知識、技能、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的提高。
參考文獻:
[1]李崇奇.任務驅(qū)動教學法在生物化學與分子生物學實驗教學中的應用[J].基礎醫(yī)學教育,2016,18(3):205-208.
論文摘要:在諸多的水處理方法中,混凝法是一種最常用的水處理物化方法。這種方法是通過向水中加入混凝劑而使膠體脫穩(wěn)產(chǎn)生絮凝,從而去除污染物的方法。影響混凝的因素有很多,比如溫度、PH值、水力條件、絮凝劑投加量和性質(zhì)等,調(diào)節(jié)好這些因素能達到很高的去除效果。
0 引言
在工業(yè)廢水和生活廢水處理中,有一種很重要的物化處理方法:混凝法。這種水處理方法應用廣泛,各種污染指標去除率高。下面對這一方法進行簡單介紹。
1 混凝法
1.1 混凝法的概念 在天然水中和各種廢水中,物質(zhì)在水中存在的形式有三種:離子狀態(tài)、膠體狀態(tài)和懸浮狀態(tài)。一般認為,顆粒粒徑小于1nm的為溶解物質(zhì),顆粒粒徑在1~100nm的為膠體物質(zhì),顆粒粒徑在100nm~1mm為懸浮物質(zhì)。其中的懸浮物質(zhì)是肉眼可見物,可以通過自然沉淀法進行去除;溶解物質(zhì)在水中是離子狀態(tài)存在的,可以向水中加入一種藥劑使之反應生成不溶于水的物質(zhì),然后用自然沉淀法去除掉;而膠體物質(zhì)由于膠粒具有雙電層結(jié)構(gòu)而具有穩(wěn)定性,不能用自然沉淀法去除,需要向水中投加一些藥劑,使水中難以沉淀的膠體顆粒脫穩(wěn)而互相聚合,增加至能自然沉淀的程度而去除。這種通過向水中加入藥劑而使膠體脫穩(wěn)形成沉淀的方法叫混凝法,所投加的藥劑叫混凝劑。
1.2 混凝的基本原理 廢水中的膠體物質(zhì)具有巨大的比表面積,可以吸附液體介質(zhì)中的正離子或負離子或極性分子等,使固液兩相界面上的電荷呈不平衡分布,在界面兩邊產(chǎn)生電位差,這就是膠體微粒的雙電層結(jié)構(gòu)。形成雙電層結(jié)構(gòu)的微粒的整個膠體結(jié)構(gòu)就稱為膠團,整個膠團是電中性的。膠團中心是帶有電荷的固體微粒本身,稱為膠核。膠核所帶電荷的符號就是膠體所帶電荷的符號。膠體微粒之所以能在水中保持穩(wěn)定性,原因在于膠體粒子之間的靜電斥力(膠體常常帶有同種電荷而具有斥力)、膠體表面的水化作用及膠粒之間相互吸引的范德華力共同作用。膠體微粒帶電越多,其電位就越大,帶電荷的膠粒和反離子與周圍水分子發(fā)生水化作用越大,水化殼也越厚,越具有穩(wěn)定性。向水中投加藥劑,使膠體失去穩(wěn)定性而形成微小顆粒,而后這些均勻分散的微小顆粒再進一步形成較大的顆粒,從液體中沉淀下來,這個過程稱為凝聚。凝聚有以下幾方面的作用:
1.2.1 壓縮雙電層與電荷的中和作用。加入電解質(zhì),使固體微粒表面形成的雙電層有效厚度減小,從而范德華力占優(yōu)勢而達到彼此吸引形成凝聚;或者加入電不同電荷的固體微粒,使不同電荷的粒子由于靜電吸引而彼此吸引,最后達到凝聚。
1.2.2 高分子絮凝劑的吸附架橋作用。高分子絮凝劑的碳碳單鍵一般情況下是可以旋轉(zhuǎn)的,再加上聚合度較大,即主鏈較長,在水介質(zhì)中主鏈是彎曲的。在主鏈的各個部位吸附了很多固體顆粒,就象是為固體顆粒架了許多橋梁,讓這些固體顆粒相對地聚集起來形成大的顆粒。
1.2.3 絮體的網(wǎng)捕作用。有些混凝劑(如鋁鹽或鐵鹽)有水中形成高聚合度的多羥基化合物的絮體,在沉淀過程中可以吸附卷帶水中膠體顆粒共同沉淀,此過程稱為絮凝劑的網(wǎng)捕作用。
2 幾種常見的混凝劑
常用的混凝劑有無機絮凝劑、有機高分子絮凝劑、生物絮凝劑等。無機絮凝劑主要產(chǎn)品有硫酸鋁、聚合氯化鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵和聚合硫酸鐵、聚合硅酸鋁、聚合硅酸鐵、聚合氯化鋁鐵、聚合硅酸鋁鐵和聚合硫酸氯化鋁等。有機高分子絮凝劑以聚丙烯酰胺類產(chǎn)品為代表,生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的具有絮凝能力的高分子有機物,主要有蛋白質(zhì)、黏多糖、纖維素和核酸。下面簡單介紹幾種常用的混凝劑。
2.1 硫酸鋁(AS) 無水硫酸鋁是無色結(jié)晶,易溶于水,常溫下硫酸鋁以含十八水合物最為穩(wěn)定。Al2(SO4)3·18H2O是具有光澤的無色顆?;蚍勰┚w,極易溶于水,水溶液呈酸性(PH
2.2 聚合氯化鋁(又稱堿式氯化鋁PAC) 聚合氯化鋁是應用最廣泛的一種絮凝劑,它的固體呈無色至黃色樹脂狀,易潮解,溶液為無色至黃褐色透明狀液體,聚合氯化鋁易溶于水并易發(fā)生水解,水解過程中伴隨有電化學、凝聚、吸附、沉淀等物理化學現(xiàn)象。聚合氯化鋁一般是由鋁礦土與酸經(jīng)過酸溶、水解、縮聚等復雜的過程而制成的。相對于硫酸鋁而言,聚合氯化鋁混凝效果隨溫度變化較小,形成絮體的速度較快,絮體顆粒和相對密度都較大,沉淀性能好,投加量較小。聚合氯化鋁適宜的PH值范圍在5-9之間,過量投加一般不會出現(xiàn)膠體的再穩(wěn)定現(xiàn)象。長期的實踐證明,作為絮凝劑,聚合氯化鋁優(yōu)于硫酸鋁,很多凈水場的硫酸鋁已經(jīng)逐步被聚合氯化鋁所替代。聚合氯化鋁水溶液呈弱酸性,PH值在5.5-6.0,對設備的腐蝕性很小。 轉(zhuǎn)貼于
2.3 聚合硫酸鐵(PFS) 聚全硫酸鐵有固體和液體兩種形式,液體為紅褐色粘稠液,固體為淡黃色或淺灰色的樹脂狀的顆粒。在產(chǎn)品的儲存的使用過程中,聚合硫酸鐵對設備基本無腐蝕作用。聚合硫酸鐵投藥量低,而且基本不用控制液體的PH值。與鋁鹽相比,聚合硫酸鐵絮凝速度更快,形成的礬花大,沉降速度更快;另外,它還具有脫色、除重金屬離子、降低水中COD、BOD濃度的作用;但是其出水容易顯黃色。
2.4 聚丙烯酰胺(PAM) 按離子特殊性分類,可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性酰胺四種。陽離子酰胺主要用于水處理,陰離子酰胺主要用于造紙、水處理,兩性酰胺主要用于污泥脫水處理。聚丙烯酰胺易溶于冷水,分子量對溶解度影響不大,但高分子量的酰胺濃度超過質(zhì)量分數(shù)10%以后,會形成凝膠狀態(tài)。溶解溫度超過50度,PAM發(fā)生分子降解而失去助凝作用。因此溶解聚丙烯酰胺時要用45-50度的溫水最為適宜。配制聚丙烯酰胺溶液一般配成質(zhì)量濃度為0.05-2%,陽離子酰胺粘度較小,可配制成濃度較大的溶液,陰離子酰胺粘度較大,可適當配制成濃度較小的溶液。配制溶液時不可濃度過大,否則不容易控制加藥量,容易造成加藥過量。聚丙烯酰胺的加入量很小,一般加藥量在0.1-2ppm。聚丙烯酰胺溶液用于處理廢水時,加藥后的絮凝效果與攪拌時間與攪拌有關。當已經(jīng)形成大塊絮凝時,就不要再繼續(xù)攪拌,否則會使已經(jīng)形成的較大礬花被打碎,變成細小的絮凝體,影響沉降效果。
3 影響絮凝效果的因素
絮凝作用是復雜的物理和化學過程,絮凝處理效果是由多種因素綜合作用的結(jié)果。影響絮凝效果的因素主要有以下幾點:
3.1 溫度的影響:水溫升高絮凝效果則會提高,在低溫條件下,必須增加絮凝劑用量。另一方面,水溫過高,形成的絮凝體細小,污泥含水率增大,難以處理。所以,水溫過高或過低對絮凝均不利。一般水溫條件宜控制在20-30℃。
3.2 水體PH值的影響:每種絮凝劑都有它適合的PH值范圍,超出它的范圍就會影響絮凝效果。比如聚丙烯酰胺,陽離子型適用于酸性和中性的環(huán)境中使用,陰離子型適用于在中性和堿性的環(huán)境中使用,非離子型適用于從強酸性到堿性的環(huán)境中使用。
3.3 絮凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)影響:對于高分子絮凝劑來說,其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對絮凝作用影響很大。無機高分子絮凝劑的聚合度越大,其電中和能力和吸附架橋功能越強。而對于有機絮凝劑來說,除了聚合度的影響外,線性結(jié)構(gòu)的絮凝劑絮凝作用大,而環(huán)狀或支鏈結(jié)構(gòu)的有機高分子絮凝劑絮凝效果就差。
3.4 絮凝劑投加量的影響:各種絮凝劑都有在相應條件下的最佳投加量,低于或者超過這個最佳量都會使絮凝效果變差。用量不足時,絮凝不徹底,用量過量則會造成膠體的再穩(wěn)定,降低絮凝效果。所以,不同的絮凝劑要在使用之前做小試確定其最佳加入量。
3.5 水力條件的影響:為了使絮凝劑與水體充分接觸,增加顆粒碰撞速率,往往要進行機械攪拌,而攪拌的速度和時間必須適當。攪拌時間太短,絮凝不充分;攪拌速度太快,時間太長,會使已經(jīng)形成的絮凝被打碎,降低高分子鏈的架橋吸附能力。
參考文獻
[1]上海環(huán)境保護局.廢水物化處理.同濟大學出版社.2000:47~52.
[2]楊學富.制漿造紙工業(yè)廢水處理.化學工業(yè)出版社.2001:48~49.
[論文摘要]焦化廢水是一種典型的難降解有機廢水。介紹了預處理技術,二級處理技術的物化法、生物法、化學法和循環(huán)利用法的應用和研究進展及優(yōu)缺點。
焦炭是高耗水產(chǎn)業(yè),每年全國焦化廢水的排放量約為2.85 億t。焦化廢水是煤在高溫干餾過程中以及煤氣凈化、化學產(chǎn)品精制過程中形成的廢水,水質(zhì)隨原煤組成和煉焦工藝而變化,是一種典型的難降解有機廢水。其成分復雜,毒性大,它的超標排放對人類、水產(chǎn)、農(nóng)作物都可構(gòu)成很大的危害??傊?,焦化廢水污染,是工業(yè)廢水排放中一個突出的環(huán)境問題,也是擺在人們面前的一個急需解決的課題。
目前焦化廢水一般按常規(guī)方法先進行預處理,然后再進行生物脫酚二次處理。但往往經(jīng)上述處理后,外排廢水中COD、氰化物及氨氮等指標仍然很難達標。針對這種狀況,近年來國內(nèi)外出現(xiàn)了許多比較有效的焦化廢水治理技術。這些方法大致分為物化法、生物法、化學法和循環(huán)利用等4類。
一、焦化廢水的預處理技術
焦化廢水中部分有機物不易生物降解,需要采用適當?shù)念A處理技術。
常用的預處理方法是厭氧酸化法。這是一種介于厭氧和好氧之間的工藝,其作用機理是通過厭氧微生物水解和酸化作用使難降解有機物的化學結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,生成易降解物質(zhì)。焦化廢水經(jīng)厭氧酸化預處理后,可以提高難降解有機物的好氧生物降解性能,為后續(xù)的好氧生物處理創(chuàng)造良好條件。
二、焦化廢水的二級處理技術
(一)物理化學法
(1)吸附法
吸附法處理廢水,就是利用多孔性吸附劑吸附廢水中的一種或幾種溶質(zhì),使廢水得到凈化。常用吸附劑有活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土等。這種方法處理成本高,吸附劑再生困難,不利于處理高濃度的廢水。
(2)利用煙道氣處理焦化廢水
由冶金工業(yè)部建筑研究總院和北京國緯達環(huán)保公司合作研制開發(fā)的“煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦化廢水的方法”已獲得國家專利。該技術將焦化剩余氨水去除焦油和SS后,輸入煙道廢氣中進行充分的物理化學反應,煙道氣的熱量使剩余氨水中的水分全部汽化,氨氣與煙道氣中的SO2反應生成硫銨。
該方法投資省,占地少,以廢治廢,運行費用低,處理效果好,環(huán)境效益十分顯著,是一項十分值得推廣的方法。但是此法要求焦化的氨量必須與煙道氣所需氨量保持平衡,這就在一定程度上限制了方法的應用范圍。
(二)生物處理法
生物處理法是利用微生物氧化分解廢水中有機物的方法。目前,活性污泥法是一種應用最廣泛的焦化廢水好氧生物處理技術。這種方法是讓生物絮凝體及活性污泥與廢水中的有機物充分接觸;溶解性的有機物被細胞所吸收和吸附,并最終氧化為最終產(chǎn)物(主要是CO2)。非溶解性有機物先被轉(zhuǎn)化為溶解性有機物,然后被代謝和利用。
生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運行費用相對較低等優(yōu)點,但是生物降解法的稀釋水用量大,處理設施規(guī)模大,停留時間長,投資費用較高,對廢水的水質(zhì)條件要求嚴格,這也就對操作管理提出了較高要求。
(三)化學處理法
(1)焚燒法
焚燒法治理廢水始于20世紀50年代。該法是將廢水呈霧狀噴入高溫燃燒爐中,使水霧完全汽化,讓廢水中的有機物在爐內(nèi)氧化,分解成為完全燃燒產(chǎn)物CO2和H2O及少許無機物灰分。
焚燒處理工藝對于處理焦化廠高濃度廢水是一種切實可行的處理方法。然而,盡管焚燒法處理效率高,不造成二次污染,但是處理費用昂貴使得多數(shù)企業(yè)望而卻步,在我國應用較少。
(2)催化濕式氧化技術
催化濕式氧化技術是在高溫、高壓條件下,在催化劑作用下,用空氣中的氧將溶于水或在水中懸浮的有機物氧化,最終轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)N2和CO2排放。濕式催化氧化法具有適用范圍廣、氧化速度快、處理效率高、二次污染低、可回收能量和有用物料等優(yōu)點。但是,由于其催化劑價格昂貴,處理成本高,且在高溫高壓條件下運行,對工藝設備要求嚴格,投資費用高,國內(nèi)很少將該法用于廢水處理。
(3)化學混凝和絮凝
化學混凝和絮凝是用來處理廢水中自然沉淀法難以沉淀去除的細小懸浮物及膠體微粒,以降低廢水的濁度和色度,但對可溶性有機物無效,常用于焦化廢水的深度處理。該法處理費用低,既可以間歇使用也可以連續(xù)使用。
(4)臭氧氧化法
臭氧的強氧化性可將廢水中的污染物快速、有效地除去,而且臭氧在水中很快分解為氧,不會造成二次污染,操作管理簡單方便。但是,這種方法也存在投資高、電耗大、處理成本高的缺點。同時若操作不當,臭氧會對周圍生物造成危害。因此,目前臭氧氧化法還主要應用于廢水的深度處理。在美國已開始應用臭氧氧化法處理焦化廢水。
(5)光催化氧化法
目前,這種方法還僅停留在理論研究階段。這種水處理方法能有效地去除廢水中的污染物且能耗低,有著很大的發(fā)展?jié)摿?。但是有時也會產(chǎn)生一些有害的光化學產(chǎn)物,造成二次污染。由于光催化降解是基于體系對光能的吸收,因此,要求體系具有良好的透光性。所以,該方法適用于低濁度、透光性好的體系,可用于焦化廢水的深度處理。
(6)電化學氧化技術
電化學水處理技術的基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電化學反應或利用電極表面產(chǎn)生的強氧化性活性物質(zhì)使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變。目前的研究表明,電化學氧化法氧化能力強、工藝簡單、不產(chǎn)生二次污染,是一種前景比較廣闊的廢水處理技術。
(四)廢水循環(huán)使用
高濃度的焦化廢水經(jīng)過脫酚,凈化除去固體沉淀和輕質(zhì)焦油后,送往熄焦池以供熄焦,實現(xiàn)酚水的閉路循環(huán)。從而減少了排污,降低了運行等費用。但是此時的污染物轉(zhuǎn)移問題也值得考慮和進一步研究。
三、結(jié)語
總之,我們應根據(jù)焦化廢水的特點,深入研究先進的處理技術,尋求既高效又經(jīng)濟的處理方法,降低運行費用,提高達標率,改善環(huán)境質(zhì)量,減輕焦化廢水對各地水體的污染,實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。這既是當前經(jīng)濟建設需要解決的現(xiàn)實問題,也是未來技術攻關所需要面對的的重點。
參考文獻:
環(huán)境工程學實驗是武漢大學資源與環(huán)境科學學院環(huán)境工程本科專業(yè)的一門理論性和實踐性都很強的實驗課,也是一門綜合性的技術基礎課程,它需要物理、化學、生物等基礎知識,以及實驗裝置的設計和數(shù)據(jù)分析等方面所涉及到的基礎理論,這些基礎理論知識在理論課上都已經(jīng)學過,但許多課堂上學到的實驗理論和方法只有通過實際驗證才能加深理解并真正掌握。實驗課程的目的就是使學生加深理解所學基礎知識,掌握相關知識的基本原理和適用范圍;具備實驗數(shù)據(jù)處理和誤差分析能力;得到基本實驗技能的訓練與分析能力的訓練,使本科生初步掌握環(huán)境工程中水、氣、固廢處理的基本方法,對各門知識能夠融會貫通,并且加深對理論知識的理解。
對于高校本科生教育,尤其是理工科教育,實驗教學不僅可以培養(yǎng)學生掌握當前所學的科學技術,同時能讓學生在實踐中拓展思路,創(chuàng)造出新的技術,培養(yǎng)學生盡快的成材成長。與此同時,合理的教學方法可以事半功倍,因此完善本科教學方法也是任重而道遠。
二、實驗教學理念
環(huán)境工程學實驗是環(huán)境工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)實驗課程。我們的教學理念是指導學生開拓實驗思路,培養(yǎng)學生對實驗方法、實驗步驟、結(jié)果分析評判等基礎知識的掌握,更讓學生學會并能夠設計出完整的實驗方案。
由于實驗方案是需要學生自己設計的,指導老師只講解相關實驗的儀器的操作,而實驗具體的操作步驟和流程設計以及數(shù)據(jù)處理方法都是需要學生自己課下查閱資料和相關書籍,學習相關的實驗知識,然后根據(jù)實驗室所提供的儀器設備和所需達到的目標,來設計出最佳的實驗方案,所以說有可能每個學生設計出來的方案都是不一樣的,在實際實驗操作中再對比標準方案對自己的思路進行評判,讓學生通過實驗對整個實驗過程有自己真實的體會,使學生不僅僅是掌握本課程中開出的這些實驗,更學會通過一些新原理方法設計出理想的實驗方案,創(chuàng)造出更好更有效的處理方法和處理工藝。本門課程更強調(diào)學生對實驗的自助設計和思考的能力,實驗環(huán)節(jié)的改變,使實驗教學由灌輸式轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑ё灾魇綄嶒灐?/p>
在本門課程中,將課堂的理論知識與實際實驗操作的實踐相結(jié)合,了解它們之間的異同點,也將使學生們更清楚地認識到,理論學習與實踐操作之間存在著怎樣的差距,從而更加靈活的利用已掌握的專業(yè)知識,去解決未知的問題,更多的思考現(xiàn)存的技術方法的優(yōu)點和不足之處,進而加以改進和補充。
三、具體實施方法
對每個實驗安排三個環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié),在實驗前階段向?qū)W生提供該實驗處理對象、應用的原理、材料和設備等條件清單,用一個學時的時間向他們介紹設備使用的注意事項,并提供一個其它的標準實驗方案為他們作為模板,要求學生自行查閱資料,設計出一個初步的實驗方案。然后再進入實驗第二環(huán)節(jié)實驗室實驗,首先,向?qū)W生提供標準的實驗方案,并對一些關鍵步驟進行講解,然后開始實驗,并糾正他們在實驗中出現(xiàn)的一些錯誤和解答疑問,收回他們設計的實驗方案,實驗環(huán)節(jié)結(jié)束后,是第三環(huán)節(jié),實驗總結(jié)--撰寫實驗報告,總結(jié)實驗中出現(xiàn)的問題,分析實驗結(jié)果等,并讓學生針對該實驗提出一些建議和想法,鼓勵學生提出新的處理方法、工藝,或者對實驗設備進行提出改進建議等。對于學生而言,每次實驗都可分為5 個步驟:
1. 實驗前的預習并查找資料回顧實驗所用的原理(理論課上已經(jīng)學過)(實驗前課余時間完成);
2. 到實驗室熟悉實驗器材及使用方法,可提出一些自己的疑問(一次課時間);
3. 熟悉了實驗器材后根據(jù)教師提供的材料,結(jié)合查找的資料,進行實驗方案設計(課余做);
4. 根據(jù)所設計的實驗方案進行實驗,得到實驗數(shù)據(jù)(一次課時間);
5. 撰寫實驗報告。
四、實驗教學方法優(yōu)點
在第一步回顧原理中,使學生重新回顧鞏固了一遍基礎知識,并實際的將理論知識運用到實驗中,加深了學生對書本知識的理解。第二步熟悉器材的過程讓學生了解了今后在實驗工作中可能會用到的儀器,給了學生很好的學習機會。在設計實驗方案的過程中考驗了學生獲取、提煉信息的能力,可以提高學生的自主學習的能力,加深了學生對實驗的理解,從被動學習變?yōu)橹鲃訉W習,也在潛移默化的過程中強化了學生科學思考、獨立解決問題的能力。在做實驗的過程中,因為是多人一個小組,考驗了學生團隊協(xié)作的能力,也給學生創(chuàng)造了和其他同學溝通交流的機會,在這種互相討論中可以看到自己沒有考慮到的方面,學習別人的長處,認識自己的不足;同時,在實驗中鍛煉了學生的動手能力和解決突發(fā)問題的能力,在實驗過程中不可避免的會遇到一些阻力,這需要學生自己摸索、思考來解決,這個過程很有意義。最后在撰寫實驗報告的過程中,鍛煉了學生處理數(shù)據(jù),找出問題,總結(jié)結(jié)果,吸取經(jīng)驗的能力,這個過程給了學生一個總結(jié)反思整個過程的機會,幫助學生再一次鞏固知識,總結(jié)經(jīng)驗教訓,也可以意識到實際實驗過程中可能遇到的問題,學習解決的方法以及幫助學生形成自己的思維方式。
同時,每個實驗的安排都具有一定的目的性和合理性。例如混凝沉淀法處理高濁度水實驗設計,實驗的主要設備是六聯(lián)攪拌機和濁度儀。由于膠體顆粒具有帶電性,投加混凝劑的多少,會直接影響混凝的效果,投加量不足,或者投加量過多,均不能獲得良好的混凝效果。不同水質(zhì)對應的最優(yōu)混凝劑投加量也各不相同,需要通過實驗的方法加以確定。這個實驗的注意事項就是向各燒杯加藥劑時盡可能同時投加,避免因時間間隔過長,各水樣加藥后反應時間長短相差太大,會造成混凝效果懸殊。而在酸性廢水中和過濾吹脫實驗設計,則需要注意控制好進水出水流速,防止酸性廢水溢出,由于這個設備在設計的時候并沒有設計氣液分離器,需要學生自己課下查閱相關資料和書籍來自行設計。同樣,在堿液吸收氣體中的二氧化硫?qū)嶒炛?,學生通過實驗會學習掌握氣體采樣器的用法,并且熟練掌握了碘量法滴定二氧化硫的方法,這是建立在大二已經(jīng)學習了基本的化學知識和掌握了滴定實驗的基礎上的。
關鍵詞:廢物處理;城市污水;處理技術
中圖分類號: TV 文獻標識碼: A
一、城市污水處理技術發(fā)展歷程
最早的污水處理技術是英國發(fā)明的現(xiàn)在稱之為生物膜法的污水處理技術,稱之為Moris池,是利用微生物分解污水中的有機物。這個技術在現(xiàn)在稱作生物濾池,是生物膜法中的一種,現(xiàn)在還有生物流化床法和生物轉(zhuǎn)盤法等。
中國的污水處理技術發(fā)展比較晚,在五六十年代基本還是直接排放到河道之中靠河水的自凈來處理污水。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,人們開始意識到光靠河水的凈化是不能夠達到污水的處理要求的,國家開始修建相關的污水處理廠,從八十年代污水處理廠的建立到現(xiàn)在,我國污水處理技術在不斷發(fā)展,但污水處理能力距離歐美國家還有很大的距離,我國整體的污水處理率還較低,大部分污水得不到凈化就排放到自然環(huán)境之中,對自然環(huán)境造成破壞,因此發(fā)展污水處理技術刻不容緩。
二、城市污水處理技術發(fā)展回顧
城市廢水包括生活污水、工業(yè)廢水和大氣降水,其性質(zhì)與氣候條件、城市規(guī)模和排水體制等有關,城市中工業(yè)的多少和性質(zhì)、工業(yè)廢水預處理程度對其的影響作用明顯,尤其當排放重金屬、酸、堿、有毒物質(zhì)、油類等特殊污染物時作用更加明顯。一般的城市廢水的性質(zhì)比較相似。城市水污染以水體中的BOD5、COD超標等有機污染最為嚴重,而難以被生物降解的或有毒有害的有機物都是城市水污染的處理難點和重點。
現(xiàn)在城市的污水處理廠所應用的污水處理技術大體上有幾種,下面將著重介紹一下這幾種方法。
(一)、生物膜法
生物膜法就是通過微生物附著在污水中的有機雜質(zhì)上從而氧化為水、二氧化碳等這些對環(huán)境無害的化學物質(zhì)。生物膜法占地面積小而且處理效率高,便于進行管理非常適于中小城市的污水處理,在我國的應用也十分廣泛,比起活性污泥處理法更易控制,因而發(fā)展的十分迅速。
(二)、活性污泥法
活性污泥法則是微生物懸浮在處理池的水中,因為微生物在懸浮時聚集在一起而使整個看起來像是泥懸浮在水中,因此被稱作是活性污泥法。按空間分割的連續(xù)流活性污泥法,是指各種功能在不同的空間內(nèi)完成的活性污泥法。其較成熟的工藝有氧化溝工藝和AB法等,氧化溝工藝與傳統(tǒng)工藝相比,其氧化溝為封閉的環(huán)狀溝,即連續(xù)循環(huán)曝氣池,由于其流態(tài)具備推流式和完全混合式的雙重特點,因而耐沖擊負荷能力強。AB法是吸附生物降解法的簡稱,屬超高負荷活性污泥法,在技術上有突破。其對COD、SS、氮磷的去除率高于常規(guī)活性污泥法,并能節(jié)省基建投資約20%和能耗15%左右,適合經(jīng)濟水平不高的中小城市。
(三)、氧化法
氧化法有很多種,像是化學氧化的方法、光催化的氧化方法和接觸氧化法等?;瘜W氧化的方法主要是向處理池中加入強氧化劑,使污水中的物質(zhì)在強氧化劑的作用下氧化分解達到凈化污水的目的。這種方法的處理效果一般不理想,現(xiàn)在很少有采用這種氧化的方式的。光催化的氧化方法的最基本原理就是光合作用,污水中的有機物在光的照射下進行化學反應,使有機物分解為二氧化碳和水等物質(zhì),這種方法操作簡單,處理效率高,便于操作,現(xiàn)在很多都在應用這一方法,也促使了這一方法的不斷進步。而接觸氧化法則是一種介于生物膜法和活性污泥法之間的一種方法,不僅在處理池的濾料上放上微生物,在水中也放上微生物懸浮,可以說是生物膜法和活性污泥法的綜合。
(四)、過濾法
過濾法的主要作用是把污水中的懸浮狀態(tài)污染物進行隔離,常用的設備有格柵和篩網(wǎng)。格柵主要用來截留污水中大于柵條間隙的漂浮物,一般情況下都會布置在污水處理廠或者泵站的進水口。篩網(wǎng)的網(wǎng)孔比較小,主要用來濾除廢水中的纖維和紙漿等細小懸浮物。
(五)、沉淀法
沉淀法主要是通過重力作用對水中呈現(xiàn)漂浮狀的較大污染物
進行沉降分離。這種方法簡單可行,而且分離效果比較好,主要用于挖成沉砂池和沉淀池中的污水處理。
(六)上浮法
上浮法主要用于清除污水中漂浮的污染物,通過投加藥劑和加壓溶氣等措施使一些污染物上浮,從而得到有效處理。在一級處理工藝中,上浮法主要是用來去除污水中的油類雜質(zhì)。污水中的油粒很小,當其呈現(xiàn)出乳化狀態(tài)時,應該用加壓溶氣或者投加混凝劑等措施,讓油粒凝集浮升,然后撇除。整個過程都是在隔油池中完成的。
三、城市污水處理技術展望
(一)、水質(zhì)處理新目標展望
城市廢水處理的任務是去除城市廢水的懸浮物和BOD5,一般包括3段處理工序,即先去除懸浮固體、粗粒固體、大粒徑膠體,然后除城市廢水BOD5的30%,對微生物的生命活動過程加以利用,從而對廢水中的污染物進行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化,從而使包括細菌在內(nèi)的微生物充分發(fā)揮微生物的作用,然后在生化反應器中將廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為微生物細胞以及簡單形式的無機物,隨著環(huán)境質(zhì)量要求的提高,人們開始對污水進行三級處理,使污水成為可用的新的資源。
(二)、污水處理新技術展望
近年來城市污水處理技術的發(fā)展方向主要包括對傳統(tǒng)的活性污泥法流程和技術進行革新和代替活性污泥法的處理流程和技術的研究,這為城市廢水回用的處理流程和技術開發(fā)了許多新工藝。
1、間歇式活性污泥法
近幾年來,序批式活性污泥法,或間歇式活性污泥法,已發(fā)展成多種改良型,主要有傳統(tǒng)SBR工藝、CAST工藝等。
CAST工藝是一種循環(huán)式活性污泥法,其在傳統(tǒng)SBR工藝和ICEAS工藝基礎上有一定發(fā)展,每組CAST系統(tǒng)包括4個池輪流運轉(zhuǎn),完成進水、沉淀、反應、閑置和出水工序。該工藝具備SBR工藝一般特,還兼有推流式和完全混合式活性污泥法的優(yōu)點。處理效果較好,適應水質(zhì)變化的能力較強。SBR法是間歇式活性污泥法的簡稱,由于操作煩瑣,空氣擴散裝置容易堵塞,此工藝沒有得到推廣,隨著電子工業(yè)的發(fā)展,污水處理系統(tǒng)實現(xiàn)了自控運行,間歇式污泥法在美國、日本、德國和加拿大等工業(yè)發(fā)達國家得到廣泛運用。
2、聯(lián)合生物處理技術
采用單一的活性污染法或生物膜法處理生活污水時,由于方法上的差異,各自的優(yōu)點和缺點都十分明顯。但兩者結(jié)合使用,可做到優(yōu)缺點互補。如采用生物膜和懸浮生長工藝相結(jié)合的聯(lián)合處理工藝可以克服單一生物膜法或活性污泥法工藝的不足。對經(jīng)典AB工藝進行聯(lián)合工藝的改進,在去除城市污水中的有機碳、氮、和磷方面效果顯著。
(三)、工業(yè)廢水處理與城市污水合并處理
工業(yè)廢水和城市污水究竟是合并處理還是分別處理, 這個問題在我國顯得尤為突出。工業(yè)廢水和城市污水處理的關系是否能夠得到合理的解決, 直接關系到如何發(fā)揮投資效益。目前,大多數(shù)人已經(jīng)認識到應該優(yōu)先考慮工業(yè)廢水和城市污水的合并處理, 規(guī)定工業(yè)廢水進入城市下水道的水質(zhì)標準, 同時在廠內(nèi)采取必要的預處理, 從而控制并處理容易造成的問題, 工廠和城市應該共同負責對城市下水道和污水處理廠的投資費用和運行費用,可以按水量、水質(zhì)進行合理分攤。
(四)、 城市污水再生利用
污水在經(jīng)過不同深度的處理后,會成為人們的第二水資源。污水經(jīng)過處理后如果不能得到合理的使用, 就會淡化污水處理的意義。實踐證明,來源比較可靠的再生水是第二水資源之一,然而人們對再生水的認識存在偏見,認為再生水是由污水經(jīng)過處理后獲得的,歸根結(jié)底還屬于污水,所以無法得到重用,這給再生水利用渠道的開發(fā)帶來了很大困難。面對淡水資源的寶貴要求,人們應該重新認識再生水,并且把再生水利用的渠道拓寬, 因地制宜根據(jù)需要確定其利用途徑。
(五)、 建設環(huán)保型的污水處理廠
污水處理廠是消除污染、化害為利、造福于民的產(chǎn)業(yè),建設污水處理廠首先要消除自身對環(huán)境的污染,尤其是隨著《環(huán)保法》地位在人們心中的提升以及全民環(huán)保意識的增強,污水處理廠應該引起對自身污染高度的重視。城市污水處理廠的建設可以從低級到高級、從少到多。所以應結(jié)合我國實際,盡可能的開發(fā)高效低耗的處理技術,以便在財力和物力不充足的條件下,經(jīng)濟有效地解決城市水污染防治問題。
三、我國城市污水處理對策
水是人類珍貴的地球資源,沒有了水人類就無法生存,所以保護水資源,改善水資源環(huán)境就刻不容緩。發(fā)展污水的處理技術將污水變廢為寶是未來污水處理發(fā)展的目標。現(xiàn)在對于污水處理技術的研究主要應該一是放在降低處理污水所需要的能源消耗上面,節(jié)約能源,盡量運用光和生物這樣的生態(tài)能源。二是放在改善污水凈化后的水質(zhì)上面,提高污水凈化后的水質(zhì)使水中的污染物減少到最少,同時要注意脫氮脫磷。而且研究減少污泥量的方法,減少污泥的排出。
總之,城市的污水處理技術經(jīng)過了百年的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成就,隨著科技的不斷發(fā)展,城市的污水處理技術也會不斷的進行改進,更好更徹底的對污水進行處理。相信在不久的未來,污水處理技術會使城市的污水不再是應該排放的廢水,而是可以再次使用的再生水,為保護淡水資源提供關鍵技術。
參考文獻:
[1]郭衛(wèi)華.中國百年城市污水處理技術發(fā)展簡史[D].山西大學,2009.
[2]陳榮.城市污水再生利用系統(tǒng)的構(gòu)建理論與方法[D].西安建筑科技大學,2011.