1. 將海水淡化是一項海洋開發工程.對嗎
將海水淡化是一項海洋開發工程
1.由於淡水資源的枯竭和成本降低,海水淡化工業炙手可熱。 2.所謂海水淡化,其實是從海水中提取淡水的一項復雜而艱難的技術。 3.海水淡化會產生副產品「淡化廢水」,對水下生物會造成破壞性很大的影響。
2. 污水的凈化方法與過程
污水凈化,是通過相應的過濾材料,根據不同的最終用水需求,以物理或化學的方式,去除水中的鐵銹、泥沙、余氯、有機物、有害的重金屬離子、細菌、病毒等的過程。顯而易見,如果水凈化全程運用的是物理過濾方式,則不會在水中產生或添加任何新的物質,更不會改變水的性狀,因而是最安全的方式。污水凈化被廣泛應用於建築、農業,交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域,也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。
污水凈化過程
方案一:
截留法
通常都以格柵或篩網作為污水處理廠的第一個處理工序,其主要作用四去除廢水中粗大的懸浮物質,以保護後續的處理設備如污水泵,並防止管道堵塞。
格柵由一組平行的金屬柵天構成,其截留懸浮物質的效率決定於柵條間隙的寬度。當格柵設在污水泵站前時,縫隙寬常大於50mm,當設在沉沙池前時,一般採用15~40mm。通過格柵的水流速度應保持在0.6~1.0m/s之間。當通過格柵的水頭損失超過10cm時,應清除格柵前的污物,以免雍水現象。大型處理廠應採用機械清除格柵。格柵截留的污物被清除後,應妥善處理,方法有填埋、焚燒、堆肥或與其它污泥混合後進行消化處理,也可以將污物粉碎後送進污水廠進口。
污水凈化過程
方案二:
膜分離的電滲析法
利用過濾性,摸得選擇透過性對水中雜質進行濃縮、分離的方法,統稱為膜分離。根據膜孔隙的大小及過濾是的動力,膜分離可分為微過濾、超過濾、納米過濾、電滲析反滲透等。對於冶金工業廢水的處理一般採用電滲析處理方法。
電滲析:電滲析是在電場作用下使溶液中離子通過膜進行傳遞的過程,所應用的膜為離子交換膜。陽離子交換膜只允許陽離子透過,陰離子交換膜則只允許陰離子通過。在電滲析設備中,陽離子交換膜和陰離子交換膜交替排列於正負兩個電極之間,並用特別的隔板將其隔開,形成脫鹽水和濃縮水兩個系統。在直流電場作用下,陽離子向陰極遷移,陰離子向陽極遷移,由於離子交換膜的選擇透過性,淡室中的鹽水逐漸淡化,濃室中的鹽水被濃縮,以此實現脫鹽的目的。
電滲析用於重金屬工業的廢水處理。
污水凈化過程
方案三:
磁力分離法
磁力分離式利用磁場力截留和分離廢水中污染物質的方法。主要應用於去除廢水中磁性及非磁性懸浮物和重金屬離子,對廢水中有機物和營養物的去除也有幫助。
當廢水通過磁場時,水中磁性粒子同時受磁場吸引力、外力和重力、粒子互相作用等的作用,如磁力大於外力磁性粒子既能被磁場捕獲,從水中分離出來。磁場吸引力還可以起到促進絮凝的作用。
使用較多的磁過濾器的主要部分為電磁鐵和鐵磁性過濾介質金屬球、鋼毛等。其次為磁吸離器,它由不銹鋼圓盤製成,上面粘結了極性交錯排列的數百塊永久磁鐵,並用鋁板覆蓋。運轉時圓盤轉動,浸沒部分吸引水中磁性物質,轉離水面後,將表面泥渣即被掛走。磁性鐵粉可以在用分離心法從泥渣中回收。該分離機以其特有的快速分離的特點在生產中得到了實際應用
3. 關於海水淡化、污水處理的知識
海水淡化:
現在所用的海水淡化方法有海水凍結法、電滲析法、蒸餾法、反滲透法,目前應用反滲透膜的反滲透法以其設備簡單、易於維護和設備模塊化的優點迅速佔領市場,逐步取代蒸餾法成為應用最廣泛的方法。
4. 現代污水處理有哪些常見的方法
1、物理處理法
物理處理法是通過物理作用, 以分離、 回收污水中不溶解的、 呈懸浮狀的污染物質(包括油膜和油珠), 在處理過程中不改變其化學性質。 常用的有過濾法、 沉澱法、 浮選法等。
(1) 過濾法:利用過濾介質截流污水中的懸浮物。 過濾介質有篩網、紗布、 粒物, 常用的過濾設備有格柵、篩網、微濾機等。
1) 格柵與篩網。 在排水工程中, 廢水通過下水道流人水處理廠, 首先應經過斜置在渠道內的一組金屬制的呈縱向平行的框條(格柵)、 穿孔板或過濾網(篩網), 使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、 細篩或濾料上。
這一步屬廢水的預處理, 其目的在於回收有用物質;初步漫清廢水以利於以後的處理, 減輕沉澱池或其他處理設備的負荷;保護抽水機械, 以免受到顆粒物堵塞發生故障。 保護水泵和其他處理設備。格柵截留的效果主要取決於污水水質和格柵空隙的大小。 清渣方法有人工與機械兩種。柵渣應及時清理和處理。
篩網主要用於截留粒度在數毫米到數十毫米的細碎懸浮態雜物, 如纖維、紙漿、藻類等,通常用金屬絲、化纖編織而成,或用穿孔鋼板,孔徑一般小於5mm,最小可為0.2mm。 篩網過濾裝置有轉鼓式、 旋轉式、 轉盤式、 固定式振動斜篩等。 不論何種結構,既要能截留污物,又便於卸料及清理篩面 。
2)粒狀介質過濾(又稱彤、濾、 驚料過濾)。 廢水通過粒狀濾料(如石英砂)床層時,其中細小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的表面和內部空隙中。 常用的過濾介質有石英砂、 無煙煤和石榴石等。 在過濾過程中濾料同時對懸浮物進行物理截留、 沉降和吸附等作用。 過濾的效果取決於濾料孔徑的大小、 濾料層的厚度、 過濾速度及污水的性質等因素。
當廢水自上而下流過粒狀濾料層時,位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中,從而使此層濾料空隙越來越小,逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構成的濾膜, 並由它起主要的過濾作用。 這種作用屬於阻力截留或篩濾作用。
廢水通過濾料層時,眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積,形成無數的小 「沉澱池」,懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬於重力 沉降。
由於濾料具有巨大的表面積, 它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外,砂粒在水中常常帶有表面負電荷,能吸附帶正電荷的鐵、 鋁等肢體,從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜,並進而吸附帶負電荷的膠土和多種有機物等膠體,在砂粒上發生接觸絮凝。
(2)沉澱法。沉澱法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理, 藉助重力沉降作用使懸浮物從水中分離出來。 根據水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即彼此帖結聚團的能力)可分為四種:
1) 分離沉降(或自由沉降)。在沉澱過程中,顆粒之間互不聚合,單獨進行沉降。 顆位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用,其形狀、 尺寸、 質量均不改變,下降速度也不改變。
2)混凝沉澱(或稱作絮凝沉降)。 混凝沉降是指在混凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體,然後採用重力沉降予以分離去除。 混凝沉澱的特點是在沉澱過程中,顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體,因此顆粒的尺寸和質量均會隨深度的增加而增大,其沉速也隨深度 而增加。
常用的無機混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵及聚合鋁;常用的有機絮凝劑有聚丙烯酷膠等,還可採用助凝劑如水玻璃、 石灰等 。
3)區域沉降(又稱擁擠沉降、 成層沉降)。 當廢水中懸浮物含量較高時,顆粒間的距離較小,其間的聚合力能使其集合成為一個整體,並一同下沉,而顆粒相互間的位置不發生變動,因此澄清水和混水間有一明顯的分界面,逐漸向下移動,此類沉降稱為區域沉降。加高濁度水的沉澱池和二次沉澱池中的沉降(在沉降中後期)多屬此類。
4)壓縮沉澱。當懸浮液中的懸浮固體濃度很高時,顆粒互相接觸、擠壓,在上層顆粒的重力作用下,下層顆粒間隙中的水被擠出,顆粒群體被壓縮。壓縮沉澱發生在沉澱池底部的污泥斗或污泥濃縮池中,進行得很緩慢。依據水中懸浮性物質的性質不同,設有沉砂池和沉澱池兩種設備。
沉砂池用於除去水中砂粒、煤渣等相對密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在污水處理裝置前,以防止處理污水的其他機械設備受到磨損。
沉澱池是利用重力的作用使懸浮性雜質與水分離。它可以分離直徑為20~100µ,m以上的顆粒。根據沉澱池內的水流方向,可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。
①平流式沉澱池。廢水從池一端流人,按水平方向在池內流動,水中懸浮物逐漸沉向池底,澄清水從另一端溢出。
②輻流式沉澱池。池子多為圓形,直徑較大,一般在20~30m以上,適用於大型水處理廠。原水經進水管進入中心筒後,通過筒壁上的孔口和外圍的環形穿孔擋板,沿徑向呈輻射狀流向沉澱池周邊。由於過水斷面不斷增大,流速逐漸變小,顆粒沉降下來,澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。
③豎流式沉澱池。截面多為圓形,也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中,通過反射板的阻攔向四周分布於整個水平斷面上,緩緩向上流動。沉速超過上升流速的顆粒則沉到污泥斗,澄清後的水由四周的埋口溢出池外。
在污水處理與利用的方法中,沉澱(或上浮)法常常作為其他處理方法前的預處理。如用生物處理法處理、污水時,一般需事先經過預沉池去除大部分懸浮物質,以減少生化處理時的負荷,而經生物處理後的出水仍要經過二次沉澱池的處理,進行泥水分離以保證出水水質。
(3)浮選法。將空氣通人污水中,並以微小氣泡形式從水中析出成為載體,污水中相對密度接近於水的微小顆粒狀的污染物質(如乳化油等)附在氣泡上,並隨氣泡上升到水面,然後用機械的方法撇除,從而使污水中的污染物質得以從污水中分離出來。疏水性的物質易氣浮,而親水性的物質不易氣浮。因此有時為了提高氣浮效率,需向污水中加入浮選劑改變污染物的表面特性,使某些親水性物質轉變為疏水性物質,然後氣浮除去,這種方法稱為「浮選」。
氣浮時要求氣泡的分散度高,量多,有利於提高氣浮的效果。泡沫層的穩定性要適當,既便於浮渣穩定在水面上,又不影響浮渣的運送和脫水。產生氣 泡的方法有兩種:
1)機械法。使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉盤等生成微小氣泡。
2)壓力溶氣法。將空氣在一定的壓力下溶於水中, 並達到飽和狀態, 然後突然減壓, 過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。 目前廢水處理中的氣浮工藝多採用壓力溶氣法。
氣浮法的主要優點有:設備運行能力優於沉澱池, 一般只需15~20min即可完成固液分離, 因此它佔地少, 效率較高;氣浮法所產生的污泥較乾燥, 不易腐化, 且系表面刮取, 操作較便利;整個工作是向水中通人空氣, 增加了水中的潛解氧量, 對除去水中有機物、 藻類表面活性劑及臭味等有明顯效果, 其出水水質為後續處理及利用提供了有利條件。
氣浮法的主要缺點是:耗電量較大;設備維修及管理工作量增加, 運轉部分常有堵塞的可能;浮渣露出水面, 易受風、 雨等氣候因素影響。
除了上述兩種氣浮方法外, 目前較為常用的方法還有電解氣浮法。
(4)離心分離法。 含有懸浮污染物質的污水在高速旋轉時, 利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到的離心力不同, 從而達到分離目的的方法。 常用的離心設備有旋流分離器和離心
2、化學處理法
向污水中投加化學試劑, 利用化學反應來分離、 回收污水中的污染物質,或將污染物質轉化為無害的物質。 該法既可使污染物與水分離, 回收某些有用物質, 也能改變污染物的性質, 如降低廢水的酸鹼度、 去除金屬離子、 氧化某些有毒有害的物質等, 因此可達到比物理法更高的凈化程度。 常用的化學方法 有化學沉澱法、 中和法、 氧化還原法和混凝法。
化學法處理的局限性如下:
由於化學處理廢水常採用化學葯劑(或材料), 處理費用一般較高, 操作與 管理的要求也較嚴格。
化學法還需與物理法配合使用。 在化學處理之前, 往往需用沉澱和過濾等手段作為前處理;在某些場合下,又需採用沉澱和過濾等物理手段作為化學處理的後處理。
( 1)化學沉澱法。
化學沉澱法是指向廢水中投加某些化學葯劑, 使其與廢水中的溶解性污染物發生五換反應, 形成難榕於水的鹽類(沉澱物)從水中沉澱出來, 從而降低或除去水中的污染物。化學沉澱法多用於在水處理中去除鈣離子、 鏡離子以及廢水中的重金屬離子, 如隸、 鍋、鉛、 缽等。 按使用的沉澱劑不同, 沉澱法可分為石灰法(又稱為氫氧化物沉澱法)、硫化物法和銀鹽法等。
水中Ca 2+、 Mg2+令 含量的總和稱總硬度, 可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度可投加石灰使水中的Ca 2+和Mg2+形成CaC03和Mg (OH) 2沉澱而降低, 如需同時去除非碳酸鹽硬度, 可採用石灰-蘇打軟化法, 使Ca 2+和Mg2+ 形成CaC03 矛llMg ( OH) 2沉澱除去。 因此, 當原水硬度或鹼度較高時, 可先用化學沉澱法作為離子交換軟化的前處理, 以節省離子交換的運行費用。
去除廢水中的重金屬離子時, 一般採用投加碳酸鹽的方法, 生成的金屬離子, 碳酸鹽的溶度積很小, 便於回收。 如利用碳酸銷處理含鎊廢水。
ZnS04 + Na 2C03 一一→ZnC03 ↓+ NazS04
此法優點是經濟簡便, 葯劑來源廣, 因此在處理重金屬廢水時應用最廣。 存在的問題是勞動衛生條件差, 管道易結垢堵塞與腐蝕;沉澱體積大, 脫水困難。
(2)中和法。
中和法處理是利用酸鹼相互作用生成鹽和水的化學原理, 將廢水從酸性或鹼性調整到中性附近的處理方法。 對於酸或鹼的濃度大於3%的廢水, 首先應進 行酸鹼的回收。 對於低濃度的酸鹼廢水, 可採取中和法進行處理。
酸性污水的處理, 通常採用投加石灰、 苛性鍋、 碳酸鍋或以石灰石、 大理石作潔、料來中和酸性污水。 鹼性污水的處理, 通常採用投加硝酸、 鹽酸或利用二氧化碳氣體中和鹼性污水。 另外, 對於酸、 鹼性污水也可以用二者相互中和的辦法來處理。
(3)氧化還原法。
氧化還原法是通過化學葯劑與水中污染物之間的氧化還原反應, 將污水中的有毒有害污染物轉化為無毒或微毒物質的方法。 這種方法主要處理無機污染物, 如重金屬和氧化物的污染。 利用高健酸御、 液氯、 臭氧等強氧化劑或電極的陽極反應, 將廢水中的有害物質氧化分解為元害物質;利用鐵粉等還原劑或電極的陰極反應, 將廢水中的有害物質還原為無害物質;臭氧氧化法對污水進 行脫色、 殺菌和除臭處理;空氣氧化法處理含硫廢水;還原法處理含錦電鍍廢水等都是氧化還原法處理廢水的實例。
水處理常用的氧化劑有氧、 臭氧、 氯、 次氯酸等。 常用的還原劑有硫酸亞鐵、 亞硫酸鹽、 鐵屑、 鑄粉等。
(4)混凝法。
混凝法是在含不易沉降的細顆粒及膠體顆粒的廢水中加入電解質以破壞肢體的穩定性而使其聚沉。 常用的混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵、 聚乙烯亞股或聚丙烯酷膠等。 為加速混凝常伴隨加入助凝劑石灰、 活性硅膠、 骨膠等。
3、物理化學處理法
物理化學法(簡稱物化法), 是利用萃取、 吸附、 離子交換、 膜分離技術、氣提等物理化學的原理, 處理或回收工業廢水的方法。 它主要用分離廢水中無機的或有機的(難以生物降解的)溶解態或膠態的污染物質, 回收有用組分,並使廢水得到深度凈化。 因此, 適合於處理雜質濃度很高的廢水(用作回收利用的方法), 或是濃度很低的廢水(用作廢水深度處理)。利用物理化學法處理工業廢水前, 一般要經過預處理, 以減少廢水中的懸浮物、 油類、 有害氣體等雜質, 或調整廢水的pH值, 以提高回收效率、 減少損耗。同時, 濃縮的殘渣要 經過後處理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、 吸附法、 離子交換法、 膜析法(包括滲析法、 電滲析法、 反滲透法、 超濾法等)。
(1)萃取法。
萃取法是向污水中加人一種與水不相溶而密度小於水的有機溶劑, 充分混合接觸後使污染物重新分配, 由水相轉移到溶劑相中, 利用溶劑與水的密度差別, 將溶劑分離出來, 從而使污水得到凈化的方法。再利用溶質與溶劑的沸點差將溶質蒸館回收, 再生後的溶劑可循環使用。使用的溶劑叫萃取劑, 提出的物質叫萃取物。 萃取是一種液-液相間的傳質過程, 是利用污染物(溶質)在水與有機溶劑兩相中的溶解度不同進行分離的。
在選擇萃取劑時, 應注意萃取劑對被萃取物(污染物)的選擇性, 即溶解能力的大小, 通常溶解能力越大, 萃取的效果越好;萃取劑與水的密度相差越大, 萃取後與水分離就越容易。常用的萃取劑有含氧萃取劑、 含磷萃取劑、 含氮萃取劑等 。 常用的萃取設備有脈沖篩板塔、 離心萃取機等。
(2)吸附法。
吸附法處理廢水是利用——種多孔性固體材料(吸附劑)的表面來吸附水中的一種或多種溶解污染物、 有機污染物等(稱為熔質或吸附質), 以回收或去除它們, 使廢水得以凈化。例如, 利用活性炭可吸附廢白水中的盼、 隸、 錯、氧等劇毒物質, 且具有脫色、 除臭等作用。吸附法目前多用於污水的深度處理, 可分為靜態吸附和動態吸附兩種方法, 即在污水分別處於靜態和流動態時進行吸 附處理。常用的吸附設備有固定床、 移動床和流動床等。
在廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附樹脂等。以活性炭和吸附樹脂應用較為普遍。一般吸附劑均呈鬆散多 孔結構, 具有巨大的比表面積。其吸附力可分為分子引力(范德華力)、 化學鍵力和靜電引力三種。水處理中大多數吸附是上述三種吸附力共同作用的結果。
吸附劑吸附飽和後必須經過再生, 把吸附質從吸附劑的細孔中除去, 恢復其吸附能力。再生的方法有加熱再生法、 蒸汽吹脫法、 化學氧化再生法(濕式氧化、 電解氧化和臭氧氧化等)、 溶劑再生法和生物再生法等。
由於吸附劑價格較貴, 而且吸附法對進水的預處理要求高, 因此多用於給水處理中。
(3)離子交換法。
離子交換法是利用離子交換劑的離子交換作用置換污水中的離子態污染物質的方法。隨著離子交換樹脂的生產和離子交換技術的發展, 由於效果良好, 操作方便, 近年來在回收和處理工業污水中的有毒物質方面, 得到一定的應用。如用陽離子交換劑去除(回收) 污水中的銅、鎳、鎘、鋅、汞、金、銀、鉑等重金屬。
離子交換法多用於工業給水處理中的軟化和除鹽, 主要去除廢水中的金屬 離子。 離子交換軟化法採用Na+交換樹脂。
(4)膜析法。
1) 電滲析法。電摻析法是在直流電場的作用下, 利用陰、 陽離子交換膜對溶液中陰陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過, 陰膜只允許陰商子通過), 使一部分溶液中的離子遷移到另一部分溶液中去,使得溶液中的電解質與水分離, 從而達到濃縮、純化、分離的一 種水處理方法。電滲析法是在離子交換技術基礎上發展起來的新方法, 除用於污水處理外, 還可用於海水除鹽、制備去離子水(純水)等。
2)反滲透法。
反滲透法巳用於含重金屬廢水的處理、 污水的深度處理及海水淡化等。在世界淡水供應危機嚴重的今天, 反滲透法結合蒸館法的海水淡化技術前景廣闊。 它的另一重要用途是與離子交換系統聯用, 作為離子交換的預處理方法以制備去離子的超純水。在廢水處理中, 反滲透法主要用於去除與回收重金屬離子, 去除鹽、有機物、色度以及放射性元素等。
目前在水處理領域內廣泛應用的半透膜有醋酸纖維素 膜和聚酷膠膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反滲透裝置有管式、螺旋式、中空纖維式及板框式等。滲透水可重復利用。
4、生物處理法
生物處理法是利用自然環境中微生物的生物化學作用, 氧化分解溶解於污 水中或肢體狀態的有機污染物和某些無機毒物(如氟化物、硫化物), 並將其轉化為穩定無害的無機物, 從而使廢水得以凈化的方法。 此法具有投資少、效果好、運行費用低等優點, 在城市廢水和工業廢水的處理中得到最廣泛的應用。
現代生物處理法根據微生物在生化反應中是否需要氧氣, 分為好氧生物處 理和厭氧生物處理兩類。
(1)好氧生物處理法。
在有氧的條件下, 依賴好氧菌和兼氧菌的生化作用完成廢水處理的工藝稱為好氧生物處理法。 該法需要有氧的供應。 根據好氧微生物在處理系統中所呈現的狀態, 可分為活性污泥法和生物膜法。
1)活性污泥法是目前使用最廣泛的一種生物處理法。 該方法是向曝氣池中富含有機污染物並有細菌的廢水中不斷地通人空氣(曝氣), 在一定的時間後就會出現懸浮態絮狀的泥粒, 這實際上是由好氧菌(及兼性好氧菌)所吸附的有機物和好氧菌代謝活動的產物所組成的聚集體, 具有很強的分解有機物的能力,稱之為 「活性污泥」。從曝氣池流出的污水和活性污泥混合液經沉澱池沉澱分離後, 澄清的水被排放, 污泥作為種泥迴流到曝氣池, 繼續運作。 這種以活性污泥為主體的生物處理法稱為 活性污泥法」 。廢水在曝氣池中停留4~6h, 可除去廢水中的有機物(BOD6)約90%。 活性污泥法有多種池型及運行方式, 通常有普通活性污泥法、完全混合式表面曝氣法、吸附再生法等。
2)生物膜法是使污水連續流經固體填料(碎石、煤渣或塑料填料), 微生物在填料上大量繁殖, 形成污泥狀的膠膜稱為生物膜, 利用生物膜處理污水的方法,稱為生物膜法。生物膜主要由大量的菌膠團、真菌、藻類和原生動物組成。 生物膜上的微生物起到和活性污泥同樣的凈化作用, 吸附並降解水中的有機污 染物, 從填料上脫落的衰老的生物膜隨處理後的污水流入沉澱池, 經過沉澱池沉澱分離後, 使污水得以凈化。常用的生物膜法有生物濾池、生物接觸氧化池、生物轉盤等。
(2)厭氧生物處理法。
在無氧的條件下, 利用厭氧微生物的作用分解、污水中的有機物, 使污水凈化的方法稱為厭氧生物處理法。 近年來, 世界性的能源緊張, 使污水處理向節能和實現能源化的方向發展, 從而促進了厭氧微生物處理方法的發展。 一大批高效新型厭氧生物反應器相繼出現, 包括厭氧生物濾池、 升流式厭氧污泥床、 厭氧硫化床等。 它們的共同特點是反應器中生物團體濃度很高, 市泥齡很長, 因此處理能力大大提高, 從而使厭氧生物處理法所具有的能耗小、可以回收能源、 剩餘的污泥量少、 生成的污泥穩定而易處理、 對高濃度有機廢水處理效率高等優點得到充分體現。厭氧生物處理法經過多年的發展,已經成為污水處理的主要方法之一。
5、除磷、 脫氮
( 1) 除磷。 城市廢水中磷的主要來源是糞便、 洗滌劑和某些工業廢水, 以正磷酸鹽、 聚磷酸鹽和有機磷的形式溶解於水中。 常用的除磷方法有化學法和生物法。
1)化學法除磷。 利用磷酸鹽與鐵鹽、 石灰、 鋁鹽等反應生成磷酸鐵、 磷酸鈣、 磷酸鋁等沉澱, 將磷從廢水中排除。化學法的特點是磷的去除效率較高, 處理結果穩定, 污泥在處理和處置過程中不會重新釋放磷造成二次污染,但污泥的產量比較大。
2)生物法除磷。生物法除磷是利用微生物在好氧條件下, 對廢水中溶解性 磷酸鹽的過量吸收,沉澱分離而除磷。 整個處理過程分為厭氧放磷和好氧吸磷 兩個階段。
含有過量磷的廢水和含磷活性污泥進人厭氧狀態後,活性污泥中的聚磷商在厭氧狀態下, 將體內積聚的聚磷分解為無機磷釋放回廢水中。這就是 「 厭氧放磷」。聚磷菌在分解聚磷時產生的能量除一部分供自己生存外, 其餘供聚磷菌吸收廢水中的有機物,並在厭氧發酵產酸菌的作用下轉化成乙酸背,再進一步轉化為PHB (聚自-短基丁酸) 儲存於體內。
進入好氧狀態後, 聚磷菌將儲存於體內的PHB進行好氧分解, 並釋放出大 量能量,一部分供自己增殖, 另一部分供其吸收廢水中的磷酸鹽, 以聚磷的形式積聚於體內。這就是 「好氧吸磷」。在此階段, 活性污泥不斷增殖。 除了一部分含磷活性活泥迴流到厭氧池外, 其餘的作為剩餘污泥排出系統,達到除磷的目的。
(2) 脫氮。
生活廢水中各種形式的氮占的比例比較恆定:有機氮 50%~60%,氨氮40%~ 50%,亞硝酸鹽與硝酸鹽中的氮占 0~ 5%。 它們均來源於人們食物中的蛋白質。脫氮的方法有化學法和生物法兩大類。
1)化學法脫氮。包括氨吸收法和加氯法。
①氨吸收法。 先把廢水的pH值調整到10以上,然後在解吸塔內解吸氨
②加氯法。在含氨氮的廢水中加氯。通過適當控制加氯量, 可以完全除去水中的氨氮。為了減少氯的投加量, 此法常與生物硝化聯用, 先硝化再除去微量的殘余氨氮。
2)生物法脫氮。生物脫氮是在微生物作用下, 將有機氮和氨態氮轉化為氮氣的過程, 其中包括硝化和反硝化兩個反應過程。
硝化反應是在好氧條件下, 廢水中的氨態氮被硝化細菌 (亞硝酸菌和硝酸菌)轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。 反硝化反應是在無氧條件下, 反硝化菌將硝酸鹽氮(N03-)和亞硝酸鹽氮(NH2-)還原為氮氣。因此整個脫氮過程需經歷好氧和缺氧兩個階段。
5. 高含鹽廢水處理方法
1、馴化處理:
在鹽度小於2g/L條件下,可能通過馴化處理含鹽污水。但是馴化鹽度濃度必須逐漸提高,分階段的將系統馴化到要求鹽度水平。突然高鹽環境會造成馴化的失敗和啟動的延遲。
2、稀釋進水鹽度:
既然高鹽成為微生物的抑制和毒害劑,那麼將進水進行稀釋,使鹽度低於毒域值,生物處理就不會收到抑制。這種方法簡單,易於操作和管理;其缺點就是增加處理規模,增加基建投資,增加運行費用,浪費水資源。
3、蒸發濃縮除鹽:
在鹽度大於2g/L時,蒸發濃縮除鹽是最經濟也是最有效的可行辦法。其它的方法如培養含鹽菌等的方法都存在工業實踐難以運行的問題。
4、生物方法:
許多研究表明,生物方法可以處理高含鹽廢水。但由低鹽到高鹽,微生物有一個適應期。從淡水環境到高鹽環境時,由於鹽的變化可能引起微生物代謝途徑的改變,菌種選擇的結果使適應高鹽的菌種較少,只有當微生物經培養馴化後,才能產生適應高鹽的菌種,以耐受一定的鹽濃度。
(5)淡化廢水開發擴展閱讀:
高含鹽廢水的生化處理:
高含鹽廢水生物處理流程的選擇高含鹽廢水生物處理流程與普通生物處理流程基本一樣,主要包括調節池、曝氣池、二沉池、污泥迴流、剩餘污泥脫水、投加營養鹽等。
(1)調節池。含鹽廢水調節池考慮的主要因素是廢水鹽濃度的變化,除生產波動周期、沖擊因素外,應重點考慮水中鹽濃度的變化和如何進行調整,如低含鹽水量的減少或過高含鹽來水的沖擊。
(2)曝氣池。根據廢水中含鹽類型不同,曝氣池選擇也應有所不同。生物處理含CaCL2較高的廢水,應採用傳統曝氣方式。鈣離子能增加活性污泥的絮體強度,高CaCL2可使污泥中灰分達到40%~50%,污泥密度增加,曝氣池中的污泥濃度可在5000mg/L以上。因此,應採用提升力較大的傳統曝氣、深井曝氣、流化床曝氣等曝氣方法。曝氣也應選用氣泡較大、提升力較強的散流曝氣器等曝氣方式。
(3)二沉池。二沉池表面負荷應有一定的餘量,主要是考慮廢水密度增加,不利於污泥沉澱,尤其是含NaCl廢水。處理水量較大時,特別是含CaCL2廢水,最好採用周邊傳動式刮泥機,以適應污泥濃度高、密度大的特點。在採用傳統活性污泥法處理高CaCL2廢水時,應適當加大污泥迴流量,以減少廢水波動造成的沖擊,提高系統的穩定性。
(4)污泥脫水。由於含CaCL2廢水生物處理的剩餘污泥含鈣鹽多,有利於脫水,可不用加絮凝劑。經濃縮後的污泥濃度可大於50g/L。剩餘污泥量與普通廢水處理的剩餘污泥類似,設計參數可參考普通污泥脫水。
6. 讀《海水淡化中淡化廢水處理》有感
我看到一篇關於《海水淡化中淡化廢水處理》的論文。因為世界上的飲用水非常缺乏,所以要用海水淡化成淡水,可是這樣淡化廢水處理又成了一個問題。海水的鹽度增加,海水的生態環境被破壞,魚兒無法生存;廢水中的重金屬污染海里的微生物,水裡就會產生致癌物質,魚兒吃了就會在體內殘留,人吃了這樣的魚就會中毒。這一系列問題需要科學家去解決,這項發明的確讓很多科學家頭疼。
我看了這篇文看完這篇文章我也有自己的一些想法。第一,把海水淡化後的結晶鹽放回大海,海水的濃度增加了,但是我們可以把死海里的蝦引過來,這種蝦可以在很高鹽度的海水裡生存。第二,我們可以把淡化處理的'結晶鹽堆成鹽山,開發一個新的旅遊項目——滑鹽。第三,可以把鹽儲存起來,等到冬天運到北方用來除雪。第四,就是建一個海鹽醫院,用熱鹽為病人治病,病人還可在這里住院,可是他們躺的都是鹽床,醫院裡面還做很多的鹽池、鹽炕。第五,建一個鹽焗雞加工廠,把鹽堆起來,把雞放到裡面做成了美味的鹽焗雞。
7. 電鍍廢水處理方法
我國處理電鍍廢水常用的方法有化學法、生物法、物化法和電化學法等。
化學法
化學法是依靠氧化還原反應或中和沉澱反應將有毒有害的物質分解為無毒無害的物質,或者直接將重金屬經沉澱或氣浮從廢水中除去。
1、沉澱法
(1) 中和沉澱法。在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應,使重金屬生成不溶於水的氫氧化物沉澱形式加以分離。中和沉澱法操作簡單,是常用的處理廢水方法。
(2) 硫化物沉澱法。加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱而除去的方法。與中和沉澱法相比,硫化物沉澱法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,反應pH值在7~9之間,處理後的廢水一般不用中和,處理效果更好。但硫化物沉澱法的缺點是:硫化物沉澱顆粒小,易形成膠體,硫化物沉澱在水中殘留,遇酸生成氣體,可能造成二次污染。
(3) 螯合沉澱法。通過高分子重金屬捕集沉澱劑(DTCR)在常溫下與廢水中Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+及Cr3+等重金屬離子迅速反應,生成不溶水的螯合鹽,再加入少量有機或(和)無機絮凝劑,形成絮狀沉澱,從而達到捕集去除重金屬的目的。DTCR系列葯劑處理電鍍廢水的特點是可同時去除多種重金屬離子,對重金屬離子以絡合鹽形式存在的情況,也能發揮良好的去除效果,去除膠質重金屬不受共存鹽類的影響,具有較好的發展前景。
2、氧化法
通過投加氧化劑,將電鍍廢水中有毒物質氧化為無毒或低毒物,主要用於處理廢水中的CN-、Fe2+、Mn2+低價態離子及造成色度、昧、嗅的各種有機物以及致病微生物。如處理含氰廢水時,常用次氯酸鹽在鹼性條件下氧化其中的氰離子,使之分解成低毒的氰酸鹽,然後再進一步降解為無毒的二氧化碳和氮。
3、化學還原法
化學還原法在電鍍廢水治理中最典型的是對含鉻廢水的治理。其方法是在廢水中加入還原劑FeS04、NaHS03、Na2S03、S02或鐵粉等,使Cr(Ⅵ)還原成Cr(III),然後再加入NaOH或石灰乳沉澱分離。該法優點是設備簡單、投資少、處理量大,但要防止沉渣污泥造成二次污染。
4、中和法
通過酸鹼中和反應,調節電鍍廢水的酸鹼度,使其呈中性或接近中性或適宜下步處理的酸鹼度范圍,主要用來處理電鍍廠的酸洗廢水。
5、氣浮法
氣浮法作為處理電鍍廢水的技術是近幾年發展起來的一項新工藝。其基本原理是用高壓水泵將水加壓到幾個大氣壓注入溶罐中,使氣、水混合成溶氣水,溶氣水通過溶氣釋放器進入水池中,由於突然減壓,溶解在水中的空氣形成大量微氣泡,與電鍍廢水初步處理產生的凝聚狀物黏附在一起,使其相對密度小於水而浮到水面上成為浮渣排除,從而使廢水得到凈化。
生物法
生物處理是一種處理電鍍廢水的新技術。一些微生物代謝產物能使廢水中的重金屬離子改變價態,同時微生物菌群本身還有較強的生物絮凝、靜電吸附作用,能夠吸附金屬離子,使重金屬經固液分離後進入菌泥餅,從而使得廢水達標排放或回用。
1、生物吸附法
凡具有從溶液中分離金屬能力的物體或生物體制備的衍生物稱為生物吸附劑。生物吸附劑主要是菌體、藻類及一些提取物。微生物對重金屬的吸附機理取決於許多物理、化學因素,如光、溫度、pH值、重金屬含量及化學形態、其他離子、螫合劑的存在和吸附劑的預處理等。生物吸附技術治理重金屬污染具有一定的優勢,在低含量條件下,生物吸附劑可以選擇性地吸附其中的重金屬,受水溶液中鈣、鎂離子的干擾影響較小。該方法處理效率高,無二次污染,可有效地回收一些貴重金屬。但是生物成長環境不容易控制,往往會因水質的變化而大量中毒死亡。
2、生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。微生物絮凝劑是由微生物自身產生的、具有高效絮凝作用的天然高分子物質,它的主要成分是糖蛋白、黏多糖、纖維素、蛋白質和核酸等。它具有較高電荷或較強的親水性和疏水性,能與顆粒通過離子鍵、氫鍵和范德華力同時吸附多個膠體顆粒,在顆粒間產生架橋現象,形成一種網狀三維結構而沉澱下來。對重金屬有絮凝作用的生物絮凝劑約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu 2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的螯合物而沉澱下來。該方法處理廢水具有安全方便無毒,不產生二次污染,絮凝范圍廣,絮凝活性高、生長快,絮凝作用條件粗放,大多不受離子強度、pH值及溫度的影響,易於實現工業化等特點。
3、生物化學法
生物化學法是通過微生物與金屬離子之間發生直接的化學反應,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。其優點是:選擇性強、吸附容量大、不使用化學葯劑。污泥中金屬含量高,二次污染明顯減少,而且污泥中重金屬易回收,回收率高。但其缺點是功能菌和廢水中金屬離子的反應效率並不高,且培養菌種的培養基消耗量較大,處理成本較高。
物化法
物化法是利用離子交換或膜分離或吸附劑等方法去除電鍍廢水所含的雜質,其在工業上應用廣泛,通常與其他方法配合使用。
1、離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法。最常用的交換劑是離子交換樹脂,樹脂飽和後可用酸鹼再生後反復使用。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。多數情況下,離子是先被吸附,再被交換,具有吸附、交換雙重作用。對於含鉻等重金屬離子的廢水,可用陰離子交換樹脂去除Cr(VI),用陽離子交換樹脂去除Cr(Ⅲ)、鐵、銅等離子。一般用於處理低有害物質含量廢水,具有回收利用、化害為利、循環用水等優點,但它的技術要求較高、一次性投資大。
2、膜分離法
膜分離是指用半透膜作為障礙層,藉助於膜的選擇滲透作用,在能量、含量或化學位差的作用下對混合物中的不同組分進行分離。利用膜分離技術,可從電鍍廢水中回收重金屬和水資源,減輕或杜絕它對環境的污染,實現電鍍的清潔生產,對附加值較高的金、銀、鎳、銅等電鍍廢水用膜分離技術可實現閉路循環,並產生良好的經濟效益。對於綜合電鍍廢水,經過簡單的物理化學法處理後,採用膜分離技術可回用大部分水,回收率可達60%~80%,減少污水總排放量,削減排放到水體中的污染物。
3、蒸發濃縮法
該方法是對電鍍廢水進行蒸發,使重金屬廢水得以濃縮,並加以回收利用的一種處理方法,一般適用於處理含鉻、銅、銀、鎳等含重金屬的電鍍廢水。一般將之作為其他方法的輔助處理手段。它具有能耗大、成本高、佔地面積大、運轉費用高等缺點。
4、活性炭吸附法
活性炭吸附法是處理電鍍廢水的一種經濟有效的方法,主要用於含鉻、含氰廢水。它的特點是處理調節溫和,操作安全,深度凈化的處理水可以回用。但該方法存在活性炭再生復雜和再生液不能直接回鍍槽利用的問題,吸附容量小,不適於有害物含量高的廢水。
電化學法
1、電解法
電解法是利用電解作用處理或回收重金屬,一般應用於貴金屬含量較高或單一的電鍍廢水。電解法處理Cr(VI),是用鐵作電極,鐵陽極不斷溶解產生的亞鐵離子能在酸性條件下將Cr(VI)還原成Cr(Ⅲ),在陰極上Cr(Ⅵ)直接還原為Cr(Ⅲ),由於在電解過程中要消耗氫離子,水中余留的氫氧根離子使溶液從酸性變為鹼性,並生成鉻和鐵的氫氧化物沉澱去除鉻。電解法能夠同時除去多種金屬離子,具有凈化效果好、泥渣量少、佔地面積小等優點,但是消耗電能和鋼材較多,已較少採用。
2、原電池法
以顆粒炭、煤渣或其他導電惰性物質為陰極,鐵屑為陽極,廢水中導電電解質起導電作用構成原電池,通過原電池反應來達到處理廢水的目的。近年來,鐵碳微電解技術在電鍍廢水的處理中受到越來越多的重視。
3、電滲析法
電滲析技術是膜分離技術的一種。它是將陰、陽離子交換膜交替地排列於正負電極之間,並用特製的隔板將其隔開,在電場作用下,以電位差為推動力,利用離子交換膜的選擇透過性,把電解質從溶液中分離出來,從而實現電鍍廢水的濃縮、淡化、精製和提純。
4、電凝聚氣浮法 採用可溶性陽極(Fe、AI等)材料,生成Fe2+、Fe3+、Al3+等大量陽離子,通過絮凝生成Fe(OH)2、Fe(OH)3、AI(OH)3等沉澱物,以去除水中的污染物。同時,陰極上產生大量的H2微氣泡,陽極上產生大量的O2微氣泡,以這些氣泡作為氣浮載體,與絮凝污物一起上浮。大量絮體在豐富的微氣泡攜帶下迅速上浮,達到凈化水質的目的。
我國電鍍廢水的常規處理技術已經比較成熟,現代生物法處理電鍍廢水是非常有發展前途的一項廢水處理技術,且不產生二次污染,關鍵是要運用新技術對其進行深度處理,進一步提高出水水質。膜處理技術因其分離效率高,且能回收重金屬,今後必將在電鍍廢水處理中占據重要的地位。同時通過推廣清潔生產工藝,從電鍍生產的各個環節上減少排污量,變「被動治理」為「積極治理」,也是解決電鍍廢水污染的根本方法。
8. 關於海水淡化、污水處理的知識
污水處理的知識: 主要有物理處理法,生化處理法和化學處理法,生化處理法經常被使用,主流處理方法主要看被處理水質和受納水體情況,一般城市生活污水的主流處理方法為生化處理法,如活性污泥法,mbr 等方法。 白色污染 : 白色污染是我國城市特有的環境污染,在各種公共場所到處都能看見大量廢棄的塑料製品,他們從自然界而來,由人類製造,最終歸結於大自然時卻不易被自然所消納,從而影響了大自然的生態環境。從節約資源的角度出發,由於塑料製品主要來源是面臨枯竭的石油資源,應盡可能回收,但由於現階段再回收的生產成本遠高於直接生產成本,在現行市場經濟條件下難以做到。面對日益嚴重的白色污染問題,人們希望尋找一種能替代現行塑料性能,又不造成白色污染的塑料替代品,可降解塑料應運而生,這種新型功能的塑料,其特點是在達到一定使用壽命廢棄後,在特定的環境條件下,由於其化學結構發生明顯變化,引起某些性能損失及外觀變化而發生降解,對自然環境無害或少害。例如澱粉填充塑料,首先其所含澱粉在短時間內被土壤中的微生物分泌的澱粉酶迅速分解而生成空洞,導致薄膜力學性能下降,同時配方中添加的自氧劑與土壤中的金屬鹽反應生成過氧化物,使聚乙烯的鏈斷裂而降解成易被微生物吞噬的小碎片被自然環境所消納,同時起到改良土壤的作用。 地球是我們賴以生存的家園,而這個家園正在被垃圾所包圍。作為21世紀的主人,我們不能只是擔憂與抱怨,而是要有行動,要有綠色行動。垃圾並非一無是處,廢品也不是廢不可用。垃圾資源化和再循環在技術上並不難,困難在於廢物隨手拋棄、混合堆積就成為垃圾;因此作為有教養的新世紀的文明人,我們應該參與「舉手之勞」的垃圾源頭分類活動,為凈化我們的生存空間做一點奉獻,獻一片愛心。 生活垃圾是人類生活的副產品,隨著社會經濟的迅速發展和城市人口的高度集中,生活垃圾的產量正在逐步增加。一般生活垃圾可分為廢紙、塑料、玻璃、金屬和生物垃圾等五類。垃圾對人類生活和環境的主要危害是: 第一、佔地過多。堆放在城市郊區的垃圾,侵佔了大量農田。現在北京人每人平均年產垃圾440公斤,全市年產400萬噸左右,相當於兩個半景山。北京的垃圾堆放場地已有4500餘處,佔地超過1萬多畝。垃圾在自然界停留的時間也很長:煙頭、羊毛織物1—5年;橘子皮2年;經油漆的木板13年;尼龍織物30—40年;皮革50年;易拉罐80—100年;塑料100—200年;玻璃1000年。為此,我們既要少製造垃圾,更要注重垃圾的分類,回收利用,變廢為寶。少用一次性筷子、水杯、飯盒等製品,多用可重復使用的製品,減少寶貴的森林資源消耗;少用塑料袋,改用購物布袋,減少城市「白色污染」的危害;購買無氟冰箱、空調等環保電器,保護大氣臭氧層;少用高濃度洗滌劑,使用無磷洗衣粉,減少水污染。 第二、污染空氣。垃圾是一種成份復雜的混合物。在運輸和露天堆放過程中,有機物分解產生惡臭,並向大氣釋放出大量的氨、硫化物等污染物,其中含有機揮發氣體達100多種,這些釋放物中含有許多致癌、致畸物。塑料膜、紙屑和粉塵則隨風飛揚形成「白色污染」。 第三、污染水體。垃圾中的有害成份易經雨水沖入地面水體,在垃圾堆放或填坑過程中還會產生大量的酸性和鹼性有機污染物,同時將垃圾中的重金屬溶解出來。垃圾污染源產生的滲出液經土壤滲透會進入地下水體;垃圾直接棄入河流、湖泊或海洋,則會引起更嚴重的污染。您看:頤和園、北海水面上漂著的塑料瓶和飯盒,香山、八大處林間山路上散落著和樹枝上掛著的塑料袋、麵包紙等,一些遊客只圖自己方便,造成旅遊環境污染。如果動物誤食了白色垃圾不僅會傷及健康,甚至會導致死亡。 第四、土壤渣土化。垃圾直接施用於農田,或僅經簡易處理後用於農田會破壞土壤的團粒結構、理化性質和保水、保肥能力。特別是塑料袋、塑料布,如果埋在農田內,莊稼的根就不能生長,農田就會減產,可供人們食用的糧食就會減少。 第五、火災隱患。垃圾中含有大量可燃物,在天然堆放過程中會產生甲烷等可燃氣,遇明火或自燃易引起火災。隨著城市垃圾中有機質含量的提高和由露天分散堆放變為集中堆存,而在長期堆存中只採用簡單覆蓋致使垃圾產生沼氣的危害日益突出,垃圾爆炸事故不斷發生,造成重大損失。 第六、有害生物的巢穴。垃圾不但含有病原微生物,而且能為老鼠、鳥類及蚊蠅提供食物、棲息和繁殖的場所,也是傳染疾病的根源。 綜上所述,對於城市垃圾問題的嚴重性和迫切性顯而易見。要讓這些垃圾變廢為寶,就要做好垃圾的回收和利用。您知道嗎?回收1噸廢紙可生產好紙800公斤,可以少砍17棵大樹,可節約一半以上的造紙能源,減少35%的水污染;1噸廢塑料至少能回煉600公斤汽油和柴油;用廢玻璃再造玻璃,不僅可以節約石英砂、純鹼等原料,還可節電;用廢金屬冶煉金屬可節約大量的能源消耗,還可減少空氣污染;而一些果皮、蛋殼、菜葉、剩飯等廚房垃圾,可用堆肥發酵的方法處理,變成綠色肥料等。 因此,我們要通過電視、廣播、報紙和信息網路等多種大眾媒體,大力進行垃圾源頭分類收集的宣傳教育;抓緊制定適合國情有關垃圾分類收集處理的法規,並嚴格執行;可考慮在一些單位深入細致地進行垃圾源頭分類收集的試點工作;並與大家進一步討論完善管理辦法,使垃圾源頭分類收集盡快普遍開展。讓我們共同努力,用舉手之勞,推動垃圾分類回收,清除垃圾污染,變廢為寶,節約資源。使北京能以嶄新的面貌奪得2008年奧運會的主辦權,同時也給我們自己提供一個優美的健康的生存空間。
9. 氨氮高了,高氨氮廢水有哪些處理方法
隨著我國經濟的高速發展,產生了大量高濃度氨氮廢水。氨氮廢水的大量排放,導致水體中氨氮大量富集,引起水體的富營養化與惡化,對水環境造成巨大危害,不僅嚴重影響了人們的正常生活,甚至危害了人們的身體健康,社會影響巨大。因此,國家在氨氮廢水的排放要求方面也制定了越來越嚴格的法規與排放標准。目前,除了合成氨、肉類加工、鋼鐵等12個行業執行相應的國家行業標准(通常一級標准為25mg/L)外,其他均需遵守國家標准GB8978-1996«污水綜合排放標准»。該標准明確1998年後新建單位氨氮最高允許排放濃度為15mg/L。
氨氮廢水的處理方法和工藝有很多種,主要有物化法和生物法。物化法包括吹脫法、離子交換法、折點氯化法、化學沉澱法、膜分離法、高級氧化法、電解法、土壤灌溉法等。生物法包括硝化—反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、SBR、氧化溝等。
1、物化法
1.1 吹脫法
在廢水中氨氮多以銨離子(NH+4)和游離氨(NH3)的狀態存在,兩者保持平衡,平衡關系為:NH3+H2O→NH+4+OH-。這個平衡受pH值影響。當廢水pH值升高時,OH-離子增多,該平衡反應向左移動,有利於NH+4生成游離態的NH3,從而使得游離氨所佔比例增大,游離氨易於從水中逸出。當廢水的pH值升高到11左右時,廢水中的氨氮幾乎全部以NH3的形式存在,再加上曝氣吹脫的物理作用,則可促使NH3更容易從水中逸出,向大氣轉移。此外,該反應為放熱反應,溫度升高,反應方程向左移動,也有利於NH3從水中逸出。依據此原理,可以採用吹脫法來去除廢水中氨氮,吹脫法一般分為空氣吹脫法、水蒸汽吹脫法(汽提法)和超重力吹脫法。
1.1.1 空氣吹脫法
空氣吹脫法去除氨氮的原理是:在鹼性條件下,通過外力將空氣鼓入需要脫氨處理的廢水中,同時在廢水中使鼓入的空氣和廢水充分接觸,廢水中溶解的游離態氨將穿過廢水界面,向外界空氣轉移,從而達到去除氨氮的目的。
目前,空氣吹脫法在高濃度氨氮廢水處理中的應用較多,吹脫速率高,處理費用相對較低,但隨著氨氮濃度的降低,特別是當氨氮質量濃度低於1g/L以下時,吹脫速率顯著降低。氣液比、pH值、氣體流速、溫度、初始濃度等是影響吹脫法處理效果的主要因素。
現有吹脫裝置主要有吹脫池和吹脫塔,由於前者效率低,易受外界環境影響,因此多採用吹脫塔裝置。通常採用逆流操作,塔內裝有一定高度的填料以增加氣—液傳質面積,從而有利於氨氣從廢水中解吸。常用填料有拉西環、聚丙烯鮑爾環、聚丙烯多面空心球等。
空氣吹脫法的優點是:具有穩定的氨氮去除率,工藝操作簡單,氨氮容積負荷大等。缺點是:吹脫過程中易使填料層結垢,使廢水流通不暢,從而影響設備的正常運行;同時,吹脫工藝需要調節廢水pH值,需投加大量鹼,從而使廢水處理成本增高;另外,經空氣吹脫處理後,廢水中還含有少量氨氮,處理後的廢水時常不能達到國家排放標准。因此,吹脫法通常與其他方法聯合使用。
1.1.2 水蒸汽吹脫法(汽提法)
汽提法去除氨氮的原理是:大量蒸汽與廢水接觸,將廢水中游離氨蒸餾出來,以達到去除氨氮的目的。當向廢水中通入水蒸汽時,兩液相在填料表面上逆流接觸進行熱和物質交換,當水溶液的蒸汽壓超過外界的壓力時,廢水就開始沸騰,氨就加速轉為氣相。此外,氣泡表面之間形成自由表面,廢水中的氨不斷向氣泡內蒸發擴散,當氣泡上升到液面上破裂釋放出其中的氨,大量的氣泡擴大了蒸發表面,強化了傳質過程,通入的蒸汽升高了廢水的溫度,從而也提高了一定pH值時被吹脫的分子氨的比率。
汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水,操作條件與空氣吹脫法類似,氨氮去除率高,但汽提法工藝處理成本高,操作條件難控制,消耗動力高等。
1.1.3 超重力吹脫法
空氣吹脫法和水蒸汽吹脫法一般採用填料塔作為吹脫設備,而超重力吹脫法是利用超重力設備———超重機取代傳統的填料塔作為吹脫設備,以空氣為氣提劑,將水中的游離氨解吸到氣相中的氨氮廢水治理方法。
氨氮廢水加鹼調節pH值為10~11後進入超重機處理。廢水經超重機分布器均勻噴灑在填料內緣,在超重力作用下,液體被填料粉碎成液滴,沿填料徑向甩出,經筒壁匯集後從超重機底部流出。同時,空氣經超重機進氣口進入超重機殼體,在一定風壓下,由超重機轉子外腔沿徑向進入內腔。在填料層內,氣液兩相在大的氣液接觸面積的情況下完成氣液接觸,將水中的游離氨吹出。氣體送至除霧器,將夾帶的少量液體分離後,至吸收裝置,脫氨後排空。利用超重機的水力學特性與傳遞特性,可獲得良好的吹脫效果並減少設備投資與運行費用。
與工業上傳統僅使用塔設備的吹脫法相比,超重力法吹脫法具有以下幾點優勢:
(1)設備體積質量小,設備及基建費用少,過程放大容易,啟動、停車迅速,運行更穩定;
(2)擺脫了重力場的影響,對物料粘度適應性廣,操作彈性大;
(3)氣相動力消耗小,物料停留時間短,傳質系數大;
(4)去除氨氮效率高,有利於氣相中氨的回收利用:
(5)能夠增加水中的溶解氧,為可能的後續生化處理提供充足氧源。但是目前超重力法吹脫氨氮技術的大規模工業應用較少,主要是因為該技術不夠成熟。特別是大型的結構,仍需要根據具體的物系進行合理設計和試驗。
1.2 離子交換法
離子交換法是一種特殊的吸附過程即交換吸附。其主要機理是:利用離子間的濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和力作為推動力達到吸附特定離子的目的。吸附過程是可逆的,吸附飽和的交換劑通過添加特定的解吸液可對交換劑上吸附的離子進行解吸,從而實現交換劑的循環使用。常見的交換劑有沸石等天然交換劑和人工合成的離子交換樹脂兩大類,而後者還可根據樹脂上功能團的不同分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
天然沸石(主要是斜發沸石)對NH+4具有強的選擇吸附能力,並且天然沸石的價格低於人工合成的離子交換樹脂。因此,工程上常用沸石對NH+4的強選擇性,將NH+4截留於沸石表面,從而去除廢水中的氨氮。pH值=4~8是沸石離子交換的最佳范圍。當pH值<4時,H+與NH+4發生競爭;pH值>8時,NH+4變為NH3,從而失去離子交換性能。但是沸石交換容量容易飽和,吸附容量低,更換頻繁,飽和後的沸石需再生才能再次使用。
離子交換樹脂主要是利用特定陽離子交換樹脂與水中的NH+4進行交換,交換後的樹脂再通過解吸而還原。與沸石相比,強酸型陽離子交換樹脂吸附容量大,處理效果穩定,但目前對強酸型陽離子交換樹脂的研究多處於實驗室階段。
離子交換法的優點是去除率高,適用於處理中低濃度的氨氮廢水。處理含氨氮10mg/L~20mg/L的城市污水,出水濃度可達1mg/L以下。但對於高濃度的氨氮廢水,會造成短時間交換劑飽和,從而再生頻繁,使處理成本增大,且再生液仍為高濃度氨氮廢水,仍需進一步處理。在實際工程應用中,離子交換法常結合其它污水處理工藝來處理高濃度氨氮廢水,先用其它方法作預處理,使經預處理後的廢水濃度在100mg/L左右,然後再用離子交換法處理剩餘氨氮廢水。
1.3 折點氯化法
折點氯化法是將氯氣通入氨氮廢水中達到某一點,在該點時水中游離氯含量最低,而氨氮的濃度降為零。當通入的氯氣量超過該點時,水中的游離氯就會增多,該點稱為折點,該狀態下的氯化稱為折點氯化,折點氯化法的原理就是氯氣與氨反應生成了無害的氮氣。加氯量對反應有很大影響,當氯的投加量與氨的摩爾比為1∶1時,化合余氯增加,主要為氯氨。當該比例為1.5∶1時余氯下降至最低點即「折點」,反應方程式為:NH+4+1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-。pH值也是主要影響因素,pH值高時產生NO-3,低時產生NCl3。為了保證完全反應,通常pH值控制在6~8,一般加9mg~10mg的氯氣可氧化1mg氨氮。
折點加氯法的優點是氨氮去除率高(可達90%~100%),不受水溫影響,處理效果穩定,反應迅速完全,設備投資少,並有消毒作用。缺點是由於在處理氨氮廢水中要調節pH值,處理成本較高。同時液氯使用安全要求高且貯存時要求的環境條件高。另外,折點加氯法處理氨氮廢水後會產生副產物氯代有機物和氯胺,會給環境帶來二次污染。因此,折點氯化法多用於較低濃度氨氮廢水,適用於廢水的深度處理,工業上一般用於給水處理,對於大水量高濃度氨氮廢水不適合。
1.4 化學沉澱法
化學沉澱法去除廢水中氨氮的原理是:向氨氮廢水中投加磷酸鹽和鎂鹽,使廢水中的氨氮與磷酸鹽和鎂鹽生成一種難溶性的磷酸氨鎂沉澱(MgNH4PO4•6H2O),從而達到去除廢水中氨氮的目的。
磷酸銨鎂(MAP)又稱鳥糞石,可溶於熱水和稀酸,不溶於醇類、磷酸氨以及磷酸鈉的水溶液,遇鹼易分解、在空氣中不穩定,升溫至100℃時便會失水變為無機鹽,繼續加熱至融化(約600℃)則會分解成焦磷酸鎂。MAP可以用作飼料和肥料的添加劑,是一種很好的長效復合肥;也可用於塗料生產、氨基甲酸酯、軟泡阻燃劑製造和醫葯行業。因此,磷酸銨鎂脫氮除磷技術既可以去除廢水中的氨氮,又可回收較有經濟價值的MAP,達到變廢為寶的目的。
化學沉澱法的優點是工藝簡單、效率高,經處理後產生的沉澱物MAP經進一步加工處理後,能成為性能優良的農家復合肥料。缺點是處理成本高。在處理氨氮廢水過程中需加入大量價格昂貴的混凝劑。此外,去除1gNH+4-N可產生8.35gNaCl,由此帶來的高鹽度將會影響後續生物處理的微生物活性。因此,該方法一直停留在實驗室規模未在工程上運用,較少用於實際氨氮廢水處理。
1.5 膜分離法
膜分離法包括反滲透法、液膜法、電滲析法等。
1.5.1 反滲透法
反滲透就是藉助外界的壓力使膜內部的壓力大於膜外的壓力,使小於膜孔徑的分子(水)透過,大於膜孔徑的分子截留在膜內,這種作用現象稱作反滲透。其作用機理關鍵在於半透膜的選擇透過性,半透膜上有好多細小的微孔,像水分子這樣的小分子可以自由的透過,而大於半透膜上微孔的NH+4則不能通過。當溶液進入膜系統後,在外加壓力的作用下半透膜就會選擇性的讓某些小分子物質透過,大分子物質NH+4則會留在半透膜內側通過管道另外的出口排出。
反滲透裝置處理廢水需要對原水進行預處理,不然會損壞裝置內的膜件,並且該裝置需要高質量的膜。
1.5.2 液膜法
液膜法又稱氣態膜法,目前已應用於水溶液中揮發性物質的脫除、回收富集和純化,如NH3、CO2、SO2、Cl2、Br2等。液膜法去除氨氮的機理是:採用疏水性中空纖維微孔膜,膜一側是待處理的氨氮廢水,另一側是酸性吸收液,疏水的微孔結構在兩液相間提供一層很薄的氣膜結構。廢水中NH3在廢水側通過濃度邊界層擴散至疏水微孔膜表面,隨後在膜兩側NH3分壓差的推動下,NH3在廢水和微孔膜界面處氣化進入膜孔,然後擴散進入吸收液發生快速不可逆反應,從而達到脫除氨氮的目的。
液膜法具有比表面積大,傳質推動力高,操作彈性大,氨氮脫除率高,無二次污染等優勢,適合處理含鹽量較高、油性污染物含量低的高氨氮廢水。氨氮或含鹽量較高時,能有效抑制水的滲透蒸餾通量,減弱對吸收液的稀釋作用;但當廢水中含有油性污染物時,會造成膜的污染,使膜的傳質系數不能得到完全恢復。由於廢水的復雜性、膜材料的研發更新換代、可逆吸收劑的研發以及後續副產品的生產應用等多種原因,氣態膜法脫氨工業化進程很慢,國內生產應用實例較少。不過對於高鹽高濃度氨氮廢水,氣態膜處理成本較低,其應用前景廣闊。
1.5.3 電滲析法
電滲析法的原理是:當進水通過多組陰陽離子滲透膜時,NH+4在施加的電壓影響下,透過膜到達膜另一側濃水中並集聚,從而從進水中分離出來,實現溶液的淡化、濃縮、精製和提純。國內外專家在電滲析法處理氨氮廢水方面作了大量研究,並取得了一定成績。但由於高選擇性的防污膜仍在發展中,且對廢水預處理的要求很高,電滲析法用於工業尚需時日。
1.6 高級氧化法
高級氧化法是通過化學、物理化學方法將廢水中污染物直接氧化成無機物,或將其轉化為低毒、易降解的中間產物。應用於脫除廢水中氨氮的高級氧化法主要有濕式催化氧化法和光催化氧化法。
1.6.1 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法是20世紀80年代國際上發展起來的一種治理廢水的新技術,其原理是:在特定的溫度、壓力下,通過催化劑作用,經空氣氧化可使污水中的有機物和氨氮分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質,達到凈化的目的。
濕式催化氧化法技術優點是:氨氮負荷高,工藝流程簡單,氨氮去除率高,佔地面積少等。缺點是:在處理氨氮廢水中會使用大量催化劑,造成催化劑的流失和增加對設備的腐蝕,使氨氮廢水處理成本增大。
濕式催化氧化法從處理效果上來說適合高濃度氨氮廢水的處理,但這種方法對溫度、壓力、催化劑等條件要求非常嚴格,反應設備須抗酸抗鹼耐高壓,一次性投資巨大,而且處理水量較大時費用很高,經濟上不劃算,目前在國內還鮮有工程應用的實例。
1.6.2 光催化氧化法
光催化氧化法是最近發展起來的一種處理廢水的高級氧化技術,它可以使廢水中的有機物在特定氧化劑的作用下完全分解為簡單的無機物CO2和H2O,達到降解污染物的目的,處理方法簡單高效,沒有二次污染。但由於反應過程中需要的催化劑難以分離回收,使該方法在實際工程中一定程度上受到了限制。
1.7 電解法
電解法利用陽極氧化性可直接或間接地將NH+4氧化,具有較高的氨氮去除率,該方法操作簡便,自動化程度高,其缺點是耗電量大,因此並不適用於大規模含氨氮廢水的處理。
1.8 土壤灌溉法
土壤灌溉法是把低濃度的氨氮廢水(50mg/L)作為農作物的肥料來使用,該法既為污灌區農業提供了穩定的水源,又避免了水體富營養化,提高了水資源利用率。土壤灌溉法只適合處理低濃度氨氮廢水,當廢水中的氨氮濃度低於50mg/L左右時,廢水中的氨氮在土壤表層發生硝化作用,在土壤深度30cm左右達到峰值,隨後由於脫氮等作用,在100cm處減小到10mg/L左右,在400cm以下土壤中未測出NH+4,直接污染到地下水的可能性幾乎為零。
2、生物法
生物脫氨氮的原理:首先通過硝化作用將氨氮氧化成亞硝酸氮(NO-2-N),再通過硝化作用將亞硝酸氮進一步氧化為硝酸氮(NO3-N),最後通過反硝化作用將硝酸氮還原成氮氣(N2)從水中逸出。
生物法的優點是:可去除多種含氮化合物,對氨氮可以徹底降解,總氨氮去除率可達95%以上,二次污染小且運行費用低。然而生物法對水質有嚴格的要求,高濃度的氨氮對微生物活性有抑製作用,會降低生化系統對有機污染物的降解效率,從而導致出水難於達標排放。
因此,生物法主要用來處理低濃度的氨氮廢水,且沒有或少有毒害物質存在,主要在處理生活污水以及垃圾滲濾液等方面應用較廣泛。常見的氨氮廢水生物處理工藝有傳統硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化溝和SBR。
3、方法比較
根據廢水中氨氮濃度不同可將廢水分為三類:
(1)低濃度氨氮廢水:氨氮濃度小於50mg/L;
(2)中濃度氨氮廢水:氨氮濃度為50mg/L~500mg/L;
(3)高濃度氨氮廢水:氨氮濃度大於500mg/L。
10. 實現城市廢水資源化有什麼方法
1.城市廢水資源化的意義近20年來,經濟的持續快速發展和人口的膨脹加劇了對水的需求,造成世界范圍水資源短缺。水資源短缺威脅著人類的生存和發展,已成為全球人類共同面臨的最嚴峻的挑戰之一。
為解決困擾人類發展的水資源短缺問題,開發新的可利用水源是世界各國普遍關注的課題。城市廢水水質、水量穩定,經處理和凈化以後可以作為新的再生水源加以利用。世界上不少缺水國家把城市廢水的資源化作為解決水資源短缺的重要對策之一,圍繞城市廢水的資源化與再生利用開展了大量的研究,包括廢水回用途徑的分析與開拓,廢水資源化工藝與技術研究,回用水水質標準的建立,回用水對人體健康的影響,促進廢水資源化的政策與管理體系等。
城市廢水如不加以凈化,隨意排放,將造成嚴重的水環境污染。如將城市廢水的凈化和再生利用結合起來,去除污染物,改善水質後加以回用,不僅可以消除城市廢水對水環境的污染,而且可以減少新鮮水的使用,緩解需水和供水之間的矛盾,為工農業的發展提供新的水源,取得多種效益。許多國家和地區把城市廢水再生水作為水資源的一種重要組成,對城市廢水的資源化進行了系統規劃,例如美國佛羅里達州的南部地區、加利福尼亞州的南拉谷那、科羅拉多州的奧羅拉、沙烏地阿拉伯、義大利及地中海諸國等。實踐表明,城市廢水經處理後可以用於農業、城市和工業等領域。作為緩解水資源短缺的重要戰略之一,城市廢水資源化顯示了光明的應用前景。
2.廢水資源化途徑與再生水水質標准(1)廢水資源化途徑根據城市廢水處理程度和出水水質,經凈化後的城市廢水可以有多種回用途徑。大體可分為城市回用、工業回用、農業回用(包括牧漁業)和地下水回灌。在工業回用中,主要可用作冷卻水;城市回用中有城市生活雜用水、市政與建築用水等;農業用水則主要是灌溉用水。
(2)再生水水質標准對於城市廢水的回用工程,最重要的是再生水的水質要滿足一定的水質標准。回用對象不一樣,所規定的標准也不一樣。以下介紹幾種廢水回用途徑及相應的水質標准。
①回灌地下水:再生水回灌地下蓄水層作飲用水源時,其水質必須滿足或高於國家生活飲用水衛生標准(GB5749—85)。美國加利福尼亞州衛生署於1976年制訂了再生水回灌地下水的建議水質標准,1977年進一步對水質標准進行了修訂。考慮到難生物降解有機物對地下水質影響以及對人體健康的危害,除一般常規監測指標外,還要求對苯、四氯化碳等20種有機物和6種農葯有機物進行監測。
②工業回用:再生水的工業回用主要有3個方面:回用作冷卻水、工藝用水以及鍋爐補給水。回用作冷卻水的再生水水質應滿足冷卻水循環系統補給水的水質標准;回用作工藝用水時,由於工藝的不同,水質也千差萬別,應根據不同工業的不同工藝,滿足其相應的水質標准;用作蒸汽鍋爐補給水的水質與鍋爐壓力有直接關系。再生水往往需要經過補充處理後才能用作鍋爐補給水。
③農業回用:再生水的農業回用主要用於灌溉。通常對灌溉用水的水質要求為:不傳染疾病,確保使用者和公眾的衛生健康;不破壞土壤的結構與性能,不使土壤退化或鹽鹼化;不使土壤中的重金屬和有害物質的積累超過有害水平;不得危害作物的生長;不得污染地下水。為了使再生水回用農業的水質符合以上要求,以保障人民身體健康,促進農業持續發展,世界衛生組織以及各國均制訂了污水灌溉農田的水質標准。我國最新頒布了「農田灌溉水質標准(GB5084—92)」。
3.城市廢水資源化實例作為解決水資源短缺的重要對策之一,國內外對城市廢水的資源化與回用都十分重視,並取得了許多成功的經驗。以下列舉一些廢水資源化的成功實例,以供我國廣大缺水地區在探索、研究和推廣廢水資源化中借鑒和參考。
(1)美國的廢水再生與回用美國城市廢水的再生與回用起步較早。全美有再生水回用點536個,其中加州有238個。下面介紹美國廢水再生與回用的幾個實例。
①加利福尼亞州橘子縣21世紀水廠再生水回灌地下:該城市由於超量開采地下水,造成地下水位低於海平面,促使海水不斷流向內陸,致使地下淡水退化不宜飲用。為防止地下水位下降造成海水入侵,美國加州橘子縣早在1965年就開始研究將三級處理出水回灌地下,以阻止海水入侵。橘子縣為此興建了「21世紀水廠」,該廠設計能力為5678米3/天。原水為城市污水二級處理出水,進一步經沉澱、過濾和活性炭處理後回灌地下水。由於回灌地下總溶解性固體的限制為500毫克/升,因此一部分再生水在回灌地下水之前還採用反滲透法進行了脫鹽。21世紀水廠的凈化水通過23座多點注入管井分別注入4個蓄水層,與深層蓄水層井水以2∶1的比例混合以阻止海水的入侵。該項工程表明:人工控制海水入侵是可行的;城市廢水經深度處理後能夠達到飲用水水質標准;工程經長期運行證明穩定、可靠。
②佛羅里達州聖彼得斯堡的廢水再生與回用:該市是城市廢水回用的先驅之一。1978年實施了雙配水系統,供給用戶兩種質量的水(飲用水和非飲用水),再生水開始用於非飲用水目的的使用。1991年該市向7000多戶家庭及辦公樓提供再生水(8×103)米3/天,並用做公園、操場、高爾夫球場灌溉用水以及空調系統冷卻水和消防用水。該市共有4座廢水處理廠,總處理能力達(270×103)米3/天,採用活性污泥生物處理工藝,並附加有鋁鹽混凝、過濾及消毒處理,雙管輸水系統管道共長420千米。通過10口深井將多餘的再生水注入鹽水蓄水層,一年間平均約有60%的再生水注入深井。由於使用再生水,節約了優質水,因此盡管該市入口增加了10%,但飲用水仍能滿足供應。
③亞利桑那州派洛浮弟核電站回用再生水作冷卻水:該核電站是美國最大的核電站。第一期三個反應堆分別於1982、1984及1986年投產,每個發電能力為1270兆瓦。此外擬再建兩個反應堆。核電站地處沙漠,嚴重乾旱,因此採用再生水作為冷卻水。再生水來自兩座城市廢水處理的二級生物處理出水。輸至核電站再經補充處理,使之達到所需水質。該核電站採用冷卻水系統,補給水約(200×104)米3天。
(2)日本的廢水再生與回用日本近20多年來在廢水再生和利用方面進行了大量研究開發和工程建設。1986年城市廢水回用量達(6300×10)米3/年,佔全部城市廢水處理量的0.8%。再生水主要回用於中水道、工業用水、農田灌溉、河道補給水等。各種用途及其所佔的比例為:中水道系統為40%、工業用水29%、農業用水15%、景觀與除雪16%。中水道系統是日本污水回用的典型代表。1988年日本共建有中水道844套,其中辦公樓、學校為大戶。學校佔18.l%、辦公樓佔17.3%、公共樓房佔9.2%、工廠佔8.4%。中水道再生水主要用於沖洗廁所(佔37%)、沖洗馬路(佔16%)、澆灌城市綠地(佔15%)、冷卻水(佔9%)、沖洗汽車(佔7%)、其他(景觀、消防等)為16%。
(3)其他國家的廢水再生與回用世界上第一座將城市廢水再生水直接用作飲用水源的回收廠設在納米比亞的首都溫德和克市。該回收廠於1968年投產,第一階段產水量為2300米3/天,正常處理能力可達4500米3/天,後增至6200米3/天。水為城市廢水廠二級生物處理出水,處理流程如下:
深度處理水的水質經嚴格的水質監測,證明符合世界衛生組織(WHO)及美國環保局發布的標准。以色列屬半乾旱國家。再生水已成為該國的重要水資源之一。100%的生活廢水和72%的城市廢水已經回用。據1987年資料,全國廢水總量(832.5×10)立方米,處理量達(2.18×108)立方米,處理率接近90%。再生水用作灌溉達(1.046×108)立方米(佔42%),回灌地下為(0.7×108)立方米(佔29%左右),排海水量(0.7×108)立方米(佔29%左右)。廢水處理後貯存於廢水庫。全國共修建127座廢水庫,其中地面廢水庫123座,地下廢水庫4座。廢水進行農業灌溉之前一般通過穩定塘系統處理。有些城市將城市二級生物處理出水再經物化處理後回用於工業冷卻水。此外,廢水經深度處理後回灌地下水,再抽出至管網系統,或並入國家水資源調配系統,輸送至南部地區,或用於一般供水系統,最南部地區甚至將它作為飲用水源。
由於採取了上述廢水回用的措施,以色列大大提高了水資源的有效利用,從而緩和了水資源短缺對社會經濟發展的制約作用。科威特利用經三級處理後的城市廢水進行農業灌溉。印度目前至少有200個農場利用城市廢水進行灌溉,面積達23000公頃。
(4)我國的廢水再生與回用我國長期以來有利用生活污水灌溉農田的經驗,先後開辟了1042多個大型污水灌溉區。在我國北方乾旱地區,利用污水灌溉農田,可充分利用其水肥資源發展農業生產,確實收到了一定效果。但由於一些污灌區地址選擇不當,設計不合理,廢水預處理不夠,又缺乏水質控制標准和及時的監測,出現了土壤、農作物及地下水的嚴重污染,威脅著人體健康和安全。若干年前,曾開展大規模的污灌區環境質量綜合評價工作,研究與制訂了污水灌溉與污泥用於農田的各項環境標准與規定,已將污水農業利用引向科學的道路。由於我國不少地區,如北方地區水資源緊缺,迫切需要把城市廢水作為第二水源加以回收利用,實現廢水資源化。為此,國家組織了有關開發城市廢水資源化工藝的科技攻關,研製成套技術設施,建立示範工程,並逐步推廣應用。攻關內容包括工業回用、市政景觀利用的水質預處理技術、水質標准、衛生安全評價、中小城鎮和住宅小區污水回用技術的研究等。一些成果已在天津紀莊子污水處理廠改造工程中應用,並在天津、太原、大連等城市建設了污水回用工程。例如,大連春柳廢水處理廠的二級生物處理出水經深度處理後用於冷卻水;太原楊家堡廢水處理廠採用生物填料接觸氧化池處理城市污水用於冷卻水;北京高碑店熱電廠亦將高碑店污水處理廠的出水作為冷卻水水源。經過十多年來的努力,我國在城市廢水資源化以及回用方面取得了一定的成績,為今後更大范圍的推廣應用奠定了堅實的基礎。隨著我國城市廢水處理廠的普及與興建,廢水再生利用規模和速度亦將迅速發展。