『壹』 有色金属废水特点有哪些
分析表明,有色金属采选废水污染特征虽受时间、空间影响较大,但普遍含有悬浮颗粒物、酸碱回、重金属和答有机污染物等多类污染物,是典型的复合污染废水。不同处理方法均有各自的适用对象,某种单一方法难于实现复合污染综合净化去除。有色金属采选废水的综合控制应结合实际废水特征和方法适用对象,经技术、经济和环境分析论证,才能选择合适的净化方案。提出了未来发展中则应以减量化、无害化和资源化为思路,重点研究源头控制和末端治理技术的联合使用、清洁生产系统工程的运用以及复合污染同时去除新方法的开发和现有方法有机集成技术等。
『贰』 含重金属离子的废水处理
常用的含重金属离子废水处理方法有化学沉淀、离子交换、电絮凝、膜分离等传统物化法,以及植物吸收、微生物吸附等生物修复法.传统物化法普遍存在成本高、能耗大、易产生二次污染等缺点,实际应用时局限性越来越明显;而生物修复法基本上处于起步阶段,技术不够成熟,受自然条件制约明显,一时也难以全面推广.相对于传统物化法和生物修复法,吸附法具有成本适中、能耗较低、技术成熟、受自然条件制约小、不易产生二次污染等优势,在含重金属离子废水处理中得到较为广泛的应用.
应用吸附法的关键在于吸附材料的选择与制备.在众多吸附剂中,硅藻土作为一种生物成因硅质岩,因具备比表面积大、微孔与表面活性基团多、表面呈负电性等独特理化性质而拥有一定的吸附能力,被广泛用于吸附水体重金属和色素.但由于天然硅藻土含有杂质且理化构造存在缺陷,限制了吸附能力的发挥,需要通过改性以改善孔隙结构,充分提高吸附能力.目前,国内外主要采用单一常规方法改性硅藻土,不能显著提高硅藻土吸附能力.因此,进行硅藻土复合改性研究具有重要现实意义.
自然界三大公害:废水 、废气、噪声污染
1、工业废水直接流入渠道,江河,湖泊污染地表水,如果毒性较大会导致水生动植物的死亡甚至绝迹、工业废水还可能渗透到地下水,污染地下水;
2、如果周边居民采用被污染的地表水或地下水作为生活用水,会危害身体健康,重者死亡;
3、工业废水渗入土壤,造成土壤污染。影响植物和土壤中微生物的生长。
4、有些工业废水还带有难闻的恶臭,污染空气。
5、工业废水中的有毒有害物质会被动植物的摄食和吸收作用残留在体内,而后通过食物链到达人体内,对人体造成危害。
防治措施
1.保护我们的饮用水源。通过下水道进入排水系统的水最终会进入我们的河流和湖泊,并且绝大多数是未经过处理的。
2.不要随意丢弃电池。一粒纽扣电池可以污染60万升水。
3.别把垃圾丢入马桶,包括食物残渣、药品、食用油、烟头、沙子、涂料、油漆、电动机润滑油、机油、化肥或杀虫剂、棉布和手绢等。这些物质会增加污水处理的难度。
4.别向水体中乱丢烟头。烟头能在水中释放污染物,而且需要很多年的时间才能降解。
5.选用对环境影响较少的家用清洁产品,尝试选用可替代这些清洁剂的天然清洁产品。如碱面、小苏打,这些物质对水的污染较小。
6.干洗店使用化学洗衣方式,其采用的化学产品会对环境产生很大的危害,尽量减少衣服干洗次数。如果能购买不需要干洗的衣服,那就更好了。
7.不要在水资源保护区、水库区、湖边和河边,倾倒污水、弃置垃圾;不要堆积垃圾或私自挖掘沟渠;不要在水边洗车、蓄养动物或搭建营地;不要在任何饮用水源地洗澡、游泳或嬉戏。
8.确保汽车产生的废物被适当地处理了。此外,请尽量选用环保的汽车清洁用品!
『叁』 我国水资源现状及面临形势的分析报告
我国水资源现状及面临形势的分析报告
壹) 我国水资源现状
我国是一个水资源短缺的国家,水资源时空分布不均。近年来我国连续遭受严重干旱,旱灾发生的频率和影响范围扩大,持续时间和遭受的损失增加。目前全国 600多个城市中,400多个缺水,其中100多个严重缺水,而北京、天津等大城市目前的供水已经到了最严峻时刻。与此同时,由于人口的增长,到2030 年我国人均水资源占有量将从现在的2200立方米降至1700至1800立方米,需水量接近水资源可开发利用量,缺水问题将更加突出,因此,节约水资源,强化水资源稀缺意识已刻不容缓,大家得从我做起,从自身做起,节约每一滴水。 此外,我国水资源开发中还存在着其他问题: (1) 洪水灾害对国民经济发展和社会安定存在潜在威胁 (92) 水分利用效率不高 (3) 水资源普遍受到污染 2003年,淮河、海河、辽河、太湖、巢湖、滇池,其主要水污染物排放总量居高不下。淮河流域仍有一半的支流水质污染严重,海河、辽河生态用水严重缺乏,其中内蒙古的西辽河已连续五年断流。太湖、巢湖、滇池均为劣五类水质,总氮和总磷等有机物污染严重。以黄河为例,工业污染是黄河水污染的主要原因,占废污水排放总量的73%,每年由于水污染造成的经济损失约115亿元至156亿元。同时,令人担忧的是,沿黄地区许多农田被迫用污水灌溉,给区域内居民健康带来危害。据初步测算,区域内每年人体健康损失达22亿至27亿元。黄河水污染同时还带来水资源价值损失、城镇供水损失,并增加了处理污水的市政额外投资,每年总损失近60亿元。地球上的水虽然看上去很多,然而在当今经济技术条件下,可供人类开发利用的水资源并不多。据专家估计,地球上的13.86亿立方公里水资源总量中,其中 96.7%的水集中在海洋里,目前还无法利用。而大陆上所有淡水资源总储量只占地球上的水量的3.3%,这3.3%里的85%集中在南极和格陵兰地区的冰盖和高山渺无人烟的冰川中,在现阶段内也难以利用。地球上实际上能为人类开发利用的水资源主要是河流径流和地下淡水。地下水占地球淡水总量的22.6%,为8600万亿吨,但一半的地下水资源处于800米以下的深度,难以开采,而且过量开采地下水会带来诸多问题。河流和湖泊占地球淡水总量的0.6%,为 230万亿吨,是陆地上的植物、动物和人类获得淡水资源的主要来源,可是由于水体污染,这一部分可以利用的水资源又在急剧减少。大气中水蒸气量为地球淡水总量的0.03%,为13万亿吨,它以降雨的形式为陆地补充淡水。目前能够为人类开采利用的河流径流和地下淡水一般只能达到40%。我国多年平均降水总量为6.2万亿m3,除通过土壤水直接利用于天然生态系统与人工生态系统外,可通过水循环更新的地表水和地下水的多年平均水资源总量为 2.8万亿m3,水资源总量居世界第六位,仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国和印度尼西亚。按1997年人口统计,我国人均水资源总量为2200m3, 人均占有量仅有世界平均数的¼,居世界第121位 ,被列为世界上12个贫水国之一。随着工农业生产的发展,从1980年到1999年,我国社会经济总用水量增加了约四分之一,从4437亿立方米增加到 5591亿立方米。其中农业用水占70%,工业用水占20%,生活用水占10.1%。
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贰)我国水资源面临形势
a)新世纪面临的重大水问题
当代人口、资源和环境的协调发展已成为国际社会共同关注的重大战略问题,中国是世界人口大国,但人均淡水资源却是贫国。我国水资源可利用量、以及人均和亩均的水资源数量极为有限,降雨时空分布严重不均,地区分布差异性极大,这是我国水资源短缺的基本特点。目前水资源短缺问题己成为国家经济社会可持续发展的严重制约因素。但我国水资源可利用量是有限的,从目前现状来看,就全国而言,人均占有淡水资源量只有2200 立方米,从地区来看,水资源总量的81%集中分布于长江及其以南地区,其中40%以上又集中于西南五省区,这是先天决定的水情。从人均占有量来看,人均占有淡水资源量南方最高和北方最低可以相差十倍,西部比东部可以高达五、六百倍。这是我国北方属于资源型缺水的根本原因,南方地区水资源虽然比较丰富,但由于水体污染,水质型缺水也相当严重。目前全国性的干旱缺水越来越严重,尤其北方地区发生水危机已不是危言耸听。
(一) 主要灾情
进入90年代,中国水旱灾害和水污染频繁发生,水多、水少、水脏与水环境恶化问题越来越严重。
(1)洪涝灾害:累计的直接经济损失超过了1.1万亿元,约相当于同期财政收入的1/5。直接经济损失超过1000亿元的年份有1994年(1797亿元)、1995年(亿元);直接经济损失超过2000亿元的年份有1996年(2208亿元)、1998年(2684亿元)。世界银行曾测算,中国每年洪涝灾害损失100多亿美元。
(2)干旱灾害:由于供水不足每年直接影响工业产值2300亿元,正常年份和较旱年份,粮食减产在100~250亿kg(正常年份,如1996年减产100亿kg,较旱年份,如1994年、1995年减产粮食250亿kg),但遇到严重干旱年份粮食减产曾高达近500亿kg(如1997年,北方一些地区干旱持续时间长达100多天,黄河下游发生了有史以来,断流天数、断流河长均创历史记录。这一年因旱粮食减产476亿kg,对粮食生产造成的损失是新个中国成立以来最严重的年份)。世界银行曾测算,中国每年干旱缺水造成的损失约为350亿美元。
(3)水环境:一是水土流失,区域性、局部性的治理成效较大,但面上的水土流失治理进程缓慢,边治理、边破坏的现象还很严重,特别是开发建设项目人为造成新的水土流失急剧增加。全国平均每年因开发建设活动等人为新增的水土流失面积达1万平方公里,每年堆积的废弃土石约30亿吨,其中20%流入江河,直接影响防洪保安。二是水体污染严重,由于工业废污水排放量的急剧增长,并未经处理直接排放到河道里,导致了以淮河、太湖污染为代表的水环境恶化。世界银行发表的中国环境报告测算,中国仅水和大气造成的污染,年损失为540亿美元,占中国年GDP的8%。这就表明,水环境质量在继续恶化,造成的经济损失也十分巨大。
以上这三大灾害合计年均经济损失达1000亿美元,占全国年GDP的15%左右。从这三大灾害损失来看,进入21世纪这三大灾害,水资源源的短缺和水环境恶化将上升为主要矛盾。
(二)主要矛盾
1. 水资源短缺形势严峻
五十年来,全国水资源开发利用率已达到21%。特别是近20年来,由于供水能力增长缓慢,1978~1998年全国供水能力年增长率约为1%左右,而同期国民经济以8~12%的高速度增长,同期人口又增加了约2.5亿,更加剧了缺水矛盾。值得注意的是,由于人类活动的影响,降雨与径流关系,产流与汇流条件都在发生变化,有些江河的天然来水量己呈现衰减的趋势。黄河下游频频发生断流、海河成为季节性河流,以及内陆河部分河流干枯,2000年发生的旱灾,经济损失严重,充分暴露了我国城市供水系统和农村抗旱能力的脆弱性,是水资源供需矛盾的集中表现。
目前,全国每年缺水量近400亿m3,其中,农业每年缺水300多亿立方米,平均每年因旱受灾的耕地达4亿多亩,年均减产粮食200多亿公斤;城市、工业年缺水60亿立方米,直接影响工业产值2300多亿元;农村还有2400多万人饮水困难;在全国668座城市中,有400多座缺水,其中100多座严重缺水。天津市由于连续四年遭受华北干旱影响,为天津供水的潘家口水库水位已接近死库容,于桥水库已无水可供,直接威胁到天津市的生活和生产用水,尽管采取一系列限制用水措施,但今冬明春用水水源仍难以保证。为此,国务院批准了水利部制定的“引黄济津”应急输水工程的实施方案。
进入21世纪,随着我国人口的增长、生活质量水平提高、城市化进程加快,人均水资源占有量将进一步减少,而用水量却进一步增加,水资源供需矛盾更加突出,缺水已成为影响我国粮食安全、经济发展、社会安定和生态环境改善的首要制约因素。维护生态环境安全的
2.水已成为维护生态环境安全的严重问题
全国现有土壤侵蚀面积367万平方公里,占国土面积的38%,其中水蚀面积179万平方公里,风蚀面积188万平方公里,其中黄河中上游和长江上游地区,以及海河上游地区水土流失最为严重。严重的水土流失使我国每年平均损失耕地100多万亩,流失土壤50多亿吨,导致生态环境恶化,河湖泥沙淤积,加剧了洪、旱和风沙灾害。我国自然生态脆弱,加之不合理的人类活动,进一步加剧了水土流失、土地退化和水体污染。
全国地下水由于长期超采,又不能得到回补,目前年超采量达80多亿立方米,已形成了56个区域性地下水位下降漏斗,导致部分地区地面沉降、海水入侵。部分干旱和半干旱地区由于不合理的水资源开发利用,导致下游河道断流、河湖萎缩,下游有些尾闾与湖泊消亡,生态环境严重恶化,胡杨林大面积枯死;草场退化,荒漠化加剧,沙尘暴发生频率增加;此外,有些灌区和绿洲,由于大水漫灌、排水不畅,导致严重的土壤次生盐渍化,土地质量下降,农业生产能力衰减。
1999年全国年排放废污水总量606亿吨(不包括火电直流冷却水),其中工业废水占67%,生活污水占33%。根据1999年水质监测资料,对全国11.36万公里河长进行评价的结果,Ⅰ、‖类水河长只占30%,Ⅲ类水以上的河长占70%(其中Ⅰ类水河长占 5.5%,‖类水河长占24.5%,Ⅲ类水河长占32.4%,Ⅳ类水河长占12..6%,Ⅴ类水河长占7.8%,劣Ⅴ类水河长占17.2%)。
b)十大挑战
邓小平同志指出:“要善于从战略上看问题,要研究下世纪前五十年的发展战略和规划。采取有力步骤,使我们的发展能够持续、有后劲。”水利发展面临着严峻的挑战,我们要抓住机遇迎接挑战,把水利建设作为保障经济社会持续发展的一项重大战略措施来抓。
(一)人口增长出现峰值,人均水资源量降到低谷。我们面临的是庞大的人口基数,如果2030年人口增长达到峰值总人口就达到16亿,人均占有水资源将下降到1750立方米。人口的增长不仅增加对水的需求,而且增加对资源和生态环境的压力,对水的有效利用会带来负面影响。因此,未来50年中国人口的增长是对水资源和水环境最大的挑战,也是对可持续发展最大的挑战。
(二)水的供需矛盾更加尖锐,开发利用更加艰难。中国水资源总量为2.8万亿立方米,专家们根据国际上评估的标准认为,中国水资源的可利用量大约为 10000-11000亿立方米,1997年,我国年总用水量达到了5623亿立方米。按照21世纪中叶中国达到中等发达国家水平的战略目标,初步估计,我国未来水需求将达到7500-8000亿立方米,在现有基础上再增加1500-2200亿立方米的供水能力。鉴于区域发展的不平衡,可经济开发的水源不仅受到区域性的限制,而且可开发利用的水资源的难度也越来越大,因此,中国未来水资源的开发利用将更加艰难,供需矛盾将会更加尖锐。
(三)经济快速增长相应废污水排放量将急剧增长。未来50年,这种发展趋势对供水基础设施建设提出了挑战。基于目前废污水的处理和回收利用偏低的现状,如果未来50年工业用水成倍增加、城市化水平成倍上升、小城镇快速发展,废污水的排放量将会数倍、甚至十几倍的增加,势必加剧水环境的恶化。因此,中国将面临解决水资源短缺和废污水处理、水环境治理的巨大压力。
(四)全球气候变化的影响,北方地区水资源紧缺矛盾更加尖锐,南方地区洪涝灾害可能更加严重。目前全球气候变暖、臭氧层破坏、土地退化、沙化、海平面升高、资源匮乏等将造成一系列的全球性的环境问题,已引起全世界的关注。全球气候变暖对中国降水、水资源和地区性的分配,以及可利用量势必会带来影响,尤其是北方地区将会带来不利的影响。因此,可以预见未来50年内,水旱灾害防治任务更加繁重,尤其北方地区水资源短缺的矛盾将会更加尖锐。
(五)北方地区缺水形势严峻,黄河及其以北地区河道断流情况加剧。中国北方地区水资源短缺是随着人口、经济社会发展而逐步加剧的。黄河断流、天津城市用水告急就是北方地区水资源供需矛盾的集中表现。黄河断流的原因虽然有许多因素,但主要因素是经济发展导致用水量急剧增加,管理不善和用水浪费造成的,还包括区外引水等因素。专家们分析认为,在未来10-30年内,黄河每年将缺水40-150亿m3,如果未来50年,黄河流域干旱频率增高,黄河中下游泥沙淤积量增加,有可能加重水资源短缺和治黄的难度。黄河以北紧邻的海河流域,尤其是京、津两大城市早在70年代、80年代就出现用水危机。进入21世纪如果北方缺水不能未雨绸缪,我国北方地区缺水问题将直接影响国家经济发展和社会稳定。
(六)粮食增长主要在北方,产粮区与水资源不相匹配的矛盾更加尖锐。在中国历史上水利与经济区的形成和转移密切相关,盛唐时期生主要经济区在北方,当时水利设施的数量的比重占全国41%,到宋朝主要经济区转移南方,北方水利建设被忽视,这时水利设施的数量只占7%,到清朝北方又成为政治经济中心,水利设施的数量又上升到占全国49%。
新中国成立以后,我国的粮食生产主要在南方,曾形成“南粮北运”格局。然而,随着南方经济的发展,粮食生产比较效益下降,水利建设力度减小,粮食增长主要转移到北方,产粮区与水资源不相匹配的矛盾更加尖锐,导致北方旱灾更加严重。在1985年以前,中国长江以以南地区的粮食生产总量占全国粮食生产总量的比重略高于人口占全国人口的比重,南方地区人口占全国总人口的57.1—57.8%,粮食产量占全国粮食总产量的57.2—61.5%,50年代、60年代、70年代前期,南方粮食在低消费水平下,自给有余,余粮调给北方,1953—1959年年均南方净调给北方粮食332.97万吨,1960—1969 年年均净调给北方粮食174.54万吨,1970—1975年均净调给北方粮食192.82万吨,从而形成“南粮北调”的格局。
由于经济发展,南方粮食生产比较效益下降,农田水利建设比北方明显减缓。1998年南方地区有效灌溉面积35978万亩,比1980年只增加1679万亩,仅增加了4.9%,其中,东南沿海地区还减少了912万亩,减少了12.4%。而北方地区有效灌溉面积由30979万亩增加到40554万亩,增加9575万亩,增加了30.9%,其中,东北地区有效灌溉面积由3242万亩增加到6533万亩,增加3291万亩,增加了一倍多。蒙宁新区和华北地区灌溉面积也有很大的增加。
随着南方农田水利建设的减缓,粮食播种面积的减少等因素的影响,导致粮食增产在全国的贡献率大幅度减少。表8—17中列出了南北方1985年前后在我国粮食总产增产中贡献率的变化。1952—1985年我国粮食增产量中,南方占61.4%,北方占38.4%。1985年以后,粮食生产地区格局发生了巨大逆转,北方地区的粮食生产的增量比重已上升到69.4%,其中华北地区占25%,而南方粮食生产增量却下降为30.6%。全国粮食总产量中,北方地区由1985年占40.7%上升到48.4%,南方地区由59.3%下降到51.6%。人均拥有粮食,北方由表1985年的349公斤增加到1998年的484公斤,增加了38.7%;而南方地区由372公斤只增加到377公斤,几乎没有增加。
随着南方粮食生产的减缓,导致了南方粮食总量不足。根据国家计划委员会农村经济司、国家统计局农调总队研究,1978—1990年平均南方粮食自给率100%以上,1991—1994年平均粮食自给率下降至95.2%,1997年南方粮食自给再下降到95.9%,每年需要从北方调运粮食1400万吨以上。粮食产销地区格局逆转为“北粮南运”,这种格局的急剧变化,对未来50年粮食生产总量的增长将产生严重的影响。目前,北方地区水资源短缺的矛盾己十分尖锐,如果未来年粮食生产总量的格局不发生根本性的变化,那么,未来北方,尤其是华北地区水资源短缺的矛盾将更加尖锐。
(七)水利工程将进入百年期,巩固改造任务繁重。我国水利设施目前面临着两大威胁:一是现有水利基础设施面临着萎缩衰老的“危机”,二是工程保安、维修、更新、配套任务大,这是历史遗留下的问题。到21 世纪中叶这些水利基础设施将逐步进入百年期。由于种种历史原因,当时对自然规律认识不足,按经济规律、按照基本建设程序办事不够,设计标准普遍偏低,再加上重骨干、轻配套,重建设、轻管理。因此,许多水利基础设施配套差、尾工大、设备老化失修、管理水平低,运行状态不良,至今没有能充分发挥应有的效益。如果未来50年,现有水利基础设施不能巩固、提高和充分发挥效益,那么现有水利基础设施存在的问题很可能成为经济社会发展最大的制约因素。因此,随着水利基础设施逐步进入百年期,巩固改造任务愈加繁重。
(八)科技含量和管理素质低,提高科技和管理水平任务艰巨。从目前来看,我国科技水平与发达国家相比,存在着很大的差距。因此,未来水利基础设施效益和水资源利用率的提高,缓解水资源短缺矛盾,都取决于科技水平和管理水平的提高。在水利领域,目前水利科技贡献率只有32%左右,水的有效利用和节水技术的应用没有引起高度的重视,在水利建设的指导思想上,重建设、轻管理,管理机构不健全,管理人员素质普遍较低。因此,进入21世纪,依靠科技进步,提高水利科技水平和管理人员素质的任务十分迫切,也十分艰巨。
(九)水价过低,建立水市场经济体制任重道远。目前水价格偏低不利于节水和水资源的有效利用,也不利于各方面资金投入到水资源的开发利用上来。国内外经验表明,提高供水价格,可以促进节约用水和延长工程使用年限。因此,制定有利于水资源可持续利用的经济政策,对缓解水资源的供需矛盾至关重要。 30多年来,国家发布的收取水费和水价改革的文件,至今未能完全到位,很重要的一个原因,就是人们缺乏对水的认识,更缺乏水是商品的意识。加上农业一直是用水大户,它更难靠市场经济来调节。因此,从总体来看,水市场体制的建立任务十分艰巨。
(十)管理体制分割,影响水资源的统一管理。实践表明,水利涉及到农业、工业、水运交通、城镇建设、生态环境、以及人民的健康水平等等;水资源利用涉及到防洪、排涝、灌溉、水电、供水等等;水利是国民经济和社会发展第一位的基础设施。但是长期以来,无论是思想认识上、还是经济体制上,水利只作为农业的一个重要方面,一直没有作为国民经济的基础设施对待。目前水资源分地区、分部门的管理体制,既不利于水资源的有效利用,也不利于生产力的发展。因此,“多龙管水”的时代应当尽快结束,现行的管理体制再不改革,直接影响水资源的可持续利用。
『肆』 电镀废水中含重金属废水的来源主要是那些
电镀生产工艺复杂,工序繁多。含重金属电镀废水的来源主要有以下几方面:
1)前处理废水。电镀普遍采用盐酸、硫酸进行除锈、除氧皮及浸蚀处理,工件基体重金属离子溶解在清洗液;
2)电镀工艺过程(包括学抛光和电学抛光)各工序清洗水。清洗水含有重金属盐类、表面活性剂、络合物和光亮剂等。清洗废水占电镀废水的绝大部分;
3)废弃电镀液。长期使用的镀液,杂质不断积累,当难以去除时,不得不将一部分或全部废弃;学镀液超过使用周期也会形成含重金属废液;
4)其他废液。包括不合格的工件退镀、镀液分析、清洗滤芯、清洗生产场地、废气治理的废液及各种设备的“跑、冒、滴、漏造成的废水。
重金属电镀废水
现代医学研究表明,一些重金属离子进入人体会使人致癌、致畸、致染色体突变,潜伏期可达数十年,一旦发病后果不堪设想,有人把重金属危害形容为“慢刀子人”,是“生物定时炸弹”。
推荐阅读:《重金属捕捉剂—清源牌》
『伍』 污水处理设备内贸现状,以及未来发展趋势是什么样的
智能制造新模式将加速推广应用
随着我国国民经济的高速发展和改革开放的不断深入,城市生产力不断提升,城市人口数量也不断增加,未来我国污水排放量也将随之增大,因此,对于污水处理的需求也必将进一步扩大,而作为一个严重缺水的国家,在污水处理率与污水排放量双增的形势下,提升污水处理能力成为水处理行业和企业的趋势。
与此同时,随着互联网的快速发展和5G时代的到来,移动互联网、物联网、云计算和大数据等领域应用和开发,将我国制造业向智能转型全面推进,各行业、企业加快推动新一代信息通信技术、智能制造关键技术装备、核心工业软件等与企业生产工艺、管理流程的深入融合,推动制造和商业模式持续创新,智能制造新模式将加速推广应用。
我国水污染防治设备产量年均复合增长率近40%
国内企业在水污染防治设备的开发和研究蕴含着巨大的商机,同时工业废水处理回用是新的市场机遇。从水污染防治设备状况来看,近几年我国水污染设备制造处于一个快速发展阶段。据前瞻产业研究院报告统计数据显示,2010年我国水污染防治设备产量仅仅为2.69万台,截止至2017年我国水污染防治设备产量增长至27.23万台,2010-2017年中国水污染防治设备产量的年均复合增长率约为39.2%。前瞻测算,2018年我国水污染防治设备产量在28.50万台左右。
2010-2018年中国水污染防治设备产量统计情况及预测
数据来源:前瞻产业研究院整理
中国污水处理行业发展趋势与升级分析
2019年6月3-5日,作为一年一度的行业盛会,将传统的市政、民用和工业水处理与环境综合治理及智慧环保相融合的水处理展示平台——上海国际水展在上海隆重召开,烟台金正环保科技有限公司市场部部长李超先生接受慧聪水工网的专访,并向我们分享了当下污水处理行业在互联网环境下的趋势与升级。
1、“智能制造+智能服务”助力污水回用产业升级
上海国际水展是国内一年一度的水处理行业盛会,针对此次水展金正环保推出了主题为“智能制造+智能服务”助力污水回用产业升级的最新污废水资源化与高品质再生水回用整体解决方案。
李超先生认为,环保水处理行业有很多共性痛点问题,代表性如:水处理核心膜组件价格过高、核心膜材料受制于国外技术企业、粗放式运营等。
为此,金正环保一直致力于解决这些行业共性痛点而努力,“智能制造+智能服务”的主题便是如此。其中,“智能制造”便体现在自主研发的全球首条DTRO膜柱自动化生产线,解决了膜柱生产规模化、标准化和运输的难题;率先实现了工程设备化、设备模块化、模块标准化的简化工艺链,大幅降低投资运营成本。
而“智能服务”则体现在,金正环保通过工业大数据中心,利用云计算和新一代信息技术赋能,以场景化的方式帮助企业和政府用户将数据用起来,实现了数据资产化、数据业务化,提供远程运维、专家分析、故障预警等服务,提升了企业的核心竞争力和政府的治理能力,逐步实现全产业链的大数据布局。
通过“智能制造+智能服务”极大解决行业共性痛点问题,真正做到提质增效,推动水处理行业快速发展。
2、智能制造打造竞争新优势
众所周知,加快发展智能制造,是培育我国经济增长新动能的必由之路,是抢占未来经济和科技发展制高点的战略选择,对于推动我国制造业供给侧结构性改革,打造制造业竞争新优势,实现制造强国具有重要战略意义。
金正环保自主研发的全球首条DTRO膜柱全自动化生产线,拥有强大的生产能力,可实现产能300-500支/天。生产线整体运行平稳高效,产品质量稳定、成品率高,可实现视觉检测,对产品问题可追溯,解决了膜柱生产规模化、标准化和运输难的问题,
李超先生表示膜柱的智能化生产将会给水处理行业带来巨大变化,通过规模化、标准化生产,降低产品生产成本,可以为用户提供更大让利空间,让更多行业和客户能够用得到、用得起、用的好金正环保的产品。
3、创新难点不在技术,在于理念
纵观整个行业,李超先生认为国内环保水处理行业的发展难点不仅仅在于于技术创新,更在于理念和模式的创新。金正环保在战略布局时,希望能够打通整个污废水资源化回用的工艺链和产业链,进而推动国内整个行业的发展。目前,金正环保已实现膜材料、膜元件、集成设备、杂盐分离的整个产业链的发展,可以为工业园区提供高盐废水及资源化回用的整体解决方案。
金正环保在特种膜领域走在了世界前列,是国内为数不多拥有核心技术的环保水处理企业,拥有授权专利33项、参与国家标准制定5项、工信部鼓励推广环保装备2项、山东省重点研发计划2项。且自主研发了全球首条DTRO特种膜自动化生产线,填补了国内空白。金正环保每年持续加大技术研发投入,目前在研发的耐酸、耐碱、耐有机溶剂特种膜材料已取得突破性的进展,同时也在扩充产品品类和应用领域,开发针对市政污水高品质回用的特种膜,有效简化工艺链和降低投资运营成本,目前中试阶段已经结束,预计很快将推向市场,保持金正环保在水处理行业的长远竞争力。
互联网、物联网、云计算和大数据等在水处理行业的深入应用,为支持水处理企业应对挑战提供了有了的支撑。金正环保作为是中国水处理行业特种膜研发生产与应用的高新技术环保企业以“智能制造+智能服务”模式为我国污废水资源化与高品质再生水回用添砖加瓦。
更多数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院发布的《中国污水处理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》,同时前瞻产业研究院还提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。
『陆』 减免税等税收优惠政策具体都有哪些
减免税等税收优惠政策具体如下:
1、着重支持自主创业。在已出台促进中小企业发展税收优惠政策的基础上,新的就业税收优惠政策主要针对个体经营者,积极扶持个人自主创业。
2、扩大享受自主创业税收优惠政策的人员范围。与以往按照特殊群体确定享受自主创业税收优惠政策的人员范围相比,新的自主创业税收优惠政策适用对象的界定,以在公共就业服务机构登记失业半年以上作为基本条件,即由下岗失业人员和城镇少数特困群体扩大到纳入就业失业登记管理体系的全部人员。
下岗失业人员、高校毕业生、农民工、就业困难人员以及零就业家庭、享受城市居民最低生活保障家庭劳动年龄内的登记失业人员等就业重点群体,都涵盖在新的就业税收优惠政策适用对象之内。同时,为支持和鼓励应届高校毕业生创业,将毕业年度内的高校毕业生也纳入自主创业税收优惠政策适用范围。
3、保持原有政策优惠力度。继续沿用下岗失业人员再就业税收政策的优惠方式。对持《就业失业登记证》从事个体经营的,在3年内按每户每年8000元为限额,依次扣减其当年实际应缴纳的营业税、城市维护建设税、教育费附加和个人所得税。
对商贸企业、服务型企业、劳动就业服务企业中的加工型企业和街道社区具有加工性质的小型企业实体,在新增加的岗位中,当年新招用持《就业失业登记证》人员,与其签订1年以上期限劳动合同并依法缴纳社会保险费的。
三年内按实际招用人数予以定额依次扣减营业税、城市维护建设税、教育费附加和企业所得税的优惠。定额标准为每人每年4000元,可上下浮动20%,由各省、自治区、直辖市人民政府根据本地区实际情况在此幅度内确定具体定额标准。
(6)含金废水资源化用户报告扩展阅读
减税申请
纳税人申请
纳税人申请减免税必须向主管税务机关提供如下书面资料:
1、减免税申请报告。包括减免税的依据、范围、年限、金额,企业的基本情况等。
2、填写《政策性减免税申请表》等相关减免税申请表。
3、纳税人的财务会计报表。
4、工商执照和税务登记证件的复印件。
5、根据不同减免税项目,税务机关要求提供的其他材料。
具体形式
1、税基式减免
即通过缩小计税依据方式来实现税收减免。具体应用形式有设起征点、免征额和允许跨期结转等。
2、税率式减免
就是通过降低税率的方式来实现税收的减免。
3、税额式减免
就是通过直接减免税收的方式来实现税收减免,具体包括全额免征、减半征收、核定减征率和核定减征额等。
参考资料来源:网络-减免税
『柒』 污水处理厂实习报告
摘要: 本文介绍广州市黄埔开发区污水处理厂的总体情况.
关键词: 污水处理
一.实习目的:
生产实习是学生大学学习很重要的实践环节。实习是每一个大学毕业生必的必修课,它不仅让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,还使我们开阔了视野,增长了见识,为我们以后更好把所学的知识运用到实际工作中打下坚实的基础。通过生产实习使我更深入地接触专业知识,进一步了解环境保护工作的实际,了解环境治理过程中存在的问题和理论和实际相冲突的难点问题,并通过撰写实习报告,使我学会综合应用所学知识,提高分析和解决专业问题的能力。
二.实习具体内容:
(一)西区污水处理厂
实习时间:2004年10月19日――2004年11月29日
1.污水厂概况:
广州经济技术开发区污水处理厂是开发区管委会投资的重点环保工程,总厂位于广州经济技术开发区志诚大道西22号(西基工业区),占地面积7.86万平方米。日处理工业废水和生活污水3万吨,远景规划为9万吨。
广州经济技术开发区污水处理厂总厂于1992年9月破土动工,1994年8月建成投产。自建厂以来,本厂坚持实行全面质量管理,将人的管理作为质量管理的关键,生产运行管理作为质量管理的核心,设备管理作为质量管理的基础,重视好每一环节,保证了污水处理的出水水质全部达到设计要求并优于设计规定的国家二级排放标准。重视和加强技术改造,在节能降耗方面取得了较好的经济效益和社会效益。1999年和2001年被评为全国城市污水处理厂运行管理先进单位和广东省先进单位。本厂是华南理工大学、华南师范大学等高等院校的定点实习基地。
2001年6月,本厂顺利通过ISO14000:1996环境管理体系认证,成为全国首家通过ISO14000环境管理体系认证的城市污水处理厂。
该厂下辖污水处理总厂外围8个提升泵站、广州经济技术开发区东区(出口加工区)污水处理厂、广州经济技术开发区永和经济区(台商投资区)污水处理厂。总厂采用外围泵站提升输水的形式,收集并处理广州经济技术开发区西区的工业废水和生活污水。该厂的主要职能是负责污水泵站、污水处理、污泥处理的安全、正常运行,确保进厂的污水经处理后全部达标排放。总厂的职能部门有厂长室、副厂长室、生产科、技术科、综合科、办公室等。
生产科的主要岗位有泵站运行操作、污水处理操作、污泥处理操作、化验及仓库管理等.
2.处理工艺:
西区总厂采用以叶轮表面曝气为主体的传统活性污泥法工艺,全部使用国产设备。污水处理采用各种方法,将污水中的污染物分离出来或转化为无害的物质,从而使污水得到净化。污水处理方法分类:
(1). 物理处理法。如过滤法、沉淀法。
(2). 物理化学法。如混凝沉淀法。
(3). 生物处理法。利用微生物来吸附、分解、氧化污水中的有机物,把不稳定的有机物降解为稳定无害的物质,从而使污水得到净化。活性污泥法是生物处理法的一种。
活性污泥法工艺是应用最广泛的废水好氧生化处理技术,其主要由曝气池、二沉沉淀池、曝气系统以及污泥回流系统等组成。
废水经初次沉淀池后与二次沉淀底部回流的活性污泥同时进入曝气池,通过曝气,活性污泥呈悬浮状态,并与废水充分接触。废水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附,而废水中的可溶性有机物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养,代谢转化为物质细胞,并氧化成为最终产物(主要是CO2)。非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物,而后才能被代谢和利用。废水由此得到净化。净化后废水与活性污泥在二次沉淀池内进行分离,上层出水排放,分离浓缩后的污泥一部分返回曝气池,以保证曝气池内保持一定浓度的活性污泥,其余为剩余污泥,由系统排出。
活性污泥反应的影响因素有以下几个方面:
(1). BOD负荷率(F/M),也称为有机负荷率(2). 水温(3). PH值(4). 溶解氧(5). 营养平衡(6).有毒物质
曝气装置:
1. 鼓风曝气装置
(1)微气泡曝气器(2)中气泡曝气器(3)水力剪切型空气曝气器(4)水力冲击式空气曝气器
2. 机械曝气器
(1)竖轴式机械曝气器(2)卧轴式机械曝气器
3. 活性污泥法的主要运行方式
(1)推流式活性污泥法
(2)完全混合活性污泥法
(3)分段曝气活性污泥法
(4)吸附-再生活性污泥法
(5)延时曝气活性污泥法
(6)高负荷活性污泥法
(7)浅层曝气、深水曝气、深井曝气活性污泥法
(8)纯氧曝气活性污泥法
(9)氧化沟工艺
(10)序批活性污泥法
用传统的好氧活性污泥法处理工业废水是一种即经济、净化效果又好的方法,缺点是废水中污染物的浓度会发生变化,特别是一些有抑制作用的污染物对细菌活性有明显的抑制作用。在传统法的基础上,驯化好氧活性污泥,驯化后的活性污泥可以抗拒高浓度污染物的抑制作用,例如用驯化后的混合菌可连续降解有毒有机氯化物,有效地提高了净化效果。另外,传统活性污泥法的的污泥产生量比较大,这也是传统活性污泥法的一个比较大的缺点。
西区总厂的工艺流程示意图如下:
下图是西区总厂鸟瞰效果图:
3.西区总厂设计参数:
◎处理规模:总设计处理规模为9万吨/日,目前首期设计处理规模为3万吨/日。
◎采用的主要工艺:以叶轮表面曝气为主的传统活性污泥法。
◎设计进水水质:COD≤500mg/LSS≤250mg/LBOD5≤200mg/L
◎设计出水水质:COD≤120mg/LSS≤30mg/LBOD5≤30mg/L
本厂执行《广东省地方标准水污染物排放限值》(DB44/26-2001),出水水质标准为
COD≤60mg/LSS≤30mg/LBOD5≤30mg/L
目前实际处理情况(平均日处理水量24000吨,其中70%以上是工业废水。)
项目
进水(mg/L)
出水(mg/L)
处理效率(%)
COD
544
48.1
91.2
BOD5
270
9.8
96.4
SS
278
28.7
89.7
主要构筑物:
序号
构筑物名称
构筑物类型
规格(L×B×H, m)
有效容积(m3)
数量
1
曝气沉砂池
曝气沉砂池
13.5×2.5×3.78
109
1
2
一沉池
辐流式沉淀池
D=20, H=5.65
1104
2
3
曝气池
表面曝气式生化池
12×12×4.5
648
10
4
二沉池
辐流式沉淀池
D=34, H=4.15
3282
2
5
浓缩池
重力浓缩池
D=9, H=8.6
365
2
主要设备
设备名称
型号规格
生产厂家
数量
备注
格栅清污机
XGS1350-1200
唐山清源环保公司
1
栅距10mm,节距100mm
砂水分离器
LSSF-260B
南京蓝深制泵集团
1
一沉池刮泥机
D20
江都给水排水设备制造厂
2
单臂周边传动幅流式刮泥机
一沉池排泥泵
AS55-4CB
南京蓝深制泵集团
2
曝气机
PE150
安徽第一纺织机械厂
10
SIEMENS 变频器无级调速
污泥回流泵
WQ-300-15
南京蓝深制泵集团
4
二沉池刮吸泥机
D34
江都给水排水设备制造厂
2
双臂周边传动幅流式刮吸泥机
带式压滤机
DYL-2000
河南商城环保厂
2
POWTRAN-RICH 变频器无级调整滤带速度
罗茨鼓风机
SSR-100
山东章晃机械工业有限公司
2
SIEMENS 变频器无级调速
剩余污泥泵
AS75-4CB
南京蓝深制泵集团
2
滤带冲洗泵
IS65-40-250
湖北石首水泵厂
2
污泥输送泵
80WJ4012
上海利工泵业有限公司
2
化工耐腐蚀泵,SIEMENS 变频器无级调速
加药计量泵
JD
天津市通用机械厂
2
空气压缩机
V-0.3/10
广州天河华侨企业公司华通压缩机厂
1
移动式空气压缩机
二氧化氯消毒器
HT908-500
深圳欧泰华有限公司
1
主要化验项目:
化学需氧量COD
生化需氧量BOD5
曝气池混合液MLSS
回流污泥MLSS
悬浮物SS
PH值
总氮TN
30分钟沉降比SV
污泥指数SVI
氨氮NH3-N
总磷TP
磷酸盐PO43--P
含水率
有机物
氯化物
(二)东区污水处理厂概况:
参观时间:2004年11月28日上午
1.厂区概况 :
东区污水处理厂位于广州经济技术开发区东区(出口加工区)宏光路,是广州经济技术开发区管理委员会利用奥地利的国际货款兴建的。一期设计处理规模为2.6万吨/日,处理东区的工业及生活污水,采用SBR工艺,基本上都采用进口设备,污水以自流方式进厂。
2.处理工艺:
序批式活性污泥法或间隙式活性污泥法,简称为SBR工艺,是近十几年来活性污泥处理系统中较为引人注目的一种废水处理工艺,按字面的解释就是按程序、一批一批地生化处理污水。
SBR是现行的活性污泥法的一个变型,它的反应机制以及污染物质的去除机制和传统活性污泥法基本相同,仅运行操作不一样。
SBR操作模式由进水、反应、沉淀、出水和待机等5个基本过程组成。从污水流入开始到待机时间结束算做一个周期。在一个周期内,一切过程都在一个设有曝气或搅拌装置的反应池内依次进行,这种操作周期周而复始地反复进行,以达到不断进行污水处理的目的。
进水工序:进水工序是反应池接纳污水的过程。
反应工序:当废水注入达到预定容积后,进行曝气或搅拌,以达到反应目的(去除BOD、硝化、脱氮脱磷)。
沉淀工序:停止曝气和搅拌,活性污泥绒粒进行重力沉淀和上清液分离。
排水工序:排出活性污泥沉淀后的上清液,作为处理后的出水,一直排放到最低水位。反应池底部沉降的活性污泥大部分作为下个处理周期的回流污泥使用,过剩的剩余污泥引出排放。
待机工序:沉淀之后到下个周期开始的期间。
SBR工艺的设备和装置
(1). 滗水器:电动机械摇臂式、套筒式、虹吸式、旋转式、浮筒式等。
(2). 曝气装置:机械曝气、鼓风曝气。
(3). 阀门、排泥系统。
(4). 自动控制系统。
SBR法的特点有以下几点:
(1). SBR法将生化处理过程的进水、曝气、沉淀、排水以及闲置再生等几个步骤都集中在一个设备或池子里进行了,因此处理的基本工艺是调节池→SBR,流程变得非常简短,设备也少,便于操作和维修。
(2). 在SBR里,除了有曝气进行的好氧生化之外,还有一个较长时段的好氧微生物不承受有机负荷的再生期,以及厌氧微生物的水解过程。所以SBR法的沉降性能好,出水清澈。而因此就可以维持SBR的高污泥浓度,从而获得高负荷,并具有超常的处理效率和处理难生化污水的能力。
(3). 在SBR的运行周期内,进水、曝气、沉降、排水、闲置等程序的时间,完全可以根据水质、水量的实际情况进行调整,因此适应性强,方便调试和正常操作。
(4). 由于污泥有一个再生过程,又可以保持高浓度,所以污泥不仅性状良好,易于脱水干化,而且产泥率低。
(5). SBR不仅生物量大,而且生物相当丰富,因此具有较好的脱氮能力。
(6). 由于流程短、设备少,取消了二沉池、刮泥机及连接管路等,因此基建投资省
3.处理工艺流程图:
(三) 永和污水处理厂概况:
1.厂区概况:
永和污水处理厂位于广州经济技术开发区永和经济区(台商投资区)永顺大道旁,一期工程污水处理量为2000吨/日,主要采用以生物接触氧化法工艺(生物膜法)为核心的一体化污水处理装置,辅以粗细格栅机、沉砂池等预处理设施,处理永和经济区以工业废水为主的污水。目前正在建设二期工程,二期工程采用柔性生化污水处理系统,日污水处理量为6000吨。
2.处理工艺
生物膜法和活性污泥法一样,同属于好氧生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来去除有机物的,而生物膜法是依靠固着于固体介质表面的微生物来去除有机物的,因而这种方法亦称为生物过滤法。
生物膜法具有以下几个特点:固着于固体表面上的微生物对废水水质、水量的变化有较强的适应性;和活性污泥法相比,管理较方便;由于微生物固着于固体介质表面,即使增殖速度较慢的微生物也能生息,从而构成稳定的生态系;高营养级的微生物越多,污泥量自然就越少。一般认为,生物过滤法比活性污泥法的剩余污泥量要少。
当然,由于固着于固体介质表面的微生物量较难控制,因而在运转操作上伸缩性差;又由于滤料表面积小,BOD容积负荷有限,因而空间效果差;加之采用自然通风供养,在生物膜内层往往形成厌氧层,从而缩小了具有净化功能的有效容积。然而由于新工艺新滤料的研制成功,生物膜法作为良好的好氧生物处理技术仍被广泛地应用着。
生物膜法分为以下三类:
(1). 润壁型生物膜法。废水和空气沿固定的或转动的接触介质表面的生物膜流过,如生物滤池和生物转盘等。
(2). 浸没型生物膜法。接触滤料固定在曝气池内,完全浸没在水中,采用鼓风曝气,如接触氧化法。
(3). 流动床型生物膜法。使附着有生物膜的活性炭、砂等小粒径接触介质悬浮流动于曝气池中。
3.处理工艺流程:
下图是永和污水处理厂一期工程的工艺流程示意图:
永和污水处理厂设计进、出水水质与实际情况的对照。
项目
设计进水(mg/L)
设计出水(mg/L)
实际进水范围
BOD5
180
30
15~40
COD
300
80
60~140
SS
250
70
50~150
油脂
30
10
未测
三.实习总结:
此次在黄埔开发区污水处理厂的实习,使我在学生阶段能够最大程度深入学习活性污泥法的处理工艺.活性污泥法是目前处理城市和工业污水普遍采用的好氧生化处理技术.其工艺流程较为简单,处理成本低,而处理效果好,BOD/COD去除率高,因而能得到广泛的青睐.随着工艺技术的提高,序批式活性污泥法(SBR)得到越来越多的重视和应用.SBR法电气化和自动化要求程度高, 并具有超常的处理效率和处理难生化污水的能力,极大地节约劳力和用地面积,是较为先进且前景较好的处理工艺.
『捌』 含重金属废水处理的处理方法
含重金属废水处理使用膜处理技术:
其中纳滤可以浓缩废水中金属离子、盐类等,反渗透可以膜截留金属离子和有机添加剂,而让水分子透过膜,而达到分离、浓缩目的。
含重金属废水进入处理系统,根据需要,经过复合试剂预处理,减少其它离子对膜系统的影响,之后通过纳滤膜、反渗透膜实现物料分离、浓缩。
本系统设置多套纳滤装置,既可以辅助实现浓缩倍数的要求,也可以切换实现出水重金属离子实现达标排放的要求。
重金属废水来源及其处理原则:
重金属废水主要来自矿山、冶炼、电解、电镀、农药、医药、油漆、颜料等企业排出的废水。废水中重金属的种类、含量及存在形态随不同生产企业而异。由于重金属不能分解破坏,而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态。
例如,经化学沉淀处理后,废水中的重金属从溶解的离子形态转变成难溶性化台物而沉淀下来,从水中转移到污泥中;经离子交换处理后,废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上,经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。
因此,重金属废水处理原则是:首先,最根本的是改革生产工艺.不用或少用毒性大的重金属。其次是采用合理的工艺流程、科学的管理和操作,减少重金属用量和随废水流失量,尽量减少外排废水量。
『玖』 去关于污水处理厂处理的实践报告3000个字
环境保护是我国的基本国策。世界经济发展的实践证明,为实现经济的持续稳定的发展,必须解决好发展与环境保护的矛盾。随着我国社会和经济的高速发展,城市环境污染特别是水污染的问题日趋严重。城镇生活污水的排放量逐年增加,2002年全国工业和城镇生活废水排放总量为439.5亿吨,比上年增加1.5%。其中工业废水排放量207.2亿吨,比上年增加2.3%;城镇生活污水排放量232.3亿吨,比上年增加0.9%,其中仅有10%得到处理。[1]生活污水中含有较高的氮、磷等营养物质,未经处理直接排入江河湖海,是导致水域富营养化污染的主要原因。2002年监测数据显示,辽河、海河水系污染严重,劣V类水体占60%以上;淮河干流水质以III-V类水体为主,支流及省界河段水质仍然较差;黄河水系总体水质较差,干流水质以III-IV类水体为主,支流污染普通严重;松花江水系以III-IV类水体为主;珠江水系水质总体良好,以II类水体为主;长江干流及主要一级支流水质良好,以II类水体为主。由于“污染性”造成的水资源短缺,已成为严重制约我国社会经济持续发展的突出问题,丞待解决。目前我国水污染控制的重点已从以工业点源为主,逐步转变为以城市污水污染为主的控制。根据预测 [2],到2010年我国城市污水排放总量为1050亿m3,城市污水处理率要达到50%,预计需新建污水处理厂1000余座,而决定城市污水处理厂投资和运行成本的主要因素是污水处理工艺和技术的选择,因此开发适合我国国情的、高效、低耗、能满足排放要求、基建和运行费用低的污水处理新技术和新工艺,具有十分重要的现实意义。
二、生活污水处理工艺研究和应用领域共同关注的问题
长期以来,城市生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法,它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好等优点。但却普遍存在着基建费、运行费高,能耗大,管理较复杂,易出现污泥膨胀、污泥上浮等问题,且不能去除氮、磷等无机营养物质。对于我国这样一个资源不足、人口众多的发展中国家,从可持续发展的角度来看,并不适合中国国情。由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制,使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来,目前在城市生活污水处理研究和应用领域,普遍存在的问题有:
(1)采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理较复杂,易出现污泥膨胀现象;工艺设备不能满足高效低耗的要求。
(2)随着污水排放标准的不断严格,对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高,传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主,往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联,形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这势必要增加基建投资的费用及能耗,并且使运行管理较为复杂。
(3)目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资,因此建设大型的污水处理厂,集中处理生活污水,从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。
因此,如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展。已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题,就要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善,同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题,且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。
三、生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用研究发展
在污水生物处理的发展和应用中,活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高,耐冲击负荷性能好,产泥量低,占地面积少,便于运行管理等优点,在处理中极具竞争力。
1.生物膜法净化污水机理
污水中有机污染物质种类繁多,成分复杂。但对于生活污水来说,其有机成分归纳起来主要包括:蛋白质(40%-60%),碳水化合物(25%-50%)和油脂(10%),此外还含有一定量的尿素[3]。生物膜法依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物,由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖,由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构,因此生物膜通常具有孔状结构,并具有很强的吸附性能。
生物膜附着在载体的表面,是高度亲水的物质,在污水不断流动的条件下,其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质,在膜的表面上和一这深度的内部生长繁殖着大量的微生物及微型动物,形成由有机污染物 →细菌→原生动物(后生动物)组成的食物链。生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物和其他一些肉眼可见的生物群落组成。其中细菌一般有:假单苞菌属、芽苞菌属、产碱杆菌属和动胶菌属以及球衣菌属,原生动物多为钟虫、独缩虫、等枝虫、盖纤虫等。后生动物只有在溶解氧非常充足的条件下才出现,且主要为线虫。污水在流过载体表面时,污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附,并通过氧向生物膜内部扩散,在膜中发生生物氧化等作用,从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物,而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态,当生物膜逐渐增厚,厌氧层的厚度超过好氧层时,会导致生物膜的脱落,而新的生物膜又会在载体表面重新生成,通过生物膜的周期更新,以维持生物膜反应器的正常运行。
生物膜法通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上,实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离,载体填料的存在,对水流起到强制紊动的作用,同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触,从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题,在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级生物处理,而且还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。
通过人工强化作用将生物膜引入到污水处理反应器中,便形成了生物膜反应器。近年来,物物膜反应器发展迅速,由单一到复合,有好氧也有厌氧,逐步形成了一套较完整的生物处理系统。
填料是生物膜技术的核心之一,它的性能对废水处理工艺过程的效率、能耗、稳定性以及可靠性均有直接关系。
2、厌氧生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用研究进展
(1)、复杂物料的厌氧降解阶段
在废水的厌氧处理过程中,废水中的有机物经大量微生物的共同作用,被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中,不同的微生物的代谢过程相互影响,相互制约,形成复杂的生态系统。对复杂物料的厌氧过程的叙述,有助于我们了解这一过程的基本内容。所谓复杂物料,即指那些高分子的有机物,这些有机物在废水中以悬浮物或胶体形式存在。
复杂物料的厌氧降解过程可以被分为四个阶段。
水解阶段:高分子有机物因相对分子质量巨大,不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。
发酵(或酸化)阶段:在这一阶段,上述小分子的化合物在发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸(简写作VFA)、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时,酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质,因此未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
产乙酸阶段:在此阶段,上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
产甲烷阶段:这一阶段里,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
在以上阶段里,还包含着以下这些过程:a、水解阶段里有蛋白质水解、碳水化合物的水解和脂类水解;b、发酵酸化阶段包含氨基酸和糖类的厌氧氧化与较高级的脂肪酸与醇类的厌氧氧化;c、产乙酸阶段里有从中间产物中形成乙酸和氢气和由氢气和 氧化碳形成乙酸;d、甲烷化阶段包括由乙酸形成甲烷和从氢气和二氧化碳形成甲烷。除以上这些过程之外,当废水含有硫酸盐时还会有硫酸盐还原过程。复杂化合物的厌氧降解可以利用图来表述(见图1)
(2)厌氧生物膜法处理工艺的应用研究进展
a、厌氧滤器(AF)
厌氧滤器是60年代末由美国McCarty 等在Coulter等研究基础上发展并确立的第一个高速厌氧反应器。传统的好氧生物系统一般容积负荷在2KgCOD/(m3?d)以下。而在AF发明之前的厌氧反应器一般容积负荷也在4-5kgCOD/(m3?d)以下。但AF在处理溶解性废水时负荷可高达10-15 kgCOD/(m3?d)。[4]因此AF的发展大大提高了厌氧反应器的处理速率,使反应器容积大大减少。
AF作为高速厌氧反应器地位的确立,还在于它采用了生物固定化的技术,使污泥在反应器内的停留时间(SRT)极大地延长。McCarty发现在保持同样处理效果时,SRT的提高可以大大缩短废水的水力停留时间(HRT),从而减少反应器容积,或在相同反应器容积时增加处理的水量。这种采用生物固定化延长SRT,并把SRT和HRT分别对待的思想推动了新一代高速厌氧反应器的发展。
SRT的延长实质是维持了反应器内污泥的高浓度,在AF内,厌氧污泥的浓度可以达到10-20gVSS/L。AF内厌氧污泥的保留由两种方式完成:其一是细菌在AF内固定的填料表面(也包括反应器内壁)形成生物膜;其二是在填料之间细菌形成聚集体。高浓度厌氧污泥在反应器内的积累是AF具有高速反应性能的生物学基础,在一定的污泥比产甲烷活性下,厌氧反应器的负荷与污泥浓度成正比。同时,AF内形成的厌氧污泥较之厌氧接触工艺的污泥密度大、沉淀性能好,因而其出水中的剩余污泥不存在分离困难的问题。由于AF内可自行保留高浓度的污泥,也不需要污泥的回流。
在AF内,由于填料是固定的,废水进入反应器内,逐渐被细菌水解酸化、转化为乙酸和甲烷,废水组成在不同反应器高度逐渐变化。因此微生物种群的分布也呈现规律性。在底部(进水处),发酵菌和产酸菌占有最大的比重,随反应器高度上升,产乙酸菌和产甲烷菌逐渐增多并占主导地位。细菌的种类与废水的成分有关,在已酸化的废水中,发酵与产酸菌不会有太大的浓度。
细菌在反应器内分布的另一特征是反应器进水处(例如上流式AF的内部)细菌由于得到营养最多因而污泥浓度最高,污泥的浓度随高度迅速减少。
污泥的这种分布特征赋予AF一些工艺上的特点。首先,AF内废水中有机物的去除主要在AF底部进行(指上流式AF),据Young和Dahab报道[4], AF反应器在1m以上COD的去除率几乎不再增加,而大部分COD是在0.3m以内去除的。因此研究者认为在一定的容积负荷下,浅的AF反应器比深的反应器能有更好的处理效率。其次,由于反应器底部污泥浓度特别大,因此容易引起反应器的堵塞。堵塞问题是影响AF应用的最主要问题之一。据报道,上流式AF底部污泥浓度可高达60g/L。厌氧污泥在AF内的有规律分布还使得反应器对有毒物质的适应能力较强,可以生物降解的毒性物质在反应器内的浓度也呈现出规律性的变化,加之厌氧生物膜形成各种菌群的良好共生体系,因此在AF内易于培养出适应有毒物质的厌氧污泥。例如在处理三氯甲烷和甲醛废水中,发现AF反应器内的污泥产生了良好的适应性,这些有毒物质的去除效果和允许的进液浓度逐渐上升。AF同时也具有较大的抗冲击负荷能力。一般认为在相同的温度条件下,AF的负荷可高出厌氧接触工艺2~3倍,同时会有较高的COD去除率。
AF在应用上的问题除了堵塞和由局部堵塞引起的沟流以外,另一个问题是它需要大量的填料,填料的使用使其成本上升。由于以上问题,国外生产规模的AF系统应用也不是很多。据Le-ttinga在1993年估计,国外生产规模的AF系统大约仅有30~40个。[4]
作为升流式厌氧滤池的革新技术——厌氧膜床(S?pecial Anaerobic Film Bed, SAFB),采用较大颗粒及孔隙率的填料代替传统的小粒径填料,有效地解决了反应器的堵塞问题。厌氧膜床具有如下特点:
有效克服了厌氧滤池易堵塞和出水水质差的缺点;
生物固体浓度高,因此可获得较高的有机负荷;
在厌氧膜床内微生物通过附着在填料表面形成生物膜,以及悬浮于填料孔隙间形成细菌聚集体,因此在厌氧膜床内可以保持较高的生物量。因此可缩短水力停留时间,耐冲击负荷能力较强;
启动时间短,停止运行后再启动也较容易;
不需要回流污泥,运行管理方便;
在水量和负荷有较大变化的情况下,耐冲击性较好。
b、厌氧流化床反应器(AFBR)
在流化床系统中依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜来保留厌氧污泥,液体与污泥的混合、物质的传递依靠使这些带有生物膜的微粒形成流态化来实现。
流化床反应器的主要特点可归纳如下:
流态化能最大程度使厌氧污泥与被处理的废水接触;
由于颗粒与流体相对运动速度高,液膜扩散阻力小,且由于形成的生物膜较薄,传质作用强,因此生物化学过程进行较快,允许废水在反应器内有较短的水力停留时间;
克服了厌氧滤器堵塞和沟流问题;
高的反应器容积负荷可减少反应器体积,同时由于其高度与直径的比例大于其它厌氧反应器,因此可以减少占地面积。
但是,厌氧流化床反应器存在着几个尚未解决的问题。其一,为了实现良好的流态化并使污泥和填料不致从反应器流失,必须使生物膜颗粒保持均匀的形状、大小和密度,但这几乎是难以做到的,因此稳定的流态化也难以保证。[5]其次,一些较新的研究认为流化床反应器需要有单独的预酸化反应器。同时,为取得高的上流速度以保证流态化,流化床反应器需要大量的回流水,这样导致能耗加大,成本上升。由于以上原因,流化床反应器至今没有生产规模的设施运行。有人认为它在今后应用的前景也不大。[5]
c、厌氧附着膜膨胀床反应器(AAFEB)
厌氧附着膜膨胀床(Anaerobic Attached Film Expanded Bed)是Jewell等人在1974年研究和开发出来的一种污水处理工艺。与生物流化床相比,区别在于载体的膨胀程度。以填料层高度计,膨胀床的膨胀率约为10%~20%,此时颗粒间仍保持互相接触,而流化床则为20%~70%。Bruce J.Alderman等[6]通过对比厌氧膨胀床、滴滤池和活性污泥法等工艺的经济性,发现对于小型污水处理厂而言,厌氧膨胀床后续滴滤池的设计是最为经济的选择,能耗量少,污泥产率量低。但目前此工艺仍主要停留在小试和中试研究阶段。
综上所述,采用厌氧生物膜反应器为主体的厌氧处理技术,作为生活污水处理的核心方法,在技术上已经成熟,并且较之其它方法有独到的一些优势。但是,厌氧方法在浓缩营养物(氮和磷)方面效果不大,同时它仅能除去部分病源微生物。此外,残存的BOD、悬浮物或还原性物质可能影响到出水的质量。所以厌氧生物膜反应器要成为完整的环境治理技术,合适的后处理手段必不可少。
3、好氧生物膜法处理技术——生物接触氧化
生物接触氧化法是由生物滤池和接触曝气氧化池演变而来的。早在20世纪30年代,已在美国出现生产型装置。当时的生物接触氧化池,填料的材质是砂石、竹木制品和金属制品,主要用于处理低浓度、低有机负荷的污水,它克服了活性污泥法在处理此类污水时,因污泥流失而不能维持正常运行的缺点,并取得了较好的效果。进入70年代,随着大孔径、高比表面积的蜂窝直管填料和立体波纹塑料填料的出现,使生物接触氧化法的应用范围得到拓宽,它不仅可用于处理生活污水,而且可用于处理高浓度有机废水和有毒有害工业废水,与其他生物处理方法相比,展现出了优越性,我国在70年代开始对生物接触氧化法进行了研究,第一座生产性试验装置用于处理城市污水,在处理效果、动力消耗、经济效益和管理维护等方面都明显优于活性污泥法。与活性污泥法比较,生物接触氧化具有以下主要优点:①生物接触化法以填料作为载体,供生物群栖息生长,形成稳定的生态体系,有较高的微生物浓度,一般可达10~20g/l;氧的利用率高,可达10%。具有较高的耐冲击负荷能力和对环境变化的适应能力,剩余污泥量少。②生物接触氧化法可以充分利用丝状菌的强氧化能力且不产生污泥膨胀。并且不需要象活性污泥法那样采用污泥回流以调整污泥量和溶解氧浓度,易于管理和操作。随着十余年的大量实践,对氧化池结构形式、填料的品种和安装方式、供气装置的种类和布置形式等方面进行了不断创新、不断优化。目前,生物接触氧化技术已经广泛应用处理生活污水、生活杂用水和不同有机物浓度的工业废水。
填料是微生物栖息的场所、生物膜的载体。填料的表面生长生物膜,生物膜的新陈代谢过程使污水得利净化。填料的性能直接影响着生物接触氧化技术的效果和经济上的合理性,因而填料的选择是生物接触氧化技术的关键。
填料的特性取决于填料的材质和结构形式。填料的材质应具有分子结构稳定、抗老化、耐腐蚀和生物稳定性好等特性。填料的结构形式应具有比表面积大、空隙率高、硬度高、有布水布气和切割气泡的功能。填料之间的空隙在外力作用下可发生变化,有利于剥落的生物膜及时排出填料区,以及填料的体积应具有可压缩性,并在复原后不发生变形,便于运输和安装。
固定化载体的发展
(1)固定式填料
固定式填料以蜂窝状及波纹状填料为代表,多用玻璃钢、各种薄形塑料片构成。新近有陶土直接烧结生产的陶瓷蜂窝填料,孔形为六角形,孔径在20~100mm之间。由于比表面积小,生物膜量小,表面光滑,生物膜易脱落,填料横向不流通,造成布气不均匀,易堵塞以至无法正常运转,且造价较高,近年来,此类填料已逐渐淘汰。
(2)悬挂式填料
悬挂式填料包括软性、半软性及组合填料、软性填料,理论比表面积大,空隙率>90%,挂膜快,空隙的可变性使之不易堵塞,而且造价低,组装方便,出水稳定,处理效果较好,COD和BOD5去除率达80%以上。但废水浓度高或水中悬浮物较大时,填料丝会结团,大大减少了实际利用的比表面积,且易发生断丝、中心绳断裂等情况,影响使用寿命,其寿命一般为1~2年。半软性填料,具有较强的气泡切割性能和再行布水布气的能力、挂膜脱膜效果较好、不堵塞;COD和BOD去除率在70-80%。使用寿命较软性填料长。但其理论比表面积较小(87-93m2/m3)生物膜总量不足影响污水处理效果,且造价偏高。
组合式填料,是鉴于软性、半软性存在的上述缺点并吸取软性填料比表面积大、易挂膜和半软性填料不结团,气泡切割性能好而设计的新型填料,在填料中央设计半软性部件支撑着外围的软性纤维束,其平面有如盾形,故又称盾式填料。其比表面积1000~2500 m2/m3,空隙率98%-99%,具有挂膜快,生物总量大,不结团等优点。污水处理能力优于软性、半软性填料,在正常水力负荷条件下COD去除率70%-85%,BOD5去除率达80%~90%,与之类似的还有灯笼式(或龙式)和YDT弹性立体填料。
(3)分散式填料
分散式填料包括堆积式、悬浮式填料,种类繁多。特点是无需固定和悬挂,只需将之放置于处理装置之中,使用方便,更换简单。北京晓清环保公司的多孔球形悬浮填料和北京桑德公司的SNP无剩余污泥悬浮填料等,具有充氧性能好,挂膜快,使用寿命长等优点。江西萍乡佳能环保工程公司新近开发的堆积式填料—球形轻质陶料,填料粒径2~4 mm,有巨大的比表面积,使反应器中单位体积内可保持较高的生物量,而且填料上的生物膜较薄,其活性相对较高,具有完全符合曝气生物滤池填料的国际性能标准,在法国承建的我国大连马栏河污水处理厂使用,这是我国新型填料开发的一项重大突破。
四、水解酸化—好氧活性污泥工艺在生活污水处理中的应用
城市污水经厌氧处理后,在现有的技术条件下,要达到二级出水标准,需要相当长的停留时间,结果使厌氧处理虽然在运行管理费用上占有优势,但在基建投资上却失去了竞争力。因此从微生物和化学角度讲,厌氧处理仅仅提供了一种预处理,它一般需要后处理方能满足新的污水排放标准。印度和南美国家在积极推广应用厌氧生活污水处理技术的同时,普遍意识到由于厌氧处理后氮和磷基本上没有去除,因此对厌氧出水进一步处理很有必要。缺乏合适的后处理技术,是导致厌氧生物处理技术在生活污水处理领域应用缓慢的主要原因之一。虽然已有的小试实验结果表明,两级厌氧系统组合可以获得良好的处理效果。但目前,在实际生产中,应用最为广泛的仍然是厌氧与好氧组合系统。在印度,氧化塘是最常用的后处理方法。经厌氧、氧化塘两级处理后的出水BOD5、CODcr和TSS去除率分别为87%、81%和90%。在巴西NovaVista市的7000人生活污水处理工程中,以及哥伦比亚Bucarmanga镇的160000人生活污水处理工程中,后处理均采用的是兼性氧化塘。在墨西哥的厌氧生活污水处理工程中,后处理方法比较多样化,二沉池+氯消毒、淹没滤池+二沉池+氯消毒、氧化沟等,最后直接排入城市污水管网或用于农灌。在日本,城镇生活污水一般采用厌氧消化+好氧活性污泥法联合处理、厌氧滤池+好氧滤池以及厌氧滤池+接触氧化法组合处理。并且最新研制的具有脱氮除磷功能的高级型JOHKASO小型家用生活污水净化器系统,广泛应用于分散处理生活污水方面。[7]厌氧和好氧生物处理技术的组合能够有效的去除大部分有机和无机污染物。厌氧生物专家G·Lettinga教授断言厌氧处理生物技术如果有合适的后处理方法相配合,可以成为分散型生活污水处理模式的核心手段,这一模式较之于传统的集中处理方法更具有可持续性和生命力,尤其适合发展中国家的情况。[8]
厌氧-好氧组合处理工艺,充分发挥了厌氧技术节能、好氧技术高效的优势,成为目前污水处理工艺发展的主要趋势。在国外,由上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和好氧生物膜反应器组成的厌氧—好氧组合处理工艺一直是研究的重点,[9,10,11]并针对组合工艺的硝化/反硝化性能和动力学机理展开了较为深入的研究。[12,13]近年来,Ricardo Franci Goncalves等[14,15]进行的小试和中试的研究结果表明,采用UASB和淹没式曝气生物滤池(BF)组合工艺处理生活污水,两段HRT分别为6h和0.17h时系统对CODcr 、BOD5 和SS去除率均在90%以上,并且该组合系统相对单一的UASB污水处理系统而言,有更好的稳定出水水质的作用。当BF段的污泥回流至UASB段时,厌氧反应器内有机物甲烷化的能力提高,使产气量增加、剩余污泥量减少,可以减少甚至省去污泥浓缩池和消化池。
由于以UASB为主体的厌氧-好氧组合处理工艺,受温度的影响较大,特别是在低温条件下,系统的性能不能得到充分的发挥。Igor Bodik等[16]通过中试试验研究了厌氧折流板生物滤池反应器和淹没式曝气生物滤池组合工艺低温下处理生活污水时的脱氮性能。系统经过一年的运行,在厌氧段和好氧段的水力停留时间分别为15 h和4h的条件下,即使环境温度低于10℃(平均气温5.9℃),对CODcr、BOD5和SS的去除率仍达80%左右。低温使硝化的活性受到一定的影响,温度在4.5-23℃范围内,TKN的去除率在46.4-87.3%间变化,并且该系统也具有一定的反硝化功能,为低温环境下生活污水的脱氮处理提供了参考。
『拾』 重金属废水怎么处理
目前,重金属废水处理的方法大致可以分为三大类:(1)化学法;(2)物理处理法;(3)生物处理法。
化学法
化学法主要包括化学沉淀法和电解法,主要适用于含较高浓度重金属离子废水的处理,化学法是目前国内外处理含重金属废水的主要方法。
2.1.1化学沉淀法
化学沉淀法的原理是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物,通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除,包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法。由于受沉淀剂和环境条件的影响,沉淀法往往出水浓度达不到要求,需作进一步处理,产生的沉淀物必须很好地处理与处置,否则会造成二次污染。
2.1.2电解法
电解法是利用金属的电化学性质,金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来,然后加以利用。电解法主要用于电镀废水的处理,这种方法的缺点是水中的重金属离子浓度不能降的很低。所以,电解法不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水。
物理处理法
物理处理法主要包含溶剂萃取分离、离子交换法、膜分离技术及吸附法。
2.2.1溶剂萃取分离
溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液液接触,可连续操作,分离效果较好。使用这种方法时,要选择有较高选择性的萃取剂,废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在,例如在酸性条件下,与萃取剂发生络合反应,从水相被萃取到有机相,然后在碱性条件下被反萃取到水相,使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性,然而溶剂在萃取过程中的流失和再生过程中能源消耗大,使这种方法存在一定局限性,应用受到很大的限制。
2.2.2离子交换法
离子交换法是重金属离子与离子交换剂进行交换,达到去除废水中重金属离子的方法。常用的离子交换剂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂等。几年来,国内外学者就离子交换剂的研制开发展开了大量的研究工作。随着离子交换剂的不断涌现,在电镀废水深度处理、高价金属盐类的回收等方面,离子交换法越来越展现出其优势。离子交换法是一种重要的电镀废水治理方法,处理容量大,出水水质好,可回收重金属资源,对环境无二次污染,但离子交换剂易氧化失效,再生频繁,操作费用高。
2.2.3膜分离技术
膜分离技术是利用一种特殊的半透膜,在外界压力的作用下,不改变溶液中化学形态的基础上,将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法,包括电渗析和隔膜电解。电渗析是在直流电场作用下,利用阴阳离子交换膜对溶液阴阳离子选择透过性使水溶液中重金属离子与水分离的一种物理化学过程。隔膜电解是以膜隔开电解装置的阳极和阴极而进行电解的方法,实际上是把电渗析与电解组合起来的一种方法。上述方法在运行中都遇到了电极极化、结垢和腐蚀等问题。
2.2.4吸附法
吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择,传统吸附剂是活性炭。活性炭有很强吸附能力,去除率高,但活性炭再生效率低,处理水质很难达到回用要求,价格贵,应用受到限制。近年来,逐渐开发出有吸附能力的多种吸附材料。有相关研究表明,壳聚糖及其衍生物是重金属离子的良好吸附剂,壳聚糖树脂交联后,可重复使用10次,吸附容量没有明显降低。利用改性的海泡石治理重金属废水对Pb2+、Hg2+、Cd2+ 有很好的吸附能力,处理后废水中重金属含量显著低于污水综合排放标准。另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿物吸附剂,铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对Cr 6+的去除率达到99%,出水中Cr 6+含量低于国家排放标准,具有实际应用前景。
生物处理法
生物处理法是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法,包括生物吸附、生物絮凝、植物修复等方法。
2.3.1生物吸附
生物吸附法是指生物体借助化学作用吸附金属离子的方法。藻类和微生物菌体对重金属有很好的吸附作用,并且具有成本低、选择性好、吸附量大、浓度适用范围广等优点,是一种比较经济的吸附剂。用生物吸附法从废水中去除重金属的研究,美国等国家已初见成效。有研究者预处理假单胞菌的菌胶团后,将其固定在细粒磁铁矿上来吸附工业废水中Cu,发现当浓度高至100 mg/L时,除去率可达96%,用酸解吸,可以回收95%铜,预处理可以增加吸附容量。但生物吸附法也存在一些不足,例如吸附容量易受环境因素的影响,微生物对重金属的吸附具有选择性,而重金属废水常含有多种有害重金属,影响微生物的作用,应用上受限制等,所以还需再进行进一步研究。
2.3.2生物絮凝
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。生物絮凝法的开发虽然不到20年,却已经发现有17种以上的微生物具有较好的絮凝功能,如霉菌、细菌、放线菌和酵母菌等,并且大多数微生物可以用来处理重金属。生物絮凝法具有安全无毒、絮凝效率高、絮凝物易于分离等优点,具有广阔的发展前景。
2.3.3植物修复法
植物修复法是指利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金属含量, 以达到治理污染、修复环境的目的。植物修复法是利用生态工程治理环境的一种有效方法,它是生物技术处理企业废水的一种延伸。利用植物处理重金属,主要有三部分组成:
(1)利用金属积累植物或超积累植物从废水中吸取、沉淀或富集有毒金属: (2)利用金属积累植物或超积累植物降低有毒金属活性,从而可减少重金属被淋滤到地下或通过空气载体扩散: (3)利用金属积累植物或超积累植物将土
壤中或水中的重金属萃取出来,富集并输送到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分。通过收获或移去已积累和富集了重金属植物的枝条,降低土壤或水体中的重金属浓度。在植物修复技术中能利用的植物有藻类植物、草本植物、木本植物等。
藻类净化重金属废水的能力主要表现在对重金属具有很强的吸附力。褐藻对Au的吸收量达400mg/g,在一定条件下绿藻对Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金属离子的去除率达80%~90%。浩云涛等分离筛选获得了一株高重金属抗性的椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea),并研究了不同浓度的重金属铜、锌、镍、镉对该藻生长的影响及其对重金属离子的吸收富集作用。结果显示,该藻Zn 和Cd 具有很高的耐受性。对四种重金属的耐受能力依次为锌>镉>镍>铜。该藻对重金属具有很好的去除效果,15μmol/L Cu2+、300μmol/L Zn2+、100μmol/L Ni2+、30μmol/L Cd2+浓度72h处理,去除率分别达到40.93%、98.33%、97.62%、86.88%。由此可见,此藻类可应用于含重金属废水的处理。
草本植物净化重金属废水的应用已有很多报道。风眼莲(Eichhoria crassipes Somis)是国际上公认和常用的一种治理污染的水生漂浮植物,它具有生长迅速,既能耐低温、又能耐高温的特点,能迅速、大量地富集废水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多种重金属。张志杰等的研究结果表明,干重lkg的风眼莲在7~l0d可吸收铅3.797g、镉3.225g。周风帆等的 研究发现风眼莲对钴和锌的吸收率分别高达97%和80%。香蒲(Typhao rientaliS Pres1)也是一种净化重金属的优良草本植物,它具有特殊的结构与功能,如叶片成肉质、栅栏组织发达等。香蒲植物长期生长在高浓度重金属废水中形成特殊结构以抵抗恶劣环境并能自我调节某些生理活动, 以适应污染毒害。招文锐等研究了宽叶香蒲人工湿地系统处理广东韶关凡口铅锌矿选矿废水的稳定性。历时10年的监测结果表明,该系统能有效地净化铅锌矿废水。未处理的废水含有高浓度的有害金属铅、锌、镉经人工湿地后,出水口水质明显改善,其中铅、锌、镉的净化率分别达99.0%,97.%和94.9%,且都在国家工业污水的排放标准之下。此外,还有很多草本植物具有净化作用,如喜莲子草、水龙、刺苦草、浮萍、印度芥菜等。
采用木本植物来处理污染水体,具有净化效果好,处理量大,受气候影响小,不易造成二次污染等优点,越来越受到人们的重视。胡焕斌等试验结果表明,芦苇和池杉两种植物对重金属铅和镉都有较强富集能力,而木本植物池杉比草本植物芦苇具有更好的净化效果。周青等研究了5种常绿树木对镉污染胁迫的反应,实验结果表明,在高浓度镉胁迫下,5种树木叶片的叶绿素含量、细胞质膜透性、过氧化氢酶活性及镉富集量等生理生化特性均产生明显变化,其中,黄杨、海桐,杉木抗镉污染能力优于香樟和冬青。以木本植物为主体的重金属废水处理技术,能切断有毒有害物质进入人体和家畜的食物链,避免了二次污染,可以定向栽培,在治污的同时,还可以美化环境,获得一定的经济效益,是一种理想的环境修复方法。