時間：2023-03-21 17:16:07
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1.1普通工業廢水特點
普通工業廢水量大、污染物成分復雜，不同行業產生的廢水所含污染物成分區別較大，有的廢水溫度高，容易造成環境的熱污染；有些具有明顯的酸堿度；有些含有易燃、易爆、有毒物質。針對工業廢水中所含的不同成分，選擇不同的處理工藝，往往需要物理、化學、生物代謝等多種不同工藝組合處理。
1.2放射性廢水特點
具有放射性的重金屬元素是放射性廢水處理的主要去除對象，而放射性核素只能通過自然衰變來降低其放射性，所有的水處理方法都不能改變其固有的放射性衰變特性。在進行放射性廢水處理的時候，我們只有通過各種方法將放射性核素濃縮到較小體積的廢物內，降低處理后可排放廢水的放射性核素濃度。
2普通工業廢水處理方法
為了使工業廢水得到凈化，一般將廢水中所含的污染物分離出來，或將其轉化為無害、穩定的物質。我們按照處理原則，將工業廢水處理方法中物理化學法分為吸附法、離子交換法、膜分離法、汽提法、吹脫法、萃取法、蒸發法、結晶法等。離子交換法在普通工業廢水處理中，主要用以回收貴重金屬離子。膜分離技術在70年代后大規模應用到各個工業領域及科研中，發展非常迅速。蒸發法處理多用于酸、堿廢液的回收。自然界存在種類繁多的具有氧化分解有機物能力的微生物，這些微生物具有數量巨大、分布范圍廣、繁殖力強等特點，被廣泛應用于制革造紙、煉油化工、印染紡織、食品制藥等行業的廢水處理中。
3放射性廢水的處理方法
放射性核素使用任何水處理方法都改變不了其固定的放射性衰變特性，其處理一般都是遵循以下兩個基本原則：①將放射性廢水排入水體，通過稀釋和擴散達到無害水平。主要適用于極低水平的放射性廢水的處理。②將放射性廢水濃縮后，將其濃縮產物與人類的生活環境長期隔離，任其自然衰減。對高、中、低水平放射性廢水均適用。目前國內外普遍做法是對放射性廢水進行濃縮處理后貯存或固化處理。
3.1蒸發法
蒸發濃縮法具有較高的濃縮倍數和去污因子，可用于處理高、中、低放廢水。尉鳳珍等利用真空蒸發濃縮裝置處理中低水平核放射廢水，對總α和總β的去污因子能達到104量級，出水滿足國內放射性廢水排放標準。
3.2化學沉淀法
化學沉淀法主要通過投加合適的絮凝劑，然后與廢水中的微量放射性核素發生沉淀后，將放射性核素轉移并濃縮到體積量小的沉淀底泥中。在進行化學沉淀法時主要投加鋁鹽、鐵鹽、磷酸鹽、蘇打、石灰等，同時可投加助凝劑，如粘土、活性二氧化硅等加快凝結過程。羅明標等的試驗結果顯示氫氧化鎂處理劑具有良好的除鈾效果，特別適合酸溶浸鈾后的地下低放射性含鈾廢水的處理。
3.3離子交換法
目前離子交換主要處理低放廢水，包括有機離子和無機離子兩種交換體系。此法特點是操作方便、設備簡單、去除效率高且減容比高，適用于含鹽量低、懸浮物含量少的水體。國內外研究都表明離子交換劑對Cs的有很高的吸附容量。
3.4膜分離技術
膜處理方法是處理放射性廢水相對經濟、高效、可靠的方法，此法具有出水水質好、物料無相變、低能耗、操作方便和適應性強等特點等特點，膜技術的研究比較廣泛。美國、加拿大許多核電站采用反滲透和超濾工藝處理放射性廢水。
3.5生物處理法
生物處理法包括植物修復法、微生物法。微生物治理低放射性廢水是20世紀60年代開始研究的新工藝，國內外都有人開展研究微生物富集鈾的工作。美國研究人員發現一種名為Geobactersulfurreducens的細菌能夠去除地下水中溶解的鈾，Geobacter能夠還原金屬離子，從而降低金屬在水中的溶解度，使金屬以固體形式沉淀下來，因此，這種細菌有可能被用于放射性金屬的生物處理。生物法處理流程復雜，處理周期長，運行管理難度大，國內核電廠還未采用生物法處理放射性廢水。
4放射性廢水和普通工業廢水處理方法比較
工業廢水中污染物成分復雜多樣，我們采用單一的處理方法很難達到完全凈化的效果，因此需要我們尋找適合的工藝進行處理。其中廢水處理工藝的組成需要遵循先易后難的原則，先除去大塊垃圾和漂浮物質，然后依次去除懸浮固體、膠體物質及溶解性物質。放射性廢水與普通工業廢水處理的一個根本區別是：能夠用物理、化學或者生物方法將普通工業廢水的一些有毒物分解破壞，轉化為無毒物質，例如六價鉻、氰、有機磷等；而用這些方法無法破壞放射性核素，不能改變其衰變輻射的固有特性，只能靠其自然衰變來降低直至消失其放射性。物理、化學或物理化學方法一般是普通工業廢水處理中的預處理或深度處理方法，主要處理方法采用生物處理法。而物理化學法是目前放射性廢水處理的主要方法。有些處理方法只適用于處理普通工業廢水，而較難應用于處理放射性廢水。
5結論
1.1機械格柵
機械格柵主要用于攔截廢水中的大尺寸懸浮物，保證后續處理構筑物、設備的穩定運行，并有效減輕處理負荷。格柵間隙為10mm，柵寬為0.7mm。
1.2集水井
集水井尺寸為6.0m×6.0m×3.0m，有效水深為2.7m，有效容積為97.2m3。
1.3調節池
調節池用于調節水量，均化水質。為避免懸浮物沉淀，池內設置潛水攪拌機攪拌。調節池尺寸為30m×20m×6.5m，有效水深6.0m，有效容積3600m3，水力停留時間為10.5h。
1.4初沉池
初沉池為輻流式，直徑為21m，池邊水深2.0m，有效容積667m3，表面負荷為1.0m3/（m2•h）。初沉池內設置周邊傳動刮泥機，轉速為3.1m/min，電機功率為0.55kW。必要時投加亞鐵鹽進行預處理。
1.5水解酸化池
由于廢水可生化性不高，采用水解酸化池對其進行水解酸化處理，以將期中難降解的復雜有機污染物分解為易降解的簡單有機物，提高廢水的可生化性。水解酸化池尺寸為46m×24m×6.5m，有效水深6.0m，有效容積6600m3，水力停留時間為20.0h。水解酸化池內設置彈性立體填料，體積為4500m3。
1.6CASS反應池
通過PLC編程自動控制CASS（循環活性污泥法）反應池的運行。CASS反應池4格并聯，單格尺寸為40m×14m×6.0m，有效水深5.5m，污泥負荷為0.08kg/（m3•d）。運行周期為8h，進水1.5h，曝氣3.5h，沉淀1.0h（曝氣0.5h后），排水1.5h。
1.7混凝反應池
在混凝反應池中投加粉末活性炭和PAC藥劑，利用活性炭的吸附和PAC的混凝沉淀作用去除廢水中的有機物。混凝反應池尺寸為4m×4m×5.5m，有效水深5.0m，有效容積80m3，水力停留時間為0.25h。
1.8機械加速澄清池
利用機械加速澄清池機械攪拌的提升作用來完成泥渣回流和接觸反應。機械加速澄清池直徑為8.5m，池總深度為6.8m，分為第1絮凝池、第2絮凝池和分離室，總停留時間為2.5h。池內設置1臺攪拌設備，攪拌葉輪直徑為1.4m，電機功率為7.5kW。同時設置1臺帶有減速機的機械刮泥設備，刮臂直徑為5.2m，電機功率為1.5kW。
1.9除鐵除錳濾罐
在除鐵除錳濾罐內曝氣，通過氧化和濾層過濾及濾料表面細菌的生物化學作用去除鐵和錳。除鐵除錳濾罐3臺，直徑為3m，填料為錳砂，濾速為10.6m/h。
1.10清水池
清水池用于儲存清水及提供除鐵除錳濾罐反沖洗水。清水池尺寸為14m×10m×5.5m，有效水深5.0m，有效容積560m3，水力停留時間為2.1h。
2運行結果分析
該廢水處理工程調試穩定運行半年，在此期間，對其運行效果進行了考察。
2.1對COD的去除效果在系統正常運行過程中
初沉池、水解酸化池、CASS反應池、澄清池和濾罐的平均出水COD分別約為1600、1500、110、80、55mg/L，整個系統COD總去除率可達97.3%，處理效果較佳。
2.2對BOD5的去除效果
廢水BOD5的沿程變化如圖3所示。由圖3可知，在系統正常運行過程中，初沉池、水解酸化池、CASS反應池、澄清池和濾罐的平均出水BOD5分別約為440、540、25、18、10mg/L，整個系統BOD5總去除率可達97.8%，處理效果較佳。
2.3對SS的去除效果在系統正常運行過程中
初沉池、水解酸化池、CASS反應池、澄清池和濾罐的平均出水SS分別約為240、450、70、40、30mg/L，整個系統SS總去除率可達90.0%，處理效果較好。
2.4對色度的去除效果
廢水色度的沿程變化。在系統正常運行過程中，初沉池、水解酸化池、CASS反應池、澄清池和濾罐的平均出水色度分別約為600、400、80、40、30mg/L，整個系統色度總去除率可達96.3%，處理效果較好。
3運行費用分析
［論文摘要］染色廢水屬于典型的難生化降解廢水，如何低成本、高效率的對其處理，且保證出水的穩定達標，一直是許多環境保護工作者的研究目標。本文首先對國內外染色廢水處理的技術和研究方向進行了綜合概述，并對各類工藝進行了比較分析，歸納出一般染色廢水的主要處理工藝技術路線。
一、研究背景和意義
紡織工業是我國的傳統支柱工業之一，也是出口創匯較多的行業之一，目前我國占有15%左右的國際市場份額，是世界上最大的紡織品出口國。經過多年建設，紡織工業基本成為一個門類較齊全、布局較合理、原料和設備基本立足于國內、生產技術達到一定水平的工業部門。產業綜合發展能力不斷增強，已形成棉、毛、絲、麻、化纖、服裝、紡織機械等行業較為完整的系列體系。
紡織工業按加工的原料、產品的品種和產品的加工用途等不同，主要分為上游、中游、下游三類產業，紡織工業的上游產業主要指各類纖維生產和加工，如天然纖維的棉花、羊毛和各類化學纖維等生產領域；中游產業指紡紗、織布、染色等生產領域；下游產業主要指服裝加工等生產領域。
染色行業作為紡織工業中的中游行業，在紡織工業中起到承上啟下的作用，即將各類纖維加工制造的坯布，通過染色和印花工藝生產出各類帶色彩和圖案的織物。在染色業中，棉紡染色業是最大的行業。染色行業作為濕法加工行業，其生產過程中用水量較大，據不完全統計。我國染色廢水排放量約為每天300萬～400萬立方米，染色廠每加工100米織物，產生廢水量3～5立方米。而且，染色廢水成份復雜，含有的多種有機染料難降解，色度深，對環境造成非常嚴重的威脅。
隨著工業化的不斷深入，全球性的環境污染日益破壞著地球生物圈幾億年來形成的生態平衡，并對人類自身的生存環境存在威脅。由于逐漸加重的環境壓力，世界各國紛紛制定嚴格的環保法律、法規和各項有力的措施，我國作為世界大國，對環境保護也越來越重視，并向國際社會全球性環境保護公約作出了自己的承諾。
二、廢水處理方法分類
根據使用技術措施的作用原理和去除對象，廢水處理法可分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三類。具體如下：
1.廢水的物理處理法
利用物理作用進行廢水處理，主要目的是分離去除廢水中不溶性的懸浮顆粒物。主要工藝有：
(1)格柵和篩網格柵是一組平行金屬柵條制成的有一定間隔的框架。把它豎直或傾斜放置在廢水渠道上，用來去除廢水里粗大的懸浮物和漂浮物，以免后面裝置堵塞。篩網是穿孔濾板或金屬網制成的過濾設備，用以去除較細小的懸浮物。
(2)沉淀法利用重力作用，使廢水中比水重的固體物質下沉，與廢水分離。主要用于(a)在塵砂池中除去無機砂粒(b)在初見沉淀中去除比水重的懸浮狀有機物(c)在二次沉淀中去除生物處理出水中的生物污泥(d)在混凝工藝以后去除混凝形成的絮狀物(e)在污泥濃縮池中分離污泥中的水分，濃縮污泥。此法簡單易行而且效果好。
(3)氣浮法在廢水中通入空氣，產生細小氣泡，附著在細微顆粒污染物上，形成密度小于水的浮體，上浮到水面。主要用來分離密度與水接近或比水小，靠重力無法沉淀的細微顆粒污染物。
(4)離心分離利用離心作用，使質量不同的懸浮物和水體分離。分離設備有施流分離器和離心機。
2.廢水的化學處理法
(1)酸性廢水的中和處理
酸性廢水處理可以用投藥中和法、天然水體及土壤堿度中和法、堿性廢水和廢渣中和法等。藥劑有石灰乳、苛性鈉、石灰石、大理石、白云石等。他的優點是：可處理任何濃度、任何性質的酸性廢水。廢水中允許有較多的懸浮物，對水質水量的波動適用性強，中和劑利用率高，過程容易調節。缺點：勞動條件差、設備多、投資大、泥渣多且脫水難。天然水體及土壤堿度中和法采用時要慎重，應從長遠利益出發，允許排入水體的酸性廢水量應根據水體或土體的中和能力來確定。
(2)堿性廢水和廢渣中和法
投酸中和法可用藥劑：硫酸、鹽酸、及壓縮二氧化碳(用二氧化碳做中和劑，由于PH值低于6，因此不需要PH值控制裝置)酸性廢水及廢氣中和法如煙道氣中有高達24%的二氧化碳，可用來中和堿性廢水。其優點可把廢水處理與煙道氣除塵結合起來，缺點是處理后的廢水中硫化物、色度和耗氧量均有顯著增加。清洗由污泥消化獲得的沼氣(含25%—35%的二氧化碳氣體)的水也可用于中和堿廢水。
3.生物處理法
利用微生物可以把有機物氧化分解為穩定的無機物的這一功能，經常采用一定人工措施大量繁殖微生物。
(1)好氧生物處理法
應用好氧微生物，在有氧環境下，把廢水中的有機物分解成二氧化碳和水的方法，主要處理工藝有：活性污泥法、生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化等，這種方法處理效率高，應用面廣。
(2)厭氧生物處理法
應用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物，最后生成二氧化碳、甲烷等物質的方法。主要用于有機污泥、高濃度有機工業廢水的處理。如啤酒廠、屠宰廠。
(3)自然生物處理法
應用在自然條件下生長，繁殖的微生物處理廢水的方法。工藝簡單，建設費用和運行成本都比較低，但其凈化功能受自然條件的限制，處理技術有穩定塘和土地處理法。
三、染色污水處理系統的工藝設計
在染色污水處理系統的工藝設計中往往遇到以下問題：(1)工程設計人員大都是僅僅了解廢水水質的情況下，根據自己的工程經驗和直覺進行設計，這樣往往造成工程缺陷，使建成的處理系統處理廢水不能達標排放；(2)在有些設計中，因為對出水的達標要求嚴格，使設計出的工藝建設費用和運行費用偏高；(3)在許多現有的處理系統中，由于所要處理的水質發生改變，原有工藝不能針對目前的水質進行有效的處理。以上的這些都涉及到污水處理系統的優化改造和優化管理運行問題。
如何優化污水處理工藝，降低污水處理成本，提高污水處理效果，對于污水處理有著極其重要的意義。必須指出的是，染色廢水處理系統的優化改造是一個非常錯綜復雜的問題，從目的上它不僅要基于污水水質分析，按照技術和經濟的要求，在條件允許的范圍內，利用各種方法，找出最佳的設計工藝方案，并在設計工況條件下，找出最佳的設施組合和最佳工藝參數，而且還要在污水的成份和水量一定幅度變動的情況下，找出相應的優化運行措施和最少運行成本。而在各染色廢水水質各異、水量大小不一的實際工況下，要求得到一個能嚴格意義上普遍性的染色廢水優化處理系統是不可能的，某一污水處理系統可能對某企業的廢水處理是最優，但它對其他的染色廠可能就并不能做到最優，因此本論文對染色廢水處理系統優化研究只是為提出一個系統優化改造和優化運行的概念和思路，并不是要提出一個能對所有染色廢水有最優處理效果的處理系統。
四、系統工藝改造的總體思路
污水處理廠廢水的水質為含有一定量難生物降解物質和顏色的有機廢水，各染色子行業排放的廢水所含污染物質不同，其相應的治理工藝流程也不同。對染色廢水處理，工程上一般用物化法和生化法或兩種方法相結合的處理方法。物化處理有見效快、水力停留時間短的優勢，但其處理費用高、污泥產量大、污泥處理困難、存在二次污染的隱患。雖然臭氧氧化、活性碳吸附、電解等方法有較好的脫色效果，但它們較高的運行費用卻使廠家無法承受。但前述的幾種方法都具有穩定性好的特點。生物處理因具有處理成本較低，并能大幅度去處有機污染物和一定色度的特性使得染色廢水治理采用生物治理作為主要治理單元己成為共識。但結合園區污水處理廠目前的運行現狀及操作工人素質，為確保污水處理廠處理出水的穩定達標排放，因此改造擴建工藝的設計思想以強化物化處理的原則，以生物處理工藝為重心，盡量提高強化生物處理的作用。鑒于污水處理廠接受的染色廢水綜合性廢水，是典型的難生化降解的有機廢水，水質性質有其特殊性，而且各有關企業生產廢水排放的水質水量的不穩定性，以及污水處理廠的運行成本及運行負荷。因此必須要有針對性的廢水處理工藝，才能達到較好的處理效果。在選擇處理工藝前，應在分析廢水水質及其組成及對廢水所要求的處理程度的基礎上，確定各單元處理方法和改造工藝流程，以驗證改造工藝的有效性。
五、結論
印染生產廢水可生化性差，原污水處理系統又存在著設計、施工不盡合理，管理水平落后等缺陷，從而造成了處理出水污染指標達不到排放標準，運行成本高等后果。染色廢水處理系統的優化改造本身就是一個非常錯綜復雜的問題，而作為集中式染色廢水處理廠的優化就更加困難了。從目的上它不僅要在污水水質分析的基礎上，按照技術和經濟的要求，在條件允許的范圍內，利用各種方法，找出最佳的設計工藝方案。并在設計工況條件下，找出最佳的設施組合和最佳工藝參數，而且，還要在污水的成份和水量大幅度變動的情況下，找出相應的優化運行措施和最少的運行成本。但由于客觀條件的諸多限制，并且各種印染廢水水質各異，水量大小不一的設計情況下，要求得到一個能嚴格意義上普遍性的染色廢水優化方法十分困難，某一污水處理系統可能對某一區域內的廢水處理是最優的，但它對其他的企業可能就并不能做到最優。因此，在加強技術創新和知識創新的同時也要為保護我們僅有的水資源提高人類意識，轉變觀念，為創造一個更好的環境多做努力。
［參考文獻］
關鍵詞：廢水，氨氮，飲用水
1.概述
氨氮的存在使給水消毒和工業循環水殺菌處理過程中氯量增大；對某些金屬，特別是對銅具有腐蝕性；當污水回用時，再生水中的氨氮可以促進輸水管道和用水設備中微生物的繁殖，形成生物垢，堵塞管道和用水設備，并影響換熱效率，更嚴重的是氨氮是造成水體富營養化的重要原因。氨氮存在于許多工業廢水中。鋼鐵、煉油、化肥、無機化工、鐵合金、玻璃制造、肉類加工和飼料生產等工業，均排放高濃度的氨氮廢水。某些工業自身會產生氨氮污染物，如鋼鐵工業（副產品焦炭、錳鐵生產、高爐）以及肉類加工業等。而另一些工業將氨用作化學原料，如用氨等配成消光液以制造磨砂玻璃。此外，皮革、孵化、動物排泄物等廢水中氨氮初始含量并不高，但由于廢水中有機氮的脫氨基反應，在廢水存積過程中氨氮濃度會迅速增加。不同類的工業廢水中氨氮濃度千變萬化，即使同類工業不同工廠的廢水中氨氮濃度也不完全相同，這取決于原料性質、工藝流程、水的耗量及水的復用等。進入水體的氮主要有無機氮和有機氮之分。無機氮包括氨態氮（簡稱氨氮）和硝態氮，亞硝態氮不穩定可以還原成氨氮，或氧化成硝態氮。有機氮有尿素、氨基酸、蛋白質、核酸、尿酸、脂肪胺、有機堿、氨基糖等含氮的有機物。在一定的條件下有機氮會通過氨化作用轉化成無機氮。免費論文參考網。
2.水體富營養化及其危害
2.1水體富營養化現象及主要成因
“富營養化”是湖泊分類與演化方面的概念，過量的植物性營養元素氮、磷排入水體會加速水體富營養化的進程。水體富營養化現象是指在光照和其它適宜環境條件情況下，水中含有的植物性營養元素氮的營養物質使水體中的藻類過量生長，在隨后的藻類植物的死亡以及異樣微生物的代謝活動中，水體中的溶解氧逐步耗盡，造成水體質量惡化、水生態環境機構破壞。
當水體中含N>0.2mg/L，含P>0.02mg/L水體就會營養化。水體營養化后會引起某些藻類惡性繁殖，一方面有些藻類本身有藻腥味會引起水質惡化使水變得腥臭難聞；另一方面有些藻類所含的蛋白質毒素會富集在水產物體內，并通過食物鏈影響人體的健康，甚至使人中毒。如海生腰鞭毛目生物的過度繁殖能使海水呈紅色或褐色，即俗稱“赤潮”；溝藻屬是形成赤潮的常見種類，它們所產生的毒素會被貝類動物所積累，人體食用后會引起嚴重的胃病甚至死亡。水體中大量藻類死亡的同時會耗去水體中的溶解氧，從而引起水體中魚蝦類等水產物的大量死亡，致使湖泊退化、淤泥化，甚至變淺、變成沼澤地甚至消亡。據統計，我國平均每年有20個天然湖泊消亡。我國廣東珠海沿江、廈門沿海、長江口近海水域、渤海灣曾多次發生藻類過度繁殖引起的赤潮，造成魚類等水產物大量的死亡，使海洋漁業資源遭到的破壞，經濟損失嚴重。而水體一旦富營養化后沒有幾十年的時間是很難恢復的，有的甚至無法恢復，如美國的伊利湖是典型的富營養湖，科學家估計需要100年才能恢復。
2.2降低水體的觀賞價值
通常1mg氨氮氧化成硝態氮需消耗4.6mg溶解氧。水體中氨態氮愈多，耗去的溶解氧就愈多，水體的黑臭現象就越發嚴重。這就影響了水體中魚類等水生生物的生存，使其易因缺氧而死亡。富營養的水質不僅又黑又臭，且透明度差（僅有0.2m），往往影響了江河湖泊的觀賞和旅游價值。隨著改革開放的深入，人民群眾的生活水平日趨提高，旅游已成為人們越來越廣泛的需求。而水質優良的江河、湖泊、公園是城市景觀的重要組成部分，也是人們生活娛樂、游泳、觀賞、休閑的最佳場所。但我國的大部分湖泊已呈現出不同程度的營養態。有些通常發黑、發臭，人們已無法在其中游泳、游覽了，更觀賞不到魚類在其中嬉戲的情景，大大降低了這些湖泊的利用價值。影響當地人民的生活，并且也嚴重影響當地的旅游業發展，造成較大的經濟損失。
2.3危害人類及生物生存
當水體中pH值較高時。氨態氮往往呈游離氨的形式存在，游離氨對水體中的魚及生物皆有毒害作用，當水體中NH3－N>1mg/L時，會使生物血液結合氧的能力下降；當NH3－N>3mg/L在24～96h內金魚及鳊魚等大部分魚類和水生物就會死亡。可使人體內正常的血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，失去血紅蛋白在體內的輸氧能力，出現缺氧的癥狀，尤其是嬰兒。當人體血液中高鐵血紅蛋白>70%時會發生窒息現象。若亞硝酸鹽長時間作用于人體可引起細胞癌變。經水煮沸后的亞硝酸鹽濃縮，其危害程度更大。免費論文參考網。以亞硝酸鹽為例，自來水中含量為0.06mg/L時，煮沸5min后增加到0.12mg/L，增加了100%。亞硝酸鹽與胺類作用生成亞硝酸胺，對人體有極強的致癌作用，并有致畸胎的威脅。美國推薦水中亞硝酸鹽的最高允許濃度時1mg/L，而我國上海第一醫院建議在飲用水中的亞硝酸鹽的濃度必須控制在0.2mg/L以下。
水體中的氮營養來源是多方面的，其中人類活動造成的氮的來源主要有以下幾方面:1.未經處理的工業和生活污水直接排入河道和水體：這類污水的氨氮含量高，排入江河湖泊，造成藻類過度生長的危害最大。城市污水、農業污水，食品等工業的廢水中含有大量的氮、磷和有機物質。據統計，全世界每年施入農田的數千萬噸氮肥中約有一半經河流進入海洋。美國沿海城市每年僅通過糞便排入沿海的磷近十萬噸。2.污水處理場出水：采用常規工藝的污水處理廠，有機物被氧化分解產生了氨氮，除了構成微生物細胞組分外，剩余部分隨出水排入河道，這是城市污水雖經過二級常規處理但河道仍然出現富營養化和黑臭的重要原因之一。3.面源性的農業污染物，包括廢料、農藥和動物糞便等。
3.氨氮廢水處理的研究現狀及主要處理技術
氨氮處理技術的選擇與氨氮濃度密切相關，而對一給定廢水，選擇技術方案主要取決于以下幾方面：(1)水的性質；(2)處理要求達到的效果；(3)經濟效益，以及處理后出水的最后處置方法等。根據廢水中氨氮濃度的不同，可將廢水分為3類：高濃度氨氮廢水、中等濃度氨氮廢水、低濃度氨氮廢水。隨著工業的發展，中、高濃度的氨氮廢水排放日益增多。免費論文參考網。現在，由于對氨氮廢水的控制日益嚴格，對氨氮廢水的處理技術要求越來越高。工業廢水的氨氮去除方法有多種，主要包括物理法、化學法、生物法等。其中物理法有反滲透、蒸餾、土壤灌溉等技術；化學法有離子交換、氨吹脫、折點氯化、焚燒、催化裂解、電滲析、電化學處理等技術；生物法有藻類養殖、生物硝化、固定化生物技術等。雖然每種處理技術都能有效地去除氨氮，但應用于工業廢水的處理必須具有應用方便、處理性能穩定、適用于廢水水質且經濟實用的特點。根據國內外工程實例及資料介紹和環境工作者所研究的重點，目前處理氨氮廢水比較實用的方法主要有折點氯化法、選擇性離子交換法、氨吹脫法、生物法以及化學沉淀法等。下面就這幾種方法作一簡單介紹。
3.1折點氯化法去除氨氮
折點氯化法是將氯氣（生產上用加氯機將氯氣制成氯水）或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH4+－N氧化成N2的化學脫氮工藝。當氯氣通入廢水中達到某一點時水中游離氯含量最低，氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時，水中的游離氯量就會增多。因此該點稱為折點，該狀態下的氯化法稱為折點氯化。廢水中的氨氮常被氧化成氮氣而被脫去，處理氨氮廢水所需的實際氯氣量取決于溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯氣，pH值在6～7反應最佳，接觸時間為0.5～2小時。在上述條件下，出水中氨氮濃度小于0.1mg/L。
折點加氯法處理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進行反氯化，以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化時會產生氫離子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右的堿（以CaCO3計）。
折點氯化法最突出的優點是可通過正確控制氯的添加量和對流量進行均化，使廢水中全部氨氮降為零，同時使廢水達到消毒的目的。對于氨氮濃度低于5mg/L的廢水來說，用這種方法較為經濟。為了克服單獨采用折點加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點，常將此法與生物硝化連用，先硝化再除微量殘留氨氮。氯化法的處理率達90%～100%，處理效果穩定，不受水溫影響，在寒冷地區此法特別有吸引力。雖初次投資較少，但運行費用高，副產物氯胺和氯代有機物會造成二次污染，所以氯化法只適用于處理低濃度氨氮廢水。
3.2選擇性離子交換法去除氨氮
離子交換是指在固體顆粒和液體界面上發生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂，從而達到去除氨氮的目的；而常規的離子交換樹脂不具備對氨離子的選擇性，故不能用于廢水中去除氨氮。沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類硅質的陽離子交換劑，儲量豐富價格低廉，對NH4+有很強的選擇性。
【參考文獻】
[1]沈耀良,王寶貞.廢水生物處理新技術－理論與應用[M].中國環境科學出版社,2000:11-8
[2]錢易,唐孝炎.環境保護與可持續性發展[M].高等教育出版社,115-128
[3]鄭興燦,李亞新.污水除磷脫氮技術[M].中國建筑工業出版社,1998:15-87
[4]陳慧中,楊宏.給水系統中藻類研究現狀及進展[J].現代預防醫學,2001,28(l):79-80
[5]孫錦宜.含氮廢水處理技術與應用[M].化學工業出版社.2003:15-36
[6]許國強,曾光明,殷志偉等.氨氮廢水處理技術現狀及發展[J].湖南有色金屬,2002,18(2):29-30
[7]胡孫林,鐘理.氨氮廢水處理技術[J].現代化工,2001,21(6):47-50
[8]李曄.沸石改性及其對氨氮廢水處理效果的研究[J].非金屬礦,2003,26(2):53-55
[9]袁俊生,郎宇琪,張林棟等.天然沸石法工業污水氨氮資源化治理技術[J].環境污染治理技術與設
[關鍵詞]氟酸性；廢水；治理與利用
中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01
一、前言
含氟酸性廢水的治理與利用是隨著科技水平不斷發展而發展起來的一門新興技術。經過幾十年的不斷發展，目前含氟酸性廢水的治理方法已被廣泛的利用，成為一門實用的技術。
二、含氟酸性廢水的介紹
1、氟化物的來源
在航空發動機零件表面加工生產中，大量HF（還有部分NaF、NH3HF、NaSiF6等）用來清洗及腐蝕零件等，起反應產物主要是F-離子。氟化物槽液使用一段時間后，其有效成分逐漸降低，調整后達不到工藝要求時，槽液將報廢排放。報廢的槽液濃度高無法處理，只能分若干次投入漂洗水中，隨漂洗水一同處理。
2、氟化物通常處理方法
氟化物通常采用鈣沉淀法，化學反應方程式：Ca2++2F-=CaF2，由于CaF2的溶解度是16mg/L，即使加入過量的Ca2+，使Ca2+生成CaF2，理論上還是有8mg/L的F-存在于溶液中。在生產上，處理含氟廢水，含氟量能處理到15～20mg/L，要使含氟廢水處理到10mg/L內的排放標準，就需要對含氟廢水進行深度處理。
三、含氟酸性廢水處理的方法
1、沉淀法
（一）、化學沉淀法
化學沉淀法主要應用于高濃度含氟廢水處理，采用較多的是鈣鹽沉淀法，即石灰沉淀法，通過向廢水中投加鈣鹽等化學藥品，使鈣離子與氟離子反應生成CaF2沉淀，來實現除去使廢水中的F-的目的。該工藝簡單方便，費用低，但是存在一些不足。處理后的廢水中氟含量達15mg/L后，再加石灰水，很難形成沉淀物，因此該方法一般適合于高濃度含氟廢水的一級處理或預處理，很難達到國標一級標準。另外，產生的CaF2的沉淀包裹在Ca（OH）2顆粒的表面，因此不能被充分利用，造成浪費。
近年來，一些專業人士對工藝進行了大量的研究，在加鈣鹽的基礎上，加上鋁鹽、鎂鹽、磷酸鹽等，除氟效果增加的同時提高了利用率。在加石灰的基礎上加入鎂鹽，通過石灰與含鎂鹽的水溶液作用，生成氫氧化鎂沉淀實現對氟化物的吸附。在廢水中加入硫酸鋁、明礬等鋁鹽，與碳酸鹽反應生成氫氧化鋁，在混凝過程中氫氧化鋁與氟離子發生反應生產氟鋁絡合物，生產的氟鋁絡合物被氫氧化鋁礬花吸附而產生沉淀。另外，可以在水中加入氯化鈣、復合鐵鹽作混凝劑和高分子PAM作絮凝劑，在不增加現有設備處理設備的基礎上，提高了廢水處理效果。
（二）、混凝沉淀法
混凝沉淀法是通過在水中加入鐵鹽和鋁鹽兩大類混凝劑，在水中形成帶正電的膠粒，膠粒能夠吸附水中的F-而相互并聚為絮狀物沉淀，以達到除氟的目的。混凝沉淀法一般只適用于低氟的廢水處理，一般通過與中和沉淀法配合使用，實現對高氟廢水的處理。由于除氟效果受攪拌條件、沉降時間等因素的影響，因此出水水質會不夠穩定。
鐵鹽類混凝劑一般需要配合Ca（OH）2使用，才能實現高效率，并且處理后的廢水需要用酸中和后才能排放，因此工藝比較復雜。鋁鹽除氟法是在水中加入硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁等的鋁鹽混凝劑，利用Al3+與F-的絡合以及鋁鹽水解后生產的A1（OH）3礬花，去除廢水中的F-，效果不錯。由于藥劑投加量少、成本低，并且一次處理后出水即可達到國家排放標準，因此鋁鹽混凝沉降法在工業廢水處理中應用較為廣泛。
2、吸附法
吸附法是將裝有活性氧化鋁、聚合鋁鹽、褐煤吸附劑、功能纖維吸附劑、活性炭等吸附劑的設備放入工業廢水中，使氟離子通過與固體介質進行特殊或常規的離子交換或者化學反應，最終吸附在吸附劑上而被除去，吸附劑還可通過再生恢復交換能力。為了保證處理效果，廢水的pH值不宜過高，一般控制在5左右，另外吸附劑的吸附溫要加以控制，不能太高。該方法一般用于低濃度含氟廢水的處理，效果十分顯著。由于成本較低，而且除氟效果較好，是含氟廢水處理的重要方法。
3、其他方法
除了上述兩種比較常用的方法外，還有一些方法雖然沒有被普遍應用，但是已經成為行業人士研究的對象，在一些特種含氟廢水處理中取得較好的效果。其中包括離子交換法、電滲析、反滲透膜法等方法。反滲透技術借助比滲透壓更高的壓力，使高氟水中的水分子改變自然滲透方向，通過反滲透膜被分離出來，先主要應用于海水淡化和超純水制造工藝中。當前使用的反滲透膜主要有低壓復合膜、海水膜和醋酸纖維素膜等。電滲析法是外加直流電場，利用離子交換膜的選擇透過性，使水中的離子能夠定向遷移。離子交換法是使用離子交換樹脂或離子交換纖維實現除氟離子的一種方法。離子交換樹脂需要用鋁鹽進行預處理和再生，因此費用會比較高。與離子交換樹脂相比，離子交換纖維耗資小，而且比表面積較大，吸附能力強，交換速度及再生速度快，并且處理后不會給水體帶來任何污染，反而具有清潔作用，是一種理想的深度去除水中氟離子的方法。
四、含氟酸性廢水治理與利用的實驗
1、熟石灰合適加入量的確定
熟石灰的加入有兩個作用：1）通過Ca2+離子先去除一部分F-離子；通過OH-離子調節溶液pH值，為沉淀劑CaCl2和混凝劑PAC的良好發揮打下基礎。取100ml含氟廢水樣中加入不同量的熟石灰，攪拌3min，然后靜置30min后，隨著熟石灰的加入，廢水中pH值逐漸升高，當加入至一定濃度時，再增加熟石灰的量，廢水中pH值增加不大，在后續廢水處理過程中，還需加混凝劑PAC來降低廢水中F-的濃度及pH值，因混凝劑PAC有弱酸性，故從成本和這方面考慮，選pH值為11.82，即熟石灰的加入量為0.75g/l。
2、CaCl2加入量的確定
在熟石灰加入量為0.75g/l，pH值為11.82的廢水樣中加入不同量的氯化鈣，攪拌3min；在熟石灰加入量為0.75g/l，pH值為11.82的廢水樣中加入不同量的氯化鈣，隨氯化鈣加入量增加，廢水處理液中的殘余氟離子質量濃度逐漸變小，至一定值后，殘余氟離子質量濃度變化量逐漸不明顯。當氯化鈣加入量為4g/l，廢水中殘余氟離子濃度達到最低值12.0mg/l。因此，選擇按4g/l的量加入氯化鈣。
3、混凝劑PAC合適加入量的確定
在確定的pH值和氯化鈣加量的廢水樣（[F-]=12.0mg/l，pH=7.41）中，加不同量的混凝劑PAC，先快速攪拌2min，再慢速攪拌4min；靜置30min后，取上清液測pH值和氟離子濃度。
隨PAC的加量的增加，廢水處理液中殘余氟離子質量濃度逐漸降低。當PAC的加量為400mg/l時，顯示靜置30min后，廢水處理液中殘余氟離子質量濃度達到9.3mg/l，達到排放的標準；當靜置時間為2h，廢水處理液中殘余氟離子質量濃度進一步降低為8.6mg/l；且PAC的加量分別為300mg/l、400mg/l的廢水處理液中殘余氟離子質量濃度均達到國家規定的含氟廢水排放一級標準值≤10mg/l的要求。有研究表明：投加PAC的效果的優于Al2（SO4）3，要達到相同的效果，PAC的投加量要遠遠小于Al2（SO4）3的投加量。
4、含氟廢水處理的工藝流程設計
根據含氟廢水的處理結果，我們設計了一套現實可行的廢水處理工藝流程。該流程主要有：集水池，用于收集廢水；反應池，用于生成CaF2沉淀；豎流沉淀池，用于快速分離CaF2沉淀物；排水池，用于收集并排放處理后的上清液；污泥池，用于濃縮沉淀污泥。通過壓濾機將沉淀污泥進行脫水處理，壓濾成餅。
含氟廢水流入集水池，將集水池的廢水抽入反應池加熟石灰和氯化鈣進行化學沉淀反應；反應完全后的廢水溶液全部抽入豎流沉淀池加PAC進行絮凝處理，按規定時間靜置后，將豎流沉淀池的達標排放清液抽入排水池，沉淀物則被抽入污泥池；將排水池的達標排放清液向外排放或循環利用；將污泥池的沉淀物抽入壓濾機進行脫水處理，并壓濾成餅，供給氟化物生產制造商或建筑材料生產商作生產原料使用，變廢為寶。
五、結束語
含氟酸性廢水處理方法在各個領域中有廣泛應用，隨著科學的進步，含氟酸性廢水處理方法會越來越先進，其所發揮的作用也會越來越大。
參考文獻
[1] 張玲，薛學佳，周任明.含氟廢水處理的最新研究進展[J].化工時刊，2012.
關鍵詞：生物脫氮工藝 短程硝化反硝化 同時硝化反硝化 厭氧氨氧化
1.短程硝化反硝化
短程硝化反硝化生物脫氮（shortcut nitrification denitrification）是由荷蘭Delft技術大學開發出來的脫氮新工藝[1-3]。其基本原理是將NH3-N氧化控制在亞硝化階段，然后進行反硝化。反應方程式可表示為：
短程硝化反硝化的生物脫氮途徑與傳統硝化反硝化相比，在處理高濃度有機氮廢水中具有潛在的優勢：⑴短程硝化反硝化生物脫氮比傳統硝化反硝化生物脫氮節省了25%的耗氧量；⑵在反硝化過程中是以有機碳源作為電子供體，短程硝化反硝化僅需傳統硝化反硝化60%的有機碳源，節省了40%的碳源。理論上計算，傳統硝化反硝化C/N為2.86:1，短程硝化反硝化C/N為1.71:1，即較低的C/N下就可以實現短程硝化反硝化反應；⑶縮短了反應歷程，提高了脫氮效率。在好氧過程中短程硝化反硝化生物脫氮比傳統硝化反硝化生物脫氮減少了由NO2－-N氧化為NO3－-N的過程，縮短了總的反應歷程。另外，在短程硝化反硝化過程中由于省去了由NO3－-N到NO2－-N這一轉化過程，反硝化碳源不再為硝酸鹽還原菌優先利用，也不存在硝酸鹽還原酶對亞硝酸鹽還原酶的競爭性抑制，加速了脫氮效率。
2.同時硝化反硝化
同時硝化反硝化（simulataneous nitrification denitrification）工藝，簡單地說，是在同一個反應器中同時實現硝化和反硝化。Munch.Elisabeth V等研究了SBR法中的同時硝化反硝化現象[4。G.Bertanza運用延時曝氣法對廢水處理過程中的同時硝化反硝化現象進行了三年的研究[5]。試驗結果表明：處理系統中的氧化還原電位在120～180mv范圍內（此時DO濃度均在1.5mg/L以下）同時硝化反硝化的處理效果最好，總氮去除率可達到60%～70%。
根據以上可知，同時硝化反硝化現象確實存在于多種廢水處理工藝中。目前大多數學者認為其機理的探討主要從微環境理論、微生物學和生物化學的角度來研究：
⑴從微環境角度來看，由于微生物個體形態非常微小，一般屬μm級，影響生物的生存環境也是微小的。由于微生物種群結構、基質分布、代謝活動和生物化學反應的不均勻性，以及物質傳遞的變化等因素的相互作用，在活性污泥菌膠團和生物膜內部會存在多種多樣的微環境類型。即使在好氧性微環境占主導地位的活性污泥系統中，也常常同時存在少量的微氧、缺氧、厭氧等狀態的微環境。
⑵從生物學和生物化學角度來看，主要有兩種觀點存在：一種是Lloyd等及Robertson和Kuennen提出的好氧反硝化的概念，認為好氧反硝化菌和好氧反硝化酶系的存在導致了這種現象。目前已知的好氧反硝化菌有Pseudoonas、Spp、Alcaligensfaecalis、Thiosphaera、Pantotropha等[6]，這些菌種為好氧反硝化的解釋提供了生物學依據。另一種是Bock等提出的好氧反氨化的概念，即在有氧氣限制的情況下，NH3-N直接轉化為氮氣。
同時硝化反硝化有以下優點[7]：⑴硝化過程中消耗堿度，反硝化過程中產生堿度，這樣同時硝化反硝化能有效地保持反應器中pH值穩定，而且無需添加外碳源，考慮到硝化菌最適pH值范圍很窄，僅為7.15～8.16，因此這一點是很重要的。⑵同時硝化反硝化意味著在同一反應器、相同的操作條件下，硝化和反硝化應能同時進行。如果能夠保證在好氧池中一定效率的反硝化與硝化反應同時進行，那么對于連續運行的同時硝化反硝化工藝污水處理廠，可以省去缺氧池的費用，或至少減少反應池容積。對于僅由一個反應池組成的序批式反應器來講，同時硝化反硝化能夠降低實現完全硝化反硝化所需的時間。同時硝化反硝化系統提供了今后降低投資并簡化生物脫氮技術的可能性。然而，對于同時硝化反硝化的機理還缺乏深入的認識與了解，要使該項技術實用化還有大量研究工作有待完成。
3.厭氧氨氧化
1990年，荷蘭Delft技術大學Kluyver生物技術實驗室開發了ANAMMOX工藝。該工藝的特點是：在厭氧的條件下，以NO3―為電子受體，將NH3-N轉化為氮氣。最近研究表明NO3―是一個關鍵的電子受體。由于這類細菌是自養菌，因此不需要添加有機物來維持反硝化。試驗研究發現:厭氧反應器中NH3-N濃度的降低與NO3―的去除存在一定的比例關系[8]。發生的反應可假定為:
最近研究表明，NO2―也可以作為電子受體進行如下反應：
根據化學熱力學理論，上述反應的ΔG＜0，說明反應可自發進行的。厭氧氨氧化過程的總反應是一個產生能量的反應，從理論上講，可以提供能量供微生物生長。因此，可以假定厭氧反應器中存在微生物，它可以利用NH3-N作為電子供體還原NO3―-N，或者說它可以利用NO3―-N作為電子受體來氧化NH3-N。
從方程式2-17和2-18可以知道，該工藝不需要氧氣和外加碳源，處理低C/N的高濃度NH3-N廢水很有前景的。
4.固定化微生物脫氮技術
固定化微生物技術是指通過化學或物理的方法將游離的細胞或微生物加以固定，使之成為不溶于水但仍具有高的生物活性固定生長體的一項新技術[9]。
固定化微生物技術是20世紀60年代直接從固定化酶技術發展起來的一項新技術，最初主要用于工業微生物的發酵，70年代后期由于水污染問題的日益嚴重，迫切要求開發高效的廢水處理新技術，于是人們開始考慮將固定化微生物技術引入廢水處理領域。該技術可將篩選的優勢菌種或微生物加以固定，從而構成一個高效的廢水處理系統，與傳統的懸浮生物處理法相比較具有處理效率高、穩定性強、產泥量少、無污泥膨脹、固液分離效果好、裝置容積小等優點，在廢水處理，尤其是特種工業廢水處理領域中顯示出廣闊的應用前景。固定化微生物脫氮技術就是利用固定化微生物技術的特點，將硝化菌和反硝化菌固定在一起，以保證反應器的菌體濃度和脫氮性能，成為近10多年來生物脫氮領域研究的熱點之一。國內外學者對硝化菌和反硝化菌單獨固定及固定化細胞的脫氮性能作了詳細的研究，在日本已有將固定化硝化菌用于廢水處理能力11300m3/d的工業裝置[10]。
[1] Jetten M S M et al，Towards a more sustainable municipal wastewater treatment system[J]. Wat Sci Tech，1997，35(9):171-180.
[2] W Verstraete，S Philips.Nitrification-denitrification processes and technologies in new contexts[J]，Environmental pollution，1998，10(2):717-726;
[3] 馮葉成，王建龍，錢易，生物脫氮新工藝研究進展[J]，微生物學通報， 2001，28(4): 88-91；
[4] Munch ，Elisabeth V， Simultaneous nitrification and denitrification in bench-scale sequencing batch reactors[J]， Water Research，1996，30(2):227-284；
[5] G.Bertanza，Simultaneous nitrification-denitrifiction technique in extended aeration plants:pilot and real scale experiences[J]， Water Science and Technology， 1997， 35(6):53-61；
[6] Robertson LA，Van Niel EWJ，Torremams，Rob AM，Kuenen JG，Simultanseous nitrification and denitrification in aerobic chemostat of Thiosphaera pantotropha[J]，Appl Environ Nicrobiol， 1988， 54(1):12-18，28;
[7] 李叢娜，呂錫武，稻森悠平，，同步硝化反硝化脫氮研究[J]， 給水排水， 2001，27(1):22-25；
[8] 白莉，楊云龍，生物脫氮新技術[J]，科技研討，2003，13(7):101-102；
[9] 楊麒了，李小明，曾光明，謝珊，劉精今，固定化微生物脫氮技術[J]， 環境污染治理技術與設備， 2002.10，Vol.3 No.10 :58-60;
關鍵詞：給水排水工程；畢業設計；選題
中圖分類號：TU9903；G642477 文獻標志碼：A 文章編號：
1005-2909(2012)03-0133-03
畢業設計是理論與實踐相結合的學習過程，是對四年專業學習一次全面、徹底的總結和應用，同時也是培養學生結合工程實際提高分析、解決問題能力的必要環節。畢業設計對鞏固、深化和拓展學生所學知識，培養學生獨立思考能力和創新能力具有重要意義［1］。畢業設計由多個環節組成，其中選題是做好畢業設計的基礎，決定了畢業設計的研究方向和研究內容，直接影響畢業設計質量［2］。給水排水工程專業是涉及多學科知識體系并且與工程實踐緊密結合的綜合學科［3］，在此筆者根據其培養目標及教學基本要求和教學工作實踐，對給水排水專業畢業設計的選題工作進行探討。
一、現狀及問題分析
給水排水工程專業的畢業設計題目可以分為設計和論文兩大類，設計類主要包括給水排水管道系統、給水系統、城市污水處理廠、工業廢水處理廠（站）、建筑給水排水等；論文類有各種水處理的試驗研究和其他專題研究等，因此，給水排水畢業設計可供選題的范圍非常廣泛。學校給水排水專業近幾年畢業設計題目和選題人數見表1。
（3.5%）由表1中可以看出，目前給水排水專業的畢業設計大多是設計類題目，論文
類的題目比較少。在設計類題目中，城市污水處理廠、建筑給水排水和給水排水管道系統設計的題目占有較大比重，約占畢業設計題目的75%左右。結合學生畢業設計成果對近年畢業設計的題目進行分析，發現存在以下幾個方面的問題。
(一)選題與工程實際結合不緊密
設計類題目可以是直接選自工程實踐中的實際課題，也可以是明確工程背景下的模擬課題。由于采用實際課題不易把握工程量和時間進度，選題難度較大；而模擬課題工作量和時間進度容易掌握，便于指導教師按照畢業設計的要求進行安排和組織教學，因此目前畢業設計題目大多是模擬課題。模擬課題由于缺少實際工程背景，涉及實際問題較少，需要學生分析的客觀資料不多，導致一些學生的畢業設計缺乏深度，圖紙與工程實際有較大差距。
（二）題目范圍過大
閆怡新，等 給水排水工程專業畢業設計選題探討
畢業設計是從調查研究、查閱文獻、收集資料、理論分析、制訂設計方案到設計、計算、繪圖以及編制技術文件等過程對學生綜合能力的全面鍛煉。宏觀的題目會使學生感覺無從下手，顧此失彼。目前學校給水排水專業學生畢業設計工作的總學時只有14周左右。在這14周的時間內，除了要完成設計說明書的撰寫和繪圖工作外，還要進行外文資料的閱讀翻譯以及答辯的準備工作等。一些畢業設計的題目范圍過大導致學生對設計說明書的撰寫不夠細致，涉及范圍雖廣但不深入，工程制圖也過于簡單，與實際工程相差較遠，還有的學生為了應付差事，出現一些抄襲行為。
（三） 選題內容重復性高
給水排水專業的畢業設計多集中于城市污水廠、建筑給水排水及給水排水管道系統的設計等，雖然其題目較多，但是設計內容比較固定。例如，城市污水處理廠的設計雖然可以根據不同的處理規模和處理工藝給出較多的設計題目，如奧貝爾氧化溝、卡魯賽爾氧化溝、三溝式氧化溝、TE氧化溝、A2O、A/O、SBR、CASS、UCT工藝等，但是由于城市污水水質變化不大，而且其處理模式比較固定，基本上都是粗格柵—提升泵房—細格柵—沉砂池—生物處理系統—二沉池—消毒池，重復性內容較多，導致學生抄襲現象有增加趨勢。特別是近年來畢業設計成果均有電子版本，網絡上甚至出現了給水排水專業的全套畢業設計成果可以下載，更為學生抄襲提供了方便。
（四）論文類題目較少
給水排水專業的論文類題目中，主要是采用生物、物理和化學等方法來進行各種水處理的試驗研究。論文類題目中雖然涉及的專業知識范圍較小，但是對具體問題研究深入，有利于考上研究生或將來從事相關工作的學生繼續學習或研究。然而受試驗條件的限制，給水排水專業的論文類題目一直較少。
二、 對畢業設計選題改進的建議
（一）加強畢業設計與工程實際相結合
為使畢業設計更好地與工程實際相結合，有人提出選擇實際課題進行真題真做的畢業設計模式［4］。這固然是使畢業設計貼近工程實際的好方法，但是由于設計時間和學生的設計能力有限，采用學生畢業設計的圖紙作為實際工程的施工依據顯然并不合適，所以真題真做在給水排水專業的畢業設計中不可行。但是畢業設計選用真題，有利于激發學生對畢業設計的興趣和積極性，增強學生對設計工作的責任感，并且真題可為學生提供更為詳實的設計資料，促進學生在設計過程中對諸多因素進行綜合考慮，提高解決實際問題的能力。因此，在畢業設計中可以采用真題假做的方式，一方面制造一個實戰的氛圍，讓學生感到在參與一項真正的設計工作；另一方面，雖然是模擬，但仍然按照實際工程的標準來要求，使學生高水平完成設計課題。真題假做吸取了實際課題和模擬課題的優點，既發揮了模擬課題對學生進行綜合能力訓練比較方便快捷的長處，又使畢業設計更切合工程實際，在給水排水專業的畢業設計中應以提倡［5］。
關鍵詞：高級氧化技術，水處理中，應用
中圖分類號： TK223.5 文獻標識碼： A
前言
水是生命之源也是人們生活和生產過程中必不可少的物質，隨著經濟的飛速發展水環境保護已然成為了當前人類社會廣泛關注的一個問題。目前我國的經濟發展情況也使水資源得到了最大限度的利用，而且高濃度的有機廢水對我國寶貴的水資源造成了威脅，由此產生的水環境保護也提上了議程。然而利用現有的生物或物理處理方法，對可生化性差、相對分子質量從幾千到幾萬的物質進行處理，想達到處理效果會比較困難，因此高級氧化技術就應運而生了。
1、高級氧化技術的概念
高級氧化技術(Advanced oxidation technologies，AOTs)，AOTs 是指應用高活性自由基（如•OH，•OOH，O2•−和SO4•−）氧化分解水體中的有機污染物質。
AOTs 是近年來新興的水處理工藝，能夠非常有效的降解水體中有機污染物，近年來受到的關注和研究比較多。AOTs 的優勢在于能夠在溫和的操作條件下，通過反應可以直接將污染物礦化或通過強氧化性提高它們的可生化性，同時該技術還在環境荷爾蒙等微量有害化學物質的處理方面有很大的優勢，能夠將絕大部分有機物完全礦化或分解。而且反應體系通常對溫度和壓力要求不高，設備要求不高，易于管理，操作簡單等。
•OH 是已知的氧化能力最強的強氧化劑之一(·OH +H++e-—H20，E0=2.80V)，可誘發鏈反應，具有較高的電子親和力(569.3kJ)，且無選擇性，它能夠通過填充有機污染物未飽和的碳碳鍵和奪取大多數有機污染物分子中的H 原子等反應途徑迅速地降解污染物；一般情況下可單獨使用就可以達到很好的處理效果，也可以聯合其它水處理技術使用。能夠提高污水的可生化性，因此可以作為生物處理過程的預處理，能將大多數有機污染物迅速的氧化分解，并最終礦化為CO2、H2O 和無機鹽。
2、Fenton 氧化技術及其在污水處理中的應用
過氧化氫與催化劑Fe2+構成的氧化體系通常稱為Fenton 試劑。在傳統Fenton 試劑的基礎上人們通過對反應條件的改變和聯合開發出了一系列有針對性的類Fenton 試劑，如光-Fenton 試劑和電-Fenton 試劑等，研究方面涉及了pH 值、溫度、反應時間、氧化劑種類和濃度、催化劑種類和濃度等方面的因素。目前相關研究已有以芳香烴、多氯烷烴、多氯聯苯、染料、除草劑等有毒有機物質為對象進行探索，在廢水處理中得到了廣泛的應用和研究。
羥基自由基的主要來源有兩個：（1）陽極水的氧化。（2）在溶解態亞鐵離子Fe2+存在的狀態下氧氣被不斷還原產生過氧化氫H2O2。H2O2和Fe2+結合產生Fenton試劑，在Fenton反應中生成的Fe3+通過不同方式還原為Fe2+，該路線使Fenton能夠循環反應。由過氧化氫作用還原的Fe3+有兩步完成，同時還會產生過氧自由基（·O2H）。鏈反應產生的羥基自由基和過氧自由基都有氧化性，·OH在水溶液中是非常強的氧化劑，幾乎可以將所有有機化合物氧化為CO2和水。它既可以與有機物發生諸多反應如脫氫、加成、電子轉移、自由基復合反應等，也可以作為強氧化劑與無機溶質反應。·OH與飽和烷烴以及許多不飽和的分子如醛和酮類發生的反應是脫氫反應：·OH可以直接脫除烷烴分子上的氫，生成容易被氧化的烷烴自由基R·，形成鏈反應，最終可使烷烴分解。因此，污染物能夠被它們降解，大部分污染物的降解是通過有強氧化性的·OH實現的。
Fenton 試劑經常與其他工藝聯合作用，有研究中試試驗表明,在運行條件最佳時處理混合廢水,結果顯示經混凝、Fenton 氧化、絮凝法處理后, CODCr 從5826 mg/L降低到200 mg/L，去除率達到了96.6%；色度從800 倍降到了2 倍，去除率達到99.8%；SS 從582 mg/L 降到3 mg/L，去除率達到了99.3%。
3、Oxone/Co2+氧化技術及其在污水處理中的應用
Oxone(單過氧硫酸氫鹽化合物，2KHSO5·KHSO4·K2SO4)是一種流動性好的白色顆粒狀粉末，它是由兩分子單過氧硫酸氫鉀(KHSO5)，一分子的硫酸氫鉀(KHSO4)和一分子的硫酸鉀(K2SO4)三種鹽組成的三重鹽，是一種用途廣泛且對環境友好的酸式過氧化物氧化劑。Oxone 的氧化勢能是來自于它的高酸化學性質，它是單過硫酸H2S2O5中的第一個中式鹽，其活性物質為單過氧硫酸氫鉀KHSO5，簡稱PMS。最近，氧化劑過硫酸鹽（S2O82-）和單過硫酸鹽（PMS，HSO5一）成為了熱門話題。這些氧化劑能夠通過各種途徑（過渡金屬催化，加熱或者UV）激發氧化性能產生硫酸基自由基（SO4.-）[66-69]。單過硫酸鹽之所以得到廣泛應用，在于其氧化還原電勢（1.82V），比H2O2(1.76 V)還要高，而且在氧化降解過程中比過硫酸鹽（S2O82-）更高效。PMS 不同于H2O2 和K2S2O8，它是由一個SO3 一取代HOOH 的不對稱過氧化物，其自身獨特的結構也使其很容易被激發和活化。PMS 還成功的應用于很多污染治理的反應中，例如氧化分解雙酚A和處理石油污染的污泥，PMS 對于這些難降解的污染物都起到了很好的去除作用。PMS 的應用領域還涉及到假牙清潔劑、衣物的漂白劑、羊毛防縮處理、擦光劑、線路板蝕刻劑，淀粉氧化、木材清洗和貴重金屬提煉等方面。
催化劑對于該方法有很重要的影響，為了找到催化過硫酸鹽最有效的過渡金屬，AniPsitakis等人對幾種過渡金屬Ag+，Co2+，Fe2+，Fe3+，Mn2+，Ni2+，Ce3+，Ru3+和V3+對過硫酸氫鉀的催化能力進行了比較研究，結果表明不同金屬離子的催化效果依次為Co2+> Ru3+> Fe2+> Ce3+> V3+> Mn2+> Fe3+> Ni2+，從催化氧化能力和經濟成本分析，Co2+是PMS最好的催化劑，用量小，且催化效率高。在降解工業污水方面，Co2+/PMS具有以下幾方面的優勢：
（1） Co2+/PMS系統對污染物具有較高的的礦化度：在降解2，4-二氯酚和橙黃二的研究中都取得了高于90%的礦化度。
（2） Co2+/PMS系統能在更寬的pH范圍內應用，降解2，4-二氯酚的實驗證明Co2+/PMS能在pH 2.0-8.0范圍內取得了良好的去除效果。而Fenton試劑在pH超過3.0時就不能表現出良好的催化活性，Co2+/PMS能在中性環境中表現出更高的效率，這個有點決定了該系統能夠更好的服務于污水處理，因為大部分被污染的自然水體的pH范圍在6.0-8.0。
結語
高級氧化技術是降解廢水生化處理水的有效方法，具有很大的開發潛力和良好的應用前景。本論文較為深入地開展了Fenton 氧化法和Oxone/Co2+氧化法深度處理廢水的研究，并對Oxone/Co2+氧化法處理前和最優結果處理后的有機污染物成分進行了分析與對比，從而為高級氧化技術處理廢水生化處理水提供了理論依據。
參考文獻
關鍵詞：聚合氯化鋁 絮凝劑 處理生活污水 技術論證
一、 背景和意義
1997年1月20日， 聯合國發出了淡水資源短缺的警報：“缺水問題將嚴重制約下世紀的經濟和社會發展，并可能導致國家間的沖突”。這份題為《對世界淡水資源的全面評估》的報告指出，目前全世界1／5以上的人口，即12億人面臨“中高度到高度缺水的壓力”。該報告還預測，到2025年，世界人口將激增到83億，全世界將有1／3的人口遭受“中高度到高度缺水的壓力”。
隨著工業的發展和人口急劇增長，淡水緊缺問題已引起世界各國的普遍關注，我國面臨的淡水緊缺問題尤其嚴峻。我國水資源居世界第六位，但人均水量僅為世界人均水量的四分之一，居109位，加之淡水資源的時空分布不均和我國人口分布不均、社會發展不均，造成部分城市淡水資源嚴重緊缺。目前全國有300多個城市缺水，50多個城市嚴重缺水。淡水資源緊缺已嚴重影響這些地區的人民生活和經濟發展，每年造成直接經濟損失數千億元。
進入21世紀，我國人口繼續增長，將達到16億高峰，對土資源的開發將達到臨界狀態，對水的需求也將進一步增加。1993年全國工農業生產和城鄉居民生活用水已達到5250億m3 ，人均用水紡450m3 。根據人口增長，工農業生產發展，如不節約用水，初步估計2030年需增加供水2000～2500億m3 才能滿足各方面的需要。黃、淮、海三流域2010年以后，隨著人口的增加，人均水資源將不足400m3 ，當地水源已無潛力可挖，缺水只有遠距離從長江調水才能得以解決。而長距離調水成本高、投資大、資金籌措困難，并還受到社會和環境等因素制約，工程的實施難度極大。因此，首先需要采用各種高新技術，通過節約用水、利用雨水、污水處理回用、海水利用等途徑，千方百計努力提高工農業用水的效率。
隨著工農業生產的迅速發展和人民生活水平的不斷提高，對水的需求量也越來越大，與此同時，水資源的污染也日趨嚴重，人類可取的水資源正在逐漸減少。我國是水資源貧乏的國家之一，人均水量僅為世界人均水量的1／4，目前國內已有300 多個城市缺水，日缺水量約1000萬立方米以上，嚴重地影響了國內的工業生產和人民生活。工業用水一般占城市用水的70％－80％，節約用水、合理用水的處理 受到各行各業的普遍關注，各種水處理劑的需求量也日益增加。聚鐵、鋁鹽具有絮凝體形成速度快、礬花密實、沉降速度快、對低溫高濁度原水處理效果好、適用水體pH值范圍廣等特性，同時還能去除水中的有機物、懸浮物、重金屬、硫化物及致癌物，無鐵離子的水相轉移，脫色、脫油、除臭、除菌功能顯著，且價格便宜，與其他凈水劑相比，有著很強的市場競爭力，其經濟效益也十分明顯，值得大力推廣應用。
目前我國每年的廢水排放量約365億噸，年處理量僅100億噸，處理率不足 1／3。目前世界水處理市場中，包括聚鐵在內的無機絮凝劑已占有3／4以上的市場份額。我國水處理劑工業雖已具有了一定的規模和水平，但仍遠遠不能滿足大量的工業廢水及民用水處理的要求，與國外先進水平相比還有不小的差距。業內人士預計? 今后幾年國內水處理劑的生產將有較快的發展，年需求量將達到30萬噸左右，其中絮凝劑的需求量為18萬噸。
二、 關鍵技術和預期水平效益
現代廢水處理方法主要分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三類。
物理處理法：通過物理作用分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態的污染物(包括油膜和油珠)的廢水處理法。通常采用沉淀、過濾、離心分離、氣浮、蒸發結晶、反滲透等方法。將廢水中懸浮物、膠體物和油類等污染物分離出來，從而使廢水得到初步凈化。
化學處理法：通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法。通常采用方法有：中和、混凝、氧化還原、萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲透等方法。
生物處理法：通過微生物的代謝作用，使廢水溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機物、有毒物等污染物質，轉化為穩定、無害的物質的廢水處理方法。生物處理法又分為需氧處理和厭氧處理兩種方法。需氧處理法目前常用的有活性污泥法、生物濾池和氧化塘等。厭氧處理法，又名生物還原處理法，主要用于處理高濃度有機廢水和污泥，使用處理設備，主要為消化池等。與物理、化學方法相比較，生物法具有運行費用低、處理效果好的特點。但生物法存在著處理時間相對較長、廢水中含有有毒物質存在時難以使用等缺陷。生物學家和工程技術人員正不斷努力，通過改良微生物菌種、改良處理工藝等手段提高生物處理的效果。
通過各種手段對廢水進行處理后再排放可減少污染，但徹底消除污染的方法是不產生污染物 。科學家們正在不斷努力，一方面，尋找更有效的廢水處理方法，消除污染物；另一方面，研制設計出新的清潔生產工藝，減少污染物的產生。
下面我們來著重談談化學處理法中的絮凝法：
強化絮凝過程需要提高兩方面的技術：
（一）、發展新型高效能絮凝劑
（二）、發展高效絮凝反應器，技術上取得新的突破。
同時做到相互協同發展，進而將這兩方面優勢有機地結合起來，建立新型絮凝工藝技術系統，從整體上改進水處理絮凝過程的質量和面貌。
在研究開發新型高效絮凝劑方面
無機高分子絮凝劑（IPF）
無機高分子絮凝劑（IPF）無疑是當前研究的重點。由于它比傳統絮凝劑具有適應性強、無毒、可成倍提高效能且相對價廉等優點，因而近年已得到廣泛重視，正逐步發展成為混凝過程的主流藥劑。其中，聚合氯化鋁是當前工業生產技術最成熟、效能最高、應用最為廣泛的無機高分子絮凝劑品種。同時，以聚合氯化鋁產品作為基本原料，還可衍生制備出多種系列的適合于不同水質處理狀況的復合型無機高分子絮凝劑。如聚合鋁鐵、聚合硅鋁以及有機復合型絮凝劑。
盡管大量的混凝實踐證明聚合鋁絮凝劑比傳統鋁鹽凝聚劑的混凝效能提高2~3倍。但對于這類新型藥劑為何會突出地高效尚缺乏全面深入的科學驗證和理論診斷，一般的認識和處理方法尚停留在沿用傳統凝聚劑的概念或主觀推斷，尚缺少直接的實驗驗證。實際上，在聚合鋁應用基礎方面，從形態分布及其轉化規律，聚合反應控制參數及其制備條件，投加后的形態轉化及其穩定性，高效凝聚絮凝機理及效能，以及應用工藝技術等諸多方面，均有別于傳統凝聚劑，這些問題只有經過全面系統深入地研究，才能夠得到較確切的解答，同時促進這類新型藥劑的進一步提高并擴展其應用范圍。
基于上述原因，我們就以現代化學及絮凝理論為基礎，追蹤當前國際研究發展動向，同時結合實際生產工藝及水處理實踐，從混凝理論的發展，聚合鋁水解形態轉化及其分布特征，絮凝形態穩定性及電動特性，以及高效凝聚絮凝效能，作用機理與絮凝動力學，聚合鋁高效絮凝應用實踐等多方面進行了全面深入、系統地研究，為深入揭示聚合水解－聚合反應過程及形態轉化規律，闡明聚合鋁水解聚合形態與凝聚作用機理及絮凝動力學的相互關系，建立定量聚合鋁的表面吸附沉淀模式提供科學理論研究的基礎。同時也為進一步改進聚合鋁產品質量，提高凝聚劑絮凝效能，拓寬應用范圍提供必要的應用基礎理論研究依據。最終為推動和發展我國無機高分子絮凝劑的基礎應用理論研究，提高工業化生產技術水平及其應用實踐作出貢獻。
有機高分子絮凝劑
高分子絮凝劑種類
目前應用于水處理中的高分子凝劑，為分子量由數萬至數百萬的高分子水溶性有機聚合物。有機高分子絮凝劑具有在顆粒間形成更大的絮體及由此產生的巨大表面吸附作用。因而，近年來國內外在研究和應用方面都進展得很快。絮凝劑的種類很多，按其來源可分為天然和人工合成的兩大類。
天然高分子絮凝劑
淀粉、單寧、纖維素、藻朊酸鈉、古爾膠、動物膠和白明膠等等。天然高分子絮凝劑可經過各種化學改性以適應不同的需要，如淀粉可改性為糊精、苛化淀粉、含磷酸鹽－CH2OPO（CH）2和含胺基－CH2CH2NH2的淀粉等。一般來說天然高分子絮凝劑價格低廉，但分子量較低且不穩定，使用時用量高，效果不佳且排放時有可能產生BOD等問題。所以，除考慮到毒性而使用人工合成的高分子絮凝劑。其中用得最為廣泛的要屬分子量為300萬以上的聚丙烯酰胺及其衍生物。實踐證明，不同的高分子絮凝劑，對不同的水質處理效果相差很大，其最佳效果的用量幅度很小，超過一定范圍，反而會形成復穩。
高聚合度的水溶性有機高分子聚合物或共聚物的分子中，含有許多能與膠粒和細徽懸浮物顆粒表面上某些點位起作用的活性基團，分子量在數十萬至數百萬。根據聚合物單體上活性基團在水中的離解情況，按官能團分類可分為非離子型、陰離子型和陽離子型三類。表1是許多高分子絮凝劑的主要官能團。
國內外常用的具有代表性的高分子絮凝劑有：非離子型－聚丙烯酰胺（簡寫為PAM，分子量在150萬－900萬，商品濃度一般為8%）、聚氧化乙烯；陰離子型－聚丙烯酸（PAA）、聚甲基丙烯酸水解聚丙烯酰胺（HPAM）、聚磺基苯乙烯；陽離子型－丁基溴聚乙烯吡、聚二丙烯二甲基胺（PDADMA）。用量一般為廢水量的百萬分之一至百萬分之二。
當絮凝劑為離子型，且其電性與膠粒表面電荷相反時，絮凝劑就考慮到降低ξ電位和吸附橋連的雙重作用，絮凝效果就特別顯著；而當其點性與膠粒表面電荷相同時，則要求雙方的電荷都不太強。為要充分發揮絮凝劑的吸附橋連作用，應使它的長鏈生長到最大限度，同時讓可離解的基團達到最大的離解度且得到充分的暴露，以便產生更多的帶電部位，并與微粒有更多的碰撞機會，結果絮凝效果可提高數倍。
表1：高分子絮凝劑的主要官能團
非離子型官能團 ——OH 羥 基
——CN 腈
——CONH2 酰 胺
陽 離 子 官 能 團 ——NH2 伯 胺
——NH—R 仲 胺
——N—RR 叔 胺
R——N—RR 季 胺
陽離子型官能團 ——COOH 羧 酸
——SO3H 磺 酸
——OSO3H 硫酸脂
當然，絮凝劑的選擇及使用量要根據廢水的具體性質而定，總的原則是所用的絮凝劑必須價廉、易得、高效、使用量少。生成的絮凝物易沉降分離。使用無機絮凝劑時要注意其適用的pH值范圍，一般在投加無機鹽絮凝劑后再添加pH調節劑。對高分子絮凝劑，為了充分發揮其在水中的化學架橋作用，應選用能在水中均勻分散、溶解，具有吸附活性基因的高分子化合物、水容性高分子化合物。為了使其在水中處于較大的分散狀態，一般先用純水或軟水溶解配成一定濃度的溶液，然后再加到待處理的廢水中去。因為這些高分子化合物往往會受到水質的影響。使分子的擴散和離子基的離解受到抑制，處理效果下降。
在絮凝反應器方面
目前處于主流的反應器有：隔板反應池、渦流式反應池、機械攪拌反應池、靜態混合器、文丘里管道混合器、機械加速澄清池、固定絮凝器等等。為了使膠體脫穩和絮體顆粒增大密實，并降低能耗、藥耗，就需要對絮凝設備結構構造進行深入研究，開發出新型高效的絮凝設備。根據渦流理論設計的多極渦流管式混合器和通過一系列格網以增加水流紊動度來提高絮凝效果的豎流往復折流式絮凝反應器便是其中效果較好的兩種絮凝設備。
三．應用情況和開發利用前景
絮凝過程既是最古老的水質凈化處理方法，又是當今眾多水處理工藝技術中應用最廣泛、最普通的單元操作工藝技術。絮凝過程作為眾多處理工藝流程中不可缺少的前置關鍵環節，其效果的好壞往往決定后續工藝流程的運行工況、最終出水質量和成本費用，因此，它始終是水處理工程中重要的研究開發領域。我國現有近百余家絮凝劑生產廠，年總產量約30萬噸，但大多為粗放型小規模的鄉鎮企業。企業多、產值低，工藝技術落后、高能耗、重污染、低品位是目前我國無機高分子絮凝劑生產存在的普遍而突出的問題。
高效復合型絮凝劑是在原有無機高分子絮凝劑基礎上創新發展的新型品種，具有價廉、高效、多功能，反應速度快，凝絮顆粒密實、沉降快等特性。比傳統產品具有顯著除濁、脫氮除磷以及油，COD和BOD等作用功能。在當前飲用水微污染物凈化處理工藝，城鎮污水強化絮凝工藝，納污河流整治以及工業廢水凈化處理過程中都將得到廣泛應用。因此，國內外市場應用前景十分看好。社會環境效益與經濟效益十分可觀。
目前市場上流行的絮凝劑主要有：季胺鹽型陽離子高分子化合物、ZBH-502 聚合氯化鋁(PAC)、ZBH- 凈水王系列高效復合混凝劑、ZBH-聚硅酸系列混凝劑、ZBH-聚丙烯酰胺系列絮凝劑、ZBH-201絮凝脫色劑、ZBH-202 季銨型絮凝劑、ZBH-203 除油絮凝劑（油水分離劑）、二氯異氰脲酸鈉、HB-901 殺菌滅藻劑、HB-902 固體活性溴殺菌滅藻劑、HS-916清洗劑系列、高效陽離子有機高分絮凝劑JY-02、多功能復合型絮凝劑JYF系列、Polyelectrolyte(DMCTH)、陽離子高分子絮凝劑JC-48XX系列、陽離子絮凝劑 HYC—601、乳液型E-HYM陽離子絮凝劑、陰離子絮凝劑HY─3、陽離子絮凝劑HYM、聚合硫酸鐵(PFS)等等。
四、影響絮凝效果的因素
絮凝劑對膠體分散系的混凝過程，實質上是絮凝劑-溶劑、絮凝劑-膠體、膠體-溶劑這三種關系綜合作用的結果。為了提高絮凝效果，就必須根據廢水中膠體和細微懸浮物的性質和濃度，正確地控制絮凝過程的工藝條件。影響絮凝的因素很多，現歸納如下：
1、水溫 絮凝劑的水解與溫度有關，一般說來，水溫20~30℃為宜。每當溫度升高10℃時，水解速度增加1倍。溫度尤其對鋁鹽的絮凝效果影響較大，當水溫低于5℃時，鋁鹽的水解速度極慢，作用顯著降低。溫度在10~15℃下，生成Al（OH）3絮團是無定形，松散不易沉降，水溫低，水的耗滯系數大，阻力增加，碰撞次數減少，影響絮凝效果。這時可投加高分子助凝劑以改善處理效果，或用氣浮法代替沉淀法作為后續處理過程。而當溫度升高時，絮團比較緊密，易于沉降。
2、pH值 鋁、鐵鹽絮凝劑水解產物中主要起絮凝作用的是多核多羥基陽絡離子的電性中和作用和吸附橋連作用，其次是氫氧化物沉淀的卷帶網捕作用。如用鋁、鐵鹽處理廢水時，水解反應式為：
MeA + H2O ===== MeOH + H+ + A—
Me+ + H2O ===== MeOH + H+
其中，Me+代表絮凝劑中的陽離子；A—代表絮凝劑中的陰離子。由水解方程式可知，水解進行結果使溶液pH值降低。若原水堿度不足，要中和新增加的H+離子時，應投入堿類藥劑以提高堿度。一般投入助凝劑，如加入石灰或蘇打（約20mg/L，以CaO計）。是典型的兩性化合物
在酸性溶液中 Al（OH）3 + 3H+ ==== Al3+ + 3H2O
在堿性溶液中 Al（OH）3 + OH— ==== AlO2 + 2H2O
當PH
當4
當6
當PH>8時，呈[Al(OH)4]、[Al8(OH)26]2—等鋁的離子。
所以溶液最適宜的pH值為6.4~7.8。鐵鹽絮凝時pH值在5~7范圍內，Fe(OH)3絮團可以迅速形成，最佳的pH值為6.0~6.4；但有的資料指出以pH值9~11為佳。
（3）混凝劑的種類及用量 混凝劑品種的選擇除了考慮來源、成本等因素外，還應該考慮以下問題：當水循環使用時，混凝劑不應帶入對生產有害的物質；絮凝劑的用量取決于膠體的濃度、電性正負和電荷數量以及絮凝過程的pH值。各種絮凝的最佳用量范圍是互不相同的。
無機鹽絮凝劑的用量與作用離子的電荷有關。例如，使帶負電膠體脫穩所需的Na+、Ca2+和Al3+的用量大體成1：10－2：10－3的比例。使膠體絮凝的絮凝劑用量范圍隨膠體濃度的增大而變寬，隨絮凝劑分子量的增大而變窄。高分子絮凝劑，使膠體絮凝和再穩的計量要比鋁鐵鹽低得多，在使用高分子絮凝劑時尤其要十分注意使用量。
（4）攪拌強度和時間
絮凝工藝過程包括混合、反應和分離三個階段。混合階段的基本要求是使藥劑迅速而均勻地擴散到廢水中，并形成微絮凝，因而攪拌強度要大，但時間要短。在反應階段則要求水流有適當的速度梯度，既要為微絮凝的成長創造良好的碰撞機會，又要防止已形成的絮凝體被打碎，因而攪拌強度要比混合階段小，但時間要比較長。上述兩個階段的攪拌強度和時間要求，由它們各處的速度梯度G或速度梯度與停留時間乘積GT值來體現。一般水處理中，混合階段的G值約為500~1000s—1，混合時間為10~30s，一般不超過2min;在反應階段，G值約為10~100s－1，停留時間一般為15~30min，GT值在104~105范圍內，主要是使水中微粒凝聚成礬花并增大而沉淀（或上浮）的過程。在廢水處理中，攪拌強度和時間應取低限值。
（5）水樣
對不同水樣，由于廢水中的萬分不同，同一種絮凝劑的處理效果可能會相差很大。
（6）助凝劑
有時當單用絮凝劑不能取得較好的效果時，可以投加某種稱為助凝劑的輔助藥劑來調節、改善絮凝條件，提高處理效果。助凝劑主要起以下幾方面的作用：
① 通過投加酸性或堿性物質來調整pH值。
② 通過投加活化硅膠、骨膠、PAM等改善絮凝體結構，利用高分子助凝劑的吸附架橋作用以增強絮凝體的密實性和沉降性能。
③ 通過投加氯、臭氧等氧化劑，在采用FeSO4是，可將Fe2+氧化Fe3+為，當廢水中有機物過高時，也可使其氧化分解，破壞其干擾或使膠體脫穩，以提高絮凝效果。
常見的助凝劑有PAM、活化硅膠、骨膠、海藻酸鈉、氯氣、氧化鈣、活性炭等。
五、聚合鋁水處理領域應用概況
在水處理工程領域中，聚合氯化鋁絮凝劑在國內外的需求量日益激增，尤其在給水處理中已逐漸取代傳統的凝聚劑而成為主流絮凝劑。大量的應用實踐證明，使用聚合氯化率替代傳統的鐵、鋁鹽混凝劑，可明顯提高水廠的凈化效能、降低處理成本、改善出水水質。其主要優點表現在：
（一）、優良的凝聚除濁脫色和去除腐殖質的效果及較廣泛的使用pH范圍
聚合氯化鋁不僅具有強烈的凝聚除濁效果，而且也具有明顯脫色及去除腐殖質的效果。在相同處理條件下達到最佳絮凝作用，聚合鋁所需劑量比傳統鋁鹽要減少2/3之多。在相同劑量條件下，使用聚合鋁能夠獲得比傳統鋁鹽更低的殘余濁度，因而可以以較低劑量得到相同的處理結果。此外，聚合鋁使用的pH范圍比傳統鋁鹽要寬的多。
（二）、良好的低溫混凝處理效能及沉降效能 一般在低溫水（
（三）、較低的殘留鋁含量 聚合鋁處理后水中的殘留鋁含量十分低，傳統硫酸鋁處理水中的殘留鋁含量一般為150~255μg/L，而聚合鋁處理水質中的殘留鋁含量只有40~55μg/L。
（四）、操作簡便 采用聚合鋁鹽處理時操作過程相對傳統的處理方法要簡便得多。
主要參考文獻
1 朱亦仁編著.環境污染治理技術.北京:中國環境科學出版社，2002
2 丁忠浩編著.有機廢水處理技術及應用.北京:化學工業出版社，2002
3 湯鴻霄，錢易，文湘華等著.水體顆粒物和難降解有機物的特性與控制技術原理，上卷.北京:中國環境科學出版社，2000
4 楊岳平，徐新華，劉傳富編.廢水處理工程及實例分析.北京:化學工業出版社，2003
5 高廷耀，顧國維主編.水污染控制工程(第二版)，下冊.北京:高等教育出版社，1999
6 欒兆坤.混凝、過濾理論研究發展與應用實踐——聚合氯化鋁在微絮凝—深床直接過濾工藝中的凈水效能及作用機制.第一屆澳門環境與城市發展研討會特邀報告論文集，1999
7 常青，傅金鎰，酈兆龍編著.絮凝原理.蘭州：蘭州大學出版社，1993
