北極星節能環(huán)保網(wǎng)訊:國家發(fā)改委日前著(zhù)手啟動(dòng)實(shí)施環(huán)保領(lǐng)域創(chuàng )新能力建設專(zhuān)項。解昨天的內容：昨天小七講了大氣環(huán)境污染存在的那些問(wèn)題，今天小七就跟大家嘮嘮水處理檢測和各種水處理技術(shù)。再看內容之前，先來(lái)回顧一下關(guān)于水環(huán)境治理的專(zhuān)項建設內容。
針對我國先進(jìn)水環(huán)境污染監測儀器穩定性不高、壽命短的問(wèn)題，組建水環(huán)境污染監測先進(jìn)技術(shù)與裝備國家工程實(shí)驗室;針對我國湖泊水體污染和富營(yíng)養化較嚴重、治理技術(shù)裝備工程化水平低的問(wèn)題，組建湖泊水污染治理與生態(tài)修復技術(shù)國家工程實(shí)驗室;針對高濃度難降解工業(yè)有機廢水危害大、難治理的問(wèn)題，組建高濃度難降解有機廢水處理技術(shù)國家工程實(shí)驗室;針對城鎮污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)不高、資源化利用率低、氮磷污染負荷大的問(wèn)題，組建城鎮污水深度處理與資源化利用技術(shù)國家工程實(shí)驗室;
環(huán)保領(lǐng)域創(chuàng )新能力建設專(zhuān)項將啟動(dòng)，關(guān)于水環(huán)境的檢測技術(shù)和各種水處理技術(shù)你都知道了嗎?
一、水環(huán)境污染監測技術(shù)
當前我國的水質(zhì)監測，主要將營(yíng)養物、無(wú)機物、微生物以及重金屬離子作為水質(zhì)參數，一直以來(lái)所沿用的測量水質(zhì)污染物濃度的方法有生物方法、儀器和化學(xué)分析法等，用這種方法所得出來(lái)的參數，只能描述出水質(zhì)，而不能真正的將水質(zhì)所存在的問(wèn)題反映出來(lái)。水質(zhì)監測項目和水的環(huán)境狀況不符合，主要通過(guò)兩個(gè)方面表現出來(lái)：(1)水環(huán)境監測項目沒(méi)有明確的針對性，經(jīng)常會(huì )出現重復監測污染程度相對較輕水源的現象;(2)水質(zhì)里面的有害參數可以通過(guò)漏測來(lái)體現出來(lái)，而一直沒(méi)有增加有機污染指標，從而加重了各個(gè)支流水系的有機污染程度。各個(gè)湖泊、河流都有不同的污染源，并且污染物的濃度和種類(lèi)都不一樣。如果運用相同的參數來(lái)對水質(zhì)的好壞進(jìn)行衡量，這是非常不合理的，應該根據不同的污染源來(lái)選擇監測對象。
水質(zhì)污染的連續自動(dòng)監測系統是一套以在線(xiàn)自動(dòng)分析儀器為核心，運用現代傳感器技術(shù)、自動(dòng)測量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計算機應用技術(shù)以及相關(guān)的專(zhuān)用分析軟件和通訊網(wǎng)絡(luò )所組成的一個(gè)綜合性的在線(xiàn)自動(dòng)監測體系。但較之大氣污染的連續自動(dòng)監測，水質(zhì)的連續自動(dòng)監測要困難得多，這是因為水環(huán)境中的污染物種類(lèi)更多，成分更復雜，從而導致基體干擾嚴重，通常都要進(jìn)行化學(xué)前處理，而且污染物的含量往往是痕量的，要求建立可行的提取、分離，富集和痕量分析方法，所有這些均為連續自動(dòng)監測技術(shù)帶來(lái)一系列困難。根據目前水質(zhì)污染連續自動(dòng)監測技術(shù)的發(fā)展，首先連續自動(dòng)監測那些能反應水質(zhì)污染的綜合指標項目，然后再逐步增加其他污染物項目。
水污染連續自動(dòng)監測系統的組成
水質(zhì)污染自動(dòng)監測系統是在一個(gè)水系或一個(gè)地區設置若干個(gè)有連續自動(dòng)監測儀器的監測站，由一個(gè)中心站控制若干個(gè)固定監測子站，隨時(shí)對該區的水質(zhì)污染狀況進(jìn)行連續自動(dòng)監測，形成一個(gè)連續自動(dòng)監測系統。
自動(dòng)監測系統在正常運行時(shí)一般不需要人的參與，而是在電腦的自動(dòng)控制下進(jìn)行工作的。其工作系統由信息采集系統、信息傳輸系統、信息管理系統和信息服務(wù)系統四部分組成。信息采集系統完成自動(dòng)監測系統的信息采集、整理，并通過(guò)通信系統和計算機網(wǎng)絡(luò )把各類(lèi)信息傳送給水質(zhì)監測中心站，使決策部門(mén)及時(shí)了解水質(zhì)狀況，發(fā)布水質(zhì)公報，為控制水質(zhì)和治理水環(huán)境提供科學(xué)依據。信息采集系統的建設主要包括自動(dòng)采樣器、自動(dòng)分析儀和多參數水質(zhì)監測儀、水量測定裝置的配備、設計和安裝，以及采樣場(chǎng)所的基建工程。信息傳輸系統充分利用流域現有的通信網(wǎng)和計算機網(wǎng)絡(luò )系統，建立覆蓋流域水資源監測實(shí)驗室的計算機網(wǎng)絡(luò )系統，實(shí)現水資源信息的網(wǎng)上傳輸和資料共享，以達到快速、準確地傳遞水質(zhì)信息的目的，為充分利用水資源提供服務(wù)。
子站布設及監測項目
對水污染連續自動(dòng)監測系統各子站的布設，首先也要調查研究，收集水文、氣象、地質(zhì)和地貌、污染源分布及污染現狀、水體功能、重點(diǎn)水源保護區等基礎資料，然后經(jīng)過(guò)綜合分析，確定各子站的位置，設置代表性的監測斷面和監測點(diǎn)。關(guān)于監測斷面和監測點(diǎn)的設置原則和方法與第三章中介紹的原則和方法基本相同。
目前許多國家都建立了以監測水質(zhì)一般指標和某些特定污染指標為基礎的水污染連續自動(dòng)監測系統。下表列出監測系統可進(jìn)行連續或間斷自動(dòng)監測的項目及其測定方法。需與水質(zhì)指標同步測量的水文、氣象參數有水位、流速、潮汐、風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、濕度、日照量、降水量等。
水污染連續自動(dòng)監測系統不僅用于環(huán)境水域如河流，湖泊等，也應用于大型企業(yè)的給排水水質(zhì)監測。
水污染連續自動(dòng)監測系統目前存在的主要問(wèn)題是監測儀器長(cháng)期運轉的可靠性尚差;經(jīng)常發(fā)生傳感器沾污、采水器、樣品流路堵塞等故障。
水質(zhì)污染監測船
水質(zhì)污染監測船是一種水上流動(dòng)的水質(zhì)分析實(shí)驗室，它用船作運載工具，裝上必要的監測儀器、相關(guān)設備和實(shí)驗材料，可以靈活地開(kāi)到需要監測的水域進(jìn)行監測工作，以彌補固定監測站的不足;可以方便地追蹤尋找污染源，進(jìn)行污染物擴散，遷移規律的研究;可以在大水域范圍內進(jìn)行物理、化學(xué)、生物、底質(zhì)和水文等參數的綜合測量，取得多方面的數據。
在水質(zhì)污染監測船上，一般裝備有水體、底質(zhì)、浮游生物等采樣系統或工具，固定監測站和水質(zhì)分析實(shí)驗室中必備的分析儀器、化學(xué)試劑、玻璃儀器及材料，水文、氣象參數測量?jì)x器及其他輔助設備和設施，如標準源、烘箱、冰箱、實(shí)驗臺、通風(fēng)及生活設施等。有的還備有浸入式多參數水質(zhì)監測儀，可以垂直放入水體不同深度同時(shí)測量pH值、水溫、溶解氧、電導率、氧化還原電位和濁度等參數。
例如：我國設計制造的長(cháng)清號水質(zhì)污染監測船早已用于長(cháng)江等水系的水質(zhì)監測。船上裝備有pH計、電導率儀、溶解氧測定儀、氧化還原電位測定儀、濁度測定儀、水中油測定儀、總有機碳測定儀、總需氧量測定儀，氟、氯、氰、銨等離子活度計及分光光度計、原子吸收分光光度計、氣相色譜儀、化學(xué)分析法儀器，水文、氣象觀(guān)測儀器及相關(guān)輔助設備和設施等，能夠較全面地分析監測水體有關(guān)物理參數及污染物組分，綜合進(jìn)行底質(zhì)，水生生物等項目的考察和測量。
二、湖泊水體污染治理
我國工業(yè)的高速發(fā)展過(guò)程中，由于大量未經(jīng)治理或未達標治理的工農業(yè)與生活污水進(jìn)入河道湖泊，遠遠超過(guò)了它的納污能力，使得河流湖泊受到嚴重的污染，氮、磷的超標排放造成了河流湖泊的富營(yíng)養化，使得水質(zhì)惡化變黑，動(dòng)植物大量死亡。
對于湖水處理，常見(jiàn)的湖水處理方法有物理方法(引水換水、循環(huán)過(guò)濾)、化學(xué)方法(投加殺菌滅藻)、微生物方法(投加微生物)EWT生態(tài)水處理(植物、動(dòng)物、微生物)。
湖泊水環(huán)境修復基本方法：
1控制外源污染
控制外源性負荷是改善湖泊富營(yíng)養化狀態(tài)的根本途徑。在工業(yè)方面，主要途徑是;在農業(yè)方面，主要途徑是退耕還林還草，精準施肥等;在消費方面，是改變消費習慣等。例如，一個(gè)成年人每天產(chǎn)生大約11g的氮和2g的磷，因使用肥皂和洗滌劑而產(chǎn)生的磷就可能打到1.4g。因此，禁止生產(chǎn)、銷(xiāo)售和使用含磷洗衣粉是一項比較典型的控制磷污染來(lái)源的社會(huì )行動(dòng)。
2稀釋和沖刷
稀釋和沖刷是一種常用的技術(shù)，在我國南京玄武湖、杭州西湖以及昆明滇池內海，都采用外流引水進(jìn)行稀釋和沖刷。這種技術(shù)可以有效地減少污染物的濃度和負荷，可以減少水體中藻類(lèi)的濃度，可以促進(jìn)水的混合，稀釋藻類(lèi)的有害分泌物等。
實(shí)際上，稀釋和沖刷的機理相當于一個(gè)流動(dòng)或者連續的培養系統。當含低濃度營(yíng)養元素的水被注入系統中時(shí)，導致系統營(yíng)養物質(zhì)濃度降低，相應，藻類(lèi)生物量也會(huì )隨之開(kāi)始下降;與此同時(shí)，營(yíng)養元素和藻類(lèi)能夠以更快的速度被置換或者沖洗出水體。
3深層水抽取
水體質(zhì)量惡化一般從深層水開(kāi)始，將深層水抽出來(lái)一部分進(jìn)行一定程度的水處理是一種可供選擇的技術(shù)。這樣，深層水停留時(shí)間縮短，深層水轉為厭氧狀態(tài)的機會(huì )就減小了許多，由此減小了底泥中富營(yíng)養元素和重金屬離子釋放的速率，減小了對魚(yú)類(lèi)的不利影響，也減小了污染物質(zhì)或者富營(yíng)養元素向表層水的擴散傳播。
4水動(dòng)力學(xué)循環(huán)
水體循環(huán)可以通過(guò)泵、射流或者曝氣實(shí)現，通常是完全循環(huán)，這樣可以防止水體分層或者破壞已經(jīng)形成的分層。經(jīng)過(guò)水體循環(huán)，溶解氧增加，污染物質(zhì)氧化加快，改善了好氧水體生物的生存環(huán)境。通過(guò)水體循環(huán)，溫度也可以得到升高。最初認為，水體循環(huán)因此能夠降低內源性的磷負荷，通過(guò)增加混合層的深度和減少光線(xiàn)暴露機會(huì )從而能夠降低藻類(lèi)的數量。但實(shí)際上，水體循環(huán)也同時(shí)強化了一些相反的作用過(guò)程。實(shí)際觀(guān)察表明，內源性的磷和藻類(lèi)數量并沒(méi)有變化甚至還會(huì )增加。
5深水曝氣
深水曝氣的目的通常有三個(gè)：第一個(gè)也是通常能夠達到的一個(gè)就是在不改變水體分層的狀態(tài)下提高溶氧濃度，第二個(gè)目的是改善冷水魚(yú)類(lèi)的生長(cháng)環(huán)境和增加食物供給，第三個(gè)目的是通過(guò)改變底泥界面厭氧環(huán)境為好氧條件來(lái)降低內源性磷的負荷，其他附帶的目的或者效果包括降低氨氮、鐵、錳等離子性物質(zhì)的濃度。
6底泥疏浚
底泥疏浚是修復湖泊水質(zhì)的一項有效技術(shù)。底泥是湖泊中的內污染源，有大量的污染物質(zhì)積累在底泥中，包括營(yíng)養鹽、難降解的有害有毒有機物、重金屬離子等。在淺水湖泊中，底泥中的富營(yíng)養元素很容易釋放進(jìn)入表層水體，導致藻類(lèi)繁殖，水體水質(zhì)急劇惡化，這種現象極容易發(fā)生在春夏交替的季節。此時(shí)內源性的磷的負荷占舉足輕重的位置。
7生態(tài)控制
生態(tài)控制技術(shù)是利用水生生物之間的生態(tài)關(guān)系，將水生生物數量控制在一定范圍之內。這種技術(shù)可以避免施用藥物所產(chǎn)生的副作用和使用機械所需要的高成本，而且具有比較長(cháng)期持久的效果。當然，這種技術(shù)也存在引入危險物種的風(fēng)險。因此，在對湖泊進(jìn)行生態(tài)控制之前，應該進(jìn)行水體生態(tài)調查。
三、高濃度難降解有機廢水處理技術(shù)
高濃度難降解有機廢水的處理,是目前國內外污水處理界公認的難題。對于這類(lèi)廢水,目前國內外研究較多的有焦化廢水、制藥廢水(包括中藥廢水)、石化/油類(lèi)廢水、紡織/印染廢水、化工廢水、油漆廢水等行業(yè)性廢水。
高濃度有機廢水主要具有以下特點(diǎn)
一是有機物濃度高。COD一般在2 000 mg/L以上，有的甚至高達幾萬(wàn)乃至幾十萬(wàn)mg/L，相對而言，BOD較低，很多廢水BOD與COD的比值小于0.3。 二是成分復雜。含有毒性物質(zhì)廢水中有機物以芳香族化合物和雜環(huán)化合物居多，還多含有硫化物、氮化物、重金屬和有毒有機物。 三是色度高，有異味。有些廢水散發(fā)出刺鼻惡臭，給周?chē)h(huán)境造成不良影響。 四是具有強酸強堿性
高濃度難降解有機廢水難生物處理的原因分析
高濃度難降解有機廢水難于生物處理的原因,本質(zhì)上是由其特性決定的。一般,此類(lèi)廢水在水質(zhì)、水量等方面具有以下幾方面的共同特性:
①、廢水所含有機物濃度高
②、有機物中的生物難降解物種類(lèi)多比例高：這類(lèi)有機廢水中,往往含有較高濃度的生物難降解物,甚至是生物毒物,且種類(lèi)較多。
③、除有機物外,廢水含鹽濃度較高
④、各生產(chǎn)工段排水的水質(zhì)、水量隨時(shí)間的波動(dòng)性大
⑤、廢水處理方法本身也存在較大問(wèn)題
高濃度有機廢水處理技術(shù)
1催化氧化法處理高濃度有機廢水
該方法是在高效表面催化劑存在的條件下，利用二氧化氯在常溫常壓下氧化高濃度有機廢水。
在降解COD的過(guò)程中，打斷有機分子中的雙鍵發(fā)色團，如偶氮基、硝基、硫化羰基、碳亞氨基等，達到徹底脫色的目的，同時(shí)有效提高BOD5/COD值。一般的高濃度有機化工廢水色度高，有機物難以降解。采用“物化-催化氧化-生化”處理方法，可使高濃度有機化工廢水達標。
2厭氧生物法處理高濃度有機廢水
厭氧生物處理法是利用兼性厭氧菌和專(zhuān)性厭氧菌來(lái)降解有機物。大分子的有機物首先被水解成低分子化合物，然后被轉化成CH4和CO2等。
自20世紀70年代以來(lái)，我國在研究和開(kāi)發(fā)處理高濃度有機廢水的厭氧水解、厭氧消化技術(shù)方面取得了顯著(zhù)成績(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是運行費用低。厭氧水解法、厭氧接觸法、厭氧生物濾池、升流式厭氧污泥床、厭氧流化床等已被廣泛用于處理高濃度有機廢水。
1、 厭氧濾池(AF)
AF是美國斯坦福大學(xué)的2位學(xué)者首先研制的。裝置中填滿(mǎn)了砂礫、卵石、塑料或纖維等，厭氧微生物附著(zhù)在填料的巨大表面上，可維持較高的生物量和較少的SRT。一般采用上流式，在中溫條件下也可采用下流式。
2、 升流式厭氧污泥床(UASB)
UASB是荷蘭農業(yè)大學(xué)幾名教授在A(yíng)F基礎上發(fā)展起來(lái)的，其特點(diǎn)是反應器的上部設置1個(gè)氣、固、液三相分離器，混合液中的污泥能自動(dòng)回到反應區以維持較多的生物量和較長(cháng)的SRT，整個(gè)反應器由反應區和沉淀區兩部分組成。從表2可以看出，UASB具有很高的容積負荷率和污泥負荷率。
3好氧生物法處理高濃度有機廢水
好氧生物法一般用于處理低濃度有機廢水，但近年來(lái)有人研制出一些高效的好氧生物處理工藝，可用于處理高濃度有機廢水，如深井曝氣和好氧流化床等。在特定條件下，如場(chǎng)地面積小，可以考慮應用深井曝氣法;某些含有抑制厭氧菌物質(zhì)的廢水，可采用高效好氧處理裝置。
1 、深井曝氣法(DSP)
DSP是20世紀70年代初，英國皇家化學(xué)工業(yè)公司在進(jìn)行利用好氧細菌生產(chǎn)單細胞蛋白的研究時(shí)派生出來(lái)的一種工藝。它改變了傳統生化法處理污水時(shí)氧的轉移率，增大氧氣與液膜的接觸面積，提高了氧的飽和濃度及其利用率，具有很好的處理效果。DSP法利用深井中的靜水壓力把氧的轉移率從傳統曝氣法的5%-15%提高到60%-90%。動(dòng)力效率很高，處理效果極好。此外，還具有產(chǎn)泥量少，不受氣溫影響，不產(chǎn)生污泥膨脹，占地面積小、效能高、能耗低、耐沖擊負荷性能好、操作簡(jiǎn)單、易于管理、投資少等優(yōu)點(diǎn)。因此，它廣泛應用于現代化學(xué)合成工業(yè)的高濃度有機廢水的治理，如塑料、合成纖維、合成橡膠、洗滌劑、染料、溶劑、涂料、農藥、食品添加劑、藥品等工業(yè)。
2、 好氧生物流化床法(ABFB)
ABFB法是澳大利亞科學(xué)家于20世紀70年代初開(kāi)發(fā)的工業(yè)廢水生物處理工藝。這種工藝的特點(diǎn)是反應器內填料的表面積超過(guò)3 300 m2/m3，生物膜量可達10-40 g/L，比普通活性污泥法高1個(gè)數量級。因此，該工藝具有效能高、占地少、投資省等優(yōu)點(diǎn)。但由于要使填料流化，必須進(jìn)行出水循環(huán)，并保持反應器內具有一定的流速，從而增加了運行的復雜性。目前，國內利用ABFB處理高濃度有機廢水尚處于實(shí)驗階段，工程應用并不多。
四、城鎮污水深度處理技術(shù)
深度處理的目的是進(jìn)一步去除二級(強化)處理未能完全去除的有機污染物、SS、色度、嗅味和礦化物等。常見(jiàn)的深度處理技術(shù)包括混凝沉淀、介質(zhì)過(guò)濾(含生物過(guò)濾)、膜處理及氧化等，本指南將膜生物反應器(MBR)技術(shù)也包括在深度處理技術(shù)中。
1混凝沉淀技術(shù)
利用混凝劑使水中的懸浮顆粒物和膠體物質(zhì)凝聚形成絮體，然后通過(guò)沉淀的方式去除絮體?；炷齽┗旌戏磻绞娇刹捎霉艿阑旌匣驒C械攪拌等方式。宜選擇鋁鹽和鐵鹽為主的混凝劑，必要時(shí)可投加有機高分子助凝劑。沉淀設施主要有平流、豎流、輻流和斜板(管)沉淀池，也可利用澄清池去除絮體。
2介質(zhì)過(guò)濾技術(shù)
包括砂濾、濾布濾池等SS去除技術(shù)。
3生物過(guò)濾
利用濾料及其表面附著(zhù)的生物膜去除氮、有機污染物和懸浮物。根據處理目標不同分為曝氣生物濾池和反硝化濾池。
4膜處理技術(shù)
膜處理技術(shù)包括基于微濾和超濾的固液分離技術(shù)，以及基于反滲透的脫鹽及溶解性污染物去除技術(shù)。具體包括：膜生物反應器(MBR)技術(shù)、微濾/超濾膜過(guò)濾技術(shù);反滲透(RO)技術(shù)等。
膜生物反應器
將膜分離技術(shù)與活性污泥生物處理單元相結合，以膜過(guò)濾取代傳統二沉池的水處理技術(shù)。常用組件類(lèi)型主要有板式和中空纖維兩種。
微濾/超濾膜過(guò)濾
利用微濾膜或超濾膜去除水中SS和膠體物質(zhì)的處理技術(shù)，主要包括外置式和浸沒(méi)式兩種應用方式。常用組件類(lèi)型主要有板式、管式和中空纖維三種。
反滲透技術(shù)
利用只能透過(guò)水而不能透過(guò)溶質(zhì)的反滲透膜進(jìn)行水中溶解性物質(zhì)去除的膜分離技術(shù)。
5氧化技術(shù)
利用臭氧等強氧化劑對水中色度、嗅味及有毒有害有機物等進(jìn)行氧化去除的技術(shù)，根據來(lái)水水質(zhì)狀況和出水水質(zhì)要求還可以采用臭氧-過(guò)氧化氫、紫外-過(guò)氧化氫等高級氧化技術(shù)。
