導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇工業廢水處理論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

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。

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2工藝選擇與設計

2.1工藝選擇

工業廢水的處理主要考慮COD及氟離子等指標。而生活污水的處理主要考慮COD、氨氮等指標，而中水回用則主要針對COD，氯離子等指標有要求。廢水除氟的技術主要有化學沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、離子交換法、電凝聚法和反滲透法等。而對于高濃度氟離子廢水多采用多級反應沉淀法進行處理，該方法會使廢水的鹽分和鈣離子濃度升高。因此本項目的工業廢水在去除氟離子之后，若再經過深度處理進行回用，則處理成本會很高。而生活廢水主要通過生化作用進行降解，原水中氯離子濃度低，經深度處理后能夠達到水質要求。因此采取兩股廢水分開處理的工藝流程，工業廢水經處理后直接排放，而生活廢水經處理后部分用于企業中水回用。

2.2工藝流程及說明

煤氣化廢水經過氧化預處理后與制冷劑廢水、氟化工廢水進入調節池進行均質調節(見圖1)。調節池1內的廢水泵入三級反應池加入藥劑進行三級反應除氟，其中一、二級反應池加入鹽酸、電石渣進行反應沉淀，第三級反應池加入氯化鈣、PAC及PAM進行混凝反應。三級反應池的出水流入沉淀池進行泥水分離，沉淀池的出水采用fenton氧化后通過沉淀、過濾后達標排放。生活污水經過隔油沉淀預處理后流入A/O池進行生化處理，生化出水采用fenton氧化－沉淀－過濾的工藝進行深度處理。深度處理的出水部分用于企業生產回用，部分直接排放。

2.3主要構筑物

2．3．1調節池

1座，地下式鋼筋混凝土結構，池內壁防腐。池內分為生活污水調節池和工業廢水調節池，有效容積分別為:50m3和130m3，水力停留時間分別為:15h和8h。池內分別設置潛水攪拌機和穿孔曝氣管進行攪拌。

2．3．2一、二、三級反應池及污泥池

一、二、三級反應池采用企業的化工反應器改造而成，共5只，單只有效容積為6m3，反應時間共計2h，池內分別設置攪拌機和藥劑管。不同池內分別加入鹽酸、電石渣、氯化鈣、PAC及PAM等藥劑進行反應沉淀除氟。所有反應池均放置在污泥池頂部，下部設有排空管，定期將池內的沉渣排入污泥池內。污泥池的有效容積100m3，并配套100m2廂式壓濾機進行污泥脫水。

2．3．3工業廢水沉淀池

第三級反應池的出水流入沉淀池通過沉淀去除廢水中氟離子。沉淀池為1座，為半地上式鋼筋混凝土結構。設計尺寸?7.0m×3.5m，表面負荷為0.52m3/(m2•h)。池內設置中心傳動刮泥機，并配套排泥泵。

2．3．4工業廢水組合池

該組合池內主要包括fenton氧化池，混凝沉淀池，中間水池及清水池組成。各個單元的水力停留時間分別為:3，0.7，1，7h。廢水在氧化池內與酸、雙氧水及硫酸亞鐵進行氧化反應。氧化池出水流入混凝池，與液堿及PAM進行混凝反應。反應池出水流入后續沉淀池進行泥水分離。沉淀池出水流入中間水池，通過水泵流入機械過濾器進行過濾。過濾出水流入清水池后排放。

2．3．5工業廢水沉淀池

2對fenton氧化－混凝反應池的出水進行沉淀以降解廢水中的COD及SS。沉淀池為1座，為半地上式鋼筋混凝土結構。設計尺寸?7.0m×3.5m，表面負荷為0.52m3/(m2•h)。池內設置中心傳動刮泥機，并配套排泥泵。

2．3．6機械過濾器

1處理能力為20m3/h，對廢水進行過濾，以確保廢水的氟離子及SS等指標達標。

2．3．7生活污水組合池

1座，池體為半地上式鋼筋混凝土結構。組合池內包括隔油沉淀池、A/O－二沉池、氧化－混凝－沉淀池、中間水池及清水池。其中隔油沉淀池的表面負荷為0.33m3/(m2•h)，池內設置斜管及油水分離機，沉淀池底部的污泥定期排入污泥池，上部的浮油通過油水分離機分離后收集到廢油桶內。A/O生化池的停留時間為37.5h，其中A池設置潛水攪拌機進行水力攪拌，O池內設置微孔曝氣盤進行好氧曝氣。O池出水流入二沉池進行泥水分離。A/O池內部設置混合液回流進行反硝化脫氮，二沉池內的部分污泥回流到A/O池。二沉池出水在氧化池－混凝池內與fenton試劑及混凝藥劑進行氧化－混凝反應以去除COD，氧化反應及混凝反應的時間分別為:5.5h和1h。反應池出水在沉淀池進行泥水分離，出水流入中間水池，通過泵提升至機械過濾器、活性炭過濾器，經過濾后流入清水池。池內清水部分用于回用，部分排放。

2．3．8煤氣化廢水氧化池

由于該股廢水水量小，因此采用間歇氧化的方式進行處理。反應池采用碳鋼襯塑的設備，有效容積為6m3。在曝氣攪拌下，廢水分別與NaClO，PAC，PAM進行氧化－混凝反應。反應池出水流入工業廢水調節池。

3運行效果

該工程于2012年5月完成施工、調試。目前系統運行正常，出水水質穩定并達到相應設計要求。

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工廠是一個生產作業的集中區域，其涉及到多種工業化產品，因而最終產生廢棄物類別也是多重多樣的。從環境監測結果分析，工廠廢水可導致大面積水域污染，水質惡化、污染物超標、水生植物無法生長等，這些都是工廠周邊區域普遍存在的問題。水資源是人類社會活動不可缺少的元素，水資源污染將對社會環境、人居生活、產業發展等造成諸多不利影響。

2、標準問題

為了整頓工業經濟發展秩序，國家對各類生產區域實施項目規劃，要求工廠建立科學的環境監測體系，幫助企業解決現實生產中遇到的污染問題。實際監測發現，廢水環境監測缺少明確的標準參數，對工廠監測內容達不到預定標準，影響了環境治理決策的有效性。目前部分國家重點源監測項目與行業標準污染物項目不一致，如制糖、造紙、城鎮污水處理廠等。

制糖行業監測項目監測分類監測項目重點污染源pH值、色度、COD、BOD5、氨氮、石油類、流量行業標準污染物基本控制項目pH值、COD、BOD5、氨氮、SS、總氮、總磷、單位產品(糖)基準排水量

3、治理問題

監測是為了更好地治理環境，對環境監測中發現的質量問題，工廠并沒有及時采取措施處理，導致廢水污染面積逐漸擴大化，對新水域產生了更多的危害性。總結原因，多數工廠從運營成本角度考慮，對環境治理未投入足夠的出污費用，廢水問題無法從根本上得到解決。另一方面，環境監測機構職能不健全，現階段難以達到預定的監測指標，這些都阻礙了廢水監測與治理工作。

二、基于監測結果的廢水處理方法

水資源是人類長期生存與發展的根本，注重水資源保護是科學發展觀要求。考慮到工業經濟的重要性，以及工業化發展帶來的環境污染問題，必須強化工廠廢水治理力度，為工廠建立更加全面的廢水治理方案。當錢，廢水治理技術包括:物理法、化學法、生物法等，可根據工廠內設備建立針對性的監測處理方案。

1、物理法

廢水處理方法的選擇取決于廢水中污染物的性質、組成、狀態及對水質的要求。一般廢水的處理方法大致可分為物理法、化學法及生物法三大類，利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物，這是物理法應用的基本原理，對工業廢水過濾起到了基本凈化作用。工廠可設計相對規模的生態綠化池，按照工廠生產規模定期回收廢水，通過凈化池處理后完成凈化作用。

2、化學法

利用化學反應或物理化學作用回收可溶性廢物或膠體物質，利用化學反應原理執行有效的凈化處理方案，這樣可以避免廢水處理中出現的異常問題。例如，中和法用于中和酸性或堿性廢水;萃取法利用可溶性廢物在兩相中溶解度不同的“分配”，回收酚類、重金屬等;氧化還原法用來除去廢水中還原性或氧化性污染物，殺滅天然水體中的病原菌等。

3、生物法

利用微生物的生化作用處理廢水中的有機物，要求在廢水池中設置生物過濾系統，及時清除水中有害物質，避免廢水排放后對周圍水域產生污染作用。例如，生物過濾法和活性污泥法用來處理生活污水或有機生產廢水，使有機物轉化降解成無機鹽而得到凈化。生物法處理要注意考察工廠類型，不同工廠所用方法存在差異性，選擇合適方式進行處理以保證凈化效果。

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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】

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1.A/DAT-IAT工藝的由來

活性污泥法是一種應用廣泛且非常具有潛力的廢水處理技術[1]。自1914年該技術在英國被應用以來至今已有90多年的歷史了，在該技術出現的初期，由于受到理論水平、運行和管理等技術條件的限制，使它的應用和推廣工作進展緩慢。近50年來，隨著對其生物反應和凈化機理的廣泛深入的研究以及該法在生產應用技術上的不斷改進和完善，使它得到了很大的發展。相繼出現了多種工藝流程和工藝方法，使得活性污泥法的應用范圍逐漸擴大，處理效果不斷提高，工藝設計和運行管理更加科學化。目前，該方法在廢水生物處理中還處于首要地位，據最新資料顯示，在全球近6萬座城市污水處理廠中，有3萬多采用活性污泥工藝，其中美國有9000余座，日本采用活性污泥法的污水廠占污水廠總數的86.7％。活性污泥法是我國目前采用最主要的污水處理工藝，占已建成的污水處理廠總數超過了70％。

盡管活性污泥法得到了廣泛的應用，但它還存在一些缺點，給污水處理廠生產運行帶來一定的困難。以傳統活性污泥法為例，歸納一下活性污泥法在運行中存在的主要問題。

1.活性污泥法對廢水水量、水質變化的適應性較差；

2.污泥膨脹問題是活性污泥法自產生以來一直伴隨并常常發生的一個棘手的問題。它引起污泥結構松散，沉淀壓縮性能差，直接影響出水水質，并危害整個生化系統的運作[2]；

3.污泥產量大，通常占廢水總量的0.5％～1％，成分復雜既含有大量的有機物，又含有害的重金屬、病原微生物等，處理和處置費用高[3]；

4.脫氮除磷效果差，一般只有20％～30％左右；

5.曝氣結構膨大，占地面積大；

6.運行管理操作復雜，管理專業水平要求高。

以上概括以傳統活性污泥法為中心的工藝在應用中存在的一些問題。國內外許多學者進行了大量的研究和探討，在傳統活性污泥法的基礎上進行了各種改進，產生了很多種不同的活性污泥工藝，一些工藝較傳統工藝處理功能增強，一些工藝運行更加穩定，而另外一些工藝的費用大大降低或者運行更加方便。這些工藝上的改進，充分滿足了各種不同的處理要求。其中SBR法就是為了克服傳統活性污泥法的缺點發展起來的。

20世紀70年代初，美國R.Irvine教授等開展了活性污泥SBR法的初步研究，并于1971年發表了《運用間歇式活性污泥法處理廢水》的著名論文，為SBR法以后的發展奠定了理論基礎。80年代后，由于現代儀表和控制技術的巨大發展，電磁閥、氣動閥、液位傳感器、電子定時控制器，龍其是微機等自動控制裝置廣泛應用于水處理技術，使得SBR法運行操作自動化控制得以實現，在歐、美、澳、日等國家得到了迅速的發展。80年代中期，我國開始對SBR法進行系統研究與應用，1985年虞壽樞等為上海市吳凇肉聯廠設計并投產了我國第一座SBR法廢水處理設施，劉永凇等人也展開了對SBR法特性的研究。在SBR法的控制技術方面，哈爾濱建筑大學的彭永臻等人對SBR法反應時間的計算機控制參數進行了研究。90年代尤其是近幾年來，該工藝在我國工業廢水處理領域應用非常廣泛，在全國各大中城市已有多座SBR法處理設施投入運行，其中采用SBR法處理的廢水主要是屠宰廢水、苯胺廢水、含酚廢水、啤酒廢水、化工廢水、淀粉廢水等，為我國的環境保護發揮積極作用。

但傳統的SBR法在工程應用中仍存在一定局限性。譬如，若進水量較大，則需要調節反應系統，從而增大投資，而對出水水質有特殊要求，如脫氮、除磷等，則還需對工藝進行適當改進。因而SBR工藝在設計和運行中，根據不同的水質條件、使用場合和出水要求有了許多新的變化和發展，產生了許多變型，主要包括ICEAS、CASS、IDEA、UNITANK和DAT-IAT等工藝。DAT-IAT工藝是為了克服ICEAS的缺點將預反應池改為與SBR反應池（IAT）分立的預曝氣池DAT，DAT池連續進水、連續曝氣，IAT池間歇曝氣、沉淀和排水，在沉淀階段不受進水的影響，且增加了從IAT到DAT的回流裝置。

根據本課題處理水質要求，在DAT-IAT工藝基礎上前置一個缺氧池(A)，即形成了A/DAT-IAT工藝，由缺氧池、DAT池和IAT池三部分串聯而成的。

2.A/DAT-IAT工藝運行過程

A/DAT-IAT工藝的反應機理及污染物的去除機理與傳統活性污泥法、SBR法基本相同，僅是構筑物的構成方式和運行操作不同[4]。它是在一組反應池中，在時間上進行各種目的不同的操作。具體操作工序如下：

1.進水階段

廢水首先連續流入缺氧池，連續進水使得A/DAT-IAT工藝比典型的SBR法更有優越性，不需要調節池和進水控制系統，節約了建設成本和占地面積。缺氧池和DAT池混合液分別通過雙層導流設施流入DAT池、IAT池，這樣避免了水力短路。

2.反應階段

缺氧池內的進水與從DAT池中回流來的硝化液完全混合，在反硝化菌的作用下進行脫氮反應，將NOX－-N轉化成氮氣，可以利用進水中的有機碳源，減少了外加碳源，甚至不需要外加碳源，同時產生的堿度可以下硝化段的堿度，中和該段產生的H+。缺氧池內不曝氣，只攪拌，保持污泥處于懸浮狀態。曝氣分兩部分，DAT池連續曝氣，池中水流呈完全混合狀態，絕大部分NH3-N被硝化菌轉化為NO3―-N。IAT池間歇曝氣，難降解有機物和NH3-N在IAT池進一步降解。為了達到更好的沉淀效果，在沉淀階段前進行短暫的曝氣，以除去附著在污泥上的氮氣。

3.沉淀階段

沉淀階段相當于傳統活性污泥法的二次沉淀池的功能。沉淀階段只發生在IAT池，混合液中的污泥與上清夜分離。DAT池中的水從底部平緩流入IAT池，對IAT池不會產生干擾，因此其沉淀效率顯著高于一般二沉池的動態沉淀。

4.排水階段

排水水階段只發生在IAT池，當水位達到最高時，沉淀階段結束，開始進入排水階段。排水有專門潷水設備，對沉淀下去的污泥不會產生擾動，當水位達到最低時，停止潷水，剩下的一部分處理水可作循環和稀釋用。IAT池不直接排放處理水，因此不像連續進水連續出水的活性污泥法那樣容易受負荷變化的影響。IAT池底部沉降的活性污泥大部分作為該池下個處理周期使用，一部分污泥用污泥泵連續打回DAT池作為DAT池的回流污泥，多余的剩余污泥引至污泥處理系統進行污泥處理。

5.閑置階段

IAT池中沉淀階段結束到下個周期開始期間會出現一個閑置期，根據廢水的性質和處理要求決定其長短或者取消。在該時段內可進行攪拌或曝氣，以保持污泥的活性。

參 考 文 獻

[1] 包建龍，王翌娥，活性污泥法污水處理廠的運轉管理[M]，北京:中國環境科學出版社，1992;

篇6

中圖分類號：X703文獻標識碼： A 文章編號：

一.前言

高濃度氨氮廢水處理技術一直都是各國學著研究的熱門課題。處理高濃度氨氮廢水的方式有很多種，較為常用的包括生物脫氮法、折點加氯氣、吹脫法和離子交換法等。在處理含有有機物的低氨氮濃度廢水中嗎，采用生物脫氮法較為可行。目前，對催化劑廢水、化肥廢水等高濃度無極氨氮廢水處理，很多工業都是采用吹脫法。但由于吹脫法的脫氮率僅僅能夠達到70%，其處理后無法達到國家標準。而聚丙烯中空纖維膜法處理具有諸多優點，能很好的彌補其他處理方式的缺欠。

二.膜分離技術。

膜分離技術是借助膜的滲透作用，通過化學位差和外界能量的推動作用，將混合物中的溶劑和溶質進行分離、分級和提純及濃縮。同傳統的蒸餾、沉淀、分餾、吸附、萃取等方法相比，膜分離技術在分離過程中沒有發生相變，能耗較低；在膜分離的過程中，可在常溫下進行，并且適合果汁、酶等熱敏感物質；膜分離技術對有機物、無機物和生物制品都可適用，技術適用范圍較廣，遍布從微粒級到離子級；膜分離技術是采用壓力差作為驅動力，具有操作方便、裝置簡單等諸多優點。

三.聚丙烯中空纖維膜法處理高濃度氨氮廢水。

1.膜分離法處理原理。

膜分離法處理高濃度氨氮廢水是通過膜的選擇透過性，將液體中的氨氮成分進行選擇性分離，達到脫除氨氮的目的。膜分離法處理高濃度氨氮廢水的具體操作方式包括納濾、電滲析、反滲透等。其中采用電滲析和聚丙烯中空纖維膜法處理氨氮廢水具有較好的效果。采用電滲析方法時，在運行過程中需要消耗的電量和廢水氨氮的含量成正比，在處理2000至3000mg/L氨氮廢水中，去除率可達到85%以上，可提出高達8.9%的濃氨水。液膜法處理高濃度氨氮廢水，在進水的氨氮質量濃度為500mg/L時，通過處理，其出水的氨氮含有濃度低于15mg/L；在處理過程中，對氨氮的回收比率較高，同時具有處理效果較為穩定，操作方便、無二次污染等優點。液膜法通常適用經過預處理的中低濃度氨氮廢水，其弊端是，在處理過程中，使用的薄膜容易出現結垢，發生堵塞，造成反洗較為頻繁，增加了廢水處理的費用和成本。

2.處理技術。

聚丙烯中空纖維處理高濃度氨氮廢水，是由于聚丙烯塑料在拉絲的工程中，在抽出的中空纖維膜中拉出了許多小孔，小孔允許氣體從中通過，而阻止水的通過。在PH值達到11.5時，廢水中的氨中有約為99.9%的是以游離狀態的氨氣存在的，而當廢水通過聚丙烯中空纖維膜的內側時，其中的氨分析能經由中空膜的膜壁透出，而將膜壁外的H2SO4進行吸收，轉換為（NH4）2SO4，同時去除廢水中的NH3-N。聚丙烯中空纖維膜法處理高濃度氨氮廢水，是采用了吸收液循環的方式，將含有氨氮成分的廢水，泵入到聚丙烯中空纖維內側，H2SO4吸收液在中空纖維膜的外側循環流動，而當廢水經過聚丙烯中空纖維膜的過濾后，去除其中的氨，同時將氨回收為（NH4）2SO4.。

在膜法處理高濃度氨氮廢水技術中，較為古老的技術是夜膜法，其去除氨的原理是：NH3易溶于膜相（油相），在膜相外側中具有較高的濃度，而通過進行膜相的擴散和遷移，到達內相界面和膜相內側，同時和膜內相中的酸產生解脫反應，形成了NH4+。而在膜兩側的NH3分壓差作為處理的推動力，將廢水中的NH3通過吸收液進行轉移，將廢水中的氨氮含量進行降低，實現去除的目的。液膜法處理高濃度氨氮廢水技術中，如何防止液膜的乳化、含有氨氮的吸收液的處理方式、減少吸收液中對廢水的有機污染等問題是液膜處理技術的核心技術內容。

縱觀高濃度氨氮廢水的處理技術及發展模式來看，膜技術日臻完善，而采用膜技術處理高濃度氨氮廢水專業技術成為許多專家、學者、行業工作者研究和探討的話題。

3.采用氨水的形式，回收氨氮廢水。

以氨水的形式，回收氨氮廢水的處理技術，能在去除氨氮的同時，獲得濃度較高的氨水，通過處理后，將廢水處理達到規定的排放標準，同時又能經濟有效的分離和回收氨氮。采用回收氨水的形式，對高濃度氨氮廢水進行處理，在處理廢水的同時，又獲得了較高濃度的氨水，具有較高的經濟效益。

3.1電滲析處理技術，電滲析器通常由離子交換膜、極板、隔板組合而成。在含有氨氮的廢水通過時，電滲析器在直流電場的作用下，將產生的OH-和NH4+進行定位遷移。通過離子遷移，將廢水進行凈化，取得較高濃度的氨水。采用電滲析處理技術，工藝流程較為簡單，在處理廢水的過程中不用受到廢水的PH值限制，也同受處理溫度的影響，具有投資成本較少、回收率較高、處理操作簡便、處理過程不消耗藥劑等優點。通過實驗數據表明，采用電滲析處理高濃度氨氮廢水時，在2000-3000mg/L氨氮濃度中，通過電滲析處理，對氨氮的去除率可超過87.5%，處理后獲得濃度為89%的氨水。

3.2離子膜電解法處理高濃度氨氮廢水。

采用離子膜電解法處理高濃度氨氮廢水，同時也是進行脫氨的預處理，其處理原理為：離子膜的電解技術在電滲析器的直流電場作用下，將電位差作為處理的推動力，處理過程中利用離子交換膜的透過控制，選擇性的將通過的廢水中的部分離子通過離子交換膜進行分離，達到與原溶液分離的目的。通過電滲析處理，有效降低了高濃度氨氮廢水的處理成本，同時獲得的高濃度氨水，實現了廢物資源的再利用。

3.3生物膜處理技術。

生物膜處理技術是指：采用附著和生長在惰性載體上，以微生物為主體的，其中包括能產生胞外多聚物，以及吸附在微生物的表面上的有機物和無機物等。其具有較強的吸附能力和具有生物降解的結構。生物膜處理技術是利用生物膜替代了傳統的生化處理技術、以及生活處理中的二次沉淀、沙淀池處理技術。在高濃度氨氮廢水處理中，生物膜處理技術通過分離工程中的膜法處理技術的應用，高效的完成了高濃度氨氮廢水的分離處理，同時處理過程中，曝氣池中的活性污泥的濃度得到增加，污泥總的特效菌也有所增加。另外，由于處理過程總，降低了F/M比值，將少了剩余的污泥產生量，甚至可以將到零，不僅僅是提高了生化反應的效率，同時也從基本上解決了傳統活性污泥處理中存在的較為突出的問題。

五.結束語

聚丙烯中空纖維膜法處理高濃度氨氮具有技術先進，處理工藝流程短都優點，采用二級脫除后，脫除率能超過99.4%，非常適合處理高濃度的NH3-N廢水。處理工藝設備要求簡單，占地面積較小，同時操作也較為方便，具有較低的能耗，且不會產生二次污染。

參考文獻：

[1] 楊曉奕 蔣展鵬 潘成峰 膜法處理高濃度氨氮廢水的研究 [期刊論文] 《水處理技術》 ISTIC PKU2003年2期

[2] 劉乾亮 馬軍 王盼盼 王爭輝 LIU Qian-liangMA JunWANG Pan-panWANG Zheng-hui 氣掃式膜蒸餾工藝處理高氨氮廢水的影響因素研究 [期刊論文] 《中國給水排水》 ISTIC PKU2012年13期

[3] 朱振中 膜吸收法與膜生物反應器組合系統處理高濃度氨氮廢水的研究

[學位論文]2005 江南大學：環境工程

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中圖分類號：TU9903；G642477 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、A2O、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

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【中圖分類號】TU991 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）06-0246-02

傳統的給水排水工程專業教育培養體系均以給水工程、排水工程為核心。圍繞此核心，分別設置《給水管網》、《取水工程》、《城市給水處理》、《工業給水處理》、《排水管網》、《城市污水處理》、《工業廢水處理》等主干課程。

為強調水處理理論的整體性和實用性，給水排水工程專業指導委員會建議各高校對原給水工程和排水工程課程體系進行改革，建議開設《水質工程學》課程。[1]《水質工程學》將傳統教學中的《城市給水處理》、《工業給水處理》、《城市污水處理》、《工業廢水處理》課程內容進行整合優化，突出水質工程學技術發展并精簡了學時。目前，許多一、二類高等院校已采用《水質工程學》教材。

華中科技大學武昌分校作為年輕的獨立學院，明確“培養應用型人才”的辦學定位，確定“夯實理論基礎、強化實踐環節、突出專業特色”的辦學方針。我校給水排水工程專業緊扣教學定位，結合生源的綜合能力和素質，因材施教，決定以培養學生掌握基礎理論知識、掌握基本專業技能為教學目的，向設計院、給（污）水處理廠、安裝設備公司及施工單位輸送應用型人才。因此，仍然延用傳統的教學培養體系，按照子工程的分類、工藝流程中各處理單元的先后順序安排教學內容，而《城市給水處理》就是給水排水工程專業教學培養體系中一門不可或缺的重要課程。

1.課程發展主要歷史沿革

自2003年我校給水排水工程專業建立以來，《城市給水處理》是該專業必修的主要專業課程之一。《城市給水處理》課程的主要任務是通過課堂、實踐教學環節，運用各種教學手段和方法，使學生掌握城市給水處理各組成單元的基本概念、基本原理、基本設計計算方法。

我校給水排水專業從03級開始開設《城市給水處理》課程，總學時為56學時，其中理論課48學時、實驗課8學時。為符合我校培養應用型人才的辦學宗旨，09級開始該門課程總學時調整48學時（其中理論課40學時、實驗課8學時），另外增加1.5周課程設計、1周認識實習及4周生產實習予以補充實踐教學。

2.教學內容組織的方式及目的

2.1課堂教學內容

根據我校重點培養應用型人才的要求，在教學指導思想上，充分認識到《城市給水處理》工程應用性強的特點，因此，非常重視工程能力的培養，工程教育貫徹于課程始終。課堂教學中，除了講授基本理論、基本概念之外，介紹給水處理的方法，給水處理系統中各處理單元的計算方法及工程設計是本課程的重點教學內容。

表1 《城市給水處理》課程內容、課時安排

2.2 實踐教學內容

（1）課程設計

課程設計的內容是城市給水處理廠的設計，目的使學生運用所學的知識對源水進行處理時應該掌握的基本原理，處理工藝，處理設備的選擇與計算，繪圖的基本技能。布置“××給水處理廠設計”任務，要求學生在1.5周的時間內，根據處理水量將各處理單元設計出來，并對給水廠進行整體設計，以此來強化學生對所學內容作進一步的深入理解。

（2）實驗

本課程共開設4個實驗，1個實驗為綜合性實驗，3個實驗為驗證性實驗，涉及到混凝、沉淀、濾料篩分、地表水處理等。學生在給定的實驗條件下，通過實際的操作，將所學的理論得到實際的檢驗，并培養學生的創新能力。

（3）實習與畢業設計（論文）

實習和畢業設計不是本課程的課內任務，但屬于與本課程密切相關的實踐教學環節。認識實習主要參觀城市給水處理廠，使學生對給水處理有一定的感性認識和了解；生產實習主要讓學生在給水處理廠具體操作，對工藝過程以及管理方面有更加具體的學習和掌握。給水工程是畢業設計（論文）重要選題方向。通過畢業設計的訓練，能夠使學生在面對真實性設計題目時了解給水處理廠設計的全過程，鞏固本課程的專業知識，進而培養學生分析和解決實際問題的能力。

3.理論教學和實踐教學方式結合

怎樣做到工程教育貫徹于課程始終，是一個值得思考的問題。多年來，本課程在理論教學和實踐教學的內容安排、有機整合方面，主要做了以下工作：

3.1 理論講授結合設計案例

（1）講授完第一章“給水處理概論”后，播放本班同學參加認識實習時錄制的DVD，讓同學們回憶起參觀過的各個處理構筑物，使工藝處理流程在腦海中逐漸清晰，并且能活躍課堂氣氛，提起學習的興趣。

（2）第二、三、四、五、六章教學內容設計：先講授基本概念、基本理論（機理）；其次講授工程應用池型（設備）、工作過程及設計要點；再次各個處理單元挑出經典池型（設備），結合CAD工藝構造圖，穿插例題分析；最后教會學生看懂各處理單元CAD工藝構造圖并完成設計計算作業。

這樣的教學安排從理論到應用、從抽象到具體、深入淺出。在此過程中，學生不但掌握了基本原理及理論，還能學會設計計算并且學會看懂工藝圖紙，了解課程設計和畢業設計的內容及要求。

（3）第七章“水廠設計”結合課程設計內容和要求，講解經典案例。要求學生把各處理單元聯系成一個整體，從宏觀方面全方位考慮給水廠的設計。

3.2 實踐教學鞏固基礎理論

（1）認識實習

設置認識實習課程，在學習《城市給水處理》理論課之前，通過有針對性的參觀實習，使學生及時理論聯系實際，加深對理論知識、關鍵技術的認識和理解，激發了學生的積極性和主動性，培養了其針對實際問題，去粗取精、有的放矢、勇于迎接挑戰和解決問題的能力。

在參觀過程中，注意錄制DVD供課堂教學使用。

（2）實驗教學

混凝、沉淀（澄清）、過濾三個主要處理工藝均設置對應的驗證性試驗，通過試驗現象的觀察和試驗數據的記錄，掌握處理理論（機理）。

綜合性實驗是利用學校周邊（校內）的水源，由學生自主設計工藝流程，逐漸由以教師“教”為中心的教學模式向以學生“學”為中心的教學模式轉化。通過教學模式的轉化，在設計型實驗的教學中，學生參與實驗準備、實驗設計、完成實驗，提出問題，討論分析問題，深化理論知識，發揮學生在實驗過程中的自主性，激發了學生學習的積極性。

（3）課程設計

作為給水排水工程專業的學生必須具備系統全面的“工程設計能力”，這是開設“課程設計”的設計思想。使學生掌握給水處理廠的工藝設計計算、繪圖。課程以基本原理為指導，以工程應用為背景，強調理論與實踐相結合，著重培養學生獨立分析問題和解決問題的能力。

（4）生產實習、畢業設計（論文）

生產實習、畢業設計（論文）是鞏固理論知識，有機聯系專業基礎和專業核心課程的兩個關鍵教學環節。在這兩個環節里，同學們可以仔細觀察構筑物的構造，了解構筑物的工作過程，重點研究課堂上不能理解的知識點。通過實習和畢業設計訓練，學生初步掌握了設計、施工、運行、管理等各個步驟以及設計計算方法。為今后的工作奠定基礎。

3.3教學資料輔助

（1）教材補充。因仍然延用傳統的教學培養體系，我校給水排水工程專業選用《給水工程（第四版）》（國家“九五”重點教材，1999年出版）作為教材，教材中的設計參數已經不符合《室外給水設計規范》（GB50013-2006）的要求。因此，在總結多年教學經驗的基礎上，結合教材、設計手冊和設計規范編寫《城市給水處理廠設計》講義，供學生參考。

（2）CAD圖紙收集。工程實踐教學不能脫離工程圖紙。為了讓學生充分了解處理構筑物的構造和工作原理，平時注意收集市政設計院的工程實例圖紙或完成質量好的畢業設計圖紙，供課堂上講解。現已將部分圖紙一并編寫到《城市給水處理廠設計》講義中。

4.總結

水工程事業在不斷發展，教材也在不斷更新，雖然我校給水排水工程專業仍在延用傳統教學體系，但是在《城市給水處理》課程建設過程中，應時刻把“理論知識和實踐知識有機結合”作為指導思想，同時在教學模式、教學方法與手段上進行改革，使得其符合獨立學院的特點。

以上內容是我在《城市給水處理》教學中的一點思考和實踐。今后的教學工作中還要不斷探索、研究與實踐，使該課程的教學體系更加完善。

參考文獻：

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.011

0 引言

我國印染廢水的排放量占整個工業廢水排放量的35%以上。印染廢水主要包括退漿、煮煉、漂白、絲光、染色、印花、皂液、整理等工序產生的廢水，是一種水量大、色度高、堿性強、有機物含量高且組分復雜、化學需氧量（COD）和生物需氧量（BOD）高的廢水， 其水質變動范圍大，廢水中常含有染料、漿料、表面活性劑、助劑、油劑、酸堿、纖維雜質及無機鹽等[1，2]，是較難處理的工業廢水之一。傳統的處理方法普遍采用生化法、混凝沉淀法、混凝氣浮、化學氧化及活性炭吸附法等。這些處理方法通常是將有機物轉移到氣相或固相中，消耗大量化學藥劑的同時還會造成一定的二次污染，雖然具有操作容易、設備簡單且工藝成熟的優點，但是運行成本高，實際回水利用率低。此外，當前國內外對染料廢水的治理仍以傳統的生化法為主，物理或化學法為輔。由于印染廢水所含有機物可生化性能較差，所以處理效果往往不太理想，不能滿足排放標準以及總量控制的要求[3，4]。

高級氧化技術原理是羥基自由基（?OH）通過電子轉移、親電加成、脫氫反應等途徑使水中的各種污染物礦化，使有害物質降解為CO2、H2O 和其他無害物質，或將其轉化為低毒易生物降解的中間產物。

目前國內高級氧化技術主要有Fenton氧化法、濕式氧化法、光催化氧化法、電化學氧化法、臭氧氧化法、超臨界水氧化、超聲波氧化法及各種方法組合工藝等，其優點是適用范圍廣、處理效率高、反應速度快、不造成二次污染，能使許多結構穩定、甚至很難被生物降解的有機物轉化為無毒無害可生物降解的低分子物質，具有較好的發展前景。

1 Fenton氧化法

Fenton氧化法是在酸性的條件下，以Fe2+作為催化劑，H2O2分解產生?OH，染料廢水中的發色基團被破壞，從而降低廢水的色度和COD，此外Fe2+在一定的條件下會生成Fe（OH）3膠體兼有絮凝作用，對CODCr及色度的去除也有一定的效果。史紅香等[3]、王利平等[5]、李亞煥等[6]等開展了相關的研究工作，并取得較好效果。

Fenton氧化法處理廢水所需要的時間較長，需要使用較多的試劑，H2O2利用率低，Fe2+的濃度在處理后期會增大，出水可能會帶有顏色。為了提高Fenton試劑氧化反應的處理效果，一方面可將紫外光、可見光等引入體系，另一方面可使用一些過渡金屬離子， 如Co2+、Cd2+等代替Fe2+，可以有效地增強Fenton試劑對有機物的氧化降解能力，并可減少試劑的用量，同時將Fenton處理工藝同UV、光催化氧化、混凝沉淀等其他工藝聯合使用。

2 濕式氧化法

濕式氧化法是在高溫高壓條件下，用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態或懸浮態有機物或還原態無機物的一種處理方法。該方法在徹底氧化一些難降解有機物、降低廢水CODCr的同時還能提高廢水的可生化性能，因此常將該工藝與生物處理工藝聯合使用。該法操作條件較為苛刻，對設備要求較高，運行費用較高。近年來一些學者開始研究引入H2O2作為氧化劑[7]，添加催化劑[8]等提高濕式氧化技術的反應速率，降低反應條件的要求，從而擴大濕式氧化法的應用范圍。

3 光催化氧化法[9-11]

光催化氧化法以TiO2、Fe2O3、SnO2、ZnO、WO3等半導體為催化劑，在光照（一般為紫外光）條件下，半導體表面發生電子躍遷形成具有很強的氧化性的空穴，空穴與氧化物表面吸附的水作用形成強氧化性的?OH，氧化分解有機物。光催化氧化法處理印染廢水具有很好的效果，但高濃度、色度有機廢水處理效果不理想，紫外光照射成本較高，因此工業應用還存在一定的限制。目前研究重點開發利用太陽光等可見光作為光源、對催化劑進行改性，以及開發組合工藝等。

4 電化學氧化法[12、13]

通過外加低壓電場，在特定的反應器內，發生一定的化學反應、電化學過程或物理過程，產生大量的自由基，利用自由基的強氧化性對廢水中的污染物進行降解的過程。目前電化學氧化法的理論有待進一步深入研究，此法受到污染物濃度、電極材料的選擇等方面的影響。

5 臭氧氧化法[14-16]

臭氧氧化法是利用臭氧本身的強氧化性和臭氧在水中形成的活潑的羥基自由基作用于有機污染物上，起到脫色和降解有機物的作用。此法設備簡單，占地少，容易自動化控制。郭春芳[17]將催化劑和臭氧一起作用于污水處理，取得了較好的效果。目前主要存在的問題是臭氧化學性質活潑，需要現場制備；臭氧溶解小，需要過量投加；臭氧發生器效率低，能耗大，主要用于預處理。

6 超臨界水氧化法

超臨界水氧化法是在溫度、壓力高于水的臨界溫度（374℃）和臨界壓力（22.1MPa）的條件下水中有機物被氧化的方法。該方法具有處理效率高、氧化徹底、有毒物質去除率高、適用范圍廣等特點。王齊[18、19]等從溫度、停留時間、過氧比等考察了。但該方法在高溫高壓條件下，對設備材質要求高、對某些化學性質穩定物質處理時間較長、運行成本較高。

7 超聲波氧化法[2]

超聲波處理法主要機理在于超聲波在水中產生空化氣泡，空化氣泡在形成和破解過程中會形成局部的增溫，產生高溫的熱解效應，進入空化氣泡中的水蒸氣在高溫高壓下發生了分裂及鏈式反應，產生?OH、HOO?、?H等自由基以及和H2 等物質，進而分解有機物，主要包括高溫高壓熱解反應和自由基氧化反應。

8 各種方法組合工藝

各種氧化工藝都有自己的優缺點，嘗試將其中的2種或2種以上工藝進行組合， 開發新的組合工藝將是臭氧氧化技術處理印染廢水的發展方向。嚴一超[19]、彭人勇等[20]使用O3-H2O2組合法、林琳[21]、秦潔瓊[22]等采用超聲/ Fenton耦合法、楊潔等[23]采用光-電Fenton耦合法處理印染廢水。各種氧化技術還可以與其他物理、化學和生物技術進行組合。

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9 結論

高級氧化技術是近年來新興的印染廢水處理技術，與傳統的物理、生物處理方法相比，具有高效、普適、氧化降解徹底、無二次污染等優點，是一種很有發展前途的印染廢水處理方法。單獨使用某一種高級氧化技術還存在一定的困難，需要進一步改進方法。開發高級氧化技術與其它技術組合工藝是今后的發展趨勢。

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篇10

目前廣泛應用于水處理中的絮凝劑主要有無機高分子絮凝劑和有機高分子絮凝劑。由于無機絮凝劑一般用量較大且可能對環境產生二次污染，有機高分子絮凝劑的殘留物不易被微生物降解，且其單體具有強烈的神經毒性和"三致"(致畸形、致突變、致癌)效應。而微生物絮凝劑可以克服無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的缺陷，最終實現無污染排放，因此微生物絮凝劑是最具發展潛力的新型高效環保型絮凝劑。

1. 微生物絮凝劑化學組成及微觀結構

微生物絮凝劑是一類由微生物或其分泌物產生的代謝產物，它是利用微生物技術，通過細菌、真菌等微生物發酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、無毒、無二次污染的水處理劑。

微生物產生的絮凝劑物質為糖蛋白、粘多糖、蛋白質、纖維素、DNA等高分子化合物，相對分子質量在105以上。

2. 微生物絮凝劑的絮凝機理

關于微生物絮凝劑的作用機理目前較為普遍接受的是"橋聯作用"機理。該機理認為，絮凝劑大分子借助離子鍵、氫鍵和范德華力，同時吸引多個膠體顆粒，因而在顆粒中起了"中間橋梁"的作用，形成一種網狀三維結構而沉淀下來。該理論可以解釋大多數微生物絮凝劑引起的絮凝現象，以及一些因素對絮凝的影響。絮凝體的形成是一個復雜的過程，"橋聯"機理并不能解釋所有的現象，絮凝劑的廣譜活性說明它是由多種機理共同起作用。為了更進一步解釋絮凝機理，還需作更深入地研究。

3. 微生物絮凝劑的合成

微生物絮凝劑的合成與微生物代謝活動有關。微生物代謝變緩之后，由于自身的分解才能釋放絮凝劑，形成絮體。最好在細菌對數生長后期或靜止早期收獲微生物絮凝劑，此后，絮凝活性即使不下降也不會再有提高。

4. 影響微生物絮凝劑絮凝效果的因素

同一般的化學絮凝劑一樣，微生物絮凝劑效果的好壞主要受絮凝劑和膠體顆粒的本身特性及反應條件的影響。

⑴ 微生物絮凝劑本身特性的影響

微生物絮凝劑的主要成分中含有親水的活性基團，如氨基、羥基、羧基等，故其絮凝機理與有機高分子絮凝劑(利用其線性分子的特點起到一種粘接架橋作用而使顆粒絮凝)相同。微生物絮凝劑分子量大小對其絮凝效果的影響很大，分子量越大，絮凝效果就越好。當絮凝劑的蛋白質成分降解后，分子量減小，絮凝活性明顯下降。一般線性結構的大分子絮凝劑的絮凝效果較好，如果分子結構是交鏈或支鏈結構，其絮凝效果就差。

⑵ 膠體顆粒表面電荷的影響

由"橋連作用"理論和"電荷中和"理論知絮凝劑大分子借助離子鍵、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，形成一種三維網狀結構而沉淀下來。故膠體顆粒表面電荷對絮凝有重要影響，相反電荷的聚合電解質能減少顆粒表面電荷密度，以至顆粒可以彼此充分緊密接近，使吸引力變得有效。

⑶ 反應條件

微生物絮凝劑的絮凝效果受加樣量、PH值、金屬離子、溫度、攪拌速度、水質等多種反應條件的影響。用自己提取的微生物絮凝劑處理染料廢水時，發現Ca2+有促進絮凝物生成，加大沉降速度的協同作用。也有的文獻中認為體系中鹽的加入會降低微生物的絮凝活性，這可能由于Na+的加入破壞了大分子與膠體之間氫鍵的形成。因絮凝的形成是一個復雜的過程，為了更好地解釋機理，需要對特定絮凝劑和膠體顆粒的組成、結構、電荷、構象及各種反應條件對它們的影響作更深入的研究。

5. 微生物絮凝劑在環境污染治理中的應用及發展前景

與有機高分子絮凝劑相比，微生物絮凝劑具有絮凝范圍廣、活性高、安全無毒、不污染環境等特點，而且作用條件粗放，具有廣譜絮凝活性，因此，可以廣泛用于給水和污水處理中。

⑴ 高濃度有機廢水處理高濃度有機廢水主要包括畜產廢水及其它一些食品加工廠廢水，此類廢水在生化處理之前一般加絮凝等預處理過程。微生物絮凝劑比SPA的絮凝效果更好，還指出如果同時將微生物絮凝劑和少量SPA混合后，對味精廢水的預處理效果可進一步提高，且藥劑的總投加量明顯減少。

⑵ 印染廢水的脫色印染廢水因其色澤深，組分復雜，含有染料、漿料、助劑、纖維、果膠、蠟質、無機鹽等多種物質，仍為國內現行工業廢水治理上的幾大難題之一。其處理難點一是COD高，而B/C值較小，可生化較差；二是色度高且組分復雜。處理印染廢水關鍵在于脫色，在各種處理方法中以絮凝法因其投資費用低、設備占地少、處理容量大、脫色率高而被普遍采用。同聚鐵類絮凝劑類相比微生物絮凝劑不僅具有良好的絮凝沉淀性能，而且具有良好的脫色效果，在印染廢水中有著一般絮凝劑不具有的優勢。

⑶ 高濃度無機物懸浮廢水的處理高濃度無機懸浮廢水是一類不可生化降解的廢水，傳統工藝一般采用化學絮凝及處理法。微生物絮凝劑也可用于高嶺土、泥水漿、粉煤灰等水樣處理中，在試驗中通過用微生物絮凝及處理陶瓷廠廢水，釉藥廢水和坯體廢水。

⑷ 活性污泥處理系統的效率常因污泥的沉降性能變差而降低，在活性污泥中加入微生物絮凝劑時，可使污泥容積指數能很快下降，防止污泥解絮，消除污泥膨脹狀態，從而恢復活性污泥沉降能力，提高整個處理系統的效率。

作為一種新型的絮凝劑，微生物絮凝劑有著良好的應用前景，已廣泛應用于高濃度有機廢水的處理、染料廢水的脫色、活性污泥的處理等廢物處理中，并顯示了強大的生命力。微生物絮凝劑已成為環保中的新研究方向。

參考文獻

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