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工业废水处理论文范文1
1.1机械格栅
机械格栅主要用于拦截废水中的大尺寸悬浮物，保证后续处理构筑物、设备的稳定运行，并有效减轻处理负荷。格栅间隙为10mm，栅宽为0.7mm。
1.2集水井
集水井尺寸为6.0m×6.0m×3.0m，有效水深为2.7m，有效容积为97.2m3。
1.3调节池
调节池用于调节水量，均化水质。为避免悬浮物沉淀，池内设置潜水搅拌机搅拌。调节池尺寸为30m×20m×6.5m，有效水深6.0m，有效容积3600m3，水力停留时间为10.5h。
1.4初沉池
初沉池为辐流式，直径为21m，池边水深2.0m，有效容积667m3，表面负荷为1.0m3/（m2•h）。初沉池内设置周边传动刮泥机，转速为3.1m/min，电机功率为0.55kW。必要时投加亚铁盐进行预处理。
1.5水解酸化池
由于废水可生化性不高，采用水解酸化池对其进行水解酸化处理，以将期中难降解的复杂有机污染物分解为易降解的简单有机物，提高废水的可生化性。水解酸化池尺寸为46m×24m×6.5m，有效水深6.0m，有效容积6600m3，水力停留时间为20.0h。水解酸化池内设置弹性立体填料，体积为4500m3。
1.6CASS反应池
通过PLC编程自动控制CASS（循环活性污泥法）反应池的运行。CASS反应池4格并联，单格尺寸为40m×14m×6.0m，有效水深5.5m，污泥负荷为0.08kg/（m3•d）。运行周期为8h，进水1.5h，曝气3.5h，沉淀1.0h（曝气0.5h后），排水1.5h。
1.7混凝反应池
在混凝反应池中投加粉末活性炭和PAC药剂，利用活性炭的吸附和PAC的混凝沉淀作用去除废水中的有机物。混凝反应池尺寸为4m×4m×5.5m，有效水深5.0m，有效容积80m3，水力停留时间为0.25h。
1.8机械加速澄清池
利用机械加速澄清池机械搅拌的提升作用来完成泥渣回流和接触反应。机械加速澄清池直径为8.5m，池总深度为6.8m，分为第1絮凝池、第2絮凝池和分离室，总停留时间为2.5h。池内设置1台搅拌设备，搅拌叶轮直径为1.4m，电机功率为7.5kW。同时设置1台带有减速机的机械刮泥设备，刮臂直径为5.2m，电机功率为1.5kW。
1.9除铁除锰滤罐
在除铁除锰滤罐内曝气，通过氧化和滤层过滤及滤料表面细菌的生物化学作用去除铁和锰。除铁除锰滤罐3台，直径为3m，填料为锰砂，滤速为10.6m/h。
1.10清水池
清水池用于储存清水及提供除铁除锰滤罐反冲洗水。清水池尺寸为14m×10m×5.5m，有效水深5.0m，有效容积560m3，水力停留时间为2.1h。
2运行结果分析
该废水处理工程调试稳定运行半年，在此期间，对其运行效果进行了考察。
2.1对COD的去除效果在系统正常运行过程中
初沉池、水解酸化池、CASS反应池、澄清池和滤罐的平均出水COD分别约为1600、1500、110、80、55mg/L，整个系统COD总去除率可达97.3%，处理效果较佳。
2.2对BOD5的去除效果
废水BOD5的沿程变化如图3所示。由图3可知，在系统正常运行过程中，初沉池、水解酸化池、CASS反应池、澄清池和滤罐的平均出水BOD5分别约为440、540、25、18、10mg/L，整个系统BOD5总去除率可达97.8%，处理效果较佳。
2.3对SS的去除效果在系统正常运行过程中
初沉池、水解酸化池、CASS反应池、澄清池和滤罐的平均出水SS分别约为240、450、70、40、30mg/L，整个系统SS总去除率可达90.0%，处理效果较好。
2.4对色度的去除效果
废水色度的沿程变化。在系统正常运行过程中，初沉池、水解酸化池、CASS反应池、澄清池和滤罐的平均出水色度分别约为600、400、80、40、30mg/L，整个系统色度总去除率可达96.3%，处理效果较好。
3运行费用分析
工业废水处理论文范文2
[关键词]氟酸性；废水；治理与利用
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-01
一、前言
含氟酸性废水的治理与利用是随着科技水平不断发展而发展起来的一门新兴技术。经过几十年的不断发展，目前含氟酸性废水的治理方法已被广泛的利用，成为一门实用的技术。
二、含氟酸性废水的介绍
1、氟化物的来源
在航空发动机零件表面加工生产中，大量HF（还有部分NaF、NH3HF、NaSiF6等）用来清洗及腐蚀零件等，起反应产物主要是F-离子。氟化物槽液使用一段时间后，其有效成分逐渐降低，调整后达不到工艺要求时，槽液将报废排放。报废的槽液浓度高无法处理，只能分若干次投入漂洗水中，随漂洗水一同处理。
2、氟化物通常处理方法
氟化物通常采用钙沉淀法，化学反应方程式：Ca2++2F-=CaF2，由于CaF2的溶解度是16mg/L，即使加入过量的Ca2+，使Ca2+生成CaF2，理论上还是有8mg/L的F-存在于溶液中。在生产上，处理含氟废水，含氟量能处理到15～20mg/L，要使含氟废水处理到10mg/L内的排放标准，就需要对含氟废水进行深度处理。
三、含氟酸性废水处理的方法
1、沉淀法
（一）、化学沉淀法
化学沉淀法主要应用于高浓度含氟废水处理，采用较多的是钙盐沉淀法，即石灰沉淀法，通过向废水中投加钙盐等化学药品，使钙离子与氟离子反应生成CaF2沉淀，来实现除去使废水中的F-的目的。该工艺简单方便，费用低，但是存在一些不足。处理后的废水中氟含量达15mg/L后，再加石灰水，很难形成沉淀物，因此该方法一般适合于高浓度含氟废水的一级处理或预处理，很难达到国标一级标准。另外，产生的CaF2的沉淀包裹在Ca（OH）2颗粒的表面，因此不能被充分利用，造成浪费。
近年来，一些专业人士对工艺进行了大量的研究，在加钙盐的基础上，加上铝盐、镁盐、磷酸盐等，除氟效果增加的同时提高了利用率。在加石灰的基础上加入镁盐，通过石灰与含镁盐的水溶液作用，生成氢氧化镁沉淀实现对氟化物的吸附。在废水中加入硫酸铝、明矾等铝盐，与碳酸盐反应生成氢氧化铝，在混凝过程中氢氧化铝与氟离子发生反应生产氟铝络合物，生产的氟铝络合物被氢氧化铝矾花吸附而产生沉淀。另外，可以在水中加入氯化钙、复合铁盐作混凝剂和高分子PAM作絮凝剂，在不增加现有设备处理设备的基础上，提高了废水处理效果。
（二）、混凝沉淀法
混凝沉淀法是通过在水中加入铁盐和铝盐两大类混凝剂，在水中形成带正电的胶粒，胶粒能够吸附水中的F-而相互并聚为絮状物沉淀，以达到除氟的目的。混凝沉淀法一般只适用于低氟的废水处理，一般通过与中和沉淀法配合使用，实现对高氟废水的处理。由于除氟效果受搅拌条件、沉降时间等因素的影响，因此出水水质会不够稳定。
铁盐类混凝剂一般需要配合Ca（OH）2使用，才能实现高效率，并且处理后的废水需要用酸中和后才能排放，因此工艺比较复杂。铝盐除氟法是在水中加入硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝等的铝盐混凝剂，利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解后生产的A1（OH）3矾花，去除废水中的F-，效果不错。由于药剂投加量少、成本低，并且一次处理后出水即可达到国家排放标准，因此铝盐混凝沉降法在工业废水处理中应用较为广泛。
2、吸附法
吸附法是将装有活性氧化铝、聚合铝盐、褐煤吸附剂、功能纤维吸附剂、活性炭等吸附剂的设备放入工业废水中，使氟离子通过与固体介质进行特殊或常规的离子交换或者化学反应，最终吸附在吸附剂上而被除去，吸附剂还可通过再生恢复交换能力。为了保证处理效果，废水的pH值不宜过高，一般控制在5左右，另外吸附剂的吸附温要加以控制，不能太高。该方法一般用于低浓度含氟废水的处理，效果十分显著。由于成本较低，而且除氟效果较好，是含氟废水处理的重要方法。
3、其他方法
除了上述两种比较常用的方法外，还有一些方法虽然没有被普遍应用，但是已经成为行业人士研究的对象，在一些特种含氟废水处理中取得较好的效果。其中包括离子交换法、电渗析、反渗透膜法等方法。反渗透技术借助比渗透压更高的压力，使高氟水中的水分子改变自然渗透方向，通过反渗透膜被分离出来，先主要应用于海水淡化和超纯水制造工艺中。当前使用的反渗透膜主要有低压复合膜、海水膜和醋酸纤维素膜等。电渗析法是外加直流电场，利用离子交换膜的选择透过性，使水中的离子能够定向迁移。离子交换法是使用离子交换树脂或离子交换纤维实现除氟离子的一种方法。离子交换树脂需要用铝盐进行预处理和再生，因此费用会比较高。与离子交换树脂相比，离子交换纤维耗资小，而且比表面积较大，吸附能力强，交换速度及再生速度快，并且处理后不会给水体带来任何污染，反而具有清洁作用，是一种理想的深度去除水中氟离子的方法。
四、含氟酸性废水治理与利用的实验
1、熟石灰合适加入量的确定
熟石灰的加入有两个作用：1）通过Ca2+离子先去除一部分F-离子；通过OH-离子调节溶液pH值，为沉淀剂CaCl2和混凝剂PAC的良好发挥打下基础。取100ml含氟废水样中加入不同量的熟石灰，搅拌3min，然后静置30min后，随着熟石灰的加入，废水中pH值逐渐升高，当加入至一定浓度时，再增加熟石灰的量，废水中pH值增加不大，在后续废水处理过程中，还需加混凝剂PAC来降低废水中F-的浓度及pH值，因混凝剂PAC有弱酸性，故从成本和这方面考虑，选pH值为11.82，即熟石灰的加入量为0.75g/l。
2、CaCl2加入量的确定
在熟石灰加入量为0.75g/l，pH值为11.82的废水样中加入不同量的氯化钙，搅拌3min；在熟石灰加入量为0.75g/l，pH值为11.82的废水样中加入不同量的氯化钙，随氯化钙加入量增加，废水处理液中的残余氟离子质量浓度逐渐变小，至一定值后，残余氟离子质量浓度变化量逐渐不明显。当氯化钙加入量为4g/l，废水中残余氟离子浓度达到最低值12.0mg/l。因此，选择按4g/l的量加入氯化钙。
3、混凝剂PAC合适加入量的确定
在确定的pH值和氯化钙加量的废水样（[F-]=12.0mg/l，pH=7.41）中，加不同量的混凝剂PAC，先快速搅拌2min，再慢速搅拌4min；静置30min后，取上清液测pH值和氟离子浓度。
随PAC的加量的增加，废水处理液中残余氟离子质量浓度逐渐降低。当PAC的加量为400mg/l时，显示静置30min后，废水处理液中残余氟离子质量浓度达到9.3mg/l，达到排放的标准；当静置时间为2h，废水处理液中残余氟离子质量浓度进一步降低为8.6mg/l；且PAC的加量分别为300mg/l、400mg/l的废水处理液中残余氟离子质量浓度均达到国家规定的含氟废水排放一级标准值≤10mg/l的要求。有研究表明：投加PAC的效果的优于Al2（SO4）3，要达到相同的效果，PAC的投加量要远远小于Al2（SO4）3的投加量。
4、含氟废水处理的工艺流程设计
根据含氟废水的处理结果，我们设计了一套现实可行的废水处理工艺流程。该流程主要有：集水池，用于收集废水；反应池，用于生成CaF2沉淀；竖流沉淀池，用于快速分离CaF2沉淀物；排水池，用于收集并排放处理后的上清液；污泥池，用于浓缩沉淀污泥。通过压滤机将沉淀污泥进行脱水处理，压滤成饼。
含氟废水流入集水池，将集水池的废水抽入反应池加熟石灰和氯化钙进行化学沉淀反应；反应完全后的废水溶液全部抽入竖流沉淀池加PAC进行絮凝处理，按规定时间静置后，将竖流沉淀池的达标排放清液抽入排水池，沉淀物则被抽入污泥池；将排水池的达标排放清液向外排放或循环利用；将污泥池的沉淀物抽入压滤机进行脱水处理，并压滤成饼，供给氟化物生产制造商或建筑材料生产商作生产原料使用，变废为宝。
五、结束语
含氟酸性废水处理方法在各个领域中有广泛应用，随着科学的进步，含氟酸性废水处理方法会越来越先进，其所发挥的作用也会越来越大。
参考文献
[1] 张玲，薛学佳，周任明.含氟废水处理的最新研究进展[J].化工时刊，2012.
工业废水处理论文范文3
关键词：高级氧化技术，水处理中，应用
中图分类号： TK223.5 文献标识码： A
前言
水是生命之源也是人们生活和生产过程中必不可少的物质，随着经济的飞速发展水环境保护已然成为了当前人类社会广泛关注的一个问题。目前我国的经济发展情况也使水资源得到了最大限度的利用，而且高浓度的有机废水对我国宝贵的水资源造成了威胁，由此产生的水环境保护也提上了议程。然而利用现有的生物或物理处理方法，对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质进行处理，想达到处理效果会比较困难，因此高级氧化技术就应运而生了。
1、高级氧化技术的概念
高级氧化技术(Advanced oxidation technologies，AOTs)，AOTs 是指应用高活性自由基（如•OH，•OOH，O2•−和SO4•−）氧化分解水体中的有机污染物质。
AOTs 是近年来新兴的水处理工艺，能够非常有效的降解水体中有机污染物，近年来受到的关注和研究比较多。AOTs 的优势在于能够在温和的操作条件下，通过反应可以直接将污染物矿化或通过强氧化性提高它们的可生化性，同时该技术还在环境荷尔蒙等微量有害化学物质的处理方面有很大的优势，能够将绝大部分有机物完全矿化或分解。而且反应体系通常对温度和压力要求不高，设备要求不高，易于管理，操作简单等。
•OH 是已知的氧化能力最强的强氧化剂之一(·OH +H++e-—H20，E0=2.80V)，可诱发链反应，具有较高的电子亲和力(569.3kJ)，且无选择性，它能够通过填充有机污染物未饱和的碳碳键和夺取大多数有机污染物分子中的H 原子等反应途径迅速地降解污染物；一般情况下可单独使用就可以达到很好的处理效果，也可以联合其它水处理技术使用。能够提高污水的可生化性，因此可以作为生物处理过程的预处理，能将大多数有机污染物迅速的氧化分解，并最终矿化为CO2、H2O 和无机盐。
2、Fenton 氧化技术及其在污水处理中的应用
过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系通常称为Fenton 试剂。在传统Fenton 试剂的基础上人们通过对反应条件的改变和联合开发出了一系列有针对性的类Fenton 试剂，如光-Fenton 试剂和电-Fenton 试剂等，研究方面涉及了pH 值、温度、反应时间、氧化剂种类和浓度、催化剂种类和浓度等方面的因素。目前相关研究已有以芳香烃、多氯烷烃、多氯联苯、染料、除草剂等有毒有机物质为对象进行探索，在废水处理中得到了广泛的应用和研究。
羟基自由基的主要来源有两个：（1）阳极水的氧化。（2）在溶解态亚铁离子Fe2+存在的状态下氧气被不断还原产生过氧化氢H2O2。H2O2和Fe2+结合产生Fenton试剂，在Fenton反应中生成的Fe3+通过不同方式还原为Fe2+，该路线使Fenton能够循环反应。由过氧化氢作用还原的Fe3+有两步完成，同时还会产生过氧自由基（·O2H）。链反应产生的羟基自由基和过氧自由基都有氧化性，·OH在水溶液中是非常强的氧化剂，几乎可以将所有有机化合物氧化为CO2和水。它既可以与有机物发生诸多反应如脱氢、加成、电子转移、自由基复合反应等，也可以作为强氧化剂与无机溶质反应。·OH与饱和烷烃以及许多不饱和的分子如醛和酮类发生的反应是脱氢反应：·OH可以直接脱除烷烃分子上的氢，生成容易被氧化的烷烃自由基R·，形成链反应，最终可使烷烃分解。因此，污染物能够被它们降解，大部分污染物的降解是通过有强氧化性的·OH实现的。
Fenton 试剂经常与其他工艺联合作用，有研究中试试验表明,在运行条件最佳时处理混合废水,结果显示经混凝、Fenton 氧化、絮凝法处理后, CODCr 从5826 mg/L降低到200 mg/L，去除率达到了96.6%；色度从800 倍降到了2 倍，去除率达到99.8%；SS 从582 mg/L 降到3 mg/L，去除率达到了99.3%。
3、Oxone/Co2+氧化技术及其在污水处理中的应用
Oxone(单过氧硫酸氢盐化合物，2KHSO5·KHSO4·K2SO4)是一种流动性好的白色颗粒状粉末，它是由两分子单过氧硫酸氢钾(KHSO5)，一分子的硫酸氢钾(KHSO4)和一分子的硫酸钾(K2SO4)三种盐组成的三重盐，是一种用途广泛且对环境友好的酸式过氧化物氧化剂。Oxone 的氧化势能是来自于它的高酸化学性质，它是单过硫酸H2S2O5中的第一个中式盐，其活性物质为单过氧硫酸氢钾KHSO5，简称PMS。最近，氧化剂过硫酸盐（S2O82-）和单过硫酸盐（PMS，HSO5一）成为了热门话题。这些氧化剂能够通过各种途径（过渡金属催化，加热或者UV）激发氧化性能产生硫酸基自由基（SO4.-）[66-69]。单过硫酸盐之所以得到广泛应用，在于其氧化还原电势（1.82V），比H2O2(1.76 V)还要高，而且在氧化降解过程中比过硫酸盐（S2O82-）更高效。PMS 不同于H2O2 和K2S2O8，它是由一个SO3 一取代HOOH 的不对称过氧化物，其自身独特的结构也使其很容易被激发和活化。PMS 还成功的应用于很多污染治理的反应中，例如氧化分解双酚A和处理石油污染的污泥，PMS 对于这些难降解的污染物都起到了很好的去除作用。PMS 的应用领域还涉及到假牙清洁剂、衣物的漂白剂、羊毛防缩处理、擦光剂、线路板蚀刻剂，淀粉氧化、木材清洗和贵重金属提炼等方面。
催化剂对于该方法有很重要的影响，为了找到催化过硫酸盐最有效的过渡金属，AniPsitakis等人对几种过渡金属Ag+，Co2+，Fe2+，Fe3+，Mn2+，Ni2+，Ce3+，Ru3+和V3+对过硫酸氢钾的催化能力进行了比较研究，结果表明不同金属离子的催化效果依次为Co2+> Ru3+> Fe2+> Ce3+> V3+> Mn2+> Fe3+> Ni2+，从催化氧化能力和经济成本分析，Co2+是PMS最好的催化剂，用量小，且催化效率高。在降解工业污水方面，Co2+/PMS具有以下几方面的优势：
（1） Co2+/PMS系统对污染物具有较高的的矿化度：在降解2，4-二氯酚和橙黄二的研究中都取得了高于90%的矿化度。
（2） Co2+/PMS系统能在更宽的pH范围内应用，降解2，4-二氯酚的实验证明Co2+/PMS能在pH 2.0-8.0范围内取得了良好的去除效果。而Fenton试剂在pH超过3.0时就不能表现出良好的催化活性，Co2+/PMS能在中性环境中表现出更高的效率，这个有点决定了该系统能够更好的服务于污水处理，因为大部分被污染的自然水体的pH范围在6.0-8.0。
结语
高级氧化技术是降解废水生化处理水的有效方法，具有很大的开发潜力和良好的应用前景。本论文较为深入地开展了Fenton 氧化法和Oxone/Co2+氧化法深度处理废水的研究，并对Oxone/Co2+氧化法处理前和最优结果处理后的有机污染物成分进行了分析与对比，从而为高级氧化技术处理废水生化处理水提供了理论依据。
参考文献
工业废水处理论文范文4
【Abstract】Antibiotic is one of the most common used drugs in the word. It is widely used in agriculture for food storage， animal husbandry， agricultural production and so on. Although they have short half-life period， the quality of antibiotic used is large. The illusion of persistence of antibiotics in the environment can induce resistance to natural bacteria in the environment. Traditional water treatment processes have much problem to degrade antibiotic. Photocatalysis has the advantage of non-selective oxidation， which makes it suits for treating waste water containing antibiotic. Recently， there are many reaches about degrading antibiotic by photocatalysis. However， there are still some defects in photocatalytic technology， which limits its application in industry and needs further study.
【关键词】抗生素；光催化；废水处理
【Keywords】 antibiotic；photocatalysis； waste water treatment
【中图分类号】X703 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）05-0138-03
1 引言
抗生素是一种低分子量的微生物代谢产物，在低浓度时（一般低于1g/L）即能抑制或杀死其他微生物，是世界上用量最大、使用最广泛的药物之一，农业上广泛应用于粮食储藏、动物饲养、农业增产等方面。
2011年加拿大和美国的抗生素使用总量分别为250吨、3290吨；2013年英国抗生素的使用总量为640吨；同年中国的抗生素使用量为77760吨。在中国抗生素药物主要用于人体医疗和畜禽养殖。因抗生素类药物分子结构的稳定性，其在生物体内一般不会完全代谢，以代谢活性产物甚至原结构形式排出生物体。抗生素制药废水、城市污水、畜禽、水产养殖废水都是潜在的抗生素污染源。有文献报道发现[1]，国内主要河流中深圳河和珠江（广州段）抗生素污染最为严重，枯水期浓度达1340 ng/L。
目前，国内300多家药企共生产70多种的抗生素，年产量占全世界产量的一半。抗生素类药物分子结构中通常含有氮元素和环状结构，这些分子进入环境后，经过一系列的硝基化反应，可形成含亚硝基的化合物，特别是N-亚硝基化合物，具有较大的生物毒性、致突变和致癌性。抗生素生产过程中产生的高浓度废水一直是污水治理领域的一个难题。对于这种成分复杂、色度高、生物毒性大、难降解高浓度有机废水处理至今尚未找到适宜的解决方法，是目前国内外水处理的难点和热点。根据《生物制药行业污染物排放标准》（DB31/373-2006）生物制药行业新污染源一级排放要求为：COD≤100mg/L，BOD5≤20mg/L，总氮≤10mg/L，SS≤60mg/L。τ诟吲ǘ瓤股素生产废水，这无疑是一艰巨的任务。因此，围绕抗生素生产废水的处理，国内外均开展了大量的研究，并取得了一定的技术成果。
2 抗生素在环境中的吸附与迁移
环境中的抗生素主要分布在土壤、地表水和气溶胶中。环境介质中的抗生素可通过吸附、水解、光解和生物降解等作用转化。一般易被水体沉积物或土壤吸附的抗生素，可在环境介质中稳定存在，迁移转换效率较小，对环境的风险也较小。当抗生素分子及其代谢产物具有极性时，就不宜与固相物质吸附结合，易于迁移扩散到水环境中，影响地表水、地下水，最终影响海洋生态系统。因不同种类抗生素的性质、代谢途径、降解方式、使用量不同，其在环境中的迁移转化规律也不相同。迁移转化效率受抗生素分子结构的稳定性、官能团特性、光稳定性、淋洗和降解速度等因素影响。一般来说，具有弱酸、弱碱性官能团和亲脂性类抗生素与固相介质有较好的结合力，而不易扩散迁移。
3 抗生素废水的传统处理工艺
抗生素废水的处理方法可分为三种：物理化学法、厌氧生物处理和好氧生物处理。
物理化学法处理包括混凝、沉淀、气浮、吸附、反渗透、吹脱氨氮法等。物理化学法常作为高浓度有机废水生物处理单元的前处理或后处理工序。需根据抗生素废水类型、处理要求选择不同的物化处理方法。其中絮凝-气浮法CODCr去除率约>30%。混凝沉淀法[2]CODCr去除率>80%。反渗透[3]CODCr去除率较高>90%，但反渗透产生浓水和反冲洗水处理难度更大。
好氧生物处理工艺包括传统活性污泥法及其改进工艺，如生物流化床、接触氧化、氧化沟、缺氧-好氧-厌氧工艺、好氧生物膜法等。抗生素废水进水有机负荷很高，好氧工艺难以承受CODCr浓度大于1000g/L以上的废水，需回流出水对原水进行大量稀释，因此增大了反应池容积、造价高、动力消耗大，处理费用高。且单独采用好氧生物处理难以保证出水水质达标。厌氧生物处理工艺中常用的工艺有升流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧流化床、厌氧生物滤床等。厌氧生物工艺降解抗生素废水的研究较多，但工程应用较少，这主要是因为厌氧处理工艺稳定运行控制困难。高浓度抗生素废水经厌氧处理后，出水CODCr仍有1000-4000mg/L，需经进一步处理。
4 TiO2光催化降解抗生素废水的机理
光催化技术研究始于1972年，日本学者Fujshhima和Honda在Nature杂志上第一次发表了相关论文。他们发现在光辐射下，半导体TiO2电极和金属电极组成的原电池中，可连续发生水的氧化还原反应生成H2。TiO2是一种N型半导体，具有较大的禁带宽度，离子的能带结构由填满电子的价带（Valence band， VB）和空的导带（Conduction band， CB）构成，价带和导带之间为禁带，带隙能为3.2eV，其能量相当于波长为387.5nm的紫外光。当二氧化钛受到能量大于其禁带宽度的光照射时，价带的电子（e-）被激发，跃迁到导带，在价带上留下空穴（h+），形成电子-空穴对。并与吸附在催化剂表面的H2O和O2反应，形成活性很强的自由基和超氧离子等活性氧，诱发光化学反应。生成的自由基具有很强的氧化分解能力，可以破坏C-C、C-H、C-N、C-O、N-H等化学键，具有很高的降解有机物能力。
抗生素分子结构中一般包含不饱和键光敏基团[4、5]，有助于半导体带中电子跃迁。发色基团吸收的光波越长，自身电子越易激发，跃迁后具有高能量的电子传到半导体TiO2后形成电子空穴对。抗生素分子的协同作用使TiO2可被较长波长的光激发，吸收光谱的范围由紫外光区延伸至可见光，不仅有效地提高了催化性能，亦可充分利用自然光谱降解抗生素废水。
5 光催化技术处理抗生素废水的研究
光催化技术在常温常压下即可彻底破坏有机物分子结构，用于降解含抗生素类废水，具有处理效率高、反应温和、使用范围广、反应迅速等特点，因而具有良好的应用前景。目前内外学者针对光催化剂性能的改进、催化剂固液分离技术、以及降解工艺条件的优化等方面进行了大量的研究。李耀中等[6]以二氧化钛为催化剂，设计了新型流化床光催化反应器用于处理制药废水，讨论了不同工艺条件下的光催化效果。当光照15min时，废水COD去除率在80～85%之间。郭佳等[7]以TiO2为催化剂，在紫外光激发下催化降解废水中头孢曲松，总处理效率>93.4%。肖明威[8]等分别用TiO2、ZnO、Fe2O3半导体催化剂催化降解四环素类抗生素废水，结果表明光催化反应1h后，COD去除率分别为66%、61.2%、54.2%。C.Reyes等[9]利用TiO2和金黄色葡萄球菌研究光催化过程对四环素的抗菌活性作用，认为50～75min的光催化反应能极大地降解水中的四环素残留物，四环素分子结构矿化效果明显，出水的抗菌性能大大降低，BOD5/COD约0.8左右，适于进一步生化处理。目前，青霉素、头孢类、阿奇霉素、土霉素、丝裂霉素、红霉素等[10-15]多种抗生素类药物废水均有文献报道了对其的光催化反应研究。
6 现存问题
光催化技术从问世起就因其明显的优点而受到了广泛的研究，国内外学者在催化改性、元素掺杂、半导体材料复合等方面做了大量的研究，但光催化技术离工业化应用还有很长道路。这主要是因为，光催化半导体材料的吸收光波长范围较狭窄，且主要集中在紫外光区，不能充分利用自然光；半导体受激发产生的载流子复合率很高，因此量子效率较低；催化剂中毒现象严重重复利用困难；处理后催化剂材料固液分离困难。
另外，文献中多讨论光催化技术降解抗生素废水的去除率，对抗生素残留物的降解途径、中间产物的种类，降解物毒性的研究较少。有文献报道过某些抗生素的降解中间产物比其本身的危害还要大。
光催化处理高浓度有机废水技术要实现工业化应用，需要合理设计大型光催化反应器。该类处理机械装置尚处于实验研究阶段，如何合理高效利用光能、优化控制工艺参数、有效分离失活光催化剂等问题目前尚处在理论研究和实验研究阶段。
7 发展方向
光催化技术虽然有着显著的优点，但催化的活性、稳定性、可重复性等依然限制该工艺的发展。光催化降解有机污染物工艺分为悬浮态和固定态两种，各有优缺点。悬浮态法与有机物接触充分、光照均匀、催化效率高，但固液分离困难。纳米尺度的光催化剂进入环境将引起“纳米污染”，将产生更严重的后果。固定态法较好地解决了催化剂的分离问题，但其与污染物接触不均匀，限制了处理效率。如何将两者的优点结合将是环境工作的研究方向。
此外，研究优化光催化剂性能、实现催化剂的固定回收、研究设计大型光催化反应器，提高处理效率降低运行成本、开发光催化与其他降解处理工艺的组合，也将是光催化技术未来发展的重要方向。
【参考文献】
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工业废水处理论文范文5
Zhang Yuchun; Xu Hong
（①NorthwestA & F University，Yangling 712100，China；②Environmental Management College of China，Qinhuangdao 066004，China）
摘要：本文简单介绍了人工湿地污水处理系统的分类，讲解了人工湿地污水处理系统对污染物的去除原理，最后论述了人工湿地污水处理系统我国的应用及今后主要研究方向。
Abstract: This paper briefly introduced the classification of wastewater treatment system in artificial wetland, explained the principle of the removal of pollutants of this system, and finally discussed its application and the future directions of the research.
关键词：人工湿地 污水处理
Key words: artificial wetland；wastewater treatment
中图分类号：X7 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）15-0057-01
0引言
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
1人工湿地污水处理系统的分类
根据污水在湿地床中流动方式不同，可以把人工湿地划分为自由表面流人工湿地和潜流型人工湿地。①自由表面流人工湿地同自然湿地基本上相同，废水经过实地的表面。此种人工湿地的优点是：具有简单的可操作性和较少的投资等；缺点是：有相对很大的占地面积；水力负荷不高；气候对其影响很大。②在潜流型湿地系统中，湿地床的表面之下有污水的流动，借助于植物的根系和表层土同填料的截留作用来对污水进行净化的。根据湿地中水流形态，可分为水平流（HF）、竖向流（VF）和复合流3种潜流式人工湿地。按照污水在湿地中流动的方向的不一样，能够把其分为垂直潜流以及水平潜流人工湿地。
2人工湿地污水处理系统对污染物的去除原理
人工湿地污水处理系统由植物、微生物、基质组成，各组成成分分别起着不同的作用，并且相互协同，使得整个湿地生态系统平衡运转，发挥良好的净化功能。但是整个人工湿地的去污机理较为复杂，它综合了生物、物理和化学三种作用。
2.1 对COD和BOD的去除机理潜流型人工湿地的明显特征之一就是它对有机污染物有着相对墙的降解能力。对于可溶性有机物来讲，能够经过植物根系生物膜的吸收和代谢过程进而分解可溶性有机物；对于不溶有机物来讲，其能够被湿地经过沉积与过滤而截留，进而被微生物所利用。
2.2 对氮的去除机理人工湿地对氮的去除方式主要是经过植物的吸附和离子的交换，尤其是微生物硝化与反硝化作用来达到对氮的去除的目的。在湿地中，植物经过通气组织把氧气运送到根区，湿地内产生持续的缺氧、好氧以及厌氧状态，形成许多串联或并联的“A/A/O”处理单元，这样一来，硝化与反硝化能够一块进行，同时可以达到复杂有机物的降解的目的。另外，一部分N被植物吸收用以合成自身物质，通过植物的吸收和收割还可去除部分氮,但这一部分不是脱氮的主要过程。
2.3 磷的去除机理人工湿地对磷的去除是植物吸收、微生物去除及填料床的物理化学等几方面的协调作用共同完成的，其中基质吸附和化学沉淀起主要作用。湿地土壤的磷吸附和保持受氧化还原电位（ORP）、pH值、Fe、Al、ca矿物、有机质和土壤中磷本底值等因素的影响。污水中可溶性磷酸盐一方面通过植物的吸收和同化作用下，被合成为ATP、DNA、RNA等有机成分，通过对植物的收割而将磷从系统中去除；另一方面，微生物通过对磷的正常同化吸收和过量积累去除污水中的磷。
3人工湿地污水处理系统在我国的应用及今后研究方向
人工湿地的研究与应用在我国起步较晚，主要集中于“七五”和“八五”期间，经过20多年的研究，我国人工湿地污水净化技术的研究已经取得了许多经验参数和理论数据，但是还有许多工作有待于进一步开展：
3.1 在实际应用的过程中，人工湿地这种工艺经常同别的系统结合在一起，形成多水塘的处理系统，一块达到净化污水的目的。当前，见得最多的就是人工湿地和好氧塘、厌氧塘以及兼性塘进行多级串联组合的多水塘组合，旨在去报湿地系统能够提高的污水处理效果，使得水的质量得到更加的稳定。然而，系统出水的水的质量会受到组合顺序以及方式的影响，所以，在以后的研究之中，同人工湿地组成的多水塘污水复合处理系统也会成为关注点之一。
3.2 农业面源污染的研究和治理。目前，面源污染已经远远超过点源污染，用传统的点源污染控制技术很难治理面源的污染，而人工湿地在这方面具有很明显和独特的优势和潜力，国外已有一部分人开始了这方面的应用研究，国内也应加强这方面的研究。
3.3 人工湿地生态系统在寒冷地区的运行状况及其在生态恢复中的应用。众多的研究说明，温度一旦降低，就会直接影响到人工湿地污水净化的效率，所以，人工湿地的约束性因素之一或许就是气候。对于我国北方寒冷地区以及有着不良生态环境的地区来说，研究怎样借助于人工湿地的特有功能来改善较差的生态环境有着至关重要的作用。
3.4 控制好湿地植物的筛选工作，选那些有较强的耐污能力以及良好的去污能力的湿地植物，并且增强多种植物的有效合理的搭配能力。这样做主要是考虑到单一物种至具备有限的净化能力，经过多种植物的配合，一方面可以很快地形成群落，加强净化能力；另一方面，也有相对很高的观赏价值。并且在残体对植物的生长的影响程度降低以及抑制杂草的生长等方面也有十分重要的作用。
3.5 湿地系统的净化能力直接受到填料的种类的影响，特别是对磷的清除。所以，做好填料的筛选工作，尤其是多种填料的有效合理配合，也将是以后要思考的工作。此外，怎样预防填料阻塞，使它长期的具备处理能力也是我们值得探究的话题。
3.6 当前，在我国研究人工湿地技术仍处于处理规模不大的生活污水阶段，然而，一些发达国家早已把此工作转移到了诸如净化重金属和处理有毒物质等特别工业之上。所以，我们要加强此方面的研究工作，深入研究特征污染物对人工湿地系统中氧的供应及对植物输氧能力的影响；研究贫营养、低浓度、高盐、高毒、难降解有机废水的去污机理及其对人工湿地系统的影响，促进人工湿地在工业废水处理中的应用。
参考文献：
[1]于少鹏，王海霞，万忠娟，孙广友.人工湿地污水处理技术及其在我国发展的现状与前景[J].地理科学进展，2004，（01）.
工业废水处理论文范文6
[关键词]环境工程 课题 实验 设计
《环境工程》是绍兴文理学院生命科学学院环境科学专业的基础理论课程，面向大三的学生，总学时48。主要研究运用工程技术和有关学科的原理和方法，防治环境污染，以改善环境质量的学科[1]。是一门理论与实践密切结合的课程。通过对绍兴文理学院环境科学专业毕业生就业状况的调查发现，毕业生就业的主要方向是污水处理厂或者环保工程设计公司，这些岗位需要学生有较强的实践动手能力，因此，在教学过程中，应注重学生实践能力的培养，打造应用型的复合人才。原先的《环境工程》教学模式比较单一，很大程度上依赖于教师单向讲授，学生被动接受为主的形式，主要存在问题如下。
一、《环境工程》教学模式存在主要问题
（一）内容多，课时少
《环境工程》由四大部分组成，分别是水污染控制工程，大气污染控制工程，固体废物处理与处置，噪声防治技术。而水污染控制工程部分分为物理，化学，生物处理三大模块，大气污染控制则分为颗粒污染物和气态污染物控制两大模块，内容多且杂。其中基本原理性知识的教学要占去四分之三左右的课时，因此应用型知识和工具型知识的课时就显得不足，从而难以体现课程的工程实践性强的特点。
（二）学生工科基础相对薄弱
《环境工程》起源于理工科大学，工科院校的环境工程专业课程体系及教学内容以数学、力学、材料学和工程学等专业为主，工程设计和工程治理课程学时和内容较多。而本校环境科学专业在课程设置上侧重生态与生物方面，学生工科方面基础薄弱，对于工业知识与工科学生相比接触较少，按照传统的教学要求，学生学起来比较吃力，导致教学进程缓慢，且效果不好。
（三）教材与实际应用联系少
《环境工程》的教材内容偏向于各个工艺理论知识讲解，完整工程实例基本没有，而某一种废水或废气的处理需要多个工艺组成，在教学过程中如果完全按照教材编排的内容和顺序讲授，学生没有办法在脑海中建立起完整的工艺流程，面对实际工程处理往往束手无策。
（四）授课方式单一
课堂教学很大程度上还依赖于教师单向讲授。与实际应用结合不够紧密，虽然对案例教学进行尝试，但仅仅局限于举例子的水平[2]。授课过程中，全程进行多媒体的播放与讲授，很少或几乎没有板书，缺乏教师与学生之间的互动，造成很多学生上课注意力不集中，教学效果差。
实验教学一般采用实验指导书+教师讲解+学生操作的教学模式。学生一般被动地做实验，机械地测量相应的参数，缺少自己分析、处理问题的机会和习惯。这种呆板的教学方法，使实验过程中缺少思考、缺少提问、缺少讨论，抑制了学生的思维积极性，从教学内容到教学方式没有给学生留出足够的发展空间。
（五）验证性、演示性实验多
受传统教学模式和实验条件等方面的限制，此前大多以单一的验证性实验为主，虽然能巩固和加深学生对基础理论知识的掌握，但是学生照固定的实验步骤机械化的操作，记录实验结果，撰写实验报告，结果会导致学生的知识面过窄，实验方法和技能单一，创新意识和创新能力不够，缺乏将各种实验方法、技术综合应用的能力[3]，学生在做毕业论文或将来面对研究中的问题束手无策。
（六）理论教学与实践教学脱节
虽然《环境工程》与《环境工程实验》安排在同一学期，但受到实验条件的限制，很难在某一实验内容理论教学完成之后就进行实验，时间安排相对滞后。学生在上实验课上对之前所学的理论内容有所遗忘，未能起到加深对理论知识理解及应用的作用。互动和渗透不够，脱节现象比较严重。
针对上述问题，我们拟通过“课题-实验-设计”的教学模式改革，充分发挥学生在学习过程中的主体作用，使学生更好地掌握水、大气、固废污染控制工程的基本理论，理清各种控制过程的内在联系，通过这些理论分析各种污染控制过程，优选各种控制方法。计算机能力得到加强，提高学生分析问题解决问题的能力，即应用所学理论对典型事例进行分析、消化、创造能力。促进学生的综合能力和创新能力的培养，培养学生成为基础扎实、知识面宽、计算机能力强、有创新意识的高级工程技术人才。
二、“课题-实验-设计”模式
（一）合理安排教学内容
绍兴是有名的水乡，环境污染控制工作目前也集中在水处理部分。《环境工程》理论课程涉及的知识繁杂，量多，而学时又有限。根据学生就业要求，教学内容侧重于水污染控制部分。水，大气，固废的课时比例大致安排为7：2：1。
对教学内容作删繁就简、有机整合。《环境工程》中部分知识与《环境评价》《环境监测》等课程之间部分内容是重复的，可以省掉这些重复部分，侧重于处理工艺的选择、设计和反应器的运行管理调试方面。
另外环境科学是发展中的学科，新概念、新理论、新技术和新工艺层出不穷，日新月异。因此，必须不断补充、更新教学内容，这样使学生迈向社会时不至于产生很大的落差。
（二）构建“课题-实验-设计”的实践教学模式
我们在整合《环境工程》和《环境工程实验》两门课程的基础上采用“课题-实验-设计”的实践教学模式。即“由例到理”的决策型案例教学。
（1）课题：首先根据教学目标，将教学内容分为10个模块（表1），分别为混凝，沉淀，吸附，离子交换，好氧活性污泥法，好氧生物膜法，厌氧生物法，颗粒污染物控制，气态污染物控制，固废处理与处置。
表1：课程内容模块划分与对应课题题目
每个模块的内容，设置一个课题，例如“混凝”模块对应课题“利用混凝工艺处理印染废水的研究”。课题提供印染废水的水质，水量，收纳水体功能区划等。要求学生给出解决方案。根据学生兴趣，我们将考察班40人分为10组，每组一个题目。在学期初，教师给出相关课题，学生开始查阅相关资料。选择课题“混凝工艺处理印染废水”小组的同学在学习混凝这部分知识前，就需要通过查找资料，对“混凝工艺”的原理，实验方法，工艺流程，及最新研究进展有所了解。
课题1 混凝法深度处理印染废水
某印染企业常规二级生化处理出水水质见下表，二级达标，一级不达标，色度超标。“十二五”期间，该地区环保部门要求工业废水全部达到国家污水综合排放标准中的一级标准。印染废水深度处理技术有吸附、混凝、氧化、膜分离等技术，其中混凝法具有投资费用低、设备占地少、处理容量大、脱色率高等优点，在国内外印染废水中被广泛应用。试采用化学混凝法深度处理该废水，以达到一级水质排放标准。
要求：
1）掌握混凝方法的机理进展
2）学习选择合适的化学混凝剂
3）分析影响混凝效果的因素，并确定最佳混凝条件
4）了解混凝法最新研究
（2）实验：针对所给废水的性质，学生在查阅资料和老师指导的基础上设计处理方法，并利用实验室现有条件，进行实验，不断完善实验步骤，最终形成一套相对完善的实验方案。当讲授到“混凝”这一章节时，教师只讲解混凝的基本原理和基本工艺流程，小组派1名代表介绍混凝工艺的最新研究进展。理论学习完成之后，即进行“利用混凝工艺处理印染废水”实验教学，由该小组成员指导全班学生完成。
（3）设计：水污染控制工程7个模块学习完之后，布置设计大作业，相对于课题，设计内容则更综合具体，需要学生将所学的模块知识融会贯通，应用到实际工程实例中（课程设计题目见表2）。如“印染废水处理综合设计性实验”。综合设计涉及到上述7个模块中大部分的工艺。将原先10个小组的同学各抽出一名同学组成新的小组，共4组，每组完成一个设计题目，提交一份设计报告书，并作课堂报告，进行答辩。
表2：课程设计题目
“课题-实验-设计”的实践教学模式，充分发挥了学生在学生中的主体作用，提高了学生自学，思考问题，解决问题的能力。加强了学生之间的团队协作。让学生明白所学何以致用。
（三）开设网上课堂，加强课后互动
“课题-实验-设计”的教学模式，需要教师和学生之间非常多的互动。可以建设课程网站，开设网上课堂，提供课程教学大纲、参考文献资料和完整电子版教学课件，提供城市污水处理厂工程设计实例、有机废水处理站工程设计实例、居民小区污水处理及其回用工程设计实例等多个工程案例，为“课题-实验-设计”的实践教学模式提供规范的指导；设置留言栏，学生可以与老师或同学共同探讨某一方面的教学内容或理论、工程问题，提高教学的交互性和学生的探索性，启迪学生的创新思维。
（四）“课题-实验-设计”评价体系
虽然教学的目的不是为了考试，但一个合理的考核方式，是有利于新教学方法的实施的。由于“课题-实验-设计”属于开放的教学模式，因此考核方式的选择尤为重要。在考核方式上，我们主要考虑学生基础知识的掌握，自主学习能力，协作能力和创新能力。在三个模块的课程学习完成之后，会对这三个部分的基础知识做一个小测验，检查学生对该部分知识的掌握情况，占总成绩的15%。课题的评分点则分为资料查阅的全面性，讨论的积极性，团队分工的合理有效性，内容的切题性，创新性，条理性。占总成绩的30%。课程设计的评分点分为以下几点：是否积极有序开展小组讨论，并作详细记录；团队分工是否明晰，协作是否有效；讲解是否清晰、明朗；文献资料掌握是否丰富，综述是否全面、有条理；污水设计流程是否合理、各构筑物选型是否恰当；设计报告书书写格式是否符合规范，语言是否通顺；课堂报告PPT制作是否精美，简洁；是否对讲解内容作了充分的准备；仪表是否端庄、自然；是否在规定时间内完成。占总成绩的55%。实验成绩单独计入《环境工程实验》，评分点为，实验设计的合理性，实验操作的规范性，数据处理的规范性，讨论的全面性。
“课题-实验-设计”的教学模式，在两轮的改革中初显成效，学生们普遍反应，在学习了环境工程这门课后，大家的团队协作能力，自主学习能力和科研能力都有了很大的提高。与大学其它课程一样，本课程面临着理论教学和技术培养两个方面深入改革的艰巨任务。因此，在今后的教学中应注重学科前沿、注重社会需求与学生能力培养之间的紧密联系，培养出应用型的复合人才。
经费来源：绍兴文理学院2011年度课程教学模式改革试点项目
[参考文献]
[1]蒋展鹏.环境工程学[J]，北京、高等教育出版社、2005.
[2]蒋艳红，蒙冕武，邓华、案例教学法在“环境工程学”教学中的应用研究 [J]，中国电力教育，2009，12.
