水污染治理的新工藝與設(shè)計(jì)探索

馬艷紅

（秦皇島市環(huán)境保護(hù)宣傳教育中心，河北 秦皇島066000）

當(dāng)下，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對(duì)于水資源索取不斷增加、水資源短缺和污染現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重之間的矛盾越來(lái)越大，環(huán)境污染現(xiàn)象以及水污染現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，使得國(guó)民日常生活身體健康也受到一定程度的威脅，也阻礙了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，如何開(kāi)展水污染治理，并積極運(yùn)用新的工藝技術(shù)且合理設(shè)計(jì)成為許多污水處理企業(yè)所關(guān)注的主要問(wèn)題。

1 水污染治理的一般原則

城市污水處理的主要目的是令其能夠滿足排放或是污水回收利用標(biāo)準(zhǔn)，以避免污水直接排放對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而經(jīng)過(guò)處理之后的污水，可以用作農(nóng)業(yè)灌溉、城市景觀塑造以及工業(yè)生產(chǎn)之中，借此幫助國(guó)內(nèi)節(jié)省大量水資源。污水處理工藝程序的選用及設(shè)計(jì)必須考慮如下因素。

1.1 污水需要滿足的處理標(biāo)準(zhǔn)

處理標(biāo)準(zhǔn)是污水處理企業(yè)所必須選用的根據(jù)。污水處理標(biāo)準(zhǔn)主要表現(xiàn)在經(jīng)過(guò)加工之后水體的各項(xiàng)質(zhì)保，經(jīng)過(guò)處理之后排放污水水體是運(yùn)用最為頻繁的取向。因此，在完成對(duì)水體的加工以及處理之后，污水處理程度普遍是根據(jù)城市污水二級(jí)處理工藝技術(shù)所能夠滿足的處理程度，即是否能夠滿足BOD5以及SS 均不大于30 mg/L 這一條件選擇合適的工藝流程。城市污水處理工作之后出水的第二作用便是重復(fù)利用，主要表現(xiàn)在運(yùn)用在城市雜用之中，如為綠地、公園提供噴灑或是灌溉使用，或是用作對(duì)街道以及廁所的沖洗，或是為城市景觀提供水。要實(shí)現(xiàn)上述重復(fù)利用與城市之中的目標(biāo)，城市之中所形成的污染水需要經(jīng)過(guò)二次處理之后，再次接受一定的深度處理方可運(yùn)用。通常情況下，污水處理廠需要運(yùn)用混凝沉淀以及過(guò)濾的方式之后再消毒加工，從而盡可能減少BOD5以及SS3以令處理水能夠滿足回收利用的各項(xiàng)指標(biāo)。

1.2 污水處理工藝的投資以及運(yùn)營(yíng)成本

工程投資以及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用同樣是工藝技術(shù)選用的關(guān)鍵影響因素。處理水需要滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)，結(jié)合所處理的水體質(zhì)量以及總量，選用切實(shí)可行的多種工藝技術(shù)予以全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比，進(jìn)而從中挑選優(yōu)秀、適合以及合理的技術(shù)，保證技術(shù)的所需要的運(yùn)行費(fèi)用以及工程投資成本相對(duì)較低，在保證處理質(zhì)量以及效率的同時(shí)，盡可能減少所投入的成本。例如，針對(duì)城市所產(chǎn)生的污水BOD5或是SS 濃度相對(duì)較高，水體質(zhì)量以及總量變化幅度明顯的情況下，建議運(yùn)用A-B法活性污泥處理技術(shù)，該技術(shù)相較于一般的活性污泥方式處理方式效果更為顯著，可以有效脫除NH3-N，同時(shí)也可幫助企業(yè)節(jié)約基建投資數(shù)值的20%，能源損耗可以節(jié)省月15%上下。

1.3 技術(shù)的選用需要結(jié)自然、地形條件以及土地與資源的運(yùn)用狀況

因地制宜、綜合考量選用適宜于目前狀況的處理技術(shù)，可避免對(duì)農(nóng)田的占用，而是將加工設(shè)備放置在河灘沼澤區(qū)域、洼地區(qū)域或舊河道之中。

2 水污染治理的新工藝與設(shè)計(jì)

2.1 人工濕地生態(tài)系統(tǒng)水資源污染治理技術(shù)

人工濕地屬于人為構(gòu)建的一種干預(yù)性生態(tài)系統(tǒng)，其目標(biāo)是借助人造的人工濕地對(duì)受到污染的水體予以合理的管控，其關(guān)于污染水的處理效果較為優(yōu)秀，借助濕地的土壤、植物以及其中蘊(yùn)含的微生物對(duì)污染予以物理性以及化學(xué)性的協(xié)同作用。人工濕地系統(tǒng)是目前污水處理最為有效的一種方式，在自然生態(tài)之中可運(yùn)用物理、化學(xué)以及生物等完成污水的處理，而該廢水處理技術(shù)的合理運(yùn)用可以高效清除水體之中存在的有機(jī)物，且去除率不低于80%。關(guān)于受到污染水中氮、磷元素等都具備優(yōu)秀的去除效果。另外，該技術(shù)同時(shí)也具備其他優(yōu)勢(shì)，例如工程建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)方面，無(wú)需投入過(guò)多成本，具有優(yōu)秀的負(fù)載適應(yīng)性，相比于其余水污染處理技術(shù)而言，人工濕地的預(yù)期成本較低且實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中對(duì)附近自然環(huán)境所產(chǎn)生的影響并不明顯等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，使其得以較為廣泛頻繁地運(yùn)用。

人工濕地系統(tǒng)內(nèi)污水普遍以表面流濕地、潛流實(shí)地以及垂直流濕地形式存在。上述3 種不同人工濕地污水處理期間，關(guān)于表面流濕地以及潛流濕地的運(yùn)用范圍最為廣泛，具體受到污水處理措施以及操作控制決策的干預(yù)。就目前而言，因?yàn)槿斯竦氐慕ㄔO(shè)方向產(chǎn)生了變化，人工濕地運(yùn)用種類也需要對(duì)應(yīng)地予以調(diào)整，從而產(chǎn)生合適的運(yùn)用形態(tài)，即復(fù)合流人工濕地系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠合理更改傳統(tǒng)污水處理方式結(jié)構(gòu)單一的問(wèn)題，以達(dá)到高效凈化的目的。

2.2 生物浮島技術(shù)水資源污染治理技術(shù)

流經(jīng)城鎮(zhèn)的河流如果與其他水污染源相近，水體富營(yíng)養(yǎng)化程度相對(duì)較高，也使得附近生態(tài)環(huán)境呈現(xiàn)惡化的趨勢(shì)，同時(shí)為當(dāng)?shù)厮廴局卫砉ぷ髟斐蓢?yán)重的負(fù)面影響。如今國(guó)內(nèi)外學(xué)者研發(fā)了大量用以處理水體富營(yíng)養(yǎng)化的凈化技術(shù)，包括生物浮島技術(shù)、人工水草凈化技術(shù)等，針對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的水體污染而言，運(yùn)用生物浮島技術(shù)與人工水凈化技術(shù)可清潔水質(zhì)。其中，生物輔導(dǎo)污水處理技術(shù)具體是運(yùn)用植物生長(zhǎng)所具有的自然規(guī)律，其關(guān)于污染水的凈化流程具體為：構(gòu)建浮體—依賴根部完成吸附—消除污染物—實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的凈化的目的。城市應(yīng)用該水污染處理技術(shù)，可以有效將受污染水之中的污染物清除，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的凈化，且無(wú)需投入大量成本，能夠持續(xù)且反復(fù)運(yùn)用。不僅如此，生物浮島之中存在以及繁衍的水生生物能夠?yàn)槌鞘薪ㄔO(shè)一個(gè)更為良好的生態(tài)環(huán)境。

2.3 電化學(xué)氧化（催化）技術(shù)

電化學(xué)氧化（催化）技術(shù)即運(yùn)用陽(yáng)極反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的降解，或是利用陽(yáng)極反應(yīng)現(xiàn)任工程羥基自由基（·OH）以及臭氧等氧化劑實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的降解。電化學(xué)氧化（催化）技術(shù)技術(shù)包含有一維、二維以及三維電極體系。因?yàn)槿S電極體系具備微電場(chǎng)點(diǎn)電解效果，如今得到許多地區(qū)的認(rèn)可，并得到廣泛應(yīng)用。三維電極是基于傳統(tǒng)原本二維電解槽電極之間充填粒裝或是其余碎屑狀工作電極材料，同時(shí)令充填的材料附著電，作為第三極存在，同時(shí)在工作電極材料表面即可產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)。相較于二維平板電極而言，三維電極的比表面更大，使得電解槽面體比提高，可以在較低電流密度的狀態(tài)下供應(yīng)較高的電流強(qiáng)度，粒子之間的距離過(guò)小而使得物質(zhì)傳質(zhì)速度大幅加快，時(shí)空轉(zhuǎn)換效率也隨之提高，所以電流效率也有所加強(qiáng)、處理效果更為優(yōu)秀。三維電極能夠用在解決生活污水、染料以及農(nóng)藥等有機(jī)廢水，實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾滲濾液以及金屬離子的過(guò)濾，提高處理效果。

2.4 制革廢水處理技術(shù)與設(shè)計(jì)

制革廢水可采用分質(zhì)處理的技術(shù)，即通過(guò)沉淀方式回收鉻鹽、氣浮方式脫除油以及催化氧化的方式脫除硫化物。其中，沉淀法回收鉻鹽。含有鉻的廢水可利用堿沉淀加工加以回收，即利用原液內(nèi)的鉻化合物，配合堿形成氫氧化鉻等待沉淀，之后將已經(jīng)沉淀的氫氧化鉻，添加硫酸予以攪拌，便可獲得一定濃度的鉻化合物，進(jìn)而將其運(yùn)用在生產(chǎn)之中。從生產(chǎn)車間之中產(chǎn)生的含有鉻元素的廢水，在經(jīng)過(guò)格柵將大體積的懸浮固體物篩除之后，通過(guò)泵把污水運(yùn)送至微濾設(shè)備將顆粒懸浮物脫除，確保所回收鉻鹽的純度，過(guò)濾之后將水流輸送在反應(yīng)池內(nèi)。在反應(yīng)池內(nèi)，鉻與氫氧化鈉之間發(fā)生反應(yīng)，使得氫氧化鉻自由沉淀，然后僅需要通過(guò)板框壓濾機(jī)予以分離，便可獲得鉻泥餅，再添加硫酸，兩者產(chǎn)生反應(yīng)之后，即為硫酸鉻，便可重復(fù)運(yùn)用。

氣浮方式脫除油。生豬革制作所產(chǎn)生的污水其中含有油脂含量在21%～35%之間，豬革生產(chǎn)工藝流程之中，95%上下的原有油脂轉(zhuǎn)變至廢水內(nèi)，使得油脂的質(zhì)量濃度可達(dá)到6～14 g/L。氣浮方式脫除油脂即利用微氣泡以及有離子之間開(kāi)展物理吸附，同時(shí)吸附之后的物體上浮，然后完成分離。工藝設(shè)計(jì)如下：含有油脂的廢水在經(jīng)過(guò)格柵過(guò)濾之后，便可進(jìn)入調(diào)節(jié)池，之后通過(guò)泵輸送至氣浮池內(nèi)，添加混凝劑實(shí)現(xiàn)氣浮，利用刮渣機(jī)將形成的浮油清除，完成該項(xiàng)工作。

催化氧化法脫硫，制革生產(chǎn)中脫毛工作需要添加Na2S以及石灰，使得廢水之中包含有大規(guī)模懸浮物、硫化物以及蛋白質(zhì)，導(dǎo)致水源受到嚴(yán)重污染。催化氧化法脫硫便是基于錳鹽催化效果，利用空氣將廢水內(nèi)的S2-以及HS-予以氧化，并形成硫酸根或是晶體硫化，然后將其分離，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理的目標(biāo)。含硫廢水在經(jīng)過(guò)錳鹽催化氧化反應(yīng)之后，含硫廢水經(jīng)過(guò)格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后經(jīng)泵流入曝氣池，并添加MnSO4溶液，然后鼓風(fēng)曝氣或是設(shè)立水下波器設(shè)備，廢水在曝氣池之中接受Mn2+催化，令S2-經(jīng)過(guò)氧化S 脫離，該方式S2-脫除率可達(dá)到95%，COD 脫除率不低于70%，效果明顯。

3 結(jié)束語(yǔ)

就環(huán)保角度而言，應(yīng)加大對(duì)水污染的治理力度。因此，政府有關(guān)部門(mén)應(yīng)明確水污染治理的一般原則，并在遵守原則的基礎(chǔ)之上，可以結(jié)合污染物的特點(diǎn)采用合適的方式加以處理，以節(jié)省水資源，并提高水資源的利用效率。