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工業廢水處理論文范文1
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?；炷磻爻叽鐬?m×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
工業廢水處理論文范文2
[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?；炷恋矸ㄒ话阒贿m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.
工業廢水處理論文范文3
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?！H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
工業廢水處理論文范文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.
【關鍵詞】抗生素；光催化；廢水處理
【Keywords】 antibiotic；photocatalysis； waste water treatment
【中圖分類號】X703 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）05-0138-03
1 引言
抗生素是一種低分子量的微生物代謝產物，在低濃度時（一般低于1g/L）即能抑制或殺死其他微生物，是世界上用量最大、使用最廣泛的藥物之一，農業上廣泛應用于糧食儲藏、動物飼養、農業增產等方面。
2011年加拿大和美國的抗生素使用總量分別為250噸、3290噸；2013年英國抗生素的使用總量為640噸；同年中國的抗生素使用量為77760噸。在中國抗生素藥物主要用于人體醫療和畜禽養殖。因抗生素類藥物分子結構的穩定性，其在生物體內一般不會完全代謝，以代謝活性產物甚至原結構形式排出生物體?？股刂扑帍U水、城市污水、畜禽、水產養殖廢水都是潛在的抗生素污染源。有文獻報道發現[1]，國內主要河流中深圳河和珠江（廣州段）抗生素污染最為嚴重，枯水期濃度達1340 ng/L。
目前，國內300多家藥企共生產70多種的抗生素，年產量占全世界產量的一半。抗生素類藥物分子結構中通常含有氮元素和環狀結構，這些分子進入環境后，經過一系列的硝基化反應，可形成含亞硝基的化合物，特別是N-亞硝基化合物，具有較大的生物毒性、致突變和致癌性?？股厣a過程中產生的高濃度廢水一直是污水治理領域的一個難題。對于這種成分復雜、色度高、生物毒性大、難降解高濃度有機廢水處理至今尚未找到適宜的解決方法，是目前國內外水處理的難點和熱點。根據《生物制藥行業污染物排放標準》（DB31/373-2006）生物制藥行業新污染源一級排放要求為：COD≤100mg/L，BOD5≤20mg/L，總氮≤10mg/L，SS≤60mg/L。τ詬吲ǘ瓤股素生產廢水，這無疑是一艱巨的任務。因此，圍繞抗生素生產廢水的處理，國內外均開展了大量的研究，并取得了一定的技術成果。
2 抗生素在環境中的吸附與遷移
環境中的抗生素主要分布在土壤、地表水和氣溶膠中。環境介質中的抗生素可通過吸附、水解、光解和生物降解等作用轉化。一般易被水體沉積物或土壤吸附的抗生素，可在環境介質中穩定存在，遷移轉換效率較小，對環境的風險也較小。當抗生素分子及其代謝產物具有極性時，就不宜與固相物質吸附結合，易于遷移擴散到水環境中，影響地表水、地下水，最終影響海洋生態系統。因不同種類抗生素的性質、代謝途徑、降解方式、使用量不同，其在環境中的遷移轉化規律也不相同。遷移轉化效率受抗生素分子結構的穩定性、官能團特性、光穩定性、淋洗和降解速度等因素影響。一般來說，具有弱酸、弱堿性官能團和親脂性類抗生素與固相介質有較好的結合力，而不易擴散遷移。
3 抗生素廢水的傳統處理工藝
抗生素廢水的處理方法可分為三種：物理化學法、厭氧生物處理和好氧生物處理。
物理化學法處理包括混凝、沉淀、氣浮、吸附、反滲透、吹脫氨氮法等。物理化學法常作為高濃度有機廢水生物處理單元的前處理或后處理工序。需根據抗生素廢水類型、處理要求選擇不同的物化處理方法。其中絮凝-氣浮法CODCr去除率約>30%?；炷恋矸╗2]CODCr去除率>80%。反滲透[3]CODCr去除率較高>90%，但反滲透產生濃水和反沖洗水處理難度更大。
好氧生物處理工藝包括傳統活性污泥法及其改進工藝，如生物流化床、接觸氧化、氧化溝、缺氧-好氧-厭氧工藝、好氧生物膜法等?？股貜U水進水有機負荷很高，好氧工藝難以承受CODCr濃度大于1000g/L以上的廢水，需回流出水對原水進行大量稀釋，因此增大了反應池容積、造價高、動力消耗大，處理費用高。且單獨采用好氧生物處理難以保證出水水質達標。厭氧生物處理工藝中常用的工藝有升流式厭氧污泥床反應器（UASB）、厭氧流化床、厭氧生物濾床等。厭氧生物工藝降解抗生素廢水的研究較多，但工程應用較少，這主要是因為厭氧處理工藝穩定運行控制困難。高濃度抗生素廢水經厭氧處理后，出水CODCr仍有1000-4000mg/L，需經進一步處理。
4 TiO2光催化降解抗生素廢水的機理
光催化技術研究始于1972年，日本學者Fujshhima和Honda在Nature雜志上第一次發表了相關論文。他們發現在光輻射下，半導體TiO2電極和金屬電極組成的原電池中，可連續發生水的氧化還原反應生成H2。TiO2是一種N型半導體，具有較大的禁帶寬度，離子的能帶結構由填滿電子的價帶（Valence band， VB）和空的導帶（Conduction band， CB）構成，價帶和導帶之間為禁帶，帶隙能為3.2eV，其能量相當于波長為387.5nm的紫外光。當二氧化鈦受到能量大于其禁帶寬度的光照射時，價帶的電子（e-）被激發，躍遷到導帶，在價帶上留下空穴（h+），形成電子-空穴對。并與吸附在催化劑表面的H2O和O2反應，形成活性很強的自由基和超氧離子等活性氧，誘發光化學反應。生成的自由基具有很強的氧化分解能力，可以破壞C-C、C-H、C-N、C-O、N-H等化學鍵，具有很高的降解有機物能力。
抗生素分子結構中一般包含不飽和鍵光敏基團[4、5]，有助于半導體帶中電子躍遷。發色基團吸收的光波越長，自身電子越易激發，躍遷后具有高能量的電子傳到半導體TiO2后形成電子空穴對?？股胤肿拥膮f同作用使TiO2可被較長波長的光激發，吸收光譜的范圍由紫外光區延伸至可見光，不僅有效地提高了催化性能，亦可充分利用自然光譜降解抗生素廢水。
5 光催化技術處理抗生素廢水的研究
光催化技術在常溫常壓下即可徹底破壞有機物分子結構，用于降解含抗生素類廢水，具有處理效率高、反應溫和、使用范圍廣、反應迅速等特點，因而具有良好的應用前景。目前內外學者針對光催化劑性能的改進、催化劑固液分離技術、以及降解工藝條件的優化等方面進行了大量的研究。李耀中等[6]以二氧化鈦為催化劑，設計了新型流化床光催化反應器用于處理制藥廢水，討論了不同工藝條件下的光催化效果。當光照15min時，廢水COD去除率在80～85%之間。郭佳等[7]以TiO2為催化劑，在紫外光激發下催化降解廢水中頭孢曲松，總處理效率>93.4%。肖明威[8]等分別用TiO2、ZnO、Fe2O3半導體催化劑催化降解四環素類抗生素廢水，結果表明光催化反應1h后，COD去除率分別為66%、61.2%、54.2%。C.Reyes等[9]利用TiO2和金黃色葡萄球菌研究光催化過程對四環素的抗菌活性作用，認為50～75min的光催化反應能極大地降解水中的四環素殘留物，四環素分子結構礦化效果明顯，出水的抗菌性能大大降低，BOD5/COD約0.8左右，適于進一步生化處理。目前，青霉素、頭孢類、阿奇霉素、土霉素、絲裂霉素、紅霉素等[10-15]多種抗生素類藥物廢水均有文獻報道了對其的光催化反應研究。
6 現存問題
光催化技術從問世起就因其明顯的優點而受到了廣泛的研究，國內外學者在催化改性、元素摻雜、半導體材料復合等方面做了大量的研究，但光催化技術離工業化應用還有很長道路。這主要是因為，光催化半導體材料的吸收光波長范圍較狹窄，且主要集中在紫外光區，不能充分利用自然光；半導體受激發產生的載流子復合率很高，因此量子效率較低；催化劑中毒現象嚴重重復利用困難；處理后催化劑材料固液分離困難。
另外，文獻中多討論光催化技術降解抗生素廢水的去除率，對抗生素殘留物的降解途徑、中間產物的種類，降解物毒性的研究較少。有文獻報道過某些抗生素的降解中間產物比其本身的危害還要大。
光催化處理高濃度有機廢水技術要實現工業化應用，需要合理設計大型光催化反應器。該類處理機械裝置尚處于實驗研究階段，如何合理高效利用光能、優化控制工藝參數、有效分離失活光催化劑等問題目前尚處在理論研究和實驗研究階段。
7 發展方向
光催化技術雖然有著顯著的優點，但催化的活性、穩定性、可重復性等依然限制該工藝的發展。光催化降解有機污染物工藝分為懸浮態和固定態兩種，各有優缺點。懸浮態法與有機物接觸充分、光照均勻、催化效率高，但固液分離困難。納米尺度的光催化劑進入環境將引起“納米污染”，將產生更嚴重的后果。固定態法較好地解決了催化劑的分離問題，但其與污染物接觸不均勻，限制了處理效率。如何將兩者的優點結合將是環境工作的研究方向。
此外，研究優化光催化劑性能、實現催化劑的固定回收、研究設計大型光催化反應器，提高處理效率降低運行成本、開發光催化與其他降解處理工藝的組合，也將是光催化技術未來發展的重要方向。
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工業廢水處理論文范文5
Zhang Yuchun; Xu Hong
（①NorthwestA & F University，Yangling 712100，China；②Environmental Management College of China，Qinhuangdao 066004，China）
摘要：本文簡單介紹了人工濕地污水處理系統的分類，講解了人工濕地污水處理系統對污染物的去除原理，最后論述了人工濕地污水處理系統我國的應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.
關鍵詞：人工濕地 污水處理
Key words: artificial wetland；wastewater treatment
中圖分類號：X7 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）15-0057-01
0引言
人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用，對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。
1人工濕地污水處理系統的分類
根據污水在濕地床中流動方式不同，可以把人工濕地劃分為自由表面流人工濕地和潛流型人工濕地。①自由表面流人工濕地同自然濕地基本上相同，廢水經過實地的表面。此種人工濕地的優點是：具有簡單的可操作性和較少的投資等；缺點是：有相對很大的占地面積；水力負荷不高；氣候對其影響很大。②在潛流型濕地系統中，濕地床的表面之下有污水的流動，借助于植物的根系和表層土同填料的截留作用來對污水進行凈化的。根據濕地中水流形態，可分為水平流（HF）、豎向流（VF）和復合流3種潛流式人工濕地。按照污水在濕地中流動的方向的不一樣，能夠把其分為垂直潛流以及水平潛流人工濕地。
2人工濕地污水處理系統對污染物的去除原理
人工濕地污水處理系統由植物、微生物、基質組成，各組成成分分別起著不同的作用，并且相互協同，使得整個濕地生態系統平衡運轉，發揮良好的凈化功能。但是整個人工濕地的去污機理較為復雜，它綜合了生物、物理和化學三種作用。
2.1 對COD和BOD的去除機理潛流型人工濕地的明顯特征之一就是它對有機污染物有著相對墻的降解能力。對于可溶性有機物來講，能夠經過植物根系生物膜的吸收和代謝過程進而分解可溶性有機物；對于不溶有機物來講，其能夠被濕地經過沉積與過濾而截留，進而被微生物所利用。
2.2 對氮的去除機理人工濕地對氮的去除方式主要是經過植物的吸附和離子的交換，尤其是微生物硝化與反硝化作用來達到對氮的去除的目的。在濕地中，植物經過通氣組織把氧氣運送到根區，濕地內產生持續的缺氧、好氧以及厭氧狀態，形成許多串聯或并聯的“A/A/O”處理單元，這樣一來，硝化與反硝化能夠一塊進行，同時可以達到復雜有機物的降解的目的。另外，一部分N被植物吸收用以合成自身物質，通過植物的吸收和收割還可去除部分氮,但這一部分不是脫氮的主要過程。
2.3 磷的去除機理人工濕地對磷的去除是植物吸收、微生物去除及填料床的物理化學等幾方面的協調作用共同完成的，其中基質吸附和化學沉淀起主要作用。濕地土壤的磷吸附和保持受氧化還原電位（ORP）、pH值、Fe、Al、ca礦物、有機質和土壤中磷本底值等因素的影響。污水中可溶性磷酸鹽一方面通過植物的吸收和同化作用下，被合成為ATP、DNA、RNA等有機成分，通過對植物的收割而將磷從系統中去除；另一方面，微生物通過對磷的正常同化吸收和過量積累去除污水中的磷。
3人工濕地污水處理系統在我國的應用及今后研究方向
人工濕地的研究與應用在我國起步較晚，主要集中于“七五”和“八五”期間，經過20多年的研究，我國人工濕地污水凈化技術的研究已經取得了許多經驗參數和理論數據，但是還有許多工作有待于進一步開展：
3.1 在實際應用的過程中，人工濕地這種工藝經常同別的系統結合在一起，形成多水塘的處理系統，一塊達到凈化污水的目的。當前，見得最多的就是人工濕地和好氧塘、厭氧塘以及兼性塘進行多級串聯組合的多水塘組合，旨在去報濕地系統能夠提高的污水處理效果，使得水的質量得到更加的穩定。然而，系統出水的水的質量會受到組合順序以及方式的影響，所以，在以后的研究之中，同人工濕地組成的多水塘污水復合處理系統也會成為關注點之一。
3.2 農業面源污染的研究和治理。目前，面源污染已經遠遠超過點源污染，用傳統的點源污染控制技術很難治理面源的污染，而人工濕地在這方面具有很明顯和獨特的優勢和潛力，國外已有一部分人開始了這方面的應用研究，國內也應加強這方面的研究。
3.3 人工濕地生態系統在寒冷地區的運行狀況及其在生態恢復中的應用。眾多的研究說明，溫度一旦降低，就會直接影響到人工濕地污水凈化的效率，所以，人工濕地的約束性因素之一或許就是氣候。對于我國北方寒冷地區以及有著不良生態環境的地區來說，研究怎樣借助于人工濕地的特有功能來改善較差的生態環境有著至關重要的作用。
3.4 控制好濕地植物的篩選工作，選那些有較強的耐污能力以及良好的去污能力的濕地植物，并且增強多種植物的有效合理的搭配能力。這樣做主要是考慮到單一物種至具備有限的凈化能力，經過多種植物的配合，一方面可以很快地形成群落，加強凈化能力；另一方面，也有相對很高的觀賞價值。并且在殘體對植物的生長的影響程度降低以及抑制雜草的生長等方面也有十分重要的作用。
3.5 濕地系統的凈化能力直接受到填料的種類的影響，特別是對磷的清除。所以，做好填料的篩選工作，尤其是多種填料的有效合理配合，也將是以后要思考的工作。此外，怎樣預防填料阻塞，使它長期的具備處理能力也是我們值得探究的話題。
3.6 當前，在我國研究人工濕地技術仍處于處理規模不大的生活污水階段，然而，一些發達國家早已把此工作轉移到了諸如凈化重金屬和處理有毒物質等特別工業之上。所以，我們要加強此方面的研究工作，深入研究特征污染物對人工濕地系統中氧的供應及對植物輸氧能力的影響；研究貧營養、低濃度、高鹽、高毒、難降解有機廢水的去污機理及其對人工濕地系統的影響，促進人工濕地在工業廢水處理中的應用。
參考文獻：
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工業廢水處理論文范文6
[關鍵詞]環境工程 課題 實驗 設計
《環境工程》是紹興文理學院生命科學學院環境科學專業的基礎理論課程，面向大三的學生，總學時48。主要研究運用工程技術和有關學科的原理和方法，防治環境污染，以改善環境質量的學科[1]。是一門理論與實踐密切結合的課程。通過對紹興文理學院環境科學專業畢業生就業狀況的調查發現，畢業生就業的主要方向是污水處理廠或者環保工程設計公司，這些崗位需要學生有較強的實踐動手能力，因此，在教學過程中，應注重學生實踐能力的培養，打造應用型的復合人才。原先的《環境工程》教學模式比較單一，很大程度上依賴于教師單向講授，學生被動接受為主的形式，主要存在問題如下。
一、《環境工程》教學模式存在主要問題
（一）內容多，課時少
《環境工程》由四大部分組成，分別是水污染控制工程，大氣污染控制工程，固體廢物處理與處置，噪聲防治技術。而水污染控制工程部分分為物理，化學，生物處理三大模塊，大氣污染控制則分為顆粒污染物和氣態污染物控制兩大模塊，內容多且雜。其中基本原理性知識的教學要占去四分之三左右的課時，因此應用型知識和工具型知識的課時就顯得不足，從而難以體現課程的工程實踐性強的特點。
（二）學生工科基礎相對薄弱
《環境工程》起源于理工科大學，工科院校的環境工程專業課程體系及教學內容以數學、力學、材料學和工程學等專業為主，工程設計和工程治理課程學時和內容較多。而本校環境科學專業在課程設置上側重生態與生物方面，學生工科方面基礎薄弱，對于工業知識與工科學生相比接觸較少，按照傳統的教學要求，學生學起來比較吃力，導致教學進程緩慢，且效果不好。
（三）教材與實際應用聯系少
《環境工程》的教材內容偏向于各個工藝理論知識講解，完整工程實例基本沒有，而某一種廢水或廢氣的處理需要多個工藝組成，在教學過程中如果完全按照教材編排的內容和順序講授，學生沒有辦法在腦海中建立起完整的工藝流程，面對實際工程處理往往束手無策。
（四）授課方式單一
課堂教學很大程度上還依賴于教師單向講授。與實際應用結合不夠緊密，雖然對案例教學進行嘗試，但僅僅局限于舉例子的水平[2]。授課過程中，全程進行多媒體的播放與講授，很少或幾乎沒有板書，缺乏教師與學生之間的互動，造成很多學生上課注意力不集中，教學效果差。
實驗教學一般采用實驗指導書+教師講解+學生操作的教學模式。學生一般被動地做實驗，機械地測量相應的參數，缺少自己分析、處理問題的機會和習慣。這種呆板的教學方法，使實驗過程中缺少思考、缺少提問、缺少討論，抑制了學生的思維積極性，從教學內容到教學方式沒有給學生留出足夠的發展空間。
（五）驗證性、演示性實驗多
受傳統教學模式和實驗條件等方面的限制，此前大多以單一的驗證性實驗為主，雖然能鞏固和加深學生對基礎理論知識的掌握，但是學生照固定的實驗步驟機械化的操作，記錄實驗結果，撰寫實驗報告，結果會導致學生的知識面過窄，實驗方法和技能單一，創新意識和創新能力不夠，缺乏將各種實驗方法、技術綜合應用的能力[3]，學生在做畢業論文或將來面對研究中的問題束手無策。
（六）理論教學與實踐教學脫節
雖然《環境工程》與《環境工程實驗》安排在同一學期，但受到實驗條件的限制，很難在某一實驗內容理論教學完成之后就進行實驗，時間安排相對滯后。學生在上實驗課上對之前所學的理論內容有所遺忘，未能起到加深對理論知識理解及應用的作用?；雍蜐B透不夠，脫節現象比較嚴重。
針對上述問題，我們擬通過“課題-實驗-設計”的教學模式改革，充分發揮學生在學習過程中的主體作用，使學生更好地掌握水、大氣、固廢污染控制工程的基本理論，理清各種控制過程的內在聯系，通過這些理論分析各種污染控制過程，優選各種控制方法。計算機能力得到加強，提高學生分析問題解決問題的能力，即應用所學理論對典型事例進行分析、消化、創造能力。促進學生的綜合能力和創新能力的培養，培養學生成為基礎扎實、知識面寬、計算機能力強、有創新意識的高級工程技術人才。
二、“課題-實驗-設計”模式
（一）合理安排教學內容
紹興是有名的水鄉，環境污染控制工作目前也集中在水處理部分。《環境工程》理論課程涉及的知識繁雜，量多，而學時又有限。根據學生就業要求，教學內容側重于水污染控制部分。水，大氣，固廢的課時比例大致安排為7：2：1。
對教學內容作刪繁就簡、有機整合?！董h境工程》中部分知識與《環境評價》《環境監測》等課程之間部分內容是重復的，可以省掉這些重復部分，側重于處理工藝的選擇、設計和反應器的運行管理調試方面。
另外環境科學是發展中的學科，新概念、新理論、新技術和新工藝層出不窮，日新月異。因此，必須不斷補充、更新教學內容，這樣使學生邁向社會時不至于產生很大的落差。
（二）構建“課題-實驗-設計”的實踐教學模式
我們在整合《環境工程》和《環境工程實驗》兩門課程的基礎上采用“課題-實驗-設計”的實踐教學模式。即“由例到理”的決策型案例教學。
（1）課題：首先根據教學目標，將教學內容分為10個模塊（表1），分別為混凝，沉淀，吸附，離子交換，好氧活性污泥法，好氧生物膜法，厭氧生物法，顆粒污染物控制，氣態污染物控制，固廢處理與處置。
表1：課程內容模塊劃分與對應課題題目
每個模塊的內容，設置一個課題，例如“混凝”模塊對應課題“利用混凝工藝處理印染廢水的研究”。課題提供印染廢水的水質，水量，收納水體功能區劃等。要求學生給出解決方案。根據學生興趣，我們將考察班40人分為10組，每組一個題目。在學期初，教師給出相關課題，學生開始查閱相關資料。選擇課題“混凝工藝處理印染廢水”小組的同學在學習混凝這部分知識前，就需要通過查找資料，對“混凝工藝”的原理，實驗方法，工藝流程，及最新研究進展有所了解。
課題1 混凝法深度處理印染廢水
某印染企業常規二級生化處理出水水質見下表，二級達標，一級不達標，色度超標?！笆濉逼陂g，該地區環保部門要求工業廢水全部達到國家污水綜合排放標準中的一級標準。印染廢水深度處理技術有吸附、混凝、氧化、膜分離等技術，其中混凝法具有投資費用低、設備占地少、處理容量大、脫色率高等優點，在國內外印染廢水中被廣泛應用。試采用化學混凝法深度處理該廢水，以達到一級水質排放標準。
要求：
1）掌握混凝方法的機理進展
2）學習選擇合適的化學混凝劑
3）分析影響混凝效果的因素，并確定最佳混凝條件
4）了解混凝法最新研究
（2）實驗：針對所給廢水的性質，學生在查閱資料和老師指導的基礎上設計處理方法，并利用實驗室現有條件，進行實驗，不斷完善實驗步驟，最終形成一套相對完善的實驗方案。當講授到“混凝”這一章節時，教師只講解混凝的基本原理和基本工藝流程，小組派1名代表介紹混凝工藝的最新研究進展。理論學習完成之后，即進行“利用混凝工藝處理印染廢水”實驗教學，由該小組成員指導全班學生完成。
（3）設計：水污染控制工程7個模塊學習完之后，布置設計大作業，相對于課題，設計內容則更綜合具體，需要學生將所學的模塊知識融會貫通，應用到實際工程實例中（課程設計題目見表2）。如“印染廢水處理綜合設計性實驗”。綜合設計涉及到上述7個模塊中大部分的工藝。將原先10個小組的同學各抽出一名同學組成新的小組，共4組，每組完成一個設計題目，提交一份設計報告書，并作課堂報告，進行答辯。
表2：課程設計題目
“課題-實驗-設計”的實踐教學模式，充分發揮了學生在學生中的主體作用，提高了學生自學，思考問題，解決問題的能力。加強了學生之間的團隊協作。讓學生明白所學何以致用。
（三）開設網上課堂，加強課后互動
“課題-實驗-設計”的教學模式，需要教師和學生之間非常多的互動。可以建設課程網站，開設網上課堂，提供課程教學大綱、參考文獻資料和完整電子版教學課件，提供城市污水處理廠工程設計實例、有機廢水處理站工程設計實例、居民小區污水處理及其回用工程設計實例等多個工程案例，為“課題-實驗-設計”的實踐教學模式提供規范的指導；設置留言欄，學生可以與老師或同學共同探討某一方面的教學內容或理論、工程問題，提高教學的交互性和學生的探索性，啟迪學生的創新思維。
（四）“課題-實驗-設計”評價體系
雖然教學的目的不是為了考試，但一個合理的考核方式，是有利于新教學方法的實施的。由于“課題-實驗-設計”屬于開放的教學模式，因此考核方式的選擇尤為重要。在考核方式上，我們主要考慮學生基礎知識的掌握，自主學習能力，協作能力和創新能力。在三個模塊的課程學習完成之后，會對這三個部分的基礎知識做一個小測驗，檢查學生對該部分知識的掌握情況，占總成績的15%。課題的評分點則分為資料查閱的全面性，討論的積極性，團隊分工的合理有效性，內容的切題性，創新性，條理性。占總成績的30%。課程設計的評分點分為以下幾點：是否積極有序開展小組討論，并作詳細記錄；團隊分工是否明晰，協作是否有效；講解是否清晰、明朗；文獻資料掌握是否豐富，綜述是否全面、有條理；污水設計流程是否合理、各構筑物選型是否恰當；設計報告書書寫格式是否符合規范，語言是否通順；課堂報告PPT制作是否精美，簡潔；是否對講解內容作了充分的準備；儀表是否端莊、自然；是否在規定時間內完成。占總成績的55%。實驗成績單獨計入《環境工程實驗》，評分點為，實驗設計的合理性，實驗操作的規范性，數據處理的規范性，討論的全面性。
“課題-實驗-設計”的教學模式，在兩輪的改革中初顯成效，學生們普遍反應，在學習了環境工程這門課后，大家的團隊協作能力，自主學習能力和科研能力都有了很大的提高。與大學其它課程一樣，本課程面臨著理論教學和技術培養兩個方面深入改革的艱巨任務。因此，在今后的教學中應注重學科前沿、注重社會需求與學生能力培養之間的緊密聯系，培養出應用型的復合人才。
經費來源：紹興文理學院2011年度課程教學模式改革試點項目
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