我國水污染處理的幾類常見方法

我國水污染處理的幾類常見方法我國水污染處理的幾類常見方法【摘要】進入二十一世紀以來，中國經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，隨之而來的環(huán)境問題也尤為嚴重，尤其是中國水環(huán)境污染問題日趨惡劣。如何有效地防治、處理水污染就成了擺在我們面前迫在眉睫的問題了。本文將通過列舉介紹在預(yù)防、處理水污染問題中的幾種常見措施，詳細系統(tǒng)的介紹我國在處理水污染問題時的常見方法。以便能夠更好、更有效地處理水污染問題。隨著人口的迅速增長，人們對水資源的需求量不斷增大，與此同時對其造成的污染也日趨嚴重。2000年我國7大水系57.7%的斷面滿足III類以上水質(zhì)要求；21.6%的斷面為IV類水質(zhì)；6.9%的斷面為V類水質(zhì)；13.8%的斷面屬劣V類水質(zhì)。另外據(jù)統(tǒng)計，我國有80%以上的污水未經(jīng)處理直接排入水域，90%以上的城市水域污染嚴重。一、水污染的預(yù)防俗話說，治病不如防病。很多國家已經(jīng)意識到在水污染的防治工作中，預(yù)防水污染所需的成本遠遠小于治理水污染所消耗的能量與資金。1990年通過的《美國污染預(yù)防法》強調(diào)了污染預(yù)防的重要性，并對貫徹“全過程控制”的源頭消減戰(zhàn)略作了詳盡的規(guī)定。我國《水污染防治法》中也同樣提出了“預(yù)防為主”的策略。水污染的預(yù)防可以從以下幾個方面著手：1.1減少城市生活污水居民生活污水其實在總污水排放中占據(jù)了一定的比例，其中含有大量有毒物質(zhì)（清潔劑，潤滑劑，涂料，漂白劑等），號召大眾使用無磷洗滌劑，購買清潔產(chǎn)品，同時鼓勵大眾循環(huán)利用水資源以減少生活污水的排放。1.2減少農(nóng)業(yè)污水(1)改善水管理，爭取做到農(nóng)業(yè)灌溉以滴灌等為主，盡量不使用漫灌方法。(2)防止農(nóng)藥徑流，污染水源。1.3減少工業(yè)污水(1)整合企業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，做到企業(yè)生產(chǎn)過程中每一環(huán)節(jié)都零排放，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。(2)加快環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，研發(fā)環(huán)保新技術(shù)，以降低企業(yè)的環(huán)保成本。從某種程度上看，企業(yè)的目的就是盈利，環(huán)保這個環(huán)節(jié)對于很多企業(yè)特別中小型企業(yè)來說，其成本過高，運行費昂貴，又不易維護，企業(yè)只能往其中投入資金卻無法從中得到收益，如果真要運行起來，很可能給企業(yè)帶來生存危機。所以，降低企業(yè)環(huán)保成本是解決工業(yè)污水的一大方法。(3)政府可對企業(yè)在污水處理上進行資金補貼，銀行可對在生產(chǎn)流程中有環(huán)保環(huán)節(jié)的企業(yè)實行“綠色通道”，允許企業(yè)貸特殊款，進行污水防治。(4)全面推廣可交易排放許可制度。政府通過制定總排放量目標，向排污企業(yè)頒發(fā)可交易排放許可證，各個排污企業(yè)根據(jù)自己的需要可以自由買賣許可證，用于生活污水和毛紡、化工、制漿廢水的處理。此法兼?zhèn)浠钚晕勰嗪蜕锬しㄌ攸c。所采用的工藝有：a.生物鐵法利用鐵的物化效應(yīng)和生物效應(yīng)處理焦化廢水;b.活性碳生物膜法利用活性碳吸附作用,使微生物在碳表面繁殖來降解污物,凈化抓基化合物工業(yè)廢水;c.生物酸化還原氧化法處理硝基苯化合物工業(yè)廢水。（7）土地處理系統(tǒng)用于處理生活污水和食品工業(yè)廢水。此法是一個物化、生化的綜合過程,通過土壤較強的過濾、吸附、氧化、離子交換作用,微生物的吸收分解作用,以及土壤結(jié)構(gòu)和植物根系對污物的阻滯作用,完全能使污水凈化。污水在水田中停留3~8d，(BOD)5去除率可達80%~95%,P和N去除率分別達98%和85%，但污水中的油脂、皂類過多會堵塞土壤空隙,常帶來灌田的“污水病害”,因此必須進行預(yù)處理后才能應(yīng)用。（8）固定化細胞法用于多種工業(yè)廢水的凈化。在廢水中直接利用含有某種特殊催化功能酶的微生物制備成固定化細胞。此法必須篩選具有特殊分解能力的菌種形成一個平衡系統(tǒng),實現(xiàn)強化型廢水凈化。包埋純種微生物制備的固定化細胞作為吸附劑,可有效去除廢水中重金屬、酚等芳香烴有毒化合物,有人從活性污泥中分離出熱帶假絲醉母菌,處理焦化廢水酚的去除率達”99%。此法凈化效果最高,但因選育高產(chǎn)酶菌株困難,成本較高影響發(fā)展。綜上所述,生物凈化在水污染治理上有很強的生命力,據(jù)所處理的污水成分及處理目的,選擇適當?shù)奶幚矸椒?或進行污水綜合治理都能起到顯著成效。2、物理法（纖維素基吸附法）物理法處理水污染有許多種方法，主要包括膜工程法,吸附法。其中，吸附法由于具有多樣性、高效、易于處理,可重復(fù)利用,而且可能實現(xiàn)低成本而最受重視?；钚蕴渴乾F(xiàn)在用得最廣泛的吸附劑,主要用來吸附有機物,也可以用來吸附重金屬,但是價格比較昂貴。磁性海藻酸鹽不僅可以吸附有機砷,還可以用來吸附重金屬。殼聚糖作為一種生物吸附劑,可以在不同的環(huán)境中分別吸附重金屬陽離子和有害陰離子。骨碳、鋁鹽、鐵鹽以及稀土類吸附劑都是有害陰離子的有效吸附劑。稻殼、改性淀粉、羊毛、改性膨潤土等都可以用來吸附重金屬陽離子。隨著水質(zhì)的日益復(fù)雜和科技的進步,水處理用的吸附劑不僅要求高效,還要廉價,而纖維素作為世界上最豐富的可再生聚合物資源,非常廉價,可以成為理想的吸附劑基體材料。（1）纖維素的來源纖維素是植物中最重要的骨架成分,主要來源于棉花、木材、亞麻、秸稈等.纖維素是世界上最豐富的可再生資源,據(jù)不完全統(tǒng)計,全球每年通過光合作用產(chǎn)生的纖維素高達1000億噸以上.幾千年來,纖維素只被用來做能源、建材以及衣物,作為一種化學(xué)原材料,它的研究歷史只有150年.纖維素的分子鏈結(jié)構(gòu)式如下,它是由β-D-葡萄糖基通過1-4苷鍵重復(fù)連接起來的線性聚合物,具有親水性,手性,生物降解性等特征.纖維素的每個葡萄糖環(huán)含有3個活潑羥基,可以發(fā)生一系列與羥基有關(guān)的化學(xué)反應(yīng),因而被廣泛地化學(xué)改性.纖維素的常見改性方法有:氧化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、醚化反應(yīng)、鹵化反應(yīng)、自由基接枝共聚反應(yīng)。（2）改性纖維素在水處理中的應(yīng)用根據(jù)水中污染物的種類,可以選擇不同的方法在纖維素上修飾不同的基團,進行水中污染物的吸附。A、吸附重金屬陽離子羧基、磺酸基、磷酸基、伯胺基等基團可以吸附帶正電的重金屬陽離子,因此在纖維素上修飾這些陰離子基團就可以用來去除水中過量的重金屬陽離子.這是改性纖維素在水處理吸附劑上用得最多的一個方面。B、吸附有害陰離子改性纖維素吸附陰離子的例子并不多.由于一些無機金屬鹽可以吸附有害陰離子,所以可以將一些金屬鹽修飾于纖維素上,用于砷、氟等的去除。C、吸附有機物未經(jīng)修飾的天然纖維素就可以吸附某些有機染料,如FatihDeniz利用新鮮樹葉制得的干粉末作為一種廉價的吸附劑來吸附有機染料酸性橙52,吸附能力可達10.5mgolg-1[34].改性后的纖維素將吸附更多種類的有機物。用天然纖維素這種價廉物豐的基體材料來制備水處理用吸附劑,不僅能實現(xiàn)降低成本的目標,而且可以實現(xiàn)廢物利用.再加上原材料綠色無污染,可以進行多種改性來去除水中多種無機和有機污染物,因此纖維素基吸附劑在廢水處理中一定具有廣闊的應(yīng)用前景。3、化學(xué)法利用化學(xué)反應(yīng)的作用,通過改變污染物的性質(zhì)降低其危害性或有利于污染物的分離去除。包括向各類廢水中投加各類絮凝劑,使之與水中的污染物起化學(xué)反應(yīng),生成不溶于水或難溶于水的化合物,析出沉淀,使廢水得到凈化的化學(xué)沉淀法;利用中和作用處理酸性或堿性廢水的中和法;利用液氯、臭氧等強氧化劑氧化分解廢水中污染物的化學(xué)氧化法;利用電解的原理,在陰陽兩極分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng),使水質(zhì)達到凈化的電解法等。（1）氧化法氧化法是目前廣泛采用并極具發(fā)展?jié)摿Φ幕瘜W(xué)處理方法之一。根據(jù)氧化劑的種類及反應(yīng)器的類型,氧化法可分為化學(xué)氧化法、催化氧化法、(催化)濕式氧化法、光催化氧化法、超臨界氧化法等?；瘜W(xué)氧化法雖然操作簡單,但由于其處理效果并非十分理想且運行成本較高,因此在廢水處理應(yīng)用中使用并不很多，為了達到提高處理效果,同時降低運行成本的目的,人們開發(fā)了其他的氧化技術(shù)。光催化氧化法設(shè)備簡單，運行條件溫和、氧化能力強、殺菌作用強、處理徹底,因此對水的深度處理及對難被生物降解的有機廢水的處理具有極好的應(yīng)用前景,目前已成為國內(nèi)外非常熱門的研究課題。有專家預(yù)測,氧化法將成為21世紀廢水處理中重要的方法之一（2）電解法一般工業(yè)污水治理通常采用化學(xué)法、物理法、生物法，或者采用化學(xué)－生化法聯(lián)合技術(shù);近年來也出現(xiàn)了電滲析和膜技術(shù)，前者往往占地面積大，運行費用高，操作維修量大，使治理問題復(fù)雜化，使排放不能或穩(wěn)定達標。后者一次性投資高，運行費用高，不便于維修管理。對于污染因子分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易溶于水但難氧化的廢水，無論前者和后者都有相當大的難度。對于分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜或易溶于水但不易氧化的廢水，如果采用高頻電解，且在極板間加入特殊填料，提高電流效率，使原生態(tài)的氫離子、氧離子、氫氧根離子倍增，電化學(xué)反應(yīng)機率倍增，就可以使得廢水得以超強氧化還原，在有機廢水、垃圾滲透液、化工、醫(yī)藥、印染、洗衣粉廢水處理上可使COD大大降低。電解法是很好的處理方法，在氧化還原方面幾乎是萬能的，但其高昂的處理費用、復(fù)雜的維護管理都抑制了他的發(fā)展，目前只用在含氰廢水處理上。（3）超臨界技術(shù)超臨界水氧化廢水處理技術(shù)是在濕法氧化基礎(chǔ)上發(fā)展的一種有毒有機工業(yè)廢水處理的高級氧化技術(shù)，被稱為生態(tài)水處理技術(shù)。據(jù)文獻報導(dǎo)，酚類、甲醇、酚醛樹脂、多氯聯(lián)苯、二惡英、滴滴涕、沙林神經(jīng)毒劑等化學(xué)品，都可用超臨界水氧化處理成為CO2、H2O和其它無毒的簡單小分子物質(zhì)龔為進等采用超臨界水氧化(SCWO)技術(shù)在連續(xù)蒸發(fā)壁式反應(yīng)器內(nèi)處理高濃度丙烯酸廢水，結(jié)果顯示廢水COD和TOC去除率分別達到99%左右。馬承愚等采用超臨界水氧化反應(yīng)中試裝置對石家莊市某垃圾填埋場的高濃度垃圾滲濾液進行處理。結(jié)果表明:在反應(yīng)溫度為400℃、反應(yīng)壓力為26MPa、氧化反應(yīng)時間為250s時，對COD的去除率達到99．61%。處理出水的各項指標均達到國家排放標準。三、結(jié)語我國經(jīng)濟快速發(fā)展是在經(jīng)濟技術(shù)相對落后的情況下實現(xiàn)的。人口基數(shù)大，人均資源少，環(huán)境污染和生態(tài)破壞的防治將是一項長期的戰(zhàn)略任務(wù)。特別是短期內(nèi)解決水環(huán)境污染問題的難度很大，需要經(jīng)過一個艱苦的治理過程。因此，必須與國際接軌，借鑒成功經(jīng)驗，加強國際交流與合作，同時結(jié)合我國的發(fā)展實際，不斷加強政策創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，逐步走出一條具有中國特色的水污染防治道路。而民眾也應(yīng)從自我做起，從小事做起，嚴格要求自身行為，保護環(huán)境，為實現(xiàn)人類與自然的和諧而貢獻自己的一份力量。參考文獻[1]田野等.環(huán)境化學(xué)，2011，1(1):30[2]國家環(huán)境保護總局污染控制司.水污染防治管理實用手冊[M].中國環(huán)境科學(xué)出版社,2007