一、水污染的综合防治1、节约用水,压缩耗水量我国水资源紧张,但是另一方面水资源的浪费又十分严重,供需矛盾更为尖锐。
预测到2000年我国的取水量可控制在6000亿m3/a以下,农业用水量最大,浪费也最大,在4500亿m3/a左右。
工业取水量在1000亿m3/a以内,城市与居民生活用水量为300亿"350亿m3/a。
农业用水量约占3/4,由于管理不善,灌溉技术落后,用水量超过每亩1000m3,再加上输水渗漏(约达30%"40%),因此,浪费很大。
我国工业生产用水浪费也很大,由于企业管理和生产工艺落后,单位产品的耗水量明显高于国际先进水平。
对此,应采取下列措施:④(1)加强水资源全面规划与管理:全面规划、计划用水,在搞清水资源的基础上,对水资源的合理开发利用进行全面规划、统筹安排,有计划地分配使用;实行水资源统一管理,根据水源能力和供水状况,统筹安排工农业生产和生活用水量。
(2)制订污染源排放标准:我国制订国家级工业废水的排放标准已基本完成。
各地方可根据实际情况,在合理利用资源、能源和减少排污量的原则下,可制订严于国家标准的地方排放标准。
已制定地方排放标准的地区,原则上应执行更严格的排放标准。
(3)管理由浓度控制逐步向总量控制过度,以彻底避免污水稀释排放的现象。
(4)节约农业用水,发展节水型灌溉技术,如喷灌、滴灌,2、节约用水,压缩排污量通过技术改造、消化、吸取国外先进的技术措施,降低单位产品的耗水量。
(1)发展闭路循环的水处理系统:以一个车间或一个工厂乃至一个区域,组成一个用水、排水系统,将系统内产生的污水经过适当处理后回用到原来的生产过程使用,做到不补充或只补充少量新水,不排放被污染的污水。
(2)提高工业用水的重复使用率:实行一水多用,重复利用,一些发达国家水的重复利用率在70%以上。
我国只有20%左右。
(3)结合技术改造,进行清洁生产,降低工业废水排放量:结合技术改造,改革工艺,回收有利物质,减少排污量;积极发展无污染与少污染的工艺与设备。
(4)城市污水资源化:城市污水是由生活污水和工业废水二部分所组成,一般工业废水占60%"70%左右,因城市不同而异。
建设城市污水处理厂,综合治理城市污水.根据世界上工业发达国家普遍的成功经验,水污染综合防治最有效途径是由市政部门建设统一的城市污水处理厂,对城市生活污水和达标排放的工业废水进行综合处理。
采取这样的技术路线具有一系列的优点,其中主要有:①建设费用及运行费用都较低:据统计资料,大型污水处理厂,无论是单位水量的建设投资和运行的成本都低于小型污水处理厂。
日处理污水量在1000m3以下的污水处理厂,其造价指标比日处理污水量在10000"100000m3的污水处理厂高20%"30%。
②占地面积小,不影响环境卫生。
城市污水处理厂,一般都建于远离城市的郊区,而且中间隔以卫生防护带,无碍于城市环境卫生。
③便于运行管理,节省管理人员:规模较大的污水处理厂,有条件配备技术水平较高的技术管理人员,有利于发挥处理装置的效能。
据统计数据证实,日处理量为20000"60000m3的污水处理厂,单位处理水量配备的管理人员数,是日处理污水量2000m3污水处理站的1/3"1/2。
④能够保证污水处理效果:城市污水处理厂,在水质、水量上比较均衡,包括氮、磷等物质在内的微生物营养物质充足并得到保证,而工业企业的工业废水则没有这样的条件。
城市污水处理厂,只要维护管理得当,处理效果是完全能够保证的。
但是,应当看到,工业废水的成分十分复杂,有些工业废水含有能够给排水管道和污水处理过程带来不良影响的物质,对此,排入城市排放系统的工业废水,必须满足下列各项要求:a.不得含有能够破坏城市排水管道及构筑物的成分;b.所含物质大部分能为微生物所降解的,不得含有对微生物产生抑制的物质;c.不得含有在数量上能够影响污泥肥料价值的物质,如重金属等;d.水温不得高于400℃不符合上述各项条件的工业废水,必须在厂内进行局部处理,在达到要求后,方可排入城市排水系统。
可能含有致病菌的医院、疗养院污水必须进行严格的消毒处理后方可排入城市管网系统。
我国除国家对排入城市排水系统的污水水质规定有标准(CJ18?86)外,每座建有污水处理厂的城市都制订有更为完全、详尽的水质指标规定。
2.污水处理技术污水处理,就是采用各种技术和手段,将污水中所含有的各种污染物质分离、去除,或将其转化为无害物质,使污水得以净化。
现代的污水处理技术,按其工作原理可分为物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处理法4类。
现分别简述于下。
1、物理处理法借助于物理作用,分离和去除污水中非溶解的悬浮固体(包括油膜、油品)的污水处理法。
这种处理法,设备简单、操作方便、分离效果良好,使用广泛。
根据物理作用的不同,物理处理法可分为筛滤截留法、重力分离法和离心分离法。
①筛滤截留法:使污水流过留有孔眼或孔隙的装置。
污水中的固体污染物被装置截留,污水得到某种程度的净化。
使用的装置有:格栅和筛网。
格栅??由一排平行排列的金属栅条做成的金属框架,以600的角度斜置在污水流过的渠道上,用以阻截大块的固体污染物。
栅条的间距宽度一般为15"50mm。
格栅是污水处理系统的第一道处理装置。
筛网??由金属板钻孔制成,或用金属丝编制而成,孔眼直径为0.5?1.0mm。
筛网有转鼓式、圆盘式和帘带式等。
筛网一般用以阻截、去除污水中的纤维等细小的固体悬浮物。
筛网主要用于处理工业废水,一般也设置在处理系统之首。
过滤也属于物理处理法的一种工艺,使污水以一定的速度通过以砂或其它颗粒状的介质组成的滤层,使污水中的污染物截留在滤层内,与水分离,使污水得到净化。
过滤工艺的设备为滤池,多以石英砂及无烟煤颗粒为滤料。
在污水处理领域,过滤处理工艺多用于城市污水或工业废水回用的深度处理。
②重力分离法:污水中的固体污染物在其本身重力的作用下与水分离的过程。
使污水静置或以缓速流动,污水中比重大于1的固体污染物即下沉,而小于1的固体污染物则上浮,沉淀与上浮是污水处理使用最广泛的处理单元。
沉淀设备有沉砂池、沉淀池、污泥浓缩池。
上浮设备为除油池,各种设备都有多种多样的构造形式。
③离心分离法:使注有污水的容器高速旋转,形成离心力场。
固体颗粒在离心力的作用下被甩向外侧,污水则留在内侧,各自通过不同的出口排出,使固体颗粒从污水中分离出来。
离心分离设备有两种类型:一是水旋分离器,污水按切线方式进入水旋器,水旋器则固定不动,在器内产生旋流和离心力场;二是离心机,设备本身在动力驱动下,高速旋转,产生离心力。
2、化学处理法通过化学反应改变污水中污染物的化学形态或物理形态,消除其毒性,或使其从溶解、胶体和悬浮状态转变为沉淀物或漂浮物,或从固体形态转变为气态,而从污水中去除,使污水得到净化的污水处理法。
属于污水化学处理法的有中和、化学沉淀、氧化还原、电解等。
化学处理法主要用于工业废水的处理。
(1)中和:酸和碱相互反应生成盐和水的过程称为中和。
中和法用以处理酸性废水和碱性废水,还可以调节被处理污水的pH值,使其形成中性。
(2)化学沉淀:向污水中投加某些化学药剂,使污水中的污染物发生直接的化学反应,形成难溶的固体生成物(沉淀物),然后通过固液分离,使污水得到净化。
工业废水中的重金属离子(如汞、镉、铅、锌、铬、铜等)均可以通过化学沉淀法去除。
(3)氧化还原:通过药剂与污水中污染物的氧化还原反应,将污水中有毒害的污染物转化为无毒或微毒物质的方法称为氧化原还法。
在污水处理中常用的氧化剂有:空气、臭氧、氯气(Cl2)、高锰酸钾(KMnO4)等,作为还原剂者:硫酸亚铁、亚硫酸盐等。
(4)电解:电解质溶液在直流电流作用下,在两电极上分别产生氧化反应和还原反应。
污水进行电解作用,其中的有毒物质在阳极和阴极分别进行氧化和还原反应,结果生成新物质,这些物质或沉积在电极表面或生成气体从水中逸出,降低了污水中有毒物质浓度,使污水得到处理。
3、物理化学处理法运用物理和化学的综合作用,使污水得到净化的污水处理技术。
属于物理化学处理法的处理技术有:混凝、气浮、吸附、离子交换、电渗析、反渗透、超滤等。
(1)混凝:向污水中投加混凝剂,使水中呈胶体形态的污染物失去稳定状态,进一步在相互碰撞和附聚搭接而成为较大的呈絮状的颗粒,这样的颗粒易于从水中沉淀分离。
投加的电解质称为混凝剂,混凝剂种类很多,可归纳为两类:一类是无机盐类,应用最为广泛的是硫酸铝一类的铝盐,此外还有铁盐。
第二类为高分子混凝剂,我国广泛使用有机高分子混凝剂??聚丙烯酰胺。
(2)气浮:采取一定的技术措施,使空气以微小气泡的形式分散在污水中,并向水面上浮,污水中比重小于1或接近于1的污染物以及乳化油剂粘附在气泡上,随气泡一同上浮,与污水分离,污水得到净化。
按气泡产生的方法不同,气浮可分为加压溶气气浮、叶轮扩散气浮、扩散板曝气气浮等。
气浮法可有效地用于处理含油废水、造纸厂白水以及染色废水等。
(3)吸附:利用多孔性固体(称为吸附剂)吸附污水中某种或几种污染物(称为吸附质)。
以回收或去除某些污染物,从而使污水得到净化的过程。
根据固体表面吸附力的不同,吸附可分为物理吸附和化学吸附两种类型。
物理吸附是吸附剂与吸附质之间,通过分子间力产生的吸附。
由于分子间普遍存在物理吸附,所以一种吸附剂可吸附多种吸附质,但吸附量不同。
物理吸附还可以解吸。
并且一般在低温时即能进行。
化学吸附是吸附剂与吸附质之间发生化学反应作用。
化学吸附一般在高温下进行,化学吸附具有选择性,而且是不可逆的。
物理吸附与化学吸附并不是孤立的,往往相伴发生。
污水处理过程常用的吸附剂有:活性炭、磺化煤、焦碳、沸石及硅藻土等。
在污水处理领域,吸附可用于多种工业废水处理,有时用作回用前的深度处理和用于去除水中的微量污染物。
(4)离子交换:借助于离子交换剂中的交换离子与污水中的离子进行交换而去除污水中有害离子的一种水处理技术。
离子交换化学反应速度很快,一般是瞬间完成。
离子交换剂有多种分类法,但在实际工作中,习惯上按活动离子名称,将交换树脂分为:H型、Na型、OH型、Cl型等。
在污水处理领域,离子交换法用于去除污水中的汞、镉、铬等重金属。
(5)反渗透:污水处理膜分离技术之一。
将纯水与某种溶液用半透膜隔开,水分子就会自动地透过半透膜进到溶液一侧,这种现象称为渗透。
当渗透达到平衡状态时,液面不再变化。
此时两侧液面差称为该种溶液的渗透压。
如果在溶液一侧施加大于渗透压的压力,则溶液中的水就会透过半透膜,流向纯水一侧,溶质则被截留在溶液一侧,这种作用称为反渗透。
反渗透膜是本工艺的关键部位,它应具有下列性能:a.单位面积透水量大;b.机械强度高;c.化学稳定性强;d.结构均匀,使用寿命长;e.制造容易、成本低廉、原料充足。