含鹽廢水最小化

㈠ 去除廢水中磷的解決辦法

磷的去除有化學除磷生物除磷兩種工藝，生物除磷是一種相對經濟的除磷方法，但由於該除磷工藝目前還不能保證穩定達到0.5mg/l出水標準的要求，所以要達到穩定的出水標准，常需要採取化學除磷措施來滿足要求。
化學除磷是通過化學沉析過程完成的，化學沉析是指通過向污水中投加無機金屬鹽葯劑，其與污水中溶解性的鹽類，如磷酸鹽混合後，形成顆粒狀、非溶解性的物質，這一過程涉及的是所謂的相轉移過程，反應方程舉例如式1。實際上投加化學葯劑後，污水中進行的不僅僅是沉析反應，同時還進行著化學絮凝反應，所以必須區分化學沉析和化學絮凝的差異。
FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl 式1
污水沉析反應可以簡單的理解為：水中溶解狀的物質，大部分是離子狀物質轉換為非溶解、顆粒狀形式的過程，絮凝則是細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的過程，所以絮凝不是相轉移過程。
在污水凈化工藝中，絮凝和沉析都是極為重要的，但絮凝是用於改善沉澱池的沉澱效果，而沉析則用於污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工藝實現相的轉換，則當向污水中投加了溶解性的金屬鹽葯劑後，一方面溶解性的磷轉換成為非溶解性的磷酸金屬鹽，也會同時產生非溶解性的氫氧化物(取決於PH值)。另一方面，隨著沉析物的增加及較小的非溶解性固體物聚積成較大的非溶解性固體物，使穩定的膠體脫穩，通過速度梯度或擴散過程使脫穩的膠體互相接觸生成絮凝體。最後通過固—液分離步驟，得到凈化的污水和固一液濃縮物(化學污泥)，達到化學除磷的目的。
根據化學沉析反應的基礎，為了生成磷酸鹽化合物，用於化學除磷的化學葯劑主要是金屬鹽葯劑和氫氧化鈣(熟石灰)。許多高價金屬離子葯劑投加到污水中後，都會與污水中的溶解性磷離子結合生成難溶解性的化合物。出於經濟原因，用於磷沉析的金屬鹽葯劑主要是Fe3+、Al3+和Fe2+鹽和石灰。這些葯劑是以溶液和懸浮液狀態使用的。二價鐵鹽僅當污水中含有氧，能被氧化成三價鐵鹽時才能使用。Fe2+在實際中為了能被氧化常投加到曝氣沉砂池或採用同步沉析工藝投加到曝氣池中，其效果同使用Fe3+一樣，反應式如式2、3。
Al3++PO43-→AlPO4↓pH=6～7 式2
Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5～5.5 式3
與沉析反應相競爭的反應是金屬離子與OH的反應，所以對於各種不同的金屬鹽產品應注意的是金屬的離子量，反應式如式4、5。
Al3++3OH-→Al(OH)3↓ 式4
Fe3++3OH-→Fe(OH)3 式5
金屬氫氧化物會形成大塊的絮凝體，這對於沉析產物的絮凝是有利的，同時還會吸附膠體狀的物質、細微懸浮顆粒。需要注意的是有機物在以化學除磷為目的化學沉析反應中的沉析去除是次要的，但在分離時有機性膠體以及懸浮物的凝結在絮凝體中則是決定性的過程。
沉析效果是受PH值影響的，金屬磷酸鹽的溶解性同樣也受PH的影響。對於鐵鹽最佳PH值范圍為5.0～5.5，對於鋁鹽為6.0～7.0，因為在以上PH值范圍內FePO4或AIPO4的溶解性最小。另外使用金屬鹽葯劑會給污水和污泥處理還會帶來益處，比如會降低污泥的污泥指數，有利於沼氣脫硫等。
由於金屬鹽葯劑的投加會使污水處理廠出水中的Cl-或SO2-4離子含量增加。如果沉析葯劑溶液中另外含有酸的話，則需特別加以注意。
投加金屬鹽葯劑後相應會降低污水的鹼度，這也許會對凈化產生不利影響。當在同步沉析工藝中使用硫酸鐵時，必須考慮對硝化反應的影響。
另外，如果污水處理廠污泥用於農業，使用金屬鹽葯劑除磷時必須考慮鋁或者鐵負荷對農業的影響。
除了金屬鹽葯劑外，氫氧化鈣也用作沉析葯劑。在沉折過程中，對於不溶解性的磷酸鈣的形成起主要作用的不是Ca2+，而是OH-離子，因為隨著pH值的提高，磷酸鈣的溶解性降低，採用Ca(OH)2除磷要求的pH值為8.5以上。磷酸鈣的形成是按反應式6進行的：
5Ca2++3po43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓ pH ≥8.5 式6
但在pH值為8.5到10.5的范圍內除了會產生磷酸鈣沉析外，還會產生碳酸鈣，這也許會導致在池壁或渠、管壁上結垢，反應式如式7。
Ca2++CO32-→CaCO3 式7
與鈣進行磷酸鹽沉析的反應除了受到PH值的影響，另外還受到碳酸氫根濃度(鹼度)的影響。在一定的PH值惰況下，鈣的投加量是與鹼度成正比的。
對於軟或中硬的污水，採用鈣沉析時，為了達到所要求的PH值所需要的鈣量是很少的，具有強緩沖能力的污水相反則要求較大的鈣投加量。
化學沉析工藝是按沉析葯劑的投加地點來區分的，實際中常採用的有：前沉析、同步沉析和後沉析或在生物處理之後加絮凝過濾。
(1)前沉析
前沉析工藝的特點是沉析葯劑投加在沉砂池中，或者初次沉澱池的進水渠(管)中，或者文丘里渠(利用渦流)中。其一般需要設置產生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應產生的沉析產物(大塊狀的絮凝體)則在一次沉澱池中通過沉澱而被分離。如果生物段採用的是生物濾池，則不允許使Fe2+葯劑，以防止對填料產生危害(產生黃銹)。
前沉析工藝(如圖2所示)特別適合於現有污水處理廠的改建(增加化學除磷措施)，因為通過這一工藝步驟不僅可以去除磷，而且可以減少生物處理設施的負荷。常用的沉析葯劑主要是生灰和金屬鹽葯劑。經前沉析後剩餘磷酸鹽的含量為1.5-2.5mg/1，完全能滿足後續生物處理對磷的需要。
(2)同步沉析
同步沉析是使用最廣泛的化學除磷工藝，在國外約占所有化學除磷工藝的50%。其工藝是將沉析葯劑投加在曝氣池出水或二次沉澱池進水中，個別情況也有將葯劑投加在曝氣池進水或迴流污泥渠(管)中。目前很多污水廠都採用，如廣州大坦沙污水處理廠三期就是採用的同步沉析，加葯對活性污泥的影響比較小。
(3)後沉析
後沉析是將沉析、絮凝以及被絮凝物質的分離在一個與生物設施相分離的設施中進行，因而也就有二段法工藝的說法。一般將沉析葯劑投加到二次沉澱池後的一個混合池(M池)中，並在其後設置絮凝池(F池)和沉澱池(或氣浮池)。
對於要求不嚴的受納水體，在後沉析工藝中可採用石灰乳液葯劑，但必須對出水PH值加以控制，比如採用沼氣中的CO2進行中和。
採用氣浮池可以比沉澱池更好地去除懸浮物和總磷，但因為需恆定供應空氣而運轉費用較高。
希望對你能有所幫助。

㈡ 陝西科技大學造紙工程學院的科研方向

造紙工程學院制漿造紙工程學科經過察攔近60年科學研究的發展和積淀，通過學科、專業間的交叉互補與凝練，已經形成了制漿造紙機理，造紙化學品與濕部化學，低污染制漿及環境保護，制漿造紙過程式控制制及新型裝備和紙張印刷相關研究等五個特色鮮明的研究方向。
1.制漿造紙機理
原料結構、產品質量及廢水污染是我國制漿造紙工業敗豎胡發展過程中面臨的三大問題。我國制漿造紙用針葉木資源極其匱乏，西部地區尤其嚴重。西部地區地廣人稀，乾旱少雨，但氣候狀況適合於楊木的生長，非常適合大面積種植速生楊，非木材原料特別是麥草、蘆葦、荻、龍須草等資源也非常豐富。本研究方向結合我國制漿造紙工業的原料現狀，以非木材和速生木材為主要原料，以制漿機理研究為重點，以新型特種紙、加工紙、功能紙為特色，研究制漿造紙新技術及其相關機理，為新技術、新工藝、新設備的實際應用提供理論依據和技術指導，以促進我國非木材及速生材制漿造紙工藝技術的進步與發展。50年來本研究方向重點研究了非木材原料，特別是麥草、蘆葦、荻、龍須草等草類原料纖維生物結構和化學組成特徵及其制漿造紙機理；揭示了草類原料不同於針葉木的制漿特性，確立了草類鹼法制漿的「低溫快速蒸煮」理論；通過草類原料不同方法制漿機理差異的研究，在我國最早提出了草類原料最適宜的制漿方法，為更好的利用非木材原料，降低能耗和提高紙漿質量提供了理論依據。
近年來，本研究方向為配合西部地區「山川秀美」工程的順利實施，提高農民植樹造林的積極性和經濟收入，進行了速生楊制漿造紙機理和性能的研究，重點研究了化學制漿和APMP制漿機理，已經取得了階段性成果，為我國西部地區林業的良性可持續發展提供了思路。
目前我國紙和紙板產量僅次於美國，但種類和質量尤其是特種紙、加工紙與國外有很大的距離。我國造紙發展極不平衡，西部地區造紙企業普遍規模較小、裝備較落後、產品檔次較低、經濟效益較差、污染較嚴重。這些企業要發展、要生存，必需從實際出發，因地制宜，進行產品結構調整，節能降耗，治理污染。以市場為導向，開發市場需求的特種產品，提高產品質量，增加以各類加工紙、特種紙、功能紙為代表的高附加值產品，提高企業經濟效益，是適合中小型造紙企業發展的道路。特種紙需求量小，但技術含量高。如何提高特種紙和加工紙的質量，開發社會需求的新型特種紙和加工紙產品，提高產品的市場競爭力，使這些中小型企業在造紙工業發展的大潮中得以生存與發展，是造紙工作者面臨的需要迫切解決的問題。因此新型特種紙和加工紙也是本研究方向的重要研究領域，並已經取得了較多的成果，先後研製成功了電器用覆銅箔層壓板原紙、新型高檔蘋果套袋紙等20幾種特種紙，均已轉化為生產力。其中由博士生導師張美雲教授主持研究的新型高檔育果袋紙生產技術在陝西及周邊省份獲得推廣應用，產生了良好的經濟效益和社會效益。這些科研成果的推廣，為國家和地方造紙工業的發展和經濟效益的提高做出了突出貢獻。
2.造紙化學品與濕部化學
紙的生產過程中需要加入多種化學品，除填料外，造紙化學品的添加量一般為紙張總量的0.1%～2%，但是卻可以顯著改善紙張性能，提高纖維的抄造性能和紙機的運行性能，同時還可減輕環境污染。中國是造紙大國，也是世界上使用非木材纖維紙漿比例最高的國家之一，2004年為29%。高比例的非木材纖維紙漿的使用使得紙漿中短纖維含量較高，不僅影響紙張質量，而且增加抄造難度。因此對化學品有更大的依賴性，例如草漿中助留劑的使用將大大減少短纖維和填料的流失；中性施膠劑的應用使得中性造紙成為現實，這對提高紙的強度和降低生產成本具有特殊的意義。 隨著社會進步和人類生活水平的提高，紙張和紙品的需求量加大，應用范圍日益廣闊，對紙的質量要求更加嚴格，同時也都對造紙化學品提出了更高的要求。
造紙過程是一個復雜的過程,紙料中各組份之間存在相互作用和相互影響,會進一步影響到紙機的操作性能和產品的最終性能。各造紙企業為了將紙機保持在適宜的抄造化學條件內,以減少生產過程變化,需要加強濕部化學控制,改善紙機運行性能,提高紙機清潔度。以高速化和智能化為標志的現代造紙技纖含術,可以提高紙頁的施膠度、強度,減小紙頁的兩面差,減小定量和灰分的波動,改善紙頁的勻度和外觀的均一性，但要求建立相適應的造紙濕部化學體系。濕部化學的基本研究內容包括對造紙工業需要的多種多樣的造紙濕部添加劑進行基礎理論和應用機理研究，確定出最佳的使用工藝,確保造紙濕部化學的平衡,以取得最佳的使用效果,從而提高紙機的運行性和紙的質量,增加企業的經濟效益。
本研究方向在制漿造紙化學品對纖維原料的蒸煮機理、洗滌機理、漂白機理、廢紙脫墨機理、紙張物理強度的增強機理、紙張結合機理和中性施膠機理等方面進行了系統的理論研究，對造紙化學品的研發提供了理論指導，避免了無為的浪費。在化學品的濕部應用研究方面，主要致力於研究化學品的助留機理，結合目前技術水平的發展，補充、完善和發展各種助留體系理論，首次將灰色系統理論引入濕部化學因素優化中，取得了理想的效果。
本研究方向還致力於加工紙和特種紙用化學品的研究和應用，重點開發特種紙表面塗布助劑及塗料制備。目前正在研究無碳復寫紙微粒膠囊和彩色噴墨列印紙的顯色機理和塗料配方，將替代國外產品，現已成功研發出了具有自主知識產權的果袋紙專用抗水劑、聚合纖維粘結劑等。
本研究方向從八十年代開始,主要致力於造紙化學品的改性研究及應用機理研究。先後自行研究與制備了不同電荷、不同分子量、不同取代度的變性澱粉、聚丙烯醯胺、殼聚糖等系列造紙用高效增干強劑、助留劑、助濾劑；重點是中性施膠劑、具有助濾助留和增強效果的功能性添加劑、脫墨劑、柔軟劑和塗飾劑等,已有多項成熟成果,其中陽離子澱粉、羥丙基季胺鹽、聚丙烯醯接枝澱粉等成果已在全國多家造紙企業推廣應用,取得很好的社會效益和經濟效益。近年來承擔國家項目3項、省部級項目8項、企業合作項目10餘項,有多項成果獲得省部級獎。其中國家「九五」攻關項目「 造紙用高效中性施膠劑、增干強劑、助留劑、助濾劑的研究開發及應用」取得了良好的預期成果,受到造紙企業的關注。在研究過程中，本研究方向科研人員把理論與生產實踐相結合，編寫並出版了多部有關造紙化學品和造紙濕部化學方面的著作,這些著作已被許多科研工作者和生產廠家作為指導科研或生產用書,在國內外造紙界形成一定的影響。
3.低污染制漿及環境保護
造紙業是在我國加工製造業能力普遍過剩的情況下，為數不多且需求不斷增長的行業之一，其發展是具有很大潛力的，但必須防治污染、保護環境，實施可持續發展戰略，走循環經濟的道路，最大限度的利用資源，廢物最小化，無害化。我國造紙工業的原料結構、企業規模和技術裝備水平的現狀，使我國造紙工業廢水污染狀況仍然不容樂觀。造紙工業廢水排放佔全國工業廢水排放量的15%，COD排放占排放總量的40%，中小造紙廠造成的污染更是嚴重。其中蒸煮廢液和漂白廢水是我國造紙工業主要的污染源。結合我國造紙工業的實際，開展低污染制漿及環境保護的研究，是發展我國造紙工業的關鍵之一。
規模較大的造紙廠必須實施清潔生產才能從根本上解決污染問題。清潔生產是從源頭削減污染，通過選擇原料、優化工藝、加強科學管理，使生產過程的資源利用率盡可能提高，使污染排放量盡可能減少。清潔生產不僅能獲得環境效益，還能獲得經濟效益，它被國外實踐證明是一條行之有效的途徑。在我國，清潔生產已經列入了政府優先支持的重點研究方向之一。
本研究方向著重於低污染蒸煮與漂白機理和新技術的研究及制漿造紙廢水處理的研究，特別是自催化乙醇法制漿機理、全無氯(TCF)和無元素氯(ECF)漂白機理的研究，為減輕和消除我國蒸煮和漂白廢水的污染、優化生產工藝提供基礎理論依據。研究的重點是氧脫木素技術,過氧化氫、臭氧、甲咪亞磺酸等低污染漂白化學品的漂白機理、工藝和技術。
生物技術在制漿造紙廢水處理方面的研究和應用是目前的熱點之一,本研究方向著重研究了高濃度有機廢水的厭氧生物處理原理和工藝，第三代內循環厭氧反應器技術，膜生物反應器(MBR)技術，高效緊湊型好氧生物反應器(HCR)技術，廢水超臨界氧化技術，這些技術對小規模造紙企業的黑液、中段廢水的處理非常有效。本研究方向在國內對內循環厭氧反應器的結構原理、反應機理、設備開發,及其對制漿造紙高濃度有機廢水的處理機理和工藝的研究起步較早,取得了一定的成果和突破,加速了我國自行設計和製造內循環厭氧反應器的進程，並為其用於制漿造紙企業的廢水處理奠定了基礎。本研究方向研究成功的適合於中小型以草類原料為主的制漿造紙企業的蒸煮黑液、中段廢水和白水處理的工藝技術已在國內很多造紙企業獲得推廣和應用，取得了很好的經濟效益、環境效益和社會效益。
4.制漿造紙過程式控制制及新型裝備
造紙裝備及其自動化技術是構成現代化造紙企業的主要元素，是提高造紙企業效益的主要源泉之一，世界各造紙大國都十分重視造紙裝備及其自動化的發展。制漿造紙過程式控制制及新型裝備研究一直是我院的一個特色研究方向，在國內外有廣泛的影響。
在國家級有突出貢獻專家、博士研究生導師王孟效教授的帶領下，20多年來，本研究方向取得了豐碩的成果，並日益發展壯大。在制漿造紙測控領域里完成了多項國內領先的科研成果。先後研製開發了10餘項產品和專利技術。王孟效教授主持並完成了國家「九五」科技攻關項目「桉木化機漿配抄優質印刷紙洗選漂過程優化控制系統的研製」和「桉木化機漿配抄優質印刷紙抄紙過程優化控制系統的研製」的研究，並獲得陝西省科學技術三等獎。本研究方向在造紙過程與裝備自動化方面在國內具有顯著特色和明顯優勢。
隨著紙機車速的不斷提升，單機產量的迅速增大，消費者對紙產品質量要求的日益嚴格，離開自動化，造紙生產無法進行。20年來，我校投入了大量的人力、物力和財力致力於漿紙過程全集成自動化方面的研究和成果推廣工作，先後承擔國家自然科學基金、國際科技合作項目等國家級項目7項，國家外專局項目、陝西省重大科技專項等省部級項目6項，陝西省教育廳專項、西安市科技支撐計劃等廳局級項目10項，企業委託橫向項目500多項，7項科研成果通過省部級以上鑒定，獲得各級科學技術獎勵14個，在流漿箱控制、鹼回收過程式控制制、板紙機定量水分控制系統等方面取得的科研成果達到國內領先水平。目前，凝練出如下研究方向：
1）APMP制漿過程式控制制和集成優化；
2）PRC-DDS蒸煮過程式控制制和集成優化；
3）氣墊式和水力式流漿箱控制系統；
4）基於可調熱泵的蒸汽冷凝水熱力控制系統；
5）板紙機定量水分控制系統（BQCS）；
6）基於現場匯流排的鹼回收過程式控制制和集成優化；
7）廢水生化處理過程式控制制和集成優化；
8）高速紙機傳動控制；
9）基於PCS/MES/ERP三層體系結構的計算機集成過程系統CIPS；
10）造紙工業能源信息化系統。
5. 紙張印刷相關研究
1）紙基材料印刷適性研究：深層次研究分析材料的結構、成分、性質、探索印刷材料與印刷質量關系，進一步研發綠色、高效的新型包裝印刷材料；研究印刷顏色復制過程中的相關機理以及色彩管理等內容，以真正實現印刷的「所見即所得」。
2）造紙印刷化學品：研究水基及新型的防偽油墨生產新技術及其相關機理，為水基油墨和新型防偽的開發提供理論依據和技術指導，以促進我國水基型油墨和新型防偽生產工藝技術的進步與發展。真正實現綠色環保印刷，滿足市場對不同環保油墨的需求。
3）印刷圖文信息數字化技術：結合目前印刷技術數字化發展的趨勢，針對顏色理論、色彩管理及圖像質量控制等關鍵技術進行深入研究，建立適應不同生產環境的理論模型及各項技術參數指標，為實現個性化印刷奠定基礎。
4）印刷設備與工藝：主要研究印刷設備、裝訂設備基本結構原理、工作性能、技術規范和發展趨勢，研究印刷設備的自動化控制原理與系統；結合新型印刷材料等印刷要素，探索出最優化的生產工藝。印刷工藝方面：是對現有印刷工藝過程中的污染問題深入，研究印刷品質量標准化實施；研究國內外新型印刷工藝，對新工藝中的參數進行測試研究，為國內市場推廣使用新型印刷工藝技術提供有力的數據支持。

㈢ 污水處理有什麼新的工藝

生物處理（活性污泥法）
生物處理中採用的處理工藝有:氧化塘法:Carrousel.交替式.Orbal.Phostrip法.Phoredox法.SBR法、AB法、生物流化床法、ICEAS法、DAT－IAT法、 CASS（CAST，CASP）法、UNITANK法、MSBR法、A/O法、A2/O、A3/O、UCT法、VIP法、UASB法、一體化生化法、集成生化加過濾法、增加流動載體法、深井曝氣法、生物濾池法、生物轉盤法、塔式生物濾池的生物膜法等等的城市污水一級、二級、深度處理法。
化學強化生物除磷污水處理工藝
污水處理過程中，我國的主要河流和湖泊由於受磷污染，富營養化嚴重，國家環保局為控制磷污染，對磷排放制定了比較嚴格的標准。化學強化生物除磷污水處理工藝以除去污水中有機污染物和各種形態的磷為主，此污水處理工藝將化學除磷和生物除磷一體化，通過厭氧消化生物系統中活性污泥產生揮發性有機酸，作為聚磷菌生長的基質或稱之為營養物，使聚磷菌在活性污泥中選擇性增殖，並將其迴流到生物系統中，使生物污水處理系統工作在高效除磷狀態；同時污泥在厭氧條件下產生的磷釋放，通過化學除磷消除。這是一種高效市政污水處理工藝技術，滿足了我國現階段，為解決水體富營養化，需要在常規二級污水處理基礎上進一步除磷的要求。
循環間歇曝氣污水處理工藝
我國經濟發展水平各地相差較大，經濟發展滯後的城市還不能拿出很多資金用於污水治理，因此，怎樣利用有限的資金，降低環境污染，是很多城市政府面臨的問題。在污水處理方面，直到不久前，一些城市還採用一級或一級強化處理工藝技術，出水達不到國家二級排放標准對除去有機污染物的要求。循環間歇曝氣工藝充分發揮高負荷氧化溝處理效率高的優點，又充分利用序批式活性污泥污水處理工藝出水好的特點，保證了系統出水達到國家污水排放一級標准在除去有機污染物方面的要求。在投資和運行費用上比通常以除去有機污染物為主的二級生物污水處理系統降低30%左右，是適合我國現階段污水處理要求的工藝技術。
旋轉接觸氧化污水處理工藝
旋轉接觸氧化污水處理工藝技術是在生物轉盤技術基礎上，結合生物接觸氧化技術優點發展起來的新一代好氧生物膜處理技術。旋轉接觸氧化污水處理工藝技術和成套設備提供了一種簡單和可靠的污水處理方法。整個污水處理系統中的轉軸是唯一的轉動部分，一旦機器出了故障，一般機械人員都可以進行維修。系統生物量會根據有機負荷的變化而自動補償。附在轉盤上的微生物是有生命的，當污水中的有機物增加時，微生物隨之增加，相反，當污水中的有機物減少時，微生物隨之減少。所以這污水處理系統的工作效果不容易受到流量和負荷的突然變化和停電的影響。運行費用低，只有其他曝氣污水處理系統耗電的八分之一到三分之一。佔地面積僅相當常規活性污泥法一半。由於生物系統中生長的微生物種類多，能夠高效處理各種難降解工業污水。
連續循環曝氣系統工藝
連續循環曝氣系統工藝（Continuous Cycle Aeration System）是一種連續進水式SBR曝氣系統。污水處理工藝CCAS是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式處理法）的基礎上改進而成。CCAS污水處理工藝對污水預處理要求不高，只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池，除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成，出水可達標排放。
污水處理工藝CCAS上獨特的優勢：
(1)曝氣時，CCAS污水處理的污水和污泥處於完全理想混合狀態，保證了BOD、COD的去除率，去除率高達95%。
(2)「好氧-缺氧」及「好氧-厭氧」的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率達80%以上，保證了出水指標合格。
(3)沉澱時，整個CCAS反應池處於完全理想沉澱狀態，使出水懸浮物極低，低的值也保證了磷的去除效果。
CCAS污水處理工藝的缺點是各池子同時間歇運行，人工控制幾乎不可能，全賴電腦控制，對處理廠的管理人員素質要求很高，對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。
曝氣生物濾池生活污水處理工藝流程
污水處理工藝流程簡介：曝氣生物濾池，就是在生物濾池處理裝置中設置填料，通過人為供氧，使填料上生長大量的微生物。這種污水處理工藝流程裝置由濾床、布氣裝置、布水裝置、排水裝置等組成。曝氣裝置採用配套專用曝氣頭，產生的中小氣泡經填料反復切割，達到接近微控曝氣的效果。由於反應池內污泥濃度高，處理設施緊湊，可大大節省佔地面積，減少反應時間。
城市污水SPR除磷工藝
污水處理工藝流程簡介：水體富營養化主要原因是人類向水體排放了大量的氨氮和磷，磷是水體富營養化的最主要因素。縱觀國內污水處理流程工藝，除磷技術一直是困擾污水處理廠運行的難題。傳統的物化除磷技術需要大量的葯劑，具有運行成本高、污泥產量大的缺點；前置厭氧的生物除磷工藝具有運行費用低的優點，但是由於完全依賴於微生物的攝磷、釋磷作用，難以達到國家污水處理工藝流程的要求。當考慮中水回用時，則更難達到要求。
A/O生物濾池污水處理工藝流程
污水處理工藝流程簡介：由於我國小城鎮居住點分散，污水源分布點多量少，城鎮級污水廠的規模多低於10000噸/日。目前國內大中型城市污水處理廠經常採用的污水處理工藝有傳統活性污泥法、A2/O、SBR、氧化溝等，如果以這些技術建設小城鎮污水處理廠會造成由於居高不下的運行費用，無法持續運行。必須針對小城鎮的特點採用投資省，運行費用低，技術穩定可靠，操作與管理相對簡單的工藝。
MBFB膜生物流化床工藝
MBFB工藝用於污水深度處理，能在原有污水達標排放的基礎上 ，經過生物流化床和陶瓷膜分離系統，進一步降低COD、NH-N、濁度等指標，一方面可直接回用，另一方面也可作為RO脫鹽處理的預處理工藝，替代原有砂濾、保安過濾、超濾等冗長過濾流程，同時有機物含量的降低大大提高RO膜使用壽命，降低回用水處理成本，無機陶瓷膜分離系統，是世界第一套污水處理專用的無機膜分離系統，和其它的有機膜、無機膜相比，具有膜通量大、可反沖、全自動操作等優勢。
編輯本段
國外污水處理技術

歐洲城市污水處理技術——可持續生物除磷脫氮工藝
以控制富營養化為目的的氮、磷脫除已成為各國主要的奮斗目標。無疑，應付日趨嚴格的排放標准，傳統工藝會因上述弊端而雪上加霜。在此情形下，發展可持續污水處理工藝變得勢在必行。所謂可持續污水處理工藝就是朝著最小的COD氧化、最低的CO2釋放、最少的剩餘污泥產量以及實現磷回收和處理水回用等方向努力。這就需要以較綜合的方式來解決污水處理問題，即污水處理不應僅僅是滿足單一的水質改善，同時也需要一並考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題，且所採用的技術必須以低能量消耗（避免出現污染轉移現象）、少資源損耗為前提。
發展新穎的污水生物處理工藝依賴於在微生物學及生物化學方面的新發現或新認識。荷蘭研究人員Mulder在10年前發現了厭氧氨（氮）氧化現象。與此同時，南非、荷蘭、日本等國科學家對生物攝/放磷代謝機理重新認識後確定了反硝化除磷新途徑。這兩種新技術的研發與應用對發展可持續污水生物處理工藝具有劃時代意義的推動作用。本文以厭氧氨氧化和反硝化除磷技術為藍本，詳細介紹它們的技術原理、工藝流程以及在歐洲的應用情況；在此基礎之上提出一個以轉換有機能源（甲烷）、回收磷化合物（鳥糞石）和回用處理水（非飲用目的）為目標的可持續城市污水生物除磷脫氮技術推薦工藝。
在污水生物除磷實踐中，南非開普頓大學（UCT）研究人員最早發現專性好氧細菌不是唯一對磷的生物攝/放起作用的菌種，兼性反硝化細菌也有著很強的生物攝/放磷現象。反硝化細菌的生物攝/放磷作用被荷蘭代爾夫特工業大學（TUDelft）和日本東京大學（UT）研究人員合作研究確認，並冠名為反硝化除磷（denitrifyingdephosphatation）。在磷的生物攝/放過程中，反硝化除磷細菌以硝酸氮取代氧作為電子接受體，也就是說反硝化除磷細菌能將反硝化脫氮和生物除磷這兩個原本認為彼此獨立的作用合二為一。顯然，在結合的除磷脫氮過程中，COD和氧的消耗量均能得到相應節省。比較傳統的專性好氧磷細菌去除工藝，反硝化除磷細菌能分別節省約50%和30%的COD與氧的消耗量，相應減少剩餘污泥量50%。在反硝化除磷過程中由於COD需要量的大為減少，過剩的COD因此能被分離，並使之甲烷化，從而避免COD單一的氧化穩定（至CO2）。歸因於曝氣能量的減少，以及過剩COD甲烷化後能量的產生，這種綜合的能量節約最終會導致釋放到大氣的CO2量明顯減少。因此，具有反硝化除磷細菌富集的處理系統可以被視為可持續處理工藝。 傳統上，兩個已得到充分確認的生物途徑，硝化（NH+4→NO3-）與反硝化（NO3→N2）被應用於污水處理的生物脫氮。這種傳統生物脫氮途徑從可持續角度看並不是最佳的，因為充分地氧化氨氮到硝酸氮首先要消耗大量能源（因曝氣）；其次，還需要有足夠碳源（COD）來還原硝酸氮到氮氣。對這一傳統脫氮途徑的改進可藉助於新近由荷蘭TUDelft研發的一種中溫亞硝化技術——SHARON來實現。在亞硝化/反硝化脫氮途徑中，亞硝酸氮為僅有的中間過渡形態；這一途徑無論對氧化（NH+4→NO2-）還是還原（NO2-→N2）均能起到最小量化的作用，意味著O2和COD消耗量的雙重節約。顯然，亞硝化/反硝化脫氮途徑可以成為一種可持續的脫氮技術。
此外，荷蘭TUDelft研究人員幾乎在同一時期還試驗確認了一種新的氨氮轉換途徑，這使得氨氮以亞硝酸氮作為電子接受體而被直接氧化至氮氣成為可能。這種厭氧條件下的氨氮氧化與亞硝化過程（如SHARON工藝）相結合在工程上能夠實現氨氮的最短途徑轉換，這就意味著生物脫氮過程中能源與資源消耗量的最小化完全可能。污水處理過程中氮的所有可能轉換途徑列於圖1.與傳統脫氮工藝相比較，很明顯，由厭氧氨氧化與亞硝化工藝相結合的氮的完全自養轉換方式是一種最可持續的污水脫氮途徑。
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中國污水處理近況及未來

概況
我國污水處理產業發展進步較晚，建國以來到改革開放前，我國污水處理的需求主要是以工業和國防尖端使用為主。改革開放後，國民經濟的快速發展，人民生活水平的顯著提高，拉動了污水處理的需求。進入二十世紀九十年代後，我國污水處理產業進入快速發展期，污水處理需求的增速遠高於全球水平。
1990年以來，全球污水處理表觀消費量以年均6%的速度增長，而九十年代的十年間，我國污水處理表觀消費量年均增長率達到17.73%，是世界年均增長率的2.9倍。進入二十一世紀，我國污水處理產業高速增長。2000年—2004年，我國污水處理消費量從188萬噸增長到447萬噸，增加了2.3倍，年平均增長率在27%以上。其中，2001年，我國污水處理表觀消費量達到225萬噸，超過美國成為世界第一污水處理消費大國。同時，污水處理進口也大幅度增加。1998年，我國污水處理進口100萬噸，由此成為世界上最大的污水處理進口國。2004年與1998年比，污水處理進口增長幅度年均達到27.14%。預計2005年，中國污水處理表觀消費量將達到500萬噸，進口仍將保持在300萬噸左右。
伴隨著污水處理市場的快速發展，我國污水處理產量也結束了長期徘徊的局面，實現了高速增長。我國污水處理產量從2000年的46萬噸增長到2004年的236萬噸，年平均增長率在82.6%，占國內市場需求的比重也由2000年的24.47%提高到2004年的52.80%。而同期，世界污水處理產量則僅以6%左右的速度增長。
從九十年代後期起，我國太鋼、寶鋼以及寶新、張浦等國有和合資企業通過引進和技術改造，先後建成了一系列污水處理生產線，污水處理工藝技術裝備達到國際先進水平，污水處理生產初具規模。污水處理品種結構也發生了積極的變化，污水處理產品質量迅速提高。特別是國內污水處理冷軋板增長迅速，2003年，國內冷軋板產量達到170萬噸，首次超過進口量,自給率達到66%；2004年，國內冷軋板產量達到200萬噸，自給率達到70%以上。從2004年底到2005年底，國內冷軋污水處理產能將增加約150萬噸，基本滿足國內市場需求。到2007年，我國將成為污水處理的凈出口國。
從總體上看，我國污水處理正在經歷由規模小、水平低、品種單一、嚴重不能滿足需求到具有相當規模和水平、品種質量顯著提高和初步滿足國民經濟發展要求的深刻轉變，污水處理需求將逐步實現自給。
我國城市污水處理資本金來源難題
（難題一）人口增加，污水增多
在我國，隨著城市人口的增加和工農業生產的發展，污水排放量也日益增加，水體污染相當嚴重，而且幾乎遍及全國各地。到2000年底，全國設市的663個城市中有310個建有污水處理設施，建設污水處理廠427座，年污水處理量113.6億立方米，污水處理率只有34.23%。
（難題二）加快發展，急需資金
在社會主義市場經濟條件下，污水處理是從一定量的資金投入開始的。污水處理資金的規模決定著污水處理的規模。污水處理資金自身的發展速度決定著污水處理發展的速度和污水處理技術進步的速度。現實的污水處理中，技術先進、處理費用低的決策方案通常是預付資金量較大的方案。從這個意義上說，資金自身的發展速度越快，污水處理技術的進步和應用才能越快，污水處理也才能越快。
（難題三）處理資金，來源困難
1、我國城市污水處理資本金來源的難處所在
長期以來，我國城市污水處理設施採取的是免費使用政策，不僅擴大再生產由財政投資，簡單再生產也需要財政撥款才能完成，財政撥款因此成了污水處理設施維護建設投資的唯一來源。只是在不同時期，來源的名稱不同，但都是以財政為中心的資金循環。經濟體制改革，否定了我國傳統大一統"財政模式，否定了國家作為生產經營者的身份，也否定了生產資料所有者身份和政權行使者合一，要求政企分開，政資分開。與此相適應，在國家為主體的統一財政的前提下，我國財政分成公共財政與國有資產管理兩部分。公共財政是以政權行使者身份出現的國家，主要以稅收形式籌集資金，解決市場配置資源所不能解決的問題，滿足公共需要。城市污水處理是公益事業，污水處理資金財政撥款應是公共財政支出。因我國社會主義市場經濟體制改革還在深化中，公共財政收入佔GDP的比重、中央公共財政收入占公共財政收入的比重目前還不夠合理，城市污水處理資金很難像美國等發達國家哪樣絕大多數來自財政撥款或貸款。
2、污水處理借入資金來源的難處所在
城市污水處理資金需求巨大，銀行貸款是污水處理資金的一個重要來源。銀行貸款分商業銀行貸款與國家開發銀行貸款。商業銀行資金來源為居民與企業存款，大多為短期資金，雖然也可作部分中長期貸款，但比重不宜過大；商業銀行資金運用要求安全性、流動性和盈利性的"三性"統一，而污水處理資金的運用和迴流很難與商業銀行資金運用「三性」相吻合。因此，商業銀行很難對污水處理項目進行貸款。
我國城市污水處理資本金來源難題的破解
（破解方法一）加大財政撥款力度
城市污水處理資金的一部分，在社會主義市場經濟條件下，還必須由政府給予必要的補助，原因是多方面的。主要是：1、污水處理普遍存在著價格需求彈性較小和政府"壟斷"經營，其收費制定必須考慮居民的承受能力，而不能依靠競爭價格來完全地解決設施建設和企業發展問題。2、污水處理提供的服務具有公共性，許多設施的使用難以計算，使其服務收費不能直接進入市場實行等價交換，而只能成為公共消費的一部分。3、污水處理提供的服務具有廣泛的社會性和外部經濟性，衡量其投資效益時，首先是社會效益。
國家財政對城市污水處理的撥款，在我國主要有基本建設安排的投資，中央財政撥給的專款和地方財政撥款。基本建設安排的投資，分國家預算內和地方自籌兩種。國家預算內的基本建設投資由中央政府確定數額，由財政部交國家計委統一安排。地方自籌基本建設投資，是在國家規定的額度內由地方自籌資金安排的投資。中央和地方財政撥款，一種是根據需要，財政每年撥給一定數額的資金，作為污水處理的專項資金；另一種是按項目定額補助，項目建成，補助停止。
（破解方法二）增加企業自籌強度
在市場經濟的條件下，污水處理只有在其建設經營活動中把它的價值轉化到周而復始的資金迴流中，才能實現污水處理的再生產。按價值規律的要求，污水處理的投入與產出理順到市場經濟的新秩序中，是加快我國城市污水處理的客觀要求。污水處理收費，不應是一項臨時性的籌資措施，而是實現污水處理資金補償的市場化方式，同時也是調節污水處理設施合理利用的一種經濟手段。
污水處理的自籌資金，在社會主義市場經濟條件下，要按照價值規律制定污水處理收費標准，按照國家規定從營業收入中提取生產發展基金、固定資產折舊基金和大修理基金。污水處理單位不僅要依靠自身的力量來完成簡單再生產和擴大再生產，還要向國家繳納稅費。為此，污水處理的合理收費，必須建立在合理成本和合理利潤率的基礎之上。
污水處理收費的合理成本，一般應包括生產費用、經營費用、固定資產折舊、大修理基金、貸款利息等。其中固定資產折舊要有恰當的折舊率，要改變現在折舊年限過長、折舊率較低的做法，以免企業的明盈實虧。污水處理收費的合理利潤率，是指利潤率的核定既要考慮企業的合理福利和必要的積累，又要考慮污水處理收費需求彈性小、社會服務性強的特點，防止利用其壟斷性追求過高利潤。為防止壟斷強加給用戶的負擔，政府可通過行政和經濟手段對經營者加以限制，使其可能獲得的利潤不超過全社會的平均利潤。
（破解方法三）試行優先股票發行
市場經濟國家的經驗表明，發行優先股票吸收國內外私人資本進行城市污水處理，既能滿足污水處理的巨大資金需求，又不喪失政府對污水處理項目的控制權。優先股票是相對普通股票而言的。投資購買普通股票的好處還有投資收益比其他類似證券的投資收益高，在證券交易市場上流通性強，交易公平進行等。
優先股票是比普通股票具有一定優先權的股票，主要是優先分得股利和公司剩餘財產的權利。優先股的最大優點是較普通股收益穩定，風險小。但當股份公司經營成績卓著，經營利潤激增時，優先股享受到的收益卻不會增加，而普通股的收益卻可隨著公司經營效益的提高而增加。從這一點考慮，優先股較普通股又缺乏發展性和進取性。
按我國現行做法，股票是根據投資者身份的不同，劃分為國家股、法人股、個人股和外資股，沒有優先股與普通股的劃分。我國《公司法》中沒有優先股的概念，也沒有做出相應的規定。這是因為我國的股份制企業都是從計劃經濟體制下的企業改造而來，因而帶有種種歷史的痕跡，成為歷史遺留問題正待在改革中進一步探索解決。從城市污水處理的實際出發，我們可以進行污水處理股票發行的探索。這就要對現有的污水處理企業進行股份制改造，向國內外私人資本發行部分優先股票，或將部分國有股以優先股的形式轉讓給私人資本，籌措的資金由污水處理企業用於污水處理。這種方式由於是以現有企業的發展業績為基礎，且改造後的企業業績繼續增長，所以集資成功的可能性較大。
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中國污水處理行業發展

地球雖然有70.8%的面積為水所覆蓋，但淡水資源卻極其有限，人類真正能夠利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，僅佔地球總水量的0.26%，而且分布不均。
20世紀50年代以後，全球人口急劇增長，工業發展迅速。全球水資源狀況迅速惡化，「水危機」日趨嚴重。一方面，人類對水資源的需求以驚人的速度擴大；另一方面，日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源。
全世界每天約有200噸垃圾倒進河流、湖泊和小溪，每升廢水會污染8升淡水；所有流經亞洲城市的河流均被污染；美國40%的水資源流域被加工食品廢料、金屬、肥料和殺蟲劑污染；歐洲55條河流中僅有5條水質差強人意。20世紀，世界人口增加了兩倍，而人類用水增加了5倍。世界上許多國家正面臨水資源危機：12億人用水短缺，30億人缺乏用水衛生設施。
中國水資源人均佔有量少，空間分布不平衡。隨著中國城市化、工業化的加速，水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下，污水處理行業成為新興產業，目前與自來水生產、供水、排水、中水回用行業處於同等重要地位。
截至2005年底，全國661個設市城市中，已有383個城市建成污水處理廠792座，污水處理率由2000年的34%提高到52%，並形成了適合國情的污水處理技術路線和管理機制。其中，有135個城市的污水處理率已達到或接近70%，單廠處理規模達到每天100萬立方米。
2007年，中國水污染治理投資達到3387.6億元，比上年增加32%，占當年GDP的1.36%。中國水環境質量總體保持穩定。2007年，共取締一級水源保護區內排污口942個，停建二級水源保護區內可能造成污染的建設項目1294個，限期治理931個。
截至2010年9月底，全國設市城市、縣及部分重點建制鎮（以下簡稱「城鎮」）累計建成污水處理廠2631座，污水處理能力達到1.22億立方米/日；全國正在建設的城鎮污水處理項目達1849個，總設計能力約4660萬立方米/日。在全國設市城市中，已有593個城市建有污水處理廠，占設市城市總數的90.7%；累計建成污水處理廠1623座，形成污水處理能力1.04億立方米/日；其中36個大中城市（直轄市、省會城市和計劃單列市）建有污水處理廠376座，處理能力達4368萬立方米/日。在縣城及鄉、鎮中，全國已有933個縣（含新疆生產建設兵團團級單位）建有污水處理廠，約占縣城總數的52.1%；縣城及鄉、鎮建有污水處理廠1008座，處理能力達1826萬立方米/日。
雖然由於國家和各級政府對環境保護重視程度的不斷提高，中國污水處理行業正在快速增長，污水處理總量逐年增加，城鎮污水處理率不斷提高。但目前中國污水處理行業仍處於發展的初級階段。
一方面，中國目前的污水處理能力尚跟不上用水規模的迅速擴張，管網、污泥處理等配套設施建設嚴重滯後。另一方面，中國的污水處理率與發達國家相比，還存在著明顯的差距，且處理設施的負荷率低。
因此中國應完善污水處理的政策法規，建立監管體制，創建合理的污水處理收費體系，扶植國內環保產業發展，推進污水處理行業的產業化和市場化。污水處理行業是一個朝陽產業，發展前景十分廣闊。中國將在「十一五」期間投資3000億元以推進城市污水處理和利用，中國污水處理行業由此迎來高速發展期。

㈣ 放射性污染的監測方法

9.3.2.1 核事故污染的監測

核事故往往造成的污染范圍很大，而且給人民生命和國民經濟帶來巨大的損失，引起全世界的關注。針對核事故的地球物理監測工作大體上可分為兩大部分:一是在核事故發生後開始的大區域快速監測工作，及時了解逐日的污染擴散范圍和方向並採取相應的防範對策;二是對所有核設施的長年監測工作，以便一旦發生事故時，能夠了解原有的放射性背景以及追蹤事故後污染逐步消除的過程。

(1)切爾諾貝利核事故監測

早在核電站建成之前，蘇聯的烏克蘭科學院從20世紀60年代初期就通過在基輔的監測站對基輔周圍地區(包括切爾諾貝利地區)進行長期放射性環境監測。監測的參數包括γ輻射背景值(用輻射儀測量)、散落物的放射性活度測量(用面積40cm×40cm的平底盤採集，盤底鋪一張浸泡過甘油的濾紙，採集持續兩周，採集的樣品放在瓷坩堝內在電熱爐中加溫到500℃灰化，然後測定其β輻射強度)、土壤放射性污染檢測(在地表下5cm深處用正方形取樣器10cm×10cm取樣，樣品風干、磨碎、過篩後，測定其β輻射強度)。

事故發生前，γ輻射劑量率為10～12μR/h(背景值)，1986年4月26日發生事故後，4月30日升高到5mR/h，比背景值高約500倍。在隨後幾天內γ輻射值變化強烈，與放射性物質的繼續泄漏和天氣變化有關。5月9日在反應堆再次爆炸後，γ輻射也再次出現高峰。1986年底，γ輻射降低到50μR/h，1992年(監測經過公布前)再次降低為16～18μR/h，接近事故前的背景值。

土壤中的β放射性活度(按土壤質量計)在事故前為550～740Bq/kg，事故後升高到29600Bq/kg。事故前放射性⁹⁰Sr的質量活度為3.7～22.2Bq/kg，事故後升高了10倍。

為了了解污染的區域分布，瑞典地質調查所動用了兩架地球物理專用飛機，在150m的高度上進行了航空γ能譜測量，1986年5月1～6日的測量結果如圖9.12所示。在Gavle附近發現明顯的高值。後幾天的調查重點移向瑞典南部，以了解是否可以允許奶牛吃該地春天新生的牧草。5月5～8日在瑞典其他地區用100km線距的東西向測線覆蓋，發現污染區不斷向瑞典－挪威邊界的方向擴大。從5月9日～6月9日整個瑞典用50km線距的航空測量覆蓋，在一些異常區測線加密到2km。蘇聯在1986年4月28日以後，在國內面積為527400km的區域內進行過比例尺為1∶10萬、1∶20萬、1∶50萬的航空γ能譜測量，以監測放射性污染彌散的區域。

圖9.12瑞典航空γ射線照射量率等值線圖 (照射量率單位為μR/h)

(2)追蹤核動力衛星

由於衛星在進入大氣層後解體成多個碎片，因此監測工作要在降落軌道周圍廣闊地區內進行，主要依靠航空γ能譜測量，發現異常後再進行地面檢查。

蘇聯的用核反應堆作動力的宇宙－954衛星1977年底～1978年初在加拿大西北部隕落。1978年初加拿大國防部和美國能源部合作，追蹤衛星隕落的碎片在加拿大的散落位置。首先根據計算機預測的衛星隕落軌道，劃出一條長800km、寬50km隕落區域，由大奴湖東端至哈德遜灣附近的貝克爾湖，並將其分為14段。用4架C－130Heracles(大力神)飛機，以1.853km的線距、500m的離地高度作了航空γ能譜測量。加拿大地質調查所的能譜系統首先在大奴湖東端冰上的一號地段探測到放射源，到1月31日對全區作了普查，發現所有放射性碎片落在一個10km寬的帶內，在該帶內又以500m線距和250m離地高度作了詳查。鑒於大力神飛機的飛行高度不可能再進一步降低，還採用了一套直升機探測系統，在9號地段的冰上發現許多弱的放射源，它們都是在大力神的飛行高度上所不能發現的，後來對這些小片的分析表明它們是反應堆芯的一部分。此後，直升機系統又在沿大奴湖南岸一帶發現了更多的放射性碎片(圖9.13)，這些碎片隨北風飄向預訂軌道的南側。到3月底又在大奴湖的冰上作了一次系統的直升機γ能譜測量，數據分析進一步證明反應堆芯在進入大氣層後已全部解體。同年夏天，加拿大原子能監控管理局做了進一步的監測和清理工作，以保證清除所有的有害物質，共回收約3500枚碎片，最遠的在衛星軌道以南480km。

9.3.2.2礦山探采和選冶污染的監測

除了鈾礦床外，許多有色金屬、貴金屬、稀有金屬、稀土元素和磷礦床等也都伴生有大量放射性元素，對這些礦床的勘探、開采、選礦和冶煉都會導致放射性污染。為了清除這些污染，了解清除的效果，都需要進行監測。

(1)尾礦場地的污染與監測

在地質勘探階段，礦床雖未交給工業部門開采，但是在勘探過程中使用了水平巷道、豎井和淺井等工程，使礦區受到天然放射性元素的污染。在礦床開采過程中，礦石和廢石的堆放與運輸造成更大面積的污染，選冶過程中產生的尾礦和爐渣也是不可忽視的污染源。

圖9.13大奴湖地區由宇宙－954衛星放射性碎片引起的γ射線總計數的分布

1979～1980年美國能源部在鹽湖谷作了航空放射性測量，以便劃定尾礦場地范圍，並指導地面調查。測量系統安裝在直升機上，探測器由20個NaI晶體組成，每個體積645.7cm³，航高46m，線距76m。根據測量數據繪出了照射量率等值線圖，如圖9.14(a)所示和高於背景值的²²⁶Ra含量分布范圍圖，如圖9.14(b)所示。背景照射量率變化於430～645fA/kg(1μR/h=71.667fA/kg)之間。尾礦堆的照射量率最高超過1×10⁵fA/kg。在尾礦堆以北有兩個照射量率偏高的突出部分，西面的一個據認為是由尾礦受風吹動造成的，東面的一個沿鐵路分布，可能由測量時正在運輸的放射性物質或由沿鐵路運輸散落的礦石或尾礦引起。沿鐵路的其他輻射異常據推測也是由散落物引起的。

利用此次航空放射性測量數據，鹽湖城衛生局和猶他州衛生廳劃定出14個此前未知的放射性異常區，地面檢查發現9個地點屬於鈾選礦廠的尾礦、1個是鈾礦石、3個是放射性爐渣，還有1個是儲存的選礦設備。在20世紀80年代初查出的這些污染地段都得到了清理。

(2)採煤和燃煤的污染及監測

許多重要的採煤區在採煤過程中形成大面積的放射性污染。例如，德國的魯爾礦區發現，由煤礦抽向地面的水中²²⁶Ra含量所導致的活度濃度達13kBq/m³，流入地下坑道中的水達63kBq/m³。魯爾區所有煤礦每年抽出的水含²²⁶Ra導致的總活度共37GBq。在地面上放射性污染的分布在很大程度上與水的化學成分有關，共有兩類含鐳的水，A類含硫酸鹽甚少或不含硫酸鹽，但含Ba²⁺離子;B類水含大量硫酸鹽，但不含Ba²⁺離子。在B類水中鐳不沉澱，而A類水中的鐳，當其與硫酸鹽混合後，鐳與鋇同時沉澱，形成放射性沉積物。很多煤礦已採煤百年以上，在礦山廢水流經之處形成很厚的沉積層，質量活度達150kBq/kg，並導致土壤和植物的污染，土壤質量活度由0.2～31kBq/kg，在水道兩側的新鮮植物中含²²⁶Ra，其質量活度達1kBq/kg。

目前世界上許多發展中國家都以煤作為主要能源，因此粉煤灰成為一種量大面積的放射性污染源。據聯合國原子輻射效應科學委員會(UNSCEAR)的統計，一個每天燒煤10t的熱電廠，向大氣釋放的²³⁸U放射性活度達1850kBq，一個1000MW的熱電廠每年排放粉煤灰5×10⁵t，其中1.4×10⁵t排入大氣。調查表明，在熱電廠周圍由於粉煤灰放射性引起的癌症死亡率比在核電站周圍高30倍。

圖9.14鹽湖谷航空放射性測量

(3)石油開采及運輸中的放射性污染和監測

石油開發過程中的放射性污染主要來自放射性測井。在測井中使用的放射性物質主要有中子源、同位素等，如鎇鈹(²⁴¹Am－Be)中子源，¹³⁷Cs，²²⁶Ra，¹³¹Ba，¹³¹I，¹¹³Sn，¹¹³In伽馬源等。測井過程中的放射性污染主要是因操作不當造成的，如:由於操作不慎，配置的活化液濺入外環境;在開瓶分裝、稀釋及攪拌過程中，有¹³¹I氣溶膠逸出，造成空氣污染;在向注水井注入¹³¹I活化液時，由於操作不當，造成井場周圍的表面污染;測井過程中玷污井管和井下工具等。

在石油化工生產中，承壓設備(如鍋爐爐管、液化氣球罐、液化氣槽車、承壓容器、管線等)的探傷、液位控制、液位測量、密度測定、物料劑量、化學成分分析及醫療中的透視、拍片、疾病治療等，廣泛地採用了放射技術。在料位、液面、密度、物料劑量、化學成分分析方面的放射性同位素源的劑量、活度一般是幾個毫居里(mCi)，很少超過1000mCi。不過，在正常工作情況下，不論是從事工業探傷的人員還是同位素儀表操作人員，身體健康均不會受到放射性損傷。

油田上放射性污染面積大的地方，甚至可以在1∶50萬的航空γ能譜測量中反映出來，污染物以鐳及其衰變產物為主，鈾、釷含量不超過土壤的背景值。該企業用路線汽車能譜測量在斯塔夫羅波爾邊區測過的40個油氣田，其地表全被放射性廢料污染，發現300多個污染地段，γ射線照射量率為60～3000μR/h，其中大部分在100～1000μR/h范圍內。

(4)磷肥的放射性污染及監測

在天然環境中磷和鈾之間有著穩定的共生關系，磷肥的原料———磷礦石含有偏高的鈾，磷肥的副產品中則含有較多的鈾衰變產物，這些都會給磷肥廠周圍的環境造成放射性污染。

在西班牙西南部奧迭爾河和廷托河匯合入海處附近有一個大型磷酸廠，用於製造磷酸鹽肥料，其原料為磷灰岩，含有大量鈾系放射性核素。在西班牙生產磷酸的方法是用硫酸來處理原岩，在此過程中形成硫酸鈣沉澱(CaSO₄·2H₂O)，稱為磷石膏，這種副產物或者直接排入奧迭爾河，或者堆在廠房周圍。因此，需要估算該廠每年排入周圍環境的核素數量。此外，還測定了西班牙西南部幾種商品肥料的放射性元素含量，以估計其對農田的放射生態影響。

所有的調查工作均基於測定固體和液體樣的U同位素、²²⁶Ra和²¹⁰Po及⁴⁰K的含量。知道每年產出的磷石膏量及其中U，²²⁶Ra，²¹⁰Po的質量活度平均值，得出工廠附近每年排出的U同位素總活度約0.6TBq，²¹⁰Po總活度為1.8TBq，²²⁶Ra總活度為1.8TBq，各種放射性核素總量的80%存留在磷石膏堆中，其他直接排入奧迭爾河，存放的磷石膏也逐漸被水溶解流入河中。到達廷托河的水²³⁸U活度濃度為40Bq/L，²²⁶Ra為0.9Bq/L，²¹⁰Po為9Bq/L。為研究河流的污染，還取了水系沉積物樣，樣品濕重數千克，烘乾、磨碎、混合後在高純鍺探測器上測量，探測器覆蓋10cm厚的鉛屏，內有2mm的銅襯，以便測得較低的質量活度。

磷肥廠的環境放射性污染在我國亦有發現。核工業總公司在上海市郊進行航空γ能譜測量時，曾發現10×10^－6的鈾異常，是背景值的45倍，經查是由化肥廠的磷礦粉引起的。

9.3.2.3建築材料的放射性污染及監測

除了房屋地基的岩石、土壤會逸出氡外，建築材料中也可能含有某些放射性元素，因此也可能成為放射性污染源。當建築材料中鐳的質量活度高於37Bq/kg時，會成為室內空氣中氡的重要來源。有些地方用工業廢料作為製造建築材料的原料，可能將工業廢料中的放射性污染物帶入室內。例如利用粉煤灰或煤渣製造建築材料曾被認為是廢物利用的好辦法，但是當煤的放射性元素含量偏高時，會導致嚴重的後果。我國核工業總公司曾經對石煤渣所建房屋的室內吸收劑量率做過調查，發現石煤渣磚房屋的γ輻射吸收劑量率比對照組的房屋高出3～9倍。我國用白雲鄂博尾礦、礦渣做原料製造水泥的工廠，用其生產的水泥建造的房屋時室內氡的濃度比對照組高出4～6倍。而美國對常用建築材料放射性的調查結果表明，木材輻射出的氡最少，混凝土最多。

我國居民住宅多用磚作建築材料，其中放射性⁴⁰K質量活度最高為148Bq/kg，Ra為37～185Bq/kg，釷為37～185Bq/kg。對於天然建築材料，建材行業標准(JC518－93)將其分三類，見表9.4。

表9.4我國天然建築材料核輻射分級標准

俄羅斯勘探地球物理研究所提出用以下參數對建築材料的輻射室內居民輻射劑量進行監測。

9.3.2.4 核廢料處理場地的選址和勘察

各國根據自己的條件來選擇適於儲存核廢料的地質體，但迄今研究得最多的是兩種:鹽體和深成結晶岩體。鹽體被認為是儲存核廢料得最好地質介質，其優點是未經破壞的鹽層乾燥，鹽體中產生的裂隙易於癒合，鹽比其他岩石更易吸收核廢料釋放的熱，鹽屏蔽射線的能力強，鹽的抗壓強度大，而且一般位於地震活動少的地區。而另外一些國家，因為各自的地質條件，主要研究利用深成結晶岩儲存核廢料。如加拿大和瑞典等國家，大部分領土屬於前寒武紀地質，它們研究的對象包括片麻岩、花崗岩、輝長岩等。這些岩體能否儲存核廢料主要取決於其中地下水的活動情況。由於結晶岩中地下水的唯一通道是裂隙，所以圈定裂隙帶並研究其含水性是重要的任務。在具體選擇儲存場地時考慮以下幾個條件:地勢平坦、因而水力梯度小，主要裂隙帶不要穿過場地，小裂隙帶應盡可能少，要避開可能有礦的地點。

其他研究的地質體還有粘土、玄武岩、凝灰岩、頁岩、砂岩、石膏，碳酸鹽也是可以考慮的目標。一般來說，碳酸鹽岩是不適合的，但由不透水岩石包圍的碳酸鹽岩透鏡體是值得研究的。除了陸地上的地質體外，對海底岩石的研究也已經開始。

(1)鹽體選址勘察中的地球物理工作

A.鹽體普查

為了儲存核廢料，首先要了解鹽層的深度、厚度和構造，圈出適合儲存的鹽體，一般傾向於把核廢料儲存在鹽丘里。

重力測量。重力法對鹽丘能進行有效的勘察。鹽的密度穩定，為2.1×10³kg/m³，往往低於圍岩(2.2×10³～2.4×10³kg/m³)，在鹽丘上可測到n×10～n×100g.u.的重力低。當鹽丘上部有厚層石膏時，由於石膏密度大，結果形成弱重力低背景上的重力高。當鹽丘為緻密火成岩環繞(火成岩在鹽丘形成過程中侵入)時，則在重力低的邊緣出現環狀重力高。鹽丘表面起伏可用高精度重力和地震測量綜合研究。當鹽丘地區的重力場非常復雜時(重力場為鹽上、鹽下層位、鹽層和基底的綜合反映)，採用最小化法進行解釋:首先根據地質－地球物理資料提出模型，然後自動選擇與觀測重力異常最吻合的模型曲線，使兩者偏差的平方和等於最小值。

電法測量。鹽比圍岩電阻率高，是電性基準層，以往鹽層構造用直流電測深研究，近年來則愈來愈多地採用大地電流法和磁大地電流法。採用大地電流法確定鹽體埋藏深度時，利用大地電流平均場強與鹽層深度之間的統計關系，因此要掌握少量鑽探和地震資料。平均場強的高值區對應於鹽丘和鹽垣，這樣圈出的局部構造很多已被地震或鑽探所證實。

地震測量。在構造比較簡單的沉積岩區地震反射和折射法探測鹽層起伏是很有效的。例如丹麥為儲存核廢料選擇的莫爾斯鹽丘，其位置和形態就是根據反射面的分布確定的。在某些情況下地面地震法只能確定鹽丘頂部平緩部分的位置。而側壁的形態和位置難以確定，這可以採用井中地震。

總之，在選址時，為了研究鹽層構造，一般先利用重力和電法，兩者結合起來能更詳細地確定鹽層構造在平面上的大小和形態。根據重力和電法結果布置地震測網，通過地震法可准確確定鹽體深度，而利用井中地震則可准確確定鹽體側壁的位置和形態。

B.研究鹽體的內部結構

為了確定鹽體是否適應於儲存核廢料，必須研究鹽體內部結構，即其所含雜質(夾層)數量、含水性和裂隙發育程度。

確定雜質(夾層)的數量。鹽的相對純度是影響其能否儲存核廢料的一個重要因素，雜質的出現會使鹽層的抗壓強度減小，屏蔽射線的能力降低。鹽體所含雜質包括泥質組分、石膏等，泥質組分有的形成單獨的夾層，有的與鹽混在一起，形成泥鹽。美國得克薩斯州的帕洛杜羅盆地用天然γ測井和密度γ－γ測井評價了中上二疊系鹽層的純度。γ射線強度與泥質含量有關，因為泥質組分中的釷量較高。γ－γ測井求得的密度則與石膏的百分含量之間存在著線性相關關系。計算了每個鑽孔每個鹽層的γ強度平均值。不到30ft的夾層，其γ強度與鹽層一起平均，當夾層厚於30ft時，就把鹽層作為兩個單獨的層處理，據此編制了不同旋迴的γ射線強度的等值線圖，它實質上就是泥質含量分布圖，從中可以選擇泥質含量最低的地區作為儲存核廢料的地點。

在美國鹽谷地區還曾利用垂直地震剖面法，根據波速的不同劃分鹽中的夾層。而在丹麥的莫爾斯鹽丘則用井中重力研究了鹽內的夾層。

研究含水性。鹽體含水對建立核廢料是一個潛在的危險，它使部分鹽溶解成為鹵水，減小鹽的機械強度並腐蝕廢料容器。測量鹽體的含水量可以採用中子測井，以²⁵⁵Cf為中子源。試驗表明，在釋放的γ射線譜線上氫本身的峰很弱，不能用作評價含水量的尺度，但可利用快中子與Na和Cl原子核的相互作用，以下列參數衡量含水量:Na中子非彈性散射峰與Cl中子俘獲峰的比值。非彈性散射是指Na的原子核吸收一個中子並放出一個中子和γ射線，γ射線峰的位置在138keV;中子俘獲是指Cl的原子核俘獲一個中子並放出γ射線，其峰的位置在789keV。上述比值與水的含量呈正比。美國曾利用瞬變電磁法來確定鹵水的位置，在實際探測時發現，鹵水的位置與瞬變電磁法一維反演的低阻層位置相當吻合。

了解裂隙發育程度。為了保證核廢料庫的安全，必須了解鹽層的裂隙發育程度。主要方法為井中電法(特別是無線電波法)和聲波測井。鹽的電阻率高，電磁波傳播的損耗小，無線電波法的探測距離大，夾層或裂隙的電阻率或介電常數與鹽不同，這些都是應用無線電波法的有利條件。無線電波法包括透視和反射法，透視法測孔間信號的衰減，而反射法的發射和接收天線位於同一孔內，測電磁脈沖的走時和反射層的特徵。均勻的鹽不會產生明顯反射，裂隙增多則反射亦增多。無裂隙的鹽電阻率高、衰減小，多裂隙的鹽則電阻率低、衰減大。因此，衰減小、反射少的鹽體更適於儲存核廢料。

用聲波測井確定裂隙帶的位置時可以利用不同的參數，如反射波幅度、聲波速度和區間時間。

(2)深成結晶岩體選址和勘察中的地球物理工作

核廢料擬儲存於花崗岩深成結晶岩體500～1000m深度上類似於礦山的處理洞穴中。在深成結晶岩體的選址和勘察過程中，地球物理工作分為三個階段，即場地篩選、場地評價和洞穴開挖過程中的勘察。

A.場地篩選

首先開展區域普查來篩選幾個地區，作為候選的處理場地，每個地區的面積可達上千平方千米。在篩選過程中，了解深成岩體的形態和深度、周圍地質環境、主要不連續面的位置和走向，蓋層的特徵、岩石的完整性等都是很重要的。由於場地篩選是區域性調查，涉及面積很大，所以要選用快速普查性的地球物理方法，尤其是航空地球物理方法。航空磁測曾被用來確定深成岩體的邊界以及岩體中的岩石與構造界面，一般與航空磁測同時開展的航空γ能譜測量也可用於劃分花崗岩體的邊界，花崗岩體鈾的含量可達8×10^－6，而圍岩往往低於2×10^－6。航空電磁法用來填繪裂隙帶在近地表的投影以及覆蓋層的特徵。湖區的裂隙帶則可採用船載聲吶設備圈定。岩石的完整性可以通過測量岩石的整體電阻率來評價，採用的方法有大地電磁法(MT)、音頻大地電磁法(AMT)、瞬變電磁法(TEM)和直流電阻率法等。

地面重力法曾被用來確定深成岩體的形態和深度及其地質環境。圖9.15顯示一條南北向跨過岩基的39km長的重力剖面，圖上包括實測和模型重力曲線以及根據當地常見岩石單元作出的解釋剖面。與岩基有關的100g.u.的重力低非常明顯，疊加在重力低上的局部重力高很可能是由高密度的包裹體引起。

B.場地評價

場地評價是在經過篩選的較小區域內進行更詳細的調查，每個區域的面積可達100km²，總的目標是圈定主要裂隙帶，確定其幾何形態，進行岩性填圖並了解覆蓋層的特徵。

應用高解析度地震反射法了解裂隙帶的深部情況以及發現深埋的裂隙帶。可以探測到寬於地震波主波長1/8的目標，例如在P波速度約5500m/s的花崗岩中，若採用150Hz左右的工作頻率，就可以探測到5m寬的裂隙帶。但是要求探測離地表1000m以內的反射體意味著有用的反射包含在地震記錄的第1s內，然而對高解析度地震常用的炮檢距來說，在這一時間段內也有地滾波到達，為了減小地滾波的影響，需要採用頻率濾波、f－k濾波、減小炸葯量以保留信號的高頻成分，並且選擇適當的檢波器距使地滾波在疊加時盡量減小。

目前還提出了三種應用地球物理方法估算裂隙的水壓滲透性的途徑:一是利用裂隙空間的電導率;二是利用裂隙內聲波能量的損耗;三是利用地震波通過時鑽孔對裂隙壓縮的響應。

對於准備開挖的場地來說，層析方法的作用更大，因為在這樣的地點鑽孔的數目要控制在最低限度，以防在岩體中形成新的地下水通道。

C.開挖階段的勘察工作

開挖儲存核廢料洞穴的工作開始以後，需要了解洞穴周圍岩體的水文地質條件和地質力學條件。由於本階段研究的目標減小，所以要採用高解析度，因而是高頻的地球物理方法。雷達、超聲波和聲輻射方法都曾得到有效的應用。

圖9.15跨過岩基的一條南北向重力剖面圖和二維重力模型(右側為北)

利用超聲波可以確定開挖破壞帶的厚度。利用聲輻射測量可以監測開挖的安全性，聲輻射參數的變化可以用來預測可能產生的岩爆並確定其位置。此外，聲輻射測量還用於追蹤向裂隙帶內灌漿的進程，這時在裂隙帶附近的一系列鑽孔內放置加速度計，在灌漿過程中記錄的聲輻射強度是同灌漿的進展相關的。

總之，在深成結晶岩地區核廢料處理場地選址和勘察工作中，地球物理方法既能快速而經濟地做到對大片區域的地質構造進行全面的了解，又能對候選場地進行詳細評價和勘察。表9.5將各個階段的地球物理工作加以總結。但在各個階段的工作中，除地球物理方法外，還應綜合應用其他方法，尤其是水文地質、地球化學、地質和岩石力學方法等。由於地球物理方法在解釋上的多解性，還應通過鑽探來驗證。

表9.5深成結晶岩區核廢料地質處理中的地球物理工作

㈤ 反滲透膜清洗酸鹼用量

你說的應該是反滲透膜的化學清洗吧。

1、檸檬酸溶液，在高壓或低壓下，用1%-2%的檸檬酸水溶液對陶氏膜進行連續或循環沖洗，這種方法對Fe(OH)3污染有很好的清洗效果。本文介紹了陶氏反滲透膜化學清洗方法。

2、檸檬酸銨溶液，檸檬酸的溶液中加入氨水或配成不同PH值的溶液，也可在檸檬酸銨的溶液中加HCL，調節PH值至2-2.5，例如在190L去離子水中，溶解277g檸檬酸胺，用HCL調節溶液PH值為2.5，用這種溶液在膜系統內循環清洗6小時，效果很好，若將該溶液加溫到35-40℃，清洗效果更好，該溶液對無機物的污染清洗效果均很好，但清洗時間較長。

3、加酶洗滌劑，用加酶洗滌劑處理膜，對有機物污染，特別是對蛋白質，油類等有機物污染特別有效，若在50℃-60℃下清洗效果更好，一般的在運行10天或半個月後用1%的加酶洗滌劑在低壓下對膜進行一次清洗，由於所用加酶洗滌劑濃度較低，所以要求浸漬時間長一些。

4、濃鹽水，對肢體污染嚴懲的膜採用濃鹽水清洗是有效的，這是由於高濃度鹽水能減弱膠體間的相互作用，促進膠體凝聚形成膠團。

5、水溶性乳化液，用於清洗被油和氧化鐵污染的膜十分有效，一般清洗30-60分鍾。

6、雙氧水溶液，例如將0.5L，30%的H2O2用12L去離子水稀釋，然後清洗膜表面，這種方法對有機物污染特別有效。

7、次氯酸鈉和甲醛溶液，對於細菌的污染，要視不同的陶氏膜採取不同的處理措施，對芳香聚醯胺膜可用1%(重量)的甲醛溶液清洗，同時要經常分析反滲透濃水中保持0.2-0.5mg/l的余氯，以防止細菌繁殖。

8、草酸和EDTA溶液， 對於膜上的金屬氧化物沉澱，用草酸和EDTA溶液清洗為好。

㈥ 染料中間體還原物廢水為什麼很難處理

【污水處理技術】染料及染料中間體廢水處理

1前言

染料及染料中間體廢水是指染料或染料中間體生產過程中排出的工藝廢水。染料中間體的生產包括以下幾個過程：由苯、萘、蒽等基本有機原料經磺化、硝化、還原、鹵化、胺化、氧化、醯化、烷基化等化學反應過程，生成比原來結構復雜，但不具有染料特性的有機化合物，如H酸、土氏酸、J酸等。染料中間體經重氮化、偶合等反應過程製成原染料。原染料再經染料後處理，製成商品染料。染料生產過程耗用的原料多，每噸物耗可達幾噸到幾十噸，同時在其生產過程中，往往需要一次或多次水洗，因而產生大量的副產物或廢料，尤其是廢液產生量很大。

一般來說，染料及染料中間體廢水具有如下特點：

①廢水中污染物種類多。染料及染料中間體廢水含有酸、鹼、鹽、鹵素、烴、硝基物、胺類和染料及中間體等物質，有些還含有劇毒的聯苯胺、吡啶、氨、酚、以及重金屬汞、鎘、鉻等。

②有機物濃度高。其CODCr值一般在4000 mg/L以上，對於酸性染料、直接染料以及食用染料，由於原料往往帶有磺酸基團，易溶於水，導致這些有機污染物多以水溶態存在於廢液中。

③含鹽量高。廢水中含鹽量可以達到幾十到幾百g/L。

④染料的使用要求，促使它向抗光解、抗氧化、抗生物降解方向發展，使得這些廢水難以用常規的方法治理。

⑤染料生產多為間歇操作，工藝較落後，產生的廢水水質波動很大，鄉鎮企業的水質波動更為顯著。

2源頭治理技術

從根本上講，治理廢水的途徑應該從清潔生產入手，實行污染源全過程式控制制，少排或不排廢水。源頭治理技術主要是包括以下幾個方面：

①推行清潔生產，實行工業污染源全過程式控制制。清潔生產、污染源全過程式控制制是以節能、降耗、減污為目標，通過產品開發設計、原材料使用、良好的企業管理、採用先進合理的生產工藝、有效的物料循環、綜合利用等途徑實施生產、產品周期的全生命周期控制，使污染物產生量最小化的一種科學性很強的綜合技術，其目標是實現工業生產經濟效益、社會效益和環境效益的統一。

②加強冷卻水系統工藝管理，提高水循環利用率。義大利某廠設計產量為5000 t/d，年總用水量為6500 000 m3，其中50%是冷卻系統循環水。發達國家工業循環水利用率一般達70%以上，目前國內染料廠冷卻水循環利用尚未引起足夠的重視，冷卻水循環利用率不高，冷卻水系統工藝管理更有待改進。

③實行工藝改革，使「三廢」產生量最小化。同一染料產品常常有幾條合成路線和不同生產方法，選用合理的合成路線和先進的生產方法，使「三廢」在工藝過程中消滅或減低到最低限度。例如，同樣一種產品中間體N－氰乙基苯胺的合成，國內某染料廠採用的工藝為：以苯胺為原料，在氰乙基化罐中加入丙烯氰，使用催化劑ZnCl2，在溫度60~100℃下反應28小時，製得氰乙基苯胺。而義大利Acna公司採用苯酚做催化劑，苯酚可以通過蒸餾回收，產品質量有保證，廢水中不存在Zn污染。

④提高產品回收率，降低原材料消耗。目前，我國染料及中間體生產技術水平與發達國家相比，還有一定的差距，產品回收率低，「三廢」污染比較嚴重。因此，提高產品回收率，降低原材料消耗，既有經濟效益又有環境效益。

⑤加強物料回收，大力開展綜合利用。染料及中間體產生的「三廢」實質是生產過程中流失的原料、中間體和副產物。應用資源循環原理，開展「三廢」資源化技術，使染料工業廢水中污染物減至最低限度。

⑥研究與開發無「三廢」工藝。無「三廢」生產工藝研究與開發，已成為染料中間體開發研究的重要方向。前蘇聯有機中間體和染料研究院，首先把以水為介質反應改為有機溶劑，廢水數量大為減少，例如在有機介質中由鄰氨基酚同光氣作用製取苯並酮唑，可完全消除污水的產生，同時還提高了產品質量。間硝基苯磺酸生產中原來每噸產品產生20 m3廢水，採用鹼或碳酸鈉中和並將過量的硫酸鈉分離出來，廢水套用到成品的分離和洗滌，成為無「三廢」工藝。有廢水需要處理的單位，也可以到易凈水網服務平台咨詢具備類似污水處理經驗的企業。

3末端治理技術

一般來說，染料廢水的末端治理以降低水中的CODCr、色度，回收廢水中的有機物、廢酸和無機鹽為目的。根據不同水質和排放要求，採用不同的處理方法：去除固體雜質，可採用混凝法和過濾法；脫色一般採用混凝—吸附組合工藝流程；去除有毒物質和有機物，主要採用化學氧化法、生物法和反滲透法等；去除重金屬，可用化學沉澱法和離子交換法等相關技術文檔請參考易凈水網資料庫http://www.ep360.cn/qita/。

從染料及中間體廢水末端治理技術原理上看，大致可把它們分為三類：物理處理法、化學處理法及生物處理法。

3.1物理處理法

物理處理法包括混凝沉澱法、吸附法、氣浮法、電滲析法、結晶分離法、精餾法、離子交換法、萃取法等。一些比較常用的方法簡述如下：

①混凝沉澱法

混凝沉澱法近年來發展較快，是染料廢水凈化的主要方法之一。對於成分復雜的染料廢水，先經均化沉澱，加入適量的酸或鹼中和後，再加混凝劑絮凝沉澱。

混凝沉澱法主要用於染料廢水的脫色，對萘系染料處理效果較好，對蒽醌染料較差。染料廢水混凝沉澱的處理效果取決於混凝劑、助凝劑的選擇和用量、廢水的pH值、混凝的水力條件等。該方法對色度的去除率約為70%~90%，CODCr的去除率約為50%~80%。英國水研究中心對某廠分散染料廢水進行混凝沉澱處理，CODCr去除率為77.9%，色度去除率為80%。

常用的絮凝劑可分為無機、有機和高分子三種類型。使用最廣泛的是鐵鹽和鋁鹽，常用的還有含活性氧化鋁、高嶺土、皂土的混凝劑。近年還開發了不少新型無機和有機絮凝劑，如聚硅酸、硫酸鋁等。

②吸附法

吸附法可去除水中的色、臭、重金屬離子和有機物。由於吸附劑對不同類型的吸附能力存在差異，即吸附劑具有選擇性，因此，採用吸附法處理染料廢水，吸附劑的選擇是影響處理效果的一個關鍵因素。最常用的吸附劑是活性炭。天津長城化工廠以活性炭為吸附劑用於土氏酸生產中吸附母液中的二萘胺。

另外一些吸附劑是氧化鋁和活性氧化鋁。活性氧化鋁的處理效果可以通過添加沉澱劑或絮凝劑來提高。其它的吸附劑有SiO2、活化煤、高分子吸附劑等，根據當地情況還可以使用一些廉價的吸附劑，如粘土、礦渣、粉煤灰等。

高分子吸附劑與離子交換樹脂聯合使用，可以去除染料廢水中的重金屬、酚類、胺類等。在一種二步法處理工藝中，第一步使用的吸附劑是具有較大表面積的非離子型聚合物，廢水隨後通過一個弱酸性的離子交換器。Rock&Stevens公司用這種方法去除水中酸性、活性、金屬絡合及鹼性染料。該方法不大適用於分散染料的去除。在這種工藝中，吸附樹脂去除廢水中的有機物，未被吸附的殘余離子隨後被離子交換樹脂去除。兩種樹脂都可再生利用。

吸附法能夠去除廢水中難以分解的物質，對於不能生化處理或生物法處理後達不到排放標準的廢水，可用吸附法處理。

③萃取法

萃取法是利用有機物在水中和有機溶劑中溶解度的差異，選擇一種適宜的溶劑，通過與水混合，使有機物從水中迅速轉移到溶劑相中，然後經兩相分離，水相得到處理，而溶劑相含有染料。

染料從廢液中去除後濃縮於有機相中。根據廢水初始濃度的不同，染料可濃縮5~10倍。在該過程中，其它一些帶負電荷雜質也會從廢水中去除，例如某些含鹵素親油性物質。有機相可以用蒸餾法再生，但目前更多的是用酸或鹼進行反萃取，就可以使萃取劑得到再生，而染料以濃縮鹽的形式分離出來，萃取劑循環使用，這是一個很大的優點。

④結晶法

結晶法是通過控制物理條件，使染料或鹽分從水中結晶分離出來，從而達到去除水中污染物的目的。該方法不必向水中另行投加化學物質。採用冷凍分離法處理J酸生產過程中的酸性廢液，將廢液冷凍至-10~-20℃，使廢液中Na2SO4結晶析出，然後過濾除去。濾液加熱、濃縮後，返回原生產工序使用。

⑤氣浮法

氣浮法是廢水經過混凝後，通過加氣使水中污染物上浮。根據廢水性質不同，採用不同的氣浮方法。以疏水性染料、還原、冰染為主的染料廢水，普遍採用壓力溶氣氣浮法；廢水中含親水性物質、鹽類物質、以離子化形態存在的待分離物質或苯環上有取代基團的苯胺類化合物，則其它氣浮凈水技術效果較好，這些氣浮技術包括電解凝聚氣浮、離子氣浮、吸附氣浮等。

3.2化學處理法

化學處理法主要是利用化學反應改變廢水中有害物質的結構，以達到回收或分解去除的目的。化學處理法常與物理法或生物法聯合使用。

①氧化法

氧化法的目的是通過強氧化劑的氧化作用，破壞發色基團或染料分子結構，達到脫色和去除CODCr的目的。常用的氧化方法有葯劑氧化法、電解法、O3氧化法、光氧化法、濕式空氣氧化法等。葯劑氧化法一般可用氯氣、雙氧水作氧化劑。

隨著太陽能利用研究的發展，利用太陽光為光源的光氧化法處理廢水的研究越來越受到人們的重視，並取得了可喜的進展。

②還原法

偶氮染料可進行還原處理，但有時所產生的芳香胺是致癌物。對於蒽醌染料來說，還原是可逆的。基於上述原因，還原法在染料廢水處理中應用不多。

③焚燒法

焚燒法是在高溫下，利用空氣深度氧化處理極高濃度有機物廢水的最有效手段，是最易實現工業化的方法。CODCr大於1.0×105 mg/L，熱值大於1.0×104 kJ/kg的高濃度廢水，爐內操作溫度為900~1000℃，停留時間3~4 s，空氣剩餘系數為1.2~1.4，可使廢水直接燃燒。國內染料廢水處理基本都是以回收無機鹽為目的。目前，國內焚燒處理存在的主要問題是：熱回收率低，不少焚燒裝置因運轉費用高而不能運行。國外先進的焚燒系統都配備廢熱回收和廢氣污染控制裝置，有利於降低能耗和消除二次污染。

3.3生物處理方法

生物處理方法是污水處理的常規方法，也是染料廢水常用的處理手段之一。常用的生物方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法和厭氧生物法等。廢水中含胺、酚類等，用生物法處理有較好的效果；對於酸性和鹼性廢水，可先經中和處理後再用生物法處理；對偶氮染料和硫化染料廢水，可先經還原和氧化處理，降低其毒性後，再用生物法處理；亦有採用菌藻共生系統降解偶氮染料的報導，廢水先進入厭氧塘，使偶氮雙鍵斷裂，然後進入好氧塘，降解芳香胺。

近年來，由於染料行業發展迅速，為了提高染料的使用性能，染料產品逐漸向抗氧化、抗光解、抗生物降解方向發展，廢水中難生物降解的物質越來越多，給生物處理帶來一定的困難。

採用生物法處理染料廢水，最重要的是解決廢水的可生化性問題。目前，一般趨於採用強化生物法與物化法結合的方案。

4廢水資源化技術

國內外關於染料廢水的資源化研究主要集中在以下幾個方面：

4.1稀酸的濃縮與回用

染料廢水中常伴有稀酸的排出，這部分酸可以回收利用。稀酸的回收主要包括濃縮和凈化。凈化指去除水中的有機物，主要有氣提法、水解法、吸附法、萃取法、氧化法等，其中以氧化法最好。濃縮方法主要有鼓泡多室濃縮法、升膜式真空蒸發濃縮法。日本的Yawata化學工業公司採用浸沒燃燒法將含稀鹽酸的染料廢水中的有機物燃燒後，獲得13%的鹽酸，然後用濃H2SO4進行循環脫水，轉化為濃鹽酸，既處理了廢物，又回收了鹽酸。

4.2鹽類的回收

染料廢水中含鹽量很大，可採用濃縮和焚燒法回收。濃縮法不能去除廢水中的有機物質；焚燒法雖然能把有機物作為熱源焚燒，但是，如前所述，由於其成本高，難以得到廣泛應用。

4.3有機物的回收

染料生產過程中會產生高濃度廢母液，這種廢液有機物和無機鹽濃度很高，處理困難，如果能將其中有用的有機物提取出來，加以回收利用，將具有很好的經濟效益和環境效益。有機物回收的方法主要有：樹脂吸附、液膜萃取、絡合萃取和離子締合萃取。

有機物回收後，廢水中污染物濃度大大降低，經過適當處理後易達到排放標准。因此，這是一種很有前途的處理方法。

5小結

總的來說，對於染料工業廢水，使用單一處理方法，難以使處理後的出水達到國家要求的排放標准。目前一般採用兩級處理方法：即物化法加生化法、生化法加氧化法，或生化法加吸附法等。在地球資源日益枯竭的情況下，國內外關於廢水資源化技術的研究越來越多，人們趨向於尋找不造成二次污染，同時可回收廢水中有用物質的技術，以取代目前耗資巨大的各種處理方法。