水污染治理的新工艺与设计探索

2020-11-27马艳红

科技与创新 2020年21期

马艳红

（秦皇岛市环境保护宣传教育中心，河北秦皇岛066000）

当下，经济高速发展对于水资源索取不断增加、水资源短缺和污染现象越来越严重之间的矛盾越来越大，环境污染现象以及水污染现象越来越严重，使得国民日常生活身体健康也受到一定程度的威胁，也阻碍了中国经济的进一步发展。因此，如何开展水污染治理，并积极运用新的工艺技术且合理设计成为许多污水处理企业所关注的主要问题。

1 水污染治理的一般原则

城市污水处理的主要目的是令其能够满足排放或是污水回收利用标准，以避免污水直接排放对周围环境造成严重污染，而经过处理之后的污水，可以用作农业灌溉、城市景观塑造以及工业生产之中，借此帮助国内节省大量水资源。污水处理工艺程序的选用及设计必须考虑如下因素。

1.1 污水需要满足的处理标准

处理标准是污水处理企业所必须选用的根据。污水处理标准主要表现在经过加工之后水体的各项质保，经过处理之后排放污水水体是运用最为频繁的取向。因此，在完成对水体的加工以及处理之后，污水处理程度普遍是根据城市污水二级处理工艺技术所能够满足的处理程度，即是否能够满足BOD5以及SS 均不大于30 mg/L 这一条件选择合适的工艺流程。城市污水处理工作之后出水的第二作用便是重复利用，主要表现在运用在城市杂用之中，如为绿地、公园提供喷洒或是灌溉使用，或是用作对街道以及厕所的冲洗，或是为城市景观提供水。要实现上述重复利用与城市之中的目标，城市之中所形成的污染水需要经过二次处理之后，再次接受一定的深度处理方可运用。通常情况下，污水处理厂需要运用混凝沉淀以及过滤的方式之后再消毒加工，从而尽可能减少BOD5以及SS3以令处理水能够满足回收利用的各项指标。

1.2 污水处理工艺的投资以及运营成本

工程投资以及运营费用同样是工艺技术选用的关键影响因素。处理水需要满足水质标准基础，结合所处理的水体质量以及总量，选用切实可行的多种工艺技术予以全面的技术经济对比，进而从中挑选优秀、适合以及合理的技术，保证技术的所需要的运行费用以及工程投资成本相对较低，在保证处理质量以及效率的同时，尽可能减少所投入的成本。例如，针对城市所产生的污水BOD5或是SS 浓度相对较高，水体质量以及总量变化幅度明显的情况下，建议运用A-B法活性污泥处理技术，该技术相较于一般的活性污泥方式处理方式效果更为显著，可以有效脱除NH3-N，同时也可帮助企业节约基建投资数值的20%，能源损耗可以节省月15%上下。

1.3 技术的选用需要结自然、地形条件以及土地与资源的运用状况

因地制宜、综合考量选用适宜于目前状况的处理技术，可避免对农田的占用，而是将加工设备放置在河滩沼泽区域、洼地区域或旧河道之中。

2 水污染治理的新工艺与设计

2.1 人工湿地生态系统水资源污染治理技术

人工湿地属于人为构建的一种干预性生态系统，其目标是借助人造的人工湿地对受到污染的水体予以合理的管控，其关于污染水的处理效果较为优秀，借助湿地的土壤、植物以及其中蕴含的微生物对污染予以物理性以及化学性的协同作用。人工湿地系统是目前污水处理最为有效的一种方式，在自然生态之中可运用物理、化学以及生物等完成污水的处理，而该废水处理技术的合理运用可以高效清除水体之中存在的有机物，且去除率不低于80%。关于受到污染水中氮、磷元素等都具备优秀的去除效果。另外，该技术同时也具备其他优势，例如工程建设以及运营方面，无需投入过多成本，具有优秀的负载适应性，相比于其余水污染处理技术而言，人工湿地的预期成本较低且实际运用过程中对附近自然环境所产生的影响并不明显等多项优势，使其得以较为广泛频繁地运用。

人工湿地系统内污水普遍以表面流湿地、潜流实地以及垂直流湿地形式存在。上述3 种不同人工湿地污水处理期间，关于表面流湿地以及潜流湿地的运用范围最为广泛，具体受到污水处理措施以及操作控制决策的干预。就目前而言，因为人工湿地的建设方向产生了变化，人工湿地运用种类也需要对应地予以调整，从而产生合适的运用形态，即复合流人工湿地系统。该系统能够合理更改传统污水处理方式结构单一的问题，以达到高效净化的目的。

2.2 生物浮岛技术水资源污染治理技术

流经城镇的河流如果与其他水污染源相近，水体富营养化程度相对较高，也使得附近生态环境呈现恶化的趋势，同时为当地水污染治理工作造成严重的负面影响。如今国内外学者研发了大量用以处理水体富营养化的净化技术，包括生物浮岛技术、人工水草净化技术等，针对富营养化的水体污染而言，运用生物浮岛技术与人工水净化技术可清洁水质。其中，生物辅导污水处理技术具体是运用植物生长所具有的自然规律，其关于污染水的净化流程具体为：构建浮体—依赖根部完成吸附—消除污染物—实现水质的净化的目的。城市应用该水污染处理技术，可以有效将受污染水之中的污染物清除，实现对水质的净化，且无需投入大量成本，能够持续且反复运用。不仅如此，生物浮岛之中存在以及繁衍的水生生物能够为城市建设一个更为良好的生态环境。

2.3 电化学氧化（催化）技术

电化学氧化（催化）技术即运用阳极反应以实现对有机物的降解，或是利用阳极反应现任工程羟基自由基（·OH）以及臭氧等氧化剂实现对有机物的降解。电化学氧化（催化）技术技术包含有一维、二维以及三维电极体系。因为三维电极体系具备微电场点电解效果，如今得到许多地区的认可，并得到广泛应用。三维电极是基于传统原本二维电解槽电极之间充填粒装或是其余碎屑状工作电极材料，同时令充填的材料附着电，作为第三极存在，同时在工作电极材料表面即可产生电化学反应。相较于二维平板电极而言，三维电极的比表面更大，使得电解槽面体比提高，可以在较低电流密度的状态下供应较高的电流强度，粒子之间的距离过小而使得物质传质速度大幅加快，时空转换效率也随之提高，所以电流效率也有所加强、处理效果更为优秀。三维电极能够用在解决生活污水、染料以及农药等有机废水，实现对垃圾渗滤液以及金属离子的过滤，提高处理效果。

2.4 制革废水处理技术与设计

制革废水可采用分质处理的技术，即通过沉淀方式回收铬盐、气浮方式脱除油以及催化氧化的方式脱除硫化物。其中，沉淀法回收铬盐。含有铬的废水可利用碱沉淀加工加以回收，即利用原液内的铬化合物，配合碱形成氢氧化铬等待沉淀，之后将已经沉淀的氢氧化铬，添加硫酸予以搅拌，便可获得一定浓度的铬化合物，进而将其运用在生产之中。从生产车间之中产生的含有铬元素的废水，在经过格栅将大体积的悬浮固体物筛除之后，通过泵把污水运送至微滤设备将颗粒悬浮物脱除，确保所回收铬盐的纯度，过滤之后将水流输送在反应池内。在反应池内，铬与氢氧化钠之间发生反应，使得氢氧化铬自由沉淀，然后仅需要通过板框压滤机予以分离，便可获得铬泥饼，再添加硫酸，两者产生反应之后，即为硫酸铬，便可重复运用。

气浮方式脱除油。生猪革制作所产生的污水其中含有油脂含量在21%～35%之间，猪革生产工艺流程之中，95%上下的原有油脂转变至废水内，使得油脂的质量浓度可达到6～14 g/L。气浮方式脱除油脂即利用微气泡以及有离子之间开展物理吸附，同时吸附之后的物体上浮，然后完成分离。工艺设计如下：含有油脂的废水在经过格栅过滤之后，便可进入调节池，之后通过泵输送至气浮池内，添加混凝剂实现气浮，利用刮渣机将形成的浮油清除，完成该项工作。

催化氧化法脱硫，制革生产中脱毛工作需要添加Na2S以及石灰，使得废水之中包含有大规模悬浮物、硫化物以及蛋白质，导致水源受到严重污染。催化氧化法脱硫便是基于锰盐催化效果，利用空气将废水内的S2-以及HS-予以氧化，并形成硫酸根或是晶体硫化，然后将其分离，实现无害化处理的目标。含硫废水在经过锰盐催化氧化反应之后，含硫废水经过格栅进入调节池，然后经泵流入曝气池，并添加MnSO4溶液，然后鼓风曝气或是设立水下波器设备，废水在曝气池之中接受Mn2+催化，令S2-经过氧化S 脱离，该方式S2-脱除率可达到95%，COD 脱除率不低于70%，效果明显。