关键词污水处理厂；恶臭；离子除臭；污泥
中图分类号X703.1文献标识码A文章编号1007-5739（2011）12-0271-02
随着经济社会的不断发展，各地污水处理工作迅速有效地开展，污水处理厂数量明显增加。城市污水处理厂作为解决城市水污染问题最基本而有效的途径，是保护城市生态环境、治理河流污染的必然举措，但其在建设和运行过程中，又因自身产生和排放污染物对周围环境产生一定的污染，国家环境保护部的《建设项目环境保护分类管理名录》中明确提出将城市污水处理厂列入对环境可能造成重大影响的建设项目。该文通过分析污水处理厂存在的环境问题，提出解决问题的对策和方法。
1出水水质无法满足达标排放
综合分析导致污水处理厂出水水质超标的众多原因，大致可分为以下2个方面。
1.1进水水质发生变化导致尾水超标
在调研中发现，部分污水处理厂进水COD浓度超过1000mg/L、总氮超过200mg/L、总磷超过100mg/L。由于企业的超标乱排，加上污水厂的现有监控设施配置缺失，往往在事故发生后才发现，造成污水处理厂生化微生物活性下降，甚至生物相破坏，污泥膨胀，最终导致出水水质恶化，超过国家规定的排放标准要求，并对水环境及生态系统产生较大的不利影响；微生物群体受到冲击毒害严重时，可能一两个月都无法恢复正常的有机物降解能力，最终导致很长一段时间内城市污水无法达标排放。
针对上述问题，相关管理部门应强化点源治理，特别要制订和落实点源重金属、磷的减排措施，进而确保污水处理厂进水水质的稳定。
1.2处理装置运转不正常导致尾水超标
污水处理厂的各处理单元都发挥各自特有的功能，无论哪一个环节出现异常，都可能导致尾水超标。因此，污水处理厂从初步设计阶段就应该严格按照国家规范要求，保证工程、设备质量。但也存在由于出现不可抗拒的外部原因，如双回路停电、突发性自然灾害等情况，将导致污水未经处理而超标外排的情况，此时应要求部分排水企业或全部停止向管道排污，以确保水体功能安全。
2臭气污染影响
污水处理厂在运营期间会产生一些臭气，由于经济的快速发展，城市用地紧张，很多污水处理厂周围紧邻着住宅区或者商业区，因而其恶臭污染备受各方关注。要控制污水厂的臭气污染，必须从其恶臭来源、排放规律等方面着手，进而确定适宜的污染治理措施，将其污染影响降至最低。
2.1恶臭来源、成分
污水中的污染物在厌氧或缺氧的条件下发生腐化，随着水流的流动散发出恶臭，污水厂各处理单元都会不同程度地向周围环境散发恶臭。相关研究调查结果表明，城市污水处理厂的污泥处理区（污泥浓缩池、污泥脱水间等）与污水进水区（进水泵站、隔栅、曝气沉砂池等）产生的恶臭气体，无论在臭气产生量上，还是在排放强度上，均高于其他处理单元[1-2]，具体结果如图1所示。
臭气成分复杂，其中包括了含硫化合物（如硫化氢、硫醇）、含氮化合物（如氨）以及含氧有机物（如醛、酚）等多种物质。在进行污水处理厂臭气分析时，大多选择硫化氢、氨、甲硫醇作为臭气强度的参考指标。
2.2恶臭排放规律
恶臭排放强度与多种因素相关，污水、污泥处理处置工艺不同，产生的臭气成分和浓度也不同，掌握恶臭的排放规律，对控制污水处理厂的恶臭污染有很大的指导意义。长泥龄工艺（如氧化沟）臭气产量低于短泥龄工艺（如常规曝气工艺）[3]，好氧工艺低于厌氧工艺。此外，污水处理厂内恶臭物质的产生与季节和温度存在直接关系。研究结果表明，当水温分别低于18、21℃时，污水中的H2S和NH3的排放浓度基本为零[4]。因此，当污水厂的水温低于18℃时，可以适当考虑调整恶臭处理装置的运行时间来节约成本。同时，雨天也可以降低污水处理厂的恶臭污染物浓度。
2.3恶臭污染评价
恶臭污染是通过人的嗅觉而引起的不愉乃至影响人体健康的一种感觉公害，目前衡量恶臭污染的程度主要包括3种指标，即臭气浓度、臭气可忍耐度和臭气强度。其中臭气强度是恶臭污染的主要评价指标，臭气强度等级是以嗅阈值为基准将臭味强度划分等级，目前应用较为广泛的分级方法由日本环境厅提出，其将臭气强度划分为6级，具体如表1所示。
污水处理厂各处理构筑物产生的恶臭气体对整个污水处理厂及其周边地区都会产生污染影响。以日处理量为10万m3的污水处理厂脱水机房为例，其每小时的臭气散发量按脱水机房容积的3～5倍计算[5]，臭气中的H2S散发速率约30mg/s。根据《环境影响评价技术导则——大气环境（HJ2.2-2008）》中推荐的预测模式估算，H2S随距离衰减的情况如表2所示。
从上述衰减结果可以看出，在最不利的气象条件下，污泥脱水机房H2S浓度衰减300m以上，其臭气强度方可接近1级。此外，由于臭气组分复杂，臭气浓度是各种恶臭污染物和异味的综合反映，而恶臭污染物浓度预测结果只是单一污染物的反映，在实际操作中经常出现恶臭物质浓度预测的结果优于臭气浓度评价结果，也就是说即使恶臭污染物计算值比较理想，但人们的反应却是臭味明显。因此，在恶臭评价时，应该采取现场嗅闻与预测相结合的方法进行。
2.4常用的恶臭污染治理措施
调查发现，随着人们环保意识的提高，近几年污水处理厂在设计阶段便从减少恶臭环境影响的角度出发，对主要的恶臭排放单元泵房、格栅、污泥浓缩池等加盖收集经除臭装置处理。常用的处理方法主要有离子除臭法、植物液除臭法、生物除臭和化学除臭等。
2.4.1离子除臭法。利用恶臭气体多为还原性物质，容易被具有较强氧化性的氧离子氧化化学特性，利用离子发生器产生氧离子，有效氧化分解空气中的污染因子，去除异臭味。离子除臭系统包括空气过滤、离子发生器、废气处理装置以及相关配套通风机组成，该装置净化过程如图2所示。
对于污水处理厂来说，上述净化过程可用于提升泵房、格栅间、沉砂池、脱水间等部位的除臭。以污泥脱水间为例，其在工程上的布置如图3所示。
目前，离子除臭工艺在北京、天津、广州等地已经得到广泛的应用，上海白龙港水质净化厂、桃浦污水处理厂、济南北园污水泵站等均采用上述工艺对臭气进行处理，处理效果良好，对硫化氢的去除效率大于90%，对氨的去除效率大于70%。
2.4.2植物液除臭法。基本原理（图4）：将一些特殊天然植物提取液雾化，让雾化后的分子均匀地分散在空气中，液滴具有很大的比表面积和表面能[6]。溶液的表面不仅能有效地吸咐空气中的异味分子，同时也能与被吸附的异味分子发生分解、聚合、取代、置换和合成等化学反应，使其立体构型发生改变，削弱了异味分子中的化合键，使之失去臭味。植物除臭剂与异味分子H2S和NH3的反应式如下：
该方法用于恶臭治理主要涉及三方面的影响因素，即雾化程度、喷洒位置、喷洒量。雾化通常有专门的机械设备来完成，喷洒位置、喷洒量则是根据工程实施经验确定。植物汁液法不用增设气体收集装置、电耗少、占地少、操作方便，很容易在已建脱水机房的基础上安置、增设植物汁液必要的设备，北京排水集团高碑店污水处理厂即采用该种方法对脱水间进行恶臭处理。
2.4.3生物法。生物脱臭法是利用微生物的代谢作用降解臭气物质，适合去除污水处理厂产生的臭气物质。生物滤池除臭是目前研究最多、工艺最成熟、应用最广泛的生物除臭方法[6]。该除臭法是在适宜条件下，利用附着大量微生物的固体载体（填料）吸附、处理收集到的臭气，使臭气物质最终分解为二氧化碳和水，其工作流程如图5所示。
生物滤池法除臭技术具有运行费用低、处理效率高、无二次污染、操作管理简便等优点，应用很广泛。广州某城市污水处理厂在预处理区、二级处理区和污泥处理区分别设置了生物滤池，以去除运行过程中产生的臭气物质。
3污泥污染
污水处理厂在利用微生物进行水中污染物去除的同时，也将产生大量的剩余污泥，污水处理技术是通过微生物的代谢作用及物理化学方法，将污水中的大量污染物转移到剩余污泥中，其实质是污染物的相对转移，即将可溶性的污染物从水相转移到固相中[2]。污水处理厂的污泥如果未经处理随意排放，经过雨水的侵蚀和渗漏作用，极易对地下水、土壤造成二次污染，直接危害人类的身体健康，给当地的生态环境带来严重的安全隐患[2]。
2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》要求城镇污水处理厂的污泥应进行稳定化处理，并对厌氧消化、好氧消化、好氧堆肥3种稳定化处理后的污泥控制标准进行了规定。
城市污泥的处置方式主要有填埋、焚烧、倒海和农业利用等，前3种方法由于场地的限制、费用昂贵、造成二次污染等因素而难以实施或被禁止[2]。而污泥中含有大量的氮、磷、钾、钙及有机质等营养物质，其作为农用资源前景广阔，有利于城市和农业的可持续发展。需要注意的是，由于城市功能的复杂性，城市污水处理厂接纳的污水类型也千差万别，工业废水连同生活污水一同经市政排污管网汇入污水处理厂，工业废水中难免会含有重金属等有毒有害物质，随着处理过程的逐步深入，有害物质就会转移到污泥中。因此，城市污水处理厂在排放污泥时，应对污泥进行重金属等有害物质成分分析之后再决定其具体去向。
4结语
随着人们环保意识的提高，污水处理厂的恶臭、污泥等环境污染问题也越来越受到关注，如何切实有效地对这些问题进行控制，需要从产生规律、环境条件等方面进行系统、全面地研究。同时，还需加强政策法规的建立和监督工作，做好污水厂的正常管理工作。通过政策管理和技术防控手段综合治理，解决好污水厂的环境污染问题。
5参考文献
[1]FRECHENFB.OdorinventoryofGermanywastewatertreatmentplants-odorflowratesandodoremissioncapacity[J].WatSciTech，2004，50（4）：139-146.
[2]桂红艳.城市污水处理厂对周边环境污染及防治初步研究[D].广州：中国科学院研究生院（广州地球化学研究所），2007.
[3]郭静，梁娟.污水处理厂恶臭污染状况分析与评价[J].中国给水排水，2002，18（2）：41-42.
[4]眭光华，李建军，孙国萍.城市污水处理厂恶臭污染源调查与研究[J].环境工程学报，2008，2（3）：399-402.
关键字:污水处理生物膜法氧化法
1城市污水处理的重要性和迫切性
我国淡水资源十分短缺,人均拥有量2300m3,相当于世界人均水平的1/4,居世界110位。1997年起,全国城市污水排放量占废水排放总量的比例接近45%,改变了我国水污染治理工作一直以工业废水治理为主的局面,开始加强城市污水的综合治理工作。1999年我国城市污水污染负荷首次超过了工业废水污染负荷,我国水污染控制重点已经从工业点源污染为主的控制,逐步转变为以城市污水污染为主的控制。据《2003年中国环境状况公报》公布,2003年,全国废水排放总量为460亿吨,其中城市生活污水排放量247.6亿吨,占污水排放总量的53.8%。废水化学需氧量(COD)排放总量1333万吨,其中生活污水COD排放821.7万吨,占废水COD排放总量的61.6%,由此可见,目前我国的水污染形势严峻,特别是城市污水的排放对地表水和地下水水质的影响显得更加突出。据有关资料统计,全国近80%的生活污水未经处理,直接排入江河湖海,年排污量达400亿m3,造成全国1/3以上的水域受到污染。专家指出,水污染加剧了水资源的短缺,直接威胁着饮用水的安全和人民群众的健康,影响到工农业生产和农作物安全造成的经济损失约为GNP的1.5%~3%,水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。未来城市的最大危害就是污水。造成我国水污染严重的主要原因之一是由于全国城市污水处理率较低,使大量的城市污水未经处理而直接外排,导致了严重的水污染,并加剧了水资源的短缺。加上随着城市化和工业化进程的加快,城市污水产生量不断增大,使得水环境污染日益严重。城市污水处理的严重滞后,已经成为影响我国区域水污染防治目标实现的一个重要因素,并且严重制约了城市社会经济的可持续发展。国家专门就城市污水处理问题颁布了一系列政策及技术规定,制订城市治污达标的“时间表”,加快建设城市污水集中处理设施刻不容缓。
2.污水处理常用方法探讨
2.1活性污泥法。
长期以来,城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各国应用最广的一种生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢反应,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态,这样,废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离,流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流,称为回流污泥,回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度,也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常从沉淀池中排除,以维持活性污泥系统的稳定运行,这部分污泥叫剩余污泥。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。
由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制,使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来,目前在城市生活污水处理研究和应用领域,普遍存在的问题有:(1)采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理复杂,易出现污泥膨胀现象;设备不能满足高效低耗的要求;(2)随着污水排放标准的不断严格,对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高,传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主,往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联,形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这势必增加基建投资的费用及能耗,并且使运行管理较为复杂;(3)目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资,因此建设大型的污水处理厂,集中处理生活污水,从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。
因此,如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展,已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。这要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善,同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题,且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。
2.2生物膜法。
在污水生物处理的发展和应用中,活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物,主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接触后,溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质,污水得到净化,所需氧化一般直接来自大气。生物膜法处理系统适用于处理中小规模的城市废水,采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘,生物滤池在我国南方更为适用。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量低、占地面积少、便于运行管理等优点,在处理中极具竞争力。
2.3氧化法。
氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力的城市生活污水预处理方法之一。根据氧化剂的种类及反应器的类型,氧化法可分为化学氧化法、催化氧化法、(催化)湿式氧化法,光催化氧化法、超临界氧化法等。化学氧化法虽然操作简单,但由于其处理效果并非十分理想,而且由于其运行成本较高,因此,在城市生活污水处理应用中使用并不很多。为了达到提高处理效果,同时降低运行成本的目的,人们开发了一些其他的氧化技术。光催化氧化法设备简单、运行条件温和、氧化能力强、杀菌作用强、处理彻底,因此,在水的深度处理及对难生物降解的有机废水的处理具有极好的应用前景,目前已成为国内外非常活跃的研究课题,有专家预测,氧化法将成为21世纪废水处理中重要的方法之一。
结论:
综上所述,城市污水处理是一个迫在眉睫的问题,目前越来越多的受到人们的关注。但目前遇到的最到的问题是技术的改良和污水处理实际落实的问题。还希望相关部门能够将污水处理真正提上日程,投资进行新技术的研究,为人们的生活带来更多的绿色和清新。
参考文献:
[1]储金宇,等·臭氧技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2002.
[2]许建华,等·水的特种处理[M].上海:同济大学出版社,1989.
关键词：水污染防治可持续发展
中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0141-01
水污染一直是困扰我国环境保护工作人员的主要问题，各级部门也在水污染治理方面不遗余力，希望能真正解决水污染问题。实践证明，只依靠行政命令来控制和缓解水污染问题是绝对不够的，要实现水资源的持续利用，提高水体质量，保护自然生态环境，实现可持续发展，就需要我们应用新理论和新方法，开展全民、全面的水污染治理计划。
1城市水污染概况
城市水污染主要有两个源头，首先是工业生产中产生的废水；其次是城市污水排放和处理设施落后，无法满足现实需求，导致大量生活污水未经处理直接进入水体，造成环境污染。我国各城市中有用的污水处理厂数量甚少，且主要集中在大型城市，这导致污水处理设施运行率低，全国的污水处理率仅为20%。城市中排水管道网络建设落实，开展实行雨、污分流制的排水系统只占全部排水管网的44.5%，大量污水直接流入河流，成为城市主要的水体污染源。在居民住宅区，没有统一完善的粪便、生活污水处理系统，很多都是以栋为单位，经化粪池初步处理后直接排入沟渠，然后进入河流湖泊，使水质富营养化，水体丧失自净功能。
2防治现状及特点
城市中的污水主要是人们的生活污水，例如冲厕用水、生活洗涤用水、厨房污水等。这些生活活动所需要的水量大，水分中含有的污染物成分复杂，加上我国城市规划的落后，生活区、商业区、办公区混杂，餐饮洗浴业遍布，生活污水排泄与城市排渍共用下水道系统，污水处理没有分区分块，也没有统筹规划，污水在没有经过治理的情况下排入河流中，导致我国城市污水出现数量大、范围广，杂、散、乱的特点。
3城市水环境存在的问题
城市是社会的主要组成部门，城市中容纳了大部分的人，城市水源对整个社会秩序的稳定，经济的持续发展来说有十分重要的意义。城市水环境主要包括了能够满足自然生活正常生存的水体，抵御洪涝灾害能力，水资源供给程度，水体质量状况，水利工程等。
3.1城市水污染逐年加剧
由于我国城市发展速度快，城市居民的环保意识还跟不上来，每年大约有200亿立方米工业废水和生活污水在没有经过任何处理的情况下排入到江河湖泊中。当然，这只是对城市的统计，我国农村也存在这些问题，水资源污染问题十分严峻。
3.2城市水污染治理技术落实
从根本上讲，我国在污水处理技术和污水处理意识方面的教育还不强，到2005年底，我国依然有278个城市没有建成污水处理厂，还有30多个城市50多座污水处理厂的运行负荷不足30%，或者没有运行，污水处理的效率和质量极其低下。
3.3近年来水污染事故经常发生
城市规划中各种不足的问题突出，有很多化工、石化等重污染企业建在大江大河沿岸、靠近城市饮用水和居民区，造成了水污染的日益恶劣。
3.4城市水资源开发利用程度超标
我国城市在河流水资源的开发商过度超标开发，例如淮河的开发率超过了60%，海河超过90%，已经严重超出了国际规定的30%～40%水生态警戒线。还有很多地下水开采超标的问题，不少城市过度的开采地下水，已经出现了地面下沉、管网漏损率增加等问题。以上的问题只是冰山一角，还有很多不足和严重的问题存在。
4控制对策
4.1用法律手段根治工业污染源
对于工业生产所造成的水污染，政府和各级部门一定要严格处理。工业是支持国家经济发展的重要行业，我们为了实现可持续发展，必须加强法律手段，严格执行国家规范，对违规排放企业，该关的必须关闭整顿，该停则要停止生产。督促企业加快技术改进，使用清洁能源，实现清洁生产，绝不能允许企业将治污成本继续转嫁给社会。建立、完善水资源保护法，用严肃的、强有力的法律手段加强管理，做到以防为主、以治为辅，而这也是水环境建设的最简单、最经济、最有力的手段。
4.2严格控制污水排放标准
没有经过处理的城市污水会排入农田，从而污染农田、污染地下水，影响地下水资源的安全，进而破坏饮用水安全，损害人们的健康。在水资源紧张的情况下，一定要合理利用水源，发展污水灌溉农田的方法，将处理过的污水，在保证没有安全问题的情况下用于农田灌溉，确保粮食增产，同时也要对饮用水源实施严格的保护。解决这一问题，还要以科学的态度，协调各部门，制定完善的科学计划，保证污水灌区水土环境平衡，确保污水造福社会。
4.3加大污水处理力度
我国在完善污水处理系统方面，实施了分散与集中相结合的污水处理方式，城市工业污水让工业生企业自己按照规定去处理，而居民生活污水则需要集中处理，并通过塘库调蓄处理，使土地生态处理及农、林、牧、植物生态处理结合起来，实现水资源的合理开发使用，节省资源。完善污水灌溉体系，建立污水灌区水土环境指标体系及监测信息系统，用科学技术去研究确定污水灌溉农田、地下水及土壤环境评价指标，建立污水灌区水土环境监测体系，保证污水灌溉农业的可持续发展。
4.4利用经济杠杆
在推动污水治理，节约用水方面，经济杠杆起到了很大的作用，通过制定价格措施，对污水处理和排污收费制定合理的价格，对居民用水实施阶梯计价收费，控制水污染与水资源的浪费。
4.5完善城市排水系统
市政建设在安排排水管道系统时，应首先考虑采用分流制下水道系统，或采用以合流制为主，部分地区采用分流制的模式，在居民集中或经济开发区，相应建设分流制排水系统，降低污水处理成本，提高污水处理效率。
4.6大力开发低耗高效废水处理与回用技术
传统的活性污泥法在处理城市污水方面虽然有一定作用，能有效的去掉污水中的有机物，但建设成本大，运行复杂，在我国一些经济较落后的地方难以实施。我们必须因地制宜，根据实际情况，研发高效低耗的新型废水处理与回用技术，例如厌氧生物处理新技术、生物膜法、电催化氧化法、光催化氧化法、天然净化系统等。计量减少污水处理厂的建设，减少开支，这样才能提高城市污水的处理效率，并控制水污染。
5结语
在积极的宣传和教育引导下，我国居民对环境保护，节约使用水资源，控制污染方面有了很大进步，而保护城市水环境也得到了社会的认同，因此，只要我们不断努力，将会看到我国水环境的改善，社会环境的改变。
参考文献
[1]吴淑武.也谈水污染现状及其对策[J].琼州大学学报，2002（4）.
[2]张建成.大同市区水污染防治及对策研究[J].山西水利，2004.
关键字:污水处理生物膜法氧化法
1城市污水处理的重要性和迫切性
我国淡水资源十分短缺,人均拥有量2300m3,相当于世界人均水平的1/4,居世界110位。1997年起,全国城市污水排放量占废水排放总量的比例接近45%,改变了我国水污染治理工作一直以工业废水治理为主的局面,开始加强城市污水的综合治理工作。1999年我国城市污水污染负荷首次超过了工业废水污染负荷,我国水污染控制重点已经从工业点源污染为主的控制,逐步转变为以城市污水污染为主的控制。据《2003年中国环境状况公报》公布,2003年,全国废水排放总量为460亿吨,其中城市生活污水排放量247.6亿吨,占污水排放总量的53.8%。废水化学需氧量(COD)排放总量1333万吨,其中生活污水COD排放821.7万吨,占废水COD排放总量的61.6%,由此可见,目前我国的水污染形势严峻,特别是城市污水的排放对地表水和地下水水质的影响显得更加突出。据有关资料统计,全国近80%的生活污水未经处理,直接排入江河湖海,年排污量达400亿m3,造成全国1/3以上的水域受到污染。专家指出,水污染加剧了水资源的短缺,直接威胁着饮用水的安全和人民群众的健康,影响到工农业生产和农作物安全造成的经济损失约为GNP的1.5%~3%,水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。未来城市的最大危害就是污水。造成我国水污染严重的主要原因之一是由于全国城市污水处理率较低,使大量的城市污水未经处理而直接外排,导致了严重的水污染,并加剧了水资源的短缺。加上随着城市化和工业化进程的加快,城市污水产生量不断增大,使得水环境污染日益严重。城市污水处理的严重滞后,已经成为影响我国区域水污染防治目标实现的一个重要因素,并且严重制约了城市社会经济的可持续发展。国家专门就城市污水处理问题颁布了一系列政策及技术规定,制订城市治污达标的“时间表”,加快建设城市污水集中处理设施刻不容缓。
2.污水处理常用方法探讨
2.1活性污泥法。
长期以来,城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各国应用最广的一种生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢反应,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态,这样,废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离,流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流,称为回流污泥,回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度,也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常从沉淀池中排除,以维持活性污泥系统的稳定运行,这部分污泥叫剩余污泥。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。
由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制,使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来,目前在城市生活污水处理研究和应用领域,普遍存在的问题有:(1)采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理复杂,易出现污泥膨胀现象;设备不能满足高效低耗的要求;(2)随着污水排放标准的不断严格,对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高,传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主,往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联,形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这势必增加基建投资的费用及能耗,并且使运行管理较为复杂;(3)目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资,因此建设大型的污水处理厂,集中处理生活污水,从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。
因此,如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展,已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。这要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善,同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题,且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。
2.2生物膜法。
在污水生物处理的发展和应用中,活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物,主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接触后,溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质,污水得到净化,所需氧化一般直接来自大气。生物膜法处理系统适用于处理中小规模的城市废水,采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘,生物滤池在我国南方更为适用。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量低、占地面积少、便于运行管理等优点,在处理中极具竞争力。
2.3氧化法。
氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力的城市生活污水预处理方法之一。根据氧化剂的种类及反应器的类型,氧化法可分为化学氧化法、催化氧化法、(催化)湿式氧化法,光催化氧化法、超临界氧化法等。化学氧化法虽然操作简单,但由于其处理效果并非十分理想,而且由于其运行成本较高,因此,在城市生活污水处理应用中使用并不很多。为了达到提高处理效果,同时降低运行成本的目的,人们开发了一些其他的氧化技术。光催化氧化法设备简单、运行条件温和、氧化能力强、杀菌作用强、处理彻底,因此,在水的深度处理及对难生物降解的有机废水的处理具有极好的应用前景,目前已成为国内外非常活跃的研究课题,有专家预测,氧化法将成为21世纪废水处理中重要的方法之一。
结论:
综上所述,城市污水处理是一个迫在眉睫的问题,目前越来越多的受到人们的关注。但目前遇到的最到的问题是技术的改良和污水处理实际落实的问题。还希望相关部门能够将污水处理真正提上日程,投资进行新技术的研究,为人们的生活带来更多的绿色和清新。
参考文献:
[1]储金宇,等·臭氧技术及应用[M].北京:化学工业出版社,2002.
[2]许建华,等·水的特种处理[M].上海:同济大学出版社,1989.
随着我国工农业的迅速发展,环境污染问题也随之而来,主要体现在空气污染、水污染、土壤污染、固体废物污染等几个方面。目前我国的生态环境基本状况属于局部在改善,整体在恶化,环境的破坏速度远远超过了我国环境的治理速度,生态赤字程度在不断扩大。生态环境作为一种全社会共享的公共财产,它的好坏程度,直接影响着所有人的利益。
2生物技术在环境保护中的实际应用
随着分子生物、细胞融合以及基因工程等生物技术在不断发展和完善,生物技术的研究领域也在不断的扩大,现已经发展成为解决生态环境污染问题的重要手段之一。
2.1生物技术在土壤污染治理中的应用
生物技术在土壤污染治理中的应用主要体现在重金属污染的修复中,修复重金属污染的过程,主要是通过植物或者微生物的生物作用来达到净化和消减土壤中的重金属,从而降低重金属的毒性。土壤中的重金属通过生物作用转变成化学形态,其化学形态可以使其固定或者解除其毒性。经过净化和削减的重金属通过生物吸附功能又进一步的减少了其在土壤中的含量甚至消除。土壤中的重金属含量减少或者被完全去除后,其有机质的含量才能够提高,生态结构才可以得到很好的改善,从而得以更好地固定土壤,避免水土的流失。
2.2生物技术在水处理中的应用
污水中含有很多成分复杂的有毒物质,生物技术有利于改善水体的质量以及治理水体污染。水体中的一部分有毒有害物质可以通过微生物自身的新陈代谢等生命活动来去除;在污水处理方面,固定化酶技术是应用最为广泛的生物技术。固定化酶技术通过化学键合法或者武力吸附法来使得水溶性酶与水体中不溶性载体结合,使得固定化酶变成保留催化活性但不溶于水的衍生物,这种方式可以有效地处理污水中的有机物污染。另外,活性污泥法、人工湿地处理系统工程、生物膜处理法等等方式都是常见的改善和处理水污染的生物技术。
2.3生物技术在废气净化方面的应用
将生物技术应用于水体的改善和水污染的处理方面已有很长的历史,但是该技术应用于废气治理方面的时间还很短,研究范围和深度也是有限的。上个世纪80年代末期,很多学者已经开始研究将生物技术应用于工业废气的净化处理方面。吸附法和过滤法是目前生物技术应用于废气污染处理的主要技术,在含有乙醛、酚以及胺等空气污染区主要采取吸附法来净化空气,通过吸附法处理后,上述污染物气体的去除率可以高于百分之九十。生物过滤法主要用于臭味废气的降解方面。当代采用生物技术处理废气方式与传统废气处理工艺相比具有高安全性、成本低、效率高等优势。
2.4生物技术在固体废物处理中的应用
随着社会工业化程度的加深,固体废物也越来越多,如生活垃圾、建筑垃圾、工业和农业生产废物等。生物技术可以将固体废物进行资源化、无害化、减量化处理。通过这种方式的处理,固体废物可以成为用于农业生产的肥料或者其他有用产品,实现变废为宝。生活垃圾一般采取堆肥工艺进行处理,具体可以分为厌氧堆肥和好氧堆肥,高温好氧堆肥是当下研究的最为热门的工艺。采用高温好氧堆肥产生的肥料可以有效地改良土壤、增强土壤中的肥效。通过生物技术处理,城市生活垃圾可以变废为宝,实现垃圾资源化,最终达到保护环境的目的。
3生物技术在环境保护中的发展前景
3.1微生物脱硫技术的开发
煤的燃烧会产生大量有毒气体SO2,造成空气污染。如果利用微生物脱去煤中含有的无机硫和有机硫,就可以有效地控制煤在燃烧过程中有害气体的排放。这些微生物包括氧化亚铁硫杆菌、硫杆菌、酸热硫化叶菌等。日本已通过利用氧化亚铁硫杆菌来脱除H2S,且脱出率已达到99.99%。在燃煤的处理过程中,可以将微生物脱硫技术和浮选工艺相结合来实现煤与黄铁矿分离,达到清除或者降低燃煤排放SO2的目的。另外,微生物还可以应用于石油的脱硫。今后,微生物脱硫技术以及高活性脱硫菌种的研制和培养,配以清洁技术的研究领域将会备受关注,同时也会成为解决原煤燃烧产生SO2污染的最佳途径。
3.2其他方面的技术开发
关键词：水污染突发事故应急处理信息库
1.前言
近来，国内突发多起重大水污染事故，如松花江事件、北江镉污染事件等，不仅造成巨大经济损失，同时更带来社会不稳定和生态环境的巨大破坏。为在突发事故之后及时进行应急处理，明确污染物种类、应急处理措施等，建立针对污染物本身的可广泛应用的信息系统。
2.信息库基本架构
水污染应急处理处置信息库，基本构架如下图所示：
3.信息库各模块功能
3.1污染物信息模块
突发性污染事故的应急监测要求环境监测人员在事故现场，用小型、便携、简易、快速检测仪器或装置，在尽可能短的时间内判断出污染物质的种类、理化特性、浓度、污染的范围及可能的危害程度，并对及时、正确的处理、处置污染事故和制定恢复措施提供科学的决策依据。污染物模块提供了多种有毒有害物质的信息，主要包括：化学品的理化特性、毒理性质、环境标准、环境监测方法、事故现场简单应急处理处置方法等。
根据我国环境监测总站等单位提出的14种化学类别共68种有毒化学物质为水环境优先控制污染物，将这些水环境优先控制污染物单独列出，以便查询。此外，提供部分危险化学品在不同泄露情况下的疏散距离。用户可根据物质的中、英文名称进行查询；也可以根据化学品分类进行查询。
3.2行业废水模块
提供多种行业排放的废水特性、相关行业标准、一般常规处理工艺、以及应急处理等信息，为应急处理及初步确定污染源提供信息，主要包括选矿、冶金、纺织、印染、造纸、制革、电镀、化纤、肉类加工、石化等众多重污染行业。
3.3应急处理工程措施模块
主要包括两大部分：一是针对不同水环境对象，制定不同应急处理工程措施。主要包括：河流、湖泊水库、水源地突发污染事件应急处理工程技术措施，河道底泥疏浚工程，河流生态修复等。二是针对典型污染物水污染提出应急处理工程技术措施，主要包括硝基苯、苯、铬、汞、镉、溢油、煤焦油等的具体详细工程处理措施。
3.4混凝吸附模块
提供多种混凝剂、吸附剂等的适用范围、类型、是否可再生使用、使用方法、影响因素等信息，并提供部分药剂进行废水处理时使用量的计算方法，建议以所用水体为原水进行试验，以得到适合本水体的药剂处理污染物试验数据及结论。
3.5重大污染事件应急案例模块
提供多个国内外重大污染事故案例，包括松花江污染事件、山西杨家坡水库污染事件、广东北江镉污染事件等多种污染物重大污染事件，以及部分案例的具体应急处理处置方案措施，应急处理效果等。
3.6其他模块
行业专家模块，主要提供水处理研究领域的专家学者信息，包括专家学者的年龄、简历、联系方式、研究领域、著作、参与重大项目以及重大污染事件处理等信息，为污染应急选择专家学者提供信息。
应急预案库模块主要提供国家、省、市多级行政区划的突发事故应急预案，同时可录入针对水体自身特性而编写的应急方案。
环境资料模块提供部分有毒有害化学品的主要环境参数，如沉积物-水分配系数、生物转化和降解系数、生物富集系数等；提供美国EPA水环境129种优先污染物名单、归宿与分类等环境资料，作为应急数据库的补充信息等。
4.展望
国内对突发性水污染事故的应急处理处置，尚未有一套完善的突发性水污染事故的应急体系，完善的突发性事故应急系统应包括应急组织结构、预案制定、救援响应、现场污染控制、事故善后等内容。同时，还需要相应的法律法规进行保障支持。
参考文献：
[1]宋乾武水环境优先控制污染物及应急工程技术中国建筑工业出版社
[2]任玉辉浅谈突发性水污染事故应急体系的建设[J].环境科学与管理200732(12)：10-13
[3]何进朝突发性水污染事故预警应急系统研究[C].四川大学硕士论文，2005