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化工厂有机废水处理设计探讨研究论文
1工程概况
某化工厂的主要产品烧碱和聚氯乙烯，生产采用VCM装置和S-PVC装置。本工程设计为该厂有机废水处理系统（不含母液废水处理系统）设计，其废水主要为有机废水m3/d和厂区循环排污水4700m3/d。
2工艺设计
2.1设计进、出水水质
有机废水处理系统的设计规模为2000m3/d，24h运行，废水主要来源于VCM装置和S-PVC装置；循环排污水4700m3/d，24h运行，废水中含少量悬浮物。根据已经建成的实际生产装置，提出了有机废水设计进水水质指标，如表1所示；出水执行《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》(DB37/676-)中一级标准。注：表中单位均为mg/L。
2.2工艺流程
根据有机废水设计进水水质和出水水质执行标准，采用“水解酸化+好氧+臭氧高级氧化+BAF”的工艺。循环排污水进入有机废水深度处理系统共同处理，若CODCr小于50mg/L时，直接进入BAF进行处理。剩余污泥排至厂外污泥处理系统进行处理，此处不作设计。具体工艺流程见图1。
2.3主要构筑物及设计参数
(1)调节池、冷却塔平台。调节池、冷却塔平台与提升泵房合建，主要冷却废水，调匀水质水量后提升至反应池，调节池尺寸为29.0m×16.0m×4.0m（长×宽×高，下同），冷却塔平台尺寸为5.0m×5.0m，提升泵房尺寸为7.5m×5.0m。池内设冷却塔1台（Q=140m3/h，N=7.5kW），提升泵2台（1用1备，Q=85m3/h，H=10m，N＝5.5kW），潜水搅拌机2台，超声波液位计1台，通过PLC传输至中控室。(2)反应池。在反应池内投加NaHSO4，去除废水中的NaClO，尺寸为3.0m×3.0m×3.0m，有效容积为22.5m，停留时间为15min，池内设搅拌机2台（N=0.75kW）。(3)水解酸化池。水解酸化池将难降解的复杂有机污染物分解为易降解的简单有机物，降低废水中SS的含量，尺寸为24.0m×9.0m×6.5m，有效水深为6.0m，停留时间为15h，池内设脉冲布水器2套（Q=50m3/h）。(4)好氧池。好氧池是生化处理系统的主要部分，废水经过好氧微生物菌群的作用，把有机物分解成无机物，使污染物得到去除，尺寸为24.0m×12.0m×6.0m，停留时间为19h，气水比约为20：1，池内设微孔曝气器680套（D=260，Q＝2～3m3/h），曝气风机2台（1用1备，Q=28.18m3/min，ΔPa=68.6kPa，N=55kW），DO仪2套（0~20mg/L）。(5)二沉池。二沉池将废水进行泥水分离，通过沉淀去除废水中的悬浮物，沉淀的污泥一部分回流到生化系统，剩余污泥排到污泥池，尺寸为Ф12.0m×4.5m（直径×高），表面负荷为0.75m3/m2h，池内设刮泥机1台（φ12m，N=0.75kW），污泥回流泵3台（2用1备，Q=85m3/h，H=11m，N=4kW）。(6)臭氧反应池。臭氧氧化反应是利用强氧化剂将微生物无法直接降解的大分子物质和微生物自身代谢产物的分子链氧化断开，污染物变性形成生物能够直接降解的小分子物质，使污染物得到进一步去除，尺寸为12.0m×8.0m×7.0m，停留时间为2h，设臭氧发生装置1套（臭氧产量Q=15kg/h），BAF提升泵2台（1用1备，Q=285m3/h，H=15m，N＝18.5kW），超声波液位计1台，通过PLC传输至中控室。(7)BAF。BAF将废水中的碳化有机物进行好氧生物降解，它包括缓冲配水室、曝气系统、承托层和滤料层、出水系统、反冲洗系统等，单座尺寸为4.0m×4.0m×6.0m，共3座，有机负荷为1.8kgBOD5/（m3滤料d），曝气速率为12m3/m2*h，采用气水联合反冲洗。池内设置陶料滤料120m3（Ф3-5mm），滤板27块（980mm×980mm×100mm），承托层14.5m3（Ф20-40mm），长柄滤头972个，曝气器972个（Q=0.2~0.4m3/(个.h)），BAF曝气风机2台（1用1备，Q=12.8m3/min，ΔPa=58.8kPa，N=22kW），反冲洗泵2台（1用1备，Q=300m3/h，H=15m，N＝18.5kW），反冲洗风机2台（1用1备，Q=11.5m3/min，ΔPa=68.6kPa，N=30kW）。
3设计特点
(1)有机废水主要来源于VCM装置和S-PVC装置，其主要影响排放的因素为CODCr、BOD5、SS，参考同类型化工厂的水质，此类废水中有机污染物含量较高，可生化性高，可通过生化系统降解有机物，通过深度处理确保污染物达标排放。(2)设置调节池。废水排放具有周期性，水质水量变化大，设置调节池并在池内加以搅拌，可确保水处理系统的稳定性，减轻对后续处理设施的压力。(3)生化系统前设置反应池，去除废水中的.NaClO，可减少对生化系统的冲击。(4)进水水质cl-浓度为4000~6000mg/L，不会对生化系统造成损害。(5)循环排污水水质较好时超越臭氧反应池直接进入BAF，减少臭氧的投加量，有效降低运行费用。(6)本项目采用“水解酸化+好氧”作为生化处理工艺，采用“臭氧高级氧化+BAF”作为深度处理工艺，保障出水稳定达标。
4项目运行情况
项目运行效果稳定良好，出水水质达标（见表2）。注：表中单位均为mg/L。5结语（1）采用“水解酸化+好氧+臭氧高级氧化+BAF”工艺处理有机废水具有处理效果好，系统运行稳定。（2）工程运行结果表明，该工艺处理烧碱和聚氯乙烯的生产线有机废水，出水水质稳定达到CODCr≤50mg/L，BOD5≤10mg/L，NH3-N≤5mg/L，SS≤20mg/L的要求，为同类型的有机废水处理提供借鉴。
作者:何俊 单位:广东省环境科学研究院
参考文献：
[1]马冬.烧碱—聚氯乙烯化工生产过程的废水综合处理.中国化工贸易，，(12）：49,64.
[2]达娟，张军.某工业园区污水处理改造工程设计实例.中国给水排水，，31（16）：65-67.
造纸废水处理研究研究论文
1实验材料与方法
1.1实验原料
为了使本实验尽可能的接近实际生产，本研究中的Fenton氧化处理废水取自广西某蔗渣制浆厂经过现有好氧处理后的二沉池出水。
1.2实验方法
取1000mL废水，用硫酸调节pH至3-4；先加入10%的硫酸亚铁12mL，再加入双氧水0.8mL/L，搅拌40min；用NaOH调节pH约为7，曝气20min，加0.1%PAM2mL，离心分离后取化学污泥进行分析。
1.3分析方法
1.3.1电镜分析
分别取化学污泥和好氧污泥少量制成玻片，在DXS-10A型智能化扫描电镜下观察污泥形态。
1.3.2气相色谱-质谱联用分析(GC-MS)
用正己烷和丙酮索式提取污泥中的有机组分，浓缩后利用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)进行检测。GC-MS是污泥有机物定性研究中较为常用的分析手段。具体步骤如下：取经过60目筛网的污泥干样品5.0g（精确至0.0002g），加入50g无水硫酸钠一同放入滤筒置于索式提取器的套筒中，用100mL（4:1体积配比的正己烷/丙酮）混合溶剂加热索式提取，提取后的提取液置于旋转蒸发仪中于70℃浓缩至2~3mL，依次通过装有硅胶和无水硫酸钠的层析柱净化分离，洗脱，以去除样品中含有的大分子和水分等干扰物质。收集洗脱液以高纯氮气吹干，用提取溶剂重新定容至2mL后用GC-MS检测。
1.3.3电感耦合等离子体原子发射光谱分析(ICP-AES)
取经过60目筛网的污泥干样品0.5g（精确至0.0002g），置于聚四氟乙烯烧杯中加少量水润湿，加王水10mL，盖好盖子，在120℃的电热板上加热1h，取下稍冷后加入5mL高氯酸，再升温至200℃，加热至冒白烟，残剩液约0.5mL时，取下冷却再加入氢氟酸5mL，于120℃加热挥发硅，蒸至近干，冷却，再加入高氯酸1mL，继续加热至近干，以驱赶氢氟酸，取下稍冷以1%HNO3定重待测。
2结果与讨论
2.1污泥pH值
通过检测化学污泥和好氧生化污泥pH值发现，化学污泥pH值为7.56-7.68，略高于好氧生化污泥（7.15-7.34）。这是因为Fenton氧化水解生成Fe(OH)3，Fe(OH)3呈碱性。好氧生化污泥的pH值要低些，因为好氧生化污泥中没有投加碱性物质，不能中和微生物在生长过程中所产生的'有机酸。
2.2污泥沉降比
分别取化学污泥与好氧生化污泥配比为1:2.5水土混合物各100mL，用100mL量筒测定0-50min沉降比。污泥沉降比一般用SVn表示，其中n代表的是沉降时间。污泥沉降30min后，一般可达到或接近最大密度，所以普遍以此时间作为该指标测定的标准时间。污泥沉降比SV30是一个很重要的指标，通过观察沉降比可以发现污泥性状的很多问题，上清液是否清澈，是否含有难沉悬浮絮体，絮体粒径大小及紧凑程度等等。污泥沉降比大致反映了反应器中的污泥量，可用于控制污泥排放，它的变化还可以及时的反映污泥膨胀等异常情况。从图1可以看出化学污泥的沉降性能较好，比较容易沉淀析出，而好氧生化污泥沉降性能较差。
2.3化学污泥与好氧污泥外观比较
化学污泥为红褐色糊状的固体，没有恶臭；好氧生化污泥为褐色絮状固体，有土腥味。好氧污泥颗粒外观表面光滑，为近似圆形或椭圆形的小颗粒，用肉眼可以观察到。在电镜下观察污泥的外观如图2及图3，在电镜下观察化学污泥和好氧生化污泥的形态，得出好氧生化污泥的胞外有粘性物质，而化学污泥没有。说明好氧污泥的有机质含量也比较多。
2.4污泥中的有机物
化学污泥和好氧生化污泥利用气相色谱质谱检测，所得图谱经计算机谱库检索，共检测出污泥中主要有机污染物。将化学污泥和好氧生化污泥中可能存在的代表性污染物列出，由表1可以看出：化学污泥中有机污染物比好氧生化污泥中污染物种类要少，主要是以醇类、酯类和有机酸为主，芳烃和多环芳烃也占有一定的比例。
3结论
本研究以广西某蔗渣制浆厂现有污水处理后的好氧出水为研究对象，通过研究Fenton氧化深度处理后对所产生的化学污泥与好氧生化污泥特性进行了对比研究。研究结果表明化学污泥的沉降性比好氧生化污泥好，化学污泥中有机污染物比好氧生化污泥中污染物种类较少，主要是以醇类、酯类和有机酸为主。此外，化学污泥中含有大量的铁元素，其他金属含量都较低。
作者:杨晓前 单位:南宁糖业股份有限公司
Fenton试剂在有机废水处理中的研究工学论文
【摘要】:文章阐述了用Fenton试剂处理难降解污染物的现状和进展，简单介绍了其应用及原理。利用Fenton试剂去除水体中难降解、稳定性强且毒性大的有机污染物。
【关键词】：难降解有机物；Fenton；羟基自由基
1894年,化学家Fenton首次发现有机物在(H2O2)与Fe2+组成的混合溶液中能被迅速氧化，并把这种体系称为标准Fenton试剂，可以将当时很多已知的有机化合物如羧酸、醇、酯类氧化为无机态，氧化效果十分明显[1]。Fenton试剂是由H2O2和Fe2+混合得到的一种强氧化剂，特别适用于某些难治理的或对生物有毒性的工业废水的处理。
1.Fenton试剂降解有机物的机理
Fenton试剂之所以具有非常高的氧化能力，是因为在Fe2+离子的催化作用下H2O2的分解活化能低(34.9kJ/mol)，能够分解产生羟基自基OH・。同其它一些氧化剂相比，羟基自由基具有更高的氧化电极电位，因而具有很强的氧化性能[2]。
2.Fenton试剂的影响因素
Fenton试剂处理难降解有机废水的影响因素根据上述Fenton试剂反应的机理可知,OH・是氧化有机物的有效因子,而[Fe2+]、[H2O2]、[OH]决定了OH・的产量,因而决定了与有机物反应的程度。影响Fenton试剂处理难降解难氧化有机废水的因素包括pH值、H2O2投加量、催化剂投加量和反应温度[3]等。
2.1pH值
Fenton试剂是在pH是酸性条件下发生作用的,在中性和碱性环境中,Fe2+不能催化H2O2产生OH・。按照经典的Fenton试剂反应理论,pH值升高不仅抑制了OH・的产生,而且使溶液中的Fe2+以氢氧化物的形式沉淀而失去催化能力。当pH值过低时,溶液中的H+浓度过高,Fe3+不能顺利地被还原为Fe2+,催化反应受阻。即pH值的变化直接影响到Fe2+、Fe3+的络合平衡体系,从而影响Fenton试剂的氧化能力。一般废水pH在3左右，降解率较高。
2.2H2O2投加量
采用Fenton试剂处理废水的有效性和经济性主要取决于H2O2的投加量。一般地,随着H2O2用量的增加,有机物降解率先增大,而后出现下降。
2.3催化剂投加量
FeSO4・7H2O是催化H2O2分解生成羟基自由基(OH・)最常用的催化剂。与H2O2相同,一般情况下,随着Fe2+用量的增加,废水COD的去除率先增大,而后呈下降趋势。其原因是:在Fe2+浓度较低时,Fe2+的浓度增加,单位量H2O2产生的OH・增加,所产生的OH・全部参与了与有机物的反应;当Fe2+的浓度过高时,部分H2O2发生无效分解,释放出O2。
2.4反应温度
对于一般的化学反应，随着反应温度的升高，反应物分子平均动能增大，反应速率加快。对于Fenton反应系统，温度升高，OH・的活性增大，有利于OH・与废水中有机物的反应，可提高废水COD的去除率；当温度过高时，会促使H2O2分解为O2和H2O，不利于OH・的生成，反而会降低废水COD的去除率。
3.Fenton试剂与其他方法的联用
为进一步提高对有机物的去除效果，以标准Fenton试剂为基础，通过改变和耦合反应条件，改善反应机制，得到了一系列机理相似的类Fenton试剂，如光-Fenton试剂、电-Fenton试剂和混凝-Fenton试剂等。
3.1光Fenton法
3.1.1UVFenton法
当有光辐射(如紫外光、可见光)时,Fenton试剂氧化性能有很大的改善。UVFenton法也叫光助Fenton法,是普通Fenton法与UVH2O2两种系统的复合,与该两种系统相比,其优点在于降低了Fe2+用量,提高了H2O2的利用率。这是由于Fe3+和紫外线对H2O2的催化分解存在协同效应。该法存在的主要问题是太阳能利用率仍然不高,能耗较大,处理设备费用较高。 3.1.2UV-vis草酸铁络合物H2O2法
当有机物浓度高时,被Fe3+络合物所吸收的光量子数很少,且需较长的辐照时间,H2O2的投加量也随之增加,OH・易被高浓度的H2O2所清除。因而,UVFenton法一般只适宜于处理中低浓度的有机废水[4]。当在UVFenton体系中引入光化学活性较高的物质(如含Fe3+的草酸盐和柠檬酸盐络合物)时,可有效提高对紫外线和可见光的利用效果。
3.2电Fenton法
光Fenton法比普通Fenton法提高了对有机物的矿化程度[5]，但仍存在光量子效率低和自动产生H2O2机制不完善的缺点。电Fenton法利用电化学法产生的H2O2和Fe2+作为Fenton试剂的`持续来源,与光Fenton法相比具有以下优点:一是自动产生H2O2的机制较完善;二是导致有机物降解的因素较多(除羟基自由基的氧化作用外,还有阳极氧化、电吸附等)。由于H2O2的成本远高于Fe2+,所以通过电化学法将自动产生H2O2的机制引入Fenton体系具有很大的实际应用意义,可以说电Fenton法是Fenton法发展的一个方向。
3.3混凝-Fenton法
混凝法对疏水性污染物有效[6]，Fenton试剂氧化法对水溶性物质的处理效果良好，而且，低剂量的Fenton反应能降低有机物的水溶性，有助于混凝，因而混凝-Fenton法在处理难生物降解废水时可以取得良好的处理效果。
4.结语
Fenton试剂作为一种强氧化剂用于处理难降解有机污染物具有明显优点，对于治理我国日益严重的环境污染问题，特别是难降解有毒有机污染物的治理有着十分重要的理论意义和应用价值。
参考文献
[1]张国卿,王罗春,徐高田,等．Fenton试剂在处理难降解有机废水中的应用[J].工业安全与环保，，30(3)：17-19．
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[3]陶长元,丁小红,刘作华,等．Fenton类氧化技术处理有机废水的研究进展[J].化学研究与应用，，19(11)：1177-1180．
[4]刘文辉,刘增超,赵晓光.UV-vis/草酸铁络合物/H2O2法处理垃圾渗滤液的研究[J].工业安全与环保，，32(8)：22-23.
[5]张乃东,郑威,彭永臻．电-Fenton法处理难降解有机物的研究进展[J].上海环境科学，2002，21(7)：440C441.
[6]王九思,韩相恩,赵红花.絮凝沉淀-Fenton氧化法处理印染废水[J].兰州铁道学院学报(自然科学版)，，20(6)：68-71．
屠宰废水处理工艺研究及设计
高浓度生猪屠宰废水属难治理工业废水.通过试验提出混凝-气浮-加压曝气工艺,应用于实际工程,出水可达到<污水综合排放标准>(GB 8978-)中一级标准,介绍了试验过程、设计参数及经济指标.
作 者：陈立波 李风亭 CHEN Li-bo LI Feng-ting 作者单位：陈立波,CHEN Li-bo(同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,92;吉林化工学院环境科学与工程系,吉林,132002)李风亭,LI Feng-ting(同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,200092)
刊 名：给水排水 ISTIC PKU英文刊名：WATER & WASTEWATER ENGINEERING 年，卷(期)： 31(4) 分类号：X7 关键词：屠宰废水 混凝 气浮 加压曝气规模化猪场废水处理研究论文
摘要：采用“预处理-UASB-两级A/O-MBR-高级氧化”组合工艺对规模化猪场废水进行处理，处理规模为150m3/d，总投资为220万元，运行费用为4.7元/(m3d)。运行结果表明，该组合工艺处理后的出水CODCr、NH4+-N和TP指标能够满足《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)中的旱作作物灌溉用水限值要求及《畜禽养殖业污染物排放标准》（二次征求意见稿）要求。
关键词：猪场废水；UASB；两级A/O；MBR；臭氧氧化
近年来，随着养猪业规模化生产及养殖水平的提高，生猪养殖得到快速发展，产生的生猪养殖粪便、污水污染也日益严重。同时生猪养殖废水浓度高、产生量大，规模化养殖场周边土地承载能力有限，可供消纳的土地不足，直接灌溉等资源化利用日益造成土地污染。据测算，一个万头猪场日排污水量80-100t，日排粪量约8t[1]，畜禽养殖每天产生大量的粪污，成为农业面源污染的主要来源。因此，建立运行稳定、出水达标的养殖废水处理工艺对于实现养殖场污染减排及确保流域水体水质优良具有十分重要的现实意义。
1工程概况
工程所在地为福州市某规模化养猪场，生猪存栏为6000头，主要采取水冲粪生产工艺，日废水排放量约为150m3，该猪场原有污水处理设施为固液分离和沼气池，且原有的沼气池设计不合理、管理维护情况较差，效率较低，出水浓度较高。因此急需新建污水处理设施，以满足《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)中的旱作作物灌溉用水限值要求，同时参照《畜禽养殖业污染物排放标准》（二次征求意见稿）要求进行工艺设计，对猪场养殖废水进行深度处理实现达标排放。
1.1废水水质该规模化养猪场主要采用水冲粪的清粪工艺，设计进、出水水质。
1.2工艺流程根据该规模化猪场的实际情况，采用“预处理-UASB-两级A/O-MBR-高级氧化”组合工艺进行处理。
该组合工艺流程主要可分为预处理系统、厌氧处理系统、两级A/O生化处理系统和化学处理系统四部分。预处理系统：主要包括集水池、固液分离、调节池工艺，固液分离能够有效将粪污废水中的粪渣和废水分离，粪渣外运进行发酵生产有机肥，废水进入调节池均量后进入厌氧处理系统；厌氧处理系统：主要包括UASB池、厌氧沉淀池等。调节池出水经提升泵提升至UASB池，通过厌氧反应，去除废水中的大分子有机污染物，并将一些好氧不能降解的有机污染物转化降解，出水进入厌氧沉淀池，污泥排至污泥池，废水进入两级A/O生化处理系统；两级A/O生化处理系统：主要包括一级A/O池、二级A/O池及MBR池。厌氧沉淀池上清液自流至一级A/O池，去除部分有机物、氨氮和总磷，出水流入二级A/O池，利用微生物的硝化和反硝化反应进一步去除剩余的硝酸盐，进而达到提高总氮去除率的目的[2]，出水流至MBR池，再次去除部分的有机物、氨氮、总磷和SS；化学处理系统：主要包括除磷反应沉淀池和氧化池。通过投加除磷剂，去除废水中含磷物质，降低出水总磷；通过臭氧接触氧化，降低出水色度，保障出水稳定达标。UASB池、厌氧沉淀池、一级O池、MBR池、二沉池排出的污泥脱水后外运。
2主要构筑物及设备
2.1集水调节池
集水调节池数量1座，地下式钢砼结构，尺寸6.5m×4.2m×4.0m，有效水深3.0m，有效容积82m3，水力停留时间8.2h，主要用于收集猪场粪污废水，调节水质、水量，内设2台(1用1备)污水提升泵，流量18m3/h，扬程14m，功率1.5kW。
2.2固液分离平台
固液分离平台数量1座，地上式砖混结构，固液分离机型号LK-60TS，功率2.78kW，材质SUS316，规格为分离颗粒当量直径=3um，每小时处理污水7~20t（现场粪的.浓度水量有所变动），挤压机最大处理量（固体）2.5m3/h。
2.3调节池
调节池数量1座，地下式钢砼结构，尺寸4.2m×4.2m×4.0m，有效水深3.5m，有效容积62m3，水力停留时间6.2h，调节废水的酸碱度，内设2台(1用1备)污水提升泵，流量18m3/h，扬程14m，功率1.5kW，1台潜水搅拌机。
2.4UASB池
UASB池数量1座，地上式钢砼结构，8.4×10.8m，有效水深9m，厌氧反应容积500m3，水力停留时间4d，用于去除废水中的大分子有机污染物，并将一些好氧不能降解的有机污染物转化降解，内设2台(1用1备)厌氧循环泵，流量75m3/h，扬程10m，功率3.7kW，布水系统、回流污泥均布系统、三相分离器、水封系统各1套。
2.5厌氧沉淀
池厌氧沉淀池数量1座，地上式钢砼结构，尺寸9.6m×1.8m×4.5m，有效水深4m，有效容积69m3，水力停留时间6.9h，用于去除UASB反应池处理废水中的部分悬浮物质及回流部分厌氧污泥，内设2台(1用1备)污泥泵，流量10m3/h，扬程10m，功率0.75kW，1套中心进水筒。
2.6一级缺氧池
一级缺氧池数量1座，半地上式钢砼结构，尺寸11.7m×5.1m×4.5m，有效水深4m，有效容积234m3，水力停留时间6d。
2.7一级好氧池
一级好氧池数量1座，半地上式钢砼结构，尺寸11.7m×6.6m×4.5m，有效水深4m，有效容积308m3，水力停留时间6d，池底安装膜片式微孔曝气盘，空气流量1.5~3m3/h，服务面积0.3~0.7m2，氧转移效率18.4~27.7%。
2.8二级缺氧池
二级缺氧池数量1座，半地上式钢砼结构，尺寸7.8m×4.5m×4.5m，有效水深4m，有效容积140m3，水力停留时间4d。
2.9二级好氧池
二级好氧池数量1座，半地上式钢砼结构，尺寸7.8m×4.5m×4.5m，有效水深4m，有效容积140m3，水力停留时间4d，池底安装膜片式微孔曝气盘，空气流量1.5~3m3/h，服务面积0.3~0.7m2，氧转移效率18.4~27.7%。内设2台混合液回流泵，流量25m3/h，扬程9m，功率1.5kW。
2.10MBR池
MBR池数量1座，半地上式钢砼结构，尺寸4.5m×4.2m×4.5m，有效水深4m，水力停留时间12h，采用中空纤维膜，过滤通量为80L/(m2h)，用于进一步去除有机污染物、NH3-N和SS等，内设2台(1用1备)产水泵，流量15m3/h，扬程9m，功率0.75kW，1套反冲洗装置。
2.11除磷反应
池除磷反应池1座，半地上式钢砼结构，尺寸1.2m×0.9m×4.5m，有效水深4m，用于去除废水中的磷，使出水水质达标。3套一体化加药装置，流量60~200L/h，出水压力0.3~2.5MPa。
2.12二沉池
二沉池数量1座，半地上式钢砼结构，尺寸7.8m×1.8m×4.5m，有效水深4m，用于进一步沉淀除磷反应器出水中的悬浮物质，内设2台(1用1备)污泥泵，流量24m3/h，扬程11m，功率1.5kW。
2.13氧化池
氧化池数量2座，半地下式钢砼结构，尺寸1.8m×0.9m×4.0m，用于进一步去除出水色度，去除部分有机物，保证出水水质，1套臭氧发生装置。
2.14污泥池
污泥池数量1座，地下式钢砼结构，尺寸2.0m×2.0m×4.5m，有效水深4m，有效容积14m3，用于贮存厌氧沉淀池、一级O池、MBR池、二沉池内产生的污泥，上清液回流至调节池。内设2台(1用1备)潜污泵，流量10m3/h，扬程10m，功率0.75kW。
2.15脱水系统叠螺污泥脱水机1台，型号为301，DS处理量为30~60kg/h。2.16供气系统好氧池由3台(2用1备)罗茨风机供气，风量：8.12m3/min，风压：35kPa，转速1500r/min，功率：11kW。
3调试运行效果及经济效益分析
3.1污泥培养驯化本项目采用自然富集培养的方式向反应器中接种微生物。将稀释后的调节池废水引入好氧池，开始闷曝，在这期间每天定时定量加入稀释后的调节池废水，让污泥更快的生长，每天取污泥观察其形状，几天之后产生了一些絮凝体，且呈浑浊状，将污泥放到显微镜下镜检观察能够发现污泥中含有大量的菌胶团。继续增大进水的水力负荷，且每天定时定量排出部分废水，观察污泥的沉降比及污泥中的微生物，随着驯化的进行，污泥的沉降比会越来越高，且污泥中会出现原生动物，待每个阶段COD去除率稳定后，继续增大进水的水力负荷至设计值，观察污泥形状及监测出水COD值，污泥形状较稳定或出现小幅的浮动，COD去除率稳定。
3.2系统运行效果分析本污水处理系统受季节影响，水量、水质波动大，夏季水量约120~150m3/d，进水CODCr约4000~5000mg/L。冬季水量约60~80m3/d，进水CODCr约12000-14000mg/L。进水NH3-N约600-1000mg/L。进水TP约200-300mg/L。全年各工艺运行稳定，出水CODCr≤150mg/L，总去除率约为96.25%-98.93%；NH3-N≤10mg/L，总去除率约为98.33%-99.00%；TP≤5mg/L，总去除率约为97.50%-98.33%。出水水质稳定，能够满足《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)中的旱作作物灌溉用水限值要求及《畜禽养殖业污染物排放标准》（二次征求意见稿）要求。
3.3经济效益分析本工程总投资约为220万元，其中土建投资为95.54万元，设备工程投资为124.46万元。工程装机总容量为50kW，采用PLC自动控制，运行管理较为便捷，吨水电费为3.36元；吨水药剂费为1.34元/m3；吨水电费及药剂费运行成本为4.7元。
4结论
采用“预处理-UASB-两级A/O-MBR-高级氧化”组合工艺对猪场废水进行处理效果良好，出水水质较稳定，能够达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)中的旱作作物灌溉用水限值要求及《畜禽养殖业污染物排放标准》（二次征求意见稿）要求，运行管理便捷，具备较好的技术经济可行性，可为类似工程提供借鉴。
参考文献
[1]邬兰娅,齐振宏,黄炜虹,等.我国养猪业粪便排泄物污染时空测度及处理技术的选择[J].江苏农业科学,,46(3):246-251.
[2]杜昱,孙月驰,李瑞化,等.垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点[J].中国给水排水,2018(2):63-67.
粉末活性炭废水处理实验研究论文
自从1972年美国杜邦公司开发了一种向活性污泥系统中投加粉末活性炭技术以来，许多研究人员对其工艺流程、强化机理、处理对象等进行了探讨。1978年由美国学者米勒(G．W．Miller)和瑞士R．G．Rice首次提出，生物活性炭(BiologicalActivatedCarbon)概念，生物活性炭是用来去除水中有机污染物的一种新工艺，利用具有巨大比表面积及发达孔隙结构的活性炭，对水中有机物及溶解氧有强的吸附特性，使其成为微生物集聚、繁殖生长的良好场所，在适当的温度及营养条件下，同时发挥活性炭的物理吸附作用和微生物生物降解作用的水处理技术。目前普遍认为生物活性炭法作为一种低能耗、无污染的绿色处理技术，在当今污水处理中的应用越来越广泛。
1实验部分
1．1实验药剂与仪器
重铬酸钾、七水硫酸亚铁、邻菲罗啉、六水硫酸亚铁氨、浓硫酸、氢氧化钠、盐酸等均为化学纯。COD恒温加热器、JA1003N析天平、COD瓶、500mL量筒、移液管、容量瓶、洗瓶、冷凝管、比色管、锥形瓶等。
1．2实验装置与材料
试验反应器由曝气机、曝气头、量筒等组成。实验装置如图1所示。实验水样来源:某厂区的生活污水(COD约650mg/L，氨氮约30mg/L);粉末活性炭:某活性炭生产厂家;活性污泥:济南长清西区污水处理厂曝气池好氧污泥。
1．3测试指标和测试方法
CODcr:重铬酸钾氧化法;色度:铂钴比色法;沉降比(SV30):国标法。1．4实验方法(1)首先采用常规活性污泥法对该生活废水进行处理，研究活性污泥对废水的处理效果;(2)研究粉末活性炭对废水中污染物的作用;(3)向活性污泥中投加一定量的粉末活性炭对废水进行处理，比较其处理效果;(4)探究粉末活性炭强化活性污泥对废水COD的去除及粉末活性炭的最佳投加量;(5)探究粉末活性炭强化活性污泥对污泥性能的影响。
2实验结果与讨论
2．1粉末活性炭强化效果的比较
取3只500mL量筒，分别加入400mL厂区生活废水，然后分别加入一定量的活性污泥、粉末活性炭、活性污泥和粉末活性炭后对各个实验装置进行曝气，每隔6h测量一次COD，记录实验数据，实验结果如图2所示。从图2我们可以看出，粉末活性炭对废水COD的去除开始速度很快，18h去除率达到20%，随着时间的延伸去除率趋于平缓，说明活性炭吸附容量慢慢接近饱和。活性炭吸附效果对COD的去除率最终可以达到20%。活性污泥法对COD的去除率随时间增加而增加，反应30h后基本达到稳定状态，去除率稳定在70%。投加粉末活性炭的活性污泥系统对COD的去除率可达到90%，在一定时间内投加粉末活性炭的系统去除率明显高于粉末活性炭系统和活性污泥系统之和。因此可以看出粉末活性炭可以有效强化活性污泥对废水的处理效果。
2．2粉末活性炭投加量对COD去除率的'影响
分别将10、30、50、100mg的粉末活性炭加入到含有活性污泥的500mL量筒中，加入400mL厂区生活污水进行曝气。每隔6h测量一次COD，记录数据，实验结果如图3所示。由图3我们可以看出，粉末活性炭的投加量对活性污泥的强化处理效果有一定的影响。随着活性炭粉投加量的增加，废水的COD去除率越高。但当粉末活性炭投加量到一定程度时，其去除率提高幅度将不明显。从图可以看出，粉末活性炭投加量在30mg/L时，曝气反应30h后COD去除率基本达到90%。综合考虑比较经济成本，粉末活性炭的添加量控制在30mg/L时处理成本较低，效果较好。
2．3粉末活性炭对废水色度去除的影响
分别将10、30、50、100mg的粉末活性炭加入到含有活性污泥的500mL量筒中，加入400mL厂区生活污水进行曝气。每隔6h测量一次废水色度，记录数据，实验结果如图4所示。粉末活性炭的投加量对活性污泥的强化处理效果有一定的影响，随着活性炭粉投加量的增加，废水的色度降低越快。此阶段可能主要为粉末活性炭对废水的吸附作用，使得废水色度下降较为迅速。但当粉末活性炭投加量到一定程度时，其色度降低幅度将不明显，从图可以看出，粉末活性炭投加量在50mg/L时，曝气反应15h后色度趋于平衡，15h后色度的持续降低为粉末活性炭的强化作用。
2．4粉末活性炭对活性污泥性能的影响
将不同量的粉末活性炭加入到含有活性污泥的实验装置中，加入400mL厂区生活污水进行曝气反应12h后停止曝气，静置30min后，记录废水沉降比SV30记录数据，实验结果如图5所示。由图5可以看出随着粉末活性炭投加量的增大，活性污泥的沉降速度逐步提高，污泥沉降比逐步下降。当粉末活性炭投加量达到100mg/L时沉降比达到50%以下，效果较为明显，因此活性污泥系统中投加粉末活性炭可以有效提高系统的泥水分离和污泥浓缩效果，减少二沉池的体积、初期土建投资。
3结论
(1)在活性污泥中投加粉末活性炭相比较单独的粉末活性炭或活性污泥法对废水的处理效果更好，COD去除率达到90%，因此可以说明粉末活性炭有效的强化了活性污泥，提高废水的处理效果。(2)粉末活性炭强化活性污泥的最佳实验条件为粉末活性炭的投加量为30mg/L。(3)粉末活性炭强化活性污泥法对废水的色度的去除效果较为明显。(4)随着粉末活性炭的投加量的增大，活性污泥的沉降速度逐步提高，污泥沉降比逐步下降。
焦化废水处理技术现状及研究论文
焦化废水是指在钢铁工业的焦化厂、城市煤气厂等在炼焦和煤气生产过程中产生的废水的统称。其成分组要取决于原煤的性质、碳化温度、生产工艺、煤气净化工艺、焦化产品回收工序和方法等因素［1］。该废水排放量大，水质成分复杂，不仅含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等难降解有机污染物，还含有氰、氟、硫氰化物等有毒有害的无机物，BOD5/COD值一般在0.28～0.32之间，可生化性一般;另外，焦化废水水量比较稳定，但水质组成波动较大［2］。焦化废水处理技术长期以来未能取得突破性研究进展，仍然是工业废水处理领域一大难题。国家环保部在10月1日颁布实施了新的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171－)，该标准对焦化废水的排放提出了更加严格的要求:所有企业从1月1日起强制执行SS≤50mg/L，COD≤80mg/L，氨氮≤10mg/L，石油类≤2.5mg/L，氰化物≤0.2mg/L的排放标准。此外，新标准中还明确了监测位置和单位基准排水量，从而避免了以往因监测位置不同和排水量不同引起的执行标准不统一;并且对处理后回用于洗煤、熄焦和高炉冲渣等的焦化废水水质也提出了明确的规定。因此，笔者认为有必要对目前国内外焦化废水处理的现状做出总结，同时对今后的研究方向做一定的展望。
1焦化废水的主要来源
炼焦一般分为土法炼焦及机械炼焦，随着技术的发展更新及日趋严格的环保要求，土法炼焦已基本淘汰，目前的炼焦以大型机械炼焦为主。炼焦生产过程中主要产生三股废水，分别为:除尘废水、剩余氨水以及酚氰废水。除尘废水主要产生在运煤、备煤、出焦、湿法熄焦过程中，该股废水的特征为悬浮固体较多，含有少量酚、氰等污染物，通常经澄清或沉淀处理后可返回至工艺中重复利用。剩余氨水主要由焦化原煤中的结合水以及化合水在冷凝器中形成的冷凝水和粗煤气在氨水喷淋降温时的冷却水组成。剩余氨水中含有高浓度的氨、焦油等物质，是焦化废水中水量最大的一股废水，废水量占全厂废水总产生量的50%以上，一般需要经过蒸氨处理后再排入污水处理设施。酚氰废水是在焦化化学产品加工过程中与物料直接接触所产生的废水，主要来自焦油、粗苯等加工过程的蒸汽冷凝水及粗煤气终冷冷却水等。酚氰废水是焦化废水中的重要代表性废水，产生于不同化产加工过程中，因而废水中污染物成分复杂，主要含有酚、氰、硫化物等。此外，炼焦过程中还会产生少量浓度较高、组分较复杂的脱硫废液，煤气管道水封水等废水［3］。焦化废水作为典型有毒难降解工业废水，对其污染物组成和水质特性的分析是选择高效经济废水污染控制技术的前提。侯红娟［4］采用GC/MS对宝钢焦化废水的测定显示，废水中含有12类100多种有机化合物，苯酚类物质浓度最高，其次为苯胺、喹啉、萘等。张万辉等［5］采用XAD大孔树脂分离GC/MS测得焦化废水中含有15类558种有机物，疏水酸性酚类及亲水性苯胺、苯酚、喹啉、异喹啉对焦化废水有机物总量的贡献大于70%;同时对焦化工艺过程中有机污染物排放源解析表明，多环芳烃和喹啉类在焦油分离液和脱硫废液中的浓度较高，可为焦化废水水质处理提供参考。甲酚、甲基苯酚等酚类物质易于降解，实际工程中10h即可将浓度高达500～1000mg/L的酚类完全降解［6］;喹啉、吲哚、吡啶、联苯等在厌氧环境下降解性能较好，但在好氧环境下降解性较差，且对苯酚的生物降解抑制显著［7］;李咏梅等［8］对缺氧条件下含氮杂环化合物降解规律的研究发现，吡啶完全降解需24h，而吲哚、吡啶、异喹啉、甲基喹啉的完全降解需要50～60h。因此，对焦化废水处理工程进行设计时，应综合考虑废水组分及其降解规律，基于不同的污染物种类、性质及目标，选择经济有效的工艺流程及运行参数。
2焦化废水污染控制技术
2.1预处理
焦化废水中含有酚类、氰类、焦油等化合物，这些物质均属于有毒有害物质，在进入生化处理系统前必须最大限度削减其在废水中的含量，以免影响生化系统的稳定性。焦化废水的预处理一般包括沉淀法、萃取法、高级氧化法等。2.1.1沉淀法沉淀法包括混凝沉淀法和药剂沉淀法。混凝沉淀法是向废水中加入混凝剂并使之水解产生配合离子及氢氧化物胶体，中和废水中某些物质表面所带的电荷，使这些带电物质发生凝集。王爱英［9］等在评价几种常用絮凝剂处理效果基础上，采用优选的絮凝剂预处理，可使焦化废水的COD和浊度去除率分别达到22%和97%以上，有效提高了废水的可生化性。PengLai［10］等用絮凝/零价铁联用技术预处理焦化废水，COD去除率最高可达46%以上，有效降低了生化处理系统的污染物负荷、提高废水的生物可降解性．吴克明［11］等采用混凝－气浮法对焦化废水的处理进行了研究。结果表明，聚合氯化铝铁(PAFC)+聚丙烯酰胺(PAM)处理废水，生成的矾花大而密实，沉降速度快，出水色度低，效果较好。化学药剂沉淀法是指向废水中加入化学药剂使之与废水中的污染物发生化学反应生成沉淀物来去除废水中污染物的方法。刘小澜等［12］采用化学沉淀剂MgCl26H2O和Na2HPO412H2O(或MgHPO43H2O)对焦化剩余氨水进行预处理，取得了较好的效果，废水中氨氮的去除率高达99%以上。沉淀剂与焦化废水中的NH+4反应，生成磷酸铵镁沉淀。在pH为8.5～9.5的条件下，投加的药剂Mg2+∶NH4+∶PO43－(摩尔比)为1.4∶1∶0.8时，废水氨氮的去除率达99%以上，出水氨氮的质量浓度由mg/L降至15mg/L。梁建华等［13］采用化学沉淀法处理高浓度氨氮废水，研究了药剂配比、pH值等因素对氨氮去除率的影响．在适当的条件下，可得到纯净的MAP晶体，氨氮的`去除率可达98%．在温度为100℃、加热3h将MAP分解后，分解物重复用于脱除废水中的氨氮，氨氮的去除率可达93%，既可大幅度降低药品成本，又可回收废水中的氨。2.1.2萃取法焦化废水中的酚主要来自剩余氨水，目前多数的焦化厂采用萃取脱酚工艺进行焦化含酚废水预处理，该方法脱酚的效率可高达95%～97%，而且可以回收酚钠盐，有较好的经济效益。Jiang等［14］利用难溶于水的萃取剂与高浓度含酚焦化废水接触，使废水中酚类物质与萃取剂结合，实现酚类物质的富集转移。韦朝海［15］等人通过实验发现，通过萃取工序可使废水中有机污染物的总负荷减少75%～80%。2.1.3高级氧化法高级氧化法是指通过不同途径产生具有高反应活性的羟基自由基(OH)，再利用其强氧化性将水中的有机污染物降解，生成小分子物质，甚至直接转化为二氧化碳和水的方法。周琳［16］等人研究了芬顿氧化用于焦化废水的深度处理，实验结果表明，Fenton试剂能有效降解焦化废水中的COD，在原水COD为260mg/L、H2O2投加量为666mg/L、Fe2+投加量为200mg/L、温度为298K时，COD去除率达到89.53%。刘璞［17］等人研究了臭氧催化氧化对焦化废水的深度处理的效能，结果表明在:pH值为7～8，臭氧流量10g/h，催化剂8g，反应时间约50min，臭氧催化氧化对COD去除率达到68.63%，出水指标满足炼焦化学工业污染物排放标准(GB16171－2012)。邵瑰玮等［18］采用脉冲电晕放电技术对炼焦废水和烟气进行了综合处理，结果表明，废水中氰化物脱除率达90%以上，酚脱除率近70%，同时烟气脱硫率达85%。目前报道所报道的较多的高级氧化法对焦化废水处理的效果均较好，但处理成本较高，所以实际应用案例较少。
2.2生物处理
生物处理是通过微生物的新陈代谢作用实现污染物的分解转化，可以有效的去除废水中的大部分污染物成分，同时也是最为经济的处理方式，是焦化废水处理的主导技术。2.2.1厌氧水解酸化目前严格的厌氧反应在焦化废水中的应用报道较少。在水解酸化反应过程中，废水所含的甲酚、苯酚、二甲酚等酚类化合物，及以喹啉、吲哚为代表的含氮杂环化合物大部分得到了转化和降解，为后续的处理提供易于氧化分析的有机底物，即提高了焦化废水的可生化性［19］。在厌氧池内，采用投加填料的生物膜法，再辅以轻度搅拌，可提高微生物浓度及活性。邵林广等［20］用生物膜对焦化废水水解酸化。在4.5～5h内，BOD5/COD和BOD5值同时达到最大，随着时间的延长，BOD5/COD和BOD5的值都相应降低。厌氧水解酸化反应器内pH值宜控制在6～8，水温宜在20～30)℃。2.2.2生物脱氮目前，国内外焦化废水处理脱氮工艺较多，生化处理阶段采用的工艺主要有A/O、A2/O、A/O2和A2/O2。A/O工艺是生物脱氮的最基本流程，20世纪90年代已应用于宝山钢铁厂、安阳钢铁厂及临汾钢铁厂，目前国内大部分焦化废水处理工艺为A/O法，其特点是在好氧池前增加一段缺氧处理，通过前置反硝化实现生物脱氮。任源等［21］研究发现厌氧阶段对废水COD的去除率为10%～15%，大分子复杂有机物分解为有机酸、有机醇类，该过程使废水BOD5/COD由0.3提高到0.45。A2/O工艺在A/O工艺前增设厌氧水解环节，使大分子难降解物质转化为小分子物质，提高废水的可生化性。何苗等［22］对焦化废水进行厌氧酸化处理后发现，废水可生化性提高，部分(不溶性)大分子有机物转化为可溶性物质。邵林广等［24］对A2/O工艺与A/O工艺对比试验显示，A2/O工艺的对COD、氨氮的去除效果比A2/O工艺有明显改善，而且抗冲击负荷能力提高。短程硝化反硝化工艺，是指将硝化过程控制在HNO2阶段终止，直接进行反硝化。与A/O工艺相比，该工艺可承受的氨氮负荷高，对于C/N较低的焦化废水处理具有重要的现实意义。薛占强等［23］采用短程硝化反硝化工艺处理焦化废水，控制温度为(35±1)℃、溶解氧浓度为2.0～3.0mg/L时，去除焦化废水中大部分有机污染物的同时能实现短程硝化反硝化并有效去除氨氮。2.2.3固定化微生物技术固定化微生物(细胞)技术是指将特选的微生物游离细胞或酶通过化学或物理的手段固定在特定的载体上，使其保持活性并在适宜条件下大量增殖的方法。该技术有利于提高反应器内特殊微生物的浓度，抵抗不利环境的影响。常见的制备方法主要有吸附法、交联法、共价结合法、包埋法等。张彬彬等［24］将筛选出的HDCMR高效复合微生物菌剂固定化于酶载体中，其密度接近于水，在池内处于流化状态，传质效率极高，从而使废水的基质降解速度加快，同时大幅提高了单位体积菌群生物量，提高了系统抗氨氮冲击负荷。孙艳等［25］在北京焦化厂废水中分离得到1种以苯酚为唯一碳源的菌株，采用海藻酸钠对其进行包埋固定，考察固定化细胞的性能。结果表明，固定化细胞最大反应速度和底物饱和常数均大幅提高，抗耐性明显强于未固定化的游离悬浮相。2.2.4生物强化技术生物强化技术是指通过向传统的生物处理系统中投加高效降解微生物，增强对难降解有机物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能［26］。焦化废水中污染物种类复杂，部分难降解污染物对微生物体系有抑制作用，生物强化技术可在不改变现有工艺规模的情况下，提高系统的整体处理能力，强化难降解污染物的降解效果，在现有生化系统基础上引入生物强化技术是焦化废水提标改造的一条实用思路。解宏端等［27］采用生物强化技术，向活性污泥系统中投加高效菌剂，考察其对焦化废水处理的改善效果。在高效菌液投加比(V菌液/V焦化废水)为0.3%、水力停留时间为15h时，系统对COD去除率为85.60%，远高于未投菌的对照组(60.87%)，表明在原有处理设施中投加高效菌液可以提高系统处理能力。彭湃［28］等以焦化废水处理工艺中的厌氧池出水为实验对象，添加自行研发的环保菌剂，考察其对实际焦化废水COD去除效果，利用聚合酶链式反应和变性梯度凝胶电泳联合技术(PCR－DGGE)分析添加环保菌剂前后生化系统中污泥微生物群落的变化。研究表明:通过添加环保菌剂，中试系统出水COD平均去除率比活性污泥系统提高了18%;PCR－DGGE结果显示，经过菌剂强化后的生化系统中污泥微生物的种类更加丰富，优势微生物由原先的14种增加到了23种。2.2.5膜分离法膜分离法是一种具有巨大潜力和实用性的废水处理技术，其原理是以选择性透过膜为分离介质，通过在膜两边施加一个推动力(如浓度差、压力差、电位差等)，使废水中的组分选择性的透过膜，从而达到分离净化的目的。膜分离技术应用于废水处理具有能耗低、效率高和工艺简单等特点。目前，应用的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤和反渗透［29］。近年来，在焦化废水深度处理领域，研究与应用较多的是超滤－反渗透的双膜法焦化废水处理工艺，经超滤－反渗透处理后的焦化废水，出水符合工业循环冷却水水质标准，可回用于净环补充水、锅炉软水补给水，甚至部分替代新水。穆明明［30］等人对生化处理后的出水采用“砂虑+超滤+纳滤+反渗透”工艺进行深度处理，处理后的出水远优于《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171－2012)的排放标准的要求。
3结语
焦化废水是典型的高浓度、有毒难降解的工业废水，通过对焦化废水污染控制技术的研究，同时随着《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171－2012)颁布，单一的处理技术无法满足排放标准的要求。需要深入源头开展污染控制，大力推广清洁生产技术，如改进焦化生产工艺、采用更为先进的生产设备等。在此基础上进一步分析水质特征，采用适当的预处理技术，合理优化生化处理工艺，同时辅以膜或其他深度处理技术，以保证废水达标排放或回用。
有机废水处理中臭氧氧化技术的运用论文
摘要：臭氧氧化作为一种有效的有机废水处理技术,对难生物降解的有机废水具有良好的降解效果。臭氧一般不能氧化彻底有机物，由此衍生了一系列的臭氧组合工艺，本文介绍了臭氧的性质及氧化机理,分析了臭氧氧化和衍生技术在处理农药废水、焦化废水、垃圾渗滤液、纺织印染废水等难降解有机废水中的应用,并指出了臭氧氧化技术存在的问题。
关键词：臭氧氧化技术；有机废水；废水处理
世界人口的疯长及日益发展的工业是越来越多的水体遭受污染。而臭氧具有较高的氧化还原点位和很强的氧化性，可以氧化多种化合物，对于生物难降解的有机物具有反应速度快，处理效果好，不产生污泥等特点。随着工业技术的革新，人们发现臭氧消毒的效率要远优于氯消毒，不会在消毒过程中产生对人体有害的三氯甲烷（THMS），并且还可以有效去除水中的色、臭、味、和铁、锰等无机物质，并能降低UV吸收值、TOC、COD及氨氮。因此，臭氧氧化技术被广泛地应用于产业废水处理中[1]。
1臭氧的特性
臭氧，一种浅蓝色具有刺激性气味的气体，氧原子以sp2杂化的方式形成π键，臭氧分子形状为V形。臭氧的ORP比水处理中常用消毒剂氯气高0.7V，其氧化能力也远远高于氯气高。在水中的溶解度比氧气约高13倍[1]。经臭氧处理后的水中通常含有较多的杂质，成分比较复杂，还含有许多有机污染物，所以臭氧在水中很不稳定，会迅速分解成氧气分子[2]。
2臭氧氧化及其衍生工艺
臭氧氧化有机物的过程分为两种反应：直接反应和间接反应。直接反应即是通过亲核反应、环加成、亲电反应的方式。间接反应则是通过臭氧与水的自由基诱发反应生成HO?。HO?通过抽氢反应、电子转移及加成反应与大部分有机物进行复杂化学反应，从而将部分有机物矿化为CO2和H2O。通过以上反应，可将废水中大分子有机物氧化为以生物降解的小分子化合物，污水的COD可得到一定的去除而且色度也可大大降低。虽然臭氧对很多的有机物就有氧化性，但它对氧化物的选择具有特定性，而且有机物的降解产物一般是羧酸类化合物比如一元醛、二元醛等小分子，不能直接生成二氧化碳和水，所以对COD的去除率不高。臭氧和其他工艺的结合可以更好得提高氧化速率。联用来降解废水。目前与臭氧联用的技术主要有：臭氧/UV、臭氧+活性炭、臭氧+超声波降解、臭氧与膜联用、臭氧和生物污泥等[3]。
3臭氧氧化技术和衍生技术在有机废水处理中的应用
3.1臭氧降解农药废水我国土地幅员辽阔，而对农作物最大的危害即是虫咬得病，所以农药的需求量在逐年增加，由此带来的非点源污染问题也是河流水源污染的`中重点，非点源污染对饮用水源地水质的威胁越来越大，这也成为给水水质处理的一个难点。农药在自然水体中虽然具有高度的稳定性，难于被生物吸收降解和被氧化剂氧化，但用臭氧+光催化氧化处理的工艺可以降解此类废水[4]。
3.2臭氧处理焦化废水的研究焦化废水产生于石油、煤的焦化及天然气的裂解过程，迅猛的工业化发展使焦化废水的排放量与日俱增，其中多含有多氨氮、环芳烃类物质、吡啶、氰化物及煤焦油等[5]，污染物多为难生物降解的有有毒有害物质。大量的实验研究表明：臭氧技术处理后的焦化废水可以出水水质有了明显提高。吴玲等[6]通过实验考察了臭氧对焦化废水的降解效果影响。研究表明：对于COD<1000mg/L、酚<500mg/L以下的焦化废水，经臭氧技术处理后水质改善很多。
3.3臭氧处理垃圾渗滤液的研究垃圾渗滤液来源于垃圾填埋场中垃圾水分中，是一种污染性极强的高浓度有机废水，含有机污染物高达77种，被列入我国环境优先控制污染物“黑名单”。经过臭氧氧化后，废水的生化性（B/C）有了很大的提高，降低了后续处理的难度，冯旭东等[7]研究了“生物+臭氧氧化”技术降解垃圾渗滤液。结果表明：当臭氧流量为0.4L/min时，废水中的COD由900mg/L降为550mg/L以下，B/C也得到了提高（约为0.28），其出水水质可达我国生活垃圾填埋场污染控制二级标准。
3.4臭氧技术对纺织印染废水的处理纺织印染行业排放的废水一直占工业废水排污的比重很大，印染废水特点是水量大、有机污染物含量很高、水质变化幅度大、色深、碱性较大，属于难处理的工业废水。印染新原料、新助剂、新工艺的不断研发和应用使得工业生产中排放的废水中污染物组分变得越来越复杂，用臭氧进行深度处理在色度的降低和COD去除方面有显著的效果，目前臭氧被广泛应用于印染废水处理。卢宁川等[8]对印染废水采用臭氧处理进行了处理。，结果发现臭氧对含有GBC枣红基染料的印染废水的色度和CODcr去除率可达到94.4%和72.2%。
4结论与展望
臭氧氧化工艺及衍生技术近年来已经被深入研究，并被广泛应用于有机废水的预处理和深度处理中。但臭氧应用于难降解有机废水还存在着一些弊端比如：臭氧能氧化水中许多有机物，但臭氧与有机物的反应是有选择性的，而且对有机物的氧化分解不够；臭氧氧化后的产物往往为羧酸类有机物；臭氧生成的成本比较高，而利用率不高提高了臭氧氧化技术的费用。因此，研究臭氧的高级氧化技术(O3/UV、O3/H2O2、O3/活性炭等)是十分有意义的。针对不同特征的难降解有机废水，选择合适的臭氧高级氧化技术，并提高臭氧的利用效率和氧化能力，改善废水中污染物的去除效果是今后研究的重点。
参考文献
[1]张贡意,韩荣新.臭氧氧化技术在污水处理中的研究现状[J].城镇供水,(6):42-4.
[2]夏大磊,王松,孙聪,etal.臭氧氧化技术处理废水研究现状[J].山东化工,(10):180-1.
[3]陈琳,刘国光,吕文英.臭氧氧化技术发展前瞻[J].环境科学与技术,,27(B08):143-5.
[4]夏晓武,孙世群.臭氧预处理农药废水的研究[J].合肥工业大学学报:自然科学版,,28(3):270-3.
[5]李福勤,牛红兰,安晓婵,etal.臭氧氧化法预处理焦化废水的试验研究[J].工业用水与废水,,42(4):16-8.
[6]吴玲,夏中明.臭氧氧化法处理焦化废水的研究[J].化肥设计,1995(5):45-7.
[7]冯旭东,刘芳,郭明F,etal.垃圾渗滤液生物处理出水臭氧氧化的研究[J].环境污染与防治,2005,27(5):387-8.
[8]卢宁川,府灵敏.臭氧处理印染废水的方法研究[J].江苏环境科技,,15(2):1-2.
一直以来,农业在我国的经济发展中都是占据着重要位置。改革开放以来,城乡经济差距逐年拉大,农民的收入来源有限,并且,随着物价的大幅度上涨,相对收入更是“入不敷出”。加之我国的人均耕地面积过低,而优质耕地更是少之又少,在诸多因素制约下,很多高新农业生产技术无法得以实现,更是束缚了农民的创收渠道。无土栽培技术的快速兴
起以及深入发展,无疑是为广大的农民带来了发展契机。本文重点探索蔬菜有机生态型无土栽培技术的发展情况。
1 无土栽培概述
无土栽培的科学定义,就是不用天然土壤,而利用含有植物生长发育所必需的元素的营养液来提供营养,并可使得植物能够正常的完成整个生命周期的种植技术。[1]该方法使得植物的生长摆脱了土壤环境的诸多束缚,并且,还可以对其所需的营养成分进行有效控制,进而培养出高品质的优良作物。
目前,无土栽培形式主要包括水培、基质培以及雾培。其中,水培是指植物部分根系悬挂生长在营养液中,而另一部分根系裸露在潮湿空气中的一类无土栽培方法。[2]这种方式植物生长周期较短,经济效益好,并且,还不会受到污染以及季节限制,适合工厂化生产。
有机生态型无土栽培技术,它是指不用天然土壤,而使用基质,不用传统的营养液灌溉植物根系,而使用有机固态肥并直接用清水灌溉作物的一种无土栽培技术。[3]
有机基质一般采用当地价格低廉的农作物秸秆及加工下脚料如玉米秸秆、花生壳、食用菌渣、甘蔗渣、酒糟、芦苇末、中药渣等工农业有机废弃物和畜禽粪便等为主要原料发酵腐熟而成,因此也大大降低了成本投入。为了改善有机基质的物理性能,可以加入一定量的无机基质如河沙、炉渣、蛭石、珍珠岩等进行混配。混配比例可根据当地基质材料的成本和来源灵活掌握,原则是基质中无机物最多不要超过 60%,否则其保水保肥性能下降。有机物与无机物的体积之比最大可达 8∶2。有机基质混配后其有机质含量应在 40%~50%以上,C/N=30 左右,总养分含量为 3~5 kg/m3左右,pH值为 5.8~6.4,容重为 0.30~0.64 g/cm3,总孔隙度大于 85%。
目前,国内的蔬菜有机生态型无土栽主要有槽式栽培、袋式栽培以及立体垂直栽培等。第一种栽培方式较为普遍。这种栽培方式比较有代表性的是蒋卫杰等人研制的地上栽培槽。这种栽培槽对基质的量要求不高,仅需要30m3/667m2左右即可,生产成本大大降低。并且,蔬菜的生长量以及产量都相对稳定,并未出现减产现象。有机生态型无土栽培技术主要适用的蔬菜品种包括:番茄、辣椒、茄子以及瓜类蔬菜等。
随着现代农业的发展、种植业结构的调整和我国设施农业的进一步发展,蔬菜、花卉等高附加值农产品的规模化、工厂化生产步伐正在加快,蔬菜有机生态型无土栽培的发展前景也越来越广阔,它将利用有机固体废弃物合成环保型有机栽培基质,对基质的原料来源进行筛选与分类,对发酵过程进行标准化控制,使生产出的基质具有质量稳定性并形成产业化,实现自然资源的循环利用与农业的.可持续发展。
随着设施水平的不断改进与提高,现代化控制仪器仪表和计算机自动控制技术在无土栽培中的应用与普及,并根据我国目前设施蔬菜的发展水平和城乡居民生活方式多样化的需要,有机生态型无土栽培的发展趋势将朝着规模化、集约化、自动化、工厂化和小型化、家庭化的方向发展,并将出现高度设施化和简易栽培并存的局面。另一方面,随着有机生态型无土栽培基质工厂化生产和商品化的实现,蔬菜有机生态型无土栽培技术在家庭中的使用也将日益受到人们的重视,将有越来越多的居民采用有机生态型无土栽培技术在阳台、屋顶等空闲地种植蔬菜。
4结论
随着我国无土栽培技术的快速发展,国内的无土栽培技术得到了大面积的应用,尤其是有机生态型无土栽培技术的研制成功以及广泛应用,不仅有效地填补了国内在该领域的研究空白,还实现了农民的经济收入增长和盐碱地以及沙地的使用效率,有效地缓解了我国的土地资源紧缺问题。尽管在技术的研究水平上还相对落后于一些发达国家,但是,我们有理由相信,只要在研究人员的不懈努力下,一定会取得更加美好的发展前景,实现农业的快速发展。
参考文献:
[1] 万军.国内外无土栽培技术现状及发展趋势[J].科技创新导报.(03)
[2] 刘佳,郁继华,冯致,张国斌,刘凯,李琨.??追肥对有机生态型无土栽培辣椒生长发育与产量的影响[J].甘肃农业大学学报.2011(03)
关于时钟设计研究论文
1概述
GPS（GlobalPositioningSystem）全球定位系统是利用美国的24颗GPS地址卫星所发射的信号而建立的导航、定位、授时的系统。美国政府已承诺，在今后相当长的一段时间内，GPS系统将向全世界免费开放。目前，GPS系统广泛地应用在导航、大地测量、精确授时、车辆定位及防盗等领域。因此，开展对GPS系统的研究和应用，将极大地提高生产力，并产生巨大的经济效益。本文旨在通过利用GPS所提供的精确授时的功能，采用单片机技术，设计适合于需要精确授时的高精度时钟系统。
GSU-16是日本光电（KODEN）公司生产的并行11通道GPSOEM接收板，由于采用了先进半导体设计手段，它具有尺寸小、功耗低、性能稳定、性价比高等优良特性。利用它，可以方便、快速地开发出各种GPS应用系统。其主要性能指标如下：
接收通道——11通道并行接收，可同时跟踪11颗卫星；
授时精度——小于400ns，无累计误差；
数据更新时间——1s；
体积和重量——65mm×35mm，约重40g（含锂电池）；
数据输出格式——NMEA-0183v2.0；RTCM-sc104v2.0；
环境工作温度——-30～+75℃；
正常工作参数——电压5（1±0.05）V；电流100mA；功耗100mW。
2GSU-16的硬件接口和软件接口
（1）硬件接口
GSU-16同时提供12脚接口（J3）和5脚接口（J4）。本设计中采用5链接口J4，各引脚的功能如表1所列。
表1
接口编号信号名称
功能
1GND电源地2backupin备份电源输入，3V时消耗2μA3SD1串行输出4RD1串行输入5+5V主供电电源输入
GSU-16的RD1脚为RS232C的通信接口，其逻辑电平为TTL电平。这样能够很方便地与各种单片机连接连接，无须电平转换。同时，12脚接口还提供了高精度的秒脉冲输出，可用于需要更高精度定时服务的测量系统。在此，我们仅使用其时钟信息，故只需在其输出的ASCII数据中直接提取即可。
（2）软件接口
GSU-16的通信波特率为4800，1个起始位，8个数据位，1个停止位，无奇偶校验。通常使用NMEA-0183格式输出，数据代码为ASCII码字符。
NMEA-0183是美国海洋电子协会为海用电子设备制定的标准格式，目前广泛使用V2.0版本。由于该格式为ASCII码字符串，比较直观和易于处理，在许多高级语言中都可以直接进行判别、分离，以提取用户所需要的数据。
NMEA-0183主要语句中，最常见的几种格式为：
GPGGAGPS定位数据
GPGLL地址位置和经纬度
GPZDA日期和时间
GPVTG方位角对地速度
例如，GPZDA为时间和日期输出语句，其标准格式如下：
又如，$GPGGA为定位导航数据输出语句，其标准格式如下：
在具体使用时，可以在收到一条消息后，用软件来判别消息引导头是否为“$GPZDA”或“$GPGGA”来确认收到的消息正确与否，然后从消息中提取世界时，一定要注意将提取到的世界时加上8小时才是北京时间，而且软件还必须对16：00～24：00世界时作相应的'处理，以转换为正确的北京日期和时间。
3应用电路和程序设计
在设计该时钟系统时，我们采用的单片机是Motolola公司的MC68HC08的通用芯片MC68HC908GP32。该芯片以它的高性能、低功耗、低价位获得了广泛的应用，其主要特性为：
①32KB片内Flash存储器，具有在线可编程能力和保密功能；
②512B片内RAM；
③增强型串行通信口和串行外围接口；
④支持C语言。
其接口电路可按图1设计，程序流程如图2所示。
单片机初始化程序样例如下：
SCBREQU$0019
SCC1EQU$0013
SCC2EQU$0014
SCC3EQU$0015
SCS1EQU$0016
SCS2EQU$0017
SCDREQU$0018
TEMPEQU$40；定义1个字节的临时存储空间
ORG$8000；定义程序的起始位置
INIT：LDA#%00100010；初始化开始
STASCBR；波特率定义
LDA#%01000000
STASCC1
LDA#%00001100
STASCC2
LDA#%00000000
STASCC3
START：JSRGETDATA；接收1个字符
STATEMP；将其存放临时空间
CMP#$“$”；判是否为“$”符，如不是转START
……
；判是否为GPZDA信息模块，如不是则转START重新接收
……
；数据接收与处理模块
……
；时钟驱动与显示模块
……
；返回START重新接收下一组消息
GETDATA：BRCLR5，SCS1，GETDATA
LDASCRA
RTS
4结论
时间信号的准确与否，直接关系到人们的日常生活、工业生产和社会发展。由于计算机技术、网络技术、通信技术、GPS定位技术等相关技术的发展和礅，以及GPSOEM板价格的降低，已经具备了为各个应用领域提供高精度授时的可能性。
GPS精密时钟主要应用于城市重要公共建筑，如车站、码头、公园、交通路口、标志建筑等场所和电信行业的移动及固定电话报时等方面。它是供了准确的公众时间，为人们的日常生活提供便利，避免了因时钟不准确而带来的不便。同时，也为GPS系统的应用开拓了一个较好的用途，具广泛的现实意义。
