淺談污水處理中水質檢測的發展及重要性

戴煥兵

摘 要：水質檢測不但具有良好的去除水污染物的能力，在水處理技術方面具有獨特的應用前景，而且因其具有孔隙率高、比表面積大、沉淀性能好、泥水分離快等特征，它可以作為一種優良的生物水質檢測技術。本文探討了污水處理中水質檢測的機理及其發展現狀和重要性，為水質檢測的實際應用提供理論依據和技術參考。

關鍵詞：污水處理；水質檢測；發展；重要性

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A

1.污水處理中水質檢測的重要性

20世紀中期以來，隨著人口基數的快速增長和快速的工業化，大量的水體受到了各種污染物的污染，水資源污染形勢十分嚴峻。水資源匱乏和水污染形勢嚴峻并存，水污染治理任重道遠，如何做好水質檢測工作無疑是當前亟待解決的問題。同時，隨著污水處理技術日益成熟，傳統及新型水處理工藝已經得到很廣泛的應用。通常情況下，三級處理雖然可以解決上述問題，但因投資和運行高而難以大面積推廣。而單純依靠傳統的污水處理方法，比如氧化塘與人工濕地，雖然具有修建及運行費用低，運行方式靈活的優點，但是存在污染物濃度低、占地面積大、低溫制約等問題，在中國當前的情況下難以推廣應用。

根據報告，我國城鎮污水處理建設發展迅速，在下一個發展階段，隨著新農村建設等鄉鎮的開發，接下去需要解決的更多是面源水污染問題，即廣泛鄉鎮或者山地由于工業開發、農業發展形成的面源污染，其將更多地面臨處理污水收集困難、建設管理成本，以及水質變化大和零散等的問題。相關調查，鄉鎮污水污染主要解決的是水污染的問題。如何快速、經濟有效地凈化水體中的水污染物，已然成為我國污水處理領域亟待解決的問題。

水污染給人類造成了很大的危害，尤其是進入當污染物進入飲用水時，容易造成人體的急性或慢性、直接或間接的致病，有些還可能積累在組織內部，改變體內細胞的DNA結構，對人體組織產生致癌變，從而導致畸變和突變的作用。水污染已經極大地影響或者威脅地表和地下水體生態系統。雖然近幾年水環境的有機物現象有所改善，處理污水的水質監測技術日益成熟并得到廣泛應用，但未來社會經濟發展帶來的壓力增大，特別是在廣泛的農村、鄉鎮地區，水環境保護任重道遠。

傳統的污水處理中常見水質檢測方法包括：一是化學沉淀法，即利用特定化學藥劑與金屬離子反應生成不溶物而去除的方法；二是物化法，即在不改變重金屬離子化學形態的前提下將其去除；三是生物法，即利用生物體或植物的化學基團、孔隙特征及新陳代謝等將重金屬去除。就目前已有的處理工藝而言，最常用的是化學沉淀法，該方法處理工藝成熟、操作簡單易行，但投藥量大，成本相對較高，處理后的金屬離子沉淀物以化學污泥的形式存在，該污泥處理較難，容易造成二次污染。物理化學法成本高，過程比較復雜，重金屬回收難，常被用于處理小規模廢水。而生物法通常使用的是廢棄物，原料易得廉價，屬于廢棄物資源化利用；同時吸附的重金屬易于洗脫，回收利用率高，走的是可持續發展路線；設備、材料、工藝運行等控制因素的限制少，易于操作。

目前國外對水質檢測更加偏向于兼顧水資源與水質的雙重考慮，即提出低影響檢測理念。有針對性的水質檢測技術也因為處理污水量大、經濟可行、環境友好的新型工藝越來越受到廣泛關注。目前的水質檢測技術中，活性污泥處理法和厭氧處理技術被廣泛地應用到水污染物的治理，但是它們具有明顯的污泥產量大、高能耗的缺點，這就需要我們發展更先進的水質檢測技術來滿足未來污水處理的要求了。

2.污水處理中水質檢測的發展

2.1 絮凝沉淀檢測法

絮凝沉淀檢測即在水體中投入絮凝劑使染料分子和其他物質經過吸附、絮凝、沉淀，最終排出污泥，處理水體的方式，為二級處理。該方法具有簡單、方便、穩定、投資小、占地少的優點。只是混凝脫色效果與染料分子結構和物理化學性質密切相關，該法對疏水性染料脫色率高，對親水性染料脫色率低。有學者等通過分析混凝機理以及混凝劑特性，獨立生產出復合型混凝劑I型和II型，并且應用于污水處理，結果顯示：I型混凝劑的色度去除率和COD去除率分別為84.0%和70.1%：相應的II型混凝劑分別為99.2%和80.8%。

2.2 吸附檢測法

吸附檢測的原理是將活性炭、爐渣、礦物等具有多孔的物質當吸附劑來吸附污水中的分子態污染物質，然后將這些分子態污染物質在吸附劑表面去除或過濾去除，從而達到凈化廢水的目的。該法主要用于廢水的二、三級處理。目前，活性炭吸附檢測是最常用的方法。常用的活性炭粒徑大于40目，比表面積≥1000m2/g。活性炭可再生，吸附脫色性能好。活性炭能高效吸附廢水中的水溶性有機物，只是活性炭等吸附劑再生困難并且吸附容量有限，盡管粉煤灰來料多、價格低，可極大地用于污水處理，只是直接應用，效果不佳，需要合理改性提高處理效果，改性方法有加熱、酸堿溶液或者是含Al3+或Fe2+的溶液浸泡。因此，當前主要研究活性炭再生、改性和研發出低價優質吸附劑。

2.3 內電解檢測法

內電解檢測即酸性條件下，利用鐵屑中的鐵、碳（或其他惰性電極）等成分組成微電池反應器的正極和負極，電解質溶液即為待處理污水，通過氧化還原反應產生氫氣，形成原電池。酸性條件下，污水的處理主要是通過電極反應生成的氫原子與染料發生氧化還原反應。內電解檢測的原理還包括鐵離子絮凝作用。反應中的Fe（OH）2氧化為Fe（OH）3，再通過混凝吸附除去染料。

2.4 磁分離檢測法

磁分離檢測是利用高梯度磁分離裝置分離水中污染物。高梯度的磁分離裝置可以輕易地分離出順磁性物質和鐵磁性物質。此外，經過特殊的處理（如投加混凝劑和磁種）可以有效分離出污水中帶磁性的物質。

2.5 高級氧化檢測技術

高級氧化檢測又名深度氧化檢測，反應時能生成羥基自由基（·OH），引發鏈式反應，高效無選擇地與廢水中的有機物反應，便將其降解成H2O、CO2和其他無害物質。高級氧化檢測（AOPs）反應快，無二次污染，但產業化成本高、反應要求條件高并且容易產生二次污染。高級氧化檢測常分為Fenton氧化、光催化氧化、超臨界水氧化以及濕式氧化檢測等。

超臨界水氧化檢測（SCWO）的原理即當溫度的壓力高于水的臨界壓力（22.1MPa）和臨界溫度（37.4℃）時，有機物和氧化劑能夠在富氧超臨界水中被氧化降解。該方法處理徹底、效率高、效果好、去除率高、操作方便、可直接利用出水，近來已有工程應用實例。隨著科技的進步，該技術應能早日實現污水的工業化處理。高級氧化檢測能夠高效無選擇地與廢水中有機污染物反應，并且該法既可單獨使用又可以和其他技術匹配。但高級氧化檢測存在反應條件苛刻、運行費用高、反應器要求高等缺點。所以，高級氧化檢測的發展和改進關鍵在于反應條件和成本的降低。

結語

水質檢測技術為污水處理領域的一個研究熱點，并取得了一定的研究成果。本文介紹的水質檢測技術就是利用環境污染物的特性，根據污染分子在水體的兩種不同方式在水質檢測領域相繼發展了以上方法，主要基于吸附、微生物代謝、凝聚于沉淀的過程凈化污水，這些方法具有處理效率高、出水水質好等優點，在農業、水產養殖、土壤與地下水污染、環保及化學工程等領域廣泛運用，具有廣闊的應用前景。

參考文獻

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