環(huán)保工程中污水回收與再利用技術(shù)的探討

欒松明

煙臺(tái)市招遠(yuǎn)環(huán)境執(zhí)法大隊(duì) 山東 煙臺(tái) 265400

污水是一種常見的環(huán)境問(wèn)題，它不僅對(duì)人類身體和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，而且也是對(duì)珍貴的水源的一種浪費(fèi)。但是，隨著科技的進(jìn)步，人們可以把污水變成一種資源，并加以循環(huán)使用。城市污水的產(chǎn)生與生活污水、工業(yè)污水和農(nóng)業(yè)污水等密切相關(guān)，但由于污水中所含的有毒成分較多，若不加以處理，將會(huì)對(duì)土壤、水體和空氣產(chǎn)生很大的影響。這就要求對(duì)城市生活用水進(jìn)行合理的治理與治理，以保證可持續(xù)發(fā)展的水源與良好的生態(tài)環(huán)境。再生水的循環(huán)使用，對(duì)緩解我國(guó)缺水問(wèn)題具有重要意義。污水資源化可以降低對(duì)淡水的需求量，并為農(nóng)業(yè)、工業(yè)及生活等領(lǐng)域提供新的水源，既能節(jié)省水資源，又能減輕其帶來(lái)的環(huán)境污染，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。

1 環(huán)保工程中污水的來(lái)源與類型

污水的來(lái)源很復(fù)雜，有工業(yè)污水，生活污水，農(nóng)業(yè)污水，以及一些特定污染源。由于它們的成分、性質(zhì)、濃度和危害都各不相同，所以在治理上要有不同的要求。

1.1 工業(yè)污水

工業(yè)污水是一種重要的環(huán)境污染物。城市生活污水是指各類行業(yè)排放的各類污染物，具有成分復(fù)雜、濃度高等特征。主要污染物有有機(jī)物，無(wú)機(jī)物，重金屬，化學(xué)藥劑等。就化學(xué)工業(yè)而言，它所生產(chǎn)的污水中往往包含著大量的酸堿鹽等有毒化合物，如果將它們直接排出，將給生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)巨大的危害。然而，由于鋼鐵行業(yè)排放的污水中含有大量的重金屬，如鐵、錳等，它們?cè)谔烊凰械母患瘜?duì)水環(huán)境中的生命健康構(gòu)成威脅。針對(duì)不同類型的工業(yè)污水，采用物理、化學(xué)、生物等多種手段對(duì)其進(jìn)行治理，以期達(dá)到對(duì)污染物的高效凈化，從而達(dá)到對(duì)水體及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)[1]。

1.2 生活污水

與工業(yè)污水比較，城市生活污水具有更廣闊的發(fā)展空間，它是指人們?cè)谙丛琛⑾匆隆⒆鲲埡蜎_廁所等生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)不斷地產(chǎn)生大量的污染物。城市污水中含有有機(jī)物，懸浮物，微生物，油脂及少量的無(wú)機(jī)鹽。比如，從廚房排出的污水中會(huì)包含很多的食品殘留物和油污；另外，衛(wèi)生間的污水中可能含有諸如洗發(fā)水，沐浴露之類的化學(xué)物質(zhì)。雖然每戶人家制造的污水量很少，但是全市的污水排放量卻很大。

1.3 農(nóng)業(yè)污水

農(nóng)業(yè)也是污水的一個(gè)重要源頭。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)藥、化肥等化學(xué)品是保障作物正常生長(zhǎng)、增產(chǎn)的重要手段。這種化學(xué)物質(zhì)和田間的灌溉用水相結(jié)合，就會(huì)產(chǎn)生一種農(nóng)業(yè)污水。生活垃圾中添加了大量的殺蟲劑、肥料，不僅會(huì)引起水質(zhì)惡化，還會(huì)對(duì)水生生物造成危害，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。另外，畜牧業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的大量有機(jī)污水也是我國(guó)農(nóng)村生活的重要污染源。由于畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，其污水中有機(jī)物、氮磷等污染物的排放呈逐年上升趨勢(shì)。未經(jīng)治理的污水排放會(huì)引起水體氮磷濃度的升高，進(jìn)而引發(fā)水華和藍(lán)藻暴發(fā)等生態(tài)問(wèn)題。

2 環(huán)保工程污水處理的思路

2.1 評(píng)價(jià)污水處理工藝

目前國(guó)內(nèi)的污水處理中，所采用的技術(shù)與工藝很多，在對(duì)其進(jìn)行評(píng)估的同時(shí)，要與現(xiàn)實(shí)相融合，并對(duì)其進(jìn)行客觀的評(píng)估，評(píng)估工作要全面，不能只從工藝的適用問(wèn)題上去思考，要從整體的觀點(diǎn)去進(jìn)行分析，只有如此，才能得出比較全面、高效的分析結(jié)論，從而達(dá)到對(duì)各項(xiàng)流程的合理調(diào)節(jié)[2]。

2.2 顯現(xiàn)污水水質(zhì)的特點(diǎn)

在污水處理中，不管是什么屬性的污水，都要確保它符合現(xiàn)行的處理規(guī)范，在確保該指標(biāo)的前提下，方能將污水引入廠內(nèi)進(jìn)行處理，在對(duì)污水進(jìn)行處理的時(shí)候，要確保不會(huì)采用毒性物質(zhì)，并且要嚴(yán)格遵守有關(guān)的處置規(guī)程，不能有任何違規(guī)現(xiàn)象發(fā)生。在對(duì)污水進(jìn)行治理前，應(yīng)對(duì)污水的污染程度，污染種類，污染程度等做進(jìn)一步的研究。

2.3 選擇處理工藝

在對(duì)污水的各種參數(shù)進(jìn)行了分析之后，要依據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)污水的處理方法進(jìn)行合理的篩選，這是一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作，因?yàn)楣に嚨氖欠窈侠恚瑢?huì)對(duì)污水的處理效果產(chǎn)生很大的影響，因此，有必要確保污水處理過(guò)程的合理性。

2.4 合理應(yīng)用污水回收處理技術(shù)

在可持續(xù)發(fā)展思想指導(dǎo)下，怎樣減少對(duì)資源的浪費(fèi)，是環(huán)保工作中要考慮的一個(gè)重要問(wèn)題。水資源是我們國(guó)家的一項(xiàng)重大資源，它關(guān)乎著整個(gè)人類的生存，一旦缺水，將會(huì)對(duì)人民的生命造成極大的危害，因此，強(qiáng)化對(duì)水資源的保護(hù)，對(duì)污水治理中的水資源進(jìn)行主動(dòng)的循環(huán)利用，是十分必要的。要想構(gòu)建一個(gè)較好的污水循環(huán)利用體系，就必須對(duì)污水進(jìn)行分類收集和利用。

3 環(huán)保工程中的污水回收技術(shù)

3.1 物理處理方法

物理法作為一種主要的污水治理技術(shù)，其主要優(yōu)點(diǎn)是不依靠化學(xué)試劑或生化作用，而采用物理的方式對(duì)其進(jìn)行有效的分離與凈化[3]。

3.1.1 沉淀法

其中，沉降是最基礎(chǔ)的一種物理方法。在沉降槽內(nèi)，大顆粒在重力的影響下向底層沉降，而表層水體則趨于澄清。這種方法能夠降低水中懸浮物質(zhì)的濃度，從而為以后的污水治理提供了有利的條件。

3.1.2 過(guò)濾法

過(guò)濾法也是一種常見的物理工藝。采用砂、石、炭、化纖等多種濾料，將污水中的固體顆粒、有機(jī)物及微生物等物質(zhì)攔截于膜內(nèi)，形成潔凈的濾渣。近年來(lái)，越來(lái)越多的微細(xì)過(guò)濾工藝被采用，如微孔過(guò)濾和超微孔過(guò)濾等。

3.1.3 浮選法

通過(guò)將空氣或其它氣體吹入污水，將一些污染物質(zhì)吸附在這些氣泡表面，并漂浮到表面，從而達(dá)到將污染物從水中分離出來(lái)的目的。

3.1.4 膜技術(shù)

近年來(lái)，隨著膜分離工藝的發(fā)展，膜分離工藝逐漸發(fā)展起來(lái)，并逐漸發(fā)展為一種新的工藝。反滲透，納濾，超濾，都是利用半滲透膜來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種薄膜能阻擋大部分的污染，僅允許水分和一些好的材料通過(guò)。通過(guò)本項(xiàng)目研究，有望實(shí)現(xiàn)水體中污染物的有效脫除，并大幅提升水體的回用效率，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)水資源的綠色循環(huán)與循環(huán)使用奠定理論基礎(chǔ)[4]。

表1 環(huán)保工程中污水物理處理方法

3.2 化學(xué)處理方法

在污水的治理中，化學(xué)法占有很大的比重。此類技術(shù)常可對(duì)污水中某一種特殊的污染物進(jìn)行高效降解或轉(zhuǎn)換（參見表2）。

表2 環(huán)保工程中污水的化學(xué)處理方法

3.2.1 化學(xué)沉淀技術(shù)

化學(xué)沉降法是一種常用的污水凈化方法，其主要作用是在污水中添加一定數(shù)量的化學(xué)劑，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將原有的難溶于水中的污染物轉(zhuǎn)化為沉淀物。

3.2.2 中和反應(yīng)

中和是一種常用的污水處理工藝，它可以將污水中的pH調(diào)節(jié)到近中性，既可以為后續(xù)生化工藝提供有利的條件，又可以防止一些毒害性污染物對(duì)人類健康造成的危害。

3.2.3 氧化還原技術(shù)

在污水的治理方面，采用了一種新的方法，即將污水中含有的有機(jī)化合物和重金屬離子等污染物經(jīng)過(guò)氧化或還原后，轉(zhuǎn)變成更加穩(wěn)定、無(wú)害或易處置的污染物。如采用氯和臭氧等強(qiáng)氧化劑對(duì)污水進(jìn)行消毒，能對(duì)污水中的致病菌和難降解的有機(jī)污染物進(jìn)行降解。

3.2.4 高級(jí)氧化技術(shù)

目前，已被普遍重視并被用于處理污水中難生物降解的有機(jī)污染物，并將其完全礦化成CO2和H2O。在這些污染物中，以臭氧和紫外光最為普遍。采用上述工藝，不僅能提高污水的處理質(zhì)量，而且能滿足污水處理后的污水處理和再生處理的需要[5]。

3.3 生物處理法

在污水處理領(lǐng)域，由于其對(duì)污染物的模擬與放大作用，可以有效地去除污水中的有機(jī)污染物。

3.3.1 活性污泥法

活性污泥工藝是當(dāng)前應(yīng)用最為普遍的一種生化工藝，其原理是利用微生物對(duì)有機(jī)物的吸收與分解作用。在對(duì)污水進(jìn)行理化預(yù)處理之后，將其導(dǎo)入?yún)捬醢l(fā)酵池等含有大量微生物的反應(yīng)器內(nèi)。只要有足夠的氧，這些微生物就會(huì)大量地生長(zhǎng)，把污水里的有機(jī)物質(zhì)分解為微生物所需的物質(zhì)，二氧化碳和水。通過(guò)一定的工藝，可以大幅度地減少污水中的有機(jī)污染物含量，滿足規(guī)定的達(dá)標(biāo)或回收使用。

3.3.2 好氧和厭氧消化技術(shù)

好氧與厭氧發(fā)酵工藝的區(qū)別在于它們?cè)谄湫玛惔x過(guò)程中所需的氧環(huán)境。好氧發(fā)酵適合于污水中有機(jī)質(zhì)含量不高的情況。而厭氧發(fā)酵是指在好氧條件下進(jìn)行，適合于高有機(jī)質(zhì)含量污水的生物降解。厭氧發(fā)酵技術(shù)的另外一大優(yōu)勢(shì)在于它可以生成大量的生物氣，其中含有大量的甲烷，是一種重要的可再生資源。

生物工藝具有環(huán)境友好性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。與物理化學(xué)法相比，生化法具有不需要加入過(guò)量的外源化學(xué)劑、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。另外，這種方法具有操作費(fèi)用低廉、能夠生產(chǎn)生物氣等優(yōu)點(diǎn)。然而，目前的生化技術(shù)仍存在諸多問(wèn)題，例如，如何精確調(diào)控運(yùn)行參數(shù)，保證微生物的高效運(yùn)行。

4 環(huán)保工程中的污水再利用技術(shù)

4.1 高級(jí)氧化技術(shù)

高級(jí)氧化法是一種將傳統(tǒng)的化學(xué)氧化法與現(xiàn)代工藝相融合的新型化工工藝。該方法利用臭氧，雙氧水，紫外線等強(qiáng)力氧化劑，快速高效地分解污水中的有機(jī)物。

4.2 濕地處理系統(tǒng)

在人工濕地中，植被既能從污水中吸取養(yǎng)分，又能為土壤中的微生物生長(zhǎng)繁殖場(chǎng)所。它們不僅能有效地對(duì)有機(jī)物進(jìn)行有效的分解，還能對(duì)諸如重金屬等有毒污染物進(jìn)行吸附、轉(zhuǎn)換。同時(shí)，該濕地還可以調(diào)節(jié)水體流動(dòng)，美化環(huán)境，為人類生存和發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。

4.3 零排放技術(shù)

“零排放”既是一種污水治理方法，也是一種綜合的環(huán)保思想，它體現(xiàn)了對(duì)生態(tài)環(huán)境的最大限度的重視與維護(hù)。這項(xiàng)科技的中心思想就是把污水當(dāng)作一種可循環(huán)使用的能源，而不僅僅是污水的處置與釋放。在實(shí)際生產(chǎn)中，零排排放工藝需要對(duì)其進(jìn)行更精細(xì)的處理。首先，必須詳盡地剖析污水的源頭及成分，才能有目標(biāo)地加以處置。其次，采用物理化學(xué)、生物等多項(xiàng)技術(shù)相組合，對(duì)污水進(jìn)行分步治理。并對(duì)各工序進(jìn)行特殊監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)，以保證出水達(dá)標(biāo)。另外，要想達(dá)到“零”的目的，還必須與源頭減量、工藝優(yōu)化、資源回收等其它環(huán)保治理手段有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)零排放。

5 環(huán)保工程中污水處理新技術(shù)

在我國(guó)，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，各類高科技產(chǎn)品層出不窮，為解決城市生活用水問(wèn)題開辟了新的途徑。目前，污水治理的新工藝有很多，其中有如下方面：

5.1 礦物質(zhì)水處理技術(shù)

污水中的雜質(zhì)較多，可以通過(guò)物理吸收的方法來(lái)去除或降低污水中所含的雜質(zhì)，提高污水的處理效率，其中最常用和最高效的方法就是礦物處理。礦物的處理方法在實(shí)際的應(yīng)用中有著十分顯著的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榈V物中含有的各種物質(zhì)，這些物質(zhì)的類型很多，對(duì)于污水的治理有著很好的作用，并且礦物的成本比較低廉，能夠很好地減少在污水處理方面的費(fèi)用，也能得到較好的治理結(jié)果，因其為一種物理方法，故不會(huì)出現(xiàn)二次污染。例如：硅藻土、皂土等，對(duì)污水有很好的凈化作用。

5.2 光催化技術(shù)

光催化法作為一種較為高檔的污水處理技術(shù)，使用該技術(shù)，同樣能夠取得良好的污水治理效果，其技術(shù)含量很高，使用過(guò)程中需要大量的專業(yè)技術(shù)，對(duì)于工藝設(shè)備的要求也不斷提升。光催化技術(shù)的基本原理是基于光照的催化效應(yīng)，使得污水中的各類物質(zhì)能夠發(fā)生分解反應(yīng)或者氧化還原反應(yīng)，將其中的化學(xué)物質(zhì)組成發(fā)生變化，由原本的有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可處理、無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)，是一個(gè)化學(xué)變化過(guò)程。在后續(xù)過(guò)程中可以進(jìn)一步將污水中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳、甲烷、水等物質(zhì)。一方面對(duì)污水進(jìn)行了凈化，另一方面減少了二次污染的可能性，具有較好的污水處理效果。在利用光催化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，二氧化鈦是最基礎(chǔ)的物質(zhì)，具有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性且無(wú)毒無(wú)害，基本不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。在光的催化作用下，二氧化鈦的活性被充分激活，其中游離的電子可以激發(fā)各種化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，與污水中的各類物質(zhì)接觸后發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了污水的凈化。

6 結(jié)論

在世界范圍內(nèi)，由于水資源日益匱乏，環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重，污水的回收與回收變得越來(lái)越重要。隨著科技的發(fā)展與運(yùn)用，不但能高效地處理生活污水，而且能為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境提供珍貴的水源。本項(xiàng)目的研究成果將為我國(guó)水資源的可持續(xù)利用提供新的思路，為我國(guó)水資源的可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。在此過(guò)程中，應(yīng)加大對(duì)市民的宣傳力度，在社會(huì)內(nèi)形成對(duì)污水循環(huán)與再生的統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，并把相關(guān)的科技和戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，從而保證水資源的長(zhǎng)期有效保護(hù)。