戴煥兵

摘 要：水質(zhì)檢測(cè)不但具有良好的去除水污染物的能力，在水處理技術(shù)方面具有獨(dú)特的應(yīng)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(yōu)良的生物水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)。本文探討了污水處理中水質(zhì)檢測(cè)的機(jī)理及其發(fā)展現(xiàn)狀和重要性，為水質(zhì)檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：污水處理；水質(zhì)檢測(cè)；發(fā)展；重要性

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.污水處理中水質(zhì)檢測(cè)的重要性

20世紀(jì)中期以來(lái)，隨著人口基數(shù)的快速增長(zhǎng)和快速的工業(yè)化，大量的水體受到了各種污染物的污染，水資源污染形勢(shì)十分嚴(yán)峻。水資源匱乏和水污染形勢(shì)嚴(yán)峻并存，水污染治理任重道遠(yuǎn)，如何做好水質(zhì)檢測(cè)工作無(wú)疑是當(dāng)前亟待解決的問題。同時(shí)，隨著污水處理技術(shù)日益成熟，傳統(tǒng)及新型水處理工藝已經(jīng)得到很廣泛的應(yīng)用。通常情況下，三級(jí)處理雖然可以解決上述問題，但因投資和運(yùn)行高而難以大面積推廣。而單純依靠傳統(tǒng)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(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)行方式靈活的優(yōu)點(diǎn)，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(guó)當(dāng)前的情況下難以推廣應(yīng)用。

根據(jù)報(bào)告，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理建設(shè)發(fā)展迅速，在下一個(gè)發(fā)展階段，隨著新農(nóng)村建設(shè)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的開發(fā)，接下去需要解決的更多是面源水污染問題，即廣泛鄉(xiāng)鎮(zhèn)或者山地由于工業(yè)開發(fā)、農(nóng)業(yè)發(fā)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(shè)管理成本，以及水質(zhì)變化大和零散等的問題。相關(guān)調(diào)查，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水污染主要解決的是水污染的問題。如何快速、經(jīng)濟(jì)有效地凈化水體中的水污染物，已然成為我國(guó)污水處理領(lǐng)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(jìn)入當(dāng)污染物進(jìn)入飲用水時(shí)，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(nèi)部，改變體內(nèi)細(xì)胞的DNA結(jié)構(gòu)，對(duì)人體組織產(chǎn)生致癌變，從而導(dǎo)致畸變和突變的作用。水污染已經(jīng)極大地影響或者威脅地表和地下水體生態(tài)系統(tǒng)。雖然近幾年水環(huán)境的有機(jī)物現(xiàn)象有所改善，處理污水的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)日益成熟并得到廣泛應(yīng)用，但未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的壓力增大，特別是在廣泛的農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，水環(huán)境保護(hù)任重道遠(yuǎn)。

傳統(tǒng)的污水處理中常見水質(zhì)檢測(cè)方法包括：一是化學(xué)沉淀法，即利用特定化學(xué)藥劑與金屬離子反應(yīng)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(xué)形態(tài)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(xué)基團(tuán)、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(xué)沉淀法，該方法處理工藝成熟、操作簡(jiǎn)單易行，但投藥量大，成本相對(duì)較高，處理后的金屬離子沉淀物以化學(xué)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(xué)法成本高，過(guò)程比較復(fù)雜，重金屬回收難，常被用于處理小規(guī)模廢水。而生物法通常使用的是廢棄物，原料易得廉價(jià)，屬于廢棄物資源化利用；同時(shí)吸附的重金屬易于洗脫，回收利用率高，走的是可持續(xù)發(fā)展路線；設(shè)備、材料、工藝運(yùn)行等控制因素的限制少，易于操作。

目前國(guó)外對(duì)水質(zhì)檢測(cè)更加偏向于兼顧水資源與水質(zhì)的雙重考慮，即提出低影響檢測(cè)理念。有針對(duì)性的水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)也因?yàn)樘幚砦鬯看?、?jīng)濟(jì)可行、環(huán)境友好的新型工藝越來(lái)越受到廣泛關(guān)注。目前的水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)中，活性污泥處理法和厭氧處理技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到水污染物的治理，但是它們具有明顯的污泥產(chǎn)量大、高能耗的缺點(diǎn)，這就需要我們發(fā)展更先進(jìn)的水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)來(lái)滿足未來(lái)污水處理的要求了。

2.污水處理中水質(zhì)檢測(cè)的發(fā)展

2.1 絮凝沉淀檢測(cè)法

絮凝沉淀檢測(cè)即在水體中投入絮凝劑使染料分子和其他物質(zhì)經(jīng)過(guò)吸附、絮凝、沉淀，最終排出污泥，處理水體的方式，為二級(jí)處理。該方法具有簡(jiǎn)單、方便、穩(wěn)定、投資小、占地少的優(yōu)點(diǎn)。只是混凝脫色效果與染料分子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)，該法對(duì)疏水性染料脫色率高，對(duì)親水性染料脫色率低。有學(xué)者等通過(guò)分析混凝機(jī)理以及混凝劑特性，獨(dú)立生產(chǎn)出復(fù)合型混凝劑I型和II型，并且應(yīng)用于污水處理，結(jié)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(yīng)的II型混凝劑分別為99.2%和80.8%。

2.2 吸附檢測(cè)法

吸附檢測(cè)的原理是將活性炭、爐渣、礦物等具有多孔的物質(zhì)當(dāng)吸附劑來(lái)吸附污水中的分子態(tài)污染物質(zhì)，然后將這些分子態(tài)污染物質(zhì)在吸附劑表面去除或過(guò)濾去除，從而達(dá)到凈化廢水的目的。該法主要用于廢水的二、三級(jí)處理。目前，活性炭吸附檢測(cè)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(jī)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(lái)料多、價(jià)格低，可極大地用于污水處理，只是直接應(yīng)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(dāng)前主要研究活性炭再生、改性和研發(fā)出低價(jià)優(yōu)質(zhì)吸附劑。

2.3 內(nèi)電解檢測(cè)法

內(nèi)電解檢測(cè)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(yīng)器的正極和負(fù)極，電解質(zhì)溶液即為待處理污水，通過(guò)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，形成原電池。酸性條件下，污水的處理主要是通過(guò)電極反應(yīng)生成的氫原子與染料發(fā)生氧化還原反應(yīng)。內(nèi)電解檢測(cè)的原理還包括鐵離子絮凝作用。反應(yīng)中的Fe（OH）2氧化為Fe（OH）3，再通過(guò)混凝吸附除去染料。

2.4 磁分離檢測(cè)法

磁分離檢測(cè)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(zhì)和鐵磁性物質(zhì)。此外，經(jīng)過(guò)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(zhì)。

2.5 高級(jí)氧化檢測(cè)技術(shù)

高級(jí)氧化檢測(cè)又名深度氧化檢測(cè)，反應(yīng)時(shí)能生成羥基自由基（·OH），引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，高效無(wú)選擇地與廢水中的有機(jī)物反應(yīng)，便將其降解成H2O、CO2和其他無(wú)害物質(zhì)。高級(jí)氧化檢測(cè)（AOPs）反應(yīng)快，無(wú)二次污染，但產(chǎn)業(yè)化成本高、反應(yīng)要求條件高并且容易產(chǎn)生二次污染。高級(jí)氧化檢測(cè)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(cè)等。

超臨界水氧化檢測(cè)（SCWO）的原理即當(dāng)溫度的壓力高于水的臨界壓力（22.1MPa）和臨界溫度（37.4℃）時(shí)，有機(jī)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(lái)已有工程應(yīng)用實(shí)例。隨著科技的進(jìn)步，該技術(shù)應(yīng)能早日實(shí)現(xiàn)污水的工業(yè)化處理。高級(jí)氧化檢測(cè)能夠高效無(wú)選擇地與廢水中有機(jī)污染物反應(yīng)，并且該法既可單獨(dú)使用又可以和其他技術(shù)匹配。但高級(jí)氧化檢測(cè)存在反應(yīng)條件苛刻、運(yùn)行費(fèi)用高、反應(yīng)器要求高等缺點(diǎn)。所以，高級(jí)氧化檢測(cè)的發(fā)展和改進(jìn)關(guān)鍵在于反應(yīng)條件和成本的降低。

結(jié)語(yǔ)

水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)為污水處理領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，并取得了一定的研究成果。本文介紹的水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)就是利用環(huán)境污染物的特性，根據(jù)污染分子在水體的兩種不同方式在水質(zhì)檢測(cè)領(lǐng)域相繼發(fā)展了以上方法，主要基于吸附、微生物代謝、凝聚于沉淀的過(guò)程凈化污水，這些方法具有處理效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、土壤與地下水污染、環(huán)保及化學(xué)工程等領(lǐng)域廣泛運(yùn)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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