時間：2022-08-16 15:18:58
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇廢水處理論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1.1工藝流程
根據設計進水水質中COD、NH3-N指標較高，要求出水水質指標高，同時考慮包頭市為北方寒冷城市，水溫較低的氣候條件，污水排放對氮、磷提出要求，而且需對污水進行回用以便達到節約用水的目的。該污水處理站采用CAST工藝+絮凝沉淀工藝。
1.2工藝特點
（1）優化了處理構筑計物的布置，節省工程投資和占地面積。
構筑物盡量合建，節省工程建設投資和占地面積，該工程設計將集水池和提升泵房、加藥間和加氯間等采用合建。同時，構筑物之間盡量構筑物連接或合建，本設計粗格柵與提升泵房、細格柵與旋流式沉沙池等都連接在一起。
（2）設置旋流式沉砂池。
在沉砂池的設計中，一方面要考慮保證后續脫氮除磷厭氧、缺氧的狀態，保持碳氮、碳磷質量比，另一方面也要統籌考慮工程投資、占地和運行費用等諸多因素。因此，土右污水處理站采用旋流式沉砂池。旋流式沉砂池的進水是以切線方向進入，通過位于水池中心的葉輪慢速攪拌，形成平面的旋流，利用砂粒和水的密度不同，在旋流狀況下得以分離，由于完全利用水力和機械攪拌形成旋流，沒有曝氣設施，因此能保證進入CAST池預反應區的污水處于缺氧或厭氧狀態。
（3）運用適宜的污泥處理工藝，減少運營成本。
對污泥的處置采取直接機械濃縮脫水方式，不設污泥緩沖池，節省一次性投資，減小運行費用。由于污泥在濃縮脫水時停留時間較短，因而避免了磷的釋放，保證了系統運行的可靠性。
2主要構筑物及設備參數
2.1粗格柵間與提升泵房
粗格柵按遠期規模設計，粗格柵為地下式鋼筋砼平行渠道，設計格柵渠道2條，每條寬度1.1m，柵條間隙20mm，分別配回轉式機械格柵除污機，l用1備。根據格柵前后液位差，由PLC自動控制，同時設有定時排渣和手動控制排渣。提升泵房與粗格柵合建，進水泵房為鋼筋混凝土構筑物，長寬尺寸為7.0m×9.8m，有效水深6.8m，安裝3臺不堵塞式潛水污水泵，2用1備（其中1臺為變頻式），單泵流量700m3/h，揚程14m，電機功率55kW。
2.2細格柵及旋流沉砂池
細格柵間為地上式鋼筋混凝土結構，平面尺寸10.3m×14.1m。設計格柵渠寬1.6m，共計2條，配螺旋機械格柵除污機2套，柵條間隙3mm。曝氣沉砂池與細格柵間合建，為地上式柱形鋼筋混凝土結構，直徑3.65m，有效水深3.9m。采用立式軸承及葉輪2套，每池1套，與沉砂池配套使用，葉輪直徑為1500mm，轉速為15r/min，電機功率為1.1kW。采用螺旋式砂水分離器1臺，單臺流量20L/s，電機功率0.37kW。配有離心式鼓風機兩臺（1用1備），流量為7.5m3/min，揚程為5m，電機功率為2.2kW。
2.3CAST生物池
生物池是污水生物處理的核心構筑物，采用CAST工藝。1座鋼筋砼結構生物反應池，分為兩格，每格再分為預反應區和主反應區。每格平面尺寸為47m×30m，有效水深6m，預反應區:主反應區=1:9。BOD5污泥負荷為0.0479kg/(kg•d)，水力停留時間28.13h，混合液質量濃度4g/L，泥齡15d，污泥回流比30%，產泥率0.85kg/kg，微孔曝氣管有6000個。每池配有1臺回流潛污泵，流量為340m3/h，揚程為2.0m，功率為7.5kW。每池采用1臺剩余潛污泵，單臺流量為67m3/h，揚程為9.0m，功率為4kW。配有潷水器4臺，每池各2臺，潷水能力為1300m3/h。
2.4接觸池及再生水進水泵房
接觸池將生物池處理后出水進行消毒，同時作為再生水處理構筑物的進水泵站，建有1座。接觸池體積尺寸為21.5m×7.7m×4.0m，再生水進水泵房的流量為0.342m3/s。配有水泵3臺，2用1備，其中1臺變頻式，單臺流量為700m3/h，揚程為9m。
2.5加氯加藥間
加氯間為再生水處理進行消毒，由于進水存在含P高的時段，通過投加聚合硫酸鋁化學除磷，同時聚合硫酸鋁可以作為沉淀劑用于再生水[2]。加氯加藥間為1座鋼筋砼框架結構，建筑面積為13.5m×16.2m，采用2臺加氯機（1用1備），加氯量為8mg/L。加藥量為355kg/d，加藥濃度為10%。
2.6鼓風機房
建有1座22.5m×10m×7.5m框架結構的鼓風機房，配有3臺風機，其中2用1備，2臺變頻，單臺風量為70m3/min，風壓7m，總供風量為8400m3/h。單機功率為110kW。
2.7儲泥緩沖池
1座，鋼筋砼構筑物，圓柱形結構，尺寸為Ф6.0m×4.85m，配有1臺潛水攪拌器，功率為1.5kW。
2.8污泥濃縮脫水機房
通過濃縮脫水，降低污泥含水率，以減少污泥體積，便于污泥貯存、外運及污泥的再利用，脫水機房尺寸為L×B=24m×12m×6.8m+9m×6m×4.5m（泥棚）。主要設備有：2臺（1用1備）污泥濃縮脫水一體機，單機處理能力為7～36m3/h，帶寬1.5m，單機設計工作時間為10～12h；投泥泵2臺，流量為13～70m3/h，揚程20m，電機功率1.5kW；三箱系統式絮凝劑制備系統1套，最大投藥量為15.8kg/d，藥劑投加濃度1‰；空壓機2臺，流量0.13m3/h，風壓1.0MPa；2臺離心式沖洗泵，流量12～42m3/h，揚程45～56m。
2.9普通濾池
1座，6池式單層框架結構，尺寸為7.4m×6m×4.1m。設計參數為：氣沖強度55m3/(m2•h)，水沖強度15m3/(m2•h)，填料形式為均質石英砂濾料，配水形式濾板及濾頭配水，反沖洗風機、反沖洗水泵與曝氣生物濾池公用1套設備。
2.10清水池及再生水送水泵房
1座，鋼筋混凝土水池，尺寸為35m×15m×4m，池容為2000m3，送水泵臺數3臺（2用1備，1臺變頻），水泵揚程35m。
3運行效果
經過兩年的運行表明，包頭市土默特右旗污水處理站設備運行正常，出水水質除氨氮外都能達到城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918－2002）一級B標準，具體運行數據見表1。為了解決氨氮處理效果低的問題，在CAST反應池中添加碳酸氫鈉和反硝化菌，經過三個月的調試，出水氨氮質量濃度由44mg/L降到9.6mg/L，使所有的出水指標都能達到城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918－2002）一級B標準的要求。
4效益分析
（1）隔油罐。
2座，單座容積3000m3，尺寸為?15．9m×H15m，地上式鋼結構，配備WS－II－150旋流分離器2臺。隔油罐采用罐中罐形式，罐內設內罐、旋流收油器和表面污油加溫管，當進水含油量小于6000mg／L，可以確保出水含油量小于150mg／L。2座并聯運行，保證水質、水量、水溫的穩定，并將調節緩沖、除油除泥、混合均質過程合為一體。
（2）油水分離器。
2臺，地上式鋼結構。采用DYF－A－150型油水分離器，其為單缸三腔臥式的含油廢水處理密閉裝置，內分旋液分離腔室、W型波紋板聚合器、粗粒化濾芯3部分，該裝置可以確保出水含油量小于50mg／L。
（3）兩級氣浮處理設備。
一級為渦凹氣浮、二級為溶氣氣浮。共2座，單座尺寸為長18m×寬9m×高2．5m，鋼筋混凝土結構，配有渦凹曝氣機、溶氣罐等設備。含油廢水采用兩級高效氣浮進行破乳氣浮，第一級氣浮投加破乳劑，主要去水中含有的油粒直徑微小的浮油和帶負電荷的乳化油。第二級氣浮通過投加混凝劑和助凝劑，利用化學混凝和破乳作用，再通過氣浮達到去除廢水中微細浮油或乳化油的目的。經過氣浮除油后，滿足生化處理設施對進水水質油類≤10mg／L的要求。
（4）A／O生化池。
1座，鋼筋混凝土結構，COD容積負荷為0．51kg／（m3•d），NH3—N容積負荷為0．054kg／（m3•d），混合液回流比為200％，污泥回流比為50％～100％。其中A池有效容積3000m3，尺寸為長48m×寬12．5m×高5．5m，HRT＝12h，配有8臺QJB7．5／12－620／3－480／S型潛水攪拌機。O池有效容積6840m3，尺寸為長48m×寬28．5m×高5．5m，HRT＝27h，配備5臺（3用2備）BK9020－250－1150型羅茨鼓風機，4臺（2用2備）150GW200－10－15型內回流泵。
（5）臭氧氧化池。
1座2格，鋼筋混凝土結構，有效容積490m3，尺寸為長7m×寬10m×高7．5m，填充層高度2m，無機鹽類催化劑125m3，配備1臺CF－G－2－6kg臭氧發生器。
（6）曝氣生物濾池。
1座8格，鋼筋混凝土結構，總有效容積為1680m3，尺寸為長28m×寬10m×高6．5m，填充層高度3．5m，生物濾料980m3。COD容積負荷為0．75kg／（m3•d），采用氣水聯合反沖洗，氣沖強度為17．3L／（s•m2），水沖強度為7．14L／（s•m2）。配備4臺（2用2備）BK7011－150－1150型羅茨鼓風機，其中備用風機為反沖氣源，2臺（1用1備）SLS300－250反沖洗水泵。
（7）回用水處理系統。
主要包括4臺（3用1備）?3m×H5．5m砂濾罐，4臺（3用1備）?3m×H5m活性碳過濾罐，4臺（3用1備）自清洗過濾器，2套UF裝置、1套RO系統，1套濃水RO系統，1套石灰軟化系統。配套高壓泵、加藥系統、保安過濾器和PLC自控系統等，其中UF回收率為90％，RO系統回收率為75％，濃水RO系統回收率為50％。
2調試運行及注意的問題
（1）隔油罐內罐首次進水前，應先將內外罐的連通閥全開
待罐液位上升至3m以上時，緩慢將連通閥關閉，并將排油閥稍微打開，見水后關閉排油閥。
（2）為保證油水分離器旋液分離腔室的旋流效果
原設計油水分離器進水是用泵打入，但經過一段時間的調試運行后發現，只要隔油罐的出水液位高于油水分離器6m以上，就可以保證油水分離器的運行效果，使出水含油量在50mg／L以下，因此調試后期將此處的提升泵移除，降低了動力消耗。
（3）保持合適的臭氧投加量對系統出水至關重要
調試初期臭氧投加量從10g／m3逐步提高到22g／m3，臭氧催化氧化池出水的BOD5／COD從0．13提高到0．20以上，系統出水COD從60mg／L穩定降至45mg／L以下。
（4）BAF濾池在初期調試時，污泥菌種投加量不能過大
否則在調試未完成就需要反洗，這對剛開始運行的濾池不利。本工程投加的接種污泥為煉油廠離心脫水后的新鮮污泥，接種量為2000kg，稀釋后用泵均勻打入BAF的8個單元，經一個月的調試，出水基本達到設計要求。在運行過程中BAF出水水質曾出現波動，COD升高，分析原因后發現由于進水水質水量波動比較大，BAF池只考慮了對反沖洗動作和時間的控制，沒有對反洗周期控制。將反洗周期從48h調整至24h后，出水水質穩定。
（5）二級反滲透濃水出水COD為60～80mg／L
總硬度（以CaCO3計）為800～1000mg／L；投加石灰乳控制出水pH為10．3～10．5，產生大量各種形態的CaCO3結晶，降低水中暫時硬度，同時生成的結晶核心還可以對其他雜質起凝聚、吸附作用；而且石灰乳引起的pH的升高也為氨氮和磷酸鹽的去除創造了條件。同時加入了聚硫酸鐵40g／m3，在去除碳酸鹽硬度的同時也去除了一部分懸浮物。石灰及聚硫酸鐵后加入硫酸的作用為：①調節石灰加入后造成的pH升高；②把石灰沒有去除的碳酸鹽硬度轉化為溶解度較大的非碳酸鹽硬度。經石灰軟化處理后總硬度降至200mg／L左右；COD降至40mg／L左右，同時對氨氮的去除率也在30％以上，滿足了濃水反滲透裝置的進水要求。
（6）濃水反滲透裝置所排濃水
COD在100mg／L左右，用硫酸調節pH至3，硫酸亞鐵的投加量為1．2kg／m3，30％雙氧水0．35L／m3，在芬頓氧化塔中反應1h后，出水加氫氧化鈉調節pH至9左右并投加聚丙烯酰胺4g／m3，出水COD在50mg／L左右，去除率可達50％，由于濃水反滲透裝置所排廢水量較小，只有420m3／d，將其并入綜合廢水中一起達標排放。
3運行效果
經過5個多月的調試，廢水處理系統運行良好，處理效果穩定，排放廢水出水水質均達到《山東省南水北調沿線水污染物綜合排放標準》（DB37／599－2006）重點保護區最新標準［魯質檢標發（2011）35號］，回用水均低于設計要求的控制指標。2014年6月下旬BAF系統出水的取樣結果如表3所示，UF－RO系統出水水質見表4。該工程總投資3830萬元，其中設備投資2788萬元，土建投資1042萬元；生化系統處理成本為1．98元／m3，其中電費為1．58元／m3，藥劑費為0．26元／m3，人工費為0．14元／m3；回用水處理系統成本為1．87元／m3，其中電費為1．14元／m3，藥劑費為0．63元／m3，人工費為0．10元／m3。
4結論
（1）煉油廢水處理工藝采用隔油－油水分離－兩級氣浮－水解－A／O－臭氧氧化－BAF
廢水經處理后水質穩定達到《山東省南水北調沿線水污染物綜合排放標準》（DB37／599－2006）重點保護區最新標準［魯質檢標發（2011）35號］，COD的去除率達到96．8％、石油類去除率達到99．3％、硫化物去除率達到99．1％、氨氮去除率達到96．5％以上。
（2）對排放達標的廢水采用預處理－UF－RO處理工藝
1．1海泡石的酸改性
海泡石的酸改性是指通過酸與海泡石的相互作用，一方面使海泡石中的碳酸鹽在強酸作用下發生溶解，從而使海泡石的腔孔結構得以打通;另一方面，強酸中的H+取代海泡石晶體中的Mg2+，使Si-O-Mg-O-Si鍵被打破，生成兩個Si-OH，同時脫去海泡石結構中的結晶水。實現擴大海泡石比表面積的效果，使海泡石的吸附性能得以提高。通過酸處理作用，海泡石內的孔道的橫截面積增大，溶液在孔道中流通，溶液中的金屬離子與海泡石的內部吸附點位接觸，吸附更容易進行。用強酸處理海泡石還可以提高海泡石的抗熱性，改變海泡石孔徑分布，調整海泡石的內部孔徑大小，增加海泡石在特定反應條件下的吸附量。酸改性還可以通過增加海泡石表面酸性中心來增加海泡石的吸附性能。當前，酸改性普遍采用強酸，包括硝酸、硫酸或鹽酸等。這是由于Mg2+為弱堿離子，會與弱酸反應生成沉淀，導致海泡石結構中的微孔堵塞，降低吸附能力，但是，強酸的濃度如果過高，會與海泡石反應過度，使海泡石的內部晶體結構發生變化，微孔變成大孔，內比表面積減小，而且濃酸與海泡石反應可能生成硅膠，使海泡石的吸附和離子交換能力降低。徐應明等使用鹽酸對河北易縣海泡石公司生產的天然海泡石進行改性，研究了不同濃度的鹽酸對天然海泡石比表面積的影響。研究發現，用低濃度鹽酸對天然海泡石進行改性時，鹽酸濃度越高，海泡石的比表面積越大，但是鹽酸濃度增加到6mol/L時，隨著鹽酸濃度增加，比表面積開始降低，海泡石比表面積最大時達到301．74m2/g，此時的改性條件為6mol/L鹽酸，25℃。研究還發現，在改性過程中，低溫處理可以使海泡石晶體內部產生新的內表面，增加海泡石的比表面積，而高溫容易導致海泡石脫鎂嚴重，致使大量微孔和中孔塌陷，降低海泡石的比表面積。高溫和攪拌的實驗條件會導致海泡石比表面積的急劇下降。研究還發現，鹽酸、硝酸或硫酸處理海泡石對提高海泡石比表面積的順序依次為:鹽酸＞硝酸＞硫酸。González-PradasE等研究了硫酸改性海泡石的性能，用不同濃度的硫酸處理海泡石，在110℃烘干，當硫酸濃度為0．25mol/L，得到的酸改性海泡石比表面積為321m2/g，而當硫酸濃度為1mol/L，得到的改性海泡石比表面積為458m2/g。KaraM等用1mol/L的HNO3改性海泡石，在不同溫度下干燥。結果表明，在298K得到的改性海泡石比表面積為380．7m2/g，在573K干燥，得到的改性海泡石比表面積為392．7m2/g。海泡石產地不同、成礦年代不同都會影響海泡石的組分及結構，適用的強酸溶液的種類及濃度也將發生變化，因此，在進行海泡石的酸改性時，必須對海泡石進行酸改性實驗，以確定最佳改性條件。改性過程中要重點考察改性酸的種類、濃度、酸液和海泡石的固液比和反應溫度。
1．2海泡石的熱改性
熱改性就是通過對海泡石的烘烤、灼燒使其脫去吸附水、結晶水甚至是羥基水，在海泡石晶體內部結構中形成新的活性面，降低水膜產生的吸附阻力，增加吸附性能;脫去海泡石內的吸附水能夠使海泡石的內表面形成較大空穴，存儲離子的能力增大，吸附金屬離子的能力也隨之增強。徐應明等研究了不同溫度對海泡石的熱改性效果，海泡石經焙燒后比表面積迅速下降，由100℃的21．44m2/g下降到900℃的0．17m2/g。熱改性θ不超過500℃時，主要是去除海泡石孔道內的吸附水，海泡石結構不發生變化;熱改性θ大于600℃時，主要是去除海泡石孔道內結構水，海泡石內部孔道部分發生塌陷，比表面積下降至45%以上;當熱改性θ超過900℃時，高溫作用將海泡石孔道內的CaCO3完全分解為CaO，導致海泡石的內部結構完全破壞，比表面積降低了99%以上。李計元等利用XRD和IR分析了熱改性后海泡石的內部結構。結果表明，改性θ在300℃以上時，海泡石結構中的結晶水開始脫去;超過500℃后，海泡石中的結構羥基水和配位結晶水開始逐步脫失;改性θ在600℃以內，海泡石的基本結構一般不發生變化。MahirA等以粒徑為75μm的海泡石為原料，分別用不同溫度對其進行焙燒處理，研究改性效果。結果表明，隨著溫度的增加，海泡石的比表面積不斷減少，在105、200、300、500和700℃下進行熱改性，得到的改性海泡石比表面積為342、357、321、295和250m2/g。由實驗結果可以看出，在熱改性θ在105～200℃時，熱改性海泡石的比表面積由342m2/g提高到357m2/g，而θ超過200℃后，熱改性海泡石的比表面積隨著溫度的升高呈下降趨勢，原因是在105～200℃的條件下，熱改性可以脫除海泡石中的吸附水，在海泡石的內部腔孔中形成新的活性內比表面，從而提高了海泡石的比表面積。而隨著改性溫度的提高，較高的灼燒溫度使海泡石內部的結晶水甚至結構水脫除，破壞了海泡石的內部腔孔結構，造成內部腔孔的塌陷，從而使海泡石的比表面積降低。可以看出，對海泡石的熱改性，必須保證合適的改性溫度，這一溫度的選擇應該通過實驗確定，以脫除吸附水而保持結晶水和羥基水為根本，以保證重金屬離子存儲能力提高且海泡石的內部結構不被破壞為目的進行合理改性。
1．3海泡石的酸熱改性
海泡石的酸熱改性是指用強酸與高溫聯合改性天然海泡石，對特定的重金屬廢水，酸熱改性的海泡石對重金屬的吸附能力要遠遠高出酸改性海泡石、熱改性海泡石以及天然海泡石。酸熱改性不僅僅是酸改性處理與熱改性處理兩步的簡單疊加，而是要以改性后海泡石的水分、比表面積、鎂含量以及所要處理的重金屬廢水的性質為指標，通過實驗確定酸熱改性海泡石的最佳酸改性條件與熱改性條件。這是由于單獨的酸改性或熱改性處理，已經使海泡石的內部結構和成分發生了改變，所以單獨酸改性處理的最佳改性條件和單獨的熱改性處理的最佳條件并不是酸-熱改性中酸改性與熱改性處理的最佳改性條件。徐應明等通過實驗研究得出，一般進行酸熱改性最佳酸改性條件為1mol/L的鹽酸、硫酸或硝酸，熱改性的最佳條件焙燒θ為300～400℃。對于比表面積為22．7m2/g的天然海泡石，最佳實驗條件下，酸改性海泡石的比表面積為301．74m2/g，此時Pb2+的飽和吸附量為20．7mg/g;而熱改性海泡石的比表面積僅為22．5m2/g;當進行酸熱改性時，利用1mol/L的鹽酸在焙燒300～400℃的條件下，酸熱改性海泡石對Pb2+的飽和吸附量可以提高到117．93mg/g。可以看出，酸熱聯合改性對海泡石比表面積的提高具有明顯的作用，聯合改性方法是海泡石吸附性能提高的一種新途徑，在未來的研究中，可以考察其他的聯合改性方法對海泡石吸附性能的提高。
1．4海泡石的磁改性
海泡石的磁改性，一般是以適當的Fe3+和Fe2+比例，配制總鐵濃度一定的溶液，然后通過化學共沉淀法將Fe3O4負載于海泡石，使海泡石具有磁性，增強其分離能力。另外，由于Fe3+的氧化性以及Fe3+溶液的酸性，磁改性海泡石吸附去除廢水中的重金屬離子的能力也有所增強。磁改性海泡石可以同時提高海泡石的吸附性能與分離性能，不僅可以提高對重金屬廢水的去除效果，還能夠回收廢水中的貴金屬。磁改性解決了天然海泡石在水中易分散、難分離及重金屬離子難回收的缺點，在重金屬廢水的處理領域有良好的應用前景。王未平等實驗得到，當n(Fe3+)∶n(Fe2+)為2∶1，n(總鐵)∶m(海泡石)為0．7mol∶50g時磁化海泡石的吸附能力最強。而賈明暢等［13］通過實驗研究確定n(Fe3+)∶n(Fe2+)為1．75∶1，n(總鐵)∶m(海泡石)為0．7mol∶50g時，改性海泡石的吸附能力最佳。海泡石應用于廢水處理過程，最大問題是吸附(絮凝)后海泡石的固液分離問題，而海泡石的磁改性使海泡石具有磁性，使固液高效分離成為可能，這一優勢對海泡石在水處理領域的應用推廣十分有利。而在重金屬廢水處理領域，磁改性海泡石不僅使固液分離變的容易，同時也提高了海泡石對重金屬的吸附性能，使重金屬的回收變得更加容易。可以看出，磁改性海泡石的吸附性能有限，是否可以通過聯合改性的方法進一步提高磁改性海泡石的吸附性能是該方向的一個研究思路。
1．5海泡石的有機改性
有機改性是將表而活性劑、有機高分子物質等對重金屬離子有較強吸附能力的物質負載或接枝共聚到海泡石表面或者內部孔道中，在海泡石表面或內部孔道引入具有較強吸附能力的基團。海泡石表面或內部孔道的結構和性質得到改變。在海泡石和有機物質的活性基團聯合作用下，廢水中重金屬離子得以吸附去除，該方法不僅可以提高海泡石的吸附能力，還能夠定向吸附并回收一些重金屬離子。因此該改性方法是海泡石在重金屬廢水中的一種新的應用，具有良好的應用前景。有機改性海泡石具備了海泡石較大的比表面積，在海泡石結構中引入了對重金屬離子具有特征吸附性能的活性基團，提高了海泡石的吸附性能，同時可以通過調整活性基團的種類，實現對重金屬離子的選擇性吸附，提高了有機改性海泡石對特定的重金屬的選擇性吸附，可以根據不同行業重金屬廢水的特征，選擇不同的有機改性劑對海泡石進行改性，進行選擇性吸附，實現特定重金屬離子的高效去除。
1．6海泡石的離子交換改性
離子交換改性就是用一定的金屬離子取代海泡石晶格中Mg2+，如同酸改性時H+取代Mg2+一樣。經過離子交換改性，海泡石的內部結構不會發生變化，海泡石的比表面積的變化也不大，但是，帶有不同電荷的金屬離子取代海泡石晶格中的Mg2+，海泡石的表面或內部孔道的酸堿性會發生改變，使吸附性能得以提高。研究發現，用于離子交換的金屬離子半徑越小，所帶電荷越高，其與鎂離子交換后所得到的改性海泡石的酸性越強。楊勝科等用Al3+交換海泡石的Mg2+，并研究改性后海泡石的吸附性能。結果表明，將海泡石在5%的A12(SO4)3溶液中浸泡2h，用改性后的海泡石去除氟，改性海泡石對氟的吸附能力明顯增大，比改性前提高15～60倍。在改性方法選擇方面，充分認識到，改性方法不同，原理亦不同。但是，改性的前提必須是保證海泡石所具有的特殊結構不改變。改性的根本目的是針對目標去除重金屬離子的特性，對天然海泡石在吸附目標重金屬離子上的缺陷進行改進，通過提高比表面積、增加重金屬離子特性吸附基團來實現目標重金屬離子的高效特性去除。就目前的研究成果可以看出，在眾多改性方法中，酸熱改性與磁改性成本低，操作簡單，吸附效果好，對重金屬離子均具有一定的吸附性能的改性方法，因此在重金屬廢水的處理應用中有著良好的前景。對于海泡石的有機改性方法，是基于海泡石表面的酸活性中心與活性基團Si-OH，引入能夠與重金屬定向反應的基團，以增加海泡石的吸附性能，但是原海泡石表面的活性基團Si-OH數量不多，應經過酸改性，生成大量的活性基團之后，再進行有機改性，這樣才能取得更好的效果。另外，由于有機改性需要的改性劑成本相對較高，因此難以普遍使用，可以根據具體貴金屬的特性，進行相應的有機改性，提高其選擇性，用于重金屬的回收。而離子交換改性一般需要用低價重金屬離子進行改性，誘發產生強堿中心，這樣對重金屬離子的吸附有利。磁改性、聯合改性和針對目標重金屬離子尤其是貴金屬離子的有機改性海泡石的制備工藝、制備條件、操作條件、結構表征、吸附原理及改性方法是今后海泡石吸附重金屬離子的研究趨勢。
2鉛鋅廢水的處理
2．1傳統工藝對鉛鋅廢水處理
鉛鋅廢水的處理傳統的方法有石灰法、硫化物沉淀法、化學沉淀鐵氧體法或電解法等。其中，石灰法因去除污染范圍廣、處理成本低被廣泛應用。張宏偉等石灰法處理鉛鋅冶煉廢水，研究最佳工藝參數，結果顯示:當pH≥9．0，反應15～20min，廢水中的各種重金屬離子均可達到排放標準。不過石灰法的操作系數難以掌握，存在處理效果不穩定的缺點。硫化物沉淀法能夠適應較寬的pH范圍，而且對鉛鋅離子的去除效率較高，另外，與氫氧化物沉淀相比，金屬硫化物沉淀更密實，固液分離及脫水效果更好。但是，硫化物沉淀法在酸性條件下會產生有毒的硫化氫氣體，因此，使用硫化物沉淀法要求在中性和堿性廢水中進行，否則很容易造成二次污染問題。鐵氧體法主要是在將鐵鹽與亞鐵鹽混合加入到含有重金屬離子廢水中，在一定條件下形成鐵氧體，在吸附、包裹和夾帶作用，鐵氧體晶格中Fe2+或Fe3+被廢水中的重金屬離子取代，形成復合鐵氧體沉淀從廢水中分離出來，重金屬離子得以去除，該方法能夠一次脫除多種重金屬離子，在重金屬廢水處理中具有良好的應用前景。但是，鐵氧體法無法單獨回收廢水中的重金屬，因此，若要回收廢水中的重金屬離子，該方法的利用受到限制。電解法是在直流電的作用下，在陽極重金屬被電離成金屬離子，而溶液中的金屬離子在陰極還原成金屬，廢水中的重金屬離子能夠被去除并實現回收。該法運行可靠、操作簡單，但該方法僅適合處理高質量濃度的重金屬廢水，并且對高濃度重金屬廢水電耗大、投資成本高的缺點，因而未能得到普遍應用。目前的研究發現，將電解法與其他鉛鋅廢水處理方法相結合使用能夠克服電解法的一些缺點，如吸附-電解、離子交換-電解、共沉淀-電解和絡合超濾-電解。隨著科技的發展，新的方法工藝逐漸被應用到鉛鋅廢水的處理中，如膜分離技術、吸附法等。張銘發等用膜處理法深度處理鉛鋅冶煉廢水，并研究了各因素對膜處理工藝穩定運行的影響，確定了最佳的運行條件。另外，由于鉛鋅冶煉廢水含鹽量高，容易結垢，采用具有更好處理效果的納濾工藝進行回用處理，結果表明，在納濾進水壓力為0．6～0．75MPa的條件下，廢水的回收率可達75%，出水的脫鹽率為92%～95%，處理后的水能夠直接在廠區工業用水系統中回用。近年來，高速發展的另一個重金屬處理工藝就是吸附工藝，吸附工藝具有操作簡單，吸附劑價格低廉，吸附效果好的優點，因此，其對重金屬的吸附去除，逐漸被研究者關注，而利用天然、廉價、來源廣泛的天然礦產資源或工業廢棄物為原料開發新型、高效、具有特征吸附性及吸附效果良好的高選擇性吸附劑是目前吸附工藝的研究重點。王大軍等以氧化鈣為改性劑對沈陽某電廠的粉煤灰改性，制備的改性粉煤灰吸附劑處理ρ(Zn2+)為50～200mg/L的模擬廢水，對Zn2+的去除率高達99．17%。朱健等以硅藻土為主要原料，添加超細碳粉、燒結助劑和粘結劑，按一定的比例混合、攪拌、造粒、煅燒，制備了硅藻土基多孔吸附填料吸附劑吸附Pb2+，其吸附容量較硅藻原土提高了78%。傳統的鉛鋅廢水處理方法因為操作簡單，成本低而被廣泛應用，但是由于傳統的方法具有處理效果相對較差、易于產生二次污染及對低濃度重金屬廢水處理效果差的弊端，限制了進一步發展。如石灰中和法產生中和渣占用大量的堆放場地，而且重金屬離子在中和渣中被稀釋不利于回收，重金屬沉淀物在自然環境中堆放易于析出造成二次污染，處理后出水含鈣，容易結垢等;再如硫化物沉淀法若操作不當，在生產過程中或在酸性條件下會產生有毒氣體H2S。對于鉛鋅廢水處理新工藝，如化學鐵氧體法，能夠很好的去除廢水中的鉛鋅離子，但是，化學鐵氧體法不能夠回收重金屬;膜分離法，雖然能夠有效去除鉛鋅離子并回收鉛鋅重金屬，但是該法對濾膜有較高的要求，初期投資及運行管理成本較高;電化學方法，操作簡單，但是只適用于高濃度鉛鋅廢水;吸附法重金屬廢水處理的新方法，不僅能夠有效去除廢水中的鉛鋅離子，還可以通過吸附劑的再生回收鉛鋅重金屬，但是吸附法對吸附劑有較高的要求，因此對于吸附法，核心環節就是尋求吸附性能高、選擇性高和廉價的吸附劑。海泡石作為一種吸附劑，儲量大，價格低廉，可重復使用，并且海泡石經過改性后吸附性能能夠大量提高，而且還可以針對一些重金屬的特性進行特定改性，提高其選擇性。因此，改性海泡石在鉛鋅廢水的處理中有良好的應用前景。
2．2海泡石在鉛鋅廢水處理中的應用
Padilla-OrtegaE等研究了海泡石對同一水樣中重金屬離子Cr3+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+及Ag+的處理效果。研究發現，海泡石對各離子的吸附效果依次為Cr3+＞Cu2+＞Cd2+＞Zn2+＞Ni2+＞Ag+，提高廢水的pH與溫度均能提高海泡石對重金屬離子的吸附量。劉玉芬等以海泡石為原料，通過強酸與高溫處理，制得酸熱改性海泡石，并研究了酸熱改性海泡石對含有Cu2+、Pb2+和Zn2+的混合重金屬廢水的處理。結果表明，在35℃下，用0．9mol/L鹽酸浸泡海泡石29h后，450℃焙燒制得的改性海泡石吸附性能最佳。在廢水的pH=7，θ為35℃，投加4g/L改性海泡石的條件下，改性海泡石吸附處理質量濃度為50mg/L的Cu2+、Pb2+和Zn2+混合重金屬廢水，吸附處理2h后，Cu2+、Pb2+和Zn2+離子去除率分別為83．4%、80．9%和78．8%。林春用0．75～1．00mol/L的硝酸，300～400℃聯合處理天然海泡石，制得酸熱改性海泡石。研究發現，所制備的酸熱改性海泡石對廢水中Ni2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+及Ag+的最大吸附容量分別為43、109、34、17、27和122mg/g。楊勝科等用天然海泡石為吸附劑處理質量濃度為10mg/L的含Pb2+廢水。所用的含鎂硅酸鹽礦物天然海泡石對Pb2+的飽和吸附量為19．9mg/g，處理后的模擬含Pb2+廢水中的Pb2+質量濃度低于0．05mg/L(國家飲用水標準中的Pb2+限值)。徐應明等研究了天然海泡石和酸改性海泡石吸附Pb2+、Cd2+和Cu2+的性能。結果顯示，酸改性海泡石對三種重金屬離子的吸附性能均高于天然海泡石，天然海泡石對Pb2+、Cd2+和Cu2+的飽和吸附量分別為32．06、11．48和22．10mg/g，而酸化海泡石對Pb2+、Cd2+和Cu2+的飽和吸附量分別為35．28、13．62和24．36mg/g。金勝明等以湖南瀏陽永和的海泡石為原料，以鹽酸為改性劑，在420℃的條件下進行酸熱改性，經浸漬沉淀法制備海泡石吸附劑。實驗發現，鹽酸濃度為1．2mol/L，海泡石-鹽酸固液比為1∶10，酸改性θ為70℃，改性18h所制得的酸改性海泡石比表積最大為190．53m2/g。所制備的改性海泡石對pH=4．5，ρ(Pb2+)=18．5mg/L，ρ(Cd2+)=13mg/L和ρ(Hg2+)=10mg/L的某冶煉廠生產廢水進行處理，經處理后廢水中的Pb2+、Cd2+和Hg2+質量濃度分別為0．07、0．03和0．01mg/L，均符合達標排放標準。申宏丹考察了多種改性條件對海泡石吸附Zn2+性能的影響。實驗發現，在100℃、鹽酸濃度1mol/L時所制備的酸改性海泡石對Zn2+的吸附能力最強，最大吸附量為6．0mg/g。同時比較了粘合劑、溶劑對海泡石成型的影響，得出聚氯乙烯為最優粘合劑，環己酮為最優溶劑，并通過研究粒徑對海泡石吸附能力影響，發現粒徑為0．5～1．0mm時海泡石吸附Zn2+的能力最佳。賈娜等用1mol/L鹽酸水溶液對海泡石進行酸處理，450℃下焙燒制得酸熱改性海泡石，并研究了酸熱改性海泡石吸附重金屬離子Zn2+的影響因素。實驗發現，提高溶液的pH，增加溶液中Zn2+離子的濃度，增加吸附時間都能不同程度地提高海泡石對Zn2+的吸附量，吸附過程能夠較好的與Langmuir吸附等溫方程擬合。楊秀敏等研究了海泡石對復合重金屬Cu2+、Zn2+和Cd2+的平衡吸附量和吸附選擇性，得出海泡石對Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附順序和富集系數順序均為Cu2+＞Cd2+＞Zn2+，平衡吸附量隨初始溶液質量濃度的提高而增大，海泡石對Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附主要是離子交換吸附和表面絡合吸附。李琛等以纖維海泡石為原料，采用文獻［13］所報道的磁改性方法進行改性，制備了一種磁化海泡石(Mms)，并對漢中市某鉛鋅冶煉企業的綜合生產廢水進行處理。通過正交試驗確定了磁改性海泡石對該廠生產廢水的最佳處理條件，Mms投加質量濃度為3．5g/L，pH為4，反應1h，在Fe3+、Fe2+、As3+、Cu2+和Cd2+共存的情況下，廢水中的Pb2+可由106．2mg/L降低到12．01mg/L，Pb2+去除率為88．69%，廢水中的Zn2+可由159．14mg/L降低到1．88mg/L，去除率為98．82%。海泡石對鉛鋅離子具有良好的吸附效果，改性后的海泡石對鉛鋅離子的吸附效果更佳。在處理鉛鋅廢水方面，目前采用較多的改性方法是酸熱改性和磁改性，改性方法簡單，經過改性的海泡石對鉛鋅離子的吸附量有很大的提高。大量研究表明，海泡石及其改性海泡石對鉛鋅離子的吸附量隨著pH與溫度的升高而升高。因此，在海泡石以及改性海泡石處理鉛鋅廢水時，pH不宜太低，充分利用鉛鋅生產廢水的溫度，盡量縮短廢水輸運距離，就近及時的處理，降低運行成本，提高鉛鋅廢水的處理效果。
3吸附飽和海泡石的再生
吸附飽和的海泡石的再生既是海泡石吸附劑的再生過程，也是廢水中重金屬離子的回收過程，主要通過重金屬離子的解吸和脫除實現。再生方法的選擇要在保證再生后的海泡石的結構和性質發生極小的變化甚至不發生變化這一前提條件下進行。目前，海泡石吸附劑的再生方法主要有酸再生、鹽再生和堿再生。盛嬌等利用植酸對海泡石進行改性，制備了植酸改性海泡石，用此改性海泡石吸附Pb2+，吸附飽和后用0．5mol/L的HCl溶液浸泡4h，能夠實現改性海泡石的再生。羅道成等用十六烷基三甲基溴化銨和微波輻照聯合改性海泡石，制成改性海泡石吸附柱，并用于Ni2+的吸附，吸附飽和后的改性海泡石用2mol/L的硝酸溶液浸泡24h，能夠對吸附柱進行再生，而且經過再生后的海泡石對Ni2+的去除率仍在91%左右。鄭易安等制備了殼聚糖接枝聚丙烯酸/海泡石復合吸附劑，并研究了這一改性復合吸附劑對Pb2+的吸附及再生過程。實驗發現，吸附飽和的改性海泡石可以用0．1mol/L的HCl溶液浸泡再生，重復吸附-脫附5次之后，改性海泡石對Pb2+的吸附量下降到489．2mg/g，仍可達初始吸附量的76．6%，而原海泡石經0．1mol/L的HCl溶液浸泡后，重復吸附-脫附5次之后即喪失了對Pb2+的吸附性能。梁凱等用酸熱改性海泡石從鋅渣酸浸液中提取回收鎵，改性海泡石吸附鎵離子飽和后，可以使用2mol/L的鹽酸浸泡再生，鎵離子解析率達到99%，而且解吸后的改性海泡石可重復利用。賈娜等研究發現，經過酸熱改性處理后的海泡石吸附Zn2+后，可以用NaCl溶液進行再生。BrigattiMF等用天然海泡石吸附Co2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+和Pb2+，吸附飽和后的海泡石可使用Na+進行解吸。結果表明，Co2+、Pb2+幾乎被全部洗脫，而Cu2+、Zn2+和Cd2+還有90%、57%和30%的金屬離子殘留在吸附劑上。以此為基礎，BrigattiMF等［39］研究了海泡石對Co2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+和Pb2+的吸附及其解吸性能。海泡石對Co2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+和Pb2+的吸附效果依此為Pb2+＜Cd2+＜Co2+＜Zn2+＜Cu2+，而用Mg2+解吸各種離子，解吸效率依此為Pb2+＞Cd2+＞Co2+＞Zn2+＞Cu2+，對于Cd2+、Pb2+不僅解吸速度快，而且能夠實現完全解吸。解吸效果與吸附效果正好相反，即吸附越容易，解吸越困難。而且研究表明，不同重金屬離子從海泡石中解吸的難易程度與離子半徑有關，小粒徑的離子更容易從海泡石吸附劑上解吸。比較了Na+與Mg2+溶液對吸附于海泡石中的Zn2+的解吸效果。結果表明，Mg2+對Zn2+的解吸效果優于Na+。李琛等用磁改性海泡石吸附處理鉛鋅廢水，吸附飽和后的磁海泡石分別用HNO3、HCl、NaCl和NaOH溶液進行再生。結果表明，1mol/L的NaOH溶液對吸附后的磁改性海泡石的再生效果最好，5次吸附-解吸后，磁改性海泡石對鉛鋅廢水中重金屬離子的吸附量僅下降2．38%。李雙雙等以鐵改性海泡石吸附銻離子，吸附飽和后的鐵改性海泡石分別用HCl、NaCl、NaOH溶液和水進行再生，NaOH溶液對鐵改性海泡石的再生效果明顯優于其他三種再生溶液，吸附-脫附5次之后，吸附量降低不到7%。另外分別用0．05、0．10、0．20mol/L的NaOH溶液對吸附飽和的吸附劑進行解吸，發現0．10mol/L的堿液解吸效果最佳。吸附飽和的海泡石的再生方法及再生效果與海泡石是否改性、海泡石的改性方法、所吸附的重金屬離子有很大關系。未改性的海泡石，吸附飽和后，采用鹽溶液浸泡再生;改性海泡石吸附飽和后，可以通過酸溶液或堿性溶液浸泡再生。相同的再生方法，所使用的再生液發生改變時，也可能造成再生效果的差異。未改性海泡石進行鹽溶液浸泡再生時，鎂鹽對吸附飽和的未改性海泡石再生效果遠遠優于鈉鹽的再生效果。因此，對于吸附飽和的海泡石的再生，應根據海泡石吸附劑的結構以及被吸附重金屬離子的性質，通過實驗確定再生的方法，進而確定再生的條件，以期達到做好的效果。
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“芬頓試劑”最早由法國科學家芬頓在酒石酸的分解反應中發現，它是指在酸性條件下Fe2+與H2O2組合的體系。1964年加拿大的Eisenhauer首次在工業廢水處理中加入芬頓試劑處理苯酚及烷基苯廢水，之后很多學者都將芬頓試劑應用到有機物的降解中。例如，王中旭等以修飾后石墨/聚四氟乙烯為陰極，采用電芬頓反應降解纖維素。由于設備簡單、操作簡便、反應快速、高效等優點，芬頓氧化技術在有機污染物的水處理領域引起了國內外科學家的極大關注。
2芬頓反應的特點
芬頓反應通過Fe2+與H2O2反應產生強氧化性的羥基自由基(•OH)達到降解有機污染物的目的。反應機理如下:對比于其他氧化劑，•OH具有更高的氧化電位，氧化電位為2.80V，•OH與其它氧化劑的電極電位比較。氟的氧化電位最高，為3.06V，•OH的氧化性僅次于氟，因此具有更強的氧化能力。
3均相芬頓氧化技術的機理及應用
3．1超聲芬頓氧化技術
超聲輻射產生的空化效應在瞬間能釋放高能量，利用這一原理，將超聲輻射與芬頓氧化技術結合，使H2O2分子裂解形成具有活性的•OH基團，超聲與Fenton試劑聯用的體系被稱為超聲－Fenton氧化技術。超聲－Fenton氧化技術的優點是:超聲輻射能使H2O2分子裂解產生•OH，這樣就能增加反應體系的活性基團，加速有機物的降解。Voncina等利用超聲輔助的芬頓氧化技術降解6種活性染料(活性黃15、活性紅22、活性藍28等)，研究結果表明芬頓體系中超聲波的引入可以提高芬頓反應的效果。陳穎等采用準好氧礦化垃圾反應床+超聲/芬頓聯用技術對垃圾滲濾液進行預處理。在超聲－Fen-ton最佳工藝條件下，COD、總磷和色度的最高去除率可達90%以上，且出水無臭。Zhang等研究了芬頓氧化技術對活性黑8(RB8)的氧化脫色和礦化的影響，研究表明利用超聲波為輔助芬頓氧化技術能提高COD的去除率，但是對RB8的脫色影響不明顯。超聲－Fenton氧化技術由于超聲的制備工藝及成本昂貴等問題，限制了該技術的推廣程度和使用范圍。
3．2微波芬頓氧化技術
在Fenton體系中引入微波的聯用技術稱為微波－Fenton氧化技術。微波誘導的芬頓氧化技術是近年發展起來的新型氧化技術。微波－Fenton氧化技術的優點是:微波能使帶有磁性的污染物產生“熱點”，這樣能降低化學反應的活化能，縮短反應時間，加速有機污染物的降解。Homem等將微波一芬頓氧化技術應用到阿莫西林的降解中速率。Yang等將微波輻射與芬頓氧化技術相結合用于處理高濃度制藥廢水。結果表明，在微波功率為300W的最佳反應條件下，COD的去除率可達57.53%。但是與普通芬頓法相比，微波－Fenton氧化技術的缺點是處理費用較高。
3．3光芬頓氧化技術
在芬頓反應中，Fe2+和Fe3+都能與H2O2反應產生•OH，從而實現Fe2+和Fe3+的循環，但是Fe3+與H2O2的反應是這一循環反應的限速步驟。為了提高芬頓氧化的效率，研究者們將紫外或可見光與Fenton聯用以提高芬頓體系的催化活性，這種紫外或可見光照射下的Fenton試劑體系被稱為光－Fen-ton氧化技術。光－Fenton氧化技術的優點是:首先，Fe3+與•OH產生的(Fe(OH)2+)在光照射下可直接產生•OH和Fe2+，加速了Fe3+和Fe2+之間的循環。其次，光照射H2O2可直接產生•OH，提高了H2O2的有效利用率。再次，紫外光的直接照射可打破有機物現有分子結構而被直接降解或氧化，增加了有機物降解的途徑。劉曉霞等采用UV－Fenton體系處理黑色KNB染料廢水。研究表明，在酸性條件下，當KNB的初始濃度為50mg/L，H2O2為0.2ml/L，FeSO4為0.7mmol/L時，采用紫外光照射，反應1小時后染料廢水脫色率幾乎可達100%。Elmor-si等在酸性紅73(MR73)的降解研究中，將紫外光引入Fe2+和H2O2體系中，可以有效提高芬頓體系的反應速率，UV－Fenton能促進目標物的降解和礦化。王繼全等采用可見光與Fe2O3復合催化劑催化降解有機污染物，在可見光(λ≥420nm)的照射下，催化劑對RhB和MB都有著很好的催化降解效果。由于紫外光是可見光中的一小部分，其獲得成本較高限制了紫外－Fenton氧化技術的推廣應用。
3．4電芬頓氧化技術
電－Fenton氧化技術就是在電解槽中通過電化學反應生成Fe2+與H2O2作為芬頓試劑，當廢水流入電解槽時，通過生成的H2O2與溶液中的Fe2+催化劑兩者產生•OH來實現降解有機污染物的目的。電－Fenton氧化技術的優點是:首先，電－Fenton在原位生產H2O2，可以有效避免試劑在運輸、儲存過程中的風險。其次，電－Fenton可以利用O2產生H2O2，H2O2的產生可以由電化學作用調控，這樣能有效提高H2O2的利用效率。再次，電－Fenton降解有機污染物除了•OH的氧化作用外，還有陽極氧化、電吸附的貢獻。最后，電－Fenton降解有機污染物污泥產量少，可有效降低二次污染的風險。王盛將電－Fenton體系引入2－乙基葸醌改性氣體擴散電極中處理含苯酚廢水。通過電－Fenton體系的協同作用產生無選擇性氧化劑•OH來，氧化降解廢水中苯酚。當鐵片作陽極，催化劑2－乙基葸醌大于20%時，降解60min后，苯酚降解率都保持在80%。宋燕為了解決水中個人護理品難以處理的問題，以石墨烯氣體擴散電極為陰極，構建了均相電芬頓氧化體系，并應用于含三氯生模擬廢水的氧化降解，結果表明，對于初始濃度為45mg/L的三氯生，強酸性條件下外加Fe2+，電芬頓氧化的處理180min，三氯生廢水的降解率為73.9%。電－Fenton氧化技術利用了電化學反應和芬頓氧化能力，它與光－Fenton相比降解有機物的機制較完善，且降解途徑增加，但是該項技術要求電極應有較高電位用于析氫，同時還需要具備氧還原電子的催化活性，對電極在廢水中的穩定性和抗腐蝕性有很高要求，往往需要提高處理成本來獲得高效的處理效果。
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1含汞廢水處理方法及除汞技術研究進展
1.1通過電解法我們可以在陰極得到金屬汞從而除去廢水中的汞。目前，國內外把電解法作為治理重金屬廢水的主要方法之一，該法運行可靠，操作簡單，勞動條件好，可以用于高濃度無機汞廢水的有效處理方法。但此法存在耗電量高、電極板消耗大、處理成本高等問題。CharlesPéguyNanseu-Njiki[5]等人以較廉價的鐵和鋁作電極電解處理含汞廢水，電解過程中可以生成鐵或鋁的氫氧化物沉淀作為凝聚劑，可以螯合或靜電吸引汞離子從而除去汞，同時鐵和鋁也不會對環境造成二次污染。通過一系列的研究CharlesPéguyNanseu-Njiki等人證實了以鐵或鋁作電極治理廢水的方法是可行的，此法能夠除去廢水中99%以上的污染物。
1.2離子交換法離子交換技術用于廢水處理始于二戰期間。20世紀60年代出現的大孔樹脂在交換容量。洗脫效率。耐污染性能、抗氧化能力以及機械強度方面都優于凝膠型樹脂，促進了離子交換技術在廢水處理中的發展，成為回收和處理重金屬廢水的有效方法之一。汞在廢水中以汞的陽離子（Hg2+）、陰離子絡合物和游離的金屬汞等形式存在。用一般的強堿陰離子交換樹脂可以去除汞的絡合陰離子，但處理效果差，出水的含汞量仍在0.1mg/L以上，而且由于其他陰離子的存在，特別是氯化物含量高時，影響樹脂對汞的交換容量。S.CHIARLE,M.RATTO[6]等人選用含有巰基的大孔螯合型離子交換樹脂GT-73用于廢水除汞的實驗研究。此種樹脂對汞的吸收效率極好，可以得到非常純凈的水，如此高的除汞效率使得此法得到廢水處理廠家的極大關注。
1.3吸附法吸附法是利用多孔固體吸附劑去除廢水中污染物的方法。吸附就是廢水中的污染物通過固-液界面上的物質傳遞，轉移到固體吸附劑上的過程。按照吸附劑表面吸附機理的不同，分為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附。廢水處理中的吸附一般是多種吸附機理同時存在，長用在廢水處理中的吸附劑有活性炭、磺化煤等。活性炭等物質具有極大的表面積，在活化過程中形成含氧官能團，如-COOH,-OH,-C=O等，這些官能團賦予該吸附劑以化學吸附和催化氧化、還原等性能，因此這類物質能有效去除重金屬。活性炭適用于小型的廢水處理，如果用于大型廢水處理工藝，成本偏高。吸附法易于操作，如果能找到來源豐富而又廉價的吸附劑，這種方法將得到更加廣泛的應用，故近年來很多科研工作者致力于這方面的研究。Fu-ShenZhang[7]等人以活化有機污泥為吸附劑用于廢水除Hg（Ⅱ），發現ZnCl2活化效果最好。M.Zabihi[8]等人從伊朗胡桃殼中提取碳質物質作為吸附劑移除廢水中的Hg（Ⅱ），此種吸附劑為經濟有效的吸附劑，它對Hg（Ⅱ）吸附符合Langmuir和Freundlich等溫線和擬二級動力學。人們也嘗試尋找新材料以期達到完美的除汞效果。B.Tawabini[9]等人將多壁納米碳管用去廢水除汞，實驗結果符合Langmuir等溫線模型和擬二級反應（反應常數k為0.018），并且能夠100%除汞。另外，有些科研人員嘗試生物質吸附劑用于廢水除汞，如CláudiaB.Lopes[等人以軟木塞粉末作為吸附劑用于廢水除汞，如處理500μg/L的含汞廢水，軟木塞粉末僅為25mg/L時汞的移除率可達到94%，而且吸附劑除汞效果隨著汞初始濃度的升高而升高，另外在二元含汞廢水處理中此種吸附劑對汞還具有良好的選擇性。
1.4生物處理法生物法用于含汞廢水的處理尚處于研究階段，由于它的諸多優點如：運行費用低，操作pH和溫度范圍寬，選擇性高及處理后的廢水含汞量極低，如cornell大學教授DavidB.Wilson領導下的科研團隊運用大腸桿菌處理低濃度含汞廢水可使得水中汞的含量降到6.3ng/L，這個水平遠遠低于建議的滿足人們健康要求的144ng/L。因此這種方法越來越引起人們的重視。科學家利用不同的單一菌種處理含汞廢水，獲得了令人滿意的處理效果。H.VONCANSTEIN等人從污染河流沉積物中提取出惡臭假單胞菌并將其負載于多孔載體上裝載于生物反應器中，經此反應器處理可除去90%~98%的汞。DengXX等人以大腸桿菌處理含有10種以上離子的廢水，其中汞的濃度為2.58mg/L，可能是收到其他離子和高pH的影響，對廢水中汞的吸收速度比對蒸餾水中汞的吸收速度快。在此研究中中空纖維作為生物反應器，廢水中99%以上的汞被吸收。CarlosGreen-Ruiz以一種芽孢桿菌為生物吸附劑處理含汞（Ⅱ）廢水，發現此法適合處理濃度低的含汞廢水，pH對處理效果有明顯的影響，在Ph4.5-6.0間處理效果最優。MeifangCHIEN[15]等人以非致病的耐熱的巨大芽孢桿菌MB1處理含汞廢水。研究中MB1被固定化在硅藻膠上，這樣能夠有效移除10mg/L含汞廢水中的80%汞，而且此種硅藻膠在重復使用9次后仍對汞有很高的移除作用。另外，科學家們也在尋找價廉且綠色環保的生物吸附劑來處理含汞廢水。VasileiosA.Anagnostopoulos等人把啤酒廠用過的麥芽根用于水系除汞，由于麥芽根上帶有羧基和磷酸酯官能團故能除去大量的汞。通過實驗，VasileiosA.Anagnostopoulos等人發現在pH為5時除汞效果最佳。IlhemGhodbane等人、Jun-JianWang[18]等人及LiShun-Xing等人分別對桉樹皮、植物不規則細根及浮萍粉末對汞的吸收性能進行了研究，研究發現這三類物質對汞都有很好的移除作用，其中浮萍粉末可以吸收無機汞和有機汞，其中有機汞包括甲基汞和乙基汞。
2展望
汞污染廢水是重要的全球性環境問題之一。為了滿足日益嚴格的環境管理規章條例，人們將很多技術應用于廢水處理以除汞。廣泛使用的方法有化學沉淀法，凝聚沉淀法，離子交換法等。查閱文獻可知，很明顯，很多科研人員熱衷于吸附法的研究，旨在找到既有效且價廉的吸附劑。人們認為廉價的吸附劑和生物吸附劑是處理低濃度重金屬廢水的經濟有效的方法。離子交換法已經被廣泛應用于廢水除重金屬領域。而生物處理法能夠有效處理低濃度含汞廢水，且處理后能夠使汞的濃度降到10-9數量級，滿足人們飲用水要求，這種方法被認為是一種很有發展前景的廢水除汞的方法。
作者：陳臘梅單位：南京化工職業技術學院
非離子型高分子絮凝劑有非離子型聚丙烯酰胺、改性淀粉等。這類絮凝劑通過分子鏈將廢水中的顆粒吸附后纏在一起,絮凝機理主要是通過架橋作用。這類絮凝劑選擇性高,常與鋁鹽配合使用,往往需要通過實驗等確定最佳的用量,否則用量太低作用不明顯,用量太高不僅不能起到絮凝沉淀的作用,反而起到分散穩定污染物微粒的作用。
2聚合物濾膜
常用的濾膜根據微孔孔徑的大小分為微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)四種形式,按照材質通常分為無機濾膜和高分子聚合物濾膜。聚合物濾膜由于良好的加工性能,材料來源廣,使用過程中沒有介質脫落,不會造成二次污染,具有比無機濾膜更大的優勢。
2.1微濾膜微濾膜一般指過濾孔徑在0.1～1μm之間的過濾膜。微濾膜過濾是世界上開發應用最早的膜技術,對微濾膜而言,其分離機理主要是篩分。微濾膜用于廢水處理中能截留懸浮物,細菌,以及大分子量膠體等物質。聚合物微濾膜材料主要品種有聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚丙烯等。
2.2超濾膜超濾膜是指額定孔徑范圍為0.001～0.02μm的濾膜。超濾的機理主要是篩濾作用,利用溶液的壓力為推動力,使溶劑分子通過薄膜,而細菌以及比細菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機物等不能通過,被截留在進液側。微濾可以用于分離相對分子量在500～15000之間,直徑為2.0～100nm的微粒。聚合物微濾膜品種有醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚偏氟乙烯等等。根據膜形狀的不同,可分為平板膜、管式膜、毛細管膜、中空纖維膜等,廣泛應用于電泳漆廢水、造紙廢水、染料廢水等工業廢水的處理。
2.3納濾膜納濾膜的孔徑在1nm以上,一般1～2nm。納濾的機理介于超濾和反滲透之間,曾經將納濾膜稱為超低壓反滲透膜。納濾膜允許溶劑分子、某些低分子量溶質和低價離子透過,能截留分子量大約為150～500左右的有機物和高價離子。納濾膜主要應用在在飲用水深度處理,苦咸水淡化,醫藥、食品、生活和工業污水的處理。目前納濾膜中商業化程度最高的主要有聚酰胺、聚乙烯醇、磺化聚砜、磺化聚醚砜、醋酸纖維素等。
2.4反滲透膜反滲透即滲透的逆過程,是在壓力的推動下,借助半透膜截留大于0.1nm的微粒、所有溶解的鹽分以及分子量大于100的有機物,迫使溶液中的溶劑與溶質分開的膜分離過程。目前反滲透膜已經廣泛應用與海水淡化和城市污水的深度處理。我國目前最常用的反滲透膜材料主要有醋酸纖維素膜、芳香聚酰胺膜和殼聚糖膜三類。由于反滲透過程需要壓力推動,因此反滲透技術往往需要較高能耗,這給反滲透技術的推廣帶來了一定的限制。
3離子交換樹脂
離子交換樹脂是帶有能交換離子的活性基團、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。離子交換樹脂不僅能用于水的軟化、純水和高純水的制備,還能在處理廢水的過程中吸收富集貴重金屬離子,再通過再生等過程釋放出來,對增加可利用資源和改善環境質量具有十分重要的意義。根據合成離子交換樹脂單體的不同,可分為苯乙烯系、丙烯酸系、環氧系、酚醛系及脲醛系等,目前生產數量最多、應用最為廣泛的為苯乙烯系離子交換樹脂。
4展望
1解決方案
1.1排泥水燒杯試驗為了對排泥水的加藥量和處理后污泥的性質進行研究，開展了燒杯試驗，探索最佳的污泥處理方法。對進入濃縮池的排泥水(污泥濃度0.5%)進行燒杯試驗，先快速(200rpm)混凝2min，慢速(100rpm)混凝20min，沉淀時間10min。試驗結果如圖3所示。可以看出，排泥水中單純加入PAC，初始沉淀效果不明顯，污泥沉降比均在80%～88%。將排泥的污泥濃度由0.5%調整到0.2%，同樣進行上述試驗結果如圖4所示。由圖4～圖6可以看出，排泥水稀釋后加入PAC和PAM，初始沉淀效果明顯改善。圖6可以看出，PAM投加可改善污泥初始沉淀效果及上清液濁度，污泥水經與濃縮池上清液稀釋后沉降效果較佳，上清液濁度較好。從實際工況來看，可以用反沖洗廢水稀釋排泥水后加PAM進行污泥濃縮。
1.2排泥水沉降試驗為了進一步確認水廠排泥水特性，進行了排泥水沉降試驗。將排泥水稀釋后，投加PAM(0，0.5，1，2，4，6mg/l)攪拌，沉淀后觀察。從觀察結果可看出:投加PAM后泥水界面清晰，泥水分離情況良好，PAM投加有助于污泥初始沉降，投加量2ppm效果最佳;但經過長時間沉降后未投加PAM的污泥反而略好于投加PAM的污泥，最佳沉淀時間為30min。針對排泥水和稀釋后的排泥水進一步進行沉降試驗，可以看出低濃度的排泥水較高濃度的排泥水初始沉降速度快。PAM的投加有助于改善初始沉降速度，但經過長時間濃縮后的結果與未投加PAM的效果相仿。經過長時間(7h以后)濃縮后，濃縮污泥濃度只能達到1.3%左右，濃縮污泥壓實度不佳。
1.3PAM對污泥濃縮的影響試驗為了確認PAM對污泥濃縮的影響，進行了不同型號的PAM以及不同投加量的燒杯試驗，試驗結果見下頁表。可以看出，對于此種含有離心機分離液的污泥，濁度和調節池相近時，陰離子產品A2和陽離子產品A1在不同投加量的情況下，效果的變化差距不大，陽離子A1的效果略好于A2。投加量對沉降效果的影響要遠遠大于對絮凝劑種類的影響。不同型號的PAM對污泥沉淀效果影響不大，水廠使用的A2是較好的一款產品。適當提高投加量會帶來更好的絮凝效果，產生更大的絮團和更快速的初始沉降效果。考慮到水流沖擊可能對形成的絮團帶來的破碎作用，試驗中加入了持續時間為30s條件下200rpm的破碎試驗，說明高投加量下形成的絮團耐破碎性能更好。
1.4水廠污泥系統生產性試驗運行情況1:根據現場實際情況，將預濃縮池排泥水連續排入調節池以稀釋排泥水濃度，并混入離心脫水機分離液運行一個調節池和一個濃縮池，使濃縮池連續運行，投加PAM1ppm，采用每2h排泥20min，以保證提高污泥濃度。運行結果表明:運行初期濃縮池上清液濁度較低，泥水分離較好，但濃縮污泥濃度較低，為1%～1.3%。運行約一周后，濃縮池集水槽出現翻泥現象。運行情況2:提高PAM投加量至1.5ppm。為了避免閥門井溢流，減少一半預濃縮池排泥水量進入調節池。運行結果表明:濃縮池上清液水質不穩定，仍然不間斷地出現翻泥現象，但濃縮污泥濃度較低。運行情況3:運行一個調節池和兩組濃縮池，降低濃縮池負荷，繼續投加PAM1.5ppm，采用每4h排泥15min。運行結果表明:運行初期兩組濃縮池上清液濁度較低，2號濃縮污泥濃度較好，大于2%，1號濃縮池污泥濃度較低，約1.3%，PAM并不有助于污泥壓實。運行情況4:停止兩組濃縮池PAM投加，維持每4h排泥15min，濃縮池上清液SS儀可以用于監測，但上清液不連續會干擾讀數。運行結果表明:1號、2號濃縮池污泥濃度接近，但都有下降趨勢，約1.7%。約一周后仍發現有2號濃縮池翻泥現象。并且注意到原水濁度有較大變化，濃縮池污泥泥位均較高。
2結論和建議
根據水廠廢水處理系統運行試驗結果，有以下結論和建議:a.與黃浦江水源相比，青草沙水源的排泥水不容易沉降，低濃度的排泥水有利于污泥處理系統運行。b.濃縮池的運行好壞是關鍵，對于濃縮池的上部，要確保上清液水質良好(低濁度)，泥水分離是最主要的因素。c.有足夠的沉降時間，可以使得泥水較好地分離。PAM的投加也可以提高分離速度，但在運行幾個小時之后，上清液水質就沒有明顯差別。因此在目前工況下，并不一定需要投加PAM來保證上清液水質。d.確保濃縮污泥濃度高最重要的因素是污泥壓實度，但可能由于藻類、過高的pH值以及混凝劑等因素產生正電荷使得水廠的污泥非常不容易壓實。同樣實驗室數據表明投加PAM無法提高污泥的密實度。e.濃縮池的底部污泥排放應該是多頻次、少量排泥，這樣更有利于保持上清液的水質，同時有利于離心機的運行。
作者：徐立群黃志金單位：上海浦東威立雅自來水有限公司上海宏波工程咨詢管理有限公司
1豬場廢水處理模式
目前，國內外豬場糞污的處理模式可總結歸納為3種模式：還田模式、自然處理模式以及工廠化處理模式。
1.1還田模式
畜禽糞污還田是一種傳統的、經濟有效的處理模式，可以使畜禽糞污達到零排放。還田模式不僅可以有效處置污染物，還能將其中的營養物質循環于土壤，從而減少化肥的使用，同時施用糞污還可以維持并提高土壤肥力、改善土壤特性。這種處理模式適用于遠離城市，經濟落后，并有足夠農田消納糞污的地區，如蔬菜等經濟類作物的地區。還田模式主要優點：污染物零排放，可最大限度實現資源化，減少化肥用量，提高土壤肥力；投資省，耗能少，運行費用低等。其存在的主要問題：需要大量土地利用糞便污水，每萬頭豬場至少需7hm2土地消納糞便污水，所以其受條件限制而適應性弱；雨季及蔬菜淡季必須考慮糞便污水或沼液的出路；存在傳播畜禽疾病的危險；不合理的施用方式或連續過量施用會導致N、P及重金屬沉積，造成地表水和地下水污染；惡臭及降解過程所產生的氨氣、硫化氫等有害氣體對大氣環境造成污染。總的來說，還田模式可以實現污染物零排放，資源化利用程度很高，但是豬場周圍需要有足夠的農田消納能力。
1.2自然處理模式
自然處理模式主要采用氧化塘、人工濕地等自然處理方式對養殖場糞便污水進行處理，適用于遠離城市，經濟欠發達，土地寬廣并廉價的地區，養殖場規模一般不能太大，對于養豬而言，一般年出欄在5萬頭以下為宜，以人工清糞為主，水沖為輔，沖洗耗水量中等。自然處理模式主要優點是投資省，能耗少，運行管理費用低；地下式厭氧處理系統厭氧設施建于地下，基本無臭味；污泥量少，污泥處理系統簡單；管理方便，對周圍環境影響小，如噪音小；可回收利用CH4。其主要缺點是土地占地較大；處理效果受季節溫度變化的影響大；可能會造成地下水污染；建于地下的厭氧設施一旦出現問題，其維修不方便，而且其經常出現出泥困難的現象。從我國的研究現狀來看，我國關于采用人工濕地來處理畜禽養殖污水，主要將研究重點放在考察處理效果以及如何篩選植物上，但針對畜禽養殖廢水，其人工濕地究竟對土地面積的要求有多大，出水多少才能達到污水處理的國際標準等多個問題上，我國的研究還不夠深入和細致。
1.3工廠化處理模式
工廠化處理模式的糞便污水處理系統主要涵蓋了以下幾個部分，即預先處理、厭氧處理、好氧處理、后處理等。該種處理模式主要是適用于那些土地資源稀缺而又昂貴，無法滿足用來消納養殖場廢水、糞便的大城市周邊。相較于還田以及自然處理模式而言，工廠化處理模式的主要優點如下：對土地面積的要求較低，占地面積較前2種模式而言更小；適用范圍要大于前2種處理模式，對地域性的要求不強，受地域性限制程度低；該種處理模式對季節性的要求較低，受季節交替、氣溫變化的影響不大。但是，也存在著如下弊端：對資金投入的要求大，據估算，每萬頭豬場其資金投入大約需要120～140萬之間；該模式的運轉費用也要遠遠大于還田以及自然處理模式；對機械設備的要求高，維護管理費用的價格較為高昂；運轉以及管理都需要具有專業化知識的技術人員。這類方法特別適宜于小型豬場廢水處理。
2豬場廢水處理建議
養殖業作為影響生態環境污染的重要因素，越來越受到社會各界的關注。針對目前集約化豬場的發展所帶來的環境問題，建議采取以下措施防治豬糞尿對環境的污染。制定畜牧業污染防治法規。加強畜禽糞便的管理和法制建設對于防治養殖業污染是至關重要的。目前國內在畜禽污染控制法規方面尚不完善。預防為主，防患于未然。目前在預防豬糞尿污染方面采取了下述措施：提高飼料利用率；實施畜舍污水量最小化養殖工序。完善現有的處理工藝。目前國內外雖然對養殖廢污處理工藝的研究比較多，但是存在一定的問題，如對各種工藝的機理研究不夠透徹，可操作的、系統化的工藝設計參數尚待完善等問題。結合地區特點，選擇最優的方案對養豬廢污進行合理處理。如湖北省屬于千湖之省，水資源豐富，可以適當考慮采用生物浮床技術處理養殖污水。
作者：曹俊 單位：鄖陽師范高等專科學校生物化學與環境工程系
關鍵詞：畢業設計；給排水科學與工程專業；環境類專業；改革與實踐
中圖分類號：G642477 文獻標志碼：A 文章編號：10052909（2015）05013804
應用創新型人才培養是普通高等學校人才培養的方向，而實踐能力的培養是其關鍵環節之一[1]。設計、實習、實驗、科研活動等是實踐能力培養的主要環節[2]。其中， 畢業設計作為大學教學中最為重要，與工作崗位接軌的實踐性教學環節，是培養具有創新精神和實踐能力的應用型高級專門人才的需要，具有不可替代的作用[3]。
市政、環境類專業包括給水排水科學與工程（原給水排水工程）、環境工程、環境科學等專業，均屬于綜合性、應用性、交叉性強的學科，學科體系和內容上有諸多交叉滲透，相似性強，因此其畢業設計也有很多一致性。
遼寧工程技術大學給水排水工程專業和環境工程專業自1989年招生以來，經過幾代教師的努力，形成具有學校特色的理論和實踐教學體系，畢業設計的改革取得了諸多成果。文章結合學校市政、環境類專業畢業設計的實際情況，對畢業設計存在問題進行分析，介紹市政、環境類專業畢業設計改革的實踐成果，為相關院校畢業設計改革提供參考。
一、 本科畢業設計存在問題
據調查，自高校擴招以來，本科畢業設計普遍存在質量滑坡現象 [4]，許多專家學者針對畢業設計中存在的問題進行了大量
研究[5-7]。筆者結合遼寧工程技術大學實際情況，查找畢業設計過程中存在的問題，以利于提高市政、環境類專業畢業設計質量。
（1）設計選題不合理，多為紙上談兵，與實際工程脫軌嚴重。許多高校仍在實行約束性選題方式，在選題范圍上必然存在過寬或過窄的問題，題目陳舊，與就業實際需求相去甚遠，不利于發揮學生的主體意識和主觀創造精神。2006年之前，學校給排水專業畢業設計題目主要集中在凈水廠設計、污水處理廠設計和建筑給水排水工程設計。設計題目范圍較窄，而且很多題目都是假題假做或年復一年的課題重復，與工程實際的設計要求差距較大。環境類專業的水污染控制理論方向，在污廢水處理設計中，工藝方案大同小異，缺乏創新。水環境質量評價選題，多運用模糊綜合評判等數學方法代數即可，創新性和實用性較差。這些導致學生參加工作后，一時很難上手，滿足不了設計與工程單位對畢業生盡快進入工作狀態的要求，與應用創新型人才培養目標存在較大差距。
（2）高校連續10多年的擴招造成學生數量急劇增加，與師資數量不足、教師工程實踐能力缺乏之間存在較大矛盾，直接影響畢業設計質量。1999年擴招以后，市政、環境類專業教師每人指導學生人數在10～20人，造成指導教師精力投入不足，指導深度不夠，監督和考核不到位等現象。同時，為了解決高校教師短缺問題，引進的博士直接進入課堂授課、指導設計，沒有經歷助教過程，缺少實際工程經驗，加上科研指標的量化，高校青年教師在教學和科研雙趨沖突壓力下，往往忙于寫論文、申請課題，從而造成重科研輕教學現象，這也導致青年教師的設計指導質量不容樂觀。另外，隨著畢業生人數增多，與設計相關的圖書資料明顯不足，設計室更是無法保證，失去了教師對學生的有效指導和監督。
（3）學生設計精力投入不足，態度不認真，有的甚至抄襲他人論文等。部分學生忙于找工作，考研面試等，無暇顧及畢業設計。值得指出的是，學校鼓勵學生到已簽約工作單位結合工程實際完成畢業設計，雖然初衷很好，但從畢業設計成果看，部分學生沒有取得預想效果。另外，畢業設計中抄襲現象非常多。通常，學生畢業設計被安排在最后學期的10～15周，設計時間短，任務重，同時，學生常在答辯前才加班加點，匆忙拼湊，敷衍過關。甚至存在照例題套構筑物計算、圖紙網上直接下載等現象。
（4）學生雖然對水處理專業原理性知識有一些了解，但是對一些具體的構筑物卻很陌生且很難在大腦里構建出這些構筑物，而在認識實習、生產實習和畢業實習時，看到的也只是構筑物外貌，由于池體被水充滿，很難看到構筑物內部結構，因此造成設計思路不清晰，設計參數盲目選擇，給構筑物設計計算帶來很大困難。
（5）高校畢業設計管理工作有待進一步提高。雖然學校、學院都針對畢業設計制定了相應的管理制度，但在執行過程中，各級管理部門和指導教師存在執行不嚴格、不規范現象，從而影響了畢業設計的質量。另外，畢業設計一次性考核模式（指導教師給予學生學習態度分占20%、評閱教師給予設計成果分占30%、答辯委員會成員給予答辯分占50%），導致學生沒有改過的機會，也達不到人才培養的真正效果。
二、 提高畢業設計質量的實踐
相信筆者所述我校市政、環境類專業本科畢業設計存在的問題在其他高校同類專業，甚至所有工科專業都不同程度地有所表現。為此，探究解決高校學生畢業設計解決方法，真正提高畢業設計質量，進而提升學生工程實踐能力和創新能力，就成為當前畢業設計改革工作中的重要課題。針對目前市政、環境類專業畢業設計存在的問題，結合我校近年畢業設計改革的新做法、新模式、新思考，借鑒國內改革經驗，提出畢業設計具體的改革建議[8-10]。
（一）重視畢業設計選題工作
首先，擴大選題范圍。目前來看，市政、環境類專業設計題目范圍較小，與學生就業范圍有較大差距。從畢業生看，給排水科學與工程專業去凈水廠和污水廠的學生較少，去建筑施工單位較多。環境工程和環境科學專業利用學校地礦特色，去各企業工作學生比重較大。結合學生就業單位特點設計題目，能提高學生的設計興趣。因此，最近幾年，在了解學生就業方向基礎上，設計多個選題方向，學生先選擇設計方向，再結合具體工作情況選題，效果較好。在原有凈水廠設計、污水處理廠設計、建筑給排水工程設計、區域水環境質量評價、工業廢水處理站設計基礎上，增加的設計方向包括：城市給水排水管網系統優化設計、城市污水再生利用工程設計、建筑小區中水回用工程設計、建筑小區雨水利用工程設計、工業給水處理工程設計、給水排水工程（環境工程）施工組織設計及工程造價等方向。在工業廢水處理工程設計中，每年結合學生未來從事工作，進行了礦山廢水、皮革廢水、化工廢水、食品廢水、制藥廢水、鋼鐵廢水等多種廢水的設計工作，得到學生和就業單位的認可。
其次，注重設計的靈活性和實效性。目前盡管設計做到了一人一題，但與實際工程結合不足，因此，我們在設計中進行了一些新的嘗試。例如，從事建筑給排水工程設計的學生，與學校建筑學、土木工程、建筑環境與能源應用工程、工程管理、電氣自動化等專業學生共同組成設計小組，一起完成學校新校區圖書館、博物館、實驗樓等同一實際工程設計，設計完成后指導施工，真正實現了“真題真做”，避免了抄襲現象，而且鍛煉了學生的組織協調能力。針對軟件學得較好的學生，兩名學生共同完成同一設計，一名進行筆算，另一名編制軟件程序，兩者互相校正，共同提高；針對考研學生，指導教師讓他們參加所主持課題的實驗研究中，跟研究生一起完成論文，使他們盡早進入研究狀態。一些學生簽到工作后，單位希望去實習，做單位的實際工程設計，對此，我們實行企業和學校雙導師制度，單位負責學生在該單位的學習、生活等情況，校內指導教師負責開題、中期檢查、畢業答辯，以及與就業單位的聯系，定期檢查學生畢業設計完成質量，使學生設計質量得到保證。
（二）用多媒體課件協助教師指導學生畢業設計
市政、環境類專業畢業設計方向性、規律性和系統性較強，由于學生較多，資源有限，教師每天親自指導較為困難，教師為學生畢業設計做的指導書又太過簡單，而且并不直觀。多媒體課件具有文字、圖、聲、像并茂特點，具有很強的生動性、直觀性和條理性，能化抽象為具體，化平淡為生動，充分調動學生學習興趣。同時，還具有可反復播放特點，學生哪一步驟不懂，就可以對照課件進行觀察，直到理解為止。畢業設計指導課件每個設計方向一個，最終將課件模塊化，將教師從企業獲得的研究課題、合作教育中遇到的實際工程問題，凝練成畢業設計（論文）選題，均鏈接到設計模塊，建設成為虛擬實踐教育平臺，可切實提升學生實踐能力和創新能力，并可使資源由一校“獨有”，變成多校“共享”。
以制作完成的工業廢水處理工程畢業設計指導課件為例，課件內容包括：（1）工業廢水處理站設計目的、要求、步驟和原則，設計所用參考規范、手冊，形成廢水站設計任務書和設計指導書各1份；（2）工業廢水處理站基本建設程序；（3）工業廢水處理站與污水廠設計的相同點與不同之處；（4）工業廢水處理站典型水質（化工廢水、鋼鐵廢水、印染廢水等）特點及出水標準；（5）工業廢水處理站設計前需調查分析和解決問題；（6）工業廢水處理站工藝路線選擇的基本步驟、比選原則；（7）工業廢水常見處理方法及國內典型工業廢水處理工藝流程介紹；（8）典型構筑物（調節池、隔油池、水解酸化池、曝氣生物濾池、生物接觸氧化池、膜法水處理系統等）設計基本理論、池體類型、優缺點及適用條件分析，設計規范要求，設計參考范例、計算軟件編制、構筑物運行動畫，現場實際運行工程照片。本部分是課件主體，共鏈接標準1部、參考計算書籍1本、主體構筑物運用動畫7個，制作計算程序3個，插入現場照片25張，圖片12張；（9）污泥處理的目的、常見處理方法及系統設計，插入現場照片4張；（10） 工業廢水處理站各構筑物的總體布置和廢水處理流程的高程設計，介紹了布置原則、計算方法及典型案例分析；（11）工業廢水處理工程經濟分析及概預算具體方法和軟件應用；（12）圖紙繪制標準及方法。
（三） 設計全過程管理與質量監控
實行畢業設計全過程管理，建立質量監控機制是保證畢業設計質量不可或缺環節，采用校、院及教研室三級管理機制來完善畢業設計的系統質量監控。
1.以指導教師、教研室為主的全過程管理
教研室主任制定本專業畢業設計管理辦法，從細節上對教師指導和學生設計要求進行規范，并組織中期成果匯報答辯。畢業設計成績構成改為：指導教師檢查設計效果10%+期中答辯20%+評閱教師質疑設計成果20%+畢業答辯50%。指導教師從學生選題、開題報告撰寫、方案確定、構筑物設計計算、繪圖全過程進行指導、檢查。筆者幾年的指導發現，指導教師平時考核不僅看學生出勤，平時提交成果，還要多問學生“為什么”。因為一些學生設計中往往從手冊或參考書上套公式計算，沒弄清構筑物去除污染物原理、構筑物結構等基本知識。比如氣浮池設計，要學生首先了解除油方法、選擇氣浮池原因、氣浮池種類、除油機理、運行過程、池體結構，然后繪出草圖，再設計計算，經過這樣的過程，學生才能真正學到知識。
2.院級教學管理與監督機制
學院形成以教學副院長為組長的指導、監督小組，成員包括各專業退休返聘的老教授、教務科教學管理人員。教務科教學管理人員從形式、進度進行檢查，老教授利用自己豐富的教學實踐經驗，不僅能指出設計存在問題，還能提出改進方案，在提高設計質量的同時，有效地帶動了年輕教師的成長。
3.校級教學管理與監督機制
學校制定了《遼寧工程技術大學本科畢業設計（論文）管理制度匯編》，從畢業設計工作條例、寫作規范、校外畢業設計管理辦法、優秀畢業設計評選、成績不及格率最低3%的規定、開題報告、附本等方面進行規范化要求，并組成校督導檢查組，進行初、中、末的全程檢查，促進設計質量的提高。
三、 結語
畢業設計作為大學教學中的最后一個實踐性教學環節，可培養、提高和展示學生綜合運用所學知識解決實際問題能力及創新能力，對市政、環境類專業學生來講，更是緊密聯系工程實際，培養學生獨立工作能力的重要步驟。文章結合我校市政、環境類專業畢業設計中常見問題，提出了一些實踐對策，供同行參考，希望能有利于工程類高校實踐能力培養質量的提高。參考文獻：
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截止目前,烏海市建成投產氯堿項目4個,產能為106萬噸,在建氯堿項目1個,產能為50萬噸,總生產能力達156萬噸/年。目前我市已投產和在建PVC項目全部采用電石法生產PVC,乙炔氣清凈普遍采用次鈉清凈工藝,全部采用離子膜法生產燒堿,VCM聚合除一家采用本體法聚合外全部采用懸浮法聚合,乙炔氣發生有的采用干法乙炔生產工藝,有的采用濕法乙炔工藝。
2烏海市PVC行業工藝廢水處理現狀
調查烏海市近幾年建成投產的和在建的PVC企業的工藝廢水處理措施及去向,分析PVC行業工藝在經濟可行的前提下目前是否能夠做到廢水零排放。通過對烏海市現有及在建氯堿項目廢水處理工藝及廢水去向的調查可知:
1)我市PVC行業氯堿界區工藝廢水(包括酸堿廢水、含鹽廢水)所采取的處理工藝相同,全部是經中和、絮凝、沉淀處理后用于化鹽,在氯堿界區實現了廢水零排放。
2)固堿蒸發工段的蒸汽冷凝水已建企業中有的進行了回收利用,有的直接排入大氣,未進行回收利用;固堿蒸發冷凝水實現零排放在烏海有運行實例。
3)已建PVC項目離心母液處理工藝雖然不相同,工藝較完善、處理效果較好的工藝為兩級生化+絮凝沉淀+過濾+次鈉消毒工藝,最簡單的工藝為沉淀池沉降+纖維過濾器工藝,但去向全部是補入循環冷卻水系統,不外排;目前在烏海最好的工藝為加藥絮凝沉淀+BAF+臭氧氧化+曝氣還原+BAF+雙膜工藝+混床處理工藝對離心母液進行處理,處理后60%回用于聚合系統,40%回用于循環冷卻水系統,不外排,實現了離心母液零排放。
4)含汞廢酸全部采用鹽酸解析技術處理后,用做VCM酸洗用水,不外排。
5)其它含汞廢水全部經處理達標后回用于VCM堿洗或水洗用水,不外排。含汞廢水處理工藝較先進的為硫化鈉-氯化鐵沉淀+三級活性炭+三級離子交換器處理工藝,處理后廢水蒸發結晶處理,產生的結晶鹽送有資質單位處理,實現含汞廢水零排放。
6)次鈉廢水的處理:有的送至全廠綜合廢水處理系統經生化處理后用于乙炔發生和自備電廠沖灰,有的單獨設置一套處理裝置,采用汽提+冷卻+加藥混凝沉淀工藝,處理后部分回用于乙炔發生,部分回用至次鈉配置單元,少量進入綜合處理單元處理后排入園區污水處理廠,有的采用加藥混凝沉淀+次鈉氧化工藝處理后用于乙炔發生,但乙炔發生產生的電石渣漿有部分排到渣場。
7)電石渣漿:有的采用沉淀+濃密池澄清+板框壓濾工藝處理后用于乙炔發生和排至自備電廠灰場降塵,有的采用沉淀+濃密池澄清+板框壓濾工藝,處理后部分回用于乙炔發生,有的采用沉淀+板框壓濾工藝處理后部分用于乙炔發生,部分隨電石渣一起排到渣場,有的因采用干法乙炔發生工藝不產生電石渣漿廢水;由以上分析可以看出,采用干法乙炔生產工藝,不產生電石渣漿,采用濕法乙炔生產工藝,少數企業做到了電石渣漿不外排,多數企業均有電石渣漿排至灰渣場,故電石渣漿實現零排放有待進一步探討。由以上分析可以看出,由于項目籌備和建設時間不同,烏海市PVC項目廢水治理工藝出不同,總之,隨著建設時間的推移,在總結已投運的PVC企業的經驗教訓的基礎上,廢水處理工藝和回用途徑的設置也越趨合理,在廢水分類處理、廢水分質使用方面也采取了一些較好的措施,如烏海市君正化工40萬噸PVC及40萬噸燒堿項目在廢水分類處理、廢水分質使用方面做的相對較好,對次鈉廢水進行了單獨處理,并采取了蒸發裝置的蒸汽冷凝水回用純水站;純水站濃水回用乙炔清凈;干燥蒸汽冷凝液回用聚合熱水槽入聚合釜等廢水回用措施但仍未實現工藝廢水零排放。
3與國內當前較成熟氯堿行業廢水處理工藝及排放水平的對比分析
目前國內氯堿界區產生的工藝廢水(包括酸堿廢水、含鹽廢水)普遍采用中和、絮凝、沉淀處理工藝處理酸堿和含鹽廢水,處理后全部用于化鹽;對固堿蒸發產生的蒸汽冷凝水收集回用于化鹽系統和電解槽。PVC界區產生的含汞酸采用共沸解析技術和加鹽解析技術處理后,用做VCM酸洗用水;產生的其它含汞廢水采用硫化鈉-氯化鐵沉淀+三級活性炭+三級離子交換器處理工藝,處理后廢水有的回用于VCM堿洗用水,有的回用于VCM水洗用水,有的直接排放;離心母液普遍采用兩級生化+絮凝沉淀+過濾工藝處理后補入循環冷卻水系統;采取加藥絮凝沉淀+BAF+臭氧氧化+曝氣還原+BAF+雙膜工藝+混床處理工藝處理離心母液目前主要處于中試階段,處理后母液60%回用于聚合系統的企業尚未實現長期穩定運行;次鈉廢水單獨設置處理裝置,采用汽提+冷卻+加藥混凝沉淀工藝,也逐步開始在各大企業中推廣應用;電石渣漿普遍的處理方法是沉淀+濃密池澄清+板框壓濾工藝,處理后回用于乙炔發生,或采用干法乙炔生產工藝杜絕電石渣漿的產生。由此可見,烏海市PVC項目廢水治理基本上全部采用了國內較為成熟的治理工藝,君正化工40萬噸PVC及40萬噸燒堿項目經內部挖潛,在某些方面還優于國內普遍水平,但次鈉廢水仍做不到零排放,有少部分需處理達標后排至園區污水處理廠,工藝廢水做不到零排放。
4烏海市現有PVC及燒堿項目存在的問題及解決辦法
4.1存在的問題烏海市現有PVC及燒堿項目廢水治理主要存在以下問題:
1)有的企業固堿蒸發工段的蒸汽冷凝水直接排入大氣,未進行回收利用。
2)離心母液部分企業采用的處理工藝達不到循環水補充水水質要求,造成循環冷卻水系統排水水質不能滿足環保要求。
3)含汞廢酸共沸解析技術和加鹽解析處理裝置運行不穩定。
4)其它含汞廢水處理工藝參差不齊,有些企業處理工藝較簡單落后,實現達標有一定的難度。
5)次鈉廢水經處理后普遍做不到零排放。
6)有些企業有部分電石渣漿隨電石渣一起排到渣場或灰場,未實現零排放。
4.2解決方法
1)針對部分企業固堿蒸發工段的蒸汽冷凝水直接排入大氣,未進行回收利用這一問題,因烏海當地已有成功經驗,對現有企業可以通過技術改造回收利用這部分蒸汽冷凝水,實現固堿蒸發冷凝水的回收利用,針對新建項目,可通過環保三同時要求實現蒸汽冷凝水零排放。
2)針對部分企業離心母液采用的處理工藝達不到循環水補充水水質要求,要求部分企業學習先進經驗,改進離心母液處理工藝,保證處理后水質能夠滿足循環冷卻水系統對水質的要求,全部補入循環冷卻水系統,不外排;
3)含汞廢酸共沸解析技術和加鹽解析處理裝置運行不穩定,積極尋求技術支持,做好設備防腐蝕工作,保證處理裝置穩定運行。
4)改進含汞廢水處理工藝,以保證含汞廢水實現穩定達標。
5)次鈉廢水做不到零排放,主要原因有兩個:一是部分企業未對這部分廢水進行有效的處理,不能滿足回用于乙炔發生用水要求;二是即使對這部分廢水單獨進行了處理,能夠滿足乙炔發生用水水質要求,但由于乙炔發生產生的電石渣制水泥對氯根的要求,不能全部回乙炔發生,剩余次鈉廢水又找不到合適的去向及用途,只能外排。最好的解決辦法是改變乙炔清凈工藝為硫酸清凈,但又出現固廢硫酸處理問題,在我市及周邊硫酸處理企業幾乎沒有,故改次鈉清凈為硫酸清凈不現實,著眼于實際,解決辦法是次鈉廢水單獨設置處理系統,處理后廢水在滿足水泥生產要求的前提出盡可能回用,剩余部分立足于其它對水質要求不高的用水單位及項目進行回用。
6)針對電石渣漿有部分外排這一問題,因我市已有成功實例,立足于加強管理,廢水分質使用,學習先進經驗,來實現零排放。
5烏海市現有PVC及燒堿項目及新建氯堿項目發展方向初探
目前烏海市已投產和在建PVC項目普遍采用電石法生產PVC,采用離子膜法生產燒堿,乙炔氣發生正在由濕法乙炔向干法乙炔轉變,乙炔氣清凈普遍采用次鈉清凈工藝。一方面,PVC項目產生的大量廢水外排,得不到綜合利用,造成環境污染。另一方面,我市處于缺水地區,用水量不足已成為制約企業發展的一個重要因素。故本論文立足于節約用水,提高水資源利用率,按照廢水分質使用、梯級利用的原則,希望烏海市PVC及燒堿項目將來的發展方向應為:從生產工藝角度分析,希望乙炔發生采用干法乙炔生產技術以徹底解決電石渣漿外排的問題;采用低汞觸媒,改進含汞廢水處理工藝,處理后含汞廢水采取蒸發結晶的辦法實現含汞廢水的零排放;在引進廢硫酸處理工藝及項目的前提下改次鈉清凈為硫酸清凈,以期徹底解決次鈉廢水外排問題和電石渣氯含量高影響水泥質量的問題。從廢水處理方面分析,希望根據廢水特點,分別設置廢水處理系統。對電石渣漿,經廂式壓濾機壓濾后,采用多級冷卻技術進行降溫,通過加藥沉淀處理后解決水溫高、易結垢的問題全部回用;對離心母液,采用兩級生化+絮凝沉淀+過濾+次鈉消毒工藝處理后水質能夠滿足循環冷卻水系統對水質的要求,全部補入循環冷卻水系統,并將最終回PVC聚合釜作為以后探索、試驗及發展的方向;對次鈉廢水,應單獨設立廢水處理系統,處理后部分回用,剩余尋求其它利用途徑或處理達標后回用。
6幾點建議
為節約用水,提高水資源利用率,逐步達到PVC及燒堿項目工藝廢水零排放的目標,提出以下幾點建議:
1)由于PVC及燒堿項目循環冷卻系統排污水和自備電站水處理及鍋爐排污水的量也很大,采取反滲透處理工藝將這部分水進行處理回用于生產。
2)開展部分廢水處理課題研究,如次鈉廢水脫氯、高含鹽廢水脫鹽等課題的研究。
具體內容(課題背景和意義、國內外研究現狀、課題主要內容、課題研究方案、日程安排、參考文獻)
一、課題背景和意義
造紙工業是能耗高、物耗高，對環境污染嚴重的行業之一。造紙工業的污染問題十分嚴重，受到了人們普遍的關注。在世界范圍內，造紙工業廢水都是重要的污染源，例如日本、美國分別將造紙工業廢水列為六大公害和五大公害之一。
在我國，造紙工業廢水污染已成為造紙生產及相關行業能否生存和發展的關鍵因素。據環保統計公報數字表明，縣及縣以上制漿造紙和紙制品廢水排放量占全國工業總排放量的11%，僅次于化學工業及鋼鐵工業的年排水量，居第三位，其中達標排放量僅占造紙總排放量的14%，排放廢水中COD約占全國總排放量的45%。
目前我國造紙工業廢水排放量及COD排放量均居我國各類工業排放量的首位[1]。 近年經多方不懈努力，造紙工業廢水污染防治已經取得了一定的成績，雖然紙及紙板產量逐年增加，但排放廢水中的COD卻逐年降低。由此看出，造紙工業初步實現了增產減污的目標。但目前造紙行業約占排放總量50%的廢水尚未進行達標處理，廢水污染防治任務還相當繁重。
制漿造紙廢水是指化學法制漿產生的蒸煮廢液(又稱黑液、紅液)，洗漿漂白過程中產生的中段水及抄紙工序中產生的白水，它們都對環境有著嚴重的污染。
一般每生產1 t硫酸鹽漿就有1 t有機物和400 kg堿類、硫化物溶解于黑液中;生產1 t亞硫酸鹽漿約有900 kg有機物和200 kg氧化物(鈣、鎂等)和硫化物溶于紅液中。廢液排入江河中不僅嚴重污染水源，也會造成大量的資源浪費[2]。
近年來，一些以制漿造紙為主要工藝的小型企業由于受白水困擾被迫停產或轉產。隨著造紙行業的發展，受原料林資源的約束，廢紙作為再生纖維資源在造紙工業原料中的重要性與日俱增，我國產量名列前幾位的造紙企業大部分是以廢紙為原料。
廢紙作為造紙原料之一，即可減輕環境污染，又可減少森林砍伐，節省原料纖維資源，緩解原料緊張局面，經濟和社會效益十分顯著。盡管廢紙造紙廢水污染物產量比化學制漿造紙減少了85%以上，但廢水的COD、SS濃度仍然較高[3]。
某造紙廠主要以商品木漿為原料，生產各色特種裝飾鈦白印刷面紙、平衡紙系列、印花原紙系列、瓜子袋紙系列、特種長纖維紙系列、水松紙產品等各種高檔特種工業印刷紙以及文化用紙，總產量為1.2萬t/a，排放造紙廢水約8000t/d。
目前，這些廢水若未經處理就排入附近水體，將對環境造成嚴重污染[1 ～4] ，同時該廠生產耗水量大，如處理后進行回用，將產生巨大的經濟效益廢液排入江河中不僅嚴重污染水源，也會造成大量的資源浪費。所以對造紙廢水的處理在我國也是非常重要的，其中造紙白水對環境造成的影響,是本論文論述的主要觀點。
二、國內外研究現狀
2.1、造紙工藝
目前國內廢紙造紙主要流程為碎漿、磨漿、篩選、打漿、造紙、烘干、卷取等[4]。 簡要流程如下：
圖1 造紙工藝流程
2.2 、處理工藝
目前國內外針對白水所采用的處理工藝主要有以下幾種：
2.2.1、氣浮法
氣浮法是白水處理中較常用的方法。白水中所含的物質為短纖維、填料、膠狀物以及溶解物，它經過調節后在氣浮池內與減壓后的溶氣水混合，進行氣浮操作過程。完成分離后，清水入清水池供紙機回用，短纖維進入漿池供造紙機回用。氣浮法在我國造紙企業中有較廣的應用。
2.2.2、絮凝法
絮凝法在造紙白水處理中也有應用，即利用適當的絮凝劑處理廢水，可以使其中的細小纖維和其他細小固體顆粒懸浮物沉淀下來。在造紙白水的處理過程中，造紙白水先經微孔過濾處理回收纖維，降低白水中的懸浮物含量，再加入混凝劑和助凝劑，使白水中的細小纖 維、填料、膠體性物質及部分溶解性有機物聚沉，處理后的澄清水可完全回用于生產或排放。
化學絮凝處理造紙白水具有投資少、工期短、處理系統運行管理簡單、操作靈活、處理效果好等特點。能有效去除再生造紙廢水中的SS、色度以及有機物等，得到的泥漿經過適當處理后還能用作生產箱紙板的紙漿，處理的上清液可以作為工業水循環使用，因此，其經濟效益和環境效益相當顯著。
2.2.3、過濾法
應用于白水處理的過濾法常見的有兩種：真空過濾法和微濾法。
真空過濾法具有過濾速度快、處理量大、工藝過程穩定、占地面積小、基建費用少、運行費用低等特點，處理后的白水可直接用于造紙過程。近年來國內的一些大型造紙企業大力推廣真空過濾機用于白水處理，使得白水的處理與循環回用的程度大大提高。
微濾法采用的過濾介質為不銹鋼絲網或化纖網，其過濾孔徑的大小可根據用戶的廢水種類、濃度等的不同而隨意選擇，最小孔徑當量可小于20 um。其優點更在于工藝簡單、占地少、投資省;過濾能力大、效率高、運行費用低、操作極其簡便。
2.2.4、膜分離法
膜分離技術處理造紙白水，可以較徹底去除造紙白水中的金屬離子和溶解性無機鹽物質，是實現造紙零排放目標的有效措施之一。然而，膜分離法處理水量能力不大、費用較高，在用于造紙白水處理方面還處于實驗室的研究階段，距離實際生產還有很長的路要走[5]。
三、課題主要內容
1、設計流量：Q=1500 m3/d Kz=1.1
2、進出水水質，最后出水符合《遼寧省污水與廢氣排放標準》(DB 21-60-89)二級標準
3、運用大學期間所學的專業知識，理論和畢業實習中學到的實踐知識，對造紙生產工藝的最終出水進行處理設計。
4、污水處理工藝流程的確定 5、主要構筑物設計計算
6、依據具體地形對污水處理廠進行平面布置。
7、高程布置。
8、并對建成的運行管理提出要求和建議。
9、在對造紙廢水(白水)進行設計過程中，要知道造紙廢水中是多種多樣的，不能設想只用一種處理方法，就能把污染物取值殆盡，往往要采用多種方法組合的處理工藝系統，才能達到處理效果。應盡量選取較好的處理方法。
10、在對廢水處理工程設計過程中，應盡量運用清潔生產的理念，降低廢水中復雜成分，使得在后續廢水處理中降低難度和提高效率。
四、課題研究方案
廢紙回收利用過程中，從工藝上分為抄紙段產生的廢水稱為白水。由于白水日排水量 大，含有大量的軟纖維和填料，懸浮物含量高，它所引起的污染令世人矚目。目前，國內外處理造紙自水的方法主要有氣浮法、絮凝沉淀法、過濾法、膜分離法等，綜合各種方法的優缺點，我選擇氣浮法進行對造紙污水(白水)進行處理。
采用混凝氣浮為主的工藝流程處理造紙廢水，處理后出水SS、CODcr和BOD5的平均去除率分別達到90%、74%和80%以上，出水達到設計要求，可以直接回用于生產工藝中，并可回收紙漿。實現了生產用水的閉路循環運行，達到了廢水零排放。此工藝避免了生化處理占地面積大、投資和運行費用高等缺點，并且處理費用低，運行穩定，維護簡單，具有顯著的環境效益。氣浮法在我國處理造紙污水(白水)普遍使用，氣浮法不僅經濟效應低，并且處理效果非常好，占地面小，運行操作簡單[6]。
結合造紙廢水目水質的特點，實驗擬采用采用混凝氣浮+水解酸化+接觸氧化的處理工藝。
五、日程安排
1、資料收集、方案對比 2017.3.17～2017.3.23 一周
2、撰寫開題報告、開題答辯、英文翻譯 2017.3.24～2017.3.30 一周
3、主體構筑物設計計算 2017.3.31～2017.4.6 一周
4、附屬構筑物及高程設計計算 2017.4.7～2017.4.13 一周
5、流程圖、總平面圖繪制 2017.4.14～2017.4.20 一周
6、高程圖繪制 2017.4.21～2017.4.27 一周
7、構筑物圖繪制 2017.4.28～201.5.4一周
8、構筑物圖繪制 2017.5.5～2017.5.11 一周
9、構筑物圖繪制 2017.5.12～2017.5.18 一周
10 、設計說明書編制 2017.5.19～2008.5.25 一周
11 、修改設計說明書 2017.5.26～2017.6.1 一周
12 、修改圖紙 2017.6.2～2017.6.8 一周
13 、畢業設計答辯 2017.6.9~2017.6.15 一周
六、參考文獻
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關鍵詞：給水排水工程；畢業設計；選題
中圖分類號：TU9903；G642477 文獻標志碼：A 文章編號：
1005-2909(2012)03-0133-03
畢業設計是理論與實踐相結合的學習過程，是對四年專業學習一次全面、徹底的總結和應用，同時也是培養學生結合工程實際提高分析、解決問題能力的必要環節。畢業設計對鞏固、深化和拓展學生所學知識，培養學生獨立思考能力和創新能力具有重要意義［1］。畢業設計由多個環節組成，其中選題是做好畢業設計的基礎，決定了畢業設計的研究方向和研究內容，直接影響畢業設計質量［2］。給水排水工程專業是涉及多學科知識體系并且與工程實踐緊密結合的綜合學科［3］，在此筆者根據其培養目標及教學基本要求和教學工作實踐，對給水排水專業畢業設計的選題工作進行探討。
一、現狀及問題分析
給水排水工程專業的畢業設計題目可以分為設計和論文兩大類，設計類主要包括給水排水管道系統、給水系統、城市污水處理廠、工業廢水處理廠（站）、建筑給水排水等；論文類有各種水處理的試驗研究和其他專題研究等，因此，給水排水畢業設計可供選題的范圍非常廣泛。學校給水排水專業近幾年畢業設計題目和選題人數見表1。
（3.5%）由表1中可以看出，目前給水排水專業的畢業設計大多是設計類題目，論文
類的題目比較少。在設計類題目中，城市污水處理廠、建筑給水排水和給水排水管道系統設計的題目占有較大比重，約占畢業設計題目的75%左右。結合學生畢業設計成果對近年畢業設計的題目進行分析，發現存在以下幾個方面的問題。
(一)選題與工程實際結合不緊密
設計類題目可以是直接選自工程實踐中的實際課題，也可以是明確工程背景下的模擬課題。由于采用實際課題不易把握工程量和時間進度，選題難度較大；而模擬課題工作量和時間進度容易掌握，便于指導教師按照畢業設計的要求進行安排和組織教學，因此目前畢業設計題目大多是模擬課題。模擬課題由于缺少實際工程背景，涉及實際問題較少，需要學生分析的客觀資料不多，導致一些學生的畢業設計缺乏深度，圖紙與工程實際有較大差距。
（二）題目范圍過大
閆怡新，等 給水排水工程專業畢業設計選題探討
畢業設計是從調查研究、查閱文獻、收集資料、理論分析、制訂設計方案到設計、計算、繪圖以及編制技術文件等過程對學生綜合能力的全面鍛煉。宏觀的題目會使學生感覺無從下手，顧此失彼。目前學校給水排水專業學生畢業設計工作的總學時只有14周左右。在這14周的時間內，除了要完成設計說明書的撰寫和繪圖工作外，還要進行外文資料的閱讀翻譯以及答辯的準備工作等。一些畢業設計的題目范圍過大導致學生對設計說明書的撰寫不夠細致，涉及范圍雖廣但不深入，工程制圖也過于簡單，與實際工程相差較遠，還有的學生為了應付差事，出現一些抄襲行為。
（三） 選題內容重復性高
給水排水專業的畢業設計多集中于城市污水廠、建筑給水排水及給水排水管道系統的設計等，雖然其題目較多，但是設計內容比較固定。例如，城市污水處理廠的設計雖然可以根據不同的處理規模和處理工藝給出較多的設計題目，如奧貝爾氧化溝、卡魯賽爾氧化溝、三溝式氧化溝、TE氧化溝、A2O、A/O、SBR、CASS、UCT工藝等，但是由于城市污水水質變化不大，而且其處理模式比較固定，基本上都是粗格柵—提升泵房—細格柵—沉砂池—生物處理系統—二沉池—消毒池，重復性內容較多，導致學生抄襲現象有增加趨勢。特別是近年來畢業設計成果均有電子版本，網絡上甚至出現了給水排水專業的全套畢業設計成果可以下載，更為學生抄襲提供了方便。
（四）論文類題目較少
給水排水專業的論文類題目中，主要是采用生物、物理和化學等方法來進行各種水處理的試驗研究。論文類題目中雖然涉及的專業知識范圍較小，但是對具體問題研究深入，有利于考上研究生或將來從事相關工作的學生繼續學習或研究。然而受試驗條件的限制，給水排水專業的論文類題目一直較少。
二、 對畢業設計選題改進的建議
（一）加強畢業設計與工程實際相結合
為使畢業設計更好地與工程實際相結合，有人提出選擇實際課題進行真題真做的畢業設計模式［4］。這固然是使畢業設計貼近工程實際的好方法，但是由于設計時間和學生的設計能力有限，采用學生畢業設計的圖紙作為實際工程的施工依據顯然并不合適，所以真題真做在給水排水專業的畢業設計中不可行。但是畢業設計選用真題，有利于激發學生對畢業設計的興趣和積極性，增強學生對設計工作的責任感，并且真題可為學生提供更為詳實的設計資料，促進學生在設計過程中對諸多因素進行綜合考慮，提高解決實際問題的能力。因此，在畢業設計中可以采用真題假做的方式，一方面制造一個實戰的氛圍，讓學生感到在參與一項真正的設計工作；另一方面，雖然是模擬，但仍然按照實際工程的標準來要求，使學生高水平完成設計課題。真題假做吸取了實際課題和模擬課題的優點，既發揮了模擬課題對學生進行綜合能力訓練比較方便快捷的長處，又使畢業設計更切合工程實際，在給水排水專業的畢業設計中應以提倡［5］。
