时间：2022-03-16 09:57:29
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇废水处理工艺论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词 印染废水；污染物；效率
中图分类号X791 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）37-0055-02
1 研究对象
本研究选择四川彭山观音纺织印染有限公司、成都纺织印染工业集中发展区污水处理厂作为研究对象。这几个实验对象的生产工艺、废水处理工艺涵盖面广，作为研究对象有一定的代表性和实例性。
2 工作方法
本项目以现场实验数据和实验室检测数据为基础，以印染废水，尤其是印染混合废水这一特定的研究对象作为本课题研究的实验和试验对象。主要通过现场检测、实验室检测和理论结合数据分析的研究方法，对各种工艺技术实际应用到印染废水后主要污染物的去除效率进行归纳统计，并结合理论知识对其进行研究和解释，在充分考虑印染废水特点的前提下，综合各影响因素，选择合适运行参数，确定更优化的处理工艺。并对实际考察的废水处理工艺提出改进措施，使印染废水处理设施能够更加经济高效的稳定运行。
2.1 工作周期
分别对2家企业现有数据进行摸底，同时根据进水量和处理量，计算出各处理设施的停留时间，根据停留时间，设计各厂采样及测量时间。一般来说，取三个停留周期为我们的实验周期。
2.2 实验仪器
便携式COD测量仪一套、756PC分光光度计一台、带摄影拍照功能生物显微镜一台，及其它附属仪器。
2.3 采样点选择
对于单个企业，由于其处理工艺有所不同，所以，采样点的选择亦不同。原则上，每一个完整工序的进出口都要进行采样和检测。如某企业废水处理工序如下：进水-调节池-初沉池-厌氧池-好氧池-二沉池-气浮池-出水。则采样点为：进水口、调节池出口、初沉池出口、厌氧池出口、好氧池出口、气浮池出口、二沉池出口。本次研究主要针对生化处理系统的处理效果，所以采样点主要设在生化处理系统的进出口处，并分类抽样印染企业不同工段废水，进一步验证文献报道污染物浓度。
2.4 数据测定
1）COD测定：现场测定采用便携式COD测量仪进行；见附录《中华人民共和国环境保护行业标准；水质，化学需氧量的测定---快速消解分光光度法》[HJ/T-399-2007]。实验室测定见附录《中华人民共和国国家标准；水质，化学需氧量的测定――重铬酸盐法[GB 11914-89]。仪器见附录，长春吉大；小天鹅仪器有限公司（GDYS-101SQ）《化学耗氧量（COD）测定仪使用说明书》。
2）PVA测定：用棕色瓶贮存样品，定期送至实验室，采用硼酸-碘分光光度法进行测定。见附录《四川省地方标准；水质， 聚乙烯醇（PVA）含量的测定――硼酸-碘分光光度法》[CHKY-0701-2007]。
3）色度测定：稀释倍数法测定。
3 结果与分析
3.1 四川彭山观音纺织印染有限公司
该企业废水处理工艺流程如下：
图1 四川彭山观音纺织印染有限公司废水处理工艺流程图
该企业污水处理设施由于在初始设计时，没有考虑到企业后续的大规模扩产，故设计参数存在取值太小问题；污水处理设施建成后，不能有效处理企业生产污水。后经过数次改造，处理效果有一定改善；但是，由于生产源头没有控制，生产中长期使用高污染、高浓度的染料、助剂，废水性质十分复杂，非常难于处理。本实验取样时，所取水样来自于车间内部浓液，比调节池要高50%左右。经实际调查，其厌氧池效果很小，没有达到设计要求。生化处理采用SBR工艺，效果不是太明显，COD、PVA去除率分别为32.77%、16.24%；对PVA的处理效果尤其差。而其后的二次沉淀，COD、PVA去除率分别为10.42%、9.54%，效果也非常差，这跟其来水性质有很大关系[1-2]。建议该企业推行清洁生产，从源头杜绝污染物的高排放。在取样期间，该厂正在进行中水回用的系统改造，这也导致了部分污水处理设施工作不正常，有些污水检验值偏高。具体数据如下：
表1 四川彭山观音纺织印染有限公司废水监测数据
3.2 成都纺织印染工业集中发展区污水处理厂
该企业废水处理工艺基本流程如下：
图2 成都纺织印染工业集中发展区污水处理工艺流程
表2 成都纺织印染工业集中发展区污水处理厂处理情况表
该企业污水处理设施采用的是目前国内最成熟、常用的工艺。设计处理能力20000m3/d，目前处于调试期，废水处理量保持5000m3/d左右。由于该污水处理厂要收集处理的是印染纺织工业园内5家企业的所有生产废水，故废水水质可以说是最复杂，也最难以降解。目前，经过一年多调试运行，该厂出水已经可以稳定达标，COD最低达到50mg/L。由于曝气池内污泥性状良好，该厂前处理混凝沉淀工序已经停止使用混凝剂，而是使用多余的污泥进行替代，有一定效果。其水解酸化池效果较佳，COD、PVA去除率分别为22.83%、7.41%；最为关键的是其水解酸化的作用明显，大分子难降解物质分解成小分子易降解物质的反应很好，这一点从后续曝气池效果可以看出来。一级曝气池是削减污染物的主要工序，COD、PVA去除率分别为69.82%、79.98%，效果非常好，污泥性状和微生物组成及活性处于理想状态。而二级接触氧化池主要是针对难降解物质（PVA等）。通过其长期运行监测记录可以发现，二级接触氧化虽然污染物削减率不高，但是所处理的都是最难降解的物质，是水质能否达到一级排放标准的关键[3-4]。其具体监测记录如表2。
从以上监测数据及对比可以看出，彭山观音纺织印染有限公司采用一级生化处理，进水浓度较高，出水超标严重，而成都纺织印染工业集中发展区污水处理厂出水水质相对较好，但不能稳定达标。因此有必要对以上工艺作出调整，使出水达到排放标准。
4 建议
1） 建议各个印染企业应加强管理，减少使用难降解的浆料，并实施清洁生产，从源头减少污染物的排放；
2） 由于不同地区、不同企业所采用的印染工艺不一，印染废水的水量、水质也存在差别，要得到一个严格意义上普遍性的印染废水优化方法十分困难，因此，不同地区的印染企业应因地制宜，选择符合自身需要的废水处理工艺进行优化，以达到最佳的运行处理效果。
参考文献
[1]何瑜，邱凌峰，李玉林.脱色剂在印染废水处理中的应用[J].水处理技术，2007，32(7)：8-11.
[2]薛志成.采用粉煤灰预处理印染废水色度[J].陕西防治，2007，2：64.
关键词：废纸造纸，造纸废水，动态平衡短流程
造纸行业是我国水环境污染的主要行业，2008年造纸废水排放的COD达148.8万吨，占全国工业COD总排放量的三分之一。目前有效减少造纸废水污染的措施是：“改善原料结构，提高木浆和废纸的比重”。废纸造纸与传统的麦草碱法蒸煮制浆造纸对比，吨纸水耗为60t比300t。免费论文，动态平衡短流程。可见废纸造纸是解决我国造纸废水污染的主要途径之一。因此，如何解决废纸造纸废水的污染，使其循环利用，是今后造纸行业的主要课题之一。
1 废纸造纸动态平衡短流程水循环工艺
动态平衡短流程水循环技术与传统的制浆造纸生产技术相比，首先突破了传统制浆造纸废水集中后采用各种方法进行处理、使水质符合制浆造纸用水要求后再回用各道工序的思维模式，是一种采用造纸废水物理处理、短流程逆向分段回用的工艺。同时，在纸机抄造系统中，加入与废水损耗量相当的新鲜水，实现废水动态平衡。废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺流程图如下：
图一 废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺
Fig.1 regenerated papermaking short-flowdynamic balance water recycle process
如图所示，整个动态平衡短流程水循环利用工艺由四部分组成。
①水力碎浆部分
美废加水在水力碎浆机中进行碎解打浆，经介质变换器到斜网过滤，纸浆进入1号贮浆池，筛下水直接回用到水力碎浆机，形成循环重复用水和纤维污泥交替沉积。
回用水中的细小纤维污泥增加使回用水的浓度略有增高，逐步趋于稳定，同时随着回用水浓度饱和，pH值的升高，一部分交替沉积中带负电性的细小纤维污泥被吸附在长纤维上进入下道工序进行浓缩，大部分进入水中的细小纤维在水中循环使用过程中不断被利用为成纸原料，同时也使COD在该工艺段处于相对动态平衡。
②打浆浓缩部分
1号贮浆池的纸浆由泵送到洗浆机进行浓缩，纸浆进入2号贮浆池，浓缩下来的水进入贮水罐回用于水力碎浆机。
③抄纸废水回用部分
由抄纸机网箱下来的水浓度较低，此部分水回收到白水池，分别送到贮浆池、配浆池和成浆池进行稀释回用，形成循环回用。
④供水平衡部分
抄纸机的冲洗网和其他剩余水流入水沟经斜网过滤，送入沉淀池，沉淀池中澄清水溢流至贮水池，回用于水力碎浆机；沉淀池中沉淀下来的细小纤维经真空虹吸管送到污泥浓缩池，再经自然干化后送锅炉燃烧。生产过程中因为干燥蒸发损耗一部分水，需要补充地下水。贮水池是整个供水系统的水源，同时也是整个短流程水循环的平衡池，保障了供水和用水的动态平衡。
通过造纸废水物理处理、短流程逆向分段回用和不断补充新鲜水的方法不仅实现了废水的减量化，而且改善了纸机系统的操作性和稳定性；不但省略了污水处理场节省了人力、物力，而且提高了废纸原料的利用率，减少了细小纤维的流失。
2废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺的应用实例
河南滑县光明纸业有限责任公司以13#美废为原料生产育果袋纸，设计生产能力为4万t/a，主要产品黄条纹果袋纸产量为全国第一。公司2005年建有一座废水处理站，废水处理能力为2512m3/d，主要处理以下工段的废水：水力碎浆机废水、洗浆机废水、纸机废水。采用物化+生化的处理方法，其工艺流程如图2。
图2 废水处理工艺流程图
Fig.2 wastewater treatment process
该工艺能够有效地处理生产废水，运行费用为0.8~1.0元/m3，处理费用较高，公司负担较重。免费论文，动态平衡短流程。免费论文，动态平衡短流程。2007年9月，在河南师范大学生命科学学院、天津科技大学制浆造纸实验室和省环科院的协助支持下，公司制定了废纸造纸动态平衡短流程水循环利用新技术方案，参见图1。该方案于2008年7月在公司进行中试，根据中试的结果对废水处理工艺进行改造。
此次工艺改造主要是对回用水的管道和浆路管道进行改造，并且，将原来的废水集中收集后在污水站处理改为在制浆、造纸过程中形成短循环逆流回用，通过对浆浓度和pH值的控制，实现在动态平衡要求的数值区间；安装介质变换器，提高设备的吸附性，减少细小纤维的流失。免费论文，动态平衡短流程。
至2009年6月，工艺改造完毕并开始投入使用。
3废纸造纸动态平衡短流程水循环利用工艺的试验
3.1水力碎浆机循环水水质及污泥产排情况
水力碎浆机是生产系统中用水量及废水产生量最大的工段，水力碎浆机碎解打浆产生的废水量为总污水处理量的73.5%，废水中细小纤维污泥较多。经改造后，斜筛水直接回用到水力碎浆机用水。回用水的污泥浓度随着时间的延长浓度略有增高，但增高到一定浓度时，就停留在0.25%~0.35%之间，趋于动态饱和。如表1所示。
表1 水力碎浆机循环用水水质一览表
关键词： 碎煤加压炉废水； 水处理； 工艺污水
中图分类号： X703.1 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）09-0057-02
我公司煤制天然气项目受地理环境、环保要求和工艺选择等的限制，气化废水的处理面临着处理难度大、处理要求高的双重难题。为此，项目前期开展了大量工作，优化出了一条较为合理、完善、能够满足公司零排放目标的工艺路线。
一、碎煤加压炉废水处理工艺路线的选择
我公司煤制天然气项目气化单元采用国产碎煤加压气化技术，产生的气化废水经煤气水分离进入酚氨回收装置，经脱酸、脱氨回收气化废水中的酸性气体和氨，再利用二异丙基醚经过液萃取，脱除并回收废水中的酚，出水进入污水处理单元进行处理与回收，实现污水回用，同时产生的浓水进一步减量化多效蒸发后最终排入蒸发塘，达到零排放。污水主要为工艺污水、含盐污水。工艺污水主要为煤气化污水，生活污水、地面冲洗水以及初期雨水。这部分污水 CODcr 浓度高，属有机污水，含有氨、氮和酚，有一定的色度，特点为：污水中有机物浓度高，CODcr 为3500mg/L，B/C 值 0.33，可采用生化处理工艺；污水中含有难降解有机物，如单元酚、多元酚等含苯环和杂环类物质，有一定的生物毒性，在好氧环境下分解较困难，需要在厌氧/兼氧环境下开环和降解；污水中氨氮浓度为125mg/L，有机氮浓度为100mg/L，处理难度较大，需要选用硝化和反硝化能力均很强的处理工艺；污水中含有浮油、分散油、乳化油类和溶解油类物质，溶解油主要组分为苯酚类的芳香族化合物，乳化油需要采用气浮方式去除，溶解性苯酚类物质需要通过生化、吸附方法去除；含毒性抑制物质，毒性抑制物质，需通过驯化提高微生物抗毒能力，需选择合适的工艺提高系统抗冲击能力；污水色度较高。公司在对污水水质充分认识的基础上，经过深入的考察、交流与论证，结合我公司实际情况形成了如下的工艺路线：（1）工艺污水采用：匀质—隔油沉淀池—气浮池—酸化水解池—一级生化池—中淀池—二级生化池—二淀池—混凝气浮—臭氧氧化—曝气生物滤池—碳吸附为主体的生化处理工艺路线和技术。（2）工艺污水回用装置采用：软化—核桃壳过滤器—气水反冲滤池—超滤—反渗透为主的除盐工艺技术。（3）含盐污水回用装置采用：软化—气水反冲滤池—超滤—反渗透除盐工艺技术。（4）反渗透浓盐水采用：多效蒸发工艺技术。
二、工艺路线选择原则
（一）达到回用水质要求。此工艺路线对水质变化适应能力强、技术先进、运行可靠，确保各项出水指标达到规定的指标。尤其满足回用要求，鉴于项目整体水平衡设计需要，废水经过处理后要全部用于循环水的补充和动力除盐水系统。根据项目要求，我公司在此基础上提出了更为严格的控制指标。即：COD≤20mg/L，氨氮2mg/L，挥发酚≤5mg/L，TDS溶解性固体量尽量控制在300mg/L。
（二）操作灵活、稳定、满足长周期运行要求。该工艺运行灵活、易于操作、便于管理，确保各项出水指标达到规定的指标，兼顾高负荷和低负荷下运行的经济性，根据进水水质水量，能对工艺运行参数和操作进行适当调整。工艺单元采用多系列布置，确保检修时污水处理装置的连续运行。
（三）符合各项环保要求。工艺执行国家环境保护政策、法规，采用先进的清洁生产工艺，减少三废排放，外排“三废”达到国家和当地环保排放标准的要求。
三、碎煤加压炉废水处理工艺流程说明
（一）工艺污水处理工艺流程，如图1
来自工艺装置区酚回收的生产工艺污水进入污水匀质罐，污水在罐内进行隔油、水量水质调节，起到均匀水量水质的作用。待水质正常后，将调节池水用泵小流量打入污水匀质罐。来水不均匀时，污水匀质罐的水量可流入污水调节池。通过隔油沉淀池处理，可去除绝大部分油类、悬浮物质和少部分 CODcr、色度，减轻后续生化系统的处理负荷。隔油沉淀池的出水进入气浮池去除乳化油，与投加的絮凝剂和助凝剂在反应池内混合反应，通过气浮去除乳化油。气浮出水流入中间水池；厂区生活污水、其他工艺水也进入中间水池；曝气生物滤池反洗水、过滤吸附反洗水以及生化回用装置反洗水也分别通过泵提升至中间水池。上述几股污水在中间水池内通过水力搅拌混合。中间水池的混合污水经提升至酸化水解池。酸化水解工艺可改善污水生化性能，提高 BOD5/CODcr 比值。酸化水解池出水进入一级生化池（即一级 A/O 池），在 A/O 池内发生生物脱碳、脱氮反应。在 A/O 池内，充分利用缺氧生物和好氧生物的特点，使污水得到净化。污水经臭氧处理后进入曝气生物滤池；经臭氧改性后的污水，生化性能提高，经过 BAF 处理后，COD、NH3-N 会进一步降低。BAF 需要的氧由鼓风机供给，BAF 设气反冲、水反冲系统。反冲污水进入反冲污水池，用泵送至酸化水解池前端的中间水池。BAF 出水提升至一级过滤吸附池，过滤吸附池填装有具有吸附功能的吸附剂，污水中的有机物和色度得到进一步去除，吸附饱和的吸附剂通过水力提升至再生间进行再生。若一级吸附池的出水能达到进回用装置指标，则直接切换至工艺回用水装置，若一级吸附出的出水不能满足，则将一级过滤吸附池的出水流入二级过滤吸附池。二级过滤吸附池同样填装有吸附剂。
（二）生化污水回用工艺流程，如图2
经过生化处理后的出水中主要包括悬浮物、盐分、菌体、CODcr、油类等，故回用水单元在流程设置上充分考虑对这些污染物质的去除能力和适用性。通过降低水中的含盐量，使之达到回用要求。设置软化处理主要用于去除水中硬度。生化污水经生化装置处理后出水首先进入澄清池，向池中投加石灰，对水中的碳酸盐和重碳酸盐硬度进行软化去除。澄清池的上清液流入吸水池，经泵提升至核桃壳过滤器，去除水中可能含有少量的油，核桃壳过滤器设置定时反洗。核桃壳过滤器的出水自流进入气水反冲滤池，气水反冲滤池采用均质滤料，截留水中的颗粒、胶体等污染物，降低污染指数，使水质能满足进入超滤装置的要求，气水反冲滤池定时采用水、气反洗。出水流入滤池产水池，经超滤给水泵提升，首先经过自清洗过滤器，对水中可能残留的颗粒、悬浮物进行截留，起到保安作用，经自清洗过滤器后进入超滤装置，实现了去除废水中的生物污染物、颗粒物、胶体、细菌等，满足反渗透系统的进水水质，超滤装置的产水率为 90%，定时清水反洗和加药反洗，每隔 3～6 月对膜进行一次化学清洗，清除膜表面污堵。超滤装置的产水进入超滤产水池，经给水泵提升，水泵出口设置管道混合器，向其投加还原剂和阻垢剂，还原水中的氧化剂，避免其伤害反渗透膜，投加阻垢剂避免水中的盐在膜表面结垢；加药后的水经过高压泵和保安过滤器后进入一级反渗透膜堆，一级反渗透膜堆产水进入产品水池、浓水进入浓水池；反渗透水回收率为75%，脱盐率大于97%。产生的浓水经泵提升至多效蒸发间进行蒸发结晶处理。
（三）含盐废水回用工艺流程，如图3
循环水站、电厂以及脱盐水站排出的含盐污水首先进入界区内的匀质罐，与超滤、过滤等反洗水混合。匀质罐出水进入澄清池，向澄清池中投加石灰，对水中的碳酸盐和重碳酸盐硬度进行软化，去除水中的硬度。澄清后的上清液流入吸水池，经泵提升至滤池，截留水中的颗粒、悬浮物、胶体等污染物，降低污染指数，使水质能满足进入超滤装置的要求。超滤装置的产水进入超滤产水池 ，经给水泵提升，水经过保安过滤器后进入一级反渗透膜堆。产品水经除盐水泵提升送至界区外，最终送至循环水站。浓水反渗透产生的浓水经泵提升至多效蒸发间进行蒸发结晶处理。
（四）多效蒸发工艺流程，如图4
采用四效降膜顺流蒸发，蒸发终点溶液浓度为25%，蒸发器残液送至蒸发塘。
四、工艺路线论证
在与内外知名的水处理工程公司及研究机构进行多次深入的技术交流，并到一些类似废水处理的实际工程中，或调研整体工艺，或考察其中的部分工艺段，结果表明该工艺对于达到公司处理要求是较为完善、可行可靠的。公司多次组织专家论证会，邀请行业内专家，包括院士、高校教授、研究院、工程公司、设计院专家等针对气化废水工艺选择进行方案论证，经过历次专家论证，最终形成了最终的工艺路线。通过专家论证意见表明，我公司选择的“预处理（沉淀隔油+气浮工艺）+生化处理（水解酸化+一段采用A/O选用鼓风曝气式氧化沟工艺、二段选择常规的前置反硝化A/O工艺）+深度处理（絮凝气浮+臭氧氧化+曝气生物滤池BAF+过滤吸附）+除盐”工艺基本可以满足回用的要求。同时，此气化废水处理工艺不仅适于我公司煤制天然气项目污水处理回用，也将为煤化工行业类似废水的处理提供极具参考价值的借鉴。
参考文献：
[1] 兰书彬.中国煤制天然气产业发展研究[D].华东理工大学，2011年中国硕士学位论文.
[2] 周爱丽，江杨.浅谈鲁奇炉所产含酚氨废水处理新工艺[J].中国化工贸易，2012（2）.
关键词：制药废水；技术诊断；颗粒粒径；分子量；气相色谱；毒性测试
中图分类号：TE992.2文献标识码： A 文章编号：
Abstract: Pharmaceutical wastewater was one of the most difficult industry wastewater. Assessment of treatment process lacks of efficient technology support. Traditional parameters, such as COD, BOD, ammonia, VFA, TN, suspended solid) could not represent the availability of treatment process. According to the defects of traditional parameters, treatment technologies of GPC, fluorescence bacteria, particle diameter analysis and GC/MS were applied to support design, which could enhance the availability and practice of treatment process.
Keywords: Pharmaceutical wastewater; Technology Diagnose; Particle diameter; Molecular; GC-MS; Toxicity Test
前言
制药工业在国民经济中处于至关重要的地位，制药工业废水往往属于高污染行业。随着国家对制药行业排污的严格控制，以及各个敏感区域所需的特殊排放标准，工艺定位是否准确决定着制药废水处理达标的效率以及构筑物稳定性[1-3]。
目前，制药工业废水往往采用“物化+生化”为主体的工艺，物化系统包括高级氧化、微电解工艺、固液分离等等，生化工艺包括厌氧、水解、兼氧和好氧工艺等等[4-5]。常规选择工艺的依据往往是针对污染物COD、BOD、氨氮、TN、悬浮物为主体的参数去除率，很难从微观领域考虑工艺的可行性。传统的测试参数譬如COD是反映整个可以被重铬酸钾氧化的物质浓度，而往往一些物质经过处理后成为COD。BOD是将废水稀释若干倍条件下的可生化性，完全没有考虑COD浓度高时的累积效应；TN去除主要依靠反硝化作用，往往忽视一些可生化性物质并不能作为反硝化的碳源；SS测定使用滤纸，并不表示所有非溶解性悬浮物的数量，设计容易产生偏差[6-8]。
鉴于上述问题，本文提出使用凝胶色谱分析、荧光微生物毒性测试、颗粒粒径分布仪和GC-MS技术作为制药废水工艺设计的重要依据，从而保证废水处理的稳定性。
方法和材料
2.1实验仪器
分子量测定采用：LC-10ATVP型凝胶色谱测定仪(日本岛津)；废水生物毒性测试采用新型淡水发光菌——青海弧菌Q67(Vibrio-qinghaiiensis sp.-Q67)为检测生物， 以Veritas微孔板光度计为发光强度测试设备，对不同处理工艺对微生物抑制性进行了测试[9]；气相色谱-质谱可用来分析废水中的痕量有机物，本项目使用乙酸乙酯作为萃取剂，将各工段废水经过0.45μm滤膜过滤后萃取进入气相色谱-质谱图，从而探讨各工段中以非极性物质为代表性的特征污染物，废水采用10倍其体积的有机溶剂乙酸乙酯萃取后，取萃取液2.0μL进入GC-MS(QP2110，日本)进行分析，毛细管尺寸为(30 m×0.25 mm ID×0.25μm，HP-5)，载体气为氮气。进口和检测器温度分别为220 oC and 280 oC。进样柱预先温度为60 oC，维持2min，然后以15 oC/min的频率上升至180 oC并维持2 min，此后温度以40 oC/min的频率上升至280 oC，并维持10 min。颗粒粒径分析采用Ankersmid Ltd公司生产的激光颗粒粒度分析仪(型号为：EYE TECH S/N: 60292)[10]。
数据和参数分析
常规参数测定使用水和废水监测(第四版)中的监测方法，BOD5测定使用Oxitop生化反应器测试瓶(Oxitop control, 德国)。pH值和电导率测量采用Metrohm一体化测量仪(瑞士万通)。分光光度计为岛津UV1700，CODcr测量仪为JH-12分析仪(青岛崂山电器总厂)。
所有药品购买自上海国药集团有限公司(分析纯)。
数据分析软件为SPSS(version:13.0)和Origin7.5(version:7.5)，所有实验数据测量三次取平均值，保证出水在95%的置信区间范围内，标准误差不超过4%。
3. 结果和讨论
3.1 凝胶色谱仪在深度处理技术选择中的应用
制药废水在常规二级生化处理过程中，大部分可生化的有机物通过生物降解得到去除，剩余主要为大分子的有机物分子；某段选择何种预处理方式，能够让可生化性提高，关键在于大分子的断链。采用还原或者氧化的手段，最终取决于可生化性的提高和平均分子量的降低。
图 1 不同臭氧投加浓度下COD的削减和BOD5的增加
图 2臭氧氧化前(黑)与臭氧氧化后(红)废水分子量的变化
本制药废水末端采用臭氧催化氧化技术，选择臭氧的主要原因包括：(1)臭氧能够有效降低废水的COD；(2)臭氧氧化能够改善废水可生化性；(3)经过臭氧处理后的废水平均分子量降低了80%左右，并生成了小分子量的物质(醇、醛、酸)等等(末端两个红色峰)，明确了可生化提高的原因。其他末端处理技术，譬如Fenton氧化、微电解、混凝沉淀等等皆不能实现上述目的。通过凝胶色谱分析仪，能够体现废水平均分子量的变化，除了COD降低之外，平均分子量降低是废水可生化性提升的主要表现[11-13]。后续实践证明：臭氧氧化后的废水，经过生物膜反应器处理后，出水COD小于80 mg/L，达到预先设计的目标。
3.2 激光颗粒粒度分析仪在预处理中的应用
某制药废水悬浮物浓度(SS)=310mg/L，总悬浮物(TSS指通过0.45μm的颗粒粒径)=23140mg/L，若按照传统的SS浓度设计投加混凝剂和絮凝剂，废水流程将全面受到影响。
图 3 ：原水颗粒粒径分布图(Mean: 1.00 um，STD: 0.56 um，Conf.: 100.00 %，
D10 : 0.62 um，D50: 0.76 um，D90: 1.65 um)
废水粒径分布是研究废水混凝性能的主要参数，也是废水混凝与絮凝处理难易的重要参数，一般来讲，废水平均粒径越小，其需要投加的混凝剂浓度越高。上述废水平均粒径为1.00 um，即能通过滤纸，而无法通过滤膜，从颗粒粒径角度能够反映废水可混凝的程度和所需投加的混凝剂量[14-15]。
3.3 荧光微生物在废水毒性测试中的应用
某化学合成类制药废水，主要处理肠道杀虫剂，废水COD浓度在4000mg/L左右，要求出水浓度小于100mg/L。常规二级生化工艺采用“厌氧+好氧”处理工艺。
图 4 不同工艺段出水的生物毒性测试
原水对微生物的抑制率为99.9%，基本抑制微生物的荧光过程，而原水稀释后废水微生物的抑制率降低为94.2%，这也解释了废水稀释1：2后在运输过程中废水pH下降，存在酸化过程，废水取样时有浓重的硫化物味道。厌氧池出水与初沉池出水的生物抑制率几乎一样，这表明在厌氧过程中，虽然COD浓度下降了，但是单位有机物的毒性增加了，这也是后续虽然好氧过程极大的降低了废水的毒性，但处理效率不高的原因[16]。因此，本工艺废水采用“预处理+好氧+水解酸化+好氧+臭氧滤池深度处理”，保证后续出水浓度小于100mg/L。
3.4 GC-MS在制药废水深度处理中的应用
在某些制药废水组分复杂，除了使用COD作为去除效率的表征，也要探讨下废水征有机物的去除效率。
图 5废水处理前(a)与系统处理后(b)GC/MS图谱(萃取剂为乙酸乙酯，废水与处理出水稀释倍数为25 000倍)
由图5可知，以甲苯和苯类衍生物为特征污染物表征碱渣废水处理效率。图5显示的基团主要为甲苯和苯类衍生物。从图5可以定性看出，第一个峰表示甲苯，表明甲苯获得有效去除。其它峰表示苯系物(包括对甲苯等)，峰高表明苯系物也得到有效降解，其去除效率高于90%(用峰面积计算)[17]，而同期COD处理去除率也搞到92%，表明废水中痕量有机物也得到有效降解。
总结
针对制药废水处理难度大、成分复杂的特点，将凝胶色谱技术、GC/MS技术、颗粒粒径分布仪和荧光微生物毒性技术分别应用于制药废水中，为废水工艺合理化设计提供了必要的基础数据，避免工艺使用常规参数而导致的废水处理设施难以运行的问题，从而提供了一种污水站工艺效率评价和工艺可行性论证的依据。
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关键词：电驱动膜分离技术 PTA废水 中水回用
引言
对苯二甲酸（PTA）是化纤、塑料和树脂工业的主要原料之一，其生产工艺需要使用大量的脱离子水，进行高纯度精制生产，脱盐水的单位消耗量一般为3～4t/t PTA。近年来，PTA生产企业为节约用水，降低排污量，纷纷积极尝试、考察各种中水回用技术，选择切实可行的中水回用方案。本论文主要是介绍了PTA废水（经过好氧、厌氧法处理后的一级排放水）[1，2]，经过预处理，电驱动膜分离器最终达到回用标准。
由于废水排放水含盐量较高且含一定量COD，采用一般传统处理技术难以实现对盐的脱除达到回用指标，而电驱动膜分离技术对盐的截留率较高并且稳定，因此考虑电驱动膜分离膜技术作为主要的处理技术[3，4，5]，实现废水的回用。在江苏江阴某PTA石化工厂。根据现场情况，其现有废水处理系统日排放流量已经达到15000m3，，排放水符合一级排放标准。
1 工程概况
该中水回用项目主要处理对苯二甲酸（PTA）废水经过生化处理后的排放水。该股水水在经过生化后达到国家排放标准（GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准）。
1.1水量和水质情况
进入污水处理系统的废水排量及废水含量见表1。废水排放总设计值为15000 m3/d。电驱动膜分离器器进水设计进水流量15000 m3/d，其中达到要求的回用水12000m3/d以上。
污水处理工艺采用“集水井+冷却塔+初沉池+调节池+营养调节池+IC高效厌氧反应池+AmOn 反应池+加药气浮池”作为PTA生产废水处理工艺，处理后废水达到污水综合排放一级标准。工艺流程如下：
1.2 工艺流程：
原水水质含锰和铁比较高，电驱动膜分离器的进水标准规定，铁含量≤0.3J/L，锰含量≤0.1J/L，超过标准的原水须经除铁除锰处理。长时间运行含铁含锰量过高的水对生产设备腐蚀，对电驱动膜污染降低交换容量。因此在进电驱动膜分离器之前需要进行预处理。预处理主要采用锰砂过滤器+精密过滤器。原水经过加压后进入锰砂过滤器和精密过滤器，经过处理后水质达到电驱动膜分离器的进水要求。
预处理完后的水经过电驱动膜分离器进行脱盐处理，原水出口达到要求后（出水电导率≤700μs/cm）进入再生回用水池，若处理不符合要求（出水电导率大于700μs/cm）则排至极水排放水池。浓水出口分两路，一路进行自循环，另一路则排至极水水池。极水达标后出口排至极水排放池。
电驱动膜分离器，共22个系列，共66台；采用目前世界上最先进的频繁倒极电驱动膜分离器技术。工艺流程见下图
2 主要构筑物及设备参数
2.1锰砂过滤器 数量：8座；单座滤罐规格φ3220×4250；处理水量 80t/h；最大操作压力 0.6Mpa；过滤材质为锰砂；材质为 Q235-A；防腐形式为衬胶防腐，防锈漆。
2.2精密过滤器：数量：6套；单座滤罐规格：φ1216×2000；最大操作压力：0.6Mpa；过滤材质：纤维滤芯；防腐形式衬胶防腐，防锈漆；材质：Q235-A。
2.3电驱动膜分离器：电驱动膜分离器采用隔板 为：800×1600×0.9mm的电驱动膜分离器。即；DSAI-1×1/320型电驱动膜分离器，其主要参数为：隔板规格： 800×1600×0.9mm；膜有效面积： 715×1400mm；隔板流水道横截面积为：715×0.9mm；隔板流程长： 1400mm；膜对数 320对。采用国际EDR（快速换向电驱动膜分离器）以保证电驱动膜分离器脱盐系统长期的稳定运行。
每系列3台DSAI-1×1/320型电驱动膜分离器，每系列产水量 25吨/小时；处理500吨/小时需20系列，备用2系列；合计需要设备22系列（20用2备）。分成5组，其中2组每组包含5系列，另外3组每组包含4系列。
2.4整流柜：主要是提供直流电源给电驱动膜分离器，数量为22台，，规格为每台电压350V，电流120A。
2.5 PLC自动化控制设备：数量1套；操作站主要完成系统中各类的监视、参数设置、人机交互、数据保存等操作功能，具有清晰的流程图画面，实时动态显示工艺流程及生产设备运行情况。生产过程的运行数据可以进行历史存储，倒极报警，操作站具备开放的软件及网络通讯接口。
3 工程调试及运行效果
3.1工程调试
调试初期将开启4组锰砂过滤器，3组精密过滤器，处理水量为400 t/h，开启电驱动膜分离器10组，脱盐率80%，回收率在80%以上。但是由于前端的浊度较高，精密过滤器运行1个月发生污堵，为此在生化部分做了预处理加强，采用了加药气浮工艺。保证了浊度，这样精密过滤器可用在3个月以上。整个运行过程中脱盐率平稳，回收率平稳；手动调试2个月后采用PLC全自动控制运行。
系统PLC自动运行后，锰砂过滤器每周洗一次，电驱动膜分离器自动倒极。
3.2运行结果
根据半年的运行情况，电驱动膜分离器进水的电导率在3000-3200μS/cm之间波动，碱度在1700PPM――1900PPM波动，出水的电导率在300-450μS/cm，碱度在200PPM。脱除率都在85%以上，出水水质稳定见表4。浓水排放水质为国家排放标准（GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准）
4 经济效益分析
该水处理项目占地1300m2；吨再生回用水总耗电为1.53KWH/T；每度电按0.8元计算电费为1.22元；设备维护费（包括换膜费用）0.3元/吨水；清洗费用：0.08元/吨水；人工费用每吨谁0.1元；合计吨水成本为：1.7元；1吨自来水费用为2.3元。每吨水回收价值在0.6元。每天回收水量为12000吨，即每天的经济效益为7200元。社会效益为每天减排12000吨水。
5 结论
进过半年的运行，该项目自动化运行程度高，出水稳定，再生回用水在85%以上的会用率，出水水质达到中水回用标准，并且浓水能达到排放水标准。
采用电驱动膜分离器进行中水回用，并且达到稳定的运行，对于总量排放控制严格的PTA行业的发展带来新的契机。电驱动膜分离器应用在中水回用具有很好的经济效益、社会效益、环境效益。
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关键词：环境工程；餐饮废水；处理技术
中图分类号：B82文献标识码： A
我国饮食文化源远流长，各地美食餐饮店在城市遍地开花，给人民群众带来了美味。然而，作为其主要污染物之一的餐饮废水却成为排水系统乃至城市环境的隐患。
餐饮废水主要由炊具、餐具清洗水，厨余、餐余垃圾、残液倾倒以及肉食蔬菜清洗水等组成，含有大量的有机物，其中动植物油脂浓度高达1000～8000mg/L，悬浮颗粒浓度高达1500～8000mg/L，COD浓度高达1200～25000mg/L。这些废水若直排自然水体或城市管道，都将给环境带来严重后果。因此，加强对此类废水的管理，研究可行的针对性强的处理技术，保障排水管网和水环境安全，已经成为当务之急。本文主要以宁波为例，对餐饮废水的预处理技术做一粗浅研究。
1．餐饮废水的特点
1.1餐饮废水的性质
餐饮废水主要含有植物纤维、糖、淀粉、蛋白质、维生素、动植物油脂和表面活性剂，还有各类剩菜、碎骨头、污泥、沙子及各类杂物，绝大多数为有机类物质，主要特点是动植物油浓度高、悬浮物浓度高以及有机物浓度高，水质水量不稳定、成份复杂，有一定色度和气味。去除油脂后，BOD5/COD约为0.45～0.62，可生化性比较好。
1.2宁波餐饮废水特点
宁波系东部沿海经济发达城市，餐饮业蓬勃发展，市区现有餐馆、单位食堂几万家，每年更新的餐饮门店约8%，餐饮业占GDP比重远远高于全国平均水平。宁波的餐饮废水也具有上述特点，据统计，餐饮、宾馆售水量占自来水总售水的19.84%，餐馆业的污水排放量占总排放量的17%，排污费占总量的16%，COD排放占排放总量的1/4强。宁波的污水收集处理系统比较完善，城区基本实现全覆盖，除个别偷排漏排以外，绝大多数餐饮废水排入城市管网，然后送入污水处理厂。
按目前宁波市环境监测中心站对餐饮业污水的监测，同时结合一些数据，宁波市餐饮业污水一般污染指标如下（表一）：
表一 餐饮业污染物一般指标
污染物指标 动植物油（FOG）
mg/L 悬浮物（SS）
mg/L 化学需氧量（COD）
mg/L PH值
排放数据 1.0×103～8.0×103 1.5×103～8.0×103 1.2×103～25.0×103 6～9
1.3餐饮废水的危害
1.3.1对自然水体的影响
一方面，餐饮废水的高COD会大量消耗水中的氧，微生物中的厌氧菌群处于绝对优势，由于厌氧菌群消化有机物不能够完全彻底，产生了许多带有恶臭的中间产物，如腐胺、尸胺和H2S、CH4、NH3等使水体在短时间内变黑变臭。另一方面，餐饮废水中的高油脂会在水面形成大片油膜，造成阳光、氧气等与水体相隔离，使水体中本已匮乏的氧气难以有效地从空气中得到补充，造成水中缺氧从而使厌氧菌繁殖而造成水体黑臭。
1.3.2对城市管网的危害
餐饮废水中的大颗粒悬浮、泥沙等物质、油脂等在管道中不断沉积，油脂粘附上更多的悬浮物质，越聚越多，而此类污染物及其难清理，使管道有效过水面积逐步减小，甚至导致管道堵塞。严重影响排水系统的功能，无法满足排放需求，最终导致污水冒溢，影响环境。
1.3.3对社会安全的危害
由于管理上的漏洞和经济利益的驱动，未经处理的餐饮污水中大量油脂，粘附在管道、检查井壁上，这种油脂被非法采集、非法利用，重新加工包装成 “色拉油”，也即地沟油，将引发出一系列健康、卫生、安全等方面的社会问题。
1.3.4对污水处理工艺的影响
大量的油脂、悬浮物质、高浓度的有机物如进入城市污水处理厂，这些污染物无法在传统的格栅、沉沙、初沉等一级处理单元中被去除，进入二级生物处理单元之后，油脂会粘附在活性污泥或生物膜表面，妨碍氧气向微生物传递，导致曝气效率降低，严重时甚至会出现细菌菌群大量死亡，处理水质无法达标。
2.国内外餐饮废水处理的一般方法
根据餐饮废水的特点和危害，可见其处理的主要对象是动植物油、有机物和悬浮物的去除。目前国内外对餐饮废水处理技术的研究主要也是以这一目标为出发点。10多年来，许多研究学者在这方面进行了广泛深入地探索。
2.1物理法
2.1.1物理法主要采用的是隔油池。隔油池主要原理为利用污水中的油脂与水的密度不同而达到油水分离的目的。而此种方法对餐饮废水中细小的油脂和悬浮物的效果几乎为零，也无法降解其中的有机物，是一种淘汰的技术。
2.1.2 气浮法
气浮技术可以作为污水生化处理技术的一种有效预处理技术，去油或去除难溶物。气浮法有加压容器气浮法和微气泡气浮法［1］。气浮法对油脂的去除率可以达到98%到99%，也有一定的有机物降解功能，但是气浮最大的缺点是投资和运行成本太高，浮渣量大，油脂回收困难，对广大中小规模的餐饮业者来说，仅是理论模式，难以真正用于实践。
2.2化学法
2.2.1混凝法
混凝法是在污水中投加混凝剂的方法去除污染物。混凝剂又可分为无机和有机两类，无机混凝剂主要以铁盐、铝盐等带正电荷的粒子吸附带负电荷的胶体达到粘结和聚集油脂和悬浮颗粒而形成污泥沉淀去除污染物；有机混凝剂则由于分子量大，对水中胶体、悬浮物颗粒的吸附、架桥能力强，且絮凝速度快，在混凝法中有很大的研究价值［2］。
2.2.2电化学法
林辉等［3］将脉冲电絮凝法应用到餐饮废水处理当中，可以有效防止电极钝化，相同条件下，可达到与直流电絮凝相同的去除率。宋卫锋等［4］用改装的直流、脉冲两用电源对餐饮废水做的对比研究表明，脉冲电解处理效果优于直流电解，在COD的去除率相近的情况下，电耗可降低5.5%。当脉冲信号为1.67khz，水力停留时间为29min，电流为55mA,电耗为0.222kWh/m3,COD的去除率可达83.3%。Xueming Chen［5］等采用电凝聚法处理高油脂含量、不同浓度COD、BOD、SS的餐饮废水，研究表明，Al电极的综合性优于Fe电极，并认为处理效果与电负荷有关，与电流密度、电导率无关。电解法具有处理效果好、占地面积小、浮渣量相对较少（与气浮法比较）等优点，但是它存在阳极金属消耗量大、需要较多数量的盐类作辅助补充药剂、耗电量较高、运行费用较高等缺点。
2.3生物法
生物处理法是指利用微生物新陈代谢去除有机污染物的一种方法，尹艳华［6］利用膜生物反应器处理餐饮废水，污泥生成时间50-60天，水力停留时间4-5小时，进水COD达到600ml/l时，去除率为95%以上。ABR是一种新型厌氧折流反应器，具有不短流，不堵塞，无需搅拌，易启动等特点；SBR法是序批式活性污泥反应器，具有结构简单，抗冲击负荷能力强，脱磷除氮效果显著等特点，胡志强等［7］对ABR法和SBR法研究结果显示，ABR法停留时间以14小时为宜，SBR法最佳好氧曝气时间为7小时。易友根［8］生物接触氧化法处理15m3/d规模、COD浓度约800ml/l餐饮废水，需要接触氧化池2.6×0.6×2.5，停留时间5h，曝气量85l/min，达到处理后COD86ml/l的效果。
近几年，膜生物反应器（MBR法）也被研究应用于餐饮废水处理。MBR法是膜技术和生物处理技术有机结合产生的废水处理新工艺［9］，吴志超等［10］研究结果表明，大水力停留时间（12小时以上）下能高效去除废水中的蛋白质类污染物，小水力停留时间则受到限制。而膜组件存在价格高，长期运行后易阻塞，难清洗恢复等技术难题［11］。
除以上几种基本处理技术外，还有磁分离法、水力旋流法等。
上述方法中，物理法尽管简单，但效率十分低，基本达不到处理效果。生物法虽然处理效率高，抗冲击复合效力强，但其要求占地面积大，运行费用高，要求停留时间长，对餐饮业并不适合。化学法虽然占地小，工艺流程短，但对混凝剂投加的要求较高，并需要一定的动力设备，因此对水质水量波动很大的餐饮废水并不适用。电化学法去除有机质效率不及生物法，且在加大电流提高去除效率的情况下，极板损耗很大，影响寿命。因此，处理餐饮废水必须因地制宜，综合利用几种处理原理，开发占地少，投入小，效率高，易管理的一体化处理工艺。宁波市在近几年餐饮废水治理过程中，形成若干种一体化处理工艺流程，对餐饮废水处理有一定借鉴意义。
3.宁波市餐饮废水预处理技术
3.1处理目标
目前宁波市里餐饮污水一般不允许直接排入自然水体，而是通过污水管网输送至污水处理厂进行处理，因此餐饮废水处理目标符合《污水排入城镇下水道水质标准》CJ343―2010即可，特别是针对餐饮废水的特征污染物指标：油脂、悬浮物、COD，应该达到相应标准，既COD小于800mL/L，油脂小于100mL/L，固体悬浮物小于100mL/L , 以保护排水设施的正常运行。
3.2餐饮废水预处理工艺
宁波市目前在餐饮废水治理基本采用基于基本的餐饮废水处理原理的综合性处理工艺。
3.2.1 重力分离、过滤、生化法结合
这种组合处理工艺处理能力强，分离效率高的餐饮废水处理装置。并具有无动力，不占空间，易安装，便于清理的特点。主要工作原理：先在隔离槽中使较大颗粒沉入池底，星散油脂和悬浮物漂于面层，经过三层隔离后，含油污水从处理箱底部进入箱体。箱内若干个清洁球将进入箱体内的悬浮物吸附。同时无机高分子化合物产生的络合离子也将微小粒子进行黏附，使之沉淀。沉淀后的水通过渗透孔进入滤芯层后，与生长在生化层内的微生物产生接触，微生物将水中含着的有机物进行分解吸附，经过处理后的水再经由数千个呈45度角的微小细孔中渗出，汇入出口管道排除。
其处理效果较为明显，初期运行出水水质不但能达到《城镇污水综合排放标准》，而且对TSS（总悬浮颗粒）和COD（化学需氧量）等有害物质都能进行有效处理。缺点在于清洁球黏附率高，需要经常更换，同时在使用中还须加入适量的如絮凝剂，有一定的运行成本，后续的维护工作量大。
3.2.2 多级厌氧生物滤池，
这是一种分段式处理设备，将机械过滤法，聚结粗粒化法，生物膜法，厌氧生物滤池法等多种原理结合为一体。其主要工作原理：在格栅预处理后，废水进入内设挡油板、导流板和过滤装置的初沉调节池，运用流体力学和重力法则进行合理配置，引导和减缓污水流向及流速，相对增加停留时间，充分实现油、水、固三相分离；进入聚结滤芯二级处理后，利用内置式格栅和多组高密度扇形过滤丝聚结面广、过滤度高、透水性好等特点，在立体式碰撞聚结和多层过滤的作用下，绝大部分纤维状悬浮物和油脂混合物均被有效聚结、黏附和截留，之后，再进入生物接触池三级处理，经引导区分散水流和减缓流速，在接触区生物处理，到设有斜面底板和污泥回流沟的二沉槽，使活性污泥得以充分回流，充分发挥接触区生物降解作用。
此种处理工艺初沉池油脂分离率和沉渣沉淀率分别可达到85%和75%以上，即实现COD去除率65~85%。污水中COD去除率累计可达到90%以上，FOG和SS指标已达到城市下水道排放标准。相对而言维护工作量低，运行时间长。
3.2.3涡轮曝气油水分离器
涡轮曝气油水分离器由隔油槽、自动刮油机、涡轮曝气装置三部分组成。主要工作原理：当废水排水流入第一槽时，过滤篮或机械格栅将其中的固体杂物截流除去。进入第二槽后，利用密度差涡轮曝气使油水分离，废水沿斜板向下流动，进入第三槽后从溢流堰纤维材料过滤流出，再经出水管收集排出。该设备油水分离不理想，COD处理效果不佳。
4.结语
餐饮废水的预处理受到用地的限制，可以考虑综合利用含油废水的处理原理，设置占地少，维护简便，运行成本低廉的处理设施。而在实际情况下，真正能做到处理后达标排放的非常少。在已经实现污水集中处理的城市应着重考虑使其达到排入城市污水管的标准，甚至将餐饮废水的预处理目标降低到去除油脂、悬浮物，明显降低COD指标即可。从维护运营的角度，对设备良好的清理维护维修以及分离和降解后废弃物处置等工作，也是影响使用效果重要环节。
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【Abstract】Textile printing and dyeing wastewater is one of the most important sources of industrial wastewater pollution in China. Because the wastewater contains a large number of refractory substances， it has been a difficult point in industrial wastewater treatment. The immobilized microorganism technology has many advantages， such as high efficiency， stability， adaptability and so on， and these characters makes it played an important role in the treatment of printing and dyeing wastewater. This paper introduces the principle of immobilized microorganism technology and its research progress in the treatment of printing and dyeing.
【P键词】固定化微生物技术；印染废水；应用
【Keywords】immobilized microorganism technology； dyeing wastewater treatment； application
【中图分类号】R139+.1 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0142-02
1 固定化微生物技术的发展和意义
纺织染整工业作为我国传统的支柱产业之一，为我国的国民经济发展做出了重要的贡献，同时也带来严重环境污染问题。据不完全统计，我国纺织染整工业每天产生的废水量约为每天排放量为3×106～4×106m3。随着纺织染整工业的高速发展，一方面废水的产生量也在逐年增加，另一方面由于新工艺、新技术及染料助剂的更新等，印染废水的水质变得越发复杂，增加了其处理难度。以目前印染废水的处理方法来看，可以分为两个大类，一类是物理化学方法，另一类是生物方法，其中以生化方式为主。
固定化微生物技术自20世纪60年代产生以来，以其具有的高效、稳定、耐毒性等特点受到各方研究人员青睐，从国内外的研究表明，固定化微生物技术已被运用于环境修复、食品工业、化学分析、能源开发、医学和制药等多种领域。其中，固定化微生物技术在污水处理中已由实验阶段向工程应用方面发展。国内外研究固定化微生物技术对于印染废水的作用，通过不断培养合适的菌种，组成高效的废水处理系统，实践证明，这种处理方法的效果是比较好的，具有非常广阔的市场前景。
2 微生物的固定化方法
固定化微生物技术关键在于微生物的固定，而微生物的固定化方法种类很多，可以根据微生物细胞和载体的作用力作用形式等因素对方法进行分类：
2.1 吸附法
吸附法是一种十分常见的微生物固定化方法，与此同时，吸附法又常常被我们称之为载体结合法，在此种方法之中，需要用到多孔载体，然后利用这个载体本身的吸附作用来修复微生物细胞，吸附法的重要优点就是对于细胞活性的影响比较小，基本上不会造成细胞的抵抗反应，反应过程比较温和，而且操作步骤很简单，操作思路很明了。缺点就是当受到的负荷比较大时，载体就会发生破坏，而且固定的细胞是有一定的数量限制的。董新姣利用丝瓜穰的网状结构来进行了微生物固定化研究，实验证明，是瓜瓤的网状结构，能够很好地固定化菌体，当pH值为6的时候，对于颜色颗粒的吸附能力是最强的。
2.2 包埋法
除了吸附法之外，包埋法也是一个十分常见的微生物固定化方法，其主要原理就是把微生物细胞放置在多孔的网络空间中，这个网络空间是不溶于水的，也应当是多聚体化合物，因而可以通过聚合作用而让细胞汇集，把细胞固定住。与此同时，多聚体化合物的网络是十分致密的，这不但能够防止细胞发生泄漏，而且能够让底物进行一定程度的渗出，让那些不想要的产物扩散出来，得到浓度更高的目标产物。包埋法的操作是比较简单的，因而制作效率比较高，除此之外，通过包埋法制作出来的固定化细胞球体强度更高。刘志培等人探索了聚乙烯醇对于固定混合细胞的作用，并把其运用到了印染废水脱色的研究之中，实践结果表明，聚乙烯醇具有很好的应用价值，当温度在30℃左右，pH值在7左右的时候，具有非常高的脱色效率，可以被投入到工业使用之中。
2.3 交联法
交联法是一种化学方法，通过一定的形式让微生物细胞与交联剂进行结合，从而达到固定化的效果。交联法的应用并不是很广泛，主要是因为此种方法所耗费的资金比较多，包括交联溶剂以及交联操作的实验设备等，而这些设备都是十分昂贵的。
2.4 自固定化法
在自固定法中，没有用到载体，因此，这种固定方法又被称为无载体固定化法，当颗粒形成的时候，微生物的周围会形成相应的小型生态系统，有利于微生物的生存和代谢，这种协调发展能有助于微生物的信息传递，细胞颗粒的整体活性就会提高很多。最重要的是，这种自固定化法是比较简单的，非常容易进行操作，因而得到了广大工程技术人员的青睐。[1]
3 在印染废水处理中的应用
固定化微生物技术在印染废水处理中得到了较为广泛的应用，在传统的印染污水处理过程中，我们通常采用悬浮生物方法，然而这种方法的操作效率并不是很高，菌种并不能得到足够的纯化。当我们采用固定化微生物技术之后，不但菌种的纯化度提高了，而且菌种的工作效率大大提升，污泥的产量也有所降低，固体与液体的分离效果十分明显，正是由于固定化微生物技术的巨大优势，我们把这项技术广泛运用在了废水处理中，充分运用生物技术来美化环境。在实际的工业生产中，印染废水是五颜六色的，而且颜色的浓度比较大，因此这些印染废水是达不到排放标准的，这时候，通过采用固定化微生物技术，我们可以用一些混合脱色细菌对废水进行处理，从而消除印染废水的颜色，大大降低有害物质含量。实践证明，此种方法对于废水的脱色率可以达到85%，是一种十分可靠的方法。[2]
固定化微生物技术有非常大的优点，并且在印染废水处理行业中得到了广泛的应用，但是其应用水平并不是很高，有很多时候，此种技术与实际工作并不能很好地契合，要想加强固定化微生物技术在废水处理中的应用水平，我们还需要加强以下几个方面的研究工作：
首先，优势微生物细菌的培养。在目前的废水处理工作中，我们已经发现了大量的可以用于降解印染废水的生物菌种，但是存在的这些菌种数量是远远不够的。印染废水的种类非常之多，因此所需要的降解菌种也非常多，只有不断开发和培养新的微生物细菌，才能够让印染污水的处理更加顺畅。这些优势菌种不但要能够在常温中很好地生存，而且需要适应低温环境和高温环境，从而满足各种处理条件的需要。
其次，固定化载体的开发与改进。虽然说我们已经开发了很多固定化载体，但是很多载体还仍然存在着容易坍塌、容易堵塞的问题，而且很多载体的制作成本比较高，这在很大程度上阻碍了载体的运用，因此，开发出更加便宜和性能稳定的固定化载体，是一项任重而道远的任务。
固定化微生物反应器的研究也是一个重要环节，只有构建好高效的反应器，才能够让反应更加彻底，从而高效的去除掉废水中的颜色，有效净化污水。因此，我们应当研究透彻印染废水的特性，并有针对性地探索固定化微生物反应器的工作方法，不断优化和筛选，从而充分提高固定化微生物反应器的工作效率。
总而言之，固定化微生物技术对于印染废水处理工作具有重要意义，相关的工程技术人员必须要不断探索新技术和新材料，并在具体的工作实践之中不断改进工作思路、改善工作方法，为印染污水处理行业的进步而不断努力。
【参考文献】
关键词： MVR 乳化废水；化学需氧量；压缩比；单位能耗
中图分类号： X76 文献标识码： A 文章编号： 2095-8153（2016）01-0100-07
1 引言
MVR（mechanical vapor recompression）蒸发浓缩技术是基于MVR蒸发器原理实现能源得以充分利用的一种高效蒸发技术。它利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的压力和温度，被提高热能的二次蒸汽打入蒸发室对拟蒸发物料再进行加热，通过蒸发器自循环来达到利用二次蒸汽已有的热能而不外加新鲜蒸汽，并实现蒸发浓缩的目的。目前在国内正被越来越多地研发应用于化工、制药、废水处理等诸多领域。
汽车行业高浓度乳化废水包括乳化废液、清洗废水两类，其主要污染物有COD、SS、石油类、氨氮、pH等。以COD为例，乳化废液的COD值高达100 000 mg/L以上、清洗废水COD值大约为30 000-60 000 mg/L。这种高浓度乳化液废水的危害主要体现在影响洁净的自然水源、恶化水质、危害水产资源；污染大气；影响农作物生长等方面。针对汽车行业的高浓度乳化液废水，人们研究了很多种治理方法，根究分离机理，大致可分为物理法、化学法、物理化学法[1]。但基于MVR的乳化液处理技术尚未见报道，本试验借鉴大众（德国）发动机乳化液废水的处理经验，采用国产设备开展了中试试验，以期获取其水质、能耗等相关的数据，为该技术的应用推广提供参考。
2 试验设计
2.1 工艺流程图及其说明
2.1.1 工艺流程图及其说明
如上图所示：原料进入热交换器Ⅰ（1）与来自冷凝水储罐（7）的热水间壁接触实现物料预热，然后与汽化分离室（2）中的浓缩液经强制循环泵（5）一起泵入热交换器Ⅱ（4），继而在汽化分离室（2）完成气液分离。
为了提高能源的利用效率，从汽化分离室（2）排放的二次蒸汽经机械蒸汽压缩机（3）再压缩得以升温升压后，替代部分生蒸汽作为热源对原料进行加热；原料液吸热后蒸发的蒸汽继续进入下一个循环。当系统稳定运行时，停供生蒸汽，由系统内部蒸发的蒸汽经压缩机再压缩后作为加热蒸汽；此后，蒸发所消耗的能量仅为压缩机的能耗 P。
2.2 监测数据
该试验中主要监控的设备运行参数包括：温度T（℃）、压力P（atm）。以上指标为在线仪器监测。试验水质指标的变化主要通过原料、浓缩液及蒸发出水这三部分的水质情况来表达。具体的检测因子包括：COD、氨氮、PO3-4 等，水样的水质监测均采用国标方法测定，其中：COD的测定采用密闭消解分光光度法、氨氮的测定采用纳氏试剂分光光度法、PO3-4 的测定采用钼酸铵分光光度法，测定所用主要仪器为DR890分光光度计、DRB200数字消解器。
数据的采集：自物料加热至75℃（以汽化分离罐温度计）为起点开始记录设备运行参数，间隔时间为30min；同时采集两个点（浓缩液采样点、出水口采样点）处的水样；浓缩至压缩机出现自动保护而不能继续浓缩为止（温度约为92-95摄氏度）；物料的加入量（M）及电消耗量（Q）均以开始加热为累计起点。
2.3 中试试验的基本情况
本次基于MVR技术的高浓度乳化废水处理试验分为三个批次进行，主要考察了其浓缩比、浓缩出水水质（COD、氨氮、PO3-4 等指标）、能耗。自物料加热至接近75℃时开始记录设备运行参数，间隔时间为30min；同时采集两个点（浓缩液出口、排水口）处的水样。
其中：1#水样为一厂发动机车间污水站乳化液废水，试验时间5月8日19：30至5月9日21：30，试验时间共计28h；2#水样为MQ200污水站乳化液废水（含其清洗废水）处理后的浓液，试验时间5月11日15：00至5月13日17：00，试验时间共计50h；3#水样为一厂发动机车间污水站乳化液废水和MQ200污水站乳化液废水处理浓液按照1：1的混合水样，试验时间5月15日18：00至5月17日10：00，试验时间共计40h。
现象描述：1#水样在蒸发浓缩过程中，油水分离明显，停机时，浓缩液几乎全为黑色油状液体，如图2所示。2#水样在蒸发浓缩过程中，油水分离不明显，停机时取样，静置0.5h后分层，如图所示。3#水样在蒸发浓缩过程中，油水分离明显，停机后取样分别静置10min、24h后，出现明显分层，如图3、4所示。
3 试验结果及分析
3.1 水质对比分析
从COD变化来分析：以MVR运行时间为X轴、以COD值为Y轴建立水样的浓缩液及蒸发出水的COD变化图。由图6可看出COD的去除率在5h就可以维持在99.5%以上，而浓缩液快速攀升至900 000 mg/L有短暂的停留，后在18h左右再升至1 400 000 mg/L，并维持不变，相应的出水也能较好地稳定在2 000～4 000 mg/L之间。由图7可看出COD值大部分时间维持在40 000～100 000mg/L之间，且COD的升高速度较慢，但是去除率仍然可以维持在99%以上，且出水中的COD含量相对较低（约500mg/L），这主要原因在该处使用的原料来自于混凝-超滤系统的浓液储存罐，其中大量的可测定COD已被去除。在图8中浓缩液和出水的COD变化较大，看似无规律可循，这主要是因为1#样和2#水样按照1：1混合之后出现分层，实验人员的间歇人工搅拌导致进水水质不均，故检测结果变化较大，但去除率也维持在99%以上，且出水COD含量均
从N、P变化来分析：以MVR运行时间为X轴，以出水的氨氮（NH3-N）、磷酸盐（以P计）浓度为Y轴监测蒸发出水的N、P变化。由图9、10、11可以看出：随着MVR运行时间的推移，1#水样的蒸发出水氨氮值稳定在3 mg/L以下、磷酸盐值稳定在2.0 mg/L以下，2#水样的蒸发出水氨氮值稳定在0.3 mg/L以下、磷酸盐值稳定在1.5 mg/L以下，3#水样的蒸发出水氨氮值稳定在0.53 mg/L以下、磷酸盐值稳定在1.5 mg/L以下，最终出水排水进入城市污水处理厂，相应执行综合污水排放标准（GB18918-2002）中的三级标准即可。
考虑到汽车发动机加工工艺的中水回用问题，此处参照《城市污水再生利用 工业用水水质》（GB/T19923-2005）相应指标可知：基于MVR技术的蒸发出水可以用作直流冷却水、洗涤用水；若用作乳化液配置的溶剂，则可能存在总磷超标而影响加工质量。
综合图6～11可以得出：单从水质的变化来看，1#、2#、3#水样随着浓缩时间的推移，浓缩液的COD浓度提升明显，而蒸发出水的COD浓度显得相对较为稳定，且设备运行5h以后3个水样的COD去除率均在99%以上。从三批水样的运行稳定性来看：乳化液废水（浓度在8～10%）单独收集处理的效果相对较好，且COD去除率可维持在99.6%以上，但是因为单独收集的乳化液废水COD浓度130 000 mg/L，故蒸发出水浓度（COD值 2 000±500 mg/L）相对较高，需要进行后续处理。结合N、P的检测结果，无论使用好氧处理（按营养需求BOD5：N：P=（100～150）：5：1计）还是厌氧处理（按营养需求BOD5：N：P=350：5：1计）都需要额外添加营养物质。
3.2 耗能、压缩比的对比分析
单位能耗Q是指处理单位质量的废水所消耗的能量，本文以处理1 t废水所消耗的电能（单位kWh）来计算。对比图12、13、14可以发现：（1）1#、2#、3#水样分别在30 h、7 h、10 h之后开始转入稳定的耗能阶段，前期的耗能普遍较大且能耗的上升速率较快，主要原因在于该阶段需要将物料加热升温至80℃左右、另还需将自来水加热产生的大量初始蒸汽，为此消耗了大量的能量；（2）1#水样的耗能在物料1 h达到高点，对应温度为78.5℃，随着温度的进一步升高，二次蒸汽的产生量逐渐增大、能量的回收利用率越来越高，随着时间后延至20 h左右设备运行参数趋于稳定，能耗值主要就是机械压缩装置的电耗，并维持在150 kWh/t（废水）；2#变化趋势较为平缓，与1#水样有些类似，但是单位能耗的变化不是太大，且后来处在约 200 kWh/t（废水）；3#水样在MVR运行时间为 30 h-44 h时，进料量和能耗均发生了突变，这可能是由于原料的分层导致的结果，后续能耗仍在呈现下降趋势并逐步接近200 kWh/t（废水）。
压缩比ε是指进、出蒸汽压缩机的蒸汽压强Pi、P0的比值，或指蒸发器蒸汽压强与压缩机出口压强的比值，以ε表示，ε=P0/Pi[2]。温升T表征的是二次蒸汽在压缩机的机械作用下产生的内能升高情况，本文通过温度差异来体现，将进口温度（即自汽化分离室产生的二次蒸汽温度）记作T1，出口温度（即蒸汽压缩后的温度）记作T2，则T= T2- T1。由图12、13、14可以看出压缩比与温升保持了较好地一致性，从设备的实际运行参数验证了整个运行过程的稳定性和获取数据的可信性。
综合设备运行的监控数据，我们可以发现不同的水质就能耗而言，单独收集乳化液进行处理的成本不到后两种处理方式的75%，且进料的频率较为稳定，笔者认为1#水样单独处理的设备运行优势主要体现在：（1）进料泵可以更加稳定地进料，特别是在10 h进料始终维持在0.1 t/h左右；（2）能耗的稳定意味着机械压缩机可以持续稳定的按照某一个频率运行，可以有效减少对管道、设备等的冲击，从而大大降低维护、维修的成本。
综合上述试验中的水质变化和设备运行参数情况，我们可以得出MVR技术对1#水样的处理效果和设备运行效果更具有优势。
4 结论
本文通过对三批试验水样的水质及平均耗能等试验结果的对比可以看出：（1） MVR技术是实现乳化液油水分离的有效途径，COD的去除率高达99%以上。（2）废水处理的耗能与乳化废液含水率息息相关，即乳化废液所占比重越大，耗能越小；反之，废水含水率越高，综合耗能越大。本次试验的1#水样（乳化液的含水率为90%-92%）的电耗为150 kWh/t，相比较传统的混凝-气浮、混凝-沉淀、混凝-超滤等方法具有明显的优势。（3）乳化废液浓度越高，成分越单一越有利于进一步浓缩且分层越少，原料的均一稳定更加有利于设备运行的稳定，能有效降低运行的维护成本。（4）1#水样的蒸发出水澄清度高，可适当考虑内部系统的回用；但是其COD含量相对较高，在外排前必须外加N、P等营养物质再进行生物处理；1#水样的浓缩液均一稳定，可作为废油进行回收利用，具体的用途还有待做进一步的研究。
综上所述，MVR处理技术处理汽车行业的高浓度乳化液废水行之有效，且建议采用“分类收集、单独处理”为宜。
[参考文献]
[1]张金彪.絮凝-氧化锆膜微滤处理轧钢乳化液废水[M].天津：天津大学硕士学位论文.2007：6.
[2]陈 伟，张 红.化工工艺设计手册[M].化学工业出版社，2009：964-1000.
Research on Highly-concentrated Emulsified Wastewater Treatment
Based on MVR Technology
YE Xing-gang
（Hubei Industrial Polytechnic，Shiyan 442000.China）
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求职意向及工作经历
人才类型： 普通求职
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个人工作经历：
公司名称： 起止年月：_-05 ～ _-01广州番禺某水处理有限公司
公司性质： 中外合资所属行业：石油/化工/矿产/地质
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工作描述： _年5月至今，在广州番禺某水处理有限公司担任工程师职务。
(1)负责公司产品的售前和售后技术服务，针对不同的废水设计不同的水处理方案，为客户提供技术咨询。由于经常出差到外面工厂做试验，接触并熟悉各种污水处理工艺。包括电镀废水，纸浆废水，造纸废水，城市生活污水，啤酒废水，纺织印染污水等。
(2) 负责水处理产品研发及应用推广。针对不同的污水，改进产品配方或处理工艺，寻找最有效的污水处理工艺。
离职原因：
公司名称： 起止年月：_-07 ～ _-04清远市新绿环境技术有限公司
公司性质： 民营企业所属行业：石油/化工/矿产/地质
担任职务： 技术员，技术主管
工作描述： _年7月至_年4月，在清远市新绿环境技术有限公司技术部先后担任技术员，技术主管职务
清远市新绿环境技术有限公司主要从事蚀刻液、退锡水等危险废物回收，废水(泥)处理业务。
(1) 负责改进生产工艺，产品质量控制，并协助生产管理，对设备有一定的了解。
(2) 负责废水处理工艺流程设计，水处理剂投加方案设计及成本核算，公司环保事务。
(3)主管实验室，实验仪器设备订购，化验员培训及领头开展实验。负责过研发项目：铁粉置换酸性铜水工艺改进，碱性铜水置换出铜粉，退锡水制备高纯度二氧化锡，各种碱式铜盐的制备等。
离职原因：
志愿者经历：
教育背景
毕业院校： 广西师范大学
最高学历： 本科获得学位: 理学学士 毕业日期： _-07-01
所学专业一： 环境工程和环境科学 所学专业二：
受教育培训经历：
起始年月 终止年月 学校(机构) 专 业 获得证书 证书编号
_-09 _-07 广西师范大学 环境科学 理学学士
_-11 _-12 广东省危险废物安全管理培训 危险废物管理 毕业证
语言能力
外语： 英语 良好
国语水平： 精通 粤语水平： 精通
工作能力及其他专长
1.英语良好，计算机水平通过国家三级，能熟练操作office等办公室软件。
2.能够使用CAD作工艺流程图。
3.具有一年以上化验室分析经验和两年原子吸收光度计、高效液相色谱仪(HPLC)使用经验，并能进行日常保养维护。
4.对含贵金属污水污泥回收利用，特别是蚀刻液生产碱式氯化铜、硫酸铜和氧化铜工艺有深透了解，有成熟的工业产品的除砷除铅经验，有丰富的处理线路板厂废水、电镀废水工作经验。
负责过研发项目铁粉置换酸性铜水工艺改进，碱性铜水置换出铜粉，退锡水制备高纯度二氧化锡，各种碱式铜盐的制备等。
详细个人自传
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_年3月—_年7月 _限公司，担任项目经理。主要工作是：1、针对企业的需求，提交客户开发方案，编写系统分析文件供开发人员进行开发;2、负责化工、环保、电力行业新建项目的工艺路线设计;3、负责化工类产品工艺制造路线的研发，新产品的研发与攻关;4、负责项目工程的进度、费用、质量控制;5、负责协调各部门工作。
_年3月—_年7月 _限公司，担任生产经理。主要工作是：1、负责危化品的资料整理、应急预案的编写及演习;2、负责对工序进行改进以节约成本;3、负责工艺标准的制订和修改;4、负责对生产所有工艺参数进行测量控制，参加新工艺的开发研究;5、负责部门产品工艺文件、批记录的修订;6、负责设备的选型、调试，为设备维护提供技术支持，帮助解决设备故障，研究设备及过程能力，提升设备利用率。
教育背景
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国语水平：优秀
粤语水平：优秀
个人自传
开朗乐观，自律自信，善于与人交往;工作认真踏实，积极上进，虚心向学;热衷于参加集体活动，较强的领导、组织能力和团队精神;乐于接受新的挑战，且独立能力强;有极高的工作热情和强烈的责任心。
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个人工作经历：
公司名称： _有限公司
公司性质： 股份制企业所属行业：机电设备，电力，动力
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工作描述： 负责公司在南方电网的电力设备销售，面向广东电网公司及广东省各主要发电站的电缆投标工作.
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公司性质： 股份制企业所属行业：新闻出版，广播电视
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工作描述： 负责上海文广在哈尔滨地区的数字电视产品的市场宣传活动和渠道建设，为产品在新地区的推广做出工作.
离职原因：
教育背景
毕业院校： _理工大学
最高学历： 本科 毕业
所学专业一： 市场营销 所学专业二： 法学
受教育培训经历：
起始年月 终止年月 学校(机构) 专 业 获得证书 证书编号
新东方 商务
哈工大计算机培训中心 三级网络技术 国家三级
语言能力
外语： 英语 优秀
国语水平： 优秀 粤语水平： 一般
工作能力及其他专长
工作中善于与人沟通，吸取别人的长处，能够发挥团队合作精神，工作认真，负责.能够很好完成公司制定的计划和任务.工作中善于思考，找到解决问题的合理方式.
普通话和写作能力比较强，善于与客户公关.
详细个人自传
我性格比较开朗，看中友情，喜欢结交朋友.爱好音乐和足球.
关键词：水污染控制工程；实践教学；创新能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0055-02
水污染控制工程课程是环境工程专业核心课程之一，其内容包括“污水处理及回用技术”和“排水工程”两部分，并设有相应的实验课、课程设计以及环境工程专业的综合实验等实践环节。实践教学和理论课内容环环相扣，有助于学生们及时深入理解、消化吸收理论课的知识内容，迅速转化为内在的实际技能，并增加学生们学习的兴趣，具有其他教育活动所不可替代的功能。实践教学还是培养工程类学生创新思维和增强工程意识的重要环节，学生在整个实践过程中会逐步养成以研究的眼光去观察事物和进行学习的习惯，在这些过程中学生逐渐形成创新意识和创新思维。实践还是创新的源泉，实践教学基地是创新的基地[1]。实践能力的培养不能仅仅依靠社会实践等校外活动环节，在校内、课堂、实验室必须将实践能力的培养贯穿于教学过程的始终[2]。
一、实验教学体系的改革与创新能力培养
1.构建完善的实验教学体系。经过长期的教学探索、改革与实践，已形成了由课内实验、课程设计、综合实验、创新实验组成的较为完善的实践教学体系。①验证性实验。通过验证性实验掌握水污染控制工程的基本操作技能：培养学生基本实验理论、数据处理知识、实验规范和实验方法的能力，学会常规实验仪器的使用。原来的观摩实验内容改为面对模型提问-研讨-总结的教学方式。促使学生主动思考工程现场每个阀门、管路的具体设计功能，并将此实验现场提问-研讨-总结过程拍摄录像，放在网络教学平台，供本专业和其他相关专业学生观摩学习。②设计性实验。明确实验设计要求，规范实验内容。要求学生自己查阅文献资料，选择实验项目和实验方法，自己制定实验方案。为学生进实验室提供宽松的条件，让学生善于发现问题，做好现场指导。执行实验方案的过程是锻炼学生分析问题、综合应用理论知识和能力的过程，鼓励学生动手的同时还要动脑筋想办法综合应用理论知识指导实验过程，学会及时调整实验方案。③综合性实验。让学生研讨实际水质的监测和处理问题，进行现场采集样品分析测试，对运行中出现的异常问题寻找解决方案，提高了分析问题、解决问题的能力，锻炼和提高了动手能力。④创新性实验。课题组注重研究如何以科研促教学，教学带动科研的相互激励机制，培养学生从事水污染控制工程学研究的兴趣和技能。每年选拔优秀学生，参与教师自己的科研工作，尽早参与创新性实验。有些学生的毕业设计（论文）题目是结合教师自己的科研项目而进行的创新性研究，并将实验研究成果以论文形式发表。
2.实验教学方法、教学手段的改革。为加强实践教学，不仅购买教学光盘及视频课件，还采用多媒体及现代化网络教学手段进行仿真模拟实验，扩充实践教学内容；合理安排学生在校内实习基地观摩并现场取样分析测试，实验教学效果明显提高。课内实验每班每批次10～12名同学，设计性实验每人一个试验台，独立完成实验，其他实验2名同学一组，老师现场考察每个同学的实验操作。设计性实验要求每名同学事先设计实验方案，交任课教师批改修正后自己完成实验过程。要求学生采用不同实验方案，按照自己设计的实验步骤处理污水达到水质清澈，鼓励学生的创新性思维。每次实验要求学生完全掌握了操作内容并且得出正确的结果后才能离开实验室。实验完成后分析处理实验数据，得出结论，递交实验报告。综合实验是单独开设的实验课程也是综合实践教学环节，其目的是使学生通过专业课的学习，能够提出问题，自己制定研究方案，进行方案实施、数据处理及分析、总结、撰写实验报告，受到基础研究、应用基础研究以及实际工程技术方面的科学思维和科学实验训练，在工程实践能力和创新能力等方面得到进一步的锻炼与提高。①实践教学基地的建设。为了提高综合实验的效果，建立了校外、校内综合实验教学基地─保定市污水处理厂和华北电力大学中水站。在校外实习基地，学生只能参观污水处理设备以及运行维护情况；在校内中水站，学生不仅可以参观实际水处理系统的运行工况，还可以采集样品进行现场分析测试，对运行中出现的异常问题寻找解决方案。通过两周32学时的综合实验锻炼，学生对现场实际问题进行多指标的检测分析和治理研究，加强了对水处理设备实际问题的认识，学会了利用原有的理论知识分析解决污水处理中遇到的运行问题，锻炼和提高了工程意识。②开发仿真模拟案例。课题组开展模拟实际操作，虚拟现实技术研究，采用计算机仿真系统作为现场实践的重要补充，弥补校外实践时，学生通常只能看，不能动手的缺陷。以VB 6.0为主要设计工具，开发的仿真界面包括：中水站流程图，中水站设计和运行原理图，各个界面能够互相转换，软件可以实现启停操作、参数的实时显示、出水水质在线监测模拟。最终的仿真软件以可安装的应用软件形式出现，可以完全脱离开发环境，在Windows操作系统下独立运行，界面友好，方便使用，既能用于模拟实验，又能进行仿真运行培训。
二、课程设计的教学改革与创新能力培养
课程设计是一个不可或缺的专业实践教学环节，它不仅可以补充和深化教学内容，而且是引导学生理论联系实际、培养学生的“工程”思想，提高学生的综合素质的途径[3]。
1.课程设计分组进行。我们在课程设计的教学组织中，充分注意到要发挥课程设计对理论教学的补充作用，做到二者相互衔接、紧密配合；同时，注意发挥课程设计在培养学生素质与创新能力方面的重要作用。因此，在课程设计题目的选择上，指导教师尽可能从近年参与或有关设计部门的实际工程中筛选出题目。为使同班同学拿到的课程设计题目的难度要求相适应，我们仅对设计内容做了适当的简化，使题目的总体难度相近；但在内容与设计路线上有较大的差异，做到分组设计。学生可在教师的指导下根据自己对某一废水处理工艺的兴趣，自主选择题目，从而充分发挥学生的主动性和能动性，激发学生的创新精神。课程设计成果包括两个方面，一是计算说明书，二是一定数量的图纸。图纸是一门工程语言，识图能力和绘图能力是对环境工程师最基本的要求。
2.利用VB开发工程设计案例。教材对于成熟技术的设计计算公式讲解较多，学生容易学；但是对于某些新技术的讲解很少，学生不知道如何进行设计计算，课题组采用Windows XP为开发平台，以VB6.0为设计语言工具编制了设计计算软件，对生活污水使用膜生物反应器进行污水生物处理部分进行计算，通过给定的参数，软件自行运算出厌氧池容积、A/O池容积、膜池的尺寸等参数，便于学生自主学习。
三、实践教学考核体系的改革
课程设计与课程教学分开计算成绩，课程设计的成绩组成中不仅包括设计成果——设计简图和设计说明，还包括总体设计过程、设计计算结果与分析和答辩效果。为了避免一考定成绩的局限性，实验课成绩占课程总成绩的20%。实验成绩评定中，实验操作考核占50%，实验预习报告或者实验设计报告占10%，实验数据处理和实验现象分析以及思考题的回答状况等占40%。这种综合评价体系可以全面系统的评价学生的学习能力，有助于学生动手能力的提高和综合能力的培养。
总之，几年来的实践证明，实践教学体系的改革有效地提高了教学质量，通过计算机仿真模拟技术、现场取样分析测试、实验操作视频等提高实践教学效果，有助于学生树立工程意识；开发了课程设计仿真计算软件供学生参考，提高学生的理解能力；为学生综合素质、创新能力的发展奠定了坚实的基础。
感谢河北省教改项目13301009，华北电力大学教改项目13051001对本课题的资助。
参考文献：
[1]王业社，王放银，秦波莲.加强实践教学基地建设，培养创新型人才[J].中国电力教育，2009，（8）：134-136.
论文摘要：近年来，随着投资主体的不断转变，设计任务也在多样化，由原来的公路、市政设施等传统工程逐步向更广阔的空间延伸，许多大型 企业 的基础设施建设也表现出参照市政设施建设的迹象，市政建设中的许多成熟经验和方法在厂区规划和建设中得到应用。但厂区建设又有自己的独特性，不同行业、不同特点的企业对厂区建设的要求也各不相同。该文结合实例探讨了厂区建设和规划的思路，可供相关专业人员 参考 。
1建设背景和现状
1．1建设背景
兰州生物制品研究所是一个有悠久 历史 的研究所，始建于1934年，是我国历史最悠久的生物制品研究所之一。主要从事生物制品的生产、研发和经营，是国家生物制品行业的骨干企业，是甘肃省乃至西北地区唯一一家大型的生物高新技术企业；兰州生物制品研究所占地43万m，总资产11亿多元，现有职工1400人。
兰州生物制品研究所地处黄河以北的盐场地区，南临盐场路。盐场地区隶属兰州市城关区，与市区虽一河之隔，建设却未同步，城市基础设施落后、综合环境差已成为制约盐场地区 发展 的瓶径，2004年《兰州市盐场地区控制性详细规划》编制完成并报市政府通过，规划中，盐场地区被定位为兰州市重要的文化、科研、生物工程、医药研发基地和城市北部的生活居住片区，明确提出推动兰州市城市规划的主轴由原来的东西长轴向南北短轴转变，实现城市布局的均衡发展。这将给盐场地区的发展带来契机，也将给该区域企事业单位的发展提供良好的平台。
1．2项目现状
兰州市生物制品研究所生产厂区占地约30hm，厂区内除办公、生产建筑和道路外，基本上全被绿化地覆盖，是环境优美的园林单位，但建筑物陈旧、基础设施配套差。
本次整改道路属于兰州市生物制品研究所生产区内路，共6条，总长2．1km。除3号路需要拓宽建设外，其余道路均在已有道路基础上整改，目前厂区现状存在如下问题：
(1)路面破损：已建道路大部分路面均出现了不同程度的裂缝和断裂，局部路段路基明显下沉，两侧道牙破损严重。
(2)线形凌乱：厂区缺乏统一规划和建设，旧路在建设中没有太多考虑线形要求，施工不严格，致使现状道路中线凌乱。
(3)缺乏整体规划：由于厂区初始建设年代久、历时长，缺少整体性和统一性，厂区路网、管网、办公建筑等配套设施陈旧、凌乱，已不能适应单位的快速发展。
2建设必要性分析
兰州市生物制品研究所目前厂区内绿树成荫，草地连片，6号路两侧挺立着许多大树、古树，围墙内侧的梧桐、梨树每年春天花满枝头，是名副其实的园林单位，但基础设施陈旧，其建设的必要性主要体现在以下方面：
(1)单位快速发展的需要：兰州市生物制品研究所是国家生物制品行业的骨干企业，2007年实现销售收入6．3亿元，实现利润2．08亿元。截至2008年9月底，已实现销售收入超过7亿元，实现利润3亿多元。资产规模、销售收入和实现利税均列甘肃省生物医药行业第一名。但厂区建设明显滞后，已不能适应单位的快速发展，彰显不出该单位的时代风尚。
(2)单位可持续发展的需要：当前，生物制品研究所现有职工1400人，是国家医用微生物学、免疫学、分子生物学的重要研究机构。单位的可持续发展需要良好的软、硬件平台，硬件设施的配套建设可为各生产组团提供便捷的 交通 ，有利于优化厂区布局，改善区域环境，树立良好的企业形象，为单位的可持续发展提供新的空间。
3工程设计
3．1设计内容
(1)设计范围：生产厂区内6条道路整改设计及配套设计、厂区总体规划设计。
(2)设计内容：对道路工程，给水、排水(雨水和污水)工程，照明工程，管线综合及道路景观，综合规划等内容进行方案设计，同时针对横断面布置、路面结构的选择、排水系统、环境景观等问题进行了分析和论证。
(3)功能定位：根据项目的实际情况，该项目功能定位为厂区道路和厂区综合规划。具体功能有：
a．拓展厂区发展空间、提升企业形象；
b．整合现有景观资源，建成花草品种齐全、植物搭配协调的生态园区；
c．提高基础设施档次，推动企业快速、稳定、持续协调发展。
3．2设计原则
(1)处理好建设项目和工程现状的关系。(2)利用已有的生态环境和景观，力求工程设计体现 现代 化的时代气息。
(3)处理好道路和现状道路的衔接，尽可能提高技术标准，使平、纵线形合理组合，满足安全、舒适的要求。
(4)结合实际情况，确定道路横断面形式和雨水排除方式，合理布设各类管线，做好管线综合工作。
(5)结合实际情况，充分考虑道路建成后的后续工程：如办公楼和生产车间等改造建设的衔接。
3．3主要技术标准
道路主要技术标准见表1。
3．4厂区总体规划
3．4．1总体规划思路
(1)根据企业办公、生产需要，结合场地、生产流程、环境、安全和美学的要求，对总体空间和建筑物合理布局。
(2)以道路为依托对各种管线进行合理布局和综合，为管理和维护提供方便
(3)明确厂区建设规模和风格，如：彻底、逐步地改造还是在旧貌基础上局部改造，将单位园区建设成现代化的企业园区还是突出行业特点、企业独特风格和企业品牌等。
3．4．2专项设计思路
专项设计应在总体规划的框架下进行。
(1)建筑物规划
建筑物的布局规划是以生产流程为依托的，充分考虑利用现有空地、建筑物、运输设施，在此基础上合理配置办公资源、划分明确而便捷的生产组团。
(2)道路网规划
道路网布局以生产组团为依托，只有在生产组团划分明确后，相应的道路网配套设施才能有效跟进，如：该生产区主要通行货物运输车辆，则道路功能主要为交通功能，各生产组团的关联程度也决定道路的布局。
(3)管网规划
管网规划是一项系统工程，包括排水、上水、电力、电信、热力、燃气等，与区域内的生产和生活都息息相关，合理的管线规划，可大大降低维护成本和管理成本，但管网规划也需要大量详细的资料和数据，如：人口、生产工艺、生产用水量、生产废水量、需要特殊处理废水量等，电力也是如此：生活用电、生产用电等，在市政项目建设中，多采用综合管沟和综合直埋的方式，但在园区规划，更多的是要结合园区的实际情况、生产需要、用地需要，结合园区建设进行。
3．5道路工程
3．5．1平、纵、横设计
(1)平面线形设计
平面线形设计面临两种选择。
方案一：整改的6条道路均在旧路的基础上布设平面线形，可以避免砍伐旧路两侧树木，但旧路线形也存在问题，由于旧路网建设没有统一规划，道路中线不通直，局部扭曲。
方案二：重新布设线形，沿线绿化和部分树木遭到破坏。
考虑到单位的实际情况，选择方案一。
(2)纵断面设计
道路纵断面设计遵循《城市道路设计规范》要求，结合场地实际情况。尽量不破坏旧有景观，并考虑与将来建筑物的改造建设衔接。
(3)横断面设计
道路的横断面形式有两种：6m和5m，除2号路采用5m的断面形式外，其余道路断面宽度均采用6m。2号路采用5m的断面可以保证两侧树木不被挖除。3号路旧路宽度只有3．8～5in，在实施过程中需要拆除部分楼房散水台阶、改移管线等。
3．5．2路基、路面设计
路基、路面设计充分考虑到所建道路均为厂区内路，车辆少，行人多，对路基和路面承载力要求相对较低，同时结合考虑气候特征， 自然 区划、施工条件等因素，以就地取材、方便施工、路基稳定、路面耐久的原则进行设计。
结构层总厚度48cm，组合形式如下：
18emc30混凝土路面；
30em水泥石灰稳定砂砾土。
土基：原(填)土夯实，保证规范要求的含水量和压实度。
3．6管网工程
3．6．1排水工程(雨水和污水)
方案一排水设计思路：
(1)道路范围内雨水主要采用路面排水。道路两侧多为绿地和树木，道路宽度5~6m，路面范围内雨水量不大，考虑到兰州总体降水量少、蒸发量大的气候特征，建议采用路面排水，将道路范围内雨水排人两侧绿地，充分利用雨水浇灌绿地。为了防止大量雨水下渗影响路基稳定，在绿地与道路之间设置渗沟进行排水。并建议在今后厂区基础设施建设中，道路两侧一定宽度内均设置绿地，增强道路的空间和景观效果。
(2)低洼区域雨水与污水排除相结合。对局部区域雨水汇集并排除困难时，采用雨、污结合的方式排除积水。
(3)污水的管道设计应结合已有的建筑物(有污水产生的建筑)，并为将来新建建筑物污水的接入预留空间。
方案二排水设计思路：
雨、污分流，分别埋设雨、污水管道，在道路范围内，按40m间距在道路两侧布置雨水口收集路面雨水，这是市政道路设计中常用的做法。
本次设计推荐方案一，方案一结合了厂区实际情况，结合绿地灌溉，避免了部分管道施工，减少了管道的管理和后续维护工作。
雨、污水管道设计：管材采用钢筋混凝土排水管。管线采用直埋敷设，采用120。混凝土基础，基础下做20em厚砂砾垫层。
3．6．2给水工程
给水设计思路：
(1)给水管线兼负载区低压消防任务。
(2)给水的管道设计应结合已有的建筑物(有污水产生的建筑)，并为将来新建建筑物污水的接人预留空间。
(3)设置的给水管道应符合远期管道通水量的要求。
给水设计：本次设计方案考虑生活、生产用水和消防、绿化用水，给水管布置在道路两侧绿带内，当道路两侧不具备绿带的条件时，埋设在道路范围内。给水管线采用pe200塑料管，管道直埋敷设，管道埋深1．0m，下设砂砾垫层。消火栓：消火栓为地下式，设置平均间距120m，消火栓直接设在给水管道上。
3．6．3中水设计
兰州虽是“两山夹一水”的城市，但也是缺水的城市，气候干燥，每年为树木和绿化浇灌消耗掉大量用水，目前，中水利用的理念得到越来越多人的重视，在工程也逐步得到实施，比如：彭家坪高新技术开发区道路网建设中就全线敷设了中水管线，在雁滩南河道综合整治工程中，利用大面的草地净化、过滤雨水和部分污水，然后重新利用，浇灌树木。作为生产园区，应结合生产用水和生产废水处理工艺综合考虑。
3．6．4照明工程
道路照明是一项重要的配套工程，灯具的选择能体现不同的风格和意境，不同的灯具在能源节约、维修成本和价格方面也存在很大差异。本次设计中考虑到是园区道路，配套灯具采用庭院灯，突出视觉和景观效果，同时满足平均亮度(照度)，均匀度和眩光限制三项指标。
照明灯具近年来更新很快，各种形式、类型的灯具不断出现，如：太阳能灯、二极管灯等，造型也变化多样。
本次设计采用在道路单侧布置，灯纵向间距为30m，供电线路采用地下电缆方式埋设和太阳能相结合的方式，在照度要求高的路段采用电缆敷设形式提供电源，每30m设电缆检查井一座；在照度要求不高、埋设电缆不方便的路段采用太阳能供电形式。
3．6．5管网综合
管线综合是为合理利用土地，统筹安排工程管线在地上和地下空间位置，协调工程管线之间以及与其他各项工程之间的关系，并为工程管线规划设计和规划管理提供依据。
根据 企业 生产的实际需要，在厂区内应当敷设给水、污水、雨水、照明、热力、电力、电信、燃气等管线，本次设计中只涉及了给水、污水、雨水、照明四类管线，但不管是道路建设还管网敷设都有耗资大、牵涉面广的特点，为了避免道路建成后敷设市政管线引起频繁开挖与修补，避免重复建设造成不必要的资源浪费，建议工程项目在实施前，结合企业的实际情况、 发展 规划作好管线敷设的综合考虑，并为今后的发展预留充足的空间。
3．7环境工程
环境建设工程涉及范围广，与其他土建工程相比有很大的弹性，它与每个土建项目有关，更与人的观念和重视程度有关。好的环境工程设计往往体现在细节上，它的本质思想是以人为本，多方面、多角度体现人文关怀，比如：在线路适当地段上提供合适的休憩设施，精心布置绿地、水面；铺设色彩、材质较好的地面硬质铺装；设立必要的指示标志：道路标牌、园区 交通 图、建筑标志牌等，可采用单独或结合绿地坐椅等设施设置；在道路急转处为通行车辆设置凸面镜；引进少量雕塑等来强调环境氛围和生活气息，突出反映独特企业文化和时代特征。
生物制品研究所是兰州市重要的企业单位，也是园林单位的典范，有很好的绿化基础，但现有的绿化也存在很多问题，绿化形式单一、搭配单调等问题突出，在景观上还有很大的提升空间。在道路建设中，应结合现有绿化，减少树木砍伐，在绿化区多种植长青灌木，配以花卉，再结合停车、小品等设置和组合，以绿化系统丰富厂区空间。
生物制品研究所是甘肃省生物制品研发行业中的龙头单位，在多年的发展过程中也必然会形成独特的企业文化，如何将单位的文化和精神溶入厂区建设中和景观设计中来?如何通过厂区建设来突出和加强文化理念、形成独特的人文景观?这不仅是设计者需要思考的问题，也是厂区建设者需要思考的问题。
