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工业污水处理技术分析研究【摘要】本文主要对工业污水处理技术进行分析研究。
在我们介绍了工业污水处理技术研究的背景、意义和现状。
在我们对工业污水的特性进行了分析与分类，探讨了传统和新型的工业污水处理技术，并预测了未来的发展趋势。
我们还通过案例分析来展示工业污水处理技术的应用情况。
最后在总结了工业污水处理技术研究的成果，展望了未来的发展方向。
本文将为工业污水处理领域的从业者提供重要的参考和指导，促进工业污水处理技术的持续创新和进步。
【关键词】工业污水处理技术、污水特性、传统技术、新型技术、发展趋势、应用案例、总结、展望、研究方向1. 引言1.1 工业污水处理技术分析研究的背景工业污水处理技术一直是环境保护领域的重要研究课题。
随着工业化进程的加快和工业生产的不断增加，工业污水排放量也在逐年增加。
工业污水中含有大量有机物、重金属、悬浮物等对人类健康和环境造成危害的成分，对于水质和生态环境的破坏十分严重。
开展工业污水处理技术分析研究，寻找高效、低成本、环保的处理方法，成为当前迫切需要解决的问题。
工业污水处理技术分析研究的背景主要包括以下几个方面：随着我国工业化进程的加快和工业结构的调整，不同性质、规模和行业的工业企业污水排放量不断增加，对水环境的污染问题日益凸显。
国家环境保护政策的不断加强，对工业企业的排污行为和排放标准提出了更高的要求，促使工业污水处理技术不断升级和改进。
随着科学技术的发展和工程技术的进步，工业污水处理技术也在不断创新和改革，为实现工业生产与环境保护的双赢提供了更多可能性。
工业污水处理技术分析研究的背景是多方面的，需要从工业化发展、环保需求和技术进步等多个角度来全面分析和研究，以期找到更有效、更环保的工业污水处理技术解决方案。
1.2 工业污水处理技术分析研究的意义工业污水处理技术分析研究的意义在于提高工业生产过程中的环境保护和资源利用效率。
随着工业化进程的不断加快，工业污水排放量逐渐增大，严重影响了周围环境的水质和生态平衡。
环保行业工业废水处理与资源循环利用创新方案第1章引言 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (3)第2章工业废水处理技术概述 (4)2.1 工业废水分类与特点 (4)2.2 国内外工业废水处理技术现状 (5)2.2.1 国外工业废水处理技术现状 (5)2.2.2 国内工业废水处理技术现状 (5)2.3 工业废水处理技术的发展趋势 (5)第3章废水预处理技术 (5)3.1 物理预处理技术 (5)3.1.1 沉淀法 (6)3.1.2 过滤法 (6)3.1.3 离心分离法 (6)3.1.4 超滤和微滤技术 (6)3.2 化学预处理技术 (6)3.2.1 中和法 (6)3.2.2 氧化还原法 (6)3.2.3 混凝法 (6)3.2.4 化学沉淀法 (6)3.3 生物预处理技术 (6)3.3.1 活性污泥法 (7)3.3.2 生物膜法 (7)3.3.3 厌氧处理技术 (7)3.3.4 原生动物强化处理技术 (7)第4章废水处理高级氧化技术 (7)4.1 湿式氧化技术 (7)4.1.1 基本原理 (7)4.1.2 工艺流程 (7)4.1.3 应用案例 (7)4.2 超临界水氧化技术 (7)4.2.1 基本原理 (8)4.2.2 工艺流程 (8)4.2.3 应用案例 (8)4.3 光催化氧化技术 (8)4.3.1 基本原理 (8)4.3.2 工艺流程 (8)4.3.3 应用案例 (8)第5章废水生物处理技术 (8)5.1.1 活性污泥法 (9)5.1.2 生物膜法 (9)5.1.3 曝气生物滤池 (9)5.2 缺氧生物处理技术 (9)5.2.1 缺氧池 (9)5.2.2 厌氧缺氧好氧（A2/O）工艺 (9)5.3 厌氧生物处理技术 (9)5.3.1 厌氧消化 (9)5.3.2 厌氧滤池 (9)5.3.3 内循环厌氧反应器（IC反应器） (10)第6章膜分离技术在废水处理中的应用 (10)6.1 微滤技术 (10)6.1.1 预处理工艺 (10)6.1.2 生物处理工艺 (10)6.1.3 水回用处理 (10)6.2 超滤技术 (10)6.2.1 高效截留有机物 (10)6.2.2 节省化学药剂 (10)6.2.3 适应性强 (10)6.3 反渗透技术 (11)6.3.1 脱盐处理 (11)6.3.2 有机物去除 (11)6.3.3 水资源循环利用 (11)第7章废水资源循环利用技术 (11)7.1 蒸发结晶技术 (11)7.1.1 技术原理 (11)7.1.2 技术特点 (11)7.1.3 应用实例 (11)7.2 离子交换技术 (11)7.2.1 技术原理 (11)7.2.2 技术特点 (12)7.2.3 应用实例 (12)7.3 吸附技术 (12)7.3.1 技术原理 (12)7.3.2 技术特点 (12)7.3.3 应用实例 (12)第8章工业废水处理与资源循环利用工程实践 (12)8.1 案例一：某化工企业废水处理与资源化利用 (12)8.1.1 企业背景及废水特点 (12)8.1.2 废水处理工艺 (12)8.1.3 资源化利用措施 (13)8.2 案例二：某制药企业废水处理与资源化利用 (13)8.2.1 企业背景及废水特点 (13)8.2.3 资源化利用措施 (13)8.3 案例三：某食品企业废水处理与资源化利用 (13)8.3.1 企业背景及废水特点 (13)8.3.2 废水处理工艺 (13)8.3.3 资源化利用措施 (13)第9章废水处理与资源循环利用经济性分析 (13)9.1 投资与运行成本分析 (13)9.1.1 设备投资成本 (14)9.1.2 工程建设成本 (14)9.1.3 运行维护成本 (14)9.2 经济效益分析 (14)9.2.1 直接经济效益 (14)9.2.2 间接经济效益 (14)9.3 环境效益分析 (14)9.3.1 减少污染物排放 (14)9.3.2 提高水资源利用率 (15)9.3.3 促进绿色发展 (15)9.3.4 增强环境监管能力 (15)第10章结论与展望 (15)10.1 结论 (15)10.2 展望与建议 (15)第1章引言1.1 研究背景我国经济的快速发展，工业生产规模不断扩大，工业废水排放量日益增加，水体污染问题日益严重。
化工行业废水处理研究与发展化学工业是以石油或天然气为主要原料，通过不同的生产过程、加工方法，生产各种化工产品、有机化工原料、化学纤维及化肥等的工业。
由于其生产过程中所采用原料、工艺及加工方法不同，化工废水的种类及特点也大不相同。
对化工废水进行处理，能够保护环境不受污染、人员生命更有保障，同时也能够提高生产系统中水资源的重复利用率，实现水资源的重复利用远大于水资源本身的价值，过滤与净化可以有效实现水资源的二次利用这与能源再生、水的可再造有更大的关联，从而有效解决化工生产中水资源短缺及重复利用的瓶颈问题。
另外，加强环保督察力度与处理预防态势，也会对化工废水治理、化工企业循环经济产业链增加更多可竞争优势，而行业竞争都为化工企业生产环保防治管理及控制方案提出更为严峻的考验。
01化工行业废水特征分析1、化工废水排放量大、成分复杂，反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物，增加了废水的处理难度；2、该废水中含有大量污染物物质，主要是由于原料反应不完全和原料或生产中使用大量溶剂造成的。
3、有毒有害物质多，有机物浓度高、含盐量高、色度高、难降解化合物含量高、生物难降解物质多，可生化性差、治理难度大。
，无机酸、碱类等刺激性、腐蚀性的物质。
精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的，如卤素化合物、硝基化合物、氰、酚、砷、汞、镉和铅等有毒或有剧毒的物质，多环芳烃化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等；02化工废水处理技术方法分析目前化工行业的废水处理方法主要有减量法、生态安全法、全过程控制法，这些控制方法都对废水处理有着非常关键的作用。
减量法在污物和污水发生源头处进行严格分离、控制和过滤净化，生活污水与生产废水分别收集，然后进行清污分流源头控制。
生态安全法主要是有效去除污水中有毒有害的物质，同时减少消毒副产物产生及处理过程中、全过程控制中出水中过高余氯，从而保护生态环境安全。
在污水处理过程中产生的臭气、渣浆及污泥，为避免二次污染要妥善处置。
东莞市城镇污水处理厂进水水质非常规指标分析及应用摘要：针对东莞市21座城镇污水处理厂，结合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）（简称“排放标准”)、《污水排入城镇下水道水质标准》（GB31962-2015）（简称“纳管标准”）中的总氰化物、硫化物、重金属等12项非常规指标，通过进水水质连续实测数据，研究城镇污水处理厂水质非常规指标特征。
结果表明东莞市部分城镇污水处理厂进水硫化物、总汞、总铜、总铁含量存在超过纳管标准的情况，总铬、总镍、总铅、总锌虽然不超纳管标准，但存在超出排放标准的情况，铁、硫化物浓度普遍偏高，铁、硫化物、总汞、总铁、总铜存在超过纳管标准的情况。
目前对城镇污水处理厂进水水质研究主要在、氨氮、总磷、总氮等常规指标，通过了解东莞市城镇污水处理厂进水水质CODCr非常规指标的特征，对提高城镇污水处理厂应对异常进水能力具有一定指导意义。
关键词：东莞市城镇污水处理厂；进水水质；硫化物；重金属；非常规指标污水处理厂进水污染物浓度的高低决定污水处理工艺流程的选择，并与污水厂的基建投资和运行费用密切相关，东莞市城镇污水处理厂一般采用二级生化处理工艺,由于生活污水处理厂管网未能完全实现雨污分流，经常可能有工业废水的特殊物质排入管网系统。
[1]硝化菌在好氧条件下将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮，是生物脱氮的关键性步骤。
某些污水处理厂进水中工业废水中所含的有毒有害物质（如重金属、酚类化合物等）通常会对硝化作用产生严重抑制，长期作用将导致硝化效率不断下降甚至丧失。
[2][3]为提高城镇污水处理厂异常进水处置能力提供数据支撑，本文选取东莞市21座城镇污水处理厂实际运行进水为研究对象，分析了城镇污水处理厂进水非常规指标特征。
选取的21座城镇污水处理厂分布于东莞市3个城区、15个镇街，对分析东莞市城镇污水处理厂进水水质非常规指标具有较好的代表性。
1实验部分 1.1主要实验仪器济南盛泰科技ST106-3RW 一体化蒸馏仪、安捷伦5100VDV 电感耦合等离子体发射光谱仪、Thomas Cain DEENA Ⅱ全自动石墨消解仪、日本岛津UV －2600紫外可见分光光度计、北京吉天AFS －933原子荧光分光光度计、优普UPT-II-10T 超纯水机1.2非常规指标的选择纳入城镇污水处理厂管网的进水须达到《污水排入城镇下水道水质标准》（GB31962-2015），按照标准规定：(1)下水道末端污水处理厂采用再生处理时，排入城镇下水道的污水水质应符合A 级的规定;(2)下水道末端污水处理厂采用二级处理时，排入城镇下水道的污水水质应符合B 级的规定;(3)下水道末端污水处理厂采用一级处理时，排入城镇下水道的污水水质应符合C 级的规定。
环境经营学项目研究报告摘要在全球水资源日趋缺乏的今天，防治水污染、保护水资源，实现水资源的可持续利用，已成为世界各国的必然选择。
中国是一个干旱缺水严重的国家。
导致水资源短缺的原因中污染是极大的原因。
工业废水中大量有含有酚及其化合物、氰化物、酸、悬浮物、重金属离子等化学元素的有害物质，工业废水对水体污染最为严重。
如今，解决工业废水污染问题迫在眉睫。
鞍山钢铁集团作为国内大型钢铁企业，将环境经营作为重要战略，对废水处理采取一些先进手段。
鞍钢最大的废水处理厂西大沟污水处理厂，采用半工业试验工艺、推荐的污水处理工艺，处理工艺流以顶沉、混凝沉淀与过滤为主体，取得较好效果。
如今，鞍钢已初步实现了企业与社会协调发展、环境与效益共赢的局面。
，关键词：鞍钢集团；工业废水；水资源；污染；治理AbstractIn today's global water resources increasingly lack , water pollution prevention, protection of water resources,to achieve the sustainable use of water resources, has become the inevitable choice countries of the world. China is a severe drought and water shortage in the country. Lead to water shortages because pollution is a great reason. There is a large industrial wastewater containing BPA-free, and its compounds, cyanide, acid, suspended solids, heavy metal ions, such as the chemical hazardous substances, the industrial waste is most serious to the water body pollution. Now, the solution industrial waste contamination concern is imminent. Anshan Iron and Steel Group as a large domestic steel companies, environmental management as an important strategy to take some advanced means of wastewater treatment. Angang's largest wastewater treatment plant in the West ditch sewage treatment plant, using a semi-industrial testing process, recommended the sewage treatment process, process flow in order to mix gel TOP sink, and sediment filter for the body, and has achieved very good results. Today, as well as Angang has been initially achieved in business and social development, the environment and benefits and win-win situation.Key Words：Anshan Iron and Steel Group, Industrial wastewater, Water resources, Pollution, Government目录摘要 IAbstract II 引言 5 1. 我国水污染概况 5 1.1 国内水资源现状 51.2水污染类型 62. 鞍钢工业废水污染现状6 2.1企业概况6 2.2工业废水的产生 7 2.3 业废水的性质 7 2.3.1 工业废水的种类 8 2.3.2工业废水中的有害物质 9 2.4工业废水对周围环境的影响 103．鞍钢工业废水的处理——西大沟污水处理厂 103.1西大沟污水处理厂概况 113.2.西大沟污水特点及处理程度 113.3西大沟污水处理工艺流程 113.3.1半工业试验工艺流程 113.3.2各单元的净化过程机理 113.3.3污水处理工艺的改进 123.3.4工艺改进后取得的效果 133.4.国内钢铁企业废水处理情况 133.5制约工业废水处理的因素 134总结和建议 144.1政府对污水处理的作用 144.2企业在处理方式上的改进 154.3小组合理化建议 18结论 19 参考文献 20引言人类社会的发展是一个不断开发资源、使用资源的过程。
环境工程专业核心课程教学基本内容之三环境工程原理教学基本内容一、 绪论1.污染控制技术体系水污染控制技术体系大气污染控制技术体系固体废物处理处置技术体系2.污染控制技术原理的基本类型二、 质量衡算与能量衡算1.常用物理量(1)常用物理量及单位换算计量单位（国际单位制）常用物理量的单位换算因次和无因次准数(2)常用物理量及其表示方法浓度流量流速通量的表示方法2.质量衡算(1)衡算系统的概念衡算系统衡算对象衡算基准(2)总质量衡算方程3.能量衡算(1)总能量衡算方程(2)热量衡算方程封闭系统的热量衡算开放系统的热量衡算三、 *流体流动1.管流系统的衡算方程(1)质量衡算方程管流系统的总衡算方程不可压缩流体管内流动的连续性方程(2)能量衡算方程总能量衡算方程机械能衡算方程不同基准的机械能衡算方程形式(3)机械能衡算方程的应用2.流体流动的内摩擦力牛顿粘性定律动力粘性系数牛顿流体流动状态对剪切应力的影响3.边界层理论(1)边界层理论边界层理论要点平板上和圆直管内边界层的形成过程边界层的厚度进口段长度(2)边界层分离边界层分离的概念分离的条件及影响分离点的影响因素4.流体流动的阻力损失(1)阻力损失的种类摩擦阻力形体阻力产生的原因和影响因素(2)圆直管内流动的沿程阻力损失范宁公式摩擦系数/范宁摩擦因子层流流动的速度分布和阻力损失湍流流动的速度分布和阻力损失(3)管道内的局部阻力损失局部阻力系数当量长度5.管路计算简单管路分支管路并联管路的特点和计算6.流体测量测速管孔板流量计文丘里流量计和转子流量计的原理及计算四、 热量传递1.热量传递的方式热传导对流传热辐射传热(1)傅立叶定律傅立叶定律导热系数导温系数(2)通过壁面的稳定热传导通过平壁和圆管壁的热传导速率方程串联热阻叠加原则接触热阻3.对流传热(1)对流传热机理传热边界层边界层厚度影响对流传热的因素(2)对流传热速率牛顿冷却定律*对流传热系数（管内强制对流大空间自然对流蒸气冷凝）(3)保温层的临界直径(4)间壁传热过程总传热速率方程总传热系数对流传热控制平均温差计算*传热单元数法4.辐射传热(1)辐射传热的基本概念热辐射辐射传热物体的辐射能力单色辐射能力最大单色辐射能力的波长与温度的关系(2)黑体和灰体的辐射能力斯蒂芬－波尔茨曼定律黑度克希霍夫定律物体间的辐射传热速率(3)气体热辐射的特点5.换热器(1)换热器的分类与结构形式(2)间壁式换热器的类型与结构(3)强化传热的途径五、 质量传递(1)传质机理分子扩散涡流扩散(2)分子扩散费克定律分子扩散系数及其影响因素2.分子传质(1)单向扩散费克定律的普通形式扩散通量浓度分布(2)等摩尔反向扩散扩散通量浓度分布(3)*界面上有化学反应的稳态传质3.对流传质(1)传质机理传质边界层边界层厚度流态对传质的影响(2)单相中对流传质对流传质速率方程等摩尔反向扩散时的传质系数单向扩散时的传质系数(3)*典型情况对流传质系数平板上的湍流传质平板上的层流传质圆管内的层流传质六、 沉降1.沉降分离的基本概念(1)沉降分离的一般原理与类型(2)流体阻力与阻力系数单颗粒的几何特性参数流体阻力阻力系数2.重力沉降(1)重力场中颗粒的沉降过程(2)沉降速度的计算试差法摩擦数群法无因次判据(3)沉降分离设备的基本工作原理3.离心沉降(1)离心力场中颗粒的沉降分析(2)旋流器工作原理旋风分离器旋流分流器(3)离心沉降机工作原理4.*其他沉降电沉降惯性沉降七、 过滤1.过滤操作的基本概念过滤过程过滤介质过滤分类2.表面过滤的基本理论(1)表面过滤的基本方程表面过滤的基本方程恒压过滤和恒速过滤计算过滤常数的测定(2)*滤饼洗涤洗涤速度洗涤时间(3)*过滤能力计算间歇式过滤机连续式过滤机3.深层过滤的基本理论(1)流体通过颗粒床层的流动混合颗粒的几何特性颗粒床层的几何特性流体在颗粒床层中的流动(2)深层过滤过程中颗粒的运动(3)深层过滤的水力学清洁滤料床层运行过程中滤料床层八、 吸收1.吸收的定义及类型2.物理吸收(1)物理吸收的热力学基础气液平衡和亨利定律相平衡关系在吸收过程中的应用(2)物理吸收的动力学基础吸收过程机理双膜理论总传质速率方程传质阻力分析(3)吹脱和汽提过程3.化学吸收(1)化学吸收的特点(2)化学吸收的平衡关系(3)化学吸收的传质速率4.吸收设备的主要工艺计算(1)吸收设备工艺简述填料塔吸收过程的全塔物料衡算操作线方程式与操作线(2)吸收剂用量的计算填料层高度的计算式传质单元数的计算(3)吸收过程的计算类型九、 吸附1.吸附分离操作的类型及应用2.吸附剂常用吸附剂的主要特性几种常用的工业吸附剂吸附剂的选择3.吸附平衡(1)吸附平衡与平衡吸附量(2)吸附等温线吸附等温线的类型（气相单组分吸附等温线液相单组分吸附等温线）吸附等温式（Freundlich方程Langmuir方程BET方程）(3)气体混合物吸附平衡4.吸附动力学(1)吸附剂颗粒外表面界膜传质速率(2)吸附剂颗粒内表面扩散速率(3)总传质速率方程(4)吸附扩散速率的计算5.吸附过程与吸附穿透曲线(1)吸附工艺(2)吸附过程(3)吸附穿透曲线十、 其它分离过程1.萃取(1)萃取分离的特点(2)萃取过程的热力学基础三角形相图溶解度曲线和联结线杠杆规则分配曲线与分配系数(3)萃取剂的选择萃取剂的选择性系数萃取剂的选择(4)萃取工艺流程与计算单级萃取多级错流萃取多级逆流萃取连续逆流萃取2.膜分离(1)膜分离概述膜分离过程分类膜分离特点膜种类膜材料膜组件型式(2)膜分离中的传递过程膜分离的表征参数膜传递过程的推动力及一般表述膜传递过程模型(3)反渗透和纳滤溶液渗透压反渗透和纳滤过程机理反渗透和纳滤膜过程计算(4)微滤和超滤基本传质理论浓差极化与凝胶层(5)电渗析十一、 反应动力学1.反应的计量关系反应式与计量方程反应的分类反应程度与转化率2.反应动力学计算(1)反应速率方程反应速率的表示方法反应速率与转化率的关系反应级数反应速率常数温度对反应速率常数的影响(2)均相反应动力学不可逆单一反应可逆单一反应平行反应串联反应3.*反应动力学解析方法十二、 反应器1.反应器分类2.均相反应器(1)间歇反应器基本设计方程图解计算法(2)完全混合流反应器单级反应器多级串联反应器的基本设计方程及图解计算法(3)平推流反应器简单平推流反应器的设计方程和图解计算法循环反应器的操作方法恒容反应系统的基本设计方法3.非均相反应器(1)气(液)-固相催化反应器催化反应固体催化剂及其物理性状催化反应过程反应动力学等温反应器的设计计算(2)气-液相反应器气液相反应过程气液相反应动力学气液相反应的基本方程4.*微生物反应器(1)微生物反应特点特点分类产物影响因素微生物反应的计量关系(2)微生物反应动力学(3)微生物反应器的操作与设计。
《工业废水处理技术综述》篇一一、引言随着工业化的快速发展，工业废水已成为全球性的环境问题。
工业废水含有大量的有毒、有害物质，如果不经过有效处理直接排放到自然环境中，将对生态环境和人类健康造成严重威胁。
因此，工业废水处理技术的研究与应用显得尤为重要。
本文将对工业废水处理技术进行综述，旨在为相关领域的研究和应用提供参考。
二、工业废水处理技术的发展历程工业废水处理技术的发展经历了多个阶段，从早期的物理法、化学法，到现在的生物法、物理化学法等。
随着科技的不断进步，工业废水处理技术也在不断发展和完善。
目前，各种处理方法相互结合，形成了多种组合工艺，提高了处理效率和效果。
三、常见的工业废水处理技术1. 物理法：物理法主要包括沉淀、过滤、吸附等。
其中，沉淀法是通过加入沉淀剂使废水中的悬浮物和重金属离子等沉淀下来，从而达到净化水质的目的。
过滤法则是通过滤料将废水中的悬浮物和颗粒物去除。
吸附法则利用吸附剂吸附废水中的有机物、重金属等污染物。
2. 化学法：化学法主要包括中和、氧化还原、混凝等。
中和法是通过加入酸或碱调节废水的pH值，使废水中的有害物质转化为无害物质。
氧化还原法则是通过氧化剂或还原剂将废水中的有害物质氧化或还原为无害物质。
混凝法则是通过加入混凝剂使废水中的胶体颗粒脱稳、凝聚和沉淀。
3. 生物法：生物法主要包括活性污泥法、生物膜法、生物滤池等。
这些方法利用微生物的代谢作用将废水中的有机物转化为无害物质，具有处理效果好、成本低等优点。
4. 物理化学法：物理化学法包括离子交换、电渗析、膜分离等技术。
这些方法可以有效地去除废水中的特定物质，如重金属离子等。
四、工业废水处理技术的发展趋势1. 组合工艺：未来工业废水处理技术将更加注重各种处理方法的组合和优化，以提高处理效率和效果。
2. 高级氧化技术：高级氧化技术如光催化氧化、湿式氧化等将在工业废水处理中得到更广泛的应用。
3. 膜分离技术：膜分离技术具有高效、节能、环保等优点，将在工业废水处理中发挥越来越重要的作用。
第I 篇 习题解答第一章 绪论1.1简要概述环境学科的发展历史及其学科体系。
解：环境学科是随着环境问题的日趋突出而产生的一门新兴的综合性边缘学科。
它经历了20世纪60年代的酝酿阶段，到20世纪70年代初期从零星的环境保护的研究工作与实践逐渐发展成为一门独立的新兴学科。
环境学科是一门正在蓬勃发展的科学，其研究范围和内涵不断扩展，所涉及的学科非常广泛，而且各个学科间又互相交叉和渗透，因此目前有关环境学科的分支学科还没有形成统一的划分方法。
图1-1是环境学科的分科体系。
图1-1 环境学科体系1.2 简要阐述环境工程学的主要任务及其学科体系。
解：环境工程学作为环境学科的一个重要分支，主要任务是利用环境学科以及工程学的方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。
图1-2是环境工程学的学科体系。
图1-2 环境工程学的学科体系环境工程学 环境净化与污染控制技术及原理生态修复与构建技术及原理清洁生产理论及技术原理环境规划管理与环境系统工程环境工程监测与环境质量评价水质净化与水污染控制工程空气净化与大气污染控制工程固体废弃物处理处置与管理物理性污染控制工程 土壤净化与污染控制技术 废物资源化技术环境学科体系环境科学环境工程学环境生态学环境规划与管理1.3 去除水中的悬浮物，有哪些可能的方法，它们的技术原理是什么？解：去除水中悬浮物的方法主要有：沉淀、离心分离、气浮、过滤（砂滤等）、过滤（筛网过滤）、反渗透、膜分离、蒸发浓缩等。
上述方法对应的技术原理分别为：重力沉降作用、离心沉降作用、浮力作用、物理阻截作用、物理阻截作用、渗透压、物理截留等、水与污染物的蒸发性差异。
1.4 空气中挥发性有机物（VOCs）的去除有哪些可能的技术，它们的技术原理是什么？解：去除空气中挥发性有机物（VOCs）的主要技术有：物理吸收法、化学吸收法、吸附法、催化氧化法、生物法、燃烧法等。
第一章 绪论1.1 复习笔记【知识框架】环境问题与环境科学的发展 环境工程学科体系与本课程的任务环境污染的种类水中的主要污染物 水质净化与水污染控制 水中污染物危害水质净化与水污染控制 空气中的污染物及危害 空气净化与其污染控制空气净化技术污染物及危害环境净化与污染控制技术 土壤净化与污染控制技术土壤净化种类及危害固体废物处理处置与资源化 处理处置技术废物资源化技术 物理性污染控制技术生物污染控制技术面源与移动源污染防治技术稀释（毒性减轻）环境净化与污染控制技术原理 隔离（阻拦、固化、稳定化）分离（不同介质间的迁移）转化（化学、生物反应）提高污染治理工程效率的基本思路和技术路线环境工程原理主要内容环境工程 物料与能量衡算环境工程原理的基本方法 微观过程解析变化速率的数学表达 绪论【重点难点归纳】一、环境问题与环境学科的发展1．环境概念及分类“环境”是一个相对的概念，它是与某个中心事物相关的周围事物的总称。
环境学科中涉及的环境，其中心事物从狭义上讲是人类，从广义上讲是地球上所有的生物。
环境学科所研究的环境包括自然环境和人工环境两种。
自然环境是直接或间接影响到人类和生物的所有自然形成的物质、能量和自然现象的总体，是人类赖以生存、生活和生产所必需的自然条件及自然资源的总称，它包括阳光、空气、水、土壤、岩石、温度和气候等自然因素，也包括微生物、高等生物等。
2．环境科学概念及体系环境学科是研究人类活动与其环境质量关系的科学，其主要任务是研究人类与环境的对立统一关系，认识两者之间的作用与反作用，掌握其发展规律，从而保护环境，并使其向对人类有利的方向演变。
图1-1为环境学科的分科体系，其中，环境工程学是环境学科的一个重要分支。
图1-1 环境学科体系二、环境工程学科体系与本课程的任务1．环境工程学的发展及其学科体系（1）环境工程学的任务环境工程学的主要任务是利用环境学科、工程学、管理学和社会学的基本方法，研究环境污染控制理论、技术、措施和政策，以改善环境质量，保证人类的身体健康和生存以及社会的可持续发展。
工业污水的处理及处理后污水的循环再利用分析工业污水是指工业生产过程中产生的含有有害物质的水体。
工业污水的处理是环保工作的必要部分，通过处理可以减少对环境的污染，保护水资源，同时也能够实现对资源的循环再利用。
本文就对工业污水的处理及处理后污水的循环再利用进行分析。
一、工业污水的处理方式1. 生化法生化法是将有机物质通过微生物的代谢作用转化为二氧化碳和水的过程。
生化法处理工业污水的优点是技术成熟，处理效果较好，减少废物的产生。
但是，生化法对有害物质的降解效果较差，费用较高。
2. 化学法化学法是将污水中的化学物质进行化学反应，使其转化为无毒或低毒的化合物。
化学法还可以用于去除污水中的重金属和其他有害物质。
但是，化学法处理工业污水的缺点是耗费大量的能源和化学药品。
3. 物理法物理法是通过物理方法将工业污水中的废物进行分离和提取，主要包括沉淀、过滤、离心等。
物理法处理工业污水的优点是处理过程简单、易于操作和维护。
但是，物理法对废物的分离和提取效果较差。
二、处理后污水的循环再利用1. 灌溉处理后污水的循环再利用可以通过灌溉的方式实现。
将处理后的污水回用于农田的灌溉中，可以增加土壤的肥力，促进植物的生长，同时也可以避免污水对环境的污染。
2. 工业用水处理后污水的循环再利用还可以用于工业生产中的水源。
在大量工业生产中，对于可以回用的处理后污水，可以利用其作为生产的水源，实现对资源的再利用，减少对环境的污染。
3. 养殖处理后污水的循环再利用还可以在养殖业中实现。
将处理后的污水回用于鱼塘、虾塘等养殖用水中，可以避免传染病在水中的传播，同时也可以增加水中的营养成分，提高养殖的效率。
三、循环再利用的推广难点1. 技术难题处理工业污水及其循环再利用是面临技术难题的环保工作之一。
循环再利用过程中，由于污水处理后的成分具有复杂性、可变性等特点，使得处理技术和设备难以完美适应，技术上难度大。
2. 管理难度推广处理后污水的循环再利用，面临一个管理难度较高的问题。
第23卷第7期2010年7月环境科学研究Research of Environmental Sciences Vol.23，No.7July ，2010收稿日期：2010－04－08修订日期：2010－05－04基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项（2008ZX07313－002）作者简介：胡洪营（1963－），男，山东鄄城人，教授，博士，博导，主要研究环境生物技术、污水再生处理与安全回用、再生水水质安全评价与保障技术等，hyhu@.编者按：水体污染控制与治理科技重大专项（水专项）是根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》设立的16个重大科技专项之一。
将通过六大主题的技术研发与综合示范，实现示范区域水环境质量改善和饮用水安全的目标，有效提高我国流域水污染防治和管理技术水平。
河流水污染控制综合整治技术示范主题组于2009年11月30日—12月1日在辽宁省沈阳市组织召开了“河流主题‘流域重污染行业水污染控制技术’研讨会”。
研讨会收到了大量论文，经过水专项河流主题专家组的精心优选和审查，现以专刊形式登载论文21篇，包括节水减排清洁生产、废水物化和化学预处理、废水生物处理、废水处理与回用等技术研究成果，在强调难降解工业废水的预处理与生物强化处理技术的同时，也重视节水减排和废水回用技术，反映了河流点源水污染治理“源头—过程—末端”全过程控制、污染治理与资源化回用相结合的技术思想。
希望该专刊的出版能够为水专项河流水污染控制技术研发与示范，为我国河流水环境改善的技术进步起到积极的推动作用檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪。
工业废水污染治理途径与技术研究发展需求胡洪营1，赵文玉1，2，吴乾元11.清华大学环境科学与工程系，环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，北京1000842.桂林理工大学环境科学与工程学院，广西桂林541004摘要：根据工业废水的特点，构建科学合理的废水处理模式，不断完善和发展废水处理技术及水质安全评价与管理技术是水环境污染防治领域的重要课题.在分析工业废水特点和阐述废水污染治理基本策略与途径的基础上，重点介绍了工业废水处理特性评价、工艺优选方法、水质安全管理等方面的研究进展，并探讨了废水污染治理思路和技术的发展方向.指出工业废水污染治理应实现以下5个方面的转变和发展，即处理模式从不同种类废水混合收集集中处理向分类收集分别处理优先转变；研究开发从重视废水处理单一技术研发向同时重视废水处理技术集成与处理工艺优化方法研究转变；水质有机污染评价从重视综合浓度指标向同时关注和重视“有机物特征指标”转变；废水排放控制指标从重视常规指标向同时关注和重视水质安全和综合生物毒性指标转变；工艺设计理念从“处理工艺”向“生产工艺”转变.关键词：废水处理特性评价；废水处理模式；生物处理特性；化学氧化处理特性；废水综合生物毒性控制；处理工艺优化中图分类号：X505文献标志码：A文章编号：1001－6929（2010）07－0861－08Basic Strategies and Technology Requirements for Industrial Wastewater Pollution ControlHU Hong-ying 1，ZHAO Wen-yu 1，2，WU Qian-yuan 11.Environmental Simulation and Pollution Control State Key Joint Laboratory ，Department of Environmental Science and Engineering ，Tsinghua University ，Beijing100084，China2.College of Environmental Science and Engineering ，Guilin University of Technology ，Guilin541004，ChinaAbstract ：Development of advanced strategies and approaches ，new treatment technologies and water quality safety evaluation and management methods for industrial wastewater are important issues in the field of water environment pollution prevention.Based on analysis of the characteristics of industrial wastewater ，the basic strategies and approaches for industrial wastewater pollution control ，recent research concerning industrial wastewater treatability evaluation methods ，treatment process selection methods and concept of water quality safety management are introduced ，and the future needs for methodology and technology development for industrial wastewater pollution control are discussed.The following five aspects of change and development should be achieved in the field ofindustrial wastewater pollution control ：the mode of centralizedtreatment after combining different kinds of wastewater should be changedtoindividual treatments basedoncategorized collections ；researchconcerningwastewatertreatmenttechnologies should not only focus on the development of single technologies ，but also on the integration of treatment technologies and the optimization of treatment processes ；in addition to环境科学研究第23卷quantitative integrated indexes such as chemical oxygen demand（CODCr）concentration，“characteristic indexes”such as chemical and bio-impact characteristics of organic pollutants in wastewater should be taken into consideration for water quality evaluation and treatment process optimization；wastewater controlling indexes for discharge standards should include not only conventional water quality indexes but also indexes concerning water quality safety and bio-toxicity；and，the design concept of wastewater pollution control processes should be transformed from“design as treatment processes”into“design as production processes”.Key words：wastewater treatability evaluation；wastewater treatment mode；biological treatability；chemical oxidation treatability；wastewater general bio-toxicity control；treatment process optimization工业废水是造成水环境污染的重要污染源. 2008年，我国工业废水排放量为241.7ˑ108t，占废水排放总量的42.3%［1］.据环境保护部通报，2009年3486家国家重点监控企业的废水化学需氧量部分测次超标的占24%，全年监测超标的占12%［2］.在全年监测超标企业中，化学需氧量最高超标倍数达614.8倍，我国工业废水污染治理仍然面临严峻的挑战.针对工业废水的特点，构建科学合理的废水处理模式，不断完善和发展废水处理技术及水质安全评价与管理技术等成为水环境污染防治领域的重要课题.工业废水中的污染物成分和性质与城市生活污水相比有显著的差异，且具有以下突出特点：①污染物成分复杂、差异大.不同城市和地区生活污水中的污染物成分和性质类似，但是不同行业之间的工业废水，其成分和性质存在显著差异.特别值得注意的是，同一行业，不同企业之间的废水，其成分差别也很大.即使是同一企业或工厂，不同生产工艺间的废水组分也存在较大差异［3］.很多情况下，同一生产工艺，在不同的时期或不同的操作条件下，废水的组分也会发生很大的变化［4］.如同一印染厂产生的废水，在1d之内就会呈现出多种颜色，这导致管理措施不好的印染废水处理厂出水的颜色也时常发生变化.②污染物浓度范围宽、波动大.工业废水中的污染物质量浓度分布范围宽，低的几mg/L，高时会达几十万mg/L，同一种废水的质量浓度随时间的变化幅度较大，这就给处理工艺设计和日常运行管理带来了难度，同时也对保障处理水水质稳定带来了挑战.③难生物降解性和毒性污染物种类多、浓度大.工业废水中往往含有较多种类或较高浓度的难生物降解有机污染物、毒性物质等，利用单一的技术原理难以保证处理水质，往往需要多种技术原理和处理单元组合，形成比城市生活污水更加复杂的处理工艺.④处理目标多样、水质标准差别大.工业废水处理后的回用或排放途径，即处理出水的去向多样，包括工艺内回用、厂内杂用、厂间回用、区域回用、市政管网排放和直接排放等.去向不同，水质要求不同，处理工艺选择和处理目标也不同.工业废水的以上突出特点，决定了不能简单模仿城市生活污水的处理模式和处理工艺，也不能简单照搬同类企业或同类工厂的废水处理工艺和运行管理.因此，建立基于工业废水特点的处理工艺优选和设计方法，是工业废水污染治理研究需要重点解决的科学问题.掌握废水的处理特性，针对不同的工业废水选择适宜的工艺，确定最佳的工艺参数和运行操作管理模式，是废水处理工程中需要遵循的基本原则之一.但是，这一基本原则，在工业废水污染治理实践中往往被忽视，导致工艺选择不合理、处理效果不达标的现象时常发生.科学、系统评价和客观掌握废水的处理特性、现有处理技术和工艺的适用性（适用对象、废水种类和浓度等）、处理能力、能源效率以及经济性等是工业废水处理工艺选择的前提.我国废水治理领域的研究，大多集中在单项技术的开发或改进，针对废水处理特性评价方法和工艺优选方法的研究较少，有待加强.新技术的开发无疑会带来废水处理领域的发展，但是新技术和工艺的应用需要一定的过程和较长的时间.通过选择适宜的工艺、确定最佳运行操作模式和条件，来提高废水污染治理的效果，是应首先开展的工作，这样对保证废水处理效果更合理、也更现实.笔者在介绍工业废水污染治理基本技术策略与途径的基础上，重点探讨工业废水处理特性评价、工艺优选方法方面的研究进展，并提出了在废水处理模式、水质评价、控制指标、工艺设计和技术研发等方面的研究课题.1工业废水污染防治的基本策略与途径生产工艺减排、废水循环利用和废水处理系统优化是工业废水污染治理的基本途径［5］（见图1）.生产工艺减排的具体措施很多，也有许多科研成果和资料.这里特别强调的是，应重视生产原料和生产辅料的选择，从生产工艺的“源头”，即原材268第7期胡洪营等：工业废水污染治理途径与技术研究发展需求料选择阶段采取科学、合理措施，减少污染物的产生隐患.在满足生产要求的前提下，尽可能采用产污少、处理性好的原材料.这就要求企业环保部门和采购部门密切合作，建立有效机制，制定切实有效的程序和方法，在选择和购置生产材料阶段，就从环境保护的角度，系统评价水溶性原材料的处理性，对难处理的原材料要寻求替代产品，或强化管理，限制使用.也就是说企业要赋予环保部门参与生产决策的权利. FUJIE等［6］报道了日本某汽车公司实施的基于环境保护和废水处理性评价的生产材料采购评估程序.图1工业废水污染防治的基本策略和途径Fig.1Basic strategies and approaches for industrialwastewater pollution control废水循环利用和废水处理系统优化运行与管理密不可分，后者是前者实施的前提和保障.不同的回用途径，对废水处理系统的处理水质和优化运行提出不同的要求.关于废水的处理模式，厂内不同种类的废水混合收集、集中处理模式，给运行管理带来很大的难度.不同企业间的废水集中处理、工业废水和生活污水混合处理带来的问题会更大，在实践中也确实遇到很多的运行管理问题［7-8］.因此，转变工业废水的处理模式，实施废水的“分类收集和分别处理”可以大大降低废水处理的技术难度和运行管理难度，也有利于实现废水的循环利用［9］（见图2）.图2基于分类收集分别处理回用的工业废水处理模式Fig.2Industrial wastewater treatment mode based oncategorized collections and recycling treatments2工业废水处理特性评价与最佳工艺选择2.1处理特性评价方法生物处理特性、化学氧化处理特性、混凝沉淀特性和活性炭吸附处理特性等是评价废水处理特性的重要指标.这里重点介绍生物处理特性和化学氧化处理特性评价方法的研究进展.368环境科学研究第23卷2.1.1生物处理特性评价废水生物处理特性的评价，在废水处理工艺选择中，往往简单利用废水的生物降解性指标，即ρ（BOD 5）和其他有机污染物综合指标的比值来判断，如ρ（BOD 5）/ρ（COD Cr ），ρ（BOD 5）/ρ（TOD ），ρ（BOD 5）/ρ（DOC ）等（见表1），但是，这种判断方式在很多情况下并不能对废水的生物处理特性进行科学、客观的评价，不能很好地指导废水处理工艺的确定和运行优化.由于废水中存在多种多样的有机污染物，ρ（BOD 5）/ρ（DOC ）的总体指标｛〔ρ（BOD 5）/ρ（DOC ）〕总｝是各污染物的〔ρ（BOD 5）/ρ（DOC ）〕i 之和，即使〔ρ（BOD 5）/ρ（DOC ）〕总大于1.2，也会存在〔ρ（BOD 5）/ρ（DOC ）〕i 小于1.2的污染物，即存在不适宜于生物处理的污染物.这些难生物处理的污染物，往往是造成处理效果不理想和水质不达标的重要原因.表1废水生物处理特性简易判断指标Table 1Simple evaluation indexes of biological treatability of wastewater指标数值生物处理特性ρ（BOD 5）/ρ（DOC ）>1.2适于生物处理0.4 0.6适于生物处理ρ（BOD 5）/ρ（COD Cr ）0.2 0.4废水中存在难生物降解性污染物<0.1不适于生物处理图3为各种焦化废水和金属加工废水在ρ（BOD 5）测定过程中，培养5d 后的DOC 去除率，该去除率在一定程度上反映了生物处理系统中的DOC 去除潜力.ρ（BOD 5）/ρ（DOC ）数值相同的废水，在ρ（BOD 5）测定过程中DOC 去除率差别很大.如ρ（BOD 5）/ρ（DOC ）为1.2的废水，DOC 去除率在30% 80%间变化.图3几种工业废水的生物处理特性评价（示例）Fig.3Examples of biological treatablity evaluation of industrial wastewater鉴于以上情况，有研究提出了更加系统的废水生物处理特性评价方法［5-6］，即“DOC 去除效率图”评价法，如图4所示.图4用于废水生物处理特性评价的“DOC 去除效率图”Fig.4The “DOC removal efficiency figure ”used forbiological treatability evaluation of industrial wastewater图4的横坐标是ρ（BOD 5）测定时的DOC 去除率，可以理解为利用间歇生物降解试验测得的5d 的DOC 去除率.在ρ（BOD 5）测定时，通过试验前后的ρ（DOC ）可简单地获得DOC 的去除率.纵坐标是利用实验室小型曝气生物滤池连续处理试验，在一定操作条件（如DOC 负荷、水力停留时间等）下测得的DOC 去除率.根据图4可以比较全面地评价废水的生物处理特性，包括生物处理可达到的处理效果、是否需要预处理或后处理、如何优化生物处理工艺操作等（见表2）.2.1.2化学氧化处理特性化学氧化（包括臭氧氧化，Fenton 氧化和湿式氧化等）是工业废水预处理和深度处理常用的技术，特别是在难生物降解废水的处理中发挥着重要作用［10-14］.化学氧化处理的目的不同，其评价指标也不尽相同（见表3）.对于作为生物处理预处理的情况，废水化学氧化处理特性的评价，不仅要关注废水生物处理性指标的改善，如ρ（BOD 5）/ρ（DOC ）值的改善，还需要重点评价生物可降解性有机碳（Biodegradable Organic Carbon ，BOC ）的转化率（R b ）.R b 值越高，化学氧化预处理的技术可行性就越大.生物降解性改善潜力（Biodegradability Improvement Potential ，BIP ）是优化化学氧化预处理单元工艺设计及评价其经济性的重要指标.Fenton 氧化预处理的BIP 可以根据下式计算：BIP =Δρ（BOD 5）W o －Δρ（DOC ）ThOD ρ（DOC ）3416（1）468第7期胡洪营等：工业废水污染治理途径与技术研究发展需求表2基于“DOC去除效率图”的废水生物处理特性评价Table2Evaluation of industrial wastewater biological treatability based on the“DOC removal efficiency figure”区域ρ（BOD5）测定时的DOC去除率（REb）/%连续处理试验的DOC去除率（REc）/%生物处理特性Ⅰ>65 70连续处理试验的DOC去除率高，适于生物处理Ⅰ－A区：ρ（BOD5）测定时的DOC去除率很低，但连续处理试验的DOC 去除率很高，说明生物驯化的效果大，在实际运行，特别是在启动阶段应注意驯化操作Ⅱ<5040 65适于生物处理，但去除效率较低，有时需要增设前处理或后处理单元，以保证出水水质Ⅲ>50<65ρ（BOD5）测定时的DOC去除率较高，生物降解性好，但连续处理试验的DOC去除率却很低，说明操作条件有待优化Ⅳ<50<40ρ（BOD5）测定时的DOC去除率和连续处理试验的DOC去除率均很低，不适于生物处理表3废水化学氧化处理特性评价指标Table3Evaluation indexes of wastewater chemical oxidation treatability 化学氧化处理的目的废水化学氧化处理特性评价指标生物处理工艺的预处理生物降解性变化：△〔ρ（BOD5）/ρ（DOC）〕生物可降解性有机碳转化率（Rb）：△〔ρ（BOC）/ρ（DOC）〕有机物去除率（Rm）：△〔ρ（DOC）/ρ（DOC）〕或△〔ρ（CODCr）/ρ（CODCr）〕生物降解性改善潜力（BIP）：单位氧化剂添加量所获得的BOD5增加量中间产物对微生物的抑制性深度处理有机物去除率（Rm）：△〔ρ（DOC）/ρ（DOC）〕或△〔ρ（CODCr）/ρ（CODCr）〕副产物的生物毒性注：BOC为可降解性有机碳；DOC为初始DOC.式中：W0为H2O2投加量，mg/L；ThOD为理论需氧量（Theoretical Oxygen Demands）.对于作为深度处理的情况，除关注有机物的去除率外，还应关注化学氧化处理后废水生物毒性的变化，因为在一些情况下，化学氧化处理后，有机物含量虽然有所降低，但常出现生物毒性升高的现象［15-16］，因此需要关注和评价处理水生物毒性的变化.2.2基于分子质量和生物降解性的处理工艺选择溶解性有机污染物的分子质量对废水的处理有很大影响［17-18］，系统评价和掌握废水中有机污染物的分子质量及分布情况，对选择处理工艺十分重要.不同生物降解性和不同分子质量的污染物适宜的处理方法如图5所示［5］.由图5可以看出，对于分子质量为103 104u的难生物降解性污染物不易被活性炭吸附，也不易用絮凝处理，膜过滤去除效果也不理想，是废水处理中的难点.如何有效去除该部分污染物，是技术研发需要关注的重点之一.2.3生物处理工艺的有机物去除性能与能耗评价生物处理是工业废水处理中应用最为广泛的技术，系统掌握和评价各种生物处理工艺的技术性和经济性，是选择和优化废水处理工艺的重要依据，特图5基于分子质量和生物降解性的处理工艺选择方法Fig.5Selection method for treatment processes basedupon biodegradability and molecular weights of pollutants别是在资源能源危机日益加重的今天，在选择处理工艺时应特别关注生物处理系统的能源消耗效率.图6是各种生物处理系统的处理效果和能源效率的比较［5］.从图6可以看出，提高生物处理系统单位占地面积的BOD5处理速率往往以牺牲能源效率为代价.BOD5处理速率增加，单位电力消耗能够去除的BOD5量减少，即能源效率降低.曝气生物滤池具有较高的BOD5去除能力和较高的能源效率，是一个“性价比”较高的处理技术.568环境科学研究第23卷图6各种生物处理系统的BOD 5处理效果和能源效率比较Fig.6Comparison of different biological treatmentprocesses in terms of the efficiencies of BOD 5removal and energy consumption3废水处理系统诊断与难处理污染物识别对现有处理系统的运行状况进行全面评价，客观掌握其存在的问题，识别问题产生的原因，对制定科学、可行的改善措施，提高工业废水处理效果有重要作用.在废水处理系统运行性能诊断中，识别难处理组分及其产生原因是关键环节，图7给出了废水中难处理组分的识别与鉴别方法.首先根据分子量分布、极性、酸碱性等对处理出水中的有机物组分进行分离，评价和表征处理水中的溶解性组分特性，识别在处理水中残留的、难处理的组分特征［19-20］.之后，调研和评价生产工艺中使用的主要水溶性原料的组分，通过与处理出水中的残留组分比较，追溯难处理组分的产生原因.在此基础上，提出工艺和操作优化措施以及在生产工艺中的应用限制.对于现有的处理技术难以去除的污染物，要优先考虑替代产品的使用.4基于毒性减排的水质安全评价与管理方法目前常用的水质指标可分为综合指标（如BOD 5，COD Cr ，DOC ，TP ，TN 等）和单一化合物指标，但这些指标均具有其局限性.COD Cr 和DOC 等指标能较好地评价废水中有机污染物的含量，但不能给出有机物种类的信息，更不能给出这些污染物的危害性和危害程度.相同的COD Cr ，不同的废水，其污染物组成差异大，毒性差异也很大.比如污水消毒以后，COD Cr 等有机物综合指标一般不会发生大的变化，但发光细菌毒性、遗传毒性和抗雌激素活性会明显上升［21-23］.不难理解，仅用COD Cr ，DOC 等评价不同的工业废水，就像仅仅用人口数量评价一个国家、用身高等评价一个人一样，显然不能客观、全面地评价其特性.因此，在重视浓度等定量指标的同时，关注和重视废水中有机物组分的化学性质和生物效应，即“有机污染物特征指标”十分必要.图7废水中难处理组分的识别方法与应对措施Fig.7Identification methods and countermeasures of refractory fractions in wastewater668第7期胡洪营等：工业废水污染治理途径与技术研究发展需求单一指标往往是具有毒性的污染物，一般是根据有毒有害化学物质对环境的污染状况和其毒性来制定的.但是，随着人类活动范围的扩展、强度的增加与形式的多样化，生产制造和使用的化学物质的种类也日趋增加.在日常生活和工业生产中经常使用的化学物质也多达6ˑ104 8ˑ104种［24］，而且还在继续增加，这使得环境中积累的化学物质越来越多.环境中积累的化学物质逐渐增多使得水质环境标准中单一物质的控制指标也逐年增加［25-26］，这种增加单一物质控制指标的方法存在许多不足［27］：①单一指标一般是依据化学物质对人类的健康影响来制定的，较少考虑对生态系统的影响；②化学物质的毒性数据不足，在很多情况下从浓度无法判断其毒性的大小；③对毒性数据不足，或其毒性没有被认识到的化学物质难以进行控制；④不能反映化学物质间的联合作用（协同、叠加、拮抗等作用）；⑤随着新的有毒有害化学物质的出现，单一指标将越来越多，由于新的有毒有害化学物质在环境中的浓度非常低，这会大大增加分析技术的难度和分析费用；⑥单一指标的建立往往是滞后的.所有的化学物质在一定的条件下都会产生这样那样的毒性［27］.废水中存在的多种污染物，可能引起各种综合污染和复合毒性.因此，为了保护水生生态和保证人类的可持续生存，转变固有的水环境保护观念，在控制废水中污染物浓度的同时，重视废水生物毒性管理和排放削减，对保障水质安全，保护水生生态系统有重要意义［28-29］.美国、加拿大、德国等发达国家早在1970—1980年代就已经开始实施废水综合毒性控制，日本、韩国等国家也正在探讨废水毒性控制的技术和政策问题.急待研究、制定适合我国国情的工业废水毒性控制指标、评价方法和毒性标准.生物检测（Bioassay）技术在水质安全评价和废水综合毒性控制中将起到重大作用.它不仅可以核定未知化学物质的影响，也可以反映化学物质间的相互作用和化学物质的生物可利用性，生物毒性检测技术可用于寻求某种化学物质或工业废水对水生生物的安全浓度，为制定合理的水质标准和废水排放标准提供科学依据，也可用于测试水体的污染程度，检查废水处理的有效程度，比较不同化学物质的毒性高低［30］.5面向资源能源生产的废水处理技术与工艺目前的废水处理系统，在净化水质、防治水环境污染方面发挥着不可替代的作用，但是从资源能源与全球环境问题的侧面来看，该系统也可以说是一个“高投入、高产污、低效率”的“污染转嫁”系统.如现在的废水生物处理系统，利用大量的能源和处理药剂，把污水中的有机污染物转化成更难处理的污泥和温室气体二氧化碳.未来的废水净化系统，不应把它作为废水“处理工艺”来设计，而应该把它作为一个以废水为原料，以最小的资源能源消耗，生产可利用的产品的“生产工艺”来设计，即废水污染治理的思路和技术研发，要实现从“处理工艺”到“生产工艺”的理念革新和转变.“处理工艺”和“生产工艺”的最大区别在于目的截然不同.前者的目的是处理废水，目标仅关注水质本身的达标排放，很少关注处理出水是否能利用、去除的水中污染物的去向如何等.后者的目的是生产产品，水质目标不是达标排放而是达到相应的回用水质要求，同时还应关注水中碳、氮、磷等主要元素的资源能源转化与利用.以“生产工艺”理念为指导，开展技术研发、工艺设计和运行管理，将带来废水污染治理领域的革命性变革.基于“生产工艺”理念，未来的处理工艺不是优先考虑将有机污染物转化成污泥和二氧化碳，而是首先考虑将废水中的有机物分离、浓缩，并充分利用有机物自身的能源价值（如利用厌氧发酵生产生物燃气等）.因此，废水中有机污染物的直接分离与利用技术将有广阔的前景.与有机物不同，水中的氮磷等营养物质则不宜优先考虑将其分离，而是首先考虑利用其植物营养物质的特点，生产高质量的生物质或能源.在条件允许的情况下，利用微藻对氮磷的吸收作用处理废水，不仅可以得到良好的氮磷去除效果，还可以生产高利用价值（如作为生物柴油的原料等）的藻细胞，处理过程中还可以吸收温室气体二氧化碳，可谓一举多得，是一个值得关注的前瞻性技术［31-32］.6结语国家水体污染控制与治理科技重大专项的实施，为我国废水污染治理技术研究和发展带来了前所未有的机遇，同时也对废水污染治理研究提出了更高的要求.识别工业废水污染治理中需要解决的关键科学问题和技术瓶颈，不断凝炼和正确把握工业废水污染治理思路和技术的重点发展方向，对突破废水处理关键技术，有效控制工业废水污染有重768。
