工业园区污水处理研究进展

1. 膜技术在工业废水处理中的应用研究进展怎样

随着我国全民经济的迅速发展，工业在国内生产总值中的地位不断专攀升，同时，工业对水的污属染也在不停加剧，工业污水的处理已然成为人们关注的焦点，工业污水不合理的排放，对自然环境以及人类身体健康都会带来危害，因此，如何处理工业废水以及将污水净化后回用是我国工业生产的当务之急。本文主要针对膜技术在工业废水处理中的实际应用进行深入探究，其目的是为了找到解决工业废水的处理方法，促进工业的发展，从而带动国民经济的进步。

2. 去关于污水处理厂处理的实践报告3000个字

环境保护是我国的基本国策。世界经济发展的实践证明，为实现经济的持续稳定的发展，必须解决好发展与环境保护的矛盾。随着我国社会和经济的高速发展，城市环境污染特别是水污染的问题日趋严重。城镇生活污水的排放量逐年增加，2002年全国工业和城镇生活废水排放总量为439.5亿吨，比上年增加1.5%。其中工业废水排放量207.2亿吨，比上年增加2.3%；城镇生活污水排放量232.3亿吨，比上年增加0.9%，其中仅有10%得到处理。[1]生活污水中含有较高的氮、磷等营养物质,未经处理直接排入江河湖海,是导致水域富营养化污染的主要原因。2002年监测数据显示,辽河、海河水系污染严重，劣V类水体占60%以上；淮河干流水质以III-V类水体为主，支流及省界河段水质仍然较差；黄河水系总体水质较差，干流水质以III-IV类水体为主，支流污染普通严重；松花江水系以III-IV类水体为主；珠江水系水质总体良好，以II类水体为主；长江干流及主要一级支流水质良好，以II类水体为主。由于“污染性”造成的水资源短缺，已成为严重制约我国社会经济持续发展的突出问题，丞待解决。目前我国水污染控制的重点已从以工业点源为主，逐步转变为以城市污水污染为主的控制。根据预测 [2]，到2010年我国城市污水排放总量为1050亿m3，城市污水处理率要达到50%，预计需新建污水处理厂1000余座，而决定城市污水处理厂投资和运行成本的主要因素是污水处理工艺和技术的选择，因此开发适合我国国情的、高效、低耗、能满足排放要求、基建和运行费用低的污水处理新技术和新工艺，具有十分重要的现实意义。
二、生活污水处理工艺研究和应用领域共同关注的问题
长期以来，城市生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法，它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理流程，具有处理能力高，出水水质好等优点。但却普遍存在着基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀、污泥上浮等问题，且不能去除氮、磷等无机营养物质。对于我国这样一个资源不足、人口众多的发展中国家，从可持续发展的角度来看，并不适合中国国情。由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程，因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制，使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来，目前在城市生活污水处理研究和应用领域，普遍存在的问题有：
（1）采用传统的活性污泥法，往往基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀现象；工艺设备不能满足高效低耗的要求。
（2）随着污水排放标准的不断严格，对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高，传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主，往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联，形成多级反应池，通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的，这势必要增加基建投资的费用及能耗，并且使运行管理较为复杂。
（3）目前城市污水的处理多以集中处理为主，庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资，因此建设大型的污水处理厂，集中处理生活污水，从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。
因此，如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理，以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展。已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题，就要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善，同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题，且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。
三、生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用研究发展
在污水生物处理的发展和应用中，活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善，与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高，耐冲击负荷性能好，产泥量低，占地面积少，便于运行管理等优点，在处理中极具竞争力。
1．生物膜法净化污水机理
污水中有机污染物质种类繁多，成分复杂。但对于生活污水来说，其有机成分归纳起来主要包括：蛋白质（40%-60%），碳水化合物（25%-50%）和油脂（10%），此外还含有一定量的尿素[3]。生物膜法依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物，由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖，由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构，因此生物膜通常具有孔状结构，并具有很强的吸附性能。
生物膜附着在载体的表面，是高度亲水的物质，在污水不断流动的条件下，其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质，在膜的表面上和一这深度的内部生长繁殖着大量的微生物及微型动物，形成由有机污染物 →细菌→原生动物（后生动物）组成的食物链。生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物和其他一些肉眼可见的生物群落组成。其中细菌一般有：假单苞菌属、芽苞菌属、产碱杆菌属和动胶菌属以及球衣菌属，原生动物多为钟虫、独缩虫、等枝虫、盖纤虫等。后生动物只有在溶解氧非常充足的条件下才出现，且主要为线虫。污水在流过载体表面时，污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附，并通过氧向生物膜内部扩散，在膜中发生生物氧化等作用，从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态，当生物膜逐渐增厚，厌氧层的厚度超过好氧层时，会导致生物膜的脱落，而新的生物膜又会在载体表面重新生成，通过生物膜的周期更新，以维持生物膜反应器的正常运行。
生物膜法通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上，实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离，载体填料的存在，对水流起到强制紊动的作用，同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触，从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题，在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级生物处理，而且还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。
通过人工强化作用将生物膜引入到污水处理反应器中，便形成了生物膜反应器。近年来，物物膜反应器发展迅速，由单一到复合，有好氧也有厌氧，逐步形成了一套较完整的生物处理系统。
填料是生物膜技术的核心之一，它的性能对废水处理工艺过程的效率、能耗、稳定性以及可靠性均有直接关系。
2、厌氧生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用研究进展
（1）、复杂物料的厌氧降解阶段
在废水的厌氧处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中，不同的微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成复杂的生态系统。对复杂物料的厌氧过程的叙述，有助于我们了解这一过程的基本内容。所谓复杂物料，即指那些高分子的有机物，这些有机物在废水中以悬浮物或胶体形式存在。
复杂物料的厌氧降解过程可以被分为四个阶段。
水解阶段：高分子有机物因相对分子质量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。
发酵（或酸化）阶段：在这一阶段，上述小分子的化合物在发酵细菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸（简写作VFA）、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
产乙酸阶段：在此阶段，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
产甲烷阶段：这一阶段里，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
在以上阶段里，还包含着以下这些过程：a、水解阶段里有蛋白质水解、碳水化合物的水解和脂类水解；b、发酵酸化阶段包含氨基酸和糖类的厌氧氧化与较高级的脂肪酸与醇类的厌氧氧化；c、产乙酸阶段里有从中间产物中形成乙酸和氢气和由氢气和 氧化碳形成乙酸；d、甲烷化阶段包括由乙酸形成甲烷和从氢气和二氧化碳形成甲烷。除以上这些过程之外，当废水含有硫酸盐时还会有硫酸盐还原过程。复杂化合物的厌氧降解可以利用图来表述（见图1）
（2）厌氧生物膜法处理工艺的应用研究进展
a、厌氧滤器（AF）
厌氧滤器是60年代末由美国McCarty 等在Coulter等研究基础上发展并确立的第一个高速厌氧反应器。传统的好氧生物系统一般容积负荷在2KgCOD/（m3?d）以下。而在AF发明之前的厌氧反应器一般容积负荷也在4-5kgCOD/（m3?d）以下。但AF在处理溶解性废水时负荷可高达10-15 kgCOD/（m3?d）。[4]因此AF的发展大大提高了厌氧反应器的处理速率，使反应器容积大大减少。
AF作为高速厌氧反应器地位的确立，还在于它采用了生物固定化的技术，使污泥在反应器内的停留时间（SRT）极大地延长。McCarty发现在保持同样处理效果时，SRT的提高可以大大缩短废水的水力停留时间（HRT），从而减少反应器容积，或在相同反应器容积时增加处理的水量。这种采用生物固定化延长SRT，并把SRT和HRT分别对待的思想推动了新一代高速厌氧反应器的发展。
SRT的延长实质是维持了反应器内污泥的高浓度，在AF内，厌氧污泥的浓度可以达到10-20gVSS/L。AF内厌氧污泥的保留由两种方式完成：其一是细菌在AF内固定的填料表面（也包括反应器内壁）形成生物膜；其二是在填料之间细菌形成聚集体。高浓度厌氧污泥在反应器内的积累是AF具有高速反应性能的生物学基础，在一定的污泥比产甲烷活性下，厌氧反应器的负荷与污泥浓度成正比。同时，AF内形成的厌氧污泥较之厌氧接触工艺的污泥密度大、沉淀性能好，因而其出水中的剩余污泥不存在分离困难的问题。由于AF内可自行保留高浓度的污泥，也不需要污泥的回流。
在AF内，由于填料是固定的，废水进入反应器内，逐渐被细菌水解酸化、转化为乙酸和甲烷，废水组成在不同反应器高度逐渐变化。因此微生物种群的分布也呈现规律性。在底部（进水处），发酵菌和产酸菌占有最大的比重，随反应器高度上升，产乙酸菌和产甲烷菌逐渐增多并占主导地位。细菌的种类与废水的成分有关，在已酸化的废水中，发酵与产酸菌不会有太大的浓度。
细菌在反应器内分布的另一特征是反应器进水处（例如上流式AF的内部）细菌由于得到营养最多因而污泥浓度最高，污泥的浓度随高度迅速减少。
污泥的这种分布特征赋予AF一些工艺上的特点。首先，AF内废水中有机物的去除主要在AF底部进行（指上流式AF），据Young和Dahab报道[4]， AF反应器在1m以上COD的去除率几乎不再增加,而大部分COD是在0.3m以内去除的。因此研究者认为在一定的容积负荷下,浅的AF反应器比深的反应器能有更好的处理效率。其次,由于反应器底部污泥浓度特别大，因此容易引起反应器的堵塞。堵塞问题是影响AF应用的最主要问题之一。据报道,上流式AF底部污泥浓度可高达60g/L。厌氧污泥在AF内的有规律分布还使得反应器对有毒物质的适应能力较强,可以生物降解的毒性物质在反应器内的浓度也呈现出规律性的变化,加之厌氧生物膜形成各种菌群的良好共生体系,因此在AF内易于培养出适应有毒物质的厌氧污泥。例如在处理三氯甲烷和甲醛废水中,发现AF反应器内的污泥产生了良好的适应性,这些有毒物质的去除效果和允许的进液浓度逐渐上升。AF同时也具有较大的抗冲击负荷能力。一般认为在相同的温度条件下，AF的负荷可高出厌氧接触工艺2~3倍，同时会有较高的COD去除率。
AF在应用上的问题除了堵塞和由局部堵塞引起的沟流以外，另一个问题是它需要大量的填料，填料的使用使其成本上升。由于以上问题，国外生产规模的AF系统应用也不是很多。据Le-ttinga在1993年估计，国外生产规模的AF系统大约仅有30~40个。[4]
作为升流式厌氧滤池的革新技术——厌氧膜床（S?pecial Anaerobic Film Bed, SAFB）,采用较大颗粒及孔隙率的填料代替传统的小粒径填料，有效地解决了反应器的堵塞问题。厌氧膜床具有如下特点：
有效克服了厌氧滤池易堵塞和出水水质差的缺点；
生物固体浓度高，因此可获得较高的有机负荷；
在厌氧膜床内微生物通过附着在填料表面形成生物膜，以及悬浮于填料孔隙间形成细菌聚集体，因此在厌氧膜床内可以保持较高的生物量。因此可缩短水力停留时间，耐冲击负荷能力较强；
启动时间短，停止运行后再启动也较容易；
不需要回流污泥，运行管理方便；
在水量和负荷有较大变化的情况下，耐冲击性较好。
b、厌氧流化床反应器（AFBR）
在流化床系统中依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜来保留厌氧污泥，液体与污泥的混合、物质的传递依靠使这些带有生物膜的微粒形成流态化来实现。
流化床反应器的主要特点可归纳如下：
流态化能最大程度使厌氧污泥与被处理的废水接触；
由于颗粒与流体相对运动速度高，液膜扩散阻力小，且由于形成的生物膜较薄，传质作用强，因此生物化学过程进行较快，允许废水在反应器内有较短的水力停留时间；
克服了厌氧滤器堵塞和沟流问题；
高的反应器容积负荷可减少反应器体积，同时由于其高度与直径的比例大于其它厌氧反应器，因此可以减少占地面积。
但是，厌氧流化床反应器存在着几个尚未解决的问题。其一，为了实现良好的流态化并使污泥和填料不致从反应器流失，必须使生物膜颗粒保持均匀的形状、大小和密度，但这几乎是难以做到的，因此稳定的流态化也难以保证。[5]其次，一些较新的研究认为流化床反应器需要有单独的预酸化反应器。同时，为取得高的上流速度以保证流态化，流化床反应器需要大量的回流水，这样导致能耗加大，成本上升。由于以上原因，流化床反应器至今没有生产规模的设施运行。有人认为它在今后应用的前景也不大。[5]
c、厌氧附着膜膨胀床反应器（AAFEB）
厌氧附着膜膨胀床（Anaerobic Attached Film Expanded Bed）是Jewell等人在1974年研究和开发出来的一种污水处理工艺。与生物流化床相比，区别在于载体的膨胀程度。以填料层高度计，膨胀床的膨胀率约为10%~20%，此时颗粒间仍保持互相接触，而流化床则为20%~70%。Bruce J.Alderman等[6]通过对比厌氧膨胀床、滴滤池和活性污泥法等工艺的经济性，发现对于小型污水处理厂而言，厌氧膨胀床后续滴滤池的设计是最为经济的选择，能耗量少，污泥产率量低。但目前此工艺仍主要停留在小试和中试研究阶段。
综上所述，采用厌氧生物膜反应器为主体的厌氧处理技术，作为生活污水处理的核心方法，在技术上已经成熟，并且较之其它方法有独到的一些优势。但是，厌氧方法在浓缩营养物（氮和磷）方面效果不大，同时它仅能除去部分病源微生物。此外，残存的BOD、悬浮物或还原性物质可能影响到出水的质量。所以厌氧生物膜反应器要成为完整的环境治理技术，合适的后处理手段必不可少。
3、好氧生物膜法处理技术——生物接触氧化
生物接触氧化法是由生物滤池和接触曝气氧化池演变而来的。早在20世纪30年代，已在美国出现生产型装置。当时的生物接触氧化池，填料的材质是砂石、竹木制品和金属制品，主要用于处理低浓度、低有机负荷的污水，它克服了活性污泥法在处理此类污水时，因污泥流失而不能维持正常运行的缺点，并取得了较好的效果。进入70年代，随着大孔径、高比表面积的蜂窝直管填料和立体波纹塑料填料的出现，使生物接触氧化法的应用范围得到拓宽，它不仅可用于处理生活污水，而且可用于处理高浓度有机废水和有毒有害工业废水，与其他生物处理方法相比，展现出了优越性，我国在70年代开始对生物接触氧化法进行了研究，第一座生产性试验装置用于处理城市污水，在处理效果、动力消耗、经济效益和管理维护等方面都明显优于活性污泥法。与活性污泥法比较，生物接触氧化具有以下主要优点：①生物接触化法以填料作为载体，供生物群栖息生长，形成稳定的生态体系，有较高的微生物浓度，一般可达10~20g/l；氧的利用率高，可达10%。具有较高的耐冲击负荷能力和对环境变化的适应能力，剩余污泥量少。②生物接触氧化法可以充分利用丝状菌的强氧化能力且不产生污泥膨胀。并且不需要象活性污泥法那样采用污泥回流以调整污泥量和溶解氧浓度，易于管理和操作。随着十余年的大量实践，对氧化池结构形式、填料的品种和安装方式、供气装置的种类和布置形式等方面进行了不断创新、不断优化。目前，生物接触氧化技术已经广泛应用处理生活污水、生活杂用水和不同有机物浓度的工业废水。
填料是微生物栖息的场所、生物膜的载体。填料的表面生长生物膜，生物膜的新陈代谢过程使污水得利净化。填料的性能直接影响着生物接触氧化技术的效果和经济上的合理性，因而填料的选择是生物接触氧化技术的关键。
填料的特性取决于填料的材质和结构形式。填料的材质应具有分子结构稳定、抗老化、耐腐蚀和生物稳定性好等特性。填料的结构形式应具有比表面积大、空隙率高、硬度高、有布水布气和切割气泡的功能。填料之间的空隙在外力作用下可发生变化，有利于剥落的生物膜及时排出填料区，以及填料的体积应具有可压缩性，并在复原后不发生变形，便于运输和安装。
固定化载体的发展
（1）固定式填料
固定式填料以蜂窝状及波纹状填料为代表，多用玻璃钢、各种薄形塑料片构成。新近有陶土直接烧结生产的陶瓷蜂窝填料，孔形为六角形，孔径在20~100mm之间。由于比表面积小，生物膜量小，表面光滑，生物膜易脱落，填料横向不流通，造成布气不均匀，易堵塞以至无法正常运转，且造价较高，近年来，此类填料已逐渐淘汰。
（2）悬挂式填料
悬挂式填料包括软性、半软性及组合填料、软性填料，理论比表面积大,空隙率>90%，挂膜快，空隙的可变性使之不易堵塞，而且造价低，组装方便，出水稳定，处理效果较好,COD和BOD5去除率达80%以上。但废水浓度高或水中悬浮物较大时，填料丝会结团，大大减少了实际利用的比表面积，且易发生断丝、中心绳断裂等情况，影响使用寿命，其寿命一般为1~2年。半软性填料，具有较强的气泡切割性能和再行布水布气的能力、挂膜脱膜效果较好、不堵塞；COD和BOD去除率在70-80%。使用寿命较软性填料长。但其理论比表面积较小（87-93m2/m3）生物膜总量不足影响污水处理效果，且造价偏高。
组合式填料，是鉴于软性、半软性存在的上述缺点并吸取软性填料比表面积大、易挂膜和半软性填料不结团，气泡切割性能好而设计的新型填料，在填料中央设计半软性部件支撑着外围的软性纤维束，其平面有如盾形，故又称盾式填料。其比表面积1000~2500 m2/m3，空隙率98%-99%，具有挂膜快，生物总量大，不结团等优点。污水处理能力优于软性、半软性填料，在正常水力负荷条件下COD去除率70%-85%，BOD5去除率达80%~90%，与之类似的还有灯笼式（或龙式）和YDT弹性立体填料。
（3）分散式填料
分散式填料包括堆积式、悬浮式填料，种类繁多。特点是无需固定和悬挂，只需将之放置于处理装置之中，使用方便，更换简单。北京晓清环保公司的多孔球形悬浮填料和北京桑德公司的SNP无剩余污泥悬浮填料等，具有充氧性能好，挂膜快，使用寿命长等优点。江西萍乡佳能环保工程公司新近开发的堆积式填料—球形轻质陶料，填料粒径2~4 mm，有巨大的比表面积，使反应器中单位体积内可保持较高的生物量，而且填料上的生物膜较薄，其活性相对较高，具有完全符合曝气生物滤池填料的国际性能标准，在法国承建的我国大连马栏河污水处理厂使用，这是我国新型填料开发的一项重大突破。
四、水解酸化—好氧活性污泥工艺在生活污水处理中的应用
城市污水经厌氧处理后，在现有的技术条件下，要达到二级出水标准，需要相当长的停留时间，结果使厌氧处理虽然在运行管理费用上占有优势，但在基建投资上却失去了竞争力。因此从微生物和化学角度讲，厌氧处理仅仅提供了一种预处理，它一般需要后处理方能满足新的污水排放标准。印度和南美国家在积极推广应用厌氧生活污水处理技术的同时，普遍意识到由于厌氧处理后氮和磷基本上没有去除，因此对厌氧出水进一步处理很有必要。缺乏合适的后处理技术，是导致厌氧生物处理技术在生活污水处理领域应用缓慢的主要原因之一。虽然已有的小试实验结果表明，两级厌氧系统组合可以获得良好的处理效果。但目前，在实际生产中，应用最为广泛的仍然是厌氧与好氧组合系统。在印度，氧化塘是最常用的后处理方法。经厌氧、氧化塘两级处理后的出水BOD5、CODcr和TSS去除率分别为87%、81%和90%。在巴西NovaVista市的7000人生活污水处理工程中，以及哥伦比亚Bucarmanga镇的160000人生活污水处理工程中，后处理均采用的是兼性氧化塘。在墨西哥的厌氧生活污水处理工程中，后处理方法比较多样化，二沉池＋氯消毒、淹没滤池＋二沉池＋氯消毒、氧化沟等，最后直接排入城市污水管网或用于农灌。在日本，城镇生活污水一般采用厌氧消化＋好氧活性污泥法联合处理、厌氧滤池＋好氧滤池以及厌氧滤池＋接触氧化法组合处理。并且最新研制的具有脱氮除磷功能的高级型JOHKASO小型家用生活污水净化器系统，广泛应用于分散处理生活污水方面。[7]厌氧和好氧生物处理技术的组合能够有效的去除大部分有机和无机污染物。厌氧生物专家G·Lettinga教授断言厌氧处理生物技术如果有合适的后处理方法相配合，可以成为分散型生活污水处理模式的核心手段，这一模式较之于传统的集中处理方法更具有可持续性和生命力，尤其适合发展中国家的情况。[8]
厌氧-好氧组合处理工艺，充分发挥了厌氧技术节能、好氧技术高效的优势，成为目前污水处理工艺发展的主要趋势。在国外，由上流式厌氧污泥床反应器（UASB）和好氧生物膜反应器组成的厌氧—好氧组合处理工艺一直是研究的重点，[9，10，11]并针对组合工艺的硝化/反硝化性能和动力学机理展开了较为深入的研究。[12，13]近年来，Ricardo Franci Goncalves等[14，15]进行的小试和中试的研究结果表明，采用UASB和淹没式曝气生物滤池（BF）组合工艺处理生活污水，两段HRT分别为6h和0.17h时系统对CODcr 、BOD5 和SS去除率均在90%以上，并且该组合系统相对单一的UASB污水处理系统而言，有更好的稳定出水水质的作用。当BF段的污泥回流至UASB段时，厌氧反应器内有机物甲烷化的能力提高，使产气量增加、剩余污泥量减少，可以减少甚至省去污泥浓缩池和消化池。
由于以UASB为主体的厌氧-好氧组合处理工艺,受温度的影响较大,特别是在低温条件下,系统的性能不能得到充分的发挥。Igor Bodik等[16]通过中试试验研究了厌氧折流板生物滤池反应器和淹没式曝气生物滤池组合工艺低温下处理生活污水时的脱氮性能。系统经过一年的运行，在厌氧段和好氧段的水力停留时间分别为15 h和4h的条件下，即使环境温度低于10℃（平均气温5.9℃），对CODcr、BOD5和SS的去除率仍达80%左右。低温使硝化的活性受到一定的影响，温度在4.5-23℃范围内，TKN的去除率在46.4-87.3%间变化,并且该系统也具有一定的反硝化功能，为低温环境下生活污水的脱氮处理提供了参考。

3. 污水处理设备内贸现状，以及未来发展趋势是什么样的

——原标题：2019年中国污水处理行业市场现状及发展趋势分析 智能制造新模式打造竞争新优势

智能制造新模式将加速推广应用

随着我国国民经济的高速发展和改革开放的不断深入，城市生产力不断提升，城市人口数量也不断增加，未来我国污水排放量也将随之增大，因此，对于污水处理的需求也必将进一步扩大，而作为一个严重缺水的国家，在污水处理率与污水排放量双增的形势下，提升污水处理能力成为水处理行业和企业的趋势。

与此同时，随着互联网的快速发展和5G时代的到来，移动互联网、物联网、云计算和大数据等领域应用和开发，将我国制造业向智能转型全面推进，各行业、企业加快推动新一代信息通信技术、智能制造关键技术装备、核心工业软件等与企业生产工艺、管理流程的深入融合，推动制造和商业模式持续创新，智能制造新模式将加速推广应用。

我国水污染防治设备产量年均复合增长率近40%

国内企业在水污染防治设备的开发和研究蕴含着巨大的商机，同时工业废水处理回用是新的市场机遇。从水污染防治设备状况来看，近几年我国水污染设备制造处于一个快速发展阶段。据前瞻产业研究院报告统计数据显示，2010年我国水污染防治设备产量仅仅为2.69万台，截止至2017年我国水污染防治设备产量增长至27.23万台，2010-2017年中国水污染防治设备产量的年均复合增长率约为39.2%。前瞻测算，2018年我国水污染防治设备产量在28.50万台左右。

2010-2018年中国水污染防治设备产量统计情况及预测

数据来源：前瞻产业研究院整理

中国污水处理行业发展趋势与升级分析

2019年6月3-5日，作为一年一度的行业盛会，将传统的市政、民用和工业水处理与环境综合治理及智慧环保相融合的水处理展示平台——上海国际水展在上海隆重召开，烟台金正环保科技有限公司市场部部长李超先生接受慧聪水工网的专访，并向我们分享了当下污水处理行业在互联网环境下的趋势与升级。

1、“智能制造+智能服务”助力污水回用产业升级

上海国际水展是国内一年一度的水处理行业盛会，针对此次水展金正环保推出了主题为“智能制造+智能服务”助力污水回用产业升级的最新污废水资源化与高品质再生水回用整体解决方案。

李超先生认为，环保水处理行业有很多共性痛点问题，代表性如：水处理核心膜组件价格过高、核心膜材料受制于国外技术企业、粗放式运营等。

为此，金正环保一直致力于解决这些行业共性痛点而努力，“智能制造+智能服务”的主题便是如此。其中，“智能制造”便体现在自主研发的全球首条DTRO膜柱自动化生产线，解决了膜柱生产规模化、标准化和运输的难题;率先实现了工程设备化、设备模块化、模块标准化的简化工艺链，大幅降低投资运营成本。

而“智能服务”则体现在，金正环保通过工业大数据中心，利用云计算和新一代信息技术赋能，以场景化的方式帮助企业和政府用户将数据用起来，实现了数据资产化、数据业务化，提供远程运维、专家分析、故障预警等服务，提升了企业的核心竞争力和政府的治理能力，逐步实现全产业链的大数据布局。

通过“智能制造+智能服务”极大解决行业共性痛点问题，真正做到提质增效，推动水处理行业快速发展。

2、智能制造打造竞争新优势

众所周知，加快发展智能制造，是培育我国经济增长新动能的必由之路，是抢占未来经济和科技发展制高点的战略选择，对于推动我国制造业供给侧结构性改革，打造制造业竞争新优势，实现制造强国具有重要战略意义。

金正环保自主研发的全球首条DTRO膜柱全自动化生产线，拥有强大的生产能力，可实现产能300-500支/天。生产线整体运行平稳高效，产品质量稳定、成品率高，可实现视觉检测，对产品问题可追溯，解决了膜柱生产规模化、标准化和运输难的问题，

李超先生表示膜柱的智能化生产将会给水处理行业带来巨大变化，通过规模化、标准化生产，降低产品生产成本，可以为用户提供更大让利空间，让更多行业和客户能够用得到、用得起、用的好金正环保的产品。

3、创新难点不在技术，在于理念

纵观整个行业，李超先生认为国内环保水处理行业的发展难点不仅仅在于于技术创新，更在于理念和模式的创新。金正环保在战略布局时，希望能够打通整个污废水资源化回用的工艺链和产业链，进而推动国内整个行业的发展。目前，金正环保已实现膜材料、膜元件、集成设备、杂盐分离的整个产业链的发展，可以为工业园区提供高盐废水及资源化回用的整体解决方案。

金正环保在特种膜领域走在了世界前列，是国内为数不多拥有核心技术的环保水处理企业，拥有授权专利33项、参与国家标准制定5项、工信部鼓励推广环保装备2项、山东省重点研发计划2项。且自主研发了全球首条DTRO特种膜自动化生产线，填补了国内空白。金正环保每年持续加大技术研发投入，目前在研发的耐酸、耐碱、耐有机溶剂特种膜材料已取得突破性的进展，同时也在扩充产品品类和应用领域，开发针对市政污水高品质回用的特种膜，有效简化工艺链和降低投资运营成本，目前中试阶段已经结束，预计很快将推向市场，保持金正环保在水处理行业的长远竞争力。

互联网、物联网、云计算和大数据等在水处理行业的深入应用，为支持水处理企业应对挑战提供了有了的支撑。金正环保作为是中国水处理行业特种膜研发生产与应用的高新技术环保企业以“智能制造+智能服务”模式为我国污废水资源化与高品质再生水回用添砖加瓦。

更多数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院发布的《中国污水处理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》，同时前瞻产业研究院还提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

4. 　水环境污染治理新进展

一、污水规模化集中处理与系统优化理论的应用

我国对污染企业多年来一直执行的是“谁污染谁治理”和“三同时”的环保政策，虽然取得了显著成效，但随着市场经济的发展，人们对这种分散式点源治理模式又产生了新的看法，特别是对那些中小企业和乡镇企业。普遍认为，小而散、散而全的污水厂建设不仅给国家和企业造成了巨大的投资浪费，还由于企业负担过重，管理水平较低等原因，使预期的环境治理目标大打折扣。为此许多专家学者呼吁，集中建立规模化污水厂，变“谁污染谁治理”为“谁污染谁掏钱”的政策时机已经成熟。

其实国际环境污染治理领域早已从过去的分散式源治理，发展到了利用系统理论观点进行区域性综合治理的新水平。以美国Converse A.Q对新英格兰洲Merrimack河域的污水处理系统规划为例，该规划通过建立全流域水环境容量、污水输送、处理规模、处理程度以及环境效益等多因素的系统优化数学模型，获得了该流域内设立4座集中污水处理厂最为经济的投资方案，比原计划的18座建设方案节省了40%以上的费用。又如日本，自1965年就已由原来单纯追求污水处理技术和设备的改进，转入了在系统理论指导下建立区域综合污水处理厂的水污染治理方向，到1976年已建成29座综合性污水处理厂，比分散式处理节省了20%以上的费用。

二、清洁生产概念的引入

清洁生产概念是于1989年由联合国环境规划署工业与环境中心提出的，基本含义是采用清洁的能源、原材料、生产工艺和技术，生产清洁的产品。由于清洁生产能对提高生产效率和产品质量，节约能源和原材料等各个环节起到显著成效，世界各国都在纷纷推行，尤其在美国、日本、欧洲等发达国家和地区。在环保方面，由于清洁生产能够通过改进生产工艺，降低污染物的产生和排放，对环境起到“标本兼治”的作用，我国也于1993年正式提出了清洁生产的要求，并列入了1994年《中国21世纪议程》和《固体废弃物环境污染治理法》。与此同时，还在世界银行、联合国环境规划署的帮助下，由国家环保局承担，在一些城市和行业开展了试点工作。如代号为B-4的清洁生产项目，在1993～1995年间已完成了国内29项试点，并计划在未来5年内把清洁生产引入全国3000家工业企业。

清洁生产在环境保护方面的效益是十分可观的，以河北邯郸丛台酒厂的酒糟废水治理项目为例，在中国地质科学院环境工程技术设计研究院的帮助下，仅用40万元的投入，进行了发酵罐蒸汽加热工艺的改进，就基本实现了生产用水的闭路循环，使污水治理项目投资节约了600万元以上。因此认为，清洁生产的推广，在今后我国环保领域必将发挥重要作用。

三、生物基因工程的应用

自70年代P.Berg首次利用内切酶把分属两个不同属的DNA重组到一起，宣告基因工程诞生以来，短短20多年间已给全社会各个方面带来了重大变革。环保领域也是这样，生物工程已开始显示出无穷的威力。

目前常用的污水生物处理技术虽然在世界各国环境治理中发挥了巨大作用，但仍有不尽人意的地方，如承受COD、BOD能力低，反应时间长，污泥量大，难降解物质多，氮磷去除率不高等问题。为了克服这一弊端，人们采用了多种手段，如为提高微生物对污水环境的适应能力所开展的微生物驯化、针对某一特种污染物进行的专性菌体培养等，但在实际应用中不是净化效果不理想，就是因菌种对环境的不适应而在短期内消亡，达不到预期的效果。基因工程的诞生使人们看到了新的希望。

目前国内外专家通过多年的努力，已经取得了可喜进展，如日本琉球大学的比嘉教授花费18年时间研制成功的一种称为“Expedient microds”（有益微生物群）的高科技生物制品，在日本千叶县一个连续20年污染居全国之首的湖沼中应用，投放仅三天，就发挥出神奇功效，湖水很快得到了净化。我国针对水污染治理中的许多问题也开展了这方面的工作，如针对甲苯类有机污染物生物难降解问题，将具有较高分解能力的微生物基因导人具有较好絮凝能力菌体的研究工作已经获得了成功。又如针对大多湖泊严重富营养化问题，将具有较强脱氮能力的硝化菌（Nitrobater、Nitrosomonas）和较强除磷能力的聚磷菌（Pseudomonas）基因重组，再导入生存范围较宽的大肠杆菌的研究工作也已完成菌体基因的解译，后续工作正在进行中。由此看来，传统污水生物法的诸多弊端，通过基因工程去解决将是十分现实和有效的。生物基因工程的引入，必将给污水生物处理技术带来新的革命。

5. 工业废水治理的行业发展背景

经过多年努力，中国正在逐步形成以自然保护区为主体，湿地公园、湿地保护小区等多种保护管理形式并存的保护管理体系。截至2008年，全国共建立各种类型、不同级别的自然保护区2538个，比2000年增加了1311个；自然保护区总面积14894.3万公顷，比2000年增长了51.7%。与此同时，环境法制建设日臻完善。我国环境立法从无到有，从少到多，目前，我国已制定了包括水污染防治、大气污染防治、环境影响评价等10部环境保护法律，15部自然资源法律，颁布国家环境标准800多项，批准和签署多边国际环境条约50余项，颁布地方性环境法规和地方政府规章660余件。
全国工商联环境服务业商会秘书长骆建华在第七届环境产业大会上透露，《水污染防治行动计划》最快将于5、6月份上报，其核心是关注工业废水处理，提出至2017年前消灭劣V类水目标，比原定目标提前3年。据测算，水污染防治行动计划将投入2万亿元。
对此，（2014年全国工业废水治理产业投资发展现状）分析，工业废水治理领域投资需求将超过千亿，水处理上市公司特别是工业废水处理相关公司将迎来新一轮投资盛宴。
2万亿投资盛宴开启
《水污染防治行动计划》是和大气污染、土壤污染防治并行的环保部“三大战役”之一。环保部副部长吴晓青此前表示，计划将于今年正式出台。2月13日，环保部已经审议并原则通过了《水污染防治行动计划（送审稿）》。
环保部副部长翟青在介绍2013年环保工作进展情况的发布会上称，计划重点是抓两头，一头是污染重的地方坚决进行治理，另一头是水质较好的河湖坚决保护起来，不能先污染再治理。在具体措施方面，一是要大幅度削减工业污染的排放；二是要管理好城市生活污染的排放；三是治理好农村河沟、河岔。
在去年7月召开的中国环保产业高峰论坛上，环保部污染防治司处长汪涛表示，“水污染防治行动计划投入资金预计达2万亿元”，规模将高于大气污染防治的1.7万亿元。
《水污染防治行动计划》最快将于5、6月份上报，计划将消灭劣V类水的时间由原定的2020年提前到2017年。
《水污染防治行动计划》将是2014年影响资本市场环保板块的重大政策措施，2万亿的投资将开启新一轮的水处理公司投资热潮。
工业废水处理成核心
工业废水处理将是《水污染防治行动计划》的核心内容。我国市政污水处理已经覆盖得差不多了，工业废水是导致水污染的一大主因。工业废水处理投资分为新建项目“三同时”投资和存量企业的废水治理技术改造投资两部分。
根据2012年度全国环境统计公报，工业废水排放量221.6亿吨，占全国废水排放总量的35%。业内估计，工业废水治理领域投资需求将超过千亿元。
未来还将设立国家环保基金，通过提供低利息长周期的贷款来推动工业废水第三方治理。
A股上市公司中，工业废水处理膜设备与工程领域公司津膜科技、万邦达，电力工业污水处理龙头中电环保等有望受益。 十二五期间全国GDP将达到231.2万亿元。根据中国环境规划院宏观战略研究环保投入专题和十二五规划前期研究，初步估算十二五期间环保投资需求约为3.1万亿元，与十一五期间环保投资占国内生产总值1.35%的比例基本持平，年均环保投资为6200亿元左右。

6. 河岸渗滤系统除污功效的研究进展

邢永强¹李金荣²杨振放²

（1.河南省国土资源科学研究院，郑州 450016；2.郑州大学环境与水利学院，郑州 450001）

《安徽农业科学》，文章编号：0517-6611-(2007)-13-03946-03

摘要 目前水资源日益紧缺的情况下，寻求一种既经济且效果好的污水处理方式很重要。河岸渗滤系统对污水具有净化功能，可以去除河水中的天然有机污染物、合成有机污染物、无机污染物以及颗粒物、细菌及病原体等污染物，是一种行之有效的处理途径，通过对它的简单概述来了解河岸渗滤系统的作用，为我们以后的研究方向提供理论依据。

关键词 污水 河岸渗滤系统 净化作用

目前地表水体污染严重，使紧缺的水资源更加短缺，严重制约了社会经济的发展。于是人们迫切需要寻找一种费用少、效果好的污水资源化技术，改善水环境质量，实现水资源的持续利用，这已成为当今全球水环境研究的热点。实践与研究表明，河岸渗滤（Wolfgang Kuehn et al.，2000）（River Bank Filtration，RBF）对污水的净化是一种经济、高效的饮用水治理技术，得到了越来越多国家与研究者的重视。由于我国水环境研究起步较晚，目前关于污染河流对其沿岸地下水环境影响的研究较少，因此进行河岸渗滤系统对地表污水净化的研究，为实现城市污水资源化提供科学依据，其意义十分重大。

1 河岸渗滤的定义

河岸渗滤是指河水在补给地下水的渗滤途中，被河流沉积层过滤且净化的过程。在该过程中，河水中的污染物经过沉积层的过滤、生物降解、吸附、沉淀，以及与地下水混合稀释等而使污染物浓度降低，使河水水质得到净化。其作用机理如图1所示。

河岸渗滤是一个自然净化过程。在德国利用河岸渗滤净化河流污水已有100多年的历史，在美国也有50多年的历史。国外许多国家通过河岸渗滤系统获取部分饮用水，在斯洛伐克共和国通过河岸渗滤获取的饮用水占总饮用水的50%（Wolfgang Kuehn et al.，2000），在匈牙利占45%，在德国占16%，在荷兰占5%，在德国的萨克斯占18%，在德国的柏林市占75%。在我国的许多地区，尤其是北方许多城市也是通过河岸渗滤作用获取饮用水。所以说，河岸渗滤这种古老的水处理技术在我们的生活中非常重要。

图1 河岸渗滤过程示意图

Fig.1 The sketch map of riverbank filtration

（Chittaranjan Ray et al.，2002）

2 河岸渗滤系统除污功效

2.1 去除天然有机污染物

天然有机物NOM（Natural Organic Matter）是一种包括溶解的、腐殖的微粒和未腐殖的有机物等混合物。一些欧洲国家用河岸渗滤技术提高饮用水中NOM的去除率（Chittaranjan Ray et al.，2002），其去除率在荷兰达7%，德国达16%，匈牙利达40%，芬兰达48%，法国达50%，瑞士达80%。

对于天然的地表水体而言，水体中总的有机碳TOC（Total Organic Carbon）和化学需氧量COD（Chemical Oxygen Demand）主要是由NOM引起的。在城市的给水处理中，常采用氯气消毒方法除去水中的微生物及病原体，但是在消毒过程中，NOM可与氯气反应生成三氯甲烷、氯代乙酸等消毒副产物，它们是致癌物质。为保证人们的饮用水安全，人们更加关注这些消毒副产物的去除问题。大量研究发现，河岸渗滤对NOM具有一定的去除功效。Miettiner等（1994）通过监测某地表水及其岸边地下水水质时发现，在地表河水向下入渗的过程中，地表水的TOC和COD等含量不断降低，通过分光光度法确定，87%的高分子量化合物（1 500 g/mol）被去除。Sontheimer（1980）在莱茵河岸研究发现，河岸渗滤作用对中等分子量的化合物的去除率近70%。Ludwig等（1997）在德国的易北河沿岸开展研究进一步证实，分子量超过1 000 g/mol的NOM在河岸渗滤过程中不断被去除。Wang等（1998）在俄亥俄河开展为期两年的研究发现，河岸渗滤作用对NOM的去除机理主要是由生物作用。Ray等（2002）在俄亥俄河的研究亦发现，距河岸9m的观测井，当从观测井中以0.087 6m³/h抽取地下水时，井水中的TOC含量比河水中的减少了60%，井水中的NOM浓度比河水中的NOM浓度大大降低，甚至为零。以上均说明了河水中的污染物NOM可以通过河岸渗滤系统得以去除，这样大大提高了生活饮用水和生产用水的质量。

2.2 去除合成有机污染物

众所周知，芳香胺属于河水中常见的合成有机污染物，其毒性很大，并且有致癌性、致突变性以及潜在的生物毒性。Sax（1984），Fishbein（1984），Razo-Flores（1997）等通过室内渗滤实验说明了易北河水中苯胺在3 h内去除率达100%，而2-硝基苯胺在14 h去除率仅达40%。其原因是芳香胺的生物降解性主要取决于苯环的类型、个数和取代基的位置。Eckhard Worch等（2002）通过实验研究发现，河岸渗滤过程中多氯苯胺和硝基苯胺很难降解，然而没有取代基的苯胺在河岸渗滤过程中滞留3 h 后就完全降解了。Jütte（1999）分析并比较了易北河水和两岸井水中三氯乙烯、四氯乙烯、氯仿的浓度，在井水中它们的浓度显著下降，有的甚至低于检测范围。Widerer等（1985）研究莱茵河岸渗滤系统对固态有机碳（SOC）的去除情况，结果发现，SOC去除效率与其生物降解性及其在河水中的浓度密切相关。河水中芳香胺的浓度为17μg/L时，其去除率达71%，河水中三氯乙烯的浓度为1.5μg/L时，其去除率为33%，河水中氯仿的浓度为15μg/L时，其去除率很低。

针对河水中常见的另外一些合成有机污染物，如除草剂、杀虫剂、药剂。Jütter（1999）调查了中德鲁尔河河岸渗滤过程中这些成分的去除率，在河流沉积层环境为厌氧条件时，如芳樟醇、异冰片基溴酸等极性污染物去除率达99%。Verstraeten（2002）等报道了普拉特河傍河水井中除草剂浓度比河水中的减少了76%。Dillon（2002）等报道了澳大利亚东南的墨累河中，其傍河水井除草剂的浓度大大低于河水中的浓度，主要因为除草剂在该河沉积层中发生了吸附和生物降解作用。莠去津是地表水中常见的除草剂，在美国北部城市路易斯维尔附近的俄亥俄河中，莠去津的浓度超过1μg/L，然而河岸渗滤水中莠去津的浓度低于检测限0.1μg/L。

地表水体中还有一些来源于家庭洗涤剂的合成有机污染物，比较典型是薄荷醇、柠檬油精、松油醇、4-叔丁基环己醇、4-叔丁基环己酮。河水中这些有机污染物浓度相对稳定，不随季节变化。Jütter（1999）研究发现，当河水向下渗滤距离为31m时，这些合成有机污染物的浓度接近或低于检测限，例如薄荷醇、柠檬油精的浓度低于检测限，这表明河岸渗滤系统对其具有很好的去除功效。

2.3 去除无机污染物

人类的各种活动增加了河水中无机物的浓度，当这些无机物含量超过国家规定的标准时，就成为污染物，铬、镉、砷、氨盐、硝酸盐、硫酸盐等是地表水中常见的无机污染物，其对人类和牲畜危害很大。由于氨氮、亚硝态氮、硝态氮（简称“三氮”）是目前水环境中普遍存在的污染组分。水环境中的重金属污染其危害较大，对动植物和生物具有致癌、致畸、致突变（简称“三致”）作用，故这里主要介绍河岸渗滤系统对氮污染物的去除和重金属污染物的去除。

19世纪70年代初，研究发现莱茵河河水中氨氮浓度较高Jütter（1999），而溶解氧DO（Dissolved Oxygen）浓度较低，这是因为当时莱茵河已经受到严重污染，氨氮发生硝化作用消耗了河水中的DO，使河水中DO浓度小于1mg/L，这么低的DO浓度不利于氨氮的去除，故河水中氨氮浓度不断加大。随着环境保护措施的相继出台，河水质量得到改善，19世纪80年代，河水中的DO浓度升高到3mg/L，高的DO浓度也提高了氨氮的去除率。吴耀国等（2000）研究了徐州市奎河河岸渗滤系统对水体中氮的去除情况，发现奎河水中氮污染严重，并且以氨氮为主，在距河岸40m处的水井中氨氮的去除率达95%以上。

河岸渗滤系统对氮的去除作用主要是反硝化作用。Grischek（1998）研究发现易北河水中的

浓度为4.97mg/L，由于

在河岸渗滤过程中发生反硝化作用，结果渗滤水中的

浓度远远低于河水中的浓度，降低到检测限之下，尤其是在炎热的夏季，河岸渗滤系统中微生物活性较高，

在反硝化作用下其浓度降低很快，在水中根本检测不到

。Schubert（2002）取莱茵河水作了一系列的试验，用来评价溶解的有机碳、氨氮和亚硝态氮的去除率，结果证明河岸渗滤系统对它们的去除效果都很好。在德国东部的萨克斯，试验结果得出不仅河水中可氧化的有机碳为反硝化作用提供碳源，而且河流沉积物中的 SOC 也能为其提供碳源，其结果不仅去除了氮，而且也去除了 DOC 和 SOC。Grischek（1998）等研究证明

在易北河的一个砂砾岩沉积层中发生了反硝化作用，碳源就是这个砂砾石沉积层中溶解的有机碳。

Jütter（1999）在Glatl河研究不同重金属的运移机制，结果表明水环境中有机物的生物降解作用增加了铜和锰的迁移能力；在还原条件下锰迁移能力提高；在氧化条件下，其迁移能力降低，从而限制了其进一步对水环境的污染。例如氧化环境下，河流沉积物可以与锌和镉发生物理和化学作用，使水中锌和镉的浓度降低，阻止其进一步向下迁移。Son-theimer（1980）在莱茵河流速较低的河段研究发现，河岸渗滤系统可以去除重金属，且去除率较稳定，像铬和砷的去除率可达90%，其他重金属如镉、锌、铅、铜、镍的去除率也超过50%，主要的去除机理是河岸渗滤系统的吸附作用。

以上主要阐述了河水中不同污染物在河岸渗滤过程中发生不同的物理、化学和生物作用而得以去除。下面通过一个例子说明污染的河水在河岸渗滤系统的入渗过程中，几种污染组分浓度发生的变化。图2的上部是河岸渗滤系统的剖面示意图，下面3个曲线图是河水中3种污染物随着河岸渗滤途径的浓度变化示意图。由图2可见，河水中3种污染物在河岸渗滤系统中发生了强烈的生物地球化学作用。河水中DO、硝酸盐和DOC浓度很高，这时候河流环境为氧化环境，河水中离子态锰的浓度很低。随着河水向下入渗通过河岸渗滤系统（即如图2中所示的还原区）时，污染物DOC在微生物的作用下发生生物降解，它的浓度在河岸渗滤系统中显著下降，同时系统中DO浓度迅速降低，硝酸盐在这个系统发生反硝化作用，导致硝酸盐浓度的降低。这时候的河岸渗滤系统为还原环境，使入渗水中锰或铁离子浓度显著升高。入渗的河水沿着渗滤系统进一步渗滤，由于大气通过包气带不断向河流输送氧气，河岸渗滤系统重新获得氧气，使该系统处于还原和氧化的混合环境，DO浓度有所回升，而硝酸盐在这个混合环境下不利于发生反硝化作用，其浓度也有所升高，而迁移的锰或铁离子又被氧化成难溶于水的固态锰或铁，入渗水中其浓度明显下降。从图2可以得到，河岸渗滤位置不同，其环境条件千差万别，对污染物的净化效果也存在很大的差异。因此，在实际的傍河水源地布井时，应该根据实际情况来布置开采井的位置，提高生活饮用水和生产用水的质量。

图2 河岸渗滤过程中DO、硝酸盐、溶解锰、DOC的变化示意图

Fig.2 The variances of DO，NO₃，Mn⁴⁺，DOC

2.4 去除病原体污染物

由于城市生活污水的排放，使地表水体遭受病原体的污染。病原体包括细菌、寄生虫、原生动物和病毒等，这些病原体随河水入渗进入地下水中，其对人体和牲畜造成极大的威胁。

在美国路易斯维尔河研究河岸渗滤系统对细菌和病原体的去除情况，通过检测距河岸0.6m，1.5m，2.7m与15m的井中的水质发现，细菌和病原体的去除率可达2.4个对数单位。Wang等（1998）研究发现，河岸渗滤系统对俄亥俄河水中细菌及病原体的去除是随渗滤距离的增加而增加的，在河岸沉积层顶部的1～2m范围内其去除率最为显著，细菌和病原体浓度大于100个单位的河水经过河岸渗滤系统时，其浓度可降到1个单位以下。

多年来，荷兰的地表水体不断遭受病原体污染，但在地下水中很少发现这些污染物的存在，表1是在荷兰3条不同河流两岸的观测井中测到的病原体的去除情况（Havelaar et al.，1995），由表1可见，河岸渗滤系统可以有效地去除病原体。同时说明尽管河水在系统中滞留时间有很大差异，但在距河25～30m处，不同河岸渗滤系统对病原体的去除效果差别很小。在澳大利亚的5条河流的河水中都发现了原生生物，但在两岸的水井中却没有监测到它们。Havelaar等（19995）研究河岸渗滤系统对肠道类与呼吸道病毒的去除作用，与其他处理方法相比，河岸渗滤系统对病毒的去除率达4个对数单位，对大肠杆菌去除率达5～6个对数单位，其去除效果明显优于其他处理方法。当然，河岸渗滤系统中有机质含量越高，其对污染物的去除率越高。Miller与fallowfield利用土柱试验研究河岸渗滤系统对蓝藻的去除功效，结果表明，有机碳含量和粘土含量高的河岸沉积层对它们的去除率为100%。

表1 在荷兰的3个不同河岸渗滤地点微生物的对数去除情况Table1 The log-removal of microorganisms in three different riverbank

注：“—”代表低于检测范围。

3 结语

河岸渗滤过程作为一种自然的地表污水净化过程具有很多优点，它可以去除很多污染物，与传统的处理方法相比，设备简单，处理成本低。河岸渗滤过程作为可以饮用水处理的预处理步骤，具有很好的应用前景。由于不同河流的物理化学环境复杂，目前有关这方面的数据资料很有限，我们还需要系统分析污染物在这个独特的水文地球化学环境中所发生的各种变化。

今后对河岸渗滤系统的主要研究方向如下：

（1）河岸渗滤系统可以通过物理、生物及化学作用去除污染物，但对河岸的渗透性是否有影响；

（2）河岸渗滤系统可以显著去除病原体，但需要了解其去除机理；

（3）各种污染物单独通过河岸渗滤系统时发生了哪些作用；多种污染物混合通过河岸渗滤系统时又会发生哪些作用。

随着人们对河岸渗滤系统的进一步认识，相信会有更多的科学工作者投身于对河岸渗滤系统的研究，这对人们更好地维护和运行河岸渗滤系统具有深远的意义。

参考文献

吴耀国，王超，王惠民.2000.徐州市奎河——地下水渗滤系统处理水体中的氮.上海环境科学，19（1）：23～25.

Chittaranjan Ray，Thomas Grischek，Jurgen Schubert，et al.2002.A perspective of riverbank filtration.Journal of AWWA，94（4）：149～162.

Dillon P J，Miller M，Fallowfield H，Hutson J.2002.The potential of riverbank filtration for drinking water supplies in relation to microsystin removal in brackish aquifers.Journal of Hydrology，266：209～221.

Eckhard Worch，Yavuz Corapcioglu，Jack Z Wang，et al.2002.Laboratory tests for simulating attenuation processes of aromatic amines in riverbank filtration.Journal of Hydrology，266：259～268

Grischek T，Hiscock K M，Felicita Briski，et al.1998.Factors affecting denitrification ring infiltration of river water into a sand and gravel aquifer in Saxony，Germany.Water resource，32（2）：450～460.

Havelaar A H，Van Olphen M，Schijven J F.1995.Removal and inactivation of virus by drinking water treatment processes under full-scale conditions.Wat.Sci.Tech.，31（5）：55.

Jütter F.1999.Efficacy of bank filtration for the removal of fragrance compounds and aromatic hydrocarbons.Wat.Sci.Tech.，40（6）：123～128.

Ludwig U Grischek，Nestler T，Neumann W.1997.Behavior of different molecular-weight fractions of DOC of Elbe River water ring riverbank infiltration.Acta Hydrochim.Hydrobiol.，25：145～150.

Miettinen I T，Martikainen P J，Vartiainen T.1994.Humus transformation at the bank filtration water plant.Wat.Sci.Tech.，30（10）：179～187.

Ray C，Soong T W，Lian Y Q，et al.2002.Effect of flood-inced chemical load on filtrate quality at bank filtration sites.Journal of Hydrology，266：235～258.

Sontheimer H.1980.Experience with riverbank filtration along the Rhine Rive.Journal of AWWA，72：386～390.

Verstraeten I M.2002.Changes in concentrations of triazine and acetamide herbicides by bank filtration，ozonation，and chlorination in a public water supply.Journal of Hydrology，266：190～208.

Wang Yu-Sheng，Morton A Barlaz.1998.Anaerobic biodegradability of alkylbenzenes and phenol by landfill derived microorganisms.FEMS Miciobiology Ecology，25：405～418.

Widerer P A，Foerstner U，Kuntschik O R.1985.The role of riverbank filtration along the Rhine River for municipal and Instrial water supply.Artificial Recharge of Groundwater.Boston：Butterworth publishers，23（6）：509～528.

Wolfgang Kuehn，Uwe Mueller.2000.Riverbank filtration—an overview.Journal of AWWA，92（12）：60～69.

Progress of Pollutants Removal Efficiency in Riverbank Filtration System

Xing Yong-qiang¹Li Jin-rong²Yang Zhen-fang²

（1.Sciencial Research institute of land and resource of Henan Province，Zhengzhou 450016；2.College of Environment and Water Conservancy，Zhengzhou Univ.，Zhengzhou 450001）

Abstract：In conditions of Shortage of water-resource，the importent is looking for method ofremoval wastewater，which is both low-cost and efficacy.Wastewater can be purified by a river-bank filtration system.Riverbank filtration system can remove a variety of contaminants present in the river water，such as natural organic pollutants，synthetic organic pollutants，inorganic pollu-tants，bacteria，pathogens etc.On the basis of simply outline of purification，further research directions of a riverbank filtration system are also presented.

Key words：wastewater；riverbank filtration system；purification function

7. 请问：污水处理或污水处理厂重要性（概括总结性在100-200字左右）

我仅从污水的危害来说明污水处理的重要性。也许这种方式可以直接说明
(1)危害人的健康
水污染后，通过饮水或食物链，污染物进入人体，使人急性或慢性中毒。砷、铬、铵类、笨并(a)芘等，还可诱发癌症。被寄生虫、病毒或其它致病菌污染的水，会引起多种传染病和寄生虫病。重金属污染的水，对人的健康均有危害。被镉污染的水、食物，人饮食后，会造成肾、骨骼病变，摄入硫酸镉20毫克，就会造成死亡。铅造成的中毒，引起贫血，神经错乱。六价铬有很大毒性，引起皮肤溃疡，还有致癌作用。饮用含砷的水，会发生急性或慢性中毒。砷使许多酶受到抑制或失去活性，造成机体代谢障碍，皮肤角质化，引发皮肤癌。有机磷农药会造成神经中毒，有机氯农药会在脂肪中蓄积，对人和动物的内分泌、免疫功能、生殖机能均造成危害。稠环芳烃多数具有致癌作用。氰化物也是剧毒物质，进入血液后，与细胞的色素氧化酶结合，使呼吸中断，造成呼吸衰竭窒息死亡。我们知道，世界上80%的疾病与水有关。伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝类是人类五大疾病，均由水的不洁引起。

(2)对工农业生产的危害
水质污染后，工业用水必须投入更多的处理费用，造成资源、能源的浪费，食品工业用水要求更为严格，水质不合格，会使生产停顿。这也是工业企业效益不高，质量不好的因素。农业使用污水，使作物减产，品质降低，甚至使人畜受害，大片农田遭受污染，降低土壤质量。海洋污染的后果也十分严重，如石油污染，造成海鸟和海洋生物死亡。

(3)水的富营养化的危害
在正常情况下，氧在水中有一定溶解度。溶解氧不仅是水生生物得以生存的条件，而且氧参加水中的各种氧化-还原反应，促进污染物转化降解，是天然水体具有自净能力的重要原因。含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放，大量有机物在水中降解放出营养元素，促进水中藻类丛生，植物疯长，使水体通气不良，溶解氧下降，甚至出现无氧层。以致使水生植物大量死亡，水面发黑，水体发臭形成“死湖”、“死河”、“死海”，进而变成沼泽。这种现象称为水的富营养化。富营养化的水臭味大、颜色深、细菌多，这种水的水质差，不能直接利用，水中断鱼大量死亡。

8. 中国最新的水资源现状 污水处理现状

根据前瞻产业研究院发布的《中国污水处理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示，截至年底，我国污水处理及其再生行业企业个数达到了213个，资产总计844.13亿元，较2011年增长了11.43%，销售收入为236.64亿元，较2011年增长了16.16%，扩张速度较快。

但是我国当前污水处理费还处于较低的水平，在我国36个大中城市中还有14个城市的污水处理费低于0.8元/吨，未能达到国家规定的上涨幅度，虽然当前我国污水处理及其再生行业的毛利率较高，2012年华东地区和西北地区的毛利率超过了100%，但是由于污水处理费的工业事业特征，其市场调节能力较差，2012年我国污水处理及其再生行业七个地区有四个毛利率在下降，而且华东、华中地区连续两年处于下降趋势，在一定程度上会打击企业投资这个行业的积极性。

前瞻产业研究院污水处理及其再生行业小组认为，从我国污水日处理能力和污水排放总量对比来看，我国污水处理能力尚不能满足需处理的污水量，加上污水处理行业存在产能利用率低的问题，每年都有大量的没有得到处理的污水流入水体中污染水环境，行业需求大于供应。

受到经济回暖，国家政策推动以及环保行业热度增长等有利因素作用，污水处理行业整体生产经营状况较好，基于多项政策的利好作用具有持续性，加之随着工业的持续增长，污水处理的行业需求将稳定增加，预计2013年污水处理行业的财务运行仍将保持较好水平。

国家环境保护“十二五”规划指出，“十二五”期间中国环保投资将达3.1万亿，较“十一五”期间1.54万亿的投资额上升121%。“十二五”期间，随着环境税费改革，市场化和特许经营制度完善，税费优惠政策落实和处理费用征用水平提高，污水处理、垃圾处理运行服务市场将迅速发展，环境咨询、环境设计、环境贸易等服务领域也将进一步扩大，行业发展前景广阔。

总体来说，我国污水处理行业前景比较良好，行业增长空间很大。

9. 怎样写污水处理厂的调查报告

1、文献综述是对某一方面的专题搜集大量情报资料后经综合分析而写成的一种学术论文， 它是科学文献的一种。
2、格式与写法
文献综述的格式与一般研究性论文的格式有所不同。这是因为研究性的论文注重研究的方法和结果，特别是阳性结果，而文献综述要求向读者介绍与主题有关的详细资料、动态、进展、展望以及对以上方面的评述。因此文献综述的格式相对多样，但总的来说，一般都包含以下四部分：即前言、主题、总结和参考文献。撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲，在根据提纲进行撰写工。
前言部分，主要是说明写作的目的，介绍有关的概念及定义以及综述的范围，扼要说明有关主题的现状或争论焦点，使读者对全文要叙述的问题有一个初步的轮廓。
主题部分，是综述的主体，其写法多样，没有固定的格式。可按年代顺序综述，也可按不同的问题进行综述，还可按不同的观点进行比较综述，不管用那一种格式综述，都要将所搜集到的文献资料归纳、整理及分析比较，阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述，主题部分应特别注意代表性强、具有科学性和创造性的文献引用和评述。
总结部分，与研究性论文的小结有些类似，将全文主题进行扼要总结，对所综述的主题有研究的作者，最好能提出自己的见解。 参考文献虽然放在文末，但却是文献综述的重要组成部分。因为它不仅表示对被引用文献作者的尊重及引用文献的依据，而且为读者深入探讨有关问题提供了文献查找线索。因此，应认真对待。参考文献的编排应条目清楚，查找方便，内容准确无误。关于参考文献的使用方法，录著项目及格式与研究论文相同，不再重复。