污水特征背景

傳統(tǒng)水質(zhì)指標(biāo)、工藝?yán)碚摵图夹g(shù)知識(shí)等，在解釋或解決污水高標(biāo)準(zhǔn)處理中面臨越來(lái)越多的新現(xiàn)象和新問(wèn)題。為適應(yīng)污水高標(biāo)準(zhǔn)處理需求，在分析污水水質(zhì)特點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)處理面臨的問(wèn)題及其根源的基礎(chǔ)上，污水特征——即“水征”的概念被提出，支撐污水處理工藝研究。

污水中的污染物是一個(gè)復(fù)雜混合物體系。水污染物的復(fù)雜性包括濃度差異大、性質(zhì)/轉(zhuǎn)化性質(zhì)差異大、組分間的相互作用復(fù)雜。例如，城市污水處理廠二級(jí)出水中各污染物濃度跨越數(shù)ng/L（內(nèi)分泌干擾物、藥物及個(gè)人護(hù)理品）到數(shù)千mg/L（總?cè)芙夤腆wTDS）的9個(gè)數(shù)量級(jí)（圖2）。

水污染物的復(fù)雜性導(dǎo)致污水處理工藝面臨設(shè)計(jì)難和診斷難兩大問(wèn)題。污水處理工藝設(shè)計(jì)往往依據(jù)化學(xué)需氧量COD、總氮TN等污染物濃度，參考其他工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是，污染物濃度往往不能表明污水的處理特性，使得高標(biāo)準(zhǔn)水處理工藝設(shè)計(jì)具有較大的盲目性。污水處理工藝診斷中，缺乏難去除組分識(shí)別和工藝運(yùn)行優(yōu)化等方面的理論指導(dǎo)，工藝改造針對(duì)性不強(qiáng)。

水征(Water Feature)，是指污水中污染物的濃度水平、組分特征、安全性和穩(wěn)定性及其時(shí)空變化等，可支撐水質(zhì)安全評(píng)價(jià)、處理特性預(yù)測(cè)、處理工藝設(shè)計(jì)和工藝診斷優(yōu)化的信息集成，包括量、時(shí)間和空間3個(gè)維度。

污染程度：污染程度即污水中的污染物濃度，如特征污染物、特定污染物和特定組分的濃度水平及其隨時(shí)間和空間的變化 。

組分特征：污水中的污染物種類(lèi)多。應(yīng)從不同的角度，利用不同的指標(biāo)，表征污染物組分的全貌。此外，還需確定不同組分間的相互作用，評(píng)價(jià)水中污染物的處理性、水質(zhì)安全性和穩(wěn)定性等。具體研究方法包括組分表征和組分分離。組分表征主要表征污染組分的光譜特征、分子量分布、親水性/疏水性等；組分分離包括基于酸堿、分子量、親水性/疏水性等理化特征分離純化組分，精細(xì)化解析各污染組分特征（圖3）。

毒害效應(yīng)：毒害效應(yīng)是指污水對(duì)生產(chǎn)、人體健康、生物和生態(tài)造成的不良效應(yīng)。根據(jù)目的不同，采取的水質(zhì)毒害效應(yīng)評(píng)價(jià)方法也不同，如可利用綜合生物毒性測(cè)試方法評(píng)，價(jià)污水處理廠出水的生態(tài)安全性等。毒害效應(yīng)評(píng)價(jià)方法包括已知的有毒有害污染物和關(guān)鍵毒性因子濃度分析法(重金屬、特定有機(jī)污染物等)、綜合生物毒性檢測(cè)法等。 從廣義上講，氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在天然水體中會(huì)引起水華爆發(fā)，從而破壞水生態(tài)系統(tǒng)，也是水質(zhì)毒害效應(yīng)的一種。

轉(zhuǎn)化潛勢(shì)：污水在處理、以及后續(xù)的儲(chǔ)存、輸配和利用過(guò)程中，水質(zhì)發(fā)生變化的難易程度稱(chēng)為水質(zhì)轉(zhuǎn)化潛勢(shì)，包括水質(zhì)穩(wěn)定性和處理特性兩個(gè)方面。水質(zhì)穩(wěn)定性又可分為化學(xué)穩(wěn)定性（沉淀結(jié)構(gòu)、溶解腐蝕特性）和生物穩(wěn)定性（微生物生長(zhǎng)潛力）。污水中化學(xué)污染物的處理特性是指利用物理、化學(xué)和生物方法能夠從水中將其去除的潛力，是選擇處理技術(shù)和組合工藝的依據(jù)，如生化需氧量BOD。

污水特征處理特性預(yù)測(cè)

水征組分分析可提供有機(jī)污染物的分子量、親水性/疏水性和酸堿性特征等。這些特征信息可反映污水的處理特性，支撐處理工藝設(shè)計(jì)（圖4）。分子量大于30k Da的污染物可以利用混凝法去除，小于1k D的生物難降解污染物可以利用活性炭吸附去除。分子量1k~10k Da的難生物降解性污染物不易被活性炭吸附，也不易絮凝處理，膜過(guò)濾去除性能也不理想，是污水處理的難點(diǎn)。

污水特征工藝診斷

水征分析可進(jìn)一步提供污水中污染物指紋特征，識(shí)別在處理水中殘留的、難處理的組分（圖5）。結(jié)合生產(chǎn)原料特征，追溯難處理組分原因，可為工藝診斷和優(yōu)化提供必要信息。如某造紙廢水含有較高的疏水性大分子組分（>5k Da），生物處理串聯(lián)強(qiáng)化混凝的處理效果不佳，難以穩(wěn)定達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)處理；工藝改造中，在生物處理前端加上深度氧化處理工藝，可強(qiáng)化去除二級(jí)生物出水中的高分子疏水組分，滿足后續(xù)混凝高標(biāo)準(zhǔn)處理。

污水是一個(gè)復(fù)雜體系，污水處理是一個(gè)量變過(guò)程也是一個(gè)質(zhì)變過(guò)程。水征研究可不斷發(fā)現(xiàn)常規(guī)處理過(guò)程中，原來(lái)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的新現(xiàn)象、新問(wèn)題，可用于評(píng)價(jià)和重新認(rèn)識(shí)現(xiàn)有污水處理工藝和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)和工藝組合及其運(yùn)行操作。2100433B

養(yǎng)殖場(chǎng)污水的主要特征是：

養(yǎng)殖污水具有典型的“三高”特征即有機(jī)物濃度高COD高達(dá)3000-12000mg/l，氨氮高達(dá)800-2200mg/l，懸浮物多SS超標(biāo)數(shù)十倍，色度深，并含有大量的細(xì)菌，氨氮、有機(jī)磷含量高?？缮院?，沖洗排放時(shí)間集中，沖擊負(fù)荷大。

根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)，先去除懸浮物與色度，采用混凝沉淀工藝，有機(jī)物、氨氮、有機(jī)磷采用生化處理，因污染物濃度高，從成本及處理效果考慮，采用厭氧 好氧處理工藝。

污水淘金是污水資源化利用的通俗稱(chēng)法。是指把排放污水中的能源與資源進(jìn)行科學(xué)、有效地提取與再利用，以達(dá)到節(jié)約能源與資源的目的。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)的年污水排放總量在1000億噸左右，其中工業(yè)污水排放量在350億噸左右。這些污水中既有中高溫污水，可通過(guò)一次換熱的方式回收熱能，又可以全部通過(guò)二次換熱即用熱泵轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行能量的提取進(jìn)行采暖或制熱，以此節(jié)約大量的化石能源。同時(shí)隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，如對(duì)這些污水再進(jìn)行深度的處理即可達(dá)到農(nóng)田灌溉標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)水回用標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。改善我國(guó)的缺水現(xiàn)狀。同時(shí)污水中的其它可利用成分可以通過(guò)不同的方法在預(yù)處理過(guò)程中進(jìn)行提取回收與利用。

山東省高密藍(lán)天節(jié)能環(huán)保科技有限公司在國(guó)內(nèi)率先提出了污水淘金的新概念，其生產(chǎn)的YWRH系列污水換熱裝置和YWDH系列多段中水回用裝置以及污水源熱泵技術(shù)已成功在國(guó)內(nèi)二百余家印染、造紙及采暖 工程中得到推廣應(yīng)用。每年可為服務(wù)企業(yè)節(jié)約標(biāo)煤50余萬(wàn)噸，回收中水5000萬(wàn)噸。