常州一級反滲透水處理設施精益求精 

　養殖水體中的污染物主要有：有機物、氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、磷等。其特點主要有：水量大，污染物種類較少而含量變化小等特點，污染物主要為有機物和氮、磷等營養鹽，大部分水產養殖廢水屬于微污染水，污染負荷相對比較低，處理也較為容易，有些養殖廢水甚至不需要物理化學處理，而直接采用生物法處理即可滿足排放要求。

　　1.1 有機物

　　水環境中有機物含量過高易造成水質惡化，在有機物分解時將會極大的消耗溶解氧。水產養殖廢水有機物主要來自未被魚蝦蟹等利用的殘餌和養殖水產品的排泄物。

　　1.2 氮

　　氨氮：當水體中TN的濃度超過0.5mg/L時，對魚類有毒害作用。水體中的氨氮包括非離子氨氮(NH3-N)和離子氨氮(NH4+-N)，其中NH3-N的毒性很強，其濃度在0.02-0.05mg/L之間時，就會使水產品降低免疫力，導致水產品疾病甚至死亡。養殖廢水中的氨氮主要來源于飼料殘餌、水產品的排泄物、死亡并腐化的植物以及池底沉積物的氨化分解形成的物質。

　　硝態氮：硝態氮主要包括硝酸鹽和亞硝酸鹽。硝酸鹽對水生生物毒害作用較小，亞硝酸鹽對水生生物的危害很大，因為亞硝酸鹽會把亞鐵血紅蛋白氧化成為不具有運輸氧氣功能的高鐵血紅蛋白，氧氣不能正常運輸，造成缺氧。

　　亞硝酸鹽是硝化菌分解氨化養殖水體中的餌料和糞便轉化而成，是養殖污水中污染物的中間產物，很不穩定。

　　硝酸鹽是含氮有機物經過無機化作用的最終階段的產物，在有氧的條件下，亞硝酸鹽可以氧化成硝酸鹽，在無氧的條件下，硝酸鹽可以在微生物的作用下，轉化成亞硝酸鹽。

　　1.3 磷

　　飼料中的磷的含量都很高，但是養殖水產品只能吸收很少的一部分，約17.4%，絕大部分的磷被排放到附近水域，導致了富營養化。水體中的磷主要來源于飼料殘餌，磷是魚類的魚鱗和骨骼的的必須的營養成分。

　　1.4 總懸浮顆粒物

　　TSS包括直徑在1~100μm之間的懸浮于水體中的非沉淀懸浮物和直徑大于100μm的懸浮物可沉淀。TSS會對魚類產生毒害作用，導致魚類生長速度緩慢甚至死亡。總懸浮顆粒物(TSS)也來自于殘餌和水產品的排泄物。

　　2、水產養殖廢水理化處理法

　　2.1 物理法

　　在水產養殖廢水物理處理中，的為機械過濾和泡沫分離技術，兩者都用于廢水的初步處理。

　　機械過濾原理是阻隔吸附，屬于最基本的污水處理法。養殖廢水中的殘餌和水產品排泄物，大部分以懸浮顆粒物形式存在，采用物理過濾技術去除是較為方便有效的方法。在養殖廢水處理中，機械過濾器過濾效果較好，也是目前應用較多的過濾器；砂濾池也能較好地將大顆粒的養殖殘餌和糞便去除，經常被用于循環水養殖類養殖場。但機械過濾對COD、BOD、N和P的去除效果不佳。

　　泡沫分離技術也經常被用于水產養殖廢水的初步處理，向被養殖廢水中通入空氣后，形成微小氣泡。廢水中的具有表面活性的部分污染物就會被微小氣泡吸附，隨氣泡一起上浮形成泡沫。對泡沫進行分離，即可去除該部分溶解態和懸浮態污染物。由于泡沫分離技術在去除了有毒有害污染物質同時，也為養殖水體提供了必需的溶解氧，有效地維護了養殖水體的水環境，促進養殖水產品的成長發育。

　　2.2 化學法

　　用于養殖廢水處理的化學法通常為化學氧化，常用的氧化劑有臭氧、過氧化氫、二氧化氯、液氯等。氧化劑具有氧化分解難生物降解溶解態有機物的作用，是養殖廢水深度處理的主要手段。

　　臭氧具有很強的氧化性，其原理是，在水中分解的中間物質經基自由基(-OH)，可以分解那生物降解且難以被一般氧化劑氧化的溶解態有機物。用臭氧處理廢水，既能增加水中溶解氧，增加養殖水體的氧含量，又能夠快速消滅細菌、病毒和氨等有毒有害成分，從而達到凈化養殖廢水，改善養殖水體的目的。據相關資料記載，臭氧在魚蝦養殖廢水處理中實際應用效果良好。此外，臭氧能快速降低養殖廢水的COD，增加溶解氧含量，并且可大大降低水中NH3-N和亞硝態氮濃度，但所消耗的臭氧量也相對較大。

　　總體而言，化學氧化雖然具有處理效率很高的優點，但需要特定儀器設備，費用高，而且過量的試劑，很容易引起二次污染。目前，臭氧氧化技術已在美國、歐洲和亞洲的日本被廣泛應用于海水養殖的循環水處理。

　　2.3 理化學法

　　物理化學法相結合的綜合方法，是廢水處理的主要方法之一，如化學沉淀法，通過添加一定的化學絮凝劑，再經過沉淀，去除廢水中的顆粒物及無機物。

　　近些年，許多研究者對臭氧氧化與膜的結合技術產生了濃厚的興趣。Zhu等人發現在陶瓷微濾膜之前使用臭氧進行初級處理，不僅可以提高污染物的去除率，而且對緩解膜污染具有很重要的作用;Schlichter等人將臭氧與地表水混合后通入膜組件，能夠提高有機物的降解率，并同樣緩解了膜污染;Choi等人通過一個膜與臭氧結合的中試研究，證明在臭氧存在的條件下，膜的通量會保持在一個穩定值，并且能夠很好的降解污染物質。將膜分離技術與高級氧化技術相耦合用于廢水的深度處理過程，不僅能夠利用膜截留來濃縮廢水中的有毒有害物質，而且還可以用高級氧化技術中的氧化劑來降解膜截留的污染物質。如此一來，這種耦合技術在一方面解決了膜分離中濃縮水的二次污染問題和緩解膜污染問題，另一方面也提高了高級氧化技術中氧化劑與污染物接觸的幾率，提高了其氧化基團的利用效率。該技術目前有諸多學者正在研究實驗，是未來污水處理的主要發展方向之一。

　印染廢水是紡織行業排放的含有染料的主要污染物，具有排放量大、色度深、濃度高、可生化性低、pH值變化大的特點。印染廢水處理的突出問題是色度和難降解有機物的去除。目前的印染廢水處理研究主要從破壞染料發色基團和降低溶液COD兩個方面著手，達到脫色和降解有機物的目的。處理印染廢水技術主要有生物處理法、物理法、化學法及高級氧化法。

　　生物法對難生物降解染料及助劑難以去除，越來越不能滿足印染廢水復雜多變的處理需求，且印染廢水的可生化性能差，直接利用生化法處理效果不佳。吸附法操作簡單，適用廣泛，但只是把污染物從水相轉移到固相中，面臨著后續處理、吸附材料昂貴和再生困難的問題。膜分離方法在獲得較高的處理效率的同時，還可以使廢水或有用物質獲得再生從而重復使用。但是膜、膜設備及膜污染的集中處理費用較高，限制了該技術大規模應用。化學混凝法對印染廢水中的色度、懸浮物都有較好的去除率，但只可去除一部分，也是將污染物從液相轉移到固相，并沒有實現降解，所以一般用于印染廢水的預處理。

常州一級反滲透水處理設施精益求精 

　　對于廢水中難降解性有機物的處理，當前世界主流技術是以氧化自由基為主的高級氧化技術(AOPs)，包括濕式氧化、超臨界水氧化、芬頓氧化、光催化氧化、臭氧氧化、等離子體技術等，雖然它們的反應機理不相同，但都主要通過產生羥基自由基來氧化有機物，并將之礦化成二氧化碳和水。

　　多綜合功能被慢慢掌握。等離子體反應器中不僅會有多種產生羥基自由基的方式，如光催化、芬頓反應、還有高溫熱解沖擊波、汽蝕、各種活性基團(含氧基團、水合電子、氨氮類自由基、過氧亞硝酸根離子等)的綜合效應來降解有機物，并且這些反應表現出良好的兼容性，還能通過和催化劑、吸附劑等聯合來提高降解效率，且沒有二次污染。因此研究等離子體處理印染廢水工藝具有重要的意義。

　　1、等離子體處理印染廢水反應器

　　1.1 電暈放電反應器

　　利用脈沖電暈放電使有機染料褪色，通過靜電火花間隙開關，使用一個電容器(1nF)放電電路產生高壓脈沖。峰值電壓和重復頻率分別為14~18kV和170~600Hz。反應器有兩個部分，即靜電霧化部分和電暈放電部分。靜電霧化部分由皮下注射針噴嘴和環形電極組成。噴嘴電極和環形電極分別連接到直流電源和地電極。噴嘴的外徑為0.53mm，接地環形電極的內徑為30mm。噴嘴和環形電極之間的距離為15mm。電暈放電部分由方形的線電極(1×1mm2)構成，該電極放置在不銹鋼網(2×2mm2)圓柱電極的中間，電極分別連至脈沖電源和地電極。網狀圓柱電極的垂直高度為60mm，反應器(有機玻璃管)的長度和內徑分別為200和45mm。通過微加料器以6.3mL/min的速率添加染液。以2mL/min的速率從反應器的頂部注入氣體。

　　通過多針-板高壓電暈放電使偶氮染料(酸性橙7，AO7)脫色，反應系統由一個脈沖高壓源和一個反應容器組成。使用0~50kV可調直流電壓源、電容器、可調修剪電容和旋轉火花間隙開關產生脈沖高壓。脈沖上升時間小于100ns，脈沖寬度小于500ns。反應容器由一個樹脂玻璃圓柱(內徑100mm，長度265mm)組成。圓柱的中間有多針-板電極，其能夠在針的產生正流注電暈放電，陽極針和平板電極之間的距離為25mm。7個針構成的陽極中，1個針位于中間，其他的6個針在周圍進行均勻圓周分布，其圓周半徑為20mm，并使用樹脂盤進行固定。每一個針由不銹鋼針頭構成，硅酮絕緣層包裹著伸出的針尖，針尖只從絕緣層中伸出1mm的長度。接地平板電極由90mm直徑、1.5mm厚度的不銹鋼圓盤構成。

　　在利用電暈放電反應器降解甲基橙、天空藍、羅丹明染料廢水，實驗裝置由脈沖高壓電源和反應器組成。用蠕動泵以100mL/min的流速使總體積為300mL的染料溶液循環通過反應器。反應器容器包含一個環形電極幾何體系，在有機玻璃圓柱體的中心放置一個不銹鋼環(厚度0.5mm，直徑6mm)(內徑53mm，長度50mm)用于在水中產生脈沖流光電暈放電。接地電極為不銹鋼圓柱體(直徑50mm，長度30mm)。對環形電極施加正的脈沖電壓。帶有旋轉火花隙開關的電源用于產生高壓脈沖。存儲電容器的脈沖電壓幅度，脈沖頻率和電容分別為0~30kV，25Hz和6nF。

　　1.2 介質阻擋放電反應器

　　利用介質阻擋放電反應器降解亞甲基藍，石英制圓柱形反應器管內徑為19mm，長度為210mm。在外部電極上涂上銀膏，長度為100mm。內電極是由不銹鋼燒結纖維制成的直徑為16mm的圓柱體。含有染料的溶液通過蠕動泵循環，并在內部電極的表面上作為薄膜流動，經過頂部的多個孔。通過反應器的上蓋引入空氣或氧氣，通過質量流量控制器調整流量。氣體和溶液通過底部的管道離開反應器。管道可以放置在溶液儲存器的頂部，也可以放在底部以使氣體通過溶液，從而使放電中產生的臭氧與溶液儲存器中的染料分子反應。放電以脈沖模式運行。內電極以高電壓連接，外電極接地。負極性的直流高壓發生器為1nF的電容充電，隨后通過在自擊穿模式下工作的火花隙開關進行放電。

　　使用浸沒在水中的氣相介質阻擋放電反應器降解偶氮染料橙色II過程中，反應器容器包含有污水，其內徑為90mm，長度為200mm。浸在污水中的介質阻擋放電反應器包含一個石英管和一個9mm的銅棒，石英管的內徑和外徑分別為22和25mm。有效值為13.4~23.3kV的交流高壓被施加到銅電極上，污水和地電極相連接。污水是導電的，它可以將地電極延伸到石英管的表面。在銅電極和石英管的內表面發生放電，在該空間內產生臭氧和紫外線。流經該區域的氣體為空氣或者氧氣。

　　混合氣液介質阻擋放電降解茜素紅(AR)，實驗裝置主要由交流高壓電源和電抗器組成。反應容器為內徑為100mm的夾套石英圓柱體。高壓電極由9根直徑為1mm的銅線組成，每根銅線用一端密封的石英管覆蓋，壁厚為0.5mm。一端密封的石英管全部插入溶液中約10mm深，然后均勻分布在水面上。這些銅電極從石英管的另一端伸出，全部連接到高壓電源。該溶液直接用作接地電極。水處理的輸入功率由電壓調整器調整。通過在外護套中運行冷卻水，將溶液的溫度保持在室溫(300±2K)。AR溶液由分析純的AR和蒸餾水配制而成，水溶液的體積為200mL。通過加入KCl控制溶液的電導率，并通過加入NaOH或HCl(其通過pH計(PHS-3C)測量)來調節其pH值。放電氣體可以通過鼓泡不同的氣體(如空氣，氮氣或氧氣)來改變。

　　同軸的介質阻擋放電反應器被設計用來處理大氣環境下的多種的染料廢水溶液(反應性紡織染料活性黑5，活性藍52，活性黃125和活性綠15。在這個反應器中，水形成了一個降膜，與等離子體形成了直接的接觸。同軸的介質阻擋反應器能夠產生多種氣體及液體物質。放電過程能夠產生O3、H2O2、·OH和其他活性物質。由于具有長壽命和強氧化性，臭氧是最有活性的分子。在放電過程中，粒子從等離子體進入液體中，并和污染物發生反應。另外，放電產生了紫外線、離子(例如OH–、O2–、O–、O2+、N2+、N+、O+)和電子。圓柱形反應器由派熱克斯玻璃制成，其內徑為27.0mm，長度為600mm。外電極為粘貼在玻璃管另外一面的鋁箔制成，長度為400mm。內電極為直徑為20.0mm的玻璃圓柱體，其在內部鍍銀。阻擋放電在內部玻璃和外部玻璃之間產生。當放電源作為降膜反應器時，水向上流經一個垂直的中空玻璃管，向下流并在電極表面形成一個薄的介質薄膜。使用的電源是高壓變壓器，并有一個頻率轉化器，能夠調節正弦電壓的頻率到500Hz。等離子體反應器的頻率被設置到200Hz。外加17kV的電壓，在玻璃和水層之間的3.5mm的間隙形成放電。為了增加被處理的溶液的速率，三個放電進行并聯。這個系統的放電功率為150W。

　　3、養殖廢水生物處理法

　　相比于物理法對BOD、N、P去除效率效率低，化學法費用高且易造成二次污染，以生物為核心的技術，既能有效去除養殖廢水中污染物，又不會對環境造成二次污染。目前，該方法已被廣泛應用于水產養殖廢水處理及其它污水治理中。

　　采用生物法處理養殖廢水，主要是利用藻類、微生物等對養殖廢水中有機物和N、P進行吸收降解。