关键词：美容 废气 废水 废油 设备 措施
汽车在美容施工中，产生了废气、废水、废物等污染物，如处理不当将导致大气污染、水质污染和土壤污染．造成社会性公害。因此，治理“三废”，保护环境是汽车美容施工中不可忽视的重要问题。
一、废气的处理
汽车美容施工中产生的废气主要来源于喷涂散发的漆雾和溶剂挥发的蒸气。尤其溶剂蒸气是一种毒性很大的气体物质。一般液态涂料的溶剂含量约占50％～60％（硝基涂料甚至高达80％），这些溶剂在涂装中全部挥发成气体。为防止废气造成大气污染，常采用活性碳吸附、触煤燃烧和直接燃烧等方法进行治理。
1.活性碳吸附法
这种方法是采用活性碳作为物理吸附剂，利用其毛细管的凝聚作用和分子间的引力，把有害物质吸附在活性碳表面上，使废气净化。
2.触媒燃烧法
这种方法是将作为有机溶剂的气体加热至2000℃～4000℃，通过进行氧化反应，这样可以在较低温度下燃烧，热能消耗少。
3.直接燃烧法
直接燃烧法是将含有机溶剂的气体加热至6000℃～8000℃，使其直接燃烧，进行氧化反应，分解为二氧化碳和水。
二、废水的处理
在汽车美容的清洗、湿打磨等作业中，将产生大量废水，这些废水中含有油污、清洗剂等有害物质，必须进行净化处理，使之符合工业废水最高允许排放浓度及地面水质的卫生要求才能排放，以减少环境污染，保证水质卫生。
1.油污的处理
清洗汽车下身、底盘时产生大量含油废液。这种油污主要以乳化油的状态存在，油分子的粒径很小，不易从废液中去除，通常采用破乳――油水分离――水质净化方法进行油污处理。其原理如下：
（1）破乳。主要用外加药剂来破坏废液中乳化胶体溶液的稳定性，使其凝聚。常用的药剂有氧化钙、氯化钠、氧化镁等。为了使油珠和其他悬浮物尽快地分离，并生成微小的凝絮，还需投加混凝剂。常用的混凝剂有：硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁、活化硅酸、聚丙烯酰胺等。
（2）油水分离。通过破乳、凝聚处理，油珠和杂质生存凝絮。然后用物理方法使油水分层，去除沉淀，达到分离的目的。
（3）水质净化。经破乳、油水分离后，水中油分和有机物都大大降低，但水中还存在着微量的油和一些水溶性表面活性剂，可通过吸附、过滤除去。
2.碱性废液的处理
汽车表面清洗采用的大多为碱性清洗剂，对废液中的碱可以采用中和法进行处理。
（1）将碱洗废液与酸洗废液互相中和，使PH值为6～8。
（2）采用加药中和，常用的中和剂为工业用硫酸或硝酸。
3.酸性废液的处理
对酸性废液处理通常也是采用中和法。方法一是将酸性废液处理与碱性废液互相中和，使pH值为6～9。方法二是采用投药中和法。常用中和剂有：纯碱、烧碱、氨水、石灰乳、碳酸钙等。
三、废水再生利用
在汽车美容行业中水消耗量大，如果把洗车用过的废水进行处理后再用，不仅可节约用水，降低成本，而且还可以减少水污染，是一项利国利民的好事。
1.主要设备
废水再生利用的主要设备有：水泵、蓄水箱、沉淀池、过滤槽和过滤塔等。其中过滤塔的结构最复杂，它由塔身和五道过滤层组成，过滤层从下到上依次为鹅卵石层、方解石层、棕纤维层、海绵层和净水剂层。
2.工艺流程
废水再生利用工艺流程如图l-1所示。
（1）废水回收
首先要控制废水的流向，洗车场应建有封闭的废水回流地沟，确保洗车废水都能流入地沟，地沟的出口为过滤槽。
（2）初次过滤
初次过滤的目的是吸附、沉淀或除去部分泥沙等粗大颗粒。该工序在过滤槽中进行，过滤槽中设有方解石层、海绵层和净水剂层三道过滤层。废水经三道过滤层过滤后进入沉淀池。
（3）沉淀处理
沉淀处理的目的是除去水中的悬浮颗粒。
（4）净化处理
净化处理在过滤塔中进行，废水在塔内依次经过鹅卵石层、方解石层、棕纤维层、海绵层和净水剂层进行净化。过滤出来的杂质沉淀于塔内底层，通过释放阀可将沉淀物排出。净化后的水最后流入蓄水箱，蓄水箱中的水经过一段时间的静置便可再次使用。
参考文献：
1．覃维献编.汽车美容.北京：北京理工大学出版社.2009.2
关键词：氨氮；水生植物；养殖废水；去除效果
中图分类号：X703；X173 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）16-4129-04
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.014
近年来，随着社会经济的持续增长，城乡居民生活水平逐年提高，各种惠农政策在广大农村的普遍实施，使中国农村经济得到了快速发展，禽畜养殖业也逐步朝规模化、集约化方向发展壮大。根据《畜禽养殖业产污系数与排污系数手册》推荐的正常育肥期生猪产污系数（中南地区：粪便量1.18 kg/（头・d），尿液量3.18 L/（头・d））计算，2014年年末全国生猪存栏46 583万头，日均排放粪便54.97万t、排尿14.82万L[1，2]。加之养殖场经营者和农村居民环保知识缺乏，导致广大农村地区养殖生产环境污染严重，使养殖环境污染治理形势日趋严峻。
然而，养殖废水的排放在时间和空间上均具有鲜明的特点，采用工程的办法治理虽然效果理想，但投资较大，往往超过了养殖业主的承受能力[3-5]。而人工湿地因其具有投资与运行维护费用低、无二次污染、改善生态与景观环境等优点而日益受到人们的关注[6-11]。本研究旨在通过模拟试验，探讨3种常见水生植物对养殖废水中氨氮的净化效果，从而为人工湿地系统处理养殖废水提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试植物的采集与驯化 分别在湖南省衡阳市石鼓区木村鱼塘、灵官庙村农户猪场排水沟、李坳村排水沟以及湖南环境生物职业技术学院养殖场排水池采集芦苇（Phragmites australis）、水葫芦（Eichhornia crassipes）和蕹菜（Ipomoea aquatica）3种水生植物样品。
在上述沟、渠、鱼塘中采集适量水样（5.0 L/处）。将采集的芦苇、水葫芦和蕹菜依次用低、中、高浓度养殖废水进行培养。培养条件：pH 7左右（用氢氧化钾溶液调节），温度23～28 ℃，光照为3 000～5 000 lx。首先进行适应性培养驯化，待植物生长状况稳定后，再进行不同浓度的养殖废水水培试验，同时，对试验植物的耐污能力进行全面考察和评价（主要考察植物的耐污能力）。通过15 d的驯化观察，3种供试植物在各种浓度养殖废水中均能正常生长繁殖。
1.1.2 养殖废水样品的采集分析与模拟 从湖南环境生物职业技术学院养殖场排水池中采集水样，分析其氨氮、总磷及有机物的含量。通过分析，本研究养殖废水的污染浓度范围见表1，pH为6.5～7.5。
结合养殖废水成分分析结果，人工配制试验用水。配制方案为：从湖南环境生物职业技术学院养殖场采集养殖废水原液，先沉淀处理，再使其充分厌氧发酵，然后用去离子水按照表2设计化学需氧量（CODcr）浓度，配制5组不同的试验废水，在此基础上，用氯化铵调节氨氮浓度，用磷酸二氢钾调节总磷浓度。
试验废水的浓度以氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和化学需氧量（CODcr）为主要参考指标，本试验拟从高浓度到低浓度设5组。
1.2 试验设计
将候选植物（芦苇、水葫芦、蕹菜、芦苇-水葫芦组合、芦苇-蕹菜组合）分别置于人工模拟的养殖废水中培养。在培养0 d（2 h）、2、5、10、15 d后，分别测定水样中氨氮（NH3-N）的浓度。以培养时间（d）为横坐标，水样中氨氮（NH3-N）浓度（mg/L）为纵坐标作曲线。
试验按照模拟养殖废水浓度分别设置对照组，对照组未种植水生植物，观察其在试验条件下氨氮（NH3-N）的自我净化规律。
1.3 数据处理
分析植物对废水中氨氮的净化效率，将试验所得数据进行计算。净化效率=（培养15 d后试验废水中氨氮的浓度-试验废水设计的氨氮的浓度）/试验废水设计的氨氮的浓度×100%。
2 结果与分析
2.1 芦苇对养殖废水中氨氮的净化效果
芦苇对养殖废水中氨氮的净化效果见图1。从图1可知，试验15 d，芦苇对5组养殖废水中的氨氮均有一定的净化效果，第一组至第五组模拟养殖废水的氨氮含量分别下降至129、81、66、51、28 mg/L，净化效率分别为48.4%、59.5%、56.0%、49.0%、44.0%。参照《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），有3组达到最高允许日均排放浓度不超过80 mg/L的要求。
对照组中氨氮含量虽然均有降低趋势，但下降速率与试验组相比明显较差。试验15 d，对照组的氨氮含量分别下降至148、110、92、64、31 mg/L，去除效率分别为40.8%、45.0%、38.7%、36.0%和38.0%，净化效果明显不及处理组。
芦苇对养殖废水的氨氮净化能起到一定作用，但由于芦苇根系以及生长趋势不如蕹菜、水葫芦发达，因此，其净化效率一般。导致其产生先慢后快的原因可能是前期芦苇对养殖废水需要一个适应过程。
2.2 蕹菜对养殖废水中氨氮的净化效果
蕹菜对养殖废水中氨氮的净化效果见图2。从图2可知，试验15 d，蕹菜对5组养殖废水中的氨氮均有一定的净化效果，第一组至第五组模拟养殖废水的氨氮含量分别下降至124、80、61、49、27 mg/L，净化效率分别为50.4%、60.0%、59.3%、51.0%、46.0%。参照《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），效果较芦苇明显，5组废水中，有4组能达到最高允许日均排放浓度不超过80 mg/L的要求。净化速率方面，蕹菜较芦苇好，原因可能是蕹菜根系以及生长趋势较芦苇发达。
2.3 水葫芦对养殖废水中氨氮的净化效果
水葫芦对养殖废水中氨氮的净化效果见图3。从图3可知，试验15 d，水葫芦对5组养殖废水中的氨氮均有一定的净化效果，第一组至第五组模拟养殖废水的氨氮含量分别下降至107、65、45、37、21 mg/L，净化效率分别为57.2%、67.5%、70.0%、63.0%、58.0%。参照《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），5组废水中，有4组氨氮达到最高允许日均排放浓度不超过80 mg/L的要求。净化速率方面，水葫芦较芦苇、蕹菜好，原因可能是水葫芦根系以及生长趋势较芦苇、蕹菜发达。
2.4 芦苇-蕹菜组合对养殖废水中氨氮的净化效果
芦苇-蕹菜组合对养殖废水中氨氮的净化效果见图4。从图4可知，试验15 d，芦苇-蕹菜组合对5组养殖废水中的氨氮均有一定的净化效果，第一组至第五组模拟养殖废水的氨氮含量分别下降至98、55、45、33、16 mg/L，去除效率分别为60.8%、72.5%、70.0%、67.0%和68.0%。参照《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），5组废水中只有1组氨氮未达到最高允许日均排放浓度不超过80 mg/L的要求。净化速率方面，也较单一植物好，原因可能是植物组合弥补了芦苇对养殖废水适应性方面的不足，同时蕹菜具有较多的匍匐根，既能长在土壤中，又能浮于水上，解决了污水垂直方向的净化问题。
2.5 芦苇-水葫芦组合对养殖废水中氨氮的净化效果
芦苇-水葫芦组合对养殖废水中氨氮的净化效果见图5。从图5可知，试验15 d，芦苇-水葫芦组合对5组养殖废水中的氨氮均有一定的净化效果，第一组至第五组模拟养殖废水的氨氮含量分别下降至85、47、40、28、15 mg/L，净化效率分别为66.0%、76.5%、73.3%、72.0%、70.0%。参照《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），效果较单一芦苇或水葫芦明显，5组废水中仅有1组不达标，氨氮含量明显较单一植物下降很多。净化速率方面，也较单一植物或芦苇-蕹菜组合好。原因可能是植物组合弥补了芦苇对养殖废水适应性方面的不足，同时水葫芦浮于水面上，解决了污水垂直方向的净化问题。同时水葫芦的生长较蕹菜要快，故其净化效果比芦苇-蕹菜组合要好。
3 小结与讨论
通过3种水生植物（芦苇、蕹菜和水葫芦）对养殖废水中氨氮的净化作用研究，得出如下结论。
1）通过15 d的水培试验，3种水生植物及其组合对养殖废水中氨氮的净化效率为44.0%～76.5%，而对照组为36%～45%。
2）从单一植物的净化效率分析，水葫芦>蕹菜>芦苇；植物组合方面，芦苇-水葫芦组合>芦苇-蕹菜组合，且植物组合的净化效率明显优于单一植物。由于废水中污染物质主要是通过根系等吸收，而水葫芦的生长繁育较其他两种植物旺盛，故其净化效率较为理想。植物组合的净化效率较单一植物理想的原因可能是弥补了植物根系在废水分层不够均匀的不足，从而使根系吸收更加充分。
3）构建人工湿地养殖废水处理系统时，应组建有一定层次的植物体系，以利于加快对污染物质的净化。
4）植物只是人工湿地的一部分，人工湿地之所以具有良好的去污效果，还与其填料、微生物等有关。下一步应探讨适宜的填料，研究人工湿地系统微生物，构建完整的适宜养殖废水处理的人工湿地。
5）人工湿地类型较多，其水流方式对处理效果的影响也较大，下一步应加强适合养殖废水处理的人工湿地水流方式研究，同时结合植物、填料研究成果，揭示水力学特点（污染负荷、水力停留时间等）对养殖废水中污染物降解的影响规律。
6）研究不同季节提高处理效果的保护措施。
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现代生物技术是应用现代生物科学及工程原理,利用生命有机体来发展新产品或新工艺的一种技术体系。目前生物技术应用到农业医药卫生、食品工业和化学工业的发展,并在解决人类面临的环境污染和能源危机中起到了重要作用。因此,在世界各国均重视高技术发展的当代,生物技术被列为优先发展的领域。
2生物技术在环境保护和污染治理中的应用
2.1生物技术在废水处理中的应用。运用生物技术对废水进行处理不同于用物理方法和化学方法对废水进行处理,生物技术主要是利用微生物将废水中的有毒物质及污染物转化成无毒的,从而达到净化水环境的目的,运用生物技术净化废水由于物理方法和化学方法,运用物理方法和化学方法对废水进行处理会投入很大的成本,而生物技术是最经济的方法,运用生物技术对废水进行处理不仅能够达到净化水环境的目的还可以起到美化环境的作用。生物技术处理废水就是在废水中放养能够净化水环境,对水环境中的污染物能够发挥作用的水生动物或水生植物,生物技术在废水治理中有很大的发展前景,而且生物技术的运用也符合我国实施的可持续发展战略。生物技术在废水处理中具有降解有毒物质,转化污染物等净化水环境的能力。与化学方法和物理方法比较来看,生物方法能够连续的对废水进行处理,运用生物方法处理污水还可以在水中放养一些真菌类的微生物,这些微生物对难降解的物质有显着效果。由于我国工业的迅速发展,环境问题也越来越严重,为了保证社会的可持续发展,目前对环境污染的治理是我国环境部门的首要任务。生物技术在环境污染治理中的应用为社会的可持续发展提供了保障,生物技术也是最经济的环境污染治理方法。
2.2生物技术在废气净化处理中的应用。生物技术不仅可以应用于废水处理中还可以应用于废气净化处理中。随着经济的发展,我国的工业企业迅速发展人们的生活水平也在显着的提高,现在已经有越来越多的私家车,这严重地污染了我们的生活环境,现在许多人们出行的时候都戴着口罩,这都是汽车尾气和工业废气的肆意排放造成的,空气中有大量的悬浮物和灰尘,现在的环境问题已严重地影响了人们的生活。我国的环境治理部门已采用各种方法来净化空气,其中最有效的方法就是生物方法,同时生物方法也是最经济的。采用生物方法对环境污染进行治理,主要是应用生物的过滤功能、洗涤功能和吸附功能来达到净化空气的目的。采用生物技术还有经济实惠、效率高、环保节能、安全的优点,运用生物技术来净化工业企业排放的废气能够达到显着的效果,净化空气不仅是我国环境污染治理部门的责任也是每一个市民的责任,为了保证我们呼吸的空气是没有污染物的每个市民可以做自己力所能及的事,像如果没必要的话尽量不要开私家车多乘公交车上下班,这样既省钱又能减少汽车尾气对空气的污染,保护环境,人人有责。
2.3生物技术在固体废弃物处理中的应用。经过生物技术处理的城市生活垃圾可作为作物生长的优质有机肥料,实现城市生活垃圾的部分资源化有利于生态环境的良性循环。近年来,国外采用机械快速堆肥工艺,发展用蚯蚓床处理有机垃圾和粪便、处理城市垃圾,不仅可以将城市有机废弃物转变为肥效高且无臭味的蚯蚓粪土而且还能获得大量蚯蚓作医药原料。
2.4生物技术在环境污染修复中的应用。生物修复技术是20世纪80年代以来产生和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术,生物特有的分解有毒有害物质的能力,去除污染环境如土壤中的污染物,达到治埋环境污染的目的。生物修复技术最成功的例子是应用投加营养和高效降解菌对油轮泄漏造成的污染进行处理,取得非常明显的效果,使得近百公里海岸的环境质量得到明显改善。此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。
关键词：废水处理；成本；费用
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2012）08-0-02
株冶是传统的铅锌冶炼企业，主要生产锌、铅、铜、镉、合金及硫酸等产品。在铅、锌冶炼工艺过程中产生大量含锌、铅、铜、镉、汞、砷等重金属的酸性污水，经生物制剂+石灰或生物制剂+氢氧化钠处理后，重金属离子达到GB25466-2010铅锌工业污染物排放标准。随着我国对环境污染防治和治理力度的不断加大，各种污染物的排放指标更为严格。特别是2006年起，我国对铅锌工业废水的排放实施总量控制与浓度控制相结合的方法。而株冶废水年总量达500万吨，与湖南省签订的“十二五”节能减排指标年外排水量为60万吨，通过生物法处理后年回用量为320万吨，总外排水量仍大于60万吨排放量目标，因此必须对废水进行深度净化处理后回用，进一步降低外排水量。
目前，株冶废水处理系统包括石灰法处理生产高钙外排水、生物法处理生产低钙回用水、膜深度净化生产淡水三套运行模式，其中高钙水外排，低钙水进系统补充工艺用水，淡水进生产水管网。每种水质由于处理工艺不同，相应生产成本也有很大差异。在我国对环保的要求日趋严格，民众环保意识不断增强的情况下，企业对环保的投入越来越大，如何达到环保达标与企业效益双赢的目标，控制环保项目运行成本尤显关键。
一、废水处理成本构成
企业生产成本构成分为：原料、燃料、动力、生产工人工资、工资附加、制造费用，除原料外，其他成本项目又统称为加工费。同时生产成本又可划分为可控费用和不可控费用。对于生产厂而言，燃料、动力、制造费用一部分属于可控费用，如水处理厂年预算2550万，在财务上就叫可控费用，而原料、生产工人工资、工资附加、制造费用另一部分属于不可控费用。中和渣为废水处理过程中间产品，按每吨金属量200元冲减成本。净化水为废水处理产品，按每吨0.8元冲减成本。废水处理成本构成见表1。
表1 废水处理成本构成
2011年废水处理成本费用总额为3988.40万元，其中材料成本1585万元，占总成本的41%，制造费用1428.80万元，占总成本的36%，材料成本与制造费用占废水处理总成本的77%。废水处理量为564万吨，废水处理单耗成本为6.64元/吨。2011年废水处理成本构成见表2。
二、废水处理三套运行模式成本构成
1.生物制剂+石灰法生产高钙外排水成本
生产高钙水模式运行170天，处理废水261.74吨，材料单耗为1.68元/吨，高钙水处理成本见表3。
2.生物制剂+氢氧化钠生产低钙净化水成本
按低钙水模式运行11天，处理废水20.26万吨，低钙水处理材料单耗为3.31元/吨，由此可见，低钙水模式处理废水的材料单耗是高钙水模式的约2倍。低钙水处理成本见表4。
表2 2011年废水处理成本
表3 高钙水处理成本
表4 低钙水处理成本
3.膜深度净化生产淡水成本
膜深度净化产淡水13.4万吨，发生费用136.3万元，处理成本见表5。
表5 膜深度净化处理成本
膜深度净化产淡水13.4万吨，每吨水材料成本为10.17元，这主要由膜产水较少，生产运行不正常导致。
由此可见，如果按照低钙水模式生产，材料费将达到1866.80万元（3.31×564），比实际多出1866.80-1585=281.80万元，膜深度净化产淡水按公司制定的年产60万吨目标组织生产，2011年膜深度净化产淡水材料费用将达10.17×60=610.20万元，比实际多出337.60万元， 2011年废水处理总费用将达到2524万元，与预算的半年2550万元基本持平。
三、影响废水处理成本的因素
1.制造费用
2011年年制造费用总额为1428.8万元，比2010年同期上升475.6万元，相比增加31%。制造费用超支的主要原因：
（1）由于2011年大多数材料价格上涨，2011年材料成本差异258万元，比去年同期增长264.2万元。
（2）2011年修理费中备品备件费用发生196.1万元，比去年同期的127.1万元增加69万元，增加54.28%。
（3）2011年发生劳务用工费用62.1万元，比去年同期的48.3万元增加13.8万元，增加28.6%。
（4）制造费用中的工资及工资附加，2011年发生242.6万元，比去年同期的209.2万元增长33.4万元，增长16%。
由上可见可控成本费用包括备件费用及劳务用工合计增长102.4万元，不可控成本费用材料价格差异及工资和工资附加增长291.4万元。
2.消耗材料
2011年发生消耗材料费1585.00万元，比去年同期的1568.2万元增长16.8万元，比去年同期增长1.1%。2011年消耗材料费用见表6。
表6 2011年消耗材料费用
从表6可以看出片碱消耗比去年同期增幅较大，主要是应急投加和废水水质水量波动较大，废水平均流量566.85m3/h，水量同期减少4.67%，但废水含锌上升55.14%，且水质波动大，废水水质见表7。
表7 废水水质
3.动力能源
2011年动力能源消耗319.60万元，比去年同期增长47.5万元。动力能源消耗的主要原因：
（1）自来水
2011年自来水消耗9483吨，发生费用3.32万元，比去年同期的3.48万元节约0.16万元。
（2）交流电
2011年交流电用量596万千瓦时，费用313万元，去年同期的电耗200.2万元增长112.8万元，主要原因是膜深度净化系统运行新增耗电，并且运行时间不连续导致频繁开车增加电能消耗。
四、废水处理成本控制措施
从废水处理成本构成及影响因素可以看出，要有效的控制废水处理成本必须从源头废水水质水量控制、药剂消耗材料控制、系统经济运行三方面入手。
1.源头水质水量控制
实施车间废水排放在线监控，对每个废水排放口的水量进行实时检测，数据传输到公司废水在线监测网，使每个排放口的废水流量时刻受控，在水量出现异常时可以及时发现并采取措施处理。
制定废水水质考核办法，将废水水质与废水排放单位员工奖金挂靠，促使各个车间排放口主动控制水质。总废水进口Zn金属量M考核办法：M
2.药剂消耗控制
根据废水处理过程的实际需要和成本费用总量控制相结合原则，实行成本倒推法控制药剂的消耗量。使用单位根据生产安排，预算下个月的药剂消耗，负责药剂的计划与验收，材料员按计划进行药剂采购。生产工段将成本指标分解到班组，落实到岗位，开展班组经济核算，工段对班组按照“干什么、管什么、算什么”的原则，实行“看得见、摸得着、算得了”的投入产出核算。特别是采取建立日台账，周报表，月总结的方法，使药剂的使用得到很好的控制。
建立药剂成本消耗的动态管理考核体系。由于低钙净化水和膜深度净化成本较高，生产工段没有积极性运行这两套生产模式，为确保完成低钙净化水和膜产水的目标，制定了药剂成本消耗动态管理考核体系。670（基本费用，万元）+235（回用净化水，万吨）×4（回用净化水单位药剂成本，元/吨）+60（膜系统产水，万元）×6.5（膜深度净化产淡水单位药剂成本，元/吨）=2000万元（不含动力费用；含各种药剂费用、材料费用、污酸处理石灰乳费用）。每月目标成本=55.8（万元）+当月净化水产量（万吨）×4（回用净化水单位药剂成本，元/吨）+当月膜产水量（万吨）×6.5（膜系统产水单位药剂成本，元/吨）。形成每月目标成本与实际消耗成本的差额，并按差额费用的10%对工段进行考核，使得工段在成本控制方面更有积极性。
3.废水处理系统经济运行
建立废水处理三套生产模式的经济运行方案。充分做好石灰法生产高钙外排水，生物法生产低钙回用净化水，膜深度净化生产淡水的成本控制与技术指标的预算和分析。在确保完成生产技术指标前提下控制运行成本。技术经经济指标目标见表8。
表8 技术经济指标完成目标
五、结语
重金属废水达到GB25466-2010铅锌工业污染物排放标准成本为6.64元/吨，而要达到减量排放，消减重金属排放总量的目标则必须通过工艺升级，提高回用水率及回用水质来解决。但处理成本将进一步提高，膜深度净化生产淡水的成本达到了10.17元/吨，这对企业的成本控制是个很大的压力。通过对重金属废水处理成本的分析及重金属废水处理三套生产模式成本单耗的探讨，找出影响重金属废水处理成本的主要因素，提出了从源头废水质水量控制、药剂消耗控制、系统经济运行三方面的措施，这对提高企业环保项目运行效率及成本控制，达到企业可持续发展的目的是有益的尝试。
参考文献：
[1]宋梦洁.我国创新型企业成本控制的市场环境适应性[J].国际商务财会，2012，282（6）：60-62
【关键词】放射性废水；膜处理工艺；建议
1 对放射性废水的传统处理方法
1.1 化学沉淀法
利用沉淀剂以及放射性废水中的某些微量放射性核素而产生沉淀反应是化学沉淀法的基本作用原理。对于某些满意去除的放射性核素也有对应的特殊的化学沉淀剂来处理。化学沉淀法的主要应用对象为含盐量较高、对净化的要求不是很高并且体积较大的低放射性废水。工艺简单方便并且费用相对较低，这就形成了化学沉淀法的优势所在。
1.2 离子交换法
树脂在与放射性废水接触时，其中的交换离子会自觉与废水中的某些放射性离子交换，这就构成了离子分离法的原理，在这种方式下，废水中的放射性核素能够得到有效的去除，这就达到了净化废水的目的。离子交换法适用于溶解性的无极污染物，常用于悬浮物较少、含盐量低的中低型放射性废水。采用离子交换法放射性核素的去除率较高，净化效果较好但是使用的成本较高[1]所以推广实施起来也较为困难，没有得到大规模的工业化应用。
1.3 蒸发浓缩法
废水中的部分放射性核素在加热过程中会自动被汽化而蒸发，蒸发浓缩法就利用了这一原理，对加热后的放射性废水进行冷凝，得到含放射性核素较少的废液，从而实现净化的目的。蒸发浓缩法既可用于中高级的放射性废水，也可以用于低级放射性废水，拥有较高的灵活性，并且净化程度高，同时也比较安全。但是它的运行成本也比较好，对热能的需求量大，一般工业化生产中不容易满足它的运行需要。
2 膜处理的概念
2.1 原理
膜处理技术主要是膜分离的原理，利用半透明膜作为分离的间隔，因为物质的物理化学性质不同，当在膜的两侧加以一定的作用力时，物质会产生分离，从而就将放射性废水中的核素等分离出来，实现对废水的净化处理。
2.2 分类
由于膜的孔径和作用力的大小以及具体用途的差异可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透工艺等几项不同的处理工艺。
3 目前主要应用的膜处理技术
3.1 微滤
在放射性废水的预处理阶段，微滤处理的方法应用得比较普遍。微滤膜的孔径大概在0.1～10μm，范围较大，不能很好的净化出放射性核素，所以主要被用来去除放射性废水中的悬浮物。或者是和吸附等处理工艺联合起来使用。随着微滤处理技术使用的深入，人们逐渐发现产水通量会随着跨膜压差的增加而增加，通量几乎不受废水流速的影响。并且在净化的过程中，悬浮物会造成微滤膜的膜孔堵塞，从而造成膜通量的降低，一般的清洗很难完全恢复通量[2]。
3.2 超滤
超滤膜的孔径范围大致在10～100nm，它与微滤相似也是需要压力作为驱动力的膜处理技术。在放射性废水的处理中，超滤可以和其他的处理工艺混合配合使用，也可以独立的使用进行净化处理。但是由于超滤膜的孔径范围较大，一般处理效果不是很理想，所以在应用过程中多和其他技术搭配使用来达到更好的净化效果。超滤处理工艺在应用中有两种选择，一是将废水中的放射性核素经过吸附，絮凝后再进行超滤处理，还有一种则是与反渗透等处理工艺配合，将超滤作为放射性废水的预处理手段，可以达到更好的效果。在使用超滤处理的过程中，常常由于加入的高分子聚合物导致超滤膜污染，增加了清洁的难度，同时对于不同的放射性核素需要加入相对应的不同的絮凝剂，这也给就给现实的应用过程造成了不便。
3.3 纳滤
近年来纳滤处理工艺的发展较快，纳滤膜是一种压力驱动膜，存在于反渗透和超滤膜之间。纳米级微孔的分子筛选效应对于中性物质并且不带电荷的处理相当有用，因此纳滤处理工艺主要应用的就是这一效应。而离子与膜之间的静电作用则能够帮助纳滤处理工艺顺利截留盐离子。在实际情况中，面对含有不同价态的离子的多元体系，离子穿透膜的穿透比例也不尽相同，这很大程度上是因为膜对不同的离子的截流率是不同的，并且盐离子的电荷程度也都各不相同，再加上膜对各种离子的选择各不相同。纳滤处理技术的出现填补了反渗透和超滤之间的空白，同时纳滤也在放射性废水的处理和应用方面取得了较大的进展。
3.4 膜蒸馏技术
水蒸气在自然原理下总是从热的一方流向冷的一方，当憎水多孔膜两侧含水液体产生温度差时，就出现了膜蒸馏的反应过程，这就造就了膜蒸馏的驱动力。在这一过程中，憎水多孔膜的一侧装有放射性废水，当水变成水蒸气透过多孔膜传递到另一侧纯净的水中并冷却成水后，就实现了对放射性废水的净化处理。膜蒸馏的处理过程也可以回收利用化工系统的废热，因为膜蒸馏在低于放射性废水沸点的状况下也可以利用憎水多孔膜实现蒸发分离的过程。膜蒸馏可以有效的避免由于膜污染导致的膜的持续使用，并且由于膜蒸馏技术不需要较大的驱动力来操作，膜蒸馏技术的净化效果较好，方便使用与大范围的工业化推广使用。
3.5 反渗透
因为渗透现象和水扩散的现象是相反的，所以反渗透就是当对高浓度的溶液施加压力，使溶液通过半透膜向另一侧较为稀释的溶液一侧渗透的过程。反渗透的分离原理利用了溶解扩散理论，因为水会被优先吸附在膜的表面，再加以一定的驱动压力，吸附于膜上的水通过了膜，而其他的溶质被截留下来，就实现了对溶液的脱盐过程，应用于放射性废水的处理中也是相同的道理[3]。虽然反渗透在膜处理工艺中占有一定的地位，但是在实际应用中发现，反渗透处理净化技术还不是很完善，需要搭配废水预处理技术。因为在预处理过程中，可以去掉大部分的放射性核素，这不仅可以在很大程度上避免反渗透膜带来的重大污染，也可以达到较好的处理效果增强膜的持续性使用。
4 放射性废水处理的发展建议
4.1 优化处理工艺，降低运行成本
不论是传统的还是新兴的放射性废水处理工艺，在实际的应用过程中，不仅需要娴熟的操作工艺，处理方法的总体运行成本更是一个重要指标。所以在当下的发展中，应在不断降低成本的前提下，优化传统的废水处理工艺，简化工作流程，尽可能的做到方便快捷，同时也要提高对放射性废水的净化效果，对新兴的膜处理技术应加大研究力度，让膜处理技术更大程度的应用到废水处理中。
4.2 深化研究膜处理工艺，加强市场推广使用
虽然目前膜处理的工艺在实验室已经取得较大的成就，国外某些区域也已经开始尝试使用膜技术处理放射性废水，但在市场上的应用程度仍然较小，要想实现大规模的工业化应用，不仅需要加紧对膜处理技术的研究，更需要强力的市场推广与经济支持，保证膜处理技术的长期运行。
4.3 多种工艺联合使用，达到最佳的净化效果
许多的处理工艺因为其自身的原理，都有各自的优势和不足，有各自适合应用的范围和净化特点，所以如果可以将多种废水处理工艺联合起来使用，不仅可以在某些方面降低运行的成本，更可以发挥不同工艺的优势达到最佳的处理效果。
4.4 不断创新发展，研究新的处理方法
在不断的优化已经使用的技术的同时，还应该不断去创新，研究出更先进、更完善的放射性废水处理工艺。在发展中不断提升净化效果和降低成本，促进资源的合理利用。
【参考文献】
[1]方祥洪，马若霞，任力，华伟，杨彬.膜技术在放射性废水处理中的应用研究[J].广州化工，2014，20：17-18+47.
[关键词]：含氰废水 处理方法 原理
1. 含氰废水处理方法
据不完全统计，处理含氰废水的方法有二十余种，可分为三大类型：破坏氰化物、转化氰化物为低毒物和回收氰化物。破坏氰化物的方法有碱性氯化法、二氧化硫―空气氧化法、过氧化氢氧化法、活性炭催化分解法、臭氧氧化法、电解法、高温分解法、吹脱曝气法、微生物分解法、自然净化法。转化氰化物为低毒物的方法有内电解法、铁盐沉淀法、多硫化物法。回收氰化物的方法有酸化回收法、离子交换法、电渗析法、乳化液膜法、铜盐或锌盐沉淀法、废水或贫液循环法。这些方法有些已经用于工业生产，有些还处于试验室研究阶段。
2. 黄金行业处理含氰废水主要方法分析
我国黄金行业使用的处理含氰废水的方法主要有碱性氯化法、活性炭催化分解法、自然净化法和酸化回收法，近几年开始使用二氧化硫―空气氧化法。
2.1 碱性氯化法
2.1.1 碱性氯化法的原理
利用氯的强氧化性氧化氰化物，使其分解为低毒物或无毒物的方法叫做碱性氯化法。氯与氰化物的化学反应视氯加入量的不同有两种结果，当控制反应条件尤其是加氯量一定时，氰化物仅被氧化成氰酸盐，称氰化物的局部氧化或不完全氧化：CN-+ClO-+H2O=CNCl+2OH-
生成的CNCl在碱性条件下水解：CNCl+2OH-=CNO-+Cl-+H2O
当加氯量增加时，生成的氰酸盐又被氧化为无毒的氮气和碳酸盐，称为氰化物的完全氧化，该反应是在局部氧化的基础上完成的：
2CNO-+3ClO-+H2O=2HCO3-+N2+3Cl-
通过调节反应pH值在9～11，使废水中氰化物降低到0.5mg/L，把反应控制在氰化物不完全氧化阶段，称之为碱性氯化法一级处理工艺，我国黄金行业几乎全部采用这种工艺。
2.1.2 碱性氯化法的优点
1）碱性氯化法是一种成熟的方法，在工艺设备等方面都积累了丰富的经验，且投资少，工艺、设备简单，易操作。
2）采用碱性氯化法处理后，氰化物可降低到0.5mg/L甚至更低。氰酸盐能进一步水解，生成无毒物。
2.1.3 结论
碱性氯化法可用于四方金矿尾矿库含氰废水的处理。
2.2 活性炭催化分解法
2.2.1 活性炭催化分解法的原理
活性炭对氰化物有很强的吸附能力，尽管活性炭能吸附氰化物，但活性炭法除氰主要有三种途径：氧化、水解和吹脱，根据条件不同，可以主要由一种或两种除氰途径起作用。
2.2.2 氰化物在活性炭上的氧化
当活性炭同时与废水和空气接触时，空气中的氧就会吸附在活性炭上，比水中溶解氧高数千倍，氧化学吸附在活性炭表面上，形成过氧化物和羟基酸官能团，构成活性表面。
活性炭
O2+2H2O+2e──H2O2+2OH-
由于活性炭吸附氧的过程产生了H2O2，而且活性炭上氰化物浓度比废水中氰化物浓度高很多，在炭表面上发生过氧化氢氧化氰化物的反应，H2O2可将氰化物氧化为氰酸盐。
2.2.3 氰化物在活性炭上的水解
吸附在活性炭上的氰化物在氧不足的条件下发生水解反应生成甲酸铵：HCN+H2O=HCONH2，这一反应的发生在水溶液中并不明显，但活性炭的作用使这一反应的速度明显加快，生成的甲酸铵在加热时分解出CO和NH3。
2.2.4 活性炭的填料作用
如果不考虑活性炭的内在特点，仅把它做为一种填料，由于活性炭的亲水性比其它填料好很多，活性炭所构成的填料塔是一个良好的HCN吹脱塔，向废水中充入气体时，HCN就会从液相逸入气相而被气流带走。
2.2.5 活性炭催化分解法的优点
1）能回收废水中的微量金银，具有较好的经济效益。
2）投资小、成本低，工艺设备简单，易于操作、管理。
2.2.6 结论
活性炭催化分解法适用于四方金矿尾矿库含氰废水的处理，四方金矿尾矿库回水处理系统采用活性炭法中的催化水解法，该方法不需要向吸附塔内通入空气，工艺简单，易于操作、管理。更重要的是，该工艺可回收废水中的微量金，具有较好的经济效益。
2.3 自然净化法
2.3.1 自然净化法的原理
研究表明，自然净化法至少是曝气、光化学反应、共沉淀作用和生物分解四种作用的叠加。
2.3.1.1 曝气
含氰废水与大气接触，大气中的SO2、NOx、CO2就会被废水吸收，使废水pH值下降：CO2+OH-HCO3-，SO2+OH-HSO3-
随着废水pH值的下降，废水中的氰化物趋于形成HCN：CN-+H+HCN
由于空气中HCN极微，废水中的HCN将倾向于全部逸入大气中。
2.3.1.2 光化学反应
亚铁氰化物和铁氰化物离子在光照下分解出游离氰化物，分解出的游离氰化物不断地被氧化、水解以及逸入空气中，达到了降低废水中氰化物浓度的目的。
2.3.1.3 共沉淀作用
废水中亚铁氰化物还会形成Zn2Fe（CN）6、Pb2Fe（CN）6之类的沉淀，与Cu（OH）2、Fe（OH）3、CaCO3、CaSO4等凝聚在一起，沉于水底从而达到了去除重金属和氰化物的效果。
2.3.1.4 生物化学反应
当尾矿库废水氰化物浓度很低时，废水中破坏氰化物的微生物将逐渐繁殖起来，并以氰化物为碳、氮源，把氰化物分解成碳酸盐和硝酸盐。
2.3.2 结论
尾矿库除贮存尾矿外，兼具自然净化之功效。
2.4 酸化回收法与二氧化硫―空气氧化法
酸化回收法只适用于处理高浓度含氰废水（1000～3000 mg/L），当氰化物浓度低时，处理成本高于回收价值，而四方金矿尾矿库含氰废水总氰化物浓度低于40mg/L，因此该方法不适用。采用二氧化硫―空气氧化法处理含氰废水后COD增加，还需进行二次处理才能排放，该方法同样不适用。对于上述两种方法的原理在此不做分析。
3. 四方金矿尾矿库含氰废水处理现状
四方金矿尾矿库含氰废水在库内自然沉淀澄清，尾矿澄清水及渗流水通过库内溢流涵洞及排渗系统排至坝前回水池，经活性炭吸附池、吸附塔过滤吸附后，全部输送至生产系统循环利用，不外排，事故状态下需外排时，则引入外排废水搅拌槽加漂白粉搅拌处理，再经过沉淀池，使外排废水中的CN-、pH、SS、COD等指标达到允许排放标准后外排。因此，四方金矿尾矿库含氰废水处理方法包括：废水循环法、活性炭催化分解法、碱性氯化法与自然净化法。
4. 几点建议
四方金矿尾矿澄清水及渗流水正常情况下全部回用于生产系统，回水处理系统目前运行良好，为了在事故状态下保证达标排放的同时，最大限度地降低外排水CN-浓度，特提出以下几点建议：
1）从反应动力学角度研究，在碱性氯化法工艺中采用的是全返混式反应器，为了使CN-浓度降低到0.5mg/L以下甚至更低，在总反应时间或搅拌槽有效容积一定的条件下，采用几个小体积搅拌槽串联比采用一个大容积的搅拌槽处理效果好得多。由于氯氧化氰化物的反应速度较快，反应器数量超过3台无多大意义。因此，可设置两个搅拌槽，事故状态下，二者串联使用，只在第一个搅拌槽投加漂白粉，第二个搅拌槽无需投加，以便使反应进行完全。
随着新课程的实施，中学实验课增加了很多，实验后产生的废水量也越来越多。如果这些废水不加以处理而直接排放到下水道，尤其是化学实验后产生的废水，将会给所在城市的水处理系统造成严重的负担，不仅会增加污水处理的难度，也会对水资源造成极大的污染。
目前，新闻报道的多数针对高校、科研机构、检测机构和企业中的检验研究部门中的化学实验室废水，排放的特殊性、对环境的危害性及处理方法。这些部门排出的废水成分复杂，除无机物外还有重金属离子、细菌等微生物和有机物，处理药剂品种繁多。但针对中学实验室这方面的研究报道较少，而中学实验室废水的成分比较简单，含量较低，更易于处理。本文提出了净化处理实验室废水方案，并充分利用实验室现有器材设计了废水净化的流程图和操作装置，简单易行，既可减轻污水处理厂后续去除废水中杂质的负担，又为日后各中学化学实验室建设和废水处理提供一个参考方案。
一、实验室废水处理流程及装置
需要先收集每次实验后产生的废水，经过以下流程图来逐级进行净化操作，处理后的净化水可以直接排放，或回收再利用。具体操作过程如图1和图2所示。
图1 化学实验室废水处理流程图
图2 化学实验室废水的净化操作过程
对于处理过程中产生的有毒有害气体，如氯气等，需要回收或吸收，防止实验室内空气污染。如果实验室处理后的清水水质很好还可以回用，如冲洗厕所、浇灌花卉绿地等，这样可以节约大量水资源。如果出水水质一般，可以直接排放到下水道。特别提示，有些实验废水的酸性或碱性较强，需要考虑收集容器的防腐蚀问题，或需要用相应的废酸或废碱来中和。
二、化学实验室废水的处理方法
1.收集并分析化学实验室废水的主要成分
用实验室现有的下口玻璃瓶作为废水收集的容器(如图3所示)，出水口在下方，有胶皮管和止水阀，便于取水。
图3
分析每次实验后收集起来的废水水质前，需要了解本次实验内容和所用药品类型，确定杂质离子的种类。观察废水中是否有固体物质，是无机化学沉淀物还是有机物，列表并记录。
2.调整废水的pH值
先用pH试纸或酸度计测定废水的pH值，以确定酸碱中和需要用废酸废碱(以废治废)的量和浓度，以防腐蚀设备，同时可以预先产生大量的沉淀物。
3.用化学沉淀法来分离废水中的可溶性离子
选择化学药品时要把握“种类少、用量省、价格便宜”的原则，根据废水的成分分批处理。Ca2+，Ag+，Ba2+，SO42-，Cl-等离子容易转变为沉淀和气体，而K+，Na+，NO3-等可溶盐离子用此法难以除掉。这种处理方法的缺点是，因加入化学药品而使水引入新的杂质，造成二次污染。
4.化学污泥的沉淀和过滤
通过上述化学沉淀法会得到大量的固体沉淀，需要进一步和水分离。先将反应后的混合液静置一段时间后，沉淀就会沉降到容器的底部而使溶液分层。若使用离心机进行离心分离，几分钟内就能完成。再将分层后的上清液进行过滤，进一步除去没有沉淀下来的固体。也可用真空抽滤器，几分钟内完成。
5.自制多滤层的废水净化器
取一个2～5L空饮料瓶或塑料桶，剪去底部，瓶口用单孔橡胶塞塞住，连接玻璃导管和橡皮导管(带止水夹)。将饮料瓶口朝下倒置，瓶内由下至上分层放置膨松棉、洗净的铁丝网(起支撑作用)、双层纱布、活性炭、双层纱布、混合后的阴阳离子交换树脂、双层纱布、石英砂和小玻璃珠(本试验中因石英砂和小玻璃珠的大小形状和粒径相近而混装)、铁丝网，最上层是多层纱布(可根据实际情况随时更换和清洗后再用)。
把经过沉淀和过滤后的废水的上清液倒入自制废水净化器，可进一步减少其中的悬浮物、离子和有色物质。
6.用活性炭吸附和脱色
废水中的某些有色物质，如酸碱指示剂反应后的产物、苯酚等有机物，如果浓度较大，也需要进行脱色处理。我们选择多孔、比表面积大、吸附和脱色性能好的活性炭，即可以吸附水中的细小固体杂质，还可以吸附可溶性的有色有机小分子。
7.电解法回收金属
高中学校实验室总会产生大量的高浓度的铜离子废水，我们用电解法先降低铜离子的浓度。用化学教科书上的电解实验装置处理废水，效率较低，有局限性。因此我们选择用图4所示的具支U形管，把阴极和阳极分开进行电解。用U形管电解实验来回收金属，如实验室CuCl2废水的处理，阴极和阳极附近的产物易分离，易回收。在阴极产生Cu，阳极产生Cl2。经过以上方法处理后，废水中的离子还有许多，如果想提高水质而回用，可采用电渗析技术。
图4 电解CuCl2实验前中后溶液的变化
为了防止电解后产生的大量尾气污染空气，可在阴极支管端用小气球密封和收集少量的氢气，阳极支管端连接倒置的小漏斗来用浓碱吸收大量有毒的氯气。同时可以在阴极收集到大量的金属铜。电解后的废水再次收集器，进行下一步处理。
8.难沉淀的钠离子、钾离子、硝酸根等离子的电渗析
人造渗透膜(阴、阳离子交换膜)对要交换的离子具有选择性和透过性，水分子也可以自由通过。这种电渗析法膜处理技术，在现代工业水质净化中应用很普遍，但对于高中生则很陌生。它适合处理浓度较小的废水，否则会堵塞膜孔，影响出水水质甚至降低膜的使用寿命。它的优点是占地面积很小，处理的水量却很大，适合化学实验室使用。
电渗析装置在接通电源后会产生电场推动力，选择性地使阴、阳离子透过交换膜而分离溶质和水。一般，阴离子交换膜又叫阴膜，只容许阴离子通过；阳离子交换膜又叫阳膜，阳膜只让阳离子通过。图5为电渗析处理系统其中的一个单元，化学实验室可根据废水量而选择多个单元组成。
图5 电渗析处理废水过程
电渗析装置工作过程：将已经过前处理的废水引流到废水入口处，经过半透膜通道时，其中的杂质离子分别通过阴膜和阳膜成为浓缩水而分别汇集到排污口，回收利用。这种电渗析装置可在常温常压条件下进行操作，浓缩分离同时进行，不需投加药品，出水的水质好，可再利用。目前电渗析法还被广泛应用到许多领域，如自来水厂和发电厂制取纯水，海水或苦咸水的淡化处理，酸洗废水回收硫酸和铁，芒硝回收硫酸和碱等。
如果我国所有的化学实验室都配备一套废水处理器，既节约了水资源，使废物资源化，又提高了下水管道的使用寿命，减少了污水处理的费用，还在广大学生中树立了环保节约意识。
参考文献
[1] [英]Tom Stephenson.膜生物反应器污水处理技术[M].北京：化学工业出版社，2003
关键词：产油藻；废水；吸收转化
中图分类号：X131.2文献标识码：A
引言
小球藻（chlorella sp.）为普生性单细胞绿藻，属于绿藻门、绿藻纲、小球藻属。研究表明，小球藻除了对污水中的氮、磷等营养物质有较好的去处效果外，还能超负荷地吸收重金属，利用无机盐，降解农药、烷烃、等多种有机物。正是这些特性，使得小球藻越来越得到人们的重视，并且在环保领域已经有了一定的应用，更重要的是小球藻本身是一种良好的经济藻，可以生产油脂和蛋白，这就意味着小球藻在进行生物净化的同时可以被人们回收利用。
一、小球藻净化各种来源废水
小球藻对很多复杂组分的废水都可以进行生物净化作用，比如市政污水、工厂废水等。这些污水中主要含有大量氮磷元素、重金属元素以及有机物和一些其他污染物。小球藻通过吸收、吸附等方式来净化受污染水体，对于不同的污染物，其净化能力和所受影响因素是有变化的，所以在研究小球藻对某种水体的净化能力时，应该首先了解污水水体中主要污染物组成，这样才能有效控制条件和选择合适藻种。
（一）富营养化水体的净化
小球藻吸收水体中营养元素早已被人们付诸实际应用。在1983年，就有苏联一家名为雅库特的化工厂研究用小球净化污水使其中氮、磷和其它污染物浓度降低，同时利用小球藻的干粉制造饲料[1]，成为一种一举两得的净水方法。后来也有国内大量研究来探索利用小球藻使得富营养化水体得到资源化的应用前进。贾璇等人采用异养原核小球藻USTB-01对化肥厂的废水中的总氮的去处进行了研究，利用外加的养料和碳源来促进小球藻的生长，大幅提高废水中总氮的去除率。研究还指出了该种小球藻高效除氮同时获取藻细胞来实现废水资源化的应用价值[2]。
（二）重金属水体的净化
传统治理方法存在着许多弊端，例如化学沉降会产生大量的有毒污泥，溶剂萃取价格昂贵且只能针对重金属离子浓度高于1g/L的水体。因此利用藻类进行生物修复有着很好前景，到目前为止,已有大量的藻类被应用到对有毒重金属(如Cu、Cd、Pb、Hg等)、放射性金属(U、Ra、Th等)及有经济价值的金属(Au、Ag、Co、Pt)等的生物修复研究上。
目前对于藻类去除水体中重金属的应用大致可分为两种：一种是利用死亡的藻体制成的“藻粉”进行吸附。这在小范围运用中比较高效。另一种是活体藻对重金属进行吸附，这种方式对于条件的控制要求相对比较苛刻，所以目前一般是放在氧化塘中才能高效地发挥其作用。
总体上，小球藻对于重金属吸附速率快且吸附容量大。不同种的小球藻对于不同重金属的吸附能力存在显著差别，例如在5种主要净化重金属离子小球藻中Chlorella phyrenoidosa和Chlorella vulgaris对Zn+表现出超过其它几种小球藻的吸附能力[3]。
同种藻类在不同条件吸附重金属能力也变化很大。影响显著的有PH以及水体中存在的干扰离子，这些干扰离子可能会与金属离子竞争吸附位点。同时藻类初始浓度、重金属浓度都会对藻类吸附有影响，例如重金属离子的浓度，较高浓度利于吸附的发生，但是金属浓度过高时又可能超过藻类的耐受限度造成大量藻体死亡。
（三）含有机物水体的净化
多数藻类除了可以进行自养生长的同时也可以利用外界的碳源进行异养生长小球藻已近被证明可以进行异养培植[4]，具体说，小球藻可以利用一些有机碳源进行类似于细菌代谢的异养生长。天津大学的殷国梁曾经研究过把小球藻用于处理味精废水的净化，证明了小球藻可以在一定浓度的味精废水中异养生长，降解其中的有机物[5]。在此之前，华中农业大学的学者们研究了用小球藻处理啤酒厂废水的研究，研究发现，小球藻在无光异养条件下可以利用啤酒厂废水中的多种营养成分，去除废水中的铵态氮等[6]。
小球藻对污水中有机物的净化其实包括了一部分有机含氮磷物质，除此之外还包括水体中的农药、淀粉、酚类以及原油等等。利用藻类来处理富含有机物污水可以成为一条成本低且效率高的途径而得到人们的广泛研究和应用。目前对于小球藻处理有机废水的应用途径主要是人工氧化塘，大量促进藻类的繁殖从而利用水中有机物来达到净化目的。
可见，小球藻作为一个理想的降解水体有机物的藻类，被广泛研究来处理各种工厂、养殖业等排出的有机废水，例如在水产养殖过程中，养殖水体之中原有的藻类和植物往往是不足以满足养殖需求的，所以需要大量饵料的投入，然而只有20%的饵料转化为动物蛋白，这意味着大量的有机物在水体中分解产生氮磷化物，污染水体。氧化塘是目前处理这类废水的极具应用前景的方向。其中小球藻是氧化塘中主要藻种之一。
除了工厂、养殖厂等废水外，有些水体可能会遭受原油泄漏造成的污染，人们也在寻求生物方法来减小油污对水体的污染。上海的海军医学研究所曾有研究探索小球藻对原油降解能力。结果表明小球藻属中普通小球藻和蛋白核小球藻具有降解原油能力，普通小球藻对于含油污18.4mg/L的水体降解去除率达到了94%-95%[7]。
二、小球藻吸收废气(CO2)能力
人类工业化伴随着大量CO2的排放，带来了突出的环境问题，尤其是温室效应，在控制碳排放日益受到人们重视的今天，如何又有效固定CO2成为了人们研究的一个热点。传统的CO2固定技术利用一些非生物方法除去一些烟道气等的CO2的去处，还包括一些公共场合和密闭区域的CO2的去除，这些手段往往需要复杂的设备来实现，消耗比较大。基于种种优势，利用藻类来固定CO2的方法正在兴起。
微藻固定CO2都是利用了微藻的自养特性，同等质量的微藻其光和作用和呼吸作用都会大大强于高等植物。微藻从溶于水的无机碳中获取碳源——大部分微藻只能利用CO2，极少数还可以利用HCO3—，通过细胞个各种膜结果然后被小球藻利用。微藻细胞体内碳含量超过50%。每生产100t的微藻就可以吸收183tCO2[8]。利用藻类的这种特性，对于一些集中排放CO2的烟道气等进行吸收CO2的处理。尤其是在碳排放权交易开始蓬勃发展的今天，这种除碳工艺的成本会因为取得额外的效益而降低成本，可行性得到提高。
三、小球藻（chlorella sp.）产油能力
小球藻吸收、富集污染物之后，必须通过适当的途径进行处理，否则在其降解之后会对环境造成二次的污染，就不能起到净化水体、吸收废气等目的。最好的方法就是将其资源化。人们利用小球藻能够产生油脂来开拓了一条可能的应用途径——利用小球藻来生产油脂，这种油脂可以最终成为生物柴油。面对目前全球共同的能源危机问题，生物柴油可谓前景广阔。很多研究都是希望探寻小球藻的产油能力，希望得到最大的产油效率。
小球藻在正常生长时候，大部分碳用于蛋白质的合成，以满足其生长要求。然而，当处在胁迫条件下时，小球藻会将大部分碳用于脂肪和碳水化合物的合成[9]。这个原理被人们广泛用运用来提高小球藻的产油率。胁迫条件必然会对小球藻的生长产生一定的抑制作用，但是可以提高其产油能力，在生长速度和产油率之间需要寻找一个合适的平衡来使得最终小球藻总体产油能力最大化。
四、应用
藻类运用于水体的生态修复也已经可以成功地被运用于实际工程操作，苏州某公司通过研发的藻类生长调节剂和生态修复专利设备，对苏州友谊河一段水体实施微藻生态修复技术，水体从原来的黑臭、重度富营养化变为清澈透明，且水体生态功能恢复[10]。这是一个利用微藻进行生态修复的成功案例。可以从中看到利用微藻进行水体净化的一般思路——通过生态因子的调节来控制微藻的爆发，然后微藻快速地吸收水体中的氮磷元素，大量的藻类形成巨量生物膜，这些微藻的生物膜又可以吸附水体中其他各类污染物，最终通过净水装置把这些污染物和藻类一起富集出来，使得受污染水体得到修复。
市政污水中含有各种复杂的污染物，如果采取单一的方法进行治理，往往投入巨大且取得效果不显著。小球藻的这种对于污染物的强大的综合处理能力使人们对其利用抱有巨大的期望。南昌大学的研究者利用未经任何处理的市政污水作为普通小球藻(chlorella vulgaris)的生长培养液，用以研究利用污水规模化培养富油藻生产柴油，同时净化水体[11]。
当然，把小球藻应用于实际的污水处理和废气吸收现有的很多条件已近比较成熟，但是仍然有许多需要解决的技术问题：首先，实际环境复杂多样，污染物组成比较复杂，水体的理化性质难以很好的控制，这样可能使得小球藻无法生存或者在短时间内迅速死亡解体，这样不但不能净化水体，反而造成更严重的二次污染；第二，小球藻富集给类污染物以及产生油脂都有相应的最合适条件，在选择条件时需要考虑到小球藻的生长速度以及产油率、吸收污染物速率等等，需要考虑因素很多而且往往比较复杂；第三，在净化水体之后，小球藻的回收还需要更好的方法，小球藻的细胞直径只有几个微米，所以回收工作会有一定难度。有人研究利用轮虫来捕食小球藻进而回收轮虫[12]，这样的确更加简便但是对于希望直接回收小球藻提取油脂则需要更合适的方法。以上只是较为突出的几个问题，而且只是考虑了藻类净化水体的这一过程，关于其他的如前期如何选种育种，找到最合适的小球藻来进行生物净化，后期最终如何将小球藻大规模制成生物柴油等问题本文中并没有涉及。
参考文献：
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[10]郭兆凯,王媛媛. 微藻生态修复技术在河道治理中的应用[J]. 环境科技, 2010, 23(3):43-46
关键词：生物接触氧化；生物膜；污水处理
中图分类号：U664文献标识码： A
引言
生物接触氧化法是基于生物膜处理污水技术，具有耐冲击负荷能力强、净化效率高、处理所需时间短等特点，对污水有较强的净化作用，尤其是对有机废水处理效果较好。
1我国水环境污染现状
我国人均水资源拥有量仅为世界平均值的1/4，而且水资源时空、季节上分布不均。另一方面，我国水环境污染状况又相当严重，全国七大江河水系中，仅有38.1%符合五类以上水质标准，全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化，地下水水质有恶化趋势使我国部分城市饮用水安全受到威胁，在46个重点城市中，仅有28.3%的城市饮用水源的水质良好[1]。水资源问题已严重制约着我国经济发展和人民生活水平的提高。
水的循环利用是现阶段应对水资源紧张行之有效的措施，目前，废水的处理技术大体可以分为物理化学处理技术、生物化学处理技术、物化处理与生化处理结合技术以及强化生物处理技术。废水的生物化学处理相比物理化学处理技术，具有成本低的优势，而且对环境更加友好，现已成为处理有机废水的主要选择。而生物接触氧化法是目前处理有机废水较为成熟、有效的生物化学处理方法。
2生物接触氧化法处理技术背景
生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。19世纪末，德国开始把生物接触氧化法用于废水处理，但限于当时的工业水平，未能广泛应用。到20世纪70年代合成塑料工业迅速发展，轻质蜂窝状填料问世，日本、美国等开始研究和应用生物接触氧化法。中国是在70年代中期开始研究用此法处理城市污水和工业废水，现已广泛应用。
2.1 生物接触氧化法的原理
生物接触氧化法净化废水的基本原理与一般生物膜法相同，就是以生物膜吸附废水中的有机物，在有氧的条件下，有机物由微生物氧化分解，废水得到净化。
生物接触氧化池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成。在生物接触氧化池中，丝状菌在填料空隙间呈立体结构，大大增加了生物相与废水的接触表面，同时因为丝状菌对多数有机物具有较强的氧化能力，对水质负荷变化有较大的适应性，提高了净化能力。
2.2生物接触氧化法的特点
生物接触氧化法是基于生物膜处理污水技术，将活性污泥法和生物膜法有机结合。生物接触氧化法处理技术具有浓度高、传质快、耐冲击负荷能力强、净化能力强等特点，尤其对容易引起污泥膨胀的有机废水处理效果较好。由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；同时在处理污水过程中，剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题。在生产中，可直接采用生物接触氧化法，或前接厌氧消化、酸化、物化方法等预处理工序来提高污水处理效率。
生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点，但又与一般生物膜法有所差异。一是在生物接触法反应器中，供微生物栖附的填料全部浸在废水中，所以生物接触氧化池又称淹没式滤池。二是在生物接触法反应器中，采用机械设备向废水中充氧，而不同于一般生物滤池靠自然通风供氧，相当于在曝气池中添加可供微生物栖附的填充材料，也可称为曝气循环型滤池或接触曝气池。三是在接触曝气池内废水中还存在约 2～5%的悬浮状态活性污泥，对废水也起净化作用。这使得生物接触法技术净化效率高；处理所需时间短；对进水有机负荷的变动适应性较强；不必进行污泥回流，同时解决了污泥法稳定性差、易膨胀、停留时间长、占地面积大、污泥易流失，不耐负荷冲击的缺陷，使得整个污水处理过程运行管理方便。
生物接触法技术存在的问题：一是当污水有机物浓度高，接触曝气池内容易出现大量泡沫影响生物膜的透过率；二是接触曝气池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象。故在实际应用过程中应针对不同的进水负荷控制曝气强度，以消除堵塞；其次是研究合理的氧化池池型和形状、尺寸和材质合适的填料；再次是对污水进行适当的预处理，避免影响充氧和微生物的生长。
3 生物接触氧化法在污水处理中的应用
由于生物接触氧化法技术具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点，广泛应用于各行各业的污水处理系统。在处理广州制药厂高浓度洁霉素废水时，罗国维等[3]从滤过污水的生物膜中分离获得18株细菌，均为革兰氏阴性菌。可见废水在很大程度上选择了生存的微生物类群，从而得出在处理不同性质废水，生物膜内的细菌应视水质成分而定。生物接触氧化法不仅仅能有效处理制药厂污水，对于处理生活污水过程中也能达到良好的效果。在处理陕西延安市河庄坪基地生活污水采用了生物接触氧化法，其出水水质均符合国家排放标准，BOD5的去除率可达到90%以上[4]。在处理啤酒厂污水时，由于污水中含大量有机物和少量无机盐类，采用生物接触氧化法得到良好的效果，同时在污水处理过程中对污水进行厌氧水解酸化工艺预处理可提高污水处理效率[5]，为在食品、酿造及其他行业的有机污水处理中推广应用提供可实施性。在处理油田采出水时[6]，应用生物膜水解酸化结合生物膜接触氧化的工艺进行，得到的良好的结果。
生物接触氧化法不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。生物膜处理是经过物理处理后的环节，也是整个循环流程中的重要环节，在这里有机物都将得到去除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。如果能配合JBM新型组合式生物填料使用，可加速生物分解过程，具有运行管理简便、投资省、处理效果高、最大限度地减少占地等优点。
4. 结束语
生物接触氧化法对含有大量有机污染物的生活污水处理效果较好，在我国城市污水处理中应用的前景是十分广阔的。在实际生产过程中只要加强管理，按要求进行水质预处理。处理后的污水可进行灌溉、建筑、冲洗等，从而达到对水资源的循环利用。
参考文献
[1] 谢家泽，陈志恺. 中国水资源[J]. 地理学报. 1990, 45(2): 210-219.
[2] 罗国维，杨丹青，林世光. 投菌生物接触氧化法处理洁霉素废水的机理研究[J]. 环境科学. 1994, 15(6): 20-22.
[3] 张锦荣. 生物接触氧化法处理生活污水[J]. 油气田环境保护. 1997, 7(4): 16-19.
