工業廢水論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇工業廢水論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

當廢水中含有較高的懸浮物時，懸浮物會隔離微生物與廢水中有機污染物的接觸，從而影響微生物對水中BOD的吸附和降解，進一步造成生化處理效率下降。因此，制革工業廢水（包括皮革、裘皮、羊絨加工等廢水）的處理，必須強化生化處理單元之前的物化預處理，這是很重要的一個處理環節。關鍵環節二：如前所述，皮革工業廢水含鹽量較高，特別是Ca2+濃度，這是皮革廢水另一個特點。

皮革廢水的生化處理單元是采用活性污泥法還是采用生物膜法，這也是一個關鍵環節，在這里存在一個誤區。活性污泥法常應用于市政污水處理，而生物膜法則常應用于工業廢水處理，特別是生物接觸氧化法。生物接觸氧化處理工藝具有如下優點：（1）使水力停留時間HRT與污泥停留時間SRT完全分離，雖其水力停留時間HRT相對較短，生活污水HRT約2h~4h，但污泥停留時間SRT卻很長，可以達到30d，甚至更長至60d。（2）BOD（或COD）容積負荷率比活性污泥法高得多，因此生物接觸氧化法單位容積的生物量比活性污泥法大得多。一般活性污泥法VSS為3.0kg/m3~3.5kg/m3，而生物接觸氧化法VSS為7kg/m3~12kg/m3，因此，其負荷率為活性污泥法的2~3倍，相應其容積占地面積生物接觸氧化法要比活性污泥法小得多。（3）生物接觸氧化法既適合低濃度有機廢水處理也適合高濃度有機廢水處理，而活性污泥法，對低濃度有機廢水處理效果甚微。實踐證明，當廢水COD及BOD濃度較低時，COD＜100mg/L，BOD＜50mg/L時，微生物會因食料不足，而形不成菌膠團，只能成單體狀態存在于水中。基于上述優點，生物接觸氧化法在工業廢水處理中得到了廣泛的應用，如印染廢水、焦化廢水、食品廢水、淀粉廢水、啤酒廢水等。根據上述生物接觸氧化法的優點，制革工業廢水采用生物接觸氧化法是順理成章的事，但運行實踐證明這是一個誤區。

由于皮革廢水中含鹽量較高，其中Ca2+含量也很高，如采用填料式生物接觸氧化法，會使填料上逐漸結成礦化物垢，而且逐漸增厚，此種礦物垢對生物膜起到抑制作用。而這種礦物垢人工無法清除，從而使廢水處理效果愈來愈差，甚至填料上的生物膜完全脫落。近期的兩例革園區污水處理，由于上述原因而導致運行失敗。綜上所述，皮革廢水的生化處理，應采用活性污泥法，切忌采用填料式生物膜法。

二、結論

篇（2）

一、研究背景和意義

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紡織工業是我國的傳統支柱工業之一，也是出口創匯較多的行業之一，目前我國占有15%左右的國際市場份額，是世界上最大的紡織品出口國。經過多年建設，紡織工業基本成為一個門類較齊全、布局較合理、原料和設備基本立足于國內、生產技術達到一定水平的工業部門。產業綜合發展能力不斷增強，已形成棉、毛、絲、麻、化纖、服裝、紡織機械等行業較為完整的系列體系。

紡織工業按加工的原料、產品的品種和產品的加工用途等不同，主要分為上游、中游、下游三類產業，紡織工業的上游產業主要指各類纖維生產和加工，如天然纖維的棉花、羊毛和各類化學纖維等生產領域；中游產業指紡紗、織布、染色等生產領域；下游產業主要指服裝加工等生產領域。

染色行業作為紡織工業中的中游行業，在紡織工業中起到承上啟下的作用，即將各類纖維加工制造的坯布，通過染色和印花工藝生產出各類帶色彩和圖案的織物。在染色業中，棉紡染色業是最大的行業。染色行業作為濕法加工行業，其生產過程中用水量較大，據不完全統計。我國染色廢水排放量約為每天300萬～400萬立方米，染色廠每加工100米織物，產生廢水量3～5立方米。而且，染色廢水成份復雜，含有的多種有機染料難降解，色度深，對環境造成非常嚴重的威脅。

隨著工業化的不斷深入，全球性的環境污染日益破壞著地球生物圈幾億年來形成的生態平衡，并對人類自身的生存環境存在威脅。由于逐漸加重的環境壓力，世界各國紛紛制定嚴格的環保法律、法規和各項有力的措施，我國作為世界大國，對環境保護也越來越重視，并向國際社會全球性環境保護公約作出了自己的承諾。

二、廢水處理方法分類

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根據使用技術措施的作用原理和去除對象，廢水處理法可分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三類。具體如下：

1.廢水的物理處理法

利用物理作用進行廢水處理，主要目的是分離去除廢水中不溶性的懸浮顆粒物。主要工藝有：

(1)格柵和篩網格柵是一組平行金屬柵條制成的有一定間隔的框架。把它豎直或傾斜放置在廢水渠道上，用來去除廢水里粗大的懸浮物和漂浮物，以免后面裝置堵塞。篩網是穿孔濾板或金屬網制成的過濾設備，用以去除較細小的懸浮物。

(2)沉淀法利用重力作用，使廢水中比水重的固體物質下沉，與廢水分離。主要用于(a)在塵砂池中除去無機砂粒(b)在初見沉淀中去除比水重的懸浮狀有機物(c)在二次沉淀中去除生物處理出水中的生物污泥(d)在混凝工藝以后去除混凝形成的絮狀物(e)在污泥濃縮池中分離污泥中的水分，濃縮污泥。此法簡單易行而且效果好。

(3)氣浮法在廢水中通入空氣，產生細小氣泡，附著在細微顆粒污染物上，形成密度小于水的浮體，上浮到水面。主要用來分離密度與水接近或比水小，靠重力無法沉淀的細微顆粒污染物。

(4)離心分離利用離心作用，使質量不同的懸浮物和水體分離。分離設備有施流分離器和離心機。

2.廢水的化學處理法

(1)酸性廢水的中和處理

酸性廢水處理可以用投藥中和法、天然水體及土壤堿度中和法、堿性廢水和廢渣中和法等。藥劑有石灰乳、苛性鈉、石灰石、大理石、白云石等。他的優點是：可處理任何濃度、任何性質的酸性廢水。廢水中允許有較多的懸浮物，對水質水量的波動適用性強，中和劑利用率高，過程容易調節。缺點：勞動條件差、設備多、投資大、泥渣多且脫水難。天然水體及土壤堿度中和法采用時要慎重，應從長遠利益出發，允許排入水體的酸性廢水量應根據水體或土體的中和能力來確定。

(2)堿性廢水和廢渣中和法

投酸中和法可用藥劑：硫酸、鹽酸、及壓縮二氧化碳(用二氧化碳做中和劑，由于PH值低于6，因此不需要PH值控制裝置)酸性廢水及廢氣中和法如煙道氣中有高達24%的二氧化碳，可用來中和堿性廢水。其優點可把廢水處理與煙道氣除塵結合起來，缺點是處理后的廢水中硫化物、色度和耗氧量均有顯著增加。清洗由污泥消化獲得的沼氣(含25%—35%的二氧化碳氣體)的水也可用于中和堿廢水。

3.生物處理法

利用微生物可以把有機物氧化分解為穩定的無機物的這一功能，經常采用一定人工措施大量繁殖微生物。

(1)好氧生物處理法

應用好氧微生物，在有氧環境下，把廢水中的有機物分解成二氧化碳和水的方法，主要處理工藝有：活性污泥法、生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化等，這種方法處理效率高，應用面廣。

(2)厭氧生物處理法

應用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物，最后生成二氧化碳、甲烷等物質的方法。主要用于有機污泥、高濃度有機工業廢水的處理。如啤酒廠、屠宰廠。

(3)自然生物處理法

應用在自然條件下生長，繁殖的微生物處理廢水的方法。工藝簡單，建設費用和運行成本都比較低，但其凈化功能受自然條件的限制，處理技術有穩定塘和土地處理法。

三、染色污水處理系統的工藝設計

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在染色污水處理系統的工藝設計中往往遇到以下問題：(1)工程設計人員大都是僅僅了解廢水水質的情況下，根據自己的工程經驗和直覺進行設計，這樣往往造成工程缺陷，使建成的處理系統處理廢水不能達標排放；(2)在有些設計中，因為對出水的達標要求嚴格，使設計出的工藝建設費用和運行費用偏高；(3)在許多現有的處理系統中，由于所要處理的水質發生改變，原有工藝不能針對目前的水質進行有效的處理。以上的這些都涉及到污水處理系統的優化改造和優化管理運行問題。

如何優化污水處理工藝，降低污水處理成本，提高污水處理效果，對于污水處理有著極其重要的意義。必須指出的是，染色廢水處理系統的優化改造是一個非常錯綜復雜的問題，從目的上它不僅要基于污水水質分析，按照技術和經濟的要求，在條件允許的范圍內，利用各種方法，找出最佳的設計工藝方案，并在設計工況條件下，找出最佳的設施組合和最佳工藝參數，而且還要在污水的成份和水量一定幅度變動的情況下，找出相應的優化運行措施和最少運行成本。而在各染色廢水水質各異、水量大小不一的實際工況下，要求得到一個能嚴格意義上普遍性的染色廢水優化處理系統是不可能的，某一污水處理系統可能對某企業的廢水處理是最優，但它對其他的染色廠可能就并不能做到最優，因此本論文對染色廢水處理系統優化研究只是為提出一個系統優化改造和優化運行的概念和思路，并不是要提出一個能對所有染色廢水有最優處理效果的處理系統。

四、系統工藝改造的總體思路

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污水處理廠廢水的水質為含有一定量難生物降解物質和顏色的有機廢水，各染色子行業排放的廢水所含污染物質不同，其相應的治理工藝流程也不同。對染色廢水處理，工程上一般用物化法和生化法或兩種方法相結合的處理方法。物化處理有見效快、水力停留時間短的優勢，但其處理費用高、污泥產量大、污泥處理困難、存在二次污染的隱患。雖然臭氧氧化、活性碳吸附、電解等方法有較好的脫色效果，但它們較高的運行費用卻使廠家無法承受。但前述的幾種方法都具有穩定性好的特點。生物處理因具有處理成本較低，并能大幅度去處有機污染物和一定色度的特性使得染色廢水治理采用生物治理作為主要治理單元己成為共識。但結合園區污水處理廠目前的運行現狀及操作工人素質，為確保污水處理廠處理出水的穩定達標排放，因此改造擴建工藝的設計思想以強化物化處理的原則，以生物處理工藝為重心，盡量提高強化生物處理的作用。鑒于污水處理廠接受的染色廢水綜合性廢水，是典型的難生化降解的有機廢水，水質性質有其特殊性，而且各有關企業生產廢水排放的水質水量的不穩定性，以及污水處理廠的運行成本及運行負荷。因此必須要有針對性的廢水處理工藝，才能達到較好的處理效果。在選擇處理工藝前，應在分析廢水水質及其組成及對廢水所要求的處理程度的基礎上，確定各單元處理方法和改造工藝流程，以驗證改造工藝的有效性。

五、結論

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印染生產廢水可生化性差，原污水處理系統又存在著設計、施工不盡合理，管理水平落后等缺陷，從而造成了處理出水污染指標達不到排放標準，運行成本高等后果。染色廢水處理系統的優化改造本身就是一個非常錯綜復雜的問題，而作為集中式染色廢水處理廠的優化就更加困難了。從目的上它不僅要在污水水質分析的基礎上，按照技術和經濟的要求，在條件允許的范圍內，利用各種方法，找出最佳的設計工藝方案。并在設計工況條件下，找出最佳的設施組合和最佳工藝參數，而且，還要在污水的成份和水量大幅度變動的情況下，找出相應的優化運行措施和最少的運行成本。但由于客觀條件的諸多限制，并且各種印染廢水水質各異，水量大小不一的設計情況下，要求得到一個能嚴格意義上普遍性的染色廢水優化方法十分困難，某一污水處理系統可能對某一區域內的廢水處理是最優的，但它對其他的企業可能就并不能做到最優。因此，在加強技術創新和知識創新的同時也要為保護我們僅有的水資源提高人類意識，轉變觀念，為創造一個更好的環境多做努力。

篇（3）

2結果與討論

2.1針對5B-3C型COD快速測定儀校準

2.2標準溶液的配制

依據《GB11914—89水質化學需氧量的測定重鉻酸鹽法》中規定的方法進行配制，注意配制的標準溶液準確度和不確定度，主要取決于配制過程中各個環節的誤差。

2.3配制方法

稱取在105℃條件下干燥2h并冷卻后的鄰苯二甲酸氫鉀（HOOCC6H4COOK）0.4251g全部溶于蒸餾水，并稀釋至1000mL，混勻，該溶液的理論COD值為500mg/L。

2.4儀器校準

用標準溶液對當前的曲線值進行校準，確定新的Kv曲線值，（連華科技5B-3型COD測定儀已將部分曲線號中的曲線值進行了設置，用戶可選擇使用按照儀器校準方法，重新對曲線值進行校準修改）：取鄰苯二甲酸氫鉀標準溶液稀釋三個濃度點，分別為1#：500mg/L、2#：250mg/L、3#：125mg/L。操作與試樣分析步驟相同，用儀器自身設置的Kv=1505來進行比色。COD測定儀校準前后誤差值見表1。從表1可以看出，在校準前Kv=1505時相對誤差＞2％，在此K值下的曲線不符合測定要求。而在Kv=1552時，將標準溶液的理論濃度與曲線值修改后所測定濃度進行對比，相對誤差在2％范圍內，代表儀器的校準過程合格，完全能夠滿足測定的需要。所以定此曲線下Kv為1552來進行污水分析。

2.5精密度實驗

選取COD處于不同水平的6種類型試樣進行平行分析，結果見表2。當廢水中的COD高于100mg/L時，結果的相對標準偏差（RSD）均低于2％；對于COD低于100mg/L的水樣，相對標準偏差RSD為2.71％，COD低于50mg/L的水樣結果相對標準偏差RSD為4.17％.符合實驗室內相對標準偏差4.3％的要求。

2.6加標回收實驗

為驗證該分析方法的準確性，取5種廢水進行加標回收實驗（強調指出：加標量不能過大，一般為待測物含量的0.5～2.0倍，且加標后的總含量不應超過方法的測定上限；加標物的濃度宜較高，加標物的體積應很小，一般以不超過原始試樣體積的1％為好），加標回收實驗結果見表3，其加標回收率為96％~104％。

2.7對比實驗

用標準方法和自制藥劑比色的方法，分別對比測定2個濃度標準試樣和5種類型水樣的COD，其結果見表4。通過t檢驗法（顯著性差異檢驗法）來檢驗兩者的差異，所得的t均小于t（4，0.05）=2.77。可見分光光度法與重鉻酸鉀回流滴定法之間無明顯差異。

2.8主要影響因素

2.8.1氯離子的影響氯離子是C0D測定中常見的干擾因素。配制COD為100mg/L和500mg/L的兩種溶液（我公司循環水中氯離子含量150~450mg／L），每種溶液中設3組氯離子濃度（濃度分別為0、500、1000mg/L），測定時分別取1、2、4倍量的硫酸汞加入各組試樣中。將各組試樣消解比色，測定其COD，結果見表5。從表5可以看出，對于兩種COD試樣，當水中的氯離子質量濃度≤1000mg/L時，硫酸汞的加入倍量基本不會對COD的測定結果造成影響。

2.8.2比色時間的影響以同一批試樣完全冷卻開始計時，分別于0、0.5、1.0、1.5、2.0h后進行比色，從表6可以看出，比色時間對COD測定結果的影響不大，在2h內基本無變化。

篇（4）

1.2實驗步驟(1)打開消解器開關，選擇“COD消解”消解器自動升溫，達到設定溫度后自動報警器提示，按任意鍵停止提示；(2)準確移取2.5mL脫鹽水加入到“0”號反應管中，然后分別移取水樣一次加入到反應管中，最后加水補至2.5mL；(3)依次向各反應管中加入2滴掩蔽劑，1mL氧化劑和5mL催化劑，并蓋蓋搖勻；(4)取下蓋子，一次放入消解器消解孔中，按下“消解”鍵并蓋上防噴罩，消解計時結束后儀器會報警提示；(5)將反應管取出冷卻2分鐘，依次向各反應管加入2.5mL水并混勻，然后放入水中冷卻至室溫；(6)比色：打開比色系統開關，并預熱10分鐘，按“測量”鍵進入測量；

1.2.1比色管比色：(1)按“高量程”并按“確定”鍵選擇高量程模式，在高量程模式下按“比色管”并按“確定”鍵選擇管比色方式，確認曲線號為HT-01；(2)先將比色管架四角朝上放入高量程比色池，將空白管放入比色管架中，稍停頓2~3秒，讀數穩定后按“空白”鍵使屏幕顯示“C=0.000mg/L”否則重按“空白”鍵。(3)依次將樣品反應管放入比色管架中，等數值穩定后所顯示的數值即為COD值。

1.2.2比色皿比色：(1)按“高量程”并按“確定”鍵選擇高量程模式，在高量程模式下按“比色皿”并按“確定”鍵選擇皿比色方式，確認曲線號為HC-01；(2)空白倒入3cm比色皿中，放入高量程比色池，稍停頓2~3秒，讀數穩定后按“空白”鍵使屏幕顯示“C=0.000mg/L”否則重按“空白”鍵。(3)依次將樣品倒入比色皿中，然后放入高量程比色池等數值穩定后所顯示的數值即為COD值。

2結果與討論

2.1兩種試劑的準確度對比(1)標準曲線制作：分別準確移取1.12.10mL、0.1mL、0.25mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、2.5mL于兩組消解管中，加水至2.5mL，分別記為0、1、2、3、4、5、6和0’、1’、2’、3’、4’、5’、6’。相當于0mg/L、40mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L、800mg/L、1000mg/L標準COD值。向0-6加入專用試劑，向0’-6’加入自制試劑，以下步驟同樣品測定。(2)根據測得的結果計算其回收率，判定兩種試劑的準確度，結果見表1。由表1可知，兩種試劑制得的標準曲線回收率都在99%~101%，說明兩種試劑的都有很好的準確度。

2.2兩種試劑測定樣品的精密度為了驗證自制試劑和專用試劑具有同樣的精密度，通過使用兩種試劑測定同一組樣品所得結果計算其精密度。結果見表2。由表2可知，測定的相對標準偏差小于2%，說明自制試劑與專用試劑測定的結果精密度較高，自制試劑可以代替專用試劑測定污水COD。

篇（5）

1.1工業廢水處理過程中設備防腐蝕存在的不足

在廢水處理過程中對設備的防腐問題存在的不足主要表現在以下三個方面：一是在火電廠日常生產過程中，受到運行工況和方式的影響各項生產工藝指標難以嚴格的得到控制，例如溫度、流速、介質的濃度等，這就給設備腐蝕創造了各種條件。二是在管道防腐蝕設計中，往往只注重如何選材以及強度、工藝和防腐蝕技術的設計，但是往往沒有結合實際情況考慮到管道所在的環節、溫度和耐腐性能等因素，而這些因素又是導致腐蝕出現的主要原因。三是在處理酸堿濃度較高的廢水時，因為酸堿中和具有較強的特殊性，且酸堿量中和過程中難以對其進行定量的控制，難以掌握中和程度，酸堿量過量和中和不均勻等問題的存在，導致pH值不達標而腐蝕，最終為設備事故的出現埋下隱患。

1.2工業廢水處理過程中設備防腐蝕不足的成因

一是針對酸堿中和池出現的腐蝕問題，主要是因為在建設酸堿中和池時，材料的厚度和勾縫設計沒有符合實際需要，很多防腐蝕用的花崗石的厚度往往利用普通材料替代，而這就會導致石材的縫隙難以填滿，最終出現酸堿腐蝕性的滲漏，加上在處理酸堿池泄露事故時往往難以徹底的修復，尤其是在對基層腐蝕情況進行檢查時，往往敷衍了事，加上設計布局的合理性差，一般以全封閉和加蓋的結構，而沒有考慮腐蝕因素，最終導致池體下陷。二是針對管理防腐蝕處理不到位的問題，主要是因為在防腐蝕處理過程中往往偷工減料，而且在驗收管理時往往敷衍了事，而這就會加劇管理腐蝕處理的難度。三是針對循環水加酸系統腐蝕處理不到位的問題，主要是因為加酸處理環節往往忽視加水，最終出現腐蝕問題。尤其是對火電廠而言，其循環水加酸系統擦用濃硫酸儲存罐作為其壓力容器，在設計過程中沒有考慮操作環境對其帶來的影響，而濃硫酸的腐蝕性較強，若選用一般碳鋼材料，將會導致其被氧化和腐蝕，進而影響整體結構，加上在安裝過程中往往安裝不規范，加藥量難以得到有效的控制，最終影響其pH值的正常。

2火電廠工業廢水處理設備防腐蝕工藝探索

通過上述分析，我們對工業廢水處理過程中設備防腐蝕存在的不足及成因有了一定的認識，那么作為新時期背景下的火電廠，在工業廢水處理過程中如何預防處理設備的腐蝕呢？我們將從以下四個方面的工作進行討論：

2.1針對酸堿中和池的防腐蝕工藝探索

由于酸堿中和池腐蝕問題的存在，將會極大的影響工業廢水處理成效。因而為了更好地解決這一問題，作為發電廠必須切實做好以下三點防腐蝕工作：一是建設酸堿中和池時，應重點檢查樹脂膠泥接層的厚度，確保接縫黏結牢固，并采取接縫黏合技術，才能更好地確保防腐蝕的長期性。二是在酸堿中和池運行過程中，一旦出現泄漏，就應及時地加強對其的修復，及時地打開被腐蝕的防腐蝕層，重點檢查和修復混凝土基層。三是在布局設計過程中，在施工之前就應科學合理地設計，及時地找出內部存在的腐蝕問題，并針對此制定相應的預案，為整個處理成效的提升奠定堅實的基礎。

2.2針對管道的防腐蝕工藝探索

由于在化學工業廢水處理過程中，經常出現設備或管道腐蝕嚴重的情況，所以在確保工程質量的同時，還應加強現代防腐蝕技術的應用，著力解決設備和管道的腐蝕問題，并嚴格按照設備和管道安裝工藝流程進行安裝，盡可能地選擇耐腐蝕性的材質，確保其使用壽命得到有效的提升。

2.3針對酸堿系統的防腐蝕工藝探索

酸堿系統的防腐工作是整個工業廢水處理系統防腐蝕的重點所在，所以作為發電廠必須高度重視。所選的容器材料應以具有較強的耐腐蝕性，例如PVC材料、鋼襯膠材料等。而在選用酸堿液輸送管時，同樣應考慮其材質問題，尤其是其外部的防銹和內部的保溫。在酸堿系統進行防腐蝕時，主要以濕法脫硫防腐蝕工藝為主，在實際應用過程中，主要選取鎳基不銹鋼、玻璃鋼、玻璃鱗片樹脂、橡膠、塑料、陶瓷等，盡可能地選取具有較強整體性和沒有接縫以及防腐蝕性能較強的材料，例如整體玻璃鋼管道，就是一種有效的選擇。其中，在脫硫區域的防腐工作中，以吸收塔噴淋層支撐梁的防腐蝕為例說明。由于漿液的不斷沖刷，支撐梁防腐蝕層經常出現磨損，導致支撐梁的腐蝕、漏液，腐蝕嚴重時只能停機檢修對整根梁體進行更換。為了避免支撐梁損壞，防腐蝕設計時應有針對性的加裝防沖刷護板，提高其抗磨損腐蝕的可靠性，并設計加裝吸收塔噴淋層支撐梁的腐蝕監測裝置，以及時發現塔內梁體的異常情況。

2.4加強設備防腐蝕監測系統的建設

由于火電廠工業廢水處理設施的工作頻率較高，所以即便采取了上述防腐蝕工藝，能在一定程度上預防其腐蝕程度的加重，還能緩解設施腐蝕速度，但是采取人工檢測的方式，往往難以及時高效地發現存在的腐蝕情況，也不能掌握腐蝕的程度，所以作為發電廠應加快設施防腐蝕監測系統的建設。整個設施防腐蝕監測系統應包含數據采集器、電流中斷器、測試探、里程記錄器以及計算機，從而利用其實時在線監測腐蝕情況，并根據腐蝕情況進行針對性的處理，才能從傳統的被動防腐到主動防腐，提高防腐功效。

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2制漿造紙廢水的治理

2.1制漿造紙行業水污染物產生來源制漿造紙工業的整個過程，包括從備料到成紙、化學品回收、紙張的加工等都需要大量的水，用于輸送、洗滌、分散物料及冷卻設備等，雖然生產過程中也有回收、再用，但仍有大量的廢水排入水體，造成水環境的嚴重污染。主要水污染來源于化學法制漿產生的蒸煮廢液、洗漿漂白過程中產生的中段廢水及抄紙工序中產生的白水，本文以中段廢水污染治理為主進行介紹。

2.2制漿中段廢水的產生在提取黑夜之后，紙漿要進行清洗、篩選和漂白，從而得到合格紙漿，同時形成攜帶生片、木節、粗纖維素及非纖維素細胞、砂礫、金屬屑的中段廢水。中段廢水顏色呈深黃色，主要污染物有木質素、懸浮物、硫化物、有機物等，可生化性較差，有機物難降解，處理難度大。

2.3制漿中段廢水的治理中段廢水處理方法主要有化學氧化法、物化法、生物法、電子束法、電化學法、物理法等，其中以生物法最成熟，應用最廣泛，下面以生物法為主進行介紹。生物法是利用微生物分解氧化有機物的功能，采取一定的人工措施，創造適于微生物生長和繁殖的環境，獲得大量具有高生物活性的微生物，以提高其氧化分解有機物的效率的一種污水處理方法，是目前應用最多、技術最為成熟的污水處理方法。根據微生物需要氧的情況，可分為好氧法、厭氧法和生物酶法等。好氧法是在有氧條件下利用好氧微生物降解代謝處理廢水的方法，常用的人工好氧生物處理方法有活性污泥法和生物膜法兩種，好氧法具有工藝成熟、運行穩定，有機物去除效率高等優點，但是也有耐沖擊負荷低，占地面積大、電耗大、基建費用高等缺點，通常應用于進水水質穩定而處理程度要求較高的大型污水處理工程。厭氧法又叫厭氧消化或厭氧發酵，是在無氧的條件下，通過厭氧和兼性微生物共同作用將廢水分解為甲烷和二氧化碳的過程。厭氧法具有占地少、耗能少、剩余污泥少、應用范圍廣等優點，系統復雜、環境影響大、易產生臭味和腐蝕性氣體等缺點明顯，最大的缺點是出水水質波動較大，容易產生出水不達標的情況。因此在生產實踐上通常將好氧法和厭氧法聯合使用。有關專家針對草漿造紙中段廢水，進行了厭氧折流板反應器(AnaerobicBaffledReactor，ABR)、序批式反應器(SequencingBatchReactor，SBR)及ABR—SBR組合處理工藝的研究，結果表明：ABR的水力停留時間（HRT）為6h時，廢水可生化性由0.2～0.25增加到0.4～0.5；SBR最佳HRT為8h，單獨運行，COD去除率65%左右；ABR—SBR組合工藝中SBR處理效果明顯提高，COD去除率達80%左右，且組合工藝處理效果好，COD和BOD5去除率達90%左右，抗沖擊負荷能力強。生物酶處理有機廢水是近年興起的一種先進處理工藝。生物酶具有很高的活性和催化能力，可以加速廢水有機物降解的速度，而且環境條件要求寬松，對進水水質要求低，可以重復使用等優點，特別是固化酶技術研究與開發，為生物酶技術在廢水處理工程大規模推廣奠定堅實基礎。在生產實踐中基本上是綜合各種技術優缺點，根據進水水質的不同，選擇最佳組合作為生產工藝。利用水解—好氧工藝處理山東某制漿造紙廠產生的中段廢水，經現場采樣監測，處理后出水水質良好，COD去除率達98%以上。

篇（7）

 

含鹽化工廢水的處理是工業廢水處理中的難點之一。含鹽廢水的排放帶來十分嚴重的環境污染,特別是工業含鹽廢水,除本身含有高濃度的無機鹽外,還含有大量的有毒難降解溶解性有機物如苯環類化合物和烴類等,此類廢水的溶解性有機物含量高,一般物理化學方法難以處理,而生化處理多局限在配水試驗,因此,研究工廠實際排放的高含鹽廢水生物處理的可行性、機理和處理條件是十分必要的[1]。碩士論文，超濾。目前對含鹽廢水的處理一般有生化降解、蒸發、電解、離子交換、膜法等方法。與其他方法相比，反滲透膜分離技術具有不發生相變、雜質去除范圍廣、分離裝置簡單、脫鹽效率高等優點。因此其得到越來越廣泛地應用。碩士論文，超濾。通常一個完整的脫鹽系統由預處理系統與除鹽系統組成。常規的預處理手段主要有混凝沉淀、過濾、超濾與微濾等。通過預處理，可以對廢水中的污染物進行一定程度的降低，減少污染物對反滲透膜的污染，預處理對于系統的長期安全穩定的運行至關重要，工藝設計的正確與否直接關系到膜元件的壽命，從而影響到操作成本[2]。

本試驗采用混凝-多介質過濾-超濾的工藝對進入反滲透系統的高含鹽廢水進行預處理，以考察其對COD、硬度、TDS、濁度等的去除效果。超濾作為一種高效的水處理技術已被越來越多的應用于工業廢水處理[3~4]。

1 試驗部分

1.1 試驗用水

試驗用水取自天津化工廠含鹽化工廢水。水樣水質分析：COD均值為242.45mg/l,硬度均值為2353.35 mg/L，濁度均值為60NTU,TDS均值為7605mg/l,PH范圍為9~11。

1.2 分析項目及分析方法

化學需氧量（CODcr）:重鉻酸鉀法；濁度：哈希2100P濁度儀測定；硬度：EDTA滴定法；TDS、pH值:哈希HQ40d多參數測試儀。

1.3 試驗工藝流程

篇（8）

中圖分類號：G642477 文獻標志碼：A 文章編號：10052909（2015）05013804

應用創新型人才培養是普通高等學校人才培養的方向，而實踐能力的培養是其關鍵環節之一[1]。設計、實習、實驗、科研活動等是實踐能力培養的主要環節[2]。其中， 畢業設計作為大學教學中最為重要，與工作崗位接軌的實踐性教學環節，是培養具有創新精神和實踐能力的應用型高級專門人才的需要，具有不可替代的作用[3]。

市政、環境類專業包括給水排水科學與工程（原給水排水工程）、環境工程、環境科學等專業，均屬于綜合性、應用性、交叉性強的學科，學科體系和內容上有諸多交叉滲透，相似性強，因此其畢業設計也有很多一致性。

遼寧工程技術大學給水排水工程專業和環境工程專業自1989年招生以來，經過幾代教師的努力，形成具有學校特色的理論和實踐教學體系，畢業設計的改革取得了諸多成果。文章結合學校市政、環境類專業畢業設計的實際情況，對畢業設計存在問題進行分析，介紹市政、環境類專業畢業設計改革的實踐成果，為相關院校畢業設計改革提供參考。

一、 本科畢業設計存在問題

據調查，自高校擴招以來，本科畢業設計普遍存在質量滑坡現象 [4]，許多專家學者針對畢業設計中存在的問題進行了大量

研究[5-7]。筆者結合遼寧工程技術大學實際情況，查找畢業設計過程中存在的問題，以利于提高市政、環境類專業畢業設計質量。

（1）設計選題不合理，多為紙上談兵，與實際工程脫軌嚴重。許多高校仍在實行約束性選題方式，在選題范圍上必然存在過寬或過窄的問題，題目陳舊，與就業實際需求相去甚遠，不利于發揮學生的主體意識和主觀創造精神。2006年之前，學校給排水專業畢業設計題目主要集中在凈水廠設計、污水處理廠設計和建筑給水排水工程設計。設計題目范圍較窄，而且很多題目都是假題假做或年復一年的課題重復，與工程實際的設計要求差距較大。環境類專業的水污染控制理論方向，在污廢水處理設計中，工藝方案大同小異，缺乏創新。水環境質量評價選題，多運用模糊綜合評判等數學方法代數即可，創新性和實用性較差。這些導致學生參加工作后，一時很難上手，滿足不了設計與工程單位對畢業生盡快進入工作狀態的要求，與應用創新型人才培養目標存在較大差距。

（2）高校連續10多年的擴招造成學生數量急劇增加，與師資數量不足、教師工程實踐能力缺乏之間存在較大矛盾，直接影響畢業設計質量。1999年擴招以后，市政、環境類專業教師每人指導學生人數在10～20人，造成指導教師精力投入不足，指導深度不夠，監督和考核不到位等現象。同時，為了解決高校教師短缺問題，引進的博士直接進入課堂授課、指導設計，沒有經歷助教過程，缺少實際工程經驗，加上科研指標的量化，高校青年教師在教學和科研雙趨沖突壓力下，往往忙于寫論文、申請課題，從而造成重科研輕教學現象，這也導致青年教師的設計指導質量不容樂觀。另外，隨著畢業生人數增多，與設計相關的圖書資料明顯不足，設計室更是無法保證，失去了教師對學生的有效指導和監督。

（3）學生設計精力投入不足，態度不認真，有的甚至抄襲他人論文等。部分學生忙于找工作，考研面試等，無暇顧及畢業設計。值得指出的是，學校鼓勵學生到已簽約工作單位結合工程實際完成畢業設計，雖然初衷很好，但從畢業設計成果看，部分學生沒有取得預想效果。另外，畢業設計中抄襲現象非常多。通常，學生畢業設計被安排在最后學期的10～15周，設計時間短，任務重，同時，學生常在答辯前才加班加點，匆忙拼湊，敷衍過關。甚至存在照例題套構筑物計算、圖紙網上直接下載等現象。

（4）學生雖然對水處理專業原理性知識有一些了解，但是對一些具體的構筑物卻很陌生且很難在大腦里構建出這些構筑物，而在認識實習、生產實習和畢業實習時，看到的也只是構筑物外貌，由于池體被水充滿，很難看到構筑物內部結構，因此造成設計思路不清晰，設計參數盲目選擇，給構筑物設計計算帶來很大困難。

（5）高校畢業設計管理工作有待進一步提高。雖然學校、學院都針對畢業設計制定了相應的管理制度，但在執行過程中，各級管理部門和指導教師存在執行不嚴格、不規范現象，從而影響了畢業設計的質量。另外，畢業設計一次性考核模式（指導教師給予學生學習態度分占20%、評閱教師給予設計成果分占30%、答辯委員會成員給予答辯分占50%），導致學生沒有改過的機會，也達不到人才培養的真正效果。

二、 提高畢業設計質量的實踐

相信筆者所述我校市政、環境類專業本科畢業設計存在的問題在其他高校同類專業，甚至所有工科專業都不同程度地有所表現。為此，探究解決高校學生畢業設計解決方法，真正提高畢業設計質量，進而提升學生工程實踐能力和創新能力，就成為當前畢業設計改革工作中的重要課題。針對目前市政、環境類專業畢業設計存在的問題，結合我校近年畢業設計改革的新做法、新模式、新思考，借鑒國內改革經驗，提出畢業設計具體的改革建議[8-10]。

（一）重視畢業設計選題工作

首先，擴大選題范圍。目前來看，市政、環境類專業設計題目范圍較小，與學生就業范圍有較大差距。從畢業生看，給排水科學與工程專業去凈水廠和污水廠的學生較少，去建筑施工單位較多。環境工程和環境科學專業利用學校地礦特色，去各企業工作學生比重較大。結合學生就業單位特點設計題目，能提高學生的設計興趣。因此，最近幾年，在了解學生就業方向基礎上，設計多個選題方向，學生先選擇設計方向，再結合具體工作情況選題，效果較好。在原有凈水廠設計、污水處理廠設計、建筑給排水工程設計、區域水環境質量評價、工業廢水處理站設計基礎上，增加的設計方向包括：城市給水排水管網系統優化設計、城市污水再生利用工程設計、建筑小區中水回用工程設計、建筑小區雨水利用工程設計、工業給水處理工程設計、給水排水工程（環境工程）施工組織設計及工程造價等方向。在工業廢水處理工程設計中，每年結合學生未來從事工作，進行了礦山廢水、皮革廢水、化工廢水、食品廢水、制藥廢水、鋼鐵廢水等多種廢水的設計工作，得到學生和就業單位的認可。

其次，注重設計的靈活性和實效性。目前盡管設計做到了一人一題，但與實際工程結合不足，因此，我們在設計中進行了一些新的嘗試。例如，從事建筑給排水工程設計的學生，與學校建筑學、土木工程、建筑環境與能源應用工程、工程管理、電氣自動化等專業學生共同組成設計小組，一起完成學校新校區圖書館、博物館、實驗樓等同一實際工程設計，設計完成后指導施工，真正實現了“真題真做”，避免了抄襲現象，而且鍛煉了學生的組織協調能力。針對軟件學得較好的學生，兩名學生共同完成同一設計，一名進行筆算，另一名編制軟件程序，兩者互相校正，共同提高；針對考研學生，指導教師讓他們參加所主持課題的實驗研究中，跟研究生一起完成論文，使他們盡早進入研究狀態。一些學生簽到工作后，單位希望去實習，做單位的實際工程設計，對此，我們實行企業和學校雙導師制度，單位負責學生在該單位的學習、生活等情況，校內指導教師負責開題、中期檢查、畢業答辯，以及與就業單位的聯系，定期檢查學生畢業設計完成質量，使學生設計質量得到保證。

（二）用多媒體課件協助教師指導學生畢業設計

市政、環境類專業畢業設計方向性、規律性和系統性較強，由于學生較多，資源有限，教師每天親自指導較為困難，教師為學生畢業設計做的指導書又太過簡單，而且并不直觀。多媒體課件具有文字、圖、聲、像并茂特點，具有很強的生動性、直觀性和條理性，能化抽象為具體，化平淡為生動，充分調動學生學習興趣。同時，還具有可反復播放特點，學生哪一步驟不懂，就可以對照課件進行觀察，直到理解為止。畢業設計指導課件每個設計方向一個，最終將課件模塊化，將教師從企業獲得的研究課題、合作教育中遇到的實際工程問題，凝練成畢業設計（論文）選題，均鏈接到設計模塊，建設成為虛擬實踐教育平臺，可切實提升學生實踐能力和創新能力，并可使資源由一校“獨有”，變成多校“共享”。

以制作完成的工業廢水處理工程畢業設計指導課件為例，課件內容包括：（1）工業廢水處理站設計目的、要求、步驟和原則，設計所用參考規范、手冊，形成廢水站設計任務書和設計指導書各1份；（2）工業廢水處理站基本建設程序；（3）工業廢水處理站與污水廠設計的相同點與不同之處；（4）工業廢水處理站典型水質（化工廢水、鋼鐵廢水、印染廢水等）特點及出水標準；（5）工業廢水處理站設計前需調查分析和解決問題；（6）工業廢水處理站工藝路線選擇的基本步驟、比選原則；（7）工業廢水常見處理方法及國內典型工業廢水處理工藝流程介紹；（8）典型構筑物（調節池、隔油池、水解酸化池、曝氣生物濾池、生物接觸氧化池、膜法水處理系統等）設計基本理論、池體類型、優缺點及適用條件分析，設計規范要求，設計參考范例、計算軟件編制、構筑物運行動畫，現場實際運行工程照片。本部分是課件主體，共鏈接標準1部、參考計算書籍1本、主體構筑物運用動畫7個，制作計算程序3個，插入現場照片25張，圖片12張；（9）污泥處理的目的、常見處理方法及系統設計，插入現場照片4張；（10） 工業廢水處理站各構筑物的總體布置和廢水處理流程的高程設計，介紹了布置原則、計算方法及典型案例分析；（11）工業廢水處理工程經濟分析及概預算具體方法和軟件應用；（12）圖紙繪制標準及方法。

（三） 設計全過程管理與質量監控

實行畢業設計全過程管理，建立質量監控機制是保證畢業設計質量不可或缺環節，采用校、院及教研室三級管理機制來完善畢業設計的系統質量監控。

1.以指導教師、教研室為主的全過程管理

教研室主任制定本專業畢業設計管理辦法，從細節上對教師指導和學生設計要求進行規范，并組織中期成果匯報答辯。畢業設計成績構成改為：指導教師檢查設計效果10%+期中答辯20%+評閱教師質疑設計成果20%+畢業答辯50%。指導教師從學生選題、開題報告撰寫、方案確定、構筑物設計計算、繪圖全過程進行指導、檢查。筆者幾年的指導發現，指導教師平時考核不僅看學生出勤，平時提交成果，還要多問學生“為什么”。因為一些學生設計中往往從手冊或參考書上套公式計算，沒弄清構筑物去除污染物原理、構筑物結構等基本知識。比如氣浮池設計，要學生首先了解除油方法、選擇氣浮池原因、氣浮池種類、除油機理、運行過程、池體結構，然后繪出草圖，再設計計算，經過這樣的過程，學生才能真正學到知識。

2.院級教學管理與監督機制

學院形成以教學副院長為組長的指導、監督小組，成員包括各專業退休返聘的老教授、教務科教學管理人員。教務科教學管理人員從形式、進度進行檢查，老教授利用自己豐富的教學實踐經驗，不僅能指出設計存在問題，還能提出改進方案，在提高設計質量的同時，有效地帶動了年輕教師的成長。

3.校級教學管理與監督機制

學校制定了《遼寧工程技術大學本科畢業設計（論文）管理制度匯編》，從畢業設計工作條例、寫作規范、校外畢業設計管理辦法、優秀畢業設計評選、成績不及格率最低3%的規定、開題報告、附本等方面進行規范化要求，并組成校督導檢查組，進行初、中、末的全程檢查，促進設計質量的提高。

三、 結語

畢業設計作為大學教學中的最后一個實踐性教學環節，可培養、提高和展示學生綜合運用所學知識解決實際問題能力及創新能力，對市政、環境類專業學生來講，更是緊密聯系工程實際，培養學生獨立工作能力的重要步驟。文章結合我校市政、環境類專業畢業設計中常見問題，提出了一些實踐對策，供同行參考，希望能有利于工程類高校實踐能力培養質量的提高。參考文獻：

[1] 潘一山.探索三學期制運行模式 推進校企合作教育[J].中國高等教育，2013（Z1）：57-58.

[2] 王蕾，王秀麗.應用創新型人才培養的思考[J].遼寧工程技術大學學報：社會科學版，2010，12 （6）：647-649.

[3]李喜林，曹啟坤，肖建華.大四學生教學管理中出現的問題分析及對策研究[J].土木建筑教育改革理論與實踐，2010（12）：58-61.

[4]郭登峰，潘劍波.高校本科畢業論文質量下降原因剖析及對策[J].江蘇工業學院學報：社會科學版，2009，10（4）：107-109.

[5] 張慶樂，董建，王虹，等.環境工程專業畢業設計存在的問題及對策研究[J].中國電力教育，2012（5）：66-67.

[6] 廖志凌，邵學軍，劉賢興，等.高校本科畢業設計中存在的問題及對策[J]. 江蘇大學學報：高教研究版，2004，26（2）：82-85.

[7] 方茜.給水排水專業畢業設計質量的實踐與探索[J].高等建筑教育，2009，18（6）：118-121.

篇（9）

1、方法與應用：

傳統的機械工業廢水中重金屬的污染評價與研究都是基于統計方法進行的，當需要評價的重金屬項目多、數據量大時，用統計方法只能分析出重金屬含量的高低與污染狀況，不能通過重金屬含量找出地區間機械廢水污染的相關關系。用神經網絡方法進行各地區的重金屬污染評價,僅需要將各地區不同年份的各重金屬做為輸入，構造好一個網絡之后,只要經過適當的訓練,待網絡穩定后,即可對輸入的樣本進行識別和分類，在一定程度上實現地區間機械工業廢水污染的相關關系的判定。

人工神經網絡系統從20世紀40年代末誕生至今僅半個多世紀，能實現分類自動化和智能，使判讀、識別過程更加精確、簡練、省功、省時，省經費。神經網絡中BP算法在訓練時達到收斂的思想是：對于一個給定的BP神經網絡，它突出一個誤差函數，這個誤差量函數沿減少的方向進行，一直達到一個極小值為止，并能證明誤差函數在達到極小門限值時網絡可到達穩定狀態。在上述的解決交叉線識別問題的BP算法里，BP算法[5]的具體步驟如下：

用S型（Sigmoid）函數作為激發函數：

此圖顯示了2000年到2005年長春市綠園朝陽南關各行政區域工業廢水污染負荷之間的地區差異,在圖中所占的比例也都有不同程度的下降, 圖1將2000年朝陽區和經濟開發區2000年的金屬污染指標聚集在一起 ，說明兩區域在2000的時候污染情況相同，在2000年里這兩個區域內工廠分布基本均勻。在2004年到2008年之間經濟開發區成為產業聚集的平臺，此區域內大量建立工業企業。因此，需要加強對這些工業企業的環境管理。

3、結論：

基于ANN的地區間各年份的聚類算法可以獲得較為理想的聚類邊界。通過聚類結果，可以清楚分析出各地區間重金屬污染的內在關系，其聚類結果是符合實際情況的，因此基于ANN算法的地區間重金屬污染分析是可行和有效的。

【參考文獻】

［1］曹愛軍等基于多層神經網絡的交叉線自動識別 中國圖像圖形學報2000.5(2):149-152

篇（10）

1 概述

各種各樣人類活動產生大量氨氮廢水：石化產品、化肥和食品工業、城市固體垃圾處理站點或者豬農場垃圾的瀝出液。處理這類垃圾產生一系列環境問題，其中水生物是最大的受害者，因為溶解水里的自由氨。

BNR工藝是去除廢水中低濃度氨氮最普遍的方法，但是不適用于處理高濃度氨氮廢水，使用更頻繁的物化法，比如吹脫。生物處理高濃度工業廢水主要問題是高濃度氨氮或者亞硝酸鹽抑制硝化反應。但是從環境和經濟觀點來看，BNR工藝處理高濃度氨氮廢水是一個引人注意的方法。

在設計生物廢水處理廠要求氮去除中硝化和反硝化速率是關鍵參數。考慮到這個原因，非常由必要通過實驗確定最大硝化速率（MNR）和最大反硝化速率（MDR），實驗條件按照工業比例與處理廠相似。

本研究的目的是去確定對氨氮濃度5000mgN-NH4+/L實際工業廢水的生物法處理法。這個濃度高于所查找的參考資料的濃度。

為了減少法總體積同時保證兩階段污泥較適宜，BNR使用不同尺寸。本論文采用了兩個獨立階段法中的一個；第一階段是硝化活性污泥階段和第二階段是反硝化過程。每個階段由一個反應池和沉淀池組成，產生兩個不同微生物菌種生長：硝化微生物和反硝化微生物。

為了處理低COD/N比率工業廢水，有必要增加外加有機碳源。在反硝化過程中使用不同標準選擇特殊外加碳源。首先，有必要考慮碳化合物產生最高MDR。已出版的參考資料給出了一些對照數據。一席作者提出乙酸比葡萄糖、甲醇、乙醇取得更高的速率。然而，其它作者用甲醇取得了與使用乙酸相接近的結果。一些參考資料顯示乙酸比甲醇達到更高的速率，盡管其它論文顯示相反的結果。

也有必要考慮外加碳源的成本和有效性。如果碳源是化學混合物（乙醇、甲醇和乙酸），它能以一定市場價格得到。如果計劃建工業規模處理廠，外加碳源應該是便宜的，并且能產生足夠的數量保證污水處理廠連續運行。使用含碳副產品能滿足這些要求，它們被由工廠普遍產生的，但不認為是廢物產品。

本論文主要研究兩階段污泥法硝化和反硝化階段，目的為了確定MNR和MDR.。另外，溫度對反硝化過程的影響，和研究不同外加碳源對反硝化的影響。

2 材料和方法

2.1 廢水說明

除了高濃度氨氮廢水（N-廢水），工藝還包括處理另一種工業廢水，主要含有有機物（COD－廢水），它有利于反硝化。然而，這種有機物不足夠反硝化所有生成的硝酸鹽。因此，要使用外加碳源。

表格2說明了兩種實際工業廢水基本組成。可以看到，在含氮廢水中氨氮濃度范圍為4000－6000mgNH4+/L，而含COD廢水中COD濃度范圍為1300－1500mgCOD/L。大多數這種有機物質是乙醇，因此很容易生物降解。含氮廢水也包含了高濃度氯化物和硫酸鹽陰離子。

2.2 外加碳源概述

兩種外加碳源使用兩工業加工副產品。第一種副產品是酒精飲料生產的混合廢物。第二種副產品是化工廠的廢物，甲醇、異丙基乙醇和丙酮構成。它主要成分是甲醇。表格3顯示了兩種副產品的成分。貫穿這篇論文，它們稱為“乙醇混合物”（酒精飲料廢物形成的）和“甲醇混合物”（化學廢物形成的）。

處理廠每一個反應器都有在線傳感器（溶解氧（DO）、pH、ORP、溫度）連接到探測控制器上。所有控制器和水廠機械元件與一臺PC相連接，盡管不同數據獲取卡（先進技術PCL726、PCL813和PCLD885）。為了自動控制所有法，用C語言設計專門軟件。根據以前軟件設計，包括圖形監控、數據備份、和關鍵工藝參數的控制（流量、pH、DO和溫度）。pH控制根據ON/OFF法則扮演可靠的藥劑師作用增加碳酸鈉。DO控制根據計算機里設計的數值PID法則，它能修改空氣流量，使用了一個大的流量計（Bronkhorst Hi-Tec，0－20Ln/min）。處理廠位于室內，通過加熱、通風和空調來調節溫度。

2.4 實驗設置

實驗工作在兩級污泥中進行，處理廠分兩個獨立的階段：硝化和反硝化。圖1顯示了處理平面圖。含氮廢水流進硝化活性污泥法，一個27L好氧反應池和一個沉淀池構成。好氧反應池自動控制pH在7.5。DO通過PID控制器保持在3mgO2/L。保持溫度在20℃300天，然后改變溫度在15℃30天，最害將溫度控制在25℃。污泥停留時間（SRT）大約為25天。

硝化活性污泥法的流出量是反硝化活性污泥法的流進量1/3倍（圖1）。其它兩個是含COD 廢水和外加碳源。反硝化階段由一個27L缺氧反應池、一個15L曝氣池和一個沉淀池構成。氮氣在缺氧池生成，在曝氣池中吹脫，因此有利于下一步沉淀。溫度和好氧反應池相同。pH不用控制，它的值大約為8.0－9.0。SRT在15天左右。

氮負荷率（NLR），硝化和反硝化率定義為：的

HRT是水力停留時間，[VSS]reactor是生物量濃度，[N-NH4+]in是流進氨氮濃度，[N-NH4+]out是流出氨氮濃度，[N-NOX-]in是流進氮氧化物濃度以及[N-NOX-]out是流出氮氧化物濃度。

2.5 分析方法

總懸浮固體（TSS）、揮發性懸浮固體（VSS）、污泥體積指數（SVI）、堿度和氨氮按照APHA’S標準方法進行分析。氯化物（Cl-）、硫酸鹽（SO42-）、亞硝酸鹽（NO2-）、硝酸鹽（NO3-）和氟化物（F-）用WATERS量子4000E CE根據毛細管電泳作用進行分析。分析條件為20℃溫度，15千伏負電源，在254納米間接用UV檢測和5分鐘分析。

3 結果和討論

目前研究硝化和反硝化反應池生物接種來源改進Ludzack-Ettinger反應器的初步研究，該反應器已經處理工業廢水由一年多了。法用相同微生物菌啟動，然后朝著專業菌培養（由于特殊的實驗條件）。兩級污泥廠連續運行了450天，使用實際、高濃度工業廢水。

3.1 硝化

3.1.1 pH控制

含氮廢水含有堿度比硝化根據化學計量所需堿度藥少。為了解決這個問題，一套自動控制法通過增加固體碳酸鈉控制硝化反應池的pH。這個控制供應了必要的堿度，因此pH條件有利于反應。硝化反應最佳pH值范圍為7.5－8.5。本實驗選擇7.5值，由于高的pH氨氮物會轉化為氨，而氨會抑制反應。添加碳酸鈉提供了硝化細菌適宜的條件，避免了使用它們培養基之一的物質無機碳，該物質會產生潛在抑制。

校正固體藥劑師供給碳酸鈉準確的數量（每劑量1.3gNa2CO3）。由于控制法記錄每天總的劑量，可以計算出每天使用碳酸鈉總量。在這個實驗中，檢驗碳酸鈉消耗量是否和堿度減少理論值相同，尋求硝化法適宜的設計值（每N-NH4+消耗7.1gCaCO3，或者4.26gCO32-/g N-NH4+）。所得實驗值為消耗每gN-NH4+需要6.1±0.6g Na2CO3，與4.4±g CO32-/g N-NH4+(非常接近理論值)相一致。

在運行140天后，反硝化法部分水回流到硝化法。通過該污水回流重新獲得了反硝化法產生的部分堿度，因此減少了碳酸鹽添加量。

3.1.2 污泥培養

硝化反應池開始生物量濃度大約為4000mgVSS/L。圖2顯示該反應池的VSS和TSS濃度和它的SVI。在整個研究中VSS濃度保持在3500±700mgVSS/L。VSS/TSS比率為48±8％。但是，這個比率在200至250天時低于平均值；值降低是由于外加堿源引起的。最初碳酸鈉改變為另一種便宜的堿源氫氧化鈣；硝化反應池中添加鈣離子引起硫酸鹽和氯化沉淀。那些鹽分增加了污泥無機成分，VSS/TSS比率減少到30－35％。為了解決該問題，堿源再用碳酸鈉，VSS/TSS比率達到本研究的平均值。在整個研究中硝化污泥有好的沉淀性，VSI值低于50mL/g。

3.1.3 氮的去除

圖3顯示了在450天運行期間硝化法進水和出水所有氮化合物的濃度和氨氮去除百分比。有兩個周期，一個沒有堿回流，另一個有堿回流（反硝化法出水，如圖1）。回流包括硝化法中稀釋進水氨氮濃度，但沒有降低NLR。表格4顯示兩個運行的操作參數。在兩個運行平均硝化率非常高。在整個研究中氨氮去除率也非常高，范圍為90％－100％。

比較進水氨氮濃度和出水氧化氮濃度（亞硝酸鹽和硝酸鹽），證實了氨氮去除是由于硝化發應，兩個濃度相等。另外，碳酸鹽消耗所得值和硝化化學計量值相等。那些結果否認了氨氮是通過吹脫或者其他微生物（如ANAMMOX處理）途徑去除的。

3.1.4 最大硝化率

和那些工業規模處理廠相似的條件下進行實驗確定MNR，連續等等。在進行那些實驗遇到的問題是含氮廢水中高濃度，因為如果NLR比MNR大，大量氨氮積累將會發生。積累抑制了反應，所觀察到的硝化速率不是最大值。因此，實驗逐漸地、控制 NLR增長的進行。緊緊當NLR稍微超過MNR時，法才有一些氨氮積累；但是，觀察到硝化率依然時最大值。

三個實驗分別在15℃、20℃和25℃進行。圖4（a）顯示第一個實驗在溫度15℃時的結果。實驗開始時NLR為0.06gN-NH4+/gVSS-1d-1，沒有發生氨氮積累。在NLR增加到0.13mgN-NH4+/(gVSS.d)時，NLR明顯高于MNR，產生了150mg N-NH4+/L積累。測量了三個水力停留時間5－16天時段，可以知道計算除出作為平均值的MNR，其值為0.10±0.01g N-NH4+/(gVSS.d)。圖4（b）和圖4（c）分別顯示了第二個和第三個實驗結果。兩個實驗的MNR計算和第一個實驗相同，第二個實驗（T=20℃）MNR的計算利用了測量了二個水力停留時間13－20天時段，其值為0.21±0.01g N-NH4+/(gVSS.d)。第三個實驗（T=25℃）MNR的計算利用了測量了二個水力停留時間12－20天時段，其值為0.37±0.03g N-NH4+/(gVSS.d)。那些數值說明了溫度對硝化率的影響。溫度系數是θ＝1.14±0.03，調節那些速率適應于方程（）。

圖5將本實驗25℃時MNR值與不同處理高濃度、氨氮廢水法已出版的數據相比較。由于大多數早期數據在25℃取得的，因此MNR也選擇該溫度。本實驗MNR明顯高于BNR一級污泥法MNR見表。這是合乎邏輯的結果，由于在一級污泥法進水COD/N比率對可完成的MNR的不良影響。

更具體來說，進水COD/N比率3.4，MNR硝化系統獲得了0.37gN-NH4+/(gVSS.d)，是一級污泥系統處理相同廢水的12倍，其硝化－反硝化速率為0.03 gN-NH4+/(gVSS.d)。為了使本研究MNR與生物膜硝化速率對比，硝化速率采用容積負荷而不是質量負荷。在25℃做實驗，MNR容積負荷為1.3gNm-3d-1。本研究實驗數據與固定硝化生物膜系統比較，提供了十分不一致的結果。不同結果的原因也許是工業廢水不同成分。盡管它們都能用于高濃度氨氮廢水處理，但它們彼此有自己的特性，影響了生物處理過程。工業廢水研究包括高濃度氨氮、高濃度硫酸鹽、氯化物和一定濃度氟化物（見表2）。那些成分會影響生物處理；例如，高濃度氯化物或者氟化物會抑制硝化處理。

3.1.5 基質對硝化的抑

在第一次運行所取得的結果證實進水氨氮濃度5000mgN-NH4+L-1處理困難，由于小的去除百分比下降導致硝化反應器500 mgN-NH4+L-1積累。去除百分比下降的原因是NLR的增加超過了系統反硝化速率的直接結果。在500mgN-NH4+L-1，20℃和pH=7.5時，自由氨濃度大約7.7 mgN-NH4+L-1。自由氨引起氨氮氧化和亞硝酸氧化菌的抑制。抑制也導致1500N-NO2-L-1的積累和硝化速率從0.15下降到0.10 mgN-NH4+VSS-1d-1。為了減輕這個抑制，當硝化反應器中氨氮濃度接近300mg N-NH4+L-1數值時，NLR開始下降了。

3.2 反硝化

在不同階段硝化系統的出水在反硝化系統中處理，利用兩種不同外加碳源。為了研究兩種外加碳源對反硝化速率的影響，在穩定狀態，系統的MDR被評價。

3.2.1 乙醇混合物作為碳源的反硝化

乙醇混合物作為第一種外加碳源用來做實驗。外加碳源作為COD-廢水主要含有相同有機物，工業產生的。進水和出水氮濃度（硝酸鹽加上亞硝酸鹽，盡管亞硝酸鹽的作用幾乎忽略）見圖5（a）。

溫度保持20℃，外加碳源流量被調節保持COD/N比率為5gN-1，以確保系統不被有機物抑制。200天外加碳源研究分成6個運行階段。表6概括了運行參數的數值和給出了每個運行階段的氮和生物濃度平均值，采用了標準偏差。反硝化速率的誤差根據消耗量來計算，誤差與每個濃度標準偏差。

在運行1和2里，系統受硝化系統供應大量的氮抑制。為了使運行加快，在運行3－6固體硝酸鈉添加一定數量到反硝化反應器里。

在運行3和4系統一直受到基質的抑制，由于出水氮濃度在0和30mgN-NOx-L-1之間浮動。在運行4反應器中生物濃度增加到平均值9700mgVSSL-1。高濃度生物量產生了大量氮氣，引起了沉淀池上浮問題。在運行5這個問題被克服了，通過減少系統里生物濃度到平均值3600mgVSSL-1。在這個運行里，反硝化不再受基質抑制，由于出水氮濃度一直超過60mgN-NOx-L-1。在那些條件下取得反硝化速率是MDR：0.64±0.10g N-NOx-gVSS-1d-1。這個速率保持了21天，因此它被認為穩定狀態被取得了。在如此高的速率運行導致操作問題，由于大量氮氣產生。由于這個原因，進水濃度降低了。在新的反應條件下反硝化速率下降到0.22±0.07 N-NOx-gVSS-1d-1，該數值保持了55天高性能水平，沒有引起任何大的操作困難。最后運行說明了本系統可以在高反硝化速率運行比較長的階段。在反硝化階段使用乙醇混合物消耗的COD/N比值是4.3±0.4gCODgN-1。

表7對本研究取得的MDR和幾個已經出版的論文進行了比較。可以看到本研究MDR高于一級污泥系統（硝化－反硝化）所取得的MDR。原因是在本系統沒有通氧氣到缺氧池，因此沒有好氧硝化有機物質。在本系統產生了高百分比反硝化菌。但是，在序批式反應器里純培養反硝化細菌，其MDR大于本研究的MDR.

3.2.2 甲醇作為外加碳源的反硝化

運行200天后，外加碳源改變為甲醇混合物。用自來水稀釋，為了維持與乙醇有相同HRTs。圖5（b）顯示了甲醇作為外加碳源時反硝化系統進水和出水氮濃度（硝酸鹽加上亞硝酸鹽，盡管亞硝酸鹽作用可以忽略）。

溫度保持在25℃，進水COD/N比值為5gCODgN-1，為了確保本系統不會受有機物限制。以這種外加碳源運行了140天，分成了三個階段。表8概括了每個階段運行參數和顯示了氮平均值和生物濃度，和標準偏差。反硝化速率誤差計算采取誤差與每個濃度有一定的關系為標準誤差。用這種碳源，沒有顯示氮受限制的跡象，因此沒有必要添加固體硝酸氮取得MDR。

在80天內反硝化速率從0.04±0.03gN-NOx-gVSS-1d-1增加到0.17±0.06 gN-NOx-gVSS-1d-1。這個增加是由于反硝化生物適應甲醇混合物需要一段時間。有報道說適應甲醇的時間在50和100天。利用甲醇混合物做碳源時COD/N比值是3.9±0.5gCODgN-1。

表9對比了利用甲醇混合物為碳源取得的MDR和不同已經出版了用純甲醇為碳源的研究。一級污泥硝化和反硝化系統的反硝化速率是很大的，有比本研究更高和更低值。反硝化污泥系統和純培養的結果比所有目前研究都要高。更低速率是由于碳源使用在本目前研究，純的甲醇不能利用。

3.2.3 比較最大反硝化速率

為了比較使用兩種碳源所取得的MDR，有必要修正甲醇混合物的MDR，由于該速率是在25℃測得而乙醇是在20℃測得的。相同微生物通過實驗確定溫度系數是1.10。通過修正后，甲醇混合物在20℃的MDR大約為0.11gN-NOx-gVSS-1d-1，然而乙醇混合物是0.64 gN-NOx-gVSS-1d-1。因此使用乙醇混合物的MDR大約是使用甲醇混合物的MDR的6倍。這個比率高于其他參考資料數值，使用乙醇的MDR大約是使用甲醇的MDR1.5－3.5倍。這個不同是由于乙醇混合物使用組分，它包括了丙酮（10％）和異丙基乙醇（10％）。

4 結論