现代三废治理现状及发展

现代三废治理现状及发展

【摘要】随着人口、工农业生产和科学技术的飞速发展，环境和环境问题已越来越引起人们的普遍关注和重视。面对世界范围内的环境危机的严峻挑战，开展并加强环境保护工作已迫在眉睫。本文阐述了环境生物技术在治理废水、废气以及固体废弃物中的应用。

【关键词】环境生物技术；污染治理；环境保护

1.三废的处理需从全球的平衡来考虑

环境的恶化是随着人口的增加和工业化进程的推进而发展的，因此在考虑环境治理时，首先面对的是三废处理，即废气、废水及废渣的处理。人们长期认为三废主要来自于工业，但随着城市人口的集中，农药、化肥、复合饲料的大量使用，城市三废和农业、养殖业的三废大幅增加，三废不再是仅由工业产生。三废处理目前不外物理、化学和生物方法，去路不外是固化堆存、分离排放、稀释排放和综合利用。堆存的废渣产生的污染是惊人的。固体堆放量最大的是尾矿坝，攀枝花的尾矿使金沙江下游都受到污染，某放射矿提取后废渣的储渣坝由于浸漏和溢流使周围稻田疯长而颗粒无收，加拿大堆放后的废轮胎将水源污染等，不乏其例。

2.建立优化的人工生态系统

地球的生态系统是亿万年来长期自然优化的结果，人口的增加以及工业的发展，急剧地改变着地球的生态环境。亿万年来化学、物理及生物途径固定于地壳中的C、N、P、S、Cl、F等被人们释放出来，污染了大气和水，影响了人类的健康。开路在不断地扩大，而回路(森林和植被)则在不断地缩小，微生物-植物-动物的生物链遭到破坏。从一个工厂、一条生产线来讲，对废气、废水、废渣的回收或利用，使用物理方法和化学方法来达到排放的要求可能更有效。但作为全球环境的净化最终还需依赖于生物方法，能直接利用太阳能固定C、P、N、S等微量元素等最廉价和有效的方法是利用微生物和植物转化，自然生态已被改变甚至被破坏，治理地理环境只能是重新建立起人工的生态优化系统，因此研究生物处理方法尤为重要。

3.当前企业进行“三废”的回收、利用和升级改造对企业发展的影响

“三废”回收、利用和升级改造可以使企业摆脱市场的资源约束，是赢得市场竞争力的战略选择。“三废”回收、利用和升级改造的最大优势在于提高企业资源和能源的利用效率，最大限度地减少废物排放，减少生产过程的资源和能源消耗，这是提高企业经济效益的重要基础。然而企业实行“三废”回收、利用和升级改造后，其经济收益将表现长期性特点，即在运用初期由于相关原始成本、技术投资和系统运行边际成本较高，运用成本较大，经济收益相对较低。但随着清洁生产的不断进行，边际成本逐渐降低，运行成本必然降低，经济收益不断提高，并显

示出实施这一策略带给企业的竞争力是非常强大的。

4.各类技术在“三废”治理中的应用

4.1物理化学法

物理化学法是利用物理化学作用，转化、分离或回收处理污水中的污染物，包括萃取、吸附、膜分离和化学沉淀等方法。

4.1.1萃取法

萃取法是利用与水不相溶解或极少溶解的特定溶剂同废水充分混合接触，使溶于废水中的某些污染物质重新进行分配而转入溶剂，然后将溶剂与除去污染物质后的废水分离，从而达到废水净化和回收有用物质的目的。

4.1.2吸附法

吸附是用气体或液体流动相与多孔颗粒接触，使流动相中的组分被选择分离或滞留颗粒相的过程。污水处理中常用的吸附剂包括活性炭、炭纤维、费石、硅藻土、硫化煤、矿渣以及吸附用的树脂等，其中活性炭较为常用。

4.1.3膜分离法

膜分离法是利用特殊的半透膜将废水分开进而使某些溶质或溶剂渗透出来的方法的统称。常见的膜分离法主要有微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）、渗析（D）、电渗析（ED）、渗透蒸发（PV）、液膜（LM）等方法。

4.1.4化学沉淀法

化学沉淀法是用易溶的化学药剂在废水中形成难溶的盐、氢氧化物或络合物以达到处理目的的一种方法。高健磊等以Na2HPO4和MgSO4为沉淀剂，对氯化铵、硫酸氨、氨水以及碳酸氨四种高浓度氨氮废水进行化学沉淀法脱氮处理，得到了最佳工艺条件。由于该法能使污染物形成难溶的盐、氢氧化物或络合物而较易分离，因此常用于TNT、RDX、阳离子染料废水、硫醇废水以及含酚、含醌废水的处理。

4.2高级氧化法

4.2.1湿式（催化）氧化法

湿式氧化法是在高温（150～350℃）高压（0.5～20MPa）的条件下，利用空气或氧气作为氧化剂，氧化水中呈溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物，达到去除污染物的目的。

4.2.2超临界水（催化）氧化法

超临界水氧化技术是把温度和压力升高到水的临界点以上时，使水成为一种具有高扩散性和优良传递特性的非极性介质，在此条件下，非极性的有机物和气体能和水以任意比例互溶，实现对污染物的分解。

4.2.3化学（催化）氧化法和光（催化）氧化法

化学氧化法是指通过O3、H2O2、ClO2及KMnO4等氧化剂，将废水中呈溶解状态的污染物氧化为微毒或无毒的物质，或者转化为容易与水分离的形态，从而达到处理的目的。化学催化氧化是在催化剂和氧化剂共同作用下氧化有机物。

4.3电化学法

4.3.1电化学氧化

电化学氧化法可分为直接氧化法和间接氧化法。直接氧化法是利用阳极的高电势氧化降解废水中污染物，使之转化为无害物质。间接氧化法则是通过阳极反应产生具有强氧化作用的中间物质，如超氧自由基（O2）、H2O2和羟基自由基（·OH）等活性自由基，自由基的强氧化性直接氧化水体中的有机污染物，最终达到氧化降解污染物的目的。

4.3.2电凝聚

该法采用可溶性阳极，如Fe、Al等金属板，在外加直流电压的作用下，金属阳极氧化溶解，生成金属离子Fe2+、Fe3+、Al3+，这些离子与水中OH-作用生成氢氧化物沉淀物，沉淀物再吸附、絮凝废水中的污染物。在废水中有有机酸时，则能生成铁、铝等的有机酸化合物，同样能起絮凝作用。

4.3.3电气浮

电气浮采用不溶性阳极，如石墨、铂及二氧化铅等金属氧化物电极，电解时电极上析出大量微小的气泡（阳极上析出氧气，阴极上析出氢气），这些气泡分散度高，并以1.5～4cm·s-1的速度上升，具有较大的浮载力，可将水中的油粒及悬浮物质携带到液体表面而除去。

4.4生物法

4.4.1厌氧生物处理法

厌氧消化是指在无分子氧参与的条件下，通过多种微生物的协同作用，把有机物最终分解为甲烷和CO2的产物的过程。随着现代高速厌氧反应器的大规模