浅谈纳滤技术在水污染处理领域的应用论文
在日常学习和工作生活中,大家都不可避免地要接触到论文吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?以下是我为大家整理的浅谈纳滤技术在水污染处理领域的应用论文,希望对大家有所帮助。
论文摘要:纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的新型压力驱动膜分离技术。本文介绍了纳滤技术的分离特点,较全面的论述了纳滤在废水处理、饮用水生产、生化医疗和食品工业、饮料行业等方面的应用,并指出纳滤技术在应用过程中存在的问题及今后的发展方向。
论文关键词:纳滤;分离特点;水处理
1 引言
膜分离技术是近年来发展迅速,应用广泛的高新技术。与传统的分离技术相比,具有分离效率高、无相变、无化学反应、体积小、能耗低和操作方便等优点。纳滤作为膜分离技术中的一种,是介于超滤和反渗透之间的孔径接近于1mm的新型压力驱动膜技术。它既能截留透过超滤膜的小分子有机物和多价盐离子,又能透析被反渗透所截留的无机盐。基于它自身独特的性能使它在许多领域具有其它膜技术无法替代的地位,因此纳滤成为目前国内外膜分离领域研究的热点之一。
2 纳滤技术的特点
2.1纳滤膜的分离特点纳滤膜在截留性能方面有两个特点:
(1)截留相对分子质量(MWCO)在200-1000之间,适宜于分离相对分子质量在200以上,大小约为1nm的溶解组分;
(2)具有离子选择性。由于膜表面或膜材料中常带有荷电基团,这些基团通过静电作用可产生Donnan效应,从而实现不同价态离子的分离,故有时纳滤也被称为“选择性反渗透”。
2.2纳滤膜实际应用过程中的特点纳滤膜在实际的应用过程中有三个特点:
(1)操作压力低,一般在0.3-1.0MPa之间。由于操作压力较低,对设备要求较低。因此,基建费用和运行费用低,便于运行管理;
(2)在处理过程中不需添加化学试剂,也不引起二次污染;
(3)可分离回收有用物质,实现工业废水的资源化和回用,进一步降低处理成本。
3 纳滤技术的应用
纳滤膜由于截留的分子量介于超滤与反渗透之间,同时还存在Donnan效应,所以对低分子量有机物和盐的分离有很好的效果。另外,纳滤膜还具有不影响分离物质生物活性、节能、无公害等特点,因此纳滤在国内外废水处理领域、饮用水生产领域、生化医疗领域、食品工业和饮料行业等得到越来越广泛的应用。
3.1废水处理领域
3.1.1造纸废水
造纸废水主要来之造纸过程中纸浆的大量冲洗,采用纳滤膜替代传统的吸收和电化学处理法能更有效地去除深色木质素和纸浆漂白过程中产生的氯化木质素。Nuortila-Jokinen等在实验室,用平板纳滤膜NF45处理经浮选和过滤预处理后的造纸废水。
45纳滤膜处理造纸废水的效果项目COD(mg/L)硫酸根(mg/L)总固体(mg/L)无机物(mg/L)进水出水Manttarri等开发了造纸厂水循环系统,发现与超滤法处理过程比较,采用纳滤技术处理后得到的水不但透明、无色、不含阴离子废物,而且将透过水的COD、总硫和无机盐含量的去除由超滤法的50%-60%提高到80%以上。
3.1.2垃圾渗滤液
垃圾渗滤液的处理一直是世界性难题。目前,主要采用为厌氧好氧等生物处理法,但中后期渗滤液中含有很高浓度的溶解有机质,其中75%为可生化性差的腐植酸和富里酸(平均分子量1000Da),导致生化法出水难以达标排放。与生化法相比,膜分离技术受原水水质的变化影响小,在这种难降解废水的处理中具有明显的优势。张亚军等介绍了纳滤膜技术在柳州垃圾填埋场渗沥液处理工程中的应用,纳滤系统经过近两年的稳定运行表明,垃圾渗沥液经过生化处理后经砂滤、保安滤器等预处理,再经过纳滤膜系统处理,使85%-90%的透过液达标排放,仅10%-15%的浓缩污液和泥浆返回垃圾池,这项工艺较好地解决了垃圾填埋场渗沥液的二次污染问题。Zouboulis等利用振动剪切增强单元增强膜的传质,用NF可以达到对渗滤液中总腐殖酸类物质97%的去除效果。可见纳滤技术处理垃圾渗滤液是可行的,并具有较反渗透处理能耗低的优势。
3.1.3纺织印染废水
纺织印染厂在对织物进行煮漂和染色后,需使用大量的清水对织物进行冲洗,产生的废水中会含有大量的盐、染料、表面活性剂、洗涤剂等各种污染物,导致印染废水成为较难处理的工业废水之一。不过随着膜分离技术的发展,纳滤膜技术已在纺织印染工业中得到了成功的运用。C.Tang等使用纳滤膜处理高无机盐含量的纺织染色废水,在操作压力为500kPa条件下,通量可以达到很高,而且染料的截留率超过98%,因此,可以实现废水的回收利用。Bruggen等采用了UTC-60、NF70和NTR7450三种纳滤膜对两种活性染料的染色废水进行了试验,结果都表明,直接应用纳滤工艺不但可以进行染料的提纯,而且纳滤出水可循环使用。何毅等考察了醋酸纤维素纳滤膜对染料溶液的分离性能,结果表明,纳滤膜对染料有很好的分离效果,分离性能是由膜、溶液和溶质三者共同决定的。
3.1.4冶金工业废水
在金属的加工和合金生产废水中,含有相当高的重金属离子。为了使废水符合排放标准,一般是将这些重金属离子生成氢氧化物沉淀除去。如果采用采用纳滤膜技术处理,不仅可以回收90%以上的废水,而且可使重金属离子浓缩10倍,浓缩后的重金属具有回收利用价值。
傅前君采用纳滤对含Cu2+废水进行试验研究,NF90膜对含CuSO4的废液截留效果很好,Cu离子的截留率都在99%以上,出水铜离子质量浓度低于2.0mg/L,可以达标排放或回用于镀件漂洗;浓水经进一步浓缩后也可回用。A.Hafiarle等对纳滤分离铬酸盐进行了研究,结果表明使用 TFC-S系列纳滤膜替代常规方法去除溶液中的Cr(Ⅵ)是可行的。但是,膜对Cr(Ⅵ)的截留率与溶液中的离子强度和pH密切相关,在pH=8时,截留率超过80%。由此可见,纳滤作为一种处理含Cr(Ⅵ)废水的方法是非常有应用前景的。
3.2饮用水的生产领域
3.2.1地下水软化
采用纳滤膜法软化地下水具有无污泥、不需再生、能除去水中大部分悬浮物及有机物、操作简便和占地省等诸多特点,因此在欧美发达国家已经非常普遍。
纳滤膜法软化地下水工艺流程J.Schaep等用不同类型的NF膜软化处理地下水,结果表明NF膜对多价离子的截留率高达90%以上,而对单价离子却只有60%-70%。张显球等采用NF90和NF270两种纳滤膜对南京某自来水进行软化处理,结果表明在较宽的操作压力(0.4-1.2MPa)和温度(15-30℃)范围内,两种膜的产水总硬度分别在0.5mmol/L及0.01mmol/L以下。
H.Sombekke等分别使用NF与活性炭-臭氧工艺对地下水进行软化处理,尽管两种方法都能取得较好的分离效果,但是从处理效果和环保的角度考虑,使用纳滤的方法更胜一筹。
3.2.2饮用水净化
纳滤能有效的截留二价离子,较完全的去除病原体、水中加氯消毒副产物三卤甲烷中间体、痕量的除草剂、杀虫剂残余物、重金属、天然有机物等,十分适用于饮用水的深度处理。VedatUyak等人和Rubia等人均比较了采用不同的膜技术除去饮用水中的天然有机物质和三卤甲烷,结果表明纳滤是目前最有效技术之一。J.Radjenovic等采用NF膜和RO膜法去除地下水中的药物成分。结果表明,NF膜和RO膜拥有很好的截留性能,对所有药物的截留率均>85%,对有害物质如对乙酰氨基酚截留率为48%-73%,吉非贝齐为50%-70%,甲芬那酸为30%-50%。巴黎Mery-Sur-Oise饮用水处理厂在臭氧+活性炭处理河水不能满足饮用水(TOC的浓度<2mg/L)标准的要求下,采用纳滤对饮用水进行深度处理,取得了很好的效果。
3.2.3海水淡化
目前,海水淡化已经成为解决我国沿海地区和世界上许多国家水资源短缺的重要手段之一。但如何高效经济的除去海水的高硬度、浊度和总固溶物(TDS)是制约海水淡化的瓶颈。
随着膜技术的不断发展,孔径介于反渗透和超滤之间、具有荷电性质的纳滤膜在海水软化方面的优势愈来愈得到人们的`关注。苏保卫等采用NF作为海水淡化的预处理工艺。试验结果表明,该法可以大幅度降低进料水的硬度、浊度和TDS含量,解决传统海水淡化过程中存在的结垢污染等许多问题。A.M.Hassan 等用纳滤作为海水淡化的预处理进行了一系列的研究工作,在研究过程中发现,纳滤膜能够有效的降低硬度、微生物和浊度。在22bar的压力下NF对 Ca2+,Mg2+,SO42-,HCO3-,以及总硬度的去除率分别为89.6%,94.0%,97.8%,76.6%和93.3%。NF出水完全能够满足海水反渗透(SWRO)或多级闪蒸(MSF)的进水要求,使得SWRO和MSF的水回收率分别达到70%和80%。将NF膜作为海水淡化预处理的优点有:(1)通过除去浊度和细菌,阻止SWRF的膜污染;(2)通过去除硬度离子,阻止SWRF和MSF的比例缩放;(3)通过减少海水中大约30%- 60%的TDS,使得运行SWRF所需操作压力较低。
3.3生化医疗领域
3.3.1生化工程
将纳滤膜技术应用于生化工程,可以将相对分子质量低的物质(如类固醇、维生素、抗生素和氨基酸等)从其他反应物中分离出来,进行澄清和精制,并且成功的应用于VB12的回收和浓缩,以及红霉素、金霉素等多种抗生素的浓缩和纯化过程,苏保卫等采用DL和DK纳滤膜进行纳滤浓缩克林霉素磷酸酯(CLP)乙醇水溶液的研究。实验结果表明,DL纳滤膜可将CLP乙醇水溶液由40g/L浓缩至90g/L,适宜的操作压力为1.2-1.6MPa,温度为 40-50℃。李洁妹等采用超滤+纳滤双膜技术对林可霉素发酵液进行提纯和浓缩,通过对不同材料的纳滤膜的筛选结果表明,NF-20在膜通量和林可霉素回收率、杂质去除等方面优于其它的膜,为最佳选择。
3.3.2医药工业
纳滤膜分离效率高、节能、不破坏产品结构等特点使其在医药产品的生产中也得到了日益广泛的应用。日本的Kazuhito Yamaguchi等人研究了用纳滤膜技术除去血浆制造中所产生的传染性有毒物质(HPVB19),结果表明中空纤维膜BMM20和BMM15可以完全除去病毒和大小在20nm左右的微粒,纳滤膜可完全过滤掉其中的HPVB19病毒。徐为中等人采用超滤、纳滤技术浓缩家兔产气荚膜梭菌(A)型疫苗,建立家兔产气荚膜梭菌(A)型疫苗浓缩工艺。家兔产气荚膜梭菌(A)型超滤、纳滤浓缩疫苗的保护率达100%,而传统铝胶疫苗对照组的保护率平均为86.7%。何旭敏等采用的超滤与纳滤组合技术改造6-APA的原有生产工艺,使6-APA的平均mol收率由85%提高到90%以上,采用纳滤浓缩裂解液来提高6- APA结晶浓度,不仅降低了溶媒消耗,而且使结晶母液中的6-APA损失减少,从而提高了成品的收率(表2)。由此可见,随着膜技术的不断发展,纳滤将成为医药工业生产中一种高效的分离技术。
3.4食品工业、饮料行业
在食品工业和饮料行业中,纳滤主要用来对加工过程中的料液进行浓缩、脱盐、调味、脱色和去除杂质。
3.4.1低聚糖的处理
功能性低聚糖由于可以降低血脂、抗衰老和抗癌等多种生理功能而倍受关注。低聚糖与蔗糖的分子量相差很小,分离很困难。通常采用高效液相色谱法分离,但此法处理量小,耗资大。采用纳滤膜技术来处理可以达到高效液相分离法同样的效果,并大大降低操作成本。
俞三传等对低聚糖进行纳滤浓缩实验研究,结果表明,纳滤可实现对多糖溶液的浓缩。李炜怡等对蔗果低聚糖进行纳滤提纯实验,结果证明纳滤对蔗果低聚糖体系具有很好的分离效果,提纯过程中可得到纯度在90%以上的蔗果低聚糖产品。袁其朋等采用超滤、纳滤组合工艺对大豆乳清废水进行了处理实验。经超滤处理后的乳清废液,再经纳滤浓缩10倍后,浓缩液中总糖约有77%被截留,其中功能性地聚糖水苏糖和棉子糖的截留率高达95%以上,浓缩液中总糖质量分数达 8.72%,再经活性炭脱色和离子交换脱盐及真空浓缩,即可得到透明状的大豆低聚糖糖浆。该法的优点在于既解决了废水的排放问题,同时又通过回收利用增加了经济效益。
3.4.2果汁的高浓度浓
缩果汁浓缩传统上使用蒸馏法或冷冻法浓缩,但这些方法会造成果汁风味和芳香成分的散失,不仅消耗大量的能源,而且还得不到令人满意的成品。相比之下,纳滤膜浓缩技术具有节约能源、降低损耗、可在常温下连续操作、过程简单、高效、没有相变、分离系数大等优点,而且特别适用于热敏性物质的处理,因此在果汁浓缩方面得到了广泛的应用。高学玲等人用纳滤膜技术对乌龙茶提取液进行浓缩,发现纳滤不仅能实现乌龙茶提取液的浓缩,还可截留茶液中的茶多酚、咖啡碱等有效物质。Warczok等人报道了利用不同的纳滤膜浓缩苹果汁和梨汁的研究,通过实验过程中果汁通量的观察,表明纳滤膜用于果汁浓缩是可行的。
郑必胜等进行了纳滤浓缩西番莲果汁的研究,发现操作温度为28℃左右,压力为3MPa时,分离效果最好,此时实际膜通量达17L/(m2.h)。经过纳滤浓缩,西番莲澄清汁可溶性固形物从13oBx提升到30oBx左右。
3.4.3纯化浓缩多肽和氨基酸
离子与荷电膜之间存在道南(Donnan)效应,即相同电荷排斥而相反电荷吸引的作用。氨基酸和多肽带有离子官能团如羧基或氨基,在等电点时是中性的,当高于或低于等电点时带正电荷或负电荷。由于一些纳滤膜带有静电官能团,基于静电相互作用,对离子有一定的截留率,可用于分离氨基酸和多肽。 Garem等利用无机和高分子复合纳滤膜进行了九种氨基酸和三种多肽的分离实验,探讨了这种方法的可行性。王晓琳等用ESNA2和ES20两种纳滤膜对苯丙氨酸和天冬氨酸水溶液体系进行分离实验,过程结束时,浓缩液中苯丙氨酸和天冬氨酸浓度的差值比原料液中的差值增大近4倍,纳滤分离的效果非常明显,实现了生物质的分离、精制与回收。
3.5其它方面的应用
纳滤的特点使其越来越受人们的关注,因此,纳滤的应用也愈来愈广泛。除了以上几方面的应用外,还在高浓度有机废水处理、城市生活污水处理等方面都有具体应用,这里就不再详细叙述。
4 结语
随着国家“节能减排”发展策略的不断深入,以及人们环保意识的加强,废水资源再生利用已经成为包括我国在内的世界各国实现水资源可持续发展的重要战略之一。纳滤由于其独特的分离性能使其在水处理领域得到日益广泛的应用。但纳滤还需要很多方面需要优化改进,如在实际运行过程中如何更好的控制膜的污染问题,以保持膜分离性能和通量的稳定性,这需要人们对膜自身的传质机理进一步的深入探究,以开发出新的高通量、耐溶剂、耐酸碱、耐氯和抗污染性强的膜材料;此外膜的成本问题也是阻碍纳滤膜技术进一步推广应用的制约因素,因此,低成本高性能的膜生产必定是以后发展的趋势;最后,开发研制新的膜清洗技术及膜清洗剂以延长膜使用寿命也是亟待解决的问题。随着膜科学技术的不断进步,相信纳滤膜技术目前面对的问题都会逐一解决,那时候它在水处理领域的应用前景必将更加广阔。
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摘要:随着我国经济的高速发展,水处理行业已迎来黄金发展阶段。生活用水方面,家用净水器逐渐成为品质生活必备品。工业用水方面,污水回用、污水零排放已经是大势所趋。由于膜技术具有高效、实用、可调、节能和精密分离等优点,使得膜法在水的深度处理领域已占据重要位置。可以预见在未来的十年,膜法将更加普及。本文将对膜技术在我国水处理中的应用与发展进行分析,找出膜技术存在的问题并探究其发展趋势,以便更好地开展膜技术的应用工作。
关键词:膜技术;水处理;应用;发展
膜技术主要由微滤、超滤、纳滤、反渗透等组成,已有效的处理了部分水资源。随着膜技术的发展,膜法将在更广阔的水处理领域得到应用。反渗透液水处理分离过程中截留率最高的膜工艺。纳滤实为低压反渗透,高度截留多价盐,低度截留一价盐。超滤是一种净化高分子量化合物(例如蛋白质),膜工艺。微滤是一种截留悬浮固体、脂肪和大分子有机物的净化工艺。
1、膜技术在水处理中应用的发展概况
1.1膜技术在水处理中应用的发展背景
当前,经济建设仍是我国的中心工作,工业化、城镇化进程明显加快,这对我国水环境却造成了严重影响。水环境污染防治成为我国重要的工作任务,对于人民生活与生产活动意义重大。水处理是水环境污染防治的一项重要内容,其应用的处理技术对于水质改善具有直接的影响,以往的水处理技术还较为传统,不能保证处理后水质显著改善。近些年,随着我国经济实力的逐渐提高,国家在水处理新技术领域中的投入逐年增加,这使得水处理技术得以发展与革新。而膜技术作为水处理应用领域中的一种新型处理技术,它与以往传统技术相比具有新型高效、精密分离等优点,膜技术的应用与发展使我国水处理水平有了大幅提高,对于国家社会经济发展及生态环境改善具有积极意义。
1.2膜技术在水处理应用中的发展现状
现阶段,膜技术在水处理中的应用正在进行完善,膜技术还存在一些有待进一步完善的方面,在水处理领域有待进一步推广和应用。膜技术主要是利用先进的膜生产技术所生产的高效半透性膜来进行水处理的技术手段,根据膜孔的大小、通过物理作用及生化反应等来过滤不同类型的物质,以达到水处理的目的。膜技术在水处理中的应用较多,能够去除微生物、隔离小微型杂质以及具有排斥作用等,这些作用使得膜技术在水处理中得以广泛应用,它是我国水处理技术发展的阶段性成果。
1.3重视膜技术在水处理中应用的必要性分析
伴随着国家环境不断遭到破坏,导致了水体受到严重污染,降低了饮水质量。因此,应该加大对水处理技术工作的力度,确保提供给人们一个安全的饮水环境。由于膜技术比起传统处理技术更加节能环保,分离更精密,降低风险,水质处理效果得到提升。在未来处理水质中应该加大对膜技术的利用以及研究,完善膜技术,进一步改善水质质量,得到健康安全的水质。
2、膜技术在水处理中的应用
2.1膜技术在给水中的应用
膜技术的发展对于给水带来的便捷性是不言而喻的。一直以来,城市水资源的给水问题一直是城市建设的巨大问题,例如,我国为了缓解北京、天津等地区水资源紧张的问题而进行的南水北调工程,就是典型的解决给水问题而进行的水利工程,而发达国家随着膜技术的成熟,已经成功利用的膜技术解决的城市或偏远地区的给水问题。法国建设有世界上最大的膜净水厂,以膜技术为核心,通过膜技术来对城市废水、地下水、工业水资源进行处理,充分利用现有的水资源完成城市淡水的供应,最高可以达到每天净化34万立方米的水资源,保障的大城市的给水问题。
美国掌握着世界上的最先进性的膜处理水的技术,建设在美国科罗拉多州的膜法净水厂,膜技术的已经实现反渗透净化技术,可以过滤到水资源中的溶解性物质,有效保证了水资源的安全性。随着膜技术的成熟,在水资源处理技术方面相较于传统的处理技术差距将越来越小,最终可以实现的以最小的代价处理大量水资源,满足城市给水的需求。
2.2反渗透膜在饮用水处理的应用
反渗透膜是当前膜技术发展中应用较多的一种膜技术,广泛的应用在饮用水处理当中。反渗透膜利用的是生物细胞膜的原理,其本质上是一层半透膜,具有选择透过性,但是对于溶质微粒较小的物质不具备选择透过性,当半透膜两段的液体具有不同的浓度时,在渗透压的作用下,溶液会向渗透压较高的一方的流动,反渗透膜可以在浓度较高的一方溶剂加入更大的压强,就可以使得溶液向浓度的度较低的一侧移动,从而实现反渗透的作用。反渗透膜应用于饮用水处理当中,依据反渗透膜的性质,向需要处理的水资源是假压强,利用反渗透膜处理的废水当中的微粒子,从而实现水资源的淡化处理,变为人体可以应用的纯净水资源,这种方法较于传统法的化学沉降过滤处理方法具有较大的先进性。一般为了保证水资源的绝对健康,必须采用超低压反渗透膜处理的水资源才可以作为饮用水,同时为了保证的饮用水的营养,可以采取矿化的方法,制作出营养价值较高的饮用水资源。
2.3膜生物反应器在污水、废水处理应用
膜生物反应器是一种复合膜技术与生物净化技术的机器,在处理水的过程中,通过膜技术对需要处理的水进行一次处理,大幅降低水中有害物质或杂质的数量,染头通过生物处理单元进一步净化水资源,这样处理过的废水或污水,其内部的有害物质已经微乎其微,对于环境的影响不是很大,可以进行排泄或者重生产利用。膜生物反应器是随着膜技术的发展而诞生的,膜生物反应器具有较大的先进性,较于传统的生化处理污水技术,膜生物反应器处理效率高、速度快,并且水质更加的纯净,膜生物反应器在经过安装之后,可以实现自动化运行,方便企业或工厂进行管理维护。
3、膜技术在水处理中的发展趋势
3.1、提高膜技术的应用水平
随着膜技术在水处理上的应用,在未来我们更应该集中对膜技术的应用水平进行提高。只有对膜技术进行改善,处理水质上才能更加深入地提升膜技术的应用力度,进一步改善水质效果。
3.2、重视膜材料制造工艺
在水处理技术中,膜技术有着很宽广的利用前景。为此,膜材料制造工艺更应该重视,结合先进的国内外膜材料制造方法,根据实际情况进行改进,使膜材料更加稳定,提升膜材料的质量,促进膜技术的发展。
3.3、提高膜性能
膜技术虽然已得到广泛应用,但还存在着各种问题,主要集中于抗污堵能力差、使用要求较高等。所以,相关人员在未来中更应该提高膜性能,利用发展较快的新科学技术,结合膜技术,进一步改善膜结构,使膜性能得到改善,使它的分离优势作用最大程度地得到发挥。
结束语:
总之,目前我国水资源短缺,在处理水质领域,膜技术由于它的简单高效而且处理效果良好的优势具有很广的利用前景,可以解决水资源问题,改善水质。在未来的水资源处理技术发展中,我们要做的就是使膜技术利用更为广泛,最为重要的就是关于分离膜的把握,就应该针对膜材料进行进一步的探析,制造出性能更加优良的分离膜,充分发挥膜技术在水质处理上的优势。
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膜分离技术在环境工程中的应用探讨论文
摘要:随着科学技术水平的提升,膜分离技术发展的越来越成熟,且应用范围也不断的拓宽,这其中,以环境工程中的应用最为广泛,环境工程中通过应用膜分离技术,可有效地提升环境污染治理及预防的效果,在本文中,论述了各种膜分离技术在环境工程中的具体应用。
关键词:膜分离技术;环境工程;应用
以分离过程为划分依据,膜分离技术中包含多种类型,比如微滤、超滤、纳滤等。通过膜分离技术,可有效地处理环境中的固体、气体污染物,避免这些污染物污染环境,提升环境中的清洁度。环境工程开展的目的在于缓解环境污染的现状,防止环境污染加重,提升环境质量,应用膜分离技术后,可有效地提升工程开展的效果,实现环境质量提升的目的。
一、微滤技术在环境工程中的应用
颗粒、细菌等物质的大小位于0.1~ lOLm时,过滤时适合采用微滤技术,此项技术属于筛网过滤,操作过程中,具备比较低的压力,而且能够较好的适应液体,在饮水处理工程中有着比较广泛的应用。传统的过滤技术中,过滤池中需要设置澄清过滤和二沉池,占地面积比较大,但在应用微滤技术后,澄清过滤及二沉池可以直接取消,使得过滤池的占地面积有效缩小,而且如果水质出现比较大的波动时,过滤处理的效果依然比较好。此外,通过膜分离技术,可以良好的处理废水,循环实现闭路,经过处理的'污染水可以再次回收利用,实现废水再利用的同时,节约水资源,并提升资源的利用效率,同时,还可以将环保意识有效地提升。
二、超滤技术在环境工程中的应用
超滤膜的过滤孔直径非常小,最小0.05nm,最大Inm。环境工程中,应用超滤技术后,物质中含有的固体颗粒、悬浮物可以被有效的过滤清除,同时,大分子物质、胶体的过滤中也可以应用超滤技术,具备比较好的过滤效果。在电泳涂漆废水的处理工程中,广泛的采用超滤技术,通过此种膜分离技术,有效地清除废水中的金属离子杂质,实现废水的回收再利用,提升了废水的再利用效率,并且其再生的可生化性显著增强。需要注意的是,在环境工程在应用超滤技术时,使用的超滤膜及相应的组件通量要比较大,而且所具备的耐高温、抗氧化性能要非常好,当前的超滤技术水平还无法有效地满足这一要求,需要进一步加大研发的力度,实现这一目标。
三、反渗透技术在环境工程中的应用
无论是何种类型的溶质,反渗透膜虽具备的脱除率都非常高,且具备非常高的出水水质,通常,除盐处理工程中经常采用反渗透技术。现阶段,环保领域已经大规模的应用了反渗透技术,主要体现在四个方面,一是改善城市饮用水的水质,二是处理城市污水,三是处理工业废水,四是处理垃圾渗滤液。在垃圾渗滤液中,含有的氨氮、碱度及重金属的浓度非常高,而当氨氮的浓度非常高时,会产生比较大的毒副作用,利用活性污泥法处理垃圾渗滤液时,处理的效果非常差,而应用反渗透技术进行处理时,可以显著的提升处理的效果。现阶段,环境工程应用反渗透技术时,还存在的一定的问题,主要表现在两个方面,一个是膜污染,一个是浓差极化,在今后的研究中,重点在于研究出耐污染、价格低的膜材料,并使新研制的膜材料具备耐高温、抗氧化、超低压的性能。
四、纳滤技术在环境工程中的应用
上世纪八十年代,典型反渗透复合膜出现,随后,经过进一步的研究与开发之后,研制出新型的膜分离技术——纳滤技术,该项技术为分子级技术,位于超滤技术与反渗透技术之间。纳滤技术的过滤过程属于压力驱动型,操作过程中,设置压力时,通常最小设置为0.5MPa,最大时设置为l.OMPa。离子选择性是纳滤膜的一个突出特点,去除二价离子时,去除率可超过95%,但去除一价离子时没去除率仅在40%~ 800/0之间,基于纳滤技术的特点及去除率,在河水有害物质去除、地下水有害物质去除、废水脱色等工程有着比较广泛的应用。在低压状态下,纳滤膜的通量比较高,与反渗透膜相比,仅需比较少的投资成本及操作成本,但利用纳滤技术过滤过程中,纳滤膜较易受到污染,预处理时,需要进水水质比较高,且处理过程比较复杂,使得纳滤技术的应用受到一定的限制。
五、液膜技术在环境工程中的应用
所谓液膜,就是乳液颗粒悬浮在液体中,乳液颗粒层非常薄,膜分离过程中,渗透具有一定的选择性,通过化学反应,萃取和吸附其中的污染物,实现净化。与固膜相比,液膜具有更为快速的传质速度,且具备非常高的选择性和分离效率。在溶液中,如果定分离离子和有机物,适合采用此种技术进行膜分离。当前,医药化工、湿法冶金、废水处理中已经良好的应用液膜分离技术,通过资源化处理的方式,促使废水实现再利用。
六、结论
环境工程中,通过膜分离技术的应用,可有效的减少废水、废气、固体颗粒等对环境的污染,并实现废水的再生利用,有效的增强了环境保护的效果。
参考文献:
[1]陈思贤,曹娟,膜分离技术在水处理环境工程中的应用[Jl.河南科技.2014(16)
[2]杨毅,尹红,安代志等.膜分离技术在液相色谱样品前处理中的应用【J】.榆林学院学报.2014( 06)
[3]黄万抚,严思明,丁声强,膜分离技术在印染废水中的应用及发展趋势[J].有色金属科学与工程.2012(02)
有两本期刊你可以参考学习下,如(环境保护前沿)、(气候变化研究快报),都汉斯汉斯出版社的OA期刊
纳米光催化技术在大气污染治理中的应用论文
在学习和工作中,大家都跟论文打过交道吧,论文是学术界进行成果交流的工具。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?下面是我整理的纳米光催化技术在大气污染治理中的应用论文,欢迎大家分享。
摘要: 现如今,环境污染问题已成为全球性的问题,加大环境保护力度,促进环境与经济的协调发展是世界经济发展的主要手段。大气污染作为环境污染中的一种,加大大气污染的治理力度,缓解温室效应给社会发展带来的难题,有利于实现和谐社会的建设。基于此,文章主要对纳米光催化技术进行了分析,并对其在大气污染治理中的应用进行了研究,以供相关人士参考。
关键词: 纳米光催化技术;大气污染;治理应用
纳米光催化技术在大气污染中的应用,可以提高大气污染的治理水平。由于纳米光催化技术的光敏效果较好,容易达到其反应条件,效率高,对环境及人体具有无害的特点,所以,纳米光催化技术已成为当前社会最先进的空气净化技术。对纳米光催化技术进行分析与研究,充分了解其在大气污染治理中的应用,有利于解决我国严重的.雾霾问题,优化人们的生活环境,促进经济的快速发展。
一、纳米光催化技术理论
太阳能作为“取之不尽,用之不竭”的清洁能源之一,在能源短缺和环境污染日趋严重的今天,其有效利用显得尤为重要。而光催化污染物降解技术既能充分利用太阳能,又能解决大气污染物的处理难题。纳米光催化技术作为一种新型的大气污染物治理方法,在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。与传统的物理吸附法(活性炭)相比,利用纳米光催化技术净化空气具有以下优势:催化降解反应可以在常温常压下进行;操作简便;在太阳光的激发下,能有效去除大气中的污染物如NOx和VOCs,不会造成二次污染。
光催化技术理论主要基于“Fu-jishima-Honda”效应,20世纪70年代后期,Frank和Bard关于水中氰化物在TiO2表面的光分解研究及Carey等关于多氯联苯在TiO2紫外光下的降解研究,极大推动了光催化技术在环境污染治理方面的研究。半导体材料的催化氧化机理如下:当能量大于禁带宽度的光照射半导体催化剂时,价带(va-lenceband,VB)上的电子被激发,跃过禁带进入导带(conductionband,CB),而在价带上产生与电子()对应的空穴(),即产生自由电子-空穴对,活泼的电子、空穴在电场作用下可以分别从半导体的导带、价带迁移至半导体/吸附物界面,而且跃过界面,使被吸附物还原和氧化;同时也存在着电子、空穴的复合。价带空穴()将吸附的H2O氧化为羟基自由基(),导带电子()将空气中的O2还原为超氧自由基()。这两个自由基(),是降解污染物的关键活性基团。其反应原理如下:
二、纳米光催化技术的实际应用
纳米光催化技术在大气污染治理中的应用比较广泛,TiO2作为应用效果较好的光催化剂,具有较好的抗酸碱性、耐光腐蚀性,其化学性质稳定性较好,来源丰富,能源较大,具有产生的光生电子和空穴的电势电位较高等优势。但是,在实际的纳米光催化技术应用过程中,容易受到催化剂、有机物浓度的影响。因此,在大气污染治理过程中,相关人员应重视这些因素对光催化技术的影响。
(一)催化剂对纳米光催化技术的影响。纳米光催化技术的原理,是利用催化剂净化大气的。在反应过程中,催化剂的表面积、粒径等等,都会影响纳米光催化反应。如:当催化剂的粒径不断缩小时,溶液中的单位质量粒子就会增多,虽然光的吸附效率有所增加,但是,光吸收不易饱和;当催化剂系统的表面积增加时,就意味着催化剂参加反应的面积增大,有利于催化反应的进行,反之,则不利于催化反应的进行。另外,催化剂的表面羟基及混晶效应,也是影响纳米光催化反应的另一因素。
(二)光源与光强对大气污染的影响。纳米光催化技术常用的光源有黑光灯、高低压汞灯、紫外灯、杀菌灯等,波长在200-400nm的范围内。一般情况下,在纳米光催化反应过程中,其光的强度越强,催化反应速度就会逐渐趋于常数,但是,光量子效率则会随着光强度的变化而变化。此外,PH值不同,外加助催化剂及无机盐等等,在一定程度上也会影响纳米光催化技术的反应。
三、纳米光催化大气污染控制技术与其他技术的联用
(一)室内污染控制与通风技术。目前常用室内环境净化与通风技术有主动式和被动式2种。前者是将室内环境净化装置与机械通风系统有机结合起来成为一个整体,而后者采用空气净化过滤器结合自然通风系统。这两种技术均涉及高效通风技术,前者主要针对外源性污染,可采用高效低阻过滤的方式;而后者主要针对内源式污染,比较有效的方式为各种室内净化技术。目前主要通风方式包括混合通风、置换通风和个性化送风。混合通风和置换通风均以营造室内可感风环境为目的,若将空调设定温度调高必然会引起室内人员热舒适性的降低;个性化送风由于其实际使用中制约较多,在实际工程中较少。
(二)过滤技术。过滤技术主要包括纳米纤维过滤技术、光催化纤维过滤技术、膜过滤技术。纳米纤维过滤技术具有一定梯度结构的复合过滤材料可大大提高过滤性能,已用于室内空气净化、水体有机物净化等领域,有望实现大规模工程化应用;纳米光催化技术是一种新型的处理大气污染物的方法,在大气污染控制方面具有巨大的应用潜力。
四、结语
在大气污染治理过程中,单独利用纳米光催化技术的效果并不是特别明显,因此,在治理大气污染过程中,相关人员应将纳米光催化技术与其他先进的大气净化技术进行有效结合,提高大气污染治理效果,保证人们生活健康。
参考文献:
[1]曹军骥,黄宇.纳米光催化技术在大气污染治理中的应用[J].科技导报,2016,17:64-71.
[2]王韶昱.光催化技术在室内空气净化器中的应用研究[D].浙江大学,2013.
我国空气污染治理问题探析摘要:我国对空气污染的治理越来越重视,但是还存在一些问题,如空气污染治理还需加强、治理技术有待提升和公众参与的有效性不足,需要通过健全空气污染治理相关法律法规、提升治理技术能力、加强公众参与等,进一步加强对我国空气污染的治理。关键词:空气污染;治理技术;区域协同治理;公众参与;环境保护 文献标识码:A中图分类号:X832 文章编号:1009-2374(2016)22-0082-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.22.0401 我国空气污染治理的现状近年来,伴随着经济的快速发展和城市化程度的提高,我国空气污染问题凸显,引起了政府的高度重视和社会公众的广泛关注。城市化和工业化的快速发展过程中,高污染高能耗的生产方式,是造成城市空气污染的原因之一。我国政府已经采取了一系列措施,出台了相关政策法规来治理空气污染问题。2012年9月,国务院批复了《重点区域大气污染防治应急方案(试行)》,2013年9月,国务院发布了《大气污染防治行动计划》。2016年1月1日执行的新修订的《大气污染防治法》,在修订过程中广泛征求社会各界的意见,对于污染物排放等各方面都有了更为明确和严格的规定。通过与法律配套的节能减排、新能源的应用等一些政策的推行,空气污染得到了一定程度的控制,空气质量有所好转,但还存在着一些问题。2 空气污染治理存在的问题2.1 空气污染治理还需加强政府采取了多种措施来治理空气污染,但在空气污染治理相关法律法规、激励政策等方面还有不完善的地方。完善的空气污染治理制度能够调动各方参与主体相互配合、共同治理,然而法律体系的不完善,对各方的约束力不够。我国近年来在空气污染治理方面出台了一系列法律法规,对大气污染防治标准、达标规划、大气污染防治的监督管理等方面作了规定。但是,我国的大气污染相关法律法规还需要不断地细化、扩充、修订。目前关于空气污染治理的法律体系还不够完善,给实际的执法过程带来了一些困难。目前对违法排放的惩罚以行政执法、罚款等手段为主,没有形成长效的制约机制。此外,对企业自主节能减排的激励机制不够完善,通过税收、贷款、政府采购等手段能够激励企业自主节能减排来治理空气污染,但我国目前以经济为主的污染治理机制还不完善,企业缺乏从内部提升技术水平,减少污染的动力。目前,政府在空气污染治理中开始尝试区域联防的治理方法。空气在地域之间的流动性也给空气污染的监督和管理带来了困难,通过政府间的合作,对区域内的重大环保相关项目的建设进行统一规划,对区域内空气污染事件实现联合执法,通过政府合作实现区域内对空气污染的协同治理。对空气污染的协同治理还处在起步阶段,对于地方政府间合作的权责划分还要有相关的法律为保障,建立合理的制度体系,推动区域联防治理空气污染治理。2.2 治理技术有待提升空气污染的治理需要技术的支持,需要先进有效的空气检测技术及时监控空气质量指标,目前对空气污染的检测经常受到资金和技术水平的限制,未采用最先进省时的设备和技术,影响了检测的时效性,不利于执法部门及时采取措施处理违规排放行为。空气污染的治理和改善不仅需要政府的外部监管,更需要企业内部技术的提升,通过先进的技术,提高材料的利用率以及对于废气的处理能力,实现企业节能减排,这对企业在资金、科研能力和科技人才方面都会有比较高的要求,需要企业投入大量时间和人力到技术研发中去,同时技术研发、引入国外先进的废气处理技术以及吸纳优秀的科研人员都需要大量的资金支持。一些中小企业由于规模比较小,缺乏足够的人力和资金进行技术的研发和改进,靠企业自身实现技术提升困难比较大,很难通过技术的改进提高能源利用率来减少废气的排放,这些企业的发展需要政府的大力支持。2.3 公众参与的有效性不足空气污染问题的治理还需要完善和有力的公众参与和社会监督。对企业的监管仅仅靠政府的行政监管是不够的,更需要社会的力量。通过非政府组织和公民对企业污染排放的监督是改进企业污染的有效方式,特别是借助新闻媒体平台,公众的意见可以更加快捷有效地传递,可以对相关事件展开充分的讨论,表达对于空气污染相关事件和政策的看法和见解,这有助于政府政策的制定和对空气污染的监督。但由于信息的公开程度的不足,向环境组织和公众公开空气质量信息的制度不健全,公众获取空气质量的信息并不容易。同时由于制度的不完善,公众对于违法排放企业的监督效果有限,公众参与的有效性不足,这在一定程度上减损了公众监督的力度。3 治理空气污染的对策建议3.1 健全空气污染治理相关法律法规完善的法律体系是治理空气污染的必要前提。在进一步完善、修订《大气污染防治法》和《环境保护法》的同时,还需要制定更加细化的专项法律法规,增强法律法规的可操作性。而且还要完善公众参与大气污染治理的相关法律,为公众参与空气污染治理提供法律保障。对于违反大气保护相关法律法规,违规排放废气,造成严重污染的企业,政府应加大惩治力度。在有法可依的基础上,还要做到执法必严。此外,在区域联防治理空气污染中,政府要制定完善的区域合作治理机制,协调区域合作中利益相关者的关系,并探索这种模式的有效推广。空气作为一种公共物品,对空气污染企业的治理,需要政府的有力支持。政府可以运用多种经济手段,在政策、资金、技术上为企业提供支持。政府可以通过资金上的倾斜,鼓励采用高新技术的污染较少的企业的发展,重点支持节能环保产业的发展,为他们提供资金的支持和税收上的减免,以激励他们进一步研发新技术,不断提升节能环保的技术水平,在发展经济的同时保护环境,并进一步带动其他产业的绿色发展。通过借鉴国外经验,帮助企业引进和学习他们的先进技术,规范污染排放标准,完善监测技术。3.2 提升治理技术能力提升治理技术能力是减少空气污染的重要途径。政府要加强建设服务型政府的理念,在发展当地经济的同时,更要重视对环境的保护。加大对空气治理检测技术的资金和人力的投入,引入和学习国外成熟的检测技术和管理体制,落实好监管空气质量的责任。在国家政策倾斜和资金支持下,企业应树立循环经济和清洁生产的理念,承担起企业社会责任,将企业的发展与社会的发展结合起来,实现可持续发展。同时企业应认识到创新能力特别是技术创新对于提高企业核心竞争力的重要意义,重视技术的研发,主动降低污染和能耗,树立长远发展、绿色发展的理念。企业应重视研发部门,提高创新水平。企业要重视对生产过程中的废气进行综合再利用以及排放过程中对有害气体的过滤,不断更新生产工艺,使用清洁能源。同时重视对技术人才的培养,污染的治理需要专业技术人才,企业要通过外部人才的引进和内部人才的培养,使其提升专业技术和研究能力。科技人才带动科技创新,进而提高企业空气污染治理的经济效益。3.3 加强公众参与公民个人是空气污染治理的最终受益者,空气污染治理与每个公民息息相关。对空气污染治理,政府还应有效地发挥群众的力量,建立一个良好的自下而上的渠道,鼓励和加强公众对空气污染治理的参与。通过网站、新闻发布会等方式及时有效地公开信息,告知公众空气质量状况、政府检测数据、政府相关的政策法规以及空气保护行动等,使公众更加便利地掌握相关信息,参与对空气质量的监督。在空气污染重大决策方案出台前,政府要广泛征询公众意见,听取公众的需求,对于公众提出的问题及时回应。另外,借用公众的力量监督企业,形成良好的消费环境,鼓励消费者支持自觉环保的企业,监督违规排放污染环境的企业,督促企业重视环境保护。要加强空气污染治理相关知识的宣传,提高公众对空气污染危害的认知,帮助公众理解和配合政府在空气污染治理方面的规章制度,为公众参与空气污染的治理和监督提供良好的条件。此外,民间环保组织也是空气污染治理中有力的力量。环保组织能够发动和依靠公众保护和改善大气环境,推动空气污染治理事业的快速发展。可以通过制定适当的政策,支持并规范民间环保组织的发展,发挥他们在环境保护宣传教育、环境保护活动以及环境公益诉讼等方面的作用。
下面那位 人家要的是空气啊 不是大气
关于重金属对蔬菜的污染问题研究与治理方法论文
摘要:近些年,随着全球经济化的迅速发展,含有重金属的污染物通过各种途径进入农业生态环境中,使土壤和水体受到污染。文章就重金属对蔬菜污染及治理方法做一浅谈。
关键词:重金属;污染;研究;治理方法
1 蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物,蔬菜质量的优劣直接关系到人们的身体健康
影响蔬菜质量的最大危害是重金属污染。蔬菜中重金属污染主要来自工业“三废”,城镇生活垃圾、污水及农业生产本身。按蔬菜被污染的途径,可有以下几个方面的来源。
1.1 污水的灌溉
城市工业的发展和城市化进程的加快,水资源逐渐匮乏,污水灌溉已成为农业灌溉用水的重要组成部分,工业废水中往往含有重金属。大量的不加处理的工业废水和废渣排放江河、湖中,使水资源受到不同程度的污染,蔬菜生产和增产主要靠灌溉。城市工矿区,郊区菜田不得不大量使用工业废水和生活污水灌溉菜田。所以,我国主要的土壤重金属污染区都是由于污水灌溉引起的。
1.2 工业废渣
据不完全统计;全国75个城市历年积累的工业废渣和尾矿达715.72亿t,1980年统计78个省市工业废渣共4.8亿t。这些废渣不仅占用了大片土地,而且造成更多的土壤污染。特别是城市近郊区和工矿企业附近的蔬菜地受重金属污染愈来愈严重。
1.3 农业生产活动
(1)在农业生产活动中人们为了片面的追求高产,增加效益,大量的施用含有Hg、Cd、Pb、As等不合格的化肥,城市垃圾不经任何处理直接当作肥料施用,导致土壤有机质和作物必需的营养元素含量降低,重金属含量超标,从而影响蔬菜的;(2)农业生产活动中,农用塑料薄膜,生产应用的稳定剂等都含有重金属Cd和As,在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可能造成土壤重金属的污染,从而对蔬菜等农作物的生长、产量、品质均有较大的危害。
1.4 其他方面来源
随着汽车工业的迅速发展,含Pb汽油的大量使用、汽车尾气的排放、汽车轮胎磨损产生的大量重金属、有毒有害气体、粉尘等,都会引起交通干线附近土壤和蔬菜等作物的重金属污染。还有润滑油中的Cd、镀Cd的工艺等生产或排放过程均将含有Cd废物排入土壤造成污染。此外,还有微生物的污染。
2 重金属对人体健康最直接的影响之一就是对食品安全造成威胁
大多数消费者的食品安全观念仅仅在农药残留和食品变质上,对土壤重金属污染影响食品安全的问题知之甚少。而且重金属污染具有潜在性,普通消费者无法从外观上判断农产品是否受重金属污染而避开它。
(1)不同重金属对身体危害不同,对人体危害最大的是有机汞,它不仅毒性高,能伤害大脑,而且比较稳定,在人体内停留的半寿命长达70d之久,所以即使剂量很少也可累积致毒。可见,重金属给人类带来的危害是无法估量的,因此,无污染蔬菜的生产正日益受到人们的重视。
(2)目前,菜地和蔬菜遭受到污染是十分严重的,已经暴露出来的重金属和硝酸盐的污染必须给以足够的重视。土壤污染对蔬菜影响较大的'重金属有Cd、Hg、Cr、As等。
3 治理土壤中重金属的方法
我们通过对各种蔬菜做实验找到不同蔬菜超标时的土壤临界浓度,通过控制和治理土壤中的重金属含量来控制蔬菜中重金属的含量。由于蔬菜重金属的主要来源是土壤,我们可以通过以下几个方面对土壤中的重金属进行治理。
3.1 土壤污染的防治
土壤污染可采用工程措施,它包括:(1)客土法:就是在污染土壤上加入净土。但客人的土应尽量选择比较粘重或有机质含量高的土壤,以增加土壤容量,减少客土量。本法适应于浅根植物和移动性较差的污染物。(2)换土法:就是将已污染的土壤移去,换上新土;而换土法对小面积严重污染且污染物是有放射性或易扩散难分解的土壤是必须的,以防止扩大范围,危害人畜健康。
3.2 加强对工业“三废”的治理和综合利用
(1)禁止使用未经处理的工业污水灌溉农田。在积极慎重地推广污水灌溉的同时,对灌溉农田的污水,必须进行严格的监测和控制。(2)减少工业废水和生活污水的排放量,发展区域性污染防治系统,包括制定区域性水质管理规划,合理利用自然净化能力,实行排放污染物的总量控制,调整工业布局,改变产品结构,除此之外,还应有完善的管理措施。工业布局要合理,改变燃料的燃烧方法,绿化造林,采用高烟囱和高效除尘设备,采取集中供热,减少交通废气污染,施用低毒、低残留的农药等。(3)选择未受工业废水、废渣、废气污染的农田,在远离城市的工矿企业、医院、生活垃圾、生活用水等污染源的地区建立蔬菜生产基地。
3.3 对粪便、垃圾和生活污水进行无公害化处理
对禽畜粪便须经堆肥化处理,其目的都是利用微生物分解有机物过程中产生的高温(70℃)消灭病菌,虫卵和病毒等,不致对蔬菜造成生物污染。近几年来绿色食品蔬菜生产的新型肥料即生物肥有生物菌剂与生物有机肥,施入土壤后,释放土壤中的迟效养分,供蔬菜吸收利用,减少农药残留、重金属污染,不但有利于提高蔬菜品质,还有利于生态环境的保护。
要提高对蔬菜的质量意识,必须保护农业生态环境。水源、土壤、空气、生态是人类世世代代赖以生存的环境及食物链的资源基础。我们必须痛下决心,加强立法,重视农业生态环境的综合整治。一方面防治城市工业和乡镇企业环境的污染;另一方面要广泛宣传蔬菜科学用药,标准化生产,无公害农产品生产技术规程等,提高菜农和市民的质量意识,农产品安全意识和农产品标准化意识。发展绿色食品,开展生态工程建设,保护和改善农业生态环境。
土壤重金属的污染问题与防治路径论文
在平平淡淡的日常中,大家对论文都再熟悉不过了吧,论文是探讨问题进行学术研究的一种手段。相信许多人会觉得论文很难写吧,下面是我精心整理的土壤重金属的污染问题与防治路径论文,欢迎大家分享。
摘要:
当今环境问题中最为严重的就是土壤污染,土壤污染中危害最大、影响面积最广的是土壤重金属污染,极大地破坏了生态环境、损害人们的身体健康,甚至严重威胁到我国的可持续发展。在绿色发展理念的倡导下,人们逐渐意识到了土壤环境保护与污染的防治修复的重要程度。本文通过对我国重金属污染的现状、造成污染的原因以及危害的简要分析,结合全国各地治理土壤污染的基本措施,总结出了防治土壤污染的几点对策。
关键词:
土壤污染;危害;防治对策;
1、土壤重金属污染问题的现状与污染成因
1.1、我国土壤污染现状
土壤是人类不可或缺的生存资源。人类从土壤中获得足以休养生息的物质财富,没有土地,人类难以生存。人们在日常生活中对土壤环境资源缺乏足够的保护意识,造成土壤污染状况日趋严重。近些年,我国工农业突飞猛进的发展,土壤环境污染程度越来越高,污染物的含量不断增加,种类也不断增多。土壤重金属污染已经严重影响人们的生活,威胁着每一个人的生命安全。土壤重金属污染是指比重大于5的金属或其化合物侵入土壤造成的污染,目前人们已发现包括镉(Cd)、镍(Ni)、铬(Cr)、锰(Mn)、砷(As)、汞(Hg)、锌(Zn)等大约45种重金属元素。我国受砷、镉、铅、铬等重金属污染的耕地面积大约占全部耕地面积的1/5。据我国2016年农业部监测系统的调查数据表明,我国每年因为重金属污染土壤而使粮食产量降低1000万t以上。根据农业农村部的污水灌溉区统计数据得出,我国有大约140万hm2的污水灌溉区,而有64.8%的土地面积遭受重金属污染。污水里的重金属污染物使土壤中的植物遭受二次污染。生物体吸收了这些有毒有害的物质,如汞、铅、锌、镉、铜等金属元素,通过食物链等渠道进入到人身体内,给人们的身体健康埋下巨大隐患,甚至会损害人体的生理器官,严重影响身体健康。
1.2、我国土壤重金属污染成因
土壤重金属污染原因广泛,主要有过量使用化肥农药、工业和生活污染、交通污染等。化肥农药是重要的农业生产物资,农药在农业生产过程中对防治农作物的病虫危害具有至关重要的作用,但是由于缺乏正确科学选用农药品种和使用方法的指导,造成土壤的生态系统遭到破坏;化肥可以大幅提高农作物的产量,农民为了追求高产,长期施用过量的化肥,造成土壤酸化板结,不但降低了土壤肥力,还严重破坏了土壤耕地层的质量;长期使用化肥和农药造成严重的土壤和农作物重金属的累积污染问题。工业和生活污染是指工业及生活污水和垃圾,其中含有大量的重金属、有机物等大量有毒有害物质,将未经处理的工业污水直接灌溉农田,造成部分农田严重污染,破坏了土壤生态环境;凡以重金属和含有重金属的材料为原料的行业,在生产过程中如果将未经严格处理的废液、废渣、废水排放,都会造成重金属地污染。
2、土壤重金属污染的危害
土壤能够为植物提供生长所需的基本营养元素,当土壤中重金属超标时,将会影响植物对氮、磷的吸收,改变钾的形态,从而影响植物的生长,引起植物生理特征的改变,高浓度的重金属会引起植物营养不足,降低酶的有效性。有的农作物可以富集重金属,造成农作物本身重金属超标,甚至有的逐渐转化为毒性更大的甲基化合物,以有害的浓度通过食物链的方式在人类体内蓄积,严重危害人体健康。人体摄入过多的重金属会引起免疫力降低,呼吸系统紊乱等病变。铅能通过破坏儿童的中枢神经系统,造成儿童的智力和行为障碍,也能对成人的神经、消化、心血管等系统产生危害。摄入过量的`镉,可使骨折发生几率增加和骨密度降低,能够对人体的肾、肝、肺、骨骼,以及血液和免疫系统产生伤害。Pb、Hg能够通过影响人的妊娠,引发胎儿的流产、畸形、死亡等。砷能够造成肝脾肿大、肝腹水、抑制儿童智力发育,还能引发黑脚病、糖尿病、肾病、脑血管等方面的疾病。人体内积蓄过多的铜元素,会引起铜中毒,造成机体代谢紊乱,严重会导致急性肾功能衰竭。在土壤重金属污染、大气污染和水污染三者中,土壤重金属污染很难得到有效治理。土壤中汇聚的多种重金属会对土壤环境、动物、植物、微生物都产生严重伤害。
3、土壤重金属污染的防治措施
3.1、制定管理和监督的法律法规
面对日益严重的土壤重金属污染,应当建立和完善保障土壤污染防治与修复工作顺利进行的政策和法律法规。2016年印发了《土壤污染防治行动计划》,2018年通过了《中华人民共和国土壤污染防治法》。2项法规都是以改善土壤环境质量为核心,严格防治工矿企业、农业生产生活等方面的重金属污染,进行土壤污染法规标准的制定与问责。土壤污染防治应当坚持预防为主,保护优先,严控新增污染,分阶段分类别管理,形成政府主导,企业担责、公众参与、社会监督的土壤污染防治体系。保护土壤质量,防治土壤污染是每一个公民和组织义不容辞的责任。
3.2、紧抓源头,防控土壤重金属污染源
严控土壤重金属污染源必须从源头抓起,针对污染源头分类分级管理严控污染源。必须遵循预防为主,防与治相结合的基本原则。对工农业生产以及居民生活的污染排放进行严格控制。采取有效措施,以削减、控制和消除污染源。大力推广清洁无毒工艺,减少或消除工矿企业重金属污染物的随意排放,对工业“废水、废液、废渣”必须进行回收和处理,严格控制污染物排放量与浓度,避免重金属对土壤环境的二次污染。在农业生产化肥、农药的控制方面,要增强广大农民群体保护耕地质量的意识,加大土壤污染防治的宣传和教育;执法部门和农药监测部门定期对市场上流通的农药产品进行监测,禁止或限制使用剧毒农药,积极推广如除虫菊酯、烟碱等植物体天然成分的毒性小、效果好、残留低的农药;推广开展天敌防治法,既要消除病虫害对农作物的威胁,又要把农药对生态环境的危害降到最低程度。
4、做好污染土壤的防治修复工作
面对我国日益严重的土壤重金属污染现状,要充分认识土壤重金属污染的4大特点———不可逆性、治理难且周期长、累积与地域性、隐蔽性,积极采取各种各样的修复治理措施,缓解土壤污染的程度,营造安全、美丽、幸福的生态环境。针对目前我国各地治理土壤重金属污染采取的措施,一般有工程治理措施、化学治理措施、生物治理措施和农业生态治理措施4种方法。
4.1、工程治理措施
工程治理措施作为一种比较具有权威性的土壤重金属污染治理方法,可以从根本上解决重金属的污染问题,但是实施起来工程量大,需要投入大量的人员和资金,而且会破坏土壤结构,降低土壤肥力,同时也需要处理置换出来的污染土壤。工程治理一般是通过客土、换土和深耕翻土等措施来治理土壤中的重金属污染。污染比较严重、面积较小的农业大棚的土壤污染适用客土法,把由别处移来的未被污染的洁净土壤加入到受污染的土壤里面,大多会选用质地好的人工土或沙壤土,降低土壤耕作层的重金属浓度,减少重金属对植物根系的毒害,加快土壤生态修复的速度。换土法是把受污染的土壤转移出来,更换没有被污染的洁净土壤。这种方法可以很快修复受损土壤,效果明显,但是换土法费时费力,成本较高。对于具有放射性污染物或含有难分解易扩散污染物的污染严重的景区花园和科研场所等面积较小的土壤可以采用换土法。污染较轻、耕作层较厚的土壤污染可采用深耕翻土法,翻土法是通过深耕技术,拌匀、翻动、混合耕作层土壤来降低土壤耕作层重金属污染物的含量。
4.2、化学治理措施
化学治理就是向污染土壤投入抑制剂、改良剂,以降低重金属的生物可利用度。化学方法治理效果明显,周期短、投资适中,但是不能确保治理效果的长期稳定性。
4.3、生物治理措施
生物技术治理污染土壤是一种正在被广泛推广的新型治理措施。是通过植物、动物和微生物的某些特有习性抑制、削减和改良吸收、降解土壤中污染物,降低重金属毒性。植物修复技术是利用超富集植物吸收土壤中的过量重金属,投资小和维护成本低,具有较高美化环境的价值、二次污染小的特点,是一种新兴的、很有潜力的绿色安全修复技术,受到许多国家的青睐。微生物修复是在合适的环境条件下,充分利用大自然中天然存在的或人工培养的具有特定功能的微生物群的微生物代谢功能,达到将其降解成无毒物质或降低有毒污染物活性的生物修复技术。微生物修复实际就是生物降解,是利用微生物群具有繁殖快、个体小、易变异、适应性强的特点来达到对环境污染的分解作用,还可以降解和转化那些“陌生”的化合物。
4.4、农业生态治理措施
农业生态治理方法是在农业生产的过程中,采用一些因地制宜的土壤耕作管理制度,种植合适的植物品种,改善土壤的生态环境,减轻或阻断重金属对人体造成的危害。合理规划农业种植区域,把高富集重金属的经济作物或树、花、草种植在重金属污染严重区域,既能美化环境,又能净化土壤;将低富集重金属作物品种植在基本适宜区,这样能够减少重金属在作物中的累积,提高土壤的质量。农业生态治理方法循环周期长、效果不明显。
5、结束语
土壤中过高重金属含量严重危害了人类的生存环境,对整个自然界地理环境都造成负面影响。采用单一的修复技术无法完全修复土壤,必须要以植物修复为主,优化特定微生物的筛选,建立相关基因库,培养超强工程菌,多种治理措施相辅相成,从而彻底清除土壤中的重金属。做好土壤环境保护方面的知识引导和宣传,提高人们的环境保护意识,促进土壤生态向健康的方向发展。
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写作思路:把废金属对环境的污染的危害写出来。
一些金属 如铅、汞、镉等。这些有毒物质通过各种途径进入人体内,长期积蓄难以排除,会损害神经系统、造血功能和骨骼,甚至可以致癌。铅:神经系统(神经衰弱、手足麻木)、消化系统(消化不良、腹部绞痛)、血液中毒和其他的病变.汞:精神状态改变是汞中毒的一大症状.脉搏加快,肌肉颤动,口腔和消化系统病变。镉、锰:主要危害神经系统。
这些金属进入土壤或水源,就会通过各种途径进入人的食物链。 像汞、铅、镉等多种金属,汞具有强烈的毒性,对人体中枢神经的破坏力很大,上世纪五十年代发生在日本的震惊中外的水俣病就是由于汞污染造成的;铅能造成神经紊乱、肾炎等;镉在人体内极易引起慢性中毒,主要病症是肺气肿、骨质软化、贫血,很可能使人体瘫痪。
而铅进入人体后最难排泄,它干扰肾功能、生殖功能。若把废电池混入生活垃圾中一起填埋,久而久之,惨出的重金属可能污染地下水和土壤,进而进入鱼类、农作物中,破坏人类的生存环境,间接威胁到人类的健康。
果蔬汁加工技术的应用进展
摘要 :果蔬经过制汁后比原果更容易贮藏,含有丰富的营养成分,且在减少果蔬原料的损失的同时提高其附加值。本文综述了果蔬汁加工过程中破碎榨汁技术、过滤澄清技术、均质技术、浓缩技术和杀菌技术的应用进展。
关键词 :果蔬汁 加工技术 应用进展
近年来,随着人们生活水平的逐步提高,对日常饮品的“营养、安全、健康”更为关注和重视。果蔬汁在口感及营养方面都接近新鲜果蔬,并且和具有一定的保健价值,受到各年龄阶段人们的喜爱。不同果蔬汁的加工方法不同,但某些关键技术是相似的。本文主要介绍果蔬汁加工技术中破碎榨汁技术、膜分离技术、超高压技术、高压脉冲技术和酶技术的应用进展。
1. 破碎榨汁技术
根据果蔬不同的形状、特性及加工需要,选用合适的破碎设备,并结合相适宜的破碎工艺进行破碎。常用的破碎工艺可分为热破碎和冷破碎。通常情况下,为了生产得到组织形态好、具有一定粘稠度的果蔬汁,可以运用热破碎,通过抑制和破坏某些酶的活力,如果胶分解酶、脂肪氧化酶等,从而达到破碎效果。[1]果蔬汁榨汁过程中,果蔬中所含有的果胶、淀粉、纤维素等物质会影响果蔬的出汁率,导致果蔬出汁率降低。采用酶技术处理果蔬原料, 即可提高产品出汁率, 该技术不仅可提高产品的澄清度, 且能防止果汁产生沉淀。[2]
2. 膜分离技术
传统的澄清方法是对果蔬汁进行酶处理,如果胶酶等,再用明胶、单宁、膨润土、硅溶胶等澄清剂对其进行絮沉降处理,静置、取清液,最后用离心或过滤的方法进一步处理。[3]在传统加工工艺过程中,果蔬汁成品的营养物质和风味物质损失多、成本高、耗能大。膜分离技术在果蔬汁制品的生产加工过程中发挥重要作用,能够有效地克服这些缺陷。膜分离技术主要具备使果蔬汁脱苦、脱酸、澄清和浓缩的功能,并提高果蔬汁的稳定性。
2.1 果蔬汁的脱苦
柑橘类果汁由于含有柚皮苷、柠檬碱等苦味物质,对产品的风味和商业价值造成负面影响。1E. Hernandez等人[4]利用超滤和二已烯基聚苯乙烯树脂吸附的联合过程对葡萄抽汁进行脱苦的实验,表明柚皮苷和柠檬碱可被完全除去,果汁风味得到显著提高。
2.2 果蔬汁的脱酸
根据刘茉娥等人[5]介绍利用电渗析膜,表明电渗析膜可以脱除果汁中的有机酸,能够使果汁酸度降低,从而提高果汁的品质。
2.3 果蔬汁的澄清
果蔬汁中因含有一些胶体物质、单宁、蛋白质等物质,它们在加热和贮存过程中往往使果蔬汁变得混浊,有的甚至产生沉淀,缩短了产品的货架期。应用超滤法澄清番茄汁、苹果汁、菠萝汁、梨汁、柑橘汁等,可获得较好的经济效益和较高的产品质量。
2.4 果蔬汁的稳定性
超滤可提高果蔬汁的稳定性,如苹果汁在超滤前宾透光率为52.8%,经超滤后,透光率为96.8%,在户观上已达到清澈透明,并在常温下贮存四个月,其透光率几乎为一定值,稳定性良好。[6]
3.超高压技术
杀菌是果蔬汁制品生产中的关键技术之一。传统的热力杀菌虽然可以杀灭鲜榨果蔬汁中的微生物, 但果蔬汁中的营养成分仍会受到破坏, 产生热臭、风味劣变, 造成果蔬汁制品产品质量变差。[7]食品超高压技术(ultrahigh pressure processingUHP),又称为高静压技术(high hydrostatic pressure processing,HHP),是指将密封于弹性容器内的食品置于水或其他液体作为传压介质的压力系统中,经100MPa以上压力处理,在常温甚至更低的温度下达到杀菌、灭酶和改善食品功能特性等作用口。由于超高压技术只作用于非共价键,能够保证共价键完好无损,因而可以降低鲜榨果蔬汁中的微生物数量, 并保持产品的营养、风味和安全品质, 具有重要的意义。[8]与加热杀菌相比,超高压技术有着无法比拟的优越性, 特别是超高压杀菌可以保持食品原有的色、香、味和营养成分。
3.1 超高压对果蔬汁色泽的影响
经研究发现,与传统的热杀菌相比,超高压技术处理果蔬汁能够较好的保持其色泽,对部分果蔬,如番茄等甚至有改善色泽的作用。其原因在于超高压对果蔬内源酶的钝化作用及高压的均质作用使果蔬组织细胞内的呈色物质溶出。
3.2 超高压对果蔬汁芳香成分的影响
超高压对果蔬汁的香气有不同方面的影响,不仅能够处理过程中会使香气反应前体物的浓度增加还能使香气物质降解降低或激活某些有关香气的酶的活性。因此超高压加工的果蔬汁的风味会呈现出不同的变化。
3.3 超高压对果蔬汁营养物质的影响
超高压对食品中营养成分的影响与各种营养成分的性质有关,由于超高压处理不能破坏共价键,因此认为超高压处理对于食品中小分子化合物一类的营养物质不会有直接的破坏作用,但可能会加速一些食品体系中的生化反应,使部分营养物质间接受到破坏。
3.4 超高压对果蔬汁中酶活性的影响
内源酶易引起果蔬最初的品质变化,,压力在酶的活性中心通过打破稳定分子内和酶蛋白的相互作用间的微妙平衡, 导致酶构象的变化而导酶失活。大量研究表明,超高压技术可钝化果蔬汁中的大部分酶。[9]
4. 高压脉冲技术
高压脉冲电场技术(pulsed electric field,PEF)作为非热加工工艺之一,因其作用时间短、均匀、效率高,且能够最大程度地保持食品新鲜度的优点而成为食品非热处理方式应用的热点之一。此外,在杀菌钝酶、活性物质提取、保持食品原汁原味等方面显示了很大的优势。
4.1 PEF技术在果蔬汁活性物质提取时的应用
由于细胞膜的渗透性功能,PEF技术作用于细胞时能够提高物质传质系数,将低能量PEF应用于不同的植物组织,PEF技术不仅提高果蔬汁提取率,且使果蔬汁中活性成分如酚类物质、VC的保留率更高。 4.2 PEF技术在果蔬汁钝酶方面的应用
经研究表明,PEF技术对果蔬汁酶活性的钝化有很好的作用效果,PEF技术不仅在钝化酶活性及延缓氧化、褐变等不良变化中发挥积极作用,同时对果蔬汁品质影响也较小。
4.3 PEF技术对果蔬汁品质的影响
研究PEF能温和且高效地处理物料,最大程度上保留原料的营养成分。经过PEF处理的果蔬汁,一般最好保存于低温下,如果酸度适宜,也可存于常温。[11]经PEF技术处理后的果蔬汁与热处理及酶处理等传统技术相比,果蔬汁品质更接近于原汁,符合人们对食品原汁、原味、天然营养的需求。
综上所述,随着科学技术的发展,虽然果蔬汁制品加工技术已达到一定的水平,但仍存在着一些问题。目前已有应用生物技术改善饮料加工原料、生产饮料添加剂和功能因子以及去除饮料不良性状的研究, 但生物技术要真正实现大规模地运用于果蔬汁饮料加工还有待进一步研究与完善。总之,果蔬汁饮料的各种加工技术需要相互贯通、相互融合、取长补短、集成发展,这是果蔬汁饮料加工技术的一个必然发展趋势。
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浅谈纳滤技术在水污染处理领域的应用论文
在日常学习和工作生活中,大家都不可避免地要接触到论文吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?以下是我为大家整理的浅谈纳滤技术在水污染处理领域的应用论文,希望对大家有所帮助。
论文摘要:纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的新型压力驱动膜分离技术。本文介绍了纳滤技术的分离特点,较全面的论述了纳滤在废水处理、饮用水生产、生化医疗和食品工业、饮料行业等方面的应用,并指出纳滤技术在应用过程中存在的问题及今后的发展方向。
论文关键词:纳滤;分离特点;水处理
1 引言
膜分离技术是近年来发展迅速,应用广泛的高新技术。与传统的分离技术相比,具有分离效率高、无相变、无化学反应、体积小、能耗低和操作方便等优点。纳滤作为膜分离技术中的一种,是介于超滤和反渗透之间的孔径接近于1mm的新型压力驱动膜技术。它既能截留透过超滤膜的小分子有机物和多价盐离子,又能透析被反渗透所截留的无机盐。基于它自身独特的性能使它在许多领域具有其它膜技术无法替代的地位,因此纳滤成为目前国内外膜分离领域研究的热点之一。
2 纳滤技术的特点
2.1纳滤膜的分离特点纳滤膜在截留性能方面有两个特点:
(1)截留相对分子质量(MWCO)在200-1000之间,适宜于分离相对分子质量在200以上,大小约为1nm的溶解组分;
(2)具有离子选择性。由于膜表面或膜材料中常带有荷电基团,这些基团通过静电作用可产生Donnan效应,从而实现不同价态离子的分离,故有时纳滤也被称为“选择性反渗透”。
2.2纳滤膜实际应用过程中的特点纳滤膜在实际的应用过程中有三个特点:
(1)操作压力低,一般在0.3-1.0MPa之间。由于操作压力较低,对设备要求较低。因此,基建费用和运行费用低,便于运行管理;
(2)在处理过程中不需添加化学试剂,也不引起二次污染;
(3)可分离回收有用物质,实现工业废水的资源化和回用,进一步降低处理成本。
3 纳滤技术的应用
纳滤膜由于截留的分子量介于超滤与反渗透之间,同时还存在Donnan效应,所以对低分子量有机物和盐的分离有很好的效果。另外,纳滤膜还具有不影响分离物质生物活性、节能、无公害等特点,因此纳滤在国内外废水处理领域、饮用水生产领域、生化医疗领域、食品工业和饮料行业等得到越来越广泛的应用。
3.1废水处理领域
3.1.1造纸废水
造纸废水主要来之造纸过程中纸浆的大量冲洗,采用纳滤膜替代传统的吸收和电化学处理法能更有效地去除深色木质素和纸浆漂白过程中产生的氯化木质素。Nuortila-Jokinen等在实验室,用平板纳滤膜NF45处理经浮选和过滤预处理后的造纸废水。
45纳滤膜处理造纸废水的效果项目COD(mg/L)硫酸根(mg/L)总固体(mg/L)无机物(mg/L)进水出水Manttarri等开发了造纸厂水循环系统,发现与超滤法处理过程比较,采用纳滤技术处理后得到的水不但透明、无色、不含阴离子废物,而且将透过水的COD、总硫和无机盐含量的去除由超滤法的50%-60%提高到80%以上。
3.1.2垃圾渗滤液
垃圾渗滤液的处理一直是世界性难题。目前,主要采用为厌氧好氧等生物处理法,但中后期渗滤液中含有很高浓度的溶解有机质,其中75%为可生化性差的腐植酸和富里酸(平均分子量1000Da),导致生化法出水难以达标排放。与生化法相比,膜分离技术受原水水质的变化影响小,在这种难降解废水的处理中具有明显的优势。张亚军等介绍了纳滤膜技术在柳州垃圾填埋场渗沥液处理工程中的应用,纳滤系统经过近两年的稳定运行表明,垃圾渗沥液经过生化处理后经砂滤、保安滤器等预处理,再经过纳滤膜系统处理,使85%-90%的透过液达标排放,仅10%-15%的浓缩污液和泥浆返回垃圾池,这项工艺较好地解决了垃圾填埋场渗沥液的二次污染问题。Zouboulis等利用振动剪切增强单元增强膜的传质,用NF可以达到对渗滤液中总腐殖酸类物质97%的去除效果。可见纳滤技术处理垃圾渗滤液是可行的,并具有较反渗透处理能耗低的优势。
3.1.3纺织印染废水
纺织印染厂在对织物进行煮漂和染色后,需使用大量的清水对织物进行冲洗,产生的废水中会含有大量的盐、染料、表面活性剂、洗涤剂等各种污染物,导致印染废水成为较难处理的工业废水之一。不过随着膜分离技术的发展,纳滤膜技术已在纺织印染工业中得到了成功的运用。C.Tang等使用纳滤膜处理高无机盐含量的纺织染色废水,在操作压力为500kPa条件下,通量可以达到很高,而且染料的截留率超过98%,因此,可以实现废水的回收利用。Bruggen等采用了UTC-60、NF70和NTR7450三种纳滤膜对两种活性染料的染色废水进行了试验,结果都表明,直接应用纳滤工艺不但可以进行染料的提纯,而且纳滤出水可循环使用。何毅等考察了醋酸纤维素纳滤膜对染料溶液的分离性能,结果表明,纳滤膜对染料有很好的分离效果,分离性能是由膜、溶液和溶质三者共同决定的。
3.1.4冶金工业废水
在金属的加工和合金生产废水中,含有相当高的重金属离子。为了使废水符合排放标准,一般是将这些重金属离子生成氢氧化物沉淀除去。如果采用采用纳滤膜技术处理,不仅可以回收90%以上的废水,而且可使重金属离子浓缩10倍,浓缩后的重金属具有回收利用价值。
傅前君采用纳滤对含Cu2+废水进行试验研究,NF90膜对含CuSO4的废液截留效果很好,Cu离子的截留率都在99%以上,出水铜离子质量浓度低于2.0mg/L,可以达标排放或回用于镀件漂洗;浓水经进一步浓缩后也可回用。A.Hafiarle等对纳滤分离铬酸盐进行了研究,结果表明使用 TFC-S系列纳滤膜替代常规方法去除溶液中的Cr(Ⅵ)是可行的。但是,膜对Cr(Ⅵ)的截留率与溶液中的离子强度和pH密切相关,在pH=8时,截留率超过80%。由此可见,纳滤作为一种处理含Cr(Ⅵ)废水的方法是非常有应用前景的。
3.2饮用水的生产领域
3.2.1地下水软化
采用纳滤膜法软化地下水具有无污泥、不需再生、能除去水中大部分悬浮物及有机物、操作简便和占地省等诸多特点,因此在欧美发达国家已经非常普遍。
纳滤膜法软化地下水工艺流程J.Schaep等用不同类型的NF膜软化处理地下水,结果表明NF膜对多价离子的截留率高达90%以上,而对单价离子却只有60%-70%。张显球等采用NF90和NF270两种纳滤膜对南京某自来水进行软化处理,结果表明在较宽的操作压力(0.4-1.2MPa)和温度(15-30℃)范围内,两种膜的产水总硬度分别在0.5mmol/L及0.01mmol/L以下。
H.Sombekke等分别使用NF与活性炭-臭氧工艺对地下水进行软化处理,尽管两种方法都能取得较好的分离效果,但是从处理效果和环保的角度考虑,使用纳滤的方法更胜一筹。
3.2.2饮用水净化
纳滤能有效的截留二价离子,较完全的去除病原体、水中加氯消毒副产物三卤甲烷中间体、痕量的除草剂、杀虫剂残余物、重金属、天然有机物等,十分适用于饮用水的深度处理。VedatUyak等人和Rubia等人均比较了采用不同的膜技术除去饮用水中的天然有机物质和三卤甲烷,结果表明纳滤是目前最有效技术之一。J.Radjenovic等采用NF膜和RO膜法去除地下水中的药物成分。结果表明,NF膜和RO膜拥有很好的截留性能,对所有药物的截留率均>85%,对有害物质如对乙酰氨基酚截留率为48%-73%,吉非贝齐为50%-70%,甲芬那酸为30%-50%。巴黎Mery-Sur-Oise饮用水处理厂在臭氧+活性炭处理河水不能满足饮用水(TOC的浓度<2mg/L)标准的要求下,采用纳滤对饮用水进行深度处理,取得了很好的效果。
3.2.3海水淡化
目前,海水淡化已经成为解决我国沿海地区和世界上许多国家水资源短缺的重要手段之一。但如何高效经济的除去海水的高硬度、浊度和总固溶物(TDS)是制约海水淡化的瓶颈。
随着膜技术的不断发展,孔径介于反渗透和超滤之间、具有荷电性质的纳滤膜在海水软化方面的优势愈来愈得到人们的`关注。苏保卫等采用NF作为海水淡化的预处理工艺。试验结果表明,该法可以大幅度降低进料水的硬度、浊度和TDS含量,解决传统海水淡化过程中存在的结垢污染等许多问题。A.M.Hassan 等用纳滤作为海水淡化的预处理进行了一系列的研究工作,在研究过程中发现,纳滤膜能够有效的降低硬度、微生物和浊度。在22bar的压力下NF对 Ca2+,Mg2+,SO42-,HCO3-,以及总硬度的去除率分别为89.6%,94.0%,97.8%,76.6%和93.3%。NF出水完全能够满足海水反渗透(SWRO)或多级闪蒸(MSF)的进水要求,使得SWRO和MSF的水回收率分别达到70%和80%。将NF膜作为海水淡化预处理的优点有:(1)通过除去浊度和细菌,阻止SWRF的膜污染;(2)通过去除硬度离子,阻止SWRF和MSF的比例缩放;(3)通过减少海水中大约30%- 60%的TDS,使得运行SWRF所需操作压力较低。
3.3生化医疗领域
3.3.1生化工程
将纳滤膜技术应用于生化工程,可以将相对分子质量低的物质(如类固醇、维生素、抗生素和氨基酸等)从其他反应物中分离出来,进行澄清和精制,并且成功的应用于VB12的回收和浓缩,以及红霉素、金霉素等多种抗生素的浓缩和纯化过程,苏保卫等采用DL和DK纳滤膜进行纳滤浓缩克林霉素磷酸酯(CLP)乙醇水溶液的研究。实验结果表明,DL纳滤膜可将CLP乙醇水溶液由40g/L浓缩至90g/L,适宜的操作压力为1.2-1.6MPa,温度为 40-50℃。李洁妹等采用超滤+纳滤双膜技术对林可霉素发酵液进行提纯和浓缩,通过对不同材料的纳滤膜的筛选结果表明,NF-20在膜通量和林可霉素回收率、杂质去除等方面优于其它的膜,为最佳选择。
3.3.2医药工业
纳滤膜分离效率高、节能、不破坏产品结构等特点使其在医药产品的生产中也得到了日益广泛的应用。日本的Kazuhito Yamaguchi等人研究了用纳滤膜技术除去血浆制造中所产生的传染性有毒物质(HPVB19),结果表明中空纤维膜BMM20和BMM15可以完全除去病毒和大小在20nm左右的微粒,纳滤膜可完全过滤掉其中的HPVB19病毒。徐为中等人采用超滤、纳滤技术浓缩家兔产气荚膜梭菌(A)型疫苗,建立家兔产气荚膜梭菌(A)型疫苗浓缩工艺。家兔产气荚膜梭菌(A)型超滤、纳滤浓缩疫苗的保护率达100%,而传统铝胶疫苗对照组的保护率平均为86.7%。何旭敏等采用的超滤与纳滤组合技术改造6-APA的原有生产工艺,使6-APA的平均mol收率由85%提高到90%以上,采用纳滤浓缩裂解液来提高6- APA结晶浓度,不仅降低了溶媒消耗,而且使结晶母液中的6-APA损失减少,从而提高了成品的收率(表2)。由此可见,随着膜技术的不断发展,纳滤将成为医药工业生产中一种高效的分离技术。
3.4食品工业、饮料行业
在食品工业和饮料行业中,纳滤主要用来对加工过程中的料液进行浓缩、脱盐、调味、脱色和去除杂质。
3.4.1低聚糖的处理
功能性低聚糖由于可以降低血脂、抗衰老和抗癌等多种生理功能而倍受关注。低聚糖与蔗糖的分子量相差很小,分离很困难。通常采用高效液相色谱法分离,但此法处理量小,耗资大。采用纳滤膜技术来处理可以达到高效液相分离法同样的效果,并大大降低操作成本。
俞三传等对低聚糖进行纳滤浓缩实验研究,结果表明,纳滤可实现对多糖溶液的浓缩。李炜怡等对蔗果低聚糖进行纳滤提纯实验,结果证明纳滤对蔗果低聚糖体系具有很好的分离效果,提纯过程中可得到纯度在90%以上的蔗果低聚糖产品。袁其朋等采用超滤、纳滤组合工艺对大豆乳清废水进行了处理实验。经超滤处理后的乳清废液,再经纳滤浓缩10倍后,浓缩液中总糖约有77%被截留,其中功能性地聚糖水苏糖和棉子糖的截留率高达95%以上,浓缩液中总糖质量分数达 8.72%,再经活性炭脱色和离子交换脱盐及真空浓缩,即可得到透明状的大豆低聚糖糖浆。该法的优点在于既解决了废水的排放问题,同时又通过回收利用增加了经济效益。
3.4.2果汁的高浓度浓
缩果汁浓缩传统上使用蒸馏法或冷冻法浓缩,但这些方法会造成果汁风味和芳香成分的散失,不仅消耗大量的能源,而且还得不到令人满意的成品。相比之下,纳滤膜浓缩技术具有节约能源、降低损耗、可在常温下连续操作、过程简单、高效、没有相变、分离系数大等优点,而且特别适用于热敏性物质的处理,因此在果汁浓缩方面得到了广泛的应用。高学玲等人用纳滤膜技术对乌龙茶提取液进行浓缩,发现纳滤不仅能实现乌龙茶提取液的浓缩,还可截留茶液中的茶多酚、咖啡碱等有效物质。Warczok等人报道了利用不同的纳滤膜浓缩苹果汁和梨汁的研究,通过实验过程中果汁通量的观察,表明纳滤膜用于果汁浓缩是可行的。
郑必胜等进行了纳滤浓缩西番莲果汁的研究,发现操作温度为28℃左右,压力为3MPa时,分离效果最好,此时实际膜通量达17L/(m2.h)。经过纳滤浓缩,西番莲澄清汁可溶性固形物从13oBx提升到30oBx左右。
3.4.3纯化浓缩多肽和氨基酸
离子与荷电膜之间存在道南(Donnan)效应,即相同电荷排斥而相反电荷吸引的作用。氨基酸和多肽带有离子官能团如羧基或氨基,在等电点时是中性的,当高于或低于等电点时带正电荷或负电荷。由于一些纳滤膜带有静电官能团,基于静电相互作用,对离子有一定的截留率,可用于分离氨基酸和多肽。 Garem等利用无机和高分子复合纳滤膜进行了九种氨基酸和三种多肽的分离实验,探讨了这种方法的可行性。王晓琳等用ESNA2和ES20两种纳滤膜对苯丙氨酸和天冬氨酸水溶液体系进行分离实验,过程结束时,浓缩液中苯丙氨酸和天冬氨酸浓度的差值比原料液中的差值增大近4倍,纳滤分离的效果非常明显,实现了生物质的分离、精制与回收。
3.5其它方面的应用
纳滤的特点使其越来越受人们的关注,因此,纳滤的应用也愈来愈广泛。除了以上几方面的应用外,还在高浓度有机废水处理、城市生活污水处理等方面都有具体应用,这里就不再详细叙述。
4 结语
随着国家“节能减排”发展策略的不断深入,以及人们环保意识的加强,废水资源再生利用已经成为包括我国在内的世界各国实现水资源可持续发展的重要战略之一。纳滤由于其独特的分离性能使其在水处理领域得到日益广泛的应用。但纳滤还需要很多方面需要优化改进,如在实际运行过程中如何更好的控制膜的污染问题,以保持膜分离性能和通量的稳定性,这需要人们对膜自身的传质机理进一步的深入探究,以开发出新的高通量、耐溶剂、耐酸碱、耐氯和抗污染性强的膜材料;此外膜的成本问题也是阻碍纳滤膜技术进一步推广应用的制约因素,因此,低成本高性能的膜生产必定是以后发展的趋势;最后,开发研制新的膜清洗技术及膜清洗剂以延长膜使用寿命也是亟待解决的问题。随着膜科学技术的不断进步,相信纳滤膜技术目前面对的问题都会逐一解决,那时候它在水处理领域的应用前景必将更加广阔。
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摘要:随着我国经济的高速发展,水处理行业已迎来黄金发展阶段。生活用水方面,家用净水器逐渐成为品质生活必备品。工业用水方面,污水回用、污水零排放已经是大势所趋。由于膜技术具有高效、实用、可调、节能和精密分离等优点,使得膜法在水的深度处理领域已占据重要位置。可以预见在未来的十年,膜法将更加普及。本文将对膜技术在我国水处理中的应用与发展进行分析,找出膜技术存在的问题并探究其发展趋势,以便更好地开展膜技术的应用工作。
关键词:膜技术;水处理;应用;发展
膜技术主要由微滤、超滤、纳滤、反渗透等组成,已有效的处理了部分水资源。随着膜技术的发展,膜法将在更广阔的水处理领域得到应用。反渗透液水处理分离过程中截留率最高的膜工艺。纳滤实为低压反渗透,高度截留多价盐,低度截留一价盐。超滤是一种净化高分子量化合物(例如蛋白质),膜工艺。微滤是一种截留悬浮固体、脂肪和大分子有机物的净化工艺。
1、膜技术在水处理中应用的发展概况
1.1膜技术在水处理中应用的发展背景
当前,经济建设仍是我国的中心工作,工业化、城镇化进程明显加快,这对我国水环境却造成了严重影响。水环境污染防治成为我国重要的工作任务,对于人民生活与生产活动意义重大。水处理是水环境污染防治的一项重要内容,其应用的处理技术对于水质改善具有直接的影响,以往的水处理技术还较为传统,不能保证处理后水质显著改善。近些年,随着我国经济实力的逐渐提高,国家在水处理新技术领域中的投入逐年增加,这使得水处理技术得以发展与革新。而膜技术作为水处理应用领域中的一种新型处理技术,它与以往传统技术相比具有新型高效、精密分离等优点,膜技术的应用与发展使我国水处理水平有了大幅提高,对于国家社会经济发展及生态环境改善具有积极意义。
1.2膜技术在水处理应用中的发展现状
现阶段,膜技术在水处理中的应用正在进行完善,膜技术还存在一些有待进一步完善的方面,在水处理领域有待进一步推广和应用。膜技术主要是利用先进的膜生产技术所生产的高效半透性膜来进行水处理的技术手段,根据膜孔的大小、通过物理作用及生化反应等来过滤不同类型的物质,以达到水处理的目的。膜技术在水处理中的应用较多,能够去除微生物、隔离小微型杂质以及具有排斥作用等,这些作用使得膜技术在水处理中得以广泛应用,它是我国水处理技术发展的阶段性成果。
1.3重视膜技术在水处理中应用的必要性分析
伴随着国家环境不断遭到破坏,导致了水体受到严重污染,降低了饮水质量。因此,应该加大对水处理技术工作的力度,确保提供给人们一个安全的饮水环境。由于膜技术比起传统处理技术更加节能环保,分离更精密,降低风险,水质处理效果得到提升。在未来处理水质中应该加大对膜技术的利用以及研究,完善膜技术,进一步改善水质质量,得到健康安全的水质。
2、膜技术在水处理中的应用
2.1膜技术在给水中的应用
膜技术的发展对于给水带来的便捷性是不言而喻的。一直以来,城市水资源的给水问题一直是城市建设的巨大问题,例如,我国为了缓解北京、天津等地区水资源紧张的问题而进行的南水北调工程,就是典型的解决给水问题而进行的水利工程,而发达国家随着膜技术的成熟,已经成功利用的膜技术解决的城市或偏远地区的给水问题。法国建设有世界上最大的膜净水厂,以膜技术为核心,通过膜技术来对城市废水、地下水、工业水资源进行处理,充分利用现有的水资源完成城市淡水的供应,最高可以达到每天净化34万立方米的水资源,保障的大城市的给水问题。
美国掌握着世界上的最先进性的膜处理水的技术,建设在美国科罗拉多州的膜法净水厂,膜技术的已经实现反渗透净化技术,可以过滤到水资源中的溶解性物质,有效保证了水资源的安全性。随着膜技术的成熟,在水资源处理技术方面相较于传统的处理技术差距将越来越小,最终可以实现的以最小的代价处理大量水资源,满足城市给水的需求。
2.2反渗透膜在饮用水处理的应用
反渗透膜是当前膜技术发展中应用较多的一种膜技术,广泛的应用在饮用水处理当中。反渗透膜利用的是生物细胞膜的原理,其本质上是一层半透膜,具有选择透过性,但是对于溶质微粒较小的物质不具备选择透过性,当半透膜两段的液体具有不同的浓度时,在渗透压的作用下,溶液会向渗透压较高的一方的流动,反渗透膜可以在浓度较高的一方溶剂加入更大的压强,就可以使得溶液向浓度的度较低的一侧移动,从而实现反渗透的作用。反渗透膜应用于饮用水处理当中,依据反渗透膜的性质,向需要处理的水资源是假压强,利用反渗透膜处理的废水当中的微粒子,从而实现水资源的淡化处理,变为人体可以应用的纯净水资源,这种方法较于传统法的化学沉降过滤处理方法具有较大的先进性。一般为了保证水资源的绝对健康,必须采用超低压反渗透膜处理的水资源才可以作为饮用水,同时为了保证的饮用水的营养,可以采取矿化的方法,制作出营养价值较高的饮用水资源。
2.3膜生物反应器在污水、废水处理应用
膜生物反应器是一种复合膜技术与生物净化技术的机器,在处理水的过程中,通过膜技术对需要处理的水进行一次处理,大幅降低水中有害物质或杂质的数量,染头通过生物处理单元进一步净化水资源,这样处理过的废水或污水,其内部的有害物质已经微乎其微,对于环境的影响不是很大,可以进行排泄或者重生产利用。膜生物反应器是随着膜技术的发展而诞生的,膜生物反应器具有较大的先进性,较于传统的生化处理污水技术,膜生物反应器处理效率高、速度快,并且水质更加的纯净,膜生物反应器在经过安装之后,可以实现自动化运行,方便企业或工厂进行管理维护。
3、膜技术在水处理中的发展趋势
3.1、提高膜技术的应用水平
随着膜技术在水处理上的应用,在未来我们更应该集中对膜技术的应用水平进行提高。只有对膜技术进行改善,处理水质上才能更加深入地提升膜技术的应用力度,进一步改善水质效果。
3.2、重视膜材料制造工艺
在水处理技术中,膜技术有着很宽广的利用前景。为此,膜材料制造工艺更应该重视,结合先进的国内外膜材料制造方法,根据实际情况进行改进,使膜材料更加稳定,提升膜材料的质量,促进膜技术的发展。
3.3、提高膜性能
膜技术虽然已得到广泛应用,但还存在着各种问题,主要集中于抗污堵能力差、使用要求较高等。所以,相关人员在未来中更应该提高膜性能,利用发展较快的新科学技术,结合膜技术,进一步改善膜结构,使膜性能得到改善,使它的分离优势作用最大程度地得到发挥。
结束语:
总之,目前我国水资源短缺,在处理水质领域,膜技术由于它的简单高效而且处理效果良好的优势具有很广的利用前景,可以解决水资源问题,改善水质。在未来的水资源处理技术发展中,我们要做的就是使膜技术利用更为广泛,最为重要的就是关于分离膜的把握,就应该针对膜材料进行进一步的探析,制造出性能更加优良的分离膜,充分发挥膜技术在水质处理上的优势。
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从全国总体情况看,废水排放量增长速度极快。预计2000年将达666亿吨。城市生活污水总量也不断增加,2000年约达到783亿吨。由于废水处理事低(估计仅为20%~30%),大部分废水未经处理直接或间接排入水体,严重污染了水资源。我国七大水系中近一半河段污染严重,86%的城市河段水质普遍超标。全国被污染水系,比较严重的是淮河、海河、松花江、辽河、长江中下游以及珠江三角洲等工业比较发达地区。河流的城市段污染明显,小河重于大河,北方重于南方。1990年,在被评价的94个河流城市段中,65个受到不同程度的污染,占69.1%,污染物主要以氨氮、挥发酚和耗氧有机物为主。据调查,全国有7亿人饮用大肠杆菌超标水,1.64亿人饮用有机污染严重的水,3500万人饮用硝酸盐超标水。淮河是一条受污染最严重的河流。淮河在评价的2000公里的河段中,78.7%的河段不符合饮用水标准,79.7%的河段不符合渔业用水标准,32%的河段不符合灌溉用水标准。据统计,全国3000家污染严重企业中,属排放工业污染的废水企业,淮河流域占了160家。流域内182个城镇中有排污单位1.55万家,工业废水排放量为16.1亿立方米,城镇生活用水排放量7亿立方米。用淮河污水灌溉农田,造成农作物严重减产;1989年春节之际,上游开闸污水下泄,致使淮南、蚌埠两市自来水受到严重污染而不能饮用,淮河流域市民的饮用水发生危机,老百姓怨声载道。淮河流域许多地区癌症发病率比正常地区高出十几倍到上百倍,一些村庄2/3的人肝肿大。同时由于河口的污染,溯河性鱼虾资源遭到破坏,产量大幅度下降,部分内湾渔场基本荒废。我国湖泊普遍遭到污染,尤其是重金属污染和富营养化问题十分突出。例如滇池是昆明最大的饮用水源,供水量占全市供水量的54%,由于昆明市及滇池周围地区大量工业污水和生活污水的排入,致使滇池重金属污染和富营养化十分严重,作为饮用水源已有多项指标不合格,藻类丛生,夏秋季84%的水面被藻类覆盖。昆明市第三水厂1993年被迫停产43天,直接经济损失4000多万元;沿湖不少农村的井水也不能饮用,造成30多万农民饮水困难。由于饮用污染的水,中毒事件时有发生;滇池特产银鱼大幅度减产,鱼群种类减少,名贵鱼种基本绝迹。渤海是中国的内海,已严重遭受污染。在渤海海域里,海洋生物大量减少,鱼、贝类濒于绝迹,几乎已变成没有生命的“死海”。沿岸海域的透明度明显下降,海水呈赤褐色甚至墨色。一些水产品,濒于绝迹。相反,具有油臭味的鱼、绿色牡蛎(被铜严重污染)、有烂斑的海带却大量出现。因食用被污染的海产品而得病的人越来越多。水是有限的,水是宝贵的,水是不可再生的。面对如此惨痛的教训,每一个地球人都要自觉地树立节水意识,拧紧水龙头,节约每一滴水,减少和杜绝人为的水污染。水污染是文明的污染,是时代的污染;水消失是民族消失,是人类灭亡华网重庆10月11日电 (记者 徐旭忠、偶正涛)长期以来,我国水环境形势不容乐观,水污染十分严重,但是水污染治理却滞后,严重影响水资源可持续利用和水环境安全。这是记者从在此间举行的全国人大环境与资源保护工作座谈会上获悉的。国家环保总局的统计显示,2005年,全国废水排放总量为460亿吨,其中工业废水占46.2%;生活污水占53.8%。但据水利部统计,全国废污水排放总量640亿吨,其中工业废水占60%,生活污水占40%。在2003年全国七大江河水系的407个监测断面中,仅有38.1%的断面符合III类以上水质标准,劣V类水质占29.7%。其中海河、辽河、黄河、淮河污染最为严重,主要超标污染物为高锰酸盐指数和氨氮。全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化,尤以巢湖、滇池、太湖为重。地下水水质有恶化趋势,大部分城市和地区存在一定程度的点状或面状污染。近岸海域四类、劣四类海水水质占30%,超标污染物质主要为氮和磷。更为严重的是,我国部分城市的饮用水安全受到威胁。在46个重点城市中,仅有28.3%的城市饮用水源地水质良好,26.1%的城市水质较好,45.6%的城市水质较差。饮用水源地水质差不但增加了自来水处理成本,而且有一些难以处理的有毒有害污染物将直接危及人体健康。农村饮用水安全更令人担忧,其卫生合格率仅为62.1%。然而,我国水污染治理严重滞后。在"十五"重点流域水污染治理建设项目中,已经建成的只占计划的32%,正在建设的占28%,还有40%的项目尚未动工。完成"十五"计划建设任务所需的资金,约有1200多亿元没有到位,占总投资的三分之二。与此同时,部分污水处理厂的运行状况不够理想。据建设部统计,全国城市生活污水处理率达4 2%,但在已建成的城市污水处理设施中,由于收费政策不到位,或污水管网不配套,致使处理设施运行也极不正常,有三分之一开开停停,还有三分之一根本就未运行。
当污染物进入河流、湖泊或地下水等水体后,其含量超过了水体的自然净化能力,使水体的水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象,被称为水体污染。大量的无机、有机污染物进入水体,不仅破坏水生生态系统,而且危害及到人体健康,造成水质性缺水使人们工农业生产、生活受到影响.要解决我国的水污染问题要从多方面着手综合考虑,经过坚持不懈的努力。其对策措施有:1、减少耗水量:当前我国的水资源的利用,一方面感到水资源紧张,另一方面浪费又很严重。同工业发达国家相比,我国许多单位产品耗水量要高得多。耗水量大,不仅造成了水资源的浪费,而且是造成水环境污染的重要原因。通过企业的技术改造,推行清洁生产,降低单位产品用水量,一水多用,提高水的重复利用率等,都是在实践中被证明了是行之有效的。2、建立城市污水处理系统:为了控制水污染的发展,工业企业还必须积极治理水污染,尤其是有毒污染物的排放必须单独处理或预处理。随着工业布局、城市布局的调整和城市下水道管网的建设与完善,可逐步实现城市污水的集中处理,使城市污水处理与工业废水治理结合起来。3、产业结构调整:水体的自然净化能力是有限的,合理的工业布局可以充分利用自然环境的自然能力,变恶性循环为良性循环,起到发展经济,控制污染的作用。关、停、并、转那些耗水量大、污染重、治污代价高的企业。也要对耗水大的农业结构进行调整,特别是干旱、半干旱地区要减少水稻种植面积,走节水农业与可持续发展之路。4、控制农业面源污染:农业面源污染包括农村生活源、农业面源、畜禽养殖业、水产养殖的污染。要解决面源污染比工业污染和大中城市生活污水难度更大,需要通过综合防治和开展生态农业示范工程等措施进行控制。5、开发新水源:我国的工农业和生活用水的节约潜力不小,需要抓好节水工作,减少浪费,达到降低单位国民生产总值的用水量。南水北调工程的实施,对于缓解山东华北地区严重缺水有重要作用。修建水库、开采地下水、净化海水等可缓解日益紧张的用水压力,但修建水库、开采地下水时要充分考虑对生态环境和社会环境的影响。6、加强水资源的规划管理:水资源规划是区域规划、城市规划、工农业发展规划的主要组成部分,应与其他规划同时进行。合理开发还必须根据水的供需状况,实行定额用水,并将地表水、地下水和污水资源统一开发利用,防止地表水源枯竭、地下水位下降,切实做到合理开发、综合利用、积极保护、科学管理。利用市场机制和经济杠杆作用,促进水资源的节约化,促进污水管理及其资源化。为了有效地控制水污染,在管理上应从浓度管理逐步过渡到总量控制管理。