固废治理的现状和前景范文

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中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0104-01

当前，随着经济的快速发展、城市化和工业化进程的加快，环境问题已经也逐渐凸显出来了[1]。我国工业生产规模在逐渐扩大，生产活动中产生的各类危险性废弃物在严重威胁着环境安全和人民健康，特别是工业固体废弃物的“产量”也在逐年攀升，其产生速度远远高于其他类型废弃物，这也给环境保护、治理工作带来了困难，近些年因环境污染时常发生中毒和死亡事件[2]。为了更好的管理工业废弃物、降低对环境的污染程度、提高固废利用率，本文初步分析了工业固体废弃物管理中存在的问题，并制定了相应的应对措施。

1 工业固体废弃物概述

在我国工业化发展过程中，会不可避免地排放出各类废弃物，城市固体废弃物还和工业废弃物的排出量在日益增加，特别是冶金工业和火力发电站的快速发展，均加快了各国的工业固体废弃物的实际排放速度，这给后续的环境管理和治理带来了较大压力[1，2]。

工业固体废弃物是一类固体废弃物，是人们在工业生产进程中不觉或者不自觉地排入到环境中的粉尘、废渣和其他种类的废弃物，依据工业固体废弃物的实际危害特点，将其分为一般废弃物和危险废弃物，其中具有传染性、放射性、腐蚀性、易燃易爆性的有害、有毒废物是主要危险废弃物，如核废料、化学及医疗废弃物；工业固体废弃物一般包括工业粉尘、赤泥、硫酸渣、尾矿、冶炼废渣及粉煤灰等[1，3]。通常情况下，工业发展速度和废弃物排出量成正比，而与治理和管理能力成反比，由于工业废弃物类型较多，很难进行有效治理，已经成为污染环境的主要因素，也是固体废弃物管理的难点。

2 国内外工业固体废弃物排放和管理现状

当前，我国工业固废物的年排出量达8亿吨，堆存量累计超过67亿吨，其中以矿石为原料的冶炼工业和矿山开采产业派出的固体废弃物最大，其排出量超过80%，产生量较大的几类固体废弃物如下：尾矿（2.47亿吨）、煤矸石（1.87亿吨）、粉煤灰（1.15亿吨）、炉渣（0.9亿吨）、冶炼废渣（0.8亿吨）；产生的上述工业固废物中，仅有41.7%得到综合利用，储存量占34.4%，处理量占13.1%，8.8%的固废物被排进环境中。目前我国常运用焚烧、压实、固化、分选、破碎及生物处理等等处理方法。而西方工业化国家则制定了严格的法律法规及排放标准，实现了“生产-收集-输运”等归废物的处理处置管理流程，并建立了相应的社会化服务体系，并大力支持废物资源技术开发、少废和无废技术。

2 工业废弃物处理过程中存在的问题

一个国家对工业固废物的管理能体现出其法律是否健全和工业化发展程度，我国在管理固废物、治理固废物污染方面起步比较晚，治理环境和综合利用固废物的水平相对较低，仍需进一步完善固废物管理及环境治理体制；当前，我国对工业固废物的管理、再生利用等方面无法跟上工业发展的步伐，相比于发达国家，我国处理、利用固废物的水平均较低，在管理工业固废物过程中主要存在如下不足：

2.1 缺乏科学、合理的措施

我国常采用综合利用、处置、处理相互结合的策略来治理工业固废物、再利用一般固废物，对于不能再利用的，采用投海、焚烧、填埋等方式进行处理，对于尾矿、煤渣、粉煤灰等有价值的、简单的固废物，常进行循环利用；但是由于我国处理工业固废物的手段较落后，对于一些有害的废弃物仍然采用消极对方的处理方式，至今仍没得到有效、合理地解决、转化[2，3]。

2.2 工业固体废物的处理技术欠佳

当前，我国尚未形成一个全面的、高效的和统一的工业固废管理体制，全国各地区、各省份在工业固废管理、环境治理等方面发生脱节，各个部门之间的协作、沟通不畅，在工业企业监管方面存在盲区，质量监管部门、工商部门、环保部门均交叉管理，导致监管工作乏力、监管效率不高；另外，各地区没有统一的工业废弃物排放标准，致使该地区的工业固废管理工作较分散；缺乏高效的综合利用工业固废物的技术措施，多数的固废物被用于生产建材、回填、筑路等方面，其技术含量较低，此外缺少配套的有害固废物处理技术，例如高层次循环利用、化学转化及微生物技术等[1-3]。

2.3 管理、处理固废污染源的能力较弱

我国工业固体废物物的堆存量巨大、再利用率较低，极大地占用了土地资源，既不利于工业企业的发展，也导致了资源浪费、经济效益下降、生产经营成本上升等现象；此外，伴随着城镇化进程的加速，人们的日常生活已经与城镇的工业相互融合，生活垃圾及工业固体废弃物的排放设施已经无法适应城镇的实际发展需求，而对于各类固废物的回收仍然处于起步阶段[2，4]。

3 工业固体废弃物处理措施

3.1 努力营造法制环境

我国控制工业固废物的标准分为固废物的处置标准和设备控制标准，我国关于日常生活垃圾的填埋标准方面对固废物处理设施控制标准做了详细规定，且部分地方性法律、法规也进行了明确固定；关于工业固废物的控制方面做了如下规定：明确规定了一些特定固废物的标准处理要求，例如在控制多氯联苯类废弃物方面限定了排放城市垃圾的内容，我国的建设及环保部门并据此制定了相关行业标准和技术标准。现在我国处理、控制工业固废物的水平仍然较低，因而管理固废物的标准和法规均不健全，工业企业仍然重视固废物的末端处理工作，却忽视了固废物的管理体制，因此，要强化管理工业固废物的各项法律、法规，加强执法力度，严控工业固废物的处理过程[4]。

3.2 构建工业固废回收利用产业体系

就眼下而言，我国处理工业固废物的能力仍然较低，多数地方缺少配套的处理设备，所以很多企业将具有危险性的工业固废物堆放在贮存场内，然而多数固废物贮藏场并未达到相应的技术要求，其防扩散、防流失的技术较落后，这会引发二次污染；所以，应该整合分析上述问题，将固体废弃物的污染防治和再次利用结合在一起，鼓励固废物的回收和再利用[5]。

3.3 提供强有力的技术支撑

强化技术支撑，运用先进的技术提高废弃物处理效率及废弃物再利用率，并减少排放量、降低管理难度。各地区在进行工业固废物管理

过程中，应纳入先进的固废物处理技术，依托先进技术为综合利用工业固废提供有效的技术支撑，突破直接投放到海洋、焚烧、填埋、堆放等传统被动措施，此外，要推广具有广泛前景的先进技术，并大力地进行社会宣传，动员各行业、全社会的公民自觉地参与到工业固废管理工作中[5，6]。

4 结语

综上所属，我国工业生产面临着严重的固体废弃物污染问题，应该切实根据社会、经济的可持续发展要求，做好环境保护工作，强化固废物的处理及再生利用，以创造出更大的经济、环境和社会效益，实现我国经济、环境、资源的可持续性发展。

参考文献

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一、钻井在线清洁生产发展的背景分析

过去，钻井岩屑和钻井液没有采取不落地收集，依靠生产作业区域的废水引流沟和人工转运方式清理，岩屑等固废主要集中在钢混收集池暂存，工程项目完成后，集中采用水泥固化填埋、覆土还耕。由于川渝地区地层的异常复杂性，暴雨等自然灾害时有发生，钻井周期超过一年的工程项目比比皆是，长时间暂存的岩屑等固废膨胀系数增加，废水产生量大，废水外泄和溢漏引发环境突发事件的风险大，未过多考虑固废的“减量化与资源化”。今天的清洁生产，实际是过去的完井固化发展演变和业务升级转型而来，川渝地区率先从事在线清洁生产服务的单位是华气能源工程技术服务公司（桑园1井、合川75井组），场内清洁生产是从壳牌反承包项目开始。随着2015年1月1日新《国家环境保护法》的实施，对钻井清洁生产的发展有了更高的要求，“减量化、资源化、无害化”等要求迫在眉睫，“过去是尽力搞清洁生产，如今是全面推行清洁生产”。为此，工程技术服务企业和建设单位引起了高度重视，环保治理资金单列预算，清洁生产治理项目纷纷上马。川渝地区占据清洁生产服务主力市场的是蜀渝建安工程公司旗下的多元经济经营单位，还有成都大有石油钻采工程公司、重庆越创公司、钻井液公司和安检院的环境监测研究所，这四家单位主要从事水基岩屑期间的在线清洁生产，安检院具备试验微生物处理技术的能力，钻井液公司从事的是油基岩屑的转场工厂化集中处理。社会化市场主要有华气能源、恩承油气和仁智石化公司，仁智石化主要针对转场固化填埋处置，还有部分有实力的地方环保科技企业，也逐步进入油气田钻井清洁生产和环保治理技术服务竞争之列。对于健康中国与生态文明建设的迫切需求，清洁生产发展有较大市场经济前景和社会效益。

二、清洁生产发展的趋势与现状

（一）走向清洁生产发展之路的必然性

随着科学技术的发展，社会的进步，对环境保护的要求也越来越高，特别是新的《国家环境保护法》的颁布实施，对环境污染事故的处罚也更加严厉，这也是近年来环境保护领域最为严实的一道防火墙，首次将生态保护红线写入法律。环境保护工作是关系到生态、社会和经济可持续发展的大事，环境保护法除了是历史最严，更是与法律法规相提并论，各行各业都深感畏惧与责任重大。中国石油集团股份公司相继下发了《钻井废弃物管理规定（暂行）》，要求严禁向重点生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区等国家和地方政府禁止的区域倾倒、堆放、掩埋钻井废弃物。依据国家环境划分相关要求，结合当地自然环境特点对钻井作业区域划分环境敏感区和环境非敏感区，并根据不同自然环境特点和环境敏感程度以及钻井液体系特点、工作量等选择就地处理或集中处理方式。在环境敏感地区，钻井废弃物处理应采用不落地或集中处理技术实施废弃物的固液分离和无害化处理，减量化、资源化和无害化要求越来越高。因此，全面推行钻井在线清洁化生产势在必行。

（二）当前清洁生产治理技术研究与发展现状

1、水基岩屑处理技术目前川渝地区的水基岩屑等固废治理，基本运用的是物理化学法收集和固化填埋，也在探索微生物自然降解技术。一是采用不落地装置将固体废弃物收集到岩屑箱，然后使用叉车（或管输装置）转运至岩屑搅拌罐，加入相关药剂配方，搅拌均匀后转至固化填埋池填埋处理。二是用不落地装置将固体废弃物收集到搅拌器，加入相关处理剂配方搅拌均匀，装车转运至集中处理场进行处理。三是试点探索微生物自然降解技术和资源化利用技术，目前也取得一定成效。如制培植土、砖和砌块。2、油基岩屑处理技术含油岩屑通过立式甩干机甩干后，岩屑含油量能达到5%以下，但废弃物固化填埋标准要求低于1%，必须通过生物处理或热解析（热脱浮）技术处理后，含油量才能达到低于1%。当前国际上采用的技术主要有：美国采用食油菌群培养生物技术处理含油岩屑，但还不能广泛推广；热解析技术尚不成熟，成本高，也不具备条件；高温焚烧技术，含油量能达到要求，但易造成烟尘二次污染，且设备性能不成熟，成本较高。川渝地区含油岩屑主要集中在页岩气区块，通过对龙马溪地层的页岩元素成分分析，对比水泥的主要添加剂（粉煤灰）化学结构基本一致，结合当前技术发展现状，分析探索实施了甩干分离、热解析技术、研磨资源化利用等综合措施，终端产品作为水泥添加剂辅料，实现了节能减排与资源化利用。另外，目前也在探索油基岩屑资源化制作燃料浆综合利用技术试点，最终成为一种燃料替代燃煤实现变废为宝。

三、清洁生产应用取得的主要阶段性成效

针对钻井作业过程中产生的废弃物数量大、成分复杂、有机物含量高、难以降解等特点，通过对清洁生产工艺技术与设备配套的研究，从源头控制、生产过程控制、废弃物处理等环节入手，完善清洁生产管理制度，立足“减量化、资源化、无害化”要求，采取钻井废弃物随钻不落地收集与密闭传输、集雨装置、清洁生产钻前功能配套方案优化和工艺技术配方研究等措施，降低劳动强度和安全环保风险，实现节能减排和绿色钻井目标。通过近几年的探索实践，川渝地区先后完成了100余口井的钻井在线清洁生产治理工作，清洁生产工作得到了稳步发展，并取得了阶段性效果。

（一）形成了一套清洁生产独立工程项目管理体系

开工验收技术交底二过程管理竣工验收三钻前验收开工准备一为了更好的落实国家环境保护环保法要求，先后与建设单位和环保研究单位进行多次技术交流，立足清洁生产设计和四川油气田《钻井固体废弃物无害化治理技术规范》/0267-2015和相关标准，制定清洁生产管理制度、工艺流程、作业指南，探索钻井队一体化管理模式，从清洁生产钻前配套功能验收、准备、开工验收与技术交底、实验配方与取样检测、过程管理与监督、成本写实、竣工验收等入手，并规范相关资料建档，基本形成了一套独立工程项目管理体系。实现生产组织程序模块化（参见左图），促进了物料平衡管理和经营成本的精细化管理，为工程质量和责任的追溯与跟踪提供原始依据，降低环保纠纷和法律风险，推动清洁生产工程项目管理转型升级十分关键。

（二）废水等污物产生量得到明显控制

通过钻井清洁生产配套技术的集成应用，推动一体化、全过程管控模式，实现了钻井“固体废物减量、废水零排放”的目标。从2016年在线清洁生产完成的双探3井、磨溪119井和邛崃2等井来看，实现钻井废水零转运，平时收集暂存的少量废水基本会用完。通过量化比较分析，川渝地区某钻探公司2016年钻井废水产生和转运量同比2015年下降了近50%（表1），同类型井钻井固废实现减量10-20%，同比过去的完井固化模式，废水产生量得到明显控制，大大节约了废水和岩屑污泥治理成本。

（三）资源化利用技术探索应用取得成效

立足节能减排、资源化利用和无害化要求，川渝地区实现生活废水撬装智能处理达标排放，水基钻井岩屑等固废治理向土壤化转变，开展的微生物菌种培养、驯化与现场试点等工作取得阶段性研究与应用成果。水基岩屑固废转化为免烧陶粒、砖或者条石砌块，强度等相关指标达到行业要求和国家标准，目前已正式投入在磨高地区和川西北部地区的钻前工程使用，美观实用性较强；油基岩屑资源化治理综合治理技术在页岩气项目得到应用，终端产物成为生产水泥添加剂或者燃料浆，用于基础建设和燃料，实现变废为宝。得到行业和地方相关部门的高度评价，也引起了民间和社会舆论的关注和赞许。2016年6月24日，新华社四川分社、人民网四川频道、四川日报、四川电视台等13家中央驻川媒体和四川省媒体15名记者，到磨溪气田资源化利用场站进行“绿色发展”现场采访。

（四）取得了良好的边际贡文和社会效益

为了适应钻井清洁生产工艺要求，企业投入了专项配套经费，自制研发不落地装置、岩屑收集罐、岩屑管输装置、负压吸排清掏罐装置和生活废水处理装置等，还联合建设了长宁油基岩屑处理流水线工厂和免烧砖（砌块条石）的集中处理厂站等，对相关设备的研发制造能力已初具规模化和专业化。根据川渝地区雨水多的特点，改变传统井场修建模式，采用了一体化设计的雨污分流与分区防渗系统，取消井场排污沟、废水池和岩屑池。单井建设单位投资节约池类修建费用100余万元。清洁生产的实施，达到了减少环境污染，实现钻井废水零转运；钻井岩屑管输装置及配套设备的应用，实现了钻井废弃物不落地、收集、转运，降低了员工劳动强度和叉车转移带来的安全环保风险，有效解决了川渝地区钻井清洁生产场地受井位部署和地理位置影响的问题，实现了节能减排、绿色钻井。

四、结论与建议

（一）优化清洁生产设备配套与研究，整合现有资源，推行“钻井队一体化管理”模式，有利于污物源头控制和节能减排提升，有效推动清洁生产管理和业务统筹升级转型。（二）强化环保治理和钻井清洁生产的系统研究，将钻井固废“减量化、资源化和无害化”进一步深挖，实现终端产物转化为市场价值和社会效益，也是石油钻探企业践行国家生态文明建设和环境保护的发展理念和具体体现。（三）加快川渝地区高密度磺化体系钻井液的固液分离破胶技术研究，解决闲置钻井液和报废钻井液的转运、储存和高成本维护难题，有效降低环保压力和成本。

作者:肖波 尹诗溢 单位:中国石油川庆钻探工程有限公司川西钻探公司

参考文献:

[1]代君.钻井岩屑废水处理新技术[J].天津科技，2011年05期.

[2]孙佑海.如何在经济发展新常态中推进环境法治[J].环境保护，2015年01期.

[3]赵丽彬，王新新等.一株钻井岩屑Cr(Ⅵ)还原菌的分离筛选及还原能力测定[A].2014中国环境科学学会学术年会论文集（第八、九章），2014年.

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辐射技术是在辐射化学的基础上产生的一种技术，主要是指在水流上通过辐射源发出的射线和粒子对水流进行照射，使得水质产生变化，并且得到好转的一种科技技术。在环境保护所运用的辐射技术中，经常用到的辐射技术主要有加速电子和γ射线两种类型。

1.2辐射技术的在环境保护中的应用现状分析

在环境保护中使用辐射技术得到广泛地重视，并且已经得到较好的运用，主要是由于辐射技术的相关运用主要是在常温常压下进行的，其中整个工艺也较为简单和方便，同时在处理相关环境污染的效果较为明显，并且不会对环境造成因为技术上所带来的额外破坏和影响，因此，在环境保护中，辐射技术具有很大的应用前景和空间。当前，我国对辐射技术的应用力度有所提高，尤其是近几年来，我国科学技术的快速发展，辐射技术也得到较好的发展，其安全、环保、便捷等众多特性，逐渐得到我国各级政府的高度重视。

2环境保护中辐射技术的应用策略探讨

2.1辐射技术在水处理过程中的应用探讨

水体里的有机污染物中，往往大多都含有十分难以降解的一个或者多个苯环，同时，由于苯环上的氢原子可很容易地被氯原子所取代。这些往往具有化学性质稳定、毒性强、溶脂性大的特点，容易让它们在生物体内聚集。以往传统的水处理方法就是利用生物及物理化学处理，但根本不能将这些物质进行高效降解，最近辐射技术的开发应用，大大地有助于水处理过程中对有机毒物的降解。由于辐射降解法其效能较好，这使得其具备巨大的研究潜力和应用价值。在辐射技术在处理水中有机污染物的基本原理为：水在辐射作用下被分解从而产生氢、一氧化氢·和二氧化氢以及eaq-等反应活性特别高的物质，其中氢是属于一种氧化活性较高的自由基，一氧化氢和eaq-则是属于还原活性极高的自由基。一氧化氢具有较强的氧化剂特性，这使得它可以将所有的有机物进行氧化，同时，eaq-又具有很强的还原性，eaq-就可以迅速地让有机物脱去卤代基。目前，美国已经将辐射技术运用到对废水的处理中来，意大利等一些国家则开始将辐射技术大规模运用到工业中。

2.2辐射技术在烟道废气治理中的应用策略探讨

大气中的污染物主要是氮氧化物和二氧化硫，它们是由于煤炭的燃烧原因所形成的。以美国洛杉矶光化学烟雾事件为例，氮氧化物的过量排放会导致形成光化学烟雾，而二氧化硫的排放与酸雨的形成有密不可分的联系，所以全世界范围内广泛运用了在烟道内对二氧化硫进行治理的方法，而氮氧化物具有反应活性较低的特点，至今人们仍在探索其有效脱除方法。目前，辐射技术就能有效脱除二氧化硫和氮氧化物。它主要是通过二氧化硫、氮、氧等气体吸收辐射过程中产生的电子束能量，再形成激发的离子和分子，这些离子和分子向基态跃迁中产生大量的自由基，自由基与二氧化硫以及氮氧化物相结合会产生化学反应，生成硝酸和硫酸等等，最后使用容器将所生成的生成硝酸和硫酸收集起来。假如在整个反应过程中添加少量的氨，就可以提高废气的去除率，从而获得比如硝酸铵、硫酸铵之类的复盐有用肥料。现阶段烟道废气治理中辐射技术的应用已经逐渐从实验室阶段向工业化应用方向发展。

2.3辐射技术在固废处理中的应用策略探讨

固体废物主要生活垃圾、农业废弃物、工业固体废弃物和医疗废物以及交通运输产生的垃圾等等。在处理固废的过程中，废塑料和污泥内的病原菌的处理一直受到人们的重点关注，也是目前人们面对的一个很棘手的问题。利用辐射技术对固体废物进行辐射处理，是近三十年以来所发展起来的一项新技术，主要是利用射线与物质间的作用，比如电离和激发产生的活化原子与活化分子，使之与物质发生一系列的化学反应，最终达到物质降解、聚合、交联并发生改性。比如在日本，目前就已经充分利用辐射技术中的γ射线和加热联用，再通过机械磨碎的方式得到了聚四氟乙烯粉末。同时，聚四氟乙烯粉末还可以用来作为剂来。又比如面对大量的城市废物与和农业废物时，由于纤维素成为固废中的主要成分，日本曾经就利用辐照法技术对木屑和稻草等相关废物进行处理，经过发酵进而得到了酒精。而美国则在对这类纤维素加酸后，再使用辐照处理的方法，惊喜地得到葡萄糖，在整个过程中，其回收率已经达到了56％。同样，对腐坏的食物进行相关辐射处理以后，也实现了将其变作成为了动物的喂食饲料。另外，采用辐射技术还可以实现对农业中产生的污泥进行灭菌处理，比如可以把处理过后的污泥作为肥料用于农民播种栽秧耕田。由此可见，辐射技术在固体废物处理中既能够实现有效灭菌从而保护生态环境，又能够使一些我国许多行业提高经济效益。

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.027

随着我国各个区域的水体污染日趋加剧以及污水处理和回用标准的提高，传统的污水处理工艺（主要包括过滤、吸附、混凝沉淀及消毒等）已不能满足污水处理要求，近年来涌现出多种污水处理技术，为缓解水资源短缺、改善水体环境、提高污水的处理水质及其回用提供了重要的技术支持。

水污染是指排入水体中的污染物在水体中的含量超过了该物质在水体中的本底含量及水体的自净能力，这些污染物使水体的物理性质、化学性质或生物群落组成发生变化，从而导致水体的使用价值降低。污水处理过程是改变水的性质的过程，即改变水中杂质的过程。污水处理的过程由若干基本工艺单元组成，每个单元过程采用的技术方法是多样化的，分为物理化学方法和生物方法。下面主要介绍几种新兴的污水处理技术。

1 膜生物反应器

1.1 处理机制

膜生物反应器是由膜分离技术和生物反应器相结合而成的生化反应系统。膜分离技术是利用膜的孔径或半渗透性质来实现物质的分离，按分离的物质尺寸由大到小，可以将膜分离技术分为微滤、超滤、纳滤和反渗透。污染物在生物反应器中被微生物降解，膜组件替代传统工艺中的二沉池，通过膜组件的过滤作用实现污泥与水的固液分离。膜组件一般分为管式、毛细管式、中空纤维式、板框式和卷式等。相对而言，板框式和管式膜组件的污水处理量较小，而中空纤维式和卷式膜组件的污水处理量较大。为避免膜组件堵塞，运行中必须定期进行反冲洗。

1.2 特点

膜生物反应器进行污水处理具有固液分离效果好、基建费用低、处理效率高、抗冲击负荷能力较强、出水水质好、工艺流程简单、结构紧凑、运行管理简单方便、易于实现自动控制等一系列优点。这项技术不仅利用了膜分离的选择透过性和高效性，同时也利用了生物处理的有效性和彻底性，既可对污水中的有机物进行深度氧化，又可利用硝化、反硝化脱氮，从而最大限度地去除水中的污染物质[1]。

目前，已经规模化应用的膜生物反应器大多为分置式，但由于其动力费用太高，约为传统活性污泥法动力能耗的10～20倍，因此研究能耗较低的一体式膜生物反应器污水处理方法逐渐得到人们的重视。此外采取比较低的压力运行，生物膜表面不易形成高密度的滤饼，易于清洗再生。

膜生物反应器污水处理技术作为一种有发展前途的新技术，因其出水效果稳定，节省占地的优点，将越来越多地在实践中得到应用。

2 YHD污水处理循环利用综合技术

2.1 处理机制

YHD污水处理循环利用综合技术是污水治理技术和回收利用技术的有机组合，可循环利用资源的污水处理综合技术体系，是治理各类生产、生活污水的新技术组合。此技术已由广西丽桂环保科技有限公司成功地在广西疾病预防控制中心医源废、污水处理中应用。

污水治理技术部分，即YHD-化学模拟生物降解污水治理综合技术包括：

（1）用“生化促进”技术改进传统的厌氧分解技术;

（2）以化学模拟生物降解技术为核心，进行结构转化和二次降解;

（3）采用DH电化学处理技术，对污水中最难降解的污染物，进行分子破碎强制降解。在强力电化学氧化作用下，以及在电化学过程中产生的各类强氧化剂，可以彻底杀灭细菌、病毒和孢子，有效的脱除各种重金属;

（4）配以自主研发的高效脱毒脱硫技术、水净化剂制造技术和药剂再生技术，综合应用治理污水。

污水治理的回收利用技术部分包括：对流失的资源，如水、气、渣的回收利用，体现循环经济效益;对能源的转换和利用;对所有经过处理后的水，全部回收循环利用。如：治理高浓度有机污水可回收粗蛋白、氨基酸等营养物质做饲料，回收纤维可做工业原料;在厌氧阶段将大部分有机污染物转换为甲烷回收烧锅炉，回收剩余污泥和药剂可用于制造肥料;治理冶炼废水可回收重金属返回车间冶炼或生产副产品，回收微量元素可生产高值微量元素肥料。

2.2 特点

（1）治理污水彻底，各项指标均能达到或是优于国家排放标准;

（2）污水治理后可达到全利用，零排放，实现无污染;

（3）装置紧凑，结构合理。与常规做法相比，YHD污水处理循环利用综合技术投资省，占地小、节能效果好，运行成本低、操作简便、维护容易，可基本实现全程自动化控制;

（4）广谱性强，可治理各种含高浓度污染物的酒精、味精、酿酒、淀粉、造纸等有机污水，石油、化工、电镀、印染、冶炼等其他无机污水，城市生活污水及医用有毒废、污水;

（5）既可用于新建工程项目的废、污水治理，也可用于改造已有污水处理装置，使不合格指标的一项或几项达标。

（6）水、气和渣可全回收利用，创造新的经济效益，降低废、污水治理投资及管理维护成本，达到良性循环。

YHD污水处理循环利用综合技术此前已成功地应用于造纸、淀粉、酒精等工业废液处理中，目前此技术在治理医源废、污水领域的成功应用表明，此项以“全利用、零排放 、无污染”为目标的污水治理新技术，拥有广阔的应用前景。

3 超临界水氧化技术

3.1 处理机制

当水被加压加热时，水与干饱和蒸汽的密度差越来越小，当压力上升到某一数值，饱和水与干饱和蒸汽的密度差为零，此时，饱和水和干饱和蒸汽除了有相同的压力和温度（即压力为22.1MPa，温度为374.3℃），还有相同的密度和比容，这一独有的状态点称为临界点，当水的温度和压力高于临界点时称为超临界水[2]。超临界水的特有性质是超临界水氧化技术的关键所在，有机物和氧完全溶于超临界水中，此时相界面消失，形成单一相，有机物与氧能够自由均相反应，反应速度得到极大的提高。反应结束后，产物为包括水、气体和固体的混合物，且均符合污水排放标准和气体排放标准[3]。

3.2 技术特点

（1）水中几乎所有的有机物在极短的时间内，与水中的氧或空气中的氧发生氧化、分解反应，分解率在99.99%以上，最终污水中的有机污染物转化为二氧化碳、水，有机污染物中的N元素转化为氮气。反应速度快的这一特点，可使超临界水氧化装置更加小型化，结构更加紧凑;

（2）无机盐类溶解度很低，能以固体形态被分离出来和回收利用;

（3）当被处理的废水或废液中的有机污染物浓度达到5%～10%时，就可以利用反应过程中释放的反应热来维持反应器所需的热量平衡，不再需要外界加热;

（4）设备安全性高，反应彻底，经处理后的水符合污水排放标准，且只存在极微量的有机物，无需进行二次处理。

由于超临界水氧化技术需要较高的温度和较高的压力，因而对普通耐腐蚀金属有很强的腐蚀性，所以对反应设备的材质有更高的要求，运行费用也较高，但相对于焚烧与湿式催化氧化技术，仍具有技术与经济优势。随着这项技术的深入研究，和耐高温、耐高压、耐腐蚀新材料的开发，以及工艺的不断优化，使得超临界水氧化技术与传统污水处理技术相比优势更加明显，所需费用也大大降低[4]，因此这项技术将会得到广泛应用。

4 结语

以上列举的几种污水处理技术在国内外的污水处理厂已都有实践运行。就目前全球的污水处理发展现状来看，并不存在某项污水处理技术能够适用于各种污水的处理，在选择处理工艺时，必须因地制宜，充分考虑当地的水质、气候、经济发展水平等多方面因素，对不同工艺进行充分的对比，客观分析利弊，综合考虑选择适合的污水处理技术。目前，多种单元技术的优化组合是污水处理与回用技术的发展方向，如何更为有效地利用各种技术的协同效应，研发出价格低、能耗低、效率高的新工艺，将是今后研究的重点。

参考文献：

[1]黄翠芳，孙宝盛，张海丰.膜生物反应器与传统活性污泥工艺的比较研究.工业用水与废水，2007，38（02）：9-11.

[2]杨帆，宋志伟.膜生物反应器在污水处理中的应用现状及展望.污染防治技术，2006，19（02）：35-37

[3]Modell.Treatment for Oxidation of Organic Material in

篇5

    2环境生物技术简介

    生物技术是建立在生命科学的基础上,通过直接或间接的方式利用生物或生物有机体的特定部分或某些功能,建立降低或消除污染物的生产工艺或能够高效净化环境污染,同时又能生产有用物质的工程技术。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、染色体工程、生化工程等。生物技术在环保领域发挥着越来越重要的作用,正衍生出一门新兴的学科与技术,即我们所说的“环境生物技术”,亦称“环境生物工程”。其特点如下:

    2.1 实现对污染物的循环利用

    对垃圾废弃物的降解生成的产物或副产物,一般都可重新利用。这样,可把污染降到最小程度,不仅可解决长期污染的问题,还实现了对固废的循环利用。

    2.2安全可靠、效果明显

    利用发酵工程技术治理,产生的物质基本属于稳定无害的物质,常见的包括CO2、水、氮气、甲烷等。并且,多数都是一步到位,无二次污染。因此,该技术既安全、彻底又高效。

    2.3简化流程,节约成本

    生物技术是建立在酶促反应基础上的生物化学过程。酶作为生物催化剂,实质是一种活性蛋白质。一般在常温常压或近乎中性的条件下即可发生反应。因此,绝大部分生物治理对环境条件要求不高,并可就地实施。

    3.环境生物技术在三废处理中的应用

    3.1在废水处理方面的应用

    废水中含有许多有毒有害物质,比如,酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇、蛋白质等。废水生化处理经近百年的发展,现已形成了许多新工艺、新技术。通过生物技术治理废水,主要借助微生物的降解作用完成。它分为耗氧降解技术与厌氧降解技术两种。耗氧降解技术又分为:活性污泥法与生物膜法。目前,采用较多的是固定化酶与固定化细胞技术,它属于酶工程技术。固定化酶又称为水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法,导致水溶性酶和固态的不溶性载体结合起来,从而使酶不再溶于水。微生物细胞犹如一个天然的固定化酶反应器。微生物细胞的固定可采用制备固定化酶的方式。对于污水中的多种污染物,均可通过固定化酶或固定化细胞进行治理。国内外有很多这方面的成功案例。

    3.2在废气净化方面的应用

    废气是近年来重要的污染源之一。如何利用生物技术高效净化废气也成为重要的研究课题。目前采用的方法包括生物过滤、生物洗涤、生物吸附和植物修复法等。常用的生物反应器有生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。根据微生物在废气处理过程中的具体形式,分为两大类:生物吸附法与生物过滤法。前者可治理含胺、酚和乙醛等气体,后者可降解恶臭性废气。植物修复技术是把太阳能作为动力,依靠植物的同化作用达到净化气体的目的。它属于一种绿色技术。现在,全球都有很多成功处理废气的案例。美国利用微生物作用来净化工业恶臭气体,效果明显,且还不会出现二次异臭。德国与荷兰利用生物膜过滤技术可除掉超过90%的硫化氢。我国相关学者也在此方面取得了不错的成果。比如,利用生物膜填料塔处理橡胶再生脱硫过程中产生的低浓度的有机废气,经试验表明,该方法是可行的,若相关条件控制适度,净化效果显着,净化率可超过90%。相比原有的废气处理方法,生物技术法有着很多优势:节约成本、效果好、安全可靠、没有二次污染等。

    3.3在处理固废方面的应用

    工农业生产、城市建设与日常生活都会产生很多固体废弃物。传统固体废弃物的处理方式,不仅浪费资源能源,还会污染环境。利用生物技术处理城市生活垃圾和农业废弃物,不但可以把这些废弃物变为优质的有机肥料,实现废物的资源化,更有利于生态环境的良性循环。常见的处理方式包括卫生填埋、堆肥和发酵制沼气等。

    4.环境生物技术在环境污染修复中的应用

    4.1污染土壤的生物修复

    随着农业的发展,各种化学杀虫剂、农药被大量使用。而这些农药很多都会残留在土壤中,。尤其是那些极难降解的农药给生态环境造成难以估量的损害。通过相关生物技术处理,可以把这些污染物质进行有效分解,生成水与CO2。不仅不会造成对环境的破坏,还能防止出现二次污染。但是是分解周期较长,不符合农业生产的需求。重金属属于土壤污染中重要的污染物。重金属污染的生物治理机制是:借助生物作用(酶促反应)导致重金属的化学形态改变,将其固定在土壤中,或减轻其毒性。这样,可有效制约重金属在土壤中的移动。通过生物的吸收、代谢作用后,会进一步固定重金属或减小其毒性,从而净化土壤。此外,生物修复污染土壤的过程中,还能提高土壤有机物的数量,调动相关微生物的活性,从而优化土壤生态结构。同时,还能强化对土壤的固定作用,避免土壤受到风蚀、水蚀的破坏,预防水土流失。

    4.2.水体生物自然净化技术

    环境生物技术中通过植物吸收达到净化水体与土壤的方法被称为生物自然净化技术。分为生物塘与人工湿地两种。前者把太阳能作为初始能源,利用塘中植物的同化作用将水中的污染物吸收掉,从而净化水体。生物塘中可栽植的高效净化植物有水葫芦、芦苇、水莴苣等。同时,还应构建集组合曝气、水生植物、水产养殖一体化复合生态系统,进而提高生物塘的处理能力。后者是通过自然生态系统中的物理、化学、生物等作用达到对水体的净化作用。由于人工湿地处理系统出水水质较好,可用于饮用水源的处理,并且所需成本也比常规处理方法要低。

    4.3白色污染的治理

    采用生物技术治理可从两方面入手,一是筛选具有降解塑料与农用薄膜的微生物,形成高效降解菌。二是分离克隆出带有降解功能的基因,再将其植入到特定的土壤微生物内,如根瘤菌。这样,既能发挥两者各自作用,还有利于加快对塑料垃圾的降解速度。此外,还应重点对预防白色垃圾技术进行攻关与研发。个别微生物可以生成一些高分子化合物,类似于塑料,被称为聚酯。为进一步节约成本、提高产量,人们正致力于通过DNA重组技术,试图改造某些微生物。比如,当前一个重点研究课题就是通过微生物发酵生产聚-β羟基烷酸(PHAs),相关研究人员正试图形成自溶性PHAs生产菌种。通过把PHAs重组菌发酵后,积累数量众多的PHAs,再添加一些信号物质,从而生成裂解蛋白,然后细胞壁被破坏,PHAs析出。即简化PHAs的提取流程,达到节约成本的目的。

    4.4降解废水中微量油脂

    含油废水属于一种量大面广的污染源。废水中的少量油脂并不能通过原有的物理或化学方法处理掉。上海交大生命科学技术学院和日本日立化成公司合作,从5种活性污泥或土壤中驯化分离出六种菌,分析了它们在低温条件下对低浓度植物类油脂的实际降解能力。不同菌的降解能力都各不相同,其中,发现两种菌的除油效果很好,除油率高达92.80% 和95.49%,相关特性还有待进一步研究。

    4.5化学农药污染的消除

    经统计资料显示,每合成一吨农原药需消耗3-4吨化工原料,多余的原料作为未反应物或中间副产物随水排出,每年数百家农药厂排出的废水上亿吨,危害极大。中科院成都生物所经过反复试验,终于找到了解决处理农药(乐果)废水的方法。他们将高效微生物菌种用于SBR设备处理有机农药废水,效果显着,使有机磷转化率达96-99%,其技术指标达到了相关排放标准。一般情况下施用的农药化肥约有80%的残留,特别是难降解的氯代烃类农药,给生态系统带来了极大的滞留危害,必须依赖基因工程构建的高效菌种来进行处理。但要想彻底消除化学农药的污染,还必须全面推广生物农药。生物农药是指由生物体产生的具有防治病虫害和除草功能的一大类物质的总称,大多是生物体的代谢产物,主要有微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。

    5.环境生物技术在环境监测方面的应用

    应用在环境监测领域的生物技术主要有以下几种:①监测水质,利用细菌的数量、某些粪便指示菌(大肠埃希氏菌、克霉伯氏菌)等②检测物质致突变性和致癌性,通常使用鼠伤寒少门氏菌来检验。③通过发光细菌对环境中的毒物进行检测,速度较快。④根据对水中藻类的生长情况测定,对水质进行监测或检测某些物质的毒性。近年来,国际上在这一领域的重点研究对象包括PCR技术(应用聚合酶式反应技术)、核酸探针、生物传感器等。PCR技术可用于当前还无法培养的微生物检测,一般适用于对土壤、水样、沉积物等环境标本的细胞检测。

    随着今后技术的不断完善,对于水质的检测,核酸探针与PCR技术极有可能取代现在的常规微生物检测方式。此外,生物酶法具有良好的发展潜力,它适用于快速检测与现场测定。生物传感器具体有酶传感器、微生物传感器、免疫传感器,通过酶、微生物、抗原、抗体等生物材料作为分子识别元件,从而把外部对其理化特性的影响转化为电磁信号。它可用于对特定污染物的快速检测,并且操作简便、结果精确。

    5环境生物技术现状及前景展望

    5.1现状

    环境生物技术虽有诸多优点,并能有效解决各种污染问题。但实际应用中依然存在种种局限:

    ①反应速度较慢,并且需要大型的反应器,需占用过多的土地面积。