畢業(yè)論文-- 水體污染與治理.docx

蘭州文理學(xué)院學(xué)生畢業(yè)論文題 目： 水體污染與治理 作 者： 何文賢 指導(dǎo)老師： 田江紅 蘭州文理 學(xué)院 化工 系 應(yīng)用化工技術(shù) 專業(yè) 2011 級 3 年制 四 班 2013年 09 月 14 日水體污染與治理主要內(nèi)容簡介:水，是生物圈的基本構(gòu)成部分，是人類所有社會經(jīng)濟(jì)活動所必須依賴的物資基礎(chǔ)之一。但是，由于各方面的原因，目前水污染嚴(yán)重和水資源短缺已成為世界各國面臨的一個共同難題。在全球水資源日趨缺乏的今天，防治水污染、保護(hù)水資源，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，已成為世界各國的必然選擇。本文將從以下幾個方面進(jìn)行剖析水體的污染與治理。首先本文將帶大家了解，什么是水體，什么是水體污染，以及水體的污染類型，還有污水的性質(zhì)以及它的一些指標(biāo)。其次本文還將重點(diǎn)討論水體污染的治理，將從四個方面入手，深入探索水體污染的治理，即；物理處理技術(shù)，化學(xué)處理技術(shù)，物理化學(xué)處理技術(shù)，生物處理技術(shù)。本文還將深入討論新興的納米材料在污水處理方面的應(yīng)用。最后，污水處理勢必會產(chǎn)生大量的污泥，本文還將對污泥的處理做相應(yīng)的闡述。摘要：本文通過對水的物理.化學(xué)以及生物性質(zhì)進(jìn)行深入解析，具體闡述了五種治理水體污染的五種方法，本文屬綜合性的水污染治理方案，另外本文還將重點(diǎn)介紹納米技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：水體；水體污染；污水治理；納米材料；污泥處理我國地大物博，水資源豐富，擁有七大水系統(tǒng)和太湖、巢湖、滇池等湖泊，另外還有溪流、地下水等充足的淡水資源。進(jìn)入現(xiàn)代文明以來，由于我國傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展沒有充分考慮環(huán)境容量的問題，使目前我國大部分水體已經(jīng)被嚴(yán)重污染。人們在水體保護(hù)方面缺乏必要的經(jīng)驗的同時，又在利用的過程中存在各種誤區(qū)，導(dǎo)致環(huán)境惡化，水資源枯竭。當(dāng)今社會，準(zhǔn)確認(rèn)識我國的水體污染現(xiàn)狀，并找到合理的治理方案已經(jīng)迫在眉睫。 1.水體水體是江河湖海地下水冰川等的總稱，是被水覆蓋地段的自然綜合體。它不僅包括水，還包括水中的溶解物質(zhì)懸浮物，底泥水生生物等1。2.水體污染水體污染是指天然水體因某種物質(zhì)的介入而導(dǎo)致其物理、化學(xué)、生物或放射性等方面特性發(fā)生改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或破壞生態(tài)環(huán)境造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。水污染一般是指水中污染物數(shù)量超過了水體自凈能力；污染物數(shù)量達(dá)到了破壞水的原有用途的程度；污染物含量已超過水中該物質(zhì)的本底值，從而影響水的用途。2.1水體污染的類型按照水的存在形式劃分，可由地表水污染和地下水污染；按污染物屬性劃分可有物理水污染、化學(xué)水污染；按水域分類則有河流污染、湖泊污染、水庫污染和海洋污染等；按污染物分可有金屬污染、酸堿污染、有機(jī)污染、熱污染等。在這里只舉幾類作討論。2.1.1金屬污染金屬污染是指污染水體的重金屬，主要是汞、鎘、鉛及類金屬砷等生物毒性顯著元素，也包括具有一定毒性的一般重金屬。這里簡單介紹以下幾種重要毒性重金屬的危害。2.1.2酸堿污染酸堿污染是指水體中酸堿濃度異常的一種水污染現(xiàn)象。天然水的PH為6.5 8.5，當(dāng)PH值小于6.5或大于8.5時表示水體受到了酸堿類污染。水中酸性物質(zhì)主要來自制酸廠，化工廠，粘膠纖維廠，酸洗車間等含酸污水以及礦山排水和酸雨等。水中堿性物質(zhì)主要來自制漿廠，造紙廠，制堿廠，印刷廠，制革廠和煉油廠等堿性物質(zhì)的廢水。當(dāng)水體PH小于6.5或大于8.5時，水中微生物的生長就會受到抵制。2.1.3有機(jī)污染有機(jī)污染是指包括耗氧有機(jī)物以及難降解有機(jī)物在內(nèi)的所有有機(jī)物，它們能夠引起水體融氧含量大幅度下降，至造成缺氧狀態(tài)，危害水體生物有時使魚類大批死亡。溶解氧耗盡時，有機(jī)物即轉(zhuǎn)入?yún)捬醴纸膺^程，其中產(chǎn)生甲烷、硫化氫、氨等還原性物質(zhì)和惡臭使水質(zhì)變壞。其中一部分化合物即使在十分低含量下仍然具有致癌致畸致突變作用，對人類健康威脅極大。2.2水污染的水質(zhì)指標(biāo)2.2.1化學(xué)需氧量化學(xué)需氧量（或稱化學(xué)耗氧量，簡稱COD）：用強(qiáng)氧化劑（如重鉻酸鉀、高錳酸鉀或碘酸鉀等）在強(qiáng)酸和加熱回流條件下對有機(jī)物進(jìn)行氧化，并加入銀離子作催化劑，把反應(yīng)中氧化劑的消耗量換算成氧氣量即為化學(xué)需氧量?；瘜W(xué)需氧量越高，表示水中有機(jī)污染物越多。2.2.2氨氮指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4）形式存在的氮。氨氮主要來源于人和動物的排泄物，雨水徑流以及農(nóng)用化肥的流失也是氮的重要來源。2.2.3總磷總磷是水樣經(jīng)消解后將各種形態(tài)的磷轉(zhuǎn)變成正磷酸鹽后測定的結(jié)果，以每升水樣含磷毫克數(shù)計量。其主要來源為生活污水、化肥、有機(jī)磷農(nóng)藥及近代洗滌劑所用的磷酸鹽增潔劑等2。2.3水污染對人的影響水污染直接影響人們的生活和生產(chǎn)。用被污染的水進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會造成減產(chǎn)；河道中的水葫蘆，阻礙河道使船不能通行；水污染還會使人得病，如腹瀉，皮膚病等，甚至出現(xiàn)中毒，對漁業(yè)生產(chǎn)的影響更是不可忽視。3.水污染治理方案3.1污水的物理處理技術(shù)3.1.1格柵與篩網(wǎng)在污水處理技術(shù)中，格柵屬于初步處理，格柵的主要作用是去除可能堵塞水泵機(jī)組及管道閥門的較大的懸浮物，而篩網(wǎng)不同，它課做污水的深度處理，它的孔隙比格柵更小，能截留格柵不能去除的纖維狀污染物，即可作為預(yù)處理。3.1.2沉淀沉淀是水處理中最基本的處理方法之一，它是利用水中懸浮物的可沉降性，在重力作用下發(fā)生下沉而達(dá)到固液分離的一種方法，按照水中懸浮顆粒的濃度性質(zhì)等的不同，有自由沉淀、凝沉淀、擠沉淀、縮沉淀四中不同的沉淀方式。3.1.3氣浮氣浮是從液體中分離出低密度固體物或液態(tài)顆粒的一種污水處理方法。水中懸浮顆粒的疏水性是氣浮的最基本條件。微小氣泡與在水中懸浮的疏水性顆粒黏附，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒黏附上顆粒以后，其平均密度小于水而上浮至水面，形成浮渣層。3.1.4過濾過濾是將懸浮在液體或氣體中的固體顆粒分離出來的一種水處理方法。是在壓力差的作用下，懸浮液中的液體透過可滲行介質(zhì)，固體顆粒被介質(zhì)所截留，從而實(shí)現(xiàn)了固液的分離。3.1.5離心離心分離和旋液分離都是利用離心慣性力實(shí)現(xiàn)物料中固-液相或液-液相的分離操作，分為離心分離、離心沉降、離心過濾三種分離方式3。3.2污水的化學(xué)處理技術(shù)3.2.1中和中和處理發(fā)生的主要反應(yīng)是酸與堿生成鹽和水的中和反應(yīng)，在中和過程中，酸堿雙方的化學(xué)反應(yīng)當(dāng)量恰好相等時稱為中和反應(yīng)的等當(dāng)點(diǎn)。強(qiáng)酸強(qiáng)堿互相中和時，由于生成的強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽不發(fā)生水解，因此等當(dāng)點(diǎn)就是中性點(diǎn)溶液的pH等于7.0。在污水處理中有以下三種不同的處理方法，即酸堿廢水互相中和，藥劑中和，過濾中和。3.2.2混凝化學(xué)混凝所處理的對象主要是誰中微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。大顆粒的懸浮物由于受重力作用而沉降，可以用沉淀法出去，混凝就是在混凝劑的離解和水解產(chǎn)物作用下，使水中的膠體雜質(zhì)和細(xì)小懸浮物脫穩(wěn)病聚結(jié)成可以與水分離的絮凝體的過程。3.2.3化學(xué)沉淀向廢水中投加化學(xué)物質(zhì)，使它和其中的某些溶液物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶的鹽或氫氧化物而沉淀下來的一種化學(xué)處理方法。在廢水處理中，這種發(fā)法長用于處理一些有害的重金屬離子如汞、鉗、等、事也用于處理一些酸根離子。3.2.4氧化還原把溶解于廢水中的有毒有害物質(zhì)，經(jīng)過氧化還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成無毒無害的物質(zhì)，或轉(zhuǎn)化為氣體或固體使其容易從水中分離出去，這種廢水的處理方法就是氧化還原處理法。對于無機(jī)物，氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是元素失去或得到電子。反應(yīng)中，得到電子的物質(zhì)稱為氧化劑，本身被還原；失去電子的物質(zhì)稱為還原劑，本身被氧化。物質(zhì)的氧化還原能力可以用其氧化還原電位作為指標(biāo)。Eo為標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位。Eo越大其氧化能力越強(qiáng)。氧化劑和還原劑的電位差越大，反應(yīng)就進(jìn)行的越徹底。3.2.5消毒消毒是為了避免病原微生物的傳播，防止疾病產(chǎn)生。一般的消毒劑在常用濃度下只能殺死微生物的營養(yǎng)體，對芽孢無殺傷作用。以下為常見的幾種水消毒方法，氯氣及氯化物消毒、臭氧消毒、紫外線消毒及某些重金屬離子消毒等4。3.3污水的物理化學(xué)處理技術(shù)3.3.1吸附當(dāng)流體與多孔固體時， 流體中某一組分或多個組分在固體表面處產(chǎn)生積蓄， 此現(xiàn)象稱為吸附。 吸附也指物質(zhì)表面吸住周圍介質(zhì)（液體或氣體）中的分子或離子。 吸附屬于一種傳質(zhì)過程，物質(zhì)內(nèi)部的分子和周圍分子有互相吸引的引力，但物質(zhì)表面的分子，其中相對物質(zhì)外部的作用力沒有充分發(fā)揮，所以液體或固體物質(zhì)的表面可以吸附其他的液體或氣體，尤其是表面面積很大的情況下，這種吸附力能產(chǎn)生很大的作用，所以工業(yè)上經(jīng)常利用大面積的物質(zhì)進(jìn)行吸附，如活性炭、水膜等。3.3.2離子交換借助于固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進(jìn)行交換,以達(dá)到提取或去除溶液中某些離子的目的,是一種屬于傳質(zhì)分離過程的單元操作。離子交換是可逆的等當(dāng)量交換反應(yīng)。3.3.3萃取利用物質(zhì)在兩種不互溶（或微溶）溶劑中溶解度或分配比的不同來達(dá)到分離。提取或純化目的的一種操作。萃取是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗中用來提取或純化有機(jī)化合物的常用方法之一。應(yīng)用萃取可以從固體或液體混合物中提取出所需物質(zhì)，也可以用來洗去混合物中少量雜雜質(zhì)。通常稱前者為“抽取”或萃取，后者為“洗滌”。3.3.4汽提讓廢水與水蒸汽直接接觸，使廢水中的揮發(fā)性有毒有害物質(zhì)按一定比例擴(kuò)散到氣相中去，從而達(dá)到從廢水中分離污染物的目的。3.3.5膜分離利用膜的選擇透過性能將離子或分子或某些微粒從水中分離出來的過程。用膜分離溶液時，使溶質(zhì)通過膜的方法稱為滲析，使溶劑通過膜的方法稱為滲透。水處理中膜分離法通常可以分為：電滲析、反滲透、超濾、微濾、納濾。3.4污水的生物處理技術(shù)3.4.1活性污泥法活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法?；钚晕勰喾ㄊ窍驈U水中連續(xù)通入空氣，經(jīng)一定時間后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮混凝物。其上棲息著以菌膠團(tuán)為主的微生物群，具有很強(qiáng)的吸附與氧化有機(jī)物的能力5。剩余活性污泥回流污泥二次沉淀池廢水曝氣池初次沉淀池出水空氣3.4.2生物膜處理法從微生物對有機(jī)物降解過程的基本原理分析，生物膜法與活性污泥法是相同的，兩者的主要不同在于微生物在處理構(gòu)筑物中存在的形式不同，在生物膜法中，微生物固定于載體的表面形成所謂生物膜，當(dāng)廢水流經(jīng)其表面時二者互相接觸，稱為附著生長。生物膜主要由細(xì)菌的菌膠團(tuán)和大量的真菌菌絲組成，其中還有許多原聲動物和較高等動物生長。在污水處理過程中，污水連續(xù)的流過濾液，濾液截留了污水中的懸浮物質(zhì)，并把膠體物質(zhì)和微生物吸附在表面不斷繁殖，經(jīng)過一段時間后，濾料表面形成一種膜狀污泥即為生物膜。隨著微生物的不斷增值，生物膜的厚度不斷增加，生物膜生長到一定厚度時由于樣不能透入深部，內(nèi)層變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，厭氧微生物生長形成厭氧層。當(dāng)厭氧層達(dá)到一定厚度，代謝產(chǎn)物增多，這些產(chǎn)物向外溢出要通過厭氧層，是好氧層的穩(wěn)定性遭到破壞，家上水的沖刷，生物膜將從濾液表面脫落，隨出水流出。濾料則重新開始增長新的生物膜6。3.4.3厭氧生物處理技術(shù)廢水厭氧生物處理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，將廢水中各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程。在厭氧生物處理的過程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物被分解，轉(zhuǎn)化為簡單、穩(wěn)定的化合物，同時釋放能量。其中，大部分的能量以甲烷的形式出現(xiàn)，這是一種可燃?xì)怏w，可回收利用。同時僅少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化而合成為新的細(xì)胞組成部分，故相對好氧法來講，厭氧法污泥增長率小得多。好氧法因為供氧限制一般只適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理，而厭氧法及適用于高濃度有機(jī)廢水，又適用于中、低濃度有機(jī)廢水。同時厭氧法可降解某些好氧法難以降解的有機(jī)物，如固體有機(jī)物、著色劑蒽醌和某些偶氮染料等。3.4.3.1厭氧生物處理的基本生物過程3.4.3.1.1水解發(fā)酵階段。 復(fù)雜的有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下，首先被分解成簡單的有機(jī)物，如纖維素經(jīng)水解轉(zhuǎn)化成較簡單的糖類；蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成較簡單的氨基酸；脂類轉(zhuǎn)化成脂肪酸和甘油等。繼而這些簡單的有機(jī)物在產(chǎn)酸菌的作用下經(jīng)過厭氧發(fā)酵和氧化轉(zhuǎn)化成乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類。3.4.3.1.2產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌把除乙酸、甲烷、甲醇以外的第一階段產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，如丙酸、丁酸等脂肪酸和醇類等轉(zhuǎn)化成乙酸和氫，并有二氧化碳產(chǎn)生。3.4.3.1.3產(chǎn)甲烷階段。 在該階段中，產(chǎn)甲烷菌把第一階段和第二階段產(chǎn)生的乙酸、氫氣和二氧化碳等轉(zhuǎn)化為甲烷。3.5納米材料在水污染治理方面的應(yīng)用目前用于水處理的納米材料主要可以分為以下四種：納濾膜材料、納米光催化材料、納米還原性材料及納米吸附性材料7。3.5.1納濾膜材料 納濾膜是介于反滲透和超濾之間的一種壓力驅(qū)動膜，孔徑范圍為l5 nm，具有操作壓力低、濃縮水排放少、出水優(yōu)質(zhì)、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。納濾膜對于中性溶質(zhì)分子的分離特性主要依據(jù)篩分效應(yīng)，當(dāng)溶質(zhì)分子量大于膜的截留分子量時，可以被膜截留。當(dāng)溶質(zhì)分子量小于膜的截留分子量時，溶質(zhì)就可以透過膜，對于荷電離子的分離特性則是由于篩分效應(yīng)和電荷效應(yīng)的共同作用。納濾膜的研究始于20世紀(jì)70年代，早期的納濾膜研究主要集中于有機(jī)膜，如醋酸纖維膜(CA)、磺化聚砜膜(SPS)、磺化聚醚砜膜(SPES)、聚酰胺膜(PA)和聚乙烯醇膜 (PVA)等。但是有機(jī)膜的耐溶劑、耐腐蝕、耐溫度性都很差。無機(jī)納濾膜具有良好的生物和化學(xué)穩(wěn)定性，對有機(jī)溶劑有很好的抵抗性。在ZrO：一A1：o。無機(jī)納濾膜中接枝引入乙二胺官能團(tuán)形成具有螯合作用的新膜，這種膜對Cu2+的截留率可達(dá)8090。無機(jī)膜雖然在水處理中性能良好，但是由于它比較脆，很難加工，所以應(yīng)用也受到了限制。復(fù)合納濾膜是近年來研究比較熱門的一種新型膜，將自組裝的納米TiO。沉積在芳香聚酰胺膜上可制得復(fù)合薄膜，用于解決膜污染問題。由于膜表面的納米TiO。具有光催化作用，受光照射可以產(chǎn)生反應(yīng)活性很高的過氧負(fù)離子、過氧化氫自由基和氫氧自由基，以達(dá)到污水凈化的目的。3.5.2納米光催化材料納米光催化材料通常都是半導(dǎo)體材料，納米半導(dǎo)體粒子具有的量子尺寸效應(yīng)使其導(dǎo)帶和價帶能級分立，能隙變寬，導(dǎo)帶電位變得更負(fù)，而價帶電位變得更正。當(dāng)價帶粒子受到能量高于禁帶寬度的光子照射后，價帶粒子將遷移到導(dǎo)帶上，使導(dǎo)帶上產(chǎn)生高活性電子，而價帶上產(chǎn)生空穴，從而形成電子空穴對的氧化還原體系。由于納米微粒的尺寸很小，光生載流子可通過簡單的擴(kuò)散遷移到粒子表面，與電子給體或受體發(fā)生還原或氧化反應(yīng)。粒徑越小，遷移到表面所用的時間就越少，電子和空穴復(fù)合的幾率就越小，從而導(dǎo)致光催化活性的提高。納米二氧化鈦以其無毒、光催化性活性高、氧化能力強(qiáng)、能耗低、可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)成為目前研究最活躍的一種光催化材料，在降解有機(jī)染料及農(nóng)藥等方面有著廣泛的應(yīng)用。但是由于TiO：只能吸收太陽光中的紫外光光催化效率低，而人工紫外燈價格昂貴，于是人們通過各種改性研究來擴(kuò)展其光吸收波長的范圍。采用摻銅TiOz可用于光催化降解甲基橙溶液，當(dāng)摻雜率為145時，載銅TiOz的光催化活性最高，遠(yuǎn)高于純Ti02。在納米TiO。中加入Ag+、Pb+、Fe3+、Na+、Y+、Ce3+，以ABS廢水作為降解對象，研究結(jié)果表明摻銀5的納米二氧化鈦對ABS廢水的降解效果最好，催化4 h時COD的去除率可超過90。以泡沫鎳作載體可制備出ZnOTiO：Ni負(fù)載型光催化劑，對水中三氯乙烯的降解率達(dá)100。另外，還有一些半導(dǎo)體光催化材料在水處理中有著廣泛應(yīng)用。納米zrO。對Cr(VI)的吸附能力較強(qiáng)，平均吸附率可達(dá)8548，AFe：O。在紫外光照射下對活性染料BRN藍(lán)、活性艷藍(lán)有極強(qiáng)的光催化降解活性。3.5.3納米還原性材料20世紀(jì)80年代以來，納米零價金屬作為有效去除水中污染物的還原劑逐漸受到人們的關(guān)注，目前的研究主要涉及納米鐵、納米鎳、納米鋅等。由于鐵化學(xué)性質(zhì)活潑，F(xiàn)eo的電負(fù)性大、還原能力強(qiáng)，因此近年來研究比較活躍。納米零價鐵對廢水的處理主要是還原作用、微電解作用、混凝作用、吸附作用等綜合作用的結(jié)果。在FeoH：O體系中，納米零價鐵并不是唯一的還原劑，鐵在水中腐蝕產(chǎn)生的Fe2_和H。也是還原劑。另外，在偏酸性條件下處理廢水時產(chǎn)生大量的Fe2_和Fe”，當(dāng)pH值調(diào)至堿性并有氧存在時，會生成Fe(OH)z和Fe(OH)s絮狀沉淀，F(xiàn)e(OH)。還可能水解生成-Fe(OH)2+等絡(luò)離子，它們都具有很強(qiáng)的絮凝性能，因而可以吸附水中不溶性的污染物。另外，納米鐵本身比表面積大，有著優(yōu)良的吸附性能和反應(yīng)活性，使其吸附能力尤其突出。大，有著優(yōu)良的吸附性能和反應(yīng)活性，使其吸附能力尤其突出。3.5.4納米吸附性材料納米吸附性材料的孔徑為納米級，具有大的比表面積和比表面能，易于吸附其他物質(zhì)而穩(wěn)定下來，具有很好的化學(xué)活性，相對于一般的吸附材料具有更大的吸附容量，是一種較為理想的固相萃取吸附劑。目前用于水處理方面的吸附材料很多，其中天然的材料主要有天然黏土、天然沸石和硅藻土等。黏土礦物是天然的無機(jī)礦產(chǎn)材料，具有天然的凈化功能、大的離子交換容量和較大的比表面積，吸附性能良好，對廢水中的陽離子有著特殊的處理功效，尤其是近年利用某些層狀黏土的離子或分子的可交換性，將一些原子、分子、化合物作為交聯(lián)劑，插入層間域形成化合物而得到層狀黏土，對于含重金屬、有機(jī)物的廢水及農(nóng)藥廢水等都有很好的去除效果。沸石是具有分子篩作用的物質(zhì)之一，是一種優(yōu)良的離子交換劑和吸附劑，天然沸石可用于脫除廢水中的氮、有機(jī)物及重金屬等有害離子。硅藻土是一種質(zhì)輕、耐用的多孔材料，天然硅藻土源自海中浮游植物的化石骨架，表面存在大量硅羥基官能團(tuán)，比表面積高達(dá)50200 m2g，是一種性能良好的吸附性材料。 人工合成的納米吸附性材料也很多，如碳納米管、分子篩、活性炭等。碳納米管是單層或多層石墨層卷曲成的納米管狀結(jié)構(gòu)，有較大的比表面和疏水的石墨表面，是一種新型吸附劑，多壁碳納米管對含氯飲用水中三鹵甲烷的最大吸附能力是商業(yè)氧化鋁的23倍。分子篩也是一種重要的吸附和催化材料，但傳統(tǒng)的沸石和分子篩屬于微孔材料，不能吸附污染物大分子，而介孔分子篩材料孔徑為250 nm，孔隙率高，比表面積高達(dá)1000 1112g，表面富含不飽和官能團(tuán)，在水處理中有著廣闊的應(yīng)用前景。活性炭具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐酸、耐堿、耐熱、不溶于水和有機(jī)溶劑等優(yōu)異性能，對水中的色、臭味、農(nóng)藥、有機(jī)氯化物等都有良好的去除率，因此在水處理中有著廣泛的應(yīng)用。活性炭具有獨(dú)特的孔隙分布，內(nèi)部存在著三種類型的孔：直徑50 nm的大孔，比表面積高達(dá)10003000 m2g。活性炭對水中大部分污染物都有很好的去除效果，但是活性炭吸附的有機(jī)物容易成為細(xì)菌繁殖的溫床，在水處理時會造成二次污染，所以活性炭的吸附飽和性降低了活性炭的使用壽命，也成為制約其應(yīng)用的一個主要原因，對活性炭進(jìn)行氧化改性、還原改性和負(fù)載金屬改性可大大提高水處理的功能8。4.污泥處理技術(shù)在污水處理過程中，勢必會產(chǎn)生大量的污泥，直接投放到大自然則會造成對環(huán)境的嚴(yán)重污染。4.1污泥的預(yù)處理4.1.1污泥的調(diào)理影響污泥濃縮與脫水性能的主要因素是污泥顆粒的大小、表面電荷水合的程度以及顆粒間的相互作用，其中污泥顆粒的大小是影響污泥脫水性最重要的因素。污泥顆粒越小其比表面積就越大，這就意味著改變污泥脫水性能需要更多的化學(xué)試劑。故可通過化學(xué)調(diào)理、熱調(diào)理、淘洗等工藝改善其特性。4.1.1.1化學(xué)調(diào)理化學(xué)調(diào)理劑包括三價鐵鹽、鋁鹽和有機(jī)聚電解質(zhì)。這些顆粒能使污泥顆粒結(jié)成絮體，最佳調(diào)理劑添加量須通過是要進(jìn)行測定。4.1.1.2熱調(diào)理熱調(diào)理是通過加熱或冷凍的方法進(jìn)行，熱調(diào)理時，將污泥在1.8兆帕下加熱到200并維持20-30min，可降低其過濾阻力，又能殺菌消毒，但依稀額難溶有機(jī)物在高溫下可能成為可溶物，增加了污染的危險。冷凍及融化也可提高污泥的流動性能。4.1.1.3淘洗由于從污泥中洗出的細(xì)小固體不能被完全截留，所以現(xiàn)在