浅谈污水处理中水质检测的发展及重要性

戴焕兵

摘 要：水质检测不但具有良好的去除水污染物的能力，在水处理技术方面具有独特的应用前景，而且因其具有孔隙率高、比表面积大、沉淀性能好、泥水分离快等特征，它可以作为一种优良的生物水质检测技术。本文探讨了污水处理中水质检测的机理及其发展现状和重要性，为水质检测的实际应用提供理论依据和技术参考。

关键词：污水处理；水质检测；发展；重要性

中图分类号：X52 文献标识码：A

1.污水处理中水质检测的重要性

20世纪中期以来，随着人口基数的快速增长和快速的工业化，大量的水体受到了各种污染物的污染，水资源污染形势十分严峻。水资源匮乏和水污染形势严峻并存，水污染治理任重道远，如何做好水质检测工作无疑是当前亟待解决的问题。同时，随着污水处理技术日益成熟，传统及新型水处理工艺已经得到很广泛的应用。通常情况下，三级处理虽然可以解决上述问题，但因投资和运行高而难以大面积推广。而单纯依靠传统的污水处理方法，比如氧化塘与人工湿地，虽然具有修建及运行费用低，运行方式灵活的优点，但是存在污染物浓度低、占地面积大、低温制约等问题，在中国当前的情况下难以推广应用。

根据报告，我国城镇污水处理建设发展迅速，在下一个发展阶段，随着新农村建设等乡镇的开发，接下去需要解决的更多是面源水污染问题，即广泛乡镇或者山地由于工业开发、农业发展形成的面源污染，其将更多地面临处理污水收集困难、建设管理成本，以及水质变化大和零散等的问题。相关调查，乡镇污水污染主要解决的是水污染的问题。如何快速、经济有效地净化水体中的水污染物，已然成为我国污水处理领域亟待解决的问题。

水污染给人类造成了很大的危害，尤其是进入当污染物进入饮用水时，容易造成人体的急性或慢性、直接或间接的致病，有些还可能积累在组织内部，改变体内细胞的DNA结构，对人体组织产生致癌变，从而导致畸变和突变的作用。水污染已经极大地影响或者威胁地表和地下水体生态系统。虽然近几年水环境的有机物现象有所改善，处理污水的水质监测技术日益成熟并得到广泛应用，但未来社会经济发展带来的压力增大，特别是在广泛的农村、乡镇地区，水环境保护任重道远。

传统的污水处理中常见水质检测方法包括：一是化学沉淀法，即利用特定化学药剂与金属离子反应生成不溶物而去除的方法；二是物化法，即在不改变重金属离子化学形态的前提下将其去除；三是生物法，即利用生物体或植物的化学基团、孔隙特征及新陈代谢等将重金属去除。就目前已有的处理工艺而言，最常用的是化学沉淀法，该方法处理工艺成熟、操作简单易行，但投药量大，成本相对较高，处理后的金属离子沉淀物以化学污泥的形式存在，该污泥处理较难，容易造成二次污染。物理化学法成本高，过程比较复杂，重金属回收难，常被用于处理小规模废水。而生物法通常使用的是废弃物，原料易得廉价，属于废弃物资源化利用；同时吸附的重金属易于洗脱，回收利用率高，走的是可持续发展路线；设备、材料、工艺运行等控制因素的限制少，易于操作。

目前国外对水质检测更加偏向于兼顾水资源与水质的双重考虑，即提出低影响检测理念。有针对性的水质检测技术也因为处理污水量大、经济可行、环境友好的新型工艺越来越受到广泛关注。目前的水质检测技术中，活性污泥处理法和厌氧处理技术被广泛地应用到水污染物的治理，但是它们具有明显的污泥产量大、高能耗的缺点，这就需要我们发展更先进的水质检测技术来满足未来污水处理的要求了。

2.污水处理中水质检测的发展

2.1 絮凝沉淀检测法

絮凝沉淀检测即在水体中投入絮凝剂使染料分子和其他物质经过吸附、絮凝、沉淀，最终排出污泥，处理水体的方式，为二级处理。该方法具有简单、方便、稳定、投资小、占地少的优点。只是混凝脱色效果与染料分子结构和物理化学性质密切相关，该法对疏水性染料脱色率高，对亲水性染料脱色率低。有学者等通过分析混凝机理以及混凝剂特性，独立生产出复合型混凝剂I型和II型，并且应用于污水处理，结果显示：I型混凝劑的色度去除率和COD去除率分别为84.0%和70.1%：相应的II型混凝剂分别为99.2%和80.8%。

2.2 吸附检测法

吸附检测的原理是将活性炭、炉渣、矿物等具有多孔的物质当吸附剂来吸附污水中的分子态污染物质，然后将这些分子态污染物质在吸附剂表面去除或过滤去除，从而达到净化废水的目的。该法主要用于废水的二、三级处理。目前，活性炭吸附检测是最常用的方法。常用的活性炭粒径大于40目，比表面积≥1000m2/g。活性炭可再生，吸附脱色性能好。活性炭能高效吸附废水中的水溶性有机物，只是活性炭等吸附剂再生困难并且吸附容量有限，尽管粉煤灰来料多、价格低，可极大地用于污水处理，只是直接应用，效果不佳，需要合理改性提高处理效果，改性方法有加热、酸碱溶液或者是含Al3+或Fe2+的溶液浸泡。因此，当前主要研究活性炭再生、改性和研发出低价优质吸附剂。

2.3 内电解检测法

内电解检测即酸性条件下，利用铁屑中的铁、碳（或其他惰性电极）等成分组成微电池反应器的正极和负极，电解质溶液即为待处理污水，通过氧化还原反应产生氢气，形成原电池。酸性条件下，污水的处理主要是通过电极反应生成的氢原子与染料发生氧化还原反应。内电解检测的原理还包括铁离子絮凝作用。反应中的Fe（OH）2氧化为Fe（OH）3，再通过混凝吸附除去染料。

2.4 磁分离检测法

磁分离检测是利用高梯度磁分离装置分离水中污染物。高梯度的磁分离装置可以轻易地分离出顺磁性物质和铁磁性物质。此外，经过特殊的处理（如投加混凝剂和磁种）可以有效分离出污水中带磁性的物质。

2.5 高级氧化检测技术

高级氧化检测又名深度氧化检测，反应时能生成羟基自由基（·OH），引发链式反应，高效无选择地与废水中的有机物反应，便将其降解成H2O、CO2和其他无害物质。高级氧化检测（AOPs）反应快，无二次污染，但产业化成本高、反应要求条件高并且容易产生二次污染。高级氧化检测常分为Fenton氧化、光催化氧化、超临界水氧化以及湿式氧化检测等。

超临界水氧化检测（SCWO）的原理即当温度的压力高于水的临界压力（22.1MPa）和临界温度（37.4℃）时，有机物和氧化剂能够在富氧超临界水中被氧化降解。该方法处理彻底、效率高、效果好、去除率高、操作方便、可直接利用出水，近来已有工程应用实例。随着科技的进步，该技术应能早日实现污水的工业化处理。高级氧化检测能够高效无选择地与废水中有机污染物反应，并且该法既可单独使用又可以和其他技术匹配。但高级氧化检测存在反应条件苛刻、运行费用高、反应器要求高等缺点。所以，高级氧化检测的发展和改进关键在于反应条件和成本的降低。

结语

水质检测技术为污水处理领域的一个研究热点，并取得了一定的研究成果。本文介绍的水质检测技术就是利用环境污染物的特性，根据污染分子在水体的两种不同方式在水质检测领域相继发展了以上方法，主要基于吸附、微生物代谢、凝聚于沉淀的过程净化污水，这些方法具有处理效率高、出水水质好等优点，在农业、水产养殖、土壤与地下水污染、环保及化学工程等领域广泛运用，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]李珠兰，赵振英.高效液相色谱技术及在水质检测中的应用[J].科技展望，2016（32）：123.

[2]宋婴端.我国的水质检测研究[J].中国科技信息，2015（Z4）：29-30+26.

[3]邓清漪，林伟，高虎.高效液相色谱技术及在水质检测方面的应用分析[J].低碳世界，2016（14）：38-39.