1、歐洲污水處理技術、成本與收費對于歐洲各國來說， 幸運的是沒有嚴重的水方面的問題， 諸如 大范圍的洪水泛濫、干旱或大范圍的水資源短缺，而且，也未收到通 過水源作為傳播渠道的致命的傳染性疾病的困擾。 總體上來說， 歐洲 的水資源狀況良好。但是， 與此同時也存在著一些威脅到、影響到水 質狀況的問題。因此，為保證在歐洲范圍內水質和水量的可持續發展， 歐共同制定了覆蓋面廣泛的基礎法規。 歐洲的水資源的狀況歸納如 下：雖然自從上個世紀九十年代起，歐共體提出了要達到的水質 目標，但是河流水質并沒有完全改善。據統計，目前仍有 20%的地表 水受到嚴重污染。然而，自七十年代以來，那些污染最為嚴重的河流 得到了改

2、善。 因農業生產排放硝酸鹽所引起的河流、湖泊、水庫、海岸和 海水的富營養面源污染還在不斷增長， 同時，對其所產生的危害性估 計不足。 在過去的五年中，由于在工業方面、在污水處理方面采取了 一些措施，并且在家庭中采用無磷的洗滌劑，因而，磷化合物的排放 量已減少了 40-60%。 在歐洲地下水占飲用水水源的 65%。但是，地下水的水質、 及其引起的人體健康正受到濃度過高的硝酸鹽、殺蟲劑、重金屬、碳 水化合物和有機氯化物等的威脅。歐洲各國對于水資源的應用各不相同。在地中海國家，水資 源主要被用于農業灌溉。 而對于北歐諸國來說， 水資源主要用于滿足 居民、公眾事業、商業的需求。歐洲各國對于水資源的管理

3、是相當復雜的。 歐盟的各成員國對于 水質和污水處理的觀點各不相同， 有時甚至是相互對立的。 有些國家 認為本國經濟發展受到了歐洲的環境保護法規的限制。 另外，還存在 著河流水體邊界不清和水源污染的問題。 在歐洲，某些河流流經不同 的區域和國家，其流域的不同段分別由不同的行政部門或地區單位管 理，需要互相間的合作與支持。歐盟在水資源管理的立法方面可分為三個階段。 第一階段為 1975 年通過的有關地表水的法規和 1980 年通過的有關飲用水的法規。主 要是針對不同類型的水源和不同用途的水的水質： 漁業養殖水貝類養殖水 游泳水 地下水第二階段主要針對排放標準。 在這方面有兩部重要的法規， 1991

4、 年通過的硝酸鹽法規和城市污水處理的法規（UWT）。 UWT的主要 內容是： 所有已建成的區域， 根據其規模和所處的位置， 必須在 1998， 2000或 2005年底以前逐步建立起污水收集系統和處理系統。 根據接受水體對污染的敏感程度，將處理污水處理深度分為 一級處理、二級處理或 三級處理污水處理工藝可以由三級連續的處理工藝和被稱為預處理的 初級處理工藝組成。預處理是通過機械處理，如格柵、沉淀或氣浮，去除污水中 所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。 一級處理是通過沉淀池或氣浮池去除懸浮的固體物。二級處理是生物處理：污水中的污染物在微生物的作用下被 降解和轉化為污泥。三級處理是污水的深度處理，它包

5、括營養物的去除和通過加 氯、紫外輻射或臭氧技術對污水進行消毒。UWT實施的最后期限和有關規定見表 1。表1: UWTD實施的最后期限和有關規定人口當量0 20002000 -1000010000 1500015000 150000+150000敏感區域如果有收集系統2005 年12 月 31日適當的 處理收集系統2005 年 12月31日二級處理(1)收集系統收集系統2005 年 12 2005 年 12月31日深月31日深度處理度處理收集系統2005年 12月31日深度處理一般區域如果有收集系統2005 年12 月 31日適當的 處理收集系統2005 年 12月31日二級處理（1）收集系統收

6、集系統2005 年 12 2005 年 12月31日二月31日二級處理級處理收集系統2005年 12月31日二級處理f非敏感區域（沿海 水域）如果有收集系統2005 年12 月 31日適當 的處理收集系統2005 年 12月31日二級處理（1收集系統2005 年 12月31日一級或二級處理收集系統2005 年 12月31日一級或二級處理收集系統2005年 12月31日一 級例外）或二級處理（1）當排入沿海水體時進行適當的處理UWT的制定是為了改善水體的水質。未經處理的污水的排放是 歐洲最顯著的水問題之一。各成員國花費了大量的資金用于污水收集 和處理設施的建設。第三階段為去年通過的新的水體系的法

7、規（WFD。WF將排放 標準和水質目標有機地結合在一起。 WF啲主要組成部分是：歐洲的所有的水資源將受到這一法規的保護（地表水、地下 水、過渡水體和沿海水體）所有這些水體最終必須達到良好的狀態。 一種將排放標準和水質標準結合起來的新的方法將被用來實現這些目標。 正如某些成員國已經進行的，按流域設置管理機構，處理所 有的水資源問題。 水的主要價值應集中體現為水價，同時強化誰污染誰付費的 原則。 居民們將更多地結合在水資源管理過程中。 法規將被更簡化，但更有效地執行。2. 污水處理技術和費用的比較研究在這方面的比較研究還是很匱乏的。 有兩個研究成果值得大家注 意。一是 1994年水研究中心提出的研

8、究報告 5 ，該報告由當時 12 個歐盟成員國的污泥處理與處置的專家完成； 二是 1997年在前 EWPCA 指導下進行的研究 3 ，其對 15個歐洲國家在污水處理方面有關的觀 點、數據和不同形式的報告進行了比較。此外，由 Kraemer 先生和 Rudolph 先生合作完成的有關部分歐洲國家的污水處理費用的比較 6 。3. 目標在這種背景下， 成立了一個由來自于水資源管理、 廢棄物管理和 工程結構方面的專家組成的專家組 (BWK) 進行“國際污水凈化技術和 費用的比較研究”。在這個研究小組成立之前，總部設在Cologne的AEW Plan工程公司應有關方面的要求曾對歐洲 6國在污水凈化技術和

9、費用方面進 行了詳盡地比較。這6個國家是德國、丹麥、法國、意大利、荷蘭和 瑞士。4. 基礎數據表2簡單地給出了有關的基礎數據。污水處理的費用與外部條件 有很大的關系，這些外部條件相當穩定，不會有太大的變化。然而， 我們有必要了解這方面的情況，以便我們理解不同國家間某些特殊的 區別。在被研究的這六個國家中，荷蘭的人口密度最高，其次是德國。 國土面積最大的法國，人口密度最低。另外，面積較小的丹麥和荷蘭 的城市人口的比例高于德國。表2:基礎數據丹麥德玉法國意大利Ji 、 荷蘭瑞士人口百萬人5.281.858.357.315.57.0面積1000km243.1357544301.341.540人人/k

10、m2121229107190373175口密度城 市 人 口 的 比 例%878475709060降雨mm年500-750600-950550-900500-1000700-800800-1200由于這些國家都處在中歐氣候帶中，所以各國的年平均降雨量沒 有很大的差別。只有意大利南部的降雨量很少，瑞士的某些地區的降 雨量很高，這些區域都不在研究的范圍之內。另外，在研究瑞士的具 體情況時必須考慮地表形態的影響。因為在瑞士境內有60%的地區位于阿爾卑斯山脈的區域內，山區的地形增加了建造污水凈化設施的費 用。5. 污水處理概況現將污水處理的的重要數據歸納于表 3中表3:污水處理數據一覽丹麥德國法國意大

11、利Ji 、 何二瑞士處理構筑 物的 數量座1,67510,51810,3689,800424967城市排水 接管 率%869390869192污水處理率%858668639090處理人口當量人2.6006,500 3,700 3；70032,0006,400合流制系%100 !53<808010070-80統所占的比例用水量升/人*天145132156249175237目前還缺乏有關的標準化指標來評估這六個國家的污水處理廠 的數目和分布情況。特別是，對于污水處理廠還沒有明確的定義。因 此，運用以下某些數據時必須十分的謹慎。在荷蘭，污水處理廠的建 設正在不斷地向高處理能力的方向發展。 而在

12、丹麥、法國和意大利污 水處理廠的規模一般較小，因而其總體數量較大。在大多數國家中，合流制排水系統仍占據著主導地位。但是，現 在采用分流制的排水系統正逐漸成為一種趨勢。在污水處理廠里進行 處理的污水由生活污水、工業廢水、滲透水和經處理的雨水所組成。 來自于家庭的生活污水量與飲用水量有關，在德國為132升/（人*天），是所有這六個國家中最少的。尤其是在瑞士和意大利生活污水 的量幾乎是德國的兩倍。有關外滲水量還沒有足夠的資料。在德國， 外滲水量似乎要低于其他各國。由于這 6國居民的生活習慣很相似， 因而污水的濃度取決于所產生的污水量。6. 設計與建造各國家間對污水處理廠的設計和建造過程各不相同。 在

13、德國、法國、瑞士和意大利已經形成了自己的一套規范的、昂貴的批復程序。 尤其是在德國、法國和瑞士，對環境的維護和治理占了主導的決定因 素。對于意大利，這種關系還不是十分的確定。在瑞士，建造過程往 往分步進行，每進行兩步建造就要進行評估。在荷蘭，也有一個批復 的程序，但是相關的申請方同時也是批復的機構。 在丹麥一般不需要 設計的批復和官方的批復，但是當出水值超過了設計極限值時， 必須 修改設計。在德國，對設計和施工均有相應的合同規定。一般來說， 設計由專門的設計咨詢公司完成，具體的建造越來越由具工程總包能 力的公司完成。在荷蘭和瑞士，設計階段和招標階段比較相似。在法 國、丹麥和意大利，對設計的細節

14、要求相對較少。因此，圖紙仍有可 修改的余地，其被用于施工公司對項目的評估， 施工圖設計主要由施 工公司完成。表4:設計和建造丹麥德國法國意大利Ji 、/. 荷蘭瑞士設計單位設計公司（建筑 公司）設計公司（業 主）專家（工程師事務所）工程師事務所工程師事務所（業主）工程師事務所 （建筑公司）圖紙初步詳細初步初步設詳細設詳細設類型設計設計（初步設計）設計（詳細設計）計計（初步設計）計私營模式沒有少多少、在增加無無7. 設計計算這六個國家對于污水處理廠的設計計算各不相同。 在德國標準化 的設計計算主要是基于行標ATV A131。相類似的只有在瑞士才有設 計標準。在法國和意大利，設計由施工公司完成，公

15、司對知識產權進 行嚴格控制。經STOW的推薦的動態模擬的計算方法已在荷蘭被運用 于設計計算中，同時它也在德國、瑞士和丹麥不斷地得到了重視。表5:活性污泥法的設計計算丹麥德國法國意大利Ji 、 荷蘭瑞士輸入的數據60祠靠度85痢靠度未疋義未疋義80%可靠度計算非正式A 131非正非正非正A 131過程Henze &Bun dgaard（動態模擬）（HSG）（動態模擬）式沒有標準式沒有標準式動態模擬VSA模式（動態模擬）計算溫度6° - 8 °10°12°?10°根據具體情況而定選擇輸入的數據對計算結果很重要。在德國，設計時按照 85炳 靠

16、度進行設計計算。在瑞士設計的可靠度為80%而在丹麥只有60 % 基于安全性的考慮，在德國污水處理廠的設計溫度為 10° C。8. 技術路線根據氮化物地去除率，在傳統的工藝基礎上，各個國家間所采取 的工藝有著明顯的差異。表 6（下一頁）給出了這些國家污水處理工 藝的主要差別。9. 污水處理的費用為了對上述6個國家的污水處理費用進行比較，我們對污水處理 廠進行了以下的分類：從每一個國家中處理規模為（2,000人口當量；10,000人口當量； 100,000人口當量）的污水處理廠中各選出兩個污水處理廠根據以下 指標進行比較：新建的污水處理廠或擴建的舊污水處理廠；通過硝化/反硝化處理脫氮；通

17、過沉淀法或生物法除磷；基礎的處理工藝為活性污泥法，同時結合某些國家特殊的處理方法，例如，在荷蘭的克勞塞爾法。選擇處理廠時必須綜合考慮考慮到以上指標。對于所有選擇出來的污水處理廠的投資和運行費用必須在當地進行研究。費用數據用德國馬克表示，參考中央銀行的外幣兌換率的 統計和國家統計局1996年的價格指數進行換算。投資費用根據統一 的利率和污水處理廠的使用壽命換算成年平均資本。這與污水處理廠 的規模有關。運行費用也可相應地確定。由于它與系統的實際負荷和利用率有 很大的關系，因此在這里引進了一個因素來顯示利用率對運行費用的 影響。這個因素的35%為年運行費用，其與系統的復雜程度相關， 另外65 %則與

18、系統的實際運行負荷相關。表6:技術路線的比較氮化物的去除常用的工藝特殊的工藝丹麥全部：硝化反硝低負荷的曝氣工藝；同步-好氧污泥穩生物反硝化，化除磷定;極少生物濾池生物除磷德國大部分:硝化反硝化除磷曝氣工藝；部分生物濾池；厭氧污泥穩定許多兩步處 理系統，常 用生物除 磷，接觸式 濾池，很多 方式法國部分地:硝化反硝化除磷曝氣工藝，氧化塘生物濾池，斜板斜管沉淀池，很多方式意大利很少：硝化反硝化除磷曝氣工藝去除碳化 物，去除污染物質； 厭氧污泥穩定常采用機械處理法J I 、 何二全部：硝化反硝化除磷低負荷的曝氣工藝；同步-好氧污泥穩定氧化溝，克勞塞爾工藝瑞士很小一部分硝化，幾乎沒有反硝化，全低負荷的

19、曝氣工藝，生物濾池，生物轉盤;厭氧污泥穩定生物濾池，斜板斜管沉淀池部:除磷膨潤土在印染廢水處理中的應用進展1 .引言印染廢水是我國目前主要的有害、難處理工業廢水之一，主 要污染物有染料、漿料、助劑、纖維雜質、油劑、酸堿以及無機鹽等。 其特點是廢水量大、水質復雜、有機物濃度高、難生物降解、色深、 水質變化快而無規律等特點，其中尤以染料的污染最為嚴重，其殘存 的染料組分即使濃度很低，也會造成水體透光率降低，導致生態環境 的破壞。因此，如何使印染廢脫色是處理的重要問題。目前國內處理印染廢水多以生化法為主， 有些也輔以化學法， 但普遍存在處理投資費用大、運行成本高、處理效果不佳、色度去除 困難等缺點。

20、在此基礎上，采用物理和化學處理法的研究也比較多通 過吸附、混凝沉淀、化學氧化等均可去除一定的COD和色度。其中，吸附脫色技術是依靠吸附劑的吸附作用來脫除染料分子的。吸附劑包括可再生吸附劑如活性炭、離子交換纖維等和不可再生吸附劑如各種 天然礦物（膨潤土、硅藻土）、工業廢料（煤渣、粉煤灰）及天然廢 料（木炭、鋸屑）等。膨潤土是以蒙脫石為主要成份的粘土，蒙脫石 是2 : 1型層狀硅鋁酸鹽，在層間具有可交換的鈣、鎂、鈉等離子， 膨潤土顆粒表面往往存在負電荷和正電荷， 負電荷又包括恒定負電荷 和 pH 控制負電荷，這些性質決定了膨潤土具有良好的吸附、離子交 換等性能， 在印染廢水處理中獲得了廣泛的應用。

21、 本文對膨潤土在印 染廢水處理中的應用研究的現狀、 作用機理及發展趨勢作一綜述和探 討。2 膨潤土在印染廢水處理中的應用2.1 天然膨潤土直接處理印染廢水杭瑚等 1 研究了天然膨潤土對陽離子、分散、還原、中性、 活性和直接類有機染料的吸附特性。溶液 pH 值對膨潤土吸附影響分 兩類，一類如分散染料和還原染料，它們水溶性低，主要呈細顆粒分 散于水中，易吸附在土粒上而沉降，脫色率相對較高且與 pH 值關系 不大；另一類是水溶性且分子中含有胺基染料，如直接大紅、活性紅 等，其脫色率隨 pH 值減小而升高。趙東源等 2 利用主要成份遼寧撫順膨潤土為主要成份的天 然蒙托土對印染廠廢水進行了處理， 對 p

22、H 值、催化劑、蒙托土用量、 反應溫度、反應時間等因素的影響進行了考察， 探索了最佳工藝條件， 研究表明，蒙托土對含有酸性陽離子染料的印染廢水有較好的處理能 力，脫色率達90%以上，COD去除率達96.9%。蒙托土是通過吸附機 理對印染廢水處理的，具有操作簡單、周期適中、易再生、投資少等 特點。2.2 膨潤土改性處理后處理印染廢水由于未經改性的膨潤土對去除廢水中有機物和脫色效果較 差，故一般用于廢水處理的膨潤土都要經過改性，增大其比表面積， 提高吸附能力。 目前膨潤土的改性方法主要有三種： 焙燒法、酸浸法、 鹽浸法。這三種方法均能改變膨潤土的表面結構， 提高其吸附能力 3 ， 4。2.2.1

23、焙燒法劉德汞5將優質煤粉與膨潤土按3%勺比例混合，550C焙燒2h后對 印染廢水處理， 結果表明與煤粉混合高溫焙燒改性的膨潤土比直接焙 燒改性勺膨潤土具有更強勺吸附能力， 水處理后只需較短時間靜止就 可實現液固分離，且高溫活化后可多次重復使用。因此，膨潤土與煤 粉混合高溫焙燒是一種低成本勺改性方法。王連軍等人通過比表面測定、掃描電鏡、X射線能譜元素測定等， 探討了膨潤土勺結構與改性機理。 研究結果表明： 高溫焙燒法活化膨 潤土有較好的效果，其對染化廢水CO環口色度有良好的去除能力，當 投加0.11%改性膨潤土，COD去除率可達74%脫色率達95刎上。 為天然膨潤土的表面改性及其在染化廢水處理中

24、的應用提供了有價 值的參考依據。2.2.2 酸浸法 膨潤土的主要組分是蒙脫石，其晶體是由鋁氧八面體和硅氧四面體層狀結構組成， 具有離子交換和吸附性能， 將其酸性活化后具 有更大的比表面和孔徑， 對印染廢水的處理能達到較理想的效果 7 。宮克 8 用硫酸改性膨潤土對分散染料印染廢水脫色， pH 值 的最佳范圍為 5.58.0 之間，投藥量為 200mg/L 時，脫色率可達 90% 以上，效果較好。夏新奎等9 將鈣基膨潤土酸性活化， 然后對印染廢水脫色處 理，當 pH 為 7.08.0 ，加入量達到 30g/L 時在室溫條件下攪拌時間 35min時，其一次性COD去除率達76%色度去除率達87%若

25、經雙 層濾料柱進行過濾處理，色度去除率達93%以上, COD去除率達78% 處理后的印染廢水達到國家規定的排放要求。周珊10將200ml色度10000倍、吸光度A為0.2480、pH為6 的酸性藍印染廢水，調節 pH 值 36 后，加入 30g 20%鹽酸酸化處 理過的膨潤土，慢速攪拌10min,靜置20min濾，取其濾液測色度， 濾液色度由開始的 10000 倍降解至 400 倍，色度去除率高達 96%， 若再加入 600mg/L 的 FeCl3 絮凝劑,絮凝劑沉淀后,色度進一步降 至20倍，可達國家工業廢水二級排放標準(GB8978-88)的色度要 求。2.2.3 鹽浸法裘祖楠等 11 用

26、金屬離子（鋁鹽 - 鎂鹽）對膨潤土進行改性， 對水中活性艷紅染料進行了吸附脫色發現改性膨潤土還具有一定的 光化學催化降解作用。鈣基膨潤土通過酸活化、熱活化、TiCI4活化、羥基鋁和AICI3 活化，對堿性紫染料溶液進行處理，發現用 TiCl4 和 AlCl3 活化的 膨潤土對堿性紫染料脫色率分別達到 89%和 98%以上，比原土脫色率 顯著提高；通過X射線分析發現：TiCI4和AICI3活化的膨潤土具 有較大層間距， 而且吸附性能明顯提高。 改性膨潤土吸附堿性紫溶液 時主要是通過陽離子交換作用和染料分子與膨潤土顆粒發生共沉淀 作用 12 。2.2.4 其它改性方法邵穎等 13 對膨潤土改性及其

27、在分散大紅溶液脫色處理方面 進行了研究， 采用了新型無機有機改性方法， 對浙江臨安膨潤土進 行改性，有效地將雙長鏈陽離子表面活性劑引入膨潤土層間， 從而提 高了有機膨潤土的親油性和對廢水中有機污染物的吸附能力， 改性后 膨潤土在處理分散大紅時平衡速度快， 吸附性能佳， 脫色率可達 90%。 冀靜平等 14 對膨潤土改性及對染料廢水處理進行了研究。 通過對酸 性大紅BS活性艷紅KE-3B和酸性黑10B等染料廢水的實驗證明， 聚鐵改性的膨潤土對含各種類型染料廢水都有穩定的去除效果。 作者 認為，膨潤土的轉型和改性， 使膨潤土在水中由單晶片形成層狀締合 結構，從而在締合顆粒之間形成吸附容納有機大分子

28、的空間， 增加了晶面間距和膨潤土的比表面積。 經吸附飽和后的膨潤土可用于工業燒磚，使有機物燃燒分解，減少了二次污染。冀靜平等10 的研究表明， 經鈉改型和羥基鐵改性的膨潤土吸附劑在投加量為56g/L時，處理酸性大紅COD去除率達45%活性艷紅COD去除率為71%酸性黑 COD去除率達60%用氯化十六烷基吡啶（CPC或溴化十六烷基三 甲胺（CTMAB加入膨潤土反應，過濾，再在 8090C烘干，105C活 化，研磨后過 100 目篩制得了有機膨潤土，該改性膨潤土用于處理 含苯胺染料的廢水效果甚好。Jae-Hyunbae等15研究了 HDTMA膨潤土對陰離子型染料 酸性二號橙和陰離子型表面活性劑 DBS（十二烷基苯磺酸鹽）的競爭 吸附行為。 Konduru R 和 Ramakrishna 等16 比較了泥煤、鋼廠礦 渣、有機膨潤土以及飛灰吸附處理染料廢水的效果。研究發現，飛灰 和礦渣對酸性染料有較高的脫色率； 而有機膨潤土和泥煤對堿性染料 的脫色率較高。2.3 改性膨潤土混凝劑處理印染廢水張建英17探討了改性膨潤土混凝劑 Scpb （改性膨潤土混凝 劑Scpb是由膨潤土添加SCMC和PAC改性制成的80目固體顆粒。 主要成份是膨潤土、 PAC和SCMC對印染廢水的實際處理效果，結 果表明：Scpb在短時間內不但能夠使 COD去徐率達到60%以上，去