不同來(lái)源的污水成分差別很大[1]。生活污水主要是有機(jī)質(zhì)，其生化特性良好。然而，由于膳食結(jié)構(gòu)和一些排泄物的變化，生活污水的成分越來(lái)越復(fù)雜，處理難度逐漸增加。生產(chǎn)廢水包括工業(yè)，農(nóng)業(yè)和醫(yī)療廢水。該復(fù)合物通常含有大量有毒有害物質(zhì);污染主要是由于雨水徑流沖刷污染區(qū)域產(chǎn)生的廢水，例如垃圾堆和工業(yè)廢物。根據(jù)環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的“國(guó)家環(huán)境狀況公報(bào)”，2015年，中國(guó)劣質(zhì)V類水質(zhì)部分比例達(dá)到8.9%，貧困和極差地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)比例達(dá)到42.5%和18.8%。整體污染更加嚴(yán)重。與此同時(shí)，隨著中國(guó)城市化水平的提高，城市用水量和污水量也迅速增加，處理水平遠(yuǎn)低于美國(guó)，新加坡，荷蘭等發(fā)達(dá)國(guó)家，加工設(shè)施和技術(shù)不再能夠滿足當(dāng)前的處理需求。 2015年，中國(guó)城市生活污水排放量達(dá)到545億噸，占年污水排放總量的71.4%，已成為污水的主要來(lái)源。其中，雖然工業(yè)廢水排放量每年減少2%，但總處理量仍然很大。與此同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)環(huán)境意識(shí)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展觀念的變化，國(guó)家環(huán)保政策和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)迅速提高，越來(lái)越多的現(xiàn)有處理技術(shù)不再保證穩(wěn)定的合規(guī)性總的來(lái)說(shuō)，中國(guó)人口眾多，缺水資源。隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，用水需求和污水產(chǎn)量激增，社會(huì)環(huán)境意識(shí)逐步加強(qiáng)。國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，但污水處理設(shè)施和技術(shù)仍相對(duì)落后，污水處理率，先進(jìn)處理水平和回水用量遠(yuǎn)低于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家。目前，加快新型污水處理技術(shù)的研究和推廣，解決日益高漲的生活環(huán)境需求與環(huán)境污染之間的矛盾迫在眉睫。
1污水處理原理

污水處理技術(shù)原則上可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法，而污水處理技術(shù)或工藝通常采用多種原理進(jìn)行處理。(1)物理方法利用物理或機(jī)械力將漂浮物、懸浮物和油等污染物從廢水中分離出來(lái)。目前常用的污水處理設(shè)施按物理原理有格柵、篩網(wǎng)、過(guò)濾、沉砂池、沉淀池、隔油池、氣浮池、離心機(jī)、旋風(fēng)分離器等。(二)用中和、沉淀、氧化還原等化學(xué)方法從廢水中分離膠體和可溶性物質(zhì)的過(guò)程。(3)物化法是利用物理化學(xué)原理和化學(xué)單元操作，從廢水中去除污染物的過(guò)程。主要通過(guò)萃取、吸附、離子交換、膜分離等方法去除廢水中的有害污染物和膠體。(四)生物法人，是指為微生物繁殖創(chuàng)造條件，使其大量繁殖，分解有機(jī)物的技術(shù)。生物法按微生物種類分為好氧法和厭氧法，按微生物活性分為活性污泥法和生物膜法。活性污泥法及其衍生的改良工藝在城市污水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。

2污水處理新技術(shù)

隨著污水處理技術(shù)的不斷發(fā)展和探索，越來(lái)越多的新技術(shù)正在逐步成熟和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外污水處理新技術(shù)有光催化技術(shù)、超聲波技術(shù)、膜技術(shù)、生態(tài)過(guò)濾技術(shù)、微波輻射技術(shù)、微電解技術(shù)、超導(dǎo)磁選技術(shù)等。

2.1光催化技術(shù)

光催化是一種先進(jìn)的氧化技術(shù)，它利用光催化氧化還原污染物，產(chǎn)生CO2、水和各種鹽類，以達(dá)到凈化的目的。常用的材料有CdS、TiO 2和ZnO，其中TiO 2在紫外光照射下會(huì)產(chǎn)生自由電子，能夠激活空氣中的氧，形成高活性的自由基和活性氧。當(dāng)遇到污染物時(shí)，會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并達(dá)到了凈化效果[2]。松下[4]的光催化機(jī)理可以實(shí)現(xiàn)光催化劑TiO 2在廢水凈化中的有效回收。該技術(shù)采用多腔沸石吸附TiO 2顆粒，在不破壞活性中心的情況下實(shí)現(xiàn)催化劑的收集。催化劑在水中混合，TiO 2從沸石中分散到水中，達(dá)到較高的催化效率。經(jīng)處理后，沸石對(duì)TiO 2顆粒的吸附可使催化劑得到有效的再利用。傳統(tǒng)方法可以有效地降低TiO 2的比表面積，降低催化劑的活性，影響后續(xù)的使用。

2.2超聲波技術(shù)

超聲波水處理技術(shù)使用頻率為15~1000 kHz的超聲波照射污染物，空化效應(yīng)氣泡在很小的空間內(nèi)坍塌。釋放集中的聲場(chǎng)能量以產(chǎn)生高溫和高壓以形成局部熱點(diǎn)，并且改善反應(yīng)條件以加速反應(yīng)速率。該技術(shù)結(jié)合了高級(jí)氧化和超臨界氧化的特點(diǎn)，在難降解有機(jī)物和高毒污染物的處理方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)污水無(wú)害化處理，無(wú)二次污染處理具有重要意義。 姜秉辰[5]等采用超聲波處理工業(yè)廢機(jī)油污水的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在同一時(shí)間和頻率下，功率越大，分子量越大，開(kāi)裂效果隨著功率的增加而減弱。 Torres [6]等比較超聲，光催化和超聲/光催化降解技術(shù)對(duì)雙酚A(BPA)的降解性能和機(jī)理發(fā)現(xiàn)超聲波和光催化相互補(bǔ)充，高頻超聲可以更好地去除目標(biāo)污染物，并進(jìn)行光催化作用可以更有效地實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)的礦化。當(dāng)超聲頻率為300kHz時(shí)，功率為80W，加入50mg / L TiO2，反應(yīng)時(shí)間為4h，超聲/光催化組合技術(shù)的DOC去除率達(dá)到62%。

2.3膜分離技術(shù)

膜分離按孔徑大小可分為微濾、納濾、超濾和反滲透。它具有不引入其他物質(zhì)、占用空間小、大分子和小分子分離等優(yōu)點(diǎn)。它在大分子回收和污水深度處理方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。然而，目前，由于成本高、使用壽命短、易污染、易污染、易堵塞等問(wèn)題，大部分復(fù)雜的污水膜分離技術(shù)往往與其它技術(shù)結(jié)合使用，應(yīng)用較少。”劉瑞斌“【7】等人采用物理化學(xué)法、二氧化鈦光催化法、膜分離法處理電鍍廢水，達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)，回用率達(dá)85%以上。天一環(huán)保科技有限公司開(kāi)發(fā)了共軛膜富集(MET)系統(tǒng)和超臨界水氧化(SCWO)系統(tǒng)的新技術(shù)。MET系統(tǒng)可在廢水濃度高的同時(shí)產(chǎn)生循環(huán)水資源，產(chǎn)生資源效益;污水在SCWO系統(tǒng)無(wú)害化處理過(guò)程中可產(chǎn)生熱能、水、二氧化碳和無(wú)機(jī)鹽。通用電氣水處理加工集團(tuán)[9]成功開(kāi)發(fā)了一種具有反滲透膜防污、提高COD處理效果的膜生物反應(yīng)器。膜生物反應(yīng)器(MBR)可以通過(guò)吸附、預(yù)濃縮、生物降解和再吸附循環(huán)來(lái)處理廢水。能有效去除難降解的COD，不影響膜的使用壽命，使出水COD在(3-5)×10-5 mg/L之間。

2.4生態(tài)濾池

生態(tài)濾池(MEEF)是利用人工填料的過(guò)濾和生物膜微生物對(duì)有機(jī)物的生物降解原理，模擬自然生態(tài)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的一種新技術(shù)。它有效地結(jié)合了綜合濕地和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。以其節(jié)能、易于控制的特點(diǎn)，未來(lái)主要發(fā)展與其他處理技術(shù)或物理、化學(xué)等方法相結(jié)合，從兩個(gè)方面提高其處理效果。王龍棉[10]用酸性中和殘?jiān)?NUA)和脫水鋁泥(DAS)生態(tài)濾池成功地處理了畜禽廢水。NUA出水COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分別為52%、47%、47%和34%，總出水的平均去除率分別為79%、78%、70%和96%。吳正松[11]采用生態(tài)過(guò)濾技術(shù)處理COD平均值為158.13mg/L的低濃度生活污水，在1.5m3/d，60L/(m~2h)條件下，下行池氣水比為1：1，水力停留時(shí)間為2d。水處理能力為1.5m3/d，水力負(fù)荷為60L/(m~2h)，氣水比為1：1。COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分別為83.8%、93.1%、52.9%和79.1%.

2.5微波輻射技術(shù)

在微波輻射處理污水過(guò)程中，僅需少量的化學(xué)劑，甚至不需要化學(xué)試劑，就可以避免污水處理過(guò)程中的二次污染。微波輻射技術(shù)主要包括微波直接輻照法，微波輔助氧化法，微波誘導(dǎo)催化技術(shù)及微波水處理吸附劑的改性，再生和合成[12]。微波的物理、化學(xué)和生物效應(yīng)可以提高流體的溫度和壓力，并強(qiáng)烈促進(jìn)水中物質(zhì)的物理和化學(xué)反應(yīng)。它具有氧化快、效率高、時(shí)間短、去除率高、鹽度高、不引入新污染物等優(yōu)點(diǎn)。陳小英[13]等。微波與Fenton試劑在微波輻射下的加入可以有效地改變污泥的性能，提高污泥的脫水性能，微波輻射和Fenton試劑的加入效果較好。陳燦[14]等微波處理技術(shù)處理高濃度氨氮廢水，當(dāng)反應(yīng)4min時(shí)，氨氮廢水的去除率可達(dá)81.7%，具有高效，節(jié)能，環(huán)保的特點(diǎn)。

2.6微電解技術(shù)

微電解是以鐵為正極，碳為負(fù)極，在廢水電解質(zhì)中進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，達(dá)到廢水處理效果的一種技術(shù)。新生態(tài)的電極產(chǎn)物具有很高的活性，可與污水中的有機(jī)污染物氧化還原，使其結(jié)構(gòu)和形態(tài)發(fā)生變化，完成從難到易，從有色金屬向無(wú)色的過(guò)渡[15]。葉章穎[16]發(fā)現(xiàn)，在電流密度為20~40A/m2的實(shí)驗(yàn)條件下，微電解對(duì)氨氮的去除效果顯著，且隨著電流密度的增加，氨氮的去除速度越快，最佳去除條件為電流密度。水溫為40 A/m2，流速為32°C~(2)C~(500)mL/min。郭子軍[17]和其他碳纖維作為微電解和電極生物膜的電極材料，發(fā)現(xiàn)微電解廢水中PN，PP，TP和NH3-N的去除率達(dá)到94%，95%，分別。 93%和98%，當(dāng)水力停留時(shí)間和電流密度分別為8h和0.10mA / cm2時(shí)，各種污染物的處理效果最好。在該過(guò)程的穩(wěn)定操作下，最終流出物ρ(TN)和ρ(CODMn)是穩(wěn)定的。低于0.5mg / L，ρ(TP)小于0.05mg / L，濁度小于1.0NTU。楊曉明[18]等人以1:1的比例在1000(?)下烘烤鋁和碳2小時(shí)。然后燒結(jié)成顆粒。在廢水pH=10-11時(shí)，炭鋁微電解對(duì)品紅廢水的COD和色度的去除率分別達(dá)到68.2%和90%。楊麟[19]在初始pH=3，F(xiàn)e-C=5 2g/L，F(xiàn)e：C=3：1，H2O2=12 ml/L的條件下，廢水滲透液接觸反應(yīng)1h，COD去除率明顯達(dá)到75%。

2.7超導(dǎo)磁分離技術(shù)

磁選技術(shù)是利用磁選技術(shù)對(duì)廢水中雜質(zhì)顆粒進(jìn)行磁選的一種分離技術(shù)。主要有三種方法：微生物磁選法和直接或間接磁選法。超導(dǎo)磁分離技術(shù)是20世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)的技術(shù)。它在磁選設(shè)備中使用超導(dǎo)磁體代替?zhèn)鹘y(tǒng)磁體[20]，具有處理效果好，節(jié)能環(huán)保，設(shè)備簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)[21]。大阪大學(xué)[22-25]通過(guò)幾十年的污水處理超導(dǎo)磁選技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室研究，成功地研制出了超導(dǎo)高梯度場(chǎng)磁選污水的原型。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明，采用超導(dǎo)高梯度磁場(chǎng)磁選技術(shù)，可以一次將污水的COD從1000 mg/L降低到20 mg/L。陳顯利[26]研制的直接冷卻高溫超導(dǎo)磁體技術(shù)已成功應(yīng)用于小型造紙廠。經(jīng)磁選處理的集水廢水COD由1780 mg/L降至147 mg/L。林峰[27]采用脈沖電凝聚負(fù)載磁絮凝技術(shù)處理車(chē)間鍍鋅、鍍銅等綜合污水。經(jīng)處理后各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，六價(jià)鉻離子、鋅離子和銅離子的去除率均在99%以上。

3展望

目前，中國(guó)的污水處理技術(shù)與國(guó)外相比仍然相對(duì)落后。主要存在處理效率，自動(dòng)化程度，深度處理率低，能耗高等問(wèn)題。近年來(lái)，超導(dǎo)磁分離，微博輻射，生態(tài)濾波等新技術(shù)得到了極大的發(fā)展，許多工程應(yīng)用范圍很小，取得了良好的效果。傳統(tǒng)技術(shù)和新技術(shù)都有自己的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，但與傳統(tǒng)技術(shù)形成的許多經(jīng)典處理工藝相比，新技術(shù)缺乏完整的處理技術(shù)已成為制約其快速推廣的重要因素。未來(lái)新技術(shù)的研究應(yīng)充分考慮污水水質(zhì)特征和循環(huán)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并以“穩(wěn)定合規(guī)+能源+資源，低碳低耗”的理念，將新技術(shù)有效地融入現(xiàn)有成熟技術(shù)中。 。
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