水处理新技术新工艺与设备

为什么我的眼里常含泪水？因为...Weneed...水处理新技术、新工艺与设备

“水处理”就是通过物理、化学、生物的手段，去除水中一些对生产、生活不需要的有害物质的过程。是为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝，以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。由于社会生产、生活与水密切相关。因此，水处理领域涉及的应用范围十分广泛，构成了一个庞大的产业应用。

一、定义常用的的水处处理方方法（一）沉沉淀物物过滤滤法（二））硬水水软化化法（三））活性性炭吸吸附法法（四））去离离子法法（五））逆渗渗透法法（六））超过过滤法法（七））蒸馏馏法（八）紫外外线消毒法法（九）生物物化学法(十)混混合离子交交换法二、水处理理的发展历历程水处理技术术目前我国水水处理中应应用较多的的技术包括括：氧化沟工艺艺、SBR法、CASS工艺艺、接触氧氧化法、曝曝气生物滤滤池工艺（（BAF））、MBR法和速分分生物处理理技术等。。城市饮用水水处理工艺艺的发展第一代工艺艺20世纪以以前，城市市饮用水安安全得不到到保障，致致使强烈性性传染病流流行，给城城市居民的的生命健康康构成了重重大威胁，，这使人类类面临着一一个重大的的生存问题题，即生物物安全性问问题。为了了解决这个个问题，20世纪初初，研发出出了混凝、、沉淀、过过滤、氯消消毒工艺，，人们把此此工艺称之之为常规水水处理工艺艺，这一工工艺使传染染病流行得得到控制，，可称之为为第一代工工艺。第二代工艺艺上世纪70年代又发发现了一些些有毒物，，这些物质质能够致癌癌，长期饮饮用对人体体有害。人人类又一次次面临饮水水安全问题题，这次遇遇到的是化化学安全性性问题，为为了解决这这个问题，，人们在第第一代工艺艺基础上增增加了臭氧氧颗粒活性性炭的工艺艺，称作第第二代工艺艺。国外把把它作为通通用的工艺艺来推广，，国内也在在推广此类类的工艺。。第三三代代工工艺艺————以以超超滤滤为为核核心心技技术术的的组组合合工工艺艺针对对这这些些新新的的生生物物安安全全性性问问题题，，第第一一代代工工艺艺或或者者第第二二代代工工艺艺都都不不能能完完全全使使新新的的生生物物安安全全性性问问题题得得到到解解决决和和控控制制，，所所以以有有待待发发展展新新的的、、更更有有效效的的技技术术和和工工艺艺。。对对水水来来说说，，生生物物安安全全性性问问题题对对人人类类危危害害是是最最大大的的，，保保证证水水的的生生物物安安全全性性应应是是首首要要的的。。我国水污染处处理设备的发发展历程大致分为四个个阶段：（1）1980～1989年的快速速起步阶段。。（2）1990～1996年的落入入低谷阶段。。（3）1997～2005年的复苏苏发展阶段。。（4）2006年以后的的蓬勃发展阶阶段。三、原理、优优缺点及应用用3.1超临临界水氧化技技术（SCWO)原理:超临界状态下下超临界水能能与氧或空气气完全互溶，，将废水中所所含的有机物物用氧化剂迅迅速氧化分解解为水、CO2等简单无无害的小分子子化合物。优缺点：超临界水氧化化技术作为一一种绿色环保保技术，在处处理有毒、难难降解和高浓浓度有害物质质上有众多优优势，且目前前其应用基础础已经形成，，国外也有实实际的工业应应用。但是超超临界水氧化化反应器的腐腐蚀和结垢问问题，以及超超临界水氧化化的高耗能、、高费用的问问题严重阻碍碍了该技术在在工业生产中中的推广和发发展，成为制制约其工业化化的瓶颈问题题。应用：目前在欧美许许多国家，已已有许多中试试和工业规模模的SCWO装置投入了了运行。1994年，ECO公司在在美国的Texas设计计和建造了第第一个用于处处理民用废物物的工业装置置。该装置处处理酒精和胶胶的混合废液液，100kg／h，，TOC的去去除率达到了了99.9％。目前，，SCWO技技术主要被美美国国防部和和能源部用来来处理化学武武器，火箭推推进剂，炸药药等高能废物物。德国和日日本也采用了了SCWO处处理土壤中含含有的多氯联联苯，国内研研究人员在SCWO处理理造纸废水、、有机磷氧乐乐果农药、含含硫废水等方方面同样取得得了较好的结结果。3.2湿湿式氧氧化技技术（（WAO））原理：：是在高高温（（120～～374℃℃）、、高压压（0.5～20Mpa）和和液相相条件件下用用氧化化剂（（空气气或氧氧气））氧化化水中中溶解解态或或悬浮浮态有有机物物和还还原态态无机机物的的一种种高级级氧化化技术。。优缺点点：与常规规方法法相比比，该该方法法几乎乎可以以无选选择性性的高高效氧氧化各各类高高浓度度有机机废水水，而而且处处理时时间短短、处处理效效率高高、几几乎没没有二二次污污染、、且具具有能能回收收有用用的物物质和和能量量等优优点，，因而而受到到了世世界各各国科科研人人员的的广泛泛重视视。应用：：CWAO处处理工工艺在在日、、美等等发达达国家家备受受重视视，将将其应应用于于石油油、化化工、、制药药等行行业的的工业业废水水、城城市污污泥处处理等等方面面。3.3光光催化氧化化技术原理:在紫外线的的照射下，，光催化剂剂表面产生生电子-空空穴对，当当存在合适适的俘获剂剂或表面缺缺陷时，电电子-空穴穴的复合会会受到抑制制，而复合合前，在光光催化剂表表面发生氧氧化还原反反应。空穴穴具有很强强的化学反反应活性，，体系中多多数光催化化氧化反应应，是直接接或间接利利用空穴的的这一氧化化能力，它它一般与其其表面吸附附的H2O或OH-反应形成成·OH，同时时体系中中还产生生其他具具有氧化化性的自自由基，，如超氧氧离子自自由基··O2-、H2O·自由由基等，，这些氧氧化性很很强的自自由基，，能将各各种有机机物直接接或间接接催化为为CO2、H2O等无机机小分子子物质。。优缺点：：利用光催催化技术术不仅能能够处理理染料、、农药及及其他含含难降解解污染物物的废水水，同时时具有很很好的杀杀菌抑制制病毒活活性的作作用，且且不会形形成对人人体有害害的中间间产物。。TiO2光催催化技术术逐渐在在水处理理领域展展现出了了诱人的的前景，，并被认认为是当当前最具具有开发发前景的的水处理理技术。。但是光光催化氧氧化技术术存在光光能利用用率低、、电子-空穴复复合率高高、量子子效率低低等不足足，因而而限制了了对该技技术的应应用。应用：(1)处理微微量有机污染染物(2)废水处处理(3)灭活细细菌3.4MBR污水生物物处理技术原理：它利用膜分离离设备将生化化反应池中的的活性污泥和和大分子物质质截留，省掉掉二沉池，活活性污泥浓度度大大提高，，水力停留时时间（HRT）和污泥停停留时间（SRT）可以以分别控制，，使难降解的的物质在反应应中不断反应应、降解。优缺点：膜生物反应器器与传统的生生物处理方法法相比，是目目前最有前途途的废水处理理新技术之一一。在使用过过程中阻碍其其发展的主要要问题就是膜膜污染。因此此MBR的运运行费用略高高于常规生物物处理方法，，但随着膜制制造技术的进进步，膜质量量的提高和膜膜制造成本的的降低，MBR的投资也也会随之大幅幅度降低。另另外，随着各各种新型膜生生物反应器的的开发，其运运行费用会大大幅度下降。。应用：MBR在国外外已广泛应用用，国内正在在研究和推广广应用。MBR重点应用用领域：现有有城市污水厂厂的更新升级级；无排水管管网地区的污污水处理，如如开发区、度度假区、旅游游风景区等；；有污水回用用需求的地区区或场所；高高浓度、有毒毒、难降解工工业污水的处处理；垃圾填填埋渗滤液的的处理及回用用；小规模污污水处理厂（（站）的应用用。另外，随随着各种新型型膜生物反应应器的开发，，如利用位差差驱动出水和和低水头间断断工作的重力力淹没式MBR、厌氧MBR等，与与传统的好氧氧加压膜生物物反应器相比比，其运行费费用会大幅度度下降。MBR处理有有机废水-常常州大学科学学技术处应用领域：分散式生活污污水处理―居居民小区、旅旅游度假村、、船舶等；可生物降解的的工业废水处处理―印染、、炼油、化工工、食品业等等。展望—FUTURE21世纪的水水处理科技是是水质科学的的核心内容。。由于水资源源的世界性严严峻形势，21世纪将成成为水处理科科技得到迅猛猛发展的时代代,怎样发展展？这虽然是是一个世界性性问题，但应应该结合中国国的情况来提提问题。对中中国来说，21世纪的水水处理科技任任务极为艰巨巨。大致说来，21世纪的水水处理科技任任务是：防止止由于水资源源水质恶化对对国家的经济济可持续发展展产生瓶颈效效应甚至水质质灾害。中国国水资源水质质恶化主要来来源于废水处处理的旧债和和新债。中国国的七大水系系中，63.1％的河段段水质为Ⅳ类类、Ⅴ类或劣劣Ⅴ类，失去去作为饮用水水水源的功能能。这是旧债债。按国家现现有规划，2000年的的城市废水集集中处理率为为25％，因因此，有75%的废水处处理率新债。。但这些并不不代表全部债债。可以看出出，在现有的的水处理技术术水平和资金金来源机制的的条件下，每每年将不断出出现新债。因此，21世世纪可能会出出现由于水资资源水质继续续恶化，对国国家的经济持持续增长产生生严重的瓶颈颈效应，甚至至要警惕可能能出现的，可可以类比于大大面积洪水那那样的水资源源水量灾害的的水资源水质质灾害。中国国水处理科技技的时代任务务与挑战是防防止这一严重重形势的出现现。这当然也也是水质科学学与工程的学学科时代任务务与挑战。具具体的设想有有：在2025年内，开开发出具