新技术与新工艺概述.pdf

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1、新技术与新工艺概述新技术与新工艺概述近年来水处理界出现了包括膜处理、光催化氧化、超临界水氧化、湿式氧化、污水生物脱氮除磷、污水生物处理、自然生物净化、污泥处理、管道分质供水等新技术，主要介绍上述内容。近年水处理行业出现的新技术或新系统如下。（1）新型低能耗一体化 MBR 工程结构技术 我国目前污水处理主要依赖第一、二代技术。第一代污水处理技术是传统活性污泥法，优点是能耗及运行费用较低，但占地大、出水水质差且不稳定，达不到中水回用要求。第二代技术是基于膜法的常规 MBR 污水处理工艺，已经在我国部分大、中城市开始应用，出水水质稳定且能达到回用水标准，但由于膜材料价格高导致工程投资大。而新研发的第

2、三代污水处理技术，能系统解决前两代污水处理系统的问题。例如新型低能耗一体化，MBR 工程结构技术，结合了以三池合一为核心的工程结构技术、以新型无机-有机复合膜为核心的成套装备技术、以高度智能化为特点的远程控制技术等。据此研发的小型污水处理成套设备，未来可以在农村畜禽养殖场、旅游景点、高速公路服务区、海岛等需要小型污水处理设施的地方广泛应用。此项技术与现有污水处理技术相比，具有能耗低、占地小、出水水质优良稳定、自动化程度高、可远程控制管理、工程造价低等优点，便于在城镇和农村推广，市场应用前景广阔。（2）价格低廉低能耗海水淡化技术 污水净化是一个既困难又昂贵的过程，尤其是对那些资金匮乏的发展中国家

3、，因此，一个超级廉价的水净化技术有着十分广阔的前景。2015 年 9 月，来自埃及亚历山大大学的研究人员公布了一种新型低成本的海水淡化膜技术，膜材料价格低廉，同时可以实现低能耗。该技术采用了渗透蒸发（又称渗透汽化，是有相变的膜渗透过程）的技术原理，研究人员开发出醋酸纤维素膜与其他组件相结合，并使用外部热源将膜透过组分气化，从而达到过滤粒子和盐分的目的。该技术不仅能淡化海水，也能去除海水中的污物。这个技术目前在埃及、中东和北非大多数国家中使用，它能够有效地淡化高浓度盐水，比如红海。然而，在期待着把该技术投入到实践中之前，还是需要做大量工作的该项目的学术研究工作必须先进行小规模初步试验，以证明该理

4、论在大范围中可行。其次，如何处理过程中生成的废物也是一个问题。（3）好氧新技术 随着城镇污水处理事业的不断发展，产生的污泥量也日益增加，处理形势十分严峻。据不完全统计，我国污泥年产生量3000 多万吨，并以每年 15%的速度递增。2012 年，国务院办公厅印发的十二五 全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划要求到 2015 年，直辖市、省会城市和计划单列市的污泥无害化处理处置率达到 80%，其他城市达到 70%，县城及重点镇达到30%以上。2015 年 4 月发布的水十条 更是明确要求推进污泥处理处置，现有污泥处理处置设施应于 2017 年年底前基本完成达标改造，地级及以上城市污泥无害化处理处

5、置率应于 2020 年年底前达到 90%以上，非法污泥堆放点一律予以取缔。自 2012 年开始，北京排水集团开始跟踪 UTM 超高温生物干化技术，从中试到实际工程应用历经两年。在顺义污泥再生利用项目就采用了 UTM 超高温生物干化工艺，这一工艺的核心菌种是北京绿源科创环境技术有限公司的专利菌种高能嗜热菌。这一菌种可有效打开污泥中的有机分子链，使污泥中的水分迅速挥发，污泥的含水率可降低到 35%以下。相较于传统好氧发酵技术，可使发酵温度低、发酵周期长、病原体和虫卵不能彻底杀灭的问题得到妥善解决，能实现污泥的无害化和稳定化处理。这一技术被列入科技部的火炬计划，被认为是对传统好氧发酵工艺的创新，使污

6、泥稳定化、无害化后进行土地利用变为现实。（4）光催化技术 在传统的光催化材料中，二氧化钛因其具有无毒、化学稳定性好、氧化能力强、无二次污染等优点而被广泛关注。然而，二氧化钛太阳光能吸收率较低、分离和再生性及循环使用性能差，限制了其应用。科研人员将金属酞菁（MPc）与二氧化钛复合制备出一种新型光催化材料，能有效拓宽二氧化钛吸收光的波长范围。提高二氧化钛的光催化效率。该研究为光催化污水处理技术升级提供了新思路。使用太阳能源的光催化能够产生活性很高的氧化活性物种，充分氧化有机污染物，是一种有效的降解方法，且成本很低。但光降解的材料大多利用紫外线进行作用，所以可见光到达地面时只有 5%的利用率。重庆文

7、理学院学生团队研制出一种用于光催化氧化技术处理污水的系统，已申请国家专利。他们找到一种利用可见光发生作用、适合重庆的光降解材料将氯氧铋十硫化镉混合制成的材料，对可见光有反应。并对毒性较大的酚类物质、苯等有机物质能起到非常好的降解作用。（5）再生粉末活性炭污水处理技术 粉末活性炭处理污水不是新技术，但要大规模应用，首先必须降低污水中的悬浮物，还要解决过水量小的问题。而核心和难点，是如何降低使用成本。在通行的粉末活性炭过滤罐的基础上，设计了一种适应粉末活性炭的全新的连续式粉末活性炭过滤罐，粉末活性炭滤芯在罐中布局巧妙。这种过滤罐可以不间断地长时间连续工作，一个过滤罐 24h 过滤 1 万吨劣五类污

8、水。（6）美科学家研发可饮用书 可过滤污水中 99%细菌 可饮用书当然不是指书本身能喝，而是指这本印着滤水方法和卫生知识的书可以过滤淡水，使其变得可以饮用。可饮用书是由弗吉尼亚大学和卡内基梅隆大学的科学家们合作研发的一款集书本和过滤器于一身的工具。它的书页上含有纳米银离子，水中的细菌等有害物质在渗过纸页时会被纸页中的银离子与铜离子吸附。一张过滤书页可以净化 100L 的水源。一本可饮用书就可以满足一个人 4 年的用水所需。在测试过滤 了南非、加纳和孟加拉共和国的 25 处被污染水源后，该书被证实可以成功过滤掉污水中 99%的细菌。研究者们称，过滤后的水源与美国标准自来水水质相近，有微量的银离子

9、和铜离子在过滤中进入水中，但都符合标准。（7）新一代电吸附技术助化工废水零排放 2015 年 6 月 10 日12 日，在上海国际水展上，全新概念E 十零排放技术引起极大关注与轰动。E 十零排放系列工艺技术是以当代先进的电极材料为核心，集成目前市场上成熟的膜处理技术、生化处理技术、蒸发技术等，形成1N 污废水处理技术系统，其工艺特点是专长高硬高盐水的处理，具有无需软化除硬、处理过程简练、制水成本低廉、无二次污染、适用范围广等优点。其最大亮点之一是较传统工艺大大降低了零排放成本。若采用传统的 RO+MVR 技术，要实现零排放，每吨水处理成本高达9.49 元，而E 十零排放工艺将吨水处理成本降低到

10、 3.62 元，较传统工艺下降 60%以上。对于高耗水企业来说，实施废水零排放的可行性大大增加。（8）治污新方法微动力投资小占地少效果好 生活污水微动力人工生态湿地处理工艺就是将生活污水在管道的导引下，经过格栅井、厌氧池、好氧池后流到人工湿地，即美人蕉等植物的根系下面。污水中的富营养分子经过砾石层层过滤后，最终由美人蕉等植物吸收，经过一系列程序，生活污水能够达到国家污水综合排放标准一级标准。（9）科研团队研发出绿色高分子缓冲体系 传统的 pH 缓冲体系一般由易溶的小分子共轭酸碱对组成。它能自如地调控溶液的 pH 值，被广泛地应用干工业生产、化学分析、生物医学与环境保护等领域。但其存在一系列缺憾，如导致目标产品的纯化困难、含有高浓度缓冲剂的废液后处理非常棘手等，严重制约其工业化。上海科研人员研发出一种可以循环使用的、易分离的聚合物支载的pH缓冲体系。他们提出一种固相缓冲剂的概念，并设计了一种高分子支载的共轭酸碱对，它完全不溶于水或者有机溶剂，通过离子交换机制来控制溶液的 pH 值。这种缓冲体系的后处理非常简便，仅仅运用过滤操作，就可以把高分子支载的缓冲剂完全从溶液中分离出来，而且这种高分子 pH 缓冲剂可以不经处理而连续循环使用。