圍觀|水處理行業最領先的10項技術

1. 膜技術(shu)
膜分(fen)離法常(chang)用(yong)的有微濾、納濾、超濾和反滲透等(deng)技術。由(you)于膜技術在(zai)處理過程(cheng)中不引(yin)入(ru)其他(ta)雜質,可以實現大(da)(da)分(fen)子和小分(fen)子物質的分(fen)離,因此常(chang)用(yong)于各種(zhong)大(da)(da)分(fen)子原料的回收。
如利用(yong)(yong)超濾技術(shu)回收印染廢(fei)水的(de)(de)(de)聚乙烯(xi)醇漿料等(deng)。目前限制膜(mo)技術(shu)工程應用(yong)(yong)推廣的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)難(nan)點是膜(mo)的(de)(de)(de)造價高、壽(shou)命短、易受污染和結垢(gou)堵塞(sai)等(deng)。伴隨著膜(mo)生產(chan)技術(shu)的(de)(de)(de)發展,膜(mo)技術(shu)將在(zai)廢(fei)水處理領(ling)域得到越來越多的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)。

2. 鐵碳微(wei)電解處理技(ji)術
鐵(tie)碳微電(dian)(dian)解法(fa)(fa)是(shi)利用(yong)Fe/C原(yuan)(yuan)電(dian)(dian)池反應原(yuan)(yuan)理對廢水(shui)進(jin)行處理的(de)(de)良好工藝,又稱(cheng)內(nei)電(dian)(dian)解法(fa)(fa)、鐵(tie)屑過(guo)濾法(fa)(fa)等。鐵(tie)炭微電(dian)(dian)解法(fa)(fa)是(shi)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)的(de)(de)氧化(hua)還原(yuan)(yuan)、電(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)對對絮體(ti)的(de)(de)電(dian)(dian)富集(ji)作(zuo)(zuo)用(yong)、以及電(dian)(dian)化(hua)學(xue)反應產物的(de)(de)凝(ning)聚、新生絮體(ti)的(de)(de)吸附和床層過(guo)濾等作(zuo)(zuo)用(yong)的(de)(de)綜合效應,其中(zhong)主(zhu)要是(shi)氧化(hua)還原(yuan)(yuan)和電(dian)(dian)附集(ji)及凝(ning)聚作(zuo)(zuo)用(yong)。
鐵屑(xie)(xie)浸沒在(zai)(zai)含(han)大量電解(jie)質的廢水中時,形(xing)(xing)成無數個微小的原(yuan)(yuan)電池,在(zai)(zai)鐵屑(xie)(xie)中加入焦炭后,鐵屑(xie)(xie)與焦炭粒接觸進一(yi)步形(xing)(xing)成大原(yuan)(yuan)電池,使(shi)鐵屑(xie)(xie)在(zai)(zai)受(shou)到微原(yuan)(yuan)電池腐蝕的基礎上(shang),又受(shou)到大原(yuan)(yuan)電池的腐蝕,從而加快了電化學(xue)反應的進行。
此法具(ju)有(you)適用范圍廣、處(chu)理效果好(hao)、使用壽命長、成本(ben)低(di)廉及(ji)操作維護方便等諸(zhu)多優點,并使用廢鐵(tie)(tie)屑(xie)為原料,也不需消耗電(dian)力資源,具(ju)有(you)“以廢治廢”的(de)意義。目前鐵(tie)(tie)炭(tan)微電(dian)解(jie)技術(shu)已經廣泛應用于印染、農藥/制藥、重金屬、石油化工及(ji)油分等廢水以及(ji)垃圾滲濾液處(chu)理,取得了良(liang)好(hao)的(de)效果。
3. Fenton及類Fenton氧(yang)化法(fa)

典型(xing)的Fenton試(shi)劑是(shi)由(you)Fe2+催化H2O2分解產生(sheng)(sheng)˙OH,從而(er)引(yin)發(fa)有(you)機物的氧(yang)化降(jiang)解反應。由(you)于(yu)Fenton法(fa)處(chu)理(li)廢水所需時間長,使用的試(shi)劑量(liang)多,而(er)且(qie)過量(liang)的Fe2+將增大處(chu)理(li)后廢水中(zhong)的COD并產生(sheng)(sheng)二次(ci)污(wu)染。
近年來,人們(men)將(jiang)紫(zi)外光、可見(jian)光等引入Fenton體系(xi),并(bing)研究采用其他過渡金屬(shu)替(ti)代Fe2+,這些方法可顯著增(zeng)強Fenton試(shi)(shi)劑(ji)(ji)對(dui)有機物的氧化降(jiang)解能(neng)力,減少Fenton試(shi)(shi)劑(ji)(ji)的用量,降(jiang)低處理成本,統稱為類Fenton反應。
Fenton法(fa)反應條件溫和,設(she)備較為簡單(dan),適用范(fan)圍廣(guang);既可作為單(dan)獨處(chu)(chu)理(li)技術(shu)應用,也可與其他方法(fa)聯用,如與混(hun)凝(ning)沉(chen)淀法(fa)、活性碳法(fa)、生物處(chu)(chu)理(li)法(fa)等(deng)聯用,作為難降解有機廢水的預處(chu)(chu)理(li)或深度處(chu)(chu)理(li)方法(fa)。
4. 臭氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化
臭氧(yang)是一種強(qiang)氧(yang)化(hua)(hua)劑,與還(huan)原態污(wu)染物(wu)反(fan)應(ying)(ying)時速度快,使(shi)用方便,不產生二次污(wu)染,可用于污(wu)水的消毒(du)、除(chu)色、除(chu)臭、去(qu)除(chu)有機物(wu)和降低COD等。單獨使(shi)用臭氧(yang)氧(yang)化(hua)(hua)法造價(jia)高、處理成本昂(ang)貴(gui),且(qie)其氧(yang)化(hua)(hua)反(fan)應(ying)(ying)具有選(xuan)擇性,對(dui)某(mou)些鹵代烴及(ji)農藥等氧(yang)化(hua)(hua)效果比(bi)較差。
為此,近年來發(fa)(fa)展了(le)旨在(zai)(zai)提(ti)(ti)高臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)效(xiao)率(lv)的(de)(de)相關組合(he)技術(shu),其中(zhong)UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合(he)方式不僅可提(ti)(ti)高氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)速率(lv)和效(xiao)率(lv),而且能(neng)夠氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)單獨作(zuo)用時難以氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)降解的(de)(de)有機(ji)物。由于臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)在(zai)(zai)水(shui)中(zhong)的(de)(de)溶解度(du)(du)較低(di),且臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)產生效(xiao)率(lv)低(di)、耗(hao)能(neng)大(da),因此增大(da)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)在(zai)(zai)水(shui)中(zhong)的(de)(de)溶解度(du)(du)、提(ti)(ti)高臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)利用率(lv)、研(yan)(yan)制(zhi)高效(xiao)低(di)能(neng)耗(hao)的(de)(de)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)發(fa)(fa)生裝(zhuang)置成為研(yan)(yan)究的(de)(de)主要方向。
5. 磁分離技術
磁(ci)分離(li)技(ji)術是近年來(lai)發(fa)展的一種(zhong)新型的利用(yong)廢水中雜質顆(ke)粒的磁(ci)性(xing)進行分離(li)的水處理技(ji)術。對于水中非(fei)磁(ci)性(xing)或(huo)弱磁(ci)性(xing)的顆(ke)粒,利用(yong)磁(ci)性(xing)接種(zhong)技(ji)術可使它們具(ju)有(you)磁(ci)性(xing)。
磁(ci)(ci)(ci)分離技術應用于廢(fei)水處理有三種(zhong)方法(fa):直接(jie)磁(ci)(ci)(ci)分離法(fa)、間接(jie)磁(ci)(ci)(ci)分離法(fa)和(he)微生物—磁(ci)(ci)(ci)分離法(fa)。
目(mu)前研(yan)究(jiu)的磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)化技(ji)(ji)術主要包括磁(ci)(ci)性(xing)(xing)(xing)團聚(ju)技(ji)(ji)術、鐵鹽共沉技(ji)(ji)術、鐵粉法、鐵氧體法等,具有代表性(xing)(xing)(xing)的磁(ci)(ci)分(fen)離設備是圓(yuan)盤磁(ci)(ci)分(fen)離器和高梯度磁(ci)(ci)過濾器。目(mu)前磁(ci)(ci)分(fen)離技(ji)(ji)術還處于實驗室研(yan)究(jiu)階段,還不(bu)能應(ying)用于實際工程實踐。
6. 等離子水處理技術(shu)
低溫(wen)等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)水處(chu)理(li)技術(shu),包括(kuo)高壓(ya)脈沖放(fang)電(dian)等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)水處(chu)理(li)技術(shu)和輝光(guang)放(fang)電(dian)等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)水處(chu)理(li)技術(shu),是利用放(fang)電(dian)直接在(zai)水溶液中產生等(deng)離子(zi)(zi)體(ti),或者將氣體(ti)放(fang)電(dian)等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)中的(de)活性粒子(zi)(zi)引入水中,可(ke)使水中的(de)污染物(wu)徹底氧化、分解。
水(shui)溶液中(zhong)的(de)(de)(de)(de)直(zhi)接脈沖(chong)放(fang)電可(ke)以(yi)在(zai)常溫(wen)常壓(ya)下操作,整個放(fang)電過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)無需加入(ru)催化劑就可(ke)以(yi)在(zai)水(shui)溶液中(zhong)產生原位的(de)(de)(de)(de)化學氧化性物(wu)種氧化降解有(you)機(ji)(ji)物(wu),該項技術(shu)對低濃度有(you)機(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)處理經濟且有(you)效。此外,應(ying)(ying)用(yong)脈沖(chong)放(fang)電等(deng)(deng)離子體(ti)水(shui)處理技術(shu)的(de)(de)(de)(de)反應(ying)(ying)器形式(shi)可(ke)以(yi)靈活調整,操作過(guo)程(cheng)(cheng)簡單(dan),相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)維護費用(yong)也較低。受放(fang)電設備(bei)的(de)(de)(de)(de)限制,該工藝降解有(you)機(ji)(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)利用(yong)率較低,等(deng)(deng)離子體(ti)技術(shu)在(zai)水(shui)處理中(zhong)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)還處在(zai)研發階段。
7. 電(dian)化學(催(cui)化)氧化
電化學(催化)氧(yang)化技術通過陽極反應直(zhi)接降解有機物(wu),或通過陽極反應產生羥基自由基(˙OH)、臭(chou)氧(yang)等氧(yang)化劑降解有機物(wu)。
電(dian)(dian)化學(催化)氧化包括(kuo)二(er)(er)維(wei)和三(san)維(wei)電(dian)(dian)極體系。由于三(san)維(wei)電(dian)(dian)極體系的(de)微電(dian)(dian)場(chang)電(dian)(dian)解作用,目前備受推(tui)崇。三(san)維(wei)電(dian)(dian)極是在傳統的(de)二(er)(er)維(wei)電(dian)(dian)解槽的(de)電(dian)(dian)極間裝填粒(li)狀或(huo)其他碎(sui)屑狀工作電(dian)(dian)極材料,并使裝填的(de)材料表(biao)面帶電(dian)(dian),成為第三(san)極,且在工作電(dian)(dian)極材料表(biao)面能發生(sheng)電(dian)(dian)化學反應。
與二維(wei)平板電(dian)(dian)(dian)極相(xiang)比,三維(wei)電(dian)(dian)(dian)極具有很大的比表面,能夠(gou)增(zeng)加(jia)電(dian)(dian)(dian)解槽的面體比,能以(yi)較低(di)電(dian)(dian)(dian)流(liu)密度提供較大的電(dian)(dian)(dian)流(liu)強度,粒子間距小而(er)物(wu)質傳質速度高(gao),時(shi)空轉換效率高(gao),因此電(dian)(dian)(dian)流(liu)效率高(gao)、處理效果好。三維(wei)電(dian)(dian)(dian)極可用于處理生活污水,農藥(yao)、染料、制藥(yao)、含酚廢水等難降解有機廢水,金屬離子,垃圾滲濾(lv)液(ye)等。
8. 輻(fu)射技(ji)術
20世紀70年代(dai)起,隨(sui)著大(da)型鈷源和電子加速(su)器技術的發展,輻(fu)射技術應(ying)用中(zhong)的輻(fu)射源問(wen)題逐(zhu)步得到改善。利用輻(fu)射技術處理廢水中(zhong)污(wu)染物(wu)的研究引起了(le)各(ge)國的關注和重視。
與(yu)傳統的化(hua)學氧化(hua)相比(bi),利用(yong)(yong)(yong)輻(fu)射技術處理污(wu)染(ran)(ran)物(wu),不需(xu)加入或只需(xu)少量加入化(hua)學試劑,不會產(chan)生(sheng)二次污(wu)染(ran)(ran),具有降解效率高、反應速度快、污(wu)染(ran)(ran)物(wu)降解徹(che)底等(deng)優點。而且(qie),當(dang)電離輻(fu)射與(yu)氧氣、臭氧等(deng)催化(hua)氧化(hua)手段聯合使用(yong)(yong)(yong)時(shi),會產(chan)生(sheng)“協(xie)同效應”。因此,輻(fu)射技術處理污(wu)染(ran)(ran)物(wu)是一(yi)種清潔的、可持續利用(yong)(yong)(yong)的技術,被國際原(yuan)子(zi)能(neng)(neng)機構列為(wei)21世(shi)紀(ji)和平利用(yong)(yong)(yong)原(yuan)子(zi)能(neng)(neng)的主(zhu)要研究方向。
9. 光(guang)化學催化氧化
光(guang)化(hua)(hua)(hua)學催化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)技術(shu)是(shi)在(zai)(zai)光(guang)化(hua)(hua)(hua)學氧(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)基礎上發展起(qi)來的(de),與光(guang)化(hua)(hua)(hua)學法(fa)相比,有更強的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)能力,可使有機污染物更徹(che)底地降解。光(guang)化(hua)(hua)(hua)學催化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)是(shi)在(zai)(zai)有催化(hua)(hua)(hua)劑的(de)條(tiao)件下的(de)光(guang)化(hua)(hua)(hua)學降解,氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑在(zai)(zai)光(guang)的(de)輻射下產生氧(yang)化(hua)(hua)(hua)能力較(jiao)強的(de)自由基。
催化(hua)劑(ji)有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和(he)(he)Fe3O4等(deng)(deng)(deng)。分為均(jun)相和(he)(he)非均(jun)相兩種(zhong)類型,均(jun)相光(guang)(guang)催化(hua)降(jiang)解(jie)(jie)是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光(guang)(guang)助-Fenton反(fan)應產(chan)生羥基自(zi)由基使污(wu)染(ran)物(wu)得到降(jiang)解(jie)(jie);非均(jun)相催化(hua)降(jiang)解(jie)(jie)是在(zai)(zai)污(wu)染(ran)體(ti)(ti)(ti)系中投入一定量的(de)光(guang)(guang)敏(min)半導體(ti)(ti)(ti)材料,如TiO2、ZnO等(deng)(deng)(deng),同時結(jie)合光(guang)(guang)輻射,使光(guang)(guang)敏(min)半導體(ti)(ti)(ti)在(zai)(zai)光(guang)(guang)的(de)照射下激發產(chan)生電子—空穴(xue)對,吸附在(zai)(zai)半導體(ti)(ti)(ti)上的(de)溶解(jie)(jie)氧(yang)(yang)(yang)、水(shui)分子等(deng)(deng)(deng)與電子—空穴(xue)作用,產(chan)生OH等(deng)(deng)(deng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)能力極強的(de)自(zi)由基。TiO2光(guang)(guang)催化(hua)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)技術在(zai)(zai)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)降(jiang)解(jie)(jie)水(shui)中有機污(wu)染(ran)物(wu),特別是難降(jiang)解(jie)(jie)有機污(wu)染(ran)物(wu)時有明顯的(de)優勢。
10. 超臨(lin)界水(shui)氧化(scwo)技術
SCWO是以超臨界水為介質,均相氧化分(fen)(fen)(fen)解(jie)有(you)機物(wu)。可以在短時間內將有(you)機污染物(wu)分(fen)(fen)(fen)解(jie)為CO2、H2O等無機小分(fen)(fen)(fen)子,而硫、磷(lin)(lin)和氮原子分(fen)(fen)(fen)別轉化成硫酸鹽、磷(lin)(lin)酸鹽、硝(xiao)酸根和亞(ya)硝(xiao)酸根離子或氮氣(qi)。美國把SCWO法列為能(neng)源與環(huan)境領域最有(you)前途的(de)廢物(wu)處理技術。
SCWO反應(ying)速率快(kuai)、停(ting)留時間短;氧化(hua)效率高,大部分有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)處理(li)率可(ke)(ke)達(da)(da)99%以上(shang);反應(ying)器結(jie)構簡(jian)單,設備(bei)體(ti)積小;處理(li)范圍廣(guang),不僅可(ke)(ke)以用于各(ge)種有(you)毒物(wu)(wu)(wu)質、廢水、廢物(wu)(wu)(wu)的處理(li),還可(ke)(ke)以用于分解有(you)機(ji)(ji)化(hua)合物(wu)(wu)(wu);不需外(wai)界供(gong)熱(re),處理(li)成本低;選(xuan)擇(ze)性好,通過(guo)調節溫(wen)度與(yu)壓力(li),可(ke)(ke)以改(gai)變水的密度、粘度、擴(kuo)散(san)系數(shu)等物(wu)(wu)(wu)化(hua)特性,從而改(gai)變其(qi)對有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的溶解性能,達(da)(da)到選(xuan)擇(ze)性地控制反應(ying)產物(wu)(wu)(wu)的目的。
超臨(lin)界氧(yang)化法在美國、德國、瑞典、日(ri)本等歐美國家已經(jing)有了工(gong)藝應用,但中(zhong)國的(de)研究(jiu)起(qi)步較晚,還處于實驗室(shi)研究(jiu)階段(duan)。
轉自(zi):寶萊爾(er)環保

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