淺談幾種新型水處理技術(shù)的研究應(yīng)用進(jìn)展

陳志強(qiáng)

遼寧省鐵嶺市城市污水處理管理中心

淺談幾種新型水處理技術(shù)的研究應(yīng)用進(jìn)展

陳志強(qiáng)

遼寧省鐵嶺市城市污水處理管理中心

超聲輻射技術(shù)、超濾膜技術(shù)和人工濕地是近年來(lái)倍受關(guān)注的廢水處理新技術(shù)。

超聲輻射 超濾膜 人工濕地 廢水處理

隨著廢水污染負(fù)荷加重及廢水中污染物種類(lèi)日趨復(fù)雜化，研究新的水處理技術(shù)成為了解決水環(huán)境污染的重要途徑。鑒于此，超聲輻射、超濾膜、人工濕地等廢水處理技術(shù)成為各國(guó)學(xué)者研究的熱點(diǎn)課題。

一、超聲輻射技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始研究將超聲波應(yīng)用于有機(jī)污染物的降解。已經(jīng)研究過(guò)的超聲降解物系很多，包括鹵代脂肪烴、單環(huán)多環(huán)芳烴、天然有機(jī)物、農(nóng)藥、燃料、表面活性劑及酚類(lèi)物質(zhì)等。

利用超聲波可促進(jìn)苯胺生物降解，在溶液溫度30℃、pH值7.5、輻射時(shí)間8分鐘、苯胺初始濃度為1533毫克/升時(shí)，苯胺降解率可達(dá)94.2%[1]。Bhatnagar等用超聲波降解溶液中的鹵代脂肪烴，40分鐘達(dá)到72%～99.9%的降解率。用超聲波輻射Fenton試劑耦合法降解水中直鏈?zhǔn)榛交撬徕c，在環(huán)境壓力、超聲輻射頻率40kHz、輻射功率500W、反應(yīng)時(shí)間15分鐘、反應(yīng)溫度95℃、溶液起始pH值3、降解物起始質(zhì)量濃度200毫克/升、FeSO4與H2O2濃度分別為0.65克/升和1.2克/升的降解條件下，十二烷基苯磺酸鈉的降解率達(dá)99.31%[2]。

超聲輻射技術(shù)殺滅細(xì)菌病毒則更多地見(jiàn)諸于污水出水消毒，將超聲波消毒作為UV消毒的預(yù)處理引入污水消毒，可大大改進(jìn)消毒效果：5s超聲波預(yù)處理聯(lián)合10s的UV消毒用于低能耗便可使污水大腸菌群含量低于100FC/100mL(法規(guī)達(dá)標(biāo)值)，而僅采用UV消毒即使延時(shí)至30s也不能達(dá)標(biāo)。

二、超濾膜在水處理中的應(yīng)用

超濾是二十世紀(jì)六十年代興起的一項(xiàng)膜分離新技術(shù)，隨著聚合材料的開(kāi)發(fā)，成膜機(jī)理的研究和制膜技術(shù)的進(jìn)步，微濾膜的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)飛躍發(fā)展的階段，并于20世紀(jì)90年代得到廣泛的應(yīng)用。

日本21世紀(jì)膜計(jì)劃研究表明超濾膜技術(shù)能有效的過(guò)濾地表水，達(dá)到市政用水的要求。后來(lái)日本東京的18個(gè)水凈化廠通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明超濾膜在飲用水處理方面有著很好的作用，可以代替絮凝、沉淀和沙濾等傳統(tǒng)的固、液分離方法。許多缺水地區(qū)的市政給水都是地表水，這種地表水含有大量的致病微生物，主要可能導(dǎo)致嬰兒的死亡率增高。超濾膜可以從水中去除細(xì)菌和病毒，所以西班牙的巴倫西亞大學(xué)的化學(xué)與非政府機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)研究超濾膜系統(tǒng)解決厄瓜多爾的飲用水問(wèn)題。

三、人工濕地技術(shù)及應(yīng)用

目前，人工濕地廢水處理工藝有兩種形式∶一種稱(chēng)地表流工藝，另一種稱(chēng)地下潛流工藝。我國(guó)人工濕地的研究起步較晚，國(guó)家環(huán)保局華南環(huán)保所于1990年7月在深圳建立了第一個(gè)人工濕地污水處理工程-白泥坑人工濕地污水處理系統(tǒng)示范工程。陽(yáng)承勝等人研究了以寬葉香蒲為優(yōu)勢(shì)種的人工濕地處理系統(tǒng)處理廣東省韶關(guān)市凡口鉛/鋅礦采礦廢液的凈化效能。研究結(jié)果表明：寬葉香蒲人工濕地生態(tài)系統(tǒng)能有效凈化鉛鋅礦廢水[3]。廖新睇等研究了香根草和風(fēng)車(chē)草人工濕地對(duì)豬場(chǎng)廢水氮磷的處理效果。結(jié)果表明，濕地對(duì)NH3-N和PO43-去除率受污水停留時(shí)間和污水濃度影響較大。香根草或風(fēng)車(chē)草人工濕地在春季對(duì)NH3-N和PO43-有明顯的去除效果；在秋季，則還對(duì)去除廢水TN有效果，但在去除TP上，效果不如春季明顯[4]。

四、結(jié)語(yǔ)

利用超聲波輻射降解水中的有機(jī)污染物，是近年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新型水處理技術(shù)。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，適用范圍廣，不加藥，不造成二次污染。加速該技術(shù)在水處理領(lǐng)域的研究，具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。超聲降解技術(shù)對(duì)各類(lèi)有機(jī)物具有廣泛的適應(yīng)性，與其它降解技術(shù)（如化學(xué)氧化、光催化降解等）相結(jié)合更具有很大的發(fā)展?jié)摿Α＿€有一些問(wèn)題，如反應(yīng)器的合理設(shè)計(jì)、空化泡界面特征的研究、反應(yīng)體系中污染物降解特性等，有待進(jìn)一步深入研究。

膜分離技術(shù)是一項(xiàng)新型的高效分離技術(shù)，它具有工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性較好，往往沒(méi)有相變，分離系數(shù)較大，節(jié)能，高效，無(wú)二次污染，可在常溫下連續(xù)操作等特點(diǎn)，在各工業(yè)領(lǐng)域和科學(xué)研究中得到廣泛的應(yīng)用。問(wèn)題是在來(lái)水品質(zhì)較差的情況下，不能穩(wěn)定和有效地控制膜通量（流量）下降，運(yùn)行能耗很高，效率低，稱(chēng)成膜技術(shù)推廣的瓶頸。因此膜前預(yù)處理技術(shù)成為膜技術(shù)推廣和應(yīng)用的關(guān)鍵。

人工濕地隨著各種新技術(shù)逐漸得以應(yīng)用，我們生活的水環(huán)境將會(huì)得到改善。人工濕地由于其工藝較為簡(jiǎn)單、投資少、能耗低、運(yùn)行費(fèi)低、維護(hù)、操作和管理方便，同時(shí)如果選擇合適的植物品種還有美化環(huán)境的作用，目前已引起全世界環(huán)境科學(xué)家的高度重視，正逐漸被廣泛應(yīng)用。

[1]胡道偉,江振然,劉凌,常天俊.利用超聲波促進(jìn)苯胺生物降解[J].微生物學(xué)雜志,2003,23,(3).

[2]趙景聯(lián),韓杰.超聲輻射Fenton試劑耦合法降解直鏈?zhǔn)榛交撬徕c的研究[J].重慶環(huán)境科學(xué),2003,25 (9).