論未來廢水物理化學處理技術發(fā)展的趨勢與特點

摘 要 物理化學處理是廢水處理中最實用的處理技術，既可用于簡單的初級處理，也可用于高級處理。本文綜述了針對幾種不同的新型廢水物理化學技術，總結了未來廢水物理化學處理技術發(fā)展的趨勢及特點。

關鍵詞 物理化學處理 廢水 趨勢及特點

隨著近代工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，工業(yè)污水中經常含有某些細小的懸浮物及溶解靜態(tài)有機物，為了進一步去除殘存在水中的污染物，常采用物理化學方法進行處理，相比起其它方法，物理化學處理具有過程簡單、操作方便、效率高、投資少的特點。

一、廢水物理化學處理概述

物理化學處理法是一種運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法，去除廢水中的溶解物質或膠體物質。在物化法中絮凝、沉淀、浮選、離子交換和過濾是應用最多最具代表性的處理單元.

二、廢水的物理化學處理新技術

（一）電—Fenton法

電-Fenton（EF）法是高級氧化技術中的濕式氧化，也是目前研究比較多的一種高級氧化技術。電-Fenton 法可有效處理酚類、芳烴類、芳胺類、農藥及核廢料等難降解有機廢水，與其他高級氧化工藝（AOPs）相比，電-Fenton 法具有反應快速、無二次污染、操作簡單、可自動產生絮凝等優(yōu)點。

當采用惰性電極作陽極時，OH-在陽極放電生成新生態(tài)的氧，新生成氧對水中的化合物進行氧化。同時，在陰極的氫離子放電產生氫氣，氫氣可將處于氧化態(tài)的色素還原成無色物質。陽極與陰極表面不斷產生氫氣和氧氣，使廢水中的有機膠體微粒和呈乳濁狀的油脂與氣泡一同浮升至水面而被去除。

電解反應如下：

陽極反應：2OH4 e→2 H++O2↑

陰極反應：2H++2 e→H2↑

（二）誘導結晶法

結晶工藝是對化學沉淀工藝的改進，它承襲了沉淀工藝反應快、去除率高等優(yōu)勢，同時具有以下優(yōu)點：（1）將化學沉淀工藝的四個步驟：加藥、絮凝、泥水分離和脫水合成一步，工藝過程簡單。（2）與沉淀工藝相比具有較高的水力負荷，結構緊湊，占地面積大大減少，顯著地節(jié)省了設備、占地、控制和人力的費用。（3）結晶產物為具有一定粒度和強度的無水顆粒，粒徑一般>1.0mm，無需經過復雜的污泥脫水步驟。（4）通過結晶，可得到純度相對較高的結晶產物，可直接回用，或出售以獲取一定的經濟利益，而不必像沉淀污泥需經過專門處理。

（三）鐵碳微電解處理

鐵碳微電解法是利用Fe/C原電池反應原理對廢水進行處理的良好工藝，又稱內電解法、鐵屑過濾法等，集氧化還原、絮凝吸附、催化氧化、絡合、電沉積以及共沉淀等作用于一體。鐵炭微電解技術不僅能大大的降低有機物濃度，同時能降低廢水毒性，提高廢水的可生化性。鐵碳微電解工藝的優(yōu)點：性價比高、適用范圍廣、操作維護便利及使用壽命長等，但受到以下限制：

（l）鐵屑結塊與填料鈍化。

鐵碳微電解處理裝置運行一段時間后，過大的底部鐵屑壓實作用讓鐵屑易結塊并出現(xiàn)溝流等現(xiàn)象，處理效果降低。另外，長時間的鐵碳微電解技術，鐵電極上逐漸沉積污染物，形成的鈍化膜會阻礙鐵電極與碳的原電池的形成和穩(wěn)定性。

（2）工藝成本較高。

一般鐵碳電極反應在酸性條件下會有較好的效果，因而廢水PH值需在反應前調制至3，反應后需加堿出水以調節(jié)廢水PH值至弱堿性，得以去除Fe2+和Fe3+。由此可見，PH調節(jié)的繁瑣操作和酸堿材料需求增加了此工藝的成本。

（3）難降解污染物去除不徹底。

鐵碳電解法只能將其轉化為相對易分解的小分子物質，因此高濃度難降解工業(yè)廢水處理將不能單獨使用此工藝。

（四）生物活性炭處理（BAC）

BAC 以活性炭為載體構建生物膜，從而形成生物活性炭，對污染物質進行降解。利用微生物降解吸附到活性炭上的有機污染物，結果降低了活性炭的吸附負荷，增加了炭床達到“穿透”或“失效”時的通水倍數(shù)，延長了活性炭的使用周期，減少了活性炭的再生頻率，降低了生產成本與能耗。

（五）電生物耦合工藝

電-生物耦合技術綜合生物法和電化學法的優(yōu)勢，不但具有生物法處理成本低、電化學處理難降解有毒污染物效果好的特點，且可將電化學反應中引起電流效率降低的副反應如產熱、析氧、析氫、電遷移等有效地利用于生物反應中，降低了處理成本。

三、未來廢水物理化學處理技術的趨勢與特點

物理化學法處理廢水有很多優(yōu)點，如處理過程快，容易操作和控制，溫度改變靈活，能容納變化的負荷，處理系統(tǒng)需要小的空間和安裝費用。但也有其缺陷，如使用化學試劑而導致的高操作費用，高能源消耗。因此未來的廢水物理化學處理技術應著重低成本化學藥劑的開發(fā)，減少能源消耗。

此外，由于未來廢水的生物難降解性和成分的復雜性，單一的生化或物理化學處理技術常常難以達標排放，因此高效、經濟、運行穩(wěn)定可靠、工藝簡單的組合水處理技術是廢水處理技術研究的重要方向。

物理化學處理方法與生物法相結合是未來廢水治理技術的熱點。未來廢水種類繁多，污染物濃度較高，宜采用生物處理技術與物理化學技術相結合的綜合治理路線，這樣既保留了物化除色、降低生化負荷、去除生化剩余污染物的特點，又充分發(fā)揮生化處理技術可降解大量有機污染物的特點。

（作者單位：長安大學環(huán)境科學與工程學院）