現(xiàn)代污水處理方法與技術(shù)研究進(jìn)展

孟婷婷+楊金金+陳丹

【摘要】隨著水污染情況的日益嚴(yán)重，人們更加注重污水處理的研究。 論文通過對(duì)現(xiàn)代污水處理技術(shù)的研究和探討，了解污水處理的常用方法，使污水處理技術(shù)得到了很大的提高。

【Abstract】With the increasing water pollution， people pay more attention to sewage treatment research. This article researches and discusses the modern sewage treatment technology， understands the common method of sewage treatment， in order to improve the sewage treatment technology.

【關(guān)鍵詞】污水處理；方法技術(shù)；分析

【Keywords】sewage treatment； method and technology； analysis

【中圖分類號(hào)】 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0088-02

1 引言

隨著我國工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的不斷發(fā)展，污水的產(chǎn)生量也在不斷增加。而水是我們生存的必需條件，水資源受到污染的情況日益嚴(yán)重，對(duì)于人類的健康也構(gòu)成了極大的威脅。因此，加強(qiáng)污水的處理，對(duì)于維護(hù)水資源的安全具有非常重要的意義。就目前而言，污水的處理方法比較多，對(duì)這些方法加強(qiáng)技術(shù)的了解和分析，有利于污水處理方法在實(shí)踐運(yùn)用中發(fā)揮更大的作用。

2 污水的處理方法和技術(shù)分析

2.1 深度氧化處理法

從目前的發(fā)展來看，廢水深度氧化的方法主要包括超臨界水氧化和濕式空氣氧化這兩種，共同點(diǎn)就是都是使用氧氣作為重要的氧化劑進(jìn)行有機(jī)物的氧化。

濕式空氣氧化法主要是在150～350℃高溫、20MPa，空氣或者是純氧作為氧化劑和懸浮在廢水的有機(jī)化合物進(jìn)行有效溶解，液相中被氧化了的水和二氧化碳高濃度的有機(jī)廢水的處理方式；超臨界水氧化方法主要是指水在臨界狀態(tài)下對(duì)其他類型的有機(jī)物進(jìn)行氧化的工藝過程。超臨界水對(duì)于有機(jī)物和水來講是最佳的溶劑，有機(jī)物在超臨界的水中都可以進(jìn)行充分的氧化，在400～600℃情況下，反應(yīng)是最快的，僅僅需要幾秒的時(shí)間就可以最大限度地將有機(jī)物的結(jié)構(gòu)破壞掉。這種方法反應(yīng)相當(dāng)徹底，可以使有機(jī)碳、氫經(jīng)過了完全的氧化之后成為二氧化碳和水。針對(duì)那些色度高、濃度高的染料廢水的處理，濕式空氣氧化法的作用尤為突出，能夠最大限度地提升廢水難降解的生物可生化性。超臨界的技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展還是集中表現(xiàn)在原理的介紹上，對(duì)于實(shí)際的應(yīng)用還是需要有進(jìn)一步的研究。[1]

2.2 Fenton氧化法

Fenton法較多的是用在了含硝基苯和芳胺類的難以降解的有毒廢水中，主要的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，產(chǎn)生的化合物可以迅速地降解有機(jī)物，廢水的可生化性也得到了較大的提升；其次，后面的反應(yīng)不會(huì)帶來第二次的污染；最后，過氧化氫的加入可以有效提供一部分的溶解氧，而且鐵的來源較廣，體系處理的成本也被削減，帶來了較為良好的經(jīng)濟(jì)收益。Fenton試劑主要是過氧化氫和催化劑亞鐵鹽經(jīng)過一定的比例配合組成的，不需要高壓和高溫的技術(shù)，工藝設(shè)備較為簡單，但是也是極具潛力的應(yīng)用技術(shù)。

Fenton目前有的主要的問題是處理的成本相對(duì)較高，目前的研究顯示，如果將Fenton試劑和其他的處理方式進(jìn)行結(jié)合，F(xiàn)enton試劑作為預(yù)處理方式，可以大大降低成本，F(xiàn)enton試劑在廢水處理中的應(yīng)用范圍也能夠被大大擴(kuò)展。Fenton試劑的強(qiáng)氧化性、高處理效率、廢水中較強(qiáng)的干擾物質(zhì)的承受能力。另外，在黑暗中Fenton技術(shù)就可以高效地降低有機(jī)物，設(shè)備的投資投入會(huì)大大縮減。但是還是存在著一定的不足，雙氧水的利用率相對(duì)較低，有機(jī)物也很難實(shí)現(xiàn)充分的礦化，處理之后的水分會(huì)帶有一定的顏色，試劑的成本以及整個(gè)的運(yùn)行成本相對(duì)較高。

2.3 光化學(xué)氧化處理法

在對(duì)廢水進(jìn)行處理的環(huán)節(jié)中，光的化學(xué)氧化處理方式是最近幾年才開始興起的新技術(shù)。尤其是在對(duì)在有機(jī)污染物的去除上，有著較好的發(fā)展前景。據(jù)反應(yīng)原理上的差別，光化學(xué)氧化可以分成光敏化氧化和光分解等。

光分解的主要原理是反應(yīng)物的分子在吸收了光子之后，進(jìn)入到了激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)的分子在經(jīng)過了一定的化學(xué)反應(yīng)之后消耗掉了一定能量返回到了基態(tài)，這個(gè)時(shí)候吸收到了光子獲取的能量就會(huì)促使分子的化學(xué)鍵出現(xiàn)斷裂，產(chǎn)生一定的離子，在和水發(fā)生反應(yīng)之后就會(huì)形成新的物質(zhì)[2]。因?yàn)橹挥心軌虮环肿游樟斯庵蟛拍艹霈F(xiàn)光解反應(yīng)，而且分子中化學(xué)鍵能的類型也會(huì)有一定的差異，需要的光的能量也不盡相同，只有在光的能量不小于分子中的某一個(gè)化學(xué)鍵能的光才能被對(duì)應(yīng)的分子吸收，造成光解反應(yīng)，一般來講，波長和光子具有的能力是成反比的。

對(duì)于光分解來講，有效的輻射主要是集中在波長要比300nm的紫外光要小。光分解一般只會(huì)對(duì)定波長紫外光有作用，而且在光分解的環(huán)節(jié)是不會(huì)讓有機(jī)物實(shí)現(xiàn)徹底的氧化的。

光敏化氧化主要是在敏化劑中加入了一定的反應(yīng)物的溶液，敏化劑有效地吸收了光能之后就會(huì)進(jìn)入到激發(fā)狀態(tài)，已經(jīng)被激發(fā)了的敏化劑和溶液氧發(fā)生反應(yīng)，最終會(huì)被氧化，過程中的敏化劑的主要作用是將光子的能力積極傳送給反應(yīng)物。

2.4 分析光電協(xié)同催化氧化技術(shù)

在進(jìn)行污水的處理過程中，運(yùn)用到的半導(dǎo)體催化氧化技術(shù)具有非常好的運(yùn)用效果。主要是利用該項(xiàng)處理技術(shù)，所需要的條件并不苛刻。首先對(duì)于反應(yīng)的溫度要求不高，只要一般狀態(tài)下就行。具有非常廣泛的使用范圍，不受到污水情況的限制。但是該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用在污水處理的過程中，所需要耗費(fèi)的成本比較高。這主要是由光在發(fā)生電子空穴復(fù)合的過程中，產(chǎn)生了低量子的原因，使得催化反應(yīng)的反應(yīng)劑成本上升。因此，需要加強(qiáng)半導(dǎo)體催化氧化技術(shù)的提升。在該項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，協(xié)同電化學(xué)法，這就是光電協(xié)同催化氧化技術(shù)。光電協(xié)同催化氧化技術(shù)的使用原理是利用了電化學(xué)的作用，使得光催化氧化技術(shù)更加容易實(shí)現(xiàn)，原本的光生電子發(fā)生空穴復(fù)合的情況受到了阻礙，這樣就使得空穴有更多的存在，從而使得污水的處理效果得到了提高。[3]

光電協(xié)同催化氧化技術(shù)的運(yùn)用，能夠有效地針對(duì)一些難處理的污水情況。在光電協(xié)同催化氧化技術(shù)運(yùn)用的效果下，專家對(duì)于光實(shí)現(xiàn)催化效果產(chǎn)生了很大的研究興趣，因此，近年來，在催化劑的表面實(shí)現(xiàn)修飾的作用是人們研究的熱衷方向。光實(shí)現(xiàn)催化的過程，存在一個(gè)缺點(diǎn)，就是量子的效率太低。為了提高量子效率，人們希望能夠提高催化使用的活性。這樣就會(huì)使得污水處理的效率得到了提高。

在利用光電協(xié)同催化氧化技術(shù)進(jìn)行污水處理時(shí)，有兩個(gè)明顯的好處。首先是半導(dǎo)體在光催化的作用下，實(shí)現(xiàn)了氧化作用，使得原本中間產(chǎn)物的產(chǎn)生量比較小。此外，半導(dǎo)體帶電之后，水中的氫離子實(shí)現(xiàn)了還原，這樣就不需要持續(xù)補(bǔ)充氧氣。因此，光電協(xié)同催化氧化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)際運(yùn)用中的廣泛運(yùn)用。

3 分析污水處理技術(shù)的未來發(fā)展

污水的處理是一件不容小覷的事情，應(yīng)該引起人們足夠的關(guān)注。就目前的污水處理方式來說，還需要進(jìn)一步提升。通過激光的作用以及化學(xué)方法的作用實(shí)現(xiàn)污水的處理，雖然具有一定的效果，但是還存在著一定的難度。因此，不停地實(shí)驗(yàn)和反復(fù)地研究，加強(qiáng)污水處理技術(shù)的提升。在通過電化學(xué)氧化的方法實(shí)現(xiàn)污水處理的過程中，需要加強(qiáng)氧化技術(shù)的提升，使得污水處理技術(shù)的效果得到提升。

4 結(jié)語

總之，加強(qiáng)污水的處理對(duì)于保證人類健康的生存具有非常大的積極作用。受到現(xiàn)代生產(chǎn)的影響，污水的產(chǎn)生形式是多種多樣的，不同形式的污水，處理的方法必然存在著差距，加強(qiáng)污水處理方法的了解，能夠有效地認(rèn)識(shí)到污水處理技術(shù)的使用特征，從而使得污水處理的效果得到提高。相關(guān)的污水處理部門應(yīng)該加強(qiáng)污水處理方法的了解，重視污水處理的工作，使得社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)平衡能夠和諧相處，使得人們能夠在安全健康的環(huán)境下生存。

【參考文獻(xiàn)】

【1】郭曉順.電化學(xué)技術(shù)處理油田污水的研究進(jìn)展[J].能源化工，2016（04）：78-82.

【2】彭榮，張勇.污水處理方法研究進(jìn)展[J].四川化工，2013，（12）2：45-47.

【3】何苗.污水重金屬離子處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J].廣州化工，2016（19）：27-29.