摘要：簡述了我國目前水體污染的現(xiàn)狀，認(rèn)為我國水環(huán)境已經(jīng)受到比較嚴(yán)重的污染。同時，對傳統(tǒng)和新型廢水處理技術(shù)分別進行了綜述。重點對國內(nèi)外新型水處理技術(shù)進行了說明，包括：改良活性污泥法、膜技術(shù)、濕式催化氧化法、超臨界水氧化法、混凝/絮凝沉降技術(shù)和磁分離技術(shù)。

關(guān)鍵詞：水污染；水處理技術(shù)；綜述

　　20世紀(jì)以來，改革開放使經(jīng)濟迅猛發(fā)展，但同時也帶來了諸多環(huán)境問題，尤其是水污染十分突出，嚴(yán)重制約著社會經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。隨著水需求量的增長，水污染與水供需之間的矛盾也日趨尖銳。因此，水處理技術(shù)的需求也日益增長，而且日趨成熟，傳統(tǒng)的水處理方法也得到了發(fā)展，涌現(xiàn)出了眾多新型水處理技術(shù)，引起了水處理行業(yè)的關(guān)注，如：改良活性污泥法、膜技術(shù)以及新型氧化技術(shù)等。水處理業(yè)本身不是一個利潤豐厚的行業(yè)，但由于它直接關(guān)乎國計民生，從而有很大的發(fā)展前途。因此，城市污水處理、工業(yè)廢水治理、城鎮(zhèn)生活用水及飲用水供水市場將成為21世紀(jì)我國最具潛力的市場之一。

1 我國的水污染現(xiàn)狀

　　據(jù)調(diào)查資料表明，2004年全國七大水系的412個水質(zhì)監(jiān)測斷面中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例分別為：41.8%、30.3%和27.9%，七大水系總體水質(zhì)與去年基本持平，珠江、長江水質(zhì)較好，遼河、淮河、黃河、松花江水質(zhì)較差，海河水質(zhì)差。主要污染指標(biāo)為氨氮、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和石油類。 全年監(jiān)測的27個重點湖庫中，滿足Ⅱ類水質(zhì)的湖庫2個，占7.5%；Ⅲ類水質(zhì)的湖庫5個，占18.5%；Ⅳ類水質(zhì)的湖庫4個，占14.8%；Ⅴ類水質(zhì)湖庫6個，占22.2%；劣Ⅴ類水質(zhì)湖庫10個，占37.0%。其中“三湖”（太湖、巢湖、滇池）水質(zhì)均為劣Ⅴ類。主要污染指標(biāo)是總氮和總磷。累計全年廢水排放量為482.4億噸，比上年增加4.9%。其中工業(yè)廢水排放量為221.1億噸，比上年增加4.1%，生活污水排放量為261.3億噸，比上年增加5.5%。
　　由此可見，目前我國總的環(huán)境形勢是：“局部有所改善，整體仍在惡化，前景令人擔(dān)憂”。在今后相當(dāng)長的一個時期內(nèi)，水污染無疑將存在，局部的水污染甚至還有可能加重。水污染已成為我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的一大制約因素，嚴(yán)重威脅著我國經(jīng)濟的發(fā)展。

2 傳統(tǒng)水處理技術(shù)

　　為了控制水污染，必須對污染水體進行有效治理。水處理技術(shù)作為一門跨學(xué)科跨專業(yè)的綜合性技術(shù)將在環(huán)境污染治理和緩解水資源矛盾中發(fā)揮其獨特和重要的作用。
廢水處理的目的是將廢水中所含的污染物分離出來，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害和穩(wěn)定的物質(zhì)或可分離的物質(zhì)，從而使廢水得到凈化。傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)，按其作用原理，可分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物法四類。

2.1 物理法
　　物理法是通過物理或機械作用分離或回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)的污染物的廢水處理方法，其處理過程不改變污染物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。主要應(yīng)用于廢水的預(yù)處理。物理法廢水處理技術(shù)通常有調(diào)節(jié)、篩濾、過濾、沉淀、浮力浮上等。

2.2 化學(xué)法
　　化學(xué)法是通過加入化學(xué)藥劑，使其與廢水中的污染物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來分離、去除、回收廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的廢水處理方法?；瘜W(xué)法廢水處理技術(shù)通常有混凝法、中和法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法等。

2.3 物理化學(xué)法
　　物理化學(xué)法是利用傳質(zhì)原理處理或回收利用廢水的技術(shù)方法。常見方法包括：吸附法、離子交換法、膜分離法、汽提法、吹脫法、萃取法、蒸發(fā)法結(jié)晶法等。

2.4 生物法
　　生物處理法就是利用微生物的新陳代謝功能，通過微生物的吸附、降解廢水中的有機污染物，將廢水中呈溶解、膠體以及微細(xì)懸浮狀態(tài)的有機物、有毒物等污染物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)的廢水處理方法。生物處理法通常又分為好氧生物處理(如活性污泥法、生物膜法、生物穩(wěn)定塘和土地處理法等)和厭氧生物處理 (如厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法)兩種方法。好氧生物處理是在有溶解氧的條件下，依靠好氧菌及兼性厭氧菌分解氧化廢水中的有機物，以降低其含量厭氧生物處理則是在無溶解氧的條件下，依靠兼性厭氧菌和專性厭氧菌轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定有機物，主要用于處理高濃度有機工業(yè)廢水和城市污水中的污泥，且可以回收甲烷作為燃料。

3 新型水處理技術(shù)

　　隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展和人們環(huán)保意識的提高，傳統(tǒng)技術(shù)或者表現(xiàn)的無能為力，或者存在著這樣或那樣的不足。使得眾多研究者將高效、無二次危害、且經(jīng)濟實用、設(shè)備簡單、理操作簡便等作為衡量一項技術(shù)的基本要求。其中，無害化處理又將是眾人追求的最高目標(biāo)。綜觀近年發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者在發(fā)明新型高科技含量技術(shù)的同時，對傳統(tǒng)技術(shù)并沒有全部拋棄，而是采用新的試驗條件和新的試驗設(shè)備、材料加以改進，或者用多種獨立操作的聯(lián)合使用以揚長避短，使處理過程和結(jié)果達到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 改良活性污泥法
　　活性污泥法，作為一種發(fā)展得相當(dāng)成熟生物處理技術(shù)，已成為處理焦化、煤氣、煉油等工業(yè)含酚廢水的主要方法。但由于存在管理要求高，毒物承擔(dān)能力低、不適應(yīng)沖擊負(fù)荷、曝氣負(fù)荷低、污泥產(chǎn)生量大等缺點在實際應(yīng)用中常加以改進。其 中最具代表性的是批式活性污泥法即SBR(Squencing Batch Reator)的應(yīng)用。
實踐證明采用厭氧水解—好氧生化SBR法處理含聚酯多元醇的高濃度難降解有機廢水，改善了僅采用好氧或厭氧條件生物降解的不足使出水COD濃度降45 mg?L-1。厭氧SBR(Anaerobic Sequencing BatchReactor)在近幾年成為新的研究熱點，可有效的將底物轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄?，在停留時間分別為48 h、24 h、12h，COD負(fù)荷從2 g?L-1 上升到 12 g?L-1 ，可溶性COD去除率一直超過90%。SBR法的一種變體厭氧—好氧交替工藝(AAA)，不但能去除90%的總COD，還可同時有效去除磷，去除率在90%以上。
在計算機和生物量化技術(shù)的支持下，SBR顯出高屋建瓴的優(yōu)勢，一時各國竟向研究開發(fā)，在德、日、加、及西歐都有廣泛應(yīng)用。

3.2 膜技術(shù)
　　膜分離技術(shù)是近30年發(fā)展起來的新型水處理技術(shù)。它以能耗低、效率高、操作簡便及再生容易、無二次污染等優(yōu)點而被1987年在東京召開的國際膜會議 上稱作20世紀(jì)末2l世紀(jì)中最有發(fā)展前途的水處理技術(shù)之—。
　　按照工作膜的孔徑可把膜技術(shù)分為電滲析、反滲透、超濾、納濾和微濾5種。它們分別在各自領(lǐng)域中發(fā)揮著獨特的作用。
　　在采用復(fù)合納濾膜對印染廢水進行試驗時發(fā)現(xiàn)，納濾膜對印染廢水COD去除率高達98%以上，對色度去除率幾乎100%，達到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，并可回用。采用絮凝沉降—超濾—納濾組合工藝處理酵母廢水，發(fā)現(xiàn)COD去除率在90%以上，并可100%回收酵母蛋白成分。
　　用超濾膜分離技術(shù)，取代傳統(tǒng)活性污泥法過程中的重力分離步驟，便形成了一種新型的水處理技術(shù)——膜生物反應(yīng)器(MBR)組合工藝。MBR法在國外已投入實際應(yīng)用，國內(nèi)近些年有關(guān)研究報導(dǎo)也頻頻出現(xiàn)，并有了初步進展。其中清華大學(xué)采用無機膜—生物反應(yīng)器處理生活污水。COD、NH3—N和濁度去除率分別超過96%、95%、98%，對SS(懸浮固體)和E．coil(大腸桿菌)的去除率達100%，并且負(fù)荷大，清洗后恢復(fù)好。中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境中心也分別對石油化工廢水和黑水進行了實險。均收到比傳統(tǒng)固液分離技術(shù)在有機物濃度 、濁度 、水質(zhì)方面較好的效果。還有，同濟大學(xué)采用中空纖維膜生物反應(yīng)器對生活污水試驗研究等。從而，進一步證實了MBR是一種高效可行的污水處理技術(shù)。
　　但由于膜污染、反應(yīng)器投資及運行費等因素的影響和限制，使得膜生物反應(yīng)器在應(yīng)用方面進展緩慢。

3.3 濕式催化氧化法
　　濕式催化氧化法是在高溫、高壓下利用O2或空氣作為氧化劑，氧化水中呈溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機物或還原態(tài)的無機物，達到去除污染物的目的。
　　濕式催化氧化法是近20多年發(fā)展起來的一種高效處理高濃度有機廢水的先進環(huán)保技術(shù)，是對傳統(tǒng)化學(xué)氧化法的改進和強化。它采用TiO2、TrO2、LaO及Mn、Fe、Co、Ni、W、Cu、Ag、Pt、Pb、Rn、Ru、Ir的金屬氧化物或水溶性化合物做催化劑，利用其催化作用，加快氧化反應(yīng)速度，提高氧化反應(yīng)效率。利用此法處理高濃度難降解有機廢水，可得到較好的處理效果，因此引起了國內(nèi)外環(huán)保工作者的廣泛重視。近幾年來對這方面的研究十分活躍，新技術(shù)、新催化劑、新工藝不斷被開發(fā)出來，濕式催化氧化法成為有競爭力的新技術(shù)，應(yīng)用前景十分廣闊，研究開發(fā)濕式催化氧化法具有巨大的現(xiàn)實意義。

3.4 超臨界水氧化法（SCWO）
　　20世紀(jì)80年代中期美國學(xué)者 Modell提出超臨界水氧化技術(shù)，立即受到國外眾大學(xué)及國家重點實驗室的重視，被美國環(huán)保界譽為最有發(fā)展前途的新型廢水處理技術(shù)。它是利用超臨界水(T≥374℃，P≥221 MPa)具有的低濃度、高擴散性、低黏度且具有良好的溶劑化性能和傳輸能力，使有機污染物及O2，空氣 、氫 、氨等迅速溶解氧化分解成無害的N2、CO2 、H2O等。
　　我國近年關(guān)于對SCWO技術(shù)的試驗研究的報道也頻頻出現(xiàn)。浙江大學(xué)學(xué)者在亞臨界及超臨界條件下(T~400～500℃，P≥25．3～30．4 MPa)采用間歇式反應(yīng)器及連續(xù)式反應(yīng)器進行試驗。發(fā)現(xiàn)反應(yīng)隨著溫度、壓強的升高和停留時間的延長，苯酚去除率均提高。很短停留時間內(nèi)，苯酚的去除率可達96% 以上。
　　南開大學(xué)學(xué)者利用自建的一套連續(xù)式裝置進行3種有機廢液的超臨界水氧化的動力學(xué)研究，得出在實驗條件下溶液中有機物去除動力學(xué)對有機物是一級，對氧氣是零級。壓力和溫度明顯影響速率常數(shù)。

3.5 混凝/絮凝沉降技術(shù)
　　混凝/絮凝技術(shù)現(xiàn)已廣泛用于給水、廢水處理、污泥脫水等應(yīng)用中。傳統(tǒng)的無機鹽類絮凝劑因處理效果較差已逐漸被淘汰。有機高分子類絮凝劑可能存在毒性和“三致”作用造成二次污染，且價格昂貴在實際應(yīng)用中也較少，無機高分子絮凝劑主要集中在聚鐵鹽和聚鋁鹽絮凝劑上也因毒性或腐蝕性而大受限制。因此只有生物絮凝劑效果最好。
　　利用超離心萃取及硅膠色譜技術(shù)，分離提純一種脂類生物絮凝劑，這種絮凝劑可用乙醇等直接從紅平紅球菌細(xì)胞中萃取得到。有研究者在比較對活性污泥的絮凝效果時發(fā)現(xiàn)：用聚烯酰胺和海藻酸鈉作絮凝劑時，懸浮污泥不易沉降，投藥量超過4.0×10-4 后，污泥變黏，不好過濾。加FeCl3濃度超過2.0×10-3時可有效絮凝，而生物絮凝劑在投量僅2.0×10-4時就可達到同樣絮凝效果。

3.6 磁分離技術(shù)
　　從20世紀(jì)90年代開始，研究者根據(jù)磁化水可改變水的一些物理特性、改善生物機能、促使生物生長等特性，展開了磁化處理污水的試驗研究。 有人在廢水中加入包裹著一層氫氧化鐵膠體的磁性粉末Fe3O4 ，形成磁種。利用磁種在酸和堿性條件下分別帶正或負(fù)電荷，吸附或脫附，達到分離的目的。在 pH值5．5左右時，一次處理后廢水色濁度及COD去除率達60%。經(jīng)適當(dāng)增加投種量或處理次數(shù)，完全可達排放標(biāo)準(zhǔn)。若配以光學(xué)催化效果更佳。
　　新型水處理技術(shù)不限于以上幾種，但按照生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的要求，環(huán)境友好型社會進程將會加快。在堅持低毒、無二次污染的基礎(chǔ)上如何能使能耗更低 、效率更高，將成為眾專家學(xué)者，特別是在諸如光、聲 、磁 、電、無毒藥劑及生物氧化的聯(lián)用和改進方面，致力研究開發(fā)的熱點和方向。

4 結(jié)論

（1）對水污染的防治要有緊迫感，要努力貫徹防治結(jié)合、以防為主的方針，并且加強行業(yè)廢水的治理。
（2）由于廢水處理方法多種多樣，任何一種處理方法都難以達到完全凈化的目的，經(jīng)常要幾種方法組成處理系統(tǒng)，才能達到處理的要求。所以在選用廢水處理方法時，要充分考慮廢水的水質(zhì)特點及處理程度的要求，力求使選用的處理方法操作簡便、經(jīng)濟、有效。
（3）注重研發(fā)低毒、無二次污染、高效節(jié)能型廢水處理技術(shù)，是建設(shè)環(huán)境友好型社會，減少環(huán)境污染的重要手段。

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