淺談幾種新型水處理技術(shù)的研究應用進展

陳志強

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)的研究應用進展

陳志強

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

隨著廢水污染負荷加重及廢水中污染物種類日趨復雜化，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)成為各國學者研究的熱點課題。

一、超聲輻射技術(shù)在水處理中的應用

20世紀90年代以來，國內(nèi)外開始研究將超聲波應用于有機污染物的降解。已經(jīng)研究過的超聲降解物系很多，包括鹵代脂肪烴、單環(huán)多環(huán)芳烴、天然有機物、農(nóng)藥、燃料、表面活性劑及酚類物質(zhì)等。

利用超聲波可促進苯胺生物降解，在溶液溫度30℃、pH值7.5、輻射時間8分鐘、苯胺初始濃度為1533毫克/升時，苯胺降解率可達94.2%[1]。Bhatnagar等用超聲波降解溶液中的鹵代脂肪烴，40分鐘達到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十二烷基苯磺酸鈉，在環(huán)境壓力、超聲輻射頻率40kHz、輻射功率500W、反應時間15分鐘、反應溫度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99.31%[2]。

超聲輻射技術(shù)殺滅細菌病毒則更多地見諸于污水出水消毒，將超聲波消毒作為UV消毒的預處理引入污水消毒，可大大改進消毒效果：5s超聲波預處理聯(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)達標值)，而僅采用UV消毒即使延時至30s也不能達標。

二、超濾膜在水處理中的應用

超濾是二十世紀六十年代興起的一項膜分離新技術(shù)，隨著聚合材料的開發(fā)，成膜機理的研究和制膜技術(shù)的進步，微濾膜的發(fā)展進入了一個飛躍發(fā)展的階段，并于20世紀90年代得到廣泛的應用。

日本21世紀膜計劃研究表明超濾膜技術(shù)能有效的過濾地表水，達到市政用水的要求。后來日本東京的18個水凈化廠通過實驗說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，主要可能導致嬰兒的死亡率增高。超濾膜可以從水中去除細菌和病毒，所以西班牙的巴倫西亞大學的化學與非政府機構(gòu)開發(fā)研究超濾膜系統(tǒng)解決厄瓜多爾的飲用水問題。

三、人工濕地技術(shù)及應用

目前，人工濕地廢水處理工藝有兩種形式∶一種稱地表流工藝，另一種稱地下潛流工藝。我國人工濕地的研究起步較晚，國家環(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。陽承勝等人研究了以寬葉香蒲為優(yōu)勢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車草人工濕地對豬場廢水氮磷的處理效果。結(jié)果表明，濕地對NH3-N和PO43-去除率受污水停留時間和污水濃度影響較大。香根草或風車草人工濕地在春季對NH3-N和PO43-有明顯的去除效果；在秋季，則還對去除廢水TN有效果，但在去除TP上，效果不如春季明顯[4]。

四、結(jié)語

利用超聲波輻射降解水中的有機污染物，是近年發(fā)展起來的一項新型水處理技術(shù)。該技術(shù)操作簡單，容易實現(xiàn)自動控制，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)展和應用前景。超聲降解技術(shù)對各類有機物具有廣泛的適應性，與其它降解技術(shù)（如化學氧化、光催化降解等）相結(jié)合更具有很大的發(fā)展?jié)摿Α＿€有一些問題，如反應器的合理設(shè)計、空化泡界面特征的研究、反應體系中污染物降解特性等，有待進一步深入研究。

膜分離技術(shù)是一項新型的高效分離技術(shù)，它具有工藝簡單，經(jīng)濟性較好，往往沒有相變，分離系數(shù)較大，節(jié)能，高效，無二次污染，可在常溫下連續(xù)操作等特點，在各工業(yè)領(lǐng)域和科學研究中得到廣泛的應用。問題是在來水品質(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，運行能耗很高，效率低，稱成膜技術(shù)推廣的瓶頸。因此膜前預處理技術(shù)成為膜技術(shù)推廣和應用的關(guān)鍵。

人工濕地隨著各種新技術(shù)逐漸得以應用，我們生活的水環(huán)境將會得到改善。人工濕地由于其工藝較為簡單、投資少、能耗低、運行費低、維護、操作和管理方便，同時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)境科學家的高度重視，正逐漸被廣泛應用。

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

[2]趙景聯(lián),韓杰.超聲輻射Fenton試劑耦合法降解直鏈十二烷基苯磺酸鈉的研究[J].重慶環(huán)境科學,2003,25 (9).