2004.10水处理技术的研究进展

!!#!) 高级氧化技术 "*+, # 53D 就 是 利 用 光 ! 声 ! 电 ! 磁 或 无 毒 试 剂 催 化 氧 化 技 术
处理有机废水 $ 尤其是那些难于生化降解的有机污染物 % 光催化氧化 @EA的原理是反应中产生氧化能力极强的 34
!!! 化学法 !!!!" 中和法
酸性和碱性废水 $ 可用中和法处理 $ 向废水中加中和 剂 $ 也可用碱性废液或废渣 " 电石渣 ! 石灰渣等 # 中和酸性废 水 $ 或用废酸液中和废碱液 $ 达到 & 以废治废 ’ 的目的 %
对 水 中 不 能 借 重 力 迅 速 沉 降 而 除 去 的 不 溶 性 杂 质 $可 以用过滤法清除 % 即选用适宜的多孔性固体介质 $ 能让水通 过而将固体微粒截留 $ 从而使微粒与水相分离 % 过滤的方法 有砂滤法 ! 砂滤棒法 ! 砂炭过滤法等 %
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概述
地球表面的水的总量约 %E 亿 F;G$ 占地壳总量的 E"H
性基团的称为阴离子交换树脂 $ 在水中溶胀 $ 水溶液呈碱 性 $ 能使其分子内的 3, 或其它阴离子与水中的阴离子交
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Hale Waihona Puke !!" 生物处理法生物处理的基本原理是利用某些微生物作用 $ 使废水 中的无机或者有机污染物降解为无机物而除去 % 如嗜氧微 生物可将废水中的有机物氧化物分解为 )3!!,!3 ! 硝酸盐 ! 磷酸盐 ! 硫酸盐等 $ 降低废水的毒性 $ 使之净化 % 厌氧微生物 可 以 无 溶 解 氧 的 水 中 $将 有 机 物 分 解 为 甲 烷 !二 氧 化 碳 等 $ 其中甲烷占 C"?F"> % 与 需 氧 法 相 比 $ 厌 氧 法 具 有 能 耗 低 ! 污泥少 ! 设备所占空间小等优点 $ 而且产生的甲烷可作为燃 料使用 $ 因此 $ 废水生物处理技术最近的发展动向是用厌氧 " 下转第 "# 页 #
换% 离子交换树脂 ":; # 常与反渗透膜 "<3 # 配 合 使 用 $ 废 水 先经 <3 膜除去 =">?$"> 的固体溶质 $ 然 后 用 :; 处 理 $ 这 种配合使用的方法特别适合浓缩水的处理 @!A% 阳离子和阴离子 :; 组成的混合床去离子率高 $ 但再生 处理困难 % :; 最近的一项重大技术进展是开发成功颗粒度 均一的 :; % 粒度均一的 :; 再生较快 $ 可以缩减再生所需时 间 $ 减少再生用化学品与清洗水的消耗量 %
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水处理技术
QR 技 术 已 开 始 应 用 于 除 去 废 水 中 所 含 的 少 量 有 机 化
合物 % 如成功地从废水中回收异丁醇和正丁醇 %
:!9 物理方法 !!$!$ 重力沉降法
对于水中颗粒较大的泥砂等杂质 $ 借助其重力 $ 使之在 沉降池内沉降与澄清 $ 以得到浊度较小的水 $ 达到初步净制 的目的 %
!!$!" 膜渗透 &’(
膜渗透是借助于膜的选择性渗透作用 $ 对混合物中溶 质和溶剂进行分离 ! 分级和富集的方法 % 膜分离过程一般不 发生相变 $ 可在常温下进行 % 具有工艺简单 ! 能耗低 ! 效率高 等优点 $ 在水处理应用中发展相当迅速 % 但膜分离法还存在 一些不 足 之 处 $ 主 要 表 现 在 ) 膜 上 面 容 易 形 成 附 着 层 $ 使 膜 的通量下降 * 操作后 $ 膜清洗困难 * 膜的耐用性差等 % 膜分离 大致可分为 ) 超滤法 "KL #! 微滤 法 "ML #! 纳 滤 法 "NL #! 渗 析 法 "O6#! 电渗析法 "PO #! 渗透汽化法 "QR #! 反渗透法 "ST #! 液膜法 "UM # 等 %
!""# 年第 $!%" 期 " 合刊 #
广
东
化
工
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水处理技术的研究进展
武银华 " 盐城工业学校 $江苏 $!!"##! #
摘
要
本文简要介绍了水处理技术 $ 并对有代表性的水处理技术进行了评价 % 指出了零排污水处理技术 水处理 $ 技术
代表了 !% 世纪水处理技术的方向 % 关键词
!"#$%&’() *+,-+".. &% /"."(+’$ ,% 0(1"+ !+"(12"%1
, $3, 能够无选择性地氧化水中的有机污染物 $ 使之完全
分解为 )3! 和 ,!3 % 但光催化反应要求处理物质有良好透 光 性 $对 于 杂 质 多 !浊 度 高 !透 光 性 差 的 高 浓 度 污 水 要 先 用 物理 ! 生物法处理后 $ 再用光催化降解 % 在工业应用方面 $ 还 有待于进一步深入研究光催化剂的固定问题及光催化反应 器的开发 % 超声波降解有机污染物的原理是利用声能促使有机物 在空化氯泡内发生化学键断裂 ! 高温分解或自中基反应而 使废水中的有机污染物降解 % 目前 $ 对超声波降解技术的研 究尚处于探索阶段 % 电催化氧化法 @#A是指在外加电场的作用下 $ 在特定的电 化学反应器内 $ 通过一系列设计的化学反应 ! 电化学过程或 物 理 过 程 $ 产 生 大 量 3, $ 进 而 利 用 3, 强 氧 化 性 使 有 机 污 染物完全氧化为 )3! 和 ,!3 % 作为一种清洁的处理工艺 $ 与 其 它 水 处 理 技 术 相 比 $具 有 (易 于 控 制 $效 果 好 $速 度 快 $设 备 占 地 面 积 小 $实 施 过 程 无 污 染 $后 处 理 简 单 $不 产 生 二 次 污染等优点 % 缺点是能耗高 % 在实际应用方面需要进一步探 究 电 催 化 氧 化 降 解 机 理 $研 究 开 发 新 电 极 材 料 !电 解 质 ! 反 应器等 $ 提高电流效率 % 超声波协同电催化氧化法处理 $ 可缩短降解时间 $ 提高 降解率 % 磁现象 @CA是大家最熟悉的物理现象之一 % 在废水生物降 解处理过程中 $ 利用磁致物理效应可提高溶解氧的浓度和 嗜 磁 菌 的 密 度 $增 加 污 染 物 !降 解 菌 和 氧 的 接 触 几 率 )增 大 体系中物质的扩散速率 ) 磁致化学效应和生物效应还可诱 导微生物酶的合成和酶活 $ 加快酶反应等 $ 从而大大提高废 水生物降解的效率 % 但该法尚处于实验研究阶段 % 超临界流体技术是利用临界压力和临界温度以上的流 体所具有的特异增加的溶解能力而发展起来的水处理技 术 % 将有机废料与氧置于超临界水中 $ 经过高温高压下的自 由基反应 $ 在几分钟内就可以将有机废料完成 转 化 成 )3! 和 ,!3 % 该法具有速度快 $ 无需催化剂 $ 效率高等优点 $ 在处 理常规方法难以处理的废水中有机物和高分子材料 " 如酚 类 化 合 物 !氯 烃 类 化 合 物 !含 氮 化 合 物 !有 机 氧 化 物 #等 方 面 $ 具有显著的优越性 %
以上 $ 水覆盖地球表面占 I%H % 地球上的水资源丰富 $ 其中 海水约占 $IH $ 冰川水约占 !H $ 地 面 和 地 下 淡 水 的 总 量 仅 占总水量的 "@JGH % 虽然这一小部分水量 $ 按世界总人口
!!$!% 吸附法
采用活性炭 ! 木炭等作为过滤材料 $ 可以除去水中色 素 ! 细菌及胶体等杂质 % 常用颗粒状活性炭 $ 它使用方便 $ 装 置使用寿命长 $ 且可重新活化再次使用 %
!!#!% 凝聚沉淀法
在含有细小悬浮物或含有呈溶胶状的污染物的废水 中 $ 加入污染物所带相反的电荷的絮凝剂 $ 因发生电性中 和 $ 使污染物凝聚成絮状粘性大颗粒而沉降下来 % 常用的絮 凝剂有明矾 ! 硫酸铝 ! 碱式氯化铝等无机盐凝结剂 % 由于高 性能高电荷阳离子聚丙稀酰胺 "/56 # 等有机聚合物絮凝剂 处 理 的 废 水 污 泥 易 于 脱 水 $ 污 泥 滤 饼 固 体 含 量 较 大 $/56 的生产和应用正不断扩大 %
:; 最 近 的 另 一 重 大 技 术 进 展 是 开 发 生 了 新 的 离 子 螯
合树脂 $ 其离子结合能力为市售 :; 的 !BC?= 倍 %
为了减少粘附层阻力 $ 提高膜的水通量和分离精度 $ 改 进膜的耐高温和抗氧化能力等 $ 研究和开发各种能有效地 防止吸附 ! 浓差极化和减少污垢的各种装置 $ 探讨膜的吸附 机理和各种有效的操作控制方法 $ 将是膜分离领域研究的 热点之一 %
!!!!! 化学沉淀法
在废水中加入适当的沉淀剂 $ 使废水中的有害物质成 难溶物而沉淀除去 % 这是除去废水中金属离子常用的方法 % 通常使其生成溶度积更小的沉淀 $ 如氢氧化物和硫化物 % 在 重 金 属 离 子 污 染 的 废 水 处 理 时 $ 利 用 沉 淀 转 化 的 原 理 $以
&’( 为转化剂可有效地除去 )*!+!,-!+!).!+!/0!+等有害的重
!!#!& 离子交换树脂法 "’( #
离子交换所用的树脂是一种高分子聚合物 $ 按其所带 的基团性质 $ 可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂 % 阳 离子交换树脂是指分子中含有酸性基团的离子交换树脂$ 在水及其它极性溶剂中溶胀 $ 溶液呈酸性 $ 能使分子中的
,7!18+或 9+等与溶液中的其它阳离子交换 % 分子中含有碱
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