水处理新技术新工艺与设备

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,为什么我的眼里常含泪水？,因为.,We need.,水处理新技术、新工艺与设备,“水处理”就是通过物理、化学、生物的手段，去除水中一些对生产、生活不需要的有害物质的过程。是为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝，以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。由于社会生产、生活与水密切相关。因此，水处理 领域涉及的应用范围十分广泛，构成了一个庞大的产业应用。,一、定 义,常用,的,的水,处,处理,方,方法,（,一）,沉,沉淀,物,物过,滤,滤法,（二,）,）硬,水,水软,化,化法,（三,）,）活,性,性炭,吸,吸附,法,法,（四,）,）去,离,离子,法,法,（五,）,）逆,渗,渗透,法,法,（六,）,）超,过,过滤,法,法,（七,）,）蒸,馏,馏法,（八）紫,外,外线消毒,法,法,（九）生,物,物化学法,(十),混,混合离子,交,交换法,二、水处,理,理的发展,历,历程,水处理技,术,术,目前我国,水,水处理中,应,应用较多,的,的技术包,括,括：,氧化沟工,艺,艺、SBR法、CASS工,艺,艺、接触,氧,氧化法、,曝,曝气生物,滤,滤池工艺,（,（BAF,）,）、MBR法和速,分,分生物处,理,理技术等,。,。,城市饮用,水,水处理工,艺,艺的发展,第一代工,艺,艺,20世纪,以,以前，城,市,市饮用水,安,安全得不,到,到保障，,致,致使强烈,性,性传染病,流,流行，给,城,城市居民,的,的生命健,康,康构成了,重,重大威胁,，,，这使人,类,类面临着,一,一个重大,的,的生存问,题,题，即生,物,物安全性,问,问题。为,了,了解决这,个,个问题，20世纪,初,初，研发,出,出了混凝,、,、沉淀、,过,过滤、氯,消,消毒工艺,，,，人们把,此,此工艺称,之,之为常规,水,水处理工,艺,艺，这一,工,工艺使传,染,染病流行,得,得到控制,，,，可称之,为,为第一代,工,工艺。,第二代工,艺,艺,上世纪70年代又,发,发现了一,些,些有毒物,，,，这些物,质,质能够致,癌,癌，长期,饮,饮用对人,体,体有害。,人,人类又一,次,次面临饮,水,水安全问,题,题，这次,遇,遇到的是,化,化学安全,性,性问题，,为,为了解决,这,这个问题,，,，人们在,第,第一代工,艺,艺基础上,增,增加了臭,氧,氧颗粒活,性,性炭的工,艺,艺，称作,第,第二代工,艺,艺。国外,把,把它作为,通,通用的工,艺,艺来推广,，,，国内也,在,在推广此,类,类的工艺,。,。,第,三,三,代,代,工,工,艺,艺,以,以,超,超,滤,滤,为,为,核,核,心,心,技,技,术,术,的,的,组,组,合,合,工,工,艺,艺,针,对,对,这,这,些,些,新,新,的,的,生,生,物,物,安,安,全,全,性,性,问,问,题,题,，,，,第,第,一,一,代,代,工,工,艺,艺,或,或,者,者,第,第,二,二,代,代,工,工,艺,艺,都,都,不,不,能,能,完,完,全,全,使,使,新,新,的,的,生,生,物,物,安,安,全,全,性,性,问,问,题,题,得,得,到,到,解,解,决,决,和,和,控,控,制,制,，,，,所,所,以,以,有,有,待,待,发,发,展,展,新,新,的,的,、,、,更,更,有,有,效,效,的,的,技,技,术,术,和,和,工,工,艺,艺,。,。,对,对,水,水,来,来,说,说,，,，,生,生,物,物,安,安,全,全,性,性,问,问,题,题,对,对,人,人,类,类,危,危,害,害,是,是,最,最,大,大,的,的,，,，,保,保,证,证,水,水,的,的,生,生,物,物,安,安,全,全,性,性,应,应,是,是,首,首,要,要,的,的,。,。,我国水污染,处,处理设备的,发,发展历程,大致分为四,个,个阶段：,（1）19801989年的快,速,速起步阶段,。,。,（2）19901996年的落,入,入低谷阶段,。,。,（3）19972005年的复,苏,苏发展阶段,。,。,（4）2006年以后,的,的蓬勃发展,阶,阶段。,三、原理、,优,优缺点及应,用,用,3.1 超,临,临界水氧化,技,技术（SCWO),原理:,超临界状态,下,下超临界水,能,能与氧或空,气,气完全互溶,，,，将废水中,所,所含的有机,物,物用氧化剂,迅,迅速氧化分,解,解为水、CO2等简单,无,无害的小分,子,子化合物。,优缺点：,超临界水氧,化,化技术作为,一,一种绿色环,保,保技术，在,处,处理有毒、,难,难降解和高,浓,浓度有害物,质,质上有众多,优,优势，且目,前,前其应用基,础,础已经形成,，,，国外也有,实,实际的工业,应,应用。但是,超,超临界水氧,化,化反应器的,腐,腐蚀和结垢,问,问题，以及,超,超临界水氧,化,化的高耗能,、,、高费用的,问,问题严重阻,碍,碍了该技术,在,在工业生产,中,中的推广和,发,发展，成为,制,制约其工业,化,化的瓶颈问,题,题。,应用：,目前在欧美,许,许多国家，,已,已有许多中,试,试和工业规,模,模的SCWO装置投入,了,了运行。1994年，ECO公司,在,在美国的Texas设,计,计和建造了,第,第一个用于,处,处理民用废,物,物的工业装,置,置。该装置,处,处理酒精和,胶,胶的混合废,液,液，100kgh,，,，TOC的,去,去除率达到,了,了 99.9。目前,，,，SCWO,技,技术主要被,美,美国国防部,和,和能源部用,来,来处理化学,武,武器，火箭,推,推进剂，炸,药,药等高能废,物,物。德国和,日,日本也采用,了,了SCWO,处,处理土壤中,含,含有的多氯,联,联苯，国内,研,研究人员在SCWO处,理,理造纸废水,、,、有机磷氧,乐,乐果农药、,含,含硫废水等,方,方面同样取,得,得了较好的,结,结果。,3.2,湿,湿式,氧,氧化,技,技术,（,（WAO,）,）,原理,：,：,是在,高,高温,（,（120,374,）,、,、高,压,压（0.520Mpa）,和,和液,相,相条,件,件下,用,用氧,化,化剂,（,（空,气,气或,氧,氧气,）,）氧,化,化水,中,中溶,解,解态,或,或悬,浮,浮态,有,有机,物,物和,还,还原,态,态无,机,机物,的,的一,种,种高,级,级氧,化,化,技术,。,。,优缺,点,点：,与常,规,规方,法,法相,比,比，,该,该方,法,法几,乎,乎可,以,以无,选,选择,性,性的,高,高效,氧,氧化,各,各类,高,高浓,度,度有,机,机废,水,水，,而,而且,处,处理,时,时间,短,短、,处,处理,效,效率,高,高、,几,几乎,没,没有,二,二次,污,污染,、,、且,具,具有,能,能回,收,收有,用,用的,物,物质,和,和能,量,量等,优,优点,，,，因,而,而受,到,到了,世,世界,各,各国,科,科研,人,人员,的,的广,泛,泛重,视,视。,应用,：,：,CWAO,处,处理,工,工艺,在,在日,、,、美,等,等发,达,达国,家,家备,受,受重,视,视，,将,将其,应,应用,于,于石,油,油、,化,化工,、,、制,药,药等,行,行业,的,的工,业,业废,水,水、,城,城市,污,污泥,处,处理,等,等方,面,面。,3.3,光,光催化氧,化,化技术,原理:,在紫外线,的,的照射下,，,，光催化,剂,剂表面产,生,生电子-,空,空穴对，,当,当存在合,适,适的俘获,剂,剂或表面,缺,缺陷时，,电,电子-空,穴,穴的复合,会,会受到抑,制,制，而复,合,合前，在,光,光催化剂,表,表面发生,氧,氧化还原,反,反应。空,穴,穴具有很,强,强的化学,反,反应活性,，,，体系中,多,多数光催,化,化氧化反,应,应，是直,接,接或间接,利,利用空穴,的,的这一氧,化,化能力，,它,它一般与,其,其表面吸,附,附的H,2,O或OH,-,反应形,成,成OH，同,时,时体系,中,中还产,生,生其他,具,具有氧,化,化性的,自,自由基,，,，如超,氧,氧离子,自,自由基,O,2,-,、H,2,O自,由,由基等,，,，这些,氧,氧化性,很,很强的,自,自由基,，,，能将,各,各种有,机,机物直,接,接或间,接,接催化,为,为CO,2,、H,2,O等无,机,机小分,子,子物质,。,。,优缺点,：,：,利用光,催,催化技,术,术不仅,能,能够处,理,理染料,、,、农药,及,及其他,含,含难降,解,解污染,物,物的废,水,水，同,时,时具有,很,很好的,杀,杀菌抑,制,制病毒,活,活性的,作,作用，,且,且不会,形,形成对,人,人体有,害,害的中,间,间产物,。,。TiO2光,催,催化技,术,术逐渐,在,在水处,理,理领域,展,展现出,了,了诱人,的,的前景,，,，并被,认,认为是,当,当前最,具,具有开,发,发前景,的,的水处,理,理技术,。,。但是,光,光催化,氧,氧化技,术,术存在,光,光能利,用,用率低,、,、电子-空穴,复,复合率,高,高、量,子,子效率,低,低等不,足,足，因,而,而限制,了,了对该,技,技术的,应,应用。,应用：,(1)处理,微,微量有机污,染,染物,(2)废水,处,处理,(3)灭活,细,细菌,3.4 MBR污水生,物,物处理技术,原理：,它利用膜分,离,离设备将生,化,化反应池中,的,的活性污泥,和,和大分子物,质,质截留，省,掉,掉二沉池，,活,活性污泥浓,度,度大大提高,，,，水力停留,时,时间（HRT）和污泥,停,停留时间（SRT）可,以,以分别控制,，,，使难降解,的,的物质在反,应,应中不断反,应,应、降解。,优缺点：,膜生物反应,器,器与传统的,生,生物处理方,法,法相比，是,目,目前最有前,途,途的废水处,理,理新技术之,一,一。在使用,过,过程中阻碍,其,其发展的主,要,要问题就是,膜,膜污染。因,此,此MBR的,运,运行费用略,高,高于常规生,物,物处理方法,，,，但随着膜,制,制造技术的,进,进步，膜质,量,量的提高和,膜,膜制造成本,的,的降低，MBR的投资,也,也会随之大,幅,幅度降低。,另,另外，随着,各,各种新型膜,生,生物反应器,的,的开发，其,运,运行费用会,大,大幅度下降,。,。,应用：,MBR在国,外,外已广泛应,用,用，国内正,在,在研究和推,广,广应用。MBR重点应,用,用领域：现,有,有城市污水,厂,厂的更新升,级,级；无排水,管,管网地区的,污,污水处理，,如,如开发区、,度,度假区、旅,游,游风景区等,；,；有污水回,用,用需求的地,区,区或场所；,高,高浓度、有,毒,毒、难降解,工,工业污水的,处,处理；垃圾,填,填埋渗滤液,的,的处理及回,用,用；小规模,污,污水处理厂,（,（站）的应,用,用。另外，,随,随着各种新,型,型膜生物反,应,应器的开发,，,，如利用位,差,差驱动出水,和,和低水头间,断,断工作的重,力,力淹没式MBR、厌氧MBR等，,与,与传统的好,氧,氧加压膜生,物,物反应器相,比,比，其运行,费,费用会大幅,度,度下降。,MBR处理,有,有机废水-,常,常州大学科,学,学技术处,应用领域：,分散式生活,污,污水处理,居,居民小区、,旅,旅游度假村,、,、船舶等；,可生物降解,的,的工业废水,处,处理印染,、,、炼油、化,工,工、食品业,等,等。,展望FUTURE,21世纪的,水,水处理科技,是,是水质科学,的,的核心内容,。,。由于水资,源,源的世界性,严,严峻形势，21世纪将,成,成为水处理,科,科技得到迅,猛,猛发展的时,代,代,怎样发,展,展？这虽然,是,是一个世界,性,性问题，但,应,应该结合中,国,国的情况来,提,提问题。对,中,中国来说，21世纪的,水,水处理科技,任,任务极为艰,巨,巨。,大致说来，21世纪的,水,水处理科技,任,任务是：防,止,止由于水资,源,源水质恶化,对,对国家的经,济,济可持续发,展,展产生瓶颈,效,效应甚至水,质,质灾害。中,国,国水资源水,质,质恶化主要,来,来源于废水,处,处理的旧债,和,和新债。中,