摘要：簡述了我國目前水體污染的現狀，認為我國水環境已經受到比較嚴重的污染。同時，對傳統和新型廢水處理技術分別進行了綜述。重點對國內外新型水處理技術進行了說明，包括：改良活性污泥法、膜技術、濕式催化氧化法、超臨界水氧化法、混凝/絮凝沉降技術和磁分離技術。

關鍵詞：水污染；水處理技術；綜述

　　20世紀以來，改革開放使經濟迅猛發展，但同時也帶來了諸多環境問題，尤其是水污染十分突出，嚴重制約著社會經濟和環境的可持續發展。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，水處理技術的需求也日益增長，而且日趨成熟，傳統的水處理方法也得到了發展，涌現出了眾多新型水處理技術，引起了水處理行業的關注，如：改良活性污泥法、膜技術以及新型氧化技術等。水處理業本身不是一個利潤豐厚的行業，但由于它直接關乎國計民生，從而有很大的發展前途。因此，城市污水處理、工業廢水治理、城鎮生活用水及飲用水供水市場將成為21世紀我國最具潛力的市場之一。

1 我國的水污染現狀

　　據調查資料表明，2004年全國七大水系的412個水質監測斷面中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為：41.8%、30.3%和27.9%，七大水系總體水質與去年基本持平，珠江、長江水質較好，遼河、淮河、黃河、松花江水質較差，海河水質差。主要污染指標為氨氮、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數和石油類。 全年監測的27個重點湖庫中，滿足Ⅱ類水質的湖庫2個，占7.5%；Ⅲ類水質的湖庫5個，占18.5%；Ⅳ類水質的湖庫4個，占14.8%；Ⅴ類水質湖庫6個，占22.2%；劣Ⅴ類水質湖庫10個，占37.0%。其中“三湖”（太湖、巢湖、滇池）水質均為劣Ⅴ類。主要污染指標是總氮和總磷。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，目前我國總的環境形勢是：“局部有所改善，整體仍在惡化，前景令人擔憂”。在今后相當長的一個時期內，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濟可持續發展的一大制約因素，嚴重威脅著我國經濟的發展。

2 傳統水處理技術

　　為了控制水污染，必須對污染水體進行有效治理。水處理技術作為一門跨學科跨專業的綜合性技術將在環境污染治理和緩解水資源矛盾中發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，或將其轉化為無害和穩定的物質或可分離的物質，從而使廢水得到凈化。傳統廢水處理技術，按其作用原理，可分為物理法、化學法、物理化學法和生物法四類。

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的污染物的廢水處理方法，其處理過程不改變污染物質的化學性質。主要應用于廢水的預處理。物理法廢水處理技術通常有調節、篩濾、過濾、沉淀、浮力浮上等。

2.2 化學法
　　化學法是通過加入化學藥劑，使其與廢水中的污染物質發生化學反應來分離、去除、回收廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理方法。化學法廢水處理技術通常有混凝法、中和法、氧化還原法、化學沉淀法等。

2.3 物理化學法
　　物理化學法是利用傳質原理處理或回收利用廢水的技術方法。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、蒸發法結晶法等。

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、膠體以及微細懸浮狀態的有機物、有毒物等污染物質，轉化為穩定、無害的物質的廢水處理方法。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化和穩定有機物，主要用于處理高濃度有機工業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

　　隨著工業的迅猛發展和人們環保意識的提高，傳統技術或者表現的無能為力，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、且經濟實用、設備簡單、理操作簡便等作為衡量一項技術的基本要求。其中，無害化處理又將是眾人追求的最高目標。綜觀近年發展，國內外學者在發明新型高科技含量技術的同時，對傳統技術并沒有全部拋棄，而是采用新的試驗條件和新的試驗設備、材料加以改進，或者用多種獨立操作的聯合使用以揚長避短，使處理過程和結果達到有關標準。

3.1 改良活性污泥法
　　活性污泥法，作為一種發展得相當成熟生物處理技術，已成為處理焦化、煤氣、煉油等工業含酚廢水的主要方法。但由于存在管理要求高，毒物承擔能力低、不適應沖擊負荷、曝氣負荷低、污泥產生量大等缺點在實際應用中常加以改進。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，可有效的將底物轉變為甲烷，在停留時間分別為48 h、24 h、12h，COD負荷從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的支持下，SBR顯出高屋建瓴的優勢，一時各國竟向研究開發，在德、日、加、及西歐都有廣泛應用。

3.2 膜技術
　　膜分離技術是近30年發展起來的新型水處理技術。它以能耗低、效率高、操作簡便及再生容易、無二次污染等優點而被1987年在東京召開的國際膜會議 上稱作20世紀末2l世紀中最有發展前途的水處理技術之—。
　　按照工作膜的孔徑可把膜技術分為電滲析、反滲透、超濾、納濾和微濾5種。它們分別在各自領域中發揮著獨特的作用。
　　在采用復合納濾膜對印染廢水進行試驗時發現，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準，并可回用。采用絮凝沉降—超濾—納濾組合工藝處理酵母廢水，發現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，取代傳統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——膜生物反應器(MBR)組合工藝。MBR法在國外已投入實際應用，國內近些年有關研究報導也頻頻出現，并有了初步進展。其中清華大學采用無機膜—生物反應器處理生活污水。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%，并且負荷大，清洗后恢復好。中國科學院生態環境中心也分別對石油化工廢水和黑水進行了實險。均收到比傳統固液分離技術在有機物濃度 、濁度 、水質方面較好的效果。還有，同濟大學采用中空纖維膜生物反應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。
　　但由于膜污染、反應器投資及運行費等因素的影響和限制，使得膜生物反應器在應用方面進展緩慢。

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，氧化水中呈溶解態或懸浮態的有機物或還原態的無機物，達到去除污染物的目的。
　　濕式催化氧化法是近20多年發展起來的一種高效處理高濃度有機廢水的先進環保技術，是對傳統化學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，加快氧化反應速度，提高氧化反應效率。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，因此引起了國內外環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、新催化劑、新工藝不斷被開發出來，濕式催化氧化法成為有競爭力的新技術，應用前景十分廣闊，研究開發濕式催化氧化法具有巨大的現實意義。

3.4 超臨界水氧化法（SCWO）
　　20世紀80年代中期美國學者 Modell提出超臨界水氧化技術，立即受到國外眾大學及國家重點實驗室的重視，被美國環保界譽為最有發展前途的新型廢水處理技術。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。
　　我國近年關于對SCWO技術的試驗研究的報道也頻頻出現。浙江大學學者在亞臨界及超臨界條件下(T~400～500℃，P≥25．3～30．4 MPa)采用間歇式反應器及連續式反應器進行試驗。發現反應隨著溫度、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，苯酚的去除率可達96% 以上。
　　南開大學學者利用自建的一套連續式裝置進行3種有機廢液的超臨界水氧化的動力學研究，得出在實驗條件下溶液中有機物去除動力學對有機物是一級，對氧氣是零級。壓力和溫度明顯影響速率常數。

3.5 混凝/絮凝沉降技術
　　混凝/絮凝技術現已廣泛用于給水、廢水處理、污泥脫水等應用中。傳統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，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現：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
　　從20世紀90年代開始，研究者根據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%。經適當增加投種量或處理次數，完全可達排放標準。若配以光學催化效果更佳。
　　新型水處理技術不限于以上幾種，但按照生態環境和可持續發展的要求，環境友好型社會進程將會加快。在堅持低毒、無二次污染的基礎上如何能使能耗更低 、效率更高，將成為眾專家學者，特別是在諸如光、聲 、磁 、電、無毒藥劑及生物氧化的聯用和改進方面，致力研究開發的熱點和方向。

4 結論

（1）對水污染的防治要有緊迫感，要努力貫徹防治結合、以防為主的方針，并且加強行業廢水的治理。
（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，經常要幾種方法組成處理系統，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、經濟、有效。
（3）注重研發低毒、無二次污染、高效節能型廢水處理技術，是建設環境友好型社會，減少環境污染的重要手段。

參考文獻
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