摘要:隨著人們環(huán)保意識的逐步增強以及國家對環(huán)保的日益重視,幾種環(huán)保的綠色水處理技術(shù)正逐漸成為現(xiàn)代水處理的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞:綠色水處理;膜分離;綠色氧化;綠色中和;綠色絮凝;超聲波
綠色水處理技術(shù)的開發(fā),正在有力推動環(huán)境科學與工程學科的發(fā)展,它是開展環(huán)境科學與工程學科創(chuàng)新研究的一條源泉之路,對于人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。下面我淺談一下我對幾種綠色水處理技術(shù)的認識:
l 膜分離技術(shù)
膜分離技術(shù)是近二、三十年內(nèi)發(fā)展起來的。與常規(guī)分離方法相比,膜分離過程具有能耗低、單級分離效率高、工藝簡單、不污染環(huán)境等特點,在廢水處理中可實現(xiàn)水的閉路循環(huán),除污的同時變廢為寶,是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的綠色技術(shù)。膜分離技術(shù)主要包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)反滲透(RO)和電滲析等。近年來這些技術(shù)在水處理的應用愈來愈顯示生命力。
世界上每天約有500萬m-3 的水通過膜分離處理為了適應水處理的需要,膜材料的性能逐步得以改進采用無毒無害、可生物降解的材料制備超濾膜。
NF膜在水的軟化方面顯示了其它技術(shù)無可比擬的優(yōu)越性,NF90膜在海島飲用水制備中可有效地去除對人體健康不利的Ca2+、Mg2+等硬度。在較低的操作壓力(<1.0MPa)下,總脫鹽率≥8l%,產(chǎn)水量可達144t/d,淡化水符合生活飲用水標準。
電滲析作為綠色水處理技術(shù)近年來研究較多。有人采用改性異向膜電滲析法處理化纖廠粘膠單絲淋洗廢水(去酸水),在工藝上實現(xiàn)了污水閉路循環(huán),消除了H2SO4和Zn的污染,并把溶解固體濃縮到190g/L,再進行多效蒸發(fā)來回收多余的Na2SO4。濃縮的H2SO4和ZnSO4溶液則返回凝固浴再用,淡化水中的總?cè)芙夤腆w(TDS)下降到0.7g/L以下,因無硬度,故可作洗滌用水。
膜分離技術(shù)正在成為水處理研究與應用的熱點,其在水的回用方面起著難以替代的作用。將膜分離技術(shù)與綠色氧化技術(shù)、生物處理技術(shù)聯(lián)合,用于廢水的處理及回用是一個頗有前途的研究與應用方向。
2 綠色氧化技術(shù)
近年來,綠色氧化技術(shù)處理廢水的研究取得了顯著進展。廢水的綠色氧化技術(shù)主要是運用光催化氧化、無毒藥荊催化氧化、化學氧化與生物氧化相結(jié)合等手段處理廢水的技術(shù)。
2.1 光催化氧化技術(shù)
光氧化最常用的催化劑是 TiO2、H2O2-草酸鐵等無機試劑。通常的懸浮相TiO2光催化氧化法存在著催化劑易失活、易凝聚和難分離等固有弊端。將TiO2負載在海沙上,作為光氧化反應的催化劑克服了上述缺點。還可將TiO2粉末固定在泡沫鎳上的光催化固定技術(shù),降解廢水中的磺基水楊酸。利用TiO2催化降解有機物時,可利用太陽能來代替UV光源。
2.2 無毒藥劑催化氧化技術(shù)
采用無毒藥劑催化氧化處理有機廢水,尤其是處理有毒有害、難于生物降解的有機污染物,是當前水處理技術(shù)研究的熱點課題。
活性嵌可作為廢水催化氧化反應的催化劑。與Fenton試劑法相比,COD去除率提高了1.75倍。還可利用金屬氧化物為催化劑,來提高臭氧的利用效率和氧化能力。
2.3 臭氧一生物氧化技術(shù)
利用臭氧氧化結(jié)合生物處理的方法對來自填埋場中的濾出液及被染料或表面活性劑污染的工業(yè)廢水進行生態(tài)性處理,也可收到良好的處理效果。
既將污染物降至生態(tài)環(huán)境允許范圍之內(nèi),又可使用封閉氣流控制,從而不外溢有毒物質(zhì),也無污染物的轉(zhuǎn)移,是一種綠色處理技術(shù)。
3 綠色中和技術(shù)
因為Mg(OH)2緩沖性好、有活性吸附能力強、無腐蝕性、安全、無毒、無害,所以被稱為“綠色水處理劑”。近年來廣泛應用于工業(yè)廢水的處理,主要用作酸性廢水中和劑、重金屬離子脫除劑等。
4 綠色絮凝技術(shù)
近年來,不同種類的生物絮凝劑相繼得以開發(fā),絮凝法處理廢水的技術(shù)也隨之綠色化。利用絮凝劑產(chǎn)生菌可產(chǎn)生生物大分子絮凝物質(zhì)。其絮凝范圍廣泛、高效無毒、易于生物降解,可消除二次污染,可以說,生物絮凝劑處理廢水的技術(shù)是具有廣闊應用前景的綠色技術(shù)。
5 超聲波技術(shù)
超聲波是一種新的綠色水處理技術(shù)。它是指頻率高于20kHz的聲波。當一定強度的超聲波通過媒體時,會產(chǎn)生一系列的物理化學效應。超聲波處理有毒有害及難降解有機枷是非常簡便和有效的。用其降解水中的鹵代烴、酚類、酵類、聚合物、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯等。發(fā)現(xiàn)多數(shù)超聲波降解有機物的反應遵循一級反應動力學。將超聲波與電解法耦合處理含酚廢水,取得了比超聲波法更好的處理效果。這一研究成果有力地推動了聲電化學在水處理中的應用。
6 結(jié)論
按照可持續(xù)發(fā)展的要求,水處理技術(shù)的綠色化進程將會加快,開發(fā)高效、低毒、低能耗、不造成二次污染的水處理技術(shù),特別是光、聲、磁、電、無毒藥劑氧化、生物氧化等多種手段聯(lián)用的新型綠色技術(shù)將成為水處理技術(shù)研究的熱點和方向。