盤點(diǎn)：2015年水處理行業(yè)新技術(shù)或新系統(tǒng)

2015年水處理行業(yè)進(jìn)入高發(fā)展期，市場(chǎng)進(jìn)入白熱化狀態(tài)，在如此激烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中，又有哪些新的水處理技術(shù)或是水處理系統(tǒng)發(fā)布呢?

一、新型低能耗一體化MBR工程結(jié)構(gòu)技術(shù)

由中科院生態(tài)環(huán)境研究中心與北京大齊科技有限公司合作開發(fā)的我國(guó)第三代污水處理技術(shù)——新型低能耗一體化MBR工程結(jié)構(gòu)技術(shù)，近日在山東青島舉行的中科院環(huán)保重大科技成果轉(zhuǎn)化新聞發(fā)布會(huì)上表示取得了突破性進(jìn)展，其性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

第三代污水處理技術(shù)：包括以三池合一為核心的工程結(jié)構(gòu)技術(shù)、以新型無(wú)機(jī)—有機(jī)復(fù)合膜為核心的成套裝備技術(shù)、以高度智能化為特點(diǎn)的遠(yuǎn)程控制技術(shù)等。據(jù)此研發(fā)的小型污水處理成套設(shè)備，未來(lái)可以在農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)、旅游景點(diǎn)、高速公路服務(wù)區(qū)、海島等需要小型污水處理設(shè)施的地方廣泛應(yīng)用。

據(jù)北京工業(yè)大學(xué)市政研究所所長(zhǎng)李軍教授介紹，我國(guó)目前污水處理主要依賴第一、二代技術(shù)。第一代污水處理技術(shù)是傳統(tǒng)活性污泥法，優(yōu)點(diǎn)是能耗及運(yùn)行費(fèi)用較低，但占地大、出水水質(zhì)差且不穩(wěn)定，達(dá)不到中水回用要求。第二代技術(shù)是基于膜法的常規(guī)MBR污水處理工藝，已經(jīng)在我國(guó)部分大、中城市開始應(yīng)用，出水水質(zhì)穩(wěn)定且能達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，但由于膜材料價(jià)格高導(dǎo)致工程投資大。而新研發(fā)的第三代污水處理技術(shù)，能系統(tǒng)解決前兩代污水處理系統(tǒng)的問題。

中科院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員魏源送表示，此項(xiàng)技術(shù)與現(xiàn)有污水處理技術(shù)相比，具有能耗低、占地小、出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高、可遠(yuǎn)程控制管理、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，便于在城鎮(zhèn)和農(nóng)村推廣，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。

二、價(jià)格低廉低能耗海水淡化技術(shù)發(fā)展中國(guó)家的福音

污水凈化是一個(gè)既困難又昂貴的過(guò)程，尤其是對(duì)那些資金匱乏的發(fā)展中國(guó)家，因此，一個(gè)超級(jí)廉價(jià)的水凈化技術(shù)有著十分廣闊的前景。

2015年9月，來(lái)自埃及亞歷山大大學(xué)的研究人員公布了一種新型低成本的海水淡化膜技術(shù)，膜材料價(jià)格低廉，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)低能耗。

該技術(shù)采用了滲透蒸發(fā)(又稱滲透汽化，是有相變的膜滲透過(guò)程)的技術(shù)原理，研究人員開發(fā)出醋酸纖維素膜與其它組件相結(jié)合，并使用外部熱源將膜透過(guò)組分汽化，從而達(dá)到過(guò)濾粒子和鹽分的目的。

該技術(shù)不僅能淡化海水，也能去除海水中的污物。研究人員結(jié)合了海洋學(xué)、化學(xué)工程、農(nóng)業(yè)工程以及生物系統(tǒng)工程等專業(yè)知識(shí)想出了這個(gè)解決方案，他們的成果已經(jīng)發(fā)表在了《水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)》期刊上。

“在該研究中實(shí)施的技術(shù)比反滲透技術(shù)要好得多，這個(gè)技術(shù)目前在埃及、中東和北非大多數(shù)國(guó)家中使用”，埃及國(guó)家研究中心的水污染教授HelmyEl-Zanfaly說(shuō)，“它能夠有效地淡化高濃度鹽水，比如紅海，紅海海水淡化成本很高而且產(chǎn)量少”。

然而，在期待著把該技術(shù)投入到實(shí)踐中之前，還是需要做大量工作的：該項(xiàng)目的學(xué)術(shù)研究工作必須先進(jìn)行小規(guī)模初步試驗(yàn)，以證明該理論在大范圍中可行。其次，如何處理過(guò)程中生成的廢物也是一個(gè)問題。

三、新技術(shù)：好氧新技術(shù)助力污泥無(wú)害化處理

隨著城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生的污泥量也日益增加，處理形勢(shì)十分嚴(yán)峻。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)污泥年產(chǎn)生量3000多萬(wàn)噸，并以每年15%的速度遞增。

2012年，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《“十二五”全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》要求，到2015年，直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市的污泥無(wú)害化處理處置率達(dá)到80%，其他城市達(dá)到70%，縣城及重點(diǎn)鎮(zhèn)達(dá)到30%以上。

今年4月發(fā)布的“水十條”更是明確要求推進(jìn)污泥處理處置，現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施應(yīng)于2017年底前基本完成達(dá)標(biāo)改造，地級(jí)及以上城市污泥無(wú)害化處理處置率應(yīng)于2020年底前達(dá)到90%以上。非法污泥堆放點(diǎn)一律予以取締。

自2012年開始，北京排水集團(tuán)開始跟蹤UTM超高溫生物干化技術(shù)，從中試到實(shí)際工程應(yīng)用歷經(jīng)兩年。在順義污泥再生利用項(xiàng)目，就采用了UTM超高溫生物干化工藝。

記者了解到，這一工藝的核心菌種是北京綠源科創(chuàng)環(huán)境技術(shù)有限公司的專利菌種高能嗜熱菌。這一菌種可有效打開污泥中的有機(jī)分子鏈，使污泥中的水分迅速揮發(fā)，污泥的含水率可降低到35%以下。相較于傳統(tǒng)好氧發(fā)酵技術(shù)，可使發(fā)酵溫度低、發(fā)酵周期長(zhǎng)、病原體和蟲卵不能徹底殺滅的問題得到妥善解決，能實(shí)現(xiàn)污泥的無(wú)害化和穩(wěn)定化處理。

據(jù)悉，這一技術(shù)被列入科技部的火炬計(jì)劃，被認(rèn)為是“對(duì)傳統(tǒng)好氧發(fā)酵工藝的創(chuàng)新”，使污泥穩(wěn)定化、無(wú)害化后進(jìn)行土地利用變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

四、新型光催化材料為污水處理技術(shù)提供新思路

鑒于對(duì)舒適健康生活環(huán)境的迫切需求，很多研究者都致力于污水處理研究工作。當(dāng)前治理污水的方法主要有：沉降、絮凝、過(guò)濾、吸附、氣浮、生物處理等，但這些方法都不可避免地帶來(lái)二次污染，而且還有再生費(fèi)用昂貴或處理周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。

生活污水雖然可用傳統(tǒng)的生物處理法有效地處理，但數(shù)百種劇毒化合物不能用生物法處理，必須尋求新的合適、有效的處理方法。

近日，一種新型光催化材料通過(guò)驗(yàn)收。該材料由河北工程大學(xué)開發(fā)，可顯著提升現(xiàn)有的光催化污水處理技術(shù)。

在傳統(tǒng)的光催化材料中，二氧化鈦因其具有無(wú)毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、氧化能力強(qiáng)、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛關(guān)注。

然而，二氧化鈦太陽(yáng)光能吸收率較低、分離和再生性及循環(huán)使用性能差，限制了其應(yīng)用�？蒲腥藛T將金屬酞菁(MPc)與二氧化鈦復(fù)合制備出一種新型光催化材料，能有效拓寬二氧化鈦吸收光的波長(zhǎng)范圍，提高二氧化鈦的光催化效率。

該研究為光催化污水處理技術(shù)升級(jí)提供了新思路。

五、湖北君集國(guó)內(nèi)首創(chuàng)再生粉末活性炭污水處理技術(shù)

8月13日，浙江環(huán)科院來(lái)君集嵊新污水處理廠商談合作;14日，紹興市委市政府聯(lián)袂來(lái)考察;15日，河北省晉州市環(huán)保局來(lái)商談合作。而國(guó)際活性炭巨頭，美國(guó)卡爾岡公司、荷蘭諾力特公司，已派代表和君集協(xié)商合作。從今年1月1日正式營(yíng)運(yùn)以來(lái)，他們已接待近百次政府、學(xué)界、企業(yè)以及國(guó)外代表，來(lái)商談合作事項(xiàng)。

湖北君集水處理有限公司董事長(zhǎng)巴能軍說(shuō)，污水處理沒有高深的理論難題，主要是解決工程技術(shù)問題。我們卓越的工程師，留美歸國(guó)的許榕，圍繞活性炭的使用，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明了幾十項(xiàng)專利，使原來(lái)在水污染突發(fā)事件中作為應(yīng)急處理的活性炭技術(shù)，能夠大規(guī)模應(yīng)用，在嵊州污水處理廠的提標(biāo)改造中，不僅運(yùn)用14項(xiàng)專利技術(shù)，還申請(qǐng)17項(xiàng)專利，高效處理好了印染、造紙等工業(yè)污水。

許榕介紹，粉末活性炭處理污水不是新技術(shù)，但要大規(guī)模應(yīng)用，首先必須降低污水中的懸浮物，還要解決過(guò)水量小的問題。而核心和難點(diǎn)，是如何降低使用成本。

從2008年起，他們開始研究粉末活性炭技術(shù)。從2011年8月開始，為了掌握粉末活性炭的吸附效率、過(guò)水流速、炭層的最佳設(shè)計(jì)高度，他們實(shí)驗(yàn)用6克粉末活性炭過(guò)濾1升污水，1升污水最少過(guò)濾6次。經(jīng)過(guò)11796次過(guò)濾之后，終于獲得了理想數(shù)據(jù)。而這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，目前他們?nèi)匀辉诶^續(xù)，以期得到最佳數(shù)據(jù)。

有了理想的粉末活性炭過(guò)濾數(shù)據(jù)，他們?cè)谕ㄐ械倪^(guò)濾罐的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種適應(yīng)粉末活性炭的全新的連續(xù)式粉末活性炭過(guò)濾罐，粉末活性炭濾芯在罐中布局巧妙。這種過(guò)濾罐可以不間斷地長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，一個(gè)過(guò)濾罐24小時(shí)過(guò)濾1萬(wàn)噸“劣五類”污水。

六、美科學(xué)家研發(fā)“可飲用書”可過(guò)濾污水中99%細(xì)菌

美國(guó)科學(xué)家近日發(fā)明了一本神奇的書，它的書頁(yè)可以被撕下來(lái)凈化水源，這聽起來(lái)很不可思議，但已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中被證明有效。這本書被命名為“可飲用書”，是由弗吉尼亞大學(xué)和卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的科學(xué)家們合作研發(fā)的一款集書本和過(guò)濾器于一身的工具。它的書頁(yè)上含有納米銀離子，能過(guò)濾掉污水中的各類細(xì)菌。

“可飲用書”當(dāng)然不是指書本身能喝，而是指這本印著濾水方法和衛(wèi)生知識(shí)的書可以過(guò)濾淡水，使其變得可以飲用。只需要撕下一頁(yè)紙，就能將河流、溪水、水井等地方提取出來(lái)的淡水過(guò)濾凈化。水中的細(xì)菌等有害物質(zhì)在滲過(guò)紙頁(yè)時(shí)會(huì)被紙頁(yè)中的銀離子與銅離子吸附。一張過(guò)濾書頁(yè)可以凈化100公升的水源。一本“可飲用書”就可以滿足一個(gè)人4年的用水所需。

該研究結(jié)果在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)于波士頓召開的第250屆全國(guó)會(huì)議上公布。在測(cè)試過(guò)濾了南非、加納和孟加拉共和國(guó)的25處被污染水源后，該書被證實(shí)可以成功過(guò)濾掉污水中99%的細(xì)菌。研究者們稱，過(guò)濾后的水源與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)自來(lái)水水質(zhì)相近，有微量的銀離子和銅離子在過(guò)濾中進(jìn)入水中，但都符合標(biāo)準(zhǔn)。

七、新一代電吸附技術(shù)助化工廢水零排放

水資源稀缺和水污染日益嚴(yán)重問題已引起全社會(huì)的高度關(guān)注。尤其是化工廢水零排放是一個(gè)世界性難題。世界各國(guó)為工業(yè)和商用環(huán)保領(lǐng)域處理廢水或污水達(dá)到低能耗、“零”排放目標(biāo)，一直在競(jìng)相探索高效的技術(shù)路徑。

6月10日-12日，在上海國(guó)際水展上，愛思特水務(wù)科技有限公司發(fā)布和展示的全新概念“E+零排放”技術(shù)引起極大關(guān)注與轟動(dòng)。業(yè)界人士認(rèn)為，全新的電吸附水處理技術(shù)以其低成本及先進(jìn)性、成熟度，有望成為解決世界性水污染問題的有效手段之一，可望加速實(shí)現(xiàn)化工廢水的“零”排放。

愛思特公司董事長(zhǎng)孫曉慰表示，“E+零排放”系列工藝技術(shù)是以當(dāng)代先進(jìn)的電極材料為核心，集成目前市場(chǎng)上成熟的膜處理技術(shù)、生化處理技術(shù)、蒸發(fā)技術(shù)等，形成愛思特獨(dú)特的“1+N污廢水處理技術(shù)系統(tǒng)”，已形成并擁有有效專利17項(xiàng)，其中PCT專利1項(xiàng)、國(guó)內(nèi)發(fā)明專利9項(xiàng)、實(shí)用新型專利7項(xiàng);軟件著作權(quán)2項(xiàng)。其工藝特點(diǎn)是專長(zhǎng)高硬高鹽水的處理，具有無(wú)需軟化除硬、處理過(guò)程簡(jiǎn)練、制水成本低廉、無(wú)二次污染、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。其最大亮點(diǎn)之一是較傳統(tǒng)工藝大大降低了“零”排放成本。若采用傳統(tǒng)的RO+MVR技術(shù)，要實(shí)現(xiàn)“零”排放，每噸水處理成本高達(dá)9.49元，而愛思特“E+零排放”工藝將噸水處理成本降低到3.62元，較傳統(tǒng)工藝下降60%以上。對(duì)于高耗水企業(yè)來(lái)說(shuō)，實(shí)施廢水“零”排放的可行性大大增加。

八、治污新方法微動(dòng)力投資小占地少效果好

在安康市漢濱區(qū)老莊村，一處用白色木格柵圈起約200平方米的綠化地格外顯眼。這里地面長(zhǎng)滿美人蕉、菖蒲等綠色植物，如果不是格柵外樹立的“老莊村生活污水處理3號(hào)池”的標(biāo)牌，一般人怎么也無(wú)法把這里與污水處理聯(lián)想到一起。標(biāo)牌上還清楚地寫明，該污水站的處理模式為：微動(dòng)力處理+人工濕地。從該污水站出來(lái)的水直接流入了漢江的二級(jí)支流付家河，污水處理站的所有設(shè)施都埋在地下。

為了展示微動(dòng)力污水處理系統(tǒng)的效果，漢濱區(qū)環(huán)保局沈海燕局長(zhǎng)現(xiàn)場(chǎng)從污水站進(jìn)水口和出水口取了水樣放在一起讓記者看。進(jìn)水口的水質(zhì)渾濁不堪，而經(jīng)過(guò)微動(dòng)力系統(tǒng)處理完以后的水看起來(lái)清澈透明，聞起來(lái)也沒有異味。

“生活污水微動(dòng)力人工生態(tài)濕地處理工藝就是將生活污水在管道的導(dǎo)引下，經(jīng)過(guò)格柵井、厭氧池、好氧池后流到人工濕地，即美人蕉等植物的根系下面。污水中的富營(yíng)養(yǎng)分子經(jīng)過(guò)礫石層層過(guò)濾后，最終由美人蕉等植物吸收，經(jīng)過(guò)一系列程序，生活污水就能夠達(dá)標(biāo)排放了。”沈海燕說(shuō)。根據(jù)安康市環(huán)境監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)結(jié)果，老莊村污水站的出水水質(zhì)完全達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

九、科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出綠色高分子緩沖體系

上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院材料學(xué)院李永勝等日前研發(fā)出一種可以循環(huán)使用的、易分離的聚合物枝載的pH緩沖體系。相關(guān)研究成果已發(fā)表于英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)旗下期刊《綠色化學(xué)》上。

傳統(tǒng)的pH緩沖體系一般由易溶的小分子共軛酸堿對(duì)組成，它能自如地調(diào)控溶液的pH值，被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、化學(xué)分析、生物醫(yī)學(xué)與環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。但其存在一系列缺憾，如導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)品的純化困難、含有高濃度緩沖劑的廢液后處理非常棘手等，嚴(yán)重制約其工業(yè)化。

李永勝等提出一種固相緩沖劑的概念，并設(shè)計(jì)了一種高分子枝載的共軛酸堿對(duì)，它完全不溶于水或者有機(jī)溶劑，通過(guò)離子交換機(jī)制來(lái)控制溶液的pH值。這種緩沖體系的后處理非常簡(jiǎn)便，僅僅運(yùn)用過(guò)濾操作，就可以把高分子枝載的緩沖劑完全從溶液中分離出來(lái);而且這種高分子pH緩沖劑可以不經(jīng)處理而連續(xù)循環(huán)使用。

實(shí)驗(yàn)同時(shí)發(fā)現(xiàn)，這種高分子緩沖體系具有一個(gè)明顯不同于傳統(tǒng)緩沖體系的特點(diǎn)：溶液的pH值對(duì)體系中的鹽分有線性依賴關(guān)系，鹽的濃度每提高10倍，溶液的pH值就降低一個(gè)單位，反之亦然。

十、重慶研制出光催化水污染處理系統(tǒng)

曾被稱為“霧都”的重慶，也可以用光催化對(duì)污染水質(zhì)進(jìn)行降解處理。日前，記者從重慶文理學(xué)院獲悉，該校一學(xué)生團(tuán)隊(duì)研制出“一種用于光催化氧化技術(shù)處理污水的系統(tǒng)”，已申請(qǐng)國(guó)家專利。

“針對(duì)水污染，有生物降解法等多種處理方式。”該校化工專業(yè)大二學(xué)生陳冬玲告訴記者，其中，使用太陽(yáng)能源的光催化能夠產(chǎn)生活性很高的氧化活性物種，充分氧化有機(jī)污染物，是一種有效的降解方法，且成本很低。

不過(guò)，此前光降解的材料大多利用紫外線進(jìn)行作用。但由于重慶多霧，當(dāng)紫外光到達(dá)地面時(shí)只有5%的利用率。

“但可見光到達(dá)地面時(shí)還有50%的利用率，所以需找到一種利用可見光發(fā)生作用、適合重慶的光降解材料。”陳冬玲說(shuō)，在導(dǎo)師帶領(lǐng)下，由13名學(xué)生組成的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)數(shù)十次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)一種將氯氧鉍+硫化鎘混合制成的材料，對(duì)可見光有響應(yīng)，并對(duì)毒性較大的酚類物質(zhì)、苯等有機(jī)物質(zhì)能起到非常好的降解作用。

如今，團(tuán)隊(duì)還攻克了將這種材料進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的難關(guān)，成本很低，可反復(fù)使用。

據(jù)悉，該項(xiàng)目已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，將代表重慶參加第14屆全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽。