水处理新技术新工艺与设备课件

优缺点：
利用光催化技术不仅能够处理染料、农药及其他含难降解污 染物的废水，同时具有很好的杀菌抑制病毒活性的作用，且不会 形成对人体有害的中间产物。TiO2光催化技术逐渐在水处理领域 展现出了诱人的前景，并被认为是当前最具有开发前景的水处理 技术。但是光催化氧化技术存在光能利用率低、电子-空穴复合 率高、量子效率低等不足，因而限制了对该技术的应用。
城市饮用水处理工艺的发展
第一代工艺
20世纪以前，城市饮用水安全得不到保障，致使强烈性传染病流 行，给城市居民的生命健康构成了重大威胁，这使人类面临着一个重 大的生存问题，即生物安全性问题。为了解决这个问题，20世纪初， 研发出了混凝、沉淀、过滤、氯消毒工艺，人们把此工艺称之为常规 水处理工艺，这一工艺使传染病流行得到控制，可称之为第一代工艺。
膜生物反应器与传统的生物处理方法相比，是目前最 有前途的废水处理新技术之一。在使用过程中阻碍其发展 的主要问题就是膜污染。因此MBR的运行费用略高于常规 生物处理方法，但随着膜制造技术的进步，膜质量的提高 和膜制造成本的降低，MBR的投资也会随之大幅度降低。 另外，随着各种新型膜生物反应器的开发，其运行费用会 大幅度下降。
3.2 湿式氧化技术（WAO）
原理：
是在高温（120～374℃）、高压（0.5～20Mpa）和液相 条件下用氧化剂（空气或氧气）氧化水中溶解态或悬浮态有 机物和还原态无机物的一种高级氧化技术。
优缺点：
与常规方法相比，该方法几乎可以无选择性的高效氧 化各类高浓度有机废水，而且处理时间短、处理效率高、 几乎没有二次污染、且具有能回收有用的物质和能量等优 点，因而受到了世界各国科研人员的广泛重视。
应用：
目前在欧美许多国家，已有许多中试和工业规模的SCWO 装置投入了运行。1994年，ECO公司在美国的Texas设计和建 造了第一个用于处理民用废物的工业装置。该装置处理酒精 和胶的混合废液，100 kg／h，TOC的去除率达到了 99.9％。 目前，SCWO技术主要被美国国防部和能源部用来处理化学武 器，火箭推进剂，炸药等高能废物。德国和日本也采用了 SCWO处理土壤中含有的多氯联苯，国内研究人员在SCWO处理 造纸废水、有机磷氧乐果农药、含硫废水等方面同样取得了 较好的结果。
应用：
MBR在国外已广泛应用，国内正在研究和推广应用。 MBR重点应用领域：现有城市污水厂的更新升级；无排 水管网地区的污水处理，如开发区、度假区、旅游风 景区等；有污水回用需求的地区或场所；高浓度、有 毒、难降解工业污水的处理；垃圾填埋渗滤液的处理 及回用；小规模污水处理厂（站）的应用。另外，随 着各种新型膜生物反应器的开发，如利用位差驱动出 水和低水头间断工作的重力淹没式MBR、厌氧MBR等， 与传统的好氧加压膜生物反应器相比，其运行费用会 大幅度下降。
应用：
CWAO处理工艺在日、美等发达国家备受重视，将其应 用于石油、化工、制药等行业的工业废水、城市污泥处理等 方面。
3.3 光催化氧化技术
原理:
在紫外线的照射下，光催化剂表面产生电子-空穴对，当 存在合适的俘获剂或表面缺陷时，电子-空穴的复合会受到 抑制，而复合前，在光催化剂表面发生氧化还原反应。空穴 具有很强的化学反应活性，体系中多数光催化氧化反应，是 直接或间接利用空穴的这一氧化能力，它一般与其表面吸附 的性些氧H的2O化自或性由OH基很-反，强应如的形超自成氧由·离基O子，H，自能同由将时基各体·种系O有2中-机、还物H2产直O·生接自其或由他间基具接等有催，氧化这化为 CO2、H2O等无机小分子物质。
第二代工艺
上世纪70年代又发现了一些有毒物，这些物质能够致癌，长期饮 用对人体有害。人类又一次面临饮水安全问题，这次遇到的是化学安 全性问题，为了解决这个问题，人们在第一代工艺基础上增加了臭氧 颗粒活性炭的工艺，称作第二代工艺。国外把它作为通用的工艺来推 广，国内也在推广此类的工艺。
第三代工艺——以超滤为核心技术的组合工艺
（一）沉淀物过滤法 （二）硬水软化法 （三）活性炭吸附法 （四）去离子法 （五）逆渗透法 （六）超过滤法 （七）蒸馏法 （八）紫外线消毒法 （九）生物化学法
(十) 混合离子交换法
水处理技术
目前我国水处理中应用较多的技术包括： 氧化沟工艺、SBR法、CASS工艺、接触
氧化法、曝气生物滤池工艺（BAF）、MBR法 和速分生物处理技术等。
“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。
3.1 超临界水氧化技术（SCWO)
原理:
超临界状态下超临界水能与氧或空气完全互溶，将废水 中所含的有机物用氧化剂迅速氧化分解为水、CO2等简单无害 的小分子化合物。
优缺点：
超临界水氧化技术作为一种绿色环保技术，在处理有毒、 难降解和高浓度有害物质上有众多优势，且目前其应用基础已 经形成，国外也有实际的工业应用。但是超临界水氧化反应器 的腐蚀和结垢问题，以及超临界水氧化的高耗能、高费用的问 题严重阻碍了该技术在工业生产中的推广和发展，成为制约其 工业化的瓶颈问题。
针对这些新的生物安全性问题，第一代工艺或者第二代工艺都不 能完全使新的生物安全性问题得到解决和控制，所以有待发展新的、 更有效的技术和工艺。对水来说，生物安全性问题对人类危害是最大 的，保证水的生物安全性应是首要的。
我国水污染处理设备的发展历程
大致分为四个阶段： （1）1980～1989年的快速起步阶段。 （2）1990～1996年的落入低谷阶段。 （3）1997～2005年的复苏发展阶段。 （4）2006年以后的蓬勃发展阶段。
应用：
(1)处理微量有机污染物 (2)废水处理 (3)灭活细菌
3.4 MBR污水生物处理技术
原理：
它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分 子物质截留，省掉二沉池，活性污泥浓度大大提高，水力 停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制， 使难降解的物质在反应中不断反应、降解。
优缺点：பைடு நூலகம்