物理法水处理技术

付鹏波，田金乙，吕文杰，黄渊，刘毅，卢浩，杨强，修光利，汪华林

（1 华东理工大学资源与环境工程学院，化学工程联合国家重点实验室，上海 200237；2 华东理工大学机械与动力工程学院，上海 200237； 3 上海大学环境与化学工程学院，上海 200444）

引 言

联合国预测，2050 年将有五十亿人口面临水资源短缺[1]；美国能源信息署（EIA）预测，2050 年全球能源消耗将比2018年增长50%[2]。如何产生更多、消耗更少，实现“能源-水”的互馈是全球挑战。随着环保技术的发展和民众意识的提高，近年来我国的水环境和水生态得到了明显改善[3]。根据《2020 年中国生态环境状况公报》统计数据，我国2020 年地表水检测的1937 个水质断面（点位）中，Ⅰ～Ⅲ类比例提高到83.4%，比2019年上升8.5个百分点，劣Ⅴ类占比降低到0.6%，比2019 年下降2.8 个百分点。包括我国七大流域在内的监测的1614个水质断面中，Ⅰ～Ⅲ类水质断面占87.4%，比2019 年上升8.3 个百分点，劣Ⅴ类占0.2%，比2019 年降低2.8 个百分点。虽然我国在水环境治理方面取得了显著成效，但水污染治理形势依然相当严峻，低碳、清洁、高效的水污染控制技术开发刻不容缓[4-5]。

我国环境污染控制长期采用以末端治理为主的模式，虽然能够完成污染治理指标，但不能满足污染物深度减排与资源化的需求，污染物的减排速度赶不上由于经济高速发展导致的污染物增排速度。而且末端治理的投资费用较大，难以回收原料和废物中有用成分，造成原料消耗大，产品成本高，污染治理效果有限。“水十条”规划出台后，环境保护正在从“末端治理”向“源头控制、过程减排、末端治理”的全流程控制转变。而提高分离过程效率及降低分离能耗是解决当前能源短缺、环境污染问题以及实现可持续发展的关键[6]。

长期以来，常规水处理技术以生化法为核心[7]，利用化学药剂、微生物将污染物矿化为氮气、二氧化碳，同时产生浮渣、剩余污泥和VOCs。突破常规以生化法为核心的矿化模式，构建以物理分离法为核心的资源化模式，减少化学药剂消耗、减排二次污染物，是全球绿色发展的难题之一。

1 物理法水处理技术优势

废水处理过程中污染物的分离需要消耗大量的能量和物质，从美国统计的能量消耗数据可以看出（图1），工业能耗占总能耗的32%，其中45%～55%用于工业分离过程。而分离能耗中包括蒸馏、干燥和蒸发等在内的热分离能耗占到了分离总能耗的80%，非热分离只占比20%左右[8]。因此，Sholl 等[8]指出，非热分离可降低全球能耗、排放及污染，并为能源发展开辟一条新路线，物理分离是一种低能耗、低排放、低污染的资源化分离方法。

图1 美国能量消耗情况[8]Fig.1 Energy consumption in the US[8]

物理法水处理技术指利用物理的原理和过程实现水中污染物的分离、降解、转移、转化和资源化[9]，主要包括离心分离[10-11]、旋流分离[12-14]、膜分离[15-17]、磁分离[18-20]、光降解[21-22]、电转移转化[23-24]、电絮凝[25-27]、声波处理[28-30]等技术。物理分离相比于化学分离和生物分离，由于可不加或少加化学、生物药剂，造成二次污染的风险小，被认为是清洁的水处理技术[9,31-32]。物理分离是洁净能源、三废治理、水再生及循环利用以及传统工业、高新技术产业中不可或缺的科学技术，在气体净化、粉尘防爆、污水处理、固废资源化等污染物源头控制及资源化中起着举足轻重的作用。新的物理分离技术逐渐向高效率、高精度、低能耗的方向发展，这使得物理分离技术在节能减排、绿色资源开发以及资源循环利用等方面发挥越来越重要的作用。

首先，物理法可以与生物法、化学法逐级配合使用。物理法可以作为化学法、生物法的预处理，以使待处理污染物满足化学法和生物法对原料的高要求，保证化学法和生物法的处理效率。物理法也可以与生物法、化学法耦合使用，以强化生物法和化学法的污染物处理效率。以燃油质量升级国家基础原料产业为例，石化废水AO 处理工艺中，在内回流中增加物理法旋流自转脱氮技术，利用自公转耦合诱导污泥释碳，使生化出水平均COD 从67.2 mg/L降至44.4 mg/L、TN 降至16.5 mg/L，可达到《石油炼制工业污染物排放标准》特别排放限值的要求[33]。

其次，物理法可实现某些特殊条件下化学法和生物法无法实现的污染物控制。由于化学法需要添加化学药剂、生物法需要较大的占地面积，限定了化学法和生物法在一些领域的应用。以海洋强国国家战略中海上油气开发为例，在我国海上油气开采平台，由于平台空间狭小，无法使用生物法对生产废水进行达标处理。我国海上平台生产废水处理长期被国外采用化学法垄断，但随着平台深度降压增产导致的废水高度乳化问题，进口化学药剂破乳设备无法满足生产水达标排放或回注的要求。而通过建立流动微环境来调控油滴在不同区域进行黏附、脱附的物理破乳代替化学破乳，被中海油证明出水污染物浓度比国家标准低40%，满足排海或回注条件，在海上重质油田含油废水处理中技术优势明显[34]。

大部分物理法水处理技术的核心原理是废水湍流流动过程中污染物运动与迁移，因此物理法水处理技术研究的关键在于连续相湍流流动与分散相污染物运动分离的关联，从而进一步提高物理法的分离效率和分离精度，降低分离的能耗。“湍流动力学和颗粒材料运动学的综合理论”也被《Science》列为今后1/4 世纪需要解决的125 个科学前沿问题之一[35-37]。

2 物理法市政污水处理技术

改革开放以来，随着我国经济的腾飞和城镇化的快速发展，我国的市政污水总量急剧增加，大量的工业废水和雨水被排入下水道，导致我国市政污水中的污染物日趋复杂，不确定性和污染风险大幅增加，呈现出有机质含量低、无机物含量高和碳氮比低的特点，并且我国现有污水处理厂基本没有对污水能量做回收处理[38]。为实现可持续的水质、最大化的能量回收、有效的资源循环利用和环境友好型社会的建设，我国亟需开发出低成本、低能耗、最小化化学品消耗量的污染物分离、资源回收回用策略[9,39]，例如污水中无机物的低成本强化分离技术、污水中营养物质的回收回用技术、污水热能回收回用技术、更有效的过程控制技术、膜分离（尤其是超滤和反渗透技术）等物理法保障技术。

Chen 等[40-41]采用与传统活性污泥法完全不同的厌氧膜生物处理工艺和垂直水培系统，在不使用任何肥料的情况下利用佐治亚理工学院的校园废水成功种植了水果和蔬菜。首先将校园废水通过膜生物处理工艺进行净化，以将有机污染物转移到沼气中，从而去除诸如大肠杆菌之类的病原体，而植物所需的营养物质如氮、磷和钾得以保留。通过使用智能膜或纳米材料来提取微量污染物，例如内分泌干扰物、重金属和药物，然后将保留的营养物质送入垂直水培系统以种植农产品而无须添加肥料。该技术将大幅促进营养物质、能量和水的回收回用，减少污泥产量，减少种植农作物所需的水、土地和肥料。

Ni 等[42-43]开发了适用于污水源热泵的带回流装置的旋流除污器（图2），解决了长期限制污水源热泵发展的污水换热器易堵塞和易结垢的问题，为低成本回收回用污水热能，实现区域供热/制冷、农业温室、污泥干化脱水和污水厂热能自足创造了条件[44]。随着基于过程强化的旋流除污器性能的提高，旋流分离技术在污水热量回收中将发挥越来越重要的作用[43,45]。

图2 带旋流除污器的实际污水源热泵系统原理图[43]Fig.2 Schematic diagram of actual sewage source heat pump system with hydrocyclone decontamination device[43]

3 物理法饮用水处理技术

饮用水安全与每个人的健康息息相关，但我们的饮用水真的安全吗？现有饮用水处理系统中的消毒、混凝等技术不可避免地给饮用水添加了许多化学药剂，进而无意地产生了大量有害甚至致癌或具有遗传毒性的副产物（图3），增加了饮用水的不确定性和污染风险[46-48]。以饮用水消毒副产物为例，目前仅文献记载的饮用水消毒副产物就有700多种[49]，然而目前却仅有11 种受到监管限制[47]。因此，要想降低饮用水的不确定性和污染风险，可能需要退一步“做减法”，即采用物理分离技术尽可能减少化学药剂的添加。

图3 饮用水化学消毒产生有害甚至致癌或具有遗传毒性的副产物[46]Fig.3 Chemical disinfection of drinking water produces harmful,even carcinogenic or genotoxic by-products[46]

传统饮用水处理系统中，絮凝和沉淀后设置的过滤器消耗的反洗水一般被排入污水系统或回流至饮用水处理系统的前段[50]，从而增加了反洗水中的病原体、固体、有机物和金属离子，提高了化学药剂的使用量、能耗和对环境的污染，促进了消毒副产物的形成。为了解决该问题，Chen 等[41]基于“做减法”的思想，采用无损的超滤膜系统替代了上述传统反洗水循环工艺，即将反洗水用超滤膜系统净化后直接与絮凝和沉淀后设置的过滤器出水混合，并分别针对湖水和河水进行了实验。18 个月的实验结果表明，在不进行任何化学清洗的条件下，膜的性能基本不变；测试的所有滤膜出水均达到了美国饮用水水质标准：总有机碳的平均去除率为51%，铁元素的平均去除率为81%，锰元素的平均去除率为75%，大肠杆菌的去除率接近100%；并且三卤甲烷的生产量低于传统的反洗水循环工艺，能耗和处理成本也低于传统的反洗水循环工艺。他们还针对传统饮用水工艺设计了由0.45 μm 预过滤器、超滤膜、NaClO/ClO2消毒和混合器组成的膜替换工艺，实验结果表明：传统饮用水处理工艺和膜替换工艺（膜处理+NaClO 消毒）的出水水质均达到了美国饮用水水质标准；并且与传统饮用水处理工艺相比，膜替换工艺显著减少了消毒副产物。

4 物理法工业污水处理技术

4.1 新型煤化工废水处理

我国化石能源特征是缺油、少气、富煤，原油对外依存度高达60%以上，超过国际公认的50%警戒线，并且随着经济的快速发展，原油对外依存度仍呈现逐年增加的趋势。基于国家能源安全、经济稳定发展和促进产业升级等因素，利用我国化石资源中储量相对丰富的煤炭来满足日益增长的能源需求，加快煤炭的深度清洁和高效利用，具有重要的战略意义。其中，甲醇制烯烃（methanol to olefins，MTO）技术已成为新能源资源技术研究开发的热点之一。MTO是利用煤基或天然气基合成的甲醇制取低碳烯烃的新兴技术，改变了以往低碳烯烃来源依靠石油裂解的格局，开辟了一条制取低碳烯烃的新途径，是利用非石油资源制取低碳烯烃的核心技术。MTO被认为是连接煤化工和石油化工的“桥梁”，对我国能源安全具有重要的意义。

MTO 反应产物中约54%是水，反应废水成分复杂，按照污染物的性质，可分为两大类：一类是无机细催化剂，平均粒径3.2 μm；另一类是反应副产的有机物，主要是醇、酮、醛、烷烃、烯烃以及芳烃。MTO 废水中细催化剂及有机物的低耗高效去除成为影响装置长周期运转的关键因素[51-53]。目前，国内外对含细颗粒废水的分离方法主要有静电分离、磁分离、膜分离和精密过滤等方法，以上各种方法在MTO 工艺废水处理中均存在效率低、能耗高、投资高等问题。因此，MTO 工艺废水的高效、经济处理成为了行业难题。

将深层过滤与旋流分离技术耦合，可开发基于微通道调控的沸腾床分离器，如图4 所示[54]。分离过程中，含细催化剂的废水自上而下通过沸腾床分离器滤料床层，废水中的催化剂被滤料床层碰撞、截留、吸附，实现细催化剂的分离。当滤料床层中滞纳的催化剂达到饱和后，需要对滤料床层进行再生操作：从沸腾床分离器底部通入气体、液体混合物，使得滤料床层沸腾流化，流化后的滤料颗粒和截留的催化剂一同进入沸腾床顶部的旋流器中进行再生，利用旋流场中的颗粒自转、公转及自公转耦合振荡实现滤料颗粒表面及孔隙中黏附的污染物的脱除，以恢复滤料颗粒的性能。旋流再生后的滤料颗粒由旋流器底流口排出后返回滤料床层备用，截留的污染物颗粒随着洗涤水由旋流器的液相出口排出沸腾床分离器。该技术的关键在于针对具体工况滤料的选择，以及高效的旋流自转再生技术，能有效实现饱和床层颗粒介质表面和孔道中污染物的脱附过程，实现床层的快速高效再生，从而保证床层在长时间循环过程中仍然保持高分离效率。

图4 沸腾床分离器结构及原理示意图Fig.4 Schematic diagram of the structure and principle of the fluidized bed separator

沸腾床分离技术先后在浙江兴兴新能源科技有限公司、宁夏宝丰能源集团有限公司、陕西延长石油延安能源化工有限公司180 万吨/年甲醇制60 万吨/年烯烃装置完成小试、中试（50 m3/h）和工业示范（400 m3/h）。50 m3/h沸腾床分离中试试验装置、流程及进出水照片如图5 所示，中试装置运行超过6 个月，运行状况稳定。图6 为沸腾床分离器标定期间连续300 h 的运行效果（绿色虚线表示再生时间节点），测试期间设备分离效率保持在98%以上，出水浊度基本维持在15 NTU 以内，设备运行平稳，分离效果优良。图6中在30 h左右出现效率明显降低的情况，是因为此时床层已经达到饱和，需要进行反洗再生，所以通过中试装置的运行验证，沸腾床分离再生周期确定为24 h。沸腾床分离器在进口水质波动的情况下，能够保证出水悬浮物含量小于30 mg/L，急冷水的总体分离效率大于95%；连续运行24 h压降小于0.20 MPa，再生压降小于0.05 MPa；24 h再生一次，再生时间不超过30 min，急冷水净化回用率大于98%。图7 为陕西延长石油延安能源化工有限公司400 m3/h 处理规模的工业化处理方案，工业化装置采用8 台沸腾床分离器并联方式，总处理量400 m3/h，操作弹性0～140%，通过长时间连续运行，均能够保证出水悬浮物含量小于30 mg/L，对于100 nm的细颗粒物，沸腾床分离效率大于90%。

图5 50 m3/h沸腾床分离中试试验Fig.5 50 m3/h pilot test of fluidized bed separation

图6 50 m3/h沸腾床分离中试标定数据Fig.6 50 m3/h calibration data of fluidized bed separation pilot test

图7 400 m3/h沸腾床分离工业装置流程示意图Fig.7 Schematic diagram of 400 m3/h fluidized bed separation industrial plant process

表1对比了4种已经工业应用的MTO 急冷水处理技术（以处理量400 m3/h 计算），综合分离效率、分离能耗、占地面积、排污频次、设备投资、操作费用等指标，沸腾床分离技术用于MTO 急冷水净化的综合性能明显优于旋流分离、陶瓷膜分离和布袋过滤分离。

表1 不同MTO急冷水净化技术对比Table 1 Comparison of different MTO quench water purification technologies

在沸腾床分离脱除废水中细颗粒物的基础上，进一步构建以沸腾床分离器、旋流分离器、形状聚结器、膜分离器为核心的物理法煤化工废水处理变革性技术（图8），将为煤化工水生态安全保障提供一条新路线。

图8 以物理法为主的煤化工废水处理变革性技术Fig.8 Innovative technology for coal chemical wastewater treatment based on physical methods

4.2 石油炼制废水处理

活性污泥法缺氧/好氧过程以流程简单、运行稳定和成本低廉等优点成为污水处理厂的核心工艺；但随着环保标准的日渐严苛，目前逐渐暴露出有机物降解不彻底、营养物去除不充分和产生大量污泥等问题。 旋流处理强化缺氧/好氧过程（hydrocyclone-anoxic-aerobic process,HAO）利用内回流中活性污泥在旋流场的自转耦合公转运动特性，一方面将A/O 生化池循环内回流中的活性污泥絮体可逆破散为絮体组分，改善污水中营养物和有机碳源与微生物细胞之间的传质效率，提高污泥活性中菌群活性；同时利用污泥在旋流场中的自公转耦合过程，脱附污泥絮体表面的少量溶解性胞外多聚物，为缺氧池中的反硝化过程适当补充碳源环境；此外，内回流液旋流处理过程还将利用旋流场分离功能而脱除循环内回流中因好氧池过量曝气而残留的溶解氧，从而显著改善了缺氧池中的缺氧环境，其原理如图9所示[55-57]。

图9 旋流场活性污泥自公转耦合释碳过程示意图Fig.9 Schematic diagram of the carbon release process of activated sludge coupled with self-rotation and revolution in hydrocyclone

HAO技术与AO技术相比，TN去除率提高15.6个百分点，COD 和NH4-N 去除率均维持约90%且持续稳定。HAO 技术通过小试实验、中试实验及连续运行实验，从污泥微观结构、比耗氧速率、污泥活性、释碳效率及改善缺氧环境等角度证实了方案可行性及稳定性。针对中国石化炼油规模为2300 万吨/年的镇海炼化分公司120 m3/h 缺氧-好氧生化池存在的有机物降解不充分、脱氮效率待改善等问题，现场实施了HAO 技术改造，如图10 所示。长周期工程运行表明，针对平均COD 为(723 ± 115) mg/L、NH4-N 为(14.1±3.9)mg/L、TN 为(36.3±3.7)mg/L 的来水，经过HAO 技术改造后，生化池出水平均COD由67.2 mg/L 降至44.4 mg/L，TN 去除率提高10.3 个百分点，全面改善出水水质。

图10 HAO技术工程改造方案及装置照片Fig.10 Engineering transformation plan and device photo of HAO technique

构建以沸腾床分离、形状聚结、冷冻结晶、HAO 等物理法为主的石化废水处理变革性技术（图11），代替我国传统的“老三套（隔油-浮选-生化)”技术，有望实现化学药剂降耗80%，油泥、浮渣、VOCs减排80%，综合处理成本减半。

图11 以物理法为主的石化废水处理变革性技术Fig.11 Innovative technology for petrochemical wastewater treatment based on physical methods

5 海上油气开采水安全保障技术

5.1 能源安全下的生态安全保障

海洋蕴藏着全球超过70%的油气资源，以南海为例，经预测，南海主要盆地的油气资源量为707.8 亿吨，它们大多分布在3000 m 以下的深海里。我国是海洋资源大国，油气资源潜力巨大，保护海洋生态环境，坚决维护国家海洋权益，建设海洋强国是国家战略[58-59]。我国内海和边海的水域面积高达470 多万平方公里，已形成渤海、东海、南海西部和南海东部四大海洋石油基地，随着海洋石油工业的蓬勃发展，开采过程中产生的各类污染物给海洋生态环境带来巨大威胁。油污染是海洋石油工业最严重的污染形式，除事故性溢油外，日常生产排放的生产水是油污染最主要的来源。生产水是指在油气开采过程中地下储层的水被带到地表所产生的废水，是油气开采工业中最大的副产品，据统计，目前全球原油日产量约8000 万桶、生产水日产量约2.5 亿桶，油水比约为1∶3，即采出液中含水率高达70%以上[60-62]。目前我国海上油田采出液含水率80%以上的平台超过半数，含水率随井龄的增加逐年升高且水质变差，特别进入开采中后期后，体量大且高乳化生产水的达标处理成为限制平台深度挖潜、提升产能的瓶颈。发展海上油气开采过程中生产水的高效、紧凑除油处理技术可以说是维护国家能源安全前提下保障生态安全的重要举措。

5.2 物理法海上油气田生产废水处理

近十余年来，全球原油开采过程中采出液含水率持续攀升，特别是海上油气田为抵消成本投资开采时间长，其含水率普遍较高。生产水处理设施的作用是在最终排放前降低生产水中的油含量，使其满足排放指标要求。油滴粒径分布是生产水的一个基本特征，决定了生产水处理工艺及技术的选择，常用的生产水处理技术有聚结[63]、旋流[64]、离心[65]、气浮[66]、介质过滤[67]、膜过滤[68-72]，当不考虑化学药剂的聚结增强作用时，生产水处理设备的分离性能与油滴粒径之间存在确定的预期关系，如表2所示。

表2 常见生产水处理技术分离精度Table 2 Separation accuracy of common production water treatment technology

从常见生产水处理技术的分离精度看，对于10 μm 以上的油滴，存在大量分离技术可供选择，但对于高乳化态生产水中常见的1～10 μm 油滴的分离，可供选择的技术以拦截式的介质过滤或膜过滤为主。介质过滤虽已在海上平台得到了广泛的应用，但其几乎每天一次或每天几次的频繁反洗、设置多台备用机对生产操作带来不便且占用“寸土寸金”的海洋油气田平台大面积空间；膜过滤因其成本高和易堵塞特性往往并不适用于油气开采过程中高含油、含浊生产水的工程化处理。为此，针对1～10 μm液滴粒径的高乳化态含油生产水，基于液滴在液-液界面及液-固界面的碰撞聚并特性，利用亲疏水纤维编织交叉形成的异质结点，对油滴和水滴产生不同的作用力，开发了一种亲、疏水纤维“X/Ω 型”组合纤维聚结（combined fibers coalescence,CFC）技术，实现了非化学药剂添加的聚结破乳，该技术已经成功应用于我国渤海、南海等海上油气开采平台的生产水、采出水破乳除油工程中，助力国家海洋强国战略的实施[73-74]。

随着海上气田开采进入中后期，生产水水量增加且乳化程度严重，大量液滴粒径介于1～10 μm的乳化油滴超出了平台原设计的生产水处理系统的处理能力，造成排放生产水中的油含量严重超标，对高乳化生产水的达标处理成为海上气田开采中后期普遍面临的难题。由于海上气田生产的流量波动大且物料不洁净，因此除了排放指标对分离精度的要求外，对分离设备的稳定性和持久性要求更高，常规精密分离技术，如膜分离、滤芯分离等无法适应，且随着海上油气开采生产水的排放标准日益严苛，亟待新型紧凑高效的分离技术的出现。CFC技术能够分离乳化油滴，且其核心内构件纤维模块的空隙率大、渗透性好、稳定性好，具有操作弹性大、抗波动性强，并可通过油泥等技术特点，能够同时满足分离精度和持久性的要求。图12 为该技术在南海某气田平台应用的720 m3/d工程设备流程及效果，经过投运阶段的调试与改进，成功将平台生产水油含量处理至25 mg/L 以内，远低于所在三级海域的国家排放指标45 mg/L，解决了高乳化生产水处理的技术难题。

虽然海上油田和海上气田采出水均为含油废水，分离过程本质相同，但海上油田生产水产量大且成分复杂，由于原油黏度高、密度大、含胶质等特性，海上油田生产水乳化程度虽并无气田平台深，但对设备的操作弹性、苛刻物料体系的适应性提出了很高的要求。油田开采进入中后期，随着井龄的增加，产水量显著升高，甚至有平台采出液中含水率超过90%[75]，油水两相紧凑高效的分离成为了整个油田开采的流程瓶颈。在此背景下，CFC 技术在渤海某油田平台扩容改造项目中得以应用，利用平台原有甲板紧凑空间位置（4000 mm × 2000 mm）布置了整撬操作重40 t 以内的7000 m3/d 的生产水处理撬块，将平台生产水处理能力扩容1倍以上，使平台提高采出液量成为可能。改造后生产水处理系统实现系统出口水中油含量控制在20 mg/L 以内，实现生产水提标回注需求。图13 为CFC 技术设备在渤海油田平台应用的处理流程及技术效果。

图13 CFC技术在海上油田平台的应用及处理效果Fig.13 Application and treatment effect of CFC technology on offshore oilfield platform

6 总结与展望

污水处理行业碳排放量占全社会总排放量的1%～2%，是不可忽视的碳减排领域，降低污染物分离的能耗在实现“双碳”目标中发挥着重要的作用。百多年来，常规废水处理以生化法为核心，通过添加化学药剂或微生物制剂，实现污染物矿化和无害化处理，需要消耗大量的药剂和能源，同时以填埋或焚烧为主的污泥处理方式造成大量温室气体的排放。废水高效处理的未来场景是实现污染物近零排放、能耗物耗近零消耗和废弃物近零填埋，实现废水处理的碳中和。

本文综述了包括膜分离、沸腾床分离、旋流分离、纤维聚结、旋流释碳等在内的物理法水处理技术在市政污水、饮用水、工业水和海上油气开采生产水处理过程中的成功应用，证明了物理法水处理技术的优势和应用前景。相较化学转化和生物降解过程的矿化属性，物理法处理废水的核心是实现污染物分离，并利于实现污染物资源化处理，其综合经济效益突出、可避免生物污染、降低化学药剂消耗和附带二次污染物产量，不仅是更加绿色和清洁的水处理技术，也是更有利于实现“双碳”目标的水处理技术。但是，物理分离受到本身原理的制约，单一的物理分离技术在分离效率、分离精度、分离能耗以及应用场景上很难十全十美，因此需着重考察物理法组合工艺的协同原理和效应，优化物理技术组合方法，实现污染物分离的非化学及非生物处理过程协同，这也是物理法水处理技术未来的发展方向。