水处理技术在污水处理中的意义及应用前景

2023-01-06邵娜

皮革制作与环保科技 2022年9期

邵娜

（安阳钢铁集团有限责任公司，河南安阳 455004）

1 我国污水处理现状

国内污水根据源头进行分类可分为三种，第一种为生活污水，第二种为生产废水，第三种为污染降水。来源不同的污水中污染成分也有所不同，生活污水中污染物的主要成分通常为有机物，生产废水又包括工业生产过程中产生的废水、农业生产中产生的污水以及医疗污水等，这种污水中通常含有较多的有毒有害成分。污染降水主要是由雨水径流对垃圾场、工业污染区域的冲刷而形成的，这类污水所含有害物质的成分相对复杂。

通过调查可以发现，我国当前水源污染情况相对来说比较严重。随着城镇化水平的不断提升，城市用水总量也在不断增加，更加剧了各类污水的排放，使现有的污水处理设施和处理技术难以满足目前的污水处理需求，且随着国内环保意识的不断提升，污水排放标准和净化处理标准也在逐渐提高，很多现有的污水处理技术已无法保证处理后的污水能够达到相应的净化标准。因此，相关部门必须致力于污水处理技术的开发利用以及大力推广，并合理应用水处理技术，不断提高污水处理水平，有效解决水污染问题，以维持生态平衡[1]。

2 污水处理中水处理技术存在的问题

对于部分水资源相对短缺的区域，应用水处理技术能够实现再生水的利用，同时，合理利用再生水能够实现资源循环目标并有效改善环境，但是水资源净化处理和回收利用的整体流程相对复杂，其中涉及目标定位、水质需求、安全保障、技术选择等多项内容，想要顺利实施存在很多障碍。对于水资源比较短缺的区域，在进行污水处理工作时，应以提升水体质量以及降低水污染负荷作为主要目标，净化后的水资源应该优先用于生态环境建设、园林绿化以及景观水体建设中。在实际进行污水处理时，经常会出现各种问题，例如污水处理流程不标准，污水处理系统不完善、处理设备安装有误等，这些都会影响污水处理的实际效果，在造成经济损失的同时还不能达到既定的环保目标[2]。

污水处理系统的构成相对来说比较复杂，在实际操作期间，对系统的各个组成部分都要进行严格监管和及时调控，对于系统中不同类型的工艺处理单元和能耗装置，技术人员需要根据各单元的运行情况和其运行环境进行动态分析，在满足处理要求的同时尽量实现节能目标。但是在实际操作过程中，污水处理往往会伴随着较大的能耗，部分技术人员由于操作不当还会对水体造成二次污染，导致污水处理工作的环保目标无法实现，处理成本也会相应地增加。

3 水处理技术在污水处理中应用的意义

水处理技术水平的高低直接影响着污水处理效果。水处理技术可以实现污水的循环利用，使污水得到净化和再生。水处理技术水平的高低还决定着污水处理能力的范围及净化程度，决定是否能够真正实现污水的再利用。水处理技术的应用可以改善工业生产过程的水污染问题，而水处理技术水平的高低决定着污水处理过程的节能环保、绿色减排的程度，决定能否实现污水处理的低消耗、低排放、高效率、高质量。提高污水处理技术水平，可以扩大污水处理的种类、范围和效果，提升污水处理设备处理污水的能力，从而将更多的污水处理成为可供使用的无污染的循环用水，既节约了能源，也减少了对水资源的浪费，从而实现无数次的循环利用。这样可以降低生产成本，提高能源利用率，为污水处理企业带来更好的经济效益。

4 水处理技术在污水处理中的实际应用

4.1 超声波处理技术的应用

超声波处理技术是指将超声波引入到污水中，借助超声波对污水中降解难度较高的有毒有害物质进行净化处理，进而实现污水净化目标。当前随着科技水平的不断提高，超声波技术的应用范围越来越广，该技术在饮用水深度净化消毒处理及抑藻除藻等方面的应用优势比较显著。超声波水处理技术操作便捷且净化效率高，处理过程中不会造成额外污染，是当前业内比较青睐的一种新型环保水处理技术。这种技术降解速度非常快，对于有机物的降解处理具有非常显著的效果，可以使水中的污染有机物在降解过程中转化成二氧化碳、水以及无机盐等没有毒性或者毒性很小的物质，且更容易降解。在应用超声波技术进行水处理的过程中，超声波的实际功率、强度、频率、水中的酸碱度、温度、溶解气体类型以及反应装置的结构等都会对超声波技术的应用造成一定影响，因此超声波水处理技术存在相应的应用限制[3]。

4.2 绿色氧化水处理技术的应用

绿色氧化水处理技术主要是通过化学氧化或者生物氧化的方式对污水实施净化处理，该技术的主要特征就是在氧化处理期间不会对水资源造成二次污染。当前水处理中比较常见的氧化水处理技术包括超临界氧化水处理技术、高级氧化水处理技术以及电催化水处理技术等。

4.3 膜分离水处理技术的应用

膜分离水处理技术主要是借助渗透膜和闭环的水循环系统，根据污水中不同物质的渗透属性，将其中的有害物质与水分离，进而实现净化处理的目标。当前的膜分离技术不仅可以应用于水处理中，在食品加工生产和药物制作等领域也有广泛的应用。比较常见的膜分离水处理技术主要包括微滤处理技术、纳滤处理技术、超滤处理技术、渗析处理技术、反渗透处理技术、电渗析处理技术、液膜处理技术以及渗透蒸发处理技术等。在实际的水处理过程中，可以根据污水类型选择最合理的膜处理技术，实现对水中有害物质的截滤和分离处理。由此可见，膜分离水处理技术本质上是一种物理性质的分离净化技术。应用该技术进行水处理时，不需要较大的设备，因此膜分离净化装置体积较小，便于移动，能够用于各种规模的污水净化，可以灵活地控制和调整规模的大小。另外，此种水处理技术便于操作，能够实现自动化污水净化处理，对于水质突变等情况的净化处理具有相对丰富的经验和良好的处理能力[4]。

4.4 生物水处理技术的应用

生物水处理技术的理论依据是微生物学，该技术主要是借助微生物或者植物，使其在污水中大量繁殖，而这些植物和微生物会对水中污染物实施降解处理，降解处理完成后，可将微生物过滤，得到净化的水体，从而完成污水的净化处理。这种方式相对来说更加绿色环保，且净化难度较低，无需花费较高的净化成本，且用于污染物降解的微生物还可以重复利用。通过这种方式净化的水体，水质会得到显著提升，有效解决了水体污染问题，也是由于该技术的突出净化优势，使其成为环保水处理工作中应用的主要净化方式之一。

4.5 微波辐射水处理技术的应用

使用微波辐射进行污水净化处理时，可根据污水处理的需求不加或者加入少量的化学净化药剂，以防止净化期间造成水资源的再次污染。当前水处理中常用的微波辐射技术类型包括微波辅助氧化水处理技术、微波直接辐射水处理技术及微波诱导催化水处理技术等。通过微波的辐射，能够产生相应的化学反应、物理反应或者生物反应，进而提升污水的压力和温度，使水中的污染物发生理化反应，最终实现污水净化目标。应用该技术进行污水净化处理能够提升净化效率，有效去除水中绝大多数污染物，矿化度更高，处理期间也不会在水中出现新的污染物[5]。

4.6 微电解水处理技术的应用

微电解水处理技术是指将铁作为微型原电池的正极，将碳作为微型原电池的负极，将污水作为原电池的电解液，而原电池在污水中会发生氧化还原反应，进而达到污水净化的目的。这种原电池的电解产物具有非常高的活性，能够与污水中的有机物发生反应，改变水中有害有机物的原有结构形态，逐渐转化其有害性质，完成水处理净化目标。

4.7 超导磁分离水处理技术的应用

此种水净化技术是指利用污水中污染物的磁性，对污染物实施分离，进而实现水资源净化的目的，其中比较常用的技术类型包括微生物磁分离水处理技术，直接磁分离水处理技术和间接磁分离水处理技术。此类技术净化效果良好，节能性突出，水处理设备操作简单。

4.8 活化污泥水处理技术的应用

活化污泥处理技术的核心理论包括生物吸附理论和絮凝动力学理论，并在上述理论基础上逐渐演变成吸附沉淀的活化水处理工艺，这种工艺能够对水中污染物实施絮凝吸附和生物代谢处理。活化污泥水处理技术在应用过程中，将未经过沉淀的污水和污泥同时加入混合反应净化装置中，也就是絮凝吸附净化池中，在机械搅拌下将两种物质进行充分地混合，此时会发生絮凝吸附反应，使污水中的大量污染物被絮凝吸附到污泥中，水进入到沉淀池后，会出现固液分离的情况，最终去除沉淀物，得到净化后的水资源。为了再次激活沉淀池中饱和污泥的絮凝吸附活性，要将污泥进行短期的曝气活化处理，使部分降解吸附的有机物质能够产生一定量的微生物絮凝，从而优化污泥的沉降属性，保持污泥物质的好氧性，防止其发臭发黑。这一处理过程需要在污泥的活化池里进行，反应过程消耗的能量较低。此种水处理技术实用性较强，更适合经济水平欠发达地区的污水处理工作[6]。

4.9 ML深度处理水处理技术的应用

该技术本质上是一种新型的生态水处理技术，这种技术能够实现污水的深层净化处理，并加入了全新的曝气氧化处理池和高效湿地深度处理单元，经过此种技术处理完成的水资源能够达到生活杂用水的净化标准。应用该技术进行净化处理时，污水先进入生物厌氧池中，并对好氧池进行封闭，反应完成后开放好氧池，然后将水排放到澄清池中，处理完毕后排放到人工湿地进行深度净化，通过UV消毒后流入到蓄水池中，使净化后的水资源可以回收利用。利用该技术进行水处理费用不高，且净化处理过程便于控制，因而与其他水处理技术相比更加经济实用。

4.10 生物除磷水处理技术的应用

生物除磷水处理技术是指将聚磷菌与污水相互混合，在确保氧气比较充足的情况下，充分吸收污水中的磷，进而将污水中具有可溶性质的含磷物质转化成不可溶解的颗粒物，实现污水的除磷净化处理。此种方式主要用于含磷量较高的污水处理。

5 水处理技术的应用前景

目前，我国污水处理工作的主要发展方向是要不断创新污水处理技术并提高研究水平，优化水处理技术在污水处理中的应用效率，有效降低污水处理的经济成本。为了实现污水处理的可持续发展目标，相关技术人员要在已有水处理技术的基础上，不断延伸和探索，研发出更加符合当下水处理需求的技术。水处理技术必须要不断发展和变化，已有技术要与新技术进行有效集成，可在原有水处理经验的基础上，创建出更加优质的污水处理系统，不断完善和代替传统污水处理模式[7]。

水处理技术在污水处理中的高效利用在一定程度上能够体现一个国家的整体发展水平，为了实现我国文明建设和环境保护目标，水处理技术的研发水平也要不断提升。但我国污水处理工作的起步相对较晚，技术工艺还有待完善，水处理技术的应用范围相对有限，因此，还需要不断扩大技术覆盖领域。当前随着国家不断加强对污水处理问题的重视，水处理技术涉及的领域也越来越广泛，经水处理技术处理的水资源能够应用于工业生产、建筑工程建设、社区生活、酒店、银行、医院、学校等各个领域，因此，该技术具有良好的市场发展前景，未来将被应用于更多行业。

当前各行各业在发展过程中都非常重视对能耗的控制，低能耗建设也是各类生产活动的核心思想，水处理技术在污水处理中的应用也是如此。传统污水处理技术在污水净化处理过程中会产生较大能耗，所以相关技术人员在研发新型水处理技术时，要充分考虑净化处理中的能耗问题，建立更加严格的技术标准，不断完善污水处理能耗控制制度。在实现能耗控制目标的同时，还要注重控制污水处理成本，实现经济和环保同时发展的目标。污水处理工作的核心不仅在于污水的净化处理，处理完成的水资源也要进行合理地循环利用。

在未来的发展过程中，要更加重视水处理技术附加产业的发展，其附加产业与我国环保产业建设的发展方向是一致的。目前很多企业已经充分意识到水处理技术具有非常好的发展前景，通过大力发展污水处理产业，能够积极推动我国污水处理水平的提升，同时还能引入更多先进理论和技术经验，这对于我国环保事业的长久发展也具有重要意义。