盘点：2015年水处理行业新技术或新系统

　　水处理是对水源水或不符合饮用水水质要求的水，采用物理、化学、生物等方法改善水质的过程。因此被分为污水处理和饮用水处理两种，有些地方还把污水处理再分为两种，即污水处理和中水回用两种。

　　2015年水处理行业进入高发展期，市场进入白热化状态，在如此激烈竞争的市场中，又有哪些新的水处理技术或是水处理系统发布呢?

　　一、新型低能耗一体化MBR工程结构技术

　　由中科院生态环境研究中心与北京大齐科技有限公司合作开发的我国第三代污水处理技术——新型低能耗一体化MBR工程结构技术，近日在山东青岛举行的中科院环保重大科技成果转化新闻发布会上表示取得了突破性进展，其性能达到领先水平。

　　第三代污水处理技术：包括以三池合一为核心的工程结构技术、以新型无机—有机复合膜为核心的成套装备技术、以高度智能化为特点的远程控制技术等。据此研发的小型污水处理成套设备，未来可以在农村畜禽养殖场、旅游景点、高速公路服务区、海岛等需要小型污水处理设施的地方广泛应用。

　　据北京工业大学市政研究所所长李军教授介绍，我国目前污水处理主要依赖、二代技术。代污水处理技术是传统活性污泥法，优点是能耗及运行费用较低，但占地大、出水水质差且不稳定，达不到中水回用要求。第二代技术是基于膜法的常规MBR污水处理工艺，已经在我国部分大、中城市开始应用，出水水质稳定且能达到回用水标准，但由于膜材料价格高导致工程投资大。而新研发的第三代污水处理技术，能系统解决前两代污水处理系统的问题。

　　中科院生态环境研究中心研究员魏源送表示，此项技术与现有污水处理技术相比，具有能耗低、占地小、出水水质优良稳定、自动化程度高、可远程控制管理、工程造价低等优点，便于在城镇和农村推广，市场应用前景广阔。

　　二、价格低廉低能耗海水淡化技术发展中国家的福音

　　污水净化是一个既困难又昂贵的过程，尤其是对那些资金匮乏的发展中国家，因此，一个超级廉价的水净化技术有着十分广阔的前景。

　　2015年9月，来自埃及亚历山大大学的研究人员公布了一种新型低成本的海水淡化膜技术，膜材料价格低廉，同时可以实现低能耗。

　　该技术采用了渗透蒸发(又称渗透汽化，是有相变的膜渗透过程)的技术原理，研究人员开发出醋酸纤维素膜与其它组件相结合，并使用外部热源将膜透过组分汽化，从而达到过滤粒子和盐分的目的。

　　该技术不仅能淡化海水，也能去除海水中的污物。研究人员结合了海洋学、化学工程、农业工程以及生物系统工程等专业知识想出了这个解决方案，他们的成果已经发表在了《水质科学与技术》期刊上。

　　“在该研究中实施的技术比反渗透技术要好得多，这个技术目前在埃及、中东和北非大多数国家中使用”，埃及国家研究中心的水污染教授HelmyEl-Zanfaly说，“它能够有效地淡化高浓度盐水，比如红海，红海海水淡化成本很高而且产量少”。

　　然而，在期待着把该技术投入到实践中之前，还是需要做大量工作的：该项目的学术研究工作必须先进行小规模初步试验，以证明该理论在大范围中可行。其次，如何处理过程中生成的废物也是一个问题。

　　三、新技术：好氧新技术助力污泥无害化处理

　　随着城镇污水处理事业的不断发展，产生的污泥量也日益增加，处理形势十分严峻。据不完全统计，我国污泥年产生量3000多万吨，并以每年15%的速度递增。

　　2012年，国务院办公厅印发的《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》要求，到2015年，直辖市、省会城市和计划单列市的污泥无害化处理处置率达到80%，其他城市达到70%，县城及重点镇达到30%以上。

　　今年4月发布的“水十条”更是明确要求推进污泥处理处置，现有污泥处理处置设施应于2017年底前基本完成达标改造，地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上。非法污泥堆放点一律予以取缔。

　　自2012年开始，北京排水集团开始跟踪UTM超高温生物干化技术，从中试到实际工程应用历经两年。在顺义污泥再生利用项目，就采用了UTM超高温生物干化工艺。

　　记者了解到，这一工艺的核心菌种是北京绿源科创环境技术有限公司的专利菌种高能嗜热菌。这一菌种可有效打开污泥中的有机分子链，使污泥中的水分迅速挥发，污泥的含水率可降低到35%以下。相较于传统好氧发酵技术，可使发酵温度低、发酵周期长、病原体和虫卵不能彻底杀灭的问题得到妥善解决，能实现污泥的无害化和稳定化处理。

　　据悉，这一技术被列入科技部的火炬计划，被认为是“对传统好氧发酵工艺的创新”，使污泥稳定化、无害化后进行土地利用变为现实。

　　四、新型光催化材料为污水处理技术提供新思路

　　鉴于对舒适健康生活环境的迫切需求，很多研究者都致力于污水处理研究工作。当前治理污水的方法主要有：沉降、絮凝、过滤、吸附、气浮、生物处理等，但这些方法都不可避免地带来二次污染，而且还有再生费用昂贵或处理周期长等缺点。

　　生活污水虽然可用传统的生物处理法有效地处理，但数百种剧毒化合物不能用生物法处理，必须寻求新的合适、有效的处理方法。

　　近日，一种新型光催化材料通过验收。该材料由河北工程大学开发，可显著提升现有的光催化污水处理技术。

　　在传统的光催化材料中，二氧化钛因其具有无毒、化学稳定性好、氧化能力强、无二次污染等优点而被广泛关注。

　　然而，二氧化钛太阳光能吸收率较低、分离和再生性及循环使用性能差，限制了其应用。科研人员将金属酞菁(MPc)与二氧化钛复合制备出一种新型光催化材料，能有效拓宽二氧化钛吸收光的波长范围，提高二氧化钛的光催化效率。

　　该研究为光催化污水处理技术升级提供了新思路。

　　五、湖北君集国内首创再生粉末活性炭污水处理技术

　　8月13日，浙江环科院来君集嵊新污水处理厂商谈合作;14日，绍兴市委市政府联袂来考察;15日，河北省晋州市环保局来商谈合作。而活性炭巨头，美国卡尔冈公司、荷兰诺力特公司，已派代表和君集协商合作。从今年1月1日正式营运以来，他们已接待近百次政府、学界、企业以及国外代表，来商谈合作事项。

　　湖北君集水处理有限公司董事长巴能军说，污水处理没有高深的理论难题，主要是解决工程技术问题。我们卓越的工程师，留美归国的许榕，围绕活性炭的使用，带领团队发明了几十项专利，使原来在水污染突发事件中作为应急处理的活性炭技术，能够大规模应用，在嵊州污水处理厂的提标改造中，不仅运用14项专利技术，还申请17项专利，高效处理好了印染、造纸等工业污水。

　　许榕介绍，粉末活性炭处理污水不是新技术，但要大规模应用，首先必须降低污水中的悬浮物，还要解决过水量小的问题。而核心和难点，是如何降低使用成本。

　　从2008年起，他们开始研究粉末活性炭技术。从2011年8月开始，为了掌握粉末活性炭的吸附效率、过水流速、炭层的比较佳设计高度，他们实验用6克粉末活性炭过滤1升污水，1升污水比较少过滤6次。经过11796次过滤之后，终于获得了理想数据。而这项实验，目前他们仍然在继续，以期得到比较佳数据。

　　有了理想的粉末活性炭过滤数据，他们在通行的过滤罐的基础上，设计了一种适应粉末活性炭的全新的连续式粉末活性炭过滤罐，粉末活性炭滤芯在罐中布局巧妙。这种过滤罐可以不间断地长时间连续工作，一个过滤罐24小时过滤1万吨“劣五类”污水。

　　六、美科学家研发“可饮用书”可过滤污水中99%细菌

　　美国科学家近日发明了一本神奇的书，它的书页可以被撕下来净化水源，这听起来很不可思议，但已经在实验中被证明有效。这本书被命名为“可饮用书”，是由弗吉尼亚大学和卡内基梅隆大学的科学家们合作研发的一款集书本和过滤器于一身的工具。它的书页上含有纳米银离子，能过滤掉污水中的各类细菌。

　　“可饮用书”当然不是指书本身能喝，而是指这本印着滤水方法和卫生知识的书可以过滤淡水，使其变得可以饮用。只需要撕下一页纸，就能将河流、溪水、水井等地方提取出来的淡水过滤净化。水中的细菌等有害物质在渗过纸页时会被纸页中的银离子与铜离子吸附。一张过滤书页可以净化100公升的水源。一本“可饮用书”就可以满足一个人4年的用水所需。

　　该研究结果在美国化学学会于波士顿召开的第250届全国会议上公布。在测试过滤了南非、加纳和孟加拉共和国的25处被污染水源后，该书被证实可以成功过滤掉污水中99%的细菌。研究者们称，过滤后的水源与美国标准自来水水质相近，有微量的银离子和铜离子在过滤中进入水中，但都符合标准。

　　七、新一代电吸附技术助化工废水零排放

　　水资源稀缺和水污染日益严重问题已引起全社会的高度关注。尤其是化工废水零排放是一个世界性难题。世界各国为工业和商用环保领域处理废水或污水达到低能耗、“零”排放目标，一直在竞相探索高效的技术路径。

　　6月10日-12日，在上海水展上，爱思特水务科技有限公司发布和展示的全新概念“E+零排放”技术引起极大关注与轰动。业界人士认为，全新的电吸附水处理技术以其低成本及先进性、成熟度，有望成为解决世界性水污染问题的有效手段之一，可望加速实现化工废水的“零”排放。

　　爱思特公司董事长孙晓慰表示，“E+零排放”系列工艺技术是以当代先进的电极材料为核心，集成目前市场上成熟的膜处理技术、生化处理技术、蒸发技术等，形成爱思特独特的“1+N污废水处理技术系统”，已形成并拥有有效专利17项，其中PCT专利1项、国内发明专利9项、实用新型专利7项;软件著作权2项。其工艺特点是专长高硬高盐水的处理，具有无需软化除硬、处理过程简练、制水成本低廉、无二次污染、适用范围广等优点。其比较大亮点之一是较传统工艺大大降低了“零”排放成本。若采用传统的RO+MVR技术，要实现“零”排放，每吨水处理成本高达9.49元，而爱思特“E+零排放”工艺将吨水处理成本降低到3.62元，较传统工艺下降60%以上。对于高耗水企业来说，实施废水“零”排放的可行性大大增加。

　　八、治污新方法微动力投资小占地少效果好

　　在安康市汉滨区老庄村，一处用白色木格栅圈起约200平方米的绿化地格外显眼。这里地面长满美人蕉、菖蒲等绿色植物，如果不是格栅外树立的“老庄村生活污水处理3号池”的标牌，一般人怎么也无法把这里与污水处理联想到一起。标牌上还清楚地写明，该污水站的处理模式为：微动力处理+人工湿地。从该污水站出来的水直接流入了汉江的二级支流付家河，污水处理站的所有设施都埋在地下。

　　为了展示微动力污水处理系统的效果，汉滨区环保局沈海燕局长现场从污水站进水口和出水口取了水样放在一起让记者看。进水口的水质浑浊不堪，而经过微动力系统处理完以后的水看起来清澈透明，闻起来也没有异味。

　　“生活污水微动力人工生态湿地处理工艺就是将生活污水在管道的导引下，经过格栅井、厌氧池、好氧池后流到人工湿地，即美人蕉等植物的根系下面。污水中的富营养分子经过砾石层层过滤后，比较终由美人蕉等植物吸收，经过一系列程序，生活污水就能够达标排放了。”沈海燕说。根据安康市环境监测站的监测结果，老庄村污水站的出水水质完全达到国家《污水综合排放标准》一级标准。

　　九、科研团队研发出绿色高分子缓冲体系

　　上海应用技术学院材料学院李永胜等日前研发出一种可以循环使用的、易分离的聚合物枝载的pH缓冲体系。相关研究成果已发表于英国皇家化学会旗下期刊《绿色化学》上。

　　传统的pH缓冲体系一般由易溶的小分子共轭酸碱对组成，它能自如地调控溶液的pH值，被广泛地应用于工业生产、化学分析、生物医学与环境保护等领域。但其存在一系列缺憾，如导致目标产品的纯化困难、含有高浓度缓冲剂的废液后处理非常棘手等，严重制约其工业化。

　　李永胜等提出一种固相缓冲剂的概念，并设计了一种高分子枝载的共轭酸碱对，它完全不溶于水或者有机溶剂，通过离子交换机制来控制溶液的pH值。这种缓冲体系的后处理非常简便，仅仅运用过滤操作，就可以把高分子枝载的缓冲剂完全从溶液中分离出来;而且这种高分子pH缓冲剂可以不经处理而连续循环使用。

　　实验同时发现，这种高分子缓冲体系具有一个明显不同于传统缓冲体系的特点：溶液的pH值对体系中的盐分有线性依赖关系，盐的浓度每提高10倍，溶液的pH值就降低一个单位，反之亦然。

　　十、重庆研制出光催化水污染处理系统

　　曾被称为“雾都”的重庆，也可以用光催化对污染水质进行降解处理。日前，记者从重庆文理学院获悉，该校一学生团队研制出“一种用于光催化氧化技术处理污水的系统”，已申请国家专利。

　　“针对水污染，有生物降解法等多种处理方式。”该校化工专业大二学生陈冬玲告诉记者，其中，使用太阳能源的光催化能够产生活性很高的氧化活性物种，充分氧化有机污染物，是一种有效的降解方法，且成本很低。

　　不过，此前光降解的材料大多利用紫外线进行作用。但由于重庆多雾，当紫外光到达地面时只有5%的利用率。

　　“但可见光到达地面时还有50%的利用率，所以需找到一种利用可见光发生作用、适合重庆的光降解材料。”陈冬玲说，在导师带领下，由13名学生组成的攻关团队，经过数十次试验，发现一种将氯氧铋+硫化镉混合制成的材料，对可见光有响应，并对毒性较大的酚类物质、苯等有机物质能起到非常好的降解作用。

　　如今，团队还攻克了将这种材料进行大规模工业化生产的难关，成本很低，可反复使用。

　　据悉，该项目已申请国家发明专利，将代表重庆参加第14届全国大学生课外学术科技作品竞赛。