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水处理技术

摘要：针对“绿色化学”国际化发展的要求，就当前最具发展前景的6种先进水处理技术进

行了综述，并强调每一种技术本身并不是单一的，几种技术协同使用会有增强的效果．这些

绿色水处理技术将为我国水处理行业的革新和改造提供新的思路．

关键词：水资源；工业废水：生活污水；绿色化学；水处理技术

治理水污染已经成为当前全球水资源可持续利用和国民经济可持续发展的重要战略目标。

为了合理地开发和利用水资源，降低水污染对环境的破坏和对人类生活的危害，必须对工业

废水和生活用水进行科学的处理。尤其是排放水中含有的有机营养素(如氮、磷等)对公共健

康和环境破坏具有很大的影响。许多传统的方法随着对水质要求的不断提高，已经不能满足

国际检测水质标准了。这就面临着开发新的先进水处理技术来适应新的挑战。

一、膜分离技术在水处理领域的应用

膜技术在水处理上已经大规模应用，如饮用水的制取（包括从地表水为水源生产高品质的

饮用水、海水淡化、苦咸水脱盐等），但是还存在许多材料和工程技术上的问题，参加本次

会议的多为该领域的水公司，他们针对具体的被处理体系（不同的水源、水质）出现的问题

进行细致的研究，包括预处理、操作方式（错流还是并流）、清洗与反清洗、膜组件的组合

方式、反渗透系统的能量回收-其中反渗透系统的能量回收将成为进一步降低膜法海水和苦

咸水淡化的产水成本的关键技术，使膜法海水淡化技术从成本上更具竞争力。膜技术在环保

领域的研究和应用刚刚起步，但已有良好的开端，包括废水治理及实现清洁化生产、城市废

水的治理和回用、工业用水中物质的回收与水再利用、工业废水的治理等将成为新的增长点。

杂化膜过程的研究（包括FMH、JG／HI、FG／HI、K0L／JG等）、对膜及相关过程的规模化、

操作条件的优化也是研究的主要方向。

二、臭氧化水处理技术及应用

臭氧氧化技术是利用臭氧在不同的催化剂条件下产生羟基自由基(OH·)的一种高级氧化工

艺，它在改善水的嗅和味、去除色度及氧化有机和无机微污染物等方面发挥了较大作用。通

常而言，它通过两种途径与有机污染物发生作用：一种途径是臭氧分子与有机污染物问的直

-

接氧化作用，该反应缓慢，且有明显选择性；另一种途径是臭氧在水中OH、有机污染物或

某些无机物等引发剂的作用下生成OH·，问接地与水中有机污染物发生作用，该反应速度快

且没有选择性。然而由于臭氧在水中的溶解度很小且不稳定，它的这一物理化学特性决定了

单一的臭氧化技术有较大的局限性。这主要表现在两个方面：一是臭氧不能氧化一些难降解

的有机物，如氯仿等[1]；二是臭氧会被水中的竞争基质消耗，单一的臭氧化技术不能将有

机物彻底分解为CO和H0，而是通过直接反应将它们转化成中间产物，从而难以达到较高的

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COD去除效果[2-3]。因此，出现了各种臭氧联用与光催化氧化技术，如Fenton试剂／0、

Mn3

0/BAC[4-5]、0/UV[6-7]、0／UV/Ti0[8]和0/HO等，通过它们的协同效应可以促进臭氧

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的分解，产生更多的羟基自由基，提高其利用率和适用范围。

然而，臭氧应用过程中也存在其不利的一面：臭氧分解过程中产生的·OH可与水中的大部

分基质快速发生反应，导致·OH在水中的停留时间很短暂，绝大部分的氧化能力损失在与水

中基质的反应上，这违背了投加臭氧的初衷。虽然臭氧可以去除水中大部分无机物如Fe(Ⅱ)、

HS、Mn(Ⅱ)等，但对氨的氧化速率较慢，去除效果不理想。因此，需要发展新的多项单元

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技术的优化组合工艺来达到去除水中氨氮的目的，使其不仅在经济上，而且在技术上更为切

实可行。O不能完全矿化有机物，衍生出许多副产物，如“三致”(致癌、致畸、致突变)物

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质，对人体产生潜在危害。其中的溴酸盐物质被一些专家学者怀疑具有致癌性。一般当水中

-1

溴化物的浓度超过50ug·L时就需要采取控制措施来降低溴酸盐的生成。XiangruZhang等

[9-10]建议通过降低pH