论未来废水物理化学处理技术发展的趋势与特点

■文/吴金娜

论未来废水物理化学处理技术发展的趋势与特点

■文/吴金娜

物理化学处理是废水处理中最实用的处理技术，既可用于简单的初级处理，也可用于高级处理。本文综述了针对几种不同的新型废水物理化学技术，总结了未来废水物理化学处理技术发展的趋势及特点。

物理化学处理 废水 趋势及特点

随着近代工业的快速发展，环境问题日益突出，工业污水中经常含有某些细小的悬浮物及溶解静态有机物，为了进一步去除残存在水中的污染物，常采用物理化学方法进行处理，相比起其它方法，物理化学处理具有过程简单、操作方便、效率高、投资少的特点。

一、废水物理化学处理概述

物理化学处理法是一种运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法，去除废水中的溶解物质或胶体物质。在物化法中絮凝、沉淀、浮选、离子交换和过滤是应用最多最具代表性的处理单元.

二、废水的物理化学处理新技术

（一）电—Fenton法

电-Fenton（EF）法是高级氧化技术中的湿式氧化，也是目前研究比较多的一种高级氧化技术。电-Fenton法可有效处理酚类、芳烃类、芳胺类、农药及核废料等难降解有机废水，与其他高级氧化工艺（AOPs）相比，电-Fenton法具有反应快速、无二次污染、操作简单、可自动产生絮凝等优点。

当采用惰性电极作阳极时，OH-在阳极放电生成新生态的氧，新生成氧对水中的化合物进行氧化。同时，在阴极的氢离子放电产生氢气，氢气可将处于氧化态的色素还原成无色物质。阳极与阴极表面不断产生氢气和氧气，使废水中的有机胶体微粒和呈乳浊状的油脂与气泡一同浮升至水面而被去除。

电解反应如下：

（二）诱导结晶法

结晶工艺是对化学沉淀工艺的改进，它承袭了沉淀工艺反应快、去除率高等优势，同时具有以下优点：（1）将化学沉淀工艺的四个步骤：加药、絮凝、泥水分离和脱水合成一步，工艺过程简单。（2）与沉淀工艺相比具有较高的水力负荷，结构紧凑，占地面积大大减少，显著地节省了设备、占地、控制和人力的费用。（3）结晶产物为具有一定粒度和强度的无水颗粒，粒径一般＞1.0mm，无需经过复杂的污泥脱水步骤。（4）通过结晶，可得到纯度相对较高的结晶产物，可直接回用，或出售以获取一定的经济利益，而不必像沉淀污泥需经过专门处理。

（三）铁碳微电解处理

铁碳微电解法是利用Fe/C原电池反应原理对废水进行处理的良好工艺，又称内电解法、铁屑过滤法等，集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合、电沉积以及共沉淀等作用于一体。铁炭微电解技术不仅能大大的降低有机物浓度,同时能降低废水毒性,提高废水的可生化性。铁碳微电解工艺的优点：性价比高、适用范围广、操作维护便利及使用寿命长等，但受到以下限制：

（l）铁屑结块与填料钝化。

铁碳微电解处理装置运行一段时间后,过大的底部铁屑压实作用让铁屑易结块并出现沟流等现象,处理效果降低。另外，长时间的铁碳微电解技术，铁电极上逐渐沉积污染物，形成的钝化膜会阻碍铁电极与碳的原电池的形成和稳定性。

（2）工艺成本较高。

一般铁碳电极反应在酸性条件下会有较好的效果，因而废水PH值需在反应前调制至3，反应后需加碱出水以调节废水PH值至弱碱性，得以去除Fe2+和Fe3+。由此可见，PH调节的繁琐操作和酸碱材料需求增加了此工艺的成本。

（3）难降解污染物去除不彻底。

铁碳电解法只能将其转化为相对易分解的小分子物质，因此高浓度难降解工业废水处理将不能单独使用此工艺。

（四）生物活性炭处理（BAC）

BAC以活性炭为载体构建生物膜，从而形成生物活性炭，对污染物质进行降解。利用微生物降解吸附到活性炭上的有机污染物，结果降低了活性炭的吸附负荷，增加了炭床达到“穿透”或“失效”时的通水倍数，延长了活性炭的使用周期，减少了活性炭的再生频率，降低了生产成本与能耗。

（五）电生物耦合工艺

电-生物耦合技术综合生物法和电化学法的优势，不但具有生物法处理成本低、电化学处理难降解有毒污染物效果好的特点，且可将电化学反应中引起电流效率降低的副反应如产热、析氧、析氢、电迁移等有效地利用于生物反应中，降低了处理成本。

三、未来废水物理化学处理技术的趋势与特点

物理化学法处理废水有很多优点，如处理过程快，容易操作和控制，温度改变灵活，能容纳变化的负荷，处理系统需要小的空间和安装费用。但也有其缺陷，如使用化学试剂而导致的高操作费用，高能源消耗。因此未来的废水物理化学处理技术应着重低成本化学药剂的开发，减少能源消耗。

此外，由于未来废水的生物难降解性和成分的复杂性，单一的生化或物理化学处理技术常常难以达标排放，因此高效、经济、运行稳定可靠、工艺简单的组合水处理技术是废水处理技术研究的重要方向。

物理化学处理方法与生物法相结合是未来废水治理技术的热点。未来废水种类繁多，污染物浓度较高，宜采用生物处理技术与物理化学技术相结合的综合治理路线，这样既保留了物化除色、降低生化负荷、去除生化剩余污染物的特点，又充分发挥生化处理技术可降解大量有机污染物的特点。

（作者单位：长安大学环境科学与工程学院）