水處理技術在污水處理中的意義及應用前景

邵 娜

（安陽鋼鐵集團有限責任公司，河南 安陽 455004）

1 我國污水處理現狀

國內污水根據源頭進行分類可分為三種，第一種為生活污水，第二種為生產廢水，第三種為污染降水。來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為有機物，生產廢水又包括工業生產過程中產生的廢水、農業生產中產生的污水以及醫療污水等，這種污水中通常含有較多的有毒有害成分。污染降水主要是由雨水徑流對垃圾場、工業污染區域的沖刷而形成的，這類污水所含有害物質的成分相對復雜。

通過調查可以發現，我國當前水源污染情況相對來說比較嚴重。隨著城鎮化水平的不斷提升，城市用水總量也在不斷增加，更加劇了各類污水的排放，使現有的污水處理設施和處理技術難以滿足目前的污水處理需求，且隨著國內環保意識的不斷提升，污水排放標準和凈化處理標準也在逐漸提高，很多現有的污水處理技術已無法保證處理后的污水能夠達到相應的凈化標準。因此，相關部門必須致力于污水處理技術的開發利用以及大力推廣，并合理應用水處理技術，不斷提高污水處理水平，有效解決水污染問題，以維持生態平衡[1]。

2 污水處理中水處理技術存在的問題

對于部分水資源相對短缺的區域，應用水處理技術能夠實現再生水的利用，同時，合理利用再生水能夠實現資源循環目標并有效改善環境，但是水資源凈化處理和回收利用的整體流程相對復雜，其中涉及目標定位、水質需求、安全保障、技術選擇等多項內容，想要順利實施存在很多障礙。對于水資源比較短缺的區域，在進行污水處理工作時，應以提升水體質量以及降低水污染負荷作為主要目標，凈化后的水資源應該優先用于生態環境建設、園林綠化以及景觀水體建設中。在實際進行污水處理時，經常會出現各種問題，例如污水處理流程不標準，污水處理系統不完善、處理設備安裝有誤等，這些都會影響污水處理的實際效果，在造成經濟損失的同時還不能達到既定的環保目標[2]。

污水處理系統的構成相對來說比較復雜，在實際操作期間，對系統的各個組成部分都要進行嚴格監管和及時調控，對于系統中不同類型的工藝處理單元和能耗裝置，技術人員需要根據各單元的運行情況和其運行環境進行動態分析，在滿足處理要求的同時盡量實現節能目標。但是在實際操作過程中，污水處理往往會伴隨著較大的能耗，部分技術人員由于操作不當還會對水體造成二次污染，導致污水處理工作的環保目標無法實現，處理成本也會相應地增加。

3 水處理技術在污水處理中應用的意義

水處理技術水平的高低直接影響著污水處理效果。水處理技術可以實現污水的循環利用，使污水得到凈化和再生。水處理技術水平的高低還決定著污水處理能力的范圍及凈化程度，決定是否能夠真正實現污水的再利用。水處理技術的應用可以改善工業生產過程的水污染問題，而水處理技術水平的高低決定著污水處理過程的節能環保、綠色減排的程度，決定能否實現污水處理的低消耗、低排放、高效率、高質量。提高污水處理技術水平，可以擴大污水處理的種類、范圍和效果，提升污水處理設備處理污水的能力，從而將更多的污水處理成為可供使用的無污染的循環用水，既節約了能源，也減少了對水資源的浪費，從而實現無數次的循環利用。這樣可以降低生產成本，提高能源利用率，為污水處理企業帶來更好的經濟效益。

4 水處理技術在污水處理中的實際應用

4.1 超聲波處理技術的應用

超聲波處理技術是指將超聲波引入到污水中，借助超聲波對污水中降解難度較高的有毒有害物質進行凈化處理，進而實現污水凈化目標。當前隨著科技水平的不斷提高，超聲波技術的應用范圍越來越廣，該技術在飲用水深度凈化消毒處理及抑藻除藻等方面的應用優勢比較顯著。超聲波水處理技術操作便捷且凈化效率高，處理過程中不會造成額外污染，是當前業內比較青睞的一種新型環保水處理技術。這種技術降解速度非常快，對于有機物的降解處理具有非常顯著的效果，可以使水中的污染有機物在降解過程中轉化成二氧化碳、水以及無機鹽等沒有毒性或者毒性很小的物質，且更容易降解。在應用超聲波技術進行水處理的過程中，超聲波的實際功率、強度、頻率、水中的酸堿度、溫度、溶解氣體類型以及反應裝置的結構等都會對超聲波技術的應用造成一定影響，因此超聲波水處理技術存在相應的應用限制[3]。

4.2 綠色氧化水處理技術的應用

綠色氧化水處理技術主要是通過化學氧化或者生物氧化的方式對污水實施凈化處理，該技術的主要特征就是在氧化處理期間不會對水資源造成二次污染。當前水處理中比較常見的氧化水處理技術包括超臨界氧化水處理技術、高級氧化水處理技術以及電催化水處理技術等。

4.3 膜分離水處理技術的應用

膜分離水處理技術主要是借助滲透膜和閉環的水循環系統，根據污水中不同物質的滲透屬性，將其中的有害物質與水分離，進而實現凈化處理的目標。當前的膜分離技術不僅可以應用于水處理中，在食品加工生產和藥物制作等領域也有廣泛的應用。比較常見的膜分離水處理技術主要包括微濾處理技術、納濾處理技術、超濾處理技術、滲析處理技術、反滲透處理技術、電滲析處理技術、液膜處理技術以及滲透蒸發處理技術等。在實際的水處理過程中，可以根據污水類型選擇最合理的膜處理技術，實現對水中有害物質的截濾和分離處理。由此可見，膜分離水處理技術本質上是一種物理性質的分離凈化技術。應用該技術進行水處理時，不需要較大的設備，因此膜分離凈化裝置體積較小，便于移動，能夠用于各種規模的污水凈化，可以靈活地控制和調整規模的大小。另外，此種水處理技術便于操作，能夠實現自動化污水凈化處理，對于水質突變等情況的凈化處理具有相對豐富的經驗和良好的處理能力[4]。

4.4 生物水處理技術的應用

生物水處理技術的理論依據是微生物學，該技術主要是借助微生物或者植物，使其在污水中大量繁殖，而這些植物和微生物會對水中污染物實施降解處理，降解處理完成后，可將微生物過濾，得到凈化的水體，從而完成污水的凈化處理。這種方式相對來說更加綠色環保，且凈化難度較低，無需花費較高的凈化成本，且用于污染物降解的微生物還可以重復利用。通過這種方式凈化的水體，水質會得到顯著提升，有效解決了水體污染問題，也是由于該技術的突出凈化優勢，使其成為環保水處理工作中應用的主要凈化方式之一。

4.5 微波輻射水處理技術的應用

使用微波輻射進行污水凈化處理時，可根據污水處理的需求不加或者加入少量的化學凈化藥劑，以防止凈化期間造成水資源的再次污染。當前水處理中常用的微波輻射技術類型包括微波輔助氧化水處理技術、微波直接輻射水處理技術及微波誘導催化水處理技術等。通過微波的輻射，能夠產生相應的化學反應、物理反應或者生物反應，進而提升污水的壓力和溫度，使水中的污染物發生理化反應，最終實現污水凈化目標。應用該技術進行污水凈化處理能夠提升凈化效率，有效去除水中絕大多數污染物，礦化度更高，處理期間也不會在水中出現新的污染物[5]。

4.6 微電解水處理技術的應用

微電解水處理技術是指將鐵作為微型原電池的正極，將碳作為微型原電池的負極，將污水作為原電池的電解液，而原電池在污水中會發生氧化還原反應，進而達到污水凈化的目的。這種原電池的電解產物具有非常高的活性，能夠與污水中的有機物發生反應，改變水中有害有機物的原有結構形態，逐漸轉化其有害性質，完成水處理凈化目標。

4.7 超導磁分離水處理技術的應用

此種水凈化技術是指利用污水中污染物的磁性，對污染物實施分離，進而實現水資源凈化的目的，其中比較常用的技術類型包括微生物磁分離水處理技術，直接磁分離水處理技術和間接磁分離水處理技術。此類技術凈化效果良好，節能性突出，水處理設備操作簡單。

4.8 活化污泥水處理技術的應用

活化污泥處理技術的核心理論包括生物吸附理論和絮凝動力學理論，并在上述理論基礎上逐漸演變成吸附沉淀的活化水處理工藝，這種工藝能夠對水中污染物實施絮凝吸附和生物代謝處理。活化污泥水處理技術在應用過程中，將未經過沉淀的污水和污泥同時加入混合反應凈化裝置中，也就是絮凝吸附凈化池中，在機械攪拌下將兩種物質進行充分地混合，此時會發生絮凝吸附反應，使污水中的大量污染物被絮凝吸附到污泥中，水進入到沉淀池后，會出現固液分離的情況，最終去除沉淀物，得到凈化后的水資源。為了再次激活沉淀池中飽和污泥的絮凝吸附活性，要將污泥進行短期的曝氣活化處理，使部分降解吸附的有機物質能夠產生一定量的微生物絮凝，從而優化污泥的沉降屬性，保持污泥物質的好氧性，防止其發臭發黑。這一處理過程需要在污泥的活化池里進行，反應過程消耗的能量較低。此種水處理技術實用性較強，更適合經濟水平欠發達地區的污水處理工作[6]。

4.9 ML深度處理水處理技術的應用

該技術本質上是一種新型的生態水處理技術，這種技術能夠實現污水的深層凈化處理，并加入了全新的曝氣氧化處理池和高效濕地深度處理單元，經過此種技術處理完成的水資源能夠達到生活雜用水的凈化標準。應用該技術進行凈化處理時，污水先進入生物厭氧池中，并對好氧池進行封閉，反應完成后開放好氧池，然后將水排放到澄清池中，處理完畢后排放到人工濕地進行深度凈化，通過UV消毒后流入到蓄水池中，使凈化后的水資源可以回收利用。利用該技術進行水處理費用不高，且凈化處理過程便于控制，因而與其他水處理技術相比更加經濟實用。

4.10 生物除磷水處理技術的應用

生物除磷水處理技術是指將聚磷菌與污水相互混合，在確保氧氣比較充足的情況下，充分吸收污水中的磷，進而將污水中具有可溶性質的含磷物質轉化成不可溶解的顆粒物，實現污水的除磷凈化處理。此種方式主要用于含磷量較高的污水處理。

5 水處理技術的應用前景

目前，我國污水處理工作的主要發展方向是要不斷創新污水處理技術并提高研究水平，優化水處理技術在污水處理中的應用效率，有效降低污水處理的經濟成本。為了實現污水處理的可持續發展目標，相關技術人員要在已有水處理技術的基礎上，不斷延伸和探索，研發出更加符合當下水處理需求的技術。水處理技術必須要不斷發展和變化，已有技術要與新技術進行有效集成，可在原有水處理經驗的基礎上，創建出更加優質的污水處理系統，不斷完善和代替傳統污水處理模式[7]。

水處理技術在污水處理中的高效利用在一定程度上能夠體現一個國家的整體發展水平，為了實現我國文明建設和環境保護目標，水處理技術的研發水平也要不斷提升。但我國污水處理工作的起步相對較晚，技術工藝還有待完善，水處理技術的應用范圍相對有限，因此，還需要不斷擴大技術覆蓋領域。當前隨著國家不斷加強對污水處理問題的重視，水處理技術涉及的領域也越來越廣泛，經水處理技術處理的水資源能夠應用于工業生產、建筑工程建設、社區生活、酒店、銀行、醫院、學校等各個領域，因此，該技術具有良好的市場發展前景，未來將被應用于更多行業。

當前各行各業在發展過程中都非常重視對能耗的控制，低能耗建設也是各類生產活動的核心思想，水處理技術在污水處理中的應用也是如此。傳統污水處理技術在污水凈化處理過程中會產生較大能耗，所以相關技術人員在研發新型水處理技術時，要充分考慮凈化處理中的能耗問題，建立更加嚴格的技術標準，不斷完善污水處理能耗控制制度。在實現能耗控制目標的同時，還要注重控制污水處理成本，實現經濟和環保同時發展的目標。污水處理工作的核心不僅在于污水的凈化處理，處理完成的水資源也要進行合理地循環利用。

在未來的發展過程中，要更加重視水處理技術附加產業的發展，其附加產業與我國環保產業建設的發展方向是一致的。目前很多企業已經充分意識到水處理技術具有非常好的發展前景，通過大力發展污水處理產業，能夠積極推動我國污水處理水平的提升，同時還能引入更多先進理論和技術經驗，這對于我國環保事業的長久發展也具有重要意義。

6 結語

綜上所述，當前已有多種水處理技術在污水處理中得到了有效應用，顯著提升了污水處理水平，也展現出水處理技術未來良好的應用前景。積極研發新型水處理技術，能夠更好地促進污水處理工作的能源化發展，并且可以利用多種路徑實現節能降耗的目標，不斷完善我國污水治理水平。