水處理是對水源水或不符合飲用水水質要求的水，采用物理、化學、生物等方法改善水質的過程。因此被分為污水處理和飲用水處理兩種，有些地方還把污水處理再分為兩種，即污水處理和中水回用兩種。
2015年水處理行業(yè)進入高發(fā)展期，市場進入白熱化狀態(tài)，在如此激烈競爭的市場中，又有哪些新的水處理技術或是水處理系統(tǒng)發(fā)布呢?
一、新型低能耗一體化MBR工程結構技術
由中科院生態(tài)環(huán)境研究中心與北京大齊科技有限公司合作開發(fā)的我國第三代污水處理技術——新型低能耗一體化MBR工程結構技術，近日在山東青島舉行的中科院環(huán)保重大科技成果轉化新聞發(fā)布會上表示取得了突破性進展，其性能達到國際領先水平。
第三代污水處理技術：包括以三池合一為核心的工程結構技術、以新型無機—有機復合膜為核心的成套裝備技術、以高度智能化為特點的遠程控制技術等。據(jù)此研發(fā)的小型污水處理成套設備，未來可以在農村畜禽養(yǎng)殖場、旅游景點、高速公路服務區(qū)、海島等需要小型污水處理設施的地方廣泛應用。
據(jù)北京工業(yè)大學市政研究所所長李軍教授介紹，我國目前污水處理主要依賴第一、二代技術。第一代污水處理技術是傳統(tǒng)活性污泥法，優(yōu)點是能耗及運行費用較低，但占地大、出水水質差且不穩(wěn)定，達不到中水回用要求。第二代技術是基于膜法的常規(guī)MBR污水處理工藝，已經在我國部分大、中城市開始應用，出水水質穩(wěn)定且能達到回用水標準，但由于膜材料價格高導致工程投資大。而新研發(fā)的第三代污水處理技術，能系統(tǒng)解決前兩代污水處理系統(tǒng)的問題。
中科院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員魏源送表示，此項技術與現(xiàn)有污水處理技術相比，具有能耗低、占地小、出水水質優(yōu)良穩(wěn)定、自動化程度高、可遠程控制管理、工程造價低等優(yōu)點，便于在城鎮(zhèn)和農村推廣，市場應用前景廣闊。
二、價格低廉低能耗海水淡化技術發(fā)展中國家的福音
污水凈化是一個既困難又昂貴的過程，尤其是對那些資金匱乏的發(fā)展中國家，因此，一個超級廉價的水凈化技術有著十分廣闊的前景。
2015年9月，來自埃及亞歷山大大學的研究人員公布了一種新型低成本的海水淡化膜技術，膜材料價格低廉，同時可以實現(xiàn)低能耗。
該技術采用了滲透蒸發(fā)(又稱滲透汽化，是有相變的膜滲透過程)的技術原理，研究人員開發(fā)出醋酸纖維素膜與其它組件相結合，并使用外部熱源將膜透過組分汽化，從而達到過濾粒子和鹽分的目的。
該技術不僅能淡化海水，也能去除海水中的污物。研究人員結合了海洋學、化學工程、農業(yè)工程以及生物系統(tǒng)工程等專業(yè)知識想出了這個解決方案，他們的成果已經發(fā)表在了《水質科學與技術》期刊上。
“在該研究中實施的技術比反滲透技術要好得多，這個技術目前在埃及、中東和北非大多數(shù)國家中使用”，埃及國家研究中心的水污染教授HelmyEl-Zanfaly說，“它能夠有效地淡化高濃度鹽水，比如紅海，紅海海水淡化成本很高而且產量少”。
然而，在期待著把該技術投入到實踐中之前，還是需要做大量工作的：該項目的學術研究工作必須先進行小規(guī)模初步試驗，以證明該理論在大范圍中可行。其次，如何處理過程中生成的廢物也是一個問題。
三、新技術：好氧新技術助力污泥無害化處理
隨著城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)的不斷發(fā)展，產生的污泥量也日益增加，處理形勢十分嚴峻。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國污泥年產生量3000多萬噸，并以每年15%的速度遞增。
2012年，國務院辦公廳印發(fā)的《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設施建設規(guī)劃》要求，到2015年，直轄市、省會城市和計劃單列市的污泥無害化處理處置率達到80%，其他城市達到70%，縣城及重點鎮(zhèn)達到30%以上。
今年4月發(fā)布的“水十條”更是明確要求推進污泥處理處置，現(xiàn)有污泥處理處置設施應于2017年底前基本完成達標改造，地級及以上城市污泥無害化處理處置率應于2020年底前達到90%以上。非法污泥堆放點一律予以取締。
自2012年開始，北京排水集團開始跟蹤UTM超高溫生物干化技術，從中試到實際工程應用歷經兩年。在順義污泥再生利用項目，就采用了UTM超高溫生物干化工藝。
記者了解到，這一工藝的核心菌種是北京綠源科創(chuàng)環(huán)境技術有限公司的專利菌種高能嗜熱菌。這一菌種可有效打開污泥中的有機分子鏈，使污泥中的水分迅速揮發(fā)，污泥的含水率可降低到35%以下。相較于傳統(tǒng)好氧發(fā)酵技術，可使發(fā)酵溫度低、發(fā)酵周期長、病原體和蟲卵不能徹底殺滅的問題得到妥善解決，能實現(xiàn)污泥的無害化和穩(wěn)定化處理。
據(jù)悉，這一技術被列入科技部的火炬計劃，被認為是“對傳統(tǒng)好氧發(fā)酵工藝的創(chuàng)新”，使污泥穩(wěn)定化、無害化后進行土地利用變?yōu)楝F(xiàn)實。
四、新型光催化材料為污水處理技術提供新思路
鑒于對舒適健康生活環(huán)境的迫切需求，很多研究者都致力于污水處理研究工作。當前治理污水的方法主要有：沉降、絮凝、過濾、吸附、氣浮、生物處理等，但這些方法都不可避免地帶來二次污染，而且還有再生費用昂貴或處理周期長等缺點。
生活污水雖然可用傳統(tǒng)的生物處理法有效地處理，但數(shù)百種劇毒化合物不能用生物法處理，必須尋求新的合適、有效的處理方法。
近日，一種新型光催化材料通過驗收。該材料由河北工程大學開發(fā)，可顯著提升現(xiàn)有的光催化污水處理技術。
在傳統(tǒng)的光催化材料中，二氧化鈦因其具有無毒、化學穩(wěn)定性好、氧化能力強、無二次污染等優(yōu)點而被廣泛關注。
然而，二氧化鈦太陽光能吸收率較低、分離和再生性及循環(huán)使用性能差，限制了其應用?？蒲腥藛T將金屬酞菁(MPc)與二氧化鈦復合制備出一種新型光催化材料，能有效拓寬二氧化鈦吸收光的波長范圍，提高二氧化鈦的光催化效率。
該研究為光催化污水處理技術升級提供了新思路。
五、湖北君集國內首創(chuàng)再生粉末活性炭污水處理技術
8月13日，浙江環(huán)科院來君集嵊新污水處理廠商談合作;14日，紹興市委市政府聯(lián)袂來考察;15日，河北省晉州市環(huán)保局來商談合作。而國際活性炭巨頭，美國卡爾岡公司、荷蘭諾力特公司，已派代表和君集協(xié)商合作。從今年1月1日正式營運以來，他們已接待近百次政府、學界、企業(yè)以及國外代表，來商談合作事項。
湖北君集水處理有限公司董事長巴能軍說，污水處理沒有高深的理論難題，主要是解決工程技術問題。我們卓越的工程師，留美歸國的許榕，圍繞活性炭的使用，帶領團隊發(fā)明了幾十項專利，使原來在水污染突發(fā)事件中作為應急處理的活性炭技術，能夠大規(guī)模應用，在嵊州污水處理廠的提標改造中，不僅運用14項專利技術，還申請17項專利，高效處理好了印染、造紙等工業(yè)污水。
許榕介紹，粉末活性炭處理污水不是新技術，但要大規(guī)模應用，首先必須降低污水中的懸浮物，還要解決過水量小的問題。而核心和難點，是如何降低使用成本。
從2008年起，他們開始研究粉末活性炭技術。從2011年8月開始，為了掌握粉末活性炭的吸附效率、過水流速、炭層的最佳設計高度，他們實驗用6克粉末活性炭過濾1升污水，1升污水最少過濾6次。經過11796次過濾之后，終于獲得了理想數(shù)據(jù)。而這項實驗，目前他們仍然在繼續(xù)，以期得到最佳數(shù)據(jù)。
有了理想的粉末活性炭過濾數(shù)據(jù)，他們在通行的過濾罐的基礎上，設計了一種適應粉末活性炭的全新的連續(xù)式粉末活性炭過濾罐，粉末活性炭濾芯在罐中布局巧妙。這種過濾罐可以不間斷地長時間連續(xù)工作，一個過濾罐24小時過濾1萬噸“劣五類”污水。
六、美科學家研發(fā)“可飲用書”可過濾污水中99%細菌
美國科學家近日發(fā)明了一本神奇的書，它的書頁可以被撕下來凈化水源，這聽起來很不可思議，但已經在實驗中被證明有效。這本書被命名為“可飲用書”，是由弗吉尼亞大學和卡內基梅隆大學的科學家們合作研發(fā)的一款集書本和過濾器于一身的工具。它的書頁上含有納米銀離子，能過濾掉污水中的各類細菌。
“可飲用書”當然不是指書本身能喝，而是指這本印著濾水方法和衛(wèi)生知識的書可以過濾淡水，使其變得可以飲用。只需要撕下一頁紙，就能將河流、溪水、水井等地方提取出來的淡水過濾凈化。水中的細菌等有害物質在滲過紙頁時會被紙頁中的銀離子與銅離子吸附。一張過濾書頁可以凈化100公升的水源。一本“可飲用書”就可以滿足一個人4年的用水所需。
該研究結果在美國化學學會于波士頓召開的第250屆全國會議上公布。在測試過濾了南非、加納和孟加拉共和國的25處被污染水源后，該書被證實可以成功過濾掉污水中99%的細菌。研究者們稱，過濾后的水源與美國標準自來水水質相近，有微量的銀離子和銅離子在過濾中進入水中，但都符合標準。
七、新一代電吸附技術助化工廢水零排放
水資源稀缺和水污染日益嚴重問題已引起全社會的高度關注。尤其是化工廢水零排放是一個世界性難題。世界各國為工業(yè)和商用環(huán)保領域處理廢水或污水達到低能耗、“零”排放目標，一直在競相探索高效的技術路徑。
6月10日-12日，在上海國際水展上，愛思特水務科技有限公司發(fā)布和展示的全新概念“E+零排放”技術引起極大關注與轟動。業(yè)界人士認為，全新的電吸附水處理技術以其低成本及先進性、成熟度，有望成為解決世界性水污染問題的有效手段之一，可望加速實現(xiàn)化工廢水的“零”排放。
愛思特公司董事長孫曉慰表示，“E+零排放”系列工藝技術是以當代先進的電極材料為核心，集成目前市場上成熟的膜處理技術、生化處理技術、蒸發(fā)技術等，形成愛思特獨特的“1+N污廢水處理技術系統(tǒng)”，已形成并擁有有效專利17項，其中PCT專利1項、國內發(fā)明專利9項、實用新型專利7項;軟件著作權2項。其工藝特點是專長高硬高鹽水的處理，具有無需軟化除硬、處理過程簡練、制水成本低廉、無二次污染、適用范圍廣等優(yōu)點。其最大亮點之一是較傳統(tǒng)工藝大大降低了“零”排放成本。若采用傳統(tǒng)的RO+MVR技術，要實現(xiàn)“零”排放，每噸水處理成本高達9.49元，而愛思特“E+零排放”工藝將噸水處理成本降低到3.62元，較傳統(tǒng)工藝下降60%以上。對于高耗水企業(yè)來說，實施廢水“零”排放的可行性大大增加。
八、治污新方法微動力投資小占地少效果好
在安康市漢濱區(qū)老莊村，一處用白色木格柵圈起約200平方米的綠化地格外顯眼。這里地面長滿美人蕉、菖蒲等綠色植物，如果不是格柵外樹立的“老莊村生活污水處理3號池”的標牌，一般人怎么也無法把這里與污水處理聯(lián)想到一起。標牌上還清楚地寫明，該污水站的處理模式為：微動力處理+人工濕地。從該污水站出來的水直接流入了漢江的二級支流付家河，污水處理站的所有設施都埋在地下。
為了展示微動力污水處理系統(tǒng)的效果，漢濱區(qū)環(huán)保局沈海燕局長現(xiàn)場從污水站進水口和出水口取了水樣放在一起讓記者看。進水口的水質渾濁不堪，而經過微動力系統(tǒng)處理完以后的水看起來清澈透明，聞起來也沒有異味。
“生活污水微動力人工生態(tài)濕地處理工藝就是將生活污水在管道的導引下，經過格柵井、厭氧池、好氧池后流到人工濕地，即美人蕉等植物的根系下面。污水中的富營養(yǎng)分子經過礫石層層過濾后，最終由美人蕉等植物吸收，經過一系列程序，生活污水就能夠達標排放了。”沈海燕說。根據(jù)安康市環(huán)境監(jiān)測站的監(jiān)測結果，老莊村污水站的出水水質完全達到國家《污水綜合排放標準》一級標準。
九、科研團隊研發(fā)出綠色高分子緩沖體系
上海應用技術學院材料學院李永勝等日前研發(fā)出一種可以循環(huán)使用的、易分離的聚合物枝載的pH緩沖體系。相關研究成果已發(fā)表于英國皇家化學會旗下期刊《綠色化學》上。
傳統(tǒng)的pH緩沖體系一般由易溶的小分子共軛酸堿對組成，它能自如地調控溶液的pH值，被廣泛地應用于工業(yè)生產、化學分析、生物醫(yī)學與環(huán)境保護等領域。但其存在一系列缺憾，如導致目標產品的純化困難、含有高濃度緩沖劑的廢液后處理非常棘手等，嚴重制約其工業(yè)化。
李永勝等提出一種固相緩沖劑的概念，并設計了一種高分子枝載的共軛酸堿對，它完全不溶于水或者有機溶劑，通過離子交換機制來控制溶液的pH值。這種緩沖體系的后處理非常簡便，僅僅運用過濾操作，就可以把高分子枝載的緩沖劑完全從溶液中分離出來;而且這種高分子pH緩沖劑可以不經處理而連續(xù)循環(huán)使用。
實驗同時發(fā)現(xiàn)，這種高分子緩沖體系具有一個明顯不同于傳統(tǒng)緩沖體系的特點：溶液的pH值對體系中的鹽分有線性依賴關系，鹽的濃度每提高10倍，溶液的pH值就降低一個單位，反之亦然。
十、重慶研制出光催化水污染處理系統(tǒng)
曾被稱為“霧都”的重慶，也可以用光催化對污染水質進行降解處理。日前，記者從重慶文理學院獲悉，該校一學生團隊研制出“一種用于光催化氧化技術處理污水的系統(tǒng)”，已申請國家專利。
“針對水污染，有生物降解法等多種處理方式。”該?；I(yè)大二學生陳冬玲告訴記者，其中，使用太陽能源的光催化能夠產生活性很高的氧化活性物種，充分氧化有機污染物，是一種有效的降解方法，且成本很低。
不過，此前光降解的材料大多利用紫外線進行作用。但由于重慶多霧，當紫外光到達地面時只有5%的利用率。
“但可見光到達地面時還有50%的利用率，所以需找到一種利用可見光發(fā)生作用、適合重慶的光降解材料。”陳冬玲說，在導師帶領下，由13名學生組成的攻關團隊，經過數(shù)十次試驗，發(fā)現(xiàn)一種將氯氧鉍+硫化鎘混合制成的材料，對可見光有響應，并對毒性較大的酚類物質、苯等有機物質能起到非常好的降解作用。
如今，團隊還攻克了將這種材料進行大規(guī)模工業(yè)化生產的難關，成本很低，可反復使用。
據(jù)悉，該項目已申請國家發(fā)明專利，將代表重慶參加第14屆全國大學生課外學術科技作品競賽。
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