淺談污水處理與管理領(lǐng)域的新方法與新技術(shù)

時間：2017-01-25 10:41

來源：中宜環(huán)科環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究

作者：張婧怡

微生物燃料電池

微生物燃料電池是一項突破性技術(shù)，它利用電子轉(zhuǎn)移來捕獲微生物代謝過程中釋放的能量，即可以從廢水有機物中直接提取電能 (Logan et al., 2006)。其過程包括三階段：首先，微生物在電極上生長為生物膜 ; 然后，電子供體通過質(zhì)子交換膜與電子受體分離，建立電流;最后，通過有機物質(zhì) (BOD5)的氧化產(chǎn)生電能。

雖然這種技術(shù)仍處于發(fā)展的早期階段，并且在提高產(chǎn)能效率和經(jīng)濟性方面都需要進(jìn)一步優(yōu)化，但它依然具有巨大的潛力。

自然處理系統(tǒng)(NTSs)

我們對自然界中微生物的認(rèn)知正在不斷提升，這就有助于我們利用自然系統(tǒng)(NTSs)處理廢水 (Kadlec and Knight, 1996)。NTSs中有多種多樣的物理、化學(xué)、生物反應(yīng)，這些反應(yīng)可以非?？斓摹岸髿ⅰ蔽鬯械拇罅课廴?物。

例如，NTSs已被用于收集、貯存、處理雨水，而它還可以去除污水中大量污染物，包括營養(yǎng)鹽、細(xì)菌、持久性痕量污染物(藥物和內(nèi)分泌干擾物)。經(jīng)過長期實驗表明，NTSs對于可飲用類水體的處理作用較好，因此在未來也將逐漸應(yīng)用于水回用領(lǐng)域。

分離尿液的衛(wèi)生間

如表2和圖3所示，對衛(wèi)生間的尿液進(jìn)行分離是一個發(fā)展趨勢。通過尿液分離，對尿液進(jìn)行單獨處理，既能使用最低的能耗，又能回收其中的營養(yǎng)元素，將其制為肥料 (Larsen et al., 2001; Maurer et al., 2006)。從分離的尿液中可以沉淀出鳥糞石，再用其作為原料生產(chǎn)農(nóng)業(yè)肥料，雖然這還只是一個趨勢，但科研人員們正在通往實踐應(yīng)用的道路上不斷努力。

自控系統(tǒng)

圖3所示系統(tǒng)的運行需要配備一個復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)，以確保回收水的 “進(jìn)”和“出”保持一定的平衡，同時還需要結(jié)合考慮雨水水量。產(chǎn)水系統(tǒng)必須有合理的自控系統(tǒng)，以保持整個系統(tǒng) 的完整性。另外，能耗會隨著時間和季節(jié)發(fā)生變化，所以能耗也需要進(jìn)行動態(tài)管理。目前，科研人員正在研究新一代的傳感器和系統(tǒng)控制技術(shù) (Shannon et al., 2008)。

總結(jié)與思考

根據(jù)英國醫(yī)學(xué)期刊(British Medical Journal)的調(diào)研報道，在過去的150年間，現(xiàn)代的供水系統(tǒng)和衛(wèi)生系統(tǒng)對人類健康做出了最重要的貢獻(xiàn) (BMJ, 2007)。國家工程學(xué)會也認(rèn)為現(xiàn)代供水系統(tǒng)和衛(wèi)生系統(tǒng)是20世紀(jì)最偉大的工程成就之一 (Constable and Sommerville, 2003)。即使這樣，我們應(yīng)始終牢記，環(huán)境在不斷變遷，供水和衛(wèi)生系統(tǒng)需要不斷更迭新技術(shù)和新工藝。所以，我們將始終面對各種新型的、有趣的、重要的挑戰(zhàn)。

幸運的是，我們現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)能應(yīng)對部分挑戰(zhàn)，我們還需要對這些技術(shù)進(jìn)行不斷提煉和整合，使它們成為一個更高效、可持續(xù)的體系，這也是所有工程師最擅長的事情。而挑戰(zhàn)往往不是單一的，總會牽扯到相關(guān)行業(yè)和學(xué)科，那時，我們還將需要從其他行業(yè)與學(xué)科中尋求新的幫助 (Daigger, 2007a,b; 2008a,b; Daigger and Crawford, 2005)。

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編輯：李丹

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