水污染現(xiàn)狀
中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)顯示，2008年全國(guó)地表水污染依然嚴(yán)重，全國(guó)七大水系407個(gè)國(guó)家監(jiān)控?cái)嗝嬷校?nbsp;Ⅰ~Ⅲ類(lèi)、Ⅳ~Ⅴ類(lèi)、劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)的斷面比例分別為49.9％、26.5％和23.6％，七大水系水質(zhì)總體為中度污染，浙閩區(qū)河流水質(zhì)為輕度污染，西北諸河水質(zhì)為優(yōu)，西南諸河水質(zhì)良好，湖泊（水庫(kù)）富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題突出；近岸海域水質(zhì)總體為輕度污染。
“十一五”期間，淮河、海河、遼河、巢湖、滇池、松花江、三峽庫(kù)區(qū)及其上游、黃河中上游等流域水污染防治規(guī)劃，共安排污染治理項(xiàng)目2712個(gè)，投資1600億元。截至2008年9月，已經(jīng)建成881個(gè)，在建960個(gè)，完成投資510億元。2008年工業(yè)廢水治理投資194.6億元。
根據(jù)政府對(duì)再生水的規(guī)劃測(cè)算，2010年中國(guó)城市污水再生設(shè)施將達(dá)到680萬(wàn)t/d，再生水工程新增投資約100億元。
廢水污染治理新技術(shù) 城市生活污水
目前，中國(guó)城市污水處理主要采用生物活性污泥法。目前形成的較典型的二級(jí)處理工藝有：傳統(tǒng)活性污泥法、AB法、A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝工藝、ICEAS工藝、CASS工藝、SBBR工藝、BIOLAK工藝等。其中應(yīng)用較多的為氧化溝工藝和CASS工藝（CASS工藝和BIOLAK工藝為較新型工藝
CASS工藝
CASS工藝是一種循環(huán)式活性污泥法，是SBR工藝的改進(jìn)形式，通過(guò)曝氣和不曝氣階段的交替運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器以厭氧—缺氧—好氧—缺氧—厭氧的方式運(yùn)行。CASS池的變?nèi)葸\(yùn)行提高了系統(tǒng)對(duì)水量水質(zhì)變化的適應(yīng)性和操作的靈活性；選擇器的設(shè)置加強(qiáng)了微生物對(duì)磷的釋放、反硝化、對(duì)有機(jī)物的吸附吸收等作用，增加了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，能很好地緩沖進(jìn)水水量與水質(zhì)的波動(dòng)，有效去除污水中有機(jī)碳源污染物，具有良好的脫氮、除磷功能，排出的剩余污泥穩(wěn)定化程度較高。同時(shí)CASS工藝還能有效防止污泥膨脹。
BIOLAK工藝
BIOLAK工藝是由德國(guó)馮•諾頓西公司開(kāi)發(fā)的一種具有脫氮除磷功能的活性污泥處理系統(tǒng)。BIOLAK工藝的曝氣頭懸掛在浮鏈上，浮鏈被松弛地固定在曝氣池兩側(cè)，每條浮鏈可在池內(nèi)一定區(qū)域蛇形運(yùn)動(dòng)，在曝氣鏈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中自身的自然擺動(dòng)就可以達(dá)到很好的混合效果，節(jié)省了混合所需的能耗。BIOLAK工藝采用HDPE防滲膜襯里的土池結(jié)構(gòu)，減少了投資；其活性污泥負(fù)荷較低，污泥回流量大，污泥在曝氣池中的停留時(shí)間長(zhǎng)，減少了污泥量，增加了剩余污泥的穩(wěn)定性，有利于后續(xù)處置。
工業(yè)廢水處理
膜技術(shù)
膜分離法常用的有微濾、納濾、超濾和反滲透等技術(shù)。由于膜技術(shù)在處理過(guò)程中不引入其他雜質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)大分子和小分子物質(zhì)的分離，因此常用于各種大分子原料的回收，如利用超濾技術(shù)回收印染廢水的聚乙烯醇漿料等。目前限制膜技術(shù)工程應(yīng)用推廣的主要難點(diǎn)是膜的造價(jià)高、壽命短、易受污染和結(jié)垢堵塞等。伴隨著膜生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，膜技術(shù)將在廢水處理領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應(yīng)用。
磁分離技術(shù)
磁分離技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展的一種新型的利用廢水中雜質(zhì)顆粒的磁性進(jìn)行分離的水處理技術(shù)。對(duì)于水中非磁性或弱磁性的顆粒，利用磁性接種技術(shù)可使它們具有磁性。磁分離技術(shù)應(yīng)用于廢水處理有三種方法：直接磁分離法、間接磁分離法和微生物—磁分離法。目前研究的磁性化技術(shù)主要包括磁性團(tuán)聚技術(shù)、鐵鹽共沉技術(shù)、鐵粉法、鐵氧體法等，具有代表性的磁分離設(shè)備是圓盤(pán)磁分離器和高梯度磁過(guò)濾器。目前磁分離技術(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，還不能應(yīng)用于實(shí)際工程實(shí)踐。
Fenton及類(lèi)Fenton氧化法
典型的Fenton試劑是由Fe2+催化H2O2分解產(chǎn)生•OH，從而引發(fā)有機(jī)物的氧化降解反應(yīng)。由于Fenton法處理廢水所需時(shí)間長(zhǎng)，使用的試劑量多，而且過(guò)量的Fe2+將增大處理后廢水中的COD并產(chǎn)生二次污染。近年來(lái)，人們將紫外光、可見(jiàn)光等引入Fenton體系，并研究采用其他過(guò)渡金屬替代Fe2+，這些方法可顯著增強(qiáng)Fenton試劑對(duì)有機(jī)物的氧化降解能力，減少Fenton試劑的用量，降低處理成本，統(tǒng)稱(chēng)為類(lèi)Fenton反應(yīng)。Fenton法反應(yīng)條件溫和，設(shè)備較為簡(jiǎn)單，適用范圍廣；既可作為單獨(dú)處理技術(shù)應(yīng)用，也可與其他方法聯(lián)用，如與混凝沉淀法、活性碳法、生物處理法等聯(lián)用，作為難降解有機(jī)廢水的預(yù)處理或深度處理方法。
臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，與還原態(tài)污染物反應(yīng)時(shí)速度快，使用方便，不產(chǎn)生二次污染，可用于污水的消毒、除色、除臭、去除有機(jī)物和降低COD等。單獨(dú)使用臭氧氧化法造價(jià)高、處理成本昂貴，且其氧化反應(yīng)具有選擇性，對(duì)某些鹵代烴及農(nóng)藥等氧化效果比較差。為此，近年來(lái)發(fā)展了旨在提高臭氧氧化效率的相關(guān)組合技術(shù)，其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3等組合方式不僅可提高氧化速率和效率，而且能夠氧化臭氧單獨(dú)作用時(shí)難以氧化降解的有機(jī)物。由于臭氧在水中的溶解度較低，且臭氧產(chǎn)生效率低、耗能大，因此增大臭氧在水中的溶解度、提高臭氧的利用率、研制高效低能耗的臭氧發(fā)生裝置成為研究的主要方向。
濕式（催化）氧化
濕式（催化）氧化法是在高溫（150~350℃）、高壓（0.5~20 MPa）、催化劑作用下，利用O2或空氣作為氧化劑（添加催化劑），（催化）氧化水中呈溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無(wú)機(jī)物，達(dá)到去除污染物的目的。濕式空氣（催化）氧化法可應(yīng)用于城市污泥和丙烯腈、焦化、印染等工業(yè)廢水及含酚、氯烴、有機(jī)磷、有機(jī)硫化合物的農(nóng)藥廢水的處理。
等離子體水處理技術(shù)
低溫等離子體水處理技術(shù)，包括高壓脈沖放電等離子體水處理技術(shù)和輝光放電等離子體水處理技術(shù)，是利用放電直接在水溶液中產(chǎn)生等離子體，或者將氣體放電等離子體中的活性粒子引入水中，可使水中的污染物徹底氧化、分解。水溶液中的直接脈沖放電可以在常溫常壓下操作，整個(gè)放電過(guò)程中無(wú)需加入催化劑就可以在水溶液中產(chǎn)生原位的化學(xué)氧化性物種氧化降解有機(jī)物，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)低濃度有機(jī)物的處理經(jīng)濟(jì)且有效。此外，應(yīng)用脈沖放電等離子體水處理技術(shù)的反應(yīng)器形式可以靈活調(diào)整，操作過(guò)程簡(jiǎn)單，相應(yīng)的維護(hù)費(fèi)用也較低。受放電設(shè)備的限制，該工藝降解有機(jī)物的能量利用率較低，等離子體技術(shù)在水處理中的應(yīng)用還處在研發(fā)階段。
電化學(xué)（催化）氧化
電化學(xué)（催化）氧化技術(shù)通過(guò)陽(yáng)極反應(yīng)直接降解有機(jī)物，或通過(guò)陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基（•OH）、臭氧等氧化劑降解有機(jī)物。電化學(xué)（催化）氧化包括一維、二維和三維電極體系。由于三維電極體系的微電場(chǎng)電解作用，目前備受推崇。三維電極是在傳統(tǒng)的二維電解槽的電極間裝填粒狀或其他碎屑狀工作電極材料，并使裝填的材料表面帶電，成為第三極，且在工作電極材料表面能發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。與二維平板電極相比，三維電極具有很大的比表面，能夠增加電解槽的面體比，能以較低電流密度提供較大的電流強(qiáng)度，粒子間距小而物質(zhì)傳質(zhì)速度高，時(shí)空轉(zhuǎn)換效率高，因此電流效率高、處理效果好。三維電極可用于處理生活污水，農(nóng)藥、染料、制藥、含酚廢水等難降解有機(jī)廢水，金屬離子，垃圾滲濾液等。
超聲波氧化
頻率在15~1000kHz的超聲波輻照水體中的有機(jī)污染物是由空化效應(yīng)引起的物理化學(xué)過(guò)程。超聲波不僅可以改善反應(yīng)條件，加快反應(yīng)速度和提高反應(yīng)產(chǎn)率，還能使一些難以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)。它集高級(jí)氧化、焚燒、超臨界氧化等多種水處理技術(shù)的特點(diǎn)于一身，加之操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備的要求較低，在污水處理，特別是在降解廢水中毒性高、難降解的有機(jī)污染物，加快有機(jī)污染物的降解速度，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水污染物的無(wú)害化，避免二次污染的影響上具有重要意義。近年來(lái)利用超聲波直接處理或強(qiáng)化處理有機(jī)廢水的研究日益增多，內(nèi)容涉及降解機(jī)理、動(dòng)力學(xué)、中間產(chǎn)物、影響因素、系統(tǒng)優(yōu)化等方面。
輻射技術(shù)
20世紀(jì)70年代起，隨著大型鈷源和電子加速器技術(shù)的發(fā)展，輻射技術(shù)應(yīng)用中的輻射源問(wèn)題逐步得到改善。利用輻射技術(shù)處理廢水中污染物的研究引起了各國(guó)的關(guān)注和重視。與傳統(tǒng)的化學(xué)氧化相比，利用輻射技術(shù)處理污染物，不需加入或只需少量加入化學(xué)試劑，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，具有降解效率高、反應(yīng)速度快、污染物降解徹底等優(yōu)點(diǎn)。而且，當(dāng)電離輻射與氧氣、臭氧等催化氧化手段聯(lián)合使用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“協(xié)同效應(yīng)”。因此，輻射技術(shù)處理污染物是一種清潔的、可持續(xù)利用的技術(shù)，被國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)列為21世紀(jì)和平利用原子能的主要研究方向。
光化學(xué)催化氧化
光化學(xué)催化氧化技術(shù)是在光化學(xué)氧化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，與光化學(xué)法相比，有更強(qiáng)的氧化能力，可使有機(jī)污染物更徹底地降解。光化學(xué)催化氧化是在有催化劑的條件下的光化學(xué)降解，氧化劑在光的輻射下產(chǎn)生氧化能力較強(qiáng)的自由基。催化劑有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分為均相和非均相兩種類(lèi)型，均相光催化降解是以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質(zhì)，通過(guò)光助-Fenton反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基使污染物得到降解；非均相催化降解是在污染體系中投入一定量的光敏半導(dǎo)體材料，如TiO2、ZnO等，同時(shí)結(jié)合光輻射，使光敏半導(dǎo)體在光的照射下激發(fā)產(chǎn)生電子—空穴對(duì)，吸附在半導(dǎo)體上的溶解氧、水分子等與電子—空穴作用，產(chǎn)生•OH等氧化能力極強(qiáng)的自由基。TiO2光催化氧化技術(shù)在氧化降解水中有機(jī)污染物，特別是難降解有機(jī)污染物時(shí)有明顯的優(yōu)勢(shì)。
SCWO（超臨界水氧化）技術(shù)
SCWO是以超臨界水為介質(zhì)，均相氧化分解有機(jī)物。可以在短時(shí)間內(nèi)將有機(jī)污染物分解為CO2、H2O等無(wú)機(jī)小分子，而硫、磷和氮原子分別轉(zhuǎn)化成硫酸鹽、磷酸鹽、硝酸根和亞硝酸根離子或氮?dú)狻Ｃ绹?guó)把SCWO法列為能源與環(huán)境領(lǐng)域最有前途的廢物處理技術(shù)。SCWO反應(yīng)速率快、停留時(shí)間短；氧化效率高，大部分有機(jī)物處理率可達(dá)99%以上；反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備體積小；處理范圍廣，不僅可以用于各種有毒物質(zhì)、廢水、廢物的處理，還可以用于分解有機(jī)化合物；不需外界供熱，處理成本低；選擇性好，通過(guò)調(diào)節(jié)溫度與壓力，可以改變水的密度、粘度、擴(kuò)散系數(shù)等物化特性，從而改變其對(duì)有機(jī)物的溶解性能，達(dá)到選擇性地控制反應(yīng)產(chǎn)物的目的。超臨界氧化法在美國(guó)、德國(guó)、瑞典、日本等歐美國(guó)家已經(jīng)有了工藝應(yīng)用，但中國(guó)的研究起步較晚，還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。
鐵炭微電解處理技術(shù)
鐵炭微電解法是利用Fe/C原電池反應(yīng)原理對(duì)廢水進(jìn)行處理的良好工藝，又稱(chēng)內(nèi)電解法、鐵屑過(guò)濾法等。鐵炭微電解法是電化學(xué)的氧化還原、電化學(xué)電對(duì)對(duì)絮體的電富集作用、以及電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的凝聚、新生絮體的吸附和床層過(guò)濾等作用的綜合效應(yīng)，其中主要是氧化還原和電附集及凝聚作用。鐵屑浸沒(méi)在含大量電解質(zhì)的廢水中時(shí)，形成無(wú)數(shù)個(gè)微小的原電池，在鐵屑中加入焦炭后，鐵屑與焦炭粒接觸進(jìn)一步形成大原電池，使鐵屑在受到微原電池腐蝕的基礎(chǔ)上，又受到大原電池的腐蝕，從而加快了電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。此法具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長(zhǎng)、成本低廉及操作維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，并使用廢鐵屑為原料，也不需消耗電力資源，具有“以廢治廢”的意義。目前鐵炭微電解技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用于印染、農(nóng)藥/制藥、重金屬、石油化工及油分等廢水以及垃圾滲濾液處理，取得了良好的效果。
中國(guó)污水行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向
當(dāng)前，中國(guó)污水處理行業(yè)市場(chǎng)存在的主要問(wèn)題有相關(guān)政策、法規(guī)體系尚不完善；城鎮(zhèn)污水處理正處于行政管理體制的轉(zhuǎn)型階段，與市場(chǎng)化的要求還有一定的差距；部分城市污水處理廠的經(jīng)營(yíng)、監(jiān)督主體混淆不清；收費(fèi)制度實(shí)施不到位；投融資體制亟待完善；地方配套的污水收集管網(wǎng)建設(shè)滯后，污水收集率低，很多城鎮(zhèn)污水處理廠的水量水質(zhì)與設(shè)計(jì)要求相差較大；對(duì)企業(yè)排污監(jiān)督制度的不完善，部分工業(yè)企業(yè)存在不達(dá)標(biāo)排放甚至偷排現(xiàn)象，對(duì)城市污水處理廠水質(zhì)形成很大的沖擊，影響污水廠的正常運(yùn)行。
為推動(dòng)中國(guó)污水處理行業(yè)的健康發(fā)展，必須完善各種排污收費(fèi)、污水資源化監(jiān)督管理等的法制規(guī)范建設(shè)；推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，在工業(yè)企業(yè)的新建和升級(jí)改造時(shí)采用BAT技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原材料的減量化、再循環(huán)、再利用，以“污水資源化”為基本，從源頭上減少污水及污染物的產(chǎn)生量；促進(jìn)污水處理行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化，在政府的培育、引導(dǎo)、監(jiān)督下，推動(dòng)污水處理和再生水回用的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展；施行科學(xué)合理的運(yùn)營(yíng)管理體制，積極推行PPP、BOT、ABS和“一體化”運(yùn)營(yíng)模式；加強(qiáng)政府部門(mén)、企業(yè)自身、社會(huì)公眾的參與監(jiān)督意識(shí)；設(shè)立環(huán)保基金用于處理突發(fā)污染事件和對(duì)廢棄工業(yè)企業(yè)遺留污染的治理。
總結(jié)
進(jìn)入新世紀(jì)，政府對(duì)水污染嚴(yán)峻形式的重視程度和治污投資力度逐步加大，全國(guó)各大中型城市、縣城生活污水處理設(shè)施建設(shè)的步伐加快，2008年城市污水處理率達(dá)到70.2%；著力推進(jìn)結(jié)構(gòu)減排，加大對(duì)造紙、釀造、印染等行業(yè)落后產(chǎn)能淘汰力度，大力推進(jìn)技術(shù)改造；積極推進(jìn)農(nóng)村污水的處理和資源化。這些措施扭轉(zhuǎn)了中國(guó)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，水污染繼續(xù)惡化的不良勢(shì)頭，顯著改善了水環(huán)境。Zz5中國(guó)污水網(wǎng)
今后，要加大對(duì)污染源排放的控制力度，工業(yè)企業(yè)要采用深度處理達(dá)到穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放；除繼續(xù)建設(shè)污水處理廠外，對(duì)已建成污水處理廠要加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)監(jiān)管，包括污水處理廠負(fù)荷率的提升，污水收集管網(wǎng)的完善，污泥處理處置設(shè)施的建設(shè)運(yùn)行，再生水的利用等；采用人工濕地、生態(tài)修復(fù)、區(qū)域截污等措施加強(qiáng)區(qū)域綜合治理；增加科研投資，促進(jìn)新的治理技術(shù)和設(shè)備的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用；加大水污染防治監(jiān)督檢查力度，進(jìn)一步完善水污染防治保障機(jī)制；加快相關(guān)政策、法規(guī)體系的建設(shè)；加快污水處理行業(yè)產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化的步伐
