世界上水處理技術現狀

國內外相關技術的現狀   發展趨勢   世界上許多地區正面臨著最嚴重的缺水。據世界銀行的統計，全球80%的國家和地區都缺少民用和工業用淡水。隨著資源成本不斷上升和環保意識逐漸增強，許多企業開始運用綠色技術，降低碳排放，盡量減少廢物產生。其中水處理技術就是其中非常重要的一項綠色技術。       根據聯合國統計，到2025年，三分之二的世界人口可能會面臨水資源短缺，因此水處理技術將會越來越得到重視，這包括了高效率的水資源管理和污水處理。例如：在北美尤其在加拿大，水管理及污水處理設施的面臨的問題十分急切。63%的目前運行的設施都在超期運行，他們的平均運行時間已經達到18.3年。其中52%污水處理設施在超期運行。在美國的干旱地區，對海水淡化技術的需求越來越高。海水淡化技術主要局限在于效率，而隨著淡水的短缺，這些局限逐漸被淡化和忽視。水處理技術的發展擁有巨大的前景，許多國家都在實施水處理的政策和項目。根據全球知名增長咨詢公司的預測，至2010年，全球水資源管理和污水處理技術市場規模預計將達到3，500億美元。       目前先進的水管理和污水處理技術及其發展趨勢包括了循環用水、反滲透海水淡化和臭氧化等。例如，反滲透海水淡化技術正在迅速占領的大型設施市場，而這一領域過去主要以熱工過程設備為主。
處理效率的提升和滲透膜價格的回落，促使反滲透海水淡化市場在過去5年中迅速發展，現在應用反滲透海水淡化技術的已不再是小規模的工廠，大型反滲透海水淡化廠已是司空見慣。       在污水處理方面，澳大利亞的研究人員在生物發電領域提出了一種新的旋轉生物電化學接觸器，這項技術能夠將已經運用于污水處理行業30年的旋轉生物污水處理技術的效率提高15%；此外，一種能夠處理高污染廢水的技術也已經問世，這種技術能夠處理污染物濃度超過300，000ppm的污水，而處理成本僅有原先通過儲存和化學處理方法的十分之一。這種技術目前被認為是最簡單、最易于使用及經濟的處理技術.        中國目前同樣也面臨巨大的淡水短缺和水污染的問題。作為一個人均擁有水資源量最小的國家，必須采取措施以避免未來嚴重危機的發生。中國北方缺水問題極度嚴重，因此國家啟動了浩大的“南水北調”工程，整個工程耗資達到幾十億美元，預計2050年建成。污水問題同樣困擾著中國，估計有3億人口的飲用水是被污染的。2004年至2008年，污水排放量年增長率達到18%，從482億噸增長至572億噸。預計在2010年，中國的污水排放將達到640億噸。中國持續的工業化、城市化進程和經濟的快速增長，是導致污水排放量連年上升的主要原因；而與此相對的是，中國的污水處理廠卻基本上未能實現滿負荷的運行。以2008年為例，中國污水處理廠的處理污水量僅僅達到的設計負荷的64%，主要的原因在于運營費用過高。在這種情況下，中國的污水處理行業將需要更多的投資和更先進的技術。在第11個5年計劃之間（2006年至2010年），政府預計在水處理方面投入超過3000億元人民幣。截至2009年，中國一共有1572座污水處理廠，同時2063家在建。

   隨著社會經濟和城市化進程的發展，水資源緊缺和水環境污染已成為本世紀全球性問題并且日趨嚴重。甚至有人認為：水的問題有可能超過能源問題而成為 21 世紀世界上最為重要的問題。因此，必須對水的問題予以高度重視。而正確掌握和合理利用現有水處理技術并研究新的水處理技術是解決水環境污染和合理利用水資源的重要途徑，作為水處理工作者，更有責任直面問題，積極探索和正確把握未來水處理技術的發展動向。鑒于此，通過對我國水處理技術發展現狀的回顧和當前水處理常用模式及所面臨問題的分析，對我國水處理技術的發展趨勢進行了展望。   一、 水處理技術的發展現狀及其存在模式   1 水處理技術的發展現狀   我國有文字記載的給水處理從明礬凈水開始，而比較完整的現代自來水廠是創建于1882 年的上海楊浦水廠。此后凈水技術經歷了簡單沉淀，慢濾處理，依靠外國專家“照搬照抄”新建大型水廠，采用平流池、雙層過濾技術以及絮凝、消毒等。20 世紀 60 年代以后，城市供水全面普及，給水處理從蘇聯模式中走了出來，在學術理論、規范制定、人才培養、設備供應等方面逐漸形成了自己的體系。如在水處理中開始注重投藥后的混合，采用靜態管道混合器等“細節”，推廣應用了絮凝等技術，在減少水頭損失、提高絮凝效果、降低藥量消耗等方面進行了許多研究；引進淺層沉降理論，對平流池的設計進行了改進，對濾池配水有了相應的研究，對混凝劑有了應用。   20 世紀 80 年代以后，隨著改革開放的深入，給水處理引進吸收了外國先進技術和設備，提高了絮凝加藥的自動化水平，開始了提高水質和微污染水源處理技術的發展，消毒劑廣泛使用并呈多樣化趨勢，供水管網水質實現了自動檢測，常規水處理技術得到加強。 目前，對于經濟發展帶來的水源污染的生物預處理技術及臭氧活性炭等水的深度處理技術在向實用化發展中，小型膜處理設備也已應用于高品質飲用水處理系統之中。   與此同時，在工業給水處理上也進行了許多研究和應用，如用混凝沉淀和過濾方式進行工業用水的預處理，用離子交換、軟化、除鐵等進行鍋爐用水的處理，但是在工業循環水處理上由于缺乏自主技術，早期沿用了外國自來水處理中水質穩定的概念，片面地以控制 CaCO3 結垢為主，忽略了結垢的其他鹽類和化合物，對工業水溫度變化的特點和水的腐蝕以及水中菌、藻等引起的微生物黏泥的影響未予以考慮，走了彎路。目前工業循環水處理上則主要以投加緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等化學藥劑為手段來控制水的腐蝕、結垢和微生物黏泥。需要說明的是在工業水處理中的緩蝕劑 20 世紀 60 年代以采用鉻酸鹽和亞硝酸鹽為主，由于毒性大，至 20 世紀七八十年代受到環境保護的限制逐漸為磷酸鹽所取代。