浅谈污水处理与管理领域的新方法与新技术

时间：2017-01-25 10:41

来源：中宜环科环保产业研究

作者：张婧怡

微生物燃料电池

微生物燃料电池是一项突破性技术，它利用电子转移来捕获微生物代谢过程中释放的能量，即可以从废水有机物中直接提取电能 (Logan et al., 2006)。其过程包括三阶段：首先，微生物在电极上生长为生物膜 ; 然后，电子供体通过质子交换膜与电子受体分离，建立电流;最后，通过有机物质 (BOD5)的氧化产生电能。

虽然这种技术仍处于发展的早期阶段，并且在提高产能效率和经济性方面都需要进一步优化，但它依然具有巨大的潜力。

自然处理系统(NTSs)

我们对自然界中微生物的认知正在不断提升，这就有助于我们利用自然系统(NTSs)处理废水 (Kadlec and Knight, 1996)。NTSs中有多种多样的物理、化学、生物反应，这些反应可以非常快的“扼杀”污水中的大量污染物。

例如，NTSs已被用于收集、贮存、处理雨水，而它还可以去除污水中大量污染物，包括营养盐、细菌、持久性痕量污染物(药物和内分泌干扰物)。经过长期实验表明，NTSs对于可饮用类水体的处理作用较好，因此在未来也将逐渐应用于水回用领域。

分离尿液的卫生间

如表2和图3所示，对卫生间的尿液进行分离是一个发展趋势。通过尿液分离，对尿液进行单独处理，既能使用最低的能耗，又能回收其中的营养元素，将其制为肥料 (Larsen et al., 2001; Maurer et al., 2006)。从分离的尿液中可以沉淀出鸟粪石，再用其作为原料生产农业肥料，虽然这还只是一个趋势，但科研人员们正在通往实践应用的道路上不断努力。

自控系统

图3所示系统的运行需要配备一个复杂的监控系统，以确保回收水的 “进”和“出”保持一定的平衡，同时还需要结合考虑雨水水量。产水系统必须有合理的自控系统，以保持整个系统的完整性。另外，能耗会随着时间和季节发生变化，所以能耗也需要进行动态管理。目前，科研人员正在研究新一代的传感器和系统控制技术 (Shannon et al., 2008)。

总结与思考

根据英国医学期刊(British Medical Journal)的调研报道，在过去的150年间，现代的供水系统和卫生系统对人类健康做出了最重要的贡献 (BMJ, 2007)。国家工程学会也认为现代供水系统和卫生系统是20世纪最伟大的工程成就之一 (Constable and Sommerville, 2003)。即使这样，我们应始终牢记，环境在不断变迁，供水和卫生系统需要不断更迭新技术和新工艺。所以，我们将始终面对各种新型的、有趣的、重要的挑战。

幸运的是，我们现有的技术已经能应对部分挑战，我们还需要对这些技术进行不断提炼和整合，使它们成为一个更高效、可持续的体系，这也是所有工程师最擅长的事情。而挑战往往不是单一的，总会牵扯到相关行业和学科，那时，我们还将需要从其他行业与学科中寻求新的帮助 (Daigger, 2007a,b; 2008a,b; Daigger and Crawford, 2005)。

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编辑：李丹