城市污水处理中的新型净化技术研究

摘要：城市污水处理是维持城市生态环境平衡和保障居民健康的重要环节。污水处理的基本原理包括物理、化学和生物处理方法。本文结合自身工作经验，阐述了新型净化技术在城市污水处理中的应用，包括高级氧化技术、膜分离技术、生物强化技术和绿色催化剂技术。研究结果表明，新型净化技术不仅提升了污水处理效率，还减少了对环境的污染，具有较高的经济效益和环境效益。

关键词：污水处理；净化技术；废水清洗

1当前城市污水处理技术的局限性

尽管传统污水处理技术已经在许多城市得到了广泛应用，但其局限性仍然存在。在处理效率方面，传统技术对一些难降解有机物和新型污染物的去除效果有限，难以满足日益严格的排放标准。特别是对微量有机污染物和抗生素、激素等新型污染物，传统技术往往束手无策。在成本与资源消耗方面，传统处理工艺需要大量的能源和化学药剂，导致运行费用较高且资源消耗巨大，不利于实现可持续发展目标。

2新型净化技术

2.1高级氧化技术

高级氧化技术（AOPS）是通过产生高活性氧化剂（如羟基自由基）来氧化和分解污水中的有机污染物。这些氧化剂能够快速、无选择地与有机污染物反应，破坏其分子结构，将其转化为二氧化碳、水和其他无害物质。常见的AOPS包括臭氧氧化、光催化氧化、Fenton试剂氧化和电化学氧化等。高级氧化技术广泛应用于处理难降解有机污染物的工业废水，如制药、化工、印染和农药等行业。同时该技术也用于市政污水处理，特别是在去除微量污染物和消毒方面具有显著效果。高级氧化技术在饮用水处理中的应用也逐渐增多，用于去除有机污染物和改善水质。

高级氧化技术的主要优点包括反应速度快、氧化能力强、能够处理难降解有机污染物以及在处理过程中不会产生二次污染。然而该技术的缺点也较为明显，技术的运行成本较高且对设备和操作要求较高，以及在某些情况下可能产生有害的副产物。高级氧化技术的实际应用效果受水质条件和反应参数的影响较大，需要进行优化和调整。

2.2膜分离技术

膜分离技术利用选择性透过膜对污水中的污染物进行分离和净化。根据膜孔径的大小和分离机制的不同，膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。污染物通过膜的物理阻隔作用被截留在膜表面或内部，而水和小分子物质则能够透过膜，从而实现污染物的去除和水质的净化。

膜分离技术广泛应用于市政污水处理、工业废水处理和饮用水净化等领域。在市政污水处理中，膜生物反应器（MBR）技术已成为一种重要的处理工艺，能够有效去除悬浮物、有机物和营养物质。在工业废水处理中，膜分离技术用于处理电镀废水、印染废水和食品加工废水等。在饮用水净化中，反渗透技术被广泛应用于去除水中的盐分、重金属和有机污染物。膜分离技术具有分离效率高、操作简单、设备紧凑和处理水质稳定等优点和膜污染问题、膜材料成本高和能耗较大等缺点。膜污染会导致膜通量下降和分离性能降低，需要定期进行清洗和维护。膜分离技术对进水水质要求较高，某些情况下需要进行预处理以保护膜的使用寿命。

2.3生物强化技术

生物强化技术通过引入或培育特定功能的微生物，提高污水处理系统中微生物群落的降解能力，从而增强对有机污染物和营养物质的去除效果。常见的生物强化手段包括投加特定功能菌株、使用生物膜反应器以及应用生物填料等。这些手段能够优化微生物的生长环境和代谢活动，提高污水的处理效率。

生物强化技术主要应用于市政污水处理和工业废水处理。在市政污水处理中，生物强化技术用于提高有机物和氮、磷等营养物质的去除效率，改善出水水质。在工业废水处理中，该技术用于处理含有难降解有机物的废水，如石化、制药和食品加工等行业的废水。生物强化技术在生态修复和农业污水处理中的应用也逐渐增加。

2.4绿色催化剂技术

绿色催化剂技术通过使用环境友好的催化剂，提高污水处理过程中化学反应的效率和选择性，从而实现污染物的有效去除和水质的净化。绿色催化剂通常具有高效、低毒、可再生和可降解等特点，能够在温和条件下催化有机污染物的降解。常见的绿色催化剂包括酶催化剂、生物催化剂和纳米催化剂等。

绿色催化剂技术主要应用于工业废水处理和市政污水处理。在工业废水处理中，该技术用于处理含有有机污染物和重金属的废水，如电镀、印染和化工等行业的废水。在市政污水处理中，绿色催化剂用于提高有机物和营养物质的去除效率，改善出水水质。绿色催化剂技术在饮用水处理和环境修复中的应用也逐渐增多。

绿色催化剂技术的优点包括高效、环保、适用范围广和可再生等然而绿色催化剂的开发和应用仍需克服技术瓶颈，提高催化剂的稳定性和耐久性，以实现其在污水处理中的广泛应用。该技术也存在一些缺点，如催化剂成本较高、催化剂失活和回收问题以及实际应用效果受环境条件影响较大。

3净化技术在清洗过程中的应用

3.1清洗过程中的污水特征

清洗过程中产生的污水具有多样性和复杂性，其特征主要取决于清洗对象和所用清洗剂的类型。常见的污染物包括悬浮固体、油脂、重金属、有机物和化学药剂等，而具体污染物种类和浓度会因行业和清洗工艺不同而有所差异。在机械设备清洗中，污水中容易含有大量的油脂和金属颗粒；在食品加工设备清洗中，污水则会含有较高浓度的有机物和食品残渣。这些污染物的浓度较高，处理难度较大，因此需要采用有效的净化技术进行处理。

3.2新型净化技术在清洗中的应用

（1）高级氧化技术在清洗废水处理中的应用。高级氧化技术在处理高浓度有机污染物方面表现出色。以臭氧氧化为例，在食品加工设备的清洗过程中，产生的污水含有大量的有机物和细菌。通过臭氧氧化，可以快速分解有机物，杀灭病原菌，提高污水的可生化性。光催化氧化技术也广泛应用于去除清洗废水中的顽固有机污染物，如石油化工设备清洗废水中的多环芳烃等。

（2）膜分离技术在清洗废水处理中的应用。膜分离技术由于其高效的分离能力，广泛应用于清洗废水的处理。反渗透技术可以有效去除清洗废水中的溶解性盐类和有机污染物，适用于电子设备清洗过程中产生的高纯度水需求。超滤技术在机械设备清洗废水处理中的应用也较为普遍，可以去除悬浮固体和大分子有机物，显著提高出水水质。

（3）生物强化技术在清洗废水处理中的应用。生物强化技术在处理难降解有机物方面具有独特优势。在制药设备清洗过程中，产生的污水中常含有难降解的药物残留和有机溶剂。通过引入特定功能的微生物菌群，如产酶菌株，可以加速这些难降解物质的降解，提高污水的处理效率。生物膜反应器技术的应用也有效地增强了清洗废水的生物降解能力。

4结论

综上所述，高级氧化技术以其高效、快速的反应能力，能够有效处理难降解有机污染物，提高污水处理的整体效率。膜分离技术则通过物理阻隔，实现了高效的污染物分离和水质净化，在市政污水和工业废水处理中得到了广泛应用。生物强化技术通过引入特定功能微生物，提升了污水处理系统的生物降解能力，适用于多种复杂污水的处理。而绿色催化剂技术以其环保、高效的特点，逐渐在污水处理领域占据一席之地，展现出良好的应用效果。

参考文献：

[1]罗力莎.高级氧化技术在污水处理中的应用进展分析[J].技术与市场，2020，27（11）：51-52.

[2]范利花.膜分离技术在城镇污水处理中的应用[J].清洗世界，2024，40（6）：117-119.