问渠那得清如许
2014-09-09 21:26:18 更新 | 来源： | 次阅读
臭黑河怎样去味去色，漂浮在河面上的“生态岛”有用吗，一张膜真的可以变污水为清水……2014，浙江五水共治年。如何治？怎样治？来自省自然基金委的最新统计，目前全省科学家在治水方面的研究项目多达800项，立项的有160项左右，且在全省河道进行着各种因地制宜的试验，且看浙江河流变清进行时。
污水做SPA，
光催化来帮忙
最近，宁波童王河变了样：污垢少了，水不臭了，透明度至少达到了1.5米，主要技术指标也已达到地表水Ⅲ类标准。
秘诀在哪里？——光催化技术。它是对付水中有机污染物的“王牌”。
浙江理工大学王晟教授团队，经过近10年的摸索，终于将其成功运用到宁波童王河的污水治理中。
光催化技术，1972年最早在日本应用。在光合作用中，催化剂是叶绿素。在治理污水中，催化剂换成了二氧化钛。
它的原理是：二氧化钛受紫外光激发后会产生强氧化还原性，能够“攻击”有机物，将其分解成二氧化碳和水等无机物。而且，整个过程不需要其他化学辅助剂，反应条件温和，没有二次污染。
在以往，治污多采用物理、生物技术，让污染物集聚或转移到生物体内。光催化技术则不同，直接将有机物变成无害的无机物，既解决了后顾之忧，又避免了生物污染。
长久以来，科学家难以解决的技术瓶颈是找一个适合用来放置光催化剂的“容器”。王晟认为，光催化剂二氧化钛，不能直接投入污水中，它会形成悬浊液体，导致水体二次污染。
经过数十年研究，王晟团队找到了——一种具有核-壳结构的二氧化硅包覆二氧化钛纳米粒子。
它好比一个桃子。桃核是二氧化钛纳米粒子，桃皮是包覆的二氧化硅层，而中间的桃肉给它挖空了，形成一个中空层，它就是那个纳米空间。这个中空层能让水和空气自由透过。等它们接触到“桃核”二氧化钛，催化反应就开始了。
中空层的存在，使二氧化钛没法直接接触到“容器”。这样它就不能发起“攻击”，有机催化载体的使用寿命因此得到了延长。你能想象今后的污水治理吗？只要每天晒晒“日光浴”，河水就能被净化。
纳米铁“攻寨”，
微生物“断后”
在浙东沿海地区的地表水、土壤和地下水中，有一种特殊的有机污染物，难以生物降解。它的名字叫“含氯有机物”。其主要的毒性，来自氯。
治理含氯有机污染物的过程就是“攻寨”的过程。传统的“攻寨”法不外乎三种——物理法、化学法、生物法。那么新方法呢？
纳米级零价铁-微生物协同还原脱氯技术。这项技术由浙大徐新华教授团队研制，将生物法和物化法结合了起来。
先来说说纳米级零价铁。
纳米级零价铁是零价铁的升级版，粒径缩小到1-100纳米。它的表面活性远大于传统零价铁，更易发生还原脱氯反应，降解效率也因此显著提升。
纳米级零价铁“对付”含氯有机物有两招。第一招，正面迎击。利用零价铁的还原脱氯功效，直接降解含氯有机物。第二招，偷梁换柱。利用铁受腐蚀时表面水解产生的氢，与含氯有机物里的“氯”置换。“氯”被替换了出来，含氯有机物就失去了“首脑”，生物降解性大大提高，剩下的“虾兵蟹将”就立马被微生物给“瓦解”了。
再来说说微生物。
微生物“攻寨”，既当“前锋”，又当“后勤”。作为“前锋”，它能直接降解含氯有机物以及脱氯后的有机物。作为“后勤”，它能不断补充“生力军”，把高价态铁还原成低价态铁，让它循环参与到还原脱氯的过程中。
纳米级零价铁与微生物的“协同作战力”很强，但也存在着一些不足：纳米颗粒容易团聚，会减少反应面积；铁表面容易钝化，会降低反应活性；此外，纳米颗粒的回收也是个问题。
因此，徐新华教授团队进一步研制了多种“稳定化纳米铁体系”，让抑制纳米铁团聚和钝化、强化脱氯、纳米颗粒的可磁性回收得到了实现。
徐新华认为，五水共治中，像含氯有机物、重金属以及其他微量污染物应加倍关注。“虽然这些污染物浓度并不高，但它们对生态安全和人体健康影响较大，而且用常规处理工艺往往难于去除，需要采用非常规处理新技术。”
一张过滤膜，
废水变清水
工业废水，不是你想排就能排。它要受到排放量和处理成本的限制。所以，工业废水回用就应运而生了。
提到“回用”，不得不说一说膜集成处理技术。它是杭州水处理技术研究开发中心推广废水回用的主要工艺技术。
“膜，其实就是过滤纸。它以过滤孔的大小来实现物质分离。比滤孔小的就通过，比滤孔大的就截留。这样，物质就被分离了。”杭州水处理技术研究开发中心褚红教授认为。
不过，相对于过滤纸，膜的过滤更“精细”。它的过滤对象是分子物质，过滤孔径也以微米、纳米计算。
在水泵提供的压力下，废水中水（H2O）的离子构成H+ 和OH-，乖乖地“钻”过膜上的滤孔。而其他杂质，因为身材太过魁梧，被“卡”在了门外。于是，净化就实现了。
透过滤孔的那部分液体，由于去除了大部分杂质，水质得到极大的提升，可以作为回用水，重新回到生产车间。“处理后的回用水，有时甚至比自来水的水质还要好。”褚红表示。
不过，这场治污革命的“技术标兵”并非只是膜。
以印染废水为例，一场膜集成处理的过程是这样的：第一步，物化法。分散的小分子在絮凝剂的作用下抱团，沉着分离。第二步，生化法。向水中“输入”氧气来培养活性污泥菌类，利用它们分解有机污染物。第三步，膜法。采用膜分离技术净化废水，并脱盐，形成回用水。第四步，对积满了截留杂质的浓缩液进行处理。尤其在膜法这块，杭州水处理技术研究开发中心的技术，已经能使高氨氮废水零排放成为可能。
不过，褚红对这项技术仍有所期待。
“国外在污水回用领域不见得比我们做得好，但是在膜的生产技术上，他们确实比我们先进。”褚红表示，膜集成处理技术虽然能够实现分离，但还是没有最终处理掉这些污染物。“因此，与其亡羊补牢，在污水处理上下功夫，还不如从源头上实现清洁化生产，减少污水排放量。”
龙康给排水技术转发。
