下面介绍的污水处理技术均可应用在医疗、养殖、屠宰、实验室等需要处理污水的领域

近年来，和地方政府非常重视污水处理事业，我国污水处理新工艺层出不穷，并以国外引入的工艺技术为主导潮流，吸收*的技术和理念，形成了一些适应中国国情的技术，对解决和控制水体污染起了重大作用。根据国内外污水处理现已采用的工艺及运行情况，下面对目前污水处理的主要新技术进行介绍。

1 污水处理新兴技术述评

1.1 高级氧化技术

1.1.1 超临界水氧化技术（SCWO）

SCWO 技术是80 年代中期由美国学者Modell[1,2]提出的一种能够*破坏有机物结构的新型氧化技术。如今，在欧、美、日等发达，SCWO 技术得到了很大发展，出现了不少中试厂以及商业性的SCWO 装置。在我国，SCWO 技术尚处于起步阶段，研究较晚，尚未有工程应用报道。超临界水氧化技术中由于有机物的氧化是在均一相中进行，反应不会因相间转移而受限制。同时，高的反应温度也使反应速度加快，可以在几秒内对有机物达到很高的破坏效率。SCWO 技术作为一种新型的环境污染防治技术，必将由于其所具有的突出优势，在不久的将来得到广泛应用。SCWO 技术的反应条件要求较高，因此，为了加快反应速率，减少反应时间，降低反应温度，使SCWO 能充分发挥自身优势，许多研究者正在将催化剂引入SCWO 技术中。

1.1.2 光化学氧化技术

1972 年Fujishima 和Honda[3]发现光照下的TiO2 单晶电极能分解水，引起人们对光诱导氧化还原反应的兴趣，由此推进了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。80 年代初，开始研究光化学应用于环境保护，其中光化学降解治理污染尤受重视。光降解反应包括无催化剂和有催化剂的光化学降解：无催化剂的光化学降解多采用O3 和H2O2 等作为氧化剂，在紫外光的照射下，使污染物氧化分解；有催化剂的光化学降解又叫光催化降解，一般可分为均相和非均相两种类型。均

2+3+相光催化降解主要是以Fe或Fe及H2O2 为介质，通过光助－芬顿(Photo-Fenton)

反应使污染物得到降解；多相光催化降解是在污染体系中投加一定量的光敏半导

体材料，同时结合一定能量的光辐射，使污染物全部或接近全部矿化。光催化降解在环境污染治理中的应用研究更为活跃。目前有关光催化降解的研究报道中，以应用人工光源的紫外辐射为主，对分解有机物*，但费用较高且需要消耗电能，因此国内外研究者均提出应开发利用自然光源或自然、人工光源相结合的技术，充分利用清洁的可再生能源，使太阳能利用与环境保护相结合，发挥光化学降解在环境污染治理中的优势。

1.1.3 芬顿试剂法

芬顿试剂于1894 年由H.J.Fenton[4]发现并应用于苹果酸的氧化，其实质是Fe2+和H2O2 之间的链式反应催化生成?OH 自由基，基本作用原理[5]如下：

Fe2+ ＋H2O2 =Fe3+＋?OH ＋OH- Fe3+ ＋H2O2 =Fe2+ ＋HO2? ＋H+

HO2? ＋H2O2 = O2 ＋H2O ＋?OH RH ＋?OH =R? ＋H2O

R? ＋Fe3+ = R? ＋Fe2+ R+ ＋O2 =ROO+ →CO2 ＋H2O

通过上述系列反应使废水的COD 大大降低。在废水pH 调至碱性并有O2 存在时，还会发生下列反应：

2Fe3+ ＋ 3H2O2 ＋2H2O =2H2FeO4 ＋6H+

2H2FeO4 ＋ 3H2O2 = 2Fe（OH）3 ＋2H2O ＋ 3O2

在一定酸度下，Fe（OH）3 以胶体形态存在，具有凝聚、吸附性能，可除去废水中部分悬浮物和杂质。近年来，研究者把紫外光、O2 引入Fenton 试剂，可显著增强Fenton 试剂的氧化能力并节约H2O2的用量。

1.1.4 二氧化氯氧化法

随着医药、化工、染料等行业的发展，高浓度难降解有机污染物越来越多，由于高浓度难降解有机废水浓度高、CODCr含量高、污染物毒性大，所以难以用常规的处理工艺处理。

二氧化氯的分子中具有19 个价电子，有一个未成对的价电子。这个未成对的价电子可以在氯和两个氧原子之间跳来跳去，因此它本身就象一个游离基，这种特殊的分子结构决定了ClO2 具有强氧化性。ClO2 在水中发生如下反应[6]：

ClO2 ＋ H2O = HClO3 ＋ HCl ClO2 = Cl2 ＋O2

Cl2 ＋ H2O = HCl ＋ HClO HClO = Cl2 ＋ H2O

HClO4 ＋ Cl2 ＋ H2O = HClO3 ＋ HCl

氯酸和亚氯酸在酸性较强的溶液里是不稳定的，有很强的氧化性，将进一步分解出氧，zui终产物是氯化物。在酸性较强的条件下，C1O2 会分解并生成氯酸，放出氧，从而氧化、降解废水中的带色基团和其他的有机污染物。在弱酸性条件下，C1O2 不易分解污染物而是直接和废水中污染物发生作用并破坏有机物的结构。

强氧化剂ClO2 可以在常温常压下催化氧化废水中的有机污染物，或直接氧化有机污染物，或将大分子有机污染物氧化成小分子的有机污染物，提高废水的可生化性，较好地去除有机污染物。在降解COD 的过程中，打断有机污染物分子中的双键发色基团，如偶氮基、硝基、硫化羟基、碳亚氨基等，达到脱色的目的，同时有效地提高BOD/COD 值，使之易于生化降解。

1.1.5 臭氧类氧化法

臭氧在天然元素中，其氧化能力仅次于氟，采用臭氧氧化法处理有机废水，反应速度快，无二次污染，在废水处理中应用较广泛。单纯臭氧氧化方式处理废水存在臭氧利用率低、氧化能力不足及臭氧含量低的缺陷，近年来，广泛开展了提高臭氧化处理效率的研究，其中，紫外－臭氧、臭氧－双氧水法、草酸/Mn2+

－臭氧法三种组合方式证明zui为有效。

Prengle[7]等人首先发现了O3/UV 系统可显著加快废水中有机物的降解速率，

之后Glaze[8]等研究了芳香烃、卤素等有机物的O3/UV 氧化过程，提出了臭氧与紫外光之间的协同作用机理如下[9]：

O3 = O ＋ O2 O ＋ H2O = H2O2 H2O2 = 2?OH

紫外－臭氧法的显著优点在于加速了臭氧分解速率，并促使有机物形成大量活化分子，使有机物的氧化具备了更有利的条件。

Hoigne 等人较系统地研究了O3/ H2O2 体系中H2O2 的作用，认为H2O2 的加入

促进了O3 的分解，从而增加了?OH 的数量，更有利于有机物的氧化分解。

草酸/Mn2+－臭氧法是在PH＞4.0 的条件下，草酸与Mn3+首先形成络合物，进一步与O3 反应后产生?OH，从而使有机物在反应过程中的降解速率和矿化程度均得到明显提高。

1.2 污水生物处理技术

1.2.1 AB(吸附生物降解)工艺

AB 工艺由德国的Bohuke 教授首先开发。该工艺将曝气池分为高负荷段（A

[10]段）和低负荷段（B段）两段。A 段以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不*氧化反应，去除BOD 达50％以上。B 段与常规活性污泥法相似，负荷较低，泥龄较长。AB 法工艺对运行管理有较高要求，污泥产量也较大，这必将增加污泥后处理的投资和费用。另外由于A 段去除了较多BOD 可能造成碳源不足，难以实现脱氮工艺。总之，AB 法工艺较适合于污水浓度高、具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市污水处理厂。

1.2.2 A2O（厌氧－缺氧－好氧活性污泥法）工艺

A2O工艺因具有同时去除有机物、脱氮、除磷且处理成本较低而得到广泛应用, 历史较长，已积累一定的设计和运行经验[11]。A2O 法工艺根据活性污泥微生物在完成硝化、反硝化以及生物除磷过程对环境要求的不同，在不同的池子区域分别设置厌氧区、缺氧区和好氧区。通过精心的控制和调节一般可以获得较好的除磷脱氮效果，出水水质较稳定。由于A2O 工艺需分别设置污泥回流系统和内回流系统，增加了投资和运行费用，而且内回流的控制较复杂，对管理的要求较高，

22针对这些不足，出现了改良的AO 工艺、UCT 工艺、倒置的AO工艺及多点进水的

A2O工艺，在一定程度上或在某一方面使运行效果有所改善。

1.2.3 改良的SBR（序批式活性污泥法）工艺

1.2.4 BAF(生物曝气过滤)工艺

生物曝气过滤工艺是在一生物过滤池中进行，内设特制的微生物附着生长所必需的颗粒性滤料，为达到生物氧化有机物和氨氮的目的，滤池需进行曝气。该工艺主要用于生物处理出水的进一步硝化，去除生物处理出水中残余的氨氮，以满足更高的氨氮出水要求。生物曝气过滤工艺布置得十分紧凑，占地面积约为常规工艺的十分之一。但运行管理难度较大，工艺投资和运行成本并不节省。一般是在用地面积严重不足或受到限制时才优先考虑采用生物曝气过滤工艺[13]。

1.2.5 UNITANK（一体化活性污泥法）工艺

UNITANK 工艺的池子布置和运行方式与三沟式氧化沟相类似，但在池体构型、曝气方式、出水方式等方面有所不同。UNITANK 工艺一般由一矩形池子组成，内分三格，三格在水利上是连通的，三个池子通过共壁上的开孔水力连接，每个池中都装有曝气系统，同时外面的两个池子都装有溢流堰用于排水[14]。这两个池子既可以作反应区也可以作沉淀池，因此交替作为曝气池和沉淀池，第二格始终作为曝气池。UNITANK 工艺采用矩形池形式，不需另设沉淀池，故布置紧凑，节省占地。

1.2.6 Carrousel(卡鲁塞尔氧化沟)工艺

Carrousel 氧化沟是一种单沟式环型氧化沟，在氧化沟的顶端设有垂直表面曝气机，兼有供氧和推流搅拌的作用，污水在沟道内转折巡回流动，处于*混合状态，有机物不断氧化得以去除。Carrousel氧化沟除了具有一般氧化沟的优点外，还有其*之处：单台曝气设备功率大，数量较少，投资较少，维护点相对较少，更易于维护[15]。

1.2.7 Orbal（奥贝尔氧化沟）工艺

Orbal 氧化沟由三个相对独立的同心椭圆形沟道组成，污水由外沟道进入沟内，然后依次进入中间沟道和内沟道，zui后经中心岛流出至二次沉淀池。外沟道处于低溶解氧状态，大部分有机物和氨氮在外沟道氧化和去除；内沟道维持较高的溶解氧。Orbal 氧化沟的*之处在于：具有较好的节能性能，有较好的脱氮功能，有利于难降解有机物的分解，一般可以获较好的出水水质和稳定的处理效果，在实际应用中有更大的灵活性和适应性，可适用于雨污合流系统，由于该氧化沟采用曝气转碟[15]，具有较高的充氧能力和动力效率，并可提高水深节省用地。

1.2.8 一体化氧化沟工艺

一体化氧化沟是集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体，不设单独的沉淀池。该工艺的特点是：采用曝气与沉淀的合建方式，占地较省；特殊的固液分离器能达到较大的污泥表面负荷，相对普通沉淀池更节省用地及基建费用；省去专门的污泥回流系统，投资和运行费用有所降低[15]。还可给予适当的技术改进，如：改进表曝设备，提高可靠性和稳定性。

1.2.9 膜生物反应器

在活性污泥－表面曝气，深井曝气等经典的生物法处理废水中，活性污泥聚结成团分布于污水中，对污泥生长与污泥处置均带来一系列问题，由于曝气的机械力作用，污泥容易破碎造成体积变小，对菌落形成不利。另外，过于细碎的污泥悬浮于污水中，对于水的后续处理，如沉淀等带来不便。沉淀下来的污泥，由于含水量较高，不便于污泥处置，若压缩除水，则增加了污泥处置成本。为了克服以上问题，人们曾设想将污泥固定，六七十年代曾出现固定细胞法、固定酶法

处理水的实验装置，后来发展起来的生物膜法兼有活性污泥法和固定细胞法二者的优点，早期的生物膜法一般采用高分子材料悬挂于污水中，活性污泥中的细菌群落则粘附到高分子材料上，逐渐在材料表面形成一层膜状的活性污泥，即生物膜，厚度在几个毫米左右。由于膜是固定于高分子材料上，所以在曝气的机械力作用下膜不会破碎成细小的污泥团混进污水中，对污泥分离有利。其次，膜的表面积较大，吸附量大，所以，处理负荷也较大，且耐高浓度污水的冲击[16]。同时，污泥的产生量较表面曝气法少很多，正常情况下，生物膜法的污泥量只有经典方法的几分之一，这样污泥的后续处理成本降低，使运行费用降低。