淺談污水處理與管理領域的新方法與新技術

時間：2017-01-25 10:41

來源：中宜環科環保產業研究

作者：張婧怡

微生物燃料電池

微生物燃料電池是一項突破性技術，它利用電子轉移來捕獲微生物代謝過程中釋放的能量，即可以從廢水有機物中直接提取電能 (Logan et al., 2006)。其過程包括三階段：首先，微生物在電極上生長為生物膜 ; 然后，電子供體通過質子交換膜與電子受體分離，建立電流;最后，通過有機物質 (BOD5)的氧化產生電能。

雖然這種技術仍處于發展的早期階段，并且在提高產能效率和經濟性方面都需要進一步優化，但它依然具有巨大的潛力。

自然處理系統(NTSs)

我們對自然界中微生物的認知正在不斷提升，這就有助于我們利用自然系統(NTSs)處理廢水 (Kadlec and Knight, 1996)。NTSs中有多種多樣的物理、化學、生物反應，這些反應可以非常快的“扼殺”污水中的大量污染物。

例如，NTSs已被用于收集、貯存、處理雨水，而它還可以去除污水中大量污染物，包括營養鹽、細菌、持久性痕量污染物(藥物和內分泌干擾物)。經過長期實驗表明，NTSs對于可飲用類水體的處理作用較好，因此在未來也將逐漸應用于水回用領域。

分離尿液的衛生間

如表2和圖3所示，對衛生間的尿液進行分離是一個發展趨勢。通過尿液分離，對尿液進行單獨處理，既能使用最低的能耗，又能回收其中的營養元素，將其制為肥料 (Larsen et al., 2001; Maurer et al., 2006)。從分離的尿液中可以沉淀出鳥糞石，再用其作為原料生產農業肥料，雖然這還只是一個趨勢，但科研人員們正在通往實踐應用的道路上不斷努力。

自控系統

圖3所示系統的運行需要配備一個復雜的監控系統，以確保回收水的 “進”和“出”保持一定的平衡，同時還需要結合考慮雨水水量。產水系統必須有合理的自控系統，以保持整個系統的完整性。另外，能耗會隨著時間和季節發生變化，所以能耗也需要進行動態管理。目前，科研人員正在研究新一代的傳感器和系統控制技術 (Shannon et al., 2008)。

總結與思考

根據英國醫學期刊(British Medical Journal)的調研報道，在過去的150年間，現代的供水系統和衛生系統對人類健康做出了最重要的貢獻 (BMJ, 2007)。國家工程學會也認為現代供水系統和衛生系統是20世紀最偉大的工程成就之一 (Constable and Sommerville, 2003)。即使這樣，我們應始終牢記，環境在不斷變遷，供水和衛生系統需要不斷更迭新技術和新工藝。所以，我們將始終面對各種新型的、有趣的、重要的挑戰。

幸運的是，我們現有的技術已經能應對部分挑戰，我們還需要對這些技術進行不斷提煉和整合，使它們成為一個更高效、可持續的體系，這也是所有工程師最擅長的事情。而挑戰往往不是單一的，總會牽扯到相關行業和學科，那時，我們還將需要從其他行業與學科中尋求新的幫助 (Daigger, 2007a,b; 2008a,b; Daigger and Crawford, 2005)。

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編輯：李丹

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