最近，愛爾蘭和德國在污水處理領域正在探索一些新方法，也許在未來能讓我們的污水處理變得更加簡便。記者采訪廣東省微生物研究所副所長孫國萍、華南理工大學環(huán)境科學與工程學院胡勇有教授。他們認為，這些是很有意義的探索，能否應用仍言之尚早。
日光浴也能凈水
據外媒及《科技日報》等媒體報道，最近，愛爾蘭都柏林城市大學的一個研究小組向美國化學協(xié)會第247屆全國會議提交報告稱，他們制造出一種簡便易行的凈水器，可用陽光和一種常見的鈦白粉，將水中的有機化合物完全分解，也許能為廣大農村和發(fā)展中國家人民帶來實惠。環(huán)境水中有很多微量污染物，比如洗滌劑、染料、殺蟲劑、除草劑、藥物。都柏林城市大學的安妮。莫里斯博士向媒體解釋說，要改良目前的水處理方法，去除那些可能的有害物質，成本很高且耗費大量能量，也不一定能把這些污染物完全去除。而常用于給涂料、紙張、牙膏、食物及其他產品增白的二氧化鈦粉末，在一定的能量下，可作為催化劑來促進化學反應—分解飲用水中的殺蟲劑、藥物等有機化合物。
研究小組對納米粒子、納米管、納米線和納米介孔珠等不同形狀的二氧化鈦進行了試驗，最后發(fā)現納米管形狀的二氧化鈦能更好地吸收可見光，因此被陽光激活的效果最好。研究者選擇石墨烯薄片作為一種載體裝置，讓二氧化鈦納米管與石墨烯薄片結合。當污染物通過這種混合層時，就被困在石墨烯表面上，二氧化鈦得以與污染物“親密接觸”而有效分解它們。他們還用雙氯芬酸等多種藥物驗證了這一系統(tǒng)的效果。
“我們正在研究能否把這種石墨烯混合材料裝在盒子里，作為飲用水處理的一個步驟。”莫里斯說。盒式系統(tǒng)還能固定石墨烯，讓污染物不會漏到干凈水里。“將來你可以在市場上買一個這種盒子，直接放到飲水管道里。”
但莫里斯還指出，要將飲用水完全凈化，單靠這一步是遠遠不夠的。這只是在經過常規(guī)水處理工序后進一步的凈化，以消除最難去除最隱蔽的污染物。新技術將來可能作為一種簡便消費品，用來去除水中的頑固性污染，作為凈水的最后一步。
莫里斯說，在宣布這種二氧化鈦-石墨烯系統(tǒng)成功之前，還有許多問題要解決，比如要保證在分解污染物時產生的副產品是無害的，還要確保系統(tǒng)所需要的能量和簡單地用紫外線照射二氧化鈦大致相當。
像釣魚一樣回收污水中的磷
據新華網報道，德國研究人員報告說發(fā)明了一種新方法，可像釣魚一樣將污水中的磷“釣”出來，回收后予以重新利用。德國弗勞恩霍夫應用研究促進協(xié)會在接受采訪時指出，從水中“釣”磷的關鍵是利用一類名為“超順磁粒子”的特殊物質作“魚餌”。超順磁粒子在感受到磁場時，自己也會具有磁性；而當磁場撤去時，則會退去磁性。
研究人員對超順磁粒子進行了改造，使之具有與磷酸根結合的能力，粒子在水中就會抓住磷酸根離子。這時使用磁鐵，超順磁粒子便會帶著磷酸根離子從水中脫離，水中的磷就被去除。據介紹，此法也可用于分離污水中的有毒重金屬等有害物質。
這項技術由弗勞恩霍夫應用研究促進協(xié)會“物質循環(huán)與資源戰(zhàn)略項目小組”與德國多所高校合作開發(fā)，去年12月獲得德國不倫瑞克再生水國際研討會“未來獎”，并將亮相今年4月舉行的德國漢諾威工業(yè)博覽會。
納米技術和磷回收技術在污水處理中的應用
北極星節(jié)能環(huán)保網 2014/4/1 14:56:27 我要投稿
關鍵詞: 污水處理活性污泥二氧化鈦
磷回收技術成熱點
胡勇有教授指出，磷是一種不可再生的資源。它是人類和動植物各種生命活動必須的元素。世界上76%的磷礦石被用于化肥生產。對磷的需求量每年仍在增加。但世界上的磷礦資源卻只能維持100年左右。陸地上的磷通過土壤流失、動物排泄、人類生活及代謝活動而最終匯集到河流、湖泊、海洋中，部分沉淀下來成為底泥，部分溶解在水中。而水中的磷過多，會造成水體的富營養(yǎng)化。
“工業(yè)、生活廢水排到河流入?？?，造成藻類大量滋生，就是水體富營養(yǎng)化的表現。”孫國萍也指出。一方面是磷資源匱乏，一方面卻是大量的磷流失到水體中，這就使得磷的回收技術成為許多國家熱衷探索的熱點之一。用化學或生物化學的方法，絮凝沉淀的方法回收，是比較常用的方法。孫國萍說，傳統(tǒng)活性污泥工藝中會用一類特殊的聚磷菌來吸收磷。這些聚磷菌在好氧狀態(tài)下能超量地將污水中的磷吸入體內，使體內的含磷量超過一般細菌體內的含磷量的數倍。在厭氧的狀態(tài)下，又會分解體內儲存的聚磷酸鹽。還可以用焚燒污泥的方法來回收磷。像德國所嘗試的方法，更像現在用的吸附法，來利用某些物質對水中磷酸根離子的吸附親和力，來實現廢水除磷和磷回收。孫國萍和胡勇有指出，他們對超順磁粒子吸附磷的方法了解不多。孫國萍指出：“評估這種方法的效果，也要考慮使用多大磁場的問題，也同樣要計算處理的成本控制問題。”
對于愛爾蘭、德國的研究，孫國萍表示，很多科學實驗的結果，往往是失敗，有可能根本不能拿來應用。很多情況下，我們需要更多證據支持才能談及應用的問題。但不能因此否定科學探索性研究、公益性研究的價值。否定了創(chuàng)造性的探索，也就否定了科學本身。
面對污水處理新方法的探索，孫國萍覺得有意義，但水源保護是最重要的。“雖然，現在的技術可以做到連垃圾滲濾液處理后都可以飲用，但是，一切挽救措施都不如保持水源的干凈來得重要。”孫國萍說。
可能會產生臭氧的二次污染
廣東省微生物研究所副所長孫國萍在接受記者采訪時指出：“用光催化方法來氧化有機物是很早就已經有的技術。不過，傳統(tǒng)的做法是用高能的紫外光來激發(fā)二氧化鈦，以達到將有機物迅速氧化的目的。如果以普通陽光就能實現這種光催化反應，當然會方便很多。”但是，孫國萍也指出，究竟能否真的加以應用，要看用陽光代替紫外光來做催化，對有機物氧化的程度究竟夠不夠。“如果天陰、下雨的情況下，凈化效果是否還能很穩(wěn)定？比如1噸的水，需要多大強度的陽光？需要多少鈦白粉？能去掉哪些污染物？需要研究者進一步的小試、中試和工業(yè)化規(guī)模等實驗數據才能下判斷。”孫國萍指出，目前，光催化二氧化鈦多用于一些空氣中揮發(fā)性的有機物的去污。“飲用水方面很少用到二氧化鈦。因為二氧化鈦也有使用壽命上的限制。而且最大的副作用在于會產生臭氧，有二次污染的問題。”孫國萍說。雖然臭氧是強氧化劑，能殺菌、有效降低COD（化學需氧量，值越高說明水體受有機物的污染越嚴重），但同時對人刺激性很強，對皮膚、眼、鼻、喉都會產生刺激，甚至有致癌的風險。從莫里斯的言論來看，保證副產品無害，以及能量與用紫外線時相當，也同樣是研究中所要面臨的問題，可見，在這方面是否有大的突破，仍需深入探索。
華南理工大學環(huán)境科學與工程學院的胡勇有教授也指出同樣的問題，他指出：“這種設備可能要明確使用的方式和條件。比如太渾濁的污水，有可能就不適合用這種方法來處理，渾濁的污水透光效果比較差，用這種光催化的凈化方式可能就不行。”
日光浴也能凈水
據外媒及《科技日報》等媒體報道，最近，愛爾蘭都柏林城市大學的一個研究小組向美國化學協(xié)會第247屆全國會議提交報告稱，他們制造出一種簡便易行的凈水器，可用陽光和一種常見的鈦白粉，將水中的有機化合物完全分解，也許能為廣大農村和發(fā)展中國家人民帶來實惠。環(huán)境水中有很多微量污染物，比如洗滌劑、染料、殺蟲劑、除草劑、藥物。都柏林城市大學的安妮。莫里斯博士向媒體解釋說，要改良目前的水處理方法，去除那些可能的有害物質，成本很高且耗費大量能量，也不一定能把這些污染物完全去除。而常用于給涂料、紙張、牙膏、食物及其他產品增白的二氧化鈦粉末，在一定的能量下，可作為催化劑來促進化學反應—分解飲用水中的殺蟲劑、藥物等有機化合物。
研究小組對納米粒子、納米管、納米線和納米介孔珠等不同形狀的二氧化鈦進行了試驗，最后發(fā)現納米管形狀的二氧化鈦能更好地吸收可見光，因此被陽光激活的效果最好。研究者選擇石墨烯薄片作為一種載體裝置，讓二氧化鈦納米管與石墨烯薄片結合。當污染物通過這種混合層時，就被困在石墨烯表面上，二氧化鈦得以與污染物“親密接觸”而有效分解它們。他們還用雙氯芬酸等多種藥物驗證了這一系統(tǒng)的效果。
“我們正在研究能否把這種石墨烯混合材料裝在盒子里，作為飲用水處理的一個步驟。”莫里斯說。盒式系統(tǒng)還能固定石墨烯，讓污染物不會漏到干凈水里。“將來你可以在市場上買一個這種盒子，直接放到飲水管道里。”
但莫里斯還指出，要將飲用水完全凈化，單靠這一步是遠遠不夠的。這只是在經過常規(guī)水處理工序后進一步的凈化，以消除最難去除最隱蔽的污染物。新技術將來可能作為一種簡便消費品，用來去除水中的頑固性污染，作為凈水的最后一步。
莫里斯說，在宣布這種二氧化鈦-石墨烯系統(tǒng)成功之前，還有許多問題要解決，比如要保證在分解污染物時產生的副產品是無害的，還要確保系統(tǒng)所需要的能量和簡單地用紫外線照射二氧化鈦大致相當。
像釣魚一樣回收污水中的磷
據新華網報道，德國研究人員報告說發(fā)明了一種新方法，可像釣魚一樣將污水中的磷“釣”出來，回收后予以重新利用。德國弗勞恩霍夫應用研究促進協(xié)會在接受采訪時指出，從水中“釣”磷的關鍵是利用一類名為“超順磁粒子”的特殊物質作“魚餌”。超順磁粒子在感受到磁場時，自己也會具有磁性；而當磁場撤去時，則會退去磁性。
研究人員對超順磁粒子進行了改造，使之具有與磷酸根結合的能力，粒子在水中就會抓住磷酸根離子。這時使用磁鐵，超順磁粒子便會帶著磷酸根離子從水中脫離，水中的磷就被去除。據介紹，此法也可用于分離污水中的有毒重金屬等有害物質。
這項技術由弗勞恩霍夫應用研究促進協(xié)會“物質循環(huán)與資源戰(zhàn)略項目小組”與德國多所高校合作開發(fā)，去年12月獲得德國不倫瑞克再生水國際研討會“未來獎”，并將亮相今年4月舉行的德國漢諾威工業(yè)博覽會。
納米技術和磷回收技術在污水處理中的應用
北極星節(jié)能環(huán)保網 2014/4/1 14:56:27 我要投稿
關鍵詞: 污水處理活性污泥二氧化鈦
磷回收技術成熱點
胡勇有教授指出，磷是一種不可再生的資源。它是人類和動植物各種生命活動必須的元素。世界上76%的磷礦石被用于化肥生產。對磷的需求量每年仍在增加。但世界上的磷礦資源卻只能維持100年左右。陸地上的磷通過土壤流失、動物排泄、人類生活及代謝活動而最終匯集到河流、湖泊、海洋中，部分沉淀下來成為底泥，部分溶解在水中。而水中的磷過多，會造成水體的富營養(yǎng)化。
“工業(yè)、生活廢水排到河流入?？?，造成藻類大量滋生，就是水體富營養(yǎng)化的表現。”孫國萍也指出。一方面是磷資源匱乏，一方面卻是大量的磷流失到水體中，這就使得磷的回收技術成為許多國家熱衷探索的熱點之一。用化學或生物化學的方法，絮凝沉淀的方法回收，是比較常用的方法。孫國萍說，傳統(tǒng)活性污泥工藝中會用一類特殊的聚磷菌來吸收磷。這些聚磷菌在好氧狀態(tài)下能超量地將污水中的磷吸入體內，使體內的含磷量超過一般細菌體內的含磷量的數倍。在厭氧的狀態(tài)下，又會分解體內儲存的聚磷酸鹽。還可以用焚燒污泥的方法來回收磷。像德國所嘗試的方法，更像現在用的吸附法，來利用某些物質對水中磷酸根離子的吸附親和力，來實現廢水除磷和磷回收。孫國萍和胡勇有指出，他們對超順磁粒子吸附磷的方法了解不多。孫國萍指出：“評估這種方法的效果，也要考慮使用多大磁場的問題，也同樣要計算處理的成本控制問題。”
對于愛爾蘭、德國的研究，孫國萍表示，很多科學實驗的結果，往往是失敗，有可能根本不能拿來應用。很多情況下，我們需要更多證據支持才能談及應用的問題。但不能因此否定科學探索性研究、公益性研究的價值。否定了創(chuàng)造性的探索，也就否定了科學本身。
面對污水處理新方法的探索，孫國萍覺得有意義，但水源保護是最重要的。“雖然，現在的技術可以做到連垃圾滲濾液處理后都可以飲用，但是，一切挽救措施都不如保持水源的干凈來得重要。”孫國萍說。
可能會產生臭氧的二次污染
廣東省微生物研究所副所長孫國萍在接受記者采訪時指出：“用光催化方法來氧化有機物是很早就已經有的技術。不過，傳統(tǒng)的做法是用高能的紫外光來激發(fā)二氧化鈦，以達到將有機物迅速氧化的目的。如果以普通陽光就能實現這種光催化反應，當然會方便很多。”但是，孫國萍也指出，究竟能否真的加以應用，要看用陽光代替紫外光來做催化，對有機物氧化的程度究竟夠不夠。“如果天陰、下雨的情況下，凈化效果是否還能很穩(wěn)定？比如1噸的水，需要多大強度的陽光？需要多少鈦白粉？能去掉哪些污染物？需要研究者進一步的小試、中試和工業(yè)化規(guī)模等實驗數據才能下判斷。”孫國萍指出，目前，光催化二氧化鈦多用于一些空氣中揮發(fā)性的有機物的去污。“飲用水方面很少用到二氧化鈦。因為二氧化鈦也有使用壽命上的限制。而且最大的副作用在于會產生臭氧，有二次污染的問題。”孫國萍說。雖然臭氧是強氧化劑，能殺菌、有效降低COD（化學需氧量，值越高說明水體受有機物的污染越嚴重），但同時對人刺激性很強，對皮膚、眼、鼻、喉都會產生刺激，甚至有致癌的風險。從莫里斯的言論來看，保證副產品無害，以及能量與用紫外線時相當，也同樣是研究中所要面臨的問題，可見，在這方面是否有大的突破，仍需深入探索。
華南理工大學環(huán)境科學與工程學院的胡勇有教授也指出同樣的問題，他指出：“這種設備可能要明確使用的方式和條件。比如太渾濁的污水，有可能就不適合用這種方法來處理，渾濁的污水透光效果比較差，用這種光催化的凈化方式可能就不行。”
