水處理技術(shù)簡(jiǎn)史（上）

鑒古知今，回顧歷史是為了更好地把握現在，面向未來(lái)。往事如流水，炎炎夏日，請作為環(huán)保人的你，靜下心來(lái)，跟隨小編一起看看人類(lèi)在“水處理”技術(shù)探索過(guò)程中所走過(guò)的路。

地球雖然有70.8％的面積為水所覆蓋，但淡水資源卻極其有限，人類(lèi)真正能夠利用的僅僅是江河湖泊以及地下水中的一部分，僅占地球總水量的0.26％，而且分布不均。近百年來(lái)，隨著(zhù)全球人口不斷膨脹，工業(yè)發(fā)展迅速，水資源狀況急劇惡化。人類(lèi)認識到水處理的重要性，并始終探索水處理的技術(shù)和方法。從簡(jiǎn)單的過(guò)濾沉淀到有機物的去除，從蒸餾凈水到海水淡化，人類(lèi)希望通過(guò)不斷改進(jìn)的技術(shù)方法讓有限的水更凈、更純，更多地被人類(lèi)所利用。

當時(shí)，人類(lèi)沒(méi)有先進(jìn)的水處理技術(shù)，為降低疾病傳播，采用簡(jiǎn)單的格柵截流和自然沉降等方法進(jìn)行水處理。那個(gè)時(shí)期環(huán)境容量大，水體的自?xún)裟芰σ材軌驖M(mǎn)足人類(lèi)的用水需求。

經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐和總結，幾種傳統的水處理工藝相繼產(chǎn)生。

人們發(fā)現用砂子可以過(guò)濾掉細微懸浮物或沉淀雜質(zhì)的方法。這就是沉淀物過(guò)濾法，目的是將水源內之懸浮顆粒物質(zhì)或膠體物質(zhì)清除干凈。這是最古老且最簡(jiǎn)單的凈水法，所以這個(gè)步驟常用在水純化的初步處理。濾過(guò)懸浮的顆粒物質(zhì)所使用的濾器種類(lèi)很多，例如網(wǎng)狀濾器，沙狀濾器（如石英沙等）或膜狀濾器等。

歐洲工業(yè)革命開(kāi)始。而后，隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )工業(yè)化進(jìn)程的迅猛發(fā)展，工業(yè)污水也隨之大量產(chǎn)生，工業(yè)強國的河流、湖泊遭到嚴重污染，逐漸成為社會(huì )公害，也威脅著(zhù)人類(lèi)的身體健康。人們也發(fā)現，當時(shí)簡(jiǎn)單的化學(xué)、物理方法已經(jīng)難以處理這些污水，創(chuàng )新水處理技術(shù)勢在必行。各國的科學(xué)家都開(kāi)始著(zhù)手研究水處理方法，最早是污水曝氣試驗。

曝氣是利用充氣或機械攪動(dòng)等方法增大水與氣體接觸，進(jìn)行溶氧或散除水中溶解性氣體和揮發(fā)性物質(zhì)的過(guò)程。水和空氣充分接觸以交換氣態(tài)物質(zhì)和去除水中揮發(fā)性物質(zhì)，或使氣體從水中逸出，如去除水的異味或CO2，H2S等氣體；或使氧氣溶入水中，以提高溶解氧濃度，達到除鐵、錳或促進(jìn)需氧微生物降解有機物的目的。

蒸餾法是古老卻也是有效的水處理法，它可以清除任何不可揮發(fā)性的雜質(zhì)，但是無(wú)法排除可揮發(fā)性的污染物，還有它需要很大的儲水槽來(lái)存放。

氣浮法亦稱(chēng)浮選，它是從液體中除去低密度固體物質(zhì)或液體顆粒的一種方法。通過(guò)空氣鼓入水中產(chǎn)生的微小氣泡與水中的懸浮物黏附在一起，靠氣泡的浮力一起上浮到水面而實(shí)現固液或液液分離的操作。

吸附法是利用多孔性固體物質(zhì)吸收分離水中污染物的水處理過(guò)程。用于吸收污染物的固體吸附劑有：活性炭、活化煤、焦炭、樹(shù)脂、木屑等。吸附作用常分為物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換吸附。水處理過(guò)程中常采用吸附過(guò)濾床對水進(jìn)行吸附法處理，可去除重金屬離子（如汞、鉻、銀、鎳、鉛等），也用于水的深度處理。

硬水的軟化需使用離子交換法，它的目的是利用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂以鈉離子來(lái)交換硬水中的鈣與鎂離子，以此來(lái)降低水源內之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應式如下：

Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+

Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+

式中EX表示離子交換樹(shù)脂，這些離子交換樹(shù)脂結合了Ca2+及Mg2+后，將原本含在其內的Na+離子釋放出來(lái)。

萃取法采用與水不互溶但能很好溶解污染物的萃取劑，使其與廢水充分混合接觸，利用污染物在水和溶劑中的溶解度或分配比的不同，達到分離、提取污染物和凈化廢水的目的。

污水中的有機物成為去除重點(diǎn)。1881年，法國科學(xué)家發(fā)明了第一座生物反應器，也是第一座厭氧生物處理池——moris池誕生，拉開(kāi)了生物法處理污水的序幕。

1893年，第一座生物濾池在英國Wales投入使用，并迅速在歐洲北美等國家推廣。技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了標準的產(chǎn)生。

1912年，英國皇家污水處理委員會(huì )提出以BOD5來(lái)評價(jià)水質(zhì)的污染程度。

Arden和Lokett在英國化學(xué)工學(xué)會(huì )上發(fā)表了一篇關(guān)于“活性污泥法”的論文，Clark和Gage在曼徹斯特的勞倫斯污水試驗站應用了此法。同時(shí)，第一座活性污泥法污水處理試驗廠(chǎng)建成。兩年后，美國建立了第一座活性污泥法污水處理廠(chǎng)。

1921年，活性污泥法傳播到中國，中國建設了第一座污水處理廠(chǎng)——上海北區污水處理廠(chǎng)。1926年及1927年又分別建設了上海東區及西區污水廠(chǎng)，當時(shí)3座水廠(chǎng)的日處理量共為3.55萬(wàn)噸。

隨著(zhù)在實(shí)際生產(chǎn)生的廣泛應用和技術(shù)上的不斷革新改進(jìn)，20世紀40-60年代，活性污泥法逐漸取代了生物膜法，成為污水處理的主流工藝。活性污泥法的誕生，奠定了未來(lái)100年間城市污水處理技術(shù)的基礎。如今，活性污泥法及其衍生改良工藝是處理城市污水最廣泛使用的方法。