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工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活、食品加工等領(lǐng)域的廢（污）水中含有較高濃度的持久性含氮有機污染物，其毒性大、難以生物降解，并易在生物體內(nèi)富集，導(dǎo)致人和動物的癌變、畸變等。水環(huán)境中持久性含氮有機污染物的防治工作艱巨復(fù)雜，用傳統(tǒng)方法很難處理。因此，如何高效、簡便、環(huán)境友好治理持久性有機污染物成為全球前沿研究領(lǐng)域。

那么，廢水處理又有哪些黑科技呢？小編帶大家來盤點一下。

1、陽光照一照，廢水變“肥水”

近日，科技日報記者在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)采訪時了解到，該校殷煥順、王軍教授團隊聯(lián)合攻關(guān)，制備的三元鉍系光催化劑，使羅丹明B、日落黃和四環(huán)素這三種常見含氮污染物基本完全降解，并使其中的有機氮轉(zhuǎn)為銨肥。目前該成果已刊登在國際知名期刊《應(yīng)用催化B：環(huán)境》上。光催化技術(shù)作為復(fù)合高級氧化技術(shù)的一種，在光的照射下，光催化劑表面會產(chǎn)生氧化能力較強的自由基和活性氧，將有機污染物氧化分解，達到去除有機污染物的目的。光催化技術(shù)作為一種低能耗、環(huán)境友好的凈化技術(shù)，20世紀六七十年代興起，一直是國內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究的熱點。目前，光催化劑降解轉(zhuǎn)換效率低、對可見光利用較少等瓶頸難題，制約了光催化技術(shù)的研發(fā)及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用。

殷煥順和王軍教授團隊向記者表示，前人的研究表明，氯氧鉍（BiOCl）/碳酸氧鉍（Bi2O2CO3）復(fù)合納米材料有較好的光催化活性，但在治理水環(huán)境中有機污染物方面的效率仍需要進一步提升。鉍（Bi）系金屬中有很多材料能在可見光條件下完成光催化，是理想的光催化劑。同時作為一種無毒的元素，鉍的泄漏不存在環(huán)境污染問題。然而，單一光催化劑材料在治理水環(huán)境中有機污染物時，存在著光生電子—空穴重組率高的問題。

為此，該團隊創(chuàng)新性地通過一步水熱法制備了Bi/BiOCl/Bi2O2CO3三元復(fù)合納米材料，簡化了材料制備過程，并以羅丹明B及日落黃和四環(huán)素這三種常見的水中有機污染物為目標降解物進行研究。他們的實驗結(jié)果表明，Bi/BiOCl/Bi2O2CO3復(fù)合納米材料能夠快速降解羅丹明B，可見光照射12分鐘條件下，1毫克/毫升的復(fù)合材料能夠?qū)?0毫克/千克的羅丹明B降解掉99%，礦化率為91.46%（可見光照射24分鐘），降解速率高達0.2694/分鐘，相比單一的BiOCl、Bi2O2CO3材料，降解速率分別增加12.58倍和168.38倍。同時，鉍在制備的復(fù)合納米材料中穩(wěn)定性較高，泄漏到環(huán)境中的濃度僅為0.8納克/毫升。他們的研究也發(fā)現(xiàn)，由于羅丹明B分子結(jié)構(gòu)中氮元素在光催化過程中生成銨根離子，在使用Bi/BiOCl/Bi2O2CO3復(fù)合納米材料治理后得到的水具有一定肥力，使得原本明顯抑制綠豆芽根發(fā)育的含羅丹明B廢水，在被降解后反而促進綠豆芽根的伸長。

他們還嘗試用Bi/BiOCl/Bi2O2CO3復(fù)合納米材料降解其他兩種含氮有機污染物日落黃和四環(huán)素，結(jié)果表明，70分鐘可見光照射下，污染物基本完全降解，礦化率分別能夠達到85.53%和80.13%。日落黃和四環(huán)素分子結(jié)構(gòu)中的有機氮也成功轉(zhuǎn)化為銨根離子，使得降解的廢水具有肥力。他們認為，該復(fù)合材料也具有廣譜降解有機污染物的能力，具有較高的光催化降解能力。

2、數(shù)字孿生技術(shù)為污水處理裝上“智慧大腦”

重慶中法環(huán)保研發(fā)中心有限公司（以下簡稱“中法研發(fā)”）將攜智慧污水廠系列產(chǎn)品亮相2021中國國際智能產(chǎn)業(yè)博覽會。中法研發(fā)此次展示的智慧污水廠系列產(chǎn)品主要由兩大核心技術(shù)組成：工藝仿真數(shù)字孿生系統(tǒng)、三維可視化物理仿真數(shù)字孿生系統(tǒng)。

“可以通過污水生化處理優(yōu)化運行系統(tǒng)做出這些功效。”該公司相關(guān)負責人介紹，系統(tǒng)基于機理和算法模型以最優(yōu)出水水質(zhì)和節(jié)能為目標的智能控制的污水處理關(guān)鍵技術(shù)。今后將包括污泥回流控制系統(tǒng)、硝化液回流控制系統(tǒng)等，其原理是將污水處理的知識和經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為模型，構(gòu)建了“智慧大腦“，可在保證出水水質(zhì)達標的前提下節(jié)約不少能耗。

數(shù)字孿生技術(shù)在大型城市污水廠智慧轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用入選重慶市大數(shù)據(jù)應(yīng)用發(fā)展管理局“2021年大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目庫”。上述數(shù)字孿生技術(shù)均在重慶水務(wù)環(huán)境旗下水處理企業(yè)示范應(yīng)用，并已開展市外的推廣拓展工作，表明集團已具備數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心能力，將在減碳、增效中發(fā)揮重要作用。

3、污水處理行業(yè)首款振動膜技術(shù)問世 實現(xiàn)水質(zhì)提升和節(jié)能降耗雙突破

“雙碳”目標下，我國自主創(chuàng)新研發(fā)的膜生物反應(yīng)器技術(shù)迎來升級換代。10月11日，“綠色低碳發(fā)展 減污降碳協(xié)同”振動膜生物反應(yīng)器（V-MBR）技術(shù)發(fā)布會在武漢舉辦。業(yè)內(nèi)專家指出，高科技環(huán)保企業(yè)北京碧水源科技股份有限公司自主研發(fā)的振動膜生物反應(yīng)器技術(shù)，是一項顛覆性技術(shù)，處于國際領(lǐng)先水平。這意味著在污水處理領(lǐng)域造成水體富營養(yǎng)化的“總氮”去除有了一劑“良方”，也標志著我國水處理膜技術(shù)在同時實現(xiàn)水質(zhì)提升和節(jié)能降耗的方向上取得重大突破，為實現(xiàn)“雙碳”目標開辟了一條新路徑。

該發(fā)布會由中國環(huán)保機械行業(yè)協(xié)會主辦，碧水源、中交集團城鄉(xiāng)環(huán)境技術(shù)研發(fā)中心承辦。來自中國工程院、國務(wù)院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院、中國環(huán)保機械行業(yè)協(xié)會、國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)專家委員會、湖北省科技廳有關(guān)專家，以及碧水源董事長文劍平、碧水源總經(jīng)理戴日成、碧水源總工程師俞開昌出席此次發(fā)布會。

近年來，全國各地堅決打贏打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)，我國水生態(tài)環(huán)境保護發(fā)生了歷史性、轉(zhuǎn)折性、全局性變化。同期，MBR膜生物反應(yīng)器技術(shù)不斷取得創(chuàng)新突破，迅速發(fā)展，已成為適應(yīng)更高要求出水水質(zhì)的主流技術(shù)之一。

此次發(fā)布的振動膜生物反應(yīng)器技術(shù)，正是在國家實施“污水資源化”和“雙碳”目標戰(zhàn)略的新形勢下，以及污水處理行業(yè)由“碳去除”進入“總氮去除”的攻堅階段的背景下，對傳統(tǒng)MBR膜生物反應(yīng)器技術(shù)進行的成功創(chuàng)新升級，由碧水源幾十位來自國內(nèi)外的膜材料專家、機械專家、自動控制專家和水處理專家，歷時6年開發(fā)的科技創(chuàng)新成果。

4、“黑科技”治污，廢水處理后可以喝

賽恩斯環(huán)保股份有限公司（以下簡稱“賽恩斯環(huán)?！保┏闪⒂?009年，是中南大學(xué)產(chǎn)學(xué)研合作企業(yè)。目前，賽恩斯環(huán)保自主研發(fā)的各項重金屬污染治理技術(shù)已推廣應(yīng)用于國內(nèi)300多家采、選、冶等大中型企業(yè)，并榮獲多個國家級獎項，成為專業(yè)從事重金屬污染防治的高新技術(shù)企業(yè)。

環(huán)保力度加大釋放了紅利，行業(yè)內(nèi)企業(yè)逐漸增多，如何差異化發(fā)展，建好企業(yè)護城河？

瞄準廢水處理這一行業(yè)重大需求進行研發(fā)，這是賽恩斯環(huán)保的作答。記者在賽恩斯環(huán)保看到，工業(yè)廢水流經(jīng)調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池、沉淀池，通過加入各種試劑，達到除重金屬、降硬度、調(diào)pH值的效果，經(jīng)過多個流程后，廢水甚至可以喝。

賽恩斯環(huán)保依托中南大學(xué)多個技術(shù)研究中心和科技創(chuàng)新平臺，不斷推進重金屬污染綜合治理技術(shù)的研發(fā)與推廣。新技術(shù)在中南大學(xué)實驗室完成原創(chuàng)性開發(fā)，賽恩斯環(huán)保負責新技術(shù)的工程化應(yīng)用，在實現(xiàn)新技術(shù)快速工程化推廣應(yīng)用的同時，也促進中南大學(xué)科研團隊的科學(xué)研究，達成產(chǎn)學(xué)研的深度合作模式。

比如，目前，賽恩斯環(huán)保與中南大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的 “生物制劑多基團協(xié)同氧化技術(shù)及在有色金屬礦采選廢水處理中的應(yīng)用”，該項技術(shù)成果在湖南水口山康家灣礦、西藏華鈺項目等200多家大型企業(yè)推廣應(yīng)用。

除了技術(shù)，賽恩斯環(huán)保的創(chuàng)新還在于服務(wù)。提供綜合環(huán)境服務(wù)，對治理效果負責，按治理效果收費，這是賽恩斯環(huán)保針對有色冶煉行業(yè)“三廢”治理探索出的服務(wù)新模式。