改进的废水回收技术——解决未来稀缺问题的可行方案

发表于2017年6月27日

全世界有超过6.63亿人无法获得干净的饮用水。我们拥有的饮用水将比2030年的需求量少40%。随着越来越多的人口依赖于不断减少的淡水资源,作为一个物种,我们必须认真对待可持续发展和谨慎使用我们日益减少的水资源储备。

虽然我们需要竭尽所能地利用现有资源,但回收我们现在生产的大量废水,对于解决我们对清洁水日益增长的需求,还有很长的路要走。

可行的、可扩展的技术的出现,使它成为一种严重的可能性,甚至可能在我们的有生之年。

世界各地的几个国家都在做不仅仅是涉及现在的废水再循环。新加坡,以色列,西班牙,一些斯堪的纳维亚国家,以及美国回收了他们产生的污水的重要部分。再生废水通常是在较大的水(海,河流,池塘等)中或用于园艺,清洁以及工业应用。

以色列在废水处理方面处于世界领先地位;大约85%的废水被处理并回收,用于农业等部门的再利用。

新加坡、澳大利亚和美国(特别是加州)通过废水循环利用产生了大量的便携式水。

尽管如此,只有很少一部分(可能不到2%)的回收废水被用作饮用水。


循环水可安全饮用吗?

尽管全球饮用水资源的短缺确实在推动人们的努力,但目前正在实施的回收计划无法将废水处理到适合人类直接消费的程度。

低成本的水处理技术有几个需要解决的低效率,而我国先进的(更成功的)技术现在是不可行的,现在是由于与他们相关的高级投资和运营成本。

目前的研究正在努力通过修改现有的废水技术来解决这些问题,使其更有效。现有的污水处理技术调整包括先进的厌氧消化器,生物膜板和干循环生物膜,多级充气生物膜,以及膜充气生物膜反应器(MABR)。

虽然它们已经相当成功,但人们仍在寻找新的、改进的技术,以取代仍然有些低效的现有流程。


废水回收的未来技术

除了对现有技术的修改之外,还有一系列新的废水技术被开发为可行的替代品,可行的替代品,不可行的选择。

这些新的废水回收技术不仅仅是提高回收水的质量;他们也以较低的成本为单位。

新技术
描述
好处
Bio-electrochemical系统(BES)
水中的有机物通过电活性细菌分解成电化学电池。

该系统仍在试验阶段。
在这个过程中产生的电化学电池可以用来产生电、氢和其他高价值的化学物质。

正向渗透(FO)
在FO方法中,来自废水的水分子通过更浓缩的溶液通过FO膜到另一侧。该过程不需要能量输入。
可以加工浓缩废物以产生有用的副产物。

纳米水过滤系统
采用低成本纳米技术,一种纳米硅银复合材料用于被动过滤,是一种有效的防污、抗菌和化学吸附材料。
这是一种不需要任何化学物质、高温、压力或电力的被动处理方法,是目前最经济有效的处理方法之一。

N-E-W科技
该技术将含水型氧化铁反应性过滤在移动床砂过滤器中,添加臭氧和每加仑官能化生物炭加入1至10克。

这项技术仍处于试验阶段。
有效地恢复废水中的营养物质并除去抗生素抗性细菌和抗生素抗性基因。

纳滤(NF)中空纤维膜
中空纤维膜用于水过滤,有效过滤所需的压力远低于其他系统。

这项技术仍处于最初的商业化阶段。
不需要额外的过程,如超滤和反渗透完全处理,导致整体处理成本远低于类似过程。


Nereda
Nereda过程净化水通过一个独特的特征的好氧颗粒生物量。
需要显著降低初始投资,并节省约25 - 35%的总能源成本。

除了降低初始设置成本外,即将到来的废水技术专注于降低其能耗降低其运营成本。

为了进一步降低运营成本,除了减少剩余(不可用的)污泥副产品的数量,人们对利用污泥(处理过程中产生的废物)发电也越来越感兴趣。

大多数新的和高级污水处理和回收技术仍处于试验阶段,并且可以在任何地方接近被商业化之前再一次。


未来采用新的污水处理技术

采用先进的废水处理和回收技术仅限于一些国家,主要是由于政府举措有限支持废水处理和回收。

虽然世界上许多国家都制定了侧重于排放废水(废水)质量的政策,以保护环境,但很少有国家(如果有的话)制定了管理回收废水的再使用的政策。

通过不断增长的环境意识,技术的改善以及专注于废水再利用的政策和法规,预计未来将通过更多全面废水处理政策和技术。

饮用水需求以及Dwwindling淡水资源的不可避免地崛起,也将在长期的长期上刺激这些技术的积极采用。发展中国家可能会在未来五年内通过废水处理技术的两位数增长,主要由A次驱动淡水日益短缺

随着运营成本的充分降低,生物电化学系统(BES)、纳米颗粒水过滤系统和纳滤(NF)中空纤维膜技术等先进废水处理技术的商业化和大规模应用有望在未来得到发展。