21世纪水行业向绿色产业发展
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在世纪之交，世界化学和化工学科的发展方向发生了重大的革命性的变革，其标志就是“绿色化学”概念的提出。作为大量使用化学品、化学技术的水处理行业，其发展战略与绿色化学密切相关。绿色化学概念的提出随着工业的高度发展，全球性的环境污染和生态破坏日益严重，保护人类生存环境已刻不容缓。
1992年6月，在巴西里约热内卢召开了联合国环境与发展大会，通过了“21世纪议程”，要求各国制定和组织实施可持续发展战略、计划和政策，迎接人类社会面临的共同挑战。随之，社会的可持续发展及其所涉及的生态、环境、资源、经济等方面的问题越来越成为国际社会关注的焦点，被提高到发展战略的高度，更为严厉的保护环境的法规不断出台，促使人们尤其是化工界把注意力集中到从本源上杜绝或减少废弃物的产品，即原始污染的预防而并非污染后的治理。
1995年3月16日，美国宣布“总统绿色化学挑战计划”，提出了“绿色化学”的概念。环境友好化学、洁净化学、原子经济性、绿色技术等一系列新的名词也相继出现。根据P。T。Anastas等的定义，绿色化学就是用化学的技术和方法，从根本上减少或消灭那些对人类健康或环境有害的原料、产物、副产物、溶剂和试剂等的产生和应用。原子经济性概念首先由美国著名有机化学习B。M。Trost提出，即高效的化学合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中（如完全的加成反应：A+B→C），达到零排放。 在人类面临全球性水资源枯竭和水环境污染的今天，如何解决水处理工业与社会经济之间持续、健康、和谐的发展关系是未来水处理工业可持续发展的关键，一场以绿色化学为基础的绿色水处理技术革命已成为21世纪水处理科学的学科前沿和水处理工业的重点发展方向。
所谓绿色技术是指在绿色化学基础上发展起来的技术，绿色技术又称环境无害技术、环境友好技术或清洁技术等。满足技术经济指标先进、无毒和不污染环境3项基本要求的技术。目前主要的绿色水处理技术主要有以下几种方法：
1、高级氧化技术(AOPs)
AOPs主要包括O3/UV(紫外线)法、UV/固相催化剂法、H2O2/UV法、H2O2/Fe2+法、O3/H2O2法等。其原理是反应中产生氧化能力极强的-OH，-OH能够无选择性地氧化水中的有机污染物，使之完全矿化为CO2和H2O。AOPs技术经济指标先进、无毒、无污染，是典型的绿色水处理技术，其中由于光催化氧化法最为经济而成为研究的热点。
由于光催化剂的固定问题仍未能很好解决，悬浮相催化剂有易失活、易凝聚和难回收等缺点，适于工业应用的光催化反应器急待开发。
2、电催化氧化法
电催化氧化法利用电解时特种电极材料的催化作用产生-OH，使有机污染物完全氧化为CO2和H2O。该法处理效果好且速度快、占地面积小、实施过程无污染、后处理简单、不产生二次污染、是一种绿色水处理技术。
在实际应用方面，需要解决有效抑制析氢析氧等副反应，提高电流效率，改进填料、电源方式等问题。
3、超临界水氧化法(SCWO)
SCWO的原理是以超临界水为反应介质，在氧化剂(如氧气、过氧化氢等)存在下，经过高温高压下的自由基反应，将有机物氧化分解为CO等。
在超临界状态，水的密度接近于液体，黏度接近于气体，具有类似于气体的较强穿透能力和类似于液体的较大密度和溶解度，可与非极性物质(如烃类)、有机物和气体(如空气、氧气)等完全互溶，避免了相际传质阻力，使污染物的降解速率提高。
与焚烧法、湿式空气氧化法相比，SCWO具有无需催化剂、停留时间短、去除效率高、清洁、广谱等优点，可用于化工、医药、食品、军事工业和核工业废水以及城市污水的处理。
SCWO在技术上还有许多难点，如研究开发广谱性催化剂，有效控制高温高压，解决固体颗粒对设备的堵塞问题和抑制结垢，以最大效率回收热能等。对其热力学和动力学亦缺乏深入研究，使得工程设计和过程开发难以进行。
4、超声波降解技术
超声波降解有机污染物的原理是，当声能足够强时，在疏松的半周期内，液相分子间的吸引力被打破，形成空化核，空化核的寿命为0。1μs，它在爆炸时的瞬间可产生约4 000 K和100 MPa的局部高温和高压环境，并产生速度约为110 m/s的具有强烈冲击力的射流。该条件足以使所有的有机物在空化气泡内发生化学键断裂、高温分解或自由基反应而使废水中的有机污染物降解。
目前对超声波降解技术的研究尚处于探索阶段，许多问题尚需解决，如有机物降解的强化途径、降解机理、反应器的合理设计、高频超声波发生器研制、反应过程的定量化描述、空化泡界面特性研究、连续化处理工艺开发、多相体系中污染物降解特性和避免有毒中间体产生等。
5、膜处理技术
膜分离过程大多无相变，可在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单、投资小和污染轻等优点，在水处理应用中发展相当迅速。它包含微滤(MF)、超滤(UF)、渗析(D)、电渗析(ED)、纳滤(NF)和反渗透(RO)、渗透蒸发(PV)、液膜(LM)等。其中，RO、NF技术尤为引人注目。
RO技术的大规模应用主要是苦咸水和海水淡化以及难以用其他方法处理的混合物。为进一步提高膜的可靠性，尚需要研究膜的吸附机理、更好的膜材料和膜表面结构的优化，以改进膜的水通量、选择性、耐高温性和抗氧化能力。
新的世纪里，随着科技的不断进步，随着我国环境政策的不断加强，政府及公众对生活环境的不断重视，绿色技术的研究和推广速度到了前所未有的程度，一些新型绿色水处理技术将逐步走出实验室，应用到实际工程中来，成为水处理领域新的焦点。
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