1.2　难降解废水物化处理法及其优缺点

垃圾渗滤液、内分泌干扰物废水、偶氮染料废水等难降解废水，毒性较大且采用常规的生化法无法对其进行彻底降解和解毒，需要研究其他物化处理方法来处理这类废水。本节主要对目前常用的物化处理方法的原理、研究进展、优缺点等进行介绍。

1.2.1　吸附法

吸附法是指采用吸附剂将废水中的污染物，通过物理、化学等作用转移至吸附剂的表面或孔道内，以达到去除目的的废水处理方法。吸附法因处理效果较好、成本较低等优点常用于废水处理，吸附法适用范围也十分广泛，可用于重金属、染料、EDCs、农药等多种难降解污染物的处理。目前的研究主要集中于开发低成本的吸附剂，除了传统的活性炭、沸石、膨润土等，农业产物如锯末、木质材料、稻壳等；工业废弃物，如飞灰、红泥、活性污泥等；海洋材料，如海草、海藻、海产品加工废弃物等也可用于废水处理。

吸附法的缺点在于处理过程易受到其他离子的影响，不适合复杂废水的处理；另外吸附剂再生成本比较高，有些吸附剂再生困难；此外，吸附只是将污染物从一种体系转移至另一种体系中，并没有降解。所吸附的污染物还需进行额外的降解处理，增加处理成本，且如不及时处理，还会造成二次污染。

1.2.2　膜分离法

膜分离技术主要以压力差为推动力，使得水分子可渗透通过膜，而分子量较大的污染物不能通过膜，来实现污染物与水分子的分离。该处理技术具有出水水质高、运行费用低、不添加任何有害物质、操作简单等优点。膜分离法依据膜孔大小以及分离的尺寸不同，可以分为微滤、超滤、纳滤和反渗透，如表1.3所示。

表1.3　膜分离处理过程的分类与区别

分子量较大的有机污染物，膜分离法处理截留率比较高、效果较好。He等采用超滤膜对活性艳蓝染料废水进行处理，当渗透通量为63.2L/（m²·h）时，目标污染物的截留率为99.0%，操作压力、染料浓度和流速增大，有利于膜分离；目标污染物截留率增大，温度升高不利于分离处理；pH则对分离效果无影响。而对重金属、氨氮等分子量较小的无机污染物，则需要膜孔更小的纳滤膜才能实现分离，且截留效果也有所降低。Murthy等研究表明，对初始浓度为5μg/L的Ni²⁺、Cd²⁺采用纳滤分离，最大截留率达98.94%和82.69%，分离过程符合基于不可逆热力学过程和薄膜理论的Spiegler-Kedem模型。

目前，大部分纳滤、反渗透膜仍然需要从国外引进，造成膜分离技术的投资成本较高，且截留的浓缩废水需要进一步处理。膜分离法只适宜成分简单、悬浮物含量较少的简单废水的处理，不适宜用来处理复杂废水，也不适宜作为废水生化处理后的深度处理技术，因为后两种废水中含有大量的纳米级的生物胶体物质，易于使膜受到污染，大大缩短膜的寿命，增大运行成本。

1.2.3　常规氧化法

物理法一般只能通过吸附、截留等技术手段使污染物从废水中分离出来，但要使其降解，甚至彻底矿化为无毒的H₂O和CO₂，就必须采用化学氧化法来实现。通过直接加入H₂O₂、O₃、O₂、Cl₂等化学氧化剂来实现污染物氧化降解的方法，称为常规氧化处理法。常规氧化法应用较早，使用范围广泛，处理量大，易于实现工业化。缺点在于处理成本较高，加入的化学试剂有毒，需要妥善处理废气、废渣，处理效率仍有待提高。

1.2.4　高级氧化法

高级氧化技术（advanced oxidation processes，AOPs）是相对常规氧化而言的，一般是指通过产生大量的羟基自由基（·OH）等强氧化性基团使目标污染物降解，甚至矿化的废水处理技术。主要包括芬顿（Fenton）/光芬顿法、光催化氧化法、光电催化法、臭氧氧化法、H₂O₂/UV法、电化学氧化法、超声处理法等。几种主要高级氧化技术的原理与优缺点，如表1.4所示。

表1.4　常见高级氧化技术的原理与优缺点