污水沒有用yòng？看大家怎麼說shuō！

在整個gè20世紀jì，城市污水處理lǐ中普遍採用的氮處理方法是利用生物過程chéng，如常規活性污泥將其轉化成氮氣qì（N₂）來去除銨ǎn。雖然這是一項非常成功的保護人類健康和保護水生生態系統的戰略lüè，但氨轉化爲元素形式與yǔ21世紀發展循環經濟不相容róng。且活性污泥法和其他新興的氨氮去除途徑有幾個環境和技術限制zhì。

爲了使shǐ氨氮回收技術shù便於yú應用於生活污水shuǐ，開發的吸附劑不僅需要高選擇性和優良的氨氮吸附性能néng，而且還需要yào：（i）適合héCSTR型反應器的連續模式中運行xíng，以便在現有的污水處理廠基礎設施中重新安裝zhuāng；（ii）易於與廢水分離lí；（iii）抗生物污染rǎn；（iv）易於針對不同的表面化學進行改性xìng；（v）在不需要大量化學物質的情況下xià，在銨的釋放和吸附劑的再生方面高效且具有成本效益yì。

考慮到上述所要求的特性xìng，聚合物基材料具有特殊的意義yì。根據官能團tuán，聚合物吸附劑可分爲非離子型xíng、陽離子型xíng或陰離子型；非離子交聯聚合物wù（如聚環氧乙烷wán）可作爲凝膠排阻媒介jiè。另一方面miàn，離子zi交聯聚合物可用於選擇性結合有相反電荷的分子（即陽離子結合在陰離子聚合物上shàng）無需離子置換huàn（如沸石和離子交換樹脂zhī），從而促進目標離子的結合hé。

聚合物吸附劑正在向高選擇性和高吸附容量方向發展zhǎn，希望具有較好的防污能力lì，進行可連續進行的主流操作zuò，以及聚合物吸附劑無需大量化學物質的再生能力lì。

在歐洲zhōu，許多廢水處理設施仍然需要遵守歐盟的處理指令lìng，並且需要升級以實現足夠的養分去除chú。這爲新建污水處理廠向更可持續的技術過渡以及需要升級爲資源回收設施的現有污水處理廠的改造提供了機會huì。

N2O是各種廢水生物wù脫氮過程中產生的副產物，也是一種極強的溫室氣體tǐ，造成了嚴重的環境風險xiǎn。事實上shàng，城市污水中zhōngN2O的可回收能量與一般的廠內能耗hào（0.26~0.67 kWh/m³）相比幾乎微不足道dào。近年來lái，人們越來越感興趣的是從廢水中回收shōuN₂O作爲一種強大的燃料氧化劑jì。在這種情況下開發了好氧yǎng-缺氧yǎng-氮分解操作zuò（CANDO）工藝yì，從厭氧消化液中回收shōuN₂O。基本上shàng，CANDO過程包括三個操作步驟zhòu：（i）NH₄⁺部分硝化爲wèiNO₂^-；（ii）NO₂^-部分反硝化爲wèiN₂O，以及jí（iii）N₂O與yǔCH₄共燃以回收能量liàng。除了已經確立的步驟zhòu3之外wài，實際上步驟zhòu1和hé2在大規模上仍然具有高度的挑戰性xìng。因此cǐ，與傳統的生物脫氮工藝相比bǐ，CANDO工藝中生物脫氮的整體性能可能會受到影響xiǎng。

與現有污水處理廠的常規反硝化相比bǐ，CANDO工藝yì（圖tú3）中亞硝酸鹽異養反硝化爲wèiN2O所需的廢水shuǐCOD中的有機碳可減少shǎo60%。節約的廢水shuǐCOD可進一步用於生產沼氣進行能源回收shōu，抵消污水處理廠部分能耗hào。總的來說shuō，似乎有必要以更全面的方式仔細評估gūCANDO工藝的工程可行性xìng和經濟可行性。

在當前的技術階段duàn，N₂O生產的操作在過程複雜性xìng和穩定性方面仍然具有挑戰性。城市污水和厭氧消化液產生的deN₂O的可回收能量與總能耗相比顯得微不足道dào。由於yúN2O的溶解度高gāo，需要對duìN₂O進行捕集和進一步純化huà，但工藝結構複雜zá，操作成本高gāo。大量殘留溶解性xìngN2O的排放對溫室效應產生了強烈的影響xiǎng，對目前qiánN₂O生產和能源回收過程的長期環境可持續性提出了挑戰zhàn。

另一方面miàn，廢水厭氧處理過程中產生的沼氣可作爲能源yuán。然而ér，大量的deCH4由於溶解在廢水中不能被回收shōu，UASB等厭氧廢水處理工藝因液體上流速度低和混合不足而受到限制zhì。AnMBR已經成功作爲處理城市污水的補充設施shī，其qíCOD去除率高gāo，出水能達到大部分回用的de目的。有人建議使用微藻從cóngAnMBR廢水中去除營養物wù。此外wài，在歐盟méngLIFE項目mùMEMORY（life memory.eu）的背景下xià，介紹了浸沒式shìAnMBR（AD和膜技術的結合hé）。這種創新的試點實施爲城市污水處理和資源回收提供了有前景的技術shù。

而在污泥資源回收方面miàn，城市污水中含有大量纖維素sù（佔懸浮固體總量的de30%~50%），纖維素作爲一種可通過篩選從廢水中回收的資源具有巨大的潛力lì。纖維素脫水污泥的好處是shì：化學藥劑消耗減少shǎo，曝氣電耗較低dī，磷酸鹽釋放較少shǎo，污泥排放量大幅度減少shǎo，污泥處理和管理成本也隨之降低dī。纖維素回收將爲污水處理廠的下游生物工藝增加效益yì，並用於污水處理廠下游與yǔPHA混合hé，以及最終生物複合物生產的加工gōng。