污水(shuǐ)深度處理(lǐ)的(de)11種方法

污水(shuǐ)深度處理(lǐ)，也(yě)稱高(gāo)級處理(lǐ)或三級處理(lǐ)。它是将二級處理(lǐ)出水(shuǐ)再進一步進行(xíng)物(wù)理(lǐ)、化學和(hé)生物(wù)處理(lǐ)，以便有(yǒu)效去除污水(shuǐ)中各種不同性質的(de)雜質，從而滿足用(yòng)戶對水(shuǐ)質的(de)使用(yòng)要求。深度污水(shuǐ)處理(lǐ)常見的(de)方法有(yǒu)以下幾種。

1、活性炭吸附與離(lí)子交換污水(shuǐ)處理(lǐ)技術(shù)

活性炭是一種多孔性物(wù)質，而且易于自動控制(zhì)，對水(shuǐ)量、水(shuǐ)質、水(shuǐ)溫變化适應性強，因此活性炭吸附法是一種具有(yǒu)廣闊應用(yòng)前景的(de)污水(shuǐ)深度處理(lǐ)技術(shù)。活性炭對分(fēn)子量500~3000的(de)有(yǒu)機物(wù)有(yǒu)十分(fēn)明(míng)顯的(de)去除效果，去除率一般爲70%~86.7%，可(kě)經濟有(yǒu)效地(dì)去除嗅、色度、重金(jīn)屬、消毒副産物(wù)、氯化有(yǒu)機物(wù)、農(nóng)藥、放(fàng)射性有(yǒu)機物(wù)等。
常用(yòng)的(de)活性炭主要有(yǒu)粉末活性炭(PAC)、顆粒活性炭(GAC)和(hé)生物(wù)活性碳(BAC)三大(dà)類。近年來，國外對PAC的(de)研究較多，已經深入到(dào)對各種具體污染物(wù)的(de)吸附能(néng)力的(de)研究。淄博市引黃(huáng)供水(shuǐ)有(yǒu)限公司根據水(shuǐ)污染的(de)程度，在水(shuǐ)處理(lǐ)系統中，投加粉末活性炭去除水(shuǐ)中的(de)COD，過濾後水(shuǐ)的(de)色度能(néng)降底1~2度;臭味降低到(dào)0度。GAC在國外水(shuǐ)處理(lǐ)中應用(yòng)較多，處理(lǐ)效果也(yě)較穩定，美(měi)國環保署(USEPA)飲用(yòng)水(shuǐ)标準的(de)64項有(yǒu)機物(wù)指标中，有(yǒu)51項将GAC列爲最有(yǒu)效技術(shù)。GAC處理(lǐ)工(gōng)藝的(de)缺點是基建和(hé)運行(xíng)費用(yòng)較高(gāo)，且容易産生亞硝酸鹽等緻癌物(wù)，突發性污染适應性差。如(rú)何進一步降低基建投資和(hé)運行(xíng)費用(yòng)，降低活性炭再生成本将成爲今後的(de)研究重點。
BAC可(kě)以發揮生化和(hé)物(wù)化處理(lǐ)的(de)協同作用(yòng)，從而延長活性炭的(de)工(gōng)作周期，大(dà)大(dà)提高(gāo)處理(lǐ)效率，改善出水(shuǐ)水(shuǐ)質。不足之處在于活性炭微孔極易被阻塞、進水(shuǐ)水(shuǐ)質的(de)pH 适用(yòng)範圍窄、抗沖擊負荷差等。目前，歐洲應用(yòng)BAC技術(shù)的(de)水(shuǐ)廠(chǎng)已發展到(dào)70個(gè)以上(shàng)，應用(yòng)最廣泛的(de)是對水(shuǐ)進行(xíng)深度處理(lǐ)。撫順石化分(fēn)公司石油三廠(chǎng)采用(yòng)BAC技術(shù)，既節省了新鮮水(shuǐ)的(de)補充量，減少(shǎo)污水(shuǐ)排放(fàng)量，減輕水(shuǐ)體污染，降低生産成本，還體現了經濟效益和(hé)社會(huì)效益的(de)統。今後的(de)研究重點是降低投資成本和(hé)增加各種預處理(lǐ)措施與BAC聯用(yòng)，提高(gāo)處理(lǐ)效果。

2、膜分(fēn)離(lí)法

膜分(fēn)離(lí)技術(shù)是以高(gāo)分(fēn)子分(fēn)離(lí)膜爲代表的(de)一種新型的(de)流體分(fēn)離(lí)單元操作技術(shù)。它的(de)最大(dà)特點是分(fēn)離(lí)過程中不伴随有(yǒu)相(xiàng)的(de)變化，僅靠一定的(de)壓力作爲驅動力就能(néng)獲得很高(gāo)的(de)分(fēn)離(lí)效果，是一種非常節省能(néng)源的(de)分(fēn)離(lí)技術(shù)。
微濾可(kě)以除去細菌、病毒和(hé)寄生生物(wù)等，還可(kě)以降低水(shuǐ)中的(de)磷酸鹽含量。天津開(kāi)發區污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)采用(yòng)微濾膜對SBR二級出水(shuǐ)進行(xíng)深度處理(lǐ), 滿足了景觀、沖洗路(lù)面和(hé)沖廁等市政雜用(yòng)和(hé)生活雜用(yòng)的(de)需求。
超濾用(yòng)于去除大(dà)分(fēn)子，對二級出水(shuǐ)的(de)COD和(hé)BOD去除率大(dà)于50%。北京市高(gāo)碑店(diàn)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)采用(yòng)超濾法對二級出水(shuǐ)進行(xíng)深度處理(lǐ)，産水(shuǐ)水(shuǐ)質達到(dào)生活雜用(yòng)水(shuǐ)标準，回用(yòng)污水(shuǐ)用(yòng)于洗車(chē)，每年可(kě)節約用(yòng)水(shuǐ)4 700m3。
反滲透用(yòng)于降低礦化度和(hé)去除總溶解固體，對二級出水(shuǐ)的(de)脫鹽率達到(dào)90%以上(shàng)，COD和(hé)BOD的(de)去除率在85%左右，細菌去除率90%以上(shàng)。緬甸某電廠(chǎng)采用(yòng)反滲透膜和(hé)電除鹽聯用(yòng)技術(shù)，用(yòng)于鍋爐補給水(shuǐ)。經反滲透處理(lǐ)的(de)水(shuǐ)，能(néng)去除絕大(dà)部分(fēn)的(de)無機鹽、有(yǒu)機物(wù)和(hé)微生物(wù)。
納濾介于反滲透和(hé)超濾之間，其操作壓力通常爲0.5~1.0MPa，納濾膜的(de)一個(gè)顯著特點是具有(yǒu)離(lí)子選擇性，它對二價離(lí)子的(de)去除率高(gāo)達95%以上(shàng)，一價離(lí)子的(de)去除率較低，爲40%~80%。潘巧明(míng)等人(rén)采用(yòng)膜生物(wù)反應器(qì)-納濾膜集成技術(shù)處理(lǐ)糖蜜制(zhì)酒精廢水(shuǐ)取得了較好結果，出水(shuǐ)COD小(xiǎo)于100mg/L，廢水(shuǐ)回用(yòng)率大(dà)于80%。
我國的(de)膜技術(shù)在深度處理(lǐ)領域的(de)應用(yòng)與世界先進水(shuǐ)平尚有(yǒu)較大(dà)差距。今後的(de)研究重點是開(kāi)發、制(zhì)造高(gāo)強度、長壽命、抗污染、高(gāo)通量的(de)膜材料，著(zhe)重解決膜污染、濃差極化及清洗等關鍵問題。

3、高(gāo)級氧化法

工(gōng)業(yè)生産中排放(fàng)的(de)高(gāo)濃度有(yǒu)機污染物(wù)和(hé)有(yǒu)毒有(yǒu)害污染物(wù)，種類多、危害大(dà)，有(yǒu)些污染物(wù)難以生物(wù)降解且對生化反應有(yǒu)抑制(zhì)和(hé)毒害作用(yòng)。而高(gāo)級氧化法在反應中産生活性極強的(de)自由基(如(rú)•OH等)，使難降解有(yǒu)機污染物(wù)轉變成易降解小(xiǎo)分(fēn)子物(wù)質，甚至直接生成CO2和(hé)H2O，達到(dào)無害化目的(de)。

4、濕式氧化法

濕式氧化法(WAO)是在高(gāo)溫(150~350℃)、高(gāo)壓(0.5~20 MPa)下利用(yòng)O2或空氣作爲氧化劑，氧化水(shuǐ)中的(de)有(yǒu)機物(wù)或無機物(wù)，達到(dào)去除污染物(wù)的(de)目的(de)，其最終産物(wù)是CO2和(hé)H2O。福建煉油化工(gōng)有(yǒu)限公司于2002年引進了WAO工(gōng)藝，徹底解決了堿渣的(de)後續治理(lǐ)和(hé)惡臭污染問題，而且運行(xíng)成本低，氧化效率高(gāo)。

5、濕式催化氧化法

濕式催化氧化法(CWAO)是在傳統的(de)濕式氧化處理(lǐ)工(gōng)藝中加入适宜的(de)催化劑使氧化反應能(néng)在更溫和(hé)的(de)條件(jiàn)下和(hé)更短的(de)時間内完成，也(yě)因此可(kě)減輕設備腐蝕、降低運行(xíng)費用(yòng)目前，建于昆明(míng)市的(de)一套連續流動型CWAO工(gōng)業(yè)實驗裝置，已經體現出了較好的(de)經濟性。
濕式催化氧化法的(de)催化劑一般分(fēn)爲金(jīn)屬鹽、氧化物(wù)和(hé)複合氧化物(wù)3類。目前，考慮經濟性，應用(yòng)最多的(de)催化劑是過渡金(jīn)屬氧化物(wù)如(rú)Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。采用(yòng)固體催化劑還可(kě)避免催化劑的(de)流失、二次污染的(de)産生及資金(jīn)的(de)浪費。

6、超臨界水(shuǐ)氧化法

超臨界水(shuǐ)氧化法把溫度和(hé)壓力升高(gāo)到(dào)水(shuǐ)的(de)臨界點以上(shàng)，該狀态的(de)水(shuǐ)就稱爲超臨界水(shuǐ)。在此狀态下水(shuǐ)的(de)密度、介電常數、粘度、擴散系數、電導率和(hé)溶劑化學性能(néng)都(dōu)不同于普通水(shuǐ)。較高(gāo)的(de)反應溫度(400~600 ℃)和(hé)壓力也(yě)使反應速率加快，可(kě)以在幾秒鍾内對有(yǒu)機物(wù)達到(dào)很高(gāo)的(de)破壞效率。
美(měi)國德克薩斯州哈靈頓首次大(dà)規模應用(yòng)超臨界水(shuǐ)氧化法處理(lǐ)污泥，日處理(lǐ)量達9.8 t。系統運行(xíng)證明(míng)其COD的(de)去除率達到(dào)99.9%以上(shàng)，污泥中的(de)有(yǒu)機成分(fēn)全部轉化爲CO2、H2O以及其他(tā)無害物(wù)質，且運行(xíng)成本較低。

7、光(guāng)化學催化氧化法

目前研究較多的(de)光(guāng)化學催化氧化法主要分(fēn)爲Fenton試劑法、類Fenton試劑法和(hé)以TiO2爲主體的(de)氧化法。Fenton試劑法由Fenton在20世紀發現，如(rú)今作爲廢水(shuǐ)處理(lǐ)領域中有(yǒu)意義的(de)研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和(hé)Fe2+鹽生成•OH，對于廢水(shuǐ)處理(lǐ)來說，這種反應物(wù)是一個(gè)非常有(yǒu)吸引力的(de)氧化體系，因爲鐵(tiě)是很豐富且無毒的(de)元素，而且H2O2也(yě)很容易操作，對環境也(yě)是安全的(de)。Fenton試劑能(néng)夠破壞廢水(shuǐ)中諸如(rú)苯酚和(hé)除草(cǎo)劑等有(yǒu)毒化合物(wù)。目前國内對于Fenton試劑用(yòng)于印染廢水(shuǐ)處理(lǐ)方面的(de)研究很多，結果證明(míng)Fenton 試劑對于印染廢水(shuǐ)的(de)脫色效果非常好。另外，國内外的(de)研究還證明(míng)，用(yòng)Fenton試劑可(kě)有(yǒu)效地(dì)處理(lǐ)含油、醇、苯系物(wù)、硝基苯及酚等物(wù)質的(de)廢水(shuǐ)。Fenton試劑法具有(yǒu)設備簡單、反應條件(jiàn)溫和(hé)、操作方便等優點，在處理(lǐ)有(yǒu)毒有(yǒu)害難生物(wù)降解有(yǒu)機廢水(shuǐ)中極具應用(yòng)潛力。該法實際應用(yòng)的(de)主要問題是處理(lǐ)費用(yòng)高(gāo)，隻适用(yòng)于低濃度、少(shǎo)量廢水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)。将其作爲難降解有(yǒu)機廢水(shuǐ)的(de)預處理(lǐ)或深度處理(lǐ)方法，再與其他(tā)處理(lǐ)方法(如(rú)生物(wù)法、混凝法等)聯用(yòng)，則可(kě)以更好地(dì)降低廢水(shuǐ)處理(lǐ)成本、提高(gāo)處理(lǐ)效率，并拓寬該技術(shù)的(de)應用(yòng)範圍。光(guāng)催化法是利用(yòng)光(guāng)照(zhào)某些具有(yǒu)能(néng)帶結構的(de)半導體光(guāng)催化劑如(rú)TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發強氧化自由基•OH，使許多難以實現的(de)化學反應能(néng)在常規條件(jiàn)下進行(xíng)。銳钛礦中形成的(de)TiO2具有(yǒu)穩定性高(gāo)、性能(néng)優良和(hé)成本低等特征。在全世界範圍内開(kāi)展的(de)最新研究是獲得改良的(de)(摻入其他(tā)成分(fēn))TiO2，改良後的(de)TiO2具有(yǒu)更寬的(de)吸收譜線和(hé)更高(gāo)的(de)量子産生率。

8、電化學氧化法

電化學氧化又(yòu)稱電化學燃燒，是環境電化學的(de)一個(gè)分(fēn)支。其基本原理(lǐ)是在電極表面的(de)電催化作用(yòng)下或在由電場(chǎng)作用(yòng)而産生的(de)自由基作用(yòng)下使有(yǒu)機物(wù)氧化。除可(kě)将有(yǒu)機物(wù)徹底氧化爲CO2和(hé)H2O外，電化學氧化還可(kě)作爲生物(wù)處理(lǐ)的(de)預處理(lǐ)工(gōng)藝，将非生物(wù)相(xiàng)容性的(de)物(wù)質經電化學轉化後變爲生物(wù)相(xiàng)容性物(wù)質。這種方法具有(yǒu)能(néng)量利用(yòng)率高(gāo)，低溫下也(yě)可(kě)進行(xíng);設備相(xiàng)對較爲簡單，操作費用(yòng)低，易于自動控制(zhì);無二次污染等特點。

9、臭氧氧化法

臭氧具有(yǒu)極強的(de)氧化性，對許多有(yǒu)機物(wù)或官能(néng)團發生反應，有(yǒu)效地(dì)改善水(shuǐ)質。臭氧能(néng)氧化分(fēn)解水(shuǐ)中各種雜質所造成的(de)色、嗅，其脫色效果比活性炭好;還能(néng)降低出水(shuǐ)濁度，起到(dào)良好的(de)絮凝作用(yòng)，提高(gāo)過濾濾速或者延長過濾周期。目前，由于國内的(de)臭氧發生技術(shù)和(hé)工(gōng)藝比較落後，所以運行(xíng)費用(yòng)過高(gāo)，推廣有(yǒu)難度。

10、超聲波降解法

超聲輻射降解法主要源于液體在超聲波輻射下産生空化氣泡，它能(néng)吸收聲能(néng)并在極短時間内崩潰釋放(fàng)能(néng)量，在其周圍極小(xiǎo)的(de)空間範圍内産生1 900~5200 K的(de)高(gāo)溫和(hé)超過50 MPa的(de)高(gāo)壓。進入空化氣泡的(de)水(shuǐ)分(fēn)子可(kě)發生分(fēn)解反應産生高(gāo)氧化活性的(de)•OH，誘發有(yǒu)機物(wù)降解;此外，在空化氣泡表層的(de)水(shuǐ)分(fēn)子則可(kě)以形成超臨界水(shuǐ)，有(yǒu)利于化學反應速度的(de)提高(gāo)。超聲波對含鹵化物(wù)的(de)脫鹵、氧化效果顯著，氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有(yǒu)機物(wù)最終的(de)降解産物(wù)爲HCl、H2O、CO、CO2等。超聲降解對硝基化合物(wù)的(de)脫硝基也(yě)很有(yǒu)效。添加O3、H2O2、Fenton試劑等氧化劑将進一步增強超聲降解效果。超聲與其他(tā)氧化法的(de)組合是目前的(de)研究熱(rè)點，如(rú)US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光(guāng)化學法。目前，超聲輻射降解水(shuǐ)體污染物(wù)的(de)研究仍處于試驗探索階段。

11、輻射法

輻射法是利用(yòng)高(gāo)能(néng)射線(γ、χ射線)和(hé)電子束等對化合物(wù)的(de)破壞作用(yòng)所開(kāi)發的(de)污水(shuǐ)輻射淨化法。一般認爲輻射技術(shù)處理(lǐ)有(yǒu)機廢水(shuǐ)的(de)反應機理(lǐ)是由于水(shuǐ)在高(gāo)能(néng)輻射的(de)作用(yòng)下産生•OH、H2O2、•HO2等高(gāo)活性粒子，再由這些高(gāo)活性粒子誘發反應，使有(yǒu)害物(wù)質降解。輻射法對有(yǒu)機物(wù)的(de)處理(lǐ)效率高(gāo)、操作簡便。該技術(shù)存在的(de)主要難題是用(yòng)于産生高(gāo)能(néng)粒子的(de)裝置昂貴、技術(shù)要求高(gāo)，而且該法的(de)能(néng)耗大(dà)、能(néng)量利用(yòng)率較低;此外爲避免輻射對人(rén)體的(de)危害，還需要特殊的(de)保護措施。因此該法要投入運行(xíng)，還需進行(xíng)大(dà)量的(de)研究探索工(gōng)作。