污水深度处理的简介

污水深度处理（sewage depth processing）是指城市污水或工业废水经一级、二级处理后，为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。

针对污水（废水）的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺。常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质，SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类。深度处理方法费用昂贵，管理较复杂，除了每吨水的费用约为一级处理费用的4-5倍以上。

污水深度处理的对象与目标污水深度处理的重要

经过二级生物处理后，一般污水中仍然含有相当数量的污染物质：

BOD：20-30mg/L；COD：60-100mg/L；SS: 20-30mg/L；

NH3-N:15-25mg/L；TP:>1mg/L；细菌和重金属等有毒有害物质。

污水深度处理的对象与目标

1.去除水中残存的悬浮物；脱色、除臭，使出水澄清；

2.进一步降低BOD、COD等，水质进一步稳定；

3.脱氮、除磷，消除能够导致水体富营养化的因素；

4.消毒杀菌，去除水中的有毒物质

污水深度处理后回用去向

1.排放具有较高经济价值水体及缓流水体，补充地面水源回用于农田灌溉、市政杂用，如灌溉城市绿地，冲洗街道、车辆、景观用水等；

2.回用于工业企业，作为冷却水和工艺用水的补充用水；

3.回灌地下，用于防止地面下沉或海水入侵

二级处理水深度处理的目的、对象、技术、工艺

二级处理水深度处理相关数据

颗粒分离技术一览表

污水的深度处理过程悬浮物的去除

1混凝沉淀

混凝沉淀工艺是污水深度处理中最常用的工艺,我国大多数污水厂在深度处理工艺中均采用此方法。

向水中投加化学药剂,药剂水解后与污染物相互作用,通过混凝过程形成大颗粒絮体,通过沉淀或气浮得到分离。混凝沉淀工艺济、成熟,但处理效果受水质改变影响较大(藻类、Ph、水温等),且对水质要求较高时,该工艺则无法满足处理效果。

1.优缺点

向水中投加化学药剂,药剂水解后与污染物相互作用,通过混凝过程形成大颗粒絮体,通过沉淀或气浮得到分离。混凝沉淀工艺经济、成熟,但处理效果受水质改变影响较大(藻类、Ph、水温等),且对水质要求较高时,该工艺则无法满足处理效果。

2.特点

二级出水——胶体和菌胶团微粒；而天然水主要是针对泥砂等；

不同于给水处理的混凝（因为污水中有生物微粒的存在，这种微粒与药剂的亲和力强，进而投药后混凝过程短时间内可以完成）。

3.药剂的选择

4.工艺形式

（1）沉淀池——平流、辐流、竖流、斜管；

（2）澄清池——上升流速较给水低，0.4-0.6mm/s；

（3）气浮池——压力溶气气浮、涡凹气浮、引气气浮——空气在分散于水中叶片、轮盘等吸入；

5.混凝机理

（1）混合阶段：激烈紊动，不超过2分钟，使药剂迅速均匀扩散到水中；

（2）反应阶段：紊动程度逐渐减弱，13~15分钟，使形成具有良好沉淀性能的絮凝体。

2过滤

1.特点

（1）给水过滤技术不宜简单的直接应用于污水处理；

（2）过滤时一般情况下不需要加药剂；

（3）反冲洗难度大，需水气同时冲洗 ；

（4）滤料粒径适当放大。

2.过滤作用

（1）去除各类污染物

SS、BOD、重金属、细菌、化学絮凝产生的Al、Fe盐及石灰等沉淀物等。

（2）活性炭或离子交换：预处理设施，可以节省后续的活性炭费用；

（3）克服生物、和化学处理的不稳定性，提高回用的连续性和可靠性 。

3.深度处理滤池设计

（1）预处理——生物处理和滤池之间，通常增设混凝沉淀（澄清或气浮池）；

（2）滤速（V）——重要参数，决定滤池面积絮体强度；

（3）生物繁殖：滤池内生物繁殖可使滤料孔隙减少；

（4）水头损失——取决于滤速和滤料的截污能力，滤料的组成和尺寸对水头损失影响大。

溶解性有机物去除

二级生物处理后的出水中，残留的有机物多是难降解的有机物（如丹宁、木质素、里腐酸等），对出水中残留的这些有机物直接采用生物处理方法很难取得好的效果，通常采用的技术工艺包括：活性炭吸附、高级氧化、高级氧化+生物处理。

1活性炭吸附

1.定义

活性炭吸附——由煤或木等材料经一次炭化制成，高温下，用CO使其活化，使炭形成多孔结构。

2.活性炭技术指标

碘值、亚甲兰值、糖蜜值

3.活性炭孔的分布

大孔（100-1000nm）、过渡孔（100-2nm）、微孔〈2nm〉。

4.活性炭吸附处理二级处理水的特点

对分子量〈1500（道尔顿）的环状化合物，不饱和化合物效果好；对分子量〈3000的直链化合物（糖类）效果好；

吸附时有微生物存在——提高处理效果（对有机物）但可能有生 物泄漏的问题（代谢产物有毒性）。

2臭氧氧化

1.目的（二级出水回用）

除残余有机物、脱除污水的色度、杀菌消毒。

2.去除有机物的特征

（1）能够氧化有机物，（蛋白质、氨基酸、木质素、腐殖酸）；

（2）氧化有机物并易形成中间产物（甲醛、酸等）可生化性好；

（3）氧化效果与PH值有关，PH高，效果好，(OH-)羟基自由基由臭氧分解产生；

（4）臭氧化的副产物问题，溴酸盐上升，浊度上升。

3.脱色效果

砂滤后+ O3脱色效果好。

4.O3混合形式

扩散板式（反应为主）、喷射式（扩散为主）、机械搅拌式。

臭氧氧化方法已逐渐发展成为一种高级氧化技术，在水处理领域中臭氧技术已在许多方面得到了应用。臭氧应用于水处理过程中其作用主要是除臭、脱色、杀菌和去除有机物。

污水的消毒处理

1液氯消毒

1.优点：

价格便宜, 杀菌力强, 该工艺简单, 技术成熟, 药剂易得, 投量准确, 有后续消毒作用, 不需要庞大的设备。

2.缺点：

液氯储存不是十分安全, 容易发生泄漏, 而且自20世纪70年代以来, 由于发现氯可与水中多种物质形成致癌或致病变的产物, 致使该工艺在应用上开始受到限制。

2臭氧消毒

臭氧是一种强氧化剂, 它具有高效无二次污染, 既能氧化有机物, 又能杀菌除色、嗅、味等特点, 可氧化铁、锰等物质, 通常认为它的氧化能力比氯高600倍—3000 倍, 且接触时间短, 除能有效杀灭细菌以外, 对各种病毒和芽胞等生命力强的生物也有很大的杀伤效果。臭氧消毒不受污水中NH3 和pH 的影响, 而且其最终产物是二氧化碳和水, 不产生致癌物质。

3紫外线消毒

1.优点：

紫外线污水消毒技术如今已被广泛应用于各类城市污水的消毒处理中, 包括低质污水、常规二级生化处理后的污水、合流管道溢流废水和再生水的消毒。紫外线消毒法除具有不投加化学药剂、不增加水的嗅和味、不产生有毒有害的副产物、消毒速度快、效率高、设备操作较传统消毒工艺安全简单和实现自动化等优点。

2.缺点：

紫外线消毒法不能提供剩余的消毒能力, 当处理水离开反应器之后, 一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复损伤的DNA分子, 使细菌再生。

4二氧化氯消毒

1.优点：

二氧化氯消毒的特点是只起氧化作用, 不起氯化作用, 因而一般不会产生致癌物质。二氧化氯的消毒效果与氯气相当, 但当污水中NH3 N 浓度较高时, 耗氯量会大幅度增加, 但二氧化氯由于不与NH3 反应, 因而其投加量并不增加。

2.缺点：

制备含氯低的二氧化氯较复杂, 且原料 ( NaClO2 ) 的价格较其他消毒方法高, 故限制了该方法的广泛采用。

总的来说，由于液氯消毒运行费用低, 操作简单, 主要运用于大型污水处理厂，中小型污水处理厂主要采用紫外线消毒, 但由于紫外线消毒效果不稳定, 且设备维护费用较高等因素, 二氧化氯消毒在中小型污水处理厂中运用越来越广泛。臭氧消毒主要运用于中水处理, 具有较强的消毒效果及脱色效果, 同时再辅以加氯消毒, 以保证出水中余氯要求。

脱氮技术

氮、磷为植物营养物质，能助长藻类和水生生物，引起水体的富营养化，影响饮用水水源。

1生物脱氮技术

1.活性污泥传统脱氮工艺（Barth工艺）

三级生物脱氮系统：由三个反应过程（氨化、硝化、反硝化）、建立的脱氮处理系统。

（1）流程说明

“一级”曝气池：去除 COD、BOD，有机氮转化为 NH3 NH4+，

出水BOD<15-20mg/l；

“二级”硝化曝气池，NH3 、NH4+生成NO3—N，碱度下降；

“三级”反硝化池—— 厌氧、好氧交替运行。

投甲醇时：

CM=2.47N0（初始NO3—N浓度）+1.53N(初始NO2—N浓度)+0.87D（初始DO浓度）

（2）工艺优缺点

此工艺优点是去除效果好、各类菌类环境条件好，缺点是设备多，造价高，能耗大。

2.A2O脱氮工艺

原水分段进去各段缺氧区,从而使得原水中的碳源可以充分用作反硝化碳源;由于原水分段进入各段,使得系统前后污泥浓度形成一定的梯度,前端高污泥浓度可以提高系统的抗冲击能力;同时分段进水工艺无需硝化液回流,使得该工艺的运行费用降低。

3.SHARON工艺

将亚硝酸盐氧化菌 NOB 从反应器中淘洗掉，使反应器内 AOB 增长速率大于 NOB 的增速率,通过确定合适的污泥停留时间,通过排除剩余污泥的方式将反应器内的 NOB 逐渐淘洗出去。

除磷技术

1化学除磷法—金属盐混凝沉淀除磷

铝盐除磷原理：

聚氯化铝（PAC），反应相同与Al2(SO4)3，但pH值不下降；

铝酸钠（NaAlO2） 。

2石灰混凝除磷

石灰与磷的反应如下：

PH升高，P的含量下降，（对数降低的趋势)。

3同步脱氮除磷工艺

1.巴颠普脱氮除磷工艺

2.A—A—O法同步脱氮除磷工艺

3.改进的Bardenpho工艺

4.UCT工艺

5.MSBR脱氮除磷工艺

6.YAAO工艺