污水深度处理简介

污水深度处理是指将城市污水或工业废水经过一级、二级处理后，作为生产或生活水资源回用，以达到一定回用水标准的进一步水处理过程。

对于污水（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。常用于去除水中微量COD和BOD有机污染物、SS和高浓度营养盐及氮、磷盐类。先进的治疗方法昂贵且管理复杂。此外，每吨水的成本约为初级处理成本的4-5倍。

污水深度处理的目的和目标 污水深度处理的重要性

一般污水经过二级生物处理后，仍含有相当量的污染物：

生化需氧量：20-30mg/L； COD：60-100mg/L； SS：20-30mg/L；

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

污水深度处理的目的和目标

1、去除水中残留的悬浮物；对水进行脱色、除臭，使废水澄清；

2、进一步降低BOD、COD等，进一步稳定水质；

3、脱氮除磷，消除可能导致水体富营养化的因素；

4、消毒、去除水中有毒物质

污水深度处理后回用去往何处

1、排放经济价值高的水体和缓流水体，补充地表水源并回用用于农田灌溉和市政杂用，如灌溉城市绿地、冲洗街道、车辆、景观用水等；

2、工业企业回用作为冷却水、工艺用水的补充水；

3、地下补给，防止地面沉降或海水入侵

二级处理水深度处理的目的、对象、技术及流程

二级处理水深度处理相关数据

颗粒分离技术概述

污水深度处理工艺中悬浮物的去除

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。我国大部分污水厂在深度处理工艺中均采用这种方法。

水中添加了化学试剂。水解后，药剂与污染物相互作用，通过混凝过程形成大颗粒絮凝体，通过沉淀或气浮将其分离。混凝沉淀工艺经济、成熟，但处理效果受水质变化（藻类、Ph、水温等）影响较大，当水质要求较高时，该工艺无法满足处理效果。

1. 优点和缺点

水中添加了化学试剂。水解后，药剂与污染物相互作用，通过混凝过程形成大颗粒絮凝体，通过沉淀或气浮将其分离。混凝沉淀工艺经济、成熟，但处理效果受水质变化（藻类、Ph、水温等）影响较大，当水质要求较高时，该工艺无法满足处理效果。

2.特点

二级出水——胶体和细菌胶束颗粒；而天然水主要是泥、沙等；

它与给水处理的混凝不同（因为污水中存在生物颗粒，这些颗粒与药剂有很强的亲和力，投加药剂后短时间内即可完成混凝过程）。

3、药品的选择

4. 流程形式

(1)沉淀池——平流式、径流式、竖流式、斜管式；

(2)澄清池——上升流速低于给水，0.4-0.6mm/s；

（3）气浮罐——压力溶气气浮、涡流气浮、夹带气浮——空气分散在水中，被叶片、轮盘等吸入；

5. 凝血机制

(1)搅拌阶段：剧烈紊流，不超过2分钟，使药剂能快速均匀地扩散到水中；

(2)反应阶段：紊流程度逐渐减弱，需13～15分钟形成具有良好沉降性能的絮体。

2过滤器

1.特点

(1)给水过滤技术不应简单地直接应用于污水处理；

(2)过滤时一般不需要添加化学药品；

(3)反冲洗困难，需要水、气同时冲洗；

(4)适当加大滤料粒径。

2、过滤效果

(1)去除各种污染物

SS、BOD、重金属、细菌、铝盐、铁盐、石灰等化学絮凝产生的沉淀物等。

(2)活性炭或离子交换：预处理设施可节省后续活性炭成本；

（3）克服生物、化学处理的不稳定性，提高回用的连续性和可靠性。

3.深度处理过滤器设计

（1）预处理——在生物处理和过滤器之间，通常增设混凝沉淀（澄清池或浮选池）；

(2)过滤速率(V)——决定过滤面积内絮体强度的重要参数；

(3)生物繁殖：过滤器内的生物繁殖可以减少滤料的孔隙；

(4)水头损失——取决于过滤速度和滤料的截留能力。滤料的成分和尺寸对水头损失影响很大。

溶解有机物去除

二级生物处理后的出水中，残留的有机物大多是难降解有机物（如单宁、木质素、腐植酸等）。对于污水中残留的这些有机物，直接采用生物处理方法很难取得良好的效果。常用的技术工艺有：活性炭吸附、高级氧化、高级氧化+生物处理。

1活性炭吸附

一、定义

活性炭吸附——由煤或木材等材料经一次性炭化而成。它在高温下用CO活化形成多孔结构。

2、活性炭技术指标

碘值、亚甲基蓝值、糖蜜值

3、活性炭孔隙分布

大孔(100-1000nm)、过渡孔(100-2nm)、微孔<2nm>。

4、二次水处理活性炭吸附处理的特点

对于分子量<1500（道尔顿）的环状化合物，不饱和化合物是有效的；对于分子量<3000的直链化合物（糖），效果良好；

吸附过程中存在微生物——提高处理效果（对于有机物）但可能存在生物渗漏问题（代谢物有毒）。

2臭氧氧化

1. 目的（二次出水回用）

去除残留有机物，污水除色，杀菌。

2.去除有机物的特性

（1）能够氧化有机物（蛋白质、氨基酸、木质素、腐植酸）；

（2）氧化有机物，易形成中间产物（甲醛、酸等），生物降解性好；

(3)氧化效果与PH值有关。 PH值越高，效果越好。臭氧分解产生(OH-)羟基自由基；

(4)臭氧化副产物、溴酸盐上升、浊度上升的问题。

3、脱色效果

经过砂滤+O3脱色效果良好。

4.O3混合形式

扩散板式（以反应为主）、喷雾式（以扩散为主）、机械搅拌式。

臭氧氧化法已逐渐发展成为一种高级氧化技术，臭氧技术在水处理领域的多个方面得到了应用。臭氧用于水处理过程中，其主要作用是除臭、脱色、杀菌和去除有机物。

污水消毒

1液氯消毒

1、优点：

它价格便宜，杀菌力强，工艺简单，技术成熟，化学品易得，用量准确，有后续消毒效果，不需要庞大的设备。

2、缺点：

液氯的储存不太安全，容易发生泄漏。自20世纪70年代以来，由于发现氯能与水中的多种物质形成致癌或病理产物，该工艺的应用受到限制。

2臭氧消毒

臭氧是一种强氧化剂。效率高，无二次污染。它不仅能氧化有机物，还能杀菌、去除色、香、味。能氧化铁、锰等物质。一般认为其氧化能力比氯高600倍。次～3000次，接触时间短。除了有效杀灭细菌外，对各种病毒和芽孢等强力生物也有很大的杀灭作用。臭氧消毒不受污水中NH3和pH的影响，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现已广泛应用于各类城市污水的消毒处理，包括低水质污水、常规二级生化处理后的污水、合管溢流废水和再生水的消毒。紫外线消毒除了具有紫外线消毒的优点外，不添加化学物质，不增加水的气味和味道，不产生有毒有害副产物，消毒速度快、效率高，具有更安全、更安全的优点。比传统消毒流程和自动化更简单的设备操作。

2、缺点：

紫外线消毒不能提供残余消毒能力。处理后的水离开反应器后，一些被紫外线杀死的微生物会在光再生机制下修复受损的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具有氧化作用，不具有氯化作用，因此一般不产生致癌物质。二氧化氯的消毒效果与氯气相当，但当污水中NH3N浓度较高时，氯气消耗量会明显增加。但由于二氧化氯不与NH3发生反应，因此用量不会增加。

2、缺点：

制备低氯含量的二氧化氯比较复杂，且原料（NaClO2）的价格高于其他消毒方法，限制了该方法的广泛采用。

一般来说，液氯消毒主要用于大型污水处理厂，因为其运行成本低、操作简单。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、设备维护成本高等因素，二氧化氯消毒越来越多地应用于中小型污水处理厂。臭氧消毒主要应用于中水处理，具有较强的消毒、脱色作用。还辅以氯消毒，保证出水余氯要求。

除氮技术

氮和磷是植物营养物质，会滋生藻类和水生生物，造成水体富营养化，影响饮用水源。

1生物脱氮技术

1、活性污泥传统脱氮工艺（巴特工艺）

三级生物反硝化系统：由氨化、硝化、反硝化三个反应过程建立的反硝化处理系统。

(一)流程说明

“一级”曝气池：去除COD和BOD，将有机氮转化为NH3 NH4+，

水生化需氧量

在“二级”硝化曝气池中，NH3和NH4+生成NO3—N，碱度降低；

“三级”反硝化池——厌氧和好氧交替运行。

添加甲醇时：

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)工艺的优缺点

该工艺的优点是对各类真菌具有良好的去除效果和良好的环境条件。缺点是需要设备多、成本高、能耗高。

2.A2O反硝化工艺

原水分阶段进入各段缺氧区，使原水中的碳源得到充分利用作为反硝化碳源；由于原水分阶段进入各段，系统前后污泥浓度形成一定梯度，前端污泥浓度较高。可以提高系统的抗冲击能力；同时，分级进水工艺不需要硝化液回流，降低了工艺运行成本。

3.沙龙流程

将亚硝酸氧化菌NOB从反应器中洗脱出来，使反应器中AOB的生长速度大于NOB的生长速度。通过确定合适的污泥停留时间，去除反应器中剩余的污泥。 NOB逐渐被洗掉。

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：

聚合氯化铝（PAC），与Al2(SO4)3反应相同，但pH值不降低；

铝酸钠（NaAlO2）。

2 石灰混凝除磷

石灰与磷的反应如下：

随着pH值的增加，P含量下降（呈对数下降趋势）。

3、同步脱氮除磷工艺

1、霸田铺反硝化除磷工艺

2、AAO法同时脱氮除磷工艺

3.改进的Bardenpho工艺

4.UCT流程

5.MSBR脱氮除磷工艺

6.YAAO流程