污水深度处理方法的探讨

赵玉薇

摘要：污水深度处理：被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域。为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行深度净化的过程。

关键词：污水深度处理；微电解技术；分散式处理；污水处理药剂；污水中磷的处理和回收

污水深度处理：被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域。为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行深度净化的过程。方法如下：

微电解技术是处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场。在处理过程中产生的新生态[H]、Fe2+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2+进一步氧化成Fe3+，它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，特别是在加碱调pH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。其工作原理基于电化学、氧化-还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。

生活污水处理新技术——分散式处理：生活污水分散式生物集成处理系统是针对生活污水的一种新型、经济环保的处理系统。该系统具备设备投资少、运行成本低、安装简便等优势，利用生物强化技术对污染物进行高效降解，可实现对生活污水就地、就近处理，并达到水资源循环再生利用的目的。该系统作为传统污水处理厂的污水处理的有效补充，逐步在城镇居住社区、宾馆酒店、旅游景区、新农村社区等领域得到广泛应用。分散式污水处理技术具有设备占地面积小、无须铺设管网、设备集成度高等特点，因此基础设施费用及土建费用在整体投资中占比较小，仅30%左右，而约有70%的投资主要用于對污水处理设备的采购和安装。

污水处理药剂品种很多，最常用是絮凝剂，絮凝剂可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂。无机絮凝剂如果按分子量的大小分为低分子量和高分子量无机絮凝剂。低分子无机絮凝剂：应用最广泛的是铁系、铝系金属盐。市场主流的有聚合氯化铝，三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铝等。聚合氯化铝（cpolyaluminium chLoricle）是一类新型的主流无机高分子絮凝剂，由于其在水处理中较传统的无机药剂有更高的功效，所以才会迅速的发展和广泛的应用。三氯化铁的水分子式（FeCl3·6H20），特点：形成的矾花沉淀性好，处理低温水或低浊度水效果比铝盐好，适宜pH值范围较宽，但处理后水的色度比铝系的高，有腐蚀性。硫酸亚铁的分子式是（FeS04·H20），特点：离解出的Fe2+只能生成最简单的单核络合物，不如二价铁盐有良好的混凝效果。硫酸铝的分子式是Al2（S04）3，特点：是废水处理中使用最多的絮凝剂，使用便利，絮凝效果好，当水温低时水解困难，形成的絮体较松散，它的有效pH值范围较窄。明矶（Al2（S04）3·K2S04.24H20）的作用机理与硫酸铝比较相似；高分子无机絮凝剂：无机分子絮凝剂混凝效果高、价格低，是最主流无机絮凝药剂。无机高分子絮凝剂的品种按离子度不同可分为阳离子型和阴离子型。阳离子型：有聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合磷酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合磷酸铁、聚亚铁等。阴离子型无机絮凝剂品种较少，是2013年较为主流的是聚合硅酸。

污水中磷的处理方法，化学除磷技术的基本原理是通过投加化学药剂形成不溶性磷酸盐沉淀物，最终通过固液分离的方法使磷从污水中被去除。其主要研究方向集中在化学药剂的优化选择上。化学沉淀法是一种实用有效的技术，其优点是：操作简单、除磷效果好、处理效率可达80%～90%，且效果稳定，不会重新放磷而导致二次污染，当进水浓度较大波动时，仍有较好的除磷效果。缺点是：该法所用药量大，处理费用较高，且产生大量的化学污泥。：化学沉淀法除磷主要指应用钙盐，铁盐和铝盐等产生的金属离子与磷酸根生成难溶磷酸盐沉淀物的方法来去除废水中的磷。最常用的是石灰、硫酸铝、铝酸钠、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁和氯化亚铁。化学絮凝法除磷是将可溶性磷转化为悬浮性磷，并将其滞留。水中的磷大部分是溶解状的无机化合磷，主要是洗涤剂的正磷酸盐和稠环磷酸盐，其余小部分是以溶解和非溶解状态存在的有机化合磷。稠环磷酸盐和有机化合磷一般在生物处理中可转化为正磷酸盐。由于在各种阴离子中，磷酸根对铁离子水解行为影响最为突出，它可以取代与铁离子结合的部分羟基，形成碱式磷酸铁复合络合物，改变铁离子的水解路径。生物除磷技术工艺是一种经济的除磷方法，可以有效的去除磷，而不影响总氮的去除，运行费用低，且可避免化学除磷法产生大量的化学污泥。其中反硝化除磷工艺是当前研究的热点。反硝化细菌的生物摄/放磷作用被代尔夫特工业大学和东京大学研究人员合作研究确认，命名为“反硝化除磷”。反硝化除磷菌（DPB）可以利用O2或者NO3作为电子受体，在厌氧条件下，COD可被降解为醋酸（HAC）等低分子脂肪酸，以供DPB吸收繁殖，同时水解细胞内的磷，并以无机磷酸盐的形式释放出来。在缺氧条件下，DPB利用硝酸氮为电子受体发生生物摄磷作用，同时硝酸氮被还原为氮气。被DPB合并后的反硝化除磷过程能够节省相当的COD与曝气量，同时也意味着较少的细胞合成量。国外对反硝化除磷研究的比较早，与常规生物脱氮除磷工艺相比，反硝化除磷所需的COD量减少30%（以生活污水计算）。反硝化除磷技术已从基础性研究逐步应用到了实际工程中。化学辅助生物除磷，由于生物除磷的稳定性和灵活性较差，易受碳源、pH值等因素的影响，出水的磷含量往往达不到国家排放标准要求，生物除磷的工艺稳定性可通过附加化学沉淀来改善。

污水中磷的回收，鸟粪石（MgNH4PO4·6H20）沉淀法用于除磷，此法可以同时去除和回收磷、氮两种营养元素，尤其是在一些同时含有磷、氮的废水中，应用鸟粪石沉淀法实现这类废水中的磷回收只需要在废水中投加镁源和适当调节pH，因此较为方便。鸟粪石是一种品质极好的磷肥，100m3污水中可以结晶出1kg的鸟粪石，如果各国都进行污水鸟粪石回收，则每年可得6.3万t磷（以P2O5计），从而节约开采1.6%的磷矿。有研究表明，污泥回收磷可减少污泥干固体质量，回收磷后污泥焚烧后产生的灰分量也会显著下降，且鸟粪石除磷工艺产生的污泥体积很小，仅是化学除磷产生的污泥体积的49%。

参考文献：

[1]李梅等编.城市污水处理技术及工程实例.2002.

[2]崔玉川等编.城市污水回用深度处理设施设计计算.2003.

[3]高俊发等主编.污水处理厂工艺设计手册.2003.

（作者单位：北方生态环境市政工程技术有限公司）