淺談高級氧化過程和生物處理法在污水處理的應用

常虹(北京清大國華環境股份有限公司，北京 100085)

淺談高級氧化過程和生物處理法在污水處理的應用

常虹(北京清大國華環境股份有限公司，北京 100085)

我國經濟的發展，使得我國的城市和縣城污水排放量不斷增加，近幾年我國加強了污水處理廠的建設。“九五”期間開始實施重點流域水污染防治規劃，城鎮污水處理廠大幅度提升了出水排放標準。本文將對高級氧化過程和生物處理法在污水處理中的具體應用進行分析研究。

污水處理；高級氧化過程；生物處理法；應用

隨著社會快速發展，推動了我國現代化城市建設，國家越來越重視城市基礎建設，加大對城鎮污水處理系統的投資，提升了城鎮污水處理廠質量。因為傳統的污水處理工藝中還存在許多的問題，已經無法滿足社會發展的需要，需要對污水處理工藝進一步的改進和完善，將高級氧化過程和生物處理技術應用到污水處理中能起到較高的應用效果，筆者將分別從：高級氧化技術分析、高級氧化技術與生物處理法的具體應用，兩個方面來闡述。

1 高級氧化技術概述

高級氧化技術的提出，可追溯到1987年的美國，當時美國《環境科學與技術》雜志主編W·H·Glaze首次提出了高級氧化技術的定義，他認為，高級氧化過程是通過聲、電、光等物理化學工程所實現，通過自由基來對污水有機物加以降解，最后將有機物轉化為CO2和H2O。

高級氧化技術具有反應速度快、分解效果徹底、操作簡便等特點，將其應用到污水處理中，能迅速完成降解工作。就目前來看，常見的高級氧化技術分為多個種類，如：Fenton法、類Fenton法、臭氧氧化法、濕式氧化法、電化學氧化法、超聲氧化法等。

2 高級氧化技術與生物處理法的具體應用

2.1 類Fenton法

Fenton法是由法國科學家Fenton發現，他在某次實驗中，發現Fe2+與H2O2混合溶液能將污水中的有機物迅速分解，并逐漸生成含Fe3+沉淀物。為了紀念這位科學家的杰出貢獻，后人經過整理，將Fe2+與過H2O2組合稱為Fenton試劑。實際上，Fenton法又分為傳統Fenton法與類Fenton法。

傳統Fenton法在我國許多領域都發揮了作用，尤其是工業廢水處理中，然而其應用效果不盡人意。將類Fenton法應用到污水處理中，通過Fe2+與H2O2混合液可迅速去除污水有機物，COD去除率高達95%。

2.2 超聲氧化法

在高級氧化技術中，超聲氧化法作為重要技術，主要利用16kHz～1MHz頻率的超聲波，來對污水加以處理。在超聲氧化技術下，污水溶液會在短時間內形成超聲空化，并生成濃度較高的氧化物·OH和H2O2，氧化物的出現能在一定程度上分解污水有機物。經筆者研究，超聲氧化法主要集中了超臨界水氧化、自由基氧化，將其應用到污水處理中，具有較高的利用效率，具有較好的發展前景。

然而超聲氧化法使用成本相對較高，并且具有一定使用局限性，尤其在一些難揮發的有機物處理中難以發揮效果，因此在使用過程中還應搭配其他氧化技術。

2.3 生物膜低溫硝化強化技術

生物膜低溫硝化強化技術是經過曝氣池固定細菌的硝化數量，或者是在曝氣池之中放置填料，以此提升曝氣池細菌數量和抵抗外界的環境變化能力，進而增強處理系統的除氨氮的能力。在城鎮污水處理廠改造升級系統的過程中，流化床生物膜反應器技術以及曝氣生物濾池技術是最為廣泛應用的低溫硝化強化技術。流化床生物膜反應器技術通過在曝氣池之中放置填料，將其作為微生物依附生長的載體，形成有利于硝化細菌生長的環境。美國的污水處理廠是世界上第一個流化床生物膜反應器技術升級改造成功的案例，進水時氨氮濃度為35mg∕L，而出水時氨氮濃度則低于0.5mg∕L。冬季時期運行流化床生物膜反應器技術，其出氨氮率可處在一個穩定的指標。其優點在于水力停留時間短、資金運行少、出水質量優好等特點，此技術在城鎮污水處理廠中得到廣泛應用。

2.4 生物低溫硝化強化技術

生物低溫硝化強化技術主要包括兩類，一是通過吸附、氧化等作用進行去除氨氮，例如通過沸石吸附-生物再生技術去除氨氮。在城鎮中小型的污水廠升級改造過程中，硝化強化的重要方式是把吸附技術鑲嵌入工藝之中，但是目前城鎮污水處理廠運用吸附技術和化學氧化技術較少。二是經過分離膜技術不斷強化生物處理，以此不斷強化硝化作用，其中最為代表的是膜-生物反應器技術。膜-生物反應器技術主要通過分離膜技術代替二沉池而分離固液，完全分離水力停留時間、污泥齡，保障膜-生物反應器技術能在長時間的污泥齡、較高污泥濃度中運行，實現長周期的硝化細菌富集生長，不斷提高處理系統的硝化能力，其去氨氮率超過98%。因此，我國很多的城鎮污水處理廠在升級改造的過程中，通常會應用膜-生物反應器技術。

3 結語

隨著時代的發展，我國水污染現狀越來越嚴重，水體富營養化程度也越來越高，其主要原因是氮排放超標，直接影響了水體質量和環境。為改善這種污染現狀，將高級氧化技術與生物處理技術聯合應用，既能將高級氧化技術快速、高效反應作用發揮，又能減少傳統生化工藝占地，充分提高污水處理效果，降低運行成本。加強高級氧化技術與生物處理技術結合，使工藝技術的適用性、高效性、經濟性得到更有效的發揮。

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