污水深度處理方法的探討

趙玉薇

摘要：污水深度處理：被廣泛應用于建筑、農業，交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域。為使污水達到排入某一水體或再次使用的水質要求，并對其進行深度凈化的過程。

關鍵詞：污水深度處理；微電解技術；分散式處理；污水處理藥劑；污水中磷的處理和回收

污水深度處理：被廣泛應用于建筑、農業，交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域。為使污水達到排入某一水體或再次使用的水質要求，并對其進行深度凈化的過程。方法如下：

微電解技術是處理高濃度有機廢水的一種理想工藝，又稱內電解法。它是在不通電的情況下，利用填充在廢水中的微電解材料自身產生1.2V電位差對廢水進行電解處理，以達到降解有機污染物的目的。當系統通水后，設備內會形成無數的微電池系統，在其作用空間構成一個電場。在處理過程中產生的新生態[H]、Fe2+等能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，比如能破壞有色廢水中的有色物質的發色基團或助色基團，甚至斷鏈，達到降解脫色的作用；生成的Fe2+進一步氧化成Fe3+，它們的水合物具有較強的吸附-絮凝活性，特別是在加堿調pH值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的吸附能力遠遠高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量吸附水中分散的微小顆粒，金屬粒子及有機大分子。其工作原理基于電化學、氧化-還原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用對廢水進行處理。

生活污水處理新技術——分散式處理：生活污水分散式生物集成處理系統是針對生活污水的一種新型、經濟環保的處理系統。該系統具備設備投資少、運行成本低、安裝簡便等優勢，利用生物強化技術對污染物進行高效降解，可實現對生活污水就地、就近處理，并達到水資源循環再生利用的目的。該系統作為傳統污水處理廠的污水處理的有效補充，逐步在城鎮居住社區、賓館酒店、旅游景區、新農村社區等領域得到廣泛應用。分散式污水處理技術具有設備占地面積小、無須鋪設管網、設備集成度高等特點，因此基礎設施費用及土建費用在整體投資中占比較小，僅30%左右，而約有70%的投資主要用于對污水處理設備的采購和安裝。

污水處理藥劑品種很多，最常用是絮凝劑，絮凝劑可以分為無機絮凝劑和有機絮凝劑。無機絮凝劑如果按分子量的大小分為低分子量和高分子量無機絮凝劑。低分子無機絮凝劑：應用最廣泛的是鐵系、鋁系金屬鹽。市場主流的有聚合氯化鋁，三氯化鐵、硫酸亞鐵和硫酸鋁等。聚合氯化鋁（cpolyaluminium chLoricle）是一類新型的主流無機高分子絮凝劑，由于其在水處理中較傳統的無機藥劑有更高的功效，所以才會迅速的發展和廣泛的應用。三氯化鐵的水分子式（FeCl3·6H20），特點：形成的礬花沉淀性好，處理低溫水或低濁度水效果比鋁鹽好，適宜pH值范圍較寬，但處理后水的色度比鋁系的高，有腐蝕性。硫酸亞鐵的分子式是（FeS04·H20），特點：離解出的Fe2+只能生成最簡單的單核絡合物，不如二價鐵鹽有良好的混凝效果。硫酸鋁的分子式是Al2（S04）3，特點：是廢水處理中使用最多的絮凝劑，使用便利，絮凝效果好，當水溫低時水解困難，形成的絮體較松散，它的有效pH值范圍較窄。明磯（Al2（S04）3·K2S04.24H20）的作用機理與硫酸鋁比較相似；高分子無機絮凝劑：無機分子絮凝劑混凝效果高、價格低，是最主流無機絮凝藥劑。無機高分子絮凝劑的品種按離子度不同可分為陽離子型和陰離子型。陽離子型：有聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合磷酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵、聚合磷酸鐵、聚亞鐵等。陰離子型無機絮凝劑品種較少，是2013年較為主流的是聚合硅酸。

污水中磷的處理方法，化學除磷技術的基本原理是通過投加化學藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀物，最終通過固液分離的方法使磷從污水中被去除。其主要研究方向集中在化學藥劑的優化選擇上。化學沉淀法是一種實用有效的技術，其優點是：操作簡單、除磷效果好、處理效率可達80%～90%，且效果穩定，不會重新放磷而導致二次污染，當進水濃度較大波動時，仍有較好的除磷效果。缺點是：該法所用藥量大，處理費用較高，且產生大量的化學污泥。：化學沉淀法除磷主要指應用鈣鹽，鐵鹽和鋁鹽等產生的金屬離子與磷酸根生成難溶磷酸鹽沉淀物的方法來去除廢水中的磷。最常用的是石灰、硫酸鋁、鋁酸鈉、三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵和氯化亞鐵?；瘜W絮凝法除磷是將可溶性磷轉化為懸浮性磷，并將其滯留。水中的磷大部分是溶解狀的無機化合磷，主要是洗滌劑的正磷酸鹽和稠環磷酸鹽，其余小部分是以溶解和非溶解狀態存在的有機化合磷。稠環磷酸鹽和有機化合磷一般在生物處理中可轉化為正磷酸鹽。由于在各種陰離子中，磷酸根對鐵離子水解行為影響最為突出，它可以取代與鐵離子結合的部分羥基，形成堿式磷酸鐵復合絡合物，改變鐵離子的水解路徑。生物除磷技術工藝是一種經濟的除磷方法，可以有效的去除磷，而不影響總氮的去除，運行費用低，且可避免化學除磷法產生大量的化學污泥。其中反硝化除磷工藝是當前研究的熱點。反硝化細菌的生物攝/放磷作用被代爾夫特工業大學和東京大學研究人員合作研究確認，命名為“反硝化除磷”。反硝化除磷菌（DPB）可以利用O2或者NO3作為電子受體，在厭氧條件下，COD可被降解為醋酸（HAC）等低分子脂肪酸，以供DPB吸收繁殖，同時水解細胞內的磷，并以無機磷酸鹽的形式釋放出來。在缺氧條件下，DPB利用硝酸氮為電子受體發生生物攝磷作用，同時硝酸氮被還原為氮氣。被DPB合并后的反硝化除磷過程能夠節省相當的COD與曝氣量，同時也意味著較少的細胞合成量。國外對反硝化除磷研究的比較早，與常規生物脫氮除磷工藝相比，反硝化除磷所需的COD量減少30%（以生活污水計算）。反硝化除磷技術已從基礎性研究逐步應用到了實際工程中。化學輔助生物除磷，由于生物除磷的穩定性和靈活性較差，易受碳源、pH值等因素的影響，出水的磷含量往往達不到國家排放標準要求，生物除磷的工藝穩定性可通過附加化學沉淀來改善。

污水中磷的回收，鳥糞石（MgNH4PO4·6H20）沉淀法用于除磷，此法可以同時去除和回收磷、氮兩種營養元素，尤其是在一些同時含有磷、氮的廢水中，應用鳥糞石沉淀法實現這類廢水中的磷回收只需要在廢水中投加鎂源和適當調節pH，因此較為方便。鳥糞石是一種品質極好的磷肥，100m3污水中可以結晶出1kg的鳥糞石，如果各國都進行污水鳥糞石回收，則每年可得6.3萬t磷（以P2O5計），從而節約開采1.6%的磷礦。有研究表明，污泥回收磷可減少污泥干固體質量，回收磷后污泥焚燒后產生的灰分量也會顯著下降，且鳥糞石除磷工藝產生的污泥體積很小，僅是化學除磷產生的污泥體積的49%。

參考文獻：

[1]李梅等編.城市污水處理技術及工程實例.2002.

[2]崔玉川等編.城市污水回用深度處理設施設計計算.2003.

[3]高俊發等主編.污水處理廠工藝設計手冊.2003.

（作者單位：北方生態環境市政工程技術有限公司）