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1、目录污水的几种深度处理方法 .21.1 活性炭吸附法与离子交换 .21.2 膜分离法 .21.3.1 湿式氧化法 .31.3.2 湿式催化氧化法 .31.3.3 超临界水氧化法 .41.3.4 光化学催化氧化法 .41.3.5 电化学氧化法 .41.3.6 超声辐射降解法 .51.3.7 辐射法 .51.4 臭氧法 .5污水的三级处理1污水的几种深度处理方法污水深度处理，也称高级处理或三级处理。它是将二级处理出水再进一步进行物理、化学和生物处理，以便有效去除污水中各种不同性质的杂质，从而满足用户对水质的使用要求。深度处理常见的方法有以下几种。1.1 活性炭吸附法与离子交换活性炭是一种多孔性物质
2、，而且易于自动控制，对水量、水质、水温变化适应性强，因此活性炭吸附法是一种具有广阔应用前景的污水深度处理技术。活性炭对分子量在 5003 000 的有机物有十分明显的去除效果，去除率一般为70% 86.7%1，可经济有效地去除嗅、色度、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、颗粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大类。近年来，国外对 PAC 的研究较多，已经深入到对各种具体污染物的吸附能力的研究。淄博市引黄供水有限公司根据水污染的程度，在水处理系统中，投加粉末活性炭去除水中的 COD，过滤后水的色度能降底 12度；臭味降低到 0 度2
3、 。 GAC 在国外水处理中应用较多，处理效果也较稳定，美国环保署（USEPA）饮用水标准的 64 项有机物指标中，有 51 项将 GAC 列为最有效技术3。GAC 处理工艺的缺点是基建和运行费用较高，且容易产生亚硝酸盐等致癌物，突发性污染适应性差。如何进一步降低基建投资和运行费用，降低活性炭再生成本将成为今后的研究重点。BAC 可以发挥生化和物化处理的协同作用，从而延长活性炭的工作周期，大大提高处理效率，改善出水水质。不足之处在于活性炭微孔极易被阻塞、进水水质的 pH 适用范围窄、抗冲击负荷差等。目前，欧洲应用 BAC 技术的水厂已发展到 70 个以上，应用最广泛的是对水进行深度处理4。抚顺
4、石化分公司石油三厂采用 BAC 技术，既节省了新鲜水的补充量，减少污水排放量，减轻水体污染，降低生产成本，还体现了经济效益和社会效益的统一5。今后的研究重点是降低投资成本和增加各种预处理措施与 BAC联用，提高处理效果。1.2 膜分离法膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型的流体分离单元操作技术6,7。它的最大特点是分离过程中不伴随有相的变化，仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很高的分离效果，是一种非常节省能源的分离技术。污水的三级处理1微滤可以除去细菌、病毒和寄生生物等，还可以降低水中的磷酸盐含量。天津开发区污水处理厂采用微滤膜对 SBR 二级出水进行深度处理, 满足了景观、冲洗路面和冲厕
5、等市政杂用和生活杂用的需求8。超滤用于去除大分子，对二级出水的 COD 和 BOD 去除率大于 50%。北京市高碑店污水处理厂采用超滤法对二级出水进行深度处理，产水水质达到生活杂用水标准，回用污水用于洗车，每年可节约用水 4 700 m39。反渗透用于降低矿化度和去除总溶解固体，对二级出水的脱盐率达到 90%以上，COD 和 BOD 的去除率在 85%左右，细菌去除率 90%以上10。缅甸某电厂采用反渗透膜和电除盐联用技术，用于锅炉补给水。经反渗透处理的水，能去除绝大部分的无机盐、有机物和微生物11。纳滤介于反渗透和超滤之间，其操作压力通常为 0.51.0 MPa，纳滤膜的一个显著特点是具有离
6、子选择性，它对二价离子的去除率高达 95%以上，一价离子的去除率较低，为 40%80%12 。潘巧明等人采用膜生物反应器纳滤膜集成技术处理糖蜜制酒精废水取得了较好结果，出水 COD 小于 100 mg/L，废水回用率大于 80%13。我国的膜技术在深度处理领域的应用与世界先进水平尚有较大差距。今后的研究重点是开发、制造高强度、长寿命、抗污染、高通量的膜材料，着重解决膜污染、浓差极化及清洗等关键问题。1.3 高级氧化法工业生产中排放的高浓度有机污染物和有毒有害污染物，种类多、危害大，有些污染物难以生物降解且对生化反应有抑制和毒害作用。而高级氧化法在反应中产生活性极强的自由基（如OH 等），使难降
7、解有机污染物转变成易降解小分子物质，甚至直接生成 CO2 和 H2O，达到无害化目的。1.3.1 湿式氧化法湿式氧化法（WAO）是在高温（150350 ）、高压（ 0.520 MPa）下利用 O2 或空气作为氧化剂，氧化水中的有机物或无机物，达到去除污染物的目的，其最终产物是 CO2 和 H2O14。福建炼油化工有限公司于 2002 年引进了WAO 工艺，彻底解决了碱渣的后续治理和恶臭污染问题，而且运行成本低，氧化效率高15。1.3.2 湿式催化氧化法湿式催化氧化法（CWAO）是在传统的湿式氧化处理工艺中加入适宜的催化剂使氧化反应能在更温和的条件下和更短的时间内完成，也因此可减轻设备腐蚀、降低
8、运行费用16,17。目前，建于昆明市的一套连续流动型 CWAO 工业实验装置，已经体现出了较好的经济性18。湿式催化氧化法的催化剂一般分为金属盐、氧化物和复合氧化物 3 类。目前，考虑经济性，应用最多的催化剂是过渡金属氧化物如 Cu、Fe、Ni、Co、Mn 等污水的三级处理1及其盐类。采用固体催化剂还可避免催化剂的流失、二次污染的产生及资金的浪费。1.3.3 超临界水氧化法超临界水氧化法把温度和压力升高到水的临界点以上，该状态的水就称为超临界水。在此状态下水的密度、介电常数、粘度、扩散系数、电导率和溶剂化学性能都不同于普通水。较高的反应温度（400600 )和压力也使反应速率加快，可以在几秒钟
9、内对有机物达到很高的破坏效率。美国德克萨斯州哈灵顿首次大规模应用超临界水氧化法处理污泥，日处理量达9.8 t。系统运行证明其 COD 的去除率达到 99.9%以上，污泥中的有机成分全部转化为 CO2、H2O 以及其他无害物质，且运行成本较低19 。1.3.4 光化学催化氧化法目前研究较多的光化学催化氧化法主要分为 Fenton 试剂法、类 Fenton 试剂法和以 TiO2 为主体的氧化法。Fenton 试剂法由 Fenton 在 20 世纪发现，如今作为废水处理领域中有意义的研究方法重新被重视起来。Fenton 试剂依靠 H2O2 和 Fe2+盐生成OH，对于废水处理来说，这种反应物是一个非
10、常有吸引力的氧化体系，因为铁是很丰富且无毒的元素，而且 H2O2 也很容易操作，对环境也是安全的 20。Fenton试剂能够破坏废水中诸如苯酚和除草剂等有毒化合物。目前国内对于 Fenton试剂用于印染废水处理方面的研究很多，结果证明 Fenton 试剂对于印染废水的脱色效果非常好。另外，国内外的研究还证明，用 Fenton 试剂可有效地处理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物质的废水。类 Fenton 试剂法具有设备简单、反应条件温和、操作方便等优点，在处理有毒有害难生物降解有机废水中极具应用潜力。该法实际应用的主要问题是处理费用高，只适用于低浓度、少量废水的处理。将其作为难降解有机废水的预处理
11、或深度处理方法，再与其他处理方法（如生物法、混凝法等）联用，则可以更好地降低废水处理成本、提高处理效率，并拓宽该技术的应用范围。光催化法是利用光照某些具有能带结构的半导体光催化剂如TiO2、 ZnO、 CdS、WO3 等诱发强氧化自由基OH，使许多难以实现的化学反应能在常规条件下进行。锐钛矿中形成的 TiO2 具有稳定性高、性能优良和成本低等特征。在全世界范围内开展的最新研究是获得改良的（掺入其他成分）TiO2，改良后的 TiO2 具有更宽的吸收谱线和更高的量子产生率。污水的三级处理11.3.5 电化学氧化法电化学氧化又称电化学燃烧，是环境电化学的一个分支。其基本原理是在电极表面的电催化作用下
12、或在由电场作用而产生的自由基作用下使有机物氧化。除可将有机物彻底氧化为 CO2 和 H2O 外，电化学氧化还可作为生物处理的预处理工艺，将非生物相容性的物质经电化学转化后变为生物相容性物质。这种方法具有能量利用率高，低温下也可进行；设备相对较为简单，操作费用低，易于自动控制；无二次污染等特点。1.3.6 超声辐射降解法超声辐射降解法主要源于液体在超声波辐射下产生空化气泡，它能吸收声能并在极短时间内崩溃释放能量，在其周围极小的空间范围内产生 1 9005 200 K的高温和超过 50 MPa 的高压。进入空化气泡的水分子可发生分解反应产生高氧化活性的OH ，诱发有机物降解；此外，在空化气泡表层的水分子则可以形成超临界水，有利于化学反应速度的提高。超声波对含卤化物的脱卤、氧化效果显著，氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3 、CCl4 等含氯有机物最终的降解产物为HCl、H2O 、CO、CO2 等。超声降解对硝基化合物的脱硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton 试剂等氧化剂将进一步增强超声降解
