活性砂技術在污水深度處理中的應用探討

魏川航

【摘要】：在我國工業發展和經濟增速呈現迅猛發展態勢的今天，對高能耗產業的治理已經成為國策，被視為國家發展和建設的頭等大事予以重視。在眾多高能耗產業中，污水處理牽扯到的是經濟命脈及人民的健康和生存質量，因此是當今眾多能耗治理事項中最為重要的一項。但是，現實情況并不容樂觀，污水的排放量與日俱增，污水治理技術卻相對滯后。很多污水處理技術依然保持著高能耗、重污染的狀態。這對當前面對能源危機和生態污染嚴重的我國是非常不利的，必須狠下力氣予以整治。

【關鍵詞】：活性砂技術；污水；深度處理；應用探討

1、污水深度處理概述

污水深度處理與三級處理有很大的不同，其中，三級處理主要指在完成二級處理以后再施加一道處理工序，以此獲得較好水質，而深度處理的含義不局限于此，充分利用二級處理的新型工藝來獲得良好水質同樣屬于深度處理。例如，生物除磷和生物脫氮等都是在二級處理工藝中進行的，特別是除磷過程十分簡便，合理應用活性污泥法，在不增加額外投資的基礎上，以改變工況的方式即可去除營養鹽氮磷，同時，還具有有效抑制絲狀菌，避免污泥發生膨脹的作用。當前很多污水廠都在積極應用這一除磷工藝，從整體上降低了磷污染負荷，這對具有一定閉鎖性特點的海灣和湖泊有重要價值。除了二級處理外，深度處理也包含三級處理。在實際工作中，如果對再生水的應用對色度、臭味和COD等有特殊要求，需在完成二級處理以后施加臭氧氧化和生物膜過濾等新工藝，以提高再生水的凈化程度，進而滿足應用要求。

2、城市污水的深度處理措施

2.1、污水一級處理

在污水處理中，一級處理被稱為物理處理以及預處理方法。主要是通過運用物理方法有效地去除城市污水當中的一些懸浮物、漂浮物等。一級處理技術處理后的污水，能夠將沉降后的大顆粒懸浮物雜質去除，雖然一級處理污水的方法對于我們城市污水處理起到的作用很重要，但是此種方法不能夠單獨地進行使用，必須要配合其他的污水處理工藝一起使用，從而達到其他工藝的前期預處理程序提升污水處理的效果。運用一級處理技術處理的污水能夠作為中水回收使用，這樣不僅能夠有效緩解城市水資源缺乏問題，并且還能夠有效地節約污水處理的費用，有著較強的應用價值。

2.2、污水二級處理

（1）運用普通活性污泥法。普通活性污泥法這種方法的主體是曝氣池以及二沉池，其中還包含了曝氣系統、污泥回流系統、剩余污泥排放等。將經過一級處理后的污水與活性污泥在曝氣池當中融合，形成混合液。而我們要想讓活性泥接觸到廢水，必須要運用曝氣池當中的曝氣裝置。在活性泥的作用下能夠充分地吸附污水中的污染物，當中的可溶性污染物便被生物群有效分解。經過沉淀后，活性泥便與凈化水自然地分解出來，因為重力活性泥的濃度較高，二沉池可以充分發揮其吸刮泥機的作用，使其回流到污泥集泥池。

（2）除磷脫氮的活性污泥法。除磷脫氮的活性污泥法，這種方法通常采用的是UCT工藝，主要是將缺氧區劃分成兩個區，前邊的缺氧池接受的只是回流污泥，并保持部分混合液能夠回流到此區域內。而其中的另一個缺氧池只對回流污泥當中的硝酸鹽有一定的要求，所以另一個缺氧池則接受好氧區的混合液并進行反硝化作用。通過把缺氧、厭氧以及好氧這三種不同微生物菌群有效地融合到一起，就能夠將有機物有效去除，并實現降磷以及脫氮處理。

（3）生物膜法。生物膜法是通過生物理技術使固液分離，其適應性、凈化功能力比較強，而且費用較低，通過生物接觸氧化法與生物轉盤法，來凈化污水中附著的微生物群，可以使污水當中的污泥量降低。在二級處理過程當中，我們運用生物膜法所產生的效果和活性污泥法是相同的，但是這種方法具備運行穩定、占地面積小、沖擊性較強、可封閉運行以及反硝化力強等多種優勢。

3、活性砂技術在污水深度處理中的應用

3.1、活性砂技術工作原理

微生物可以利用水體中豐富的污染物作為食物，在濾砂的表面生長和拓殖大量的微生物，形成生物膜，不僅可以去除固性懸浮物，也可以將廢水中其他的污染物例如 BOD、氨氮、硝基氮等污染物轉化去除，從而更進一步凈化水質。因為氣提管的物理泵原理，濾砂連續不斷的從底部上升至砂清洗器，砂床處于一種連續而緩慢的向下運動狀態。濾砂表面上附著的污染物和老化的生物膜在汽提管的紊流狀態下洗脫下來，并隨清洗水流出過濾器。因微生物附壁生長的特性，具有生命活力的微生物經過碰撞、反洗后，附著在濾砂表面，隨著濾砂返回砂床，繼續參與污染物的去除。而從濾砂器表面排放的清洗水可回流至二沉池進行再沉淀處理。

3.2、水路

待處理的污水通過進水管道進入活性砂濾池系統，再經過布水器使得污水均勻分布于整個沙層，污水向上流動，經過砂床的自然過濾以及微生物的作用，將污染物去除，出水經濾池頂部進入出水渠排出。

3.3、砂路

石英砂在水流上升的過程中，因重力作用散落在砂層表面，附著生物膜的砂粒從導砂錐底部經過提砂管提升至洗砂器中，在提砂的過程中，中心管內氣水的劇烈擾動使得砂粒上的污染物脫落。附帶污染物的砂粒經過洗砂器內的迷宮結構進行清洗，此外，上升的逆流清水進行再次清洗，清洗后的濾砂散落在沙層頂部，開始下一輪循環。

3.4、氣路

砂粒的上升和清洗過程主要依賴于壓縮空氣的物理泵原理，在洗砂器的頂部，空氣得到釋放，通過調節氣量的大小，可以調節濾砂清洗強度以及反沖洗水量的大小。

3.5、化學除磷

在線加藥，依靠機械混合器，通過微絮凝作用使得水中的PO4-P與金屬陽離子反應生成磷酸鹽沉淀，后經過連續砂濾器中砂床的過濾作用將沉淀物捕捉，從而達到去除總磷的目的。

3.6、生物脫氮

在生物連續砂濾反硝化過程中，投加的碳源首先消耗水中的溶解氧為反硝化細菌提供厭氧的環境。利用水中的碳源和硝態氮，微生物可以在濾砂的表面生長和拓殖，形成生物膜，在去除固性懸浮物的同時，將廢水中的硝態氮等污染物轉化去除，從而更進一步凈化水質。

布水采用了先管道輸送保障流量計前五后三的布置原則，在砂濾池中利用三通進入渠道布水，實現中間分水進水的方式，最大限度地達到了布水均勻性。

綜上所述，污水深度處理的實際普及率標志著城市用水的循環水平，污水的深度處理與再生水的高效利用不僅是營造良好水循環系統、保護水環境和實現可持續利用目標的重要支柱，還對構建新時期循環型社會有著十分重要的作用。

【參考文獻】：

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