淺談污水處理技術

徐佳宇 翁浩

摘 要：通過分解污水處理流程，根據階段的需求尋找不同的方法來分析整個污水處理流程。可通過A2/O、MSBR等工藝進行脫氮除磷，濕式氧化、臭氧氧化技術除去污水COD、BOD，使用混凝沉淀法除去色色度、ss等。

關鍵詞：污水處理；脫氮除磷；A2/O；MSBR；濕式氧化；臭氧氧化；混凝沉淀

根據來源不同，廢水可分為生活污水和工業廢水兩大類。廢水中的污染物種類大致可分為固體污染物、有機污染物、營養性污染物、酸堿污染物、有毒污染物、油類污染物、生物污染物、感官性污染物和熱污染等。使用PH、SS、COD、BOD、NH3-N、TP、油類物質、重金屬、大腸桿菌、色度、溫度等指標來表征的污水的物理、化學或生物性質。污水處理的目的就是將這些污染物從廢水中除去或者削減至其濃度對環境無害化。

1 脫氮除磷

1.1 A2/O工藝

其中A2/O工藝是流程最簡單，應用最廣泛的脫氮除磷工藝。其工藝主要由厭氧池-缺氧池-好氧池-沉淀池構成，原污水及從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進入厭氧反應器，其主要功能是釋放磷，同時對部分有機物進行氨化；之后污水經厭氧反應器進入缺氧反應器，其首要功能是脫氮，硝態氮是通過內循環由好氧反應器送來的；混合液由缺氧反應器進入好氧反應器，去除BOD、硝化和吸收磷都是在該反應器內進行的，這三項反應都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有過剩的磷，而污水中的BOD（或COD）則得到去除。該工藝處理效率一般能達到：BOD5和SS為90%～95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。

1.2 MSBR工藝

隨著科技的發展，環保這個朝陽行業也在不斷的發展進步，二十世紀末中國科學家根據SBR工藝，改良后發明了MSBR工藝，MSBR既不需要初沉池和二沉池，又能在反應器全充滿并在恒定液位下連續進水運行。采用單池多格方式，結合了傳統活性污泥法和SBR技術的優點。在厭氧條件下，活性污泥中的聚磷微生物將細胞內的聚磷水解為正磷酸鹽釋放到胞外，以此為能量吸收污水中的易降解有機物 ，并將其合成為聚β羥基丁酸（ PHB）儲存在體內。在好氧條件下，聚磷微生物以游離氧作為電子受體氧化胞內儲存的PHB，利用反應產生的能量從污水中過量攝取磷并合成為聚磷酸鹽儲存于胞內 ，微生物好氧攝取的磷遠大于厭氧釋放的磷，通過排放剩余污泥實現除磷。MSBR系統同 A2/ O 除磷脫氮系統相比對除磷脫氮具有良好的效果和穩定性，這是由其工藝特點決定的。根據 MSBR系統的工藝流程，在空間和時間上可以認為系統是按照以下方式進行的：原污水 →厭氧 →好氧 →缺氧→好氧 →混合液回流，這種運行方式相當于兩級A/ O 系統的串聯，使脫氮更完全。 MSBR工藝由于結合了傳統A2/ O和SBR的優點，在污染物去除，尤其是氮、磷的同時去除上有較大的優勢且出水水質優且穩定。

2 除COD（BOD）

2.1 濕式氧化法

1958年美國科學家最早發明了濕式氧化法（簡稱WAO）用來處理造紙黑液。工作條件是控制反應溫度為150-350 ℃ ，壓力為5-20MPa，在液相中，用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中呈溶解態或懸浮態的有機物或還原態的無機物的一種處理方法，最終產物是二氧化碳和水。處理后廢水COD去除率可達90%以上。近現代不斷的更新、創造，濕式氧化法得到迅速發展，應用范圍從回收有用化學品和能量進一步擴展到有毒有害廢棄物的處理，尤其是在處理含酚、磷、氰等有毒有害物質方面。濕式氧化過程比較復雜，一般認為有鏈的引發、鏈的發展或傳遞、鏈的終止濕式氧化過程比較復雜三個主要階段。其去除有機物所發生的氧化反應主要屬于自由基反應。生成的？OH 、RO？、ROO？等自由基攻擊有機物RH，引發一系列的鏈反應，生成其他低分子酸和CO2。鏈的引發主要是反應物分子生成自由基的過程；接著鏈的發展與傳遞是自由基與分子相互作用，交替進行使自由基數量迅速增加的過程；最后鏈的終止是若自由基之間相互碰撞生成穩定的分子，則鏈的增長過程終止。溫度越高、攪拌強度越大，反應速度越快，反應進行的越徹底。隨著濕式氧化法不斷的發展創新，它的優點也不斷呈現出來，具有應用范圍廣、處理效率高、速氧化率快、二次污染少、能量少，并且可以回收能量和有用物料等優點。濕式氧化法在國外得到廣泛應用，目前全世界約有200余套WAO裝置，其中日本有50余套，主要用于污泥和工業廢水處理。

2.2 臭氧氧化技術

1840年最早確定電機放電時產生的異味為O3，正式命名為臭氧，直到20世紀80年代末到90年代初，高效臭氧發生技術（高頻高壓電暈法）才被實際應用，臭氧技術應用及產業規模迅速發展。O3在水中的溶解度比純氧高10倍，比空氣高25倍，故臭氧用于氧化污水中的有機物具有很大的優勢。由于臭氧具有很強的氧化性，因而能降解水中的有機污染物。臭氧在自由基激發劑或促進劑存在的條件下，能夠使液體或氣體中產生大量的自由基，這些自由基在極短的時間內，可將液體或氣體中的有機物氧化成簡單的有機物或二氧化碳和水徹底去除。利用臭氧的氧化作用去除有機物，羥基自由基生成量的多少直接影響著反應的速度和溶液中COD的去除率。影響羥基自由基反應的物質大體可劃分為三類，即自由基鏈反應激發劑、自由基鏈反應促進劑和自由基抑制劑。但是由于臭氧具有很強的氧化性，因此臭氧發生器、臭氧接觸塔以及傳輸管道和閥門必須采用抗臭氧氧化的材料，包括玻璃、不銹鋼、特氟隆和未增塑的聚氯乙烯塑料等，而這些材料的價格一般比較高。隨著電子技術的發展，臭氧的造價必將逐步降低，我相信臭氧氧化技術在不久的將來會得到廣泛的應用。

3 除色度、ss

3.1 混凝沉淀法

混凝沉淀去除的對象是二級處理水中呈膠體和微小懸浮狀態的有機和無機污染物，從表觀而言，就是去除污水的色度和混濁度。混凝效果最佳溫度最好在20-30℃。混凝劑有無機混凝劑、有機混凝劑、高分子混凝劑三種，其中無機混凝劑主要是一些無機電解質，如明礬、石灰等。其作用機理是通過外加離子改變膠粒的ζ電勢，使之發生聚沉；有機混凝劑主要是一些表面活性物質，如脂肪酸鈉鹽、季銨鹽等，它們屬于離子型的有機物，能顯著降低膠粒的ζ電勢，并且他們能強烈地吸附在膠粒表面，使膠粒周圍的水層減小，故易發生聚；而高分子混凝劑包括天然高分子化合物如明膠以及人工合成高分子，如聚丙烯酰胺。其基本原理就是在混凝劑的作用下，通過壓縮微顆粒表面雙電層、降低界面ζ電位、電中和等電化學過程，以及橋聯、網捕、吸附等物理化學過程，將廢水中的懸浮物、膠體和可絮凝的其它物質凝聚成“絮團”。再經沉降設備將絮凝后的廢水進行固液分離，“絮團”沉入沉降設備的底部而成為泥漿，頂部流出的則為色度和濁度較低的清水。混凝沉淀法具有效率高、處理方法成熟、穩定、操作較簡單等優點。

4 總結

污水處理方法多種多樣，通過現代發展的科學技術將各個方法不斷的創新、降低成本、綠色處理使污水處理工藝更加的方便高效。將不同的工藝進行串聯、相互引用、穿插起來，會達到“1+1>2”的效果。我相信污水處理行業會更加先進，環保行業會更加興旺！

參考文獻：

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