污水处理厂尾水深度处理工艺研究

李孟洋（华能澜沧江水电股份有限公司，云南 昆明 650214）



污水处理厂尾水深度处理工艺研究

李孟洋（华能澜沧江水电股份有限公司，云南 昆明 650214）

随着世界经济的不断发展，水资源短缺问题日益严重，水资源的加速缺失反过来也会制约经济的快速发展，为保证经济的稳定快速发展，必须要注重水资源的回收利用。当前，我国的水资源正逐步呈现日益紧张状态，对于水资源浪费和污水处理问题必须要加强重视。但不可否认的是，污水中残留的污染物以及重金属物质等微量污染物仍会对人体健康带来隐患。为保障可以最大限度的减少这类残留污染物对人体造成的伤害，必须要在经济最优化的基础上，增强污水尾水深度处理技术，以提高水资源利用率，缓解我国日益紧张的水资源状态，进而促进经济的飞速发展。

污水处理；尾水深度；处理工艺

近年来，水资源的污染问题越来越牵引着世界各国人民的神经，如何卓有成效的提高水资源回收利用效率，缓解水资源紧张状况，成为当前研究的重点课题。污水处理厂作为水资源回收利用的主要场所，其处理工艺的高低决定着污水回收利用率的高低。众所周知，高效率的污水回收利用对于降低水污染、保护水资源环境意义重大，最大限度的减少水资源浪费及污染可以尽可能的促进资源与环境的协调发展，可以最大限度的实现当前社会的经济效益、社会效益以及不容忽视的环境效益。因此，提高污水尾水处理工艺的技术水平是促进当前经济发展、完善水资源环境的最关键环节。

1　关于污水深度处理

1.1深度处理技术概况

污水的深度处理并不仅仅局限于三级处理，一般意义上的三级处理是在二级处理之后增加额外的设施，以达到污水水质的良好净化，除此之外，采用新技术后的二级处理取得的更好的水质状况也属于深度处理。

污水深度处理技术在国外的发展历史较长，可追溯到20世纪20年代，这项技术在随后的几十年内，得到广泛而深入的传播与应用。以西亚干旱地区的国家以色列为例，该国于20世纪60年代就开始广泛深入的研究污水处理与高效回收课题，并将其作为一项基本国策。由于地理环境以及气候原因，以色列地区水资源短缺异常严峻，解决这一棘手问题的对策就是大力提高污水处理技术，以此提高污水再利用效率。当前，以色列在生活污水以及城市污水的净化回收利用方面取得了显著的成就，极大程度上缓解了该国的水资源紧张状况。

1.2国内现状

我国国内的污水处理工艺，相较于欧洲发达国家来说，技术落后且污水回收利用率较低，不仅是因为我国污水处理工艺起步较晚，发展时间相对较短，还由于我国的资金投入不高，科技力量薄弱。但不可否认的是，此项处理技术在十多年的发展期内也取得了骄人的成果，我国的城市污水处理以及生活污水处理技术也得到显著的提高。

当前，我国的污水深度处理已成为国家重点关注的项目，污水深度处理与回收利用已成为建设部科技攻关项目，得到国家和各界人士的关注，因而，我国的污水深度处理也得到了广泛的实践研究。

1.3水质状况

（1）通过对当前我国的污水处理厂水质的调查研究发现，经由污水处理厂处理过的污水中仍然具有高含量的氮磷等物质，而有机物含量则相对较少。有机物作为去除氮磷等物质的最佳碳源，其含量的高低直接决定了污水中氮磷的含量，但采用传统的活性污泥处理法去除氮磷等物质而效果一般，因此，针对这种状况必须要研究污水处理中二级处理的深度处理工艺。

（2）当前比较尴尬的情况是，即使污水处理厂的工艺如何繁复，而出水质量依然不容乐观。我国在污水处理中常采用的工艺主要有活性污泥处理法、土地处理法以及一级处理等，即使是在城市污水处理中采用二级处理技术，出水质量也难以完全达到出水标准。目前，高达50%的污水属于未达到排放标准而排出的水，这些水进入生态圈循环后，会对河流、湖泊、土地等造成严重的污染，进而对人体造成伤害。

1.4不断提高污水处理技术

为响应国家节能减排的号召，在污水深度处理技术的提高方面，必须要不断实践、不断创新。

（1）强化脱氮除磷技术

污水处理水平的高低受经济发展水平和科技发展实力的制约，当前我国的污水处理技艺大致经过了这样三个阶段：直流排放、主要处理有机物的污水排放以及有机物处理与脱氮除磷同时进行。不容忽视的是，当前我国的污水处理系统普遍存在污水处理效率偏低、处理能耗较大、尾水排放标准不高等问题，因此，大多数城市的污水处理系统技术亟待增强，进而提高污水处理出水水质，甚至以此增加城市生活用水与景观用水，不断提高污水回收利用效率。因此，必须不断强化污水深度处理技术。

（2）开发污水深度处理技术

对当前的污水处理系统进行不断优化升级是提高出水水质的重要手段，同时还可以最大程度的减少污水中的污染物，但伴随着经济水平的不断提升，居民对于环境的要求也日益提高，因此，对污水进行深度处理是必不可少的。由于当前我国科技水平的阻碍，对于污水深度处理技艺的提高以及未来的污水处理将采用何种手段成为当前以及未来我国面临的严峻问题。

（3）提高污水处理技术以及配套设备

经济的飞速发展促进科技力量的长足发展，我国的污水处理技术也随之迈入高速发展创新的时代。就目前来说，我国的污水处理技艺与西方发达国家相比还存在着较大的差距，而配套设备与发达国家相比也是十分落后的，设备陈旧已无法满足污水处理技艺的快速更新。为提高污水的回收利用率，必须要增强处理技术，不断更新设施以满足发展的脚步。

1.5污水深度处理工艺类型

（1）常规处理方法

常规处理方法在当前的污水深度处理中得到比较广泛的应用，常规处理方法主要包括这样几个处理形式：混凝沉淀、超速过滤以及微滤等。

（2）物理方法

所谓的物理处理方法主要是指吸附处理技术，其中，沉淀是最常见的物理处理手段。在吸附处理中，最常用的活性剂主要有活性炭、粘土、沸石等，活性炭活性剂是应用范围最广的物理方法，这主要是因为活性炭处理工艺占地面积小，工艺过程简单易操作，活性炭的适用范围较广，对各类水质都有比较强的净化作用。活性炭活性剂在未来将拥有比较可观的前景，但其建设资金的投入以及活性炭的再生成本必然成为研究的重点。

（3）化学氧化方法

化学氧化方法是通过在污水中投入氧化剂的形式净化污水的方法，目前应用较广的氧化剂主要有高锰酸钾、臭氧以及氯化氧化等。化学氧化方法可以最大程度的减少污水中的有害物质，为后续水质的处理减轻压力，但不可否认的是，化学处理方法会产生氧化副产品，极易影响水质，进而对生态圈造成不可预估的破坏，因此，对化学氧化方法还要深入研究。

（4）生物处理方法

生物处理方法是指利用污水中微生物的新陈代谢活动，分解污水中有害物质从而净化水质的方法。生物处理方法不仅资金投入较少、处理工艺简单、处理效果良好，而且此方法不会产生净化副产品，对水质不会造成不良的影响，因而，生物处理方法得到大范围的推广使用。尽管如此，生物处理方法的缺点也不容忽视，比如填料堵塞问题、装置排泥问题等。

2　深度处理污染物去除机理

2.1悬浮物去除机理

（1）生物絮凝作用

絮凝是指污水中物质之间相互凝聚，从而使得颗粒增大沉降。微生物在其新陈代谢过程中会分泌出促絮凝的物质，这些物质首先会促使污水中物质凝成菌胶团，进而形成活性絮体。生物絮凝过程中，污水中悬浮物质之间相互凝聚，颗粒逐渐增大而沉降，大大减少污水中的悬浮物质。

（2）生物吸附及降解

生物膜作为污水处理的重要手段，在处理悬浮物质方面作用明显。污水中的有机物在经过生物膜表面时，其中颗粒较大的便会被吸附降解。

（3）截留沉淀

污水中的部分悬浮物由于自身颗粒体积较大，从而被填料拦截沉淀，通过定期排泥清除出去。

2.2有机物去除机理

当污水中有机物较低时，这些有机物质主要通过易养菌分解，易养菌比表面积较大，可以在有机物含量较低的情况下繁殖。易养菌以有机物质为载体，在氧气充足的情况下可以将有机物分解成二氧化碳和水。

2.3磷的去除机理

利用微生物除磷是当前应用范围较广的生物除磷方式之一，利用聚磷菌可以从外部摄取磷并以聚合的形态将大量的磷储藏在菌体内的特性，可以大量去除污水中的磷物质。

3　深度处理工艺方案

深度处理主要技术方法：

（1）混凝沉淀处理技术

混凝沉淀是常规处理方法中应用最为广泛的，也是最为常用的污水深度处理方法。混凝沉淀法主要去除污水中的颗粒物以及呈悬浮状的有机和无机污染物质，混凝沉淀法对污水的色度和浊度作用明显，混凝沉淀除了可以去除污水中的非溶解物质外，对于污水中的部分溶解性物质也有部分去除作用。比如，可以有效去除水体中的氮、磷等物质，从而大大降低缓流水体的富营养化，极大地缓解了水环境的污染破坏。但不容忽视的是，混凝沉淀主要还是作用于悬浮物质，对于污水尾水中的氮、磷等物质的去除并不十分有利，然而污水尾水的处理主要就是针对氮、磷等物质的处理，因此还需要增加其他处理手段，以保证尾水排出的标准化。除此之外，在污水尾水处理中，混凝剂的消耗极大，需要经济资金的大量投入，不利于大范围的推广使用。

（2）膜生物反应器处理技术

步入21世纪以来，科技实力不断增强，经济水平不断提高，各国对于污水回收利用的技术水平不断提升，各类高科技技术不断被应用与污水处理之中。膜生物反应器作为科技含量较高的处理技术，自发现以来，不断得到各个国家、商业公司以及各大科研院所的应用推广。同时，膜生物反应器处理技术也不断完善以适应当前的应用需求，此项技术正逐渐成为污水尾水深度处理的核心工艺。

膜生物反应器在污水尾水处理方面作用明显，大大提高了污水回收利用效率，但研究发现其劣势也不容忽视，比如大量膜的使用必然会导致膜污染，膜生物反应器作为科技技术含量比较高的应用手段，必然会需要高投资，且该技术能耗也比较高，除此之外，该项技术还存在着设计不规范、专用设备短缺的问题。

（3）曝气生物滤池处理技术

曝气生物滤池有多种处理形式与操作方法，但其基本的应用原理保持一致。在滤池内填充粒径统一、表面粗糙的填充物，利用特定的培养手段，使其表面覆盖生物膜，利用这层生物膜的生物降解作用以及生物絮凝能力有效处理污水中的污染物质。同时，填充物还可以发挥较大程度上的过滤作用，将污水中的悬浮物质过滤拦截，保证脱落后的生物膜不会随流水排出。

曝气生物滤池的运行具有周期性，在作用一定时间后，滤池的处理能力就会大大降低，因此需要对整个滤池进行冲洗，尤其是可以冲掉填充物中的过滤物质，以更新生物膜。曝气装置可以将滤池分为好氧区和厌氧区，两个区域交替作用，可以很好的达到去氮除磷的目的，使污水水质排放达标。

曝气生物滤池与其他处理技术相比较，其自身的优势不容小觑，此项处理技术占地面积小、基础设施建设资金投入较少、技术运用能耗较低，但该处理技术同样存在缺点，曝气滤池的进水控制难度较大，设计不合理往往导致水头损失以及频繁的反冲洗，除此之外，填充物的选择也要慎重。

（4）生物接触氧化法

生物接触氧化法主要利用填料上的微生物起作用，微生物的新陈代谢需要大量的氮、磷等物质，这正好可以快速清除污水中的氮、磷等污染物质，降低水的富营养化。生物接触氧化法因其自身独特的工艺，已成为污水尾水深度处理中最常用的方法。其特点主要包括这样几个方面：

①此项污水处理工艺操作简单，投资较少，运行所需成本较低，污水处理效果较高，适用范围广，具有超强的耐冲击负荷力，不仅运行速度较快且能去除常规处理方法中不能去除的污染物质，如：氮、磷、铁等。除此之外，生物接触氧化法管理简单，排水水质可以得到有效保障。

②生物接触氧化法同样存在劣势，此项工艺技术容易导致填料间的水流缓慢，冲刷阻力较小，生物膜脱落只能依靠自身，因而，更新速度较慢，阻塞问题时有发生。除此之外，有些填料的价格也比较昂贵。当前，我国在使用的填料主要有颗粒活性炭、立体弹性材料以及塑料制蜂窝填料等。

4　结语

随着经济的飞速发展，国民生产水平不断提高，居民生活质量也得到显著改善，逐步实现小康社会和建设和谐社会不仅仅是一个口号。但随着生产的规模化，对水资源的需求也逐步加大，水资源的浪费现象和水资源利用率低的问题日益严重，不仅是我国，全世界都面临着水资源紧张的威胁。因此，如何采取卓有成效的手段解决当前的水资源浪费、水资源利用率低以及水资源回收利用等问题成为研究人员亟待解决的重要课题。只有不断完善污水处理中尾水的深度处理问题，才能从根本上解决污水回收利用率低的问题，真正提高水资源利用率。

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李孟洋（1989-），男，汉族，昆明人，助理工程师，本科，主要从事环境工程研究。

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2095-2066（2016）17-0004-03

2016-5-20