污水处理厂尾水深度处理技术研究

唐金傲

摘要：现如今，我国水资源匮乏问题已经引起很多人的重视，污水处理厂能够有效清除污水中的有害物质，进而净化水资源，提高水资源利用率。但一些污水处理厂排出的尾水也含有一些有害物质，因此，需要对其进行深度处理。

关键词：污水处理厂；尾水；深度处理技术

引言

美国是最早开展城市污水处理工作的国家，目前，美国的城市污水处理等级基本在2级以上，处理率高达100%。日本在上世纪六十年代开始研究污水回用技术，在七十年代得到初步成效。以色列是世界上污水利用程度最高的国家，其中100%的生活污水和72%的城市污水都得到了有效回用。而我国污水处理厂每年产生的近百亿吨尾水的回用率仅为10%，因此进一步发展尾水深度处理已迫在眉睫。

1我国污水处AT尾水深度处理现状

在我国，对深度处理技术的重视和广泛应用时间较晚。但是由于我国水资源紧缺问题越来越严重，近10年污水处理技术发展迅速。如今我国城市污水处理率接近30%，二级处理率达到10%。根据规划目标，2010年全国城市污水排水量将达到600×108m³，全国城市的污水平均处理率不低于50%，重点城市污水回用处理率不低于70%，这就给污水深度处理回用创造了基本条件。如今，我国污水处理厂尾水主要含有以下问题。

1.1氮磷含量较高

结合各方面的资料和实际工作情况可知，我国的城镇污水处理厂排出的尾水有机物含量很低，但却含有许多氮磷类物质。一般说来，我国城镇污水处理厂的尾水中COD浓度基本保持在50mg/L以下，总氮的浓度为20～30mg/L，磷含量约为2.0～4.0mg/L。有机物是除去污水中氮磷元素的重要物质，采用传统的活性污泥法处理碳含量低的污水厂尾水效果一般。因此，相关单位需要针对城镇污水处理厂出水的这一水质特征，设计筛选出城镇污水处理厂二级出水的深度处理工艺。

1.2出水达标情况不容乐观

我国现有污水处理厂80%以上采用的是活性污泥法，其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等。城市污水即使采用二级处理工艺，出水一般也难以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的氨氮与磷酸盐标准，需要进一步采用脱氮除磷工艺流程。目前，我国城市污水处理厂出水能够达到排放标准的仅为50%，另一半污水则未经有效的处理就倾泄入水体和土壤，破坏了水体和土壤的自然生态，水体有限的自然净化能力已经不堪重负。

1.3出水水质与地表水环境质量标准还存在一定差距

虽然我国大多数城镇污水处理厂的排水能够满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），但仍然与地表水质量标准之间存在一定差距，污水厂尾水中的污染物质仍然高于地表水Ⅴ类水污染物质的标准，部分指标甚至是地表水质量标准中的几倍，如果不经深度处理将其直接排放，污水处理厂的二级出水仍然会对地表水体造成相当程度的污染。所以，相关单位需要对城市污水处理厂的二级出水进行有效地深度处理。

2污水处AT尾水处理工艺方案

深度處理主要包括混凝沉淀法、膜生物反应器（MBR）技术、曝气生物滤池技术、生物接触氧化法以及其他处理技术等。

2.1混凝沉淀法

这是较常见的一种办法。其工艺操作对象是微小悬浮物，包括有机和无机杂质。从外观上，可以是水的色度、浊度改变。一些溶解性杂质也可通过该工艺有效去除。但改方法对混凝剂的消耗较大，并且对氮的去除效果不够理想。

2.2膜生物反应器（MBR）技术

这一技术在近年来得到了广泛应用，同时也得到了政府和科研机构的认可，该技术正逐渐成为深度处理工艺的核心技术。膜生物反应器技术具有较为明显的优势，但也存在一定的膜污染问题，同时该技术投资高、能耗高，也缺少相应的设计规范与专业设备，因此其发展受到了限制。

2.3曝气生物滤池技术

该项工艺的原理是填充大量填料到滤池内，这些填料直径小，表面粗糙。然后利用培养和驯化而生成的高浓生物膜降解污水中的有机物，同时还可以截留悬浮物。但经过一段时间之后，滤池的阻力损失增大，处理能力降低，就必须进行硝化和反硝化来脱氮，才能保证氨氮达标。此项技术成本较低，占地较少，传输率较高，动力消耗较低，但是施工难度较大。

2.4生物接触氧化法

该技术主要是通过填料上附着的微生物完成水质去杂和污水处理工作，能够有效去除污水中的氮磷元素。这种技术具有较高的工作效率，同时成本较低、操作方便且易于维护。但是这一工艺更新较慢，也在一定程度影响其推广和使用。

2.5其他处理技术

还有一些新型的污水深度处理技术如超导磁分离技术能有效地提高废水的可生化性，具有投资少、反应时间短、效率高、能耗低等优点。尽管该法分离效果很好，但是需加入有机絮凝剂，没有完全摆脱因有机絮凝剂的加入带来的二次污染。此外，超导磁体冷却采用的是液氮浸泡冷却。我国氦资源贫乏，限制了超导磁分离技术的大规模应用。另外，高压脉冲放电技术、超声波、生物酶、生物制剂增效法、三维电极、光敏化半导体作为催化剂处理有机废水等技术也逐渐应用于污水研究中。许多组合技术更是应用广泛，如混凝沉淀/过滤/氨解析/炭柱组合工艺、双介质过滤/反渗透组合工艺、超滤/紫外光/反渗透生产“新生水”组合工艺、混凝沉淀/精密过滤/臭氧氧化/石英砂过滤/活性炭过滤/中空超滤组合工艺等对城市污水的深度处理都有较好的效果。

3尾水深度处理段工艺流程

根据尾水的水质特点，可以结合生物接触氧化法的特点对相关技术进行改进，进而提高尾水深度处理效果。传统的尾水处理技术需要先进行预曝气，这会使生活污水中的氧气含量降低，进而完全满足微生物对分解有机物质的需求，导致对有机物质的氧化分解不充分，影响出水水质；另一方面，由于第二段生物接触氧化装置中不进行曝气，污水流速很慢，有机物含量较高的生活污水在通过填料时容易产生堵塞，影响整个反应装置的运行。

这样的设计与传统做法有一定区别，在第一段中可以溶解氧，这在第二段中的氧含量就可以通过第一段进行控制而利于反硝化作用，适合于高浓度污水的处理。改进后的二段生物接触氧化装置将生物接触氧化池和沉淀池合为一体，因填料会将污泥截留，在装置中就可以将沉淀池的设计去掉，这样的装置可以节省整个工程设计的成本投入。

4尾水处理段工艺特点

根据以上设计，尾水处理段的工艺特点主要如下：第一，效率高，并且不需反冲洗阀门和备用过滤器；第二，运行成本低，不需高扬程大流量的反冲洗泵，而且可采用间歇洗沙方式，进一步降低运行费；第三，维护费用低，流砂过滤器在运行过程当中除沸石滤料外没有任何转动部件，故障率低，维护费用省；第四，水资源损失小。

结语

我国水资源相对匮乏，只有对污水进行深度处理，提高水资源利用率，开辟第二水资源，减少新鲜水的用量，才能有效缓解水资源的供需矛盾。如今，污水深度处理技术在国际上得到了广泛应用，许多技术都有不同的特点，因此，根据不同地区、不同尾水的水质差异选择合适的深度处理技术，并且在传统技术的基础上不断创新，使之更好地推动深度处理技术的发展。