浅谈污水处理技术

徐佳宇 翁浩

摘 要：通过分解污水处理流程，根据阶段的需求寻找不同的方法来分析整个污水处理流程。可通过A2/O、MSBR等工艺进行脱氮除磷，湿式氧化、臭氧氧化技术除去污水COD、BOD，使用混凝沉淀法除去色色度、ss等。

关键词：污水处理；脱氮除磷；A2/O；MSBR；湿式氧化；臭氧氧化；混凝沉淀

根据来源不同，废水可分为生活污水和工业废水两大类。废水中的污染物种类大致可分为固体污染物、有机污染物、营养性污染物、酸碱污染物、有毒污染物、油类污染物、生物污染物、感官性污染物和热污染等。使用PH、SS、COD、BOD、NH3-N、TP、油类物质、重金属、大肠杆菌、色度、温度等指标来表征的污水的物理、化学或生物性质。污水处理的目的就是将这些污染物从废水中除去或者削减至其浓度对环境无害化。

1 脱氮除磷

1.1 A2/O工艺

其中A2/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。其工艺主要由厌氧池-缺氧池-好氧池-沉淀池构成，原污水及从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入厌氧反应器，其主要功能是释放磷，同时对部分有机物进行氨化；之后污水经厌氧反应器进入缺氧反应器，其首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的；混合液由缺氧反应器进入好氧反应器，去除BOD、硝化和吸收磷都是在该反应器内进行的，这三项反应都是重要的，混合液中含有NO3-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD（或COD）则得到去除。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%～95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。

1.2 MSBR工艺

随着科技的发展，环保这个朝阳行业也在不断的发展进步，二十世纪末中国科学家根据SBR工艺，改良后发明了MSBR工艺，MSBR既不需要初沉池和二沉池，又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行。采用单池多格方式，结合了传统活性污泥法和SBR技术的优点。在厌氧条件下，活性污泥中的聚磷微生物将细胞内的聚磷水解为正磷酸盐释放到胞外，以此为能量吸收污水中的易降解有机物 ，并将其合成为聚β羟基丁酸（ PHB）储存在体内。在好氧条件下，聚磷微生物以游离氧作为电子受体氧化胞内储存的PHB，利用反应产生的能量从污水中过量摄取磷并合成为聚磷酸盐储存于胞内 ，微生物好氧摄取的磷远大于厌氧释放的磷，通过排放剩余污泥实现除磷。MSBR系统同 A2/ O 除磷脱氮系统相比对除磷脱氮具有良好的效果和稳定性，这是由其工艺特点决定的。根据 MSBR系统的工艺流程，在空间和时间上可以认为系统是按照以下方式进行的：原污水 →厌氧 →好氧 →缺氧→好氧 →混合液回流，这种运行方式相当于两级A/ O 系统的串联，使脱氮更完全。 MSBR工艺由于结合了传统A2/ O和SBR的优点，在污染物去除，尤其是氮、磷的同时去除上有较大的优势且出水水质优且稳定。

2 除COD（BOD）

2.1 湿式氧化法

1958年美国科学家最早发明了湿式氧化法（简称WAO）用来处理造纸黑液。工作条件是控制反应温度为150-350 ℃ ，压力为5-20MPa，在液相中，用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中呈溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物的一种处理方法，最终产物是二氧化碳和水。处理后废水COD去除率可达90%以上。近现代不断的更新、创造，湿式氧化法得到迅速发展，应用范围从回收有用化学品和能量进一步扩展到有毒有害废弃物的处理，尤其是在处理含酚、磷、氰等有毒有害物质方面。湿式氧化过程比较复杂，一般认为有链的引发、链的发展或传递、链的终止湿式氧化过程比较复杂三个主要阶段。其去除有机物所发生的氧化反应主要属于自由基反应。生成的？OH 、RO？、ROO？等自由基攻击有机物RH，引发一系列的链反应，生成其他低分子酸和CO2。链的引发主要是反应物分子生成自由基的过程；接着链的发展与传递是自由基与分子相互作用，交替进行使自由基数量迅速增加的过程；最后链的终止是若自由基之间相互碰撞生成稳定的分子，则链的增长过程终止。温度越高、搅拌强度越大，反应速度越快，反应进行的越彻底。随着湿式氧化法不断的发展创新，它的优点也不断呈现出来，具有应用范围广、处理效率高、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优点。湿式氧化法在国外得到广泛应用，目前全世界约有200余套WAO装置，其中日本有50余套，主要用于污泥和工业废水处理。

2.2 臭氧氧化技术

1840年最早确定电机放电时产生的异味为O3，正式命名为臭氧，直到20世纪80年代末到90年代初，高效臭氧发生技术（高频高压电晕法）才被实际应用，臭氧技术应用及产业规模迅速发展。O3在水中的溶解度比纯氧高10倍，比空气高25倍，故臭氧用于氧化污水中的有机物具有很大的优势。由于臭氧具有很强的氧化性，因而能降解水中的有机污染物。臭氧在自由基激发剂或促进剂存在的条件下，能够使液体或气体中产生大量的自由基，这些自由基在极短的时间内，可将液体或气体中的有机物氧化成简单的有机物或二氧化碳和水彻底去除。利用臭氧的氧化作用去除有机物，羟基自由基生成量的多少直接影响着反应的速度和溶液中COD的去除率。影响羟基自由基反应的物质大体可划分为三类，即自由基链反应激发剂、自由基链反應促进剂和自由基抑制剂。但是由于臭氧具有很强的氧化性，因此臭氧发生器、臭氧接触塔以及传输管道和阀门必须采用抗臭氧氧化的材料，包括玻璃、不锈钢、特氟隆和未增塑的聚氯乙烯塑料等，而这些材料的价格一般比较高。随着电子技术的发展，臭氧的造价必将逐步降低，我相信臭氧氧化技术在不久的将来会得到广泛的应用。

3 除色度、ss

3.1 混凝沉淀法

混凝沉淀去除的对象是二级处理水中呈胶体和微小悬浮状态的有机和无机污染物，从表观而言，就是去除污水的色度和混浊度。混凝效果最佳温度最好在20-30℃。混凝剂有无机混凝剂、有机混凝剂、高分子混凝剂三种，其中无机混凝剂主要是一些无机电解质，如明矾、石灰等。其作用机理是通过外加离子改变胶粒的ζ电势，使之发生聚沉；有机混凝剂主要是一些表面活性物质，如脂肪酸钠盐、季铵盐等，它们属于离子型的有机物，能显著降低胶粒的ζ电势，并且他们能强烈地吸附在胶粒表面，使胶粒周围的水层减小，故易发生聚；而高分子混凝剂包括天然高分子化合物如明胶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剂的作用下，通过压缩微颗粒表面双电层、降低界面ζ电位、电中和等电化学过程，以及桥联、网捕、吸附等物理化学过程，将废水中的悬浮物、胶体和可絮凝的其它物质凝聚成“絮团”。再经沉降设备将絮凝后的废水进行固液分离，“絮团”沉入沉降设备的底部而成为泥浆，顶部流出的则为色度和浊度较低的清水。混凝沉淀法具有效率高、处理方法成熟、稳定、操作较简单等优点。

4 总结

污水处理方法多种多样，通过现代发展的科学技术将各个方法不断的创新、降低成本、绿色处理使污水处理工艺更加的方便高效。将不同的工艺进行串联、相互引用、穿插起来，会达到“1+1>2”的效果。我相信污水处理行业会更加先进，环保行业会更加兴旺！

参考文献：

[1]张自杰.排水工程（第四版）下册：中国建筑工业出版社，1996年：321——322

[2]白润英等主编.《水处理新技术、新工艺与设备》：北京，化学工业出版社，2012.

[3]张林生主编.《水的深度处理与回用技术（第2版）》：北京，化学工业出版社，2009.

[4]任南琪等主编.《高浓度有机工业废水处理技术》：北京，化学工业出版社，2012.