深度處理

2003年，經(jīng)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定發(fā)布。

深度處理的目的是進(jìn)一步去除二級（強(qiáng)化）處理未能完全去除的有機(jī)污染物、SS、色度、嗅味和礦化物等。常見的深度處理技術(shù)包括混凝沉淀、介質(zhì)過濾（含生物過濾）、膜處理及氧化等，本指南將膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)也包括在深度處理技術(shù)中。

污水深度處理形態(tài)分

a、液體聚合氯化鋁 未干燥的形態(tài)，有不用稀釋，裝卸使用方便，價格相對便宜的優(yōu)點，缺點是運(yùn)輸需要罐車，單位運(yùn)輸成本增加（每噸固體相當(dāng)于2-3噸液體）

b、固體聚合氯化鋁 干燥后的形態(tài)，有運(yùn)輸方便的優(yōu)點，不需要罐車，缺點是使用時還需要稀釋，增加工作強(qiáng)度.

污水深度處理工藝分類

a，滾筒式聚（合）氯化鋁 鋁含量一般，水不溶物高，多用于污水處理。

b，板框式聚（合）氯化鋁 鋁含量高，水不溶物低，用于污水處理和飲用處理。

c，噴霧干燥聚（合）氯化鋁 鋁含量高，水不溶物低，溶解速度快.用于飲用水及更高標(biāo)準(zhǔn)水處理。

污水深度處理用途

⒈城市給排水凈化：河流水、水庫水、地下水。

⒉工業(yè)給水凈化。

⒊城市污水處理。

⒋工業(yè)廢水和廢渣中有用物質(zhì)的回收、促進(jìn)洗煤廢水中煤粉的沉降、淀粉制造業(yè)中淀粉的回收。

⒌各種工業(yè)廢水處理：印染廢水、皮革廢水、含氟廢水、重金屬廢水、含油廢水、造紙廢水、洗煤廢水、礦山廢水、釀造廢水、冶金廢水、肉類加工廢水、污水處理。

⒍造紙施膠。

⒎糖液精制。

⒏鑄造成型。

⒐布匹防皺。

⒑催化劑載體。

⒒醫(yī)藥精制

⒓水泥速凝。

⒔化妝品原料。噴霧干燥聚（合）氯化鋁 鋁含量高，水不溶物低，溶解速度快.用于飲用水及更高標(biāo)準(zhǔn)水處理。2100433B

污水深度處理常見的方法有以下幾種：

活性炭吸附法

活性炭是一種多孔性物質(zhì)，而且易于自動控制，對水量、水質(zhì)、水溫變化適應(yīng)性強(qiáng)，因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應(yīng)用前景的污水深度處理技術(shù)?；钚蕴繉Ψ肿恿吭?00～3000的有機(jī)物有十分明顯的去除效果，去除率一般為70%～86.7%，可經(jīng)濟(jì)有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產(chǎn)物、氯化有機(jī)物、農(nóng)藥、放射性有機(jī)物等。

常用的活性炭主要有粉末活性炭(PAC)、顆?；钚蕴?GAC)和生物活性碳(BAC)三大類。近年來，國外對PAC的研究較多，已經(jīng)深入到對各種具體污染物的吸附能力的研究。根據(jù)水污染的程度，在水處理系統(tǒng)中，投加粉末活性炭去除水中的COD，過濾后水的色度能降底1～2度;臭味降低到0度。GAC在國外水處理中應(yīng)用較多，處理效果也較穩(wěn)定，美國環(huán)保署(USEPA)飲用水標(biāo)準(zhǔn)的64項有機(jī)物指標(biāo)中，有51項將GAC列為最有效技術(shù)。

GAC處理工藝的缺點是基建和運(yùn)行費用較高，且容易產(chǎn)生亞硝酸鹽等致癌物，突發(fā)性污染適應(yīng)性差。如何進(jìn)一步降低基建投資和運(yùn)行費用，降低活性炭再生成本將成為今后的研究重點。BAC可以發(fā)揮生化和物化處理的協(xié)同作用，從而延長活性炭的工作周期，大大提高處理效率，改善出水水質(zhì)。不足之處在于活性炭微孔極易被阻塞、進(jìn)水水質(zhì)的pH適用范圍窄、抗沖擊負(fù)荷差等。歐洲應(yīng)用BAC技術(shù)的水廠已發(fā)展到70個以上，應(yīng)用最廣泛的是對水進(jìn)行深度處理。

膜分離法

膜分離技術(shù)是以高分子分離膜為代表的一種新型的流體分離單元操作技術(shù)。它的最大特點是分離過程中不伴隨有相的變化，僅靠一定的壓力作為驅(qū)動力就能獲得很高的分離效果，是一種非常節(jié)省能源的分離技術(shù)。

微濾可以除去細(xì)菌、病毒和寄生生物等，還可以降低水中的磷酸鹽含量。

超濾用于去除大分子，對二級出水的COD和BOD去除率大于50%。

反滲透用于降低礦化度和去除總?cè)芙夤腆w，對二級出水的脫鹽率達(dá)到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，細(xì)菌去除率90%以上。

納濾介于反滲透和超濾之間，其操作壓力通常為0.5～1.0MPa，納濾膜的一個顯著特點是具有離子選擇性，它對二價離子的去除率高達(dá)95%以上，一價離子的去除率較低，為40%～80%。潘巧明等人采用膜生物反應(yīng)器-納濾膜集成技術(shù)處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結(jié)果，出水COD小于100mg/L，廢水回用率大于80%。

我國的膜技術(shù)在深度處理領(lǐng)域的應(yīng)用與世界先進(jìn)水平尚有較大差距。今后的研究重點是開發(fā)、制造高強(qiáng)度、長壽命、抗污染、高通量的膜材料，著重解決膜污染、濃差極化及清洗等關(guān)鍵問題。

高級氧化法

工業(yè)生產(chǎn)中排放的高濃度有機(jī)污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染物難以生物降解且對生化反應(yīng)有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應(yīng)中產(chǎn)生活性極強(qiáng)的自由基(如·OH等)，使難降解有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成易降解小分子物質(zhì)，甚至直接生成CO2和H2O，達(dá)到無害化目的。

濕式氧化法

濕式氧化法(WAO)是在高溫(150～350℃)、高壓(0.5～20MPa)下利用O2或空氣作為氧化劑，氧化水中的有機(jī)物或無機(jī)物，達(dá)到去除污染物的目的，其最終產(chǎn)物是CO2和H2O。

濕式催化氧化法

濕式催化氧化法(CWAO)是在傳統(tǒng)的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑使氧化反應(yīng)能在更溫和的條件下和更短的時間內(nèi)完成，也因此可減輕設(shè)備腐蝕、降低運(yùn)行費用。建于昆明市的一套連續(xù)流動型CWAO工業(yè)實驗裝置，已經(jīng)體現(xiàn)出了較好的經(jīng)濟(jì)性。

濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復(fù)合氧化物3類。考慮經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)用最多的催化劑是過渡金屬氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其鹽類。采用固體催化劑還可避免催化劑的流失、二次污染的產(chǎn)生及資金的浪費。

超臨界水氧化法

超臨界水氧化法把溫度和壓力升高到水的臨界點以上，該狀態(tài)的水就稱為超臨界水。

在此狀態(tài)下水的密度、介電常數(shù)、粘度、擴(kuò)散系數(shù)、電導(dǎo)率和溶劑化學(xué)性能都不同于普通水。較高的反應(yīng)溫度(400～600℃)和壓力也使反應(yīng)速率加快，可以在幾秒鐘內(nèi)對有機(jī)物達(dá)到很高的破壞效率。

美國德克薩斯州哈靈頓首次大規(guī)模應(yīng)用超臨界水氧化法處理污泥，日處理量達(dá)9.8t。系統(tǒng)運(yùn)行證明其COD的去除率達(dá)到99.9%以上，污泥中的有機(jī)成分全部轉(zhuǎn)化為CO2、H2O以及其他無害物質(zhì)，且運(yùn)行成本較低。

光化學(xué)催化氧化法

研究較多的光化學(xué)催化氧化法主要分為Fenton試劑法、類Fenton試劑法和以TiO2為主體的氧化法。

Fenton試劑法由Fenton在20世紀(jì)發(fā)現(xiàn)，如今作為廢水處理領(lǐng)域中有意義的研究方法重新被重視起來。Fenton試劑依靠H2O2和Fe2 鹽生成·OH，對于廢水處理來說，這種反應(yīng)物是一個非常有吸引力的氧化體系，因為鐵是很豐富且無毒的元素，而且H2O2也很容易操作，對環(huán)境也是安全的。Fenton試劑能夠破壞廢水中諸如苯酚和除草劑等有毒化合物。國內(nèi)對于Fenton試劑用于印染廢水處理方面的研究很多，結(jié)果證明Fenton試劑對于印染廢水的脫色效果非常好。另外，國內(nèi)外的研究還證明，用Fenton試劑可有效地處理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物質(zhì)的廢水。

類Fenton試劑法具有設(shè)備簡單、反應(yīng)條件溫和、操作方便等優(yōu)點，在處理有毒有害難生物降解有機(jī)廢水中極具應(yīng)用潛力。該法實際應(yīng)用的主要問題是處理費用高，只適用于低濃度、少量廢水的處理。將其作為難降解有機(jī)廢水的預(yù)處理或深度處理方法，再與其他處理方法(如生物法、混凝法等)聯(lián)用，則可以更好地降低廢水處理成本、提高處理效率，并拓寬該技術(shù)的應(yīng)用范圍。

光催化法是利用光照某些具有能帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體光催化劑如TiO2、ZnO、CdS、WO3等誘發(fā)強(qiáng)氧化自由基·OH，使許多難以實現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)能在常規(guī)條件下進(jìn)行。銳鈦礦中形成的TiO2具有穩(wěn)定性高、性能優(yōu)良和成本低等特征。在全世界范圍內(nèi)開展的最新研究是獲得改良的(摻入其他成分)TiO2，改良后的TiO2具有更寬的吸收譜線和更高的量子產(chǎn)生率。

電化學(xué)氧化法

電化學(xué)氧化又稱電化學(xué)燃燒，是環(huán)境電化學(xué)的一個分支。其基本原理是在電極表面的電催化作用下或在由電場作用而產(chǎn)生的自由基作用下使有機(jī)物氧化。除可將有機(jī)物徹底氧化為CO2和H2O外，電化學(xué)氧化還可作為生物處理的預(yù)處理工藝，將非生物相容性的物質(zhì)經(jīng)電化學(xué)轉(zhuǎn)化后變?yōu)樯锵嗳菪晕镔|(zhì)。這種方法具有能量利用率高，低溫下也可進(jìn)行;設(shè)備相對較為簡單，操作費用低，易于自動控制;無二次污染等特點。

超聲輻射降解法

超聲輻射降解法主要源于液體在超聲波輻射下產(chǎn)生空化氣泡，它能吸收聲能并在極短時間內(nèi)崩潰釋放能量，在其周圍極小的空間范圍內(nèi)產(chǎn)生1900～5200K的高溫和超過50MPa的高壓。進(jìn)入空化氣泡的水分子可發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生高氧化活性的·OH，誘發(fā)有機(jī)物降解;此外，在空化氣泡表層的水分子則可以形成超臨界水，有利于化學(xué)反應(yīng)速度的提高。

超聲波對含鹵化物的脫鹵、氧化效果顯著，氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有機(jī)物最終的降解產(chǎn)物為HCl、H2O、CO、CO2等。超聲降解對硝基化合物的脫硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton試劑等氧化劑將進(jìn)一步增強(qiáng)超聲降解效果。超聲與其他氧化法的組合是研究熱點，如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化學(xué)法。超聲輻射降解水體污染物的研究仍處于試驗探索階段。

輻射法

輻射法是利用高能射線(γ、χ射線)和電子束等對化合物的破壞作用所開發(fā)的污水輻射凈化法。一般認(rèn)為輻射技術(shù)處理有機(jī)廢水的反應(yīng)機(jī)理是由于水在高能輻射的作用下產(chǎn)生·OH、H2O2、·HO2等高活性粒子，再由這些高活性粒子誘發(fā)反應(yīng)，使有害物質(zhì)降解。

輻射法對有機(jī)物的處理效率高、操作簡便。該技術(shù)存在的主要難題是用于產(chǎn)生高能粒子的裝置昂貴、技術(shù)要求高，而且該法的能耗大、能量利用率較低;此外為避免輻射對人體的危害，還需要特殊的保護(hù)措施。因此該法要投入運(yùn)行，還需進(jìn)行大量的研究探索工作。

臭氧法

臭氧具有極強(qiáng)的氧化性，對許多有機(jī)物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，有效地改善水質(zhì)。臭氧能氧化分解水中各種雜質(zhì)所造成的色、嗅，其脫色效果比活性炭好;還能降低出水濁度，起到良好的絮凝作用，提高過濾濾速或者延長過濾周期。由于國內(nèi)的臭氧發(fā)生技術(shù)和工藝比較落后，所以運(yùn)行費用過高，推廣有難度。