污水深度处理
亦称污水的高级处理或三级处理。将二级处理出水再进一步进行物理、化学和生物处理,有效去除污水中各种不同性质的杂质,满足用户对水质使用要求的工艺过程。
污水深度处理常用的方法有多种活性炭吸附法与离子交换。活性炭是一种多孔性物质,易于自动控制,对水量、水质、水温变化适应性强,是一种具有广阔应用前景的污水深度处理技术。活性炭对分子量在500-3000的有机物有十分明显的去除效果,去除率一般为70%-86.7%,可经济有效地去除嗅、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。常用的活性炭主要有粉末活性炭(PAC)、颗粒活性炭 (GAC) 和生物活性炭(BAC) 三类。
膜分离法。膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型的流体分离单元操作技术。最大特点是分离过程中不伴随有相的变化,仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很高的分离效果,是一种非常节省能源的分离技术。微滤可以除去细菌、病毒和寄生生物等,还可以降低水中的磷酸盐含量。
高级氧化法。工业生产中排放的高浓度有机污染物和有毒有害污染物,种类多、危害大,有些污染物难以生物降解且对生化反应有抑制和毒害作用。而高级氧化法在反应中产生活性极强的自由基(如·OH等),使难降解有机污染物转变成易降解小分子物质,甚至直接生成CO2和H2O,达到无害化目的。
❶湿式氧化法。是在高温 (150-350℃)、高压 (0.5-20兆帕) 下利用O2或空气作为氧化剂,氧化水中的有机物或无机物,达到去除污染物的目的,其最终产物是CO2和H2O。
❷湿式催化氧化法。是在传统的湿式氧化处理工艺中加入适宜的催化剂使氧化反应能在更温和的条件下和更短的时间内完成,可减轻设备腐蚀、降低运行费用。
❸超临界水氧化法。是把温度和压力升高到水的临界点以上,该状态的水就称为超临界水。在此状态下水的密度、介电常数、黏度、扩散系数、电导率和溶剂化学性能都不同于普通水。
❹光化学催化氧化法。研究较多的光化学催化氧化法主要分为Fenton试剂法、类Fenton试剂法和以TiO2为主体的氧化法。Fenton试剂法由Fenton在20世纪发现,作为废水处理领域中有意义的研究方法重新被重视起来。Fenton试剂依靠H2O2和铁盐生成·OH,这种反应物是一个非常有吸引力的氧化体系,因为铁是很丰富且无毒的元素,而且H2O2也很容易操作,对环境也是安全的。
❺电化学氧化法。亦称电化学燃烧,是环境电化学的一个分支。基本原理是在电极表面的电催化作用下或在由电场作用下产生的自由基作用使有机物氧化。除可将有机物彻底氧化为CO2 和H2O外,还可作为生物处理的预处理工艺,将非生物相容性的物质经电化学转化后变为生物相容性物质。
❻超声辐射降解法。主要源于液体在超声波辐射下产生空化气泡,能吸收声能并在极短时间内崩溃释放能量,在其周围极小的空间范围内产生1900-5200K的高温和超过50兆帕的高压。进入空化气泡的水分子可发生分解反应产生高氧化活性的·OH,诱发有机物降解; 在空化气泡表层的水分子则可以形成超临界水,有利于化学反应速度的提高。
❼辐射法。是利用高能射线 (γ、X射线)和电子束等对化合物的破坏作用所开发的污水辐射净化法。辐射技术处理有机废水的反应机理是由于水在高能辐射的作用下产生·OH、H2O2、·HO2等高活性粒子,再由这些高活性粒子诱发反应,使有害物质降解。
臭氧法。臭氧具有极强的氧化性,对许多有机物或官能团发生反应,能有效地改善水质。臭氧能氧化分解水中各种杂质所造成的色、嗅,其脱色效果比活性炭好; 还能降低出水浊度,起到良好的絮凝作用,提高过滤滤速或者延长过滤周期。国内的臭氧发生技术和工艺比较落后,运行费用过高,推广有难度。