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)、水溫變化適應性強,因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應用前景的污水深度處理技術(shù)?;钚蕴繉Ψ肿恿吭?00~3000的有機物有十分明顯的去除效果,去除率一般為70%~86.7%,可經(jīng)濟有效地去除嗅、色度、重金屬、消毒副產(chǎn)物、氯化有機物、農(nóng)藥、放射性有機物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭(PAC)、顆粒活性炭(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在國外水處理中應用較多,處理效果也較穩(wěn)定,美國環(huán)保署(USEPA)飲用水標準的64項有機物指標中,有51項將GAC列為有效技術(shù)。
GAC處理工藝的缺點是基建和運行費用較高,且容易產(chǎn)生亞硝酸鹽等致癌物,突發(fā)性污染適應性差。如何進一步降低基建投資和運行費用,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、進水水質(zhì)的pH適用范圍窄、抗沖擊負荷差等。目前,歐洲應用BAC技術(shù)的水廠已發(fā)展到70個以上,應用廣泛的是對水進行深度處理。
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到90%以上,COD和BOD的去除率在85%左右,細菌去除率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)域的應用與水平尚有較大差距。今后的研究重點是開發(fā)、制造高強度、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有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應中產(chǎn)生活性的自由基(如·OH等),使難降解有機污染物轉(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,氧化水中的有機物或無機物,達到去除污染物的目的,其產(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、降低運行費用。目前,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)濟性。
濕式催化氧化法的催化劑一般分為金屬鹽、氧化物和復合氧化物3類。目前,考慮經(jīng)濟性,應用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、擴散系數(shù)、電導率和溶劑化學性能都不同于普通水。較高的反應溫度(400~600℃)和壓力也使反應速率加快,可以在幾秒鐘內(nèi)對有機物達到很高的破壞效率。
美國德克薩斯州哈靈頓大規(guī)模應用超臨界水氧化法處理污泥,日處理量達9.8t。系統(tǒng)運行證明其COD的去除率達到99.9%以上,污泥中的有機成分全部轉(zhuǎn)化為CO2、H2O以及其他無害物質(zhì),且運行成本較低。
光化學催化氧化法
目前研究較多的光化學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。