污水三級(jí)處理操作方法

主要方法有生物脫氮法、凝集沉淀法、砂濾法、硅藻土過(guò)濾法、活性炭過(guò)濾法、蒸發(fā)法、冷凍法、反滲透法、離子交換法和電滲析法等。

根據(jù)三級(jí)處理出水的具體去向和用途，其處理流程和組成單元有所不同。如果為防止受納水體富營(yíng)養(yǎng)化，則采用除磷和除氮的處理單元過(guò)程；如果為保護(hù)下游飲用水源或浴場(chǎng)不受污染，則應(yīng)采用除磷、除氮、除毒物、除病原體等處理單元過(guò)程；如果直接作為城市飲用以外的生活用水，例如洗衣、清掃、沖洗廁所、噴灑街道和綠化地帶等用水,其出水水質(zhì)要求接近于飲用水標(biāo)準(zhǔn),則要采用更多的處理單元過(guò)程。污水的三級(jí)處理廠(chǎng)與相應(yīng)的輸配水管道結(jié)合起來(lái)便形成城市的中水道系統(tǒng) 。

污水三級(jí)處理(wastewater tertiary treatment)又稱(chēng)深度處理，是在一二級(jí)處理基礎(chǔ)上，用化學(xué)處理和物理化學(xué)處理方法進(jìn)一步除去污水中其他雜質(zhì)成分，達(dá)到重復(fù)利用標(biāo)準(zhǔn)。出水水質(zhì)好，效果穩(wěn)定，可除去有害的重金屬離子，除磷、氮和脫色效果好，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制 。

污水三級(jí)處理是污水經(jīng)二級(jí)處理后，進(jìn)一步去除污水中的其他污染成分（如；氮、磷、微細(xì)懸浮物、微量有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽等）的工藝處理過(guò)程。

三級(jí)處理各個(gè)單元處理過(guò)程如下：

一級(jí)處理是它通過(guò)機(jī)械處理，如格柵、沉淀或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。二級(jí)處理是生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉(zhuǎn)化為污泥。三級(jí)處理是污水的深度處理，它包括營(yíng)養(yǎng)物的去除和通過(guò)加氯、紫外輻射或臭氧技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行消毒 。

污水三級(jí)處理除磷

最有效和實(shí)用的除磷方法是化學(xué)沉淀法，即投加石灰或鋁鹽、鐵鹽形成難溶性的磷酸鹽沉淀。石灰與廢水中的磷酸根離子發(fā)生如下反應(yīng)而形成難溶的羥基磷灰石沉淀：

3HPO^3- 5Ca² 4OH-=Ca₅(OH)(PO₄)₃↓ 3H₂O

為了保證投加石灰的沉淀除磷效果，必須將pH值提高到9.5～11.5。

鋁鹽和磷酸根反應(yīng)生成的磷酸鋁在pH值為6時(shí)沉淀效果最好，鐵鹽和磷酸根反應(yīng)生成的磷酸鐵在PH值為4時(shí)沉淀效果最好。為了確定金屬鹽的準(zhǔn)確投量，須對(duì)待處理的污水進(jìn)行小型試驗(yàn)。

污水三級(jí)處理除氮

生物硝化－反硝化法：是好氧生物處理過(guò)程和厭氧生物處理過(guò)程串聯(lián)工作的系統(tǒng)。污水中的含氮有機(jī)物首先經(jīng)需氧生物處理轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，隨后再經(jīng)厭氧生物處理將硝酸鹽還原為氮?dú)馕龀龆蝗コ?。有多種處理流程，如三級(jí)串聯(lián)的活性污泥法處理系統(tǒng)，其中第一級(jí)用于氧化碳水化合物,第二級(jí)用于氧化含氮有機(jī)物,而第三級(jí)是使第二級(jí)產(chǎn)生的硝酸鹽在厭氧條件下還原析出氮?dú)?。在所有的處理流程中，都是向厭氧系統(tǒng)中投加一些補(bǔ)充的需氧源（如甲醇），以使反硝化所需的反應(yīng)時(shí)間縮短而切合實(shí)用。

物理－化學(xué)法：有三種方法，即吹脫法、折點(diǎn)氯化法和選擇性離子交換法。

①吹脫法：使污水的銨離子在高pH值的條件下大部轉(zhuǎn)變成氨氣：

NH₄ OH^-=NH₃↑ H₂O

在溫度25℃和pH值為7、9、11的條件下，溶液中NH⁴ 與NH₃的分配比分別為180、1.8和0.018，因此吹脫法除氮最適宜的pH值在11左右。將污水調(diào)到這樣高的pH值以后送入吹脫塔中，自上而下噴灑流動(dòng)，與向上流動(dòng)的空氣逆流接觸而將氨氣吹出。吹脫法的除氮效率主要受到溫度的影響。如在氣溫為20℃和10℃時(shí)，除氮率分別為95%和75%。

②折點(diǎn)氯化法：見(jiàn)水的消毒。

③選擇性離子交換法：是以沸石（特別是斜發(fā)沸石）對(duì)銨離子比對(duì)鈣、鎂和鈉等離子有優(yōu)先交換吸附的性能為基礎(chǔ)來(lái)去除氨氮的。將斜發(fā)沸石破碎篩分成20～50目的顆粒，填裝于濾池中。廢水大約以每小時(shí)10倍濾床體積的濾速流經(jīng)沸石濾池。大約流過(guò)200倍濾床體積的正常濃度的城市污水以后，濾出水中會(huì)出現(xiàn)氨氮。此時(shí)便需要用濃食鹽水溶液對(duì)沸石濾床進(jìn)行再生。用過(guò)的濃食鹽溶液可通過(guò)吹脫等方法脫氨，然后重復(fù)使用。

污水三級(jí)處理除有機(jī)物

活性炭能有效地除去二級(jí)處理出水中的大部分有機(jī)污染物。一些三級(jí)處理廠(chǎng)的粉末活性炭接觸吸附裝置(或粒狀活性炭過(guò)濾吸附裝置)去除化學(xué)需氧量(COD)和總有機(jī)碳(TOC)的代表性的效率為70～80%，每公斤活性炭吸附容量為0.25～0.87公斤COD，具體吸附容量是由進(jìn)水的有機(jī)物濃度和所要求的出水有機(jī)物濃度決定的。在任何情況下，活性炭的實(shí)際吸附容量比按吸附等溫線(xiàn)試驗(yàn)測(cè)定的吸附容量大得多。這主要是在活性炭上還有生物吸附和氧化作用所致。

臭氧氧化法和活性炭吸附法配合使用，往往能更有效地去除有機(jī)物并可延長(zhǎng)活性炭的使用壽命。臭氧能將有機(jī)物氧化降解，減輕活性炭的負(fù)荷，還能將一些難以生物降解的大分子有機(jī)物分解為易于生物降解的小分子有機(jī)物，而便于被活性炭吸附和生物降解。臭氧氧化的廢水流經(jīng)活性炭濾池時(shí)因含有較多的氧氣而會(huì)增強(qiáng)活性炭的生物活性，提高生物氧化能力 。

污水三級(jí)處理除無(wú)機(jī)物

有三種可采用的方法：即離子交換、電滲析和反滲透。在污水三級(jí)處理中用反滲透法脫除礦物質(zhì)和有機(jī)污染物最受重視。使用高效除鹽膜反滲透裝置的結(jié)果證明，總?cè)芙庑怨腆w可去除90～95%，磷酸鹽可去除95～99%，氨氮可去除80～90%，硝酸鹽氮可去除50～85%，懸浮物可去除99～100%，總有機(jī)碳可去除90～95%?？梢?jiàn)，反滲透法能有效地去除多種污染物。缺點(diǎn)是設(shè)備造價(jià)和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用都高。另外，反滲透膜容易被污染物堵塞，需要清洗。有些三級(jí)處理系統(tǒng)是由超過(guò)濾和反滲透串聯(lián)組成的，前者主要去除有機(jī)污染物，而后者去除溶解性無(wú)機(jī)物。

污水三級(jí)處理除病原體

用鋁鹽和鐵鹽混凝沉淀，可去除病原體99%以上，經(jīng)濾池過(guò)濾能進(jìn)一步提高去除率。但是，病原體并未被殺滅，仍在污泥中存活，而用石灰在pH值大于或等于10.5的條件下混凝沉淀則能殺滅污泥中的病毒。用臭氧殺滅病毒的效果也較好。

廢水三級(jí)處理廠(chǎng)基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用都很昂貴，約為相同規(guī)模二級(jí)處理廠(chǎng)的2～3倍，因此其發(fā)展和推廣應(yīng)用受到限制，只運(yùn)用于嚴(yán)重缺水的地區(qū)或城市，回收和利用經(jīng)三級(jí)處理后的出水 。2100433B