一、污水深度處理包括一級處理、二級處理、三級處理和深度處理。污水深度處理有別于污水三級處理。三級處理時再二級處理流程之后再增加處理設施來良好的水質，而深度處理則不限于此。為控制出水中某些特定的污染物濃度。獲得比傳統二級處理更好的水質而采取的處理工藝都是深度處理工藝。

二、污水深度處理工藝

污水深度處理工藝1、物理化學法

物理化學方法是通過機械截流、化學沉淀、化學氧化、離子交換等原理將污染物從水中去除。

①機械截流。最簡單的機械截流方法是過濾,單純的過濾通常采用石英砂為濾料,對懸浮物及膠體有較好的去除,出水的濁度、SS通常較低,對COD及色度也有一定效果。

②化學沉淀。混凝沉淀工藝是污水深度處理中最常用的工藝,我國大多數污水廠在深度處理工藝中均采用此方法。向水中投加化學藥劑,藥劑水解后與污染物相互作用,通過混凝過程形成大顆粒絮體,通過沉淀或氣浮得到分離。混凝沉淀工藝經濟、成熟,但處理效果受水質改變影響較大(藻類、Ph、水溫等),且對水質要求較高時,該工藝則無法滿足處理效果。

③化學氧化。化學氧化是各種高級氧化技術的基礎,它是使用化學氧化劑將污染物氧化成微毒、無害的物質或轉化成易處理的形態。常用的化學氧化劑包括H2O2、O3、ClO2、K2MnO4、K2FeO4等。O3是一種強氧化劑,幾乎可以與元素周期表中除鉑、金、銥、氟以外的所有元素反應,特別是在酸性溶液中,其標準氧化還原電位Eo=2.107V僅次于氟,具有極強氧化能力。

④離子交換:離子交換樹脂已在不同領域廣泛應用。離子交換法是利用樹脂的特點將水中的污染物質通過曠或OH-的交換吸附在樹脂上,達到對污染物的去除目的。

污水深度處理工藝2、生物方法

利用微生物自身可對有機物、含氮化合物、含磷化合物等物質進行分解吸收來產生能量及營養物質的特性,培養出某些特定的微生物,利用它們的這種特點處理污水中的污染物質,達到對水質凈化的目的。生物處理法一般運行費用較低,生物培養馴化成熟后,通常無需人工強化,在其自身生長的過程中就可將水中的污染物質去除,流程簡單、易于管理。生物處理法包括好氧處理和厭氧處理兩大類。生物膜法是與活性污泥法并類的好氧生物處理方法,具有處理效率高、運行管理簡便等特點,在污水處理中發揮著重要的作用。曝氣生物濾池是近年來得到廣泛研究的新型生物處理技術,具有處理效率高、占地面積小、基建投資省、運行費用低、管理方便和抗沖擊負荷能力強等特點,可以用于SS、有機物和氨氮的去除、反硝化脫氮等污水的二、三級處理,在污水的深度處理及資源回用中具有良好的發展和應用潛力。

污水深度處理工藝3、物理化學與生物組合方法

由于污水廠生物二級出水中有的污染物含量仍然很高、成分也比較復雜,因此在深度處理的過程中,無論是單獨物化法,還是單獨生物法都很難使出水達到國家回用水標準,一般單獨工藝受沖擊負荷能力差,有時為了使出水水質提高,成本甚至會增加幾倍。組合工藝則不僅可充分利用各工藝自身的優點,而且能發揮不同工藝協同合作,達到處理目的,可節省運行成本。混凝沉淀工藝與曝氣生物濾池工藝組合,在混凝沉淀階段可將SS、有機物去除一部分,減少了SS對曝氣生物濾池的堵塞,提高反沖洗周期時間,減低濾池的負荷,增加濾池的工作效率,改善出水水質,并且由于兩極屏障,混凝沉淀無需將污水直接處理達標,可減少混凝劑的投量節省藥劑費用。氧化工藝與曝氣生物濾池工藝組合,前階段工藝利用氧化性強的氧化劑改善水質的結構,將不利于生物利用的大分子有機物轉化為有利于生物利用的小分子有機物,有助于加強下一階段的生物處理,處理的效果和運行成本遠優于兩種工藝單獨處理之和。選擇不同的氧化劑處理效果也會有較大差異,主要是由于氧化劑的氧化強度不同,對水中污染物的結構改變影響不同,對深度處理的改善程度也就不同。

污水深度處理工藝4、曝氣生物濾池技術

曝氣生物濾池工藝(簡稱BAF)是繼滴流濾池和干燥過濾系統之后的第三代污水處理生物膜反應器,它充分發揮了生物代謝作用、物理過濾作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反應器內食物鏈的分級捕食作用,不僅具有生物膜技術優勢,同時也起著有效的空間濾池作用[3]。曝氣生物濾池的基本原理是在一級強化的基礎上,以顆粒狀填料及其附著生長的生物膜為主要處理介質,充分發揮生物代謝作用、物理過濾作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反應器內食物鏈的分級捕食作用,實現污染物在同一單元反應器內的去除。曝氣生物濾池借鑒了生物接觸氧化反應器和深床過濾的設計原理,省去了二次沉淀設備。BAF存在的主要問題如下所示,①曝氣生物濾池對進水懸浮物要求較高,最好控制在60mg/1以下,這樣對曝氣生物濾池前的處理工藝提出較高要求。②曝氣生物濾池水頭損失較大,由于停留時間短,硝化不充分,產泥量較大,污泥穩定性較差,進一步處理困難。③除磷效果一般,需加化學除磷。④缺少選擇性能高、成本低的濾料,沒有統一的濾料標準體系。

污水深度處理工藝5、電吸附技術(EST)

目前生產中對于廢水的處理大量采用炭材料吸附來進行重金屬離子、有機污染物和有色物質的脫除,應用的主要有活性炭,包括粒狀活性炭和纖維狀活性炭。盡管活性炭等在吸附去除水中和氣流中的污染物應用方面有很多優勢,但也存在一定的缺點。電吸附的優勢為:可吸附去除難生物降解的有機物質;凈化程度好,可用于處理稀溶液體系;能耗小,操作成本低。因此電吸附技術在廢水處理和水的深度凈化、有機物的分離和回收、吸附劑的再生等方面有著良好的應用前景。此外電吸附方法還可以被用來富集有價值的化學或生物物質。EST系統由原水箱、水泵、前置過濾器、EST模塊、后置過濾器、成品水箱、管閥系統、電源系統、檢測儀表及電氣控制系統等組成。EST模塊對原水中余氯、有機物、高價離子的濃度沒有特別限制,所以對預處理的要求主要在于泥沙、懸浮物的過濾去除,通常可采用PP濾材過濾、沙濾等手段。如果對成品水有較高要求,可以在EST模塊后加精密過濾器、UV殺菌器或臭氧殺菌器以及其他后置處理裝置。EST模塊的工作是間隙式的,在電極飽和后,需要對其進行再生。具體參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。

污水深度處理工藝6、膜分離法

膜分離技術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。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動力就能獲得很高的分離效果，是一種非常節省能源的分離技術。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。天津開發區污水處理廠采用微濾膜對SBR二級出水進行深度處理,滿足了景觀、沖洗路面和沖廁等市政雜用和生活雜用的需求。超濾用于去除大分子，對二級出水的COD和BOD去除率大于50%。北京市高碑店污水處理廠采用超濾法對二級出水進行深度處理，產水水質達到生活雜用水標準，回用污水用于洗車，每年可節約用水4700m3。反滲透用于降低礦化度和去除總溶解固體，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。緬甸某電廠采用反滲透膜和電除鹽聯用技術，用于鍋爐補給水。經反滲透處理的水，能去除絕大部分的無機鹽、有機物和微生物。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%。采用膜生物反應器－納濾膜集成技術處理糖蜜制酒精廢水取得了較好結果，出水COD小于100mg/L，廢水回用率大于80%。我國的膜技術在深度處理領域的應用與世界先進水平尚有較大差距。今后的研究重點是開發、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鍵問題。