目前,我国城市污水处理主要采用生物活性污泥法。 目前形成的典型二级处理工艺有:传统活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、氧化沟法、ICEAS法、CASS法、SBBR法、BIOLAK法等。其中,氧化沟法 工艺和CASS工艺应用较为广泛(CASS工艺和BIOLAK工艺是比较新的工艺)。
CASS工艺是循环活性污泥工艺,是SBR工艺的改进形式。 通过曝气和非曝气阶段的交替运行,反应器可以是厌氧-缺氧-好氧-缺氧-厌氧。 跑步的方式。 CASS水池变容量运行,提高了系统对水量、水质变化的适应性和运行的灵活性; 选择器的设置,强化了微生物的释磷、反硝化、有机物吸附吸收的作用,提高了系统的运行效率。 稳定性,能很好缓冲进水水量和水质的波动,有效去除污水中的有机碳源污染物,具有良好的反硝化除磷功能,对排放的剩余污泥具有高度的稳定性。 同时,CASS工艺可以有效防止污泥膨胀。
BIOLAK工艺是德国Von Norton West公司开发的具有脱氮除磷功能的活性污泥处理系统。 BIOLAK技术的曝气头悬挂在浮动链上,浮动链松散地固定在曝气池两侧。 每条浮动链可以在罐内的一定区域内以蛇形形状移动。 曝气链运动过程中,其自身的自然摆动可以达到良好的混合效果,并节省混合所需的能量。 BIOLAK工艺采用内衬HDPE防渗膜的土池结构,减少了投资; 其活性污泥负荷低,污泥回流量大,污泥在曝气池内的停留时间长,减少了污泥量,增加了剩余污泥的稳定性,有利于后续处置。
常用的膜分离方法有微滤、纳滤、超滤和反渗透。 由于膜技术在处理过程中不会引入其他杂质,可以实现大分子和小分子的分离,因此常用于各种高分子原料的回收,如利用超滤技术回收聚乙烯醇浆料 来自印染废水。 目前制约膜技术工程应用和推广的主要难点是成本高、寿命短、膜易污染和结垢。 随着膜生产技术的发展,膜技术将越来越多地应用于废水处理领域。
磁分离技术是近年来发展起来的一种利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离的新型水处理技术。 对于水中的非磁性或弱磁性颗粒,可以利用磁力播种技术将其带磁性。 磁分离技术应用于废水处理有直接磁分离、间接磁分离和微生物磁分离三种方法。 目前研究的磁化技术主要有磁团聚技术、铁盐共沉淀技术、铁粉法、铁氧体法等。代表性的磁选设备是盘式磁选机和高梯度磁力过滤器。 目前,磁分离技术还处于实验室研究阶段,无法应用于实际工程实践。
典型的芬顿试剂在Fe2催化下分解H2O2生成·OH,引发有机物的氧化降解反应。 由于芬顿法处理废水时间长、试剂用量大,且过量的Fe2+会增加处理后废水中的COD,造成二次污染。 近年来,人们将紫外光和可见光引入Fenton体系,并研究用其他过渡金属代替Fe2。 这些方法可以显着增强芬顿试剂对有机物的氧化降解能力,减少芬顿试剂的用量,降低处理成本。 芬顿反应过来。 Fenton法反应条件温和,设备相对简单,应用范围广泛; 它可以作为单独的处理技术,也可以与混凝沉淀、活性炭、生物处理等其他方法结合使用。 一种降解有机废水的预处理或深度处理方法。
臭氧是一种强氧化剂。 与污染物减少反应快,使用方便,不产生二次污染。 可用于污水中的消毒、脱色、除臭、去除有机物、降低COD。 单独使用的臭氧氧化法价格昂贵,加工成本高,而且其氧化反应具有选择性,对某些卤代烃和农药的氧化效果比较差。 为此,近年来发展了旨在提高臭氧氧化效率的相关组合技术。 其中UV/O3、H2O2/O3、UV/H2O2/O3组合方法不仅可以提高氧化速率和效率,还可以单独氧化臭氧。 难以氧化、降解的有机物。 由于臭氧在水中的溶解度低,导致臭氧发生效率低、能耗高,提高臭氧在水中的溶解度,提高臭氧的利用率,开发高效率、低能耗的臭氧发生器已成为主要研究方向。 研究方向。
湿式(催化)氧化法是在高温(150~350℃)、高压(0.5~20MPa)和催化剂的作用下,以O2或空气为氧化剂(加入催化剂),(催化)氧化水为 溶解或悬浮的有机物或减少的无机物以达到去除污染物的目的。 湿式空气(催化)氧化法可应用于城市污泥、丙烯腈、焦化、印染等工业废水以及含酚、氯碳、有机磷、有机硫化合物的农药废水的处理。
低温等离子体水处理技术,包括高压脉冲放电等离子体水处理技术和辉光放电等离子体水处理技术,利用放电直接在水溶液中产生等离子体,或将气体放电等离子体中的活性粒子引入水中,可以完全 氧化、分解水中的污染物。 水溶液中的直接脉冲放电可在常温常压下进行。 整个放电过程中,无需添加催化剂,即可在水溶液中原位产生化学氧化物种,氧化降解有机物。 该技术对于低浓度有机物的处理经济有效。 。 另外,应用脉冲放电等离子体水处理技术的反应器形式可以灵活调整,操作过程简单,相应的维护成本也较低。 受排放设备限制,该工艺降解有机物的能效较低,等离子体技术在水处理中的应用尚处于研发阶段。
电化学(催化)氧化技术通过阳极反应直接降解有机物,或通过阳极反应产生羟基自由基(·OH)、臭氧等氧化剂降解有机物。 电化学(催化)氧化包括一维、二维和三维电极系统。 由于三维电极系统的微场电解,目前备受关注。 三维电极是在传统二维电解槽的电极之间填充粒状或其他碎屑状工作电极材料,并使填充材料表面带电成为第三极,表面可发生电化学反应 工作电极材料。 与二维板状电极相比,三维电极具有较大的比表面积,可以提高电解槽的比表面积,能够以较低的电流密度提供较大的电流强度。 颗粒间距小,传质速率高。 效率高,因此电流效率高,处理效果好。 三维电极可用于处理生活污水、农药、染料、制药、含酚废水等难降解有机废水、金属离子、垃圾渗滤液等。
频率为15~1000kHz的超声波照射水中的有机污染物,是由空化效应引起的物理化学过程。 超声波不仅可以改善反应条件、加快反应速度、提高反应产率,而且还可以使一些困难的化学反应得以实现。 它综合了高级氧化、焚烧、超临界氧化等水处理技术的特点。 另外,操作简单,对设备要求低。 用于污水处理,特别是废水的降解。 对加快有机污染物的降解速度、实现工业废水污染物无害化、避免二次污染的影响具有重要意义。 近年来,超声波直接或强化处理有机废水的研究越来越多,涵盖降解机理、动力学、中间产物、影响因素、系统优化等。
20世纪70年代以来,随着大型钴源和电子加速器技术的发展,辐射技术应用中的辐射源问题逐渐得到改善。 利用辐射技术处理废水中污染物已引起各国的关注和重视。 与传统的化学氧化相比,利用辐射技术处理污染物不需要添加或只需要添加少量的化学试剂,不会造成二次污染。 具有降解效率高、反应速度快、污染物降解彻底等优点。 而且,当电离辐射与氧气、臭氧等催化氧化方法结合使用时,会产生“协同效应”。 因此,辐射技术处理污染物是一种清洁、可持续的技术,被国际原子能机构列为21世纪和平利用原子能的主要研究方向。
光化学催化氧化技术是在光化学氧化的基础上发展起来的。 与光化学方法相比,它具有更强的氧化能力,可以更彻底地降解有机污染物。 光化学催化氧化是在催化剂存在下进行光化学降解,氧化剂在光的照射下产生具有强氧化能力的自由基。 催化剂有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。分为均相和非均相两类。 均相光催化降解是以Fe2或Fe3和H2O2为介质,通过光辅助-Fenton反应产生羟基自由基来降解污染物; 非均相催化降解是在污染体系中投入一定量的光敏半导体材料,如TiO2、ZnO等,同时与光辐射结合,使光敏半导体被激发产生电子 在光的照射下产生-空穴对,与半导体上吸附的溶解氧和水分子电子-空穴相互作用,产生具有强氧化能力的OH等自由基。 TiO2光催化氧化技术在氧化降解水中有机污染物,特别是难降解有机污染物方面具有明显优势。
SCWO以超临界水为介质,在均相中氧化分解有机物。 有机污染物可在短时间内分解为CO2、H2O等无机小分子,而硫、磷、氮原子则分别转化为硫酸根、磷酸根、硝酸根、亚硝酸根离子或氮。 美国将SCWO法列为能源和环境领域最有前途的废物处理技术。 SCWO反应速度快,停留时间短; 氧化效率高,大部分有机物的处理率可达99%以上; 还可用于分解有机化合物的处理; 无需外部供热,处理成本低; 选择性好,可通过调节温度、压力来改变水的密度、粘度、扩散系数等物理化学特性,从而改变其对有机物的抵抗力。 溶解度,达到选择性控制反应产物的目的。 超临界氧化在美国、德国、瑞典、日本等欧美国家已得到应用,但我国的研究起步较晚,尚处于实验室研究阶段。
铁炭微电解法是利用Fe/C原电池反应原理对废水进行处理的良好工艺,又称内电解法、铁屑过滤法等。铁炭微电解法是电化学的氧化还原、电化学电对对絮体的电富集作用、以及电化学反应产物的凝聚、新生絮体的吸附和床层过滤等作用的综合效应,其中主要是氧化还原和电附集及凝聚作用。铁屑浸没在含大量电解质的废水中时,形成无数个微小的原电池,在铁屑中加入焦炭后,铁屑与焦炭粒接触进一步形成大原电池,使铁屑在受到微原电池腐蚀的基础上,又受到大原电池的腐蚀,从而加快了电化学反应的进行。此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点,并使用废铁屑为原料,也不需消耗电力资源,具有“以废治废”的意义。目前铁炭微电解技术己经广泛应用于印染、农药/制药、重金属、石油化工及油分等废水以及垃圾渗滤液处理,取得了良好的效果。