城鎮(zhèn)污水廠尾水處理技術應用研究

摘要：城鎮(zhèn)污水廠的尾水，作為氮磷含量較高的污廢水，若直接排入水利，則極容易引起水質的直線下降、水體富營養(yǎng)化、魚蝦等水生生物相繼死亡等常見的問題。因此，研究其處理工藝十分具有現實意義。本文從物理、化學及生物三個方向，探究了混凝沉淀法、高錳酸鉀氧化法、吸附法等常用污水處理法的優(yōu)缺點，提出了最為經濟有效的尾水處理技術。

關鍵詞：城鎮(zhèn)污水廠；尾水處理；技術應用

引言：

從我國市政規(guī)劃來說，我國城鎮(zhèn)污水廠建成投入使用數逐年提升，截至2106年底，就有3991座污水處理廠投入應用，污水處理能力近2億立方米每天。但是污水廠的技術設備現代化程度不足，大量污水處理在不徹底的情況下，直接排入水體，仍然會給水體帶來一定污染，這部分城鎮(zhèn)尾水主要特點有有機物濃度低但成分復雜，且其中氮磷含量遠高于質量合格的水體。對其深度處理難度較大，本文另辟蹊徑，從水質處理及回收利用工藝上對其進行了技術研究。

一、城鎮(zhèn)污水廠尾水處理現狀

如今，我國城鎮(zhèn)污水廠的尾水處理，主要利用的技術仍然以污水分級處理，以及深度處理與回用技術為主。其中三級處理，主要是將二級處理后的污水，進行就進一步的處理，以達到讓水質更良好的最終目的。深度處理作為水處理工藝近代發(fā)展的重要部分，始于上世紀20年代。以色列為了解決缺水問題，引入深度處理技術，將再生水用于城市建設的不同領域。二分之一用于農業(yè)灌溉，三分之一回灌補充地下水，其余用于工業(yè)、城市景觀用水等方面。1980年代美國污水回用量甚至突破了260萬立方米，其中62%用于農業(yè)灌溉，30%用于工業(yè)，5%用于地下水回灌。

我國當下也正逐漸普及城市管網污水回用技術，政府部門與研究人員也開始逐漸考慮將尾水作為穩(wěn)定水源。但如今，我國污水廠雖然出水達到了國家標準，但是離地表V類水卻仍然存在一定距離，而且，污水廠出水中的硝態(tài)氮與銨態(tài)氮的去除較為困難，N，P含量明顯高于凈水，這部分水排入江川河流，也間接造成水體富營養(yǎng)化日益嚴重。

二、城鎮(zhèn)污水廠尾水處理技術

（一）物理化學法

1.混凝沉淀

混凝沉淀是針對污染水體處理的第一道工序，該工藝主要針對的是水中的懸浮物質、水中泥沙以及水中膠體狀的有機與無機物。經研究，對污水廠二級出水進行處理，發(fā)現PAM與鋁鹽混凝劑組合效果要強于與鐵鹽的組合，可以去除生物膜在使用后，膜表面殘存的有機污染物，進而延長膜的使用壽命，而膜濾是當下尾水凈化處理的重要研究方向之一，因此，混凝沉淀是污水樣預處理的重要途徑。

2.吸附法

吸附法主要利用的是吸附物質自身的多孔性，以最為常見的活性炭為例，活性炭通過其表面巨大比表面，可以對尾水中的有機污染物進行有效吸附。根據研究結果顯示，這一方法可以有效去除尾水中的DOC、CODMn等物質，處理后TOC濃度最大降幅2.0mg/L，平均TOC去除率為43.17%，可以認為，吸附法對于處理有機污染物十分有效。

3.膜分離法

膜分離法，以高分子半透膜將水與其所含的雜質與微粒分開來的一種新型污水處理技術，這一方法不僅可以有效去除尾水的異味，還可以去除水中溶解性的有機物。但是膜分離法卻需要對水樣進行預處理，然后才能繼續(xù)進行水樣的處理，否則會使膜的更換頻率增加，進而增加成本。

（二）化學氧化法

1.臭氧氧化

臭氧氧化，顧名思義主要利用的是臭氧的氧化作用，二級出水中會存在蛋白質、腐殖酸或氰化物等物質，這類物質若排入環(huán)境中，對環(huán)境會有十分大的毒副作用，而臭氧可以將其氧化，去除水中的此類物質，左名景等人曾利用臭氧對工業(yè)廢水進行處理，并利用三維熒光處理待測水樣，發(fā)現相較于原工業(yè)廢水樣，經臭氧處理后的水樣，所含的蛋白質與腐殖酸類物質有明顯下降，而且經過TOC儀器檢測，發(fā)現臭氧對于有機污染物的去除同樣有效，尤其是，在用臭氧處理污水后，BOD/COD的值明顯提高，說明污水的可生化性也有所提高，更有利于其之后的處理。

2.高錳酸鉀/重鉻酸鉀氧化法

高錳酸鉀作為一種強氧化劑，對于藻類細胞結構有破壞作用，且可以通過氧化還原反應，降解在實踐中難以去除的有機污染物，例如張?zhí)m河等人就曾經以生活污水為研究對象，在其中加入臭氧與高錳酸鉀，來研究其對于COD的去除率，經比照顯示二者的去除率分別為31.9%與30.9%，可見高錳酸鉀對于水質處理來說，效果也十分顯著，而后續(xù)付斌等人通過高錳酸鉀預氧化尾水，尾水出水的COD去除率提升了14.6%，但是氮類污染物的數量基本與預氧化前的處理結果保持一致，這也能夠證明，高錳酸鉀對于氮類有機污染物的去除能力是有限的。高錳酸鉀在一些發(fā)達國家，常被用于污水處理之中。

而重鉻酸鉀是我國當下水處理工藝最為常用的強氧化劑，其與高錳酸鉀的作用基本類似，但是由于鉻是重金屬離子，會對水體產生二次污染，因此重鉻酸鉀在我國也逐漸開始被高錳酸鉀所替代。

3.Fenton氧化

Fenton氧化，主要利用的是雙氧水與二價鐵離子在相互作用下形成的羥基自由基，其本身具有的強氧化性，能夠對城鎮(zhèn)污水廠尾水中含有的有機物進行氧化降解，同時其產生的氧化產物Fe3+，還可以加速水中雜質的沉淀，對于磷的去除十分有效。此方法對于當下水體脫氮除磷效果顯著。

（三）生物法

1.生物濾池

生物濾池工藝（BAF），是基于生物膜技術，所形成的一種在給水階段快速處理水的工藝方式，其生物膜上的微生物可以氧化降解污水。孫文鵬等曾研究過生物濾池工藝應用于污水廠尾水處理中的技術，發(fā)現，填充FeO陶粒的生物濾池，對于COD、氨氮以及硝酸鹽氮的去除度較僅填充陶粒，提升了近5個百分點。

生物濾池法與傳統的活性污泥法不同，其并沒有設置二沉池，且占地面積也相較污水廠來說小，但是其出水的水質較好，系統的管理成本也較低。但是由于其系統較為簡單，也使得其穩(wěn)定性較差，容易受到水溫等外部環(huán)境的影響。且PH、溫度濕度、輻射等多重因素均會對微生物的生長產生影響，不利于其新陳代謝。這就極大程度的限制了生物濾池法的工藝效率。

2生物活性炭

生物活性炭（BAC），較之傳統的活性炭工藝，具有其物理吸附與化學吸附的一般功能，但另一方面，其表面又固定有一定數量的微生物，微生物利用其原有的孔隙結構，形成內部生物膜，進而提升活性炭的水污染物分解效率。生物活性炭法不僅僅在水處理效率上遠高于傳統的活性炭吸附法，還能夠提高活性炭的使用周期，降低水處理工藝成本，在尾水處理中具有良好的運用空間與背景。

3.膜生物反應器

膜生物反應器，主要利用的是膜分離、截留功能替換傳統水處理工藝中的二沉池的功能。在污水廠二級出水尾水處理中，可以形成MBA/PAC系統，進而提升硝態(tài)氮、氨氮等的去除效率。

三、結束語

如今，我國城鎮(zhèn)污水的凈化與回用已經成為緩解水資源短缺問題的主要途徑，處理尾水的經濟成本低，而受益較大，二次污染的可能性也較小，是良好的城市回用水來源。因此，本文重點研究了尾水處理的核心技術，并通過研究發(fā)現，生物法更為經濟，且還能保證水質要求，但是研究仍然存在較大不足，例如對磷的去除討論遠不及氮，且人工濕地、氧化塘等現代工藝也未展開鋪陳，未來仍然任重道遠。

參考文獻

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作者簡介：趙駿（1990-），男，漢族，江蘇南京，中冶華天工程技術有限公司，研究方向：主要從事環(huán)境水處理方面的研究。

（作者單位：中冶華天工程技術有限公司）