深度处理工艺对微污染水中天然有机物（NOM）的
去除机理及协同作用
程学营安毅王启山吴立波
（南开大学环境科学与工程学院 300071）
E-mail:xueyingc@https://www.doczj.com/doc/651294764.html,
摘要：从天然有机物分子量水平、分子极性角度介绍了几种饮用水深度处理工艺对NOM的去除原理及效果。探讨了不同工艺的去除效果与NOM种类的关系及组合工艺去除NOM的协同作用。
关键词：天然有机物 深度处理 给水
1.原水中天然有机物特征
1.1 原水中天然有机物种类及危害
原水中大量存在的NOM是引起水体色度的主要物质，也是最基本的消毒副产物（DBPs）先质，而DBPs是导致饮用水致突变性增加的主要原因；在水处理过程中NOM还可能降低混凝工艺的处理效果、增加投药量；残留的NOM进入管网后可能引起细菌滋长，从而腐蚀管壁，降低饮用水的生物稳定性。因此，在微污染水净化过程中，NOM的去除对于提高饮用水水质、保障用水安全有重要意义。
NOM主要包括腐殖质、亲水酸类、蛋白质、类脂、碳水化合物、羧酸、氨基酸等物质，其分子量一般为2×102～1×105，分子直径在0.5～400nm之间，多数NOM分子直径≤5nm [1]。
腐殖质（腐殖酸、富里酸）是主要部分，约占天然水体中溶解性有机碳（DOC）总量的40～60﹪，分子量一般在5×102～2×103之间。NOM中非腐殖质部分，以前被认为对出水水质没有影响，但是近年的研究表明，消毒副产物的前体物有将近一半（DOC 计）来自NOM中的非腐殖质部分，并且这部分有机物是NOM中主要的可生物降解部分，具有较强的亲水性和较低的芳香度。
1.2 评价指标
目前完全区分不同种类NOM还不可能、也没有必要。因此在水处理中一般以水中总有机碳（TOC）或COD Mn作为总有机物的替代参数，以溶解态有机碳（DOC）代表水中溶解性有机物的含量，DOC中可被细菌利用的部分为可生物降解性有机碳（BDOC），而BDOC中能被细菌直接合成细胞的部分称为可同化有机碳（AOC）。BDOC和AOC主要由易溶于水的小分子、极性有机物构成，用来表示水中可生物降解有机物，还可表示出水的生物稳定性。UV254表
?国家863项目：北方地区安全饮用水保障技术(2002AA601140)
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示水中溶解的非饱和构造的有机污染物（如带双键或芳香族的有机物）的总量，这些物质恰恰是天然有机物的主要部分，卤代活性较高，所以有学者用UV254/DOC值来评价消毒副产物形成潜力（DBPFP）的大小。
2.深度处理工艺对天然有机物的去除机制和效果
通过对水处理单元的研究[2、3、4]表明，分子量为0～500的有机物由于难于吸附和凝聚，主要在生物处理单元降解，去除率约为60%，活性炭吸附也有一定的去除能力，但效果不如生物处理；分子量为500～3,000的有机物可通过活性炭吸附有效去除，去除率可达70～90%，生物处理也有一定效果但不明显，一般只有20%左右；分子量在3,000～100,000的有机物主要通过混凝沉淀去除，去除率可达80～90%，而3,000～10,000的有机物含量也能够在生物处理过程得到有效降低。占DOC一半以上的水合腐殖酸和富里酸的分子量分布在500～1,0000范围内，可通过常规化学混凝、活性炭吸附、膜过滤在不改变NOM任何结构特征的条件下去除，也可以经过臭氧氧化、生物处理转变成小分子物质去除。对于非腐殖酸类物质，由于其生物降解性较好，可通过生物处理去除。在给水强化处理工艺中，对NOM 去除有效的工艺有生物预处理、强化混凝、O3氧化、活性碳吸附、膜过滤等技术。
2.1 生物预处理
生物预处理是指在常规净水工艺之前增设生物处理单元，以减轻常规处理和后续深度处理过程的负荷，减少DBPs的含量。目前，国内外已进行研究并投入运行的生物预处理方法主要有：曝气生物滤池法，生物接触氧化法和生物流化床法。各种生物预处理工艺常选用不同的惰性介质（如石英砂、陶粒、塑料蜂窝管填料和弹性立体填料等）作为生物载体，在水中溶解氧充足的条件下利用微生物氧化分解水中有机质、氨氮等污染物。脱氮是生物预处理主要目的，但微生物对NOM也有一定去除效果，特别是小分子量、水溶性有机物。通常生物预处理对COD Mn的去除率可达10～30%，对NOM中的小分子物质（如藻毒素）去除效果达到80～90%。同时生物预处理还可以降低水中胶体物质的Zeta电位，使水中的胶体颗粒更加容易脱稳凝聚，便于后续混凝处理。
但是Ames试验表明，生物预处理工艺对水中致突变物质的去除效果并不显著[5]。通过GC-MS分析，在经过生物预处理的引滦水中检测到59种有机物质，去除了原水中的29种物质，新增加了26种物质（但无优先控制有机污染物）[6]，并且小分子量物质种类有所增加，由此表明生物预处理能将大分子的有机物分解为小分子的有机物。
2.2 强化混凝
强化混凝是指向水原水中投加过量的混凝剂，控制一定的pH值，从而提高常规处理对NOM去除效果，降低消毒副产物的产量，而不只是满足降低浊度要求[7]。强化混凝去除NOM
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的机理主要有：（1）混凝剂生成氢氧化物絮体吸附NOM而将其去除；（2）NOM与混凝剂一起形成不溶性的络合物（铝的腐质酸盐和富里酸盐或铁的腐质酸盐和富里酸盐）。对于第一种机理来说，氢氧化物絮体的表面电荷是影响NOM去除效果的主要因素，因为它直接影响了混凝剂吸附腐质酸和富里酸的能力，从这一角度出发提高NOM去除效果需要增加混凝剂投量、改进混凝剂或投加絮凝剂，从而提高氢氧化物絮体表面电荷。而对于第二种机理，NOM去除效果主要受NOM酸度的影响，不同的酸度会引起金属与NOM中配位基络合位置不同，降低pH有利于小分子NOM金属的络合反应 [8]。在强化混凝中分子量较大的NOM 可通过电性中和、吸附架桥、网捕沉淀得到有效去除，而分子量较小、极性较高的NOM在一般混凝条件下去除率较低，主要是由于其具有良好的亲水性，不易被絮体网捕。
强化混凝的研究表明[9]：在只改变混凝条件、其他条件不变情况下，一般混凝—沉淀—过滤工艺DOC平均去除率（工厂水平）从29%提高到43%，BDOC平均去除率可提高30-38%。但是强化混凝不能很好地去除AOC，主要原因可能是AOC主要由一些小分子量、非腐殖酸类物质组成。通过强化混凝一方面可以提高混凝工艺对NOM的去除效果，另一方面还可以改变水的理化性质来改善后续工艺的处理效果。
2.3臭氧氧化
臭氧氧化是指在水处理过程中向水中投加O3，利用O3的强氧化性改变有机物分子特性，提高后续处理中有机物的去除效果。臭氧氧化对NOM分子结构的主要影响在于：（1）形成更多的羟基、羰基和羧基，增加分子极性和亲水性；（2）减少分子中双键和环状结构；（3）增加NOM中低分子量有机物（如醛类、羧酸）含量。具体表现为NOM官能团种类的变化、TOC中小分子物质增加及消毒副产物前体物（THMFP）去除效果的提高。根据臭氧投加位置的不同分为预氧化和中间氧化。预氧化是在水处理工艺之前投加O3，这样可以去除大部分色度、臭味，也可以部分降解大分子NOM，灭活微生物。预氧化处理一般强化了混凝—沉淀—过滤过程；中间氧化可以降解大分子NOM、降低THMFP、增加可生物降解性，为下一步处理如生物活性炭、膜处理提供有利条件。
多数实验和水厂运行实践表明[10]，在接触时间10～30min、O3/DOC值在0.2～0.5 ( mg/mg)条件下，臭氧氧化前后水中TOC浓度基本上不发生变化或变化甚微，TOC中小分子量有机物大量增加；同时水中THMFP含量可明显降低（减少24～46%）、NOM的可生物降解性增加。通过预臭氧氧化后，UV254/DOC值也可以显著降低，从0.053降到0.015 cm-1/mg[2]。
在臭氧—生物活性炭工艺中，NOM在活性炭中停留时间不可能太长，所以有研究把BDOC分为快速降解BDOC和慢速降解BDOC（在一定停留时间内，可被生物活性炭滤池内微生物降解的BDOC为快速降解BDOC，不能降解的为慢速降解BDOC）。试验表明[11]在接触时间20～30min、O3/TOC值为0.5（mg/mg）条件下慢速降解BDOC生成量＜1mg/L，快速降解BDOC的生成量跟据原水水质不同从1.47～7.04 mg/L不等。提高O3投量、延长接触时间，
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快速降解BDOC生成量增加不明显。
另外，NOM的臭氧氧化产物中包括不少醛类物质和溴化物，它们的毒性问题目前也引起了人们的关注。
2.4 活性炭和生物活性炭滤池（BACF）
活性炭对NOM的吸附能力与NOM的性质和活性炭本身微孔结构有关[4、12、13]。一般活性炭微孔直径≤2nm，而NOM直径一般在0～4nm范围内，分子量500～3,000的NOM可以被大量微孔结构有效的去除；较大分子（＞3,000）难于通过大孔、中微孔扩散到占活性炭表面积95%以上的微孔表面；较小分子（＜500），由于极性较高吸附效果不是很好。但是，当pH 较低时，活性炭对极性有机物也有较好去除效果，这可能是由于pH较低，抑制了氢离子的解离，降低了有机分子极性。通常，在给水处理中，活性炭滤池运行初期主要是活性炭本身微孔发挥作用，当活性炭运行一段时间（大概4000倍床层体积）后，活性炭表面及外部较大孔隙中形成一层生物膜，微生物的吸附降解作用逐渐在NOM的去除中起主导作用。同时在活性炭内部大量存在的微孔还可以吸附NOM，这样就形成了既有微孔吸附、又有生物降解的生物活性炭。
美国俄亥俄州辛辛那提水厂积累了颗粒活性炭去除NOM的长期资料[14]，DOC的去除率平均为8～48%，THMFP的去除率为29～56%。另外，通过颗粒活性炭吸附，可在41～182d 内保持THMs浓度在0 .04 mg/ L以下。当接触时间15 min通水60 d时，DOC的去除率平均为70%，在同样条件下通水110 d时DOC的去除率为50%。AWS公司对BACF去除NOM的效果进行了系统的研究[3]：在四年运行期间内BACF对DOC去除率一直稳定在40～60%之间。生长微生物的活性炭经再生后，活性炭的孔隙结构没有太大的变化，只是碘值在经过四次再生后下降了25%，使用这些活性碳继续运行并与新的活性炭处理结果相比较，出水DOC去除率基本相同，这就表明碘值的降低没有影响BACF对DOC的去除效果。在不影响处理结果的情况下活性炭可以长期使用（再生周期1-2年）。同时进行的研究还表明，即使活性炭吸附出现有机物泄漏，仍然对水中THMFP有一定吸附去除能力，当DOC去除率只有20%时，BACF对杀虫剂的去除率仍可达到99%。关于反洗对滤池生物相的研究表明，每次反洗过后将会有60－80%的生物相被保留下来，因此反洗对生物滤池影响不大,对TOC去除率影响也不大[15]。
实际生产中，活性炭吸附很少单独使用，通常和臭氧等氧化剂联合使用，也经常利用强化混凝作为预处理工艺。在臭氧—生物活性炭联用工艺中，臭氧氧化降低了BACF的负荷，增加了NOM的可降解特性，使水中的溶解氧增加，有利于生物活性碳的高效运行；活性炭的吸附作用，给微生物提供了丰富的营养，有利于微生物的生长，提高了微生物抗冲击负荷能力；微生物的降解作用，使活性炭的负荷减轻、吸附性能增强，并延长了活性炭的使用周期，降低了处理费用。有研究显示，通过臭氧氧化—生物活性碳工艺DOC的平均去除率为56% ，而单独用活性炭过滤工艺DOC的平均去除率仅为31% [15]。臭氧氧化—生物活性炭
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工艺中微生物的活性较生物活性炭工艺中微生物活性高，其原因可能是臭氧氧化后水中可生物利用的基质增多。
2.5 膜过滤
膜过滤是近年发展起来的新技术，与常规分离方法相比，具有能耗低、单级分离效率高、过程简单、对环境影响小等特点。在水处理中使用的膜过滤有微滤、超滤、纳滤及反渗透。其中，纳滤技术是目前研究的热点。在纳滤膜处理微污染水工艺中，去除率主要与有机物和膜的性质有关。对于分子量大于200、分子尺寸在1～2 nm左右的NOM基本上能够被全部脱除，脱除机理主要是膜的筛网效应。但研究发现对分子量小于200的NOM，也可以得到部分去除，可能是由于膜表面与NOM分子发生化学作用的结果。微滤、超滤膜由于膜孔较大，通常与混凝、粉末活性炭吸附等预处理工艺相结合。例如，对混凝—微滤工艺的试验表明[16]，该工艺对原水色度去除率达到95%、UV254去除达到85%、COD去除率65～75% ，膜的运行周期能够维持在50小时左右，完全可以替代混凝—直接过滤工艺。类似的研究也表明，在酸性条件下整个工艺对UV254的去除率达到80～90%，对TOC也有较好的去除效果。
3.水处理工艺去除天然有机物的协同作用
在水处理过程中，不同工艺都有特定的有机物分离对象。常用的水处理工艺，如生物预处理、混凝、沉淀物、过滤、臭氧氧化、活性炭吸附、膜处理等，对NOM去除机理、效果各不相同，同一工艺或工艺组合在不同的地方应用，去除效果也有差别。不同性质的有机物对水处理工艺运行效果有不同影响。所以单一水处理工艺很难将NOM完全去除，必须依靠多种工艺联合处理。因此在选择工艺时要了解各种处理工艺与有机物的关系，充分利用组合工艺对有机物处理的协同作用，最大地发挥不同工艺对NOM去除效果。
要充分发挥水处理工艺在NOM处理中的协同作用，在选择工艺组合时，需要考虑如下两点：（1）当地原水中NOM特点，分布特征。分子量不同的NOM，在各个水处理单元中处理效果不同。常规工艺对大分子、胶体物质去除效果较好，生物处理对小分子、极性物质去除效果较好，活性炭吸附工艺主要去除小分子、弱极性物质，膜处理可以去除各种分子量水平的NOM。掌握当地原水条件，根据有机物特点选择合适的工艺组合，发挥单元工艺对有机物的去除的互补性。一般要依照先去除大分子有机物质，再去除小分子物质的原则。若水中小分子有机物含量较高，可将生物处理至于常规处理之前，发挥生物降解的作用；若大分子有机物和胶体物质含量高，要充分发挥强化混凝的作用，其后可设置生物活性炭工艺以去除剩下的小分子物质。（2）水中NOM在各工艺间的相互转化。在选择工艺组合时，不但要考虑各工艺的对NOM的处理效能，还要考虑某一单元处理结果对后续工艺的影响，保证前步工艺可能生成的产物、水质变化能够促进后续工艺的处理，并使整体处理效率提高。如
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对于污染较重的原水，可以先经生物预处理，这样既可以去除部分小分子有机物，又可以提高NOM的絮凝特性。还可以在生物处理前设置化学氧化工艺，增加NOM的可生化特性。在臭氧—活性炭工艺中，臭氧可使水中大分子物质减少，NOM的可生化性提高，利于后续活性炭吸附及生物降解，但是过量投加臭氧可能使水中有机物极性增加，反而不利于活性炭吸附去除，所以必须选择最佳臭氧投量，这样才能达到事半功倍的效果。有研究发现，在原水经强化混凝处理后，原来被大分子物质吸附的部分有机质扩散到水中，造成混凝出水中小分子有机物质有所增加，因此必须控制混凝条件，提高混凝工艺去除小分子有机物的能力。
4.结语
随着生活水平的提高，人们对水质的要求越来越高，但由于自然和人为原因，我国水体中天然有机物含量较高。这就要求我们寻找经济有效的水处理工艺，减少水体NOM含量。根据我国水处理现状，应该走强化常规处理，研究、推广生物预处理及臭氧—生物活性炭深度处理技术，在有条件、规模适宜水厂推广膜分离处理饮用水的技术的路线。在研究中要重视水中有机物对处理工艺的具体影响，各水处理工艺处理效果是否协调。
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The Mechanism and Synergistic Effect of Advanced
Drinking-Water Treatment Techniques on Removal of
Natural Organic Matter
Xueying CHENG , An Yi, Qishan WANG , Libo WU (The College of Environmental Science & Engineering at Nankai University,
Tianjin ,300071,China)
Abstract
It introduced several kinds of advanced drinking-water treatment techniques on removal of natural organic matter (NOM) based on the size and polar of NOM molecular. It also discussed the relationship between the kind of NOM and treatment techniques and the synergistic removal effect between combinatorial treatment techniques.
Keywords:Natural organic matter (NOM) Advanced treatment drinking water
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生活饮用水的深度处理技术-膜分离技术摘要：膜处理技术在国外已经发展成为饮用水深度处理的核心技术。本文指出了饮用水的处理要求，介绍了几种典型的膜分离技术：微滤、超滤，纳滤，反渗透。最后介绍了膜分离技术的优缺点。 关键字：微滤、超滤，纳滤，反渗透 abstract: the processing technology in foreign film has become the core technology of the deep treatment of drinking water. this paper points out that the drinking water treatment requirements, introduces several kinds of typical membrane separation technology: micro filter, ultrafiltration, nanofiltration, reverse osmosis. at last, the paper introduces the advantages and disadvantages of the membrane separation technology. key word: micro filter, ultrafiltration, nanofiltration, reverse osmosis 中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号： 为保证饮用水质量，世界各国不仅及时修订了本国的水质标准，而且制定了控制水中有毒有害物质的对策。随着这些调查和研究工作的不断深人，人们逐步认识到，在很多情况下，常规的净化工艺已不能完全有效地去除水中的病原菌、病毒等。因此，以去除饮用水中有机污染及有毒有害物质为目标的饮用水深度净化技术得到 日益广泛的应用。
当代制浆造纸废水深度处理技术与实践 发表时间：2018-08-23T17:06:59.550Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第9期作者：王凯 [导读] 造纸工业废水排放量大，组分复杂，色度高，化学需氧量高，可生化性差，特别是含有纤维素。 汤原金豪纸业有限公司黑龙江佳木斯 154700 摘要：提高当代制浆造纸废水处理技术，不仅能够有效促进区域经济以及环境发展，而且能够有效推动经济结构调整。随着国家对环境治理力度的加大，造纸工业采用新生产工艺以及对废水深度处理，已经很难适应国家建设资源节约型社会的发展趋势。鉴于此，本文就当代制浆造纸废水深度处理技术与实践展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。 关键词：纸浆造纸；深度处理；实践 造纸工业废水排放量大，组分复杂，色度高，化学需氧量高，可生化性差，特别是含有纤维素、半纤维素、单糖、木素及其衍生物等难降解有机物，易造成严重污染，是难处理的高浓度有机废水之一，被美国列为六大公害之一。造纸废水经传统处理后出水指标一般难以达到国家《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）。为此，随着水资源日益紧缺以及水污染物排放总量控制日渐严格，废水深度处理技术的研究日渐活跃，深度处理技术的应用势在必行。 1、概述 制浆造纸工业是一个能耗高、污染物产排量大、对环境污染较为严重的行业之一；主要原因是该行业废水排放量大，且废水中污染物成分复杂，浓度高，去除难度大。目前，国内常采用“一级物化+二级生化”的方式处理制浆造纸综合废水，可有效去除废水中的大部分污染物。然而，随着环保要求的不断提高，废水中污染物允许排放浓度降低，仅采用“物化+生化”的处理方式，废水中污染物排放浓度达不到《纸浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）的限值要求。 2、水质特征 制浆造纸废水中的主要污染物有4类：还原性类（如木素及衍生物等），用COD表征；可生物降解类（如半纤维素、寡糖、有机酸及醇等），用BOD表征；悬浮类（如细小纤维、无机填料等），用SS表征；色素类（如油墨、染料、木质素等），用色度表征。二级生化处理后，废水中仍含有多种有机物质，主要包括木素、木素衍生物、纤维素、漂白药剂及施胶过程中的添加剂等，不同污染物各具特点，构成了二级生化出水水质的多样性[3]。二级生化处理后，废水中COD、色度等污染物的浓度仍然较高，仍达不到GB3544-2008的排放限值要求。因此，需对二级生化出水进行深度处理，确保污染物达标排放。 3、当前制浆造纸废水深度处理研究的现状 造纸工业是世界上六大污染工业之一，我国造纸行业年排放废水量达40亿吨，占全国工业废水排放量的1/6，具有排放量大、污染物复杂、难处理等特点。由于其污染性巨大而且处理难度大，所以就要考虑到在带来巨大经济效益的同时，也严重影响着人类的生存环境，长久发展下去会有难以想象的后果，这是我们不得不考虑到的现实因素。 4、当代有关制浆造纸废水处理措施 4.1、物化法 1）混凝法：混凝法通常比较常用，是指通过混凝剂处理废水，使出水水质科达造纸工业水污染物排放标准中的一级标准，可以选择的混凝剂种类很多较为好获取，所以这种方式以相对较少的投入，较高的性价比的优势被经常应用。2）气浮法：气浮法是指在造纸废水中回收废纸浆，着重处理中段废水，通过装置上的独立，使出水水质达到造纸工业废水排放标准二级标准。气浮法所应用的装置，技术含量很高，适用性强，且操作简单，运行费用相对较低。3）膜分离法：这是一种应用化学变化实现对难降解的有机物造纸废水的处理，要考虑到污水水质的特点，应用在特定条件下效果十分明显。4）吸附法：这是一种相对简便的办法，也是较为基础的方式，即利用粉末性活性炭作为吸附剂，使出水标准达到国家有关于工业污水的排放标准。 4.2、运用吸附剂进行处理 运用吸附处理法进行处理，主要是指依靠吸附剂进行废水处理。吸附剂上具有密集的孔状结构和庞大的比表面积，运用专门的吸附物进行对污水的处理，比表层面存在大量的活性基因和吸附物的各种化学元素，通过吸附物的离子转换产生吸引力，达到对废水中污染物的吸附功能，吸附污染物是有选择＊性的聚集各种有机物和无机物，最终达到净化废水的目的。我国通常采用的吸附剂是活性炭、活性焦或者粉煤灰等材料，其中也包括大孔吸附树脂等，这样能够大大提高吸附剂的吸附能力，使废水得到净化。吸附剂处理方法中，吸附剂的选择是关键。当前废水处理中的吸附剂材料主要是活性炭。活性炭的表面积大，吸附的污染物量也比较大，水中的溶解性有机物吸附能力较强，但是采用活性炭深度处理废水污染物的成本非常高，并且很容易造成二次污染，所以以活性炭为主的吸附剂，在市场上的应用慢慢受到限制。粉煤灰自身的表面积也非常大，空隙高，孔隙率大，吸附性能好，而且价格相对比较便宜，但其直接利用到废水处理上的效果不好，需要结合其他的材料和技术对其进行改进，故而其在制浆造纸方面的前景非常广阔。大孔吸附树脂是最具有市场前景的吸附剂原材料，它的大孔结构注定了它的吸附能力非常优越，其具有和活性炭相同的特点，但是吸附能力比活性炭更强大，具有非常好的市场应用性。 4.3、膜分离处理法 这种技术主要是采用一种特殊的薄膜，对废水中的一些化学元素和化学成分进行选择性过滤的处理方式。根据薄膜的规格可以分为微滤、超滤、纳滤等级，薄膜分离法处理制浆造纸中的废水污染物的时间很短，但是由于处理效果非常好，所以发展和传播速度非常快。薄膜分离处理技术的分离技术、净化技术、浓缩技术和过滤技术，比传统的废水处理技术的优点明显得多。薄膜处理技术的优点在于占地面积小、操作环境好、工作方便简单，维护方式简单易行、无二次污染等。这些就加速了薄膜处理技术的发展，为制浆造纸中的废水处理提供了更加先进技术。 5、制浆造纸废水深度处理技术的展望 制浆造纸废水是一个十分复杂的混合体系，应用传统的处理技术已经很难达到最新的排放要求。因此，必须加强对制浆造纸废水深度处理技术的研究与工程应用，建议向以下几方面发展：（1）生物基因工程技术。生物酶处理无疑是高效、省时的一种手段，但存在处理成
饮用水深度处理工艺设计 [摘要]针对饮用水水源有机物污染现象日趋严重，常规水处理工艺已难以生产出符合水质标准的饮用水，本文在常规饮用水处理的基础上设计了饮用水深度处理工艺，采用臭氧＋砂滤＋生物活性炭的新型组合工艺，能够有效保证饮用水的安全性。 [关键词]饮用水；深度处理；臭氧；生物活性炭 1.设计背景 饮用水的质量与人们的生活水平和身体健康息息相关。由于人们对饮用水水质的要求在不断提高，我国也提出了比现行饮用水水质标准(GB5749-85)更严格的2000年城市供水水质目标。 2.设计思想 2.1活性炭吸附 活性炭是一种具有较大吸附能力的多孔性物质。活性炭吸附在常规处理基础上去除水中有机污染物最有效最成熟的水处理深度处理技术。实验研究表明，饮用水处理中活性炭吸附去除的有机物的分子量主要分布在500-1000u(道尔顿)之间，分子量过大或过小吸附作用都较差。 2.2臭氧氧化 臭氧是一种氧化剂，它可以通过氧化作用分解有机污染物。臭氧可氧化溶解性铁、锰、氰化物、酚、致嗅物质和有色物质、生物难降解的大分子有机物等。 2.2.1去除无机物 臭氧预氧化可去除大多数无机物，但预氧化后必须有过滤或凝聚一絮凝一沉淀处理措施，以除去金属离子氧化后形成的不溶物。 2.2.2促进凝聚一絮凝处理 低剂量03(0.5g／m3lg／m3)就足以强化凝聚一絮凝处理。因为一些大分子溶解状污染物被03氧化后分子的极性变大，可与其他含有氢原子的有机物形成氢键，增加分子量，当这种达到一定程度时，溶解度将降低，产生微絮凝效果。 2.2.3氧化天然有机物 地表水和地下中含有大量会使水质恶化的有机物，另外，在末端氧化中腐殖
安徽建筑大学 污废水深度处理技术论文 专业：xx级市政工程 学生姓名：xx xx 学号：xxxxx 课题：污水深度处理工艺的综述与比较指导教师:xxxx xx年xx月xx日
污水深度处理工艺的综述与比较 摘要：为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活中，污水经过城市污水或工业废水经一级、二级处理后必须进行深度处理。常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质，SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类。深度处理的方法有：絮凝沉淀法、砂滤法、活性炭法、臭氧氧化法、膜分离法、离子交换法、电解处理、湿式氧化法、催化氧化法等物理化学方法与生物脱氮、脱磷法等。熟悉了解国内外这些工艺，因地制宜的合理选择适用技术对我们的城市污水深度处理处理工程设计和建设都有重要的意义。关键词：城市污水；污水深度处理工艺；优缺点 引言: 目前,饮用水水质安全正受到人们普遍关注,而国家现行的水质标准也在不断提高.为了满足日益严格的饮用水水质标准,深度处理工艺正在成为技术改造的主要途径。污水深度处理，也称高级处理或三级处理。它是将二级处理出水再进一步进行物理、化学和生物处理，以便有效去除污水中各种不同性质的杂质，从而满足用户对水质的使用要求。深度处理常见的方法有以下几种。 1.絮凝沉淀法 1.1絮凝沉淀法概述 絮凝沉淀处理利用絮凝剂使水中悬浮颗粒发生凝聚沉淀的时处理过程。地面水中投加絮凝剂后形成的矾花或生活污水的有机性悬浮物、活性污泥等在沉淀池中沉降处理时，絮体互相碰撞凝聚，颗粒尺寸变大，沉速随深度加深而增快。这时，水的沉淀处理效率不仅取决于颗粒沉速，而且与沉淀池深度有关。絮凝过程为水中细小胶体与分散颗粒由于分子吸引力的作用互相粘结凝聚的过程，分自由絮凝与接触絮凝两种类型（前者发生在沉淀池中，而后者发生在悬浮澄清池或接触滤池中），生成的矾花在沉淀、过滤等水处理过程中起着强化和提高处理效率的作用。 1.2絮凝沉淀法工艺特点 絮凝沉淀法絮凝体成型快，活性好，过滤性好；不需加碱性助剂，如遇潮解，其效果不变；适应PH值宽，适应性强，用途广泛；处理过的水中盐份少；能除去重金属及放射性物质对水的污染；有效成份高，便于储存，运输。 2.砂虑法 2.1砂虑法概述 水和废水通过粒状滤料（如砂滤中的石英砂）床层时，在压力差的作用下,悬浮液中的液体（或气体）透过可渗性介质（过滤介质）,固体颗粒为介质所截留,从而实现液体和固体的分离.其中的悬浮颗粒和胶体就被截留在滤料的表面和内部空隙中，这种通过粒状介质层分离不溶性污染物的方法称为粒状介质过滤。石英砂滤器是利用一种或几种过滤介质，常温
采用反渗透膜技术进行脱硫废水深度处理 燃煤电厂采用石灰石-石膏湿法工艺进行烟气脱硫过程中产生了脱硫废水，常见的脱硫废水处理工艺除去了废水中绝大部分的氟化物、悬浮物、硫酸根离子、重金属等污染物，氯离子浓度仍然很高，影响脱硫废水经处理后再利用和排放。因此需要对已处理的脱硫废水进行后处理，提高废水的利用率，实现脱硫废水的零排放。 1 脱硫废水常规处理 常规脱硫废水的处理流程一般包括中和、沉淀、絮凝、澄清等工艺。处理时，先进行碱化处理，加入Ca （OH ）2或者NaOH ，将废水的pH 值调至9.0至9.5之间，使部分重金属以氢氧化物的形式完全沉淀出来；再加入有机硫化物（一般是TMT15），使镉、汞等重金属结合成难溶于水的硫化物；然后加入絮凝剂（一般是FeClSO 4）和絮凝助剂（一般是聚合电解质），使大部分的悬浮物沉淀，并吸附重金属氢氧化物和CaSO 4沉淀；最后澄清，将沉淀物和水分离，得到处理过的脱硫废水和污泥[1]。处理工艺流程见图1。 图1 脱硫废水常规处理工艺流程 经过常规工艺处理过后，脱硫废水中绝大部分的悬浮物、氟化物、硫酸根、重金属等污染物得到有效去除，COD Cr 浓度也明显下降，这些指标均能满足《综 中和箱 沉降箱 絮凝箱 出水箱 脱硫废水 有机硫化物 助凝剂 絮凝剂 HCl Ca （OH ）2 澄清器 污泥循环系统 污泥压缩系统 溢流坑
合污水排放标准》（GB 8978-1996）的一级排放标准。氯离子浓度也有大幅下降，但浓度仍然很高。脱硫废水处理前后的水质数据如表1所示[1]。 表1 脱硫废水主要污染物处理前后对比数据 项目处理前(mg/L) 处理后(mg/L) 去除率(%) 标准(mg/L) pH 5.0～6.0 7.36 — 6.0～9.0 310.0 148.6 52.1 ≤150 COD Cr 悬浮物12000 70.0 99.4 ≤70 氟化物180.0 8.69 95.2 ≤30 CL- 10545.2 4951.9 53.1 —2-2000 1.0 99.9 ≤1.0 SO 4 Zn 4.12 0.161 96.1 ≤5.0 Cd 0.3 0.019 93.7 ≤0.1 Cr 10.0 0.010 99.9 ≤1.5 Ni 2.0 0.059 97.1 ≤1.0 Pb 2.0 <0.0002 99.9 ≤1.0 Hg 0.1 0.0005 99.5 ≤0.05 As 0.5 0.091 99.9 ≤0.5 2 高浓度氯离子废水 经过常规处理后的脱硫废水，氯离子浓度仍高达5000mg/L。水中的氯离子对金属具有很强的腐蚀性，而且氯离子浓度越高，对金属的腐蚀性就越强。用旋转挂片法得到20号碳钢试片在浓度为5000mg/L的氯离子溶液中的腐蚀速率为1.8542mm/s[2]。氯离子溶液的这个性质，制约了经常规处理后的脱硫废水的利用和排放。 脱硫废水的利用或排放的方式主要有以下几种： （1）送至电除尘前烟道，雾化后喷入烟气中，脱硫废水迅速蒸发，废水中的固体物在电除尘器中被捕捉，随灰一起外排[3]。由于氯离子浓度高，蒸干后的固体物含有大量氯盐，时间长了对除尘设备产生腐蚀，降低除尘器寿命。 （2）直接排入电厂水力排渣系统（即渣水系统），补充排渣水[4] [5]。如果渣水系统不对外排放，时间长了，渣水的氯离子浓度会升高，腐蚀渣水输送设备及管道；如果对外排放，高浓度的氯离子对环境造成破坏，造成水体或土壤咸化。 （3）送进灰场或者煤场，浇溉用。还在使用灰场的燃煤电厂已经很少，不能广泛应用；浇在煤上的氯离子，最终还是通过燃烧系统、脱硫系统再次进入脱硫废水中。
《水的深度处理工艺》 系别：市政与环境工程学院 专业：环境工程 姓名：柴剑雄 学号： 021411114 指导教师：张霞
随着我国现代工农业的发展、城市化进程的加快，工农业用水、城市、农村生村和生活用水需求量激增，工农业污水、城市、农村生活污水的排放量日益增多，对于人均水资源相对匮乏的我国来说，水资源的供应量远远不能满足人们的生产、生活的需求，越来越多的城市、农村出现了用水荒，水资源供应量的不足已经成为制约社会经济发展和人们生活的重要障碍因素。为了满足现代工农业、经济发展及城市建设的需要，满足人们生活用水的需求，加强污水处理厂建设已经成为各级政府以及社会各界的共识，但是，经过污水处理厂处理过的中水还含有重金属、细菌等有害、有毒物质。这些物质的存在，在一定程度上影响污水的利用效率。因此，有必要采取技术手段在污水处理厂建设过程中对污水进行深度处理，实现水资源的可持续使用。 (一)污水深度处理技术分析 污水深度处理技术简单地说可以分为三大类，即生物处理法、膜处理法和物理化学处理法。生物处理法又可分为人工湿地深处理技术、生物接触氧化法、曝气生物滤池 (BAF) 等生物技术。人工湿地深处理技术主要适用于农村污水、工业行业废水以及城市污水处理厂二级出水，由于污水处理厂是采用传统工艺处理城市污水，因此，污水处理厂二级出水中不但含有重金属、细菌等有害、有毒物质，而且污水中的一些物质不能处理干净，一般情况下，污水处理厂二级出水 P 含量为 6—10mg/L 、NH3-N 含量为 15—25mg/L、BOD5含量为 20—30mg/L 、SS 含量为 20
—30mg/L、COD含量为 60—100mg/L。采用人工湿地深处理可以实现景观与处理效果相结合的良性循环，通过种植了美人蕉、芦苇、富贵竹、空心菜等湿地植物，通过光合作用去除氨氮等成分，通过种植凤眼莲、空心莲子草、稗草、藨草、黄菖蒲等植物去除工业废水中的有害物质等。生物接触氧化法是是在充氧的污水池中填充填料，用生物膜布满填料，污水以固定流速以埋没生物膜的方式，在微生物作用下除去有害物质的污水深处理方式，应用于农药、石油化工、纺织、印染、食品加工、轻工造纸和发酵酿造等工业废水以及二级出水、生活污水的深处理，去除铁、锰、亚硝酸盐、氨氮等物质；曝气生物滤池通过在生物滤池底部或下部加设曝气装置对污水进行处理的技术，通过该技术处理的污水基本上能够达到杂用水的标准。污水深度处理技术中的膜处理法和物理化学处理法包括混凝技术、活性炭吸附技术、臭氧法、膜分离技术、高级氧化法等。这些污水深度处理技术适用的范围不同，各有所长，又各有所短，因此，在污水深度处理过程中，要充分照顾到各种处理技术的技术特点，扬长避短，综合采用，为污水处理厂取得较好的经济效益和社会效益打下坚实的基础。(二)污水深度处理技术的应用 污水深度处理技术是在污水预处理及主处理的基础上，对二级处理水用物理化学处理法&生物处理法及膜处理法去除二级出水中存留的细菌&重金属等危害人体健康的有害及有毒物质，从而达到污水的回收和利用的一种处理技术其典型处理流程如表：
饮用水水质问题及深度处理措施探讨摘要：水是人类生存必不可少的基本资源之一，然而，随着社会经济的现代化发展，饮用水水源收到了严重的污染。由于水厂所采用的传统处理工艺并不能很好地去除污染物，导致许多水厂所提供的生活饮用水存在水质不合格的现象，严重威胁了人们的健康。本文即针对饮用水水质及其处理中存在的问题进行了分析，并探讨了饮用水深度处理的相关措施。 关键词：饮用水；水质；深度处理；措施 abstract: water is essential to human survival of one of the basic resources, however, along with the social economy development of modernization, drinking water supply received serious pollution. because the traditional water treatment technology and can not very well to remove pollutants, causing many water provide the life there drinking water quality unqualified phenomenon, a serious threat to people’s health. this article is in the drinking water quality and the problems existed in the handling of the analysis, and discusses the depth of drinking water treatment measures. keywords: drinking water; water quality; deep processing; measures 中图分类号：k928.4文献标识码： a 文章编号：
强化常规水处理工艺 近些年来，随着水源污染严重、水质不断恶化和饮用水质标准不断提高，人们开始研究一些新技术强化常规处理工艺或发展饮用水深度处理技术。目前应用较多给水深度处理工艺有活性炭吸附、臭氧氧化、臭氧和活性炭联用、臭氧高级氧化技术、生物活性炭、膜过滤技术等。在此笔者结合大量的实验研究，仅对强化常规给水处理工艺(包括强化混凝、强化沉淀与气浮和强化过滤)、化学预氧化(预臭氧化)等发展情况作以简要论述。 【强化混凝技术】 常规给水处理工艺中对有机物去除起主要作用的是混凝工艺，其去除有机物的机理主要分三个方面：带正电的金属离子和带负电的有机物胶体发生电中和而脱稳凝聚;二是金属离子与溶解性有机物分子形成不溶性复合物而沉淀;三是有机物在絮体表面的物理化学吸附。影响混凝效果的因素很多：混凝剂的种类、混凝剂的投加量、原水水质、混凝pH值、碱度、混凝搅拌程度以及混凝剂与助凝剂的投加顺序等。强化混凝就是通过采取一定措施，确定混凝的最佳条件，发挥混凝的最佳效果，尽可能地去除能被混凝阶段能够去除的成分，特别是有机成分。 由于近年水源受有机物污染严重，高浓度的有机物对水中胶体产生很强的保护作用，致使常规混凝效果变差，因此为提高常规混凝效果，在保证浊度去除率的同时提高水中有机物的去除率，强化混凝处理无疑是一个首选之法。Joseph等人认为强化混凝是去除水中天然有机物比较经济、实用的一种处理工艺;美国工作者普遍认为，强化混凝是达到"饮用水消毒/消毒副产物(D/DBP)标准"第一阶段要求和控制饮用水中天然有机物(NOM)的最佳方法之一;我们的实验结果也表明，某些强化混凝技术能有效地去除天然水中的有机物和藻类，并可降低水中剩余铝的浓度。 强化混凝技术首先要根据水质情况筛选优化确定混凝剂的种类和投量。目前水厂使用的混凝剂大致有三种：铝盐Al(Ⅲ)、铁盐Fe(Ⅲ)以及人工合成的有机阳离子聚合混凝剂，一般铝盐和铁盐的混凝效果要优于人工合成的混凝剂，原因是这
首钢工学院 毕业设计（论文）题目：城市生活污水处理工艺 系别：建筑与环保工程系 专业：环境监测与治理技术（环境工 程） 班级：环工101 班 姓名：侯亚菲 指导教师：陈文龙
2013年5月25 日 摘要随着全球经济的发展，水质污染问题己越来越受到人们的关注，水是城市生存和发展的命脉。治理水污染，保护水资源，不仅是当今世界性的问题，更是我国城乡普遍面临的当务之急。城市污水是城市下水道系统收集到的各种污水，是一种混合污水。城市污水必须经过处理达到相关排放标准才能排放水体，避免造成水体污染。目前,中小城市的污水排放量约占全国污水排放总量的一半以上,随着未来50 年城镇建设的快速发展, 生活污水的排放量将会数倍、甚至十几倍的增加,势必加剧水环境的恶化。因此，城市污水处理厂处理水再利用时，应按照使用目的执行相应的水质标准和确定相应的废水深度处理工艺。国家已把城市给排水列为基本建设领域重点支持的产业，污水的资源化、污水的再生利用，既提高了水的利用率又有效地保护了水环境，有利于实现城市水系统的健康、良性循环，从长远来看，这将是有效地解决我国水资源短缺和水环境恶化问题的优化途径。 关键词：城市生活污水处理工艺CASS工艺
1.................................................. 概述. 4 1.1课题来源 (4) 1.2课题意义 (4) 2.......................................................... 国内外领域现状. 5 2.1国内现状 (5) 2.2国外现状 (6) 3..................................................... 调研情况. 8 3.1城市污水工艺简介 (8) 3.2处理工艺的优选 (13) 3.2.1常规活性污泥法和氧化沟、SBR工艺的比较. . 13 3.2.2氧化沟、SBR工艺的比较 (13) 3.2.3最终工艺的确定 (13) 3.3CASS 工艺 (14) 3.3.1概述 (14) 3.3.2................................................ CASS 工艺的优点14 3.3.3与其他工艺对比 (17) 3.4 工艺流程 (18) 4.................................................. 结论. 19 参考文献. (20) 结束语. (21)
论未来污水物化深度处理技术发展 作者：米卫星 （长安大学环境科学与工程学院2015129093） 摘要 随着人类的发展，水污染问题日益严峻。与此同时物理化学法也在不断的发展，而且在水处理中的应用日显重要。本文主要论述了现如今已经应用到深度水处理过程中的各种物理化学方法，通过分析其优缺点和各种方法的适应条件，提出在未来的污水深处理过程中物理化学处理法的发展趋势。 关键字：水污染、物理化学法、深度处理 1、绪论 水资源是人类社会发展最重要的资源，而当今社会，人类正面临着水污染严重的环境问题。物理化学法是一种运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法，处理的对象主要为：水中的无机的和有机的（难于生物降解）溶解质和胶体物质。尤其适合处理杂质浓度很高的废水以回收原料，适合于对杂质浓度很低的废水进行深度处理【1】。 通常有混凝、沉淀、浮选、过滤、化学沉淀、离子交换、消毒等。本文将着重介绍物理化学处理方法中的当前比较流行的、应用比较多的物理化学处理技术，并论述哪种处理方法在今后会得到更好的发展和更广泛的应用。 2、物理化学废水深度处理技术 2.1活性炭吸附 活性炭是一种多孔性物质，而且易于自动控制，对水量、水质、水温变化适应性强，因此活性炭吸附法是一种具有广阔应用前景的污水深度处理技术。活性炭对分子量在500～3000的有机物有十分明显的去除效果，去除率一般为70%～86.7%，可经济有效地去除嗅、色度、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、颗粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大类。 近年来，国外对PAC的研究较多，已经深入到对各种具体污染物的吸附能力的研究。淄博市引黄供水有限公司根据水污染的程度，在水处理系统中，投加粉末活性炭去除水中的COD，过滤后水的色度能降底1～2度；臭味降低到0度。GAC在国外水处理中应用较多，处理效果也较稳定，美国环保署（USEPA）饮用
深度处理工艺对微污染水中天然有机物（NOM）的 去除机理及协同作用 程学营安毅王启山吴立波 （南开大学环境科学与工程学院 300071） E-mail:xueyingc@https://www.doczj.com/doc/651294764.html, 摘要：从天然有机物分子量水平、分子极性角度介绍了几种饮用水深度处理工艺对NOM的去除原理及效果。探讨了不同工艺的去除效果与NOM种类的关系及组合工艺去除NOM的协同作用。 关键词：天然有机物 深度处理 给水 1.原水中天然有机物特征 1.1 原水中天然有机物种类及危害 原水中大量存在的NOM是引起水体色度的主要物质，也是最基本的消毒副产物（DBPs）先质，而DBPs是导致饮用水致突变性增加的主要原因；在水处理过程中NOM还可能降低混凝工艺的处理效果、增加投药量；残留的NOM进入管网后可能引起细菌滋长，从而腐蚀管壁，降低饮用水的生物稳定性。因此，在微污染水净化过程中，NOM的去除对于提高饮用水水质、保障用水安全有重要意义。 NOM主要包括腐殖质、亲水酸类、蛋白质、类脂、碳水化合物、羧酸、氨基酸等物质，其分子量一般为2×102～1×105，分子直径在0.5～400nm之间，多数NOM分子直径≤5nm [1]。 腐殖质（腐殖酸、富里酸）是主要部分，约占天然水体中溶解性有机碳（DOC）总量的40～60﹪，分子量一般在5×102～2×103之间。NOM中非腐殖质部分，以前被认为对出水水质没有影响，但是近年的研究表明，消毒副产物的前体物有将近一半（DOC 计）来自NOM中的非腐殖质部分，并且这部分有机物是NOM中主要的可生物降解部分，具有较强的亲水性和较低的芳香度。 1.2 评价指标 目前完全区分不同种类NOM还不可能、也没有必要。因此在水处理中一般以水中总有机碳（TOC）或COD Mn作为总有机物的替代参数，以溶解态有机碳（DOC）代表水中溶解性有机物的含量，DOC中可被细菌利用的部分为可生物降解性有机碳（BDOC），而BDOC中能被细菌直接合成细胞的部分称为可同化有机碳（AOC）。BDOC和AOC主要由易溶于水的小分子、极性有机物构成，用来表示水中可生物降解有机物，还可表示出水的生物稳定性。UV254表 ?国家863项目：北方地区安全饮用水保障技术(2002AA601140) 1
4中 2015年 第11期（总第493期） CHINESE & FOREIGN ENTREPRENEURS 225Social Perspective 【社会视点】 饮用水与人们的健康息息相关，据科学调查显示饮用含有微量有机物水的居民易患消化道癌症。因此有必要实施一定的技术除去饮用水中的微量污染物，这是深度处理的重要关键任务。改革开放以后，城市化和工业化严重污染了城市的水源，居民的饮用水中不仅有致病的微量有机物，还增加了一定量的化学成分。就目前的饮用水处理技术来看，大部分饮水厂的水处理工艺大多是针对处理较清洁水源水的，采取了混凝、沉淀、过滤和消毒灯工艺，虽然这种处理工艺对细菌和水浑浊等有较好的效果，但是对微量有机物尤其是溶解性有机物的处理效果不是很理想，含有这种物质的水在加氯消毒后还能产生有机卤化物等物质，给人们的健康带来了严重的威胁。为了保证人们的身体健康，有必要加强饮用水处理技术的研究，为人们提供健康的饮用水。 一、我国饮用水深度处理现状 1.生物预处理技术 生物预处理技术主要以膜法为主，包括生物滤池法，生物接触氧化法和生物流化床法，主要应用在常规处理工艺之前，是一种生物处理工程，利用细菌、原生动物等微生物附于填料上，进而形成生物膜，这些生物膜以饮用水中的氮磷等有机污染物为“食物”，对去除氨氮、藻类、苯酚和致突变物质有较好的效果，但对氯仿、三氯乙烯等降解缓慢的化合物效果较差。一般的生物膜法效果都较好，去除率较高，对氨氮的去除率甚至达到了70%。生物预处理技术不仅去除了水中的有机污染物，而且还减轻了后续处理的负担，有效地促进了饮用水质量的提高。2.预氧化技术 预氧化技术有利于提高常规工艺的效率。常用的养护剂有氯、二氧化氯和高锰酸钾。氯是常用的一种氧化剂，通过与水的反应生成HCL 和HCLO，其中HClO 能够扩散到带负电的细菌表面，穿透细胞膜进入细胞内部，氧化细菌的酶系统，进而杀死细菌，然而，在这一过程中产生的副产物不利于人们的身体健康，因而氯氧化技术的应用有一定的限制；二氧化氯对微生物细胞壁有较强的吸附和穿透能力，进而氧化细胞内的酶，抑制其蛋白质的合成，进而杀死微生物，低浓度的二氧化氯对病毒、芽孢、真菌等就有良好的杀灭效果；高锰酸钾能够有效地清楚氯化后的附产物，降低水的致突变活性，还有较强的吸附能力，有良好的助凝效能。除此之外，高铁酸盐也有较好的助凝效果。 3.活性炭吸附技术 活性炭吸附技术是目前饮用水深度处理技术中较为成熟 的方法之一。活性炭分为颗粒活性炭、粉末活性炭、生物活性炭和生物活性炭。活性炭有较发达空隙结构和较大的比表面积，这样利用微孔吸附作用达到去除有机物的效果。因而，活性炭的孔径决定了其去除效果，其空隙一般分为大孔、过渡孔、微孔。 4.吹脱技术 吹脱技术主要是为了去除水中有挥发性的有机物，但对难挥发的有机物去除效果很差。吹脱技术利用水中溶解化合物的实际浓度和平衡度之间的差异，把水由液态变为气态，随之，有挥发性的有机物也得到了去除，一般的去除率在30~85%，温度越高效果越好。除此之外，吹脱技术的运行费用也较低，是活性炭处理技术所需费用的一半左右，是值得推广的处理技术之一。 5.其他深度处理技术 紫外线消毒技术，这一技术不向水中添加任何物质，同样也不产生“三致”物质，通过紫外线的照射杀灭水中的细菌和病毒，没有任何污染；部分深度处理工艺在去除有机污染物的同时，也去除了人体所需的一部分微量元素，矿化处理技术利用水流经木鱼石产生钙、钾等元素的原理，弥补了这一缺点，提升了水质；膜分离技术是一种快速过滤的方法，利用压力和滤膜的不同可以实现对不同污染物的过滤，且分离过程中没有相的变化，稳定性好，且容易控制。 二、饮用水深度处理的发展趋势 每一种深度处理的方法都不能保证饮用水的质量，因此有必要将物理、化学和生物处理技术结合起来应用，从而创造一种更加先进的处理工艺，这是未来饮用水深度处理的发展趋势，我国也正在加快步伐采用多种技术相结合的处理办法。 1.活性炭和膜的组合技术 在这一组合技术中，首先利用活性炭的吸附作用，将饮用水进行除浊度、色度等处理，这样就为下一步的膜过滤做了良好的准备，有利于解决膜阻塞等问题，延长了膜的使用寿命，节约了成本。另外，在膜处理能够弥补活性炭处理细菌方面的不足，进而提升了饮用水的质量。目前，桶装水多采用这一纯水生产工艺。 2.臭氧和生物活性炭组合技术 从20世纪70年代开始，这一组合技术就开始被研究，这一技术充分利用了臭氧的氧化作用、生物的降解作用和活性炭的吸附作用，三种不同类型的处理作用组合在一起达到 我国饮用水深度处理现状及发展趋势 杨 婉 （渤海大学化学化工与食品安全学院，辽宁 锦州 121000） 摘 要：随着我国经济的快速发展，我国的水污染也越来越严重，这不仅影响了我的经济的发展，更重要的是给人们的健康带来巨大威胁。在一些常规的水处理工艺中对污染物的处理效果不佳，尤其是氮和有机污染物。本文主要介绍了几种常用的深度处理技术，展望了其发展趋势。 关键词：饮用水；处理技术；现状 中图分类号：R123.6 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2015）11-0225-02收稿日期：2015-04-01 作者简介：杨婉（1992-），女，回族，辽宁锦州人，本科，渤海大学化学化工与食品安全学院。研究方向：环境科学。
精心整理一.污水性质： 农村综合生活污水。 二．污水水量 根据设计要求本方案每套污水总流量按120m3/D设计，通过的一体化污水处理系统（设备）流量按5m3/H设计处理运行。 四. 4.1 工艺主要分为活性污泥法和生物法，而生物法由于不会产生污泥膨胀，并且无需污泥回流而使流程及操作比较简便，并且有机物负荷较高，因此反应池池容较小而节省土建费用等优点，目前比较常用且非常成熟的生物法工艺当属生物接触氧化法，因此本工程决定采用生物接触氧化法。本法工艺成熟，流程简单，管理方便，整个污水处理站除过滤器和设备操作间外，其余主体设备均设于地下，设备覆土并种植草坪，因此工程不额外占地，不影响地表绿化。本系统使用寿命长，主要设备可自动控制运行，管理人员少，是目前普遍应用的生活污水治理方法，极适用于生活区使用。（附安装后俯视图）
工艺流程图如下： 排放。 4.2 消毒的 设 4.3 （1 害。 （2 酸化等功能，对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，还可用作事故排水。 （3）生物接触氧化（地埋式一体化污水处理设备)（8.3m×2.3m×2.6m）
地埋式一体化污水处理设备：本设备为处理系统的主体设备，设备为碳钢防腐结构，设备包含兼氧池、两级接触氧 化池、沉淀池、接触 消毒池、污泥储存池。 接触氧化技术是 一种好氧生物膜法工 艺，生物膜法在80 年代中期随着新型填 料和载体的出现，被 广泛用于处理生活污 水、垃圾渗滤液和工 业污水。接触氧化池 内设有填料，部分微 生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。因此它兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。 接触氧化工艺中微生物所需的氧通常通过机械曝气供给。生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生膜的生长，形成生物膜的新陈代谢。 生物接触氧化工艺（BiologicalContactOxidation）又称“淹没式生物滤池”、“接触曝气法”、“固着式活性污泥法”，生物接触氧化法兼有活性污泥法及生物膜法的特点，池内的生物固体浓度（5~10g/l）高于活性污泥法和生物滤池，具有较高的容积负荷（可达2.0~3.0kgBOD5/m3.d），另外接触氧化工艺不需要污泥回流，无污泥膨胀问题，运行管理较活性污泥法简单，对水量水质的波动有较强的适应能力。 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。 生物接触氧化法中微生物所需的氧常通过曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外。 该池分为缺氧池(A池)和好氧池(O池)两部分，缺氧池中的微生物处于缺氧状态，此时微生物为兼性微生物，它们将污水中的有机氮转化分解为氨氮，同时利用有机碳作为电子供体，将亚硝酸
污水深度处理分级工艺划分 污水深度处理需要根据水质污染和危害情况选用不同的处理级别，确保污水排放符合国家规定标准，尤其是化工污水处理要求更为严格。 污水深度处理工艺级别划分 一级处理 该步骤主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。 二级处理 主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准，目前使用比较广泛的是短纤维，悬浮物去除率达95%出水效果好。 三级处理 进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。
化工污水处理设备整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提 升泵提升后，经过格栅或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。 经过三级污水深度处理处理后的，出水水质即可满足污水排放水质标准，如若想污水回用，则需再经过深度处理才能满足水质要求。
小型一体化村镇生活污水处理方案 一、适用范围 村镇、宾馆、学校、住宅小区、别墅小区等生活污水以及相近性质的污废水处理。二、产品特点 （1）污染物去除率高，COD，BOD，SS，NH3-N，可达到国家一级A排放标准。 （2）投资运行成本低，不产生污泥处理费用，也没有膜污染。 （3）维护管理方便，可以做到无人值守。 （4）占地省，小型一体化污水处理设备可埋入地表以下，不占地不破坏环境。 三、主要工艺流程 生活污水由污水管网收集，经格栅进入调节池，格栅截留污水中的悬浮物和漂浮物，调节池中污水由提升泵提升至一体化污水处理装置，污水处理装置集缺氧池、好氧生物接触氧化、沉淀池、杀菌消毒为一体的集成污水处理装置。（具体流程根据实际情况而定，构筑物组成会有所不同，这里只讲述典型工艺流程） （1）格栅处理 本工艺设置粗、细格栅各一道，以去除污水中的软性纤维物及大颗粒杂质，以防堵塞水泵、阀门、管道，确保处理设备的正常运行。在调节池进口设置1台固定格栅，格栅间隙为5mm，主要拦截大颗粒固体物及塑料袋之类物，防止进入调节池，以减轻有机物负荷和防止堵塞污水泵，其固定格栅机架材质为SS304不锈钢。粗细格栅采用手动式，人工除渣，一般一星期一次。污水经粗、细格栅处理后接入调节池。 （2）调节池 经格栅后污水进入调节曝气池，由于时间不同，各时水量、水质不均匀，为保证后续设备的连续运行，因此设计一综合调节池来贮存污水和均匀水质。本调节池由于容量大，污水在内流速缓慢，原悬浮在水中的微细颗粒容易沉淀在池底，使调节池於塞，污泥发酵，散发臭气，影响周围环境，为防止此类现象的发生，池中设置予曝气措施，主要起到时以下主要功能：A、避免污水中悬浮物的沉降；B、对废水充氧，防止H2S等有毒气体的产生和积累。调节池设立紧急外排口一处，污水提升泵2台(一用一备，自动切换)，污水泵液位控制器2套，检修爬梯等基本配套设施。调节池的污水泵将污水提升入污水生化处理系统，该系统有缺氧（厌氧）池，接触氧化池，沉淀池，消毒池，污泥池等组成。 （3）缺氧池（厌氧池） 该池主要目的有二个： A、进水循环回流泥水混合进行缺氧脱氮反应。污水在厌氧微生物的作用下，将污水中的有机氮分解为氨氮，同时采用有机碳源为电子供体，使亚硝酸氮、硝酸氮转化为氮气，并利用部分有机物和氨氮合成新的细胞物质。 B、将污水中悬浮颗粒杂质分解为溶解性有机质，将大分子有机物分解为小分子有机物，本工艺中水解池采用先进的升流式上向流、底部有层较厚的污泥床区，污水从水解池底部进入，通过底部污泥床时，其中的微生物将大量的颗粒物质和胶体物质及有机物迅速截留
工业废水深度处理工艺 煤化工废水水量大、水质复杂, 含有大量酚类、含氮/氧/硫的杂环/芳香环有机物、多环芳烃、氰等有毒有害物质.煤化工废水经过传统物化预处理和生化处理后, 往往难以达到相应废水排放标准, 仍属于典型有毒有害生物难降解工业废水, 成为煤化工行业发展的制约性问题.因此, 对煤化工废水生化出水进行深度处理, 进一步去除难降解有毒有害污染物, 对于减轻煤化工废水的环境危害极为必要. 近年来, 高级氧化技术(AOPs)在煤化工废水深度处理中逐渐受到关注, 包括Fenton氧化和臭氧催化氧化, 以破坏和去除废水中的难降解有毒有害污染物, 并提高废水的可生化性.同时, 工业废水深度处理通常考虑将臭氧氧化处理与生化处理相结合, 以降低废水处理成本, 其中臭氧氧化处理是决定污染物去除效率的主要因素.目前, 微气泡技术在强化臭氧气液传质和提高臭氧利用效率及氧化能力方面表现出一定优势, 因此基于微气泡臭氧氧化处理难降解污染物日益受到关注. 本研究采用微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺对煤化工废水生化出水进行深度处理.前期实验结果表明, 该废水采用传统曝气生物滤池(BAF)处理, COD去除率仅为6.4%, 且生物膜生物量短期内即明显下降, 表明其不宜直接采用生化处理工艺.本研究采用微气泡臭氧催化氧化先期去除部分COD, 并提高废水可生化性, 而后采用生化处理进一步去除COD和氨氮.本研究考察了不同臭氧投加量和进水COD量比值下, 微气泡臭氧催化氧化和生化处理去除污染物性能, 以期为该耦合工艺应用于难降解工业废水深度处理提供技术支持. 1 材料与方法1.1 实验装置 实验装置流程如图 1所示.实验系统包括不锈钢微气泡臭氧催化氧化反应器(MOR)和有机玻璃生化反应器(BR). MOR为密闭带压反应器, 内部填充3层Φ5×5 mm煤质柱状颗粒活性炭床层作为催化剂, 空床有效容积为25 L, 催化剂床层填充率为28.0%. BR内部同样填充3层Φ5×5 mm煤质柱状颗粒活性炭床层作为生物填料, 空床有效容积为42 L, 填料床层填充率为28.6%.本实验系统以纯氧或空气为气源, 通过臭氧发生器(石家庄冠宇)产生臭氧气体, 与废水和MOR循环水混合后, 进入微气泡发生器(北京晟峰恒泰科技有限公司)产生臭氧微气泡, 从底部进入MOR进行微气泡臭氧催化氧化反应.反应后气-水混合物在压力作用下从底部进入BR, 进一步进行生化处理. BR内生化处理由臭氧产生及分解过程所剩余氧气提供溶解氧(DO), 无需曝气.