污水处理工艺之喷涂污水物理化学处理法

　　废水深度处理技术介绍。

　　一、工业废水深度处理包括一级处理.二级处理.三级处理及深度处理。废水深度处理不同于污水的三级处理。三级处理时，再加二级处理程序，以改善水质，而深度处理不限于此。对出水中某些特定的污染物浓度进行控制。在水质方面，采用了比传统二级处理高得多的方法，均为深度处理工艺。

　　二、污水深度处理工艺。

　　1.物化方法。

　　理化方法采用机械截流，化学沉淀，化学氧化，离子交换等原理，从水中去除污染物。

　　①机械切断。机械截流的简单方法是过滤，单纯过滤一般用石英砂作为过滤材料，对悬浮物和胶体有很好的去除作用，出水的浊度.SS一般较低，对COD和色度也有一定影响。

　　②化学沉淀。混凝析法是污水深度处理中常用的一种工艺，我国大部分污水厂都采用深度处理工艺。药剂在水中投加化学药品，水解后与污染物发生作用，经混凝作用形成大颗粒絮体，经沉淀或气浮分离。凝析法在经济上比较经济，成熟，但处理效果受水质变化的影响较大(藻类.Ph.水温等)，且对水质要求较高，不能达到处理效果。

　　③化学氧化。化学药品氧化是多种高级氧化技术的基础，主要是利用化学氧化剂将污染物氧化成无毒的、无害的物质或可加工成可加工形状。常见的化学氧化剂有H2O2.O3.ClO2.K2MnO4等。O3是一种强氧化剂，几乎可与元素周期表中除铂.金.铱.氟以外的元素反应，尤其在酸性溶液中，其标准氧化还原电位Eo=2.107V仅次于氟化物，具有很强的氧化能力。

　　④离子交换：离子交换树脂的应用范围很广。离子化交换技术是利用树脂的特性，以亚硝酸盐、硝酸交换等方式吸附在树脂表面，从而达到除污目的。

　　2.生物学研究。

　　使用微生物本身，如有机物。含氮化合物.含磷化合物，并能被分解吸收，从而产生能量和营养素的特性，并培养一些特殊的微生物，利用它们的这一特性处理污水中的污染物，从而达到净化水质的目的。生化处理方法一般运行成本较低，生物培养驯化成熟后，通常不需要人工强化，在自身生长过程中可以除去水中的污染物，工艺简单，便于管理。生化处理的方法主要有好氧和厌氧两种。微生物膜法是活性污泥法和好氧生物法处理工艺，处理效率高，操作简单，在污水处理中起到了重要作用。

　　曝气生物滤池是近几年研究较多的新工艺，该设备处理效率高.占用空间小.基建投资省.运行费用低.管理方便，抗冲击负荷能力强，可用于脱除SS.有机物和氨氮.反硝化脱氮等污水的二.三级处理，它在污水深度处理、资源回收等方面有很好的开发应用前景。

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　　3.理化和生物组合方法。

　　在深度处理过程中，由于污水厂生物二级出水中部分污染物含量仍较高，且成分较为复杂，出水无论采用单独的物理方法还是单独的生物方法，都难以达到国家回水标准，一般的单独处理过程受冲击负荷的影响，有时候，为改善出水水质，其费用可达数倍。

　　复合工艺既可以充分利用各自的优势，又可以发挥不同工艺之间的协同合作，达到处理的目的，节约运行费用。混合沉淀法和曝气生物滤池工艺相结合，其中一部分SS可以在沉淀阶段去除一部分SS，降低SS对曝气生物滤池的堵塞，延长反冲洗周期，降低滤池负荷，提高滤池工作效率，提高了出水水质，而且由于两极隔离，混凝沉淀不需要把污水直接处理达标，可以减少混凝剂投节节省药剂费用。

　　氧化法和曝气生物滤池工艺相结合，在预处理过程中，采用高氧化氧化剂改善水质结构，把对生物资源无益的大分子有机物转化为有利于生物利用的小分子有机物，以促进下一阶段的生物处理，其效果和运行费用远远好于两种工艺分别处理的总和。在所选氧化剂处理的效果上，其主要原因在于氧化剂氧化强度不同，结构变化对水中污染物的影响不同，使其得到改善的程度有所不同。

　　4.通风式生物滤池技术。

　　曝气生物滤池技术(简称BAF)是继滴流滤池、干滤系统后的第三代生物膜反应器。在反应器中充分发挥生物代谢作用.物理过滤作用.生物膜和填料的物理吸附及食物链在反应器中的分级捕食作用;既有生物膜的技术优势，又有高效的滤池作用。

　　它的基本原理是在第一级强化的基础上，以颗粒状填料及其附著生长的生物膜作为主要处理介质。最大限度地发挥生物代谢作用.物理过滤作用.生物膜和填料的物理吸附和食物链在反应器中的分级捕食，达到了在同一单元反应器中去除污染物。利用生物接触氧化反应器和深槽过滤的原理，曝气生物滤池无需再沉淀设备。

　　关于BAF的主要问题如下：

　　①曝气生物滤池对入水中悬浮物要求较高，最好控制在60mg/1以下，这样对曝气生物滤池前处理工艺提出了更高要求。

　　②曝气生物滤池的水头损失较大，由于在水中停留时间短，硝化不充分，产泥量大，污泥稳定性差，难以进一步处理。

　　③除磷效果一般，需加化学除磷。④选型性能不佳.成本较低，没有统一的过滤标准系统。

　　5.电吸附技术(EST)

　　当前生产中对于废水的处理大部分是用碳材料吸附来进行重金属离子.有机污染物和有色物质的去除，应用主要是颗粒状活性炭和纤维状活性炭。虽然在空气和水的吸附作用上，活性炭等污染物具有许多优点，但也存在一些不足。其优点是：可吸附、脱除难生物降解的有机物，净化度好，可用于稀溶液系统处理，能耗小，运行成本低。

　　所以电吸附技术在污水处理、水的深度净化、有机物的分离回收、吸附剂的再生等方面具有很好的应用前景。另外，电吸附法也可用于富集有用化学或生物物质。EST系统包括原水箱.水泵.前置过滤器.EST模块.后置过滤器.成品水箱.管阀系统.功率系统.检测仪器和电气控制系统等组成。

　　EST模组对原水中余氯.有机物.高价离子的浓度没有特殊限制，因此，预处理的要求主要是泥沙.悬浮物的过滤去除，一般可使用PP滤料过滤.沙滤等方法。对于成品水的要求较高的话，可在EST模块后面加入精密过滤器.紫外线杀菌器或臭氧杀菌器和其它后处理设备。EST模组工作时是间隙型的，当电极饱和后，需要再生。

　　6.膜分离方法。

　　膜法是一种以高分子分离膜为代表的新型流体分离单元操作技术。其最大特点是分离过程中没有伴随相的变化，只依靠一定的压力作驱动力就可以获得较高的分离效果，这是一种节约能源的分离技术。微过滤能去除细菌、病毒、寄生生物等，并能降低水体磷含量。利用微滤膜对天津开发区污水处理厂SBR二级出水进行深度处理，满足景观.冲洗路面、冲厕等市政杂用及生活杂用需要。

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　　采用超滤除大分子物质，二级出水COD和BOD去除率在50%以上。北京高碑店污水处理厂采用超滤法深度处理二次出水，产水水质达到生活杂用水标准，回用污水洗车，每年节约用水4700m3。采用反渗透技术降低了矿化程度，去除了溶质总量，二级出水脱盐效率达90%以上，COD、BOD去除率85%左右，细菌去除率90%以上。在缅甸一座电厂中，采用了反渗透膜与电除盐联用技术进行锅炉补给水。经过反渗透处理的水，可以除去大部分无机盐，有机物和微生物。

　　纳滤介于反渗透与超滤之间，其工作压力一般在0.5~1.0MPa之间，纳滤膜的一个显著特点是具有离子选择性，它对二价离子的去除率大于95%，一价离子的去除率较低，为40%~80%。利用膜生物反应器-纳滤膜集成技术处理糖蜜制酒精废水，获得了良好的效果，废水的COD小于100mg/L，废水的回收率在80%以上。目前国内膜技术在深度处理领域的应用与国际先进水平还有很大差距。未来研究重点为发展.生产高强度.长寿命.抗污染.高通量膜材料，重点解决膜污染.浓差极化及清洁等关键问题。

　　采用物化方法对涂料污水进行喷漆处理。

　　采用物理化学方法对喷淋废水进行处理是其中之一。利用物理化学结合作用，使喷淋废水得到净化。污水处理系统是一种由物理方法和化学方法或一种单一的处理方法，例如：浮选.吹脱.结晶.吸附.萃取.电解.电渗析.离子交换.反渗透，等等。例如，为了除去悬浮物和溶解性污染物所采用的化学絮凝-活性炭吸附二级处理，是一种较为典型的物化处理体系。与生物处理方法相比，该方法具有占地面积小、出水质量好、稳定性好、喷淋污水水量.水温和浓度变化适应性强;能去除有害重金属离子;除磷、脱氮、脱色效果好;管理操作容易自动检测和自动控制等。不过，处理系统的设备费用和每天的运输费用比较高。

　　1.喷淋废水提取处理。

　　喷雾废水萃取处理是利用萃取剂，通过萃取作用，实现废水的净化。由于某一溶剂对不同物质具有不同的溶解度这个性质，因此可以将喷喷污水中溶解的某些污染物完全或部分分离。将不溶于水或难溶于水的溶剂(萃取液)投加到喷雾废水中，使溶解在喷淋废水中的污染物(被萃取物)通过萃取剂和污水两相间界面进入萃取剂。

　　提取操作可以根据处理物的物态而分为液体萃取.液-液萃取两种类型。对工业废水进行萃取处理，其工艺为：①废水与萃取剂充分接触，即使废水与萃取剂有很大的接触，②分离，即使重液层很轻;③萃取剂再生，即提取后，提取液再循环使用。萃取剂选型应符合：①对萃取物溶度大，水溶解度小;②被萃取液的比重.沸点足够高;③化学稳定性好，不与被萃取物发生化学反应;④容易回收和再生;⑤价格便宜，来源充足。本方法主要用于含酚、苯、乙酸等工业废水的高浓度处理。

　　2.光氧化处理喷漆废水。

　　喷雾废水光氧化处理工艺是利用紫外线与氧化剂协同氧化作用分解污水中的有机物质，达到净化污水的目的。由于温度的影响，喷淋污水氧化处理所用氧化剂(氯.次氯酸盐.过氧化物.臭氧等)，经常无法充分发挥其氧化能力;喷淋污水中的氧化剂分子通过人工紫外线照射，激发出喷水中的氧化剂分子，生成氧化性能较强的自由基，可以提高氧化剂的氧化能力，从而快速有效地去除喷涂废水中的有机物。光氧化法适用于喷淋废水的高级处理，特别适合处理生物法和化学法难降解有机废水。

　　3.喷淋废水离子交换处理。

　　喷淋废水离子交换法是利用离子交换剂中的离子与污水中的离子交换，从而除去喷涂废水中有害离子的方法。交换法：①处理后的溶液中有一离子迁移到吸附在离子交换剂粒子表面的液膜上;②该离子通过液膜扩散(简称膜扩散)进入颗粒内;并且扩散到颗粒孔道中并且到达离子交换剂交换基的位置(简称为颗粒内扩散);③该离子与离子交换剂上的离子交换，④离子沿相反的途径转移到被处理的溶液中。离子化反应在瞬间完成，持续时间长的膜扩散和颗粒内扩散是离子交换反应的基本规律。

　　离子化交换的特征：根据等效关系，反应是可逆的，交换剂有选择性。用于各种金属表面加工废水的处理，以及从核反应堆反应堆、医院和实验室污水中回收或除去放射性物质，有着广阔的应用前景。

　　4.喷淋废水吸附处理。

　　喷淋废水吸附处理是利用多孔固体(称为吸附剂)，从喷淋废水中吸附一些或几种污染物(称为吸附质)，以便回收或除去某些污染物，使喷涂的污水得以净化。主要分为物理吸附和化学吸附。前一种无选择性，是放热过程，温度降低有利于吸附;后一种为选择性，系吸热过程，温度升高有利于吸附。

　　吸收法单元操作分为三个步骤：①使喷淋污水和固体吸附剂接触，使污水中的污染物被吸附剂吸附;②吸附污染物与污水分离;③进行吸附剂的再生或更新。

　　按照触点分离的方式，可以分为：①静态间歇吸附法，是将一定量的吸附剂投入反应池喷雾污水中，吸收剂与喷漆废水充分接触，在一定时间内达到吸附平衡，采用沉降法或辅助过滤法将吸附剂与喷雾污水分离;②动态连续吸附法，也就是在喷涂废水经过吸附填料过程中，吸附除去了污染物。吸附剂主要有活性炭、大孔吸附树脂等。渣焦.硅藻土.褐煤.泥煤.粘土等价格低廉，但其吸附性较差，但吸附量小，效率低下。

　　理化处理涂料废水主要采用离子交换技术和吸附技术进行处理。

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