中水深度处理

污水深度处理定义：在传统的二级处理后，对悬浮物，胶体以及溶解的物质进行深度处理的过程。其中，溶解的成分包括相对简单的无机离子，如钙离子，钾离子，硫酸根离子，硝酸根离子，磷酸根离子以及日益增加的较复杂的合成有机化合物。近年来，这些物质的环境影响越来越来明显。深度处理技术的进一步研究能够知道废水中生物活性物质的潜在毒性的环境影响，以及这些物质怎么利用传统的和高级的废水处理方法将其去除。这样一来，废水处理技术就显得非常必要，不仅是由于出水的浓度受限制，还有出水的毒性限制，具体说明见第二章。为了满足这些新的要求，现在许多二级处理装置都要更新，新的高级处理装置将要建立。因此，本部分的内容主要是对高级废水处理进行介绍，另外进一步对深度处理的要求，以及在第二章对处理这些成分的技术进行整体介绍，以及对具体的物质的去除技术的介绍。对深度处理过的残留物质的最终处理将在第十四章讨论。

11-1 废水深度处理技术的必要性

1，传统的二级处理技术对有机物质和总悬浮物的去除不能满足严格的排放和回用要求。

2，对残留的总悬浮颗粒物的处理需要更好的消毒措施。

3，传统的二级处理技术对营养物质的去除不能降低到水体的富营养化水平以下。

4，对特殊的无机物（如重金属离子）和有机物不能满足地表水的排放和再利用要求。

5，工业回用水中的无机物和有机物的去除要求。

随着实验室研究方法和环境监测技术的飞快发展，现在的先进，高级的技术在5-10年后也将会变得过时。

从20世纪60年代中期，含氮，磷的化合物就收到了重视。最初，它们受到重视是因为湖泊的富营养化。为了降低氨的浓度，减少河口中氧化物质的影响，因此更多的关注营养物质的去除方法，因此，营养物质的用生物方法去除氮磷将会在第8，9章讨论，用化学法对磷的去除将会在第六章讲到。

11-2 深度处理技术介绍

1.处理过废水中的残留物质

国内废水的典型成分在表3-15中讨论过，另外，国内许多废水包括许多痕量物质和元素，虽然它们没作为常规检测项目。这些物质的影响如表11-1所示，而且表明许多物质都应该作为废水排放的要求的检测指标。

2.技术的分类

深度废水处理系统主要根据操作单元的类型或者根据主要的去除效果进行分类，如表11-2所示，其中许多操作能够处理不同种类的物质，表11-2中的单个成分能够整合为四个大的范畴，即：a，残留的有机和无机胶体及悬浮物；b，溶解的有机物；c，溶解的无机物；d，生物成分。典型的深度处理技术包括很多个表11-2所示的单个操作单元，具体流程图见图11-1。

3.有机、无机胶体和悬浮物的去除

有机、无机胶体和悬浮物的去除典型的技术是过滤。过滤的分类见图11-2，分为深层过滤，表面过滤和膜过滤三种。深层过滤，悬浮物的去除发生在过滤床的里面和过滤床表面上（见图11-3a）。表面过滤和膜过滤，悬浮材料的去除通过一个薄膜（见图11-3b）

4.溶解的有机物的去除

许多方法都能应用于去除有机物。因为溶解的有机物的复杂性，处理方法必须考虑废水的特性和有机物的特性。具体方法包括，a，碳吸附；b，反渗透；c，化学沉淀；d，化学氧化；e，高级化学氧化；f，电渗析；g，蒸馏等。化学沉淀和化学氧化方法在第六章讨论。营养盐的生物法处理在第七至第十章讨论。

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溶解性无机组分的去除

如表11-2所示，调查了各种深度水处理应用中的大量不同的单元操作和工艺。尽管许多工艺已经证明了他们的技术可行性，但是其他因素，就像花费，操作要求和审美方面的考虑这些，在某些方面还不是很理想。然而，环境工程师熟悉更重要的操作和过程是很重要的，因此他们才能在任何给定的条件下考虑所有的处理可能性。溶解性无机组分的去除是通过化学过程或者膜过滤完成的。主要的单元操作和工艺是（1）化学沉淀（2）离子交换（3）超滤作用（4）反渗透（5）电渗析（6）蒸馏法。就像之前提到的，在第六章已经讨论过化学沉淀了。

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一级出水和二级出水工艺流程图11-1。

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废水处理中过滤工艺的分类。图11-2.

机理按过滤介质拦截固体颗粒机理，可分表面过滤和深层过滤，前者广泛用于化工生产中；后者较少应用。

生物组分的去除

除了上面讨论的组分外，生物组分的去除依旧是令人感兴趣的。单元操作和工艺对于生物组分的去除是很有效的，包括表11-2中介绍的细菌，原生动物囊和卵囊，病毒等。因为表11-2中的单元操作和工艺是多变的，许多工艺要求对经处理的出水进行消毒。

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程序选择和实验数据

操作运转、过程或者结合的选择依赖于（1）处理后的流出物的用途（2）废水的性质（3）各种操作和程序的兼容性（4）最终污染物的

处置的可用手段（5）各种系统的环境和经济可行性。对处理过程可能会带来特殊影响的因素如表4-11.需要强调的是，在某些情况下，经济可行性并不会对高级废水处理系统的设计产生限制，特别是当其中有个别要素需要去除以保护环境。根据在操作间观察到的各种现象，太空植物测试用来验证实验数据的处理和设计标准。代表性的实验数据会在特殊科技的讨论中呈现。

深度过滤简介

深度过滤通过将流体流进由小粒组成的或可压缩的过滤媒介构成的过滤床以去除废水中悬浮的个别污染物，（见图11-3a）。尽管深度过滤是对适宜于饮用水处理的最基本的处理单元之一，处理废水的流出物的过滤也逐渐变得普遍。深度过滤现在用于对生物和化学处理后的流出物中悬浮固体（包括部分BOD）的补充去除，以降低其中固体含量和，或许更重要的是，作为一个决定步骤，可以有效消毒过滤后的流出物。深度处理也可以作为膜过滤的预处理步骤，（见章节11-6）。一次和两次过滤也用于去除化学磷沉淀物。

历史来讲，废水处置的第一次深度处理过程是用慢沙滤法（典型的过滤量速率为30-60L/m2*d，弗兰克兰（1870），邓巴（1908）），快沙滤法（典型的过滤速率为80-200L/m2*d），本单元的主题是发展用少量足迹来处理大量的设备水。为了阐述深度过滤这个主题，本单元的目的是为了呈现（1）简要陈述深度过滤程序（2）说明过滤清洁水的水力学（3）分析过滤程序。可用的过滤床的类型和选择、设计的相关文件，包括对太空植物研究需要与否的探讨，在下单元会有所说明。