污水處理方法的比較

    1.1物理法
    SS不僅僅是污水中懸浮物含量的指標(biāo)，關(guān)鍵是SS和COD、BOD的含量有直接的關(guān)系，不但自身可能是COD的重要來源，還能通過自身的吸附能力攜帶大量的溶解性COD，所以，物理法不但能去除SS，而且能通過SS的去除而降低廢水中的COD。因此，對(duì)于大多數(shù)的廢水來說，物理法是廢水處理工藝中必不可少的工序。
    物理處理法的重點(diǎn)是去除廢水中大部分固體懸浮物、油類等。物理法主要包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、膜分離和蒸發(fā)等方法。
    重力分離技術(shù)：依靠油-水比重差進(jìn)行重力分離是飲廢水治理的關(guān)鍵。從油水分離的試驗(yàn)結(jié)果看，沉淀時(shí)間越長(zhǎng)，從水中分離浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作為含油廢水治理的基本手段，已被廣泛采用。
    離心分離技術(shù)：離心分離是使裝有廢水的容器高速旋轉(zhuǎn)，形成離心力場(chǎng)，因顆粒和污水的質(zhì)量不同，受到的離心力也不同。質(zhì)量大的受到較大離心力作用被甩向外側(cè)，質(zhì)量小的則停留在內(nèi)側(cè)，各自通過不同的出口排出，達(dá)到分離污染物的目的。含油廢水經(jīng)離心分離后，油集中在中心部位，而廢水則集中在靠外側(cè)的器壁上。按照離心力產(chǎn)生的方式，離心分離可分為水力旋流分離器和離心機(jī)。其中水力旋流器，由于具有體積小、重量輕、分離性能好、運(yùn)行安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，而備受重視。目前在世界各油國(guó)都有應(yīng)用。
    粗粒化：是指含油廢水通過一個(gè)裝有粗?；牧系脑O(shè)備時(shí)，油珠粒徑由小變大的過程。目前常用的粗?；牧嫌惺⑸啊o煙煤、蛇紋石、陶粒、樹脂等材料。粗粒化除油罐用以去除經(jīng)前期治理后的含油污水中的細(xì)小油珠和乳化油。
    過濾法：過濾器有壓力式和重力式兩種，目前我國(guó)普遍采用的是壓力式，有石英砂過濾器、核桃殼過濾器、雙層濾料過濾器、多層濾料過濾器等。近年來，隨著纖維材料的發(fā)展，以纖維材料為濾料發(fā)展起來的深床高精度纖維球過濾器，因其具有纖維細(xì)密、過濾時(shí)可形成上大下小的理想濾料空隙分布、納污能力大、反洗濾料不流失等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展迅速。
    1.2化學(xué)法
    化學(xué)法主要用于處理廢水中不能單獨(dú)用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質(zhì)，特別是含油廢水中的乳化油?；瘜W(xué)法包括混凝沉淀、化學(xué)氧化和中和法。
    混凝沉淀法：是借助混凝劑對(duì)膠體粒子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩(wěn)，在絮凝劑的作用下，發(fā)生絮凝沉淀以去除污水中的懸浮物和可溶性污染物。目前采用的混凝劑主要有鋁鹽類、鐵鹽類、聚丙烯酰胺（PAM）類、接枝淀粉類等。
    化學(xué)氧化法：是轉(zhuǎn)化廢水中污染物的有效方法，能將廢水中呈溶解狀態(tài)的無機(jī)物和有機(jī)物轉(zhuǎn)化為微毒、無毒物質(zhì)或轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)。該法分為化學(xué)氧化法，電解氧化法和光化學(xué)催化氧化法3類。化學(xué)氧化是指利用強(qiáng)氧化劑(如
    O2、O3、Cl2、H2O2、KMnO4、K2FeO4等)氧化分解廢水中油和COD等污染物質(zhì)以達(dá)到凈化廢水的一種方法。電解氧化法是指在廢水中插入電極，通以一定的直流電．廢水中的油和COD等污染物在陽(yáng)極發(fā)生電氧化作用或與電解產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)(如C12、C1O－、Fe3－等)發(fā)生化學(xué)氧化還原作用，以達(dá)到凈化廢水的一種方法。光化學(xué)催化氧化法是指以半導(dǎo)體材料(如TiO2、Fe2O3、WO3等)利用太陽(yáng)光能或人造光能(如紫外燈、日光燈等)使廢水中的油和COD等污染物質(zhì)降解以達(dá)到凈化廢水的一種方法。目前常用的處理含油廢水的方法包括超
    臨界水氧化、濕式空氣氧化、臭氧氧化、TiO2電極氧化、Fenton試劑氧化等。
    總之，化學(xué)法即通過加入一定的化學(xué)試劑通過化學(xué)的方法使污染物和其發(fā)生
    化學(xué)反應(yīng)而生成穩(wěn)定氣、固、液的一種方式，它能使污染物生成CO2、N2、H2O和沉淀物或其他無毒無害物質(zhì)。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，在污水處理方面，化學(xué)法已逐漸被生物法所取代，但在毒性廢水和重金屬?gòu)U水的處理方面，化學(xué)法仍占據(jù)著絕對(duì)的地位，在小量廢水處理和間歇式廢水處理工程中，由于成本和操作連續(xù)性的原因，化學(xué)法也不適為一種首選工藝。
    1.3物理化學(xué)法
    含油污水物化處理法通常包括氣浮法和吸附法兩種。
    氣浮法：是將空氣以微小氣泡形式注入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的油粒粘附，因其密度小于水而上浮，形成浮渣層從水中分離。常投加浮選劑提高浮選效果，浮選劑一方面具有破乳作用和起泡作用，另一方面還有吸附架橋作用，可以使膠體粒子聚集隨氣泡一起上浮。
    張登慶等把電氣浮技術(shù)應(yīng)用于油田采出水處理中，研究表明電氣浮工藝用于油田采出水除油及殺菌是可行的。陽(yáng)極用于除油，陰極用于殺菌，除油率為80％～90％，電耗約為0.1kW·h/m3。
    吸附法：主要是利用固體吸附劑去除廢水中多種污染物。根據(jù)固體表面吸附力的不同，吸附可分為表面吸附、離子交換吸附和專屬吸附三種類型。
    含油污水處理中采用的吸附主要是利用親油材料來吸附水中的油。常用的吸
    附材料是活性炭，由于其吸附容量有限，且成本高，再生困難，使用受到一
    定的限制，故一般只用于含油廢水的深度處理。因此，近年來開展了尋求新
    的吸油劑方面的研究，研究主要集中在兩點(diǎn)：一是把具有吸油性的無機(jī)填充
    劑與交聯(lián)聚合物相結(jié)合，提高吸附容量：二是提高吸油材料的親水性，改善
    其對(duì)油的吸附性能。
    20世紀(jì)70年代，美國(guó)學(xué)者Richard首次提出了超聲波輻照的化學(xué)效應(yīng)，隨著超聲波技術(shù)的不斷發(fā)展，大功率超聲波設(shè)備的問世，超聲波的物理化學(xué)效應(yīng)逐漸成為人們的研究熱點(diǎn)。20世紀(jì)90年代以來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者紛紛致力于超聲波降解有機(jī)物的研究，開始將超聲波應(yīng)用于控制水污染，尤其是治理廢水中難以降解的有毒有機(jī)污染物，結(jié)果表明，超聲波對(duì)污染水體的降解機(jī)理是聲空化效應(yīng)及由空化產(chǎn)生的增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)的活性自由基的作用。李書光等在超聲波處理石油污水的實(shí)驗(yàn)中探討了時(shí)間、功率、pH值和溫度的影響。
    另外，徐有生等取得專利并大力推廣的微波能水處理技術(shù)，也開始應(yīng)用于含油污水的治理。
    1.4生物法
    當(dāng)前的生物法主要用于有機(jī)廢水的處理，其工藝過程就是通過各種生物細(xì)菌
    的繁衍和生長(zhǎng)將有機(jī)物進(jìn)行降解或消化，例如，利用專有細(xì)菌的生物催化作用，可以使有機(jī)物發(fā)生生化反應(yīng)而生成其他穩(wěn)定物質(zhì)，或?qū)⒂袡C(jī)物作為細(xì)菌生長(zhǎng)繁衍的飼料，同時(shí)將有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的無機(jī)物，從而達(dá)到凈化污水的目的。例如通常所講的活性污泥法—厭氧法和好氧法。
    生物法去除的污染污主要是有機(jī)物，去除的污染指標(biāo)主要有COD、BOD、NH3-N和P，現(xiàn)將生物法去除以上污染指標(biāo)的作用和效果作以下分析：
    1.4.1BOD的去除
    一般認(rèn)為，組成廢水中BOD5的物質(zhì)是可溶性或小分子有機(jī)物，從化學(xué)和生物學(xué)角度來看，是比較容易氧化分解的一類有機(jī)物質(zhì)。其去除方法有化學(xué)法和生物法，如化學(xué)氧化法中的折點(diǎn)加氯法、臭氧氧化法、二氧化氯法等，生物法中的好氧生物法—即活性污泥法。
    活性污泥法是目前廢水處理中應(yīng)用最廣泛的好氧生物處理技術(shù)，近幾十年來，其生物反應(yīng)和凈化機(jī)理的研究已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，工藝流程漸趨成熟、合理，很適合大規(guī)模、濃度高的廢水處理，選擇活性污泥法作為廢水的處理方法已成為大家的共識(shí)。
    污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附和代謝作用，然后對(duì)污泥與水進(jìn)行分離完成的。活性污泥中的微生物在有氧的條件下將污水中的一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其最終產(chǎn)物是CO2和H2O等穩(wěn)定物質(zhì)。這也就是污水中BOD5的降解過程。在這種合成代謝與分解代謝過程中，溶解性有機(jī)物（例如低分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物）直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用，而非溶解性有機(jī)物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用，如：
    原生質(zhì)（微生物）剩余污泥（C5H7NO2）
    有機(jī)物+O2+微生物
    中間產(chǎn)物CO2、H2O、NH3、SO42-、PO43-+能
    廢水生物處理過程示意圖
    由此可見，微生物的好氧代謝作用對(duì)污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)，因此可以使處理水中的殘BOD5濃度降得很低。
    但對(duì)于不溶性有機(jī)物質(zhì)如：油脂、淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，采用活性污泥法就不能完全有效的將其去除，要想達(dá)到更高的出水要求，必須用化學(xué)氧化法。
    由此可見，微生物的好氧代謝作用對(duì)污水中溶解性有機(jī)物的降解非常有效，并且代謝產(chǎn)物是無害的穩(wěn)定物質(zhì)，對(duì)非溶解性有機(jī)物的降解作用就大打折扣，因此，在污水處理系統(tǒng)中往往把厭氧水解酸化作為好氧處理工藝的預(yù)處理，以便將復(fù)雜的大分子有機(jī)物分解為好氧菌可以接受的小分子有機(jī)酸類物質(zhì)，使好氧菌能徹底降解廢水中的有機(jī)物（COD）。
    在生物法處理工藝中，好氧工藝在去除BOD方面是不可代替的方法。但具體選擇生物法或化學(xué)法，要根據(jù)處理水的量和排出水的要求來決定。