高級(jí)氧化與生物處理法的應(yīng)用
隨著社會(huì)快速發(fā)展,推動(dòng)了我國(guó)現(xiàn)代化城市建設(shè),國(guó)家越來(lái)越重視城市基礎(chǔ)建設(shè),加大對(duì)城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)的投資,提升了城鎮(zhèn)污水處理廠質(zhì)量。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的污水處理工藝中還存在許多的問(wèn)題,已經(jīng)無(wú)法滿足社會(huì)發(fā)展的需要,需要對(duì)污水處理工藝進(jìn)一步的改進(jìn)和完善,將高級(jí)氧化過(guò)程和生物處理技術(shù)應(yīng)用到污水處理中能起到較高的應(yīng)用效果,筆者將分別從:高級(jí)氧化技術(shù)分析、高級(jí)氧化技術(shù)與生物處理法的具體應(yīng)用,兩個(gè)方面來(lái)闡述。
1、高級(jí)氧化技術(shù)概述
高級(jí)氧化技術(shù)的提出,可追溯到1987年的美國(guó),當(dāng)時(shí)美國(guó)《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志主編W?H?Glaze首次提出了高級(jí)氧化技術(shù)的定義,他認(rèn)為,高級(jí)氧化過(guò)程是通過(guò)聲、電、光等物理化學(xué)工程所實(shí)現(xiàn),通過(guò)自由基來(lái)對(duì)污水有機(jī)物加以降解,最后將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。
高級(jí)氧化技術(shù)具有反應(yīng)速度快、分解效果徹底、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn),將其應(yīng)用到污水處理中,能迅速完成降解工作。就目前來(lái)看,常見(jiàn)的高級(jí)氧化技術(shù)分為多個(gè)種類,如:Fenton法、類Fenton法、臭氧氧化法、濕式氧化法、電化學(xué)氧化法、超聲氧化法等。
2、高級(jí)氧化技術(shù)與生物處理法的具體應(yīng)用
2.1 類Fenton法
Fenton法是由法國(guó)科學(xué)家Fenton發(fā)現(xiàn),他在某次實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)Fe2+與H2O2混合溶液能將污水中的有機(jī)物迅速分解,并逐漸生成含Fe3+沉淀物。為了紀(jì)念這位科學(xué)家的杰出貢獻(xiàn),后人經(jīng)過(guò)整理,將Fe2+與過(guò)H2O2組合稱為Fenton試劑。實(shí)際上,Fenton法又分為傳統(tǒng)Fenton法與類Fenton法。
傳統(tǒng)Fenton法在我國(guó)許多領(lǐng)域都發(fā)揮了作用,尤其是工業(yè)廢水處理中,然而其應(yīng)用效果不盡人意。將類Fenton法應(yīng)用到污水處理中,通過(guò)Fe2+與H2O2混合液可迅速去除污水有機(jī)物,COD去除率高達(dá)95%。
2.2 超聲氧化法
在高級(jí)氧化技術(shù)中,超聲氧化法作為重要技術(shù),主要利用16kHz~1MHz頻率的超聲波,來(lái)對(duì)污水加以處理。在超聲氧化技術(shù)下,污水溶液會(huì)在短時(shí)間內(nèi)形成超聲空化,并生成濃度較高的氧化物?OH和H2O2,氧化物的出現(xiàn)能在一定程度上分解污水有機(jī)物。經(jīng)筆者研究,超聲氧化法主要集中了超臨界水氧化、自由基氧化,將其應(yīng)用到污水處理中,具有較高的利用效率,具有較好的發(fā)展前景。
然而超聲氧化法使用成本相對(duì)較高,并且具有一定使用局限性,尤其在一些難揮發(fā)的有機(jī)物處理中難以發(fā)揮效果,因此在使用過(guò)程中還應(yīng)搭配其他氧化技術(shù)。
2.3 生物膜低溫硝化強(qiáng)化技術(shù)
生物膜低溫硝化強(qiáng)化技術(shù)是經(jīng)過(guò)曝氣池固定細(xì)菌的硝化數(shù)量,或者是在曝氣池之中放置填料,以此提升曝氣池細(xì)菌數(shù)量和抵抗外界的環(huán)境變化能力,進(jìn)而增強(qiáng)處理系統(tǒng)的除氨氮的能力。在城鎮(zhèn)污水處理廠改造升級(jí)系統(tǒng)的過(guò)程中,流化床生物膜反應(yīng)器技術(shù)以及曝氣生物濾池技術(shù)是最為廣泛應(yīng)用的低溫硝化強(qiáng)化技術(shù)。流化床生物膜反應(yīng)器技術(shù)通過(guò)在曝氣池之中放置填料,將其作為微生物依附生長(zhǎng)的載體,形成有利于硝化細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境。美國(guó)的污水處理廠是世界上第一個(gè)流化床生物膜反應(yīng)器技術(shù)升級(jí)改造成功的案例,進(jìn)水時(shí)氨氮濃度為35mg/L,而出水時(shí)氨氮濃度則低于0.5mg/L。冬季時(shí)期運(yùn)行流化床生物膜反應(yīng)器技術(shù),其出氨氮率可處在一個(gè)穩(wěn)定的指標(biāo)。其優(yōu)點(diǎn)在于水力停留時(shí)間短、資金運(yùn)行少、出水質(zhì)量?jī)?yōu)好等特點(diǎn),此技術(shù)在城鎮(zhèn)污水處理廠中得到廣泛應(yīng)用。
2.4 生物低溫硝化強(qiáng)化技術(shù)
生物低溫硝化強(qiáng)化技術(shù)主要包括兩類,一是通過(guò)吸附、氧化等作用進(jìn)行去除氨氮,例如通過(guò)沸石吸附-生物再生技術(shù)去除氨氮。在城鎮(zhèn)中小型的污水廠升級(jí)改造過(guò)程中,硝化強(qiáng)化的重要方式是把吸附技術(shù)鑲嵌入工藝之中,但是目前城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)用吸附技術(shù)和化學(xué)氧化技術(shù)較少。二是經(jīng)過(guò)分離膜技術(shù)不斷強(qiáng)化生物處理,以此不斷強(qiáng)化硝化作用,其中最為代表的是膜-生物反應(yīng)器技術(shù)。膜-生物反應(yīng)器技術(shù)主要通過(guò)分離膜技術(shù)代替二沉池而分離固液,完全分離水力停留時(shí)間、污泥齡,保障膜-生物反應(yīng)器技術(shù)能在長(zhǎng)時(shí)間的污泥齡、較高污泥濃度中運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期的硝化細(xì)菌富集生長(zhǎng),不斷提高處理系統(tǒng)的硝化能力,其去氨氮率超過(guò)98%。因此,我國(guó)很多的城鎮(zhèn)污水處理廠在升級(jí)改造的過(guò)程中,通常會(huì)應(yīng)用膜-生物反應(yīng)器技術(shù)。
3、結(jié)語(yǔ)
隨著時(shí)代的發(fā)展,我國(guó)水污染現(xiàn)狀越來(lái)越嚴(yán)重,水體富營(yíng)養(yǎng)化程度也越來(lái)越高,其主要原因是氮排放超標(biāo),直接影響了水體質(zhì)量和環(huán)境。為改善這種污染現(xiàn)狀,將高級(jí)氧化技術(shù)與生物處理技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用,既能將高級(jí)氧化技術(shù)快速、高效反應(yīng)作用發(fā)揮,又能減少傳統(tǒng)生化工藝占地,充分提高污水處理效果,降低運(yùn)行成本。加強(qiáng)高級(jí)氧化技術(shù)與生物處理技術(shù)結(jié)合,使工藝技術(shù)的適用性、高效性、經(jīng)濟(jì)性得到更有效的發(fā)揮。(來(lái)源:北京清大國(guó)華環(huán)境股份有限公司)