2.城市污水深度處理的技術(shù)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
⑴主要技術(shù)
根據(jù)處理目的、去除對象所采用的技術(shù)是不同的，例如，當(dāng)城市污水廠的出水水質(zhì)要求進(jìn)一步提高或要求滿足回用時，可在生物處理法之后增加混凝過濾工序；若處理要求著眼于去除難降解的有機(jī)物時，可在生物處理法之后增加活性炭吸附工序，或在活性污泥法中投加粉末活性炭；也可以采用化學(xué)氧化法等。
⑵懸浮物的去除技術(shù)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
污水經(jīng)過二級處理后，處理水中殘留的懸浮物的粒徑從數(shù)毫米到微米的生物絮凝體和未被凝聚的膠體顆粒，去除這些懸浮物可提高二級處理水的穩(wěn)定度。去除時采用的處理技術(shù)要根據(jù)懸浮物的狀態(tài)和粒徑來進(jìn)行確定。
⑶溶解性有機(jī)物的去除技術(shù)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
生活污水中溶解性有機(jī)物的主要成分是蛋白質(zhì)、碳水化合物和陰離子表面活性劑，城市污水經(jīng)過二級處理后的出水中的溶解性有機(jī)物大多是丹寧、木質(zhì)素、黑腐酸等難以降解的有機(jī)物，利用生物處理技術(shù)難以去除，一般采用活性炭吸附和臭氧氧化法進(jìn)行去除。
深度處理中的活性炭吸附主要是去除傳統(tǒng)活性污泥法出流中的難降解化合物，殘余的無機(jī)化合物。在應(yīng)用活性炭吸附前一般都設(shè)置濾池，以去除二級出流中懸浮顆粒形態(tài)存在的有機(jī)物?；钚蕴坑辛詈头蹱顑煞N類型，污水的深度處理時多使用粒狀炭。
活性炭吸附塔的設(shè)計(jì)參數(shù)一般由吸附試驗(yàn)確定，其吸附能力不僅取決于自身的品質(zhì)，也取決于介質(zhì)中污染物的組分構(gòu)成，因此，要取得有針對性的設(shè)計(jì)參數(shù)，通常都要進(jìn)行活性炭吸附試驗(yàn)。
例：用活性炭吸附水中色素的試驗(yàn)方程式為： 。今有100L溶液，色素濃度為0.05g/L，欲將色素除去90％，加多少活性炭？
（方程式中q是平衡吸附量，c是吸附質(zhì)的濃度）
解：平衡時的c＝0.05×（1-90％）＝0.005（g/L）
q＝3.9× =0.276（g/g）
另一種溶解性有機(jī)物的去除技術(shù)是臭氧氧化法，其主要作用是去除污水中殘存的有機(jī)物，脫除污水的色度，殺菌消毒。當(dāng)用于降解COD時，每降解1mg/LCOD，需要消耗4mg/L臭氧，接觸時間為15～60min；當(dāng)用于消毒時，每一升水的臭氧投加量為5～15mg，接觸時間為6～15min，或接觸3～5min后，停留10～15min。8
⑷溶解性無機(jī)鹽類的去除技術(shù)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
城市污水中含有的無機(jī)鹽類，一般介于200～400mg/L，有效的除鹽技術(shù)有反滲透、電滲析和離子交換法等。
★反滲透是一種膜分離技術(shù)，多用于水的除鹽處理，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括：
①給水水質(zhì)要求
給水溫度：復(fù)合膜5～45℃，醋酸纖維素膜5～40℃，pH4～11。
②水通量
根據(jù)不同水源，反滲透膜應(yīng)采用不同的水通量，水通量越高，污染速度越快，有一個水通量極點(diǎn)，如果高于這個極限值，膜將迅速污染。
③膜化學(xué)清洗的水流量
不同膜元件外徑，化學(xué)清洗時需要的水流量也不相同，外徑為2.5英寸時，水量為1t/h，外徑為4英寸時，水量為2t/h，外徑為8英寸時，水量為8t/h。
④抗污染膜的選擇
⑤膜數(shù)量的計(jì)算（估算）
膜數(shù)量的計(jì)算公式為：膜數(shù)量＝脫鹽水產(chǎn)量/水通量，以此為基數(shù)，再通過膜公司軟件核算膜數(shù)量。
⑥膜的回收率
⑦流量
⑧膜的類型
根據(jù)水含鹽量選擇膜的類型，含鹽量小于10g/L時，選用苦咸水反滲透膜，含鹽量大于10g/L時，選用海水反滲透膜。
⑨阻垢劑的選擇
根據(jù)反滲透給水水質(zhì)和反滲透濃縮倍率，選擇反滲透阻垢劑（或分散劑）和設(shè)計(jì)定期快速沖洗濃水側(cè)的系統(tǒng)，在小容量工程中，根據(jù)原水水質(zhì)可以用降低水回收率和定期快速沖洗防垢。
★電滲析也是常用的脫鹽技術(shù)：
常用的電滲析脫鹽工藝系統(tǒng)有如下幾種：
①一次脫鹽系統(tǒng)
又包括5類系統(tǒng)：
濃水不循環(huán)全部排地溝的體內(nèi)或體外多級串聯(lián)一次脫鹽系統(tǒng)：該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是濃水的濃縮倍率小于2倍。
濃水循環(huán)體內(nèi)或體外多級串聯(lián)一次脫鹽系統(tǒng)：該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是濃水的濃縮倍率可為5～7倍，使?jié)馑欧帕繛槊擕}水量的20％以下。
體外升壓濃水循環(huán)半對流多級串聯(lián)一次脫鹽系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)是提高了設(shè)備的制水能力，減少了濃水排放量，濃淡水半對流運(yùn)行。
體外升壓濃水并聯(lián)循環(huán)多級串聯(lián)一次脫鹽系統(tǒng)：適用于大型裝置。
級內(nèi)分段、多級串聯(lián)一次脫鹽系統(tǒng)：適用于高含鹽量和小容量設(shè)備。
②循環(huán)脫鹽系統(tǒng)
該系統(tǒng)中濃水和淡水都經(jīng)過再循環(huán)，適用于小容量的水處理。
③帶有部分循環(huán)的體外升壓多級串聯(lián)脫鹽系統(tǒng)
特點(diǎn)是利用部分脫鹽水再循環(huán)提高脫鹽率，可以減少一次脫鹽的串聯(lián)級數(shù)。
④極水系統(tǒng)
電滲析脫鹽工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容包括：①給出定型隔板的參數(shù)方程 或每張隔板脫鹽率的前提下，計(jì)算多級一次脫鹽所需的流程長度或串聯(lián)級數(shù)，確定各級的合理組裝方式和工作參數(shù)（即電壓電流）；②對于高含鹽量的水，通過電流密度亦即經(jīng)濟(jì)電流密度的選擇計(jì)算，使制水成本最低，在此基礎(chǔ)上選定流速v值，確定各級的膜組裝方式、串聯(lián)級數(shù)和工作參數(shù)；③對定型的單元體內(nèi)串聯(lián)設(shè)備，根據(jù)水質(zhì)確定高含鹽量下的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)水量。
★實(shí)現(xiàn)離子交換水處理工藝的關(guān)鍵在于：恰當(dāng)?shù)剡x擇離子交換劑，合理地組合工藝系統(tǒng)，選擇適合的離子交換設(shè)備，遵循的運(yùn)行再生操作制度，采取必要的防止樹脂污染措施。用離子交換處理方法除鹽，其處理對象的含鹽濃度一般為100～300mg/L。
⑴主要技術(shù)
根據(jù)處理目的、去除對象所采用的技術(shù)是不同的，例如，當(dāng)城市污水廠的出水水質(zhì)要求進(jìn)一步提高或要求滿足回用時，可在生物處理法之后增加混凝過濾工序；若處理要求著眼于去除難降解的有機(jī)物時，可在生物處理法之后增加活性炭吸附工序，或在活性污泥法中投加粉末活性炭；也可以采用化學(xué)氧化法等。
⑵懸浮物的去除技術(shù)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
污水經(jīng)過二級處理后，處理水中殘留的懸浮物的粒徑從數(shù)毫米到微米的生物絮凝體和未被凝聚的膠體顆粒，去除這些懸浮物可提高二級處理水的穩(wěn)定度。去除時采用的處理技術(shù)要根據(jù)懸浮物的狀態(tài)和粒徑來進(jìn)行確定。
⑶溶解性有機(jī)物的去除技術(shù)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
生活污水中溶解性有機(jī)物的主要成分是蛋白質(zhì)、碳水化合物和陰離子表面活性劑，城市污水經(jīng)過二級處理后的出水中的溶解性有機(jī)物大多是丹寧、木質(zhì)素、黑腐酸等難以降解的有機(jī)物，利用生物處理技術(shù)難以去除，一般采用活性炭吸附和臭氧氧化法進(jìn)行去除。
深度處理中的活性炭吸附主要是去除傳統(tǒng)活性污泥法出流中的難降解化合物，殘余的無機(jī)化合物。在應(yīng)用活性炭吸附前一般都設(shè)置濾池，以去除二級出流中懸浮顆粒形態(tài)存在的有機(jī)物?；钚蕴坑辛詈头蹱顑煞N類型，污水的深度處理時多使用粒狀炭。
活性炭吸附塔的設(shè)計(jì)參數(shù)一般由吸附試驗(yàn)確定，其吸附能力不僅取決于自身的品質(zhì)，也取決于介質(zhì)中污染物的組分構(gòu)成，因此，要取得有針對性的設(shè)計(jì)參數(shù)，通常都要進(jìn)行活性炭吸附試驗(yàn)。
例：用活性炭吸附水中色素的試驗(yàn)方程式為： 。今有100L溶液，色素濃度為0.05g/L，欲將色素除去90％，加多少活性炭？
（方程式中q是平衡吸附量，c是吸附質(zhì)的濃度）
解：平衡時的c＝0.05×（1-90％）＝0.005（g/L）
q＝3.9× =0.276（g/g）
另一種溶解性有機(jī)物的去除技術(shù)是臭氧氧化法，其主要作用是去除污水中殘存的有機(jī)物，脫除污水的色度，殺菌消毒。當(dāng)用于降解COD時，每降解1mg/LCOD，需要消耗4mg/L臭氧，接觸時間為15～60min；當(dāng)用于消毒時，每一升水的臭氧投加量為5～15mg，接觸時間為6～15min，或接觸3～5min后，停留10～15min。8
⑷溶解性無機(jī)鹽類的去除技術(shù)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
城市污水中含有的無機(jī)鹽類，一般介于200～400mg/L，有效的除鹽技術(shù)有反滲透、電滲析和離子交換法等。
★反滲透是一種膜分離技術(shù)，多用于水的除鹽處理，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括：
①給水水質(zhì)要求
給水溫度：復(fù)合膜5～45℃，醋酸纖維素膜5～40℃，pH4～11。
②水通量
根據(jù)不同水源，反滲透膜應(yīng)采用不同的水通量，水通量越高，污染速度越快，有一個水通量極點(diǎn)，如果高于這個極限值，膜將迅速污染。
③膜化學(xué)清洗的水流量
不同膜元件外徑，化學(xué)清洗時需要的水流量也不相同，外徑為2.5英寸時，水量為1t/h，外徑為4英寸時，水量為2t/h，外徑為8英寸時，水量為8t/h。
④抗污染膜的選擇
⑤膜數(shù)量的計(jì)算（估算）
膜數(shù)量的計(jì)算公式為：膜數(shù)量＝脫鹽水產(chǎn)量/水通量，以此為基數(shù)，再通過膜公司軟件核算膜數(shù)量。
⑥膜的回收率
⑦流量
⑧膜的類型
根據(jù)水含鹽量選擇膜的類型，含鹽量小于10g/L時，選用苦咸水反滲透膜，含鹽量大于10g/L時，選用海水反滲透膜。
⑨阻垢劑的選擇
根據(jù)反滲透給水水質(zhì)和反滲透濃縮倍率，選擇反滲透阻垢劑（或分散劑）和設(shè)計(jì)定期快速沖洗濃水側(cè)的系統(tǒng)，在小容量工程中，根據(jù)原水水質(zhì)可以用降低水回收率和定期快速沖洗防垢。
★電滲析也是常用的脫鹽技術(shù)：
常用的電滲析脫鹽工藝系統(tǒng)有如下幾種：
①一次脫鹽系統(tǒng)
又包括5類系統(tǒng)：
濃水不循環(huán)全部排地溝的體內(nèi)或體外多級串聯(lián)一次脫鹽系統(tǒng)：該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是濃水的濃縮倍率小于2倍。
濃水循環(huán)體內(nèi)或體外多級串聯(lián)一次脫鹽系統(tǒng)：該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是濃水的濃縮倍率可為5～7倍，使?jié)馑欧帕繛槊擕}水量的20％以下。
體外升壓濃水循環(huán)半對流多級串聯(lián)一次脫鹽系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)是提高了設(shè)備的制水能力，減少了濃水排放量，濃淡水半對流運(yùn)行。
體外升壓濃水并聯(lián)循環(huán)多級串聯(lián)一次脫鹽系統(tǒng)：適用于大型裝置。
級內(nèi)分段、多級串聯(lián)一次脫鹽系統(tǒng)：適用于高含鹽量和小容量設(shè)備。
②循環(huán)脫鹽系統(tǒng)
該系統(tǒng)中濃水和淡水都經(jīng)過再循環(huán)，適用于小容量的水處理。
③帶有部分循環(huán)的體外升壓多級串聯(lián)脫鹽系統(tǒng)
特點(diǎn)是利用部分脫鹽水再循環(huán)提高脫鹽率，可以減少一次脫鹽的串聯(lián)級數(shù)。
④極水系統(tǒng)
電滲析脫鹽工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容包括：①給出定型隔板的參數(shù)方程 或每張隔板脫鹽率的前提下，計(jì)算多級一次脫鹽所需的流程長度或串聯(lián)級數(shù)，確定各級的合理組裝方式和工作參數(shù)（即電壓電流）；②對于高含鹽量的水，通過電流密度亦即經(jīng)濟(jì)電流密度的選擇計(jì)算，使制水成本最低，在此基礎(chǔ)上選定流速v值，確定各級的膜組裝方式、串聯(lián)級數(shù)和工作參數(shù)；③對定型的單元體內(nèi)串聯(lián)設(shè)備，根據(jù)水質(zhì)確定高含鹽量下的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)水量。
★實(shí)現(xiàn)離子交換水處理工藝的關(guān)鍵在于：恰當(dāng)?shù)剡x擇離子交換劑，合理地組合工藝系統(tǒng)，選擇適合的離子交換設(shè)備，遵循的運(yùn)行再生操作制度，采取必要的防止樹脂污染措施。用離子交換處理方法除鹽，其處理對象的含鹽濃度一般為100～300mg/L。