高級氧化與生物處理法的應(yīng)用

隨著社會快速發(fā)展，推動了我國現(xiàn)代化城市建設(shè)，國家越來越重視城市基礎(chǔ)建設(shè)，加大對城鎮(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題，已經(jīng)無法滿足社會發(fā)展的需要，需要對污水處理工藝進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，將高級氧化過程和生物處理技術(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：高級氧化技術(shù)分析、高級氧化技術(shù)與生物處理法的具體應(yīng)用，兩個(gè)方面來闡述。

1、高級氧化技術(shù)概述

高級氧化技術(shù)的提出，可追溯到1987年的美國，當(dāng)時(shí)美國《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志主編W?H?Glaze首次提出了高級氧化技術(shù)的定義，他認(rèn)為，高級氧化過程是通過聲、電、光等物理化學(xué)工程所實(shí)現(xiàn)，通過自由基來對污水有機(jī)物加以降解，最后將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。

高級氧化技術(shù)具有反應(yīng)速度快、分解效果徹底、操作簡便等特點(diǎn)，將其應(yīng)用到污水處理中，能迅速完成降解工作。就目前來看，常見的高級氧化技術(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)過整理，將Fe2+與過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，來對污水加以處理。在超聲氧化技術(shù)下，污水溶液會在短時(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系統(tǒng)的過程中，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)通過在曝氣池之中放置填料，將其作為微生物依附生長的載體，形成有利于硝化細(xì)菌生長的環(huán)境。美國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)量優(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，一是通過吸附、氧化等作用進(jìn)行去除氨氮，例如通過沸石吸附-生物再生技術(shù)去除氨氮。在城鎮(zhèn)中小型的污水廠升級改造過程中，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)能在長時(shí)間的污泥齡、較高污泥濃度中運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)長周期的硝化細(xì)菌富集生長，不斷提高處理系統(tǒng)的硝化能力，其去氨氮率超過98%。因此，我國很多的城鎮(zhèn)污水處理廠在升級改造的過程中，通常會應(yīng)用膜-生物反應(yīng)器技術(shù)。

3、結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展，我國水污染現(xiàn)狀越來越嚴(yán)重，水體富營養(yǎng)化程度也越來越高，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，將高級氧化技術(shù)與生物處理技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，既能將高級氧化技術(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。（來源：北京清大國華環(huán)境股份有限公司）