废水处理新技术第一章 23页

第一章绪论第一节污水水质一、水质污染的类型水质污染的类型划分有4种类型：(1)生理性污染，指污染物排入天然水体后引起的嗅觉、味觉、外观、透明度等方面的恶化；(2)物理性污染，指污染物进入水体后改变了水的物理特性。如热，放射性物质，油、泡沫等污染。(3)化学性污染，指污染物排入水体后改变了水的化学特征。如酸碱盐，有毒物质，农药等造成的污染。　(4)生物性污染，指病原微生物排入水体，直接或间接地传染各种疾病。二、水污染的危害有3个方面：(1)对环境的危害，导致生物的减少或灭绝，造成各类环境资源的价值降低，破坏生态平衡。(2)对生产的危害，被污染的水由于达不到工业生产或农业灌溉的要求，而导致减产。(3)对人的危害，人如果饮用了污染水，会引起急性和慢性中毒、癌变、传染病及其他一些奇异病症，污染的水引起的感官恶化，会给人的生活造成不便，情绪受到不良影响。三、水质污染指标（一）物理性指标§温度：工业废水常引起水体热污染。§色度：感官性指标，水的色度来源于金属化合物和有机化合物。§嗅和味：感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质。§固体物质：溶解物质和悬浮固体物质。（二）化学性指标1.有机物1）生化需氧量（BOD）n水体中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量。反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量主要污染特性（以mg/L为单位）。2）化学需氧量（COD）用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量。常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7（称CODCr)和高锰酸钾KMnO4(称CODMn或OC)3）总有机碳（TOC）与总需氧量（TOD）ØTOC:totalorganismcarbon，在950℃高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体中的CO2含量，从而确定水样中碳元素总量。测定中应该去除无机碳的含量。ØTOD:totaloxygendemand，在900~950℃高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物，包括难分解的有机物及部分无机还原物质），燃烧氧化成稳定的氧化物后，测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（TOD）。TOD测定方便而快速。4）油类污染物石油类：来源于工业含油污水。动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业。5）酚类污染物来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、合成树脂等工业废水。原生质毒物，可使蛋白质凝固，引起神经系统中毒。2、无机性指标1）植物营养元素：过多的氮、磷进入天然水体，易导致富营养化，使水生植物尤其是藻类大量繁殖，造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展2）pH值：一般要求处理后污水的pH在6～9之间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH发生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。碱度n指水中能与强酸定量作用的物质总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度。3）重金属：汞、镉、铅、铬、镍和类金属砷，以及有一定毒害性的一般重金属锌、铜、钴、锡等作为微量金属元素。重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固;逐级富集至人体，影响人体健康。（三）生物性指标1．细菌总数：水中细菌总数反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度。常以细菌个数/mL计。饮用水：<100个/mL，医院排水：<500个/mL。2．大肠菌群：大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。常以大肠菌群数/L计。饮用水：<3个/L，城市排水：<10000个/L。§来源：生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、寄生虫卵等；制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等；医院污水：各种病原体。§危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧。第二节给水处理一、水处理的任务是根据水质指标，通过适当的处理方法，达到符合生活饮用、工业使用的目的或去污重复使用、达标排放的要求。可分为两个方面：1）给水处理：取水――给水处理――配水针对不同的水源水水质，经处理后满足工农业和生活的对水质与水量的要求。2）污水处理：废水收集（来源于生活、工业和农业）――废水处理――排放或回用n二者既有各自的独立特征(特定效果)，也有它们共同的内在联系(相向方法或机理)。二、给水处理的具体内容包括8个方面§1）去除水中的悬浮固体。§2）去除水中的溶解固体。§3）去除水中有危害的某种或某几种溶解成分。§4）去除水中溶解的有机物。§5）去除水中溶解的气体。§6）降低冷却水温度。§7）对水质加以调理，改善其水质，以防止在使用过程中产生危害。§8）对给水处理过程中所产生的废水或污泥加以相应的处理和处置。三、给水处理的基本方法1.处理对象：天然水源水。2.基本方法§（1）去除颗粒物§方法有：混凝、沉淀、澄清、气浮、过滤、筛滤（格栅、筛网、微滤机、滤网滤芯过滤器等）、膜分离（微滤、超滤）、沉砂（粗大颗粒的沉淀）、离心分离（旋流沉砂）等§（2）去除、调整水中溶解（无机）离子、溶解气体§方法有：软化、离子交换、地下水除铁除锰、氧化还原、化学沉淀、膜分离（反渗透、纳滤、电渗析、浓差渗析等方法）、水质稳定（水中溶解离子的平衡，防止结垢和腐蚀等）、除氟（高氟水的饮用水除氟）、氟化（低氟水的饮用水加氟）、吹脱（去除游离二氧化碳、硫化氢等）、曝气（充氧）、除气（锅炉水除氧等）等§（3）去除有机物§方法有：粉状炭吸附、原水曝气、生物预处理、臭氧预氧化、高锰酸钾预氧化、过氧化氢预氧化、预氯化、臭氧氧化、活性炭吸附、生物活性炭、膜分离、大孔树脂吸附（用于工业纯水、高纯水制备中有机物的去除）等§（4）消毒n§方法有：氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒、电化学消毒、加热消毒等§（5）冷却3.当前常用方法：§处理方法应根据水源水质和用户对水质的要求确定，大体可分为以下四个方面：§1）“混凝--沉淀--过滤--消毒”常规处理工艺流程§又称“澄清和消毒”工艺，是以地表水为水源的生活饮用水的常规处理工艺。§澄清工艺：一般包括混凝、沉淀和过滤，处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质，水中杂质通过加药，形成大颗粒的絮凝，而后经沉淀进行重力分离。§澄清池是将絮凝和沉淀融为一体的构筑物。§过滤则是利用粒状滤料的机械过滤作用，将难于沉淀的颗粒于以截留，使水的浊度进一步降低。§通常，较为完善的常规处理工艺，不仅能有效地降低水的浊度，而且对某些有机物、细菌及病毒的去除也有一定的效果。§依据原水水质和用户对水质要求的差异，上述处理工艺中的构筑物可适当增加或减少。§例如，处理高浊度水时，往往要设置泥砂预沉池或沉砂池；原水浊度很低时，可省去沉淀而直接进行微絮凝接触过滤；但生活饮用水的处理，过滤是必不可少的。大多数工业用水也往往来用澄清工艺作为预处理过程。对澄清要求不高的工业水可以省去过滤，而仅设混凝、沉淀即可。§消毒是在过滤之后的水中投加消毒剂，杀灭水中致病微生物。当前，我国大多采用的消毒剂有：氯、漂自粉、二氧化氯及次氯酸等。最常用的是氯消毒法。臭氧消毒在欧洲一些国家早巳广泛使用，我国也采用这一消毒方法。其它消毒方法还有紫外线、超声波等。§上述处理方法是当前给水处理最基本的处理方法。2）水中溶解性物质的处理n§水中溶解性物质的处理是在去除水中悬浮物质之后进行的。§处理方法有：软化、除盐、除铁、除锰、控制垢蚀和除臭、除味等。§当水的硬度较高，需要处理时即为软化处理；水的软化处理方法主要有：离子交换法和药剂软化法。§当处理水中含有各种溶解盐类，包括阴、阳离子需要处理，制取纯水及高纯水的处理过程称为水的“除盐”。§而海水及“苦咸水”的处理过程称为咸水“淡化”，主要方法有蒸馏法、离子交换法、电渗析法及反渗透法等。§当溶解于地下水的铁、锰含量需要处理时，用于除铁、除锰的方法有；氧化法和接触氧化法。§除臭、除味是饮用水净化水中的特殊处理。当水中的臭、味需要去除时，其方法取决于水中臭和味的来源。诸如：活性炭吸附法、药剂氧化法、曝气法等。§3）水温的降低——冷却法§在工业用水中，冷却用水约占70％。采用循环系统以节约大量用水。设置冷却构筑物、降低水温是循环系统的主要措施。§4）预处理和深度处理§随着我国水污染的加剧，对某些污染较为严重的水体，尤其当水中含有溶解性的有毒有害物质，特别是具有“三致”(即致癌、致畸、致突变的有机污染物)或“三致”前体物(如腐殖酸等)时，水的常规处理工艺(即混凝、沉淀、过滤、消毒)就难以解决。于是便在常规处理的基础上增加了预处理或深度处理。前者设在常规处理之前，后者置于常规处理之后。预处理和深度处理的主要对象是水中含有有机污染物，且多在饮用水处理或污水需回用时采用。§预处理的主要方法有：粉末活性炭吸附法、臭氧或高锰酸钾氧化法；生物滤池、生物接触氧化池及生物转盘等生物氧化法等。这些方法有其各自的优缺点、对有机物去除外还兼有占除臭、味和色的作用。§深度处理的主要方法有：粒状活性炭吸附法；臭氧一粒状活炭联用法或生物活性炭法；合成树脂吸附法；光化学氧化法；超滤法及反渗透法，等等。n§污染水源的饮用水硕处理和深度处理自80年代开始，受到各国的广泛重视，当前仍处在研究和发展阶段。四、给水处理技术现状及发展趋势§1.水源保护与水质监测；§2.常规处理工艺的改进；§3.在常规水处理的基础上进行预处理和深度处理；§4.自动化程度的提高和监控设备的完善；§5.水质检测技术更加快速可靠。第三节污水处理技术一、污水的三级处理按处理程度分为：1.一级处理（预处理阶段）处理对象：漂浮物、部分悬浮状态的污染物质、pH值；主要处理单元：物理法以及水质水量调节池；主要去除污水中呈悬浮状态的固体物质，物理处理法中的大部分方法只能完成一级处理的要求；经过一级处理的污水，BOD一般只能去除30％左右，仍然不能排放，必须进行二级处理：因此，一级处理又称为二级处理的预处理。2.二级处理（处理主体）处理对象：大量有机污染物。主要处理单元：生物化学法，化学或物理化学法；主要是大幅度地去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物(即BOD、COD物质)，去除率可达90％以上。一般地说，处理后的污水，有机污染物可达排放标准。3.三级处理（补充处理单元，深度处理/高级处理）处理对象：脱氮、除磷、去除难生物降解的有机物、病毒和病原菌、悬浮物和矿物质等主要处理单元：脱氮除磷单元、消毒、膜处理技术§n是在一级、二级处理后，进一步去除水中难降解的有机污染物、氮和磷等能导致水体富营养化的可溶性无机物等，主要处理方法有：生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、砂滤法、活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等：§三级处理是深度处理的同义语，但二者又不完全相同。三级处理常设在二级处理之后用于污水的进—步处理，而深度处理则多以污水回收、再用为目的，是设在一级或二级处理后增加的处理工艺。污水经深度处理后作为工业上的重复利用、补给水源及生活用水等，应用范围极为广泛。4.污泥是污水处理过程的产物。污泥都含有大量的有机物，富有肥效，可以作为农肥使用、但其中也含有多种细菌和寄生虫卵以及生产污水中带来的重金属离子等，因此．在使用前应进行稳定与无害化处理。§污泥处理的主要方法是减量处理(如浓缩、脱水等)、稳定处理(如厌氧消化、好氧消化等)、综合利用(如消化气利用、农业利用等)以及污泥的最终处置(如干燥焚烧、填地投海、建筑材料等)。§对于某种污水，采取何种处理方法成出哪几种处理方法组成的处理系统，要根据污水的水质、水量，回收其中有用物质的可能性和经济性，排放水体的具体条件，并通过调查研究和经济技术比较后决定，必要时还需进行试验。n污水隔栅沉砂池生物处理初沉池二沉池高级废水处理受纳水体一级处理二级处理三级处理二、基本处理方法§就是采用各种手段和技术，将污水中的污染物质分离去除、回收利用，或将其转化为无害物质，使污水得到净化。§现代污水处理技术，按作用原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三种。1.物理处理法：利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态的污染物质，方法有：筛滤、沉淀、上浮、过滤和反渗透等方法。2.化学处理法：§利用化学反应的作用，分离回收污水中处于各种形态的污染物质(包括悬浮的、胶体的、溶解的等)；§n主要方法有：中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换、电渗析和反渗透等。化学处理法多用于生产污水的处理。3.生物化学法：§利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解胶体状态的有机污染物质，转化为稳定的无害物质。其方法按微生物的作用分为：好氧氧化和厌氧还原两大类。前者广泛用于处理城市污水及有机性生产污水，其中有活性污泥法和生物膜法两种；后者多用于处理高浓度有机污水与污水处理中产生的污泥。§城市污水和生产污水中的污染物质是复杂的，常常需要多种方法的组合，才能去除不同性质的污染物，达到处理要求的程度。三、城市污水处理一般流程1.流程：2.作用BOD去除率SS去除率§一级处理20－4050－70§二级处理75－9575－95§深度处理一般以污水回收、再用为目的3.存在问题：§n基建与运行费用高，占地大，剩余污泥产量大，管理麻烦，不能除去氮磷。4.城市污水处理技术的发展方向：§1）低耗高效处理技术：如天然处理和厌氧处理技术§2）深度处理与再生利用技术§3）污泥处理技术§4）传统污水系统的变革四、工业废水处理§根据水质不同、处理程度工艺而异。§一般大多以生物处理为主，§但常有前处理（调节、气浮除油、中和）§根据需要有后处理：混凝、过滤、活性炭吸附§重要课题：难降解有机物工业废水的治理技术，如农药废水、造纸废水、染料废水等。五、水处理的热点问题1.有机污染物已发现在给水水源中有机物种类在2000种以上；饮用水中有700多种。美国确立了117种优先控制有机物。我国也确定了12类，58种。2.病原微生物：新的病原微生物：如贾第虫（GiardiaLamblia）、隐孢子虫等。3.管网水二次污染：细菌繁殖――水质变差、管道堵塞六、水处理技术的发展方向：§加强微量有机物去除：§加强常规处理§增加预处理（如生物预处理）§增加后处理（如活性炭吸附、化学氧化）§开发新技术（如膜技术）§加强消毒：防止各种致病微生物的影响n§消毒副产物的问题：替代氯的其它消毒技术§管网水二次污染控制：第四节水处理新技术一、膜法水处理技术1.膜分离概念§是利用选择性透过膜为分离介质．当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差)时，使溶剂(通常是水)与溶质或微粒分离的方法。§在某种推动力的作用下，利用某种隔膜特定的透过性能，使溶质或溶剂分离的方法称为膜分离。2.特点：§可在一般温度下操作，没有相变；§浓缩分离同时进行；§不需投加其他物质，不改变分离物质的性质；§适应性强，运行稳定。2.分类：推动力不同，膜分离有下列几种：浓度差：扩散渗析电位差：电渗析压力差：反渗透、纳滤、超滤、微滤§分类：包括电渗析、反渗透、超滤、扩散渗析等；§渗析：用选择性透过膜进行分离时，使溶质通过膜的方法称为渗析；§渗透：而使溶剂通过膜的方法则称为渗透。§可以将分离膜看作是把两相分开的一薄层物质，称其为薄膜，简称“膜”。3.膜膜可以是固态的，也可以是液态的或气态的。§被膜所隔开的流体物质则是液态的或气态的。§膜可以使均相的或非均相的，对称的或非对称的；可以使带电的或不带电的（中性的）；而带电膜又可以是带正电荷或负电荷的，或二者兼而有之。n§膜可以是有渗透性的，也可以是具有半渗透性的，但不能是完全不渗透性的。§膜可以存在于两流体之间，也可以附着于支撑体或载体的微孔隙上。4.膜分离法分类§1）按分离机理分，主要有：反应膜、离子交换膜、渗透膜；§2）按膜的性质分，主要有：天然膜（生物膜）和合成膜（有机膜和无机膜）；§3）按膜的结构型式分，主要有：平板型、管型、螺旋型（卷式）及中空纤维型。5.膜的适用范围§1）反渗透0.0001～0.001mm：§电解质、有机溶质、水、§2）纳滤0.0005～0.005mm：§低聚糖、染料、多价离子§3）超滤0.005～0.1mm：§蛋白、颜料、多糖、大分子§4）微滤0.1～10mm：§细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、蛋白等n§液膜：化学反应和浓度差；反应促进和扩散传递；提取有机物和金属离子等。6.膜分离技术优点§处理效率高，设备易于放大；§可在室温或低温下操作，适宜于热敏感物质分离浓缩；化学与机械强度最小，减少失活；§无相转变，省能；§有相当好选择性，可在分离、浓缩的同时达到部分纯化目的；§选择合适膜与操作参数，可得到较高回收率；§系统可密闭循环，防止外来污染；§不外加化学物，透过液（酸、碱或盐溶液）可循环使用，降低了成本，并减少对环境的污染。7.膜分离技术的重要性评论§美国官方文件曾说"18世纪电器改变了整个工业进程，而20世纪膜技术将改变整个面貌”，又说“目前没有一种技术，能像膜技术这么广泛地被应用”。§·国外有关专家夸大地把膜技术的发展称为“第三次工业革命”。§·在1987年日本东京国际膜与膜过程会议上，明确指出“n在21世纪多数工业中，膜过程扮演着战略的角色”。§·世界著名的化工与膜专家，美国国家工程院院士，北美膜学会会长黎念之博士在1994年应邀访问我国化工部及所属大学时说：“要想发展化工就必须发展膜技术”。§·他也非常赞同国际上流行的说法“谁掌握了膜技术，谁就掌握了化工的未来”。§6.发展趋势：§膜分离技术是一项正处于蓬勃发展的高新技术。§v电渗析技术已达到成熟期，销售额增长已趋慢。§v微滤、超滤技术正值成长期、一方面是膜品种、膜规格、膜质量与产业化尚有大量工作要做；另一方面应用研究正在拓宽阶段，有许多应用领域中的间题等待人们去研究解决。不仅近年来增长势头迅猛，而且市场潜力仍很大，正等待人们去开发。§v反渗透技术应用领域广泛，组件进口为主。§v渗透蒸发技术是近年来新发展起来的一项膜分离技术，国外正值由研究发展期向工业生产应用期过渡，我国基本上尚处于研究发展时期。§二、高级氧化技术§1.是以羟基自由基HO·为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加HO·的链式反应，或者通过生成有机过氧化自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O,从而达到氧化分解有机物的目的。§2.特点：§1）氧化能力强：产生大量非常活泼的羟基自由基HO·，其氧化能力（2.80v）仅次于氟（2.87），它作为反应的中间产物，可诱发后面的链反应，羟基自由基与不同有机物质的反应速率常数相差很小，当水中存在多种污染物时，不会出现一种物质得到降解而另一种物质基本不变的情况；§2）无选择性：HO·无法选择地直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害物；n§3）不会产生二次污染：普通化学氧化法由于氧化能力差，反应有选择性等原因，往往不能直接达到完全去除有机物降低TOC和COD的目的，而高级氧化法则基本不存在这个问题，氧化过程中的中间产物均可以继续同羟基自由基反应，直至最后完全被氧化成二氧化碳和水，从而达到了彻底去除TOC、COD的目的；§4）适应浓度范围宽：由于它是一种物理化学过程，很容易加以控制，以满足处理需要，甚至可以降低10-9级的污染物；§5）反应速度快：同普通的化学氧化法相比，高级氧化法的反应速度很快，一般反应速率常数大于109mol-1Ls-1,能在很短时间内达到处理要求；§6）既可作为单独处理，又可与其他处理过程相匹配，如作为生化处理的预处理，可降低处理成本。§3.分类：§1）湿式空气氧化§是以空气为氧化剂，将水中溶解性物质包括无机物和有机物，通过氧化反应将其转化为无害的新物质，或者转化为容易从水中分离排除的形态（气体或固体），达到处理的目的。§通常情况下氧气在水中的溶解度非常低（一个大气压下，20℃时氧气在水中溶解度9mg/L左右），因而在常温常压下，这种氧化反应速度很慢，尤其对于废水中高浓度的各种污染物，利用空气中的氧气进行的氧化反应就更难，需要各种辅助手段促进反应的进行。§通常需要借助高温、高压和催化剂的作用。一般温度在200-300℃，压力在100-200大气压下，在这种条件下，氧气的溶解度会变大，几乎所有污染物都能被氧化到二氧化碳和水。§湿式空气氧化反应机理：§是一个自由基反应过程，主要包括四个过程：§①诱导期§RH（有机物）+O2―→R·（烷基自由基）+HOO·（氢过氧自由基）§2RH+O2―→2R·（烷基自由基）+H2O2§②增值期n§R·（烷基自由基）+O2―→ROO·（烷过氧自由基）§ROO·（烷过氧自由基）+RH―→ROOH(羧酸)+R·§③退化期§ROOH(羧酸)―→RO·（烷氧自由基）+H2O2§ROOH(羧酸)―→R·（烷基自由基）+RO·（烷氧自由基）+H2O§④结束期§R·＋R·―→R-R§ROO·+ROO·―→ROH(醇)+ROOR（酯）+O2§湿式氧化法的关键在于产生足够的自由基，供给氧化反应。虽然该法可以降解几乎所有的有机物，§但是它也有自身的缺点：由于反应条件苛刻，所以对于设备的要求很高，反应设备要耐高温高压，燃料消耗大，不适合大水量。§2）催化湿式氧化法§催化湿式氧化法（CatalyticWetOxidationProcess,CWOP）是一种工业废水的高级处理方法（属于物理化学方法）。§依据：废水中的有机物在高温高压下进行催化燃烧的原理来净化处理高浓度有机废水的，§特点：是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应，反应中生成的有机自由基可以继续参加·OH的链式反应，或者通过生成有机过氧化物自由基后，进一步发生氧化分解反应直至降解为最终产物CO2和H2O，从而达到了氧化分解有机物的目的。n§上表为各种氧化剂的氧化电位，§可见羟基自由基是一种极强的化学氧化剂，它的氧化电位比普通氧化剂(如臭氧、氯气、过氧化氢)高得多，这意味着·OH的氧化能力要大大高于普通化学氧化剂。§常用的催化试剂：Fenton试剂，它是由Fe2+（亚铁盐）和H2O2(过氧化物)组成，当PH值足够低时，在亚铁离子的催化作用下，过氧化氢会分解产生HO·，从而引发一系列的链反应。§Fenton试剂在水处理中的作用主要包括对有机物的氧化和混凝两种作用§其他催化试剂还有H2O2/O3，它是饮用水应用领域应用最广泛得高级氧化技术，因为只需要向臭氧发生器中加入过氧化氢即可。臭氧本身具有极强得氧化性，能去除大量得有机物，但对某些卤代烃及农药等有机物得氧化效果较差，将臭氧和过氧化氢结合使用可大大提高氧化效率，它的主要特点是在浊度较高得水中仍然运行良好。§3)超临界水氧化法（SCWO）n§在374.3℃和22Mpa状态下，水的物理性能尤其是溶解性能与常温下截然不同，这种状态被成为超临界状态。§超临界水的特性:§(1)介电常数急剧减小，相当于标准状态下一般有机溶剂的值，使超临界水显示出非极性有机化合物的性质，能与非极性物质和其他有机物完全互溶，同时无机物尤其是盐类的溶解度急剧下降。§(2)与空气、O2、N2、CO2等气体完全互溶。§(3)具有很高的扩散性和优良的传输能力，分子运动激烈，体系能量高，化学反应速率快。§(4)物理性质（如密度、介电常数、粘度、溶解性等）可以通过压力、温度连续改变。§上述这些超临界性能再加上较高的温度和压力使水成为有机质氧化反应的理想介质。因为这时氧化还原反应完全在均相中进行，从而不存在界面传质阻力，而界面传质阻力往往是湿式氧化法的控制步骤。超临界水与普通水的溶解度对比4)光化学氧化法是在光的作用下进行化学反应，采用臭氧或过氧化氢作为氧化剂，在紫外线的照射下使污染物氧化分解，从而达到污水的处理。光化学氧化系统主要有：UV/H2O2系统，UV/O3系统和UV/O3/H2O2系统。n以UV/H2O2系统为例。UV/H2O2法能将污染物彻底的无害化，该法对有机物的去除能力比单独用过氧化氢或紫外线更强。它还是一种更经济的选择，能够在短期内装配在不同地点。但它不适合处理土壤，因为紫外线不能穿透土壤粒子。光容易被沉淀而堵塞，降低UV的穿透率。需控制PH值，防止氧化过程的金属盐沉淀。光化学氧化法具有较好的应用前景，一般可作为生物处理的前处理。而在其他一些工艺处理之后使用UV/H2O2方法是一种处理高浓度废水的可能途径。如果在光化学氧化中加入适当的催化剂，这就形成了光催化氧化法.§三、废水生物处理新技术§1.好氧工艺：§1）活性污泥法§2）生物膜法：生物滤池；生物转盘；生物接触氧化法；好氧生物流化床等；§3）氧化沟工艺§4）A－B（吸附－生物降解）法工艺§5）序批式间歇反应器（SBR）工艺§6）膜生物反应器（MBR）工艺§2.厌氧工艺§主要优点§①能耗大大降低，而且还可以回收生物能（沼气）；因为厌氧生物处理工艺无需为微生物提供氧气，所以不需要鼓风曝气，减少了能耗，而且厌氧生物处理工艺在大量降低废水中的有机物的同时，还会产生大量的沼气，其中主要的有效成分是甲烷，是一种可以燃烧的气体，具有很高的利用价值，可以直接用于锅炉燃烧或发电；§②污泥产量很低；这是由于在厌氧生物处理过程中废水中的大部分有机污染物都被用来产生沼气——甲烷和二氧化碳了，用于细胞合成的有机物相对来说要少得多；同时，厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，产酸菌的产率Y为0.15~0.34kgVSS/kgCOD，产甲烷菌的产率Y为0.03kgVSS/kgCOD左右，而好氧微生物的产率约为0.25~0.6kgVSS/kgCOD。§③n厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解；因此，对于某些含有难降解有机物的废水，利用厌氧工艺进行处理可以获得更好的处理效果，或者可以利用厌氧工艺作为预处理工艺，可以提高废水的可生化性，提高后续好氧处理工艺的处理效果。§现代高速厌氧生物反应器：§1）厌氧接触法§2）厌氧生物滤池§3）升流式厌氧污泥层(床)(UASB)反应器§四、稳定塘和污水的土地处理§稳定塘(StabilizationPonds)【旧称氧化塘(OxidationPonds)或生物塘】是一种利用天然净化能力处理废水的生物处理工艺，其对废水的净化过程与自然水体的自净过程类似。§稳定塘又称氧化塘，是一种天然的或经过一定人工修整的有机废水处理池塘。按照占优势的微生物种属和相应的生化反应，可分为好氧塘、兼性塘、曝气塘和厌氧塘、深度处理塘五种类型。§(一)好氧塘§ 　　好氧塘是一种主要靠塘内藻类的光合作用供氧的氧化塘。它的水深较浅，一般在0.3～0.5m，阳光能直接射透到池底，藻类生长旺盛，加上塘面风力搅动进行大气复氧，全部塘水都是好氧状态。§ 　　按照有机负荷的高低，好氧塘可分为高速率好氧塘、低速率好氧塘和深度处理塘。高速率好氧塘用于气候温暖、光照充足的地区处理可生化性好的工业废水，可取得BOD去除率高、占地面积少的效果，并副产藻类饲料。低速率好氧塘是通过控制塘深来减小负柯，常用于处理溶解性有机废水和城市二级处理厂出水。深度处理塘(精制塘)，主要用于接纳已被处理到二级出水标准的废水，因而其有机负荷很小。§（二）兼性塘§水深一般在l.5～2m，塘内兼有好氧和厌氧生化反应。在上部水层中，白天藻类光合作用旺盛，塘水维持好氧状态，其净化机理和各项运行指标与好氧塘相同；在夜晚，藻类光合作用停止，大气复氧低于塘内耗氧，溶解氧急剧下降至接近于零。塘底：由可沉团体和藻、菌类残体形成了污泥层，由于缺氧而进行厌氧发酵，称为厌氧层。兼性层：好氧层和厌氧层之间。n兼性塘是氧化塘中最常用的池型，常用于处理城市一级沉淀或二级处理出水。在工业废水处理中，常在曝气塘或厌氧塘之后作为二级处理塘使用，有的也作为难生化降解有机废水的储存塘和间歇排放塘(污水库)使用。由于它在夏季的有机负荷要比冬季所允许的负荷高得多，因而特别适用于处理在夏季进行生产的季节性食品工业废水。§（三）曝气塘§为了强化塘面大气复氧作用，可在氧化塘上设置机械曝气或水力曝气器，使塘水得到不同程度的混合而保持好氧或兼性状态。曝气塘有机负荷和去除率都比较高，占地面积小，但运行费用高，且出水悬浮物浓度较高，使用时可在后面连接兼性塘来改善最终出水水质。§(四)厌氧塘§厌氧塘的水深一般在2.5m以上，最深可达4—5m。当塘中耗氧超过藻类和大气复氧时，就使全塘处于厌氧分解状态。因而，厌氧塘是一类高有机负荷的以厌氧分解为主的生物塘。其表面积较小而深度较大，水在坡中停留20—50d。它能以高有机负荷处理高浓度废水，污泥量少，但净化速率慢、停留时间长，并产生臭气，出水不能达到排放要求，因而多作为好氧塘的预处理塘使用。§(五)深度处理塘§深度处理塘又称三级处理塘或熟化塘，属于好氧塘。其进水有机污染物浓度很低，一般BOD5≤30mg/L常用于处理传统二级处理厂的出水，提高出水水质，以满足受纳水体或回用水的水质要求。§除上述几种常见的稳定塘以外，还有水生植物塘(塘内种植水葫芦、水花生等水生植物，以提高污水净化效果，特别是提高对磷、氮的净化效果)、生态塘(塘内养鱼、鸭、鹅等，通过食物链形成复杂的生态系统，以提高净化效果)、完全储存塘(完全蒸发塘)等也正在被广泛研究、开发和应用。见图12-1。§1．稳定塘的优点§(1)基建投资低：当有旧河道、沼泽地、谷地可利用作为稳定塘时，稳定塘系统的基建投资低。§(2)运行管理简单经济n：稳定塘运行管理简单，动力消耗低，运行费用较低，约为传统二级处理厂的1／3—1／5。§(3)可进行综合利用：实现污水资源化，如将稳定塘出水用于农业灌溉，充分利用污水的水肥资源；养殖水生动物和植物，组成多级食物链的复合生态系统。§2．稳定塘的缺点§(1)占地面积大：没有空闲余地时不宜采用。§(2)处理效果受气候影响：如季节、气温、光照、降雨等自然因素都影响稳定塘的处理效果。§(3)设计运行不当时，可能形成二次污染：如污染地下水、产生臭气和滋生蚊蝇等。§虽然稳定塘存在着上述缺点，但是如果能进行合理的设计和科学的管理，利用稳定塘处理污水，则可以有明显的环境效益、社会效益和经济效益。§污水土地处理§1.概念：废水的土地处理，是将一、二级处理出水用于农田、牧场或林木灌溉，或将原废水经土壤渗滤后回注于地下水等处理技术的总称。因此，土地处理是使污水资源化、无害化和稳定化的处理利用系统。§2.方法：污水土地处理是在人工调控下利用土壤—微生物—植物组成的生态系统使污水中的污染物净化的处理方法。在污染物得以净化的同时，水中的营养物质和水分也得以循环利用。§3.目的：土地处理是以土地作为主要处理系统的污水处理方法，其目的是净化污水，控制水污染。§4.类型：土地处理技术有五种类型：慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地和地下渗滤系统。