介绍

大多数废水处理系统至少有两个初级和二级处理程序以及一些额外的准备方法。三级废水处理方法是更复杂、更严格的第三级处理。 

一级和二级处理通常只能将废水净化到可以安全排放到环境中的程度。另一方面，三级处理可以净化水，使其可以在水密集型活动中重复使用，甚至可以用作饮用水。

多级废水处理流程的最后阶段是三级水处理。在第三阶段处理过程中，无机化学物质、细菌、寄生虫和病毒都会被去除。去除这些有害化学物质后，处理后的水可以安全地重复利用、循环利用或排放到环境中。

在大多数情况下，三级废水管理方法包括对处理后的废水进行最终过滤。必要时可能需要使用明矾来消除水中的磷酸盐污染物。明矾还会导致初级和二级废水管理方法未消除的任何颗粒物聚集在一起，从而使过滤器能够将其提取出来。

三级方法的类型

先进的氧化方法

介绍

高级氧化工艺 (AOP) 被定义为包括形成足够数量的羟基自由基 (OH) 以影响水净化的氧化工艺，最初于 1980 世纪 4 年代提出用于饮用水处理。 AOP 概念进一步扩展，包括使用硫酸根 (SOXNUMX) 的氧化反应。 AOP 用于破坏水和废水中的有机或无机杂质，这与氯和臭氧等具有净化和消毒双重作用的典型氧化剂不同。

AOP 可与臭氧 (O3)、催化剂或紫外线 (UV) 照射结合使用，提供强力废水处理。 AOP 因弥合传统物理化学和生物过程及其可治疗性之间的差距而闻名。

AOP 流程的类型

对于废水管理的第三种方法，正在应用几种 AOP，例如光催化、类芬顿工艺和臭氧化。 

• 光催化： 光化学 AOP 广泛应用于废水处理中，作为有机污染物氧化的有效屏障。紫外线照射和过氧化氢 (H2O2) 反应的综合影响证实了多种化学物质的消除。
• 类芬顿过程 – 铁是最常用的金属，可以激活 H2O2 并在水中产生羟基自由基。 H2O2 与 Fe2+ 相互作用，在芬顿反应中产生高活性物质。尽管已经假设了替代分子，例如氟离子，但所产生的活性物质通常被识别为羟基自由基。
• 臭氧化： 臭氧 (O3) 是一种强氧化剂，氧化电位比 SCE 高 2.07 V。另一方面，直接 O3 氧化是一种选择性反应，其中 O3 优先与有机分子的离子化和解离形式而不是中性形式相互作用。

AOP 流程的优缺点

优点（Pros）

• 保留期比其他处理方法短。
• 该系统所需的流量不需要大量的土地。
• AOP可以将水中的有机分子转化为稳定的无机化学物质。
• 直接与污染物相互作用，将其转化为无害物质。

缺点（Cons） 

• 资本和运营/维护支出都比较昂贵。
• 复杂且适合某些污染物的化学品。
• 残留的过氧化物可能必须被除去。

在工业处理中的应用 

高级氧化工艺 (AOP) 有望从城市和工业废水中去除不可生物降解的污染物，因为它们基于快速、非选择性且可能完全氧化化合物的自由基反应。

高级氧化工艺（AOPs）可用于废水处理的原因有很多：

• 有机物含量（COD）普遍下降
• 特定污染物去除
• 污泥处理
• 提高抗性有机物的生物利用度
• 减少颜色和气味。 

电子束法

当使用电子束处理废水时，通常可以去除大量杂质。污染物由于与水辐射分解产生的高活性物质（水合电子、OH自由基和H原子）相互作用而分解。

其他过程可能伴随此类反应，并且电子束处理与臭氧化、电子束和吸附等耦合技术的协同影响增加了电子束处理对废水净化的效果。

净化低杂质含量的工业废水，如受污染的地下水、清洁水等，只能通过电子束来实现，但需要大量的辐照剂量。

单独使用电子束净化高污染物含量的工业废水，如印染废水、渗滤液等，需要大量的剂量，并且远远超出了经济性。

电子束处理与混凝、生物处理等传统净化工艺相结合，有效减少废水中不可生物降解的污染物，扩大了电子束的应用范围。

超声波/空化过程

空化会引起各种有趣的物理化学反应，可用于识别和氧化水中的污染物。液体内的压力脉冲会产生微小气泡，这些气泡充当微型反应器，在短时间内达到严格的 P-T 值，并产生与 OH 高度相似的氧化剂自由基。高级氧化工艺具有与此类似的化学行为（AOP）。

超声波设备（喇叭和浴缸）可能是有效研究空化现象的最有效方法。大多数商业设备设计用于在实验室环境中运行。压力脉冲的属性（例如振幅和频率）易于操作和复制。 

此外，观察和测量非常简单，因为整个过程发生在静态液体内，环境条件没有变化。由于这些优点，超声空化已成为大多数空化组织研究的主要焦点。

等离子技术

处理过的水随后通过具有大的特定等离子体-水相互作用表面积的等离子体体积。增加接触表面积有助于在界面上形成大量 OH 自由基，从而有助于溶解污染物的有效氧化。

用于废水处理的等离子体技术利用非热等离子体。为了在反应器内创建环境温度等离子体场，该系统包括产生独特放电类型的电极堆。

为了水处理的目的，已经研究了许多具有各种类型等离子体的反应器拓扑。与液态水接触的简单气相放电通常被认为是尝试用浸没电极通过水打破放电的更好选择。

第三种方法的比较

根据废水状态，可以应用几种废水管理的三级方法（pH、澄清度等），其中电子束、臭氧和紫外线 (UV) 辐射是最常见的。每种方法都有优点和缺点。 

• 紫外线消毒不会在水中留下任何残留物或物质，但废水必须纯净才能成功。
• 使用电子束处理废水在降低病原体和有机负荷方面非常成功。
• 空化利用空化崩溃产生的剧烈压力和温度来溶解使用传统生物过程难以分解的微小有机分子，并分解较大颗粒以增加比表面积。
• 将等离子体技术与催化剂处理结合使用是一种可行的策略。紫外线和芬顿反应与等离子体的结合同样得到越来越多的探索和应用。

目前仍存在一定的障碍需要克服，如杂质部分矿化、化学废物、二次污染的形成、能源消耗和费用过高等，所有这些都必须纳入废水三级处理方法的应用和装置中。 。

第三种方法的应用

在典型的废水管理系统中，三级处理是第三个也是最后一个阶段。废水经过一级和二级处理后，即可进入三级，去除悬浮颗粒、平衡 pH 值并降低生化需氧量 (BOD)。

多级废水处理工艺的最后阶段是三级水处理。在这种废水管理的第三种方法中，无机化学物质、致病细菌、病毒和病原体都被杀死。去除这些危险化学物质后，处理过的水可以安全地重复使用、回收或排放到环境中。

三级处理的目的是确保处理后的水在返回环境之前能够被所有其他淡水生物（例如杂草和藻类）所接受。 

这部分的处理包括物理水处理、泻湖和去除过量营养物的方法。在进入最后阶段之前，请确保排放水的出水水质已得到改善。