在污水回用處理中，除鹽工藝由于成本高很少涉及，此處不作分析，懸浮物、濁度和石油類可以通過混凝沉淀、過濾工藝去除并達標，因此重點解決的問題就是COD和氨氮的去除，下面僅就這二個問題進行討論。

　　COD的去除

　　一般情況下，經(jīng)過二級生化處理后的污水中COD濃度已經(jīng)降到100mg/L以下，BOD5濃度更低，針對這種水質(zhì)特點，目前采用的深度處理方法有生化法、活性炭吸附法和臭氧預處理+生化法等。

　　生化處理方法

　　采用生化處理方法時，由于基質(zhì)的限制，微生物增長緩慢，如果采用普通的活性污泥工藝，生長很慢的活性污泥將隨水流流出，曝氣池中的污泥濃度很低，達不到理想的處理效果，因此對二級生化出水一般不采用活性污泥法，而是采用對微生物具有較強固著能力的生物膜法。與普通二級生化處理中的生物膜法不同的是，對污水進行深度處理時對填料的選擇應更慎重，主要考慮的指標是填料的掛膜性能，采用普通的軟性、半軟性塑料或纖維填料時，由于其掛膜性能較差，難以達到預期的處理效果。研究表明，采用生物陶粒填料的接觸氧化工藝可以取得很好的處理效果，對于煉油污水，出水的COD可穩(wěn)定在40mg/L以下。遼寧盤錦瀝青股份有限公司采用生物陶粒接觸氧化處理生產(chǎn)污水并將處理后污水回用作循環(huán)系統(tǒng)補水已經(jīng)成功的運行了近2年，效果良好。因此采用生物陶粒為載體的生物膜法是深度去除COD的成功工藝。

　　應說明的是，生化方法所能夠去除的主要是二級出水中可以生化降解的有機物，對于生化難降解的有機物是不起作用的。

　　活性炭吸附工藝

　　活性炭吸附法是技術上可靠，經(jīng)濟上可行的物化處理方法，其原理是利用活性炭巨大的表面積吸附水中的有機物，在國外已經(jīng)有多年的生產(chǎn)應用實踐，一般對活性污泥法二級出水先進行混凝沉淀和過濾，然后進行活性炭吸附，炭塔的出水的COD可達到10mg/L左右，吸附的COD同活性炭的重量比可以達到0.3～0.8，運行效果都比較理想，因此采用活性炭處理污水廠二級出水從技術看是成熟、可靠的。

　　但是，活性炭吸附處理二級出水也存在一些障礙，其主要問題是活性炭的再生。在運行過程中，活性炭的吸附容量會逐漸飽和，必須進行再生或更換。再生方法通常為熱再生法，需要經(jīng)過干化、有機物熱解、活化三個過程，其中活化溫度達到820℃以上，設備較為復雜，對于活性炭用量不大的系統(tǒng)，設置活性炭再生設備在經(jīng)濟上是不合算的，在這種情況下，將飽和的活性炭運回活性碳廠再生更經(jīng)濟，國內(nèi)一些活性炭生產(chǎn)廠已經(jīng)開展了此項業(yè)務。

　　臭氧氧化+生化處理工藝

　　對于可生化性很差的污水，單獨采用生化處理方法達不到高的COD處理效果，因此出現(xiàn)了化學氧化+生化處理工藝，其中的氧化劑主要采用臭氧，由于臭氧是一種很強的氧化劑，它可以將很多復雜的有機物氧化為簡單的有機物，使不可生物降解的成分轉(zhuǎn)化為可生物降解的成分，在這個過程中，臭氧被分解為氧，沒有其它有害物質(zhì)的產(chǎn)生。對于后續(xù)的生化處理單元，一些研究人員提出了生物活性炭工藝，一方面活性炭作為微生物載體用來生長生物膜，另一方面活性炭用來吸附難降解的有機物質(zhì)，進一步降低污水中的COD。應用表明，該工藝對于污水中有機物的深度去除是有效果的，但也存在一定的問題，一是活性炭仍然需要再生，如果不進行再生，飽和后的活性炭只能起普通生物載體的作用；如果進行再生，則前一階段培養(yǎng)起來的生物膜將被破壞掉。第二個問題是經(jīng)過沉淀、過濾處理的二級出水中仍然有30～40mg/L的COD，投加臭氧的濃度相應增大，運行成本增加。第三，國內(nèi)目前還不能生產(chǎn)大容量的臭氧發(fā)生器，基建投資大，運行管理復雜。

　　如果將這種工藝用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補充水處理，則未必能達到理想的運行效果。首先，當有機物種類不同時，微生物的生長狀態(tài)會有很大的差異，如果有機物成分中可以生化降解的比例高，微生物的基質(zhì)濃度相應的高，微生物繁殖快，并最終導致微生物粘垢的大量產(chǎn)生。相反，如果有機物成分中可生化降解的比例小，則可以作為微生物基質(zhì)的數(shù)量少，穩(wěn)定條件下微生物生長數(shù)量少。因此在補充水的COD組成中，對微生物繁殖起決定作用的是可生化降解的成分。經(jīng)過充分的生化處理后，水中所含的絕大部分可生化降解的有機物已經(jīng)被去除，在這種條件下，即使COD濃度較高，采取適當?shù)拇胧┖罂梢员苊鈱⑵渥鳛檠h(huán)系統(tǒng)的補充水而產(chǎn)生微生物大量繁殖的問題。第二，投加臭氧后，難降解或不可生化降解的有機物得到一定程度的分解，轉(zhuǎn)化為可生物降解的有機物，使得污水的可生化性提高。如果不進行進一步的生化處理，必將在循環(huán)冷卻系統(tǒng)中引起微生物的大量繁殖，因此將投加臭氧作為后置的去除COD措施是不合理的。即使再經(jīng)過生化處理，這部分可生化降解的有機物可以得到大部分去除，出水中的COD也相應的降低，但臭氧處理后的生化裝置出水的BOD則不一定降低，根據(jù)前面的分析，將其作為循環(huán)系統(tǒng)補充水補到循環(huán)冷卻系統(tǒng)后，微生物的繁殖程度不一定降低。第三，采用臭氧處理的基建成本和運行費用都很高，理論上去除1mg/L的COD需要3mg/L的臭氧，而根據(jù)相關試驗，氧化1mg/L氨氮17～20mg/L臭氧，考慮到將有機物部分氧化時投加的臭氧數(shù)量可以減少，但要達到理想的效果臭氧投加濃度應遠遠高于微污染給水處理，基建投資和運行費用都將很高。

　　綜合對比，采用生化處理進一步降解污水中的COD是最經(jīng)濟的處理工藝，其缺點是處理后出水的COD濃度難于達到很低的水平，當要求的COD值很低時，仍需要采取其它措施；活性炭吸附工藝是一項技術可靠、經(jīng)濟上可行的方法，出水的COD可達到10mg/L左右的水平，缺點是需要定期再生，如附近有活性炭生產(chǎn)廠提供換炭業(yè)務時，活性炭吸附工藝是一種較理想的污水深度處理方法；對于臭氧預處理+生化處理方法，雖然能夠使出水COD達到較低的水平，但作為循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水不一定能夠減少粘垢的產(chǎn)生量，同時采用臭氧處理還會大大增加基建投資和運行費用，運轉(zhuǎn)管理也將復雜化，因此在實際工程中應慎重考慮。