摘要:隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅速發(fā)展和城市人口的大量集中,城市用水量和廢水大量增加,使得許多城市水源水量日益不足、水質日趨惡化,水的問題成為缺水國家和地區(qū)發(fā)展的主要問題。如何在滿足規(guī)定的各種技術條件下,優(yōu)化污水處理并合理利用新工藝解決污水處理問題,是一個重要課題。
關鍵詞:污水;現(xiàn)狀;處理工藝
一、引言
我國的污水治理工作是從工業(yè)廢水治理開始的,近30年來,我們建造和運行了成千上萬座工業(yè)廢水處理站,這些技術和經驗在今后大規(guī)模的城市污水處理工程中是可以借鑒的。國家已把城市給排水列為基本建設領域重點支持的產業(yè),污水的資源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率,又有效地保護了水環(huán)境,有利于實現(xiàn)城市水系統(tǒng)的健康、良性循環(huán),從長遠來看,這將是有效地解決我國水資源短缺和水環(huán)境惡化問題的優(yōu)化途徑。
二、市政污水處理的現(xiàn)狀分析
城市污水主要來自于家庭、機關、商業(yè)、城市公用設施等排放的生活污水和適量的工業(yè)生產廢水,廢水水量大且存在明顯的晝夜周期性和季節(jié)周期性變化。污水中的主要污染物有動植物油、懸浮物、碳水化合物、蛋白質、表面活性劑、氮和磷的化合物、微生物等,這些有機污染物一般都比較容易生物降解,可生化性BOD/COD值達到0..5~0.6,且含有氮磷等營養(yǎng)物質,為生物提供了良好的生長環(huán)境。
長期以來,城市生活污水的二級生物處理多采用活性污泥法,它是當前世界各國應用最廣的一種二級生物處理流程,具有處理能力高,出水水質好等優(yōu)點。但卻普遍存在著基建費、運行費高,能耗大,管理較復雜,易出現(xiàn)污泥膨脹、污泥上浮等問題,且不能去除氮、磷等無機營養(yǎng)物質。
由于污水處理是一項側重于環(huán)境效益和社會效益的工程,因此在建設和實際運行過程中常受到資金的限制,使得治理技術與資金問題成為我國水污染治理的“瓶頸”。目前在城市生活污水處理研究和應用領域,普遍存在的問題有:(1)采用傳統(tǒng)的活性污泥法,往往基建費、運行費高,能耗大,管理較復雜,易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象;工藝設備不能滿足高效低耗的要求。(2)隨著污水排放標準的不斷嚴格,對污水中氮、磷等營養(yǎng)物質的排放要求較高,傳統(tǒng)的具有脫氮除磷功能的污水處理工藝多以活性污泥法為主,往往需要將多個厭氧和好氧反應池串聯(lián),形成多級反應池,通過增加內循環(huán)來達到脫氮除磷的目的,這勢必要增加基建投資的費用及能耗,并且使運行管理較為復雜。(3)目前城市污水的處理多以集中處理為主,龐大的污水收集系統(tǒng)的投資遠遠超過污水處理廠本身的投資,因此建設大型的污水處理廠,集中處理生活污水,從污水再生回用的角度來說不一定是唯一可取的方案。
三、污水處理工藝
3.1處理程度,F(xiàn)代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。一級處理主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,生物需氧量一般可去除30%左右,達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。二級處理主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物質,去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標準。三級處理進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養(yǎng)化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂率法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲分析法等。
3.2污水處理工藝分類。污水處理方法按作用原理可分為四大類:物理法、化學法、物理化學法、生物法。市政污水應用最多的是生物法,利用微生物的代謝作用,使廢水中的有機污染物和無機微生物營養(yǎng)物轉化為穩(wěn)定、無害的物質。常見的有活性污泥法(SBR、AO、AAO、氧化溝等)和生物膜法(生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池等)。
3.3污水處理工藝流程。污水處理的整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升后,經過格柵之后進入沉砂池,以上為一級處理;而后進入生物處理設備,如曝氣池,氧化溝等,生物處理設備的出水進入二次沉淀池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理;三級處理包括生物脫氮除磷法、混凝沉淀法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法等。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備,一部分進入污泥濃縮池,之后進入污泥消化池,經過脫水和干燥設備后,污泥被最后利用。
3.4常用污水處理工藝。(1)AB法工藝。AB法工藝將曝氣池分為高低負荷兩段各有獨立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負荷A段以生物絮凝吸附為主,B段與常規(guī)活性污泥法相似,負荷較低,泥齡較長。AB法A段效率很高,去除BOD達50%以上,并有較強有很好的適應性,節(jié)能效益也較好。AB法的主要缺點是污泥產量大,特別是A段的污泥有機物含量高,后續(xù)處理難度大。同時由于A段吸附了較大部分的有機物,有可能造成B段碳源不足,硝化不充分。一般而言,AB法工藝對濃度高的污水處理效果較好,且要求有后續(xù)污泥消化處理設施。
(2)氧化溝工藝。氧化溝是一種改良的活性污泥法,曝氣池成封閉的溝渠形,其流態(tài)是一種首尾相接的循環(huán)流,延時曝氣使得污水和污泥同時得到凈化。氧化溝處理設施簡單,沒有初沉池和污泥消化池,具有脫氮功能;運行簡便且處理效果穩(wěn)定。目前氧化溝已廣泛應用于國內外城市污水及各類工業(yè)廢水的處理。傳統(tǒng)氧化溝工藝的缺點主要體現(xiàn)在池深較淺,電耗相對較高。(3)AO工藝及其AAO工藝。AO工藝,即缺氧—好氧污水處理工藝,由缺氧池和好氧池串聯(lián)而成,該工藝具有適應能力強,耐沖擊負荷,高容積負荷,不產生污泥膨脹,排泥量少,脫氮效果較好等特點,在去除有機物的同時可以取得良好的脫氮效果。AAO法又稱A2O法,厭氧-缺氧-好氧工藝,是一種常用的污水處理工藝,可用于二級污水處理或三級污水處理,以及中水回用,具有良好的脫氮除磷效果,實際運行中大多以脫氮為主除磷為輔。(4) SBR及其改進工藝。SBR工藝是序批式活性污泥法的簡稱,一般有五個步驟,分別是進水、曝氣、沉淀、排水、閑置。該工藝優(yōu)點是節(jié)省占地,減少污泥回流量,有節(jié)能效果;靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質。但是SBR技術對自控技術要求較高,另外它的脫氮除磷效果不夠穩(wěn)定,如要求脫氮除磷,需做一些改進。SBR工藝的改進工藝主要有CASS工藝、MSBR工藝、ICEAS工藝等。CASS工藝是一種循環(huán)式活性污泥法,其預反應區(qū)容積較小,相對于傳統(tǒng)SBR反應器設計更加優(yōu)化。CASS工藝處理工業(yè)廢水比例較高的城市污水有很好的效果,且同時有脫氮除磷的效果,防止污泥膨脹的性能良好。 MSBR是改良型SBR的簡稱,是一種可連續(xù)進水、高效的污水處理工藝,且簡單,容積小,單池。MSBR結合了傳統(tǒng)活性污泥法和SBR技術的優(yōu)點,采用單池多格方式,省去了多池工藝的連接復雜的問題。
污水處理是城市化發(fā)展中必須研究和處理的一個重要方向,新的處理技術的應用必將給污水處理問題帶來新的變化,將有效解決水問題,進而促進城市的快速健康發(fā)展。
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