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隨著城市化進程的推進,對城市污水處理與化驗分析質量的控制也提出了更高的要求。尤其面對工業發展過程中產生過多的污水排放量,如何充分發揮城市污水處理技術的處理效果已成為解決污染問題的重要途徑。所以本文主要對當前我國的污水處理技術應用現狀、城市污水處理的主要方式及其化學分析質量控制策略進行探析。
關鍵詞:
城市污水;處理方法;化驗分析;質量控制
近年來,城市發展建設過程中出現的水污染問題日益突出。對此在長期實踐探索中開始引用污水處理技術使水中有機污染物得以清除。然而在污水處理方法與化驗分析應用方面仍存在許多不足之處,影響其實際效果的發揮,因此對城市污水處理方法與化驗分析質量控制對策的研究具有十分重要的意義。
1污水處理技術應用現狀分析
盡管現階段污水處理技術在國內的應用已取得突破性的成就,但在實際應用過程中仍存在一定的問題。具體表現在:首先,過低的財政投入導致污水處理行業極為落后,據相關數據統計,污水處理中所投入資金不足人均GDP的0.03%。而發達國家如英國與德國,可保持平均8000人擁有一座污水處理廠,因此我國在污水處理效率方面比較低下。同時從污水處理廠自身角度出發,大多存在管理水平過于低下且完全采用人工方式進行工藝與設備相關參數的設置,未真正做到遙控監控或自動化控制。另外,污水處理的相關設備與檢測儀表方面也相對滯后,國內城市污水處理過程中引用的檢測儀表與設備種類較少且可靠性不高,單純依靠進口方式促進設備的改善與更新又會造成成本未用的增加。因此設備的落伍使城市污水處理的效果較為低下。此外,對污水處理過程中涉及的控制、優化及建模方面也缺乏相關的探究,導致工藝參數與控制參數完全依靠個人經驗進行設定。例如關于曝氣環節,仍以人孔控制方式為主,極易出現資源大量消耗問題。由此可見,我國城市污水處理技術仍處于落后階段[1]。
2常見的城市污水處理方式分析
目前城市污水處理過程中所采用的方法主要體現在氧化法、生物膜法以及活性污泥法等方面。其中潛力較大的主要為氧化法,從反應器與氧化劑類型可將其分為催化、氧化、超臨界、光催化以及濕式等氧化法。這種方式的優勢主要為操作比較簡單,而且能夠實現良好的效果。但由于應用于污水處理中成本費用極高,所以目前應用并不廣泛。在長期實踐探索中,許多技術人員發現氧化法中的光催化設備將以自身諸多的優勢如較強的氧化能力以及對有機廢水降解的良好效果等在城市污水處理中得到廣泛應用。而另一種應用最多的污水處理方式,活性污泥法主要通過自身的曝氣設備實現污水的處理全過程,主要優勢在于出水水質好且處理效率高等方面。其在實際運行過程中的原理主要通過污泥回流使曝氣池內微生物濃度控制在一定范圍內,利用污泥排放系統將沉淀池內的微生物增殖部分排除,最后分離混合液中的活性污泥便可實現出水水質的提高。除此之外,城市污水處理過程中也引用生物膜法,其優勢主要體現在:去除污水中的有機污染物的效率較高;具備良好的抗沖擊負荷性能;管理便捷;產泥量較低。生物膜法處理城市污水的原理在于利用生物膜中的微生物進行有機污染物的轉化,實現凈化污水的目標。這種方式在配套技術完善以及新型填料開發的背景下,將在未來污水處理過程中具有較強的競爭力[2]。
3城市污水化驗分析質量控制對策分析
根據以往學者研究及實踐表明,化驗室分析質量控制具有很多如空白試驗或控制圖繪制等方式。現階段較為實用的方式主要利用環保總局所配制的環境標準水樣,其能夠充當已知物、標準物以及參照物的作用,在準確度與精密度方面具有無可比擬的優勢。應用環境標準水樣的過程通常體現在兩方面:(1)通過環境標準水樣的批內插入控制分析質量。作為工廠在重要部分,化驗室的管理水平與工作效率對項目分析結果具有很大的影響。在使環境保準水樣批內插入后,能夠保證分析報告的可靠性,發揮其在考核與評價污水處理效果中的作用,并為日后的生產活動中提供參考借鑒。(2)校準曲線的檢驗過程中應用環境標準水樣。城市污水分析過程對許多如氨氮或總氮等項目都需利用到分光光度法,而這種方式的關鍵在于校準曲線的繪制。其中的校準曲線主要用于進行待測物質量與測量儀器關系的描述,分析結構往往受校準曲線的準確性影響。因此檢驗校準曲線過程中應采用相應的方法如斜率檢驗或截距檢驗等。但檢測過程中若每次都要繪制校準曲線將影響整體分析進度,所以利用標準水樣進行測定,如分析氮成分在污水中比例情況時,以往實驗方式證明堿性過硫酸鉀在貯存時間方面僅為七天之內,而利用標準水樣對其操作發現其至少可保持一周以上。實際操作中若測定結果在允許值范圍內,則不需再次進行校準曲線的繪制,進而推出堿性過硫酸鉀能夠應用[3]。
4結語
城市污水處理方法與化驗分析質量控制的策略是保證城市污水處理技術合理用用的前提。對其分析過程中,應充分利用環境標準水樣進行污水的化驗分析與質量控制,同時應根據區域生活污水處理現狀,選擇使用氧化法、活性污泥法或生物膜法,確保其能夠實現良好的處理效果。這樣才能使城市未來發展中實現經濟效益、生態效益及社會效益的共同提高。
參考文獻
[1]沈麗麗.城市污水處理方法以及化驗分析的質量控制分析[J].黑龍江科技信息,2010,32:58.
[2]沈越天.試析處理城市污水的方法及化驗分析的質量控制措施[J].科技致富向導,2011,24:269.
關鍵字:污水處理 生物膜法 氧化法
1城市污水處理的重要性和迫切性
我國淡水資源十分短缺,人均擁有量2300m3,相當于世界人均水平的1/4,居世界110位。1997年起,全國城市污水排放量占廢水排放總量的比例接近45 %,改變了我國水污染治理工作一直以工業廢水治理為主的局面,開始加強城市污水的綜合治理工作。1999 年我國城市污水污染負荷首次超過了工業廢水污染負荷,我國水污染控制重點已經從工業點源污染為主的控制,逐步轉變為以城市污水污染為主的控制。據《2003年中國環境狀況公報》公布,2003年,全國廢水排放總量為460億噸,其中城市生活污水排放量247. 6億噸,占污水排放總量的 53. 8 %。廢水化學需氧量(COD)排放總量1333萬噸,其中生活污水COD排放821.7萬噸,占廢水COD排放總量的61. 6 % ,由此可見,目前我國的水污染形勢嚴峻,特別是城市污水的排放對地表水和地下水水質的影響顯得更加突出。據有關資料統計,全國近 80 %的生活污水未經處理,直接排入江河湖海,年排污量達400億 m3,造成全國 1/3 以上的水域受到污染。專家指出,水污染加劇了水資源的短缺,直接威脅著飲用水的安全和人民群眾的健康,影響到工農業生產和農作物安全造成的經濟損失約為GNP的1. 5 %~3 % ,水污染已成為不亞于洪災、旱災甚至更為嚴重的災害。未來城市的最大危害就是污水。造成我國水污染嚴重的主要原因之一是由于全國城市污水處理率較低,使大量的城市污水未經處理而直接外排,導致了嚴重的水污染,并加劇了水資源的短缺。加上隨著城市化和工業化進程的加快,城市污水產生量不斷增大,使得水環境污染日益嚴重。城市污水處理的嚴重滯后,已經成為影響我國區域水污染防治目標實現的一個重要因素,并且嚴重制約了城市社會經濟的可持續發展。國家專門就城市污水處理問題頒布了一系列政策及技術規定,制訂城市治污達標的“時間表”,加快建設城市污水集中處理設施刻不容緩。
2.污水處理常用方法探討
2.1活性污泥法。
長期以來,城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各國應用最廣的一種生物處理流程,具有處理能力高,出水水質好的優點。該方法主要由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系統組成。廢水和回流的活性污泥一起進入曝氣池形成混合液。曝氣池是一個生物反應器,通過曝氣設備充入空氣,空氣中的氧溶入混合液,產生好氧代謝反應,且使混合液得到足夠的攪拌而呈懸浮狀態,這樣,廢水中的有機物、氧氣同微生物能充分接觸反應。隨后混合液進入沉淀池,混合液中的懸浮固體在沉淀池中沉下來和水分離,流出沉淀池的就是凈化水。沉淀池中的污泥大部分回流,稱為回流污泥,回流污泥的目的是使曝氣池內保持一定的懸浮固體濃度,也就是保持一定的微生物濃度。曝氣池中的生化反應引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常從沉淀池中排除,以維持活性污泥系統的穩定運行,這部分污泥叫剩余污泥。活性污泥除了有氧化和分解有機物的能力外,還要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能從混合液中分離出來,得到澄清的出水。
由于污水處理是一項側重于環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”。歸納起來,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)采用傳統的活性污泥法,往往基建費、運行費高,能耗大,管理復雜,易出現污泥膨脹現象;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、磷等營養物質的排放要求較高,傳統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,形成多級反應池,通過增加內循環來達到脫氮除磷的目的,這勢必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。
因此,如何使城市污水處理工藝朝著低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及實現磷回收和處理水回用等可持續的方向發展,已成為目前水處理技術研究和應用領域共同關注的問題。這要求污水處理不應僅僅滿足單一的水質改善,同時也需要一并考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題,且所采用的技術必須以低能耗和少資源損耗為前提。
2.2生物膜法。
在污水生物處理的發展和應用中,活性污泥和生物膜法一直占據主導地位。生物膜法主要用于從廢水中去除溶解性有機污染物,主要特點是微生物附著在介質“濾料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接觸后,溶解的有機污染物被微生物吸附轉化為H2O、CO2、NH3和微生物細胞物質,污水得到凈化,所需氧化一般直接來自大氣。生物膜法處理系統適用于處理中小規模的城市廢水,采用的處理構筑物有高負荷生物濾池和生物轉盤,生物濾池在我國南方更為適用。隨著新型填料的開發和配套技術的不斷完善,與活性污泥法平行發展起來的生物膜法處理工藝在近年來得以快速發展。由于生物膜法具有處理效率高、耐沖擊負荷性能好、產泥量低、占地面積少、便于運行管理等優點,在處理中極具競爭力。
2.3氧化法。
氧化法是目前廣泛采用并極具發展潛力的城市生活污水預處理方法之一。根據氧化劑的種類及反應器的類型,氧化法可分為化學氧化法、催化氧化法、(催化)濕式氧化法,光催化氧化法、超臨界氧化法等。化學氧化法雖然操作簡單,但由于其處理效果并非十分理想,而且由于其運行成本較高,因此,在城市生活污水處理應用中使用并不很多。為了達到提高處理效果,同時降低運行成本的目的,人們開發了一些其他的氧化技術。光催化氧化法設備簡單、運行條件溫和、氧化能力強、殺菌作用強、處理徹底,因此,在水的深度處理及對難生物降解的有機廢水的處理具有極好的應用前景,目前已成為國內外非常活躍的研究課題,有專家預測,氧化法將成為21世紀廢水處理中重要的方法之一。
結論:
綜上所述,城市污水處理是一個迫在眉睫的問題,目前越來越多的受到人們的關注。但目前遇到的最到的問題是技術的改良和污水處理實際落實的問題。還希望相關部門能夠將污水處理真正提上日程,投資進行新技術的研究,為人們的生活帶來更多的綠色和清新。
參考文獻:
[1]儲金宇,等·臭氧技術及應用[M].北京:化學工業出版社, 2002.
【關鍵詞】城市污水;處理方法;思考
水是人類生存必不可少的物質資源,同時也是可再生資源的一種,我國的水資源缺乏情況十分嚴重,人均水資源占有量不足世界平均水平的四分之一,但是近幾年以來,由于工業化進程和經濟發展的需要,我國的各項工業和農業用水量逐步增加,大量污水隨之排放,由于缺乏合理的污水處理措施,使得污染水源的情況得不到緩解,用供水量又急劇匱乏,因此嚴重地影響了我國國民經濟發展。
1.我國城市污水處理的現狀
我國的工業化進程逐步推進,城市化水平也在穩步提高,但是也這幾方面相比,我國對于城市基礎設施建設的建設和發展的投入卻明顯不足,這就造成了基礎設施不能滿足城市發展的需要的情況,特別是城市污水處理的基礎設施近幾年才發展,僅有的少數污水處理設施經常超負荷運行,因此絕大多數的城市污水處理能力遠遠不能滿足無水凈化和處理的需求。與日本和歐美許多發達國家相比,我國在污水處理方面起步時間過于晚,因處理污水的能力和水平都是比較落后的。從上世紀末,我國城市污水的污染負荷就已經超過了工業污水的污染負荷,城市污水由于處理并不到位,再排進江河湖泊時依舊造成很大的污染。城市水污染處理之后已經嚴重影響的社會發展。
2.城市污水處理的主要問題
2.1污水處理廠缺乏建設和運行資金
污水處理設施是城市建設重要的基礎設施之一,它對于防治城市水污染,改善城市水源環境有重要的影響,同時也為城市居民生活和城市各項工業發展提供可用于循環利用的清潔水源。如果想將我國城市中的各種污水盡快的處理完處理好,以滿足人民生活和工業發展的需要,最快的辦法就是的大量投入資金用于城市污水處理基礎設施得建設。然而短期內投入大量的資金迅速建成許多污水處理廠是不可能實現的,就算可迅速建成數以千計的污水處理廠,那每日運行所需大量的費用也是難以想象的。據粗略的統計,如果短期內將我國污水情全部依靠污水處理廠解決,需要投入大約250億元人民幣,此外后續運行費用需要2000億元人民幣,這樣的投資量是巨大的,也算是不可能的。
2.2已存在的污水處理廠沒有經濟效益
污水處理設施屬于城市建設最基礎的設施,運行起來常常沒有經濟效益。主要體現在(1)由于污水處理的成本不統一,在各地都存在較大的差異(2)城市污水處理的收費普遍比較低,甚至低于處理一次污水本身所需的費用,例如,處理一噸城市污水所需費用大約0.7元左右,而一次收費大多不超過0.4元。這樣長期的虧損運營,使得許多污水處理廠漸漸倒閉。(3)由于沒有足夠的資金保障污水處理廠正常運營,所以只好靠當地政府進行能性資金補貼,這樣長期進行,污水處理廠就成為地區政府經濟發展嚴重的包袱[1]。(4)沒有明確誰排污誰投入的原則,使得污水處理沒有明確的經濟保障,加上資金渠道和管理混亂,使得污水處理的各項基礎設施運行起來很困難。許多經濟欠發達的地區,地方政府不愿意在這方面做出無謂的投入。
2.3城市污水處理方法存在問題
目前城市污水處理方法主要有活性污泥法、生物膜法和氧化法,這三種方法雖然都有其優點,但也都存在各自的不足之處。(1)活性污泥法,長期以來我國城市處理污水的辦法主要是運用活性污泥法,它主要過程首先是將廢水和回流的活性污泥一起通過曝氣池,形成混合液,通過曝氣池通入空氣,使空氣中的氧溶入混合液,進行氧化代謝反應,使混合液充分攪拌形成懸浮狀態。其次使水中的污染物充分氧化混合后,將其通入沉淀池,沉淀池凈化出污染物,并釋放出凈化水,再將凈化水通過生化反應的作用得出可以直接使用的水。這種方法往往基建費運行費較高,耗能大,管理復雜,還容易出現污泥膨脹的現象,設備不能滿足高效低耗的要求.[2](2)生物膜法主要用于從廢水中去除溶解性有機污染物,主要是微生物附著在介質“濾料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接觸后,溶解的有機污染物被微生物吸附轉化為H2O、CO2、NH3和微生物細胞物質,污水得到凈化,所需氧化一般直接來自大氣。生物膜法采用的處理構筑物有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化設備和生物流化床等。隨著新型填料的開發和配套技術的不斷完善,與活性污泥法平行發展起來的生物膜法處理工藝在近年來得以快速發展。由于生物膜法具有處理效率低、耐沖擊負荷性較差、產泥量高、占地面積非常大,因此也非常不便于使用。(3)氧化法是目前廣泛采用并極具發展潛力的城市生活污水處理方法之一。根據氧化劑的種類及反應器的類型,氧化法可分為化學氧化法、催化氧化法、(催化)濕式氧化法,光催化氧化法、超臨界氧化法等。化學氧化法雖然操作簡單,但由于其處理效果并非十分理想,而且由于其運行成本較高,在城市生活污水處理應用中使用并不很多。
3.城市污水處理方法發展趨勢
3.1新的污泥處理技術的發展
我國新發展的污泥處理技術是硝化法。這種方法主要運用污泥硝化的技術,通過硝化池,采用延遲呼氣低負荷氧化溝的方式進行污泥處理和處置,使得污泥產量大幅提高,污水處理也可以從高負荷逐步向低負荷轉變這樣可以逐步提高污水處理效率。這項新技術的投入可以避免大量建設低效率的污水處理廠而投入大量的資金。目前,我國在這方面的建設和發展仍處于起步階段,投入量也相對較低,但這方面有著廣闊的前景,規模還會逐步擴大。
3.2新型反應器的開發和利用
用新型反應器,例如生物膜反應器,是提高反應設備效率的一條重要途徑,提高反應設備效率的投入相對于多建一座污水處理廠的投入小得多,多污水處理的能力與效率卻是相同甚至更高的。不同的反映其體現在生物生長特性,反應器的反應形式 傳至條件,固液分離等多方面的不同。目前研究的趨勢是結合不同反應器各自的優點,進行綜合研究開發出新型的反應設備。
3.3一系列新技術的應用
一系列新技術的應用是提高污水處理效率的最根本措施,其中有SBR技術,MSBR法和CASCASS(Cyclic activated sludge system)法。(1)SBR技術,是間歇性活性污泥法的簡稱,它是一項既古老又年輕的污水處理技術。世界上第一個間歇式運轉的工藝是英國工程師S.T.Wardle發現,19世紀在英國的斯坦佛市污水處理得到實際應用,后來由于該工藝運行方式操作煩瑣,空氣擴散裝置容易堵塞以及認識方面的問題,沒有得到推廣。近年來,由于電子工業發展,污水處理廠的整個系統做到了自控運行,為活性污泥法的間歇式運行在技術上創造了條件。美國、德國、日本、澳大利亞和加拿大等工業發達國家的污水處理領域得到廣泛應用。(2)MSBR法。MSBR污泥法技術具有出水水質穩定的優點,是20世紀80年展起來的處理工藝,在北美、南美和韓國均有應用,它是目前被認為是最新、集約化程度最高的污水處理工藝。從系統的可靠性、土建工程量、總裝機容量、節能、降低運行成本和節約用地等多方面來看,均具有明顯優勢[3]。(3)加拿大的 CASCASS(Cyclic activated sludge system)也是改良式序列間歇反應器,它是近年來國際公認的生活污水和工業廢水的先進處理工藝。其主要原理是把序批式活性污泥法SBR的反應池沿長度方向分為2個部分,前部為生物選擇區也稱為預反應區,后部為主反應區,在主反應區的后部安裝了可升降的撇水裝置,曝氣、沉淀等在同一池子周期循環運行,省去了常規活性污泥法的二沉池和污泥回流系統。它是一種廢水處理新工藝,尤其適合含較多(下轉第84頁)(上接第53頁)工業廢水的城市污水及要求除磷脫氮的處理。
4.結語
城市污水處理是一個迫在眉睫的問題,它逐漸受到越來越多的人的關注,目前我國城市污水處理的最大問題是新技術的應用和污水處理基礎設施的落實,相信隨著新技術的逐步應用和發展,我國的城市污水問題會得到有效解決。
【參考文獻】
關鍵詞:城市污水 處理工藝 調試
Abstract: urban environmental construction, sewage sludge disposal, seriously affecting the construction of environmental protection, ecological and social processes. Treatment of urban sewage sludge has become an urgent need to address the problem. This combined with many years of practical experience and analyses on municipal wastewater treatment and debugging.
Key words: urban sewage treatment process debugging
[中圖分類號] T K7[文獻標識碼]B [文章編號]
由于污水處理是一項側重于環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,普遍采用傳統的活性污泥法,往往基建費、運行費高,能耗大,管理復雜,易出現污泥膨脹現象;設備不能滿足高效低耗的要求。近年來為了加快我國可持續發展戰略目標的實施、促進我國水資源優化、保護環境,我國很多城市已經開始了對城市內污水流向的治理,減少污水在城市內流向對淺層地下水的污染。同時大力應用新的廢水處理技術,加快污水處理建設,為我國可持續發展路線的實施打下堅實的基礎。
一、城市污水處理現狀
目前我國城市污水處理的面臨著重要的考驗,現有污水處理系統已經不能滿足日益增加的城市污水量。而工業廢水、日常生活排放污水在城市內部的流向對流經城市的河流以及淺層地下水也都有著不同程度的污染。這也使得我國多數城市水源受到污染,加大了城市生活用水處理的費用,加劇了我國城市廢水污染程度。
1.污水處理設備落后
我國的污水處理廠絕大部分是一、二級污水處理。污水設備存在著效率低、能耗高、維修率高、自動化程度低等缺點。據清華大學紫光顧問公司調查,目前我國現存污水處理的設別運行狀況是1/3 運行正常、1/3 不正常、113 處于停止狀態。這使污水處理廠的運轉率只能達到50%。另外,我國污水處理技術雖然在吸收消化國外技術的同時也發展了自己的技術,但這些技術在不同程度上存在著基建造價和運行成本較高、處理效率有待提高等問題。這嚴重影響我國污水處理的水平。
3.污水處理廠建設和運行資金短缺
根據統計資料表明,我國2000 年需增加1518 萬噸的日處理能力,約需投資304 億元。到2010 年還要增加6722 萬噸的日處理能力,約需資金1344 億元。短時間內要籌集這么多資金,資金不足也就十分突出了。由于污水處理廠建設和運行資金短缺,致使一大批規劃中的污水處理廠遲遲不能上馬,預期的環境目標無法實現。
二、城市污水處理技術
隨著城市經濟的發展和污水凈化率的提高,城市污水處理工藝朝著低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及實現磷回收和處理水回用等可持續的方向發展,已成為目前水處理技術研究和應用領域共同關注的問題。這要求污水處理不應僅僅滿足單一的水質改善,同時也需要一并考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題,且所采用的技術必須以低能耗和少資源損耗為前提。
1.生物膜法
在污水生物處理的發展和應用中,活性污泥和生物膜法一直占據主導地位。生物膜法主要用于從廢水中去除溶解性有機污染物,主要特點是微生物附著在介質“濾料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接觸后,溶解的有機污染物被微生物吸附轉化為H2O、CO2、NH3和微生物細胞物質,污水得到凈化,所需氧化一般直接來自大氣。生物膜法處理系統適用于處理中小規模的城市廢水,采用的處理構筑物有高負荷生物濾池和生物轉盤,生物濾池在我國南方更為適用。隨著新型填料的開發和配套技術的不斷完善,與活性污泥法平行發展起來的生物膜法處理工藝在近年來得以快速發展。由于生物膜法具有處理效率高、耐沖擊負荷性能好、產泥量低、占地面積少、便于運行管理等優點,在處理中極具競爭力。
2.氧化法
氧化法是目前廣泛采用并極具發展潛力的城市生活污水預處方法之一。根據氧化劑的種類及反應器的類型,氧化法可分為化學氧化法、催化氧化法、(催化)濕式氧化法,光催化氧化法、超臨界氧化法等。化學氧化法雖然操作簡單,但由于其處理效果并非十分理想,而且由于其運行成本較高,因此,在城市生活污水處理應用中使用并不很多。為了達到提高處理效果,同時降低運行成本的目的,人們開發了一些其他的氧化技術。光催化氧化法設備簡單、運行條件溫和、氧化能力強、殺菌作用強、處理徹底,因此,在水的深度處理及對難生物降解的有機廢水的處理具有極好的應用前景,目前已成為國內外非常活躍的研究課題,有專家預測,氧化法將成為21 世紀廢水處理中重要的方法之一。
3.粉末活性炭吸附技術
粉末活性炭在污水處理中的使用已有70 年左右的歷史。自從美國首次使用粉末活性炭去除氯酚產生的嗅味以后,活性炭成為給水處理中去除色、嗅、味和有機物的有效方法之一。國外對粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明:粉末活性炭對三氯苯酚、二氯苯酚、農藥中所含有機物,三鹵甲烷及前體物以及消毒副產物三氯醋酸、二氯醋酸和二鹵乙腈等等均有很好的吸附效果,對色、嗅、味的去除效果已得到公認。可用于提高污水處理廠出水水質。
4.曝氣生物濾池法
該工藝是一種淹沒式上向流生物濾池,其濾料為比重小于1 的球形顆粒并漂浮在水中。通過硝化和反硝化作用凈化水質,其處理能力大大高于活性污泥法,并能達到很高的排放水質標準。
三、城市污水調試
1.污水目的及內容
工藝調試是污水廠投產前的一項重要工作,不少污水廠建成后沒有進行工藝調試,這就產生了要么運行不起來,要么運行起來水質達不到設計要求,運行成本偏高等現象。所以污水處理廠調試有著重要的作用,其目的是選擇適應實際水質情況的微生物,淘汰無用的微生物;確定符合實際進水水質水量的工藝控制參數,在確保出水水質達標的前提下,盡可能降低能耗。調試的主要內容是帶負荷試車,解決影響連續運行的各種問題,為下一步工作打好基礎;其次活性污泥培養,主要是積累處理所需微生物的量。
2.調試方法
2.1.帶負荷試車
開啟水處理設施、管道中所有閥門和閘閥,啟動進水泵送水,根據各構筑物進水情況,沿工藝流程適時啟動其他設備。在此過程中應做好以下幾方面工作:
2.1.1.檢查進線總電流是否符合要求,變配電設備工作是否正常,各種設備工作情況是否正常以及能否滿足設計要求,儀器儀表工作是否正常,自控系統能否滿足設計要求。
2.1.2.用容積法校核進出水、回流以及剩余污泥流量計計量是否準確,校核各種儀表,檢測進水水質,測量流速,測量并記錄設備的電壓、電流、功率和轉速。
2.1.3.及時解決試車過程中發現的問題。
2.1.4.編制設備操作規程。
2.2.活性污泥培養
活性污泥培養的實質就是在一段時間內,通過一定的手段,使處理系統中產生并積累一定量的微生物,其培養方式主要有連續式和間歇式。
2.2.1.連續式培養:連續式培養是指在連續進水、連續出水的情況下進行的活性污泥培養方式。選擇該種培養方式的條件是要有足夠的進水,即日進水量至少可以滿足一臺進水泵24 小時的水量,連續式培養的優點是培養時間短,微生物所需馴化時間短。其具體操作方法是根據來水量的大小確定進水泵開機臺數和生物池開啟組數,格柵機、沉砂池、二沉池全開,開啟外回流泵( 若有內回流泵,選擇不開),回流量控制在大于100%,曝氣區溶解氧大于2mg/L,生物池流速平均不小于0.3m/s,絕對流速不小于O.2m/s,連續運行。在此過程中,每天做好各項水質指標和控制參數的測定。當sv%達到10%以上時,活性污泥培養即告成功,此時的出水BOD5、SS、COD 等指標一般可達到設計要求。
2.2.2.間歇式培養:間歇式培養是按進水、曝氣、沉淀、撇除上清液等四個階段往復循環的培養方式,是在進水量小不能滿足連續運行的一種培養方式。其特點是微生物積累周期長,馴化時間長,操作工作量大。其具體操作方法是同時開啟進水泵、格柵機、沉砂池,待生物池充滿水后開始曝氣,同時停止進水,定時測量生物池,當COD、SS 明顯小于進水時停止曝氣,沉淀2小時后再進水,同時撇除上清液。在此過程中的水質指標和控制參數的測定及完成的標志同連續式培養。
2.3.活性污泥馴化
馴化的目的是選擇適應實際水質情況的微生物,淘汰無用的微生物,對于有脫氮除磷功能的處理工藝,通過馴化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成為優勢菌群。具體做法是首先保持工藝的正常運轉,然后,嚴格控制工藝控制參數,DO 在厭氧池控制在0.1mg/L 以下,在缺氧池控制在0.5mg/L 以下,在好氧池控制在2—3mg/L,好氧池曝氣時間不小于5 小時,外回流比50%~100%,內回流比200%一300%,并且,每天排除日產泥量30%一50%的剩余污泥。在此過程中,每天測試進出水水質指標,直到出水各指標達到設計要求。
2.4.工藝控制參數的確定
設計中的工藝控制參數是在預測的水量、水質條件下確定的,而實際投入運行時的污水廠其水量水質往往與設計有較大的差異,因此,必須根據實際水量水質情況來來確定合適的工藝控制參數,以保證運行的正常進行和使出水水質達標的的同時盡可能降低能耗。
2.4.1.工藝參數內容:
需確定的重要工藝參數有進水泵房的控制水位、沉砂池排砂周期、生物池溶解氧DO 及氧化還原電位ORP、污泥回流比R、污泥濃度MLVSS,污泥沉降比SV%、污泥指數SVI、污泥齡SRT、剩余污泥排放周期及日排放量、二沉池泥面高度等,其中影響能耗大小的主要因素是進水水位的高低和污泥濃度MLVSS 的大小,影響脫氮除磷效果的主要因素是溶解氧DO 和污泥齡SRT。
2.4.2.確定方法:
進水泵房水位在保證進水系統不溢流的前提下盡可能控制在高水位運行。用每天排除大海量的體積與集砂容積對比來確定排砂周期,排砂量體積小于集砂容積。生物池DO 及ORP 根據厭氧池放磷情況、缺氧池反硝化情況、好氧池吸磷和硝化情況來確定,一般情況下厭氧池的DO 小于0.1mg/L,缺氧池的DO 小于0.5mg/L,好氧池的DO 控制在2—3m 之間,厭氧池ORP 小于一250mv,缺氧池ORP 在一10Omv左右,好氧池ORP大于40mv。回流比R 的大小應根據污泥在二沉池的停留時間和磷的釋放來確定,一般情況下80%左右較合適。污泥濃度MLVSS通過污泥負荷來確定,脫氮除磷工藝的污泥負荷一般在0.12kgBOD5/(kgMLVSS*d)左右較合適。污泥齡SRT 要考慮設計水質的要求,對脫氮除磷工藝而言,其一般控制在8~15 天左右。
四、結束語
總之,城市污水處理工藝選擇的水質因素進水水質水量特性和出水水質標準的確定是城市污水處理工藝選擇的關鍵環節,也是我國當前城市污水處理工程設計中存在的薄弱環節。工藝調試是關系到污水處理廠能否正常運行及效益能否充分發揮的重要工作,它有技術性強、難度高等特點,需要具備污水處理知識和長期運行經驗的專業人員或專業機構來實施,保證調試工作的有效開展。
參考文獻:
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[2]佘丹,城市污水處理廠工藝調試方法初探[J]科技與生活,2010,7
作者簡介:
關鍵詞:污泥產生 處置現狀 處理方法
1、污泥的產生
隨著我國社會經濟和城市化的發展,城市污水的產生及其數量在不斷增長。截至2010年9月底,全國建成2630座城鎮污水處理廠,日污水處理能力達到1.22億立方米。污泥是污水處理后的附屬品、是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體。污泥量通常占污水量的0.3%~0.5%(體積)或者約為污水處理量的1%~2%(質量),如果屬于深度處理,污泥量會增加0.5~1倍。污水處理效率的提高,必然導致污泥數量的增加。
2、污泥的影響
2.1 污泥的資源性
污泥中含有大量的N、P、K、Ca及有機質,而且N、P以有機態為主,同時污泥中還有許多植物所必須的微量元素,可以緩慢釋放,具有長效性。因此,污泥是有用的生物資源,是很好的土壤改良劑和肥料。不同地區污水處理廠污泥的養分含量相差很大,各地城市污泥氮含量沒有明顯的規律性。由于受到來源和生產日期影響,污泥成分差異較大,這與我國不同地區生活水平和生活習慣有關。從長遠來看,我國污水廠污泥中氮、磷的含量將隨著脫氮脫磷等二級污水處理工藝的增加而增加,這將有利于污泥土地利用和堆肥處理。
我國城市污泥中有機物含量約為55%~60%,一般來說,新鮮污泥中有機物含量越高,消化分解的程度越高。污泥中有機養分和微量元素可以明顯改變土壤理化性質、增加氮、磷、鉀含量,改善土壤結構,促進團粒結構的形成,調節土壤pH和陽離子交換量,降低土壤容重,增加土壤孔隙和透氣性以及田間持水量和保肥能力等,城市污泥還可以增加土壤根際微生物群落生物量和代謝強度、抑制腐爛和病原菌。污泥用作肥料,可以減少化肥施用量,從而減少農業成本和化肥對環境的污染。
2.2 污泥的環境污染性
盡管污泥含有豐富的養分,但是也含有大量病原菌、寄生蟲(卵),銅、鋅、鉻、汞等重金屬、鹽類以及多氯聯苯、二噁英、放射性核素等難降解的有毒有害物。這些物質對環境和人類以及動物健康有可能造成較大的危害。
2.2.1 污泥鹽分污染
污泥含鹽量較高,會明顯提高土壤電導率,破壞植物養分平衡、抑制植物對養分的吸收,甚至對植物根系造成直接的傷害,而且離子間的拮抗作用會加速有效養分的淋失。
2.2.2 病原微生物
污水中的病原體(病原微生物和寄生蟲)經過處理還會進入污泥。新鮮污泥中檢測得到的病原體多達千種,其中危害較大的是寄生蟲。
2.2.3 氮磷等養分的污染
在降雨量較大地區的土質疏松土地上大量施用富含N、P等的污泥之后,當有機物分解速度大于植物對N、P的吸收速度時,N、P等養分就有可能隨水流失而進入地表水體造成水體的富營養化,進入地下引起地下水的污染。
2.2.4 有機物高聚物污染
城市污泥中主要的有苯、氯酚等。盡管目前國內外對城市污泥中有機污染物的研究并不多,但是一些國家對農用城市污泥中有機污染物的特征及其在農業環境中的行為、生態效應和調控措施等方面進行了一定的研究。西方發達國家對污泥中有機污染物的濃度進行了一定的限制,但是我國除苯并(a)芘制定了控制標準外,還未能制訂出較完善的城市污泥有機污染物限制標準。
2.2.5 重金屬污染
在污水處理過程中,70%~90%的重金屬元素通過吸附或沉淀而轉移到污泥中。一些重金屬元素主要來源于工業排放的廢水如鎘、鉻;一些重金屬來源于家庭生活的管道系統如銅、鋅等重金屬。重金屬是限制污泥大規模土地利用的重要因素,因為污泥施用于土壤后,重金屬將積累于地表層。另外重金屬一般溶解度很小,性質較穩定、難去除,所以其潛在毒性易于在作物和動物以及人類中積累。
3、污泥處理現狀
在我國,一些中小城市污水處理設施才剛剛起步,有的甚至沒有建造污水處理設施,即使有污水處理廠的城市,其污泥處理設施90%以上不配套。已經建成的污水處理廠中,污泥未經任何處理就直接農用的占70%以上。即使在設有消化池的污水處理廠,消化后的污泥也只是稍加脫水后就直接農用,很難符合污泥農用衛生標準。污泥處置技術比發達國家較落后,大多未經預處理或僅經簡單處理后,就直接農用、填埋或送垃圾場處理,甚至有的隨意堆放。
3.1 目前主要的污泥處理工藝
從國內已運行的城市污水處理廠來看,污泥處理工藝包括污泥濃縮、穩定、脫水、最終處置四個主要過程。污泥濃縮主要包括重力濃縮法、氣浮濃縮法、離心濃縮法等。污泥穩定,國內目前常用的污泥穩定方法是厭氧消化,好氧消化和污泥堆肥,并且污泥堆肥正處于不斷研究階段,而熱解和化學穩定方法或者是由于技術的原因或者是由于經濟、能耗的原因而很少被采用。污泥脫水,國內現有的污泥脫水措施主要是機械脫水,而干化場由于受到地區、氣候條件的限制很少被采用。
3.2 污泥處理工程中存在的問題
3.2.1 污泥處理率低,工藝不完善
我國城市污水污泥處理率低,污泥處理工藝不完善。污泥經過濃縮、消化穩定和干化脫水處理的污水處理廠僅占25.68%,這說明我國70%以上的污水處理廠不具備有完整的污泥處理工藝。不具有污泥穩定處理的污水處理廠占55.70%,不具有污泥干化脫水處理的污水處理廠約占48.65%。
3.2.2 污泥處理技術設備落后
當前我國有些正在使用污泥處理技術已是發達國家所擯棄的技術,而且有些污泥處理技術根本不合乎國內的污泥特性,對所采用的技術缺乏必要的調查研究。污泥處理設備也比較落后,性能差、效率低、能耗高、專用設備少,未能形成標準化和系列化,限制了我國污泥處理技術的提高和發展。
關鍵詞 污水處理;方法;發展趨勢
中圖分類號X7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)81-0032-01
0引言
近年來,水資源的污染和短缺越來越嚴重,危機到城市的生存和發展。據統計,中小城市的污水排放流量達到全國污水排放量的50%以上,在今后50年的城市發展建設中,污水排放量將會增加數倍,甚至十幾倍,嚴重加劇水環境的惡化,所以,污水治理在國民生產和生活中的地位越來越重要,對社會經濟發展起著至關重要的作用。污水處理的技術水平關系到我國生產、生活水平以及文明程度的高低,為了促進污水的資源化、水資源的優化、保護環境的生態平衡,我們應大力發展污水處理技術,完善污水處理建設,有效地解決我國水資源的短缺及水環境的惡化問題,確保我國可持續發展戰略的順利實施。
1 城市污水處理的主要方法
1.1機械處理
機械處理是較普遍采用的一級污水處理方式,通過物理方法達到固液分離的效果,從而除去粗大顆粒和懸浮物,其處理工段主要包括沉砂池、初沉池、格柵等構筑物。機械處理是污水處理工藝中的必備程序,BOD5和SS的去除率達到25%和50%。若是生物除磷脫氮型污水處理工藝時,為了避免快速降解有機物的去除,一般情況下不推薦采用曝氣沉砂池處理技術。
1.2 生化處理
污水生化處理技術是二級處理工藝,主要利用微生物的代謝作用,去除污水中不可沉的懸浮物和溶解性可生物降解的有機物,從而以實現凈化的效果。其主要原理是通過微生物作用,將污水中的有機物有效分解,轉換CO2、水或有機物固體產物等無害物質。污水生化處理方法主要分為兩大類,分別是需氧生物處理和厭氧生物處理法,主要有氧化溝法、活性污泥法、生物膜法、土地處理法、穩定塘法等,工藝構成種類繁多,其中活性污泥法在城市污水處理廠中應用較廣。
1.3 采用活性污泥處理技術
活性污泥法工藝組成由處理系統的泥齡即污泥負荷、電子受體供給方式及分布、反應池內流體組成及分布、設備及建筑物(曝氣設備)四部分組成。其中泥齡、電子受體的供給方式嚴重關系到出水水質和反應池容積及污泥產生量,在該工藝中處于核心地位。由于反應池內的流態對處理系統的運行性能有較大的影響。應該采用各種設備及構筑物來當作具體手段,更好地實現工藝思想和設定目標。不同泥齡、流態以及曝氣設備共同構成了活性污泥法工藝的多樣性。
1.4粉末活性炭吸附工藝
粉末活性炭吸附工藝用于污水處理行業已有70多年的歷史。美國是首次使用粉末活性炭技術的國家,應用于去除氯酚產生的嗅味,之后,活性炭就作為一種十分有效的方法,廣泛用于除色、嗅、味及水中的有機物。關于粉末活性炭吸附功能的大量研究,結果顯示粉末活性炭對氯苯酚、農藥中的有機物、三氯醋酸、二鹵乙腈等有顯著的吸附效果。對污水中的色、嗅、味的去除效果更是顯著,明顯地提高污水處理廠出水水質。
1.5曝氣生物濾池技術工藝
曝氣生物濾池技術是一種淹沒式的生物濾池,它的濾料為比重不僅非常小,而且能漂浮于水中。利用硝化和反硝化作用來實現對工藝工程技術的改進以達到水質的凈化。該方法與活性污泥法相比,曝氣生物濾池技術處理污水的能力更高,并且遠遠大于前者,能滿足好高的水質排放標準。
1.6氧化法
目前,城市生活污水處理較廣泛地采用氧化法,主要應用在污水預處方面,有極大地發展潛力。可以按照氧化劑和反應器的種類的不同,將氧化法可分為不同類型的氧化法,比如化學氧化法、催化氧化法和超臨界氧化法等。其中化學氧化法具有操作簡單的特點,但處理效果不是很理想,再加上其運行成本高的特性,所以該方法目前在生活污水處理中應用不是很廣泛。我們追求的是不僅提高污水處理效果,而且要降低運行成本,所以促使人們開發更完善的處理技術。
2 污水處理技術的發展趨勢
近年來我國大力發展水處理技術工藝,城市污水處理方法的新工藝、新技術和新設備等方面已經取得突破性進展。分離技術上,多采用回轉式的固液分離裝置(如回轉式機械格柵),其特點是過水流量大、效率高及水頭損失小;新型重力沉淀技術(集泥式大波板斜板沉淀池),可將沉淀效率和容積負荷提高一倍左右;高效氣浮技術(高效溶氣罐),降低溶氣壓力并減少能耗,將單位體積的污水處理量提高了8倍以上,操作控制穩定而且大大降低了投資和占地面積。
3 結論
我國城市污水處理工藝技術起步較晚,存在著不少的問題,需要我們不斷思考并改進技術。國家目前高度重視環境保護方面的工作,并采取切實有效的措施,目前我國城市污水處理技術取得顯著提高,逐步改善水環境質量,有效地促進我國經濟的持續發展。
參考文獻
[1]王廣鵬,黃修瑋.淺談城市污水處理技術及發展方向.黑龍江科技信息,2011(5).
【關鍵字】污水處理;工藝;方法;市政
中圖分類號:U664.9+2 文獻標識碼:A 文章編號:
0前言
近些年來,隨著經濟全球化以及世界和平發展主題的不斷進步,我國的經濟建設取得了突飛猛進的發展,不僅國民生產總值穩步增加,人們生活水平不斷提高,而且我國還一舉超過了日本,成為了世界第二大經濟體。雖說我國在經濟建設方面取得來了可喜的成績,但我們更應該看到其中的問題,伴隨著經濟的發展而引發的相關環境問題也值得我們注意。其中許多城市的污水排放問題,尤其顯得重要。國內很多城市的發展依靠的是當地的重工業,重工業發展的一大問題就是污水排放量的增加以及相關污染物的超標,為此應該引起我們的足夠認識。目前我國正處在經濟快速增長時期,在經濟快速增長的同時也帶來了城市環境問題的新壓力,而提高污水處理效率是解決城市環境問題的關鍵。
1市政污水處理的現狀
我國的污水大多為重工業排放的企業廢水,其中重金屬以及化學元素的嚴重超標,不僅對自然環境造成破壞,而且直接影響著人們的生活和健康水平。我們國家在污水處理方面遇到的問題大概可以分為五個方面。
1.1污水處理廠數量的不足
我國地域遼闊,大大小小河流遍布神州大地,但目前為止已建成并投入使用的卻不足二百多座,而且這些污水處理廠的分布還及其的不均勻。很多大城市已經建成污水處理系統并投入使用,但絕大多數的中小城市還都沒有自己的污水處理系統;在國家的中東部地區污水處理廠的數量還是比較客觀的,但在西北地區卻依然是比較匱乏的。而要就其主要原因那就是相關的建設經費投入不足,致使不能有足夠的資金來建設污水處理廠。
1.2污水處理技術的片面性
在建成污水處理系統之后的技術工藝選擇上,沒有充分結合當地的實際情況,而是盲目的最求工藝的先進性。在污水廠運行過程中,沒有充分考慮到到底的水質情況、處理水量大小、以及處理完的再生水用途等先關因素,導致了污水處理設備的浪費,以及不必要的相關投資和運行成本。
1.3污水處理系統的運行和維護費用不足
縱覽全國的污水處理系統,能夠真正達到滿負載運行的竟然不足一半,而其相關的維護和保養更是嚴重不足。污水處理廠不能滿負荷運行,使得污水處理工作效率低、處理量少,造成這個問題的主要原因為經費的不足。有的省市沒有專項資金來扶持污水處理工作,有的相關企業、工廠和居民沒有正常繳納污水處理的相關費用,進而影響了污水處理廠的正常運行。此外相關的維護費沒有及時到達,使得某些污水處理廠三期工程還沒有完成,一期工程的設備就已經損壞了。
1.4經污水處理后的再生水的不充分利用
據不完全統計,經過污水處理系統得到的再生水有百分之四十多不能得到充分的利用。其根本原因是沒有進行合理的分類,不能真正做到分類規劃。經過處理的再生水或是用于農業、或是用于工業生產、亦或是用于居民用水,沒有相關的制度規定是導致這種情況發生的主要原因。
1.5污水處理得到廢物的處理
很多地方的污水處理系統,在經過多項污水處理工藝后得到的可用水能夠達到國家規定的相關標準,但污水處理得到的廢物(例如污泥等)卻得不到合理的處置,給環境造成了二次污染,帶來了新的隱患。其實這些污泥是可以變廢為寶的,例如經過相關的處理這些二次廢物可以用作農作物以及綠化用地的直接肥料。所以合理的處理這些污水處理后得到的廢物還是很有必要的。
2污水處理工藝
在污水處理工程中最重要的就是工藝的選取,不僅要選擇先進效率高的工藝,更應該選擇符合我們國家實際情況的工藝。真正的做到因地制宜,以提高污水處理效率。目前我國的市政污水處理工藝主要為以下三種:unitank工藝法、AB工藝法和改進的A2/o工藝法。下面就這三種工藝法做一下相關的介紹。
2.1 unitank工藝法
以SBR為基礎進行相應改良而得到的unitank工藝法,全名為交替式活性污泥法。該工藝是由三個處理池組成,可以在相鄰的池墻上設立連接孔或池底內部設連接管道來實現連通。這三個處理池既相互獨立又相互聯系,三個處理池都有相互獨立的供氧設備,第一個和第三個處理池的作用為交替的擔任曝氣和沉淀功能,而第二個處理池只用作曝氣功能。這套工藝的突出優點為連通池結構工藝的統一性和連貫性,并且不需要再附加排污和沉淀系統,節約了建設費用。該套工藝能通過檢測池中的氧氣含量來控制供氣量,進而能充分的控制池內有機物的反應情況,以達到靈活、快速的特點。而且unitank工藝設有多個進水口,進而可以更迅速地改變污泥沉淀量。此工藝的缺點是內部布局較復雜,維修費事切費用高
2.2 AB工藝法
AB工藝法即為吸附生物降解法,因為將曝氣池分為AB兩個復核階段而命名。其中A階段為系統高負荷,階段為利用生物自身的降解作用將污水中的有機物吸附并進行合理的降解,通常采用的間接生物為生命周期短的群落細菌。B階段就是一般的污水處理階段。該工藝的突出優點在于:污水處理效率高、處理系統穩定、且能進行超負荷運行。另外從能源和效益上來說,AB工藝法不僅能產生更好的副產品且需要更少的運行費用。AB工藝法的缺點是運行在A階段時由于長期在厭氧下工作,極易產生有害氣體和大量污泥,進而導致污水處理的效率。
2.3改進的A2/o工藝法
改進的A2/o工藝法是在原來A2/o工藝上進行了改進和創新,一般的A2/o工藝分為厭氧、缺氧、好氧三個階段,改進的A2/o工重在厭氧池工作前加上了脫硝池和選擇池。其目的是為了在減少回流污泥的放磷作用的同時抑制絲狀細菌的產生。另一個改進的地方為通過控制進水比例控制厭氧池比例的同時也充分聯系好氧池,進而充分發揮硝化作用。在池與池之間進行嚴格控制,能夠比較有效的減少三池的細菌滋生與傳播。伴隨著更高效的污水處理的是,更高的投入運行費用,更復雜的內部結構和更高能耗與維護費用。
3市政污水處理的改進措施
3.1污水處理相關制度的完善
所有的政策實施,都必須有一個完善的制度做前提與保障。因此必須完善相關的污水處理制度,具體做法為:第一,要把污水處理作為一個長期堅持的政策。城市的居民需要一個更藍的天、更清的水,為此我們必須在堅持發展經濟的同時把污水處理工作一直的進行下去。第二,相關政府部門必須給予足夠的宣傳與教育,是企業、單位以及個人都認識都污水處理的必要性。第三,政府和相關企業要設定好協議,持續不斷地為污水處理工作提供資金的支持。
3.2探索更新的污水處理工藝
污水處理工藝的好壞直接關系到污水處理的業績,因此就必須要把污水處理工藝的提高擺在首位。首先要從源頭上做起,不同的污水要用不同的工藝來處理。把污水從源頭上進行分類不僅能提高污水處理效率,還能得到不同的污水處理副產品,可謂一舉兩得。其次是因地制宜,各地區的地理環境不同,各自的水質也不同,在原有工藝的基礎上根據自身的一些特點創新出新的污水處理工藝。例如在一些大城市,污水排放量較大,就適宜采用污水深度處理法,主要包括:活性炭法、膜分離法、生物脫磷法等。而在一些中小城市就應該采用性價比較高的AB工藝法、曝氣生物濾池法等。
3.3 創新污水處理的回收工藝
通過對國內一些主要大中型城市的調查,我們發現污水處理的回收率很低,但這里面卻存在著很大的經濟效益。通過改進和創新污水處理回收工藝,使更多的再生水為居民所利用。例如污水處理后產生的有機物可以通過洗滌、過濾、干燥等方法來用作肥料,相關的再生水經過消毒,過濾,檢測再作為居民使用水。總之,充分回收再生水是我們解決水資源的重要辦法。
【參考文獻】
[1] 陳桂霞,孫顯鋒.市政污水處理工藝的研究分析[J].吉林畫報·新視界,2011, (4):45-46.
關鍵詞:城市污水;處理方式;城市污水廠;工藝
中圖分類號:TS104.2文獻標識碼:A 文章編號:
引言:在天然淡水資源被充分開發、自然災害頻繁暴發的今天,缺水已經對世界各國眾多城市的經濟和生活構成了十分嚴重的威脅,缺水危機是我們面臨的現實問題,解決城市缺水問題的重要途徑應該是將城市污水變為城市供水水源。建設城市污水處理廠是水資源利用和水污染控制的必然趨勢,是可持續發展要求的必然結果。而污水處理廠工藝的選擇,直接關系到建設費用和運行費用的多少、處理效果的好壞、占地面積的大小、管理上的方便與否等關鍵問題。因此,在進行污水處理廠設計時,必須做好工藝方案的比較,以確定最佳方案。
處理廠工藝是指在達到所要求的處理程度的前提下,污水處理各單元的有機組合。確定其的主要依據是所要達到的處理程度,而處理程度主要取決于接受處理后污水的水體的自凈能力或處理后污水的出路。因此,各個地區城市的具體情況不同,需求不同,選擇的工藝也不同。每種處理工藝方法均有各自的特點及適應范圍,應根據當地的不同條件和要求選擇處理形式。
1、傳統活性污泥法
優點: ①不宜采用物理化學方法處理的廢水,BOD 去除率可達95 %以上。②建設投資額高,但處理的動力費較低。缺點:所需停留時間長,設備龐大,基建投資大,因而要加各種構筑物,使各種構筑物容積增大,從而使處理廠面積增大,增加管理人員及管理難度。發展方向: ①為了廢水體系的組分、濃度均勻化,重新估價預處理,重新研究調整槽。②探討選擇活性污泥微生物系的菌種。③活性污泥法的設備中引入儀表化和擬定管理指標。
2、兩段活性污泥法
兩段活性污泥法,簡稱AB法。該法把污水管道、污水處理廠視為一個污水處理系統。其工藝特點是:不設初淀池,A段高負荷,B段低負荷,A、B兩段污泥分別回流,充分利用污水管道中的微生物,為不同時期生長的優勢微生物種群創造良好的環境條件,讓其充分發揮作用,耐沖擊負荷能力強,處理效果穩定。其主體工藝流程為:原污水格柵頂曝氣調節池A段曝氣池A段沉淀池B段曝氣池B段沉淀池排放該類設備,采用自吸式射流曝氣機、無支架的污泥懸浮型生物填料、側向流坡形斜板沉淀池等先進技術。BOD5去除率為90%,COD去除率為80%。
3、序批式活性污泥法
序批式活性污泥法,簡稱SBR法。原則上,SBR法的主體工藝設備只有一個間隙反應器,在一個運行周期中,按運行次序,分為進水、反應、沉淀、排水和閑置五個階段。SBR法的關鍵設備潷水器的研制,已取得長足的發展。目前常用的潷水器,有虹吸式、旋轉式和套筒式三種。SBR法工藝簡單、節省費用,理想的推流過程使生化反應推力大、效率高,運行方式靈活,脫氮除磷效果好,沒有污泥膨脹,耐沖擊負荷、處理能力強。其主體工藝流程為:原污水調節池SBR反應池消毒池出水
4、AO 法及AOO 法
AO 法及AOO 法是近年來開發出的生物脫氮除磷新工藝,與傳統的化學和生物脫氮除磷相比,它還有效提高了BOD、COD、SS 的出水指標。AO 法是缺氧、好氧的簡稱,AOO 法是厭氧、缺氧和好氧的簡稱,脫氮是在缺氧段完成的,除磷則要求有厭氧段。AO 法主要是脫氮,AOO 法可以同時去除氮、磷。這兩種工藝都要求污水充分曝氣,使含氮有機物充分硝化,所以必須降低污泥負荷,延長曝氣時間和增大鼓風量。根據天津東郊污水處理廠和沈陽市北部污水處理廠的實踐,采用AO 工藝比傳統活生污泥流程的曝氣池容積、二沉池容積、回流污泥量、鼓風量和曝氣裝置數量都增大一倍左右,而且由于該工藝要求比較低的污泥負荷,否則不足以達到污泥好氧穩定,所以AO 法將帶來基建投資和電耗的大幅度增加。AOO 法在缺氧段前面還加有一個厭氧池,以達到對磷的有效去除效果,基建費用與電耗比AO 工藝更高點。
5、生物接觸氧化法。
生物接觸氧化法,其主要構筑物為生物接觸氧化池,池內充填填料。已經充氧的污水以一定的流速流經被其浸沒的填料,在填料上形成生物膜。污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的作用下,有機污染物得到去除,污水得到凈化。由于池內具備適于微生物棲息增殖的良好環境條件,因此,生物膜上生物相豐富、食物鏈長、微生物濃度高、活性強,不產生污泥膨脹,污泥生成量少,且易于沉淀。生物接觸氧化法具有多種凈化功能,除有效地去除有機物外,如運行得當,還能夠脫氧和除磷。生物接觸氧化法的關鍵部位是填料。傳統的蜂窩狀塑料管較易堵塞,現在常采用吊掛式軟性填料和懸浮或半懸浮球形填料,能有效地防止堵塞,且面積較大,處理效果好。其主體工藝流程為:原污水初沉池接觸氧化池二沉池消毒池排放
6、厭氧生物濾池。
厭氧生物濾池是一種內部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理裝置。厭氧微生物附著載體的表面生長,當污水自下而上升式通過載體所構成的固定床層時,在厭氧微生物作用下,污水中的有機物得以厭氧分解,并產生沼氣。厭氧生物濾池有多種變型,填料的發展迅速,其工藝流程為:進水沉淀池厭氧消化池厭氧生物濾池拔風管氧化溝進氣出水井排水污水經沉淀池預處理后進入厭氧消化池進行水解和酸化,可提高污水的可生化性,為后續處理創造條件。在拔風系統作用下,生物濾池處于兼氧狀態,阻止了污水中甲烷細菌的產生,使整個系統仍處于酸性階段,而氧化溝內溶解氧一般可穩定在1.5~2.8mg/L,污水在此進一步好氧處理。該工藝的實質類似于A/O法,但兼性厭氧生物濾池使厭氧段得到強化。拔風系統是處理過程的關鍵。其主要優點是不耗能、造價低、管理簡單、無噪聲、無異味、掛膜快、剩余污泥量少、出水水質好、運行效果穩定
7、SPR高濁度污水處理技術
最新發明的“SPR高濁度污水凈化系統”將污水的“一級處理”和“三級處理”程序合并設計在一個SPR污水凈化器罐體內 ,在30分鐘流程里快速完成 。
SPR污水處理系統首先采用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出,形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來;然后采用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理,在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離;清水經過罐體內自我形成的致密的懸浮泥層過濾之后,達到三級處理的水準,出水實現回用;污泥則在濃縮室內高度濃縮,定期靠壓力排出,由于污泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機械脫水裝置,經脫水之后的污泥餅亦可以用來制造人行道地磚,免除了二次污染。
8、結論
通過以上工藝的比較,可以看出,活性污泥法的處理效率還是比較高的,在活性污泥法中,SBR 法、AB 法等處理效率更高。污水的有機物濃度高時,AB 法、AO 法等工藝比較有利。當有機物濃度低時,SBR 法等延時曝氣工藝具有明顯的優勢。而傳統活性污泥法的適應范圍很廣,有機物濃度高、低都能很好適應,當其他工藝的優點不明顯時,傳統污泥法往往是最好工藝。當對出水有脫氮除磷的特殊要求時,可根據要求的不同,利用AO 法、AOO 法等法實現脫氮或除磷或同時脫氮除磷。從投資方面來看,活性污泥法比其它方法要多一些,從占地面積來講,傳統活性污泥法占地面積較大。生物接觸氧化法和厭氧生物濾池.是一種介于活性污泥法和生物膜法的污水生物處理技術,兼備兩者的優點。SPR高濁度污水處理技術只需用相當于常規的一 、二級污水處理廠的工程投資和低于常規二級處理的運行費用 ,就能夠獲得三級處理水平的效果 ,實現城市污水的再生和回用。SPR污水凈化技術以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、占地少、凈化效果好的眾多優勢將為當今世界的城市污水的再利用開創一條新路。城市污水實現再利用之后,為城市提供了第二淡水水源,為城市的可持續發展提供了必不可少的條件,其經濟效益和社會效益是不可估量的。
關鍵詞:城市污水;處理技術;調試方法中圖分類號:[R123.3] 文獻標識碼:A
一、目前我國城市污水的處理現狀
目前我國城市污水處理的面臨著重要的考驗,現有污水處理系統已經不能滿足日益增加的城市污水量。而工業廢水、日常生活排放污水在城市內部的流向對流經城市的河流以及淺層地下水也都有著不同程度的污染。這也使得我國多數城市水源受到污染,加大了城市生活用水處理的費用,加劇了我國城市廢水污染程度。
1.污水處理設備落后
我國的污水處理廠絕大部分是一、二級污水處理。污水設備存在著效率低、能耗高、維修率高、自動化程度低等缺點。據清華大學紫光顧問公司調查,目前我國現存污水處理的設別運行狀況是1/3 運行正常、1/3 不正常、113 處于停止狀態。這使污水處理廠的運轉率只能達到50%。另外,我國污水處理技術雖然在吸收消化國外技術的同時也發展了自己的技術,但這些技術在不同程度上存在著基建造價和運行成本較高、處理效率有待提高等問題。這嚴重影響我國污水處理的水平。
2.污水處理廠建設和運行資金短缺
根據統計資料表明,我國2000年需增加1518萬噸的日處理能力,約需投資304億元到 2010年還要增加6722萬噸的日處理能力,約需資金1344 億元。短時間內要籌集這么多資金,資金不足也就十分突出了。由于污水處理廠建設和運行資金短缺,致使一大批規劃中的污水處理廠遲遲不能上馬,預期的環境目標無法實現。
二、城市污水處理技術
隨著城市經濟的發展和污水凈化率的提高,城市污水處理工藝朝著低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及實現磷回收和處理水回用等可持續的方向發展,已成為目前水處理技術研究和應用領域共同關注的問題。這要求污水處理不應僅僅滿足單一的水質改善,同時也需要一并考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題,且所采用的技術必須以低能耗和少資源損耗為前提。
1.生物膜法
在污水生物處理的發展和應用中,活性污泥和生物膜法一直占據主導地位。生物膜法主要用于從廢水中去除溶解性有機污染物,主要特點是微生物附著在介質“濾料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接觸后,溶解的有機污染物被微生物吸附轉化為H2O、CO2、NH3和微生物細胞物質,污水得到凈化,所需氧化一般直接來自大氣。生物膜法處理系統適用于處理中小規模的城市廢水,采用的處理構筑物有高負荷生物濾池和生物轉盤,生物濾池在我國南方更為適用。隨著新型填料的開發和配套技術的不斷完善,與活性污泥法平行發展起來的生物膜法處理工藝在近年來得以快速發展。由于生物膜法具有處理效率高、耐沖擊負荷性能好、產泥量低、占地面積少、便于運行管理等優點,在處理中極具競爭力。
2.氧化法
氧化法是目前廣泛采用并極具發展潛力的城市生活污水預處理方法之一。根據氧化劑的種類及反應器的類型,氧化法可分為化學氧化法、催化氧化法、(催化)濕式氧化法,光催化氧化法、超臨界氧化法等。化學氧化法雖然操作簡單,但由于其處理效果并非十分理想,而且由于其運行成本較高,因此,在城市生活污水處理應用中使用并不很多。為了達到提高處理效果,同時降低運行成本的目的,人們開發了一些其他的氧化技術。光催化氧化法設備簡單、運行條件溫和、氧化能力強、殺菌作用強、處理徹底,因此,在水的深度處理及對難生物降解的有機廢水的處理具有極好的應用前景,目前已成為國內外非常活躍的研究課題,有專家預測,氧化法將成為21世紀廢水處理中重要的方法之一。
3.粉末活性炭吸附技術
粉末活性炭在污水處理中的使用已有70年左右的歷史。自從美國首次使用粉末活性炭去除氯酚產生的嗅味以后,活性炭成為給水處理中去除色、嗅、味和有機物的有效方法之一。國外對粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明:粉末活性炭對三氯苯酚、二氯苯酚、農藥中所含有機物,三鹵甲烷及前體物以及消毒副產物三氯醋酸、二氯醋酸和二鹵乙腈等等均有很好的吸附效果,對色、嗅、味的去除效果已得到公認。可用于提高污水處理廠出水水質。
4.曝氣生物濾池法
該工藝是一種淹沒式上向流生物濾池,其濾料為比重小于1的球形顆粒并漂浮在水中。 通過硝化和反硝化作用凈化水質,其處理能力大大高于活性污泥法,并能達到很高的排放水質標準。
三、城市污水調試
1.污水目的及內容
工藝調試是污水廠投產前的一項重要工作,不少污水廠建成后沒有進行工藝調試,這就產生了要么運行不起來,要么運行起來水質達不到設計要求,運行成本偏高等現象。所以污水處理廠調試有著重要的作用,其目的是選擇適應實際水質情況的微生物,淘汰無用的微生物;確定符合實際進水水質水量的工藝控制參數,在確保出水水質達標的前提下,盡可能降低能耗。調試的主要內容是帶負荷試車,解決影響連續運行的各種問題,為下一步工作打好基礎;其次活性污泥培養,主要是積累處理所需微生物的量。
2.調試方法
2.1 帶負荷試車
開啟水處理設施、管道中所有閥門和閘閥,啟動進水泵送水,根據各構筑物進水情況, 沿工藝流程適時啟動其他設備。在此過程中應做好以下幾方面工作:
(1)檢查進線總電流是否符合要求,變配電設備工作是否正常,各種設備工作情況是否正常以及能否滿足設計要求,儀器儀表工作是否正常,自控系統能否滿足設計要求。
(2)用容積法校核進出水、回流以及剩余污泥流量計計量是否準確,校核各種儀表,檢測進水水質,測量流速,測量并記錄設備的電壓、電流、功率和轉速。
(3)及時解決試車過程中發現的問題。
(4)編制設備操作規程。
2.2 活性污泥培養
活性污泥培養的實質就是在一段時間內,通過一定的手段,使處理系統中產生并積累一定量的微生物,其培養方式主要有連續式和間歇式。
(1)連續式培養:連續式培養是指在連續進水、連續出水的情況下進行的活性污泥培養方式。選擇該種培養方式的條件是要有足夠的進水,即日進水量至少可以滿足一臺進水泵24小時的水量,連續式培養的優點是培養時間短,微生物所需馴化時間短。其具體操作方法是根據來水量的大小確定進水泵開機臺數和生物池開啟組數,格柵機、沉砂池、二沉池全開,開啟外回流泵(若有內回流泵,選擇不開),回流量控制在大于100%,曝氣區溶解氧大于2mg/L,生物池流速平均不小于0.3m/s,絕對流速不小于0.2m/s,連續運行。在此過程中,每天做好各項水質指標和控制參數的測定。當 sv%達到 10%以上時,活性污泥培養即告成功,此時的出水BOD5、SS、COD等指標一般可達到設計要求。
(2)間歇式培養:間歇式培養是按進水、曝氣、沉淀、撇除上清液等四個階段往復循環的培養方式,是在進水量小不能滿足連續運行的一種培養方式。其特點是微生物積累周期長,馴化時間長,操作工作量大。其具體操作方法是同時開啟進水泵、格柵機、沉砂池,待生物池充滿水后開始曝氣,同時停止進水,定時測量生物池,當COD、SS 明顯小于進水時停止曝氣,沉淀2小時后再進水,同時撇除上清液。在此過程中的水質指標和控制參數的測定及完成的標志同連續式培養。
2.3 活性污泥馴化
馴化的目的是選擇適應實際水質情況的微生物,淘汰無用的微生物,對于有脫氮除磷功能的處理工藝,通過馴化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成為優勢菌群。具體做法是首先保持工藝的正常運轉,然后,嚴格控制工藝控制參數,DO在厭氧池控制在0.1mg/L 以下,在缺氧池控制在0.5mg/L 以下,在好氧池控制在2—3mg/L,好氧池曝氣時間不小于5小時,外回流比50%~100%,內回流比 200%一300%,并且,每天排除日產泥量30%一50%的剩余污泥。在此過程中,每天測試進出水水質指標,直到出水各指標達到設計要求。
2.4 工藝控制參數的確定
設計中的工藝控制參數是在預測的水量、水質條件下確定的,而實際投入運行時的污水廠其水量水質往往與設計有較大的差異,因此,必須根據實際水量水質情況來來確定合適的工藝控制參數,以保證運行的正常進行和使出水水質達標的的同時盡可能降低能耗。
(1)工藝參數內容:
需確定的重要工藝參數有進水泵房的控制水位、沉砂池排砂周期、生物池溶解氧DO及氧化還原電位ORP、污泥回流比R、污泥濃度MLVSS,污泥沉降比SV%、污泥指數SVI、 污泥齡 SRT、剩余污泥排放周期及日排放量、二沉池泥面高度等,其中影響能耗大小的主要因素是進水水位的高低和污泥濃度 MLVSS的大小,影響脫氮除磷效果的主要因素是溶解氧 DO 和污泥齡 SRT。
(2)確定方法:
進水泵房水位在保證進水系統不溢流的前提下盡可能控制在高水位運行。用每天排除大海量的體積與集砂容積對比來確定排砂周期,排砂量體積小于集砂容積。生物池DO及ORP 根據厭氧池放磷情況、缺氧池反硝化情況、好氧池吸磷和硝化情況來確定,一般情況下厭氧池的DO小于0.1mg/L,缺氧池的DO小于0.5mg/L,好氧池的DO控制在2—3m之間,厭氧池ORP 小于一250mv,缺氧池ORP 在一100mv 左右,好氧池ORP大于40mv。回流比R的大小應根據污泥在二沉池的停留時間和磷的釋放來確定,一般情況下80%左右較合適。污泥濃度MLVSS通過污泥負荷來確定,脫氮除磷工藝的污泥負荷一般在 0.12kgBOD5/(kgMLVSS*d)左右較合適。污泥齡 SRT 要考慮設計水質的要求,對脫氮除磷工藝而言,其一般控制在 8~15 天左右。
四、結束語
總之,隨著工業化和城市化的發展,污水處理率的提高,城市污水處理廠污泥產量必然越來越大。城市污水處理工藝是我國當前城市污水處理工程設計中存在的薄弱環節。工藝調試是關系到污水處理廠能否正常運行及效益能否充分發揮的重要工作,它有技術性強、難度高等特點,需要具備污水處理知識和長期運行經驗的專業人員或專業機構來實施,保證調試工作的有效開展。
參考文獻: