隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,使環(huán)境問(wèn)題日益突出,尤其是城市水環(huán)境的惡化,加劇了水資源的短缺,影響著人民群眾的身心健康,已成為城市可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重制約因素。所以城市污水處理工藝的優(yōu)化,將是環(huán)保工作者面臨的首要問(wèn)題。
1引言
縱觀我國(guó)城市污水處理在污水處理工藝技術(shù)、污泥處理及污水回用等技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)大體情況簡(jiǎn)述如下：
(1)預(yù)處理
預(yù)處理僅用于城市污水排海排江工程,予處理的目的在于去除污水中的漂浮物質(zhì)、油類(lèi)或油脂類(lèi)物質(zhì)以及砂粒等無(wú)機(jī)物質(zhì)及部分有機(jī)物。
(2)一級(jí)處理
從傳統(tǒng)的城市污水處理工藝流程來(lái)看,一級(jí)處理部分以污水收集粗、中、細(xì)格柵或水力篩、沉砂池及初次沉淀池等物理處理來(lái)達(dá)到一級(jí)處理。近期主要的發(fā)展為處理設(shè)備的機(jī)械化和自動(dòng)化水平的提高,各種機(jī)械設(shè)備的研制與開(kāi)發(fā),各種新型處理構(gòu)筑物的應(yīng)用等。
(3)二級(jí)處理
從污水二級(jí)處理工藝來(lái)看,仍然以生化處理為主,典型的流程格局仍為污水經(jīng)格柵到沉砂池到初沉池、曝氣池、二沉池、消毒接觸池后排放。
(4)三級(jí)處理
進(jìn)一步處理水中難降解的有機(jī)物，以及氮和磷等能夠?qū)е滤w富營(yíng)養(yǎng)化的可溶性無(wú)機(jī)物等。
經(jīng)過(guò)以上三級(jí)處理之后，基本去除了水中的污染物。
2目前國(guó)內(nèi)城市污水的主流處理方法
(一)活性泥技術(shù)
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)活性泥技術(shù)就是利用活性污泥去除水中的有機(jī)物。首先是回流的活性污泥和污水同時(shí)進(jìn)入曝氣池，并將空氣打入曝氣池，使污水和活性污泥充分混合，曝氣池中微生物吸附、混合液進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行分離操作。后就可以向外排放凈化后的水，分離出一部分活性污泥通過(guò)回流系統(tǒng)，回流至曝氣池，另一部分將從系統(tǒng)出中排出。
下面簡(jiǎn)單介紹幾種有關(guān)活性污泥技術(shù)的方法。
(1)AB法
該工藝將曝氣池分為高低負(fù)荷兩段,各有獨(dú)立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負(fù)荷段(A段)停留時(shí)間約20—40分鐘,以生物絮凝吸附作用為主,同時(shí)發(fā)生不*氧化反應(yīng),生物主要為短世代的細(xì)菌群落,去除BOD達(dá)50%以上。B段與常規(guī)活性污泥法相似,負(fù)荷較低,泥齡較長(zhǎng)。
AB法A段效率很高,并有較強(qiáng)的緩沖能力。但是,AB法污泥產(chǎn)量較高,A段污泥有機(jī)物含量*,污泥后續(xù)穩(wěn)定化處理是必須的,將增加一定的投資和費(fèi)用。另外，A段在運(yùn)行中如果控制不好,很容易產(chǎn)生臭氣,影響附近的環(huán)境衛(wèi)生，產(chǎn)生硫化氫、大糞素等惡臭氣體。對(duì)于污水濃度較低的場(chǎng)合，B段運(yùn)行較為困難,也難以發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。目前有僅采用A段的做法,效果要好于一級(jí)處理。當(dāng)對(duì)脫氮除磷要求很高時(shí),A段不宜按AB法的原來(lái)去除有機(jī)物的分配比去除BOD,因?yàn)锽段曝氣池的進(jìn)水含碳有機(jī)物含量的碳/氮比偏低,不能有效地脫氮。
(2)SBR
序批式反應(yīng)池(SBR)屬于"注水——反應(yīng)——排水"類(lèi)型的反應(yīng)器，在流態(tài)上屬于*混合式，氮有機(jī)污染物確實(shí)隨著反應(yīng)時(shí)間的推移而被降解的。其操作流程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個(gè)基本過(guò)程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，所有處理過(guò)程都是在同一個(gè)設(shè)有抱起或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行，混合液始終留在池中，從而不需另外設(shè)置沉淀池。
該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時(shí)間上的分布,形成一體化的集約構(gòu)筑物,并利于實(shí)現(xiàn)緊湊的模塊布置,大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省占地,可以減少污泥回流量,有節(jié)能效果。SBR工藝對(duì)自動(dòng)化控制要求很高,并需要大量的電控閥門(mén)和機(jī)械撇水器,稍有故障將不能運(yùn)行,一般必須引進(jìn)全套進(jìn)口設(shè)備。
(3)CAST法
CAST工藝SBR工藝的一種變形，池體內(nèi)用隔油墻隔出生物選擇區(qū)、兼性區(qū)和主反應(yīng)區(qū)三個(gè)反應(yīng)區(qū)，三個(gè)反應(yīng)區(qū)的體積比大致為1:2:20，混合液由第三區(qū)回流到區(qū)，回流比一般為20%，在區(qū)內(nèi)活性污泥與進(jìn)入的新鮮污水混合、接觸。創(chuàng)造微生物種群在高濃度、高負(fù)荷環(huán)境下競(jìng)爭(zhēng)生存的條件，從而選出適合該系統(tǒng)的*的微生物種群，并有效抑制絲狀菌的過(guò)分增值，避免污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
(4)氧化溝
氧化溝是活性污泥法的一種變形,是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式。一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長(zhǎng),池深較淺，在溝內(nèi)設(shè)有機(jī)械曝氣和推進(jìn)裝置，近年來(lái)也有采用局部區(qū)域鼓風(fēng)曝氣外加水下推進(jìn)器的運(yùn)行方式。通過(guò)曝氣或攪拌作用在廊道中形成0.25—0.30m/s的流速，使活性污泥成懸浮狀態(tài)，在這樣的廊道流速下，混合液在5—15min內(nèi)完成一次循環(huán)，而廊道中大量的混合液可以稀釋進(jìn)水20—30倍，廊道中水流雖然呈推流式。當(dāng)污水離開(kāi)曝氣區(qū)后，溶解氧濃度降低，有可能發(fā)生反消化反應(yīng)。
(二)、生物脫氮除磷工藝
近年來(lái)，隨著對(duì)生物脫氮除磷的機(jī)理研究不斷深入，以及各種新材料、新技術(shù)、新設(shè)備的不斷運(yùn)用，衍生除了許多新的生物脫氮除磷工藝，下面簡(jiǎn)單介紹幾種我國(guó)各污水處理廠的生物脫氮除磷工藝。
(1)A/O法
流程如下:
污水——前處理——厭氧水解池——接觸氧化池——沉淀池——過(guò)濾池——出水——污泥回流
A/O脫氮工藝處理高濃度城市污水,不但熊夠效穩(wěn)定地脫氮,而且COD、BOD和ss的去除效果和穩(wěn)定性更好。雖然其基建投資和運(yùn)行管理費(fèi)用均高于設(shè)有硝化功能的傳統(tǒng)法,但當(dāng)要求出水的TKN濃度較低或考慮處理后的出水回用,并考慮工藝運(yùn)行穩(wěn)定時(shí),建議首先采用A/O脫氮工藝。但A/O法中如果有硝化發(fā)生，除磷效果會(huì)降低，而且脫氮效果受內(nèi)循環(huán)比的影響，另外，此工藝的靈活性較差。
(2)A2/O法
A2/O工藝是通過(guò)厭氧、兼氧和好氧交替變化的環(huán)境,完成除磷脫氮反應(yīng)。在厭氧條件下,回流污泥中的聚磷菌受到抑制,只能釋放體內(nèi)的磷酸鹽獲取能量,以吸收污水中的可快速生物降解的溶解性有機(jī)物來(lái)維持生存,在這個(gè)過(guò)程中完成了磷的厭氧釋放;在缺氧條件下,反硝化細(xì)菌利用污水中的有機(jī)碳作為電子供體,以硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行無(wú)氧呼吸,將回流液中硝態(tài)氮還原成氮?dú)忉尫懦鰜?lái),完成反硝化過(guò)程;在好氧條件下,一方面聚磷菌將體內(nèi)的PHB進(jìn)行好氧分解,釋放的能量用于細(xì)胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸鹽,隨剩余污泥排出系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)污水的脫磷;采用A2/O系統(tǒng)可將污水中的COD、BOD和氮、磷同時(shí)去除,處理出水可優(yōu)于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),接近三級(jí)處理水平。另外，污泥沉降性能也較好。
(三)生物接觸氧化法
生物接觸氧化法就是在生物接觸氧化池內(nèi)安裝一定數(shù)量的填料，為了使污水達(dá)到凈化的目的，通過(guò)填料上的生物膜和供應(yīng)的氧氣發(fā)生生物氧化作用，以此來(lái)將氧化分解廢水中的有機(jī)物。生物接觸氧化法是生物法處理廢水中的一種重要方法。
臭氧技術(shù)如今已被廣泛應(yīng)用于市政污水處理領(lǐng)域，臭氧處理法具有占地面積小、凈化程度高、無(wú)二次污染、浮渣和污泥產(chǎn)生量較少等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)部分城市包括北京等地已經(jīng)采用臭氧污水處理法，但整體仍處于起步階段，各種相關(guān)的技術(shù)、配套工藝、設(shè)備乃至標(biāo)準(zhǔn)還不完善，是未來(lái)的重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)。
臭氧用于市政污水處理的特點(diǎn)
臭氧具有強(qiáng)氧化能力，可以破壞有機(jī)污染物的分子結(jié)構(gòu)從而達(dá)到改變污染物性質(zhì)的目的，在一定條件下能提高常規(guī)工藝去除常量有機(jī)物的能力，具有較強(qiáng)的殺菌消毒作用，還具有除臭去味、褪色、去除鐵除錳等作用，能有效氧化分解有機(jī)物。
城市污水經(jīng)二級(jí)處理后，水質(zhì)得到改善，細(xì)菌含量也大幅度減少，但仍存在一定數(shù)量的細(xì)菌，必須去除這些微生物后，廢水才可以安全地排入水體或循環(huán)再用。隨著居民對(duì)生活品質(zhì)要求的不斷提高，污水處理廠的二級(jí)處理出水對(duì)城市水體造成的影響引起了人們對(duì)健康和安全問(wèn)題的更多關(guān)注。消毒是滅活這些致病生物體的基本方法之一，因此污水處理廠的尾水消毒已經(jīng)成為污水處理中的重要工序，水處理專(zhuān)業(yè)人員也在不斷探索污水消毒方法，臭氧則是殺菌抑菌方案之一。
市政污水處理流程中，其必要的單元處理過(guò)程除水的消毒之外，就是水的脫色。臭氧處理法不需要向水中投加其它化學(xué)藥劑。水的色度主要由溶解性有機(jī)物、懸浮膠體、鐵錳和顆粒物引起，臭氧的強(qiáng)氧化能力可使水質(zhì)更為清澈。
臭氧用于污水處理的優(yōu)點(diǎn)
臭氧在污水處理過(guò)程中具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.臭氧能有效地去除污水中COD、陰離子洗滌劑及氨氮，而且在常溫下，臭氧經(jīng)過(guò)30min左右即可還原成氧氣，因而沒(méi)有任何殘留和二次污染;
2.臭氧可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)制造，次氯酸鈉相比，不需要儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，減少了操作危險(xiǎn)性;
3.臭氧具有強(qiáng)的氧化作用，反應(yīng)速度快。臭氧對(duì)微生物、細(xì)菌、病毒都有良好的滅活和致死作用，它滅活微生物的效果優(yōu)于氯、氯胺、二氧化氯等消毒劑。同時(shí)還能夠氧化降解水中的其他污染物質(zhì);
4.水中剩余的臭氧能很快自然分解為氧氣，出水中含有較高的溶解氧，排放到受納水體后不增加水體的負(fù)擔(dān)，并可改善水體的水質(zhì)，是潔凈的消毒劑。臭氧發(fā)生器,臭氧機(jī)
臭氧的應(yīng)用技術(shù)
水處理臭氧發(fā)生應(yīng)用技術(shù)主要分發(fā)生、冷卻、干燥、汽水混合四大基礎(chǔ)部分和電控系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)六大方面技術(shù)水處理臭氧發(fā)生多采用氣隙放電法，因濃度需求，其電耗增高，器件的溫升也不可避免，溫升是影響臭氧產(chǎn)生和設(shè)備壽命的主要因素，所以一般需要冷卻，主要有風(fēng)冷，水冷兩種。在同樣臭氧發(fā)生部件、電源條件下，臭氧產(chǎn)量與氣源干燥度是成正比的，目前氣源干燥的手段主要有冷凍、露凝、化學(xué)法等。
氣水混合裝置是臭氧用于水處理*的配套設(shè)備，雖然臭氧易溶于水，溶解度比氧氣高十幾倍，但必須采用一定的技術(shù)手段使臭氧與水充分接觸，其中接觸面積、時(shí)間、臭氧濃度、壓力等都是混合效率的決定因素。
所以臭氧雖然被*是一種、安全的殺菌、抑菌方式，但其技術(shù)較為復(fù)雜，在操作過(guò)程中也需要精密控制，我國(guó)目前正大力發(fā)展臭氧污水處理技術(shù)，以求為人民提供更好的水質(zhì)及生活。
會(huì)員1.png)