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所屬欄目:環境法論文 發布日期:2012-09-15 09:12 熱度:
摘要:本文結合我國現階段污水處理事業發展現狀及面臨的問題,提出現階段我國污水處理技術的發展趨勢仍然是以發展簡易、高效率、低能耗的污水處理技術為主,探討水解酸化、生物滴濾池、景觀生態塘三個單元污水處理體聯用進行污水處理的在浙中地區應用的可行性。
1.前沿
城市污水是城市發展中的產物。隨著人民生活水平的不斷提高,城市規模的不斷擴大,城市用水量和排水量也不斷增加,同時人們對生活環境的質量要求也日益增加。使環境問題日益突出,尤其是城市水環境的惡化,加劇了水資源的短缺。有研究者對全國532條河流的污染調查表明,82%受到不同程度的污染,其中淮河、遼河、海河、巢湖、太湖、滇池的情況尤為嚴重,以至發生了沿淮河地區的嚴重污染事件。由此造成的水危機已經成為社會經濟發展的重要制約因素,故如何進行有效的污水處理是我國解決水問題的重大任務。
污水處理是能源密集型的綜合技術。長期以來,能耗大、運行費用高一定程度上阻礙了我國城市污水處理廠的建設與運營,一些建成的處理廠也因此處于停產或非正常運行狀態。今后相當長的一段時期內,運行成本問題將成為城市污水處理的主要瓶頸。
2.城市污水處理工藝中存在的問題[1]
我國城市污水處理廠大多為采用活性污泥法的二級處理廠,處理工藝為傳統活性污泥法、AO法、生物膜法等,但是這些工藝在實際應用中都存在的各自的問題:
2.1活性污泥法該工藝的缺點是所需的水力停留時間比較長,且工藝的儲泥設備比較龐大,而且基礎建設的投資規模較大。而且在系統運作中需要加各種構筑物的容積,從而導致了處理廠的規模面積增大,增加了管理難度。
2.2A/O工藝存在的問題:在該工藝中的涉及到污泥回流,這樣就需要對污泥進行提升,操作時需用泵提升,增大投入的同時,也使得系統中的設備數量增多,導致了操作維護困難。例外,在該工藝中生物池和二沉池是單獨設置的,所以占地面積明顯增大,再者A/O工藝運行系統的抗沖擊負荷的能力遠不如其他工藝。
2.2污水的生物膜處理法。污水的生物膜處理法是最近新興起來的生物處理水工藝,有其有點所在,但是在實際操作中也存在的大量的問題,比如負荷低、占地面積大、不適用處理水量較大的污水;再如濾料易于堵塞、產生濾池蠅、影響環境衛生;同時生物膜再生管理也相對于其他的工藝要復雜很多。
從目前國際及國內所采用的污水處理工藝情況來看,各種工藝都有其優點和缺點,那么對與缺點來說并不是短時間能對其進行改良的,也不能是靠實驗數據就能完成工藝設備的進化,因為在實驗室里的理論研究環境與實踐環境是有很大差距的。因此,各種處理工藝在實際運行中不斷完善,這樣一來才能提高工藝可行性,這樣才能減少運行成本及提高廢水處理技術水平。
3.生產工藝
根據實際調查結果表明,我國城市污水處理廠能耗主要用于污水、污泥提升,生物處理供氧,以及污泥處理這幾個工藝過程,其中污水生物處理和污泥處理的單元過程耗能量要占污水廠直接運行成本的60%以上。在當前我國電力供應困難,能源供應不足的情況下,尋求能量優化策略、降低運行成本是污水處理可持續發展的必由之路。
3.1水解工藝該工藝是將厭氧反應器控制在水解和酸化兩個階段處理廢水的技術,簡稱為“水解”,水解酸化工藝利用水解和產酸微生物,可將污水中的大分子有機物以及難生物降解的有機物礦化成為易于生物降解的小分子有機物,從而使系統其后的好氧單元以較少的能耗以及較短的停留時間下得到有效處理。和單獨的好氧工藝相比,水解酸化工藝不僅能除去污水中的懸浮物還能改善廢水的可生化性能,同時能大大降低整體工藝的運行費用。國外從二十世紀70年代始對該工藝就有研究,而且如今該工藝在國外運行已教成熟,國內80年代后期也逐漸開展了此項技術的研究與應用。北京環保所王凱軍[2]采用水解—好氧生物處理工藝對北京高碑店進行了工程實驗,工程實踐結果顯示該工藝和傳統活性污泥法比較可節省基建投資近40%,同時也可節省34%的運行成本;水解工藝中的水解池替代了傳統工藝中的初沉池,這樣一來整個處理系統的停留時間有效縮短,曝氣池中產生的氣水比也隨之降低,而出水水質更優;不光如此在處理運行中需要污泥消化也大大減少了。這次之后國內研究者利用水解酸化組合工藝進行了實踐研究,比如在紡織、印染、焦化、化工、造紙廢水等工業領域,都獲取了很好的研究成果。根究研究取得的一些研究成果已顯示出其適于南方地區污水處理的節能降耗優勢,符合低成本清潔生產技術的發展趨勢。
3.2生物滴濾池生物滴濾池生物濾池的改良工藝,生物濾池是傳統的污水處理方法,在我國小城鎮污水處理技術發展的前期得到廣泛應用。但由于其存在占地面積大、易堵塞等缺點,阻礙了該工藝的進一步發展。到后來進行一系列研究得出了生物滴濾池,并應用于實踐中。在難降解處理以及深度處理的領域體現了良好的效果。在處理效果好的同時該工藝因具有占地面積小,投資和運行成本底,管理方便,抗沖擊負荷能力強等優點而越來越受到人們的關注。目前在德國、荷蘭、日本等國已廣泛應用于處理食品加工、化工、煉油、噴涂、鑄造、畜禽養殖和污水處理、堆肥、垃圾填埋廢氣。在國內該工藝因其優點逐步代替了傳統的處理工藝。
3.3生態塘生態塘是從氧化塘發展演變而來的污水生態化處理技;不僅保留原有的優點如投資省、運行費低、管理簡便,還增加了大大改良了環境的特征。自從氧化塘被研究以后,一直認為是一種高效的的處理工藝,但是其缺點就是站占地面積偏大,在一些大城市無法有效的一應用。所以一些研究將單一的塘系統污水處理演變為生態塘與人工濕地、土地滲濾等其它土地生態系統聯合使用進行污水處理,可使出水水質大大提高,生態塘這種低耗工藝將可以充分發揮其優勢,不但可利用塘內菌藻共生-微型動物-水生植物-魚類等形成豐富的食物鏈生態體系,進行氮磷及其它污染物的去除,同時也將具有一定環境美學價值,而成為人工景觀水體,形成積極的環境效應。
3.4新工藝現階段,我國小城鎮污水處理常用的方式有化學絮凝沉淀、物理化學處理、好氧生物處理、活性污泥處理、氧化溝、SBR工藝、生物膜法、生物轉盤、厭氧生物處理、厭氧好氧生物組合工藝。但存在著工程建設投資大、運行費用高,污水處理設施不好維護、管理困難等問題,一般的縣城和小城鎮財力負擔不起,這是造成浙中地區規模較少的城市的生活污水處理率和污染物去除率較低的一個主要因素。因此具有低能耗、低處理成本優勢的生物濾池再次受到了人們的關注。有研究者采用復合水解池-生物濾池處理小城鎮污水,單位水量基建投資僅為普通活性污泥法、SBR法及氧化溝法的60-70%,處理成本僅為其它工藝的50-60%[3];杜文華等[4]的研究表明A-O生物濾池工藝處理城鎮污水,相對活性污泥法可節能45%,污泥減少50-70%。韓潤平等人對生活污水進行水解酸化-滴濾池處理,出水滿足城市污水二級排放標準。經前研究者的研究結果為基礎,結合浙中地區的特點,將水解酸化、生物滴濾池、景觀生態塘三個單元污水處理體聯用進行污水處理,既能抵消三個不同單元所存在的缺點,又能保證出水水質,如果能將高新聯合工藝應用于實踐中,一定能給人們帶來很好的效益。
參考文獻:
[1]周雹.城鎮污水生物處理新工藝及其應用,中國給水排水.2003(12):11-13.
[2]王凱軍,賈立敏.城市污水生物處理新技術開發與應用[M].北京:化學工業出版社,2001.
[3]馬金,劉斌,張曉健.復合水解池-生物濾池在處理小城鎮污水中的應用[J].給水排水,2004,130(13):9-21
[4]杜文華,吳一蘩,楊健.A-O生物濾池工藝處理城鎮污水[J].福建環境,2001,18(2):24-26
文章標題:適合浙中地區的低成本污水處理工藝研究
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