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浅谈城市生活污水处理发展现状和工艺

  跟着经济的开展、社会的前进和工农业出产才能的进步,人民日子得到进一步改进,随之而来的是不一样程度的环境污染,污水构成的环境污染引起了国际各国的高度注重,打点水污染环境的课题被列入国际环保安排的工作日程。城市污水的排放量在逐年添加,但处理才能却非常有限,大大都城市污水未经任何处理直接排入天然水体,对环境构成严重的损害。一同,因为淡水资本的缺少,大家越来越注重污水回用技能的开展,在节约用水的一同活跃使用城市污水作为第二水资本。因而,添加和扩建城市污水处理厂便变成了燃眉之急。

  1城市污水处理设备的建造与开展

  中国的污水处理始于20世纪70年代。首要处理办法是使用安稳塘对污水进行净化处理,其间日子污水量占一半,其他包含石油、化工、造纸、印染等多种工业废水,此时期中国的处理技能和设备远远落后于国外。以后中国加强了与国外的技能交流,初步逐渐探究合适中国国情的污水处理技能和技能。

  80年代,跟着城市化进程的加速,城市水污染疑问日益受到注重,城市排水设备建造有较快的开展。此刻,中国最大污水处理厂的处理规划已达26万m3/d。很多省、市也依据各自的具体情况分别建造了不一样规划的污水处理厂。

  “八五”、“九五”时期,跟着城市环境归纳打点的深化,以及各流域水污染打点力度的加大,城市污水处理设备的建造阅历了一个迅速开展的时期。其间对“三河”(淮河、海河和辽河)、“三湖”(太湖、巢湖、滇池)流域和“环渤海”地区的水污染打点,国家赐与了相应的资金和技能上的支撑。到2000年末,全国已建成污水处理厂427座,其间二级处理厂282座,二级处理率约为15%。2000年,用于城市污水处理工程建造的总出资约为150亿元。

  2城市污水处理的现状与开展

  在中国现有的城市污水处理厂中,80%以上的选用活性污泥法,其他的选用一级处理、强化一级处理、安稳塘法及土地处理法等。

  “七五”、“八五”、“九五”时期,中国在污水处理、污水再生使用、污泥处理等新技能研讨方面都取得了可喜的开展,某些研讨成果已达到国际先进水平。一同,中国引进了很多国外的新技能、新技能、新设备,如AB法、氧化沟法、A/O技能、A/A/O技能、SBR法也在中国城市污水处理厂中得到了使用。污水处理的技能技能也由曩昔的只注重去掉有机物开展为具有除磷脱氮功用。

  此刻,氧化沟技能是中国选用较多的污水处理技能技能之一。使用较多的有奥贝尔氧化沟技能,由中国自行设计、全套设备国产化;DE型氧化沟和三沟式氧化沟在中、高浓度的中小型城市污水处理中也有使用。跟着中国对水环境质量请求的进步,修订后的国家󰀁污水归纳排放规范󰀁(GB8978-1996)的目标也越来越严格,出格是对出水氮、磷的请求进步了,使得新建城市污水处理厂有必要思考氮、磷的去掉。由此开发了改进A/A/O技能和回流污泥反硝化生物除磷技能。

  从工程规划上看,一批大型污水处理厂的相继建成和投产,标志着中国污水处理工作开展到了一个簇新的时期。中国20世纪最大污水处理厂的日处理规划达100万m3,到此刻,全国最大的城市污水处理厂的日处理规划达170万m3。

  3城市污水处理的技能技能

  3.1活性污泥法

  当前污水处理厂盛行的技能有:AB法、SBR法、氧化沟法、通常曝气法、A/A/O法、A/O法等,这几种技能都是从活性污泥法派生出来的,且各有其本身的特色。

  3.1.1AB法(Adsorption-Biooxidation)

  该技能对曝气池按高、低负荷分为二级供氧。A级负荷高,曝气时刻短,发生污泥量大,污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSS/d)以上,池容积负荷在6kgBOD/(m3/d)以上;B级负荷低,污泥龄较长。A级和B级亦可分期建造,A级与B级间设中心沉积池。两级池子的F/M(污染物量与微生物量之比)不一样,构成不一样的微生物群体。AB法尽管有节能的长处,但不合适低浓度水质,在污水处理厂有必定的限制。

  3.1.2SBR法(SequencingBatchReactor)

  此法进水、曝气、沉积、出水在同一座池子中完结,常由3~4个池子构成一组,轮番运转,一池一池地间歇运转,故称序批式活性污泥法。这种一体化技能的特色是技能简略,因为只要一个反响池,不需二沉池、回流污泥及有关的设备,通常情况下不设调理池,大都情况下可省去初沉池,故节省了占地和出资,耐冲击负荷且运转办法灵敏,能够从时刻上安排曝气、缺氧和厌氧的不一样情况,完结除磷脱氮的意图,是污水处理厂常见的办法。

  3.1.3A/A/O法(Anaerobic-Anoxic-Oxic)

  城市污水处理对出水有去掉氮和磷的请求,此种由厌氧-缺氧-好氧构成的技能,使用了生物处理法进行脱氮除磷,可获得优异的出水,是一种深度二级处理技能。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由2有些构成:

  1)除磷:污水中的磷在厌氧情况下(DO<0.3mg/L),释放出聚磷菌,在好氧情况下又将其更多地吸取,以剩下污泥的办法排出体系;2)脱氮:缺氧时期要操控DO<0.7mg/L,因为兼氧脱氮菌的作用,使用水中BOD作为氢供给体(有机碳源),将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气,达到脱氮的意图。

  3.1.4通常曝气法及其变型技能

  通常曝气法呈现得最早,其实践污水处理作用好,可处理大的污水量,关于大工厂或许大型污水处理厂可集中建造污泥消化池,所发生的沼气可作动力使用。传统普曝法的不足之处是只能作为惯例二级处理,不具备脱氮除磷功用。近几年,在工程实践中,通过下降通常曝气池的容积负荷,能够达到脱氮的意图;在通常曝气池前设置厌氧区,能够除磷,亦可用化学法除磷。选用通常曝气法去掉BOD5,在池型上有多种办法,如氧化沟,工程上称为通常曝气法的变型技能,亦可统称为通常曝气法。

  3.1.5氧化沟法

  氧化沟法是在20世纪50年代初期开展而构成的,因其构造简略,易于打点,很快得到了污水处理厂推广使用,且不断创新。此刻,氧化沟在使用中开展出了多种办法,对比有代表性的有:

  1)帕式(Passveer),简称单沟式,外表曝气选用转刷曝气,水深通常在2.5~3.5m。

  2)奥式(Orbal),简称同心圆式,实践使用的多为椭圆形的三环道构成,3个环道选用不一样的DO,如外环为0、中环为1、内环为2,这有利于脱氮除磷。选用转碟曝气,水深通常在4.0~4.5m。

  3)卡式(Carrousel),简称循环折流式,选用倒伞形叶轮曝气,水深通常在3.0m摆布,但污泥易于沉积。

  4)三沟式氧化沟(T型氧化沟),该技能由3个池构成,中心作曝气池,摆布2个池兼作沉积池和曝气池。其特色是选用转刷曝气、水浅、占地面积大、不设厌氧池,不具备除磷功用。

  3.1.6UNITANK技能

  UNITANK技能是SBR法新的变型和开展。它集序批法、通常曝气池法以及三沟式氧化沟法的长处,克服了序批法的间歇进水、三沟式氧化沟法占地面积大、通常曝气池法设备多的缺陷。典型的UNITANK技能由3个水池构成,三池之间水力连通,每池都设有曝气体系,外侧的两池设有出水堰及污泥排放口,它们替换作为曝气池和沉积池。污水能够进入三池中的恣意一个,选用接连进水、周期替换运转。在自动化操控下,使各池处于好氧、缺氧及厌氧情况,以完结有机物和氮磷的去掉。

  3.2活性污泥法的新开展

  到此刻为止,对活性污泥法在运转办法上还没有大的打破,往往是一些局部的改进,但在曝气办法上取得了较大的开展,如纯氧曝气、深井曝气、射流曝气等,这些都添加了氧搬运率、进步了氧的使用率,然后使曝气池中氧的浓度添加。活性污泥法的另一个开展趋势是朝多功用方向开展,选用的办法有:培养或驯化专用细菌,使活性污泥处理对象不局限于日子污水,还能够处理如酚类难降解的有毒有机物,乃至能够驯化专用细菌可处理氰类剧毒无机物。此外,还能够把活性污泥与其它处理办法联系起来,如活性炭-活性污泥法,它实践上是一种以活性污泥法办法的活性炭吸附、生物氧化法的归纳处理技能。固定活性污泥法是供给微生物附着的外表,如合成纤维、塑料、细沙、粘土焦炭等,使曝气池一同存在附着相和悬浮相的生物。这些新的技能进步了活性污泥的净化功率,一同还进步了抗有毒物质等冲击负荷的才能,此外还具有脱色、脱氮、削减泡沫的作用,国外已用于合成纤维、化工印染、炼油、炼焦等工业出产的污水处理。活性污泥法与厌氧技能联系以脱氮、脱磷等赢得了污水处理厂的喜爱,最典型的技能是A-O(Anaerobic-Oxic)流程。

  3.2.1膜别离技能的使用

  用膜别离代替沉积进行泥水别离完结污水处理,可带来活性污泥技能的以下改变:

  1)不再存在污泥胀大疑问。在调控活性污泥体系时,不用再思考污泥的沉降功能,然后使技能操控大大简化;

  2)曝气池的污泥浓度将大大进步,MLSS能够大于20g/L,然后使体系可在超大泥龄、超低负荷情况下运转,充分满意去掉各种污染物质的需求;

  3)在相同的处理请求下,可使曝气池容积大大减小,节省了处理厂的占地面积;

  4)污泥浓度的进步,请求较高的曝气速率,因而纯氧曝气将跟着膜的别离而被大量选用。

  膜别离技能以其处理功率高、出水水质好、流程简略、操作打点便利等杰出的特色,使其在工业废水、日子污水以及中水回用等范畴都得到了广泛的注重和使用,得到各大污水处理厂的青睐。往后,跟着膜资料及膜别离技能的完善,具有抗污染性强、易清洗,能适于高温、高pH值等特色的优异膜的呈现,将会使膜污染疑问逐渐得到解决。一同,膜质量的进步和本钱的下降,也会使膜别离技能的出资本钱随之下降。通过对微滤、超滤、纳滤和反渗透等各种膜技能的有机组合,将更能充分阐扬各种膜别离技能的特性,然后构成更加高效、完好的处理体系,以习惯不一样水质的污水处理请求,得到契合回用规范的优秀出水水质。

  3.2.2分子生物技能的使用

  此刻,分子生物技能已初步使用于污水处理范畴。为探究聚磷菌除磷的生化机理,已初步用分子确诊技能获取聚磷菌的遗传信息。在活性污泥中发现了30多种丝状菌,其间只要4种被精确命名及生物分类学定位,因为这些丝状菌大大都无法进行别离和纯培养。此刻,用分子确诊技能将进行这些丝状菌进行生物学定位,以进一步精确了解其特性。跟着分子确诊技能的大量使用和活性污泥微生物基因库的创立,并在此基础上,选用基因技能培养具有高效活性的污泥菌种,进一步进步污水处理作用将是将来的开展方向。

  3.3曝气生物滤池

  曝气生物滤池实质上即是常说的生物触摸氧化池,相当于在曝气池中添加了供微生物栖附的填(滤)料,在填料下鼓气,其实是具有活性污泥特色的生物膜法。生物膜法处理城市污水,在国内需要堆集经历,处理规划不宜过大。

  3.4生物处理法的新开展

  生物处理法是此刻研讨得较多、新技能层出不穷的办法之一,无论是好氧生物处理技能,还是厌氧生物处理技能,都呈现了很多新技能。

  3.4.1生物膜处理法的新开展

  生物膜法最早呈现的技能是将污水喷洒在粗滤料上而得以净化的通常生物滤池,通过不断改进和开展,呈现了一些新的人工生物处理设备。在它的基础上,衍生出了高负荷生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘和生物触摸氧化等。这些年,又呈现了一些新式的生物膜法处理技能,如生物流化床,它是以砂、焦炭、活性炭等颗粒资料作为载体,其载体外表附着成长的生物膜,充氧后的污水以必定流速自下而上活动使载体处于流化情况,载体上的生物膜能够充分地与污水触摸,然后进步了污水净化功率。

  此外,还有空气流床、纯氧活动床、三相流化床和厌氧兼型流化床等技能。活性生物滤池是将生物滤池、曝气池及二沉池联系为一体的新式污水处理技能,它的特色是将生物滤池的有些出水回流,汇同二沉池的回流污泥一同进入生物滤池,用活性生物滤池处理日子污水和食物加工废水的尝试,结果表明:该体系具有处理作用好、功率高、BOD容积负荷大、不发生污泥胀大和耐冲击负荷等长处。此外,还有空气驱动的生物转盘、生物转盘和曝气池相联系、藻类转盘等。因为生物膜法的生态环境与活性污泥法的不一样,在生物膜法的生态体系中,能够成长藻类、原生动物等,乃至能够成长硝化菌、反硝化菌等,因而该办法能够用来脱氮等。

  3.4.2厌氧生物处理法的新开展

  厌氧生物处理法是使用厌氧微生物在无氧的条件下将有机物进行分解的技能。因为处理功率低、速度慢、甲烷菌对环境请求严格且不易操控等缺陷,厌氧生物处理法长期以来通常仅用于污泥处理,它的首要技能是化粪池、消化池等。

  但是,因为这些年跟着动力危机及环境污染的加剧,厌氧生物处理因其产品具有动力物质而受到大家的注重,一大批新的厌氧生物处理技能相继诞生,为了进步厌氧微生物的浓度,呈现了使厌氧微生物附着在载体外表的厌氧生物膜处理办法,如厌氧生物滤池、厌氧转盘、厌氧胀大床、厌氧触摸氧化、厌氧档板反响器、厌氧流化床法以及上流式厌氧污泥床反响器(UASB),UASB是一种依靠微生物之间凝集造粒而构成自己固定化的办法。还有人为固定微生物的包埋固定化法,它是人为地把增殖速度缓慢的厌氧微生物高浓度地保持在处理体系中,进而进步处理速度、减小处理设备并可用于处理低浓度的有机污水。此刻,厌氧生物处理法的开展趋势是与其它生物处理办法联用,如厌氧-好氧复合技能等,它们具有出资少、节省动力、污泥产值少、出水水质好等一系列长处。此刻厌氧生物处理法正朝着能处理低浓度有机污水,不仅能脱磷脱氮,并且运转保护便利、经济等方面开展。