城市污水處理現狀及處理工藝分析
隨著(zhù)我國城市建設的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市水污染問(wèn)題日益突出，城市污水處理已經(jīng)成為當前水污染治理的重點(diǎn)。長(cháng)期以來(lái)，我國城市建設的發(fā)展與人口、資源、環(huán)境和工業(yè)建設不協(xié)調，導致基礎設施長(cháng)期超負荷承載。全國絕大多數城市的污水處理能力遠遠滿(mǎn)足不了實(shí)際需要。
城市污水處理，作為一個(gè)城市發(fā)展程度的重要標志，其實(shí)施效果已經(jīng)成為了評價(jià)城市發(fā)展程度的重要指標，城市污水處理的效果不僅僅關(guān)系到城市所在周邊的環(huán)境保護，更關(guān)系到下游城市人民的身體健康以及經(jīng)濟發(fā)展。加快城市污水處理建設，加快城市污水處理新技術(shù)的應用，促進(jìn)城市的和諧發(fā)展以及可持續發(fā)展路線(xiàn)的實(shí)施，是目前城市污水處理相關(guān)部門(mén)的首要任務(wù)。
一、我國污水處理現狀
（1）、污水處理設備運行負荷率有待進(jìn)一步提升歷年來(lái)，我國的城市污水處理設施平均運行負荷率在65到70%左右，還有一定的提高空間，造成運行負荷率不高的主要原因有兩個(gè)：(1)城鎮生活污水收集系統建設滯后，管網(wǎng)配套工程覆蓋率低，污水不能全部收集進(jìn)人污水處理廠(chǎng)，這是全國各地普遍存在的現象;(2)城市污水處理設施設計規模過(guò)大，導致管理運行費用過(guò)高，或者是設計處理規模超過(guò)了實(shí)際的處理需求，造成“大馬拉小車(chē)”的現象，直接導致污水處理運行負荷率不高。
(二)污水資源化率低
國外城市污水處理回用率較高，例如以色列1997年生活污水回用率就達100%，而美國、德國、日本等發(fā)達國家，城市生活污水的資源化程度也很高。而在我國，目前城鎮生活污水再生利用量?jì)H占污水處理量的4. 6%，我國的污水資源化還有很大前景，尤其是在干旱、半干旱的缺水地區。
二、縱觀(guān)我國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)現狀與發(fā)展趨勢大體情況簡(jiǎn)述如下：
1、預處理
預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)機物質(zhì)及部分有機物。
2、一級處理
從傳統的城市污水處理工藝流程來(lái)看,一級處理部分以污水收集粗、中、細格柵或水力篩、沉砂池及初次沉淀池等物理處理來(lái)達到一級處理。近期主要的發(fā)展為處理設備的機械化和自動(dòng)化水平的提高,各種機械設備的研制與開(kāi)發(fā),各種新型處理構筑物的應用等。
3、二級處理
從污水二級處理工藝來(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、三級處理
進(jìn)一步處理水中難降解的有機物，以及氮和磷等能夠導致水體富營(yíng)養化的可溶性無(wú)機物等。
經(jīng)過(guò)以上三級處理之后，基本去除了水中的污染物。
三、目前國內城市污水的主流處理方法
1、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。最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，回流至曝氣池，另一部分將從系統出中排出。
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荷兩段,各有獨立的沉淀和污泥回流系統。高負荷段(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)生不完全氧化反應,生物主要為短世代的細菌群落,去除BOD達50%以上。B段與常規活性污泥法相似,負荷較低,泥齡較長(cháng)。
AB法A段效率很高,并有較強的緩沖能力。但是,AB法污泥產(chǎn)量較高,A段污泥有機物含量極高,污泥后續穩定化處理是必須的,將增加一定的投資和費用。另外，A段在運行中如果控制不好,很容易產(chǎn)生臭氣,影響附近的環(huán)境衛生，產(chǎn)生硫化氫、大糞素等惡臭氣體。對于污水濃度較低的場(chǎng)合，B段運行較為困難,也難以發(fā)揮優(yōu)勢。目前有僅采用A段的做法,效果要好于一級處理。當對脫氮除磷要求很高時(shí),A段不宜按AB法的原來(lái)去除有機物的分配比去除BOD,因為B段曝氣池的進(jìn)水含碳有機物含量的碳/氮比偏低,不能有效地脫氮。
(2)SBR
序批式反應池(SBR)屬于"注水——反應——排水"類(lèi)型的反應器，在流態(tài)上屬于完全混合式，氮有機污染物確實(shí)隨著(zhù)反應時(shí)間的推移而被降解的。其操作流程由進(jìn)水、反應、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束構成一個(gè)周期，所有處理過(guò)程都是在同一個(gè)設有抱起或攪拌裝置的反應器內依次進(jìn)行，混合液始終留在池中，從而不需另外設置沉淀池。
該工藝將傳統的曝氣池、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筑物,并利于實(shí)現緊湊的模塊布置,最大的優(yōu)點(diǎn)是節省占地,可以減少污泥回流量,有節能效果。
(3)CAST法
CAST工藝是SBR工藝的一種變形，池體內用隔油墻隔出生物選擇區、兼性區和主反應區三個(gè)反應區，三個(gè)反應區的體積比大致為1:2:20，混合液由第三區回流到第一區，回流比一般為20%，在第一區內活性污泥與進(jìn)入的新鮮污水混合、接觸。創(chuàng )造微生物種群在高濃度、高負荷環(huán)境下競爭生存的條件，從而選出適合該系統的獨特的微生物種群，并有效抑制絲狀菌的過(guò)分增值，避免污泥膨脹現象的發(fā)生，提高系統的穩定性。
(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(cháng),池深較淺，在溝內設有機械曝氣和推進(jìn)裝置，近年來(lái)也有采用局部區域鼓風(fēng)曝氣外加水下推進(jìn)器的運行方式。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。當污水離開(kāi)曝氣區后，溶解氧濃度降低，有可能發(fā)生反消化反應。
2、生物脫氮除磷工藝
近年來(lái)，隨著(zhù)對生物脫氮除磷的機理研究不斷深入，以及各種新材料、新技術(shù)、新設備的不斷運用，衍生除了許多新的生物脫氮除磷工藝，下面簡(jiǎn)單介紹幾種我國各污水處理廠(chǎng)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,不但熊夠效穩定地脫氮,而且COD、BOD和ss的去除效果和穩定性更好。雖然其基建投資和運行管理費用均高于設有硝化功能的傳統法,但當要求出水的TKN濃度較低或考慮處理后的出水回用,并考慮工藝運行穩定時(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。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,反硝化細菌利用污水中的有機碳作為電子供體,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)氮還原成氮氣釋放出來(lái),完成反硝化過(guò)程;在好氧條件下,一方面聚磷菌將體內的PHB進(jìn)行好氧分解,釋放的能量用于細胞合成、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,從而實(shí)現污水的脫磷;采用A2/O系統可將污水中的COD、BOD和氮、磷同時(shí)去除,處理出水可優(yōu)于國家排放標準,接近三級處理水平。另外，污泥沉降性能也較好。
3、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安裝一定數量的填料，為了使污水達到凈化的目的，通過(guò)填料上的生物膜和供應的氧氣發(fā)生生物氧化作用，以此來(lái)將氧化分解廢水中的有機物。生物接觸氧化法是生物法處理廢水中的一種重要方法。
四、污水處理的展望
(一)工業(yè)廢水處理與城市污水合并處理
工業(yè)廢水與城市污水是合并處理還是分別處理，是多年爭辯的老問(wèn)題，世界各國都存在， 在我國更為突出。工業(yè)廢水與城市污水處理的關(guān)系能否合理的解決，關(guān)系到如何發(fā)揮投資效益，即能不能使有效的資金用于更好地防治水污染的問(wèn)題。多數人己認識到，應優(yōu)先一考慮工業(yè)廢水與城市污水的合并處理，規定工業(yè)廢水進(jìn)入城市下水道的水質(zhì)標準，并在廠(chǎng)內進(jìn)行必要的預處理，以控制并處理容易造成的問(wèn)題，工廠(chǎng)和城市應對城市下水道和污水處理廠(chǎng)的投資和運行費用共同負責，可按水量、水質(zhì)合理分攤。
(二)城市污水再生利用
污水經(jīng)過(guò)不同深度的處理后，成為人們的第一水資源。污水經(jīng)過(guò)處理不能得到合理的使用，就會(huì )淡化了污水處理的意義。中國水資源的擁有量在世界排名第121 位，說(shuō)明我國淡水資源缺乏。實(shí)踐證明來(lái)源較為可靠的再生水是第一水資源之一，但是人們對再生水的認識有偏見(jiàn)，認為再生水是由污水經(jīng)過(guò)處理后獲得的，歸根還是污水，所以不能得到重用，因此給再生水利用渠道的開(kāi)發(fā)造成了極大的困難。而對淡水資源的寶貴要求，人們重新認識再生水， 把再生水利用的渠道拓寬，要因地制宜根據需要確定利用途徑。例如農業(yè)用水、工業(yè)用水、市政、園林用水、生活雜用水、城市1 級河道景觀(guān)用水、利用現有坑塘儲存再生水、地下水回灌溉用水等。
(三)建設環(huán)保型的污水處理廠(chǎng)
污水處理廠(chǎng)是消除污染、化害為利、造福于民的產(chǎn)業(yè)，建設污水處理廠(chǎng)要消除自身對環(huán)境的污染，特別是隨著(zhù)環(huán)保法的深入人心，全民環(huán)保意識的增強，污水處理廠(chǎng)自身的污染應引起高度的重視。城市污水處理廠(chǎng)的建設可以從少到多，從低級到高級。結合我國實(shí)際，盡量開(kāi)發(fā)高效、低耗的處理技術(shù)，以便在財力、物力不充足的條件下，經(jīng)濟有效地解決水污染防治問(wèn)題。
(四)提高污水和污泥的資源化程度
經(jīng)過(guò)處理的生活污水達到一定的標準之后就成為了資源，如果直接排人水體而不進(jìn)行有效利用就是一種浪費，尤其是干早、半干早的缺水地區。因此，一方面，政府要建設分類(lèi)供水系統，為實(shí)現中水回用建立基礎，另一方面，要制定積極的政策措施，采取經(jīng)濟手段鼓勵中水回用，防止浪費。
(五)城市污水處理廠(chǎng)建設要規模適度
建設城市污水處理廠(chǎng)要立足實(shí)際情況，規模適度建設。規模過(guò)大，一次性資金需求過(guò)大， 資金不能及時(shí)到位，工程建設周期長(cháng)，有限的資金投人不能盡快產(chǎn)生效益;規模過(guò)小，既滿(mǎn)足不了當地的污水處理需求，又形不成規模效益。因此，建設污水處理廠(chǎng)要在一個(gè)適度的規模水平上，這樣才能運行成本最低，從而取得最佳效益規模。
城市污水處理是一個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題，目前越來(lái)越多的受到人們的關(guān)注，但目前遇到的最大的問(wèn)題是技術(shù)的改良和污水處理實(shí)際落實(shí)的問(wèn)題，還需進(jìn)一步投資進(jìn)行新技術(shù)的研究，山東海普歐環(huán)保致力于發(fā)展污水處理，希望為人們的生活帶來(lái)更多的綠色和清新。
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