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我国市政公用污水处理工艺的现状及发展趋势-建筑设计论文

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我国市政公用污水处理工艺的现状及发展趋势

许琼鹤

摘要:污水处理工艺起源于上世纪初,经过长时间的实践与研究已日臻成熟,本文对我国城市污水处理工艺的现状及今后发展的趋势加以探讨。

关键词:污水处理;工艺;现状;趋势

1 前言

我国的水资源极其匮乏,人均只有2151m3,仅为世界水平的1/4[1],水资源短缺是驱动水务行业长期发展的重要因素。20世纪70年代,我国开始着手城市污水处理问题,发展至今已取得明显的进步,但还存在污水处理厂的建设及运营经费资金短缺、再生水得不到充分利用、污水处理工艺选择一阵风等问题。因此,充分了解我国各种城市污水处理工艺的特点及今后的发展趋势非常重要。

2 我国城市污水处理工艺的现状

污水处理事业在我国得到了迅速的发展,污水处理工艺也是层出不穷。目前污水处理工艺主要有:传统活性污泥处理工艺、AB工艺、A/O及A2/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺、氧化塘、Biolak处理工艺等。

2.1 传统活性污泥处理工艺

活性泥法是目前污水生物处理主要方法之一,它于1914年在英国建成试验厂以来,已有90多年的发展历史,主要用来处理低浓度的有机废水。随着我国水体富营养化问题日益严重,为适应国家对氮磷的排放要求,保护水环境,一些传统活性污泥处理工艺的污水厂已对现有工艺进行了改造,增设了除磷脱氮功能。

2.2 A/O及A2/O工艺

A/O工艺有两种:A/O除磷工艺和A/O脱氮工艺,A2/O为除磷脱氮工艺。A/O工艺具有流程简单、构筑物少、只有一个污泥回流系统和混合液回流系统,基建费用省;A2/O工艺虽然处理构筑物较多,污泥回流量大,能耗高,沼气利用经济效益差,但有较好的除P脱N功能,改善污泥沉降性能,减少污泥排放量,提高对难降解生物有机物去除效果,运行效果稳定,管理维护简单,运行费用低等优点。广州大坦沙污水厂采用了A2/O除磷脱氮工艺,北京高碑店污水处理厂(二期)及天津东郊污水厂等大型处理厂的部分系统采用了A/O或A2/O工艺。

2.3 氧化沟工艺

氧化沟又名氧化渠,因其构筑物呈封闭的沟渠形而得名,是50年代初荷兰的巴斯维尔所开发,是活性污泥法的一种变型。目前应用较多的有奥贝尔氧化沟工艺,由我国自行设计、全套设备国产化的工程,已有成功实例。该工艺的优势是配套的土建工程简单,省去了污泥消化系统,建设费低,运行管理相对简单方便,在我国中、小型污水处理厂建设中有一定适用性,但占地大电耗高是明显的不足,今后应在发展中研究解决。

2.4 AB工艺

AB工艺(Adsorption Biodegradation),该工艺于20世纪80年代初开始在我国应用于工程实践。由于其具有抗冲击负荷能力强、对pH值变化和有毒物质具有明显缓冲作用的特点,故主要应用于污水浓度高、水质水量变化较大,特别是工业污水所占比例较高的城市污水处理厂。80年代末以来,建成了青岛海泊河污水厂、淄博污水厂、泰安污水厂等大中型城市污水处理厂。AB工艺的高效吸附作用、具有很强的耐冲击负荷的能力。

2.5 SBR工艺

SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process),主要优点是:沉淀效果好;可以防止污泥膨胀;反应效率高,特别对难降解有机物降解性能好;可以除磷脱氮;工艺简单等特点,另外占地少、土建投资省、运行维护量小,但对自控有强烈的依赖性,需要有较高的技术及管理能力。近期,SBR工艺在国内呈逐渐增多的趋势,昆明的第三、第四污水厂都采用了此工艺。

2.6 高效垂直流人工湿地系统水质净化技术

该工艺是一种生态工程方法,基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物,从而建立起一个人工湿地生态系统,当污水通过系统时,其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解,使水质得到净化[2]。人工湿地系统具有建造成本较低、运行成本很低、操作简单等优点,同时如果选择合适的植物品种还有美化环境的作用,但占地面积较大,产生的污泥量较大。

2.7 Biolak工艺

Biolak工艺是在20世纪末期引入我国的,它具有基建费用及运行费用低、剩余污泥已基本得到稳定、废水净化效果稳定、净化程度高、系统构造非常简单、故障发生率低、容易维护等特点[3],因此在短短几年内迅速得到发展和应用,如山东招远污染水处理厂、深圳龙田污水处理厂、江苏省高邮市污水处理厂等。

3 城市污水处理工艺的发展趋势

我国污水处理大体经历了3个阶段,18世纪~9世纪末萌芽阶段,19世纪末~20世纪70年代发展阶段,20世纪70年代~20世纪末提高阶段[4]。

3.1 污水深度处理工艺的应用

目前采用的污水处理法,大多不能使处理后的水质达到回收利用的标准。以生物降解为基础的污水处理工艺深度处理后的“再生水”可用于城市绿化、工业冷却、消防、游乐和景观用水,水量大、水质稳定、受季节和气候影响小,对城市的水资源紧缺状况起到了缓解作用,具有长远的社会效益。

3.2 生物脱氮除磷技术

在我国污水处理技术中生物脱氮除磷技术是近十年来发展起来的一种生物处理新工艺。我国自80年代初开始进行污水生物脱氮除磷技术的试验研究工作,其目的:一是为了防止水体富营养化,改善水环境污染状况;二是为缺水城市和地区探索污水处理与回用的新流程,八十年代中期进入中间试验研究阶段,目前已开始在较大规模的污水处理厂应用,尤其是近几年来有很大的发展,已提出一些新工艺及改革工艺,如如MSBR、倒置A2/O、UCT等,并且积极引进国外新工艺,如OCO、OOC、AOR、AOE等。

3.3 重视对小城镇污水处理厂工艺的研究

发展小城镇是我国城市化过程的必由之路,是具有中国特色的城市化道路的战略性选择。如果只注重大中城市的污水处理工程的建设,而忽视如此数量多的小城镇的污水治理,则我国的污水治理也不能达到预定目标。而对于小城镇的污水处理又面对着一系列的问题:小城镇污水的特点不同于大城市;小城镇资金短缺;运行管理人员缺乏等。因此,小城镇的污水处理工艺应该是基建投资低、运行成本低、运行管理相对容易、运行可靠性高的工艺。目前对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究方向是:从现有工艺中比选出适合小城镇污水处理厂的工艺,同时开发出适用于小城镇污水处理厂的新工艺。

3.4 对产泥量少、且污泥达到稳定的污水处理工艺的研究[5]

全国污水处理厂产生的污泥其最终处置均存在不同程度的问题,如何解决污水处理厂的污泥是我国污水处理事业中的一个扼要解决的问题。2003年中国城市污水厂的总污水处理量约为95.9562×108/a,城市平均污水含固率为0.02%,则湿污泥产量为965.562×104t/a[6],并且污泥的成份很复杂,含有多种有害有毒成分,而对此问题进行解决的一个有效办法是:污水处理厂采用产泥量少、且污泥达到稳定的污水处理工艺,这样就可以在源头上减少污泥的产生量,并且可以得到已经稳定的剩余污泥,从而减轻了后续污泥处理的负担。目前,我国已有部分工艺可做到这一点,如生物接触氧化法工艺、BIOLAK工艺、水解-好氧工艺等,但是对产泥量少、且污泥达到稳定的污水处理工艺的系统研究还没有开始。

4 小结

今后,研究和开发对传统工艺的改造和替代的新工艺是我国城市污水处理厂的工艺发展趋势,发展具有独立自主知识产权的、处理效果好且高效率低能耗的污水处理技术,是我国当前污水治理领域的一项主要任务。高效率、低投入、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺是今后污水处理厂的首选工艺。

参考文献

[1] 涂兆林. 我国城市污水处理现状与发展对策[J]. 市政技术,2002(2):29-37;

[2] 宋金凤.几种先进的污水处理技术介绍「J].中国水利水电市场,2007,(7):27-30;

[3] 宋旭东. BIOLAK废水处理工艺的探讨[J].皮革化工,2002(3):39-41;

[4] 董良飞.水处理发展过程及趋势探讨[J].长安大学学报(建筑与环境科学版),2004,21(4):62-64;

[5] 侯继燕, 龙腾锐, 贾韬. 我国污水处理厂技术工艺应用发展现状及未来趋势探讨[J].西南给排水,2007,(2):7-10;

[6] 余杰,田宁宁. 我国污泥处理、处置技术政策探讨[J]. 给水排水,2005,21(8):84-87;



 

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