国内城市污水处理技术动态 8页

'国内城市污水处理技术动态日期：2008-4-21   在我国，绝大部分江河湖泊都不同程度地受到污染。这主要是与我国的经济发展状况及污水处理水平有关。我国目前工业废水治理率不足70%，达标率不到50%，年排放18900896t生活污水，其中80%未经处理直接排放[1]。水体质量正逐步恶化，如果不采取行之有效的措施，有朝一日，恶化的水体将对人类的生存造成威胁。　  自从改革开放以来“随着社会经济的发展,城市污水排放量持续增加。1997年,全国城市污水年排放量达到351亿ｍ3,而污水处理率只有25.84%,其中集中处理率仅为13.65%” 。因此提高处理率以及处理的技术成了当今城市污水处理技术的当务之急。  1、传统上废水的处理方法分为物理法、化学法和生物法．物理法的去除对象是水中不溶解的悬浮物质．化学法是指向废水中投加化学物质，通过化学反应达到净化废水的目的．生物法指采取一定的人工措施，创造微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量繁殖，从而提高微生物氧化、分解有机污染物的一种技术．生物法主要用于去除废水中呈溶解态和胶态的有机物，与物理和化学法相比，生物处理在去除废水中有机碳、硫、氮、磷等污染物质方面，存在许多优越之处.  1．1传统活性污泥法 　活性污泥法自1914年由Arden和Lockett开创至今，已经过90年的发展与实践，在供氧方式、运转条件、反应器形式等方面不断得到革新和改进[2]．总的说来，活性污泥法的主要优点是能以相对合理的费用得到优良的出水水质，这是因为排放之前细胞物质就从废水中去除；主要缺点是可控制性差．要达到期望的水质，往往需要复杂的操作能，提高微生物对环境和水质变化的适应能力．  1．2生物膜法  　生物膜法和活性污泥法一样，都是利用微生物来去除废水中有机物的方法．但在活性污泥法中，微生物处于悬浮生长的状态，所以活性污泥法处理系统又称为悬浮生长系统．而生物膜法中的微生物则附着在某些物质的表面，所以生物膜法处理系统又称为附着生长系统．生物膜法主要包括生物滤池、生物转盘、生物流化床法等．  　研究者和工程师们的关注，又涌现出大量新型的单一或复合式生物膜反应器(Hybridbio—reactors)[3]，如微孔膜生物反应器(MembraneBiofilmReactor)、气提式生物膜反应器(Air—liftBiofilmReactor)、移动床生物膜反应器(MovingBedBiofilmReactor)、复合式活性污泥生物膜反应器(HybridActivatedSludge—BiofilmReactor)、序批式生物膜反应器(SequencingBatchBiofilmReactor)、升流式厌氧污泥床一厌氧生物滤池(UASB—AF)及附着生长稳定塘(Attached—growthPonds)，等等．目前，生物膜法需研究改进的主要技术问题有：在理论研究上须有所发展和突破；工艺设计的优化；研究适用的轻质高强、价廉、使用寿命长的滤池滤料；生物膜法除磷脱氮的研究．   1．3生物接触氧化法　生物接触氧化法是界于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺L1q]．接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式附着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中．因此它兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点．由于其中滤料及其上生物膜均淹没在水中，故又称之为淹没式生物滤池．生物接触氧化装置的形式很多，根据水流状态不同可分为分流式和直流式，从供氧方式上可分为鼓风曝气式、机械曝气式、洒水式和射流曝气式．生物接触氧化池的填料大多是蜂窝状，目前应用较好的是全面曝气的网状组合填料，纤维填料具有较好的应用前景．总的来说，生物接触氧化法的特点是：具有较高的容积负荷；不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；对水质水量的变化有较强的适应能力．  　　总的说来，传统的废水生物处理方法无论在设计理论和实际运行管理等方面，都有比较成熟的经验．但是，随着石油化工和有机化工的发展，有机物的种类和数量不断增加，需要处理的城市废水水质越来越复杂，需要研究开发新的废水处理生物技术．另外，随着水资源的日益紧张和人们环保意识的提高，进一步寻求能够高效除去生物难降解物质和氮磷营养物质也要求研究开发新的废水处理生物技术．  2、近年来推出的污水处理新技术 　近年来城市污水处理技术的发展方向主要有[1]：对传统的活性污泥法流程和技术进行革新，使之更为经济合理；研究开发可以代替活性污泥法的处理流程和技术；研究开发目标为城市废水回用的处理流程和技术，由此开发了许多废水处理的新工艺，如吸附生物降解(AB)工艺，序批式间歇反应器(SBR)、膜分离活性污泥法、氧化沟工艺等[1-3]．    2．1AB法　　AB法是吸附生物降解法(AdsorptionBio—degradation)的简称，是联邦德国亚琛大学B．Bohnke教授于20世纪70年代中期在传统两段活性污泥法(z—A法)和高负荷活性污泥法基础上开发的一种新工艺，属超高负荷活性污泥法，在技术上有突破[3]．适合经济水平不高的中小城市．该工艺的主要缺点是污泥产量较高．该工艺在我国一些城市已有应用，如深圳市罗芳污水处理厂．   2．2SBR法．　　SBR法是间歇式活性污泥法的简称，近年来，由于电子工业发展，污水处理厂的整个系统做到了自控运行，为活性污泥法的间歇式运行在技术上创造了条件[3]．主要变形工艺有间歇式循环延时活性污泥工艺(ICEAS)和循环式活性污泥工艺(CA—ST)．适合应用于对出水水质要求较高、水量水质波动较大的旅游城市的污水处理．如昆明市第三污水处理厂就采用ICEAS工艺，扬州市污水处理厂采用了CAST工艺．    2．3MSBR法　　MSBR(ModifiedSequencingBatchReactor)是改良式序列间歇反应器，我国深圳盐田处理厂在国内首次采用该工艺[6]．

　　MSBR工艺目前被认为是最新、集约化程度最高的污水处理工艺．从系统的可*性、土建工程量、总装机容量、节能、降低运行成本和节约用地等多方面来看，均具有明显优势．    2．4CASS　　CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)也是改良式序列间歇反应器，它是近年来国际公认的生活污水和工业废水的先进处理工艺．其主要原理是把序批式活性污泥法SBR的反应池沿长度方向分为2个部分，前部为生物选择区也称为预反应区，后部为主反应区，在主反应区的后部安装了可升降的撇水装置，曝气、沉淀等在同一池子周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统[10].北京航天城工程是我国使用该工艺较早的工程之   2．5Unitank　　Unitank是2O世纪9O年代比利时西格斯(SEGERS)公司开发的．从运行方式来看，它像是SBR法的一种变形和发展，具有SBR法和传统活性污泥法的优点，一体化设计，不仅具有SBR法的主要特点，还可以像传统活性污泥法那样在恒定水位下连续运行[11]．在我国应用较少，报道仅见梧州污水处理厂．   2．6氧化沟(OxidationDitch)　　氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭状的沟渠而得名．氧化沟工艺属于悬浮生物处理技术，在机理上类似于延时曝气工艺，常见的氧化沟有Carrousel氧化沟、交替工作式氧化沟、Orbal氧化沟、一体化氧化沟．与常规的活性污泥法或传统的活性污泥法相比，它具有以下优点[1，3，12] 引：工艺流程简单，构筑物少，运行管理方便；处理效果稳定，出水水质好；基建费用低，运行费用低；污泥产生量少，污泥的性质稳定；能承受水量、水质冲击负荷，对高浓度的工业废水有很大的稀释能力；污泥停留时间较长，硝化反应容易进行，通过调节供氧量，可获得较高的脱氮效率[12，13]．氧化沟工艺是我国目前采用较多的污水处理工艺技术之一。   2．7A2／O法　　A2／O(厌氧、缺氧、好氧)法是常用的脱氮除磷工艺．我国许多城市的污水处理厂，如广州大坦沙污水处理厂、桂林的第四污水处理厂采用了该工艺． 3、技术现状及发展趋势  3.1一级处理：　　从传统的城市污水处理工艺流程来看，一级处理部分，近年来技术理论没有多大突破，工艺流程大致如旧。近期主要的发展表现为处理设备的机械化和自动化水平的提高，各种机械处理设备的研制与发展。如出现了各种形式的格栅、格网、钟式沉砂池、多尔沉砂池及各种形式的除泥装置、清洗装置等。  3.2二级处理：  从二级处理来看．仍然以生物化学法为主，典型流程格局仍为污水经格栅，到沉砂池(或曝气沉砂池)．到初沉池、曝气池、二沉池，然后排放。在生物化学处理法中，为了脱氮除磷．近年来不少国家的污水处理厂改用A／0法和A2／O法处理污水，有些国家土地问题日趋紧张．正考虑用物理化学法代替生物化学法，取得对磷、氮、重金属、色度等更好的处理效果．同时处理厂占地小，节省能源．便于自动化管理。  3.3采用新流程、新技术、新设备等改善处理效果 　　由于柠水处理技术是一项综合性很强的技术．它涉及的科学技术范围相当广泛，随着世界各国科研生产各个领域的发展，而使传统工艺不断得到改进或更新。近年来用于城市污水处理方面的新工艺(流程)、新技术、新设备等领域大致如下：　　○1在分离技术方面，主要采用有回转式固液分离装置、新型重力沉淀技术和高效气浮技术。　　(1)固液分离技术。主要表现采用先进的回转式机械格栅。这种机械格栅具有水力条件好，过水流量大、效率高和水头损失小的特电。　　(2)采用集泥式大波板斜板沉淀池。“沉淀效率可提高l倍左右”、“容积负荷可提高l倍左右”．“结构紧凑、合理．容积利用系数可高达91％；“对原水负荷变化适应性强”的“新型高效沉淀装置”。二沉池和三级处理混凝沉淀池都可使用[6]。 　(3)采用高效气浮技术　　所谓高效气浮技术与普通压力溶气气浮法相比，通过采用高效溶气罐等装置来降低溶气压力、减少能耗，使单位容积的污水处理量提高8～12倍，减少池容80％上．投资和占地面积均可降低，且操作控制稳定[6].　　○2在活性污泥及生物膜法处理技术方面．主要研究或采用微孔曝气、A／O及A2／0工艺、氧气曝气、氧化沟、氧化塘、射流曝气、A—B法、TF／SC工艺、sBR(序批活性污泥法)系统等。 　另外城市污水处理技术获突破：微滤膜的首次应用（文摘简讯）近日，湖南大学与长沙市第二污水净化中心科技人员经过三年的攻关，成功推出“浸没式滤膜与氧化沟组合”的城市污水回用处理新技术。　　对于城市污水处理，我国目前采用“污水二级生物处理混凝沉淀常规过滤” 的工艺，存在流程长、建设投资大、运行费用较高的缺点。湖南大学在全国首次将化工领域的微滤膜成功替代传统的二沉池，不仅简化了流程，而且具有投资小、占地少、污水处理效率高的优点，根据测量，新工艺运行成本比传统污水深度处理工艺低13％左右，其建设投资则低40％左右，如果湖南污水处理厂全部推广该工艺，每年可节省污水处理运行费用2000多万元。　 参考文献 [1]钱易，米祥友．现代废水处理新技术[M]．北京：中国科学技术出版社，1993．25—34． [2]LeslieGradyCP，JrGlenTDAigger，HenryCLim．废水生物处理[M1．张锡辉，刘勇弟．北京：化学工业出版社，环境科学与工程出版中心，2003．123—142． [3]王彩霞．城市污水处理新技术I-M]．北京：中国建筑工业出版社，1990．15—48． [E4]彭永臻．SBR法的五大优点[J]．中国给水排水，1993，9(2)：94—1O1． [5]张统．SBR及其变法污水处理与回用技术[M]．北京：化学工业出版社，环境科学与工程出版中心，2003．124—125． [6]罗万申．新型污水处理工艺——MSBR[-J]．中国给水排水，1999，15(6)：67—72． [7]KetchumLH．Firstcostanalysisofsequencingbatchbiologicalreactor[,J]．JWPCF，1979，51(2)：1254—1260．    [8]AroraML．Technologyevaluationofsequencingbatchreactor[,J]．JWPCF，1985，57(8)：94—1O1． [9]NgWun—Jern．Sequencingbatchreactor(SBR)treatmentofwaste water[J]．EnvironmentalSanitationReviews，1989，28(9)：l19—124． [1O]沈耀良，王宝贞．循环式活性污泥系统(cAss)处理城市废水[J]．给水排水，1999，25(11)：28—33． [11]李探微，彭永臻，何金，等．UNITANK系统及污水处理研究方向的思考[J]．中国给水排水，1999，15(7)：56—6O． [12]邓荣森，李伟民，王涛，等．从运行方式看氧化沟技术的发展[J]．给水排水，2000，26(3)：34—58． [13]张自杰．环境工程手册水污染(防治卷)[M]．北'