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城鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)分析

發(fā)表時間:2016-09-28 17:10

第一章  水的影響

1.1水資源

1.1.1水和人

水是與動植物關(guān)系最為密切的環(huán)境要素之一,對人類的生存、發(fā)展具有決定性意義。而人類活動對水的狀態(tài)也產(chǎn)生了重要影響。

人與水的關(guān)系主要集中在三個放面,水資源、水災(zāi)害和水污染。水資源關(guān)系到人類的生存;水災(zāi)害威脅到人和環(huán)境安全,而水污染則直接危害到人類的健康發(fā)展。因此調(diào)控水和人的關(guān)系,達(dá)到人與水的和諧,是實(shí)現(xiàn)人類社會經(jīng)濟(jì)、環(huán)境棵持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。

水資源短缺在中國和世界大部分地區(qū)已經(jīng)成為社會發(fā)展的制約因素。部分地區(qū)已經(jīng)形成水資源危機(jī)。1977年2月,聯(lián)合國在阿根廷瑪?shù)缕绽匍_的世界水資源大會上,曾向全世界發(fā)出警告:淡水危機(jī)將成為繼石油危機(jī)之后,另一個嚴(yán)重的全球危機(jī)。

1.1.2我國水資源利用

我國是一個水資源貧乏的國家,水資源總量近3萬億立方,居世界第6位,但人均水資源量為2340m3,僅為世界平均水平的四分之一位于第109位,我國已被列為世界13個貧水國之一,從20世紀(jì)80年代開始,我國社會經(jīng)濟(jì)一直處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài),城市化進(jìn)程加快,人民生活水平不斷提高,用水總量明顯增加,資源型缺水日益突出,以全國城市生活用水為例,從1980年到1999年的水量增長了4倍,為同期城市人口增長率的兩倍。在全國600多個城市中,有400多個城市缺水,嚴(yán)重缺水的城市有108個,以北方城市最為嚴(yán)重,就人均水資源擁有量而言,北京不足300 m3、山東位380 m3、河北為330 m3、天津?yàn)?50 m3,成為世界上最缺水的地區(qū)之一。正常年份城市缺水60億立方,日缺水量達(dá)1600萬立方。

據(jù)有關(guān)研究報(bào)告,到21世紀(jì)中葉,我國人口總量將達(dá)到15-16億,人均水資源將減少到1760 m3接近聯(lián)合國規(guī)定的人均水警告線,我國將進(jìn)入嚴(yán)重缺水期,2030年缺水量將達(dá)到400-500億立方。

在資源型缺水問題日益突出的同時,水質(zhì)型缺水又稱為更加棘手的問題。由于尚未完全擺脫資源粗放利用的生產(chǎn)模式,水資源綜合管理水平較低,污染控制相對滯后,不僅直接造成水資源的浪費(fèi),而且導(dǎo)致水資源可利用性明顯降低,江蘇、廣東、上海等一大批省市已經(jīng)面臨日益嚴(yán)重的“水質(zhì)污染型”缺水,如太湖流域3000多萬人守著2300km3的太湖出現(xiàn)了水多難用的尷尬局面,廣東省的珠江三角洲地區(qū)形成了經(jīng)濟(jì)發(fā)展--水體污染--水質(zhì)下降的惡性循環(huán)。

根據(jù)國家環(huán)保部發(fā)布的《2013年中國環(huán)境狀況公報(bào)》顯示,2013年,我國長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河、浙閩片河流、西北諸河和西南諸河等十大流域的國控?cái)嗝嬷?,?Ⅲ類、Ⅳ-Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)斷面比例分別為71.7%、19.3%和9.0%,水環(huán)境形勢依然不容樂觀。

1.1.3我國水污染狀況

近年來,我國現(xiàn)代化和工業(yè)化進(jìn)程不斷提速,廢水排放總量也呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。2001—2012年,我國廢水排放總量從2001年的433億噸增長到2012年的685億噸,12年間增加了252億噸,平均每年多排放了21億噸廢水,平均年復(fù)合增長率約4.3%。但污水集中處理僅為70%-80%(而有效處理后的回用水就更少的可憐),其中20%的污水未經(jīng)有效處理就直接排放入江河湖海,致使我國的水域污染十分嚴(yán)重,并進(jìn)一步加劇了水資源的短缺??梢哉f水污染嚴(yán)重和水資源的短缺已經(jīng)成為嚴(yán)重制約我國社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、危害生態(tài)環(huán)境、影響人民生活和身體健康的突出問題,迫切需要加以解決。

1.2法律法規(guī)的頒布

城市的供水、節(jié)水和水污染防治工作已面臨十分嚴(yán)峻的形式。國務(wù)院召開的全國城市供水、節(jié)水和水污染防治工作會議指出要從全局和戰(zhàn)略的高度,充分認(rèn)識我國水資源大問題的極端重要性和緊迫性,提出“必須堅(jiān)持開源節(jié)流并重、節(jié)流優(yōu)先、治污為本、科學(xué)開源、綜合利用”的原則。是對過去幾十年城市節(jié)約用水工作的總結(jié),也是我國今后發(fā)展必須遵循的原則。

同時政府相繼出臺了《中華人民共和國水法》,《中華人民共和國防洪法》,《中華人民共和國水土保護(hù)法》,《中華人民共和國水污染防治法》,《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》以及各種污水排放標(biāo)準(zhǔn)等。其中各行業(yè)各地區(qū)省市也相繼出臺地方法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。

2015年4月,國務(wù)院正式簽署《水污染防治行動計(jì)劃》。

水十條”的思路主要是“抓兩頭、帶中間”:一頭是抓好飲用水水源地等水質(zhì)比較好的水體水質(zhì),保證水質(zhì)不下降、不退化;另一頭是針對已經(jīng)嚴(yán)重污染的劣V類水體,尤其是影響群眾多、公眾關(guān)注度高的黑臭水體,下決心治理好,大幅減少甚至消滅掉。通過這兩頭來帶動中間一般水體的水污染防治。

水十條涉及的工業(yè)水污染治理、城鎮(zhèn)水污染治理、農(nóng)業(yè)污染治理、港口水環(huán)境治理、飲用水、城市黑臭水體治理、環(huán)境監(jiān)管等方面,到2020年完成水十條相應(yīng)的目標(biāo)。并且均以明確的量化指標(biāo)進(jìn)行要求,并規(guī)定了截至?xí)r間,各部委明確分工,采取對地方政府排名和落后名次的懲罰制度。將河流等水體改善程度作為考核標(biāo)準(zhǔn),包括七大水系等。

1.3水污染分類

在日本常規(guī)的叫法把水分為三種:上水--自來水或飲用水。中水--處理達(dá)標(biāo)后的水、下水-污染的水。我國及多數(shù)國家均使用這一名詞。

按照使用的不同又分為:工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水、城市綜合生活污水。

工業(yè)污水分為:印染漂洗、電鍍,線路板、設(shè)備冷卻水、洗滌水等。

農(nóng)業(yè)污水分為:蓄禽養(yǎng)殖污水、農(nóng)業(yè)面源污染土地使用農(nóng)藥、化肥等(雨水)

城市綜合生活污水:醫(yī)院、學(xué)校、機(jī)關(guān)、酒店、商場、居民區(qū)等。

工藝分析

對于生活污水一般采用成熟的預(yù)處理-厭氧(酸化水解)-好氧-沉淀-消毒)人工濕地綜合處理的工藝。廢水通過沉砂、篩網(wǎng)過濾預(yù)處理后進(jìn)入調(diào)節(jié)池,生化處理采用厭氧(酸化水解)—好氧,利用微生物多級新陳代謝來降解和去除廢水中的污染物。生化后的污水采用沉淀池進(jìn)行泥水分離,上清液在消毒池中經(jīng)強(qiáng)氧化劑消毒,達(dá)到殺菌的目的,使之達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。有條件的還可以人工濕地精細(xì)化處理。

 處理由物化法和生化法以及人工濕地完成。

物化法一般分為格柵、絮凝沉淀、自然沉淀、斜管斜板沉淀、化學(xué)沉淀、化學(xué)氧化、化學(xué)還原、離子交換、過濾等等,

生化法一般分為厭氧處理法和好氧處理法。

3.1物化法

對于一般生活污水采取格柵—沉淀—水解酸化是最有效的方法,一般可在同一個池體或者塘中完成,以便減少投資成本和管理成本。水力停留2-4小時可達(dá)到沉淀懸浮物、打破大分子鏈、均勻水質(zhì)水量,為后續(xù)工藝減輕負(fù)荷。

3.2生化法

生化法一般分為厭氧生化、好氧生化工藝。

3.2.1厭氧生化

厭氧生化具有下列優(yōu)點(diǎn):無需攪拌和供氧;動力消耗少。厭氧池內(nèi)利用厭氧菌的作用,使有機(jī)物發(fā)生水解、酸化和甲烷化,去除廢水中的有機(jī)物,并提高污水的可生化性,有利于后續(xù)的好氧處理。

常用的厭氧法包括普通消化池、UASB、ABR折流板厭氧消化、厭氧接觸消化池、水解酸化塘池等。

針對生活污水一般不需要厭氧生化。對于混淆有工業(yè)污水或高濃度的養(yǎng)殖業(yè)污水則需要水解酸化預(yù)處理。

3.2.2好氧生化

好氧生化一般分為活性污泥法(包括變種的氧化溝、CASS、A2/O、SBR等)和生物接觸氧化法,以及具有生物接觸氧化法和過濾功能的曝氣生物濾池法。

在污水好氧生物處理工藝的發(fā)展和應(yīng)用中,活性污泥法和生物膜法一直占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著新型濾料的開發(fā)和配套技術(shù)的不斷完善,與活性污泥法平行發(fā)展起來的生物膜工藝技術(shù)得以快速發(fā)展,即獨(dú)立又幾乎已經(jīng)結(jié)合到污水處理的各種其它工藝中,這是由于生物膜法具有諸多優(yōu)點(diǎn):

處理效率高、耐沖擊負(fù)荷性能好、體積小、占地面積少、運(yùn)營管理穩(wěn)定、低成本、低能耗、投資省、運(yùn)營成本低、不存在活性污泥法的污泥膨脹問題、可以維持較高的污泥齡、生物相相對豐富穩(wěn)定、具有較高的微生物量、水力停留時間較短、對毒性物質(zhì)和沖擊負(fù)荷具有較強(qiáng)的抵抗性、具有一定的硝化和反硝化功能、可以實(shí)現(xiàn)封閉式運(yùn)轉(zhuǎn)、解決臭味問題等。

下表為生物膜與活性污泥的微生物比較:

生物膜及活性污泥出現(xiàn)的微生物比較

微生物種類

活性污泥法

生物膜法

微生物種類

活性污泥法

生物膜法

細(xì)菌

大量

大量

其他纖毛蟲

一般

多量

真菌

少量

多量

輪蟲

少量

多量

藻類

極少

一般

線蟲

少量

一般

鞭毛蟲

一般

多量

寡毛類

極少

一般

肉足蟲

一般

多量

其他后生動物

極少

少量

纖毛蟲緣毛類

大量

大量

昆蟲類

極少

一般

纖毛蟲吸管蟲類

少量

少量




從上表可以看出生物膜上的微生物種類繁多,各菌種數(shù)量穩(wěn)定且量大,單位反應(yīng)器內(nèi)的生物量可高達(dá)活性污泥法的5-20倍,因而生物膜反應(yīng)器具有較高的處理能力。

以下為幾種常用污水二級處理工藝比較。  

項(xiàng)  目

氧化溝法

曝氣生物濾池法

A/A/O

基建投資

較小

較小

運(yùn)行費(fèi)用

較低

抗負(fù)荷變化能力

抗水質(zhì)變化能力強(qiáng)

抗水質(zhì)變化能力強(qiáng)

較強(qiáng)

環(huán)境影響

噪聲小、有臭味

無噪音,無異味

無噪音,無異味

污泥膨脹情況

有污泥膨脹  

無污泥膨脹

有污泥膨脹

污泥回流

100%  動力大

不需要

100%  動力大

能耗

較大

污泥產(chǎn)生

化學(xué)藥品費(fèi)用

占地面積

操作管理

簡單

簡單

簡單

BOD去除率

90%以上

93%以上

90%以上

氣溫、水溫影響

較小

較小

較大

由上表可以看出采用曝氣生物濾池法具有投資少、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、出水水質(zhì)穩(wěn)定高效等優(yōu)點(diǎn)。


文章分類: 環(huán)保新聞
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