1、当前几种污水处理工艺对比浅析当前几种污水处理工艺对比浅析-水处理工艺水处理工艺 摘 要:在我国经济发展与生产力飞速发展的过程中,工业用水与生活用水日紧张,并且污水的排放与治理已经成为一个重大的问题。我们当前对于大部分的生活污水采用直排的方式,不仅污染了环境,还造成了资源的浪费。在当今可持续发展理念日益深入人心的情况下,如何一方面对避免污水对环境的污染,另一方面对污水的重新利用,成为污水处理工艺的发展的根本目的。关键词:污水工业;环境保护;工艺水平在李克强总理大力推进城镇化的过程中,建立城镇污水处理厂对改善城镇水环境,成为保障城镇经济发展起着举足轻重的作用。随着经济的发展,城市化进程的不断加速,
2、人口和经济增长、粗放型发展模式、无组织大面积排施污染物、污水处理率偏低,以及牺牲环境和资源去追求眼前利益等,均是造成水污染日趋严重的原因。大量未经充分处理的污水被用于灌溉,已经使农田受到重金属和合成有机物的污染。据农业部在占国土面积 85%的流域内,通过 372个代表性区域取样调查,发现全国粮食总量的 1/10 不符合卫生标准。污水灌溉还造成粮食产量低,污染加大,营养成分下降。长期的污染水灌溉使病原体、致突变、致癌物质通过粮食、蔬菜、水果等食物迁移到人体内,严重危害了人体健康。水污染还对养殖业造成极大的危害,水源污染使原有的水处理工艺受到前所未有的挑战。根据我国经济发展和环境保护需求,结合我国
3、环境保护最新研究成果和国际环境保护技术水平和发展趋势,提出一套合理、经济、运转效率高的工艺流程对污水进行处理,以达到标准排放。对于保护环境,减轻环境污染,遏制生态恶化趋势,有着重要的意义。1 关于活性污泥法当前流行的污水处理工艺有:SBR 法、氧化沟法、普通曝气法、CASS 法、A2/O 工艺等,这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的,且各有其特点。1.1 CASS 法CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺是间歇式活性污泥法的一种变革,是由 SBR(序批式活性污泥法)工艺发展而来,集合了 ICEAS 和 CAST 工艺的优点。CASS 工艺的核心是 CASS
4、 池,在 SBR 的基础上,反应池沿长方向设计为两部分。前部为生物选择区也称预反应区,后部为主反应区。主反应区后部安装有升降自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程都在同一池子周期循环进行。省去了常规活性污泥二沉池和污泥回流系统,同时可连续进水,间断排水。某环保中心于 2008 年在实验室进行了 CASS 整套系统的模拟试验,分别探讨了 CASS 工艺在处理常温生活污水、低温生活污水、工业废水的机理和特点以及水处理过程中脱氮除磷的效果,其中 COD 去除率为 90%、BOD 去除率为 95%,脱氮除磷率比一般活性污泥法有很大提高,并在实践中取得了良好的经济效益。CASS 处理设施投入运行
5、,处理水量从 80m3/d 到 14,400m3/d不等。实践表明,CASS 工艺与 ICEAS 工艺相比负荷可提高 12 倍,工程投资可节省 30%。因此 CASS 工艺是一种高效的污水处理工艺。1.2 SBR 法SBR 法早在 20 世纪初已开发,由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成,常由四个或三个池子构成一组,轮流运转,一池一池地间歇运行,故称序批式活性污泥法。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性 SBR 工艺,如 ICEAS 法、CASS 法、IDEA 法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单,由于只有一个反应池,不需二沉池、回流污泥及设备,一般情况下
6、不设调节池,多数情况下可省去初沉池,故节省占地和投资,耐冲击负荷且运行方式灵活,可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态,实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统,采用滗水器及控制系统,间歇排水水头损失大,池容的利用率不理想,因此,一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。1.3 氧化沟法本工艺 50 年代初期发展形成,因其构造简单,易于管理,很快得到推广,且不断创新,有发展前景和竞争力,当前可谓热门工艺。氧化沟在应用中发展为多种形式,比较有代表性的有:帕式(Passveer)简称单沟式,表面曝气采用转刷曝气,水深一般在 2.53.5m,转刷动力效率 1.61.8kgO2/
7、(kWh)。奥式(Orbal)简称同心圆式,应用上多为椭圆形的三环道组成,三个环道用不同的 DO(如外环为 0,中环为 1,内环为 2),有利于脱氮除磷。采用转碟曝气,水深一般在 4.04.5m,动力效率与转刷接近,现已在山东潍坊、北京黄村和合肥王小郢的城市污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式,能有效地抵抗暴雨流量的冲击,对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式(Carrousel)简称循环折流式,采用倒伞形叶轮曝气,从工艺运行来看,水深一般在 3.0m 左右,但污泥易于沉积,其原因是供氧与流速有矛盾。1.4 普通曝气法本工艺出现最早,至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好,
8、经验多,可适应大的污水量,对于大厂可集中建污泥消化池,所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理,不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中,通过降低普通曝气池容积负荷,可以达到脱氮的目的;在普曝池前设置厌氧区,可以除磷,亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除 BOD5,在池型上有多种形式(如下文所述的氧化沟),工程上称为普通曝气法的变法,亦可统称为普通曝气法。2 活性污泥工艺的发展趋势通过几十年的研究与实践,活性污泥工艺已经成为一种比较完善的工艺。在池形、运行方式、曝气方式、载体等方面已经很难有较大的发展。用常规手段也已经很难在生物学方面有所突破。有学者认为该工艺未来两个大
9、的方向是膜分离技术和分子生物学技术的应用。2.1 膜分离技术的应用用膜分离代替沉淀进行泥水分离,可带来活性污泥工艺的以下变化:(1)不再存在污泥膨胀问题。在调控活性污泥系统时,不必再考虑污泥的沉降性能问题,从而使工艺控制大大简化;(2)曝气池的污泥浓度将大大提高(MLSS 可以大于 20000mg/L)从而使系统可在超大泥龄、超低负荷状态下运行,充分满足去除各种污染物质的需要。2.2 分子生物技术的应用目前分子生物技术已开始应用于污水处理领域。为搞清聚磷菌除磷的生化机理,已开始用分子诊断技术获取聚磷菌的遗传信息。现在从活性污泥中已发现的 30 多种丝状菌中,只有 4 种准确命名及生物分类学定位,因为这些丝状菌大部分无法进行分离纯培养。目前正用分子诊断技术进行这些丝状菌的生物学定位,以进一步准确了解其特性。分子诊断技术的大量应用,活性污泥微生物基因库的建立,在此基础上用基因技术培育具有高效活性的污泥菌种,进一步提高处理效果,是未来发展的方向。参考文献1 高庭耀.水污染控制工程M.北京:高等教育出版社,2007.