隨著社會和(hé)經濟的高速(sù)發展,使環境問題日益突出,尤其是城市(shì)水環境的惡化,加劇(jù)了水資源的(de)短缺,影響著人民群(qún)眾的(de)身心健康,已成(chéng)為城市可(kě)持續發展的嚴重製約因素。所以城(chéng)市汙(wū)水(shuǐ)處理工藝的優(yōu)化,將是環保工作者麵臨的首要問題。
一.引言
縱觀我們的城市汙水處理在汙(wū)水處(chù)理工藝技術(shù)、汙泥處理(lǐ)及汙水回用(yòng)等技(jì)術現狀與發展趨勢(shì)大(dà)體情況簡述(shù)如下(xià):
(1)預處理
預處理僅用於城市(shì)汙水排海排江工程,予處理的目(mù)的在於去除汙水中的漂(piāo)浮(fú)物質、油類或油脂類物(wù)質以及砂粒等無機物質及部分有機物。
(2)一級處理
從傳統的城市(shì)汙水處理工藝流程來(lái)看,一級(jí)處理部(bù)分以(yǐ)汙水收集粗、中、細格柵或水力篩(shāi)、沉砂池(chí)及初次沉澱池等(děng)物理(lǐ)處理來達到一級處理。近期主要(yào)的(de)發展(zhǎn)為處理設備的機械化和(hé)自動(dòng)化水平的(de)提高,各種(zhǒng)機械設備的研製與開發,各(gè)種(zhǒng)新型處理構築(zhù)物的應用等。
(3)二級(jí)處理
從汙水二級處(chù)理工藝來看,仍然以生化處理為主,典型的流程(chéng)格局仍為(wéi)汙水經格柵到沉砂池到初沉池、曝氣(qì)池、二(èr)沉池、消毒接觸池(chí)後(hòu)排放(fàng)。
(4)三級處理
進一步處理水(shuǐ)中難(nán)降解的有機物,以及氮和磷等能夠導致水體富(fù)營養化的可溶性無機物(wù)等。經過(guò)以上三級處理(lǐ)之後(hòu),基本去除(chú)了水中的汙染物。
二.目前國(guó)內(nèi)城(chéng)市汙(wū)水的主(zhǔ)流處理方法
(一(yī))活性泥技術
簡(jiǎn)單來說活性泥技術就是利用活性(xìng)汙泥去除水中的有(yǒu)機(jī)物。首(shǒu)先是回流的活性汙泥和汙水同時進入(rù)曝氣池(chí),並將空氣(qì)打入曝(pù)氣池,使汙水和活性汙泥充分混合,曝氣池(chí)中微生物吸(xī)附(fù)、混合液進入二次沉澱池進行(háng)分離操作。*後就可(kě)以向外排放(fàng)淨化後(hòu)的(de)水,分離出一部分(fèn)活性汙泥(ní)通過回流係統,回流至曝氣池(chí),另(lìng)一部分將從係統出(chū)中排出。
下麵簡單介紹幾種有關活性汙泥技術的方(fāng)法。
(1)AB法
該工藝將曝氣池分為高低負荷兩段,各(gè)有獨立的(de)沉澱(diàn)和汙泥(ní)回流係統。高負荷(hé)段(duàn)(A段)停留(liú)時間約20—40分鍾,以生物絮凝吸附作用為主,同時發生不完全氧化反(fǎn)應,生物主要為短世代的細(xì)菌群落,去除(chú)BOD達50%以上。B段與常規活性汙泥法(fǎ)相(xiàng)似,負荷較低,泥齡較長。
AB法A段效率(lǜ)很(hěn)高(gāo),並有(yǒu)較強的緩(huǎn)衝能力。但是,AB法汙泥產量較(jiào)高,A段汙泥(ní)有機(jī)物含量(liàng)極高,汙泥後續穩(wěn)定化處(chù)理是**的(de),將增加一定的(de)投資和(hé)費用。另外,A段在運行中(zhōng)如果控製不好(hǎo),很(hěn)容易(yì)產生(shēng)臭氣,影響附近的環境衛生,產生(shēng)硫化氫、大糞素等(děng)惡臭氣體。對於汙水濃(nóng)度較低的場合,B段運行較為困難,也難以發揮優(yōu)勢。目前有僅采用A段的做法,效果要好於(yú)一級處理。當(dāng)對脫氮除磷要求很高時,A段不宜按AB法的原來去除有機物的分配(pèi)比去除BOD,因為B段曝氣池的進水含(hán)碳有機物含量的碳/氮(dàn)比偏低,不能(néng)有效地脫氮。
序(xù)批(pī)式反應池(chí)(SBR)屬於(yú)"注(zhù)水(shuǐ)——反應——排水"類型的反應器,在(zài)流(liú)態上屬於完全(quán)混合式,氮有(yǒu)機汙(wū)染物(wù)確實隨(suí)著(zhe)反應時間的推移而被(bèi)降解的。其操作(zuò)流程由進水、反應、沉(chén)澱、出(chū)水和閑置五個基本過(guò)程組成,從汙水流(liú)入到閑(xián)置結束構成一個周(zhōu)期,所(suǒ)有處理過程都是(shì)在同一個設有抱起或攪拌(bàn)裝置的反應器內依次進行(háng),混合液始終留在池中,從而(ér)不需另外設(shè)置沉澱池。
該(gāi)工藝將傳(chuán)統的曝(pù)氣(qì)池、沉澱池由空間上(shàng)的(de)分布改為時間上的分布,形成一體化的集約構築(zhù)物(wù),並(bìng)利於實現緊湊的模塊布(bù)置,*大的優點是節省占地,可以減少汙泥回流量,有節能效果。但(dàn)是,SBR工藝對自動化控製要求很高,並需要大量的電控閥門和機(jī)械(xiè)撇水(shuǐ)器(qì),稍(shāo)有(yǒu)故障將不(bú)能運(yùn)行(háng),一(yī)般(bān)**引進(jìn)全套進(jìn)口設備。
(3)CAST法
CAST工藝(yì)是SBR工藝(yì)的一種變形,池(chí)體內用隔油牆隔出生(shēng)物選擇區、兼性區和主反(fǎn)應區(qū)三個反(fǎn)應(yīng)區,三個反應區的體積比大致為1:2:20,混合液(yè)由第(dì)三區(qū)回流(liú)到**區,回流(liú)比(bǐ)一般為20%,在**區內活性汙泥與進入(rù)的新鮮汙水混(hún)合、接觸。創造微生(shēng)物(wù)種群在(zài)高濃度、高(gāo)負荷環境下競爭生存(cún)的(de)條件,從而選(xuǎn)出適合該係統(tǒng)的**的微生物種群,並有效抑製絲(sī)狀菌的過(guò)分增(zēng)值,避免汙泥膨脹現象(xiàng)的發生,提高係統的穩定性。
(4)氧化溝
氧化(huà)溝是活性汙泥(ní)法(fǎ)的一種(zhǒng)變形,是延(yán)時曝(pù)氣法的一種特殊(shū)形式(shì)。一般采用圓形或橢圓形廊道,池體狹長,池深較淺,在溝內設有機械曝(pù)氣和推進裝置,近年來也有采(cǎi)用局部區域鼓(gǔ)風曝氣外加水下推進器的運行方式。通過曝氣或攪拌作用在(zài)廊道中形成0.25—0.30m/s的流速,使活性汙泥成懸浮狀態,在這樣的廊道流速下,混合(hé)液在5—15min內完成一次循環,而廊(láng)道中(zhōng)大量的混合(hé)液可以(yǐ)稀(xī)釋(shì)進水20—30倍,廊道(dào)中水流雖然(rán)呈推流(liú)式。當(dāng)汙(wū)水離(lí)開曝氣區後,溶解(jiě)氧濃(nóng)度降低,有可能發生反消化反應。
三.生物脫氮除磷工藝
近年來,隨著對生物脫氮除磷的(de)機理(lǐ)研究不斷(duàn)深入,以及各種新材料、新技術、新設備的(de)不斷運(yùn)用,衍生除了許多新的生物脫氮除磷工藝,下(xià)麵(miàn)簡單介紹(shào)幾種我國各汙水處(chù)理廠的生物脫氮除(chú)磷(lín)工藝。
(1)A/O法
流程如下:
汙水(shuǐ)——前處(chù)理(lǐ)——厭氧水解池——接觸氧化池——沉澱(diàn)池——過(guò)濾池(chí)——出水(shuǐ)——汙泥回流
A/O脫氮工藝處(chù)理高濃度城市汙水,不但能(néng)夠效穩(wěn)定(dìng)地脫氮,而且COD、BOD和ss的去除效(xiào)果和穩定性更好。雖(suī)然其基建投資(zī)和運行管理費(fèi)用均高於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後的出水回用,並考(kǎo)慮工藝運行穩(wěn)定時,建議首先采用(yòng)A/O脫氮工藝。但A/O法中如果(guǒ)有硝(xiāo)化發(fā)生,除磷效(xiào)果會降低(dī),而(ér)且脫氮效(xiào)果(guǒ)受內循(xún)環比的影響,另外,此工藝的靈活性較差。
(2)A2/O法(fǎ)
A2/O工藝(yì)是通過厭氧、兼(jiān)氧和好氧(yǎng)交(jiāo)替變(biàn)化的環境(jìng),完成除(chú)磷脫氮反應。在厭氧條件(jiàn)下,回流汙泥中的聚磷菌受到(dào)抑製,隻能釋放體內(nèi)的磷酸鹽獲取能量,以吸收汙水中的可快速生(shēng)物(wù)降解的溶解性有機物(wù)來維持生(shēng)存,在這(zhè)個過程中(zhōng)完(wán)成了磷的厭氧釋放;在缺氧條(tiáo)件下,反硝化細菌利用汙(wū)水中的有機(jī)碳作為電子供(gòng)體,以硝(xiāo)酸鹽作為電子受體(tǐ)進行無氧呼吸,將回流(liú)液中硝態氮還原成氮氣釋放(fàng)出來,完成反硝化過程;在好氧條(tiáo)件下,一(yī)方麵聚磷(lín)菌將體內(nèi)的PHB進行好氧分解,釋放的能量用(yòng)於細胞(bāo)合成、增(zēng)殖和吸收汙水中的磷合成聚磷酸鹽(yán),隨剩餘汙泥排出(chū)係(xì)統,從而實現汙水的脫磷;采用A2/O係統可(kě)將汙水中的COD、BOD和氮、磷同時去除(chú),處理出水可優於(yú)國家排放標準,接近(jìn)三級(jí)處(chù)理水(shuǐ)平(píng)。另外,汙泥沉降性能(néng)也較好。
(三(sān))生物接觸(chù)氧化法
生物(wù)接觸氧化法就是(shì)在生物(wù)接觸氧化池內安裝一定數量的填料,為了(le)使(shǐ)汙水達(dá)到(dào)淨化的目(mù)的,通(tōng)過(guò)填料上(shàng)的(de)生物膜和供應的(de)氧氣發生生(shēng)物氧化作用,以此來將氧化分解(jiě)廢水中的有機物。生物接觸氧化法是生物法處理廢水中(zhōng)的一種(zhǒng)重要方(fāng)法。