几种城市污水处理工艺的特点及其应用

几种城市污水处理工艺的特点及其应用【摘要】:水资源短缺和水环境污染的程度日益加剧,使得城市污水的有效回收利用成为一项紧迫的任务。文章主要介绍了氧化沟、SBR法、厌氧生物处理及其天然净化系统几个污水处理工艺的特点,及其它们在当前城市污水处理中的应用。【关键词】:污水处理;氧化沟;SBR法中图分类号:X7文献标识码:B文章编号:1002-6908(2007)1010029-021.概述随着城市化进程的加快和生活水平的提高,城市污水的排放量逐年增加,水污染状况日趋严重,已成为经济可持续发展的严重障碍。因此,加大对城市生活污水的集中处理力度十分必要。与国外一些发达国家相比,我国城市污水再生利用还处于起步阶段。城市污水回用在国外已经有较长的历史,以色列的中水回用率由1974年的8%发展到目前的80%以上,美国已经有350多个城市采取了污水处理后回用,日本东京地区将三河岛污水处理厂处理过的水用于300多家工厂[1]。传统的污水处理有物理处理、化学处理和生物化学处理。在实际污水处理中,这些方法常常组合使用,形成各种不同的污水处理工艺流程。如厌氧好氧处理法(A/O法)、厌氧一缺氧一好氧处理法(A2/O法)、连续循环曝气法(氧化沟法)、序批式好氧活性污泥法或间歇式活性污泥法(SBR法)等。下面主要介绍以下几种污水处理方法:2.污水处理的几种工艺2.1氧化沟氧化沟是活性污泥法的一种变型,其曝气池呈封闭的沟渠形,其曝气池呈封闭的沟渠形,污水和活性污泥混合液在其中循环流动,并因此而得名。又称循环曝气池、无终端的曝气系统[2]。氧化沟具有独特的工艺特点,-般不设初沉池,通常采用延时曝气。污泥负荷和污泥龄的选取要考虑污水硝化和污泥稳定化两个因素,一般污泥龄为l0d一30d,污泥负荷在0.05-0.10kgBOD5/(kgMLSS.d)之间。氧化沟对有机物的去除效率很高,其不同工艺组合还具有除磷脱氮功能。近年来,随着氧化沟专用设备的开发研制,在技术装备和运行控制上有了一整套技术,如荷兰DHV公司与美国EMICO公司合作推出的Car-rousel2000氧化沟、丹麦Kruger公司推出的交替工作式氧化沟、美国En-virex公司推出的Orbal氧化沟、德国Passavant公司推出的转刷曝气氧化沟等。北京燕山石化公司牛口峪污水处理厂曾对氧化沟进行了工程测试,该厂主要接纳工业废水及少量生活污水,结果表明,Orbal氧化沟处理效果很好,出水各项指标均远远低于设计值,COD、氨氮的去除率都超过90%[3];重庆建筑大学邓荣森等[4]应用侧渠式氧化沟与厌氧处理方法相结合,对高浓度有机废水(屠宰)进行处理,研究表明,组合式氧化沟处理高浓度有机废水是完全可行的,厌氧组合有助于提高出水水质,侧渠合建能实现无泵污泥自动回流;目前,氧化沟以其流程简单、管理方便、处理效果好等优点,在我国中小城市污水处理厂中得到广泛应用。2.2SBR法SBR法是间歇式(序批式)活性污泥法的简称,它集曝气、沉淀池于一体,不需设二次沉淀池,省去了污泥回流及设备;该工艺具有工艺流程简单,布置紧凑,占地节省,运行方式灵活,除磷脱氮效果较好等一系列优点,缺点是对自控要求高,管理较复杂。近年来,自控技术的迅速发展为SBR法再度得到深入研究和广泛应用,提供了极为有利的先决条件。如今,SBR法已发展为一种简单可靠、经济有效、颇具竞争能力的城市污水处理技术,并且以其为基础出现了许多变型工艺,如间歇进水间歇曝气的CAST(CyclicActivatedSludgeTechnology)工艺、CASS(CyclicActivatedSludgeSystem)工艺、连续进水间歇曝气的ICEAS(Inten'nittentCyclicExtendedAerationSystem)工艺等。和占龙、唐永明等[5]采用SBR工艺处理猕猴养殖场废水,结果出水水质各项指标优于GB8978-1996《污水综合排放标准》二级排放标准,达到动物饲养场废水达标排放标准;袁忠等[6]用SBR发处理甲醇废水,结果表明,处理效率高,沉降效果好,污泥产量低,活性污泥不容易发生膨胀;黄明等[7]利用SBR发去除城市污泥中的重金属,结果表明:对Cu和Zn的去除率达78.3%和77.7%,对Cd的去除率接近99%,沥滤处理后污泥中的残余重金属含量符合污泥农用的国家标准。2.3厌氧生物处理技术厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物的处理技术。因其效率高、成本低而成为现代先进的废水处理技术之一。厌氧方法适合处理高浓度的有机废水。同时,采用厌氧生物处理技术时,每去除1kgCOD能产主0.35m3的甲烷[8].因此.废水厌氧处理在食品酿造和制糖工业中得到广泛应用。强志民等[9]利用好氧污泥转厌氧驯化的方法在厌氧复合床(结合了缺氧生物滤池和UASB的优点)内接种培养,处理含酚lg/L左右的废水,处理效果明显,苯酚去除率达98.7%,COD去除率达98.3%。厌氧工艺处理城市污水最大的缺点是出水水质通常达不到排放标准,因为厌氧处理主要是去除污水里的COD,使得出水水中氨氮和硫化物浓度较高,一些感官性指标如色度、气味也较重。对于处理后出水里的BOD、TSS、N、P和病原体/致病微生物等可采取一些生物方法(如稳定塘),物理化学方法(如石灰投加法等)和化学方法(如加入O3等去除)。在用厌氧处理污水的时候,值得注意的是污水的处理温度和浓度,温度会影响溶解性有机物的降解,在温度低于20℃时有机物的水解过程会受到抑制[10],而污水的浓度则影响厌氧微生物的生长速度。2.4天然净化系统自然生物处理法是利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理废水的技术。其主要特征是工艺简单、建设与运行费用都较低,但净化功能受自然条件的制约。主要的处理技术有土地处理法、人工湿地和稳定塘等。下面主要介绍土地处理和人工湿地在污水处理中的应用。2.4.1土地处理法土地处理法是利用土壤一微生物一植物组成的生态系统对污水中的污染物进行物理、化学和生物净化,并通过系统营养物质和水分的循环利用,使绿色植物生长繁殖,从而实现污水的资源化、无害化和稳定化,是一种高效、节能、经济并符合生态原理的污水处理系统。污水土地处理技术有5种基本类型:慢速渗滤、快速渗滤、地下渗滤、地表漫流和湿地系统。各种类型适用的污水处理范围见表1[11]。土地处理系统工艺类型的选择,主要是根据土壤性质、透水性、地形、种植作物种类、气候条件和对废水处理程度的要求等来选择的。2.4.2人工湿地处理系统人工湿地是二十世纪七八十年代发展起来的。它是一种利用湿地自然生态系统中的物理、化学和生物学协同作用,通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸附和微生物分解来实现对废水的高效净化的污水处理方法[12]。人工湿地去除污染物的范围很广泛,包括N,P,SS、有机物、微量元素、病原体等。彭超英等[13]人对某地人工湿地进行探讨和检测,结果表明,其CODCr去除率可达83%,总氮去除率达45%;李亚治[14]等采用水葫芦一水草人工湿地系统对再生浆造纸废水进行了处理。结果表明:BOD5,CODCr,SS的去除率分别达到98%,93%和89%,而且系统性能稳定。出水水质达到排放标准且可用于农灌。3.小结(1)氧化沟工艺和SBR工艺是城市污水处理的首选工艺,首先其基建费用明显低于常规活性污泥法、A/O、A2/O法,且处理效果又相对很好;(2)厌氧生物处理技术是一种低成本、低能耗、污泥产量低的技术,且把废水处理与能源的回收利用相结合,是包括中国在内的大多发展中国家的首选技术;(3)天然净化系统作为一种古老的污水净化系统,由于具有其它污水处理技术所不能比拟的优越性,在世界范围内一直得到广泛重视,尤其在中小城镇的污水处理厂具有广阔的应用前景。参考文献[1]王培风,城市污水再生会用技术途径[J].浙江水利水电专科学校学报,2006,18(3)5:9-61.[2]原培胜、张洪荣同,两种改良型活性污泥法在城市污水处理中的比较[J].环境工程,2006,24(3):33-35.[3]周克钊,城市污水氧化沟生物除磷脱氮处理技术综述[J].西南给排水,2005,27(2)1:3-17.[4]邓荣森、刘宝疆,一体化氧化沟技术的发展[J].中国给水排水,1998(1):42-44.[5]和占龙,唐永明S.BR工艺在猕猴养殖场废水处理中的应用[J].医学动物防治,2006,22(9):644-645.[6]袁忠、冯小明,SBR法处理甲醇废水的运行和控制[J].泸天化科技,2006,31:98-201.[7]黄明、何强,SBR工艺去除城市污泥中重金属的研究[J].中国给水排水,2006,13(22)9:0-93.[8]陈俭霖、薛银刚,生物技术处理废水的研究进展[J].江苏环境科技,2005,18(4)5:0-52.[9]强志民,厌氧-好氧反应系统处理含酚废水的研究环境污染与防治[J].1997,19(2):1-4.[10]陈威、朱雷,废水厌氧生物处理的研究与进展[J].国外建材科技,2006,27(1)5:1-53.[11]王季震、乔鹏帅,污水土地处理技术中几种处理工艺的分析[J].北京工商大学学报,200624(2):13-16.[12]耿琦鹏、洪剑明,人工湿地净化污水机理研究进展[J].南水北调与水利科技,2006,4(5)4:3-45.[13]彭超英,人工湿地处理污水的研究[J].重庆环境科学,2O00,22(6):43-45.[14]李亚治,水葫芦-水草人工湿地系统在再生浆造纸废水处理中的应用研究[J].环境科学动态,2000,(2):28-30.-