10万吨/天城市污水处理工程
摘 要
城市污水处理便是解决城市污水污染最有效的途径，目前，城市生活污水主要包含淀粉、纤维素、蛋白质和矿物油等，这些物质的化学需氧量、总氮、生物需氧量、总磷都比较高。即使通过二级生化处理、一级物理处理,城市生活污水还是会出现总磷、总氮超标现象。为了提升我国城市生活污水处理效果，必须要勇敢地向现代化国家汲取先进的生活污水处理工艺，加强污水处理新技术、可再生技术、污泥处理新技术等方面研究，并学习西方国家的污水处理厂的运营管理经验，并提高基础设施的自动化程度，以此为基础来开展生活污水处理工作，提高污水处理效率，对提升我国城市生活污水的排放质量有着关键意义。我国污水处理技术仍然处于完善的阶段，所以在未来一段时间内需要加大发展力度，保障城市水资源安全。
关键词：城市污水处理；处理工艺；污泥处理
引言
尽管淡水资源总量名列世界第四位，我国的人均水资源量仅为世界平均的四分之一，是一个水资源严重缺乏的国家。与此同时，我国幅员辽阔、地形复杂，水资源在地区上的分布也极不平衡。而随着我国经济的快速发展、人口的持续增长及城市化进程的加快，水资源的需求量不断增长，且生活生产中对水资源的利用产生了大量的污、废水，这些污水一旦进入环境便会造成严重的环境污染。
在水资源有限的情况下，为了保护环境、满足日益增长的水资源需求量和随着生活水平的提高人们对水质日益提高的要求，污、废水的处理与再利用便至关重要。兴建城市污水处理厂，采用各种必要的物理、化学或生物学的工艺技术进行污水处理，一是可以实现污水无害化，二是可将达到一定水质标准的处理污水进行二次利用，有效地提高了水资源的利用率，对环境的保护和水资源的节约与充分利用意义重大。
1.我国污水处理工艺现状和存在的问题
1.1我国城市污水处理厂的现状
近几年来,随着我国经济的快速发展,人们生活水平大幅度提高,由此产生的城市污水量也大幅度增加。这势必给城市的水环境带来威胁和沉重的负担,而承担污水处理的城市污水处理厂则任务更为艰巨。保证出水水质达到国家标准,找到适合自身发展的模式,是我国城市污水处理厂得以持续发展的关键。
首先,从我国城市污水处理厂的情况来看,在建设规模上,据《中国城市建设统计年鉴》显示,我国城市污水处理厂的建设数量在不断增加,污水处理总量在不断增强,处理能力和效率也在不断提升。2003年全国城市污水处理厂共计612座, 总设计处理能力为4254m3/d,年污水处理总量为148亿立方米, 污水处理率为42.39%。到2006年新增940座污水处理厂 年污水处理能力达到195亿立方米。到2012年就已经增加到1670座城市污水处理厂,日污水处理能力达到1.17亿立方米,年污水处理能力达到344亿立方米,污水处理率为87.30%。城市污水处理厂的建设提高了处理污水的能力,从一定程度上减轻了我国水污染的状况。
其次,从我国不同规模城市污水处理厂工艺状况来看,所采用的主要处理工艺主要包含了:活性污泥法工艺、A2/O及其改良工艺、氧化沟工艺、SBR工艺、百乐克类工艺、人工湿地类工艺、生物膜类工艺和其他类处理工艺等八类。在这八类处理工艺中, A2/O类工艺常用于较大型的污水处理厂, 氧化沟、SBR工艺较多地用于小型污水处理厂。A2/O及其改良工艺、氧化沟工艺、SBR工艺这三类污水处理工艺是我国污水处理厂主要采用的工艺。
1.2 我国城市污水处理厂存在的问题
基于我国城市污水厂的现状和使用的处理工艺,目前城市污水厂大致存在着四方面的问题:一是总体污水处理能力偏低,污水处理设施地区分布不平衡;二是污水处理厂符合率不高;三是污水再生利用率和污泥的再生率低;四是污水处理设施脱氮除磷能力低。
(1)总体污水处理能力低,污水处理设施地区分布不平衡。尽管近年来我国不断加大对城市污水处理厂的建设和升级改造,污水处理总量不断增加,但仍有不少城市没有污水处理设施。污水处理率虽有不小的提高,达到了85%,但相对于发达国家的95%仍有不小的差距。同时,由于我国经济发展的不平衡性, 造成我国污水处理厂的建设具有很强的区域性,发展不协调,各省份之间具有很大差异。经济较发达的东部地区汇聚了我国近70%以上的污水处理厂和污水处理设施,中、西部地区仅有30%的污水处理厂和污水处理设施,尤其是西部地区,使原本生态脆弱和水容量小的水环境问题更加突显。
(2)污水处理厂符合率较低。目前,我国所投运的污水处理厂的平均负载符合率普遍较低,远没有达到国家要求的负荷高于60%的要求。另外,我国城市废水管网覆盖率低,污水处理设施落后,且大多数城市污水处理厂的设计规模远超实际需求,造成运行管理成本高等,导致城市污水处理设施低负荷运行。
(3)污水再生利用和污泥的再生率低。据《城镇排水统计年鉴》显示,我国再生水利用率仅为6.2%,与我国水资源贫瘠的现状严重相悖,再生水利用率仅为发达国家的十分之一。造成我国再生水利用率低下的主要原因在于再生水配送管网的建设难度大,铺设不到位,再生水定价低、成本高。虽然污水经过处理后达到了回用标准,却没有被利用起来,造成了很大的水资源浪费。
在我国, 有近一半的污泥采用填埋的方式进行处理, 污泥的利用率仅为11%。污泥处理中存在的主要问题有负责单位不明确、监管不到位, 相关标准缺乏等。
(4)污水处理设施脱氮除磷能力低。据资料显示,在我国已建成的污水处理厂中,仅有2043座污水处理厂具有脱氮除磷功能,这些污水处理厂出水水质执行一级A和一级B标准，日总处理能力达到了7200万吨,占全国城镇污水处理能力的56%。而剩余46%的污水处理厂的污水处理设施不具备脱氮除磷能力。近年来，随着我国对水环境问题的日益重视,环保力度进一步加强,需要对城镇污水处理厂的设备进行升级改造,尤其是早期建设的污水处理厂,水质已不能满足国家新颁布的执行标准。
- 常见的城市生活污水处理工艺
2.1 传统活性污泥法
所谓传统活性污泥法，指的是使用具有活性的污泥来完成废水的处理。活性污泥法在实际应用过程中，有着较高的污水处理效率。传统活性污泥法的原理是将废水中的好氧性微生物在物理化学方法的作用下，使之形成以菌胶团为主的微生物群，从而完成污水的处理工作。然而，从建设投入上来看，传统活性污泥法需要耗费较多建设资金，污水处理性价比较低。
2.2 间歇式活性污泥法
间歇式活性污泥法在实际应用过程中，不仅操作管理简单，而且处理性能也较为稳定。使用间歇式活性污泥法在进行污水处理时，会使用两个曝气沉淀池来处理混合污水，通常处理时间约为6个小时。
2.3 AB工艺法
吸附生物降解法简称AB工艺法，存在特殊净化机制功能，其工作原理是通过在曝气池划分A,B两段区域，以此为基础来吸附与氧化处理池中废物，使处理后的废水满足国家排放要求。
2.4 A/O工艺处理
为了提升A/O处理工艺的污水处理效果，则必须要有充足的碳源供应，所以其在处理生物除磷脱氧的污水时可起到不错的应用效果。在处理污水时，在好氧硝化反应环境下实现除磷脱氧目的，并且也可进一步降低有机物在污水中的含量。对于A/O工艺处理来说，其不仅存在较强的适用性，而且存在净化效果好，建设投入成本较低等优点。
3.污水的深度处理
在城市污水深度处理工作开展的过程当中,其主要的目的是为了保证通过有效的污水处理,使得相应的水体能够达到回用水的标准,且能够将其作为水资源用于生产活动当中。在城市污水深度处理工作开展的过程当中,可以结合源水水质和处理后的水质要求,适当选择处理的级别和处理工艺。为了全面加强社会生态文明建设,实现水资源的可持续循环使用,保障水循环能够良好稳定持续下去,则需要全面加强城市污水的深度处理工作,结合新时代的科学技术,加强城市污水的深加工,使得相应的水资源能够再利用,这就需要全面加强城市污水的防治工作,且能够结合相应的政策,全面加强城市污水深度处理,不断完善城市污水处理的体系,实现水资源的综合利用。
3 .1城市污水深度处理的措施
在城市污水深度处理的过程当中,可以通过混凝、过滤、臭氧氧化、生物氧化等多种方式,实现城市污水的深度处理工作。这些物理的处理方式能够有效去除城市污水二级出水中的残余难降解微量有机物,细菌,病毒等有害物质。为了提高城市污水处理的效果,在污水深度处理的过程中,要以最低的污水处理成本获取高质量的出水,进而提高城市污水深度处理的性能价格比,以有效缓解城市用水矛盾,以不断提高水资源的利用率,促进社会经济的发展[1]。在本次研究中将从污水脱氮技术,污水除磷处理,城市污水的三级处理等三个方面出发,以加强城市污水深度处理工作。
3.1.1 污水脱氮技术
在生活污水中的氮主要以有机氮和氨氮的形式存在,通过二级生化处理技术难以有效去除污水中的氮。在城市污水深度处理过程中,可以通过活性污泥法这种高效的生物脱氮技术,通过有机物的氧化,硝化和反硝化反应,以提高城市污水深度处理的效果。为了提高污水脱氮的效果,还可以利用化学法去除污水中的氮。同时,还可以通过折点加氯法和离子交换法,对城市污水进行深度处理,去除污水中的氮。在城市污水深度处理中还可以利用活性炭吸附法以有效去除水中的多数有机污染物。与其他技术相比,活性炭处理更加高效,具有很强的适应性,广泛适用于城市污水的深度处理。但对于极性短链含氧有机物,活性炭就难以及时的处理其中的杂质。
3.1.2 污水除磷处理
做好城市污水的废水处理工作,能够有效保障水资源的稳定性,全面加强生态环境建设,有效避免水体富营养化的现象发生。在城市废水深度处理的过程当中,可以利用化学法来去除废水中的磷。借助硝酸盐和某些化学物质,如铝盐,铁盐,石灰等与磷反应,生成不溶的沉淀物,这种化学除磷方法能够有效提高污水除磷的效果,且处理的结果较稳定,以有效避免二次污染的现象发生。但在实际的处理过程当中,则需要选择合适的有机碳源,控制好温度和ph,溶解氧,泥龄等多项指标,以此提高城市污水深度处理的效果。利用臭氧氧化法,以让有机物和官能团与臭氧发生氧化反应,以此改善水体质量,进而降低水的浑浊度,同时减少污染物的生产,降低副产物的生成浓度。臭氧能够有效去除水体中的细菌,杀死大部分的病毒,但在城市污水深度处理的过程中,臭氧的利用率并不是很高,且费用较高,推广的难度较大。
3.1.3 城市污水的三级处理
在城市污水深度处理过程中,还可以借助活性炭吸附的原理,投加粉末活性炭的活性污泥工艺,化学氧化法等多种处理方式,以不断提高城市污水深度处理的效果。活性炭能够有效去除城市污水中的大部分杂质和有机污染物,还可以去除水体中的重金属以及许多脂类。在城市污水深度处理中,具有广阔的应用前景,但由于活性炭不能有效去除城市污水中的含氧有机物,在实际的应用过程中,则需要结合具体的水体处理需求,选择合适的处理方式,以有效去除城市污水中的各种杂质,进而满足人们的用水需求。在城市污水深度处理中,除了加强水体杂质,污染物重金属的处理之外,还可以通过臭氧氧化法,以有效改善水质。而通过膜分离法去除水的色度,借助光氧化法,充分利用紫外光和臭氧的性能不断提高氧化的速度。在城市污水深度处理的过程当中,可以将以上的污水处理方法进行有效的组合,以达到城市污水深度处理的目标。
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