过10亿美元,因此他们也在大力研究新技术,或改革传统的流程。
1.3.2 国内污水处理现状
我国城市污水处理事业开始于1921年。上海首先建立了北区污水处理厂,1926年又建了西区和东区污水厂,总处理能力为4万吨/日。近几年来随着经济的发展,水污染控制所面临的问题也愈加严重,目前不仅大、中、小城市建设污水厂,还有些郊区县也建设污水厂,几年了,上海市青浦徐泾镇、重庆市渝据2000年统计,全国城镇的污水处理率达到25%,2010年将达到50%。
然而,同先进国家相比,我国城市及机械化、自动化程度上,还都存在着技术政策要求,城区人口达50万以上的城市,必须建立污水处理设施;在重点流域和水资源保护区,城区人口在50万以下的中小城市及村镇,应依据当地水污染控制要求,建设污水处理设施。在宪法中也有明文规定,并组建了许多工厂,许多产品已系列化了,但自动化仪表,检测仪与国外差距还很大,资金不足仍是根本性问题。
展望目前,有关我国城市废水处理的主要问题是如何发挥投资效益,即能不能使有效的资金用于污水处理,应优先考虑工业废水与城市废水的合并处理,规定工业废水进入城市下水道的水质标准,并在厂内进行必要的预处理,以控制并处理容易造成的问题,运行费用共同负责,可按水量、水质合理分摊。随着国家建设的发展和经济实力的增加,不断扩大提高城市污水处理能力。城市污水厂的建设可以以少到多,从低级到高级。结合我国实际,尽量开发高效、低耗的处理技术,以便在财力、物力不充足的条件下,经济有效地解决水污染治理的问题。
二、处理方案的确定
2.1 污水工艺简介
城市生活污水的主要污染物是有机物。针对生活污水,目前国内外主要采用。生物法包括活性污泥法、生物滤池两大类,又以活性污泥法为主,活性污泥法有很多种型式,即传统活性污泥工艺、AB工艺、SBR及其变型工艺、氧化沟工艺、A/O工艺、A2/O工艺等。
传统活性污泥法工艺:使用最早的工艺,它去除有机物的效率很高,在处理过程中产生的污泥采用厌氧消化方式进行稳定处理,对消除污水和污泥的污染很有效,而且能耗和运行费用都比较低。但是它对氮磷的去除效率不高。
AB法工艺: 采用吸附和传统活性污泥法的两次生化处理,工艺单元构成复杂,污泥不稳定,建设投资和处理成本高。该法是针对高浓度污水而设计的特殊场合的处理工艺。
氧化沟工艺:氧化沟又名氧化渠,在我国的应用最早可以追溯到五十年代初期,由于该工艺简单、好管理,在我国得到速度推广和应用。沟体的平面形状呈环形、长方形、L形、圆形或其他形状,具有独特水力学特征和工作特性。和传统的活性污泥法相比,氧化沟工艺明显可以节省掉调节池、初沉池和污泥消化池,流程简单化,而且出水水质比以前要好,操作企业也比较方便,运行费用还比较节省。具有较好的处理效果。氧化沟利用连续环式反应池作生物反应池,氧化沟提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力,一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍,水在沟内的停留时间较长,对不易降解的有机物也有较好的处理能力。我国自20世纪80年代起也相继采用此工艺处理各类城市污水,取得了良好的效果。并在实践中发展演化成多种形式,如T型氧化沟和DE型氧化沟、Orbal氧化沟。T型三沟式氧化沟集缺氧、好氧和沉淀于一体,交替进行反应和沉淀,流程简洁,具有生物脱氮功能。Carrousel氧化沟兼有完全混合和推流的特性,且不需要混合液回流系统,但水深不宜过大,充氧动力效率低,不具备脱氮除磷功能。
A2/O工艺:目前生物除磷脱氮工艺中应用较多一种方法,是最简单的同步除
磷脱氮工艺,利用厌氧、缺氧、好氧实现有机物的降解过程,原首先进入厌氧区,转化为小分子发酵产物。随后废水进入缺氧区,达到同时去碳和脱氮的目的。释放能量可供本身生长繁殖,吸收周围环境中的溶解磷,有机物经厌氧区、缺氧区后,浓度已相当低。A2/O工艺总水力停留时间小于其它同类工艺,厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开,有利于不同微生物菌群地繁殖生长,因此脱氮除磷效果非常好。可抑制丝状菌繁殖,克服污泥膨胀,对较高浓度和较低浓度均能得到良好的处理效果。
SBR工艺:我国80年代开始对SBR进行研究,应用已比较广泛。如:昆明市日处理污水量最高可达30万吨的第三污水处理厂,采用SBR法,出水水质稳定,达到了设计标准;天津经济技术开发区污水处理厂所采用的SBR法的变形工艺,是中国目前最大的SBR法城市污水处理厂。传统SBR法处理污水是将连续流工艺中污水先进入反应池,进水时形成厌氧、缺氧,然后进入沉淀池泥水分离,曝气充氧,完成脱氮除磷过程,并在同一容器中沉淀。这种方法不需要回流污泥,无专门的厌氧区、缺氧区、好氧区,分时段进行搅拌、曝气、沉淀,形成厌氧、缺氧、好氧过程,沉淀性能好,有机物去除效率高,提高难降解废水的处理效率,抑制丝状菌膨胀,不需要二沉池和污泥回流、工艺简单。适用于中、小型污水处理厂。随着SBR法的不断改进,SBR法发展成多种改良型:ICEAS法、CAST法、Unitank法和MSBR法。这几种方法与传统SBR法不同之处在于通过设置多座池子,轮流运转,间歇处理。这几种方法虽有它的优点,但每座池子都需安装曝气设备,水头损失大,设备利用率低,投资大,自动化程度相当高。
生物接触氧化法工艺:该工艺管理较简单、节能,在我国也得到广泛地应用,该工艺采用接触氧化池,已经充氧的污水浸没全部填料,通过曝气,在微生物新陈代谢的作用下,污水中有机物得到去除,污水得到净化去除效果明显。优点是:池内充氧条件好,可以达到较高的容积负荷,不需要设污泥回流系统,不存在污泥膨胀问题,运行管理简单,对水质水量的聚变有较强的适用能力。生物接触氧化处理技术的主要缺点是:受设计参数和工艺布置的限制,如设计活运行不当填
料可能堵塞,此外布水曝气不易均匀,可能在局部出现四角。该氧化法目前仅仅在工业废水或小规模生活废水中得到应用。
2.2 处理工艺的优选
2.2.1 常规活性污泥法和氧化沟、SBR工艺的比较
常规活性污泥法适用于中等负荷的大型污水处理厂。
氧化沟法、SBR法的基建费用低,运行费较高。规模越小,氧化沟、SBR的总处理费用越低。因此,对于中小型污水处理厂而言,氧化沟、SBR在经济上有益。
氧化沟、SBR工艺一般不设初沉池和污泥消化池,处理单元比常规活性污泥法少50%以上,操作管理简化;且设备国产化程度高,价格低。
2.2.2 氧化沟、SBR工艺的比较
基建费用:SBR是合建式。地价高有利于SBR。
运行费用及曝气方式而言,氧化沟采用机械式,SBR通常用鼓风机式,后者比前者省电;SBR工艺是变水位运行,增大了扬程,因而电耗要比氧化沟工艺小一些,运行费用也要低一些。
SBR工艺的自控要求较高。
就出水水质而言,氧化沟是动态沉淀,SBR是静态沉淀,后者沉淀效率更高,出水水质更好。
但SBR工艺也有一些缺陷。如下:
①连续进水时,对于单一SBR反应器需要较大的调节池。②对于多个SBR反应器,其进水和排水的阀门自动切换频繁。③无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求。④设备的闲置率较高。 ⑤污水提升水头损失较大。⑥如果需要后处理,则需要较大容积的调节池。