國內(nèi)城市污水處理技術動態(tài)

    在我國，絕大部分江河湖泊都不同程度地受到污染。這主要是與我國的經(jīng)濟發(fā)展狀況及污水處理水平有關。我國目前工業(yè)廢水治理率不足70%，達標率不到50%，年排放18900896t生活污水，其中80%未經(jīng)處理直接排放[1]。水體質(zhì)量正逐步惡化，如果不采取行之有效的措施，有朝一日，惡化的水體將對人類的生存造成威脅。　

   自從改革開放以來“隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,城市污水排放量持續(xù)增加。1997年,全國城市污水年排放量達到3 51億ｍ3,而污水處理率只有25.84%,其中集中處理率僅為13. 65%”  。因此提高處理率以及處理的技術成了當今城市污水處理技術的當務之急。

   1、傳統(tǒng)上廢水的處理方法分為物理法、化學法和生物法．物理法的去除對象是水中不溶解的懸浮物質(zhì)．化學法是指向廢水中投加化學物質(zhì)，通過化學反應達到凈化廢水的目的．生物法指采取一定的人工措施，創(chuàng)造微生物生長、繁殖的環(huán)境，使微生物大量繁殖，從而提高微生物氧化、分解有機污染物的一種技術．生物法主要用于去除廢水中呈溶解態(tài)和膠態(tài)的有機物，與物理和化學法相比，生物處理在去除廢水中有機碳、硫、氮、磷等污染物質(zhì)方面，存在許多*之處.

   1．1 傳統(tǒng)活性污泥法

  　活性污泥法自1914年由Arden和Lockett開創(chuàng)至今，已經(jīng)過90年的發(fā)展與實踐，在供氧方式、運轉(zhuǎn)條件、反應器形式等方面不斷得到革新和改進[2]．總的說來，活性污泥法的主要優(yōu)點是能以相對合理的費用得到優(yōu)良的出水水質(zhì)，這是因為排放之前細胞物質(zhì)就從廢水中去除；主要缺點是可控制性差．要達到期望的水質(zhì)，往往需要復雜的操作能，提高微生物對環(huán)境和水質(zhì)變化的適應能力．

   1．2 生物膜法

  　生物膜法和活性污泥法一樣，都是利用微生物來去除廢水中有機物的方法．但在活性污泥法中，微生物處于懸浮生長的狀態(tài)，所以活性污泥法處理系統(tǒng)又稱為懸浮生長系統(tǒng)．而生物膜法中的微生物則附著在某些物質(zhì)的表面，所以生物膜法處理系統(tǒng)又稱為附著生長系統(tǒng)．生物膜法主要包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床法等．

  　研究者和工程師們的關注，又涌現(xiàn)出大量新型的單一或復合式生物膜反應器(Hybrid bio—reactors)[3]，如微孔膜生物反應器(Membrane Biofilm Reactor)、氣提式生物膜反應器(Air—lift Biofilm Reactor)、移動床生物膜反應器(Moving Bed Biofilm Reactor)、復合式活性污泥生物膜反應器(Hybrid Activated Sludge—Biofilm Reactor)、序批式生物膜反應器(Sequencing Batch Biofilm Reactor)、升流式厭氧污泥床一厭氧生物濾池(UASB—AF)及附著生長穩(wěn)定塘(Attached—growth Ponds)，等等．目前，生物膜法需研究改進的主要技術問題有：在理論研究上須有所發(fā)展和突破；工藝設計的優(yōu)化；研究適用的輕質(zhì)高強、價廉、使用壽命長的濾池濾料；生物膜法除磷脫氮的研究．

   1．3 生物接觸氧化法

　生物接觸氧化法是界于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝L1q]．接觸氧化池內(nèi)設有填料，部分微生物以生物膜的形式附著生長于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水中．因此它兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點．由于其中濾料及其上生物膜均淹沒在水中，故又稱之為淹沒式生物濾池．生物接觸氧化裝置的形式很多，根據(jù)水流狀態(tài)不同可分為分流式和直流式，從供氧方式上可分為鼓風曝氣式、機械曝氣式、灑水式和射流曝氣式．生物接觸氧化池的填料大多是蜂窩狀，目前應用較好的是全面曝氣的網(wǎng)狀組合填料，纖維填料具有較好的應用前景．總的來說，生物接觸氧化法的特點是：具有較高的容積負荷；不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便；對水質(zhì)水量的變化有較強的適應能力．

 　　總的說來，傳統(tǒng)的廢水生物處理方法無論在設計理論和實際運行管理等方面，都有比較成熟的經(jīng)驗．但是，隨著石油化工和有機化工的發(fā)展，有機物的種類和數(shù)量不斷增加，需要處理的城市廢水水質(zhì)越來越復雜，需要研究開發(fā)新的廢水處理生物技術．另外，隨著水資源的日益緊張和人們環(huán)保意識的提高，進一步尋求能夠除去生物難降解物質(zhì)和氮磷營養(yǎng)物質(zhì)也要求研究開發(fā)新的廢水處理生物技術．

   2、近年來推出的污水處理新技術

  　近年來城市污水處理技術的發(fā)展方向主要有[1]：對傳統(tǒng)的活性污泥法流程和技術進行革新，使之更為經(jīng)濟合理；研究開發(fā)可以代替活性污泥法的處理流程和技術；研究開發(fā)目標為城市廢水回用的處理流程和技術，由此開發(fā)了許多廢水處理的新工藝，如吸附生物降解(AB)工藝，序批式間歇反應器(SBR)、膜分離活性污泥法、氧化溝工藝等[1-3]．

     2．1 AB法

　 　AB法是吸附生物降解法(Adsorption Bio—degradation)的簡稱，是聯(lián)邦德國亞琛大學B．Bohnke教授于20世紀70年代中期在傳統(tǒng)兩段活性污泥法(z—A法)和高負荷活性污泥法基礎上開發(fā)的一種新工藝，屬超高負荷活性污泥法，在技術上有突破[3]．適合經(jīng)濟水平不高的中小城市．該工藝的主要缺點是污泥產(chǎn)量較高．該工藝在我國一些城市已有應用，如深圳市羅芳污水處理廠．

    2．SBR法 ．

　　SBR法是間歇式活性污泥法的簡稱，近年來，由于電子工業(yè)發(fā)展，污水處理廠的整個系統(tǒng)做到了自控運行，為活性污泥法的間歇式運行在技術上創(chuàng)造了條件[3 ]．主要變形工藝有間歇式循環(huán)延時活性污泥工藝(ICEAS)和循環(huán)式活性污泥工藝(CA—ST)．適合應用于對出水水質(zhì)要求較高、水量水質(zhì)波動較大的旅游城市的污水處理．如昆明市第三污水處理廠就采用ICEAS工藝，揚州市污水處理廠采用了CAST工藝．

    2．3 MSBR法

　　MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)是改良式序列間歇反應器，我國深圳鹽田處理廠在國內(nèi)采用該工藝[6]．<BR><BR>　　MSBR工藝目前被認為是、集約化程度zui高的污水處理工藝．從系統(tǒng)的可*性、土建工程量、總裝機容量、節(jié)能、降低運行成本和節(jié)約用地等多方面來看，均具有明顯優(yōu)勢．

    2．4 CASS

　　CASS(Cyclic Activated Sludge System)也是改良式序列間歇反應器，它是近年來*的生活污水和工業(yè)廢水的*處理工藝．其主要原理是把序批式活性污泥法SBR的反應池沿長度方向分為2個部分，前部為生物選擇區(qū)也稱為預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)，在主反應區(qū)的后部安裝了可升降的撇水裝置，曝氣、沉淀等在同一池子周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)[10].北京航天城工程是我國使用該工藝較早的工程之

    2．5 Unitank

　　Unitank是2O世紀9O年代比利時西格斯(SEGERS)公司開發(fā)的．從運行方式來看，它像SBR法的一種變形和發(fā)展，具有SBR法和傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點，一體化設計，不僅具有SBR法的主要特點，還可以像傳統(tǒng)活性污泥法那樣在恒定水位下連續(xù)運行[11]．在我國應用較少，報道僅見梧州污水處理廠．

    2．6 氧化溝(Oxidation Ditch)

　　氧化溝又名氧化渠，因其構筑物呈封閉狀的溝渠而得名．氧化溝工藝屬于懸浮生物處理技術，在機理上類似于延時曝氣工藝，常見的氧化溝有Carrousel氧化溝、交替工作式氧化溝、Orbal氧化溝、一體化氧化溝．與常規(guī)的活性污泥法或傳統(tǒng)的活性污泥法相比，它具有以下優(yōu)點[1，3，12] 引：工藝流程簡單，構筑物少，運行管理方便；處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好；基建費用低，運行費用低；污泥產(chǎn)生量少，污泥的性質(zhì)穩(wěn)定；能承受水量、水質(zhì)沖擊負荷，對高濃度的工業(yè)廢水有很大的稀釋能力；污泥停留時間較長，硝化反應容易進行，通過調(diào)節(jié)供氧量，可獲得較高的脫氮效率[12，13]．氧化溝工藝是我國目前采用較多的污水處理工藝技術之一。

    2．7 A 2／O法

　　A 2／O(厭氧、缺氧、好氧)法是常用的脫氮除磷工藝．我國許多城市的污水處理廠，如廣州大坦沙污水處理廠、桂林的第四污水處理廠采用了該工藝．

  3、技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

   3. 1 一級處理：

　　從傳統(tǒng)的城市污水處理工藝流程來看，一級處理部分，近年來技術理論沒有多大突破，工藝流程大致如舊。近期主要的發(fā)展表現(xiàn)為處理設備的機械化和自動化水平的提高，各種機械處理設備的研制與發(fā)展。如出現(xiàn)了各種形式的格柵、格網(wǎng)、鐘式沉砂池、多爾沉砂池及各種形式的除泥裝置、清洗裝置等。

   3. 2 二級處理：

   從二級處理來看．仍然以生物化學法為主，典型流程格局仍為污水經(jīng)格柵，到沉砂池(或曝氣沉砂池)．到初沉池、曝氣池、二沉池，然后排放。在生物化學處理法中，為了脫氮除磷．近年來不少國家的污水處理廠改用A／0法和A2／O 法處理污水，有些國家土地問題日趨緊張．正考慮用物理化學法代替生物化學法， 取得對磷、氮、重金屬、色度等更好的處理效果．同時處理廠占地小，節(jié)省能源．便于自動化管理。

   3. 3 采用新流程、新技術、新設備等改善處理效果

　　由于檸水處理技術是一項綜合性很強的技術．它涉及的科學技術范圍相當廣泛，隨著世界各國科研生產(chǎn)各個領域的發(fā)展，而使傳統(tǒng)工藝不斷得到改進或更新。近年來用于城市污水處理方面的新工藝(流程)、新技術、新設備等領域大致如下：

　　○1 在分離技術方面，主要采用有回轉(zhuǎn)式固液分離裝置、新型重力沉淀技術和氣浮技術。

　　(1)固液分離技術。主要表現(xiàn)采用*的回轉(zhuǎn)式機械格柵。這種機械格柵具有水力條件好，過水流量大、效率高和水頭損失小的特電。

　　(2)采用集泥式大波板斜板沉淀池。“沉淀效率可提高l倍左右”、“容積負荷可提高l倍左右”．“結(jié)構緊湊、合理．容積利用系數(shù)可高達91％ ；“對原水負荷變化適應性強”的“新型沉淀裝置”。二沉池和三級處理混凝沉淀池都可使用[6]。

 　(3)采用氣浮技術

　　所謂氣浮技術與普通壓力溶氣氣浮法相比，通過采用溶氣罐等裝置來降低溶氣壓力、減少能耗，使單位容積的污水處理量提高8～12倍，減少池容80％ 上．投資和占地面積均可降低，且操作控制穩(wěn)定[6].

　　○2 在活性污泥及生物膜法處理技術方面．主要研究或采用微孔曝氣、A／O 及A2／0工藝、氧氣曝氣、氧化溝、氧化塘、射流曝氣、A—B法、TF／SC工藝、sBR(序批活性污泥法)系統(tǒng)等。

 　另外城市污水處理技術獲突破：微濾膜的應用（文摘簡訊）近日，湖南大學與長沙市第二污水凈化中心科技人員經(jīng)過三年的攻關，成功推出“浸沒式濾膜與氧化溝組合”的城市污水回用處理新技術。

　　對于城市污水處理，我國目前采用“污水二級生物處理混凝沉淀常規(guī)過濾”的工藝，存在流程長、建設投資大、運行費用較高的缺點。湖南大學在全國將化工領域的微濾膜成功替代傳統(tǒng)的二沉池，不僅簡化了流程，而且具有投資小、占地少、污水處理效率高的優(yōu)點，根據(jù)測量，新工藝運行成本比傳統(tǒng)污水深度處理工藝低13％左右，其建設投資則低40％左右，如果湖南污水處理廠全部推廣該工藝，每年可節(jié)省污水處理運行費用2000多萬元。