現(xiàn)代城市生活污水處理技術(shù)創(chuàng)新探究
時間:2022-09-12 11:34:43
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摘要:這些年來,我國的城市化建設(shè)速度越來越快,城市人口激增,與此同時,城市的污水和垃圾也越來越多。與一些西方國家相比較而言,我國在處理污水方面還存在著諸多問題,處理技術(shù)比較落后,以至于每次在處理污水時,都要花費大量的財力、人力、物力,然而結(jié)果卻不盡如人意。筆者結(jié)合個人實踐,在本文中就如何創(chuàng)新城市生活污水技術(shù),提出了相關(guān)的策略,旨在促進(jìn)人類社會的和諧發(fā)展。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代;城市生活;污水處理技術(shù);創(chuàng)新
在人類發(fā)展的歷史進(jìn)程之中,水扮演著無比重要的角色。可以說,沒有水,就沒有人類,沒有地球如今生機(jī)勃勃的景象。由此可見,水是多么的重要。但是隨著社會的不斷發(fā)展,城市建設(shè)速度越來越快,城市人口密度逐年增加,重工業(yè)的快速發(fā)展,造成了嚴(yán)重的水污染[1]。
1我國城市生活污水處理的現(xiàn)狀
1.1污水處理技術(shù)缺乏先進(jìn)性。現(xiàn)在,污水處理廠已經(jīng)遍布全國各地,然而與發(fā)達(dá)國家相比較而言,我國的處理技術(shù)一直都處于落后的地位。我國的污水處理廠缺乏先進(jìn)的設(shè)施和技術(shù),在處理污水時,會浪費大量的時間和精力,處理質(zhì)量依舊不盡如人意。1.2未健全市場化管理機(jī)制。很多城市的污水處理建設(shè)項目尚未市場化,靠政府主導(dǎo)建設(shè),建設(shè)模式存在投資、建設(shè)、管理、使用一體化帶來的效率低下、投資規(guī)模大、經(jīng)費超支嚴(yán)重問題。有的地方雖然建立了以PPP項目模式的市場化機(jī)制,但機(jī)制仍不成熟,存在建設(shè)運營周期長、投資回報慢、部分社會組織專業(yè)運營能力不足、社會信用體系還不成熟等問題,最后導(dǎo)致設(shè)備更新不及時,長期處于落后的狀態(tài)。同時,由于缺乏完善的機(jī)制,市場需求又快速擴(kuò)大,導(dǎo)致污水處理行業(yè)發(fā)展畸形,最常見的就是盲目采用發(fā)達(dá)國家的處理工藝,出現(xiàn)“水土不服”的情況,比如亂用MBR膜技術(shù)、特殊形式的管式曝氣器、空懸鼓風(fēng)機(jī)等。在引進(jìn)工藝和設(shè)備時,城市會花費大量的資金,一旦設(shè)施出現(xiàn)了問題,還需要花費更多的時間和財力去解決,嚴(yán)重耽誤了污水處理的進(jìn)度,也嚴(yán)重?fù)p耗城市的社會資源[2]。1.3缺乏先進(jìn)的管理技術(shù)。我國缺乏先進(jìn)的管理技術(shù),阻礙了污水廠的健康發(fā)展。一是目前我國的污水處理廠管理大部分停留在自控化管理,即通過簡單的PLC編程實現(xiàn)重復(fù)性、單一條件判斷性管理。其方式管理粗放,運行成本高、控制范圍小,隨著環(huán)保要求的不斷提高,該方法控制下,水質(zhì)難以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求,不能應(yīng)對生產(chǎn)的突發(fā)變化,存在環(huán)保風(fēng)險。在美國、歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū),早在20年前已經(jīng)普及使用智能化污水處理管控系統(tǒng),該系統(tǒng)的功能包括自動挖掘信息、自動感知異常、自動優(yōu)化工藝、自動修復(fù)故障等,能實現(xiàn)自動閉環(huán)控制,是一個能夠自主學(xué)習(xí)、自主控制、精細(xì)化管理、控制范圍大的智慧系統(tǒng),兩者差距明顯。
2現(xiàn)代城市生活污水處理技術(shù)創(chuàng)新研究
2.1創(chuàng)新工藝技術(shù)。我國目前的污水處理技術(shù)主要有生物降解法、曝氣生物濾池、膜生物反應(yīng)器、氧化溝法以及A20法等。2003年7月1日,我國頒布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002),進(jìn)一步提高污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。為應(yīng)對該標(biāo)準(zhǔn)的要求,具備更強(qiáng)脫氮除磷和有機(jī)物去除能力的A2/O、氧化溝工藝成為了各污水廠提標(biāo)改造的首選。但隨著近年來,城市的快速發(fā)展及人們對環(huán)境質(zhì)量需求的日益提高,北京、浙江、四川等地相繼推出了更嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)。此時,單一的依靠A2/O工藝無法達(dá)到地方標(biāo)準(zhǔn)要求。進(jìn)而催生出了第二次新工藝技術(shù)的升級、變革。一般來講,提高污水的處理效率的思路主要有兩種,一是提高活性污泥的量,從而提高處理效果[3]。二是提高活性污泥的質(zhì),及優(yōu)選菌種,由此演變的新型工藝有:(1)A2/O(氧化溝)+MBR,MBR是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù),早期由加拿大Zenon公司首推。與A2/O工藝搭配后具備明顯優(yōu)勢:①膜的高效分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池,處理出水極其清澈,懸浮物和濁度接近于零,細(xì)菌和病毒被大幅去除。②該工藝可以在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運行,剩余污泥產(chǎn)量低,降低了污泥處理費用。③生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量,處理裝置容積負(fù)荷高,占地面積大大節(jié)省。缺點是:①膜造價高,且需要定期更換,運行維護(hù)費用高。②易出現(xiàn)膜污堵,運行管理難度大。③能耗高。④使用環(huán)境有限,宜用于高濃度污水處理廠,不宜用于低濃度污水處理廠。(2)A2/O(氧化溝)+MBBR,MBBR是一種新型高效的污水處理方法,依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài),進(jìn)而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜,充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性,使之揚(yáng)長避短,相互補(bǔ)充,從而強(qiáng)化了活性污泥的質(zhì)量和數(shù)量。與A2/O工藝搭配后具備明顯優(yōu)勢:①容積負(fù)荷高,不增加用地面積,僅需對現(xiàn)有設(shè)施簡單改造,污水處理能力可增加2-3倍,并提高出水水質(zhì)[4]。②耐沖擊性強(qiáng),性能穩(wěn)定,運行可靠。沖擊負(fù)荷以及溫度變化對流動床工藝的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對活性污泥法的影響。當(dāng)污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時,生物膜對此受力很強(qiáng)。③攪拌和曝氣系統(tǒng)操作方便,維護(hù)簡單。④生物池?zé)o堵塞,生物池容積得到充分利用,沒有死角。⑤靈活方便。工藝的靈活性體現(xiàn)在兩個方面。一方面,可以采用各種池型(深淺方圓都可),而不影響工藝的處理效果。另一方面,可以很靈活地選擇不同的填料填充率,達(dá)到兼顧高效和遠(yuǎn)期擴(kuò)大處理規(guī)模而無需增大池容的要求。⑥使用壽命長。優(yōu)質(zhì)耐用的生物填料,曝氣系統(tǒng)和出水裝置可以保證整個系統(tǒng)長期使用而不需要更換,折舊率低。(3)A2/O(氧化溝)+ARES技術(shù),ARES技術(shù)以光化(合)微生物為中心,以微量元素+水合電子為輔助,構(gòu)筑了生物鏈循環(huán)體系;集生物技術(shù)、光合作用、能量傳遞、微量元素、水合電子、有機(jī)物低能量轉(zhuǎn)化為一體形成組合工藝。A2/O(氧化溝)接入ARES裝置后,能夠?qū)υ到y(tǒng)中的藍(lán)藻、光合細(xì)菌為主的特定光化微生物賦能,令其在量和質(zhì)上迅速提升,最終形成對原系統(tǒng)生物循環(huán)鏈的橋接,構(gòu)筑形成穩(wěn)定的含有光化微生物循環(huán)鏈的微生態(tài)體系。新的生物鏈,能增強(qiáng)污水處理系統(tǒng)的生物活性和有機(jī)質(zhì)的生物同化程度,形成有機(jī)質(zhì)的高還原位,系統(tǒng)生物量可達(dá)8000-10000mg/L,使得系統(tǒng)處理能力得到極大的提升,并能大幅削減剩余污泥。在生活污水污泥中培養(yǎng)出中間微生物大量吞噬污水中的絲狀菌等形成脫膜斷裂,易于沉淀和脫水,進(jìn)而達(dá)到提高污水廠中水水質(zhì),消減污泥水分,消除廠區(qū)臭味的功效。(4)A2/O(氧化溝)+BBR技術(shù)。BBR工藝源于日本,是一種引入芽孢桿菌優(yōu)勢菌種的污水處理技術(shù)。芽孢桿菌是大量存在于土壤的凈化能力突出的菌種,BBR通過碟盤技術(shù),解決了芽孢桿菌在水中生長的難題,通過與A2/O(氧化溝)結(jié)合,提高了活性污泥的處理效率:①可降解部分普通生物處理工藝難降解的COD;②可以實現(xiàn)低溫(水溫≥4℃)時的持續(xù)穩(wěn)定硝化,出水氨氮穩(wěn)定在1mg/L左右;③可以在碳源較低的污水中穩(wěn)定實現(xiàn)反硝化(最低的BOD5/TN≥2即可)④增強(qiáng)了生物除磷的功能,特別是在高濃度含磷廢水中的去除作用更大;⑤由于改變了生物相的特性,使活性污泥的沉降性能很好[5];⑥由于系統(tǒng)中芽孢桿菌的特殊功能,對于出水中糞大腸菌有抑制和殺滅作用,對糞大腸菌的去除效果更好。2.2不斷更新污水處理設(shè)施。污水處理設(shè)備的更新主要形式分兩類,第一類是對原有產(chǎn)品的性能升級,升級后能耗更低,使用壽命更長,價格更低。第二類是滿足新環(huán)保要求的新設(shè)備、構(gòu)筑物從無到有的全新創(chuàng)造。其中,水泵、鼓風(fēng)機(jī)、攪拌器屬于第一類,這要求污水處理企業(yè)要根據(jù)使用環(huán)境條件、財力條件、技術(shù)管理水平條件,選擇適合自己的產(chǎn)品。高密沉淀池、反硝化深床濾池等深度處理設(shè)備、構(gòu)筑物屬于第二類。針對該部分設(shè)備、構(gòu)筑物的選擇,要求企業(yè)有較高的技術(shù)水平,一要明確新技術(shù)、設(shè)備的用途、效果;二要根據(jù)自身的需求確定種類;三要做好新設(shè)備、新構(gòu)筑物的考察,特別是缺少使用案例的最新技術(shù),應(yīng)先開展試驗,確定其實際使用效果。2.3自然循環(huán)。污水處理技術(shù)本質(zhì)上模擬了大自然對污染物稀釋、擴(kuò)散、沉淀、氧化還原反應(yīng)、水解反應(yīng)、微生物降解等物理、化學(xué)、生物處理方法。在污水處理技術(shù)的發(fā)展中,不能脫離大自然的自凈作用。現(xiàn)階段研究證明,這種工藝的核心內(nèi)容就是,通過對土壤和水田的模擬,有效地凈化污水。然后再借助微生物自身的特征,全面凈化和處理污水。在我國,這一工藝一直都存在著一定的局限性,比如所用地面積廣、處理時間長、效率較低等[5]。所以并沒有得到大量的使用。不過從一些區(qū)域的使用情況來看,該公告仍舊能夠發(fā)揮出不錯的處理優(yōu)勢,取得了良好的成績。比如說,在處理長江流域的污水時,將陶土和木炭有效地結(jié)合起來,充分發(fā)揮兩者處理污水的作用。在此基礎(chǔ)之上,營造出良好扎實的屏障,有效隔離污水里面存在的有害物質(zhì)。在這個工藝?yán)锩妫胀梁湍咎慷际潜容^常見的天然資源,數(shù)量較多,價格并不昂貴,省去了不少的經(jīng)濟(jì)成本和時間成本。
3結(jié)束語
我國在處理城市生活污水方面還存在著各種各樣的問題,亟需解決。筆者認(rèn)為,必須要不斷地創(chuàng)新污水處理工藝,與時俱進(jìn),節(jié)能降耗,提升污水的利用率,保障生態(tài)平衡,為我國社會的健康可持續(xù)發(fā)展做貢獻(xiàn)。
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作者:陳兵 單位:瀘州市興瀘投資集團(tuán)有限公司