对城市污水处理技术的探讨

对城市污水处理技术的探讨 对城市污水处理技术的探讨 对城市污水处理技术的探讨 科

摘 要:随着全国城市化进程的推进,城市人口的数量持续增加,城市污水问题迫在眉睫,目前已经受到世人广泛的关注。城市污水治理工作备受关注,笔者围绕污水处理问题及技术做了诠释。

关键词:污水来源;污水处理;技术

水环境是自然环境的重要组成部分,又是生物圈存在与发展的主要命脉,它在协调人口、资源与环境之间的关系中,起着极其重要的作用。

我国是一个水资源短缺的国家,城市水资源供需矛盾非常突出、水污染形势十分严峻、水生态环境安全面临严重威胁,已经成为城市人居环境和城市健康发展的制约因素。由于城市水污染的原因复杂,主要污染物排放量远远超过环境容量,污染物排放达标形势严峻。

一、城市污水的来源

(1)生活垃圾污染

随着经济的持续增长,我国城市居民的生活水平有了极大的提高,但同时也使得日常生活产生的生活垃圾以及生活污水越来越多。生活污水主要来自家庭、机关、商业和城市公用设施。其中主要是粪便和洗涤污水,其水量水质明显有昼夜周期性和季节周期变化的特点。我国大多数城市尚未建立完善的排水系统,长期以来绝大部分未经处理的废水被直接排放到沟渠、河流和水网中,使得水体恶化,生态环境遭受破坏,影响居民的饮用水质量。

(2)工业废水污染

工业废水来自工业生产过程中排出的废水,包括工艺过程用水、机器设备冷却水、烟气洗涤水、设备和场地洗涤水等。各级地方政府为了促进经济发展引进了大量的企业,其中包括数目众多的化工企业,而且很大一部分化工企业工艺设备较为落后。这些企业带动地方经济的同时也对当地生态环境造成了污染。很多工业废水未经任何处理直接排入到河流中,甚至部分排污口靠近城市饮用水的取水口,造成城市自来水含有异味,严重威胁了城市居民的安全和健康。

(3)城市径流污水

城市径流污水是雨雪淋洗城市大气污染物和冲洗建筑物、地面、废渣、垃圾而形成的,这种污水具有季节变化和成分复杂的特点,在降雨初期污水所含污染物甚至会高出生活污水数倍。

二、城市污水的处理

城市污水处理是指为改变污水性质,使其对环境水域不产生危害而采取的措施。城市污水处理一般分为三级:一级处理,是应用物理处理法去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵;二级处理,是应用生物处理法将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质;三级处理,是应用化学沉淀法、生物化学法、物理化学法等,去除污水中的磷、氮、难降解的有机物、无机盐等。至于采取哪级处理比较合理,应视对最终排出物的处理要求而定。

(1) 城市污水一级处理

城市污水中含有相当数量的漂浮物和悬浮物质,通过物理方法去除这些污染物的方法称为一级处理,又称为物理处理或预处理。

通过一级处理可去除污水中大量的垃圾,并将较大颗粒的悬浮物沉降去除,BOD5去除率达到25%~40%左右。在城市污水回用中一级处理起到相当重要的作用,它既可以单独成为城市污水回用的工艺,又可以作为预处理设置于二级处理的前头。具体的做法主要看回用水的用途,如果没有混入工业污水的纯生活污水,或不含重金属的城市污水回用于农田灌溉、养鱼等用途时,可直接采用一级处理,这是最节省处理费用的处理方法,同时使大量污水回用是节省水资源的很重要的手段之一。如回用于工业用水或城市景观用水时,一级处理作为预处理设置于二级处理的前头,可减轻二级处理负荷,减少运行费用和提高出水效果(如图

1)。

图1 污水一级处理的工艺流程

(2)城市污水的二级处理

a.普通活性污泥法。

普通活性污泥法又称传统活性污泥法。传统活性污泥法系统,主要由普通曝气池、曝气系统、二沉池、污泥回流系统、剩余污泥排放等部分组成。其中,曝气池与二沉池是二级处理的主体。污水经一级处理后从初沉池进入曝气池,活性污泥也从二沉池底部经回流泵抽升回流进入曝气池,两者混合形成混合液。曝气池内设有空气管和曝气头等曝气装置,由鼓风机房送来的空气经曝气装置对混合液进行曝气,并使合液得到充足的氧气并受到充分的搅拌,使活性污泥和废水充分接触。废水中的可溶性有机污染物被活性污泥吸附,继而被活性污泥的微生物群体降解,使废水得到净化。完成净化过程后,混合液流入二沉池,经过沉淀,混合液中的活性污泥与已被净化的废水分离,处理水从二沉池排放,活性污泥在沉淀池的污泥区受重力浓缩,并以较高的浓度由二沉池的吸刮泥机收集流入回流污泥集泥池,再由回流泵连续不断地回流污泥,使活性污泥在曝气池和二沉池之间不断循环,始终维持曝气池中混合液的活性污泥浓度,保证来水得到持续的处理。微生物在降解BOD时,一方面产生H2O和CO2等代谢产物;另一方面自身不断增殖,系统中出现剩余污泥,需要向外排泥(如图

2)。

图2 普通活性污泥法

b.除磷脱氮的厌氧、缺氧、好氧活性污泥法(UCT系统)。

在UCT工艺中,缺氧区被分成两个,第一个缺氧池只接受二沉池的回流污泥,并有混合液回流至厌氧区。因此,缺氧一池只要求减少经回流污泥而带来的硝酸盐。缺氧二池接受来自好氧区的混合液回流,其内进行反硝化。这样可避免将过量的硝基盐带入厌氧区。把厌氧、缺氧、好氧三种不同环境条件和不同功能的微生物菌群有机地配合起来,达到去除有机物、脱氮、除磷的目的。

c.生物膜法。

生物膜法作为与活性污泥法平行发展起来的工艺,在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级处理,而且还具有其独特的特点,如污水构筑物占地少,运行管理稳定,抗冲击负荷高,无污泥膨胀问题,具有一定的反硝化能力,可实现封闭运行等优点。生物膜法中的微生物附着在某些固定表面,所以生物膜法的处理系统又称为附着生长系统。为生物膜提供附着生长固定表面的材料称为填料(或载体)。

d.氧化塘技术。

氧化塘又称稳定塘或生物塘,是一种类似池塘(天然的或人工修建的)的处理设备。氧化塘处理污水的过程和天然水体的自净过程非常相似,即污水在塘内经一定时间的缓解流动或停留,通过微生物的代谢活动,有机物降解,从而污水得以净化。氧化塘可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘等。具有基建投资低,运行维护费低,运行效果稳定,去除污染效果好的特点,能有效地去除BOD、COD,部分去降氮、磷等营养物。

三、几种典型的工艺流程

城市污水处理工艺的确定,是根据城市水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展状态、城市经济状况和城市管理运行要求等诸方面的因素综合确定的。工艺确定前一般都要经过周密的调查研究和经济技术比较。最近几年国内应用较多的有A-O或A-A-O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等类型。A-O或A-A-O工艺也叫缺氧—好氧或厌氧—缺氧—好氧工艺。这一工艺的开发主要是为了满足脱氮除磷的需要,这是一种经济有效的生物脱氮除磷技术,我国南方不少污水厂就采用这一工艺。

SBR工艺也叫续批式活性污泥法工艺。这一工艺构筑物主要是一个池子既作曝气池又作二沉池,管理简单,特别适合中小城镇的城市污水处理,对于较大水量的操作,处理一般要几套池子组合运行。氧化沟工艺是一种延时曝气的活性污泥法,由于负荷很低,而冲击负荷强,出水水质好,污泥产量少且稳定,构筑物少运行管理简单。氧化沟可以按脱氮设计,也可以略加改造现脱氮、除磷。另外,城市污水处理还有传统活性污泥法的一些变型工艺,以及A—B等一些工艺类型。

四、城市污水控制与防治对策

(1)加强宣传教育,提高民族环保意识

充分利用媒体资源,向民众宣传水资源保护的方针政策和法规。让民众树立牢固的环保意识,了解水资源保护的重要性和紧迫感并强化其自身的责任感。此外,政府也应该积极引导市民参与水资源的保护工作,增强其主人公意识使水资源保护深入人心。

(2)治理废水,减少污染物排放

城市污水的特点是污染源数量多、范围大、分布广,污染物种类复杂。首先是环保部门加强管理,避免出现管理死角的出现;其次是减少废水排放口的数量,杜绝污水横流的现象。

(3)实施集中处理,降低处理成本

首先是降低处理设施运行的成本,避免因资金不足而出现废水处理设施无法工作的现象;其次是提高水资源利用率和降低运行能耗,集中处理法可以有效降低设施运行成本,同时也使得污水大面积的回收和再生利用更具可行性,从而缓解水资源紧张的局面。

五、结束语

城市污水问题迫在眉睫,目前已经受到世人广泛的关注。随着人口的剧增,人类的资源开发活动对水环境的影响也在加剧,致使水资源短缺与水环境污染的问题日趋严重。因此,如何改善水环境、控制水污染、实现对城市水环境系统的科学管理、加快水环境改善、提高水环境质量,已成为一项长期、艰巨的任务。