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有關(guān)城市污水處理與再生利用的技術(shù)研究
摘要:城市污水處理工藝選擇的水質(zhì)因素進(jìn)水水質(zhì)水量特性和出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的確定是城市污水處理工藝選擇的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是我國當(dāng)前城市污水處理工程設(shè)計中存在的薄弱環(huán)節(jié)。同時針對在污泥處置、再生水利用方面普遍存在的技術(shù)問題,做出了研究分析。
關(guān)鍵詞:污水處理;再生利用;技術(shù)研究
城市污水處理工藝選擇的水質(zhì)因素進(jìn)水水質(zhì)水量特性和出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的確定是城市污水處理工藝選擇的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是我國當(dāng)前城市污水處理工程設(shè)計中存在的薄弱環(huán)節(jié)。城市污水管網(wǎng)的完善,對城市污水處理廠設(shè)計規(guī)模和設(shè)計水質(zhì)的確定至關(guān)重要,目前我國大多數(shù)城市管網(wǎng)不配套,造成城市污水處理規(guī)模和水質(zhì)難以合理確定,投入運行后實際值與設(shè)計值往往相差較大,效能難以充分發(fā)揮。
在國內(nèi)城市污水處理廠的綜合調(diào)查中,獲得了87個城市污水處理廠的設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)和最近一年的月平均實際進(jìn)水水質(zhì)情況。統(tǒng)計分析結(jié)果表明,在調(diào)查的城市污水處理廠中:(1)設(shè)計進(jìn)水COD值一般選擇400-600mg/L,占調(diào)查總數(shù)的74.2%,低于400mg/L和高于700mg/L的分別占20%和5.7%;(2)設(shè)計進(jìn)水BOD5值一般選擇200mg/L左右,占總數(shù)的87.2%,選擇高于400mg/L的僅占6.4%;(3)設(shè)計進(jìn)水SS值一般選擇200mg/L,占總數(shù)的78.8%,選擇大于350mg/L的僅占10.6%。城市污水處理廠的實際進(jìn)水水質(zhì)與設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)的比值能夠反映出污水處理廠設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)的準(zhǔn)確程度,調(diào)查研究結(jié)果表明,在調(diào)查的城市污水處理廠中:(1)實際進(jìn)水COD與設(shè)計進(jìn)水COD比值低于1.0的占65.8%。高于1.0的占34.3%;(2)實際進(jìn)水BOD5與設(shè)計進(jìn)水BOD5比值低于1.0的占83%,高于1.0的占17%;(3)實際進(jìn)水SS與設(shè)計進(jìn)水SS比值低于1.0的占61.6%,高干1.0的占38.3%。
對于城市污水處理工藝方案及其設(shè)計參數(shù)的確定,進(jìn)行必要的水質(zhì)水量特性分析測定和動態(tài)工藝試驗研究是國際通行的做法,有些發(fā)達(dá)國家甚至開展連續(xù)多年的全面水質(zhì)水量特性測定和中試研究。在國內(nèi),由于體制和資金來源等方面的問題,在污水處理工藝方案的確定過程中雖然不太可能開展大規(guī)模的前期試驗研究,但進(jìn)行水質(zhì)特性分析與短期動態(tài)工藝試驗的條件還是具備的,不應(yīng)該忽視。
因此,污水處理技術(shù)政策中要求,應(yīng)切合實際地確定污水進(jìn)水水質(zhì),優(yōu)化工藝設(shè)計參數(shù)。必須對污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測定,作出合理的分析預(yù)測。在水質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜或特殊時,應(yīng)進(jìn)行污水處理工藝的動態(tài)試驗,必要時應(yīng)開展中試研究。積極審慎地采用高效經(jīng)濟(jì)的新工藝,對在國內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝,必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗,提供可靠設(shè)計參數(shù)后再進(jìn)行應(yīng)用。
一般城市污水主要污染物是易降解有機(jī)物,所以目前絕大多數(shù)城市污水處理廠都采用好氧生物處理法。如果污水中工業(yè)廢水比重很大,難降解有機(jī)物含量高,污水可處理性差,就應(yīng)考慮增加厭氧處理改善可處理性的可能性,或采用物化法處理。
污水的有機(jī)物濃度對工藝選擇有很大關(guān)系。當(dāng)進(jìn)水有機(jī)物濃度高時,AB法、厭氧酸化/好氧法比較有利。AB法中的A段只需較小的池容和電耗就可去除較多的有機(jī)物,節(jié)省了基建費和電耗,污水有機(jī)物濃度越高,節(jié)省的費用就越多。厭氧處理要比好氧處理顯著節(jié)能,但只有在濃度較高時才顯示出優(yōu)越性。當(dāng)有機(jī)物濃度低時,氧化溝、SBR等延時曝氣工藝具有明顯的優(yōu)勢。在要求除磷脫氮的場合須選用穩(wěn)定可靠的生物除磷脫氮工藝。
污泥的處理處置
在我國的城市水污染治理中,污水處理廠污泥處理處置費用約占工程投資和運行費的25%-45%。污水處理廠污泥處理處置高昂的投資及其運行費用,一方面使得目前國內(nèi)大部分污水處理廠未對污泥進(jìn)行穩(wěn)定處理或處理工藝的配套設(shè)施不完善,另一方面也使得建有完善污泥處理設(shè)施的污水處理廠常因其運行費用較高而基本停用。隨著我國城市污水處理設(shè)施的普及,處理率的提高和處理程度的深化,污泥的產(chǎn)生量將有較大的增長,預(yù)計到2010年,我國城市污水處理廠的濕污泥年產(chǎn)量將達(dá)2000余萬噸,污泥的處理處置將成為難題。而通過技術(shù)改進(jìn)和革新,降低污水處理廠的污泥產(chǎn)生量;研究開發(fā)先進(jìn)的污泥處理工藝,提高污泥處理系統(tǒng)的效率,降低污泥處理成本;研制出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)高效的國產(chǎn)污泥處理成套設(shè)備;積極進(jìn)行污泥資源化利用研究等是解決當(dāng)前及今后我國據(jù)市污水處理廠污泥處置問題的有效途徑。
根據(jù)我國污水處理技術(shù)政策,城市污水處理產(chǎn)生的污泥,應(yīng)采用厭氧、好氧和堆肥等方法進(jìn)行穩(wěn)定化處理,也可采用衛(wèi)生填埋方法予以妥善處置;處理能力在10萬m3/d以上的污水二級處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥,宜采取厭氧消化工藝進(jìn)行處理,產(chǎn)生的沼氣應(yīng)綜合利用:處理能力在10萬m3/d以下的污水處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥,可進(jìn)行堆肥處理和綜合利用;采用延時曝氣技術(shù)的污水處理設(shè)施,污泥需達(dá)到穩(wěn)定化; 采用物化--級強(qiáng)化處理的污水處理設(shè)施,產(chǎn)生的污泥須進(jìn)行妥善的處理和處置;經(jīng)過處理后的污泥,達(dá)到穩(wěn)定化和無害化要求的,可農(nóng)田利用;不能農(nóng)田利用的污泥,應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行衛(wèi)生填埋處置。
城市污水的再生利用
在我國,花費大量投資建設(shè)了城市污水處理廠,但經(jīng)過處理后的再生水并沒有得到充分利用,有的地區(qū)甚至還將處理后的再生水與未經(jīng)處理的污水混入一起同流合污,有的地區(qū)沒有將再生水合理再用卻直接排入大海造成淡水資源的浪費。因此,在城市污水處理決策中應(yīng)充分考慮污水的再生利用。城市污水處理廠出水可用作農(nóng)業(yè)用水、市政雜用水、工業(yè)冷卻用水、工業(yè)生產(chǎn)用水、地下水補(bǔ)充等;另一方面,城市污水處理廠出水也可看作是水文循環(huán)的組成部分,將合乎質(zhì)量要求的出水排放到河流水體中,使河流水休能維持或變成供下游使用的原水源,不僅經(jīng)濟(jì)可行,而且可減少風(fēng)險并發(fā)揮河流自凈能力。
在我國的城市污水處理技術(shù)政策中,提倡各類規(guī)模的污水處理設(shè)施按照經(jīng)濟(jì)合理和衛(wèi)生安全的原則,實行污水再生利用。發(fā)展再生水在農(nóng)業(yè)灌溉、綠地澆灌、城市雜用、生態(tài)恢復(fù)和工業(yè)冷卻等方面的利用。城市污水再生利用,應(yīng)根據(jù)用戶需求和用途,合理確定用水的水量和水質(zhì)。污水再生利用,可選用混凝、過濾、消毒或自然凈化等深度處理技術(shù)。因此,缺水城市和水環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū),在規(guī)劃建設(shè)遠(yuǎn)距離調(diào)水之前應(yīng)積極實施城市污水再生利用工程,同時做好非投資性或低投資性的節(jié)水減污工作。
城市污水再生利用規(guī)劃建設(shè)要依照客觀需要和實際可能的原則,按照遠(yuǎn)期規(guī)劃確定最終規(guī)模,以現(xiàn)狀水量及用水需求為主要依據(jù)確定實施規(guī)模。城市污水再生利用技術(shù)選擇與工程實施要考慮國情、實際條件和用戶需求,城市污水再生利用規(guī)模、處理程度、處理流程、輸水方式、再生水質(zhì)、使用用途的選擇上,既要滿足要求,又要經(jīng)濟(jì)合理。日前城市污水再生利用應(yīng)著重于農(nóng)業(yè)灌溉、市政雜用、景觀水體、生活雜用、工業(yè)冷卻、生態(tài)環(huán)境和補(bǔ)充地表水。
城市污水再生處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、再生水用途及當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況和要求,經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選確定。工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括:再生處理單位水量投資、再生處理單位水量電耗和成本、占地面積、運行性能可靠性、管理維護(hù)難易程度、總體經(jīng)濟(jì)與社會效益等。城市污水再生利用的工程設(shè)計,應(yīng)對再生水水源的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測定,做出合理的分析預(yù)測;應(yīng)切合實際地并安全可靠地確定再生水水源水質(zhì)和再生處理水質(zhì)要求,采用不同的單元工藝組合,優(yōu)化工藝設(shè)計參數(shù)。
參考文獻(xiàn)
1、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002)
2、城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)(CJ 3025-93)
3、城市污水回用設(shè)計規(guī)范(CECS 61:94)
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