現代城市生活污水處理技術創新探究

時間:2022-09-12 11:34:43

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現代城市生活污水處理技術創新探究

摘要:這些年來,我國的城市化建設速度越來越快,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,然而結果卻不盡如人意。筆者結合個人實踐,在本文中就如何創新城市生活污水技術,提出了相關的策略,旨在促進人類社會的和諧發展。

關鍵詞:現代城市生活污水處理技術;創新

在人類發展的歷史進程之中,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展,城市建設速度越來越快,城市人口密度逐年增加,重工業的快速發展,造成了嚴重的水污染[1]。

1我國城市生活污水處理的現狀

1.1污水處理技術缺乏先進性。現在,污水處理廠已經遍布全國各地,然而與發達國家相比較而言,我國的處理技術一直都處于落后的地位。我國的污水處理廠缺乏先進的設施和技術,在處理污水時,會浪費大量的時間和精力,處理質量依舊不盡如人意。1.2未健全市場化管理機制。很多城市的污水處理建設項目尚未市場化,靠政府主導建設,建設模式存在投資、建設、管理、使用一體化帶來的效率低下、投資規模大、經費超支嚴重問題。有的地方雖然建立了以PPP項目模式的市場化機制,但機制仍不成熟,存在建設運營周期長、投資回報慢、部分社會組織專業運營能力不足、社會信用體系還不成熟等問題,最后導致設備更新不及時,長期處于落后的狀態。同時,由于缺乏完善的機制,市場需求又快速擴大,導致污水處理行業發展畸形,最常見的就是盲目采用發達國家的處理工藝,出現“水土不服”的情況,比如亂用MBR膜技術、特殊形式的管式曝氣器、空懸鼓風機等。在引進工藝和設備時,城市會花費大量的資金,一旦設施出現了問題,還需要花費更多的時間和財力去解決,嚴重耽誤了污水處理的進度,也嚴重損耗城市的社會資源[2]。1.3缺乏先進的管理技術。我國缺乏先進的管理技術,阻礙了污水廠的健康發展。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編程實現重復性、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,隨著環保要求的不斷提高,該方法控制下,水質難以達到新標準要求,不能應對生產的突發變化,存在環保風險。在美國、歐洲等發達地區,早在20年前已經普及使用智能化污水處理管控系統,該系統的功能包括自動挖掘信息、自動感知異常、自動優化工藝、自動修復故障等,能實現自動閉環控制,是一個能夠自主學習、自主控制、精細化管理、控制范圍大的智慧系統,兩者差距明顯。

2現代城市生活污水處理技術創新研究

2.1創新工藝技術。我國目前的污水處理技術主要有生物降解法、曝氣生物濾池、膜生物反應器、氧化溝法以及A20法等。2003年7月1日,我國頒布了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002),進一步提高污水處理廠出水水質標準。為應對該標準的要求,具備更強脫氮除磷和有機物去除能力的A2/O、氧化溝工藝成為了各污水廠提標改造的首選。但隨著近年來,城市的快速發展及人們對環境質量需求的日益提高,北京、浙江、四川等地相繼推出了更嚴格的地方標準。此時,單一的依靠A2/O工藝無法達到地方標準要求。進而催生出了第二次新工藝技術的升級、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,及優選菌種,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合的新型水處理技術,早期由加拿大Zenon公司首推。與A2/O工藝搭配后具備明顯優勢:①膜的高效分離效果遠好于傳統沉淀池,處理出水極其清澈,懸浮物和濁度接近于零,細菌和病毒被大幅去除。②該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行,剩余污泥產量低,降低了污泥處理費用。③生物反應器內能維持高濃度的微生物量,處理裝置容積負荷高,占地面積大大節省。缺點是:①膜造價高,且需要定期更換,運行維護費用高。②易出現膜污堵,運行管理難度大。③能耗高。④使用環境有限,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,依靠曝氣池內的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態,進而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜,充分發揮附著相和懸浮相生物兩者的優越性,使之揚長避短,相互補充,從而強化了活性污泥的質量和數量。與A2/O工藝搭配后具備明顯優勢:①容積負荷高,不增加用地面積,僅需對現有設施簡單改造,污水處理能力可增加2-3倍,并提高出水水質[4]。②耐沖擊性強,性能穩定,運行可靠。沖擊負荷以及溫度變化對流動床工藝的影響要遠遠小于對活性污泥法的影響。當污水成分發生變化或污水毒性增加時,生物膜對此受力很強。③攪拌和曝氣系統操作方便,維護簡單。④生物池無堵塞,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,達到兼顧高效和遠期擴大處理規模而無需增大池容的要求。⑥使用壽命長。優質耐用的生物填料,曝氣系統和出水裝置可以保證整個系統長期使用而不需要更換,折舊率低。(3)A2/O(氧化溝)+ARES技術,ARES技術以光化(合)微生物為中心,以微量元素+水合電子為輔助,構筑了生物鏈循環體系;集生物技術、光合作用、能量傳遞、微量元素、水合電子、有機物低能量轉化為一體形成組合工藝。A2/O(氧化溝)接入ARES裝置后,能夠對原系統中的藍藻、光合細菌為主的特定光化微生物賦能,令其在量和質上迅速提升,最終形成對原系統生物循環鏈的橋接,構筑形成穩定的含有光化微生物循環鏈的微生態體系。新的生物鏈,能增強污水處理系統的生物活性和有機質的生物同化程度,形成有機質的高還原位,系統生物量可達8000-10000mg/L,使得系統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,進而達到提高污水廠中水水質,消減污泥水分,消除廠區臭味的功效。(4)A2/O(氧化溝)+BBR技術。BBR工藝源于日本,是一種引入芽孢桿菌優勢菌種的污水處理技術。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,解決了芽孢桿菌在水中生長的難題,通過與A2/O(氧化溝)結合,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可以實現低溫(水溫≥4℃)時的持續穩定硝化,出水氨氮穩定在1mg/L左右;③可以在碳源較低的污水中穩定實現反硝化(最低的BOD5/TN≥2即可)④增強了生物除磷的功能,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施。污水處理設備的更新主要形式分兩類,第一類是對原有產品的性能升級,升級后能耗更低,使用壽命更長,價格更低。第二類是滿足新環保要求的新設備、構筑物從無到有的全新創造。其中,水泵、鼓風機、攪拌器屬于第一類,這要求污水處理企業要根據使用環境條件、財力條件、技術管理水平條件,選擇適合自己的產品。高密沉淀池、反硝化深床濾池等深度處理設備、構筑物屬于第二類。針對該部分設備、構筑物的選擇,要求企業有較高的技術水平,一要明確新技術、設備的用途、效果;二要根據自身的需求確定種類;三要做好新設備、新構筑物的考察,特別是缺少使用案例的最新技術,應先開展試驗,確定其實際使用效果。2.3自然循環。污水處理技術本質上模擬了大自然對污染物稀釋、擴散、沉淀、氧化還原反應、水解反應、微生物降解等物理、化學、生物處理方法。在污水處理技術的發展中,不能脫離大自然的自凈作用。現階段研究證明,這種工藝的核心內容就是,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。不過從一些區域的使用情況來看,該公告仍舊能夠發揮出不錯的處理優勢,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合起來,充分發揮兩者處理污水的作用。在此基礎之上,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。在這個工藝里面,陶土和木炭都是比較常見的天然資源,數量較多,價格并不昂貴,省去了不少的經濟成本和時間成本。

3結束語

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。筆者認為,必須要不斷地創新污水處理工藝,與時俱進,節能降耗,提升污水的利用率,保障生態平衡,為我國社會的健康可持續發展做貢獻。

參考文獻:

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[2]施小玲.節能環保技術在污水處理中的應用研究[J].中國化工貿易,2019,11(15):132.

[3]龐紅碩.出污泥而不染-記中國科學院生態環境研究中心副研究員劉文宗[J].科學中國人,2018,(4):64-65.

[4]馬偉.城市污水處理中的問題與解決措施分析[J].裝飾裝修天地,2017,(24):127.

[5]曹凱.生活污水處理技術的探究[J].建筑工程技術與設計,2017,(15):257.

作者:陳兵 單位:瀘州市興瀘投資集團有限公司