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污水和污泥處理方案探討

時間:2018-03-08 16:13:40

 隨著我國社會經濟和城市化的發展,城市污水處理廠的規模不斷擴大,處理程度不斷提高。到目前為止,全國已建成和在建的城市污水處理廠已近300座,污水處理能力為1000萬m3/d。
  1. 城市綜合污水處理的概念
  近年來,伴隨著科學技術的不斷提高,污水處理工藝有了較大的發展,通常來說城市綜合污水先經過初步處理或二級生化處理,處理后城市污水的主要污染物為氮、磷等富營養物質,然后再利用污水土地處理系統對它進行深度處理。一級處理主要是去除污水中懸浮狀態的固體污染物,方法有格柵、沉淀、沉砂、油分離、氣浮等。二級處理目的是大幅度去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機性污染物質,目前常用的處理方法為活性污泥法和它們的改良型,工藝為一、二級可以混合處理,有的部分已達到三級混合處理,為了更好地去除污水中氮和磷,又進一步研制了除磷脫氮技術。其特點是利用優勢菌種(主要為聚磷菌)在缺氧-厭氧-好氧處理過程中(特別在好氧過程中)需要大量吸氧以供生長的原理,從而降低污水中磷氮含量,使污水在這一過程中達到三級處理。
  
  2. 城市綜合污水處理的分類
  由于污水種類繁多,性質各異,故各污水處理策略上也有很不相同。
  2.1 生活污水
  通常以城市生活污水為例污水處理,只需經過一級處理與簡單的二級處理即可達到城市中水使用的水質要求,可能滿足工業循環水冷卻和家居如廁等用水的要求,達到中水回用的目的。膜生物反應器(MBR)是指將膜分離技術中的超微濾技術與污水處理中的傳統活性污泥法(CAS)相結合,用膜組件代替活性污泥法的二次沉淀池進行固液分離,達到去除懸浮物、細菌及大分子有機物的目的。MBR具有出水水質好,容積負荷高,占地面積小,剩余污泥產量低,操作管理方便等優點。
  2.2 醫院污水
  醫院污水是醫院或其他醫療機構在診治、預防疾病過程中產生的一類廢水,具有潛在傳染性和急性傳染性。其中含有多種微生物和傳染病原,如艾滋病、乙肝、丙肝、傷寒、痢疾、結核桿菌等病毒,被列為國家HW01.號危險污染物,如不經處理直接外排,病菌將通過水、土壤和大氣傳播,對人體造成威脅。此類污水經污水處理廠二級處理后,水質已經改善,細菌含量也大幅度減少,但細菌的絕對數量仍很可觀。
  2.2.1氯消毒
  氯消毒常用的有液氯法和次氯酸鈉法。液氯法是20世紀80年代國內最流行的方法,技術成熟,價格便宜,設備故障率和成本均明顯低于臭氧法,但氯氣泄漏現象時有發生,且易產生二次污染物:次氯酸鈉法是20世紀90年代應用于最多的方法,設備投資少,運行費用低,安全可靠,易管理,對于藥源可靠的地區在污水消毒中得到廣泛應用,但消毒作用不如氯氣強。
  2.2.2過氧化物消毒
  過氧化物消毒劑最常用的有二氧化氯和臭氧。
  二氧化氯與氯消毒的特性不同,它的殺菌機制主要是二氧化氯分子滲入細胞內,將核酸(DNA或RNA)氧化,以快速抑制微生物蛋白質的合成來破壞微生物的生存的。二氧化氯是被世界衛生組織(WHO)確認的一種高效強力殺菌劑,是國際上公認的氯系列消毒最理想的更新替代產品,為國家環境保護總局所推薦的,其最大的優點在于與腐殖質或有機物反應幾乎不產生發散性有機鹵物,不生成并抑制生成致癌物三鹵甲烷,也不與氨及氨基化合物反應。
  臭氧消毒法,臭氧是一種極強的氧化劑,殺菌效果好,接觸時間短,氯的殺菌作用是漸時的,而臭氧的滅菌作用是快速、瞬時的。另外,臭氧不僅完全不產生致癌的三鹵甲烷,還能有效地降解和消除污水中的色、臭、味、酚、氰等污染物,除臭脫色效果好,使水溶解增加,現在西歐國家普遍使作,但投資大,設備故障率高電耗大,費用較氯化消毒高,而且由于臭氧化學性質極不穩定,直接帶了臭氧消毒的缺點,無法貯存,不易運輸,臭氧消毒后水中不能維持剩余臭氧,對細菌的生長難以控制,控制和檢測O3均需一定的技術,管理難度大。
  2.2.3紫外線輻照消毒
  紫外線輻照消毒具有廣譜殺菌性、能夠有效地殺滅各種病菌、細菌和原生菌,作為一種物理消毒方法,無毒性、蓄積毒性和腐蝕作物,操作簡單,不加化學藥劑,不產生二次污染消毒后的水無殘留輻射,缺點是紫外光源壽命短,若光照強度低時,殺菌效率不高,且無后續作用,不能大規模應用。
  2.3 工業污水
  工業污水的水中由于含有大量的金屬離子,如汞、鉻、鎘等,以及堿、硫化物和鹽類等無機物而顯出獨特的顏色,污染性很強。如果工業污水直接進入水生生態系統中,微生物不但不能降低重金屬的濃度,相反還能富集、放大其效應。據研究表明:重金屬進入生物體后,能積累在某器官中造成累積性中毒,最終危害生命。
  污水中污染無機物有的惡化水質,危害水生生物,危害農業;有的使人慢性中毒,破壞人體的正常生理過程,其中重金屬對人體危害最大,甚至致癌。然而工業污水無機物構成千差萬別,因此,對工業污水的有效治理,需要因地制宜,具體情況具體分析,以適宜的水處理技術與具體的工行業減污處理設備相結合,才能有效地降低工業污水中的毒害原素。最為有效的方法為工廠內生污水直接凈化,即直接在工業廠房或其附近采用有針對性的用污水處理方法。現在,工業污水的直接凈化技術是國家節能減排戰略中非常具有生命力的前沿技術。
  
  3. 污泥處理
  常用的污泥處理方法有:農業利用、衛生填埋、焚燒和投入海洋等。目前我國污泥處理仍以農業和衛生填埋為主。
  3.1 衛生填埋
  衛生填埋優點是投資省、實施快、方法簡單、處理規模大,缺點是對污泥的土力學性質要求較高,需要大面積的場地和大量的運輸費用,地基需作防滲處理以防地下水污染等。填埋目前仍是我國污泥處置的重要方法之一,但是從長遠看,常規填埋是一種不可循環的最終處置方式,需要大面積的土地,其應用比例將會逐漸減少。
  3.2 海洋傾倒
  海洋傾倒是一種簡便、經濟的處理方法。對于那些靠近海岸的大型污水處理廠來說,將其液態污泥排海是一種方便的污泥處置方法。90年代英國、日本、美國相繼使用這種方法處理污泥,但投海會污染海洋,對海洋生態系統和人類食物鏈造成威脅,有鑒于此,污泥海洋傾倒已受到越來越多的反對,不得在水體中處置污泥。
  3.3 土地利用(污泥農用)
  我國是一個農業大國,無論是從經濟因素,還是從肥效利用因素出發,污泥的土地利用是符合我國國情的處置方法。污泥農用從我國具體情況來說是最可行、最現實的處置方案。污泥農用可大量處置污泥,原則上只有污泥達到國家有關標準就可用于農田;污泥參與農田的自然物質循環過程,污泥中的氮、磷、鉀、有機質和微量元素是良好的農用肥料,對農作物有增產作用;污泥中的有機質、腐殖質可改善土壤結構,是良好的土壤改良劑;污泥農業利用使生產費用降低,適合我國目前的經濟發展狀況。
  3.4 污泥堆肥
  污泥堆肥農用的一個重要方面,它是利用污泥中的微生物進行發酵的過程。此技術早在 20世紀初,在歐洲就開發研究成功,開始只被用于城市垃圾的處理,后來這種方法被引用到污泥處理施用農田。
  3.5 污泥焚燒
  污泥焚燒后,大大減量化。另外,污泥中所含有的重金屬在高溫下被氧化成穩定的氧化物,是制造陶粒、瓷磚等產品的優良材料。近年來,焚燒法得到了較大的發展,和其它各法相比,焚燒法有以下幾個突出的優點:①大大地減少了污泥的體積和重量,因而最終需要處理的物質很小,有時焚燒灰可制成有用的產品;②污泥處理速度快,不需長期儲存;③污泥可就地焚燒,不需長距離運輸;④可以回收能量用于發電和供熱。

  4. 結束語
  4.1 對污水的優化處理,不能單純從宏觀的角度對水量進行簡單的控制,要在了解污水處理的內在機制相互轉化的基礎上,同時考慮處理水量與水質兩方面的因素,只有將這兩方面結合起來,這樣的污水處理才更加客觀準確。
  4.2 作為污水處理過程的伴生物的污泥也日益增加,污泥的處置問題在城市污水處理中占有的位置將日益突出。針對這一問題,不同國家的解決方法是不盡相同的,同一國家不同地區也存在著差異,因地制宜應該是污泥處理處置方式選擇的基本思路和原則。
  4.3 在進行污水污泥處理工作中,要全面控制,合理布局;加強環保意識宣傳教育;強化管理,努力擺脫現在經濟發展中高污染高排放的“雙高”困境。

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