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【摘要】中国城市污水处理技术的研究从20世纪70年代末开始,经过20多年的不懈努力,城市污水处理技术已经取得了很大的成就,并取得丰硕成果。随着改革开放的发展和不断引进国外新技术。我国在水污染水生物技术领域已经成功地广泛应用传统活性污泥法,延时法新活性污泥法等技术工艺。
【关键词】可持续,污水处理,生物处理。
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:
一,前言
目前,这些技术在上个世纪六十年代和七十年代的国外就已经被应用,在技术发展的过程中,他们努力做到从国情出发,从国家的社会和经济发展出发。使得一些国家的污水处理率达到90%以上。而且在此期间,大量各种形式的废水处理新技术,如:改良活性污泥法(AO,A2O工艺),氧化沟工艺(卡鲁塞尔,奥贝尔氧化沟),城市污水处理SBR工艺,氧(富氧),曝气,深井曝气流化床工艺不断的得到发展与应用。
二, 城市可持续污水生物处理技术发展的原因
1.社会需求是我国的科技发展驱动力,庞大的污水处理市场,迫切需要新的技术。据估计,“十五”城镇污水处理的投资将超过200亿元。中国的污水处理仍然是一个巨大的需求,是新技术的开发和运用的动机。然而,在最近一段时期,中国的城市污水处理厂建设主要是延时曝气氧化沟和SBR工艺。虽然中国的人均国民生产总值远低于西方发达国家,但是采用以上技术,可以完全适合中国的国情的.可持续发展的方向是一致的.从既满足当代人的需求,又不损害后代的,原则出发,从技术方面可持续发展,包括可持续发展的公平性(是否反映了共享资源和环境的),持久性(是否满足资源和环境的可持续利用的原则)和共性(是否有利于解决全球环境问题)出发。我们必须分析技术的发展,考虑社会的需要和情况
2.事实上,国外延时曝气系统是基于耗能的方法来实现稳定的污泥工艺,延时曝气系统的能量消耗是要消耗约40%至50%在高负载的活性污泥。由于中国的能源短缺的不断增长,无法承受不可再生的化石能源高能量消耗的成本,同时,在能源消费的增加将带来的直接运行成本增加,能源消耗的增加会同时增加间接污染和投资。中国的主要能源来自煤炭,这可能会导致严重的空气污染问题。据资料报道,处理能力10000吨低负荷的污水处理厂,与高负荷的水厂相比。会间接减少50%以上的污水处理的投资。
我国是一个缺乏资源,能源日益短缺,经济欠发达,人口众多的发展中国家,从可持续发展的角度来看,使用短延时曝气来实现一个稳定的污泥法是不符合可持续发展的基本原则的,它不适合中国的国情。中国应该大力发展经济效益好,资源消耗低,环境污染少,城市污水处理技术。这是新技术不断追求高效率,低功耗,低成本,低资源占用的根本原因。不同的反应器应用的技术,有着不同的制约因素,例如,体现在有氧的生物反应器中的研究和开发中会有生物生长(生物量和活性),反应器的形式(固定床,悬浮床和流化床),传质条件下(氧气供给)和固液分离(沉淀,过滤)的制约发展因素.一直以来,为解决这些制约因素各个时期的理论,技术,材料,都在进行长期不懈的研究。
三,的相关情况.
1.城市污水处理技术起源于生物滴滤塔,应用的是表面积较小的生物质颗粒.而且滴滤使活性污泥法的回流生物量可以维持在最高的3-5G / L。在20世纪80年代初,中国和日本在此期间,开发蜂窝填料,软性填料,半软性填料,弹性填料接触氧化工艺,要达到的目的就是提高生物量(增加比表面积约5-8克/ L)。然而却因为包装成本增加抵消了节省投资池的容量。导致了一系列的问题无法得到解决。
2.移动床和流化床反应器生物膜的生长是一种更高层次的固定床生物膜技术与悬浮生长系统技术集成。流化床支撑面的接触面积氧化过程200-300m2/m3 2000-3000m2/m3,生物量可达到20-30G / L,负荷可达到5-10kgBOD/m3.d。从而促进固定床悬浮生长系统的流化床的发展,反映了人们追求高效率,高负荷和高生物量,这些构成了污水处理的发展趋势之一。
3.从生态平衡的角度来看,城市和城镇污水处理产生的污泥是流动的结果,是需要返回到周围的生态系统中的。但是不加以处理或将长期导致区域土壤生态失衡。因此从污泥最终处置的出路来看,使处理污泥变成氧堆肥并重新用于农业的来看,可低负荷曝气系统是最可行和现实的污泥处置方案。
四.我国的城市可持续污水生物处理技术
1.20世纪70年代末,中国的技术进步表现为第一次引入大型城市污水处理厂,发展和掌握的喷射曝气80微孔曝气的技术。到20世纪90年代初,橡胶材料的可变孔微孔增氧机的发展,反映了我国这一领域的进展.但是从总体来说,城市污水污泥处理和处置在中国刚刚起步,与国外先进国家相比仍有较大差距。随着大量的污水处理厂的投产,现有污泥产量大幅增加。厌氧消化的投资才占到约20%至40%。我们十几个污泥消化池,只有其中的少数几个能够正常运行,有些根本就没有运行。这些问题也导致了我们的国家近年来只有大量采用延时曝气氧化沟工艺。在高负荷,低消费的污水处理过程中,怎样解决城市污水处理厂污泥处理技术问题是一个大难题,有关中国的城市污水处理过程中的进展情况,将在很大程度上取决于污泥处理利用先进的技术。
在污染如此严重的资源短缺的国家,应用最先进的水处理工艺开发技术应该是适合中国国情的,我国在绝大多数超过17000个建制镇没有污水处理设施,所以应用高效率,低功耗和低成本的污水处理技术一段时间内将具有重要的意义。例如以厌氧好氧生物处理工艺,水解好氧处理工艺,流化床和曝气生物滤池等为代表的低功耗,高效率的过程,能满足这方面的需求。
在全球普遍倡导可持续发展理念影响下,我国已将建设节约型社会和走循环经济道路的经济发展模式摆到了极高的战略位置。资源与能源的日益匮乏使得人们不断反思传统污水/废物处理技术,继而产生了发展可持续污水/废物处理技术的思想与行动。与传统观念不同,可持续污水处理技术首先将污水视作为资源与能源的载体,其次强调以回收为目的的可持续技术本身资源与能源消耗量应最低。提出概念与理论,同时指出技术发展方向,在中国目前提倡"科学发展与创新科研"及"循环经济"的形势下是十分有用的。并描述了实际工艺。如果中国在环境保护方面能够做到"洋为中用",这将是事半功倍的事情。
五.结束语
传统污水-废物生物处理工艺COD氧化及硝化因需要曝气而消耗能量,因此,在氧化COD的过程中损失大量的化学能(每kg COD约含14×10的6次方J代谢热),并导致大量CO2释放大气。进而言之,反硝化和生物除磷对COD的需求与剩余污泥也是传统工艺比较突出的问题。面对日益严格的出水排放标准,如果仍以传统工艺应对问题,污水处理厂将会消耗更多的能量和有机碳源,同时排放更多的CO2,并产生大量的剩余污泥。当今,水的问题必须以一种综合又新颖的方式加以解决。在此方面,水的可持续发展已成为首要的考虑。因此,发展具有可持续性的工艺便显得十分必要。可持续性工艺所追求的目标为:最少的COD氧化,最低的C02排放,最小的污泥产量回收磷,最后使处理水回用。事实上,来自三级处理的出水水质足以满足回用水标准。正因如此,发展可持续性生物营养物去除工艺(BNR)能够同时解决两个关键的水问题:1)水质恶化;2)水资源短缺。这实际上相当于一石两鸟的作用。
【参考文献】
[1]何艳 城市可持续污水生物处理技术开发研究华中科技大学2004-04-01硕士
[2]严萍 城市可持续污水生物处理技术的工艺及质量控制福建建材2008-06-15期刊
[3]宋抗常 依靠技术创新提高城市可持续污水生物处理技术技术水平加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册) 2002-09-05中国會议
[4]关于发布《城市可持续污水生物处理技术施工技术指南》等五项工程施工技术指南的通知 标准设计2005-12-20期刊
[5]韦莲红; 张季超城市可持续污水生物处理技术工程施工技术探讨第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册2009-11-28中国会议
【关键词】可持续,污水处理,生物处理。
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:
一,前言
目前,这些技术在上个世纪六十年代和七十年代的国外就已经被应用,在技术发展的过程中,他们努力做到从国情出发,从国家的社会和经济发展出发。使得一些国家的污水处理率达到90%以上。而且在此期间,大量各种形式的废水处理新技术,如:改良活性污泥法(AO,A2O工艺),氧化沟工艺(卡鲁塞尔,奥贝尔氧化沟),城市污水处理SBR工艺,氧(富氧),曝气,深井曝气流化床工艺不断的得到发展与应用。
二, 城市可持续污水生物处理技术发展的原因
1.社会需求是我国的科技发展驱动力,庞大的污水处理市场,迫切需要新的技术。据估计,“十五”城镇污水处理的投资将超过200亿元。中国的污水处理仍然是一个巨大的需求,是新技术的开发和运用的动机。然而,在最近一段时期,中国的城市污水处理厂建设主要是延时曝气氧化沟和SBR工艺。虽然中国的人均国民生产总值远低于西方发达国家,但是采用以上技术,可以完全适合中国的国情的.可持续发展的方向是一致的.从既满足当代人的需求,又不损害后代的,原则出发,从技术方面可持续发展,包括可持续发展的公平性(是否反映了共享资源和环境的),持久性(是否满足资源和环境的可持续利用的原则)和共性(是否有利于解决全球环境问题)出发。我们必须分析技术的发展,考虑社会的需要和情况
2.事实上,国外延时曝气系统是基于耗能的方法来实现稳定的污泥工艺,延时曝气系统的能量消耗是要消耗约40%至50%在高负载的活性污泥。由于中国的能源短缺的不断增长,无法承受不可再生的化石能源高能量消耗的成本,同时,在能源消费的增加将带来的直接运行成本增加,能源消耗的增加会同时增加间接污染和投资。中国的主要能源来自煤炭,这可能会导致严重的空气污染问题。据资料报道,处理能力10000吨低负荷的污水处理厂,与高负荷的水厂相比。会间接减少50%以上的污水处理的投资。
我国是一个缺乏资源,能源日益短缺,经济欠发达,人口众多的发展中国家,从可持续发展的角度来看,使用短延时曝气来实现一个稳定的污泥法是不符合可持续发展的基本原则的,它不适合中国的国情。中国应该大力发展经济效益好,资源消耗低,环境污染少,城市污水处理技术。这是新技术不断追求高效率,低功耗,低成本,低资源占用的根本原因。不同的反应器应用的技术,有着不同的制约因素,例如,体现在有氧的生物反应器中的研究和开发中会有生物生长(生物量和活性),反应器的形式(固定床,悬浮床和流化床),传质条件下(氧气供给)和固液分离(沉淀,过滤)的制约发展因素.一直以来,为解决这些制约因素各个时期的理论,技术,材料,都在进行长期不懈的研究。
三,的相关情况.
1.城市污水处理技术起源于生物滴滤塔,应用的是表面积较小的生物质颗粒.而且滴滤使活性污泥法的回流生物量可以维持在最高的3-5G / L。在20世纪80年代初,中国和日本在此期间,开发蜂窝填料,软性填料,半软性填料,弹性填料接触氧化工艺,要达到的目的就是提高生物量(增加比表面积约5-8克/ L)。然而却因为包装成本增加抵消了节省投资池的容量。导致了一系列的问题无法得到解决。
2.移动床和流化床反应器生物膜的生长是一种更高层次的固定床生物膜技术与悬浮生长系统技术集成。流化床支撑面的接触面积氧化过程200-300m2/m3 2000-3000m2/m3,生物量可达到20-30G / L,负荷可达到5-10kgBOD/m3.d。从而促进固定床悬浮生长系统的流化床的发展,反映了人们追求高效率,高负荷和高生物量,这些构成了污水处理的发展趋势之一。
3.从生态平衡的角度来看,城市和城镇污水处理产生的污泥是流动的结果,是需要返回到周围的生态系统中的。但是不加以处理或将长期导致区域土壤生态失衡。因此从污泥最终处置的出路来看,使处理污泥变成氧堆肥并重新用于农业的来看,可低负荷曝气系统是最可行和现实的污泥处置方案。
四.我国的城市可持续污水生物处理技术
1.20世纪70年代末,中国的技术进步表现为第一次引入大型城市污水处理厂,发展和掌握的喷射曝气80微孔曝气的技术。到20世纪90年代初,橡胶材料的可变孔微孔增氧机的发展,反映了我国这一领域的进展.但是从总体来说,城市污水污泥处理和处置在中国刚刚起步,与国外先进国家相比仍有较大差距。随着大量的污水处理厂的投产,现有污泥产量大幅增加。厌氧消化的投资才占到约20%至40%。我们十几个污泥消化池,只有其中的少数几个能够正常运行,有些根本就没有运行。这些问题也导致了我们的国家近年来只有大量采用延时曝气氧化沟工艺。在高负荷,低消费的污水处理过程中,怎样解决城市污水处理厂污泥处理技术问题是一个大难题,有关中国的城市污水处理过程中的进展情况,将在很大程度上取决于污泥处理利用先进的技术。
在污染如此严重的资源短缺的国家,应用最先进的水处理工艺开发技术应该是适合中国国情的,我国在绝大多数超过17000个建制镇没有污水处理设施,所以应用高效率,低功耗和低成本的污水处理技术一段时间内将具有重要的意义。例如以厌氧好氧生物处理工艺,水解好氧处理工艺,流化床和曝气生物滤池等为代表的低功耗,高效率的过程,能满足这方面的需求。
在全球普遍倡导可持续发展理念影响下,我国已将建设节约型社会和走循环经济道路的经济发展模式摆到了极高的战略位置。资源与能源的日益匮乏使得人们不断反思传统污水/废物处理技术,继而产生了发展可持续污水/废物处理技术的思想与行动。与传统观念不同,可持续污水处理技术首先将污水视作为资源与能源的载体,其次强调以回收为目的的可持续技术本身资源与能源消耗量应最低。提出概念与理论,同时指出技术发展方向,在中国目前提倡"科学发展与创新科研"及"循环经济"的形势下是十分有用的。并描述了实际工艺。如果中国在环境保护方面能够做到"洋为中用",这将是事半功倍的事情。
五.结束语
传统污水-废物生物处理工艺COD氧化及硝化因需要曝气而消耗能量,因此,在氧化COD的过程中损失大量的化学能(每kg COD约含14×10的6次方J代谢热),并导致大量CO2释放大气。进而言之,反硝化和生物除磷对COD的需求与剩余污泥也是传统工艺比较突出的问题。面对日益严格的出水排放标准,如果仍以传统工艺应对问题,污水处理厂将会消耗更多的能量和有机碳源,同时排放更多的CO2,并产生大量的剩余污泥。当今,水的问题必须以一种综合又新颖的方式加以解决。在此方面,水的可持续发展已成为首要的考虑。因此,发展具有可持续性的工艺便显得十分必要。可持续性工艺所追求的目标为:最少的COD氧化,最低的C02排放,最小的污泥产量回收磷,最后使处理水回用。事实上,来自三级处理的出水水质足以满足回用水标准。正因如此,发展可持续性生物营养物去除工艺(BNR)能够同时解决两个关键的水问题:1)水质恶化;2)水资源短缺。这实际上相当于一石两鸟的作用。
【参考文献】
[1]何艳 城市可持续污水生物处理技术开发研究华中科技大学2004-04-01硕士
[2]严萍 城市可持续污水生物处理技术的工艺及质量控制福建建材2008-06-15期刊
[3]宋抗常 依靠技术创新提高城市可持续污水生物处理技术技术水平加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册) 2002-09-05中国會议
[4]关于发布《城市可持续污水生物处理技术施工技术指南》等五项工程施工技术指南的通知 标准设计2005-12-20期刊
[5]韦莲红; 张季超城市可持续污水生物处理技术工程施工技术探讨第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册2009-11-28中国会议