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摘要:我国淡水资源尤为匮乏,供水与需水之间的矛盾是制约城市发展的一个关键问题。城市污水理厂出厂水全部排入河流是一种资源浪费,与可持续发展的目标相背离。因此,城市污水回用是解决城市用水供需矛盾、促进经济可持续发展的有效途径。
关键词:污水处理;工艺;回用技术
1城市污水处理工艺
1.1活性污泥法
活性污泥法是通过生物吸附和胶体絮凝对污水中的有机物进行降解和净化,其处理方式分为三种,分别是:生物代谢、污泥吸附和污泥絮凝。活性污泥法有可以分为传统活性污泥法、SBR法、阶段曝气法、A/O法、A2/O法等。①SBR法SBR法又称为间歇式活性污泥法,又称间歇曝气法。其主要针对的是中小型城市的城市污水处理,具有占地面积少、工艺简单、设备可操作性高、运行和维护稳定方便、出水水质良好、自动化程度高等特点。SBR法可以在同一个水池内完成进水、曝气、沉淀、排水等过程,对水质、水量变化产生的负荷冲击具有良好的适应能力,可以高效的去处有机物且达到脱氮的目的。②AB法AB法是传统活性污泥法进化版,对处理污水中难降解的有机物有着较高的优势。主要是通过将曝气池分为两段,城市污水通过细格栅过滤和沉砂池沉淀后,按照顺序进入A段,通过沉淀后进入B段,A、B段中间严格分离,并具有各自的菌群特征,A段污泥负荷高,对有机物进行过饱和吸附,以此减少B段的污泥负荷。与传统活性污泥法相比,具有成本低、经济效益高的特点,应用在高浓度污水的处理方面有明显优势。③A/O法和A2/O法A/O法和A2/O法对城市污水的脱氮除磷有很好的效果,能有效的去处污水中的有机物。A/O法与A2/O法相比,A/O法缺氧段的反硝化反应只能消耗污水中少部分的有机物,大部分有机物还是需要在好氧阶段进行降解去除;A2/O法中,大部分的有机物在厌氧阶段已经被转化为聚β-羟基丁酸盐储存于微生物细胞中,剩下的部分则在缺氧阶段的反硝化作用下去除,在经过好氧段时COD浓度已经达到可排放标准,但是还是会进行进一步的降解,可见A2/O法的处理效果更佳。
1.2生物膜法
生物膜法是通过在曝气池中投放天然或人工的固体填料,微生物在填料表面附着、繁殖生长,形成一层具有净化作用的生物膜,在污水流经生物膜时对其进行净化。生物膜法的净化能力与土壤的自动净化过程几乎一致,生物膜法具有耐低温、运行费用低、抗冲击负荷、污泥产量少等优点。缺点是建设费用高、占地广、填料易形成堵塞、卫生条件差等。不适用于处理水量较大的城市污水。
2城市污水再生回用处理技术途径
2.1化学混凝技术
混凝处理技术已经在污水处理中得到广泛的应用,通过混凝处理可以降低色度、浊度、化学需氧量(COD),也可以去除一部分重金属和导致水体富营养化的氮磷等营养元素。在城市污水再生回用处理中,混凝技术也得到了应用。祝社民等开发了一种新型混凝剂,采用组合工艺(混凝-离子交换-活性炭吸附-消毒)处理南京某城市污水处理厂的生活污水,研究结果表明,混凝工艺处理后的污水COD可以去除70%左右,磷的去除率可以达到一级A出水标准。龙向宇研究了用改进后的石灰混凝法处理城市污水处理厂的二级出水。试验结果表明,该工艺对污水中的COD去除率高达30%,采用干投法比湿投法对有机物的去除效率要好;当将沉淀工艺的活性泥渣进行回流时,碳酸盐碱度的去除效率高达70%。
2.2物化法
城市污水再生回用技术的物化法以过滤、活性炭吸附、膜分离技术为主。过滤技术在城市饮用水处理中已经日臻成熟,近几年也被广泛用于城市污水的深度处理。刘剑采用传统无烟煤、石英砂双层滤料滤池处理城市污水厂二级出水,试验结果表明,双层滤料滤池对浊度、COD、总磷(TP)的平均去除率分别为80%、85%、30%、28%,出水中的浊度、COD、TP平均为1NTU、33.5mg/L,0.97mg/L。活性炭是一种具有巨大比表面积的吸附剂,能够去除水中的浊度、色度、有机污染物等。杨义采用吸附试验处理淮南市第一污水处理厂出水并用于中水回用,试验结果表明,在25℃,活性炭吸附金属锌离子的最佳pH为6.5,吸附剂最佳投量为0.15g/L,同时对水中的色度、浊度、COD也有较高的去除率。膜分离技术广泛应用于城市污水的深度处理,已经成为一种新兴的污水处理工艺。戴艺等用超滤-反渗透工艺处理宁波岩东污水处理厂二沉池出水,试验期间反渗透系统运行状况良好,出水质稳定。连续运行结果表明,原水的浊度在2~5NTU,出水浊度在0.0~0.3NTU,浊度的去除率高达95%;超滤与反渗透系统的出水总回收量在75%以上,反渗透系统所投加的阻垢剂维持在2mg/L左右;反渗透系统的脱盐率在97%以上。膜生物反应器是结合了污水的生物处理技术与膜法高效截留能力的一种新型污水处理技术,在城市污水再生回用中被广泛应用。杨春等设计了一个处理规模为36m3/d的缺氧-厌氧膜生物反应器并对北京某污水厂污水回用进行了连续试验研究。连续试验运行结果表明,A/O+MBR工艺不受进水水质的影响,出水水质稳定,均能达到相应回用水标准。其对COD的去除率可达95%,对氨氮的去除率可达98%,系统较长的污泥停留时间与微生物量保证了系统的稳定运行。
2.3生物处理技术
生物处理技术主要是利用生物处理单元中微生物的新陳代谢活动去除污水中有机污染物的一种方法,生物处理技术具有处理效率高、出水水质稳定等特点。根据微生物的生长状态,生物处理技术可以分为活性污泥法与生物膜法。济南市某国企住宅家属小区为了实行节约用水政策,减轻城市环境污染负担,决定采用小区中水回用技术。葛会超等设计了一套以生物膜法A2O为核心的中水回用处理工艺,该工程自2011年正式投产运行以来,出水水质稳定。工艺的出水水质监测结果表明:pH值=8.0~8.4、COD=28~37mg/L、氨氮=7~8mg/L、BOD5=5~8mg/L、浊度在15~16NTU、总大肠杆菌数≤3个/L。采用中水回用技术后,该小区每年可以节约21.9万t的自来水用量,工程经济效益每年高达32.4万元。
3结论
综上所述,城市污水处理以及回用可以有效的解决城市水资源匮乏,在降低环境污染的同时,加强水的再循环利用和污水会用率,实现,实现城市水资源的可持续发展。
参考文献:
[1]戎晓伟.简论城市生活污水处理工艺及回用技术[J].中小企业管理与科技,2016,(3):235-235.
[2]张晓娟.臭氧/活性炭高级氧化法对石化行业反渗透浓水处理效果的研究[J].甘肃科技,2017,33(14):32-35.
作者简介:
第一作者:于浩杰(1997-)男,汉族,学生,专业:给排水科学与工程,单位: 郑州大学水利与环境学院。
第二作者:沈思远(1996-)男,汉族,学生,四川省重庆市,专业:给排水科学与工程,单位:郑州大学水利与环境学院。
关键词:污水处理;工艺;回用技术
1城市污水处理工艺
1.1活性污泥法
活性污泥法是通过生物吸附和胶体絮凝对污水中的有机物进行降解和净化,其处理方式分为三种,分别是:生物代谢、污泥吸附和污泥絮凝。活性污泥法有可以分为传统活性污泥法、SBR法、阶段曝气法、A/O法、A2/O法等。①SBR法SBR法又称为间歇式活性污泥法,又称间歇曝气法。其主要针对的是中小型城市的城市污水处理,具有占地面积少、工艺简单、设备可操作性高、运行和维护稳定方便、出水水质良好、自动化程度高等特点。SBR法可以在同一个水池内完成进水、曝气、沉淀、排水等过程,对水质、水量变化产生的负荷冲击具有良好的适应能力,可以高效的去处有机物且达到脱氮的目的。②AB法AB法是传统活性污泥法进化版,对处理污水中难降解的有机物有着较高的优势。主要是通过将曝气池分为两段,城市污水通过细格栅过滤和沉砂池沉淀后,按照顺序进入A段,通过沉淀后进入B段,A、B段中间严格分离,并具有各自的菌群特征,A段污泥负荷高,对有机物进行过饱和吸附,以此减少B段的污泥负荷。与传统活性污泥法相比,具有成本低、经济效益高的特点,应用在高浓度污水的处理方面有明显优势。③A/O法和A2/O法A/O法和A2/O法对城市污水的脱氮除磷有很好的效果,能有效的去处污水中的有机物。A/O法与A2/O法相比,A/O法缺氧段的反硝化反应只能消耗污水中少部分的有机物,大部分有机物还是需要在好氧阶段进行降解去除;A2/O法中,大部分的有机物在厌氧阶段已经被转化为聚β-羟基丁酸盐储存于微生物细胞中,剩下的部分则在缺氧阶段的反硝化作用下去除,在经过好氧段时COD浓度已经达到可排放标准,但是还是会进行进一步的降解,可见A2/O法的处理效果更佳。
1.2生物膜法
生物膜法是通过在曝气池中投放天然或人工的固体填料,微生物在填料表面附着、繁殖生长,形成一层具有净化作用的生物膜,在污水流经生物膜时对其进行净化。生物膜法的净化能力与土壤的自动净化过程几乎一致,生物膜法具有耐低温、运行费用低、抗冲击负荷、污泥产量少等优点。缺点是建设费用高、占地广、填料易形成堵塞、卫生条件差等。不适用于处理水量较大的城市污水。
2城市污水再生回用处理技术途径
2.1化学混凝技术
混凝处理技术已经在污水处理中得到广泛的应用,通过混凝处理可以降低色度、浊度、化学需氧量(COD),也可以去除一部分重金属和导致水体富营养化的氮磷等营养元素。在城市污水再生回用处理中,混凝技术也得到了应用。祝社民等开发了一种新型混凝剂,采用组合工艺(混凝-离子交换-活性炭吸附-消毒)处理南京某城市污水处理厂的生活污水,研究结果表明,混凝工艺处理后的污水COD可以去除70%左右,磷的去除率可以达到一级A出水标准。龙向宇研究了用改进后的石灰混凝法处理城市污水处理厂的二级出水。试验结果表明,该工艺对污水中的COD去除率高达30%,采用干投法比湿投法对有机物的去除效率要好;当将沉淀工艺的活性泥渣进行回流时,碳酸盐碱度的去除效率高达70%。
2.2物化法
城市污水再生回用技术的物化法以过滤、活性炭吸附、膜分离技术为主。过滤技术在城市饮用水处理中已经日臻成熟,近几年也被广泛用于城市污水的深度处理。刘剑采用传统无烟煤、石英砂双层滤料滤池处理城市污水厂二级出水,试验结果表明,双层滤料滤池对浊度、COD、总磷(TP)的平均去除率分别为80%、85%、30%、28%,出水中的浊度、COD、TP平均为1NTU、33.5mg/L,0.97mg/L。活性炭是一种具有巨大比表面积的吸附剂,能够去除水中的浊度、色度、有机污染物等。杨义采用吸附试验处理淮南市第一污水处理厂出水并用于中水回用,试验结果表明,在25℃,活性炭吸附金属锌离子的最佳pH为6.5,吸附剂最佳投量为0.15g/L,同时对水中的色度、浊度、COD也有较高的去除率。膜分离技术广泛应用于城市污水的深度处理,已经成为一种新兴的污水处理工艺。戴艺等用超滤-反渗透工艺处理宁波岩东污水处理厂二沉池出水,试验期间反渗透系统运行状况良好,出水质稳定。连续运行结果表明,原水的浊度在2~5NTU,出水浊度在0.0~0.3NTU,浊度的去除率高达95%;超滤与反渗透系统的出水总回收量在75%以上,反渗透系统所投加的阻垢剂维持在2mg/L左右;反渗透系统的脱盐率在97%以上。膜生物反应器是结合了污水的生物处理技术与膜法高效截留能力的一种新型污水处理技术,在城市污水再生回用中被广泛应用。杨春等设计了一个处理规模为36m3/d的缺氧-厌氧膜生物反应器并对北京某污水厂污水回用进行了连续试验研究。连续试验运行结果表明,A/O+MBR工艺不受进水水质的影响,出水水质稳定,均能达到相应回用水标准。其对COD的去除率可达95%,对氨氮的去除率可达98%,系统较长的污泥停留时间与微生物量保证了系统的稳定运行。
2.3生物处理技术
生物处理技术主要是利用生物处理单元中微生物的新陳代谢活动去除污水中有机污染物的一种方法,生物处理技术具有处理效率高、出水水质稳定等特点。根据微生物的生长状态,生物处理技术可以分为活性污泥法与生物膜法。济南市某国企住宅家属小区为了实行节约用水政策,减轻城市环境污染负担,决定采用小区中水回用技术。葛会超等设计了一套以生物膜法A2O为核心的中水回用处理工艺,该工程自2011年正式投产运行以来,出水水质稳定。工艺的出水水质监测结果表明:pH值=8.0~8.4、COD=28~37mg/L、氨氮=7~8mg/L、BOD5=5~8mg/L、浊度在15~16NTU、总大肠杆菌数≤3个/L。采用中水回用技术后,该小区每年可以节约21.9万t的自来水用量,工程经济效益每年高达32.4万元。
3结论
综上所述,城市污水处理以及回用可以有效的解决城市水资源匮乏,在降低环境污染的同时,加强水的再循环利用和污水会用率,实现,实现城市水资源的可持续发展。
参考文献:
[1]戎晓伟.简论城市生活污水处理工艺及回用技术[J].中小企业管理与科技,2016,(3):235-235.
[2]张晓娟.臭氧/活性炭高级氧化法对石化行业反渗透浓水处理效果的研究[J].甘肃科技,2017,33(14):32-35.
作者简介:
第一作者:于浩杰(1997-)男,汉族,学生,专业:给排水科学与工程,单位: 郑州大学水利与环境学院。
第二作者:沈思远(1996-)男,汉族,学生,四川省重庆市,专业:给排水科学与工程,单位:郑州大学水利与环境学院。