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城市生活污水处理技术优化与应用
摘要:由于我国水资源短缺,高效且环保城市污水处理是城市污水资源化利用的关键。从近几年的污水处理效果来看,一些污水处理厂的某些工艺明显已落后于现阶段日益增长的排放量。城市生活污水受当地经济与生活水平、人口数量及生活习惯的影响,各地的污染排放量及污染种类差异较大,因此,要根据不同城市污水的实际情况,优化现有的工艺流程及开发更高效的处理工艺,才能保障城市用水水质,缓解城市水资源紧张问题,加强水资源的循环利用。此外,应该提升居民水资源保护意识,污水处理厂也应加大资金投入,不断加快工艺创新,提标改造原有工艺技术流程以提高经济效益与生态效益。
关键词:城市生活污水;处理技术;优化与应用
引言
近年来,为了满足城市污水排放达标要求,我国城镇污水处理无论是处理厂的建设规模及设备处理能力上,还是运行效率上都有显著提高。然而人们的生活水平和生活方式在发达的社会经济下发生了较大的改变,生活污水较工业污水而言具有排放量大、难收集、成分复杂、分散等特点。因此,城市生活污水的排放对环境造成了越来越大的压力,一些未经处理或不达标的污水任意排放会严重污染生境。由此可见,城市生活污水的治理与处置依旧任重道远,管网升级改造十分迫切、污水处理厂的建设及提标改造运营仍需加强。
一、分析城市生活污水处理情况
城市生活污水主要来源于人们日常生活过程中餐厨、洗涤和排泄等产生的废水。其污水水质成分复杂,种类较多,主要有悬浮物,蛋白质、糖类和油脂等有机物和氮磷等无机物,此外,大量病原微生物滋生其中致使水质恶臭、地下水硬度升高。目前城市生活污水处理存在以下主要问题:
(一)资金短缺,技术与设备不完善
相对于工业废水的处理率而言,我国城市生活污水处理厂的实际工艺建设和去污能力要明显滞后。这是由于我国城市生活污水处理主要集中在人口密集的大、中城市,而许多小城市和城镇由于资金有限,缺乏先进的技术与设备,污水管网配套也相对滞后导致污水处理率较低。由于大部分污水处理厂依然是企业化管理,自负盈亏的运营方式,高成本的污水处理也增加了管理维护的难度。一些污水处理厂为节约成本不愿购置先进设备和更新工艺,因此处理效果不佳。
(二)技术人员缺少,操作人员经验不足
对于一些中小城市的污水处理厂,当初在设计水量和建造时其规模是针对当时较小的人口密度,然而城镇人口的集约化,部分规模较小的污水处理厂工艺简单,难以满足日益增长的人口密度所产生的大量污水量,往往处于超负荷运行。在一些城市污水处理厂相关的专业技术人员匮乏,操作人员来自各种专业背景仅仅是临时进行了简单的培训对污水处理设备运行参数和净化原理缺乏深入了解,这严重影响了污水处理效果。
(三)资源化利用机制不健全
达标后的城市生活污水其资源化应用较广,如可用于城市绿化、道路清洁或工程建设等。但是,当前一些城市生活污水经过污水处理厂深度去污净化后主要用于夏季城郊农田灌溉,冬季则直接外排,部分城市生活污水厂对于处置后的污水污泥缺乏资源化利用机制,资金有限未建立相关引水渠道则回用率很少,造成水资源的浪费。相关部门为节约经费仍然将脱水后的污泥进行简单填埋,既浪费了土地资源,又会造成二次污染。
二、城市生活污水新型处理工艺的优化与应用
(一)氧化沟的提标改造工艺的优化与应用,增强污水处理效率与能力
氧化沟工艺是一种非常成熟且广泛应用的活性污泥污水处理工艺。此工艺优点是不需要初沉池简化了流程,具有推流特性能较好的去除氮磷,在技术上具有运行管理简单,投资少和低能耗等特点。但是此工艺流程也存在一些不可避免的缺点,如占地面积大,易发生污泥膨胀和泡沫问题导致污泥上浮而引起污泥沉积,此外,较多的大肠杆菌易于暴露在空气中等。针对这些问题,一些污水处理厂在原有规模下通过增设处理设施或改进工艺的办法提标改造以提高污水处理效率与能力。某市城市污水处理厂在原有工艺中增设水下推进器以达到同时除磷,并且在二沉出水后增加了一个反硝化滤池,以投加醋酸的方式提供反硝化碳源,从而解决了因碳源不足、污泥沉积严重而导致出水水质不达标的问题。
(二)膜生物反应器的工艺的优化与应用,有效改善活性污泥混合液过滤的性能并减缓了膜污染
近年来,随着人们的不断探索和创新,各种新型高效废水生物处理技术相继问世,其中膜生物反应器因其是生物与高效过滤膜技术相结合处理高效而备受青睐。虽然与许多常规污水处理技术相比,MBR不仅占地面积小,效率高,而且出水稳定达标、耐负荷冲击能力强且易于操作控制等优势。但是在运行过程中,膜表面或膜孔内因污水中的微生物及聚合物的沉积导致淤塞会影响膜通量,增加过滤阻力和能耗,不仅缩短了使用寿命,而且在运行过程中需要经常性进行清洗和更换一些膜组件,从而增加成本。因此,MBR膜污染一直是应用推广中的主要问题。前人为了解决膜污染问题向其中添加各种载体、吸附剂等进行了大量研究。载体的添加也因此成为现在的研究重点。
(三)A2/O工艺的优化与应用,能够达到国家及地方的标准要求
1A2/O-MBR工艺。为了更好的提高A2/O工艺脱氮效率,相关学者在A2/O工艺的基础增加膜过滤系统,不仅可以极大的提高出水水质,而且还能更好的去除污染物率。目前此组合工艺似乎已成为我国污水处理升级改造的“标配”。某污水处理厂在原来单一的A2/O工艺基础上增设MBR工艺后,其出水水质得到了极大的提高,主要指标达到了地表水Ⅳ类标准。
2A2/O-氧化沟工艺。此工艺中充氧能力高,污泥沉降少,碳化、硝化彻底,运行费用低,耐冲击负荷等优势。广州市某学校污水处理在A2/O工艺基础上增设微曝氧化沟工艺处理水量为1,200m3/d,不仅节能省电,操作方便,而且出水达标稳定。
城市生活污水的中水回用和污泥的资源化利用是发展生态高效资源利用的重要环节。将城市生活污水净化、消毒处理后作为工业用水、市政工程用水及居民冲厕用水等,既能节约用水。脱水干化的污泥经无害化处理后,再腐熟化与其它一些物质按比例进行混合可制作有机无机复合肥,这是一种高效无害的缓释肥,还可以制作土壤改良剂为农业、林业、绿化提供价廉物美的生态肥料。污泥的成分中有很多物质与建筑用的水泥材料相同,可以将其作为生产水泥的原材料。此外,还可以将污泥燃料化利用和沼气利用,以减少煤炭的使用,节约能源。
结束语
综上述,基于城镇化快速发展带来了人口的密集,导致城市生活污水排放量也与日俱增,生活污水如果不做任何处理就直接排放到环境中,不仅浪费水资源,而且会严重污染水体和土壤,损害人体健康。对于一些污水处理厂而言,现有的工艺使得出水水质不稳定难以达到国家水质中一级A标准或地方标准,要实现地表Ⅳ类水标准则更为困难。工艺的选择对污水处理厂而言非常重要,关系到其建设与运行费用的投入以及处理效果如脱氮除磷效率、出水水质能否达标等关键问题,如何选择高效的生物脱氮除磷工艺使出水水质稳定达标是目前各类污水处理厂所面临的关键问题。因此,要根据实际污水水质及排污量,优化工艺设计流程,采用高效经济的新工艺尤为重要。
参考文献
[1]王莎.城市生活污水处理技术分析及发展趋势探究[J].当代化工研究,2019,(17):69-70.
[2]卢德强.城市生活污水处理技术分析及发展趋势探究[J].科技创新与应用,2019,(26):152-153.
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