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摘要:我国是一个水资源短缺、人口众多、环境承受能力较弱的发展中国家, 与发达国家每万人有一座污水处理厂相比, 十三亿人口的国家仅有不足一千座污水处理厂, 因此污水处理的建设事业任重而道远。在未来的污水处理建设中, 急需大量的资金与配套的技术。在技术研发方面: 引进消化吸收国外先进技术与自主创新相结合, 是投人少见效快的有效方法。在工程建设方面: 培养国内专业工程公司承建污水处理厂,有利于保证工程质量, 提高专业化水平, 增强企业的技术创新能力。为污水处理事业的发展奠定良好的基础, 缩小与发达国家的差距, 在“十一五”期间, 把我国的环保事业的建设提到更高的水平。本文分析污水来源与处理现状,介绍了污水处理技术及污水处理生物强化技术发展展望。
关键词:污水处理技术现状展望
中图分类号:U664文献标识码: A
目前我国的污水处理事业得到了空前的发展, 各种污水处理技术得到了广泛的应用, 污水处理技术的发展经历了九十年代前的自主研发到九十年代后的引进消化吸收及目前以自主创新为主的发展过程。目前我国的污水处理技术水平已接近发达国家, 但污水处理率、污泥处理处置和设备的装备水平还存在明显差距。
一、关于污水来源与处理现状
1.污水的来源,随着经济的迅猛发展和人口的急剧增长,人类对水资源的需求量也越来越大。然而人类在利用水资源的过程中同时也影响着水环境,不合理的人类活动对水环境造成了污染与破坏。现代社会污水的主要来源有:生活污水、农牧业活动、工业活动、生态环境的破坏、地下水的過度开采等。生活污水主要来自居民洗澡、冲厕等日常生活中所排放的污水,其中含有大量的不溶物、致病菌、病毒等。排入水体后,恶化水质传播疾病。农牧业活动中,农业用水量大,水的浪费现象很严重,不当灌溉,过度放牧,过度施肥施药等造成水资源短缺,并且对水环境造成严重破坏。工业废水的特点有数量大、毒性大、色泽较深、有浓烈的臭味等。由于人类活动对生态环境的破坏,导致水土流失严重,对水环境危害性很大。不合理的地下水开采造成地下水水位下降,造成海水入侵,地下水水质恶化。
2.我国污水的处理现状,我国的污水处理事业开始于1921年,北京最新建立北区污水处理厂,又在1936年建立了东区和西区污水处理厂。在很长的一段时间里,我国城市各项基础设施的建设与资源环境的发展不协调,特别是环境保护设施的建设是近几年我国才开始重视和兴建的,这样就使得全国大部分城市的污水处理厂污水处理的能力达不到实际的要求,水污染的治理所面临的问题也越来越严重。我国现有的污水处理厂80%以上处理污水采用的方法是活性污泥法,随着我国对水环境质量要求的提高,特别是对含有氮、磷等元素处理要求的提高,污水处理厂就必须把氮磷等元素的去除问题考虑进去,因此我国新建的污水处理厂采用了一些改进的活性污泥技术。
二、关于污水处理技术分析
1.活性污泥法,因悬浮的微生物群体呈泥花状态,故名活性污泥法,一般指需氧活性污泥过程。目前有多种方式,如普通活性污泥法、SBR法(间歇周期活性污泥法)、CASS(周期循环活性污泥法)、完全混合加速曝气法、延时曝气曝气法等等。在曝气池中废水与积累的活性污泥充分混合接触,污染物转移到污泥上,微生物以污染物为养料并从水中取得氧气生长繁殖,某些代谢产物(如二氧化碳、氨)则进入水中。随后,混合液流过沉淀池,泥水分离,出水得到处理,污泥则回流到曝气池入口,再次进入过程。活性污泥过程稳定和澄清废水的效率一般是高的,BOD5和悬浮固体去除率均可达90%以上。如进一步用快滤池过滤,出水的BOD5和悬浮固体有可能降低到1-2mg/L左右。为了减轻曝气池的负荷,在池前常设初次沉淀池,这时后面的沉淀池常称二次沉淀池。
2.厌氧生物处理技术,厌氧生物处理又称作为厌氧消化或厌氧发酵,是指在厌氧条件下, 由多种厌氧或兼氧微生物的共同作用, 使有机物分解。厌氧生物处理技术不用曝气, 又可以回收生物能沼气, 且厌氧生物处理的另一显著特点是污泥产量少, 从而使污泥处置费用相对少。另外, 厌氧生物处理有机容积负荷高, 从而减少了构筑物体积, 节约了基建费用。厌氧生物处理为废水处理提供了一条高效低能耗的, 促进农村燃料向清洁可再生能源的转移, 符合可持续发展原则的治理途径。
3.人工快滤系统,人工快滤系统是中小城镇污水处理的新技术。是一种新型的土地处理技术,是以快速渗滤的技术为基础发展起来的。
(1)将污水在受控制的前提下投配到有着良好渗透性能的土壤表面,污水在重力的作用下,在土壤中向下渗透并在此过程中由于受到生物氧化、硝化、反硝化、过滤等一系列作用而受到净化的过程。
(2)人工快滤系统的原理是在快渗中添加一定量粒径较小的滤料,其表面生长着生物膜。在污水流经的过程中,滤料中的有机质和粘土矿物的吸附作用和生物膜的生物絮凝作用,吸附和截留污水中的溶解性物质和悬浮性物质,从而使得污水得以净化。此过程为吸附作用和机械过滤;与此同时,由于滤料表面生长着大量的生物膜,污水流经时,利用高浓度生物膜的生物降解能力净化污水,此过程为生物降解作用;在工艺运行一段时间后,由于生物膜的快速生长和有机物的大量累积使系统的渗透率下降,需要通过进行落干来分解积累的有机物质,更新生物膜、恢复介质的吸附能力,此过程叫做落干恢复。
三、关于污水处理生物强化技术发展展望
1.环境微生物资源共享平台的发展,微生物资源是国家重要的战略资源,与生物安全、人类健康、环境保护和可再生能源等密切相关。我国是一个生物资源多样性较为丰富的国家,但微生物资源收集、保藏与共享工作一直落后于许多发达国家。通过加强企业及科研院所的合作,建立并完善以实物、数据和网络三位一体的环境微生物资源共享公益性平台,对从废水生物处理系统分离得到的菌种进行系统的、标准化的整理和整合,对于微生物菌剂的开发及生物强化技术在污水处理中的推广应用具有现实而深广的意义。
2.基础研究与成果转化应用问题,从基础研究到应用研究,从菌株到产品应用都需要一个比较长的过程,尤其是原创性成果的转化。而以微生物菌剂为代表生物强化技术要打开市场,在污水处理领域大规模应用,不仅需要产品本身的创新与成熟,而且离不开市场经营机制,需要政府、科研院所和企业等多方面的努力与市场对接。
3.未来的研究思路,对生物菌剂的开发及生物强化技术的深入研究提出以下建议:第一运用微生物非培养技术手段,获取非培养功能微生物的功能基因,构建废水生处系统基因组文库,开发环境友好型和生态安全型的高效生物菌剂,拓展生物强化技术的应用领域,为微生物菌剂的市场化和商品化更有效的技术支撑。第二从蛋白质组学、酶学角度研究功能微生物高效降解污染物的代谢机制,开展废水生化处理系统实时定量分子生物学诊断技术,及时根据环境条件的变化调整工艺运行参数。第三进一步研究微生物群落结构与功能的关系,从分子水平对生化处理系统微生物群落进行调控,优化工艺条件,开发新型污水生物处理技术及设备,将循环经济理念引入废水处理领域,真正实现经济和环保的双赢。
随着经济的发展,社会的进步我们发展的同时也破坏了自然环境,也使得水环境受到严重威胁。我国的水环境现状已经不容乐观,生活污水、工业废水等无控制的大量排放导致河流、湖泊、土壤等污染严重。因此对污水的预防和治理措施刻不容缓,对污水的合理处理对人类的生活生产、工农业的发展、生态环境的稳定起到了重要的作用。
参考文献:
[1]陈震等.水环境科学[M].北京:科学出版社,2006,4(1):35—40.
[2]朱智飞,郑敏,熊绪杰.我国城市污水处理的现状和研究进展[J].广东化
工,2006,33(4):75—76.
[3]陈丽, 康泽龙. 略论我国污水处理现状及发展对策[ J ] . 榆林学院学报,2008,4(18):71—72.
[4]张晓明.论中小城镇污水处理[J].北方环境,2010,22(1):10—12.
[5]赵静, 刘勇健. 磁流体处理印染废水初探[ J]. 污染防治技术, 2007, 20( 6) : 14- 16.
[6]赵静, 刘勇健. 磁流体在印染废水处理中的应用研究[ J]. 环境科学与管理, 2008, 33( 5): 118- 120.
[7]韩虹, 陈文松, 韦朝海. 印染废水处理的磁混凝- 高梯度磁分离协同作用[ J]. 环境工程学报, 2007, 1( 1): 64- 67
关键词:污水处理技术现状展望
中图分类号:U664文献标识码: A
目前我国的污水处理事业得到了空前的发展, 各种污水处理技术得到了广泛的应用, 污水处理技术的发展经历了九十年代前的自主研发到九十年代后的引进消化吸收及目前以自主创新为主的发展过程。目前我国的污水处理技术水平已接近发达国家, 但污水处理率、污泥处理处置和设备的装备水平还存在明显差距。
一、关于污水来源与处理现状
1.污水的来源,随着经济的迅猛发展和人口的急剧增长,人类对水资源的需求量也越来越大。然而人类在利用水资源的过程中同时也影响着水环境,不合理的人类活动对水环境造成了污染与破坏。现代社会污水的主要来源有:生活污水、农牧业活动、工业活动、生态环境的破坏、地下水的過度开采等。生活污水主要来自居民洗澡、冲厕等日常生活中所排放的污水,其中含有大量的不溶物、致病菌、病毒等。排入水体后,恶化水质传播疾病。农牧业活动中,农业用水量大,水的浪费现象很严重,不当灌溉,过度放牧,过度施肥施药等造成水资源短缺,并且对水环境造成严重破坏。工业废水的特点有数量大、毒性大、色泽较深、有浓烈的臭味等。由于人类活动对生态环境的破坏,导致水土流失严重,对水环境危害性很大。不合理的地下水开采造成地下水水位下降,造成海水入侵,地下水水质恶化。
2.我国污水的处理现状,我国的污水处理事业开始于1921年,北京最新建立北区污水处理厂,又在1936年建立了东区和西区污水处理厂。在很长的一段时间里,我国城市各项基础设施的建设与资源环境的发展不协调,特别是环境保护设施的建设是近几年我国才开始重视和兴建的,这样就使得全国大部分城市的污水处理厂污水处理的能力达不到实际的要求,水污染的治理所面临的问题也越来越严重。我国现有的污水处理厂80%以上处理污水采用的方法是活性污泥法,随着我国对水环境质量要求的提高,特别是对含有氮、磷等元素处理要求的提高,污水处理厂就必须把氮磷等元素的去除问题考虑进去,因此我国新建的污水处理厂采用了一些改进的活性污泥技术。
二、关于污水处理技术分析
1.活性污泥法,因悬浮的微生物群体呈泥花状态,故名活性污泥法,一般指需氧活性污泥过程。目前有多种方式,如普通活性污泥法、SBR法(间歇周期活性污泥法)、CASS(周期循环活性污泥法)、完全混合加速曝气法、延时曝气曝气法等等。在曝气池中废水与积累的活性污泥充分混合接触,污染物转移到污泥上,微生物以污染物为养料并从水中取得氧气生长繁殖,某些代谢产物(如二氧化碳、氨)则进入水中。随后,混合液流过沉淀池,泥水分离,出水得到处理,污泥则回流到曝气池入口,再次进入过程。活性污泥过程稳定和澄清废水的效率一般是高的,BOD5和悬浮固体去除率均可达90%以上。如进一步用快滤池过滤,出水的BOD5和悬浮固体有可能降低到1-2mg/L左右。为了减轻曝气池的负荷,在池前常设初次沉淀池,这时后面的沉淀池常称二次沉淀池。
2.厌氧生物处理技术,厌氧生物处理又称作为厌氧消化或厌氧发酵,是指在厌氧条件下, 由多种厌氧或兼氧微生物的共同作用, 使有机物分解。厌氧生物处理技术不用曝气, 又可以回收生物能沼气, 且厌氧生物处理的另一显著特点是污泥产量少, 从而使污泥处置费用相对少。另外, 厌氧生物处理有机容积负荷高, 从而减少了构筑物体积, 节约了基建费用。厌氧生物处理为废水处理提供了一条高效低能耗的, 促进农村燃料向清洁可再生能源的转移, 符合可持续发展原则的治理途径。
3.人工快滤系统,人工快滤系统是中小城镇污水处理的新技术。是一种新型的土地处理技术,是以快速渗滤的技术为基础发展起来的。
(1)将污水在受控制的前提下投配到有着良好渗透性能的土壤表面,污水在重力的作用下,在土壤中向下渗透并在此过程中由于受到生物氧化、硝化、反硝化、过滤等一系列作用而受到净化的过程。
(2)人工快滤系统的原理是在快渗中添加一定量粒径较小的滤料,其表面生长着生物膜。在污水流经的过程中,滤料中的有机质和粘土矿物的吸附作用和生物膜的生物絮凝作用,吸附和截留污水中的溶解性物质和悬浮性物质,从而使得污水得以净化。此过程为吸附作用和机械过滤;与此同时,由于滤料表面生长着大量的生物膜,污水流经时,利用高浓度生物膜的生物降解能力净化污水,此过程为生物降解作用;在工艺运行一段时间后,由于生物膜的快速生长和有机物的大量累积使系统的渗透率下降,需要通过进行落干来分解积累的有机物质,更新生物膜、恢复介质的吸附能力,此过程叫做落干恢复。
三、关于污水处理生物强化技术发展展望
1.环境微生物资源共享平台的发展,微生物资源是国家重要的战略资源,与生物安全、人类健康、环境保护和可再生能源等密切相关。我国是一个生物资源多样性较为丰富的国家,但微生物资源收集、保藏与共享工作一直落后于许多发达国家。通过加强企业及科研院所的合作,建立并完善以实物、数据和网络三位一体的环境微生物资源共享公益性平台,对从废水生物处理系统分离得到的菌种进行系统的、标准化的整理和整合,对于微生物菌剂的开发及生物强化技术在污水处理中的推广应用具有现实而深广的意义。
2.基础研究与成果转化应用问题,从基础研究到应用研究,从菌株到产品应用都需要一个比较长的过程,尤其是原创性成果的转化。而以微生物菌剂为代表生物强化技术要打开市场,在污水处理领域大规模应用,不仅需要产品本身的创新与成熟,而且离不开市场经营机制,需要政府、科研院所和企业等多方面的努力与市场对接。
3.未来的研究思路,对生物菌剂的开发及生物强化技术的深入研究提出以下建议:第一运用微生物非培养技术手段,获取非培养功能微生物的功能基因,构建废水生处系统基因组文库,开发环境友好型和生态安全型的高效生物菌剂,拓展生物强化技术的应用领域,为微生物菌剂的市场化和商品化更有效的技术支撑。第二从蛋白质组学、酶学角度研究功能微生物高效降解污染物的代谢机制,开展废水生化处理系统实时定量分子生物学诊断技术,及时根据环境条件的变化调整工艺运行参数。第三进一步研究微生物群落结构与功能的关系,从分子水平对生化处理系统微生物群落进行调控,优化工艺条件,开发新型污水生物处理技术及设备,将循环经济理念引入废水处理领域,真正实现经济和环保的双赢。
随着经济的发展,社会的进步我们发展的同时也破坏了自然环境,也使得水环境受到严重威胁。我国的水环境现状已经不容乐观,生活污水、工业废水等无控制的大量排放导致河流、湖泊、土壤等污染严重。因此对污水的预防和治理措施刻不容缓,对污水的合理处理对人类的生活生产、工农业的发展、生态环境的稳定起到了重要的作用。
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