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摘要:伴随经济快速发展的同时,是大量污水的产生,严重影响我国水质安全和人居环境,甚至危害到人体健康。污水处理是环境保护工作的重要部分,也是资源可持续发展的重点对象,本文在对污水处理本身多方面的解析基础上,分析我国常用的污水处理技术及成效,提出我国污水处理存在的问题,并探讨了未来我国污水处理发展方向。
关键字:污水,处理,现状,未来
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2021)-9-130
1前言
1.1污水来源和组成
污水通常由居民生活污水、工矿企业污水、医院污水、制造工业污水、饮食业污水等组成,主要污染成分是化学需氧量、氨氮、总磷、总氮、石油类、重金屬等。
1.2污水处理的概念
污水处理是指为了使污水达到一定水质要求从而能排入自然水体或者二次利用,而采用生物、物理、化学或者联合技术将污水进行净化、除掉污染物的过程。
1.3我国污水处理能力
近年来在生态文明建设背景下,我国政府和环保部门制定出台了多项严格的生态环境政策,其中“水十条”就是指向精准治理水体污染的。经过多年发展我国已经具有较高的污水处理能力和规模。我国污水处理厂的污水处理能力从2014年的13087万立方米/日提升到2018年的16881万立方米/日。
根据生态环境部公开数据信息,2019年底,我国城市和县城的污水处理能力已经达到2.14亿立方米/日。在污水处理设施方面,截至2020年11月,全国范围内,设计处理能力500吨/日及以上的污水集中处理设施10826座。
2常用的污水处理技术
2.1SBR污水处理技术
SBR污水处理技术是指按照间歇曝气方式对活性污泥污水进行有效处理的一种序列间歇式技术方法。在实际污水处理工作中,这个方法的核心点是SBR反应池,反应池集合了均化、沉淀、二沉和生物降解功能。
SBR污水处理技术被广泛应用于多种需要处理污水的环境和地方,比如可以用来处理工矿企业的工业废水、中小城镇的生活污水,这些废水都是具有流量变化较大或者存在间歇排放的特征。还有对于水质要求较高的港湾、自然风景区,可以使用这种技术针对污水中的有机物、氮、磷元素进行有效去除从而减少河流湖库的富营养化现象。另外还可运用于水资源较为缺乏的地区和用地较为紧张的地区。
2.2氧化沟
氧化沟方法其实是活性污泥法的一种变形,但是在水力流态上与传统的活性污泥法有区别。因为氧化沟的曝气池是封闭的沟渠型,形成了首尾相连的循环流的曝气沟渠,污水在这个循环流曝气沟渠中得到净化。氧化沟技术有多种类型,应用较多的有奥贝尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。氧化沟技术在我国范围内有广泛的应用,已经是一种典型的、成熟的活性污泥污水处理技术。
3存在的问题分析
3.1污泥处置和二次污染
污泥作为污水处理中固液分离产生的残渣,其主要组成部分就是由无机颗粒、细菌菌体、有机残片以及胶体等组成。污泥处置不当可能产生多种危害和二次污染。首先污泥中存在许多致病微生物和寄生虫,被随意丢弃的污泥如果接触水体或者农田草地等,会直接侵害水体和土壤,间接影响人的身体健康。其次,污泥中可挥发性物质,在污泥被露天堆放时候直接散发到空气中,造成恶臭污染和空气污染。第三,污泥中的大量无机盐会转移到其他良好的土壤内,破坏土壤电导率平衡,造成植物养分失衡。最后,工业废水产生的污泥带有大量的有机物质和重金属,这些物质许多是易挥发、易吸附的特性,会直接威胁到生物体的生命安全。
3.2营养物质没有得到利用
污水作为一种放错了位置的“废物”包含着水资源﹑能源和营养物﹐因此﹐污水处理的高效化和资源化符合我国可持续发展的战略需求。然而传统的污水处理技术重视的是污染物的去除﹐而非对能量和营养物的回收。污水中大量的化学能和营养物被浪费﹐取而代之的是在好氧阶段通过消耗大量的电能来实现水质的净化﹐且污水中一部分化学能和营养物如(磷)被转移至目前更难于有效处理的剩余污泥中。
3.3处理后的水质标准
根据表1,看以看出目前污水厂的再生水排放标准与水体的要求水质还是有很大的差距,尤其是氮和磷的浓度,对于下游排放基流比较大的河道,在河道水体水质较好的前提下,通过河水的稀释和自净作用,可以很大程度上减小对水体的冲击,但对于河道基流较少,甚至河道补水完全靠污水厂尾水排放的河道、湖泊,污水厂排水的冲击是非常严重的。对于TN ,河道自有水量要达到污水厂排水量的7.5倍,出水段河道才能达到V 类水标准,河道自有水量要达到污水厂排水量的1 5倍 ,出水段河道才能达到Ⅲ类水标准。TP 的情况类似。
标准参考:DB 11890-2012《城镇污水处理厂污染物排放标准》与G B 3838— 2002《地表水环境质量标准》。
4污水处理技术的未来方向
4.1能源节约与循环利用
污水处理一直以来是一个高能耗、高物耗的过程,在污水输送、处理、排放的每个环节其实都需要大量的外部能源和物质资源的投入,尤其是仪器能源消耗、药剂材料消耗等,因此污水处理也是一个不可忽视的碳排放源。有研究表明我国污水处理厂的吨水电耗为0.26~0.325 kWh/m3,而消减 1 kg 耗氧总污染物电耗为1.924 kWh/kg。
基于可持续理念,实现能源产耗平衡,即碳中和,是面向未来污水处理厂的重要目标之一,以污水自有化学能的回收、外源有机物化学能补充、污水热能回收3种方式为主的能源开发技术和以采用高效设备及精细化控制系统、可持续高效低碳脱氮工艺为主的节能技术是国际采用的实现污水处理厂碳中和的普遍方式。
4.2可持续的水质利用
随着全球水资源的紧缺及人们对水资源需求的逐渐增大,污水再生是缓解全球水资源危机的重要途径,也是未来污水处理厂的重要发展方向. 实现水资源再生,除了对传统污染物如 TN、TP、BOD、SS 等有着更加严格的排放标准,对于饮用水需求的再生水,还需对水体中微污染物、病原体、重金属等
严格控制.通常来说,污水处理厂二级出水经深度处理及消毒后用于农业灌溉、景观水、工业、非饮用水、生态补水等,以此实现水资源再生。
4.3 推动新技术研究和应用
为实现我国污水处理的低碳、节能、循环利用,国家要鼓励高校、社会、科研部门等加强研究节能环保的污水处理新技术,出台相关扶持政策和激励政策,以激励研究者深入探索、不断创新技术,对研究成果给与肯定和推动实践应用。此外,要重视相关技术人才的培养,推动高校相关专业的设置和完善培养方针政策。借鉴国外先进优秀技术,结合我国不同地方的发展特点和污水处理实际需要进行改进、加以应用。
参考文献
[1]王贵彬, 陈福霞, 刘海滨. 污水处理厂有毒气体的产生及治理研究[J]. 炼油与化工, 2010(03):19-21.
[2]赵晨晨. 国内外城镇污水处理的发展与建议[J]. 区域治理, 2019, 000(004):65.
[3]王冰. 浅论城镇污水处理要求及其策略[J]. BUILDING DEVELOPMENT, 2019, 3(1).
[4]严刚, 姜如荣. 我国农村生活污水处理发展趋势[J]. 科技风, 2019, NO.404(36):129-129.
[5]刘克. 城市污水处理的发展趋势展望[J]. 中国新技术新产品, 2019, 387(05):140-141.
作者简介:苏通军(1965年12月)男,汉族,籍贯:连云港,职称:工程师,本科,研究方向:工厂的污染处理与环境保护,职业健康安全防护
连云港晨博企业管理咨询有限公司
关键字:污水,处理,现状,未来
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:(2021)-9-130
1前言
1.1污水来源和组成
污水通常由居民生活污水、工矿企业污水、医院污水、制造工业污水、饮食业污水等组成,主要污染成分是化学需氧量、氨氮、总磷、总氮、石油类、重金屬等。
1.2污水处理的概念
污水处理是指为了使污水达到一定水质要求从而能排入自然水体或者二次利用,而采用生物、物理、化学或者联合技术将污水进行净化、除掉污染物的过程。
1.3我国污水处理能力
近年来在生态文明建设背景下,我国政府和环保部门制定出台了多项严格的生态环境政策,其中“水十条”就是指向精准治理水体污染的。经过多年发展我国已经具有较高的污水处理能力和规模。我国污水处理厂的污水处理能力从2014年的13087万立方米/日提升到2018年的16881万立方米/日。
根据生态环境部公开数据信息,2019年底,我国城市和县城的污水处理能力已经达到2.14亿立方米/日。在污水处理设施方面,截至2020年11月,全国范围内,设计处理能力500吨/日及以上的污水集中处理设施10826座。
2常用的污水处理技术
2.1SBR污水处理技术
SBR污水处理技术是指按照间歇曝气方式对活性污泥污水进行有效处理的一种序列间歇式技术方法。在实际污水处理工作中,这个方法的核心点是SBR反应池,反应池集合了均化、沉淀、二沉和生物降解功能。
SBR污水处理技术被广泛应用于多种需要处理污水的环境和地方,比如可以用来处理工矿企业的工业废水、中小城镇的生活污水,这些废水都是具有流量变化较大或者存在间歇排放的特征。还有对于水质要求较高的港湾、自然风景区,可以使用这种技术针对污水中的有机物、氮、磷元素进行有效去除从而减少河流湖库的富营养化现象。另外还可运用于水资源较为缺乏的地区和用地较为紧张的地区。
2.2氧化沟
氧化沟方法其实是活性污泥法的一种变形,但是在水力流态上与传统的活性污泥法有区别。因为氧化沟的曝气池是封闭的沟渠型,形成了首尾相连的循环流的曝气沟渠,污水在这个循环流曝气沟渠中得到净化。氧化沟技术有多种类型,应用较多的有奥贝尔氧化沟、卡鲁塞尔氧化沟。氧化沟技术在我国范围内有广泛的应用,已经是一种典型的、成熟的活性污泥污水处理技术。
3存在的问题分析
3.1污泥处置和二次污染
污泥作为污水处理中固液分离产生的残渣,其主要组成部分就是由无机颗粒、细菌菌体、有机残片以及胶体等组成。污泥处置不当可能产生多种危害和二次污染。首先污泥中存在许多致病微生物和寄生虫,被随意丢弃的污泥如果接触水体或者农田草地等,会直接侵害水体和土壤,间接影响人的身体健康。其次,污泥中可挥发性物质,在污泥被露天堆放时候直接散发到空气中,造成恶臭污染和空气污染。第三,污泥中的大量无机盐会转移到其他良好的土壤内,破坏土壤电导率平衡,造成植物养分失衡。最后,工业废水产生的污泥带有大量的有机物质和重金属,这些物质许多是易挥发、易吸附的特性,会直接威胁到生物体的生命安全。
3.2营养物质没有得到利用
污水作为一种放错了位置的“废物”包含着水资源﹑能源和营养物﹐因此﹐污水处理的高效化和资源化符合我国可持续发展的战略需求。然而传统的污水处理技术重视的是污染物的去除﹐而非对能量和营养物的回收。污水中大量的化学能和营养物被浪费﹐取而代之的是在好氧阶段通过消耗大量的电能来实现水质的净化﹐且污水中一部分化学能和营养物如(磷)被转移至目前更难于有效处理的剩余污泥中。
3.3处理后的水质标准
根据表1,看以看出目前污水厂的再生水排放标准与水体的要求水质还是有很大的差距,尤其是氮和磷的浓度,对于下游排放基流比较大的河道,在河道水体水质较好的前提下,通过河水的稀释和自净作用,可以很大程度上减小对水体的冲击,但对于河道基流较少,甚至河道补水完全靠污水厂尾水排放的河道、湖泊,污水厂排水的冲击是非常严重的。对于TN ,河道自有水量要达到污水厂排水量的7.5倍,出水段河道才能达到V 类水标准,河道自有水量要达到污水厂排水量的1 5倍 ,出水段河道才能达到Ⅲ类水标准。TP 的情况类似。
标准参考:DB 11890-2012《城镇污水处理厂污染物排放标准》与G B 3838— 2002《地表水环境质量标准》。
4污水处理技术的未来方向
4.1能源节约与循环利用
污水处理一直以来是一个高能耗、高物耗的过程,在污水输送、处理、排放的每个环节其实都需要大量的外部能源和物质资源的投入,尤其是仪器能源消耗、药剂材料消耗等,因此污水处理也是一个不可忽视的碳排放源。有研究表明我国污水处理厂的吨水电耗为0.26~0.325 kWh/m3,而消减 1 kg 耗氧总污染物电耗为1.924 kWh/kg。
基于可持续理念,实现能源产耗平衡,即碳中和,是面向未来污水处理厂的重要目标之一,以污水自有化学能的回收、外源有机物化学能补充、污水热能回收3种方式为主的能源开发技术和以采用高效设备及精细化控制系统、可持续高效低碳脱氮工艺为主的节能技术是国际采用的实现污水处理厂碳中和的普遍方式。
4.2可持续的水质利用
随着全球水资源的紧缺及人们对水资源需求的逐渐增大,污水再生是缓解全球水资源危机的重要途径,也是未来污水处理厂的重要发展方向. 实现水资源再生,除了对传统污染物如 TN、TP、BOD、SS 等有着更加严格的排放标准,对于饮用水需求的再生水,还需对水体中微污染物、病原体、重金属等
严格控制.通常来说,污水处理厂二级出水经深度处理及消毒后用于农业灌溉、景观水、工业、非饮用水、生态补水等,以此实现水资源再生。
4.3 推动新技术研究和应用
为实现我国污水处理的低碳、节能、循环利用,国家要鼓励高校、社会、科研部门等加强研究节能环保的污水处理新技术,出台相关扶持政策和激励政策,以激励研究者深入探索、不断创新技术,对研究成果给与肯定和推动实践应用。此外,要重视相关技术人才的培养,推动高校相关专业的设置和完善培养方针政策。借鉴国外先进优秀技术,结合我国不同地方的发展特点和污水处理实际需要进行改进、加以应用。
参考文献
[1]王贵彬, 陈福霞, 刘海滨. 污水处理厂有毒气体的产生及治理研究[J]. 炼油与化工, 2010(03):19-21.
[2]赵晨晨. 国内外城镇污水处理的发展与建议[J]. 区域治理, 2019, 000(004):65.
[3]王冰. 浅论城镇污水处理要求及其策略[J]. BUILDING DEVELOPMENT, 2019, 3(1).
[4]严刚, 姜如荣. 我国农村生活污水处理发展趋势[J]. 科技风, 2019, NO.404(36):129-129.
[5]刘克. 城市污水处理的发展趋势展望[J]. 中国新技术新产品, 2019, 387(05):140-141.
作者简介:苏通军(1965年12月)男,汉族,籍贯:连云港,职称:工程师,本科,研究方向:工厂的污染处理与环境保护,职业健康安全防护
连云港晨博企业管理咨询有限公司