"一、我國面對的首要水環境問題
1、污水處置率與出資猜測
資源性缺少和水環境污染構成的水資源危機曾經成為我國社會、經濟開展的重要制約要素,當時,全國600多個城市大約有2/3的城市缺水。在某些區域,乃至對公民底子生存條件構成極大要挾。而我國水環境問題具有復雜性,北方區域面對的水環境問題不相同與南邊區域的問題,首要是水資源缺少和合理使用、水污染操控和污水的回用、季節性河流的合格(獨特是功用區合格)等問題。在南邊區域則水污染和水體富營養化,成為杰出的環境問題。
我國2000年廢水排放量約480億m3/年。自90年代以來,我國的國民出產總值接連以8%~11%的高速率的添加,估計新世紀的頭20年內我國經濟添加將堅持在6%~9%的高、中速率安穩開展。考慮上述要素污水量添加量按5%的速率考慮。到2010年添加污水量300億m3。
我國中小鄉鎮樹立得到了很大開展。2010年,全國設市城市到達1200個左右,建制鎮到達2.5~3萬個,到2010年,全國村鎮自來水普及率到達65%,小鄉鎮人均日用水量180升、村莊110升(依此核算新增鄉鎮年廢水量可以到達270億噸)。
綜上所述,考慮現狀污水量、污水增量和建制鎮污水量,到2010年城市污水排放總量為1050億m3。依據《國民經濟和社會開展“九五”計劃和2010年前景方針大綱》的需要,到2010年城市污水處置率要到達50%,則需添加500億m3/a(1.4億m3/d天)的處置規劃。若是按靜態出資(考慮配套管網)處置每立方米污水出資為2000~3000元的低限值核算,則需出資3000~4000億元。
2、鄉鎮污水處置廠樹立要點
因為我國當時還處于社會主義開展的初級期間。大多數中小鄉鎮處于不太興旺的農村區域,構成污染的是量大面廣,是我國下一期間辦理的要點。關于我國許多的中、小鄉鎮的小型城市污水處置廠,是我國水污染操控的難點。依據這一特色有必要開發中小鄉鎮適用的簡便高效污水處置成套技能,要點要處置城市污水處置廠的三高問題,即出資高、電耗高和作業費用高。國家環保總局曾提出需要樹立與我國現期間國情相適應的、經濟實用的領先工藝技能的演示工程,演示工程應該滿意:
噸水出資低,噸水造價應該操控在800元;
作業費用低,噸水作業費應該操控在0.3元以下;
在工程中選用國產化的設備,而且選用總承攬和施行運營的機制。
這是處置我國中小鄉鎮污水處置的一種期望和需要。
二、常用城市污水處置技能引見和剖析
我國城市污水處置技能從“七五”國家科技攻關開端逐漸進行研討。顛末“七五”、“八五” 和“九五”工夫的盡力,我國在城市污水處置技能方面取得了較大的作用,作用豐盛。一同,近20年來,跟著改革敞開也不斷引進國外新的工藝技能。就工藝技能而言,與國際上的距離曾經削減。當時在水污染辦理技能上,已能供應下列技能的工藝參數:傳統活性污泥法技能包羅延時法、吸附再生法等各種新式活性污泥工藝和SBR、AB法、UNITANK和氧化溝技能等;A-O法和A2-O技能;多種類型的安穩塘技能;土地處置技能等等。這些工藝在準則上可以滿意大多數城市污水辦理的需要,關于傳統活性污泥工藝和其變形工藝(除磷脫氮)這里不做全部的引見,僅就這幾年在我國較為常用的工藝進行引見和剖析。
1、沉積和曝氣、間歇和接連相聯系完成主動操控的序批式(SBR)反響器
傳統SBR反響器在作業操作上構成了曝氣和沉積相聯系的特色,這表現了SBR反響器最為實質的特色之一。一同,這需要SBR反響器有必要充沛使用了現代電子和主動化技能。SBR反響器的開展進程呈現了多樣性,有CASS、CAST、ICEAS、MSBR等多種新式SBR反響器。各種SBR反響器的開展表現了與傳統活性污泥彼此交融的趨勢。具體表現為從間歇進水、間歇出水的傳統SBR反響器,開展到接連進水、間歇出水和接連進水、接連出水并帶回流污泥的SBR反響器。以及呈現了UNITANK這種交融氧化溝、SBR和活性污泥工藝新式的歸納性工藝。這表現了間歇式的SBR和接連式活性污泥工藝彼此交融的特色。
UNITANK從整個體系來看,它曾經不歸于SBR,與替換作業的三溝氧化溝非常類似,更挨近于傳統的活性污泥法,這是UNITANK工藝最為顯著的一個特色。UNITANK在恒水位下替換作業,總有一個池子作為沉積池,這是UNITANK第二個特色。關于大型污水處置廠沉積功用的滿意,是UNTANK工藝的制約要素。規范UNITANK體系三個方形池之間構成級串的辦法,彌補了單個反響器徹底混合的缺陷,這是UNITANK體系第三個特色。
UNITANK最為底子的問題之一是中溝和邊溝位置不一致,邊溝有一段工夫兼作沉積池,而中溝總是曝氣。構成中池污泥濃度過低而邊池污泥濃度過高,池容使用率下降一級一系列問題。UNITANK的創造人在脫離SEGHERS公司之后,提出一新工藝——LUCAS工藝。LUCAS工藝最為顯著的特色是四個反響器(也可用兩個或三個反響器)作用徹底對等,其選用輪換辦法作為曝氣池和沉積池。因為每一個反響器的位置對等,所以LUCAS工藝既保留了UNITANK工藝的長處,又克服了其缺陷。
顛末對SBR工藝特色和不相同研討者的研討成果進行匯總(不考慮因為SBR反響器長處招致的直接成果,如:出資低和作業費用低一級),SBR反響器許多長處可歸納如下:
經典SBR反響器的長處和緣由剖析
長處 緣由
1、沉積功用好 在沉積進程沒有進水的擾動歸于抱負沉積狀況;
2、有機物去除功率高 是抱負推流式反響器,從單元操作理論其功率顯著的高于徹底混合式的反響器
3、進步難降解廢水的處置功率 具有微生物的多樣性,可構成厭氧、缺氧和洽氧等多種生態條件,有利于難降解有機物的降解
4、按捺絲狀菌脹大 使用脹大理論中的“挑選性準則”避免污泥脹大
5、除磷脫氮,不需要新增反響器 生態多樣性(呈現厭氧、缺氧和洽氧狀況多種狀況)
6、不需二沉池和回流,工藝簡略 布局自身特色
SBR反響器充沛使用了生物反響進程和單元操作進程的一些底子原理(表4)。不相同的SBR反響器因為流態、池型或操作辦法的改動可以只是具有上述特色的一條或幾條。一同,經典的SBR反響器也存在必定問題,比方:
a) 處置接連進水時,關于單一SBR反響器的使用需要較大的調理池;
b) 關于多個SBR反響器進水和排水的閥門主動切換頻頻;
c) 無法處置大型污水處置項目接連進水、接連出水的處置需要;
d) 設備的擱置率較高和污水晉升水頭丟失較大等等。
2、氧化溝工藝
氧化溝在歐美各國得到了廣泛的注重,開展速度很快。據統計到1977年停止在西歐有超越2000多座牌照維爾型氧化溝投入作業。荷蘭DHV公司創造的卡魯塞爾氧化溝在全國際規劃已有800多座投入作業(1996)。法國OTV-Kurger公司開發的D型氧化溝已占丹麥氧化溝總數的80%。美國Envirex公司開發的Orbal氧化溝,最大處置規劃已達90萬m3/d。
從90年代至今是我國氧化溝技能大開展的期間,估計已有上百座氧化溝污水處置廠投入作業。氧化溝技能依然是當時污水處置的熱門。從使用和研討狀況來看,我國氧化溝技能水平與國際領先水平比擬距離很大。究其緣由是我國沒有體系地研討過氧化溝技能與設備,當時我國已引進數種氧化溝技能,有條件來剖析比擬和吸收消化。因而,仔細剖析和總結這方面的經歷和經驗顯得非常必要。
氧化溝歸于活性污泥工藝的一種變形,可是在其開展進程中也構成了其許多獨有的長處和特色:
a) 布局辦法具有多樣性
底子型式的氧氣溝的曝氣池呈關閉的水溝形,水溝形狀和布局則多種多樣。可呈圓形和橢圓形等形狀,可為單溝或多溝體系,多溝體系可是一組同心相通的水溝,也可是相互平行、尺度相同的多組水溝。有與二沉池分建,也有合建的氧化溝。多種多樣的布局辦法,賦予了氧化溝靈活機動的作業功用,以滿意不相同的出水水質需要。例如,布局辦法決議氧化溝從全體流態上是徹底混合的,但在局部又具有推流特性。這對除磷脫氮工藝也是極其重要的,氧化溝內可以構成缺氧和洽氧替換呈現的區域。
b) 氧化溝曝氣設備的多樣性
曝氣設備的作用除供氧外,還要供應水溝內不小于0.3m/s的流速,以堅持循環及活性污泥的懸浮狀況。常用的曝氣設備有轉刷、轉盤、外表曝氣器和射流曝氣等,不相同的曝氣設備招致了不相同的氧化溝型式。氧化溝的曝氣強度可顛末出水溢流堰和直接調理曝氣器的轉速調理。
c) 簡化了預處置和污泥處置
氧化溝的水力逗留工夫和污泥齡長,懸浮狀有機物可以與溶解性有機物一同一同得到較徹底的安穩,所以氧化溝不需要設置初沉池。氧化溝排出的剩下污泥已得到高度安穩,剩下污泥量較少。因而不再需要進行厭氧消化,而只需進行濃縮與脫水。一體式氧化溝還可以不設二次沉積池。
三、城市污水處置技能問題的考慮
1、關于鄉鎮污水處置主導工藝的考慮
關于引進的工藝技能,在與國外征詢公司協作進程中,大多數較好的完成了預訂的方針。可是,往往咱們本人描繪的污水處置工程項目,在施行的進程中有會呈現各種使用不妥的問題。這是因為以往我國污水處置技能研討偏重于工藝開發研討,對一種工藝的打聽缺少滿意的體系性、完整性,也缺少對整個處置工藝歸納性的比擬研討和技能經濟評價體系。這也構成我國城市污水處置,在技能挑選上搖擺不定、不斷刮風。首要80年代末盛行AB工藝、然后在90年代出開端盛行三溝氧化溝(其他辦法的氧化溝),當時又盛行SBR(或UNITANK)工藝的緣由地點。缺少全部和歸納比擬才能,在很長的一段工夫內國外的新技能和新產品就不斷沖擊國內商場,老練技能和國產技能總是無法在商場上占有一席之地。這是我國城市污水范疇存在的問題之一。
西方國家顛末一、二十年的辦理作業,一些國家污水處置率到達90%以上。在這一時期(1960-1970年)在城市污水處置范疇呈現許多各種辦法的污水處置新工藝,如:活性污泥的AO工藝、A2O工藝、卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、SBR工藝(IECAS、CASS等等)、純氧(富氧)曝氣、深井曝氣、流化床和厭氧-好氧處置等一系列新的處置工藝。而進入90年代,西方國家城市污水處置商場需要萎縮,一個國家一年僅有一、兩個城市污水處置廠的樹立,所以在技能上失去了開發新工藝的動力。可數的新工藝的開展,也是依據這些國家老的污水處置廠超負荷改造的需要(曝氣生物濾池)和水回用的需要(膜生物反響器)。社會需要是技能開展的最棒驅動力,而咱們國家對污水處置工藝有極大的火急的需要,我國對污水處置技能開發仍有宏大的動力。
2、從可持續性考慮鄉鎮污水處置工藝技能
當時我國城市污水處置廠遍及選用的工藝是國外在水污染操控進程中,被證明是卓有成效的技能。而且是歐美等興旺國家所選用的主導技能,我國與歐美等國家與工藝簡直處在同一水平上,可是我國的國民出產總值遠遠低于上述國家,選用以上技能能否可以徹底合適我國的國情,是咱們需要考慮的一個問題。這需要從技能的領先性和能否代表了可持續開展的方向兩個方面來考慮。
當時政府往往簡略以為一個城市有污水處置廠,就是經濟和環境協調開展,契合了可持續開展的準則。對可持續開展全部了解應該依據國際環境與開展委員會在《咱們一起的將來》的陳述中對可持續開展的界說:“可持續開展是即滿意當代人的需要,而又不危害子孫人滿意其需要的才能的開展”。從技能層面考慮需要判別污水處置工藝能否契合可持續開展準則,需要從可持續開展的公平性準則(能否表現資源和環境同享)、持續性(能否滿意資源和環境的永續性使用)和一起性準則(能否有利于處置全球性環境問題)方面來考慮。
當時國內大多選用國外引進的延時曝氣的氧化溝、SBR等工藝。首要,這些工藝是上世紀六、七十年代開發的工藝,是依據西方,獨特歐洲國家排放規范制定的工藝。例如選用延時曝氣低負荷工藝獨特合適北歐國家的氣候條件(冬天低溫),而延時曝氣對污泥是選用好氧安穩的辦法,選用耗能的辦法進行污泥安穩化處置。合適了這些國家的國情和社會、經濟開展狀況。
事實上,低負荷曝氣池的池容和設備是中、高負荷活性污泥工藝的幾倍,在建筑資料和土地資源上是高耗費,相應的出資要高數倍;其次,延時曝氣體系能耗比中、高負荷活性污泥要高40~50%左右。一同,能耗添加會帶來了直接作業費的添加,能耗添加也會還要添加直接出資。據資料報導當時國內每kW發電才能除塵脫硫需要出資500~1000元,則每萬噸污水添加的脫硫出資需要25~50萬元。按脫硫出資為電站出資10%計,則添加的電廠出資為250~500萬元,是污水處置出資的50%以上。關于我國這樣一個資源缺乏、動力日益缺少、人口許多的開展中國家,能否合適推行這種低負荷的活性污泥工藝是值得琢磨的問題。從可持續開展視點講,選用延時曝氣這種高資源占用和動力耗費的低負荷工藝,并以耗能的辦法取得污泥的安穩工藝是不合適可持續開展的底子準則的,也是不合適中國國情的。咱們應該開發科技含量高、經濟效益好、資源耗費低、環境污染少反響器。
3、關于鄉鎮污水處置廠污泥處置的考慮
城市污水污泥處置和處置方面在我國還剛剛起步,與國外領先國家比擬尚有較大距離。跟著許多污水處置廠的投產,污泥產值將會有大幅度的添加。污泥厭氧消化的出資高,污泥處置費用約占污水處置廠出資和作業費用的20%~40%。在我國僅有的十幾座污泥消化池中,可以正常作業的為數不多,有些池子底子就沒有作業。這也是招致我國近年許多選用帶有延時曝氣功用的氧化溝等技能的緣由。選用高效(高負荷)、低耗污水處置工藝的要害之一是處置城市污水廠污泥處置技能和問題,可以講具有特色的處置我國鄉鎮污水工藝的前進,在很大程度上取決于污泥處置和使用技能的前進。為了處置這一問題有必要加強污泥處置與使用的研討。
別的,在一個小區域內的物質、能量(糧食、蔬菜等)是從周邊區域流向中小鄉鎮,污水處置發作的污泥是這種活動的成果,從生態平衡視點講這些物質是需要回到周邊的生態體系中,不然長工夫開展會構成一個區域內土壤生態的失衡。因而從污泥結尾處置的出路來看,中小鄉鎮的污泥農用是最為可行和實際的處置計劃。
四、城市污水處置新工藝新技能引見
1、生物化學反響理論根底
大家曩昔關于好氧微生物和專性厭氧微生物研討非常充沛, 而對兼氧性微生物的研討不敷。各種類型有機污染物的厭氧(缺氧)、好氧降解反響進程匯總如下。
好氧(缺氧)進程 厭氧(缺氧)進程
1) COD®H2O+CO2 (傳統好氧)
2) COD ® CH4+CO2(傳統厭氧)
3) NH4+ ®NO2- ®NO3- (硝化)
4) NO3-( NO2-)® N2 (厭氧或缺氧(短程)反硝化)
5) PO4-+生物-P ®生物-P(厭氧)
6) NH4++NO2-® N2 (厭氧氨氧化)
7) H2S ®S0 (微需氧或缺氧)
8) SO4= ® H2S (厭氧反響)
9) R-Cl® CO2 + Cl- (好氧反響)
10) RCCl® CH4+ CO2+ Cl- (厭氧反響)
反響式(1、2和3)為傳統厭氧和洽氧工藝,其他均為兼性菌的反響。事實上,使用兼性細菌的工藝大家早已觸及,如,對去除N、P的A2O或AO工藝(反響4、5),使用兼性菌在好氧條件下進行好氧代謝,而在厭氧條件下進行厭氧代謝。在富含硫酸鹽的有機廢水中,厭氧反響將有機物和硫酸鹽別離轉化為有機酸和硫化氫(反響8)。發作的硫化氫被微需氧細菌直接氧化為硫元素。這可以用來去除硫化物并收回硫元素(反響7)。
Kuenen等發現某些細菌在硝化、反硝化使用中能使用NO2-或NO3-作電子受體將NH4+氧化為N2和氣態氮化物(反響式5);在這一反響的根底上,正在開發ANAMMOX工藝和OLAND等工藝。最新研討標明一些在好氧狀況下難降解芳香族和鹵代烴在厭氧條件下簡略分化(反響9、10)。
以上反響為一些新工藝的化學反響根底,其底子原理是新工藝開發的根底和成長點。成功的使用兼性微生物的典型工藝是北京環保地點80年代開發的水解-好氧處置工藝。水解池使用水解和產酸微生物,將污水中的固體、大分子和不易生物降解的有機物降解為易于生物降解的小分子有機物,使得污水在后續的好氧單元以較少的能耗和較短的逗留工夫下得到處置。
需要闡明的是水解-好氧工藝中的水解(酸化)進程與好氧AO(HO)、A2O和AB等工藝中A段中發作的水解進程也是有較大區別的。這表如今以下兩個方面:首要是菌種不相同,如上所述在水解工藝中的優勢菌群是厭氧微生物,以兼性兼性微生物為主,而在好氧AO(HO)、A2O和AB等工藝中A段中的優勢菌是以好氧菌為主。只是局部兼性菌參加反響;其次,在反響器內的污泥濃度不相同,水解工藝選用的是升流式反響器,其間污泥濃度可以到達15~25g/L,而好氧AO、A2O和AB等工藝中從二沉池回流污泥濃度通常最高為5~8g/L,而且以好氧菌為主。以上的不相同構成了水解工藝是徹底的水解,而好氧AO(HO)、A2O和AB等工藝中A段只是發作局部水解。
從許多理論來看,選用水解-活性污泥法,與傳統的活性污泥比擬,其基建出資,能耗和作業費用可別離節省30%以上。從當時咱們許多理論來看:關于不需要脫氮除磷的中、小鄉鎮污水處置廠的出資為500~700元/m3(污水);對需要脫氮除磷的污水處置廠出資在800元/m3(污水)左右。因為水解池具有改善污水可生化性的特色,使得工藝不只適用于易生物降解的城市污水等。一同更適用于處置不易生物降解的某些工業廢水。
2、城市污水處置工藝的極限
關于污水處置體系存在三種底子類型的微生物聚集體存在的辦法:固定膜(如:滴濾池)、絮狀污泥(活性污泥工藝)和懸浮生物膜顆粒(挪動床、流化床和氣提反響器等)。以上工藝開發和存在的內涵緣由是大家不斷的尋求高功率、低能耗、低成本和低的占地面積等高的功用指標的不斷理論的產品。而開發的不相同反響器的使用受到了技能、經濟和理論條件的約束。這些約束表如今關于好氧生物反響器研討和開發,受到了生物成長特性(生物量和活性)、反響器的辦法(固定床、懸浮床和流化床)、傳質條件(氧的供應)和固液別離(沉積、過濾)等許多要素的約束。這些約束條件歸納成果構成關于好氧生物反響器的極限,長工夫以來大家環繞這些約束要素依據各個時期的理論、技能、資料等開展,進行了長工夫不懈的研討和開發作業。
顛末對上述約束條件的數學推導,代入首要的好氧體系的底子描繪條件(例如:供氧才能、污泥濃度、固液別離負荷等),圖1給出不相同體系用于污水處置作業條件的規劃。依據不相同類型反響器的描繪準則將濃度-流量平面劃成不相同的區域。在濃度-流量相平面上不相同區域的使用條件為:
區域A:長逗留工夫的懸浮成長體系;
區域B:在高流量條件下,顆粒和絮體將被沖出,只要固定膜可以堅持在體系中;
區域C:流量和負荷合適于顆粒污泥和懸浮生物膜顆粒反響器;
區域D:只要可以選用別離和回流辦法,流量和負荷合適于絮狀污泥(如活性污泥工藝),這一局部與C區域存在堆疊;
區域E:關于高濃度和低流量的廢水,可以選用升流式污泥床反響器。污泥可以不需要外部的別離器而堅持在體系中。
關于生物載體顆粒和絮體污泥假定沉積速度別離為30m/h和5m/h,徑高比α=5(好氧體系最大氧搬運速率為10kg/m3.d)。然后在圖1的C-Q平面中構成的約束生物膜顆粒和懸浮絮狀污泥使用的區域(別離為線2和3)。
這構成了沉積功用關于反響器功用擴大的約束,不相一起期大家關于沉積池和氣浮工藝進行了許多的研討和開發。例如,70年代關于斜板沉積池、80年代末對周邊進水周邊出水沉積池、90年代關于高效氣浮池(渦漩氣浮、淺池氣浮)等等工藝的開發均反映了大家在不相一起期對這一約束的打破。在90年代大家逐漸從關于單一功用的研討和敞開,轉化為對不相同功用的歸納,例如關于生物反響和沉積功用的歸納,招致三溝式氧化溝、SBR反響器和UNITANK的開發和使用。還有在三相內循環流化床中完成氣、固、液的別離,獨特是集觸摸氧化反響和過濾為一體的曝氣生物濾池,以及使用高科技的膜生物反響器。這一系列探究表現了關于反響器固液別離、沉積功用約束(極限)的探究和打破。
望文生義好氧生物反響器的底子特色有三個即好氧條件的堅持(充氧)、生物質的堅持和堅持(生物量和活性)和反響器的辦法。從實質上講反響器的辦法沒有領先和落后之分,例如:當時食物發酵職業,如啤酒出產依然連續18世紀創造的“落后的”恒化器(徹底混合)反響器。這是因為啤酒出產需要取得高的產率,在高的基質濃度下酵母細菌趨向于自在渙散成長,這一反響器是合適的反響器辦法,可是需要對自在成長的細胞進行過濾別離(乃至膜別離)。關于不相同的范疇反響器的使用是存在高效和低效之分,關于處置生計污水生物膜反響器和活性污泥工藝的處置負荷為1.0~2.0kgBOD/m3.d,而三相內循環流化床反響器可以到達5~10kgBOD/m3.d,所以關于生計污水的處置從反響器開展趨勢視點是從生物膜反響器、活性污泥工藝向挪動床和流化床反響器開展。
在生計污水處置工藝開展進程中,關于反響器內生物質的改善是反映在從生物量和生物活性兩方面的不斷進步,城市污水(生計污水)處置技能來源與生物滴濾池,可是因為滴濾池中的填料粒徑較大,比外表積較小生物量較少,在1914年開發了活性污泥工藝,顛末回流生物量可以堅持在最高3~5g/L。在80年代初,我國和日本一同開發的觸摸氧化工藝,這一時期的作業對填料進行了許多的研討,開發了蜂窩填料、軟性填料、半軟性填料和彈性填料等等,顛末進步比外表積到達進步生物量的意圖。觸摸氧化工藝的生物量可以到達5~8g/L,然后負荷比活性污泥工藝可以進步一倍以上。反響器池容(占地)可以削減50%以上。可是從出資沒有實質的改變,因為填料費用的添加抵消了池容出資的節省。一同,還有使用壽命、放大和阻塞一系列問題。這招致挪動床和流化床反響器的開發,這也是固定床生物膜技能與懸浮成長體系更高一個層次的技能交融。從反響器生物的外在形狀上是懸浮狀況,而成長辦法是生物膜成長。生物載體的比外表積大大進步,從觸摸氧化工藝的200~300m2/m3進步到2000~3000m2/m3,然后生物量到達了20~30g/L,這是負荷可以到達5~10kgBOD/m3.d的首要緣由。從固定床、懸浮成長體系到流化床的開展,反映了大家關于高功率、高負荷和高生物量的尋求,也是關于反響器負荷極限的應戰,這構成了生計污水處置開展趨勢之一。
最終,關于好氧反響器充氧、傳質功用的進步無疑是非常重要的內容。大家首要對曝氣充氧器件進行了許多的研討和開發,從直到70年代末依然選用簡略的穿孔管曝氣,這一時期的技能開展表現為我國關于射流曝氣的開發和把握,到80年代初國內第一個大型城市污水處置廠引進中剛玉盤的微孔曝氣。當時,開發選用橡膠資料的可變孔微孔曝氣設備,表現了這一范疇的開展。別的,大家依據充氧理論選用進步氧濃度分壓辦法,對純氧曝氣、富氧曝氣和深井曝氣工藝進行了開發,表現了大家在進步充氧和傳質這一范疇尋求更高和更好,向極限應戰的精力。
3、曝氣生物濾池工藝
現代曝氣生物濾池(簡稱BAF)是在70年代末80年代初呈現的一種膜法生物處置工藝,開始是使用在污水處置的三級處置上。其將生物觸摸氧化與過濾聯系在一同,不設沉積池,顛末反沖刷再生完成濾池的周期作業。在廢水的二級處置中其堅持觸摸氧化的高效性,一同又可顛末過濾取得高的出水水質。90年代初得到了較大開展(圖2)。以BAF為代表的工藝首要長處如下:
a) 工藝容積負荷可高達6.0kgBOD/m3.d,出水到達或挨近生計雜用水規范;
b) 占地面積少:曝氣生物濾池占地是慣例二級生化處置的1/5~1/10;
c) 出資省:BAF體系總水力逗留工夫短,基建出資少,一同出水水質高。
曝氣生物濾池可以有多種作業辦法,可以下向流的辦法作業,也可所以上向流的辦法作業,選用上向流的曝氣生物濾池往往選用輕質濾料。曝氣生物濾池工藝也可與其他生物處置工藝相同選用多級串聯工藝。選用兩級串聯工藝為進一步降解污水中難降解的有機污染物和到達嚴厲的出水水質供應了牢靠的包管,可以取得了優秀的處置作用,包管了出水的安穩性。
4、三相內循環流化床反響器
內循環三相流化床反響器,作為一種新式的三相流化床,其反響器的許多特性首要表如今氣、液循環、載體流態的特別作業規則。其底子的作業原理也首要表現這幾方面的不相同改變,即液體內循環速度、有機物降解動力學、氧搬運特性、液體流態、載體流化特性等方面。
因為在內循環三相生物流化床反響器內裝有許多細微的載體,并使之處于循環流化狀況,為微生物的附著成長供應宏大的外表積,一同包管杰出的混合和傳質條件(圖1)。因而實質上該反響器是一種生物膜法處置工藝。
三相內循環流化床不只具有通常好氧流化床的特色,還具有以下特色:
1) 流化功用好,反響器處于徹底混合狀況:反響器內大多數載體都參加循環活動,載體流化具有杰出的均勻性,這為生物膜構成供應了條件;
2) 氧的搬運功率高:因為許多液體循環活動,在此進程中會夾藏一些細微的氣泡,延伸氣-液觸摸工夫,進步了氧的搬運功率。氧使用率可達30~50%;
3) 載體流失量少,不需專門的脫膜設備,大大簡化了本來的流化床處置污水所需的輔佐設備。
在投配容積負荷達10kgCOD/m3.d以內時,可取得70~80%左右的COD去除率,與傳統活性污泥比擬去除污泥負荷可進步10倍左右。內循環三相生物流化床進入正常作業后,COD去除率均達75%以上,尤其是進水濃度較高時,去除率可達90%以上。這闡明流化床具有較強的抗沖擊才能。
五、我國城市污水處置技能開展思路和對策
關于我國這樣一個污染嚴峻、資源缺少的不興旺國家,領先的水處置工藝開發的規范應該是合適我國國情、高效、低耗和低成本的污水處置技能。各類功率高、投入低、可到達必定辦理深度的城市污水處置新技能,對經濟尚不敷興旺而污染亟待辦理的我國,尤其是絕大多數沒有污水處置設備的17000多個建制鎮,在一段時期內都將具有重要意義。以厭氧-好氧生物處置工藝、水解-好氧處置工藝、流化床和曝氣生物濾池等為代表的低耗、高效工藝有期望滿意這一需要。
水污染操控技能觸及到處置技能研討開發、工程描繪、工程施行、設備加工和運營辦理等各方面。從商場化和產業化的觀念,我國城市污水處置的首要任務是在以上三個方面要點開展:
1、大力開展領先的水處置工藝技能
2、大力推動水處置技能和設備的產業化
3、大力鼓舞水處置設備運營產業化
以往大家關于工藝技能、工程締造和設備制作和設備運營三者之間的聯系著重于工藝技能的開發和研討。工藝開發無疑是很重要,不相同工藝的選擇可以會很大程度的影響到污水處置廠的出資和作業費用(比方選用低負荷的延時曝氣體系和高負荷的生物曝氣濾池,兩者負荷可以會相差十倍)。可是,當工藝斷定今后,應該注重工程和制作環節,發起新資料、新技能、新設備和新的施工辦法的改善和改造。在這一方面曩昔沒有惹起滿意的注重,事實上,曩昔不乏這樣的實例,例如:高效曝氣設備的使用可以大幅度的下降能耗;如Biolock工藝、Lipp制罐技能等等,是新的建筑資料和辦法的使用,構成了新的工藝。
污水處置設備的運經營是傳統的技能服務規劃;而BOT辦法的引進在水處置范疇也會逐漸打破傳統甲、乙方概念,發作甲、乙方人物交換,招致了類似于物業辦理型的技能服務需要。對技能服務提出了更高層次的需要。
選用BOT辦法大大減輕地方政府當時的經濟壓力,加快根底設備樹立腳步,滿意全社會對公共工程和根底設備的需要。當時各種基金、上市公司、出資公司和各種社會資金將加快投入這一商場,將加重這一商場的競賽,可是一同無疑會促進水污染操控商場的老練和開展。因而,水污染操控商場具有設備化、專業化、本錢化和敞開性的特色。"