城鎮(zhèn)污水處理:
水是生命之源,但是隨著工業(yè)的發(fā)展,城市污水的排放量越來越多,成分也日趨復(fù)雜,城鎮(zhèn)污水處理面臨著嚴(yán)峻危機(jī),本文通過對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)有污水處理廠現(xiàn)狀和能耗的分析,得出我國現(xiàn)存的污水處理廠在工藝上與國外發(fā)達(dá)國家相比存在著較大差別的結(jié)論,但在能耗上差距很小,并根據(jù)目前污水處理廠存在的能耗過高現(xiàn)象從工藝設(shè)備及構(gòu)筑物建設(shè)方面提出合理化建議。
近年來隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快城鎮(zhèn)水環(huán)境受到巨大的考驗(yàn),據(jù)統(tǒng)計(jì),我國90%以上的城鎮(zhèn)水環(huán)境受到不同程度的污染,78%的城鎮(zhèn)河流都不適宜作為飲用水源,50%的城鎮(zhèn)地下水源受到不同程度的污染,隨著工業(yè)的發(fā)展,城鎮(zhèn)污水處理問題將變得越來越尖銳。
一、我國污水處理現(xiàn)狀
目前,我國城鎮(zhèn)污水處理廠正以每年8%的速率增長(zhǎng),現(xiàn)有的污水處理廠污水處理能力約為1.22億m3/d,但仍有一些地區(qū)依舊沒有任何污水處理設(shè)施。我國污水處理起步于較晚,20世紀(jì)70年代末才開始出現(xiàn),起初受到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等條件的限制,二級(jí)污水處理廠的比例較低且大多數(shù)以活性污泥法等有機(jī)工藝為主,用以去除污水中的BOD和SS;21世紀(jì)以后,新的脫氮除磷工藝成為污水處理的主流工藝,A2/O、SBR、A/O和氧化溝工藝所占比例逐漸上升,但常規(guī)的活性污泥污法污水處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍然很廣泛,新生的污水處理技術(shù)在工藝和處理效果上都比常規(guī)活性污泥法要好。
氧化溝污水處理是活性污泥法的一種變型,具有水力停留時(shí)間長(zhǎng),有機(jī)負(fù)荷低等特點(diǎn),與傳統(tǒng)的活性污泥法相比可以減少一些構(gòu)筑物的建設(shè),流程簡(jiǎn)單,操作管理方便,出水水質(zhì)好,工藝可靠性強(qiáng),并能節(jié)省一定量的建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用,但其在實(shí)際應(yīng)用中也存在著一定的問題。SBR是一種序列間歇活性污泥法,SBR技術(shù)用時(shí)間分割的操作方式來替代空間分割的操作方式,用非穩(wěn)定化反應(yīng)來替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng),用靜置理想沉淀來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀,工藝流程簡(jiǎn)單,造價(jià)相對(duì)較低,一般應(yīng)用于廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水和中小城鎮(zhèn)生活污水處理中。A/O是一種生物除磷的工藝,利用聚磷菌在厭氧條件下吸收磷在好氧條件下釋放磷的原理達(dá)到除磷的目的,在一般情況下,TP的去除率可達(dá)85%以上。
雖然近年來我國城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)等方面都得到了提升,但是由于長(zhǎng)期受到“重建設(shè),輕運(yùn)營(yíng);重污水,輕污泥“等老化思想的影響,我國城鎮(zhèn)污水還存在著資金不足,工藝水平落后等的問題,與發(fā)達(dá)國家相比還具有一定的差距。
二、國外污水處理現(xiàn)狀
19世紀(jì)以來,在工業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá)的國家相繼出現(xiàn)了環(huán)境和社會(huì)公害,其中由于水環(huán)境污染造成的危害影響著人們的生活,因此人們開始關(guān)注水環(huán)境的建設(shè)與改善,政府也相應(yīng)的加大了投資力度,從法律和資金上給予支持,城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)蓬勃發(fā)展。70年代末的美國已建成的污水處理廠約有18000座,在2008年時(shí)美國的加利福尼亞州奧蘭治縣建成了當(dāng)時(shí)世界上的城市污水處理廠,每天可將約31.8萬m3的污水轉(zhuǎn)化為飲用水,成本為0.45美元/噸。在歐洲,德國的污水處理事業(yè)發(fā)展較快,1995年末投產(chǎn)的污水處理廠有10283座,污水處理率平均為93%,并且有60%以上的污水廠為二級(jí)生物處理。
在亞洲,日本的城市污水處理事業(yè)一直處于地位,到2005年,日本有286座污水處理廠采用深度處理的工藝,那些經(jīng)過深度處理的污水占總污水處理量地的16%。但是20世紀(jì)90年代后,發(fā)達(dá)國家逐漸失去了開發(fā)污水處理新工藝的動(dòng)力,因此在城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)上并未出現(xiàn)根本性的革新。
三、污水處理能耗分析
在我國目前運(yùn)行的污水處理廠中,能耗費(fèi)大約占總成本的一半左右,一般來說,污水處理廠的能耗大致來源與直接能耗和間接能耗,直接能耗包括用于污水處理廠運(yùn)行的電能和內(nèi)能,它直接反映了污水處理廠在運(yùn)行中的能耗,而間接能耗則產(chǎn)生與污水處理廠生產(chǎn)建設(shè)、運(yùn)輸以及生產(chǎn)藥劑時(shí)產(chǎn)生的能耗,是污水處理廠綜合性能評(píng)價(jià)的重要組成部分。 在我國,由于技術(shù)相對(duì)落后,整體上看我國同其他國家在污水處理的能耗上相差無幾,但是在污水處理的工藝上卻有著很大的差別,有數(shù)據(jù)顯示,在國內(nèi)二級(jí)生物處處理廠的單位運(yùn)行費(fèi)用約為0.2-0.6元/m3/d,其中大部分為能源消耗,而電力能源的消耗則在能源消耗中占很大的比重,約為60%-80%。在工藝流程的能耗方面,預(yù)處理段的能耗約占總能耗的28%,生物處理的能耗占比大,約為60%,而污泥處理段則為12%左右。而在實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行過程中,污水處理廠的能耗大多發(fā)生在污水處理能力利用率、污水處理廠高程布置和工藝系統(tǒng)穩(wěn)定性三個(gè)方面。 針對(duì)這些能耗現(xiàn)象可以提出如下的減耗措施:
1、提高污水提升泵的效率在污水提升的過程中,污水提升泵是主要的耗能設(shè)備,因此提高污水提升泵的效率可以有效的節(jié)約能耗,研究顯示,使用變頻調(diào)速設(shè)備可以有效降低污水提升泵的轉(zhuǎn)速,比閥門調(diào)節(jié)流量可降低能耗40%-60%。 2、減小占地面積應(yīng)緊湊污水處理廠水處理構(gòu)筑物的布局,從而減小水頭損失,已達(dá)到減少污水處理過程的能耗損失。
3、提高曝氣系統(tǒng)的能耗采用較高效曝氣設(shè)備,降低風(fēng)機(jī)的能耗,合理布置曝氣設(shè)備,間歇式曝氣法可以很好的降低曝氣系統(tǒng)的能耗,將曝氣設(shè)備均勻布置,可造成溶解氧含量相對(duì)較高,從而造成能量的浪費(fèi),因此,應(yīng)針對(duì)不同水質(zhì)、水量和工藝設(shè)計(jì)適合的曝氣設(shè)備。并逐步提高污水處理廠的自動(dòng)化程度。
4、通過對(duì)設(shè)備的升級(jí)改造應(yīng)用高效的膜技術(shù)、填料、生物濾池、臭氧消毒脫色等技術(shù)以提高綜合達(dá)標(biāo)率,先選用技術(shù)成熟,適用范圍廣泛、應(yīng)用效果好的工藝,在改造工藝的同時(shí)應(yīng)確保污水處理廠的正常運(yùn)行
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