㈠ 好氧池,缺氧池硝氮大量減少的原因
好氧硝化池:利用硝化細菌將有機物中的N轉化為硝酸鹽;缺氧反消化池:將硝酸鹽還原為N2排出水體,從而實現除氮;厭氧池,利用分解、發酵、產乙酸、產甲烷四個過程,實現廢水能源化。
㈡ 污水發電是什麼
日本東京大學發明了一種使污水沉積物固體化的方法。據稱,這種固體沉積物具版有4000~4500大卡/千克的發熱量權。利用它進行發電,既可節約能源,又可保護環境,真是一舉兩得。日本打算利用城市地下水道的污水沉澱物作為能源,建造一座世界獨有的發電站。
㈢ 有關於污水處理的知識,詳細點,
環境保護是我國的基本國策。世界經濟發展的實踐證明,為實現經濟的持續穩定的發展,必須解決好發展與環境保護的矛盾。隨著我國社會和經濟的高速發展,城市環境污染特別是水污染的問題日趨嚴重。城鎮生活污水的排放量逐年增加,2002年全國工業和城鎮生活廢水排放總量為439.5億噸,比上年增加1.5%。其中工業廢水排放量207.2億噸,比上年增加2.3%;城鎮生活污水排放量232.3億噸,比上年增加0.9%,其中僅有10%得到處理。[1]生活污水中含有較高的氮、磷等營養物質,未經處理直接排入江河湖海,是導致水域富營養化污染的主要原因。2002年監測數據顯示,遼河、海河水系污染嚴重,劣V類水體佔60%以上;淮河幹流水質以III-V類水體為主,支流及省界河段水質仍然較差;黃河水系總體水質較差,幹流水質以III-IV類水體為主,支流污染普通嚴重;松花江水系以III-IV類水體為主;珠江水系水質總體良好,以II類水體為主;長江幹流及主要一級支流水質良好,以II類水體為主。由於「污染性」造成的水資源短缺,已成為嚴重製約我國社會經濟持續發展的突出問題,丞待解決。目前我國水污染控制的重點已從以工業點源為主,逐步轉變為以城市污水污染為主的控制。根據預測 [2],到2010年我國城市污水排放總量為1050億m3,城市污水處理率要達到50%,預計需新建污水處理廠1000餘座,而決定城市污水處理廠投資和運行成本的主要因素是污水處理工藝和技術的選擇,因此開發適合我國國情的、高效、低耗、能滿足排放要求、基建和運行費用低的污水處理新技術和新工藝,具有十分重要的現實意義。
二、生活污水處理工藝研究和應用領域共同關注的問題
長期以來,城市生活污水的二級生物處理多採用活性污泥法,它是當前世界各國應用最廣的一種二級生物處理流程,具有處理能力高,出水水質好等優點。但卻普遍存在著基建費、運行費高,能耗大,管理較復雜,易出現污泥膨脹、污泥上浮等問題,且不能去除氮、磷等無機營養物質。對於我國這樣一個資源不足、人口眾多的發展中國家,從可持續發展的角度來看,並不適合中國國情。由於污水處理是一項側重於環境效益和社會效益的工程,因此在建設和實際運行過程中常受到資金的限制,使得治理技術與資金問題成為我國水污染治理的「瓶頸」。歸納起來,目前在城市生活污水處理研究和應用領域,普遍存在的問題有:
(1)採用傳統的活性污泥法,往往基建費、運行費高,能耗大,管理較復雜,易出現污泥膨脹現象;工藝設備不能滿足高效低耗的要求。
(2)隨著污水排放標準的不斷嚴格,對污水中氮、磷等營養物質的排放要求較高,傳統的具有脫氮除磷功能的污水處理工藝多以活性污泥法為主,往往需要將多個厭氧和好氧反應池串聯,形成多級反應池,通過增加內循環來達到脫氮除磷的目的,這勢必要增加基建投資的費用及能耗,並且使運行管理較為復雜。
(3)目前城市污水的處理多以集中處理為主,龐大的污水收集系統的投資遠遠超過污水處理廠本身的投資,因此建設大型的污水處理廠,集中處理生活污水,從污水再生回用的角度來說不一定是唯一可取的方案。
因此,如何使城市污水處理工藝朝著低能耗、高效率、少剩餘污泥量、最方便的操作管理,以及實現磷回收和處理水回用等可持續的方向發展。已成為目前水處理技術研究和應用領域共同關注的問題,就要求污水處理不應僅僅滿足單一的水質改善,同時也需要一並考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題,且所採用的技術必須以低能耗和少資源損耗為前提。
三、生物膜法處理工藝在生活污水處理中的應用研究發展
在污水生物處理的發展和應用中,活性污泥和生物膜法一直占據主導地位。隨著新型填料的開發和配套技術的不斷完善,與活性污泥法平行發展起來的生物膜法處理工藝在近年來得以快速發展。由於生物膜法具有處理效率高,耐沖擊負荷性能好,產泥量低,佔地面積少,便於運行管理等優點,在處理中極具競爭力。
1.生物膜法凈化污水機理
污水中有機污染物質種類繁多,成分復雜。但對於生活污水來說,其有機成分歸納起來主要包括:蛋白質(40%-60%),碳水化合物(25%-50%)和油脂(10%),此外還含有一定量的尿素[3]。生物膜法依靠固定於載體表面上的微生物膜來降解有機物,由於微生物細胞幾乎能在水環境中的任何適宜的載體表面牢固地附著、生長和繁殖,由細胞內向外伸展的胞外多聚物使微生物細胞形成纖維狀的纏結結構,因此生物膜通常具有孔狀結構,並具有很強的吸附性能。
生物膜附著在載體的表面,是高度親水的物質,在污水不斷流動的條件下,其外側總是存在著一層附著水層。生物膜又是微生物高度密集的物質,在膜的表面上和一這深度的內部生長繁殖著大量的微生物及微型動物,形成由有機污染物 →細菌→原生動物(後生動物)組成的食物鏈。生物膜是由細菌、真菌、藻類、原生動物、後生動物和其他一些肉眼可見的生物群落組成。其中細菌一般有:假單苞菌屬、芽苞菌屬、產鹼桿菌屬和動膠菌屬以及球衣菌屬,原生動物多為鍾蟲、獨縮蟲、等枝蟲、蓋纖蟲等。後生動物只有在溶解氧非常充足的條件下才出現,且主要為線蟲。污水在流過載體表面時,污水中的有機污染物被生物膜中的微生物吸附,並通過氧向生物膜內部擴散,在膜中發生生物氧化等作用,從而完成對有機物的降解。生物膜表層生長的是好氧和兼氧微生物,而在生物膜的內層微生物則往往處於厭氧狀態,當生物膜逐漸增厚,厭氧層的厚度超過好氧層時,會導致生物膜的脫落,而新的生物膜又會在載體表面重新生成,通過生物膜的周期更新,以維持生物膜反應器的正常運行。
生物膜法通過將微生物細胞固定於反應器內的載體上,實現了微生物停留時間和水力停留時間的分離,載體填料的存在,對水流起到強制紊動的作用,同時可促進水中污染物質與微生物細胞的充分接觸,從實質上強化了傳質過程。生物膜法克服了活性污泥法中易出現的污泥膨脹和污泥上浮等問題,在許多情況下不僅能代替活性污泥法用於城市污水的二級生物處理,而且還具有運行穩定、抗沖擊負荷強、更為經濟節能、具有一定的硝化反硝化功能、可實現封閉運轉防止臭味等優點。
通過人工強化作用將生物膜引入到污水處理反應器中,便形成了生物膜反應器。近年來,物物膜反應器發展迅速,由單一到復合,有好氧也有厭氧,逐步形成了一套較完整的生物處理系統。
填料是生物膜技術的核心之一,它的性能對廢水處理工藝過程的效率、能耗、穩定性以及可靠性均有直接關系。
2、厭氧生物膜法處理工藝在生活污水處理中的應用研究進展
(1)、復雜物料的厭氧降解階段
在廢水的厭氧處理過程中,廢水中的有機物經大量微生物的共同作用,被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨。在此過程中,不同的微生物的代謝過程相互影響,相互制約,形成復雜的生態系統。對復雜物料的厭氧過程的敘述,有助於我們了解這一過程的基本內容。所謂復雜物料,即指那些高分子的有機物,這些有機物在廢水中以懸浮物或膠體形式存在。
復雜物料的厭氧降解過程可以被分為四個階段。
水解階段:高分子有機物因相對分子質量巨大,不能透過細胞膜,因此不可能為細菌直接利用。因此它們在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖,澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖,蛋白質被蛋白酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。
發酵(或酸化)階段:在這一階段,上述小分子的化合物在發酵細菌(即酸化菌)的細胞內轉化為更為簡單的化合物並分泌到細胞外。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸(簡寫作VFA)、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時,酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質,因此未酸化廢水厭氧處理時產生更多的剩餘污泥。
產乙酸階段:在此階段,上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
產甲烷階段:這一階段里,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
在以上階段里,還包含著以下這些過程:a、水解階段里有蛋白質水解、碳水化合物的水解和脂類水解;b、發酵酸化階段包含氨基酸和糖類的厭氧氧化與較高級的脂肪酸與醇類的厭氧氧化;c、產乙酸階段里有從中間產物中形成乙酸和氫氣和由氫氣和 氧化碳形成乙酸;d、甲烷化階段包括由乙酸形成甲烷和從氫氣和二氧化碳形成甲烷。除以上這些過程之外,當廢水含有硫酸鹽時還會有硫酸鹽還原過程。復雜化合物的厭氧降解可以利用圖來表述(見圖1)
(2)厭氧生物膜法處理工藝的應用研究進展
a、厭氧濾器(AF)
厭氧濾器是60年代末由美國McCarty 等在Coulter等研究基礎上發展並確立的第一個高速厭氧反應器。傳統的好氧生物系統一般容積負荷在2KgCOD/(m3?d)以下。而在AF發明之前的厭氧反應器一般容積負荷也在4-5kgCOD/(m3?d)以下。但AF在處理溶解性廢水時負荷可高達10-15 kgCOD/(m3?d)。[4]因此AF的發展大大提高了厭氧反應器的處理速率,使反應器容積大大減少。
AF作為高速厭氧反應器地位的確立,還在於它採用了生物固定化的技術,使污泥在反應器內的停留時間(SRT)極大地延長。McCarty發現在保持同樣處理效果時,SRT的提高可以大大縮短廢水的水力停留時間(HRT),從而減少反應器容積,或在相同反應器容積時增加處理的水量。這種採用生物固定化延長SRT,並把SRT和HRT分別對待的思想推動了新一代高速厭氧反應器的發展。
SRT的延長實質是維持了反應器內污泥的高濃度,在AF內,厭氧污泥的濃度可以達到10-20gVSS/L。AF內厭氧污泥的保留由兩種方式完成:其一是細菌在AF內固定的填料表面(也包括反應器內壁)形成生物膜;其二是在填料之間細菌形成聚集體。高濃度厭氧污泥在反應器內的積累是AF具有高速反應性能的生物學基礎,在一定的污泥比產甲烷活性下,厭氧反應器的負荷與污泥濃度成正比。同時,AF內形成的厭氧污泥較之厭氧接觸工藝的污泥密度大、沉澱性能好,因而其出水中的剩餘污泥不存在分離困難的問題。由於AF內可自行保留高濃度的污泥,也不需要污泥的迴流。
在AF內,由於填料是固定的,廢水進入反應器內,逐漸被細菌水解酸化、轉化為乙酸和甲烷,廢水組成在不同反應器高度逐漸變化。因此微生物種群的分布也呈現規律性。在底部(進水處),發酵菌和產酸菌佔有最大的比重,隨反應器高度上升,產乙酸菌和產甲烷菌逐漸增多並佔主導地位。細菌的種類與廢水的成分有關,在已酸化的廢水中,發酵與產酸菌不會有太大的濃度。
細菌在反應器內分布的另一特徵是反應器進水處(例如上流式AF的內部)細菌由於得到營養最多因而污泥濃度最高,污泥的濃度隨高度迅速減少。
污泥的這種分布特徵賦予AF一些工藝上的特點。首先,AF內廢水中有機物的去除主要在AF底部進行(指上流式AF),據Young和Dahab報道[4], AF反應器在1m以上COD的去除率幾乎不再增加,而大部分COD是在0.3m以內去除的。因此研究者認為在一定的容積負荷下,淺的AF反應器比深的反應器能有更好的處理效率。其次,由於反應器底部污泥濃度特別大,因此容易引起反應器的堵塞。堵塞問題是影響AF應用的最主要問題之一。據報道,上流式AF底部污泥濃度可高達60g/L。厭氧污泥在AF內的有規律分布還使得反應器對有毒物質的適應能力較強,可以生物降解的毒性物質在反應器內的濃度也呈現出規律性的變化,加之厭氧生物膜形成各種菌群的良好共生體系,因此在AF內易於培養出適應有毒物質的厭氧污泥。例如在處理三氯甲烷和甲醛廢水中,發現AF反應器內的污泥產生了良好的適應性,這些有毒物質的去除效果和允許的進液濃度逐漸上升。AF同時也具有較大的抗沖擊負荷能力。一般認為在相同的溫度條件下,AF的負荷可高出厭氧接觸工藝2~3倍,同時會有較高的COD去除率。
AF在應用上的問題除了堵塞和由局部堵塞引起的溝流以外,另一個問題是它需要大量的填料,填料的使用使其成本上升。由於以上問題,國外生產規模的AF系統應用也不是很多。據Le-ttinga在1993年估計,國外生產規模的AF系統大約僅有30~40個。[4]
作為升流式厭氧濾池的革新技術——厭氧膜床(S?pecial Anaerobic Film Bed, SAFB),採用較大顆粒及孔隙率的填料代替傳統的小粒徑填料,有效地解決了反應器的堵塞問題。厭氧膜床具有如下特點:
有效克服了厭氧濾池易堵塞和出水水質差的缺點;
生物固體濃度高,因此可獲得較高的有機負荷;
在厭氧膜床內微生物通過附著在填料表面形成生物膜,以及懸浮於填料孔隙間形成細菌聚集體,因此在厭氧膜床內可以保持較高的生物量。因此可縮短水力停留時間,耐沖擊負荷能力較強;
啟動時間短,停止運行後再啟動也較容易;
不需要迴流污泥,運行管理方便;
在水量和負荷有較大變化的情況下,耐沖擊性較好。
b、厭氧流化床反應器(AFBR)
在流化床系統中依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜來保留厭氧污泥,液體與污泥的混合、物質的傳遞依靠使這些帶有生物膜的微粒形成流態化來實現。
流化床反應器的主要特點可歸納如下:
流態化能最大程度使厭氧污泥與被處理的廢水接觸;
由於顆粒與流體相對運動速度高,液膜擴散阻力小,且由於形成的生物膜較薄,傳質作用強,因此生物化學過程進行較快,允許廢水在反應器內有較短的水力停留時間;
克服了厭氧濾器堵塞和溝流問題;
高的反應器容積負荷可減少反應器體積,同時由於其高度與直徑的比例大於其它厭氧反應器,因此可以減少佔地面積。
但是,厭氧流化床反應器存在著幾個尚未解決的問題。其一,為了實現良好的流態化並使污泥和填料不致從反應器流失,必須使生物膜顆粒保持均勻的形狀、大小和密度,但這幾乎是難以做到的,因此穩定的流態化也難以保證。[5]其次,一些較新的研究認為流化床反應器需要有單獨的預酸化反應器。同時,為取得高的上流速度以保證流態化,流化床反應器需要大量的迴流水,這樣導致能耗加大,成本上升。由於以上原因,流化床反應器至今沒有生產規模的設施運行。有人認為它在今後應用的前景也不大。[5]
c、厭氧附著膜膨脹床反應器(AAFEB)
厭氧附著膜膨脹床(Anaerobic Attached Film Expanded Bed)是Jewell等人在1974年研究和開發出來的一種污水處理工藝。與生物流化床相比,區別在於載體的膨脹程度。以填料層高度計,膨脹床的膨脹率約為10%~20%,此時顆粒間仍保持互相接觸,而流化床則為20%~70%。Bruce J.Alderman等[6]通過對比厭氧膨脹床、滴濾池和活性污泥法等工藝的經濟性,發現對於小型污水處理廠而言,厭氧膨脹床後續滴濾池的設計是最為經濟的選擇,能耗量少,污泥產率量低。但目前此工藝仍主要停留在小試和中試研究階段。
綜上所述,採用厭氧生物膜反應器為主體的厭氧處理技術,作為生活污水處理的核心方法,在技術上已經成熟,並且較之其它方法有獨到的一些優勢。但是,厭氧方法在濃縮營養物(氮和磷)方面效果不大,同時它僅能除去部分病源微生物。此外,殘存的BOD、懸浮物或還原性物質可能影響到出水的質量。所以厭氧生物膜反應器要成為完整的環境治理技術,合適的後處理手段必不可少。
3、好氧生物膜法處理技術——生物接觸氧化
生物接觸氧化法是由生物濾池和接觸曝氣氧化池演變而來的。早在20世紀30年代,已在美國出現生產型裝置。當時的生物接觸氧化池,填料的材質是砂石、竹木製品和金屬製品,主要用於處理低濃度、低有機負荷的污水,它克服了活性污泥法在處理此類污水時,因污泥流失而不能維持正常運行的缺點,並取得了較好的效果。進入70年代,隨著大孔徑、高比表面積的蜂窩直管填料和立體波紋塑料填料的出現,使生物接觸氧化法的應用范圍得到拓寬,它不僅可用於處理生活污水,而且可用於處理高濃度有機廢水和有毒有害工業廢水,與其他生物處理方法相比,展現出了優越性,我國在70年代開始對生物接觸氧化法進行了研究,第一座生產性試驗裝置用於處理城市污水,在處理效果、動力消耗、經濟效益和管理維護等方面都明顯優於活性污泥法。與活性污泥法比較,生物接觸氧化具有以下主要優點:①生物接觸化法以填料作為載體,供生物群棲息生長,形成穩定的生態體系,有較高的微生物濃度,一般可達10~20g/l;氧的利用率高,可達10%。具有較高的耐沖擊負荷能力和對環境變化的適應能力,剩餘污泥量少。②生物接觸氧化法可以充分利用絲狀菌的強氧化能力且不產生污泥膨脹。並且不需要象活性污泥法那樣採用污泥迴流以調整污泥量和溶解氧濃度,易於管理和操作。隨著十餘年的大量實踐,對氧化池結構形式、填料的品種和安裝方式、供氣裝置的種類和布置形式等方面進行了不斷創新、不斷優化。目前,生物接觸氧化技術已經廣泛應用處理生活污水、生活雜用水和不同有機物濃度的工業廢水。
填料是微生物棲息的場所、生物膜的載體。填料的表面生長生物膜,生物膜的新陳代謝過程使污水得利凈化。填料的性能直接影響著生物接觸氧化技術的效果和經濟上的合理性,因而填料的選擇是生物接觸氧化技術的關鍵。
填料的特性取決於填料的材質和結構形式。填料的材質應具有分子結構穩定、抗老化、耐腐蝕和生物穩定性好等特性。填料的結構形式應具有比表面積大、空隙率高、硬度高、有布水布氣和切割氣泡的功能。填料之間的空隙在外力作用下可發生變化,有利於剝落的生物膜及時排出填料區,以及填料的體積應具有可壓縮性,並在復原後不發生變形,便於運輸和安裝。
固定化載體的發展
(1)固定式填料
固定式填料以蜂窩狀及波紋狀填料為代表,多用玻璃鋼、各種薄形塑料片構成。新近有陶土直接燒結生產的陶瓷蜂窩填料,孔形為六角形,孔徑在20~100mm之間。由於比表面積小,生物膜量小,表面光滑,生物膜易脫落,填料橫向不流通,造成布氣不均勻,易堵塞以至無法正常運轉,且造價較高,近年來,此類填料已逐漸淘汰。
(2)懸掛式填料
懸掛式填料包括軟性、半軟性及組合填料、軟性填料,理論比表面積大,空隙率>90%,掛膜快,空隙的可變性使之不易堵塞,而且造價低,組裝方便,出水穩定,處理效果較好,COD和BOD5去除率達80%以上。但廢水濃度高或水中懸浮物較大時,填料絲會結團,大大減少了實際利用的比表面積,且易發生斷絲、中心繩斷裂等情況,影響使用壽命,其壽命一般為1~2年。半軟性填料,具有較強的氣泡切割性能和再行布水布氣的能力、掛膜脫膜效果較好、不堵塞;COD和BOD去除率在70-80%。使用壽命較軟性填料長。但其理論比表面積較小(87-93m2/m3)生物膜總量不足影響污水處理效果,且造價偏高。
組合式填料,是鑒於軟性、半軟性存在的上述缺點並吸取軟性填料比表面積大、易掛膜和半軟性填料不結團,氣泡切割性能好而設計的新型填料,在填料中央設計半軟性部件支撐著外圍的軟性纖維束,其平面有如盾形,故又稱盾式填料。其比表面積1000~2500 m2/m3,空隙率98%-99%,具有掛膜快,生物總量大,不結團等優點。污水處理能力優於軟性、半軟性填料,在正常水力負荷條件下COD去除率70%-85%,BOD5去除率達80%~90%,與之類似的還有燈籠式(或龍式)和YDT彈性立體填料。
(3)分散式填料
分散式填料包括堆積式、懸浮式填料,種類繁多。特點是無需固定和懸掛,只需將之放置於處理裝置之中,使用方便,更換簡單。北京曉清環保公司的多孔球形懸浮填料和北京桑德公司的SNP無剩餘污泥懸浮填料等,具有充氧性能好,掛膜快,使用壽命長等優點。江西萍鄉佳能環保工程公司新近開發的堆積式填料—球形輕質陶料,填料粒徑2~4 mm,有巨大的比表面積,使反應器中單位體積內可保持較高的生物量,而且填料上的生物膜較薄,其活性相對較高,具有完全符合曝氣生物濾池填料的國際性能標准,在法國承建的我國大連馬欄河污水處理廠使用,這是我國新型填料開發的一項重大突破。
四、水解酸化—好氧活性污泥工藝在生活污水處理中的應用
城市污水經厭氧處理後,在現有的技術條件下,要達到二級出水標准,需要相當長的停留時間,結果使厭氧處理雖然在運行管理費用上佔有優勢,但在基建投資上卻失去了競爭力。因此從微生物和化學角度講,厭氧處理僅僅提供了一種預處理,它一般需要後處理方能滿足新的污水排放標准。印度和南美國家在積極推廣應用厭氧生活污水處理技術的同時,普遍意識到由於厭氧處理後氮和磷基本上沒有去除,因此對厭氧出水進一步處理很有必要。缺乏合適的後處理技術,是導致厭氧生物處理技術在生活污水處理領域應用緩慢的主要原因之一。雖然已有的小試實驗結果表明,兩級厭氧系統組合可以獲得良好的處理效果。但目前,在實際生產中,應用最為廣泛的仍然是厭氧與好氧組合系統。在印度,氧化塘是最常用的後處理方法。經厭氧、氧化塘兩級處理後的出水BOD5、CODcr和TSS去除率分別為87%、81%和90%。在巴西NovaVista市的7000人生活污水處理工程中,以及哥倫比亞Bucarmanga鎮的160000人生活污水處理工程中,後處理均採用的是兼性氧化塘。在墨西哥的厭氧生活污水處理工程中,後處理方法比較多樣化,二沉池+氯消毒、淹沒濾池+二沉池+氯消毒、氧化溝等,最後直接排入城市污水管網或用於農灌。在日本,城鎮生活污水一般採用厭氧消化+好氧活性污泥法聯合處理、厭氧濾池+好氧濾池以及厭氧濾池+接觸氧化法組合處理。並且最新研製的具有脫氮除磷功能的高級型JOHKASO小型家用生活污水凈化器系統,廣泛應用於分散處理生活污水方面。[7]厭氧和好氧生物處理技術的組合能夠有效的去除大部分有機和無機污染物。厭氧生物專家G·Lettinga教授斷言厭氧處理生物技術如果有合適的後處理方法相配合,可以成為分散型生活污水處理模式的核心手段,這一模式較之於傳統的集中處理方法更具有可持續性和生命力,尤其適合發展中國家的情況。[8]
厭氧-好氧組合處理工藝,充分發揮了厭氧技術節能、好氧技術高效的優勢,成為目前污水處理工藝發展的主要趨勢。在國外,由上流式厭氧污泥床反應器(UASB)和好氧生物膜反應器組成的厭氧—好氧組合處理工藝一直是研究的重點,[9,10,11]並針對組合工藝的硝化/反硝化性能和動力學機理展開了較為深入的研究。[12,13]近年來,Ricardo Franci Goncalves等[14,15]進行的小試和中試的研究結果表明,採用UASB和淹沒式曝氣生物濾池(BF)組合工藝處理生活污水,兩段HRT分別為6h和0.17h時系統對CODcr 、BOD5 和SS去除率均在90%以上,並且該組合系統相對單一的UASB污水處理系統而言,有更好的穩定出水水質的作用。當BF段的污泥迴流至UASB段時,厭氧反應器內有機物甲烷化的能力提高,使產氣量增加、剩餘污泥量減少,可以減少甚至省去污泥濃縮池和消化池。
由於以UASB為主體的厭氧-好氧組合處理工藝,受溫度的影響較大,特別是在低溫條件下,系統的性能不能得到充分的發揮。Igor Bodik等[16]通過中試試驗研究了厭氧折流板生物濾池反應器和淹沒式曝氣生物濾池組合工藝低溫下處理生活污水時的脫氮性能。系統經過一年的運行,在厭氧段和好氧段的水力停留時間分別為15 h和4h的條件下,即使環境溫度低於10℃(平均氣溫5.9℃),對CODcr、BOD5和SS的去除率仍達80%左右。低溫使硝化的活性受到一定的影響,溫度在4.5-23℃范圍內,TKN的去除率在46.4-87.3%間變化,並且該系統也具有一定的反硝化功能,為低溫環境下生活污水的脫氮處理提供了參考。
參考資料:http://..com/question/23545633.html?si=4
㈣ 好氧池硝化過程原理、缺氧池反硝化原理、厭氧池的主要工作原理。
好氧池的硝化原理就是在氧氣濃度>2mg/L時,硝化菌將氨氮轉化成硝態氮(硝酸鹽和亞硝酸鹽);缺氧池反硝化原理就是在氧氣濃度>0.5mg/L,反硝化菌將硝態氮還原成氮氣,排出系統;厭氧池的功能是去磷,在沒有硝態氮和氧氣的情況下,除磷菌能釋磷,在體內儲存大量的能源物質,以便在後續有氧氣的條件下過量吸磷,然後通過排出含磷污泥的方式最終排磷。
㈤ 污水轉換燃料,我國已經投入生產嗎
咨詢記錄 · 回答於2021-11-30
㈥ 污水處理有什麼新的工藝
生物處理(活性污泥法)
生物處理中採用的處理工藝有:氧化塘法:Carrousel.交替式.Orbal.Phostrip法.Phoredox法.SBR法、AB法、生物流化床法、ICEAS法、DAT-IAT法、 CASS(CAST,CASP)法、UNITANK法、MSBR法、A/O法、A2/O、A3/O、UCT法、VIP法、UASB法、一體化生化法、集成生化加過濾法、增加流動載體法、深井曝氣法、生物濾池法、生物轉盤法、塔式生物濾池的生物膜法等等的城市污水一級、二級、深度處理法。
化學強化生物除磷污水處理工藝
污水處理過程中,我國的主要河流和湖泊由於受磷污染,富營養化嚴重,國家環保局為控制磷污染,對磷排放制定了比較嚴格的標准。化學強化生物除磷污水處理工藝以除去污水中有機污染物和各種形態的磷為主,此污水處理工藝將化學除磷和生物除磷一體化,通過厭氧消化生物系統中活性污泥產生揮發性有機酸,作為聚磷菌生長的基質或稱之為營養物,使聚磷菌在活性污泥中選擇性增殖,並將其迴流到生物系統中,使生物污水處理系統工作在高效除磷狀態;同時污泥在厭氧條件下產生的磷釋放,通過化學除磷消除。這是一種高效市政污水處理工藝技術,滿足了我國現階段,為解決水體富營養化,需要在常規二級污水處理基礎上進一步除磷的要求。
循環間歇曝氣污水處理工藝
我國經濟發展水平各地相差較大,經濟發展滯後的城市還不能拿出很多資金用於污水治理,因此,怎樣利用有限的資金,降低環境污染,是很多城市政府面臨的問題。在污水處理方面,直到不久前,一些城市還採用一級或一級強化處理工藝技術,出水達不到國家二級排放標准對除去有機污染物的要求。循環間歇曝氣工藝充分發揮高負荷氧化溝處理效率高的優點,又充分利用序批式活性污泥污水處理工藝出水好的特點,保證了系統出水達到國家污水排放一級標准在除去有機污染物方面的要求。在投資和運行費用上比通常以除去有機污染物為主的二級生物污水處理系統降低30%左右,是適合我國現階段污水處理要求的工藝技術。
旋轉接觸氧化污水處理工藝
旋轉接觸氧化污水處理工藝技術是在生物轉盤技術基礎上,結合生物接觸氧化技術優點發展起來的新一代好氧生物膜處理技術。旋轉接觸氧化污水處理工藝技術和成套設備提供了一種簡單和可靠的污水處理方法。整個污水處理系統中的轉軸是唯一的轉動部分,一旦機器出了故障,一般機械人員都可以進行維修。系統生物量會根據有機負荷的變化而自動補償。附在轉盤上的微生物是有生命的,當污水中的有機物增加時,微生物隨之增加,相反,當污水中的有機物減少時,微生物隨之減少。所以這污水處理系統的工作效果不容易受到流量和負荷的突然變化和停電的影響。運行費用低,只有其他曝氣污水處理系統耗電的八分之一到三分之一。佔地面積僅相當常規活性污泥法一半。由於生物系統中生長的微生物種類多,能夠高效處理各種難降解工業污水。
連續循環曝氣系統工藝
連續循環曝氣系統工藝(Continuous Cycle Aeration System)是一種連續進水式SBR曝氣系統。污水處理工藝CCAS是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式處理法)的基礎上改進而成。CCAS污水處理工藝對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。
污水處理工藝CCAS上獨特的優勢:
(1)曝氣時,CCAS污水處理的污水和污泥處於完全理想混合狀態,保證了BOD、COD的去除率,去除率高達95%。
(2)「好氧-缺氧」及「好氧-厭氧」的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達80%以上,保證了出水指標合格。
(3)沉澱時,整個CCAS反應池處於完全理想沉澱狀態,使出水懸浮物極低,低的值也保證了磷的去除效果。
CCAS污水處理工藝的缺點是各池子同時間歇運行,人工控制幾乎不可能,全賴電腦控制,對處理廠的管理人員素質要求很高,對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。
曝氣生物濾池生活污水處理工藝流程
污水處理工藝流程簡介:曝氣生物濾池,就是在生物濾池處理裝置中設置填料,通過人為供氧,使填料上生長大量的微生物。這種污水處理工藝流程裝置由濾床、布氣裝置、布水裝置、排水裝置等組成。曝氣裝置採用配套專用曝氣頭,產生的中小氣泡經填料反復切割,達到接近微控曝氣的效果。由於反應池內污泥濃度高,處理設施緊湊,可大大節省佔地面積,減少反應時間。
城市污水SPR除磷工藝
污水處理工藝流程簡介:水體富營養化主要原因是人類向水體排放了大量的氨氮和磷,磷是水體富營養化的最主要因素。縱觀國內污水處理流程工藝,除磷技術一直是困擾污水處理廠運行的難題。傳統的物化除磷技術需要大量的葯劑,具有運行成本高、污泥產量大的缺點;前置厭氧的生物除磷工藝具有運行費用低的優點,但是由於完全依賴於微生物的攝磷、釋磷作用,難以達到國家污水處理工藝流程的要求。當考慮中水回用時,則更難達到要求。
A/O生物濾池污水處理工藝流程
污水處理工藝流程簡介:由於我國小城鎮居住點分散,污水源分布點多量少,城鎮級污水廠的規模多低於10000噸/日。目前國內大中型城市污水處理廠經常採用的污水處理工藝有傳統活性污泥法、A2/O、SBR、氧化溝等,如果以這些技術建設小城鎮污水處理廠會造成由於居高不下的運行費用,無法持續運行。必須針對小城鎮的特點採用投資省,運行費用低,技術穩定可靠,操作與管理相對簡單的工藝。
MBFB膜生物流化床工藝
MBFB工藝用於污水深度處理,能在原有污水達標排放的基礎上 ,經過生物流化床和陶瓷膜分離系統,進一步降低COD、NH-N、濁度等指標,一方面可直接回用,另一方面也可作為RO脫鹽處理的預處理工藝,替代原有砂濾、保安過濾、超濾等冗長過濾流程,同時有機物含量的降低大大提高RO膜使用壽命,降低回用水處理成本,無機陶瓷膜分離系統,是世界第一套污水處理專用的無機膜分離系統,和其它的有機膜、無機膜相比,具有膜通量大、可反沖、全自動操作等優勢。
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國外污水處理技術
歐洲城市污水處理技術——可持續生物除磷脫氮工藝
以控制富營養化為目的的氮、磷脫除已成為各國主要的奮斗目標。無疑,應付日趨嚴格的排放標准,傳統工藝會因上述弊端而雪上加霜。在此情形下,發展可持續污水處理工藝變得勢在必行。所謂可持續污水處理工藝就是朝著最小的COD氧化、最低的CO2釋放、最少的剩餘污泥產量以及實現磷回收和處理水回用等方向努力。這就需要以較綜合的方式來解決污水處理問題,即污水處理不應僅僅是滿足單一的水質改善,同時也需要一並考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題,且所採用的技術必須以低能量消耗(避免出現污染轉移現象)、少資源損耗為前提。
發展新穎的污水生物處理工藝依賴於在微生物學及生物化學方面的新發現或新認識。荷蘭研究人員Mulder在10年前發現了厭氧氨(氮)氧化現象。與此同時,南非、荷蘭、日本等國科學家對生物攝/放磷代謝機理重新認識後確定了反硝化除磷新途徑。這兩種新技術的研發與應用對發展可持續污水生物處理工藝具有劃時代意義的推動作用。本文以厭氧氨氧化和反硝化除磷技術為藍本,詳細介紹它們的技術原理、工藝流程以及在歐洲的應用情況;在此基礎之上提出一個以轉換有機能源(甲烷)、回收磷化合物(鳥糞石)和回用處理水(非飲用目的)為目標的可持續城市污水生物除磷脫氮技術推薦工藝。
在污水生物除磷實踐中,南非開普頓大學(UCT)研究人員最早發現專性好氧細菌不是唯一對磷的生物攝/放起作用的菌種,兼性反硝化細菌也有著很強的生物攝/放磷現象。反硝化細菌的生物攝/放磷作用被荷蘭代爾夫特工業大學(TUDelft)和日本東京大學(UT)研究人員合作研究確認,並冠名為反硝化除磷(denitrifyingdephosphatation)。在磷的生物攝/放過程中,反硝化除磷細菌以硝酸氮取代氧作為電子接受體,也就是說反硝化除磷細菌能將反硝化脫氮和生物除磷這兩個原本認為彼此獨立的作用合二為一。顯然,在結合的除磷脫氮過程中,COD和氧的消耗量均能得到相應節省。比較傳統的專性好氧磷細菌去除工藝,反硝化除磷細菌能分別節省約50%和30%的COD與氧的消耗量,相應減少剩餘污泥量50%。在反硝化除磷過程中由於COD需要量的大為減少,過剩的COD因此能被分離,並使之甲烷化,從而避免COD單一的氧化穩定(至CO2)。歸因於曝氣能量的減少,以及過剩COD甲烷化後能量的產生,這種綜合的能量節約最終會導致釋放到大氣的CO2量明顯減少。因此,具有反硝化除磷細菌富集的處理系統可以被視為可持續處理工藝。 傳統上,兩個已得到充分確認的生物途徑,硝化(NH+4→NO3-)與反硝化(NO3→N2)被應用於污水處理的生物脫氮。這種傳統生物脫氮途徑從可持續角度看並不是最佳的,因為充分地氧化氨氮到硝酸氮首先要消耗大量能源(因曝氣);其次,還需要有足夠碳源(COD)來還原硝酸氮到氮氣。對這一傳統脫氮途徑的改進可藉助於新近由荷蘭TUDelft研發的一種中溫亞硝化技術——SHARON來實現。在亞硝化/反硝化脫氮途徑中,亞硝酸氮為僅有的中間過渡形態;這一途徑無論對氧化(NH+4→NO2-)還是還原(NO2-→N2)均能起到最小量化的作用,意味著O2和COD消耗量的雙重節約。顯然,亞硝化/反硝化脫氮途徑可以成為一種可持續的脫氮技術。
此外,荷蘭TUDelft研究人員幾乎在同一時期還試驗確認了一種新的氨氮轉換途徑,這使得氨氮以亞硝酸氮作為電子接受體而被直接氧化至氮氣成為可能。這種厭氧條件下的氨氮氧化與亞硝化過程(如SHARON工藝)相結合在工程上能夠實現氨氮的最短途徑轉換,這就意味著生物脫氮過程中能源與資源消耗量的最小化完全可能。污水處理過程中氮的所有可能轉換途徑列於圖1.與傳統脫氮工藝相比較,很明顯,由厭氧氨氧化與亞硝化工藝相結合的氮的完全自養轉換方式是一種最可持續的污水脫氮途徑。
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中國污水處理近況及未來
概況
我國污水處理產業發展進步較晚,建國以來到改革開放前,我國污水處理的需求主要是以工業和國防尖端使用為主。改革開放後,國民經濟的快速發展,人民生活水平的顯著提高,拉動了污水處理的需求。進入二十世紀九十年代後,我國污水處理產業進入快速發展期,污水處理需求的增速遠高於全球水平。
1990年以來,全球污水處理表觀消費量以年均6%的速度增長,而九十年代的十年間,我國污水處理表觀消費量年均增長率達到17.73%,是世界年均增長率的2.9倍。進入二十一世紀,我國污水處理產業高速增長。2000年—2004年,我國污水處理消費量從188萬噸增長到447萬噸,增加了2.3倍,年平均增長率在27%以上。其中,2001年,我國污水處理表觀消費量達到225萬噸,超過美國成為世界第一污水處理消費大國。同時,污水處理進口也大幅度增加。1998年,我國污水處理進口100萬噸,由此成為世界上最大的污水處理進口國。2004年與1998年比,污水處理進口增長幅度年均達到27.14%。預計2005年,中國污水處理表觀消費量將達到500萬噸,進口仍將保持在300萬噸左右。
伴隨著污水處理市場的快速發展,我國污水處理產量也結束了長期徘徊的局面,實現了高速增長。我國污水處理產量從2000年的46萬噸增長到2004年的236萬噸,年平均增長率在82.6%,占國內市場需求的比重也由2000年的24.47%提高到2004年的52.80%。而同期,世界污水處理產量則僅以6%左右的速度增長。
從九十年代後期起,我國太鋼、寶鋼以及寶新、張浦等國有和合資企業通過引進和技術改造,先後建成了一系列污水處理生產線,污水處理工藝技術裝備達到國際先進水平,污水處理生產初具規模。污水處理品種結構也發生了積極的變化,污水處理產品質量迅速提高。特別是國內污水處理冷軋板增長迅速,2003年,國內冷軋板產量達到170萬噸,首次超過進口量,自給率達到66%;2004年,國內冷軋板產量達到200萬噸,自給率達到70%以上。從2004年底到2005年底,國內冷軋污水處理產能將增加約150萬噸,基本滿足國內市場需求。到2007年,我國將成為污水處理的凈出口國。
從總體上看,我國污水處理正在經歷由規模小、水平低、品種單一、嚴重不能滿足需求到具有相當規模和水平、品種質量顯著提高和初步滿足國民經濟發展要求的深刻轉變,污水處理需求將逐步實現自給。
我國城市污水處理資本金來源難題
(難題一)人口增加,污水增多
在我國,隨著城市人口的增加和工農業生產的發展,污水排放量也日益增加,水體污染相當嚴重,而且幾乎遍及全國各地。到2000年底,全國設市的663個城市中有310個建有污水處理設施,建設污水處理廠427座,年污水處理量113.6億立方米,污水處理率只有34.23%。
(難題二)加快發展,急需資金
在社會主義市場經濟條件下,污水處理是從一定量的資金投入開始的。污水處理資金的規模決定著污水處理的規模。污水處理資金自身的發展速度決定著污水處理發展的速度和污水處理技術進步的速度。現實的污水處理中,技術先進、處理費用低的決策方案通常是預付資金量較大的方案。從這個意義上說,資金自身的發展速度越快,污水處理技術的進步和應用才能越快,污水處理也才能越快。
(難題三)處理資金,來源困難
1、我國城市污水處理資本金來源的難處所在
長期以來,我國城市污水處理設施採取的是免費使用政策,不僅擴大再生產由財政投資,簡單再生產也需要財政撥款才能完成,財政撥款因此成了污水處理設施維護建設投資的唯一來源。只是在不同時期,來源的名稱不同,但都是以財政為中心的資金循環。經濟體制改革,否定了我國傳統大一統"財政模式,否定了國家作為生產經營者的身份,也否定了生產資料所有者身份和政權行使者合一,要求政企分開,政資分開。與此相適應,在國家為主體的統一財政的前提下,我國財政分成公共財政與國有資產管理兩部分。公共財政是以政權行使者身份出現的國家,主要以稅收形式籌集資金,解決市場配置資源所不能解決的問題,滿足公共需要。城市污水處理是公益事業,污水處理資金財政撥款應是公共財政支出。因我國社會主義市場經濟體制改革還在深化中,公共財政收入佔GDP的比重、中央公共財政收入占公共財政收入的比重目前還不夠合理,城市污水處理資金很難像美國等發達國家哪樣絕大多數來自財政撥款或貸款。
2、污水處理借入資金來源的難處所在
城市污水處理資金需求巨大,銀行貸款是污水處理資金的一個重要來源。銀行貸款分商業銀行貸款與國家開發銀行貸款。商業銀行資金來源為居民與企業存款,大多為短期資金,雖然也可作部分中長期貸款,但比重不宜過大;商業銀行資金運用要求安全性、流動性和盈利性的"三性"統一,而污水處理資金的運用和迴流很難與商業銀行資金運用「三性」相吻合。因此,商業銀行很難對污水處理項目進行貸款。
我國城市污水處理資本金來源難題的破解
(破解方法一)加大財政撥款力度
城市污水處理資金的一部分,在社會主義市場經濟條件下,還必須由政府給予必要的補助,原因是多方面的。主要是:1、污水處理普遍存在著價格需求彈性較小和政府"壟斷"經營,其收費制定必須考慮居民的承受能力,而不能依靠競爭價格來完全地解決設施建設和企業發展問題。2、污水處理提供的服務具有公共性,許多設施的使用難以計算,使其服務收費不能直接進入市場實行等價交換,而只能成為公共消費的一部分。3、污水處理提供的服務具有廣泛的社會性和外部經濟性,衡量其投資效益時,首先是社會效益。
國家財政對城市污水處理的撥款,在我國主要有基本建設安排的投資,中央財政撥給的專款和地方財政撥款。基本建設安排的投資,分國家預算內和地方自籌兩種。國家預算內的基本建設投資由中央政府確定數額,由財政部交國家計委統一安排。地方自籌基本建設投資,是在國家規定的額度內由地方自籌資金安排的投資。中央和地方財政撥款,一種是根據需要,財政每年撥給一定數額的資金,作為污水處理的專項資金;另一種是按項目定額補助,項目建成,補助停止。
(破解方法二)增加企業自籌強度
在市場經濟的條件下,污水處理只有在其建設經營活動中把它的價值轉化到周而復始的資金迴流中,才能實現污水處理的再生產。按價值規律的要求,污水處理的投入與產出理順到市場經濟的新秩序中,是加快我國城市污水處理的客觀要求。污水處理收費,不應是一項臨時性的籌資措施,而是實現污水處理資金補償的市場化方式,同時也是調節污水處理設施合理利用的一種經濟手段。
污水處理的自籌資金,在社會主義市場經濟條件下,要按照價值規律制定污水處理收費標准,按照國家規定從營業收入中提取生產發展基金、固定資產折舊基金和大修理基金。污水處理單位不僅要依靠自身的力量來完成簡單再生產和擴大再生產,還要向國家繳納稅費。為此,污水處理的合理收費,必須建立在合理成本和合理利潤率的基礎之上。
污水處理收費的合理成本,一般應包括生產費用、經營費用、固定資產折舊、大修理基金、貸款利息等。其中固定資產折舊要有恰當的折舊率,要改變現在折舊年限過長、折舊率較低的做法,以免企業的明盈實虧。污水處理收費的合理利潤率,是指利潤率的核定既要考慮企業的合理福利和必要的積累,又要考慮污水處理收費需求彈性小、社會服務性強的特點,防止利用其壟斷性追求過高利潤。為防止壟斷強加給用戶的負擔,政府可通過行政和經濟手段對經營者加以限制,使其可能獲得的利潤不超過全社會的平均利潤。
(破解方法三)試行優先股票發行
市場經濟國家的經驗表明,發行優先股票吸收國內外私人資本進行城市污水處理,既能滿足污水處理的巨大資金需求,又不喪失政府對污水處理項目的控制權。優先股票是相對普通股票而言的。投資購買普通股票的好處還有投資收益比其他類似證券的投資收益高,在證券交易市場上流通性強,交易公平進行等。
優先股票是比普通股票具有一定優先權的股票,主要是優先分得股利和公司剩餘財產的權利。優先股的最大優點是較普通股收益穩定,風險小。但當股份公司經營成績卓著,經營利潤激增時,優先股享受到的收益卻不會增加,而普通股的收益卻可隨著公司經營效益的提高而增加。從這一點考慮,優先股較普通股又缺乏發展性和進取性。
按我國現行做法,股票是根據投資者身份的不同,劃分為國家股、法人股、個人股和外資股,沒有優先股與普通股的劃分。我國《公司法》中沒有優先股的概念,也沒有做出相應的規定。這是因為我國的股份制企業都是從計劃經濟體制下的企業改造而來,因而帶有種種歷史的痕跡,成為歷史遺留問題正待在改革中進一步探索解決。從城市污水處理的實際出發,我們可以進行污水處理股票發行的探索。這就要對現有的污水處理企業進行股份制改造,向國內外私人資本發行部分優先股票,或將部分國有股以優先股的形式轉讓給私人資本,籌措的資金由污水處理企業用於污水處理。這種方式由於是以現有企業的發展業績為基礎,且改造後的企業業績繼續增長,所以集資成功的可能性較大。
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中國污水處理行業發展
地球雖然有70.8%的面積為水所覆蓋,但淡水資源卻極其有限,人類真正能夠利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分,僅佔地球總水量的0.26%,而且分布不均。
20世紀50年代以後,全球人口急劇增長,工業發展迅速。全球水資源狀況迅速惡化,「水危機」日趨嚴重。一方面,人類對水資源的需求以驚人的速度擴大;另一方面,日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源。
全世界每天約有200噸垃圾倒進河流、湖泊和小溪,每升廢水會污染8升淡水;所有流經亞洲城市的河流均被污染;美國40%的水資源流域被加工食品廢料、金屬、肥料和殺蟲劑污染;歐洲55條河流中僅有5條水質差強人意。20世紀,世界人口增加了兩倍,而人類用水增加了5倍。世界上許多國家正面臨水資源危機:12億人用水短缺,30億人缺乏用水衛生設施。
中國水資源人均佔有量少,空間分布不平衡。隨著中國城市化、工業化的加速,水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下,污水處理行業成為新興產業,目前與自來水生產、供水、排水、中水回用行業處於同等重要地位。
截至2005年底,全國661個設市城市中,已有383個城市建成污水處理廠792座,污水處理率由2000年的34%提高到52%,並形成了適合國情的污水處理技術路線和管理機制。其中,有135個城市的污水處理率已達到或接近70%,單廠處理規模達到每天100萬立方米。
2007年,中國水污染治理投資達到3387.6億元,比上年增加32%,占當年GDP的1.36%。中國水環境質量總體保持穩定。2007年,共取締一級水源保護區內排污口942個,停建二級水源保護區內可能造成污染的建設項目1294個,限期治理931個。
截至2010年9月底,全國設市城市、縣及部分重點建制鎮(以下簡稱「城鎮」)累計建成污水處理廠2631座,污水處理能力達到1.22億立方米/日;全國正在建設的城鎮污水處理項目達1849個,總設計能力約4660萬立方米/日。在全國設市城市中,已有593個城市建有污水處理廠,占設市城市總數的90.7%;累計建成污水處理廠1623座,形成污水處理能力1.04億立方米/日;其中36個大中城市(直轄市、省會城市和計劃單列市)建有污水處理廠376座,處理能力達4368萬立方米/日。在縣城及鄉、鎮中,全國已有933個縣(含新疆生產建設兵團團級單位)建有污水處理廠,約占縣城總數的52.1%;縣城及鄉、鎮建有污水處理廠1008座,處理能力達1826萬立方米/日。
雖然由於國家和各級政府對環境保護重視程度的不斷提高,中國污水處理行業正在快速增長,污水處理總量逐年增加,城鎮污水處理率不斷提高。但目前中國污水處理行業仍處於發展的初級階段。
一方面,中國目前的污水處理能力尚跟不上用水規模的迅速擴張,管網、污泥處理等配套設施建設嚴重滯後。另一方面,中國的污水處理率與發達國家相比,還存在著明顯的差距,且處理設施的負荷率低。
因此中國應完善污水處理的政策法規,建立監管體制,創建合理的污水處理收費體系,扶植國內環保產業發展,推進污水處理行業的產業化和市場化。污水處理行業是一個朝陽產業,發展前景十分廣闊。中國將在「十一五」期間投資3000億元以推進城市污水處理和利用,中國污水處理行業由此迎來高速發展期。
㈦ 關於生活污水處理
下面的內容也是粘貼的,你可以參考看看,另外看你要得處理規模相當小啊,給你找了幾篇文獻,給我郵箱給你發過去:
1。中小規模生活污水處理工藝探討
2。平板式MBR處理城市生活污水的性能與經濟性分析
3。淺談小區生活污水處理及回用措施
4。用一體化生物膜反應器處理生活污水
環境保護是我國的基本國策。世界經濟發展的實踐證明,為實現經濟的持續穩定的發展,必須解決好發展與環境保護的矛盾。隨著我國社會和經濟的高速發展,城市環境污染特別是水污染的問題日趨嚴重。城鎮生活污水的排放量逐年增加,2002年全國工業和城鎮生活廢水排放總量為439.5億噸,比上年增加1.5%。其中工業廢水排放量207.2億噸,比上年增加2.3%;城鎮生活污水排放量232.3億噸,比上年增加0.9%,其中僅有10%得到處理。[1]生活污水中含有較高的氮、磷等營養物質,未經處理直接排入江河湖海,是導致水域富營養化污染的主要原因。2002年監測數據顯示,遼河、海河水系污染嚴重,劣V類水體佔60%以上;淮河幹流水質以III-V類水體為主,支流及省界河段水質仍然較差;黃河水系總體水質較差,幹流水質以III-IV類水體為主,支流污染普通嚴重;松花江水系以III-IV類水體為主;珠江水系水質總體良好,以II類水體為主;長江幹流及主要一級支流水質良好,以II類水體為主。由於「污染性」造成的水資源短缺,已成為嚴重製約我國社會經濟持續發展的突出問題,丞待解決。目前我國水污染控制的重點已從以工業點源為主,逐步轉變為以城市污水污染為主的控制。根據預測 [2],到2010年我國城市污水排放總量為1050億m3,城市污水處理率要達到50%,預計需新建污水處理廠1000餘座,而決定城市污水處理廠投資和運行成本的主要因素是污水處理工藝和技術的選擇,因此開發適合我國國情的、高效、低耗、能滿足排放要求、基建和運行費用低的污水處理新技術和新工藝,具有十分重要的現實意義。
二、生活污水處理工藝研究和應用領域共同關注的問題
長期以來,城市生活污水的二級生物處理多採用活性污泥法,它是當前世界各國應用最廣的一種二級生物處理流程,具有處理能力高,出水水質好等優點。但卻普遍存在著基建費、運行費高,能耗大,管理較復雜,易出現污泥膨脹、污泥上浮等問題,且不能去除氮、磷等無機營養物質。對於我國這樣一個資源不足、人口眾多的發展中國家,從可持續發展的角度來看,並不適合中國國情。由於污水處理是一項側重於環境效益和社會效益的工程,因此在建設和實際運行過程中常受到資金的限制,使得治理技術與資金問題成為我國水污染治理的「瓶頸」。歸納起來,目前在城市生活污水處理研究和應用領域,普遍存在的問題有:
(1)採用傳統的活性污泥法,往往基建費、運行費高,能耗大,管理較復雜,易出現污泥膨脹現象;工藝設備不能滿足高效低耗的要求。
(2)隨著污水排放標準的不斷嚴格,對污水中氮、磷等營養物質的排放要求較高,傳統的具有脫氮除磷功能的污水處理工藝多以活性污泥法為主,往往需要將多個厭氧和好氧反應池串聯,形成多級反應池,通過增加內循環來達到脫氮除磷的目的,這勢必要增加基建投資的費用及能耗,並且使運行管理較為復雜。
(3)目前城市污水的處理多以集中處理為主,龐大的污水收集系統的投資遠遠超過污水處理廠本身的投資,因此建設大型的污水處理廠,集中處理生活污水,從污水再生回用的角度來說不一定是唯一可取的方案。
因此,如何使城市污水處理工藝朝著低能耗、高效率、少剩餘污泥量、最方便的操作管理,以及實現磷回收和處理水回用等可持續的方向發展。已成為目前水處理技術研究和應用領域共同關注的問題,就要求污水處理不應僅僅滿足單一的水質改善,同時也需要一並考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題,且所採用的技術必須以低能耗和少資源損耗為前提。
三、生物膜法處理工藝在生活污水處理中的應用研究發展
在污水生物處理的發展和應用中,活性污泥和生物膜法一直占據主導地位。隨著新型填料的開發和配套技術的不斷完善,與活性污泥法平行發展起來的生物膜法處理工藝在近年來得以快速發展。由於生物膜法具有處理效率高,耐沖擊負荷性能好,產泥量低,佔地面積少,便於運行管理等優點,在處理中極具競爭力。
1.生物膜法凈化污水機理
污水中有機污染物質種類繁多,成分復雜。但對於生活污水來說,其有機成分歸納起來主要包括:蛋白質(40%-60%),碳水化合物(25%-50%)和油脂(10%),此外還含有一定量的尿素[3]。生物膜法依靠固定於載體表面上的微生物膜來降解有機物,由於微生物細胞幾乎能在水環境中的任何適宜的載體表面牢固地附著、生長和繁殖,由細胞內向外伸展的胞外多聚物使微生物細胞形成纖維狀的纏結結構,因此生物膜通常具有孔狀結構,並具有很強的吸附性能。
生物膜附著在載體的表面,是高度親水的物質,在污水不斷流動的條件下,其外側總是存在著一層附著水層。生物膜又是微生物高度密集的物質,在膜的表面上和一這深度的內部生長繁殖著大量的微生物及微型動物,形成由有機污染物 →細菌→原生動物(後生動物)組成的食物鏈。生物膜是由細菌、真菌、藻類、原生動物、後生動物和其他一些肉眼可見的生物群落組成。其中細菌一般有:假單苞菌屬、芽苞菌屬、產鹼桿菌屬和動膠菌屬以及球衣菌屬,原生動物多為鍾蟲、獨縮蟲、等枝蟲、蓋纖蟲等。後生動物只有在溶解氧非常充足的條件下才出現,且主要為線蟲。污水在流過載體表面時,污水中的有機污染物被生物膜中的微生物吸附,並通過氧向生物膜內部擴散,在膜中發生生物氧化等作用,從而完成對有機物的降解。生物膜表層生長的是好氧和兼氧微生物,而在生物膜的內層微生物則往往處於厭氧狀態,當生物膜逐漸增厚,厭氧層的厚度超過好氧層時,會導致生物膜的脫落,而新的生物膜又會在載體表面重新生成,通過生物膜的周期更新,以維持生物膜反應器的正常運行。
生物膜法通過將微生物細胞固定於反應器內的載體上,實現了微生物停留時間和水力停留時間的分離,載體填料的存在,對水流起到強制紊動的作用,同時可促進水中污染物質與微生物細胞的充分接觸,從實質上強化了傳質過程。生物膜法克服了活性污泥法中易出現的污泥膨脹和污泥上浮等問題,在許多情況下不僅能代替活性污泥法用於城市污水的二級生物處理,而且還具有運行穩定、抗沖擊負荷強、更為經濟節能、具有一定的硝化反硝化功能、可實現封閉運轉防止臭味等優點。
通過人工強化作用將生物膜引入到污水處理反應器中,便形成了生物膜反應器。近年來,物物膜反應器發展迅速,由單一到復合,有好氧也有厭氧,逐步形成了一套較完整的生物處理系統。
填料是生物膜技術的核心之一,它的性能對廢水處理工藝過程的效率、能耗、穩定性以及可靠性均有直接關系。
2、厭氧生物膜法處理工藝在生活污水處理中的應用研究進展
(1)、復雜物料的厭氧降解階段
在廢水的厭氧處理過程中,廢水中的有機物經大量微生物的共同作用,被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨。在此過程中,不同的微生物的代謝過程相互影響,相互制約,形成復雜的生態系統。對復雜物料的厭氧過程的敘述,有助於我們了解這一過程的基本內容。所謂復雜物料,即指那些高分子的有機物,這些有機物在廢水中以懸浮物或膠體形式存在。
復雜物料的厭氧降解過程可以被分為四個階段。
水解階段:高分子有機物因相對分子質量巨大,不能透過細胞膜,因此不可能為細菌直接利用。因此它們在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖,澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖,蛋白質被蛋白酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。
發酵(或酸化)階段:在這一階段,上述小分子的化合物在發酵細菌(即酸化菌)的細胞內轉化為更為簡單的化合物並分泌到細胞外。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸(簡寫作VFA)、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時,酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質,因此未酸化廢水厭氧處理時產生更多的剩餘污泥。
產乙酸階段:在此階段,上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
產甲烷階段:這一階段里,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
在以上階段里,還包含著以下這些過程:a、水解階段里有蛋白質水解、碳水化合物的水解和脂類水解;b、發酵酸化階段包含氨基酸和糖類的厭氧氧化與較高級的脂肪酸與醇類的厭氧氧化;c、產乙酸階段里有從中間產物中形成乙酸和氫氣和由氫氣和 氧化碳形成乙酸;d、甲烷化階段包括由乙酸形成甲烷和從氫氣和二氧化碳形成甲烷。除以上這些過程之外,當廢水含有硫酸鹽時還會有硫酸鹽還原過程。復雜化合物的厭氧降解可以利用圖來表述(見圖1)
(2)厭氧生物膜法處理工藝的應用研究進展
a、厭氧濾器(AF)
厭氧濾器是60年代末由美國McCarty 等在Coulter等研究基礎上發展並確立的第一個高速厭氧反應器。傳統的好氧生物系統一般容積負荷在2KgCOD/(m3?d)以下。而在AF發明之前的厭氧反應器一般容積負荷也在4-5kgCOD/(m3?d)以下。但AF在處理溶解性廢水時負荷可高達10-15 kgCOD/(m3?d)。[4]因此AF的發展大大提高了厭氧反應器的處理速率,使反應器容積大大減少。
AF作為高速厭氧反應器地位的確立,還在於它採用了生物固定化的技術,使污泥在反應器內的停留時間(SRT)極大地延長。McCarty發現在保持同樣處理效果時,SRT的提高可以大大縮短廢水的水力停留時間(HRT),從而減少反應器容積,或在相同反應器容積時增加處理的水量。這種採用生物固定化延長SRT,並把SRT和HRT分別對待的思想推動了新一代高速厭氧反應器的發展。
SRT的延長實質是維持了反應器內污泥的高濃度,在AF內,厭氧污泥的濃度可以達到10-20gVSS/L。AF內厭氧污泥的保留由兩種方式完成:其一是細菌在AF內固定的填料表面(也包括反應器內壁)形成生物膜;其二是在填料之間細菌形成聚集體。高濃度厭氧污泥在反應器內的積累是AF具有高速反應性能的生物學基礎,在一定的污泥比產甲烷活性下,厭氧反應器的負荷與污泥濃度成正比。同時,AF內形成的厭氧污泥較之厭氧接觸工藝的污泥密度大、沉澱性能好,因而其出水中的剩餘污泥不存在分離困難的問題。由於AF內可自行保留高濃度的污泥,也不需要污泥的迴流。
在AF內,由於填料是固定的,廢水進入反應器內,逐漸被細菌水解酸化、轉化為乙酸和甲烷,廢水組成在不同反應器高度逐漸變化。因此微生物種群的分布也呈現規律性。在底部(進水處),發酵菌和產酸菌佔有最大的比重,隨反應器高度上升,產乙酸菌和產甲烷菌逐漸增多並佔主導地位。細菌的種類與廢水的成分有關,在已酸化的廢水中,發酵與產酸菌不會有太大的濃度。
細菌在反應器內分布的另一特徵是反應器進水處(例如上流式AF的內部)細菌由於得到營養最多因而污泥濃度最高,污泥的濃度隨高度迅速減少。
污泥的這種分布特徵賦予AF一些工藝上的特點。首先,AF內廢水中有機物的去除主要在AF底部進行(指上流式AF),據Young和Dahab報道[4], AF反應器在1m以上COD的去除率幾乎不再增加,而大部分COD是在0.3m以內去除的。因此研究者認為在一定的容積負荷下,淺的AF反應器比深的反應器能有更好的處理效率。其次,由於反應器底部污泥濃度特別大,因此容易引起反應器的堵塞。堵塞問題是影響AF應用的最主要問題之一。據報道,上流式AF底部污泥濃度可高達60g/L。厭氧污泥在AF內的有規律分布還使得反應器對有毒物質的適應能力較強,可以生物降解的毒性物質在反應器內的濃度也呈現出規律性的變化,加之厭氧生物膜形成各種菌群的良好共生體系,因此在AF內易於培養出適應有毒物質的厭氧污泥。例如在處理三氯甲烷和甲醛廢水中,發現AF反應器內的污泥產生了良好的適應性,這些有毒物質的去除效果和允許的進液濃度逐漸上升。AF同時也具有較大的抗沖擊負荷能力。一般認為在相同的溫度條件下,AF的負荷可高出厭氧接觸工藝2~3倍,同時會有較高的COD去除率。
AF在應用上的問題除了堵塞和由局部堵塞引起的溝流以外,另一個問題是它需要大量的填料,填料的使用使其成本上升。由於以上問題,國外生產規模的AF系統應用也不是很多。據Le-ttinga在1993年估計,國外生產規模的AF系統大約僅有30~40個。[4]
作為升流式厭氧濾池的革新技術——厭氧膜床(S?pecial Anaerobic Film Bed, SAFB),採用較大顆粒及孔隙率的填料代替傳統的小粒徑填料,有效地解決了反應器的堵塞問題。厭氧膜床具有如下特點:
有效克服了厭氧濾池易堵塞和出水水質差的缺點;
生物固體濃度高,因此可獲得較高的有機負荷;
在厭氧膜床內微生物通過附著在填料表面形成生物膜,以及懸浮於填料孔隙間形成細菌聚集體,因此在厭氧膜床內可以保持較高的生物量。因此可縮短水力停留時間,耐沖擊負荷能力較強;
啟動時間短,停止運行後再啟動也較容易;
不需要迴流污泥,運行管理方便;
在水量和負荷有較大變化的情況下,耐沖擊性較好。
b、厭氧流化床反應器(AFBR)
在流化床系統中依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜來保留厭氧污泥,液體與污泥的混合、物質的傳遞依靠使這些帶有生物膜的微粒形成流態化來實現。
流化床反應器的主要特點可歸納如下:
流態化能最大程度使厭氧污泥與被處理的廢水接觸;
由於顆粒與流體相對運動速度高,液膜擴散阻力小,且由於形成的生物膜較薄,傳質作用強,因此生物化學過程進行較快,允許廢水在反應器內有較短的水力停留時間;
克服了厭氧濾器堵塞和溝流問題;
高的反應器容積負荷可減少反應器體積,同時由於其高度與直徑的比例大於其它厭氧反應器,因此可以減少佔地面積。
但是,厭氧流化床反應器存在著幾個尚未解決的問題。其一,為了實現良好的流態化並使污泥和填料不致從反應器流失,必須使生物膜顆粒保持均勻的形狀、大小和密度,但這幾乎是難以做到的,因此穩定的流態化也難以保證。[5]其次,一些較新的研究認為流化床反應器需要有單獨的預酸化反應器。同時,為取得高的上流速度以保證流態化,流化床反應器需要大量的迴流水,這樣導致能耗加大,成本上升。由於以上原因,流化床反應器至今沒有生產規模的設施運行。有人認為它在今後應用的前景也不大。[5]
c、厭氧附著膜膨脹床反應器(AAFEB)
厭氧附著膜膨脹床(Anaerobic Attached Film Expanded Bed)是Jewell等人在1974年研究和開發出來的一種污水處理工藝。與生物流化床相比,區別在於載體的膨脹程度。以填料層高度計,膨脹床的膨脹率約為10%~20%,此時顆粒間仍保持互相接觸,而流化床則為20%~70%。Bruce J.Alderman等[6]通過對比厭氧膨脹床、滴濾池和活性污泥法等工藝的經濟性,發現對於小型污水處理廠而言,厭氧膨脹床後續滴濾池的設計是最為經濟的選擇,能耗量少,污泥產率量低。但目前此工藝仍主要停留在小試和中試研究階段。
綜上所述,採用厭氧生物膜反應器為主體的厭氧處理技術,作為生活污水處理的核心方法,在技術上已經成熟,並且較之其它方法有獨到的一些優勢。但是,厭氧方法在濃縮營養物(氮和磷)方面效果不大,同時它僅能除去部分病源微生物。此外,殘存的BOD、懸浮物或還原性物質可能影響到出水的質量。所以厭氧生物膜反應器要成為完整的環境治理技術,合適的後處理手段必不可少。
3、好氧生物膜法處理技術——生物接觸氧化
生物接觸氧化法是由生物濾池和接觸曝氣氧化池演變而來的。早在20世紀30年代,已在美國出現生產型裝置。當時的生物接觸氧化池,填料的材質是砂石、竹木製品和金屬製品,主要用於處理低濃度、低有機負荷的污水,它克服了活性污泥法在處理此類污水時,因污泥流失而不能維持正常運行的缺點,並取得了較好的效果。進入70年代,隨著大孔徑、高比表面積的蜂窩直管填料和立體波紋塑料填料的出現,使生物接觸氧化法的應用范圍得到拓寬,它不僅可用於處理生活污水,而且可用於處理高濃度有機廢水和有毒有害工業廢水,與其他生物處理方法相比,展現出了優越性,我國在70年代開始對生物接觸氧化法進行了研究,第一座生產性試驗裝置用於處理城市污水,在處理效果、動力消耗、經濟效益和管理維護等方面都明顯優於活性污泥法。與活性污泥法比較,生物接觸氧化具有以下主要優點:①生物接觸化法以填料作為載體,供生物群棲息生長,形成穩定的生態體系,有較高的微生物濃度,一般可達10~20g/l;氧的利用率高,可達10%。具有較高的耐沖擊負荷能力和對環境變化的適應能力,剩餘污泥量少。②生物接觸氧化法可以充分利用絲狀菌的強氧化能力且不產生污泥膨脹。並且不需要象活性污泥法那樣採用污泥迴流以調整污泥量和溶解氧濃度,易於管理和操作。隨著十餘年的大量實踐,對氧化池結構形式、填料的品種和安裝方式、供氣裝置的種類和布置形式等方面進行了不斷創新、不斷優化。目前,生物接觸氧化技術已經廣泛應用處理生活污水、生活雜用水和不同有機物濃度的工業廢水。
填料是微生物棲息的場所、生物膜的載體。填料的表面生長生物膜,生物膜的新陳代謝過程使污水得利凈化。填料的性能直接影響著生物接觸氧化技術的效果和經濟上的合理性,因而填料的選擇是生物接觸氧化技術的關鍵。
填料的特性取決於填料的材質和結構形式。填料的材質應具有分子結構穩定、抗老化、耐腐蝕和生物穩定性好等特性。填料的結構形式應具有比表面積大、空隙率高、硬度高、有布水布氣和切割氣泡的功能。填料之間的空隙在外力作用下可發生變化,有利於剝落的生物膜及時排出填料區,以及填料的體積應具有可壓縮性,並在復原後不發生變形,便於運輸和安裝。
固定化載體的發展
(1)固定式填料
固定式填料以蜂窩狀及波紋狀填料為代表,多用玻璃鋼、各種薄形塑料片構成。新近有陶土直接燒結生產的陶瓷蜂窩填料,孔形為六角形,孔徑在20~100mm之間。由於比表面積小,生物膜量小,表面光滑,生物膜易脫落,填料橫向不流通,造成布氣不均勻,易堵塞以至無法正常運轉,且造價較高,近年來,此類填料已逐漸淘汰。
(2)懸掛式填料
懸掛式填料包括軟性、半軟性及組合填料、軟性填料,理論比表面積大,空隙率>90%,掛膜快,空隙的可變性使之不易堵塞,而且造價低,組裝方便,出水穩定,處理效果較好,COD和BOD5去除率達80%以上。但廢水濃度高或水中懸浮物較大時,填料絲會結團,大大減少了實際利用的比表面積,且易發生斷絲、中心繩斷裂等情況,影響使用壽命,其壽命一般為1~2年。半軟性填料,具有較強的氣泡切割性能和再行布水布氣的能力、掛膜脫膜效果較好、不堵塞;COD和BOD去除率在70-80%。使用壽命較軟性填料長。但其理論比表面積較小(87-93m2/m3)生物膜總量不足影響污水處理效果,且造價偏高。
組合式填料,是鑒於軟性、半軟性存在的上述缺點並吸取軟性填料比表面積大、易掛膜和半軟性填料不結團,氣泡切割性能好而設計的新型填料,在填料中央設計半軟性部件支撐著外圍的軟性纖維束,其平面有如盾形,故又稱盾式填料。其比表面積1000~2500 m2/m3,空隙率98%-99%,具有掛膜快,生物總量大,不結團等優點。污水處理能力優於軟性、半軟性填料,在正常水力負荷條件下COD去除率70%-85%,BOD5去除率達80%~90%,與之類似的還有燈籠式(或龍式)和YDT彈性立體填料。
(3)分散式填料
分散式填料包括堆積式、懸浮式填料,種類繁多。特點是無需固定和懸掛,只需將之放置於處理裝置之中,使用方便,更換簡單。北京曉清環保公司的多孔球形懸浮填料和北京桑德公司的SNP無剩餘污泥懸浮填料等,具有充氧性能好,掛膜快,使用壽命長等優點。江西萍鄉佳能環保工程公司新近開發的堆積式填料—球形輕質陶料,填料粒徑2~4 mm,有巨大的比表面積,使反應器中單位體積內可保持較高的生物量,而且填料上的生物膜較薄,其活性相對較高,具有完全符合曝氣生物濾池填料的國際性能標准,在法國承建的我國大連馬欄河污水處理廠使用,這是我國新型填料開發的一項重大突破。
四、水解酸化—好氧活性污泥工藝在生活污水處理中的應用
城市污水經厭氧處理後,在現有的技術條件下,要達到二級出水標准,需要相當長的停留時間,結果使厭氧處理雖然在運行管理費用上佔有優勢,但在基建投資上卻失去了競爭力。因此從微生物和化學角度講,厭氧處理僅僅提供了一種預處理,它一般需要後處理方能滿足新的污水排放標准。印度和南美國家在積極推廣應用厭氧生活污水處理技術的同時,普遍意識到由於厭氧處理後氮和磷基本上沒有去除,因此對厭氧出水進一步處理很有必要。缺乏合適的後處理技術,是導致厭氧生物處理技術在生活污水處理領域應用緩慢的主要原因之一。雖然已有的小試實驗結果表明,兩級厭氧系統組合可以獲得良好的處理效果。但目前,在實際生產中,應用最為廣泛的仍然是厭氧與好氧組合系統。在印度,氧化塘是最常用的後處理方法。經厭氧、氧化塘兩級處理後的出水BOD5、CODcr和TSS去除率分別為87%、81%和90%。在巴西NovaVista市的7000人生活污水處理工程中,以及哥倫比亞Bucarmanga鎮的160000人生活污水處理工程中,後處理均採用的是兼性氧化塘。在墨西哥的厭氧生活污水處理工程中,後處理方法比較多樣化,二沉池+氯消毒、淹沒濾池+二沉池+氯消毒、氧化溝等,最後直接排入城市污水管網或用於農灌。在日本,城鎮生活污水一般採用厭氧消化+好氧活性污泥法聯合處理、厭氧濾池+好氧濾池以及厭氧濾池+接觸氧化法組合處理。並且最新研製的具有脫氮除磷功能的高級型JOHKASO小型家用生活污水凈化器系統,廣泛應用於分散處理生活污水方面。[7]厭氧和好氧生物處理技術的組合能夠有效的去除大部分有機和無機污染物。厭氧生物專家G·Lettinga教授斷言厭氧處理生物技術如果有合適的後處理方法相配合,可以成為分散型生活污水處理模式的核心手段,這一模式較之於傳統的集中處理方法更具有可持續性和生命力,尤其適合發展中國家的情況。[8]
厭氧-好氧組合處理工藝,充分發揮了厭氧技術節能、好氧技術高效的優勢,成為目前污水處理工藝發展的主要趨勢。在國外,由上流式厭氧污泥床反應器(UASB)和好氧生物膜反應器組成的厭氧—好氧組合處理工藝一直是研究的重點,[9,10,11]並針對組合工藝的硝化/反硝化性能和動力學機理展開了較為深入的研究。[12,13]近年來,Ricardo Franci Goncalves等[14,15]進行的小試和中試的研究結果表明,採用UASB和淹沒式曝氣生物濾池(BF)組合工藝處理生活污水,兩段HRT分別為6h和0.17h時系統對CODcr 、BOD5 和SS去除率均在90%以上,並且該組合系統相對單一的UASB污水處理系統而言,有更好的穩定出水水質的作用。當BF段的污泥迴流至UASB段時,厭氧反應器內有機物甲烷化的能力提高,使產氣量增加、剩餘污泥量減少,可以減少甚至省去污泥濃縮池和消化池。
由於以UASB為主體的厭氧-好氧組合處理工藝,受溫度的影響較大,特別是在低溫條件下,系統的性能不能得到充分的發揮。Igor Bodik等[16]通過中試試驗研究了厭氧折流板生物濾池反應器和淹沒式曝氣生物濾池組合工藝低溫下處理生活污水時的脫氮性能。系統經過一年的運行,在厭氧段和好氧段的水力停留時間分別為15 h和4h的條件下,即使環境溫度低於10℃(平均氣溫5.9℃),對CODcr、BOD5和SS的去除率仍達80%左右。低溫使硝化的活性受到一定的影響,溫度在4.5-23℃范圍內,TKN的去除率在46.4-87.3%間變化,並且該系統也具有一定的反硝化功能,為低溫環境下生活污水的脫氮處理提供了參考。
㈧ 如何在發酵工業廢水處理中實現節能減排
清污分流,對清水再利用;污水進入污水處理站處理,如果能採用採用厭氧+好氧的生物降解方法,就採用,對厭氧產生的沼氣在利用;如果不能採用生物降解的方法,盡量創造條件採用生物降解,對影響生物降解的因素分析,單獨處理;對於發酵產生的板框清洗廢水進行沉澱再利用,盡量減少污水產生量。
㈨ 污水處理廠為什麼可以發電
污水處理廠與發電似乎毫無關系。然而,隨著科學技術的發展以及人們環境保護意識的增強,污水處理廠不僅能處理污水,而且能將污水中的有機物變成能源。
1980年,美國環保局通知洛杉磯市政當局,要求他們提高污水的處理質量,否則將禁止該市向太平洋排放經過處理的廢水。於是,洛杉磯市政當局便大規模地改造擴建污水處理廠,投入了幾億美元。經改造後的污水處理廠處理後排放的污水完全達到標准。更可貴的是,他們利用了污水處理後留下的污泥發電,真正做到了變廢為寶。
1985年投入運行的洛杉磯污水處理廠,每天可以處理1億加侖(37.85萬立方米)的污泥(從最初的污水處理中得到的黏性剩餘物),然後再將這些污泥加工成燃料;同時,當污水通過18個微生物消污池時,還能產生大量甲烷。以上兩種燃料可用作火力發電,共可發電25000千瓦,生產的電力除60%污水處理廠自用外,還有40%可提供給其他企業。
把污泥加工成燃料,須安裝蒸發器。使用蒸發器比使用一般的乾燥器節能25%~30%。污泥經蒸發器乾燥後成為粉末狀,這種粉末就是很好的燃料。污泥再生燃料被送進一個流體化床反應器內進行汽化,然後在缺氧的條件下燃燒,利用它產生的能量來發電。用這種方法燃燒,能更好地提高熱效率,並大大減少廢氣中的氮氧化物。