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中水回用生物化學法

發布時間:2025-09-21 22:07:39

A. 水處理的概念

水處理設備英文:water treatment
簡單講,「水處理」就是通過物理、化學、生物的手段,去除水中一些對生產、生活不需要的有害物質的過程。是為了適用於特定的用途而對水進行的沉降、過濾、混凝、絮凝,以及緩蝕、阻垢等水質調理的過程。由於社會生產、生活與水密切相關。因此,水處理領域涉及的應用范圍十分廣泛,構成了一個龐大的產業應用。
水處理包括:污水處理和飲用水處理兩種,有些地方還把污水處理再分為兩種,即污水處理和中水回用兩種。經常用到的水處理葯劑有:聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、鹼式氯化鋁,聚丙烯醯胺,活性炭及各種濾料等。
水處理的效果可以通過水質標准衡量。
為達到成品水(生活用水、生產用水或可排放廢水)的水質要求而對原料水(原水)的加工過程。
加工原水為生活或工業的用水時,稱為給水處理;
加工廢水時,則稱廢水處理。廢水處理的目的是為廢水的排放(排入水體或土地)或再次使用(見廢水處置、廢水再用)。
在循環用水系統以及水的再生處理中,原水是廢水,成品水是用水,加工過程兼具給水處理和廢水處理的性質。水處理還包括對處理過程中所產生的廢水和污泥的處理及最終處置(見污泥處理和處置),有時還有廢氣的處理和排放問題。水的處理方法可以概括為三種方式:①最常用的是通過去除原水中部分或全部雜質來獲得所需要的水質;②通過在原水中添加新的成分,通過物理或化學反應後來獲得所需要的水質;③對原水的加工不涉及去除雜質或添加新成分的問題。
水中雜質和處理方法 水中雜質包括挾帶的粗大物質、懸浮物、膠體和溶解物。粗大的物質如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、廢水中的砂礫以及大塊污物等。給水工程中,粗大雜質由取水構築物的設施去除,不列入水處理的范圍。
廢水處理中,去除粗大的雜質一般屬於水的預處理部分。懸浮物和膠體包括泥沙、藻類、細菌、病毒以及水中原有的和在水處理過程中所產生的不溶解物質等。溶解物有無機鹽類、有機化合物和氣體。去除水中雜質的處理方法很多,主要方法的適用范圍可以大致按雜質的粒度來劃分(圖1)。由於原水所含的雜質和成品水可允許的雜質在種類和濃度上差別很大,水處理過程差別也很大。
就生活用水(或城鎮公共給水)而論,取自高質量水源(井水或防護良好的給水專用水庫)的原水,只需消毒即為成品水;取自一般河流或湖泊的原水,先要去除泥沙等致濁雜質,然後消毒;污染較嚴重的原水,還需去除有機物等污染物;含有鐵、錳的原水(例如某些井水),需要去除鐵、錳。生活用水可以滿足一般工業用水的水質要求,但工業用水有時需要進一步的加工,如進行軟化、除鹽等。
當廢水的排放或再用的水質要求較低時,只需用篩除和沉澱等方法去除粗大雜質和懸浮物(常稱一級處理);當要求去除有機物時,一般在一級處理後採用生物處理法(常稱二級處理)和消毒;對經過生物處理後的廢水,所進行的處理過程統稱三級處理或深度處理,如當廢水排入的水體需要防止富營養化所進行的去除氮、磷過程即屬於三級處理(見水的物理化學處理法)。當廢水作為水源時,成品水水質要求以及相應的加工流程隨其用途而定。理論上,現代的水處理技術,可以從任何劣質水製取任何高質量的成品水。 採用合理的水處理工藝,配合水的深度處理,處理水可達到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水標准等,可以長時間循環使用,節約大量水資源。
水處理(water treatment )對水源水或不符合用水水質要求的水,採用物理、化學、生物等方法改善水質的過程。
常用的污水處理技術有生物化學法,如活化污泥法(Activated Sludge Process),生物結層法(Fixed Biofilm Processes),混合生物法(Combined Biological Processes)等;物理化學法,如粒質過濾法(Granular Media Filtration),活化炭吸附法(Activated Carbon Adsorption),化學沉澱法(Chemical Precipitation),膜濾/析法(Membrane Processes)等;自然處理法,如穩定塘法(Stabilization Ponds),氧化溝法 (Aerated or Facultative Lagoons),人工濕地法(Constructed Wetlands),化學色可賽思樹脂處理法.納濾膜分離原理

納濾膜又稱為超低壓反滲透膜,日本學者大谷敏郎曾對納濾膜的分離原理進行了具體的定義:操作壓力≤1.50mPa,截留分子量200~1000,NaCl的截留率≤90%的膜可以認為是納濾膜。納濾膜分離技術已經從反滲透技術中分離出來,成為介於超濾和反滲透技術之間的獨立的分離技術,己經廣泛應用於海水淡化、超純水製造、食品工業、環境保護等諸多領域,成為水處理技術中的一個重要的分支。
納濾技術原理
溶解、擴散原理:滲透物溶解在膜中,並沿著它的推動力梯度擴散傳遞,在納濾膜的表面形成物相之間的化學平衡,傳遞的形式是:能量=濃度o淌度o推動力,使得一種物質通過膜的時候必須克服滲透壓力。
電效應:納濾膜與電解質離子間形成靜電作用,電解質鹽離子的電荷強度不同,造成膜對離子的截留率有差異,在含有不同價態離子的多元體系中,由於道南(DONNAN)效應,使得膜對不同離子的選擇性不一樣,不同的離子通過膜的比例也不相同。
納濾過程之所以具有離子選擇性,是由於在納濾膜上或者膜中有負的帶電基團,它們通過靜電互相作用,阻礙多價離子的滲透。納濾膜可能的荷電密度為0.5~2meq/g。
納濾膜的分離原理
納濾膜介於RO與UF膜之間,對NaCL的脫除率在90%以下,反滲透膜幾乎對所有的溶質都有很高的脫除率,但納濾膜只對特定的溶質具有高脫除率;
納濾膜主要去除直徑為1個納米(nm)左右的溶質粒子,截留分子量為100~1000,在飲用水領域主要用於脫除三鹵甲烷中間體、異味、色度、農葯、合成洗滌劑,可溶性有機物,Ca、Mg等硬度成分及蒸發殘留物質。

B. 城市工業的污水問題處理分析

1 城市工業的基本污水處理方法
工業污水的水質和回用目的確定以後,可以選擇不同的處理方法,使工業污水達到不同的處理程度。每種污水處理方法都有各自的特點和適用條件,在實際應用中,單純使用某一種處理方法通常難以使污水中的全部污染物都被除去。為了達到預期效果,往往是幾種方法配合使用而構成一個較大的系統。這些系統可以分為以下幾種:一級處理:去除污水中較大的懸浮物質。一級處理主要使用物理法,一般污水經一級處理後仍達不到排放或回用要求,須進行二級處理。二級處理:去除污水中溶解的和呈膠體狀態的有機物質。二級處理通常使用生物法,所以也被稱作生物化學處理。經二級處理後的污水基本上可以達到排放要求,也可以滿足部分用途的回用需求。三級處理:也叫深度處理,可進一步去除污水中的營養物質(氮和磷)、生物難降解的有機物質和溶解鹽類。經深度處理後的污水水質較好,可直接回用於工業,是進一步去除常規二級處理所不能完全去除的污水中雜質的凈化過程。有一些污染物質,如營養型無機鹽氮磷、膠體、細菌、病毒、微量有機物、重金屬以及影響回用的溶解性礦物質是二級處理不能完全去除的。因而需要選擇一些單元技術進一步對二級出水進行後續處理。為了滿足回用的水質要求,或者為了滿足排放標准中某些指標(如對磷)的要求,深度處理提上了議程,它已是污水處理整套技術的重要組成部分。
城市污水深度處理的基本單元技術有:混凝(化學除磷)、沉澱(澄清、氣浮)、過濾、消毒。對水質要求更高時還可以採用活性炭吸附、 反滲透、除氨、離子交換、折點加氯、電滲析、臭氧氧化等,或者使用一種或幾種的組合。
2 城市工業的污水回用
2.1 工業用水
城市污水處理廠二級處理出水回用於工業循環冷卻用水的主要處理工藝流程如下:①城市污水處理廠二級處理出水→混凝→沉澱→過濾→消毒→回用;②城市污水處理廠二級處理出水→生物接觸氧化法→混凝→沉澱→過濾→回用;③城市污水處理廠二級處理出水→微絮凝→過濾→消毒→回用;④城市污水處理廠二級處理出水→淹沒式生物濾池→消毒→回用。
2.2 城市雜用水
城市污水處理廠二級處理出水回用於城市雜用水的主要處理工藝流程如下:①城市污水處理廠二級處理出水→微絮凝→過濾→消毒→回用;②城市污水處理廠二級處理出水→混凝→沉澱→過濾→消毒→回用;③城市污水處理廠二級處理出水→淹沒式生物濾池→消毒→回用;④城市污水處理廠二級處理出水→生物接觸氧化法→混凝→沉澱→過濾→回用。
2.3 河道生態用水
針對河流污染嚴重,且河流湖泊常出現缺水斷流現象,影響城市美觀與居民生活環境。回用水用於景觀水體時要注意水體的富營養化及回用水中存在的病原體和優先毒性有機物對人體健康和生態環境的危害。目前用於河道的回用水主要處理工藝流程如下:
①城市污水處理廠二級處理出水→砂濾→消毒→排放;②城市污水處理廠二級處理出水→微絮凝→過濾→消毒→回用;③城市污水處理廠二級處理出水→混凝→沉澱→過濾→消毒→回用;④城市污水處理廠二級處理出水→淹沒式生物濾池→消毒→回用;⑤城市污水處理廠二級處理出水→生物接觸氧化法→混凝→沉澱→過濾→回用。
3 城市工業污水回用規劃
3.1 回用方式
污水回用的方式大致可分為兩種,即分散回用和相對集中回用。分散回用是指在單個或某幾個建築物中設置中水系統,將自身排出的污水經處理後再回用。相對集中回用是指以全市為區域,利用城市污水處理廠處理後的出水,再作適當深度處理 ,送入城市中水管網,分配到各個用戶。分散回用最大的優點是可根據不同的回用對象,不同的水質要求,確定靈活的處理工藝,節約費用;另外,就地回用可以大大節約輸水管線。而集中回用,主要是可提高規模效益,便於宏觀管理。目前,國內一些試用過中水的城市,北京、青島、大連、廣州、深圳等地基本上是以單個建築物設置中水回用系統為主。採取兩種方法相結合的方式,中水系統從服務范圍可分為以下三類:①建築中水系統,是在大型建築物或建築群中建立的中水系統。建築中水系統多收集雜排水,處理站一般設在裙房或地下室,中水作為沖廁、洗車、道路保潔、綠化等使用。②區域中水系統,是在建築首哪小區或院校、機關大院內建立的中水系畢芹納統。小區中水可採用多種原水類型(就近污水處理廠出水、工業相對潔凈排水、小區內雜排水、生活手沒污水、雨水等)。針對雨水系統,通過建築屋面、綠地、路面、運動場地、停車場等對雨水進行收集。對於屋面雨水可以採用以下處理工藝流程:屋面雨水→濾網初期雨水棄流→景觀水面。而當對水質有較高的要求時,應增加如下的深度處理措施:混凝、混凝過濾、浮選、生物工藝、深度過濾。此外,回用雨水應設有消毒工藝,最常見的為氯化消毒。這樣處理工藝流程就變為:屋面雨水→濾網→初期雨水棄流→蓄水池自然沉澱→混凝→過濾→消毒→供水調節池。對於路面徑流,因其水質較之屋面雨水更差,應進行實地雨水水質調研,在上述工藝流程的基礎上增加相應的深度處理以達到城市雜用水水質標准。同時,可以考慮通過綠地植被對雨水水質進行凈化。③城市中水系統,我國稱污水回用系統,是在整個城市規劃區內建立的污水回用系統。城市污水回用系統以生活污水為原水,經過污水處理,再進行深度處理,回用於城市工業冷卻、城市河湖補水和城市清潔道路綠化等用水。以上三種類型,第一種和第二種即為分散回用方式,第三種屬於相對集中回用方式。
3.2 分散回用規劃
單獨循環方式是指在單體建築物中建立污水處理和回用設施,將單體建築物產生的一部分污水處理後作為中水進行循環利用。這種方式不需要在建築物外建立污水管道,容易實施,但其處理費用較高。如在小區內、工廠內等,均可以採取這種回用方式。隨著經濟的不斷發展,城市面積的不斷擴大,小區或工廠污水排放也隨之增加,利用大型污水管道截流至城市污水處理廠集中處理的要求也越來越高。而建立大型污水管道截流工程投資大、工期長。現有的市政管網大部分還遠遠沒有達到這種截流要求。因此,現有的住宅生活小區或工廠自建生活污水站,處理生活污水達標後,排放至市政管網或回用是解決現有污水排放和污水資源回收最行之有效的手段。
3.3 集中回用規劃
城市中水系統主要由各個污水處理廠構成,每個污水處理廠根據所在地區、污水來源等方式的不同,處理後得到的中水可以有不同的用途。另外,污水處理廠的處理工藝將直接影響回用水水質。不同的污水處理廠,污水再生回用的處理工藝流程除受回用水水質標准影響外,還主要受處理規模、各污水廠的出水水質等影響。因此,其處理程度和再生水用戶的不同,回用工藝流程一般也不相同。

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C. 常用的污水處理工藝都有幾種

污水處理工藝:

一、不溶態污染物的分離技術:

1、重力沉降:沉砂池(平流、豎流、旋流、曝氣)、沉澱池(平流、豎流、輻流、斜流);

2、混凝澄清;

3、浮力浮上法:隔油、氣浮;

4、其他:阻力截留、離心力分離法、磁力分離法

二、污染物的生物化學轉化技術:

1、活性污泥法:SBR、A/O、A/A/O、氧化溝等

2、生物膜法:生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池等

3、厭氧生物處理法:厭氧消化、水解酸化池、UASB等

4、自然條件下的生物處理法:穩定塘、生態系統塘、土地處理法

三、污染物的化學轉化技術:

1、中和法:酸鹼中和

2、化學沉澱法:氫氧化物沉澱、鐵氧體沉澱、其他化學沉澱

3、氧化還原法:葯劑氧化法、葯劑還原法、電化學法

4、化學物理消毒法:臭氧、紫外線、二氧化氯、氯氣、次氯酸鈉

四、溶解態污染物的物理化學分離技術:

1、吸附法

2、離子交換法

3、膜分離法:擴散滲析、電滲析、反滲透、超濾、納濾、微濾

4、其他分離方法:吹脫和氣提、萃取、蒸發、結晶、冷凍

(3)中水回用生物化學法擴展閱讀:

現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。

一級處理,主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。

二級處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標准。

三級處理,進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。

D. 中水回用國家政策

中水處理即是採用物理、化學以及生物化學方法將城市污水或生活污水進行處理,使之達到一定水質要求,可在一定范圍內重復使用。如用於沖洗地面、廁所、綠化、噴灑及景觀用水等。那麼中水回用國家政策有多重要呢?接下來倍領安全網來為大家講解下吧。
如今一些城市加強了中水回用工作的組織領導,把中水利用納入水資源的統一管理和調配,規定了用水大戶的中水回用指標,建立了中水回用保障機制;同時,對污水處理廠進行改制,利用市場機制保障中水回用持續進行下去。例如,某市對中水回用工程實行財政補貼,同時不計征污水處理費、水資源費。這些措施提高了人們建設中水回用工程、使用中水的積極性,同時,強化了人們節約水資源的責任意識。
我國是一個水資源嚴重短缺的國家,隨著經濟社會的快速發展,缺水城市的名單不斷在加長,但是,與此不相和諧的是,我國水資源使用效率不高,重復使用率很低,造成了嚴重的浪費。我們必須從節約水資源、加強環境保護、提高水資源重復利用率等方面入手,走出水資源供需矛盾不斷加劇的局面。
中水回用概念提得很早,但是,進展不快,回用率很低。最近幾年,各地新建的污水處理廠越來越多,已經具備了大規模利用中水的條件;另外,絕大部分污水處理廠面臨著建設、運行資金困難問題,迫切需要推動中水商品化從市場上籌集資金。作為城市政府,把推動中水回用作為一項重要工作,既是建設節約型、環境友好型社會的必然要求,也是確保經濟社會可持續發展的現實需要。因此,各地要從強化資源、環境管理的高度出發,制定鼓勵政策、法律規章和保障機制,加強統籌協調,為中水回用創造良好的條件。

E. 建築污水再生回用探討

據了解,全球及我國水資源匱乏問題日益嚴重,建築污水再生利用是建造綠色建築的重要組成部分,建築污水是重要的中水資源,將建築污水作為非傳統水源進行處理並回收利用,主要為將優質雜排水及雨水處理為可被人們使用的非飲用水,是一種安全、合理、並且經濟的降低資源損耗的途徑。
水是人類生存的生命線,是社會進步和經濟發展的生命線,也是我國實現可持續發展的重要物質基礎。中國是一個水資源十分豐富的國家,位居世界第六,但中國人口數量巨大,分攤到個人身上,人均水量佔有率僅為世界人均水平的四分之一,名列第110位。加上我國降雨地域、時間分布不均勻,水污染日益加劇,供水能力不足等原因,全國有三分之二的城市有不同程度的缺水現象出現,這對城市經濟的發展和人民生活水平的提高產生了嚴重的影響。
目前我國有400多個城市缺水,全國城市污水年排放量大約在414億m3,但污水處理率和二級處理率分別僅達到30%和15%,污水回用率的比例更低。污水再生利用不僅可以改善水環境,也可產生巨大的經濟、社會及生態效益。可見,中國污水處理與回用的潛力是巨大的,處理好污水再生利用,保護好生態環境,是亟待解決的問題。
1 建築污水再生回用概述
建築物根據其性質的不同,可以分為住宅、公共建築和工業建築,一般建築小區的生活用水可以分為室內用水和室外用水,建築用水根據其用途不同,又可分為生活用水、消防用水、生產用水及其他用水等;生活排水可以分為洗浴排水、盥洗排水、廚房排水及沖廁排水等。最關鍵的是要利用非傳統水源,其基礎是非傳統水源水量平衡的利用。但是,我國目前缺乏非傳統水源利用水量平衡的規范及指南,大多以《建築中水設計規范》(gb 50336-2002)的水量平衡設計思路,以年為單位進行水量的平衡設計,這樣使大多數項目的實際用水與水量平衡產生較大差異。隨著建築業的蓬勃發展,會使建築業的用水不斷增加,使污水的減量化、無害化和資源化也成為了污水回用的重中之重,在建築中建立水循環使用的概念,也是保護珍貴的自然水資源的重要途徑之一。建築污水建議優先使用的是雨水,因為就地收集處理後的雨水,特別是降雨歷時內中後期雨水水質相對建築中水較好。並且處理就地收集的雨水,行對於建築中水更佳經濟實惠。但是,由於地理條件的限制及時間的不確定性,怎麼樣利用日常的雨水水量是面臨的難點。
2建築污水再生回用的必要性
現代提倡建設節約型社會,實現水資源的可持續利用。居民用水量的增加對現有的水資源造成了越來越大的壓力,人們逐漸意識到了污水再生回用是一種非常可靠的供水水源,現在有越來越多的成功污水回用工程,供水和污水處理行業也意識到污水再生利用的經濟和環境效益。如果新建住宅小區的污水直接排入市政管網,不但加大了對市政基礎設施的投資,而且還加重了對排放水體河流的污染。如果建築小區排放的污水經過凈化處理後,再生水的水質完全可以達到居民沖廁、小區綠化、澆灑道路、景觀用水等要求,這樣小區污水再生水的回用,就實現了就地處理、就地回用的作用,既減少了污水的排放量,同時還節約了自來水的使用量,減少了污水對小區的生態環境的污染,促進了生態環境的建設。再生水的使用是生態住宅小區規劃、建設的重要內容之一,是水環境工程設計與建設的重要組成部分,是實現合理的投資達到最佳居住環境為綜合效益的重要手段,它符合可持續發展的戰略思想[1]。
3污水再生回用技術
為滿足高水質標准而進行污水處理的工廠,更新改造的成本不斷增加,可見污水再生回用技術越來越受人們的重視。將廢水或污水經二級處理和深度處理後回用於生產系統或生活雜用等被稱為污水回用。污水回用的范圍很廣范,包括工業上的重復利用水體的補給水和生活用水,設計時要考慮經濟、運行管理等方面,排水系統採用合流制的方式,即只採用一套排水收集管網,工程的總造價較低[2]。再生水處理站的水源為綜合性生活污水,具有污染程度較高的特點,但是可生化性比較好。
污水回用既可以很有效地節約和利用有限的、寶貴的淡水資源,又可以減少污水或廢水的排放量,減輕對水環境的污染,還可以緩解城市排水管道的超負荷現象,具有明顯的社會效益、環境效益及經濟效益。目前,盡管污水處理的技術很多,但其基本原理主要包括分離、轉化和利用。分離是指採用各種技術方法,將污水中的懸浮物或膠體微粒分離出來,從而使污水得以凈化,或者將污水中的污染物減少至最低限度。轉化是指將已經溶解在水中的、無法「取」出來或者不需要「取」出來的污染物,採用生物化學、化學或電化學等方法,使水中溶解的污染物轉化成無害的物質,或者轉化成容易分離的物質。
4 中水回用存在的問題
目前,我國建築中水回用仍然存在許多的問題,比如有些工藝、設備不完善,達不到預期的效果,在南方地區水源相對充裕,有時中水回用技術在實際的工程中並沒有用城市給水的方式經濟。許多人對中水的衛生性、安全性等存在顧慮,從而影響了中水回用的普及。另外,目前建築中水回用執行的是現行的《生活雜用水水質標准》[3]。這就出現了兩個問題:(1)許多現有的中水工程根本達不到該標准;(2)由於達標具有一定難度,故限制了中水工程的推廣和普及。這就要求我們在成熟運行良好的工藝和設備研發和推廣的同時,更新觀念,深刻了解中水回用水是有價值的水資源。水使用完之後不再是拋掉,而是對其進行合理的處理,得到回用水即二次使用,這樣就會減緩對高質量淡水水源缺少的壓力,從而減輕人類生存對世界水環境造成的影響。我們呼籲,政府有關部門要盡快制定中水回用指標的適宜限值並頒布實施,以降低中水工程的投資和處理成本,造福人類。

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F. 中水回用現狀及發展趨勢

中水回用現狀及發展趨勢具體內容是什麼,下面中達咨詢為大家解答。
1 概述1.1 中水的概念
人們的日常生產生活,工業生產等等一系列活動中產生的污水,經過處理後達到排放標准,再進過深化處理達到規定水質標准,可以重復使用的水,這些水被稱為中水,一般用於非直接和人體接觸的用水。中水處理設施:是指中水的水處理、集水、供水以及計量、檢測等設施,中水回用的特點最主要集中在非引用水領域,當然中水經過深度處理也可以達到應用水的標准,但是人們對其接受的程度有待調查。
1.2 中水回用的意義
水對於人們的日常生產生活的作用是不言而喻的,對於人類的生存發展有不可替代的作用,可以說沒有水就沒有生命;水作為資源是非常有限的,是一種不可替代的資源。
中水回用在發達國家已得到廣泛應用,而且越來越多的行業已經開始利用處理後的污水。人口的增長可用水量的加大,對現有的水資源形成的嚴重的挑戰,缺水情況日益嚴重,於是水資源的重復利用越來越重要,我國水資源總量為2.8萬億立方,人均來算更是一個缺水嚴重的國家,所以中水回用技術在我國的水資源利用中的作用也是愈加的明顯。
2 中水回用發展現狀
2.1 中水回用技術分類
按處理方法來分,中水處理工藝一般分為 3 種類型:
1)物理化學處理法:如活性炭吸附、氣浮、沉澱等,一般用於污水的一級處理或預處理,水質的變化對其處理效果影響比較小。優點是技鏈團術先進,結構緊湊,佔地少,管理簡單;缺點在於其處理成本相對比較高,例如活性碳的再生。以及在大流量的情況下產水水質的不穩定;2)物理處理法:如膜濾法,利用膜孔的直徑可以進行精細過濾處理,使出水達到很高的水質指標。其設備的體積相對較小,操作相對簡單。出水穩定;其缺點在於膜的清洗,以及膜的生產技術,目前國內這種工藝處理的膜,大多採用了國外進口,也從一定程度上增加了建設的成本;3)生化處理法:曝氣活性污泥法、接觸氧化法等,對於一些有機物含量高的污水一般都採用這種方法。使用這種方法時必須要將進水調節至系統中菌群適應的環境,如PH、溫度等,一般用於污水的二級處理。其優點在於適應水質的范圍波動大、系統的剩餘污泥含量少、操作維護管理容易等優點;缺點在於,該工藝不是在任何地方都適用,例如高寒高海拔地區,其工藝中的菌落無法正常生存,導致出水效果下降。
總之,在選判喚鬧用處理工藝的過程中,因地制宜,因水制宜,兼顧經濟。
2.2基本流程
通過目前中水回用工程運行的情況來看:以現有的技術通過合理的工藝選擇,,系統出水的水質完全可以滿足用戶的需求。目前常用的中水處理技術很多,合理的選擇工藝,靈活的進行組合,可以達到意想不到的效果。
1)採用厭氧接觸氧化為主要工藝
原水→格柵→調節池→生物接觸氧化池(厭氧池)→沉澱→過濾→消毒→出水。
該工藝針對生活污水的特點,採用生物處理技術接觸氧化然後經沉澱、過濾、消毒後,進行回用。是一種比較成熟的處理工藝,其出水比較穩定。
2)採用物理化學浮選的工藝
原水→格柵→調節池→氣浮持(虹吸濾池)→過濾→消毒→出水
該工藝針對污水污染物含量比較單一及污水濃度不大的情況,其處理設施簡單,佔地面積小,運行維護費用低。
3)採用好氧曝氣生化池池工藝
原水→格柵→調節池→好氧曝氣生化池→消毒→出水
好氧曝氣生化池利用有利菌群在有氧條件下對污水中含有的有機物進行分解,完成吸附、生化反應、沉降等一系列的生物化學反應過程,從而實現污水的進化。出水穩定,由於其工藝中存在生物菌群,所以其生化反應時對環境溫度有一定的要求。
4)膜生物處理工藝
原水→格柵→調節池→膜生物反應器→消毒→出水
膜生物反應器是一種新型的水處理技術,它是以菌群附著在膜上,利用膜的選擇透過性去除大分子污染物質,再利用附著在膜上的細菌降解小分子污染物。通過這種方法可以最大限度的去處了水中的污染物達到很好的處理效果。處理後的水質清澈,污染物含量極低,可以直接回用。目前該技術的使用范圍比較廣泛,其缺點是對操作人員的要求和設施的維護費用都比較高。
中水回用工藝流程的選擇應根據進水水質以及回用要求,經濟實惠等方面來選擇,根據不同的用水要求可以單獨使用也可以結合起來使用,以上的種工藝是選取的最典型的工藝,對於某些含有特殊成分的污水有其特殊的處理方法,這掘罩里就不一一列舉,隨著科學技術的日益進步,更加先進的處理工藝及方法也會不斷的出現。
2.3中水一般用途
經過處理達標的中水,可以用於處飲用水外的其他用水,例如,洗車、景觀噴泉用水、消防用水、城市綠化灌溉等等,在大多數非直接與人體接觸的用水領域,其用水都可以用中水來代替。在一些缺水嚴重、水資源極度貧乏的地區,投資允許的情況下,可以深度處理達到飲用水標准,直接飲用。另一方面是用於工業冷卻設備上冷卻水的補充。
2.4 開發中水有利可圖
我國目前還沒有中水利用專項工程,但是從本人經手以及了解的各項中水回用工程實例中,其經濟利益十分明顯,例如生活污水經過,接觸氧化、好氧曝氣、沉澱,過濾及消毒處理後,除了不可以直接和人體接觸外,可以直接用於澆花和洗車等等,其噸水處理成本只有幾毛錢,其中的經濟利益可想而知。
中國落後於國外的主要原因是投資渠道和管理體制問題,技術方面和國外相差不是太大。我國污水回用主要是靠政府投資,而單靠政府很難把這件事情做好,應該靠多渠道集資。另一方面,我們污水利用不是考慮經濟效應而是考慮的環境效應和缺水,由於使用中水的短期的經濟效益不十分明顯,這使得很多可以使用中水的地方使用中水的內動力不足,從而拒絕使用,以後應該多做這方面的宣傳,使大家對中水的利用有個正確的認識,從思想上認同中水。
2.5 中水回用的發展趨勢
2.5.1 從中水回用的對象分析
中水回用的對象上來看,主要有工業用和生活用兩個大的方面,工業上對一些用水大戶,比如,鋼鐵企業、造紙企業等等,其噸水的成本可以比用自來水的降低70%左右,中水設施的建設投資也可以再設施運行後幾年至十幾年內收回,從長遠來看,中水回用在這些用水大戶中已經成為一個不可逆轉的趨勢,例如柳州鋼鐵廠在2007年左右投資建設的16萬噸每天的大型污水處理及回用水站,投產後使其企業用水成本直接下降,企業利潤直線上升;該企業在嘗帶中水回用的甜頭後相繼投擲建設了鋼星門水站及其東排口的水站,現已全部投產運行。在生活方面,現價段在我國還是集中在政府投資項目上,最主要體現在市區的路面清掃用水,綠化灌溉以及景觀用水上。下一階段應該加強居民用水中中水占的比例,住宅小區應普及中水回用設施。
2.5.2 從污水回用技術發展方向分析
1)開展新型混凝劑、助凝劑的研究開發;2)採用技術可行,處理過程中盡可能實現資源回收在利用;3)加強好氧及厭氧生物處理的技術的研究,對於一些難降解的物質找到對應的微生物,進一步加強氧的利用率;4)如何使生化過程中產生的污泥量達到最少;5)利用納米技術研究新的膜材料,加強膜清洗技術的多向性研究;6)在寸土寸金的今天,小型化、一體化的回用水處理設施將會更受青睞;7)加強生物附著物的研究,如研究一種材料,使微生物附著在上面是可以增強微生物的新陳代謝,增強微生物對氧的利用率,使新菌群生長容易,附著牢靠,老菌群容易脫落。
3 結論
水是生命之源,是人類賴以生存的基本條件。水在一定程度上是不可再生的資源,並不是 「取之不盡,用之不竭」的資源。我國人均水資源只有世界平均水平的1/4,是一個水資源相當貧窮的國家,尤其要珍惜水資源,為了我們的下一代水資源的可持續發展其合理化利用顯得尤為重要。
文中水回用技術涉及面廣,小到日常生活,大到大型工程的中水回用。在我國建設,節約型,可持續發展的和諧社會的今天,有組織的、科學的水資源的循環再利用勢在必行,中水回用技術不僅具有廣闊應用前景,而且在解決水資源短缺的問題上具有不可替代的作用。
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G. 重金屬廢水的主要治理方法有哪些,它的各自特點是什麼

重金屬廢水的常用處理技術方法及特點:
一、化學沉澱
化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉澱法等。
1、中和沉澱法
在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應,使重金屬生成不溶於水的氫氧化物沉澱形式加以分離。中和沉澱法操作簡單,是常用的處理廢水方法。實踐證明在操作中需要注意以下幾點:
(1)中和沉澱後,廢水中若pH值高,需要中和處理後才可排放;
(2)廢水中常常有多種重金屬共存,當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時,pH值偏高,可能有再溶解傾向,因此要嚴格控制pH值,實行分段沉澱;
(3)廢水中有些陰離子如:鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物,因此要在中和之前需經過預處理;
(4)有些顆粒小,不易沉澱,則需加入絮凝劑輔助沉澱生成。
2、 硫化物沉澱法
加入硫化物沉澱劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱後從廢水中去除的方法。
與中和沉澱法相比,硫化物沉澱法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,反應時最佳pH值在7—9之間,處理後的廢水不用中和。硫化物沉澱法的缺點是:硫化物沉澱物顆粒小,易形成膠體;硫化物沉澱劑本身在水中殘留,遇酸生成硫化氫氣體,產生二次污染。為了防止二次污染問題,在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高)。由於加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解,這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來,同時能夠有效地避免硫化氫的生成和硫化物離子殘留的問題。
二、氧化還原處理
1、化學還原法
電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態存在,因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+後,投加石灰或NaOH產生Cr(OH)3沉澱分離去除。化學還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一,在中國有著廣泛的應用,其治理原理簡單、操作易於掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊。根據投加還原劑的不同,可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等。
應用化學還原法處理含Cr廢水,鹼化時一般用石灰,但廢渣多;用NaOH或Na2CO3,則污泥少,但葯劑費用高,處理成本大,這是化學還原法的缺點。
2、 鐵氧體法
鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的。在含Cr廢水中加入過量的FeSO4,使Cr6+還原成Cr3+,Fe2+氧化成Fe3+,調節pH值至8左右,使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉澱。通入空氣攪拌並加入氫氧化物不斷反應,形成鉻鐵氧體。其典型工藝有間歇式和連續式。鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高,易於固液分離和脫水。鐵氧體法除能處理含Cr廢水外,特別適用於含重金屬離子種類較多的電鍍混合廢水。中國應用鐵氧體法已經有幾十年歷史,處理後的廢水能達到排放標准,在國內電鍍工業中應用較多。
鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點。但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70oC),能耗較高,處理後鹽度高,而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點。
3、電解法
電解法處理含Cr廢水在中國已經有二十多年的歷史,具有去除率高、無二次污染、所沉澱的重金屬可回收利用等優點。大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積。電解法是一種比較成熟的處理技術,能減少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金屬,已應用於廢水的治理。不過電解法成本比較高,一般經濃縮後再電解經濟效益較好。
近年來,電解法迅速發展,並對鐵屑內電解進行了深入研究,利用鐵屑內電解原理研製的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果。
另外,高壓脈沖電凝系統()為當今世界新一代電化學水處理設備,對表面處理、塗裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果。高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%—30%;電解時間縮短30%—40%;節省電能達到30%—40%;污泥產生量少;對重金屬去除率可達96%一99%。
三、溶劑萃取分離溶劑萃取法是分離和凈化物質常用的方法。由於液一液接觸,可連續操作,分離效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在鹼性條件下被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用受到很大的限制。
四、吸附法
吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法。利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等。活性炭裝備簡單,在廢水治理中應用廣泛,但活性炭再生效率低,處理水質很難達到回用要求,一般用於電鍍廢水的預處理。腐植酸類物質是比較廉價的吸附劑,把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗。有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯後,可重復使用10次,吸附容量沒有明顯降低。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,處理後廢水中重金屬含量顯著低於污水綜合排放標准。另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑,鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr6+的去除率達到99%,出水中Cr6+含量低於國家排放標准,具有實際應用前暑。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。
五、膜分離法
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。用電滲析法處理電鍍工業廢水,處理後廢水組成不變,有利於回槽使用。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理,已有成套設備。反滲透法已大規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理。採用反滲透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環。膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術,該項技術在金屬萃取方面有很大進展。
六、離子交換法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等,離子交換樹脂有凝膠型和大孔型。前者有選擇性,後者製造復雜、成本高、再生劑耗量大,因而在應用上受到很大限制。離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的。推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力,多數情況下離子是先被吸附,再被交換,離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應用越來越多,如膨潤土,它是以蒙脫石為主要成分的粘土,具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力,若經改良後其吸附及離子交換的能力更強。但是卻較難再生,天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點:沸石是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物,其內部多孔,比表面積大,具有獨特的吸附和離子交換能力。研究表明,沸石從廢水中去除重金屬離子的機理,多數情況下是吸附和離子交換雙重作用,隨流速增加,離子交換將取代吸附作用佔主要地位。若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力。通過吸附和離子交換再生過程,廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍。沸石去除銅,在NaCl再生過程中,去除率達97%以上,可多次吸附交換,再生循環,而且對銅的去除率並不降低。

H. 為什麼現今的污水處理技術有哪些

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。
編輯本段國外污水處理技術
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。
編輯本段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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