城市低濃度廢水處理技術。

 

水是人類不可缺少的自然資源，但近年來，隨著城鎮(zhèn)人口的增加和工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展，工業(yè)生產廢水和生活污水日益增多，水體污染日益嚴重，污水處理日益困難。與傳統污水不同，城鎮(zhèn)低濃度污水一般是指化學需氧量(COD)低于1000mg/L或生化需氧量(BOD)低于500mg/L的污水，而化學法是指將污水中需要氧化的物質的含量測定為有機物質的污染程度，而化學法則是將水體中有機物質的代謝消耗量測定為有機物質的污染程度。城市低濃度污水包括生活污水和工業(yè)生產廢水，其污染物主要是有機物、懸浮顆粒和氮磷等元素，其突出特點是污水含碳量低，在污水處理過程中無法為微生物對水體中的有機污染物提供足夠的養(yǎng)料，減少了污水中的有機化學反應，造成氮磷元素的去除不干凈，從而限制了后續(xù)去除氮磷元素的效果，消耗大量能源，造成污水處理的低效。所以，城市低濃度污水處理的關鍵矛盾在于，污水中的微生物如何獲得足夠的碳元素，以促進有機化學反應，盡可能降低水體中的氮磷濃度，同時達到節(jié)能減排的目的。這個矛盾已成為當前城鎮(zhèn)污水處理中亟待解決的重大問題，下面也將圍繞這個矛盾介紹并分析比較先進的污水處理工藝。

一、我國污水處理現狀。

目前，我國的污水處理從20世紀20年代開始，前期發(fā)展緩慢，污水處理廠雖多，但處理技術水平不高。另外，未達到飲用水標準的水體占59%，達到飲用水標準的水體僅占41%。此后，我國在污水處理方面的投資不斷增加，引進了許多新的污水處理工藝來處理我國的污水。普通污水處理可分為：一級處理，主要采用物理法去除污水中不溶性懸浮顆粒；二級處理，主要采用微生物法去除污水中的有機污染物；三級處理，主要采用各種化學和生化反應法去除污水中的氮磷等元素。廢水的處理率取決于污水的污染程度和含有的污染物。

二、用于處理低濃度廢水的主要技術。

1.序列化活性污泥法。

序批活性污泥法是一種以間歇曝氣法為特征的活性污泥污水處理工藝，其特點是操作過程有序而又不連續(xù)。在我國城市污水處理中，對序批式活性污泥法進行了較深入的研究，其工藝已趨于成熟。序批式活性污泥法工藝流程簡單，在同一反應池中，廢水以進水、曝氣、沉淀、排出、待機等時間順序進入同一反應池，完成生化反應，成本低，同時脫氮除磷效果好，抗沖擊性能好。但是，傳統的序批式活性污泥法處理后的廢水在反應器中平均貯存時間過長，處理方法不正確，除氮除磷效果不好，還會引起污泥膨脹等問題。考慮到當今的污水量大，污染嚴重，研究者們更多的關注于將生物化學處理和物化處理相結合來達到更好的污水處理效果。在序批式活性污泥法反應器中加入多種無機混凝劑，形成序批式活性污泥法——混凝協同作用過程，用于處理城市低濃度污水。實驗結果表明，新型絮凝劑的加入，能有效地去除廢水中的重鉻酸鹽、懸浮固體和磷元素，并能使廢水在反應器中停留的平均時間減少一半，能有效地抑制污泥膨脹，降低處理后水體中的懸浮顆粒含量；將活性炭粉投入序批式活性污泥反應器中，可使微生物在活性炭粉表面形成一層生物膜，使水中碳含量充足，微生物有足夠的碳元素對有機物進行分解，從而提高除氮除磷的效率，降低水體中氮磷含量。不同種類的微生物可以聚集在一起形成不同的耗氧區(qū)，從而提高后續(xù)反硝化反應的效率。實驗結果表明，采用生物化學處理和物化處理相結合的傳統順序污泥法處理城市低濃度污水，能更有效地去除廢水中的污染物。

2.生物膜法。

生物膜法是與活性污泥法并列的一種污水處理方法，它是在污水自凈化過程中，通過人工強化處理，以去除污染水體中的有機物。由于生物膜法的生物量較小，因此與活性污泥法相比污染水體的處理難度較小，同時由于成本問題，生物膜法一般應用在小規(guī)模污水廠或廢水廠。為實現低成本、低能耗、高效益的污水處理，研制低成本生物膜已成為研究者關注的焦點。研究者發(fā)明了滲透混凝土生物膜，這種生物膜是由混凝土和填料按一定比例混合而成的滲透膜，污水可以滲透到這種生物膜的內部，由膜內附著的微生物分解有機污染物，從而凈化污水，同時這種生物膜成本低、效率高，具有很高的污水處理效益。結果表明：生物膜中重鉻和懸浮物的含量在1.5h時明顯下降，但對磷的去除效果不明顯，有待于進一步深入研究；

3.生物脫氮除磷技術。

該工藝流程最簡單，應用最廣泛，是生物脫氮除磷工藝。該方法包括厭氧反應器，低氧反應器，好氧反應器和沉淀池。廢水首先進入厭氧反應器，主要是去除污水中的部分有機污染物磷；污水從厭氧反應器中出來后，直接進入缺氧反應器，去除污水中的氮；隨后進入好氧反應器，該反應器具有多功能，可以去除污水中的氮磷和有機物；最后進入沉淀池，分離泥水。該工藝在好氧反應池中碳含量較低，從而降低了脫氮去磷效果，西朗污水處理廠通過生物絮凝和生物脫氮去磷工藝的結合，在很大程度上解決了該問題。

4.膨脹顆粒污泥床反應器與序批式活性污泥聯合處理工藝。

膨脹式顆粒污泥床反應器是第三代厭氧生物反應器，它克服了前幾代反應器混合效果差、污水流失等問題，通過增加流速和加速出水，使顆粒污泥充分膨脹，增加污水與微生物的接觸面積，促進微生物對有機物的分解，提高處理效率。廢水經膨脹顆粒污泥床處理后，進入序批式活性污泥反應器，可使二者優(yōu)勢互補，彌補不足，對懸浮顆粒、有機物和氮磷元素去除效果最好。

5.厭氧折流板反應器

厭氧折流板式反應器是一種高效的厭氧污水生物處理新技術，它將折流板與污泥床連接在一起，形成若干個串聯的反應室，使污水沿折流板上下流動，通過各反應室依次進行不同的除污反應。該反應器主要應用于高濃度廢水的處理，但對低濃度廢水的處理效果也較好。厭氧折流板式反應器結構簡單，使用成本低，微生物能夠充分接觸污染物，平均停留時間短，具有較強的抗沖擊能力和復原能力。折流設計對污水處理效果有重要影響，一般低濃度污水處理所設計的隔板要小一些，以控制進水量和污水停留時間。厭氧折流板式反應器對有機物的分解效果明顯，但脫氮除磷效果較差。

三、人工濕地的處理技術。

構造淺顯易懂，施工操作費用低，人工濕地抗沖擊能力強，對低濃度污水處理效果好。近幾年來，將人工濕地和其它處理方法結合起來處理污水也有了長足的發(fā)展。采用粉煤灰與細煤渣或粉煤灰與空心磚配合使用，前者能有效去除有機污染物，后者能有效去除磷元素，同時還有生態(tài)濕地可結合多種植物可去除特定污染物，可為城市污水處理提供有益的借鑒。

四、結論

近幾年來，我國城市污水處理率偏低，污水含碳量較低，微生物對有機物分解不徹底，進而影響后續(xù)脫氮除磷效果。以上對污水處理工藝的分析為我國城市低濃度污水處理提供了新的思路。

1.明確了我國城鎮(zhèn)低濃度污水處理的主要矛盾，即如何使微生物獲得足夠的碳素；

2.如何在現有的污水處理工藝基礎上，尋找解決城鎮(zhèn)低濃度污水的有效途徑。文章經過分析發(fā)現，是可以的。