【正文】 業(yè)技術學院學生畢業(yè)論文 朱海娟： 城市污水 處理與處理技術 第 3 頁 共 19 頁 一《 國 務院關于環(huán)境保護若干問題的決定》中對我國水污染防治工作提出了具體要求：“九五”期間，設市城市，特別是非農業(yè)人口 50 萬以上的城市要多方籌措和集中建設資金，因地制宜建設城市污水集中處理設施，認真解決城市水環(huán)境污染問題。到 2021 年底， 46個重點城市中污水處理廠累計總投資達到 億元。由于經濟發(fā)展的不平衡，南北方還存在一定的差異。 圖 1 東 、 中 、 西部及全國城市污水平均處理率 目前我國城市污水主要是通過一級 、 二級城市污水處理廠、氧化塘、氧化溝、排江排海工程和地埋式污水處 理裝置來處理。結果表明，近兩年重點城市集中污水處理設施處理的城市污水中約 60%的廢水是通過二級處理后排放的，約 40%是經過一級或一級以下處理后排放的 。 目前我國城市污水處理存在的問題 從幾年的考核情況來看 ， 作為二級處理的氧化塘 、 土地處理系統(tǒng)及地埋式無動力小型污水處理裝置 ， 在運行幾年后 ， 處理效果有所下降 ， 處理后的廢水無法保證達標排放 ， 而且土地處理系統(tǒng)的不合理使用和破壞 ， 也使我國濕地面積在減少 ； 城市污水一級處理和排江排海工程 ， 只是對廢水進行了簡單的隔柵和沉淀處理 ， 去除了一些不溶于水的固態(tài)物 ， 對污水中的大部分污染物沒有去除 ， 在未達到國家排放標準的情況下就排入環(huán)境 ， 加重了受納水體的污染程度 。 新農村污水高效處理成套化設備 農村污水處理要求 建設社會主義新農村成為我國現代化進程中的重大歷史任務。 農村小城鎮(zhèn)污水具有較分散的顯著特點，且當前農村污水收統(tǒng)基本靠自然溝渠及低洼地，污水處理措施幾乎為零。因此，選擇運行一次性投資省的分散式污水處理方式，是新農村污水處理的基本要求。這就要求污水處理工藝具有耐沖擊負荷及脫氮除磷功能。因此，農村小城鎮(zhèn)的污水治理 技術還需滿足運行管理方便、不需要專業(yè)人員操作、運行成本低的要求。水力旋轉生物膜技術是以活性污泥法克服生物膜法較低的傳質效率，利用生物膜法微生物量大、食物鏈長和污泥產量少的特征，構建活性污泥與生物膜雙系統(tǒng)處理的技術。因此，水力旋轉生物膜技術具有傳質效率高，容積負荷大的突出特點。運行靈活、操作便捷。水力旋轉生物膜技術是利用水力驅動裝有一定填料物轉籠轉動，當轉籠水下部分旋轉露出水面時，填料夾帶的污水進入空 氣中，生物填料的轉動及轉籠的運動使生物膜吸收大量氧氣，營造出良好的好氧環(huán)境，當轉籠轉到水下部分時，填料夾帶空氣進入混合液，又營造兼氧環(huán)境 (或缺氧環(huán)境視情況而定 )。 (2)微波無極紫外光殺菌消毒成套化設備 利用微波無極紫外光源，可產生臭氧及紫外光，進行微波、臭氧和紫外協(xié)同作用下污水殺菌及除臭。它的優(yōu)點是：殺菌效果好、用量少、作用快，能同 時控制水中鐵、錳產生的副產物少。微波無機紫外光殺菌消毒成套化設備具有能源利用率高、設備運行時間長等優(yōu)點，反應器可同時產生臭氧和紫外光，利用臭氧和紫外協(xié)同殺菌，殺菌效率高，不產生消毒 。 污水水質：進水： COD70～ 380mg/L，氨氮 35 mg/L， TP5mg/L。處理后出水可用于農田灌溉及農村綠化。 3000 們制造成本 388 萬左右，運行成本 元 /噸。 適應范圍：農村小集鎮(zhèn)污水。 處理后出水到城鎮(zhèn)雜用水水質。 3000t/d 制造成本 413 萬左右，運行成本 元 /噸。 適應范圍：分散式點源污水和農村小集鎮(zhèn)污水處理及其湖泊水體修 復。 污水水質： COD40 500mg/L，氨氮 50 mg/L,TP10mg/L。 成本：制造成本 26 萬元左右，運行成本 元 /噸。但是傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)在解決水污染的同時， 本身又會產生大量的脫水污泥，已成為影響污水處理廠生存與發(fā)展的重要制約因素。中水的不同處置方式對環(huán)境和經濟的影響也不一樣。能值分析理論與方法是 20 世紀 80 年代后期以美國著名生態(tài)學家 /為首創(chuàng)立的一種新的生態(tài)經濟價值論和系統(tǒng)分析方法，它對正確分析人類與自然、環(huán)境資源與社會經濟價值的相互關系，以及制定可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略有重要作用 。 本文在傳統(tǒng)能值分析理論的基礎上，建立起基于能值分析理論的污水處理生態(tài)系統(tǒng)的評價指標體系，并以重慶市萬州區(qū)明鏡灘污水處理廠為案例進行了驗證 , 同時分析了不同污泥處置方式組成的污水處理生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。該工程總投資 8081 萬元 ,于 2021 年 7 月通過驗收 ,日處理能力為 3 萬噸，執(zhí)行的是一級 B 類排 放標準。 目前的污水處理系統(tǒng)，在污水處理后，污泥送到填埋場、處理水排人當地水環(huán)境，這將對環(huán)境造成潛在的二次污染，也是對資源的一種浪費。 ( 2 )分析能值流， 污水處理生態(tài)系統(tǒng)的能值投人包括自然資源投人的可更新資源能值 R 和不可更新資源能值 N，人類經濟社會反饋投人的不可更新資源能南通農業(yè)職業(yè)技術學院學生畢業(yè)論文 朱海娟： 城市污水 處理與處理技術 第 9 頁 共 19 頁 值 F ，能值產出包括產品產出能值 Y 和排放廢物的能值 W，據此繪制成能 值流圖。 ( 3 )能值分析方法是以能量為核心的系統(tǒng)分析方法， 它以能值為量綱，把任何資源、產品或勞務的價值用其在形成過程中所需直接和間接消耗的太陽能之量來衡量，單位為太陽能焦耳。 能值理論的提出實現了以同一的度量標準來宏觀評價自然環(huán)境生產與人類經濟活動，從而實現了對所關注系統(tǒng)的結構功能與效益的定量分析 。 （ 4） 污水處理生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展指標，為能值產出率 WEYR 和環(huán)境負載 率之比，它體現污水處理和廢物利用的綜合效益。 沉淀法 生物除磷脫氮工藝如 A 2/ 0 、 UCT、 SBR 等以及各種改良工藝，其除磷的基本原理都是利用除磷菌過量攝取廢水中的磷， 以聚磷酸鹽的形式積累于胞內，然后作為剩余污泥排出。 通過添加鋁鹽、 鐵鹽、 鎂鹽和石灰等，使磷酸根物質以鳥糞石、磷酸鈣、磷酸鋁、磷溶酸鐵等形式沉淀分離?；旌弦荷仙^程 中晶體顆粒的直徑不斷增大， 然后進人澄清區(qū)， 固體顆粒與液體分離， MAP顆粒在重力作用下沉到反應器底部，問歇排出。脫磷固定床反應器一般南通農業(yè)職業(yè)技術學院學生畢業(yè)論文 朱海娟： 城市污水 處理與處理技術 第 11 頁 共 19 頁 使用磷礦石或骨碳作為晶種， 因其均含有磷 、 鈣組分，會優(yōu)先吸附水中的 鈣離子等在晶粒表面形成吸附濃縮層，其離子積局部達到經基磷酸 鈣的 濃度積時， 即可形成 [Ca10(oH)2( PO4)6 ] 沉積。常用的載體有沙子、無煙煤、 多孔陶粒等。 電滲析法 電滲析是一種膜分離技術，它利用施加在陰陽膜對之間的電壓去除水溶液中的溶解固體。磷回收主要回收濃廢水中的磷，可以利用石 灰、鐵和鋁鹽使磷酸鹽發(fā)生化學沉淀，或采用蒸發(fā)干燥或噴霧干燥將濃廢水中的鹽蒸干。一般基建費用投資約 1013 美元，運行和維修費用約 美元之間，視用途和水量大小而定。 其他技術 離子交換、從污泥焚燒灰中回收磷等方法也有相關研究。日本武田制藥采取該技術回收磷很成功，但成本很高。這種樹脂從低濃度含磷污水中能去除 9%左右的磷酸鹽，并產生適合于鳥糞石或磷酸鈣沉淀的濃縮液。通過添加硫酸或者鹽酸控制 pH 值在 2左右， 將殘余物鹽分溶解，加人堿液控制 PH 值在 左右使磷酸鋁等磷酸鹽沉淀分離，繼續(xù)加人堿液可以使重金屬沉淀分離。 我國污水處理領域磷回收前景展 望 目前我國的水體富營養(yǎng)化問題十分突出。對污水處理廠而言， 磷回收可以減少污水處理廠的污泥量， 明顯改善污泥特性 ,對生物營養(yǎng)物去除污泥回收 7%的磷可減少 3%一 %的污泥干固體重量，污泥焚燒后灰分的產量大約減 1%一 4%。鳥糞石可直接作為緩慢釋放磷肥或在肥料生產中被利用 。 磷酸鋁可被特種磷回收工藝用原料利用。 實現磷資源的可持續(xù)利用是人類發(fā)展面臨的重大課題。因此，利用磷在污水處理過程的遷移轉化規(guī)律，采用適當的技術回收磷資源并加以綜合利用，正在引起國內外污水處理界的廣泛重視，是實現磷資源可持續(xù)利用的重要途徑。因此，磷的回 收理論與技術應引起污水處理領域的高度重視。 資源化利用的成功經驗 桂林市污水處理廠 桂林市污水處理廠采用污泥自然干化方法，對污泥農用的重金屬安全性進行了實驗研究，結果表明：污泥施肥肥效顯著，稻谷和稻徑中的重金屬含量無明顯差異，符合國家標準。其缺點是無法有效控制其中有毒、有害物質及重金屬含量，在應用上受到一定限制。采用該工藝處理后的污泥臭味較小、農用方便，在干燥過程中殺死了污泥中大部分寄生蟲，產品便于運輸，投資、運行費用相對南通農業(yè)職業(yè)技術學院學生畢業(yè)論文 朱海娟： 城市污水 處理與處理技術 第 13 頁 共 19 頁 較低。工藝特點是污泥通過干燥造粒，并向污泥中添加必要的 N、 P、 K 等營養(yǎng)成分，將污泥加工成復合有機肥。采用該方法生產的污泥肥具有改良土壤、培肥地力、抗旱和供肥平穩(wěn)等特點。污 泥經該方法處理后，病源菌、寄生蟲卵、雜草種子幾乎全部被殺死，揮發(fā)性成分減少且臭味降低，重金屬有效態(tài)的含量也會降低，速效養(yǎng)分含量有所增加，成為一種比較干凈而性質比較穩(wěn)定的物質。 4 污水處理設施的監(jiān)測管理 污水處理設施設計存在的問題 設計參數不科學、不準確 一些污水處理工程的設計單位為了爭取項目，減少費用，對污染源不進行深入細致的分析研究，沒有對整個排污周期的污水狀況進行詳細了解，僅僅從治污單位隨機取水樣進行 小試后就參與工程競標，一旦中標，就以水樣結果為依據進行工程設計，待工程完畢進行竣工驗收監(jiān)測時，才發(fā)現其污水的原始濃度與其設計的最高濃度差別很大，致使污水處理或不能達標排放或運行費用過高。 從表 1 可以看出， COD、 PH 及 TSP 的高位值并不出現在 同一時段。即便在流量穩(wěn)定的情況下。若流量不穩(wěn)定，則各污染物成分所起的作用更應按流量、濃度進行加權考慮。在驗收監(jiān)測時，水質雖能達標排放，但其處理水量遠低于國家規(guī)定的設計規(guī)模的 75％以上。另一種情況是，在設計處理水量時，忽略了一些細節(jié)，而恰恰是這些小細節(jié)可能會給以后的處 理效果帶來很大的甚至是致命的影響。由于生產量大，叉車運輸頻繁，中轉過程中容易粘染上黃磷這一易燃品，所以需要大量的沖洗水。 設計投加藥量不夠經濟、合理 設計競標單位為了能承接處理項且，在設計時各項經濟指標均為理想狀況，而事實并非如此。 污水處理設施的設計不夠完善、全面 大部分工程設計單位在設計時往往僅考慮處理設施的主體工程，忽略排污口的設計，而排污口的規(guī)范化卻是環(huán)境監(jiān)測采樣與測量的必備條件。企業(yè) 為謀求達標排放，只有增大試劑投放量，所以即便達標也只是暫時的。如用 C102處理醫(yī)院污水，鹽酸用量很大，這就對設備提出了較高的抗腐蝕要求。 建設項目有關各方應明確自己的義務 具體來說，建設方一定要按國家基本建設程序辦事，加強項目建設的同時也要做好污水處理設施的建設，避免從源頭上給 水體帶來新的污染；設計方一定要遵循設計規(guī)律、遵照委托方的要求進行設計，盡到自己的義務；管理方應避免重審批、輕監(jiān)管，對項目及污水處理設施建設期的過程要加強監(jiān)控。在竣工驗收監(jiān)測時，有些企業(yè)往往將排污工段的排污水量降至最低，而將處理設施調整至最佳狀態(tài)，在這種非正常工作狀態(tài)下的驗收雖然能合格通過，但卻不是排污全過程的真實反映。 (2)由于污水處 理設施大都采用物化和生化過程，物化沉淀池的斜板或斜管因受水力和污泥的影響。同樣，生化池中更換后的掛膜細菌的馴化也會對水質有一定影響。 (3)對于一些企業(yè)中處理流程復雜、水量較大、運行費用較高的污水處理設施，從企業(yè)角度講，停開或少開機械設備都可節(jié)約大量資金。 推行污水處理設施的效益分析 南通農業(yè)職業(yè)技術學院學生畢業(yè)論文 朱海娟： 城市污水 處理與處理技術 第 16 頁 共 19 頁 污水處理設施的建設一般都需要投入大量的資 金，如不能使處理設施穩(wěn)定有效地運行起來，產生良好的社會效益和環(huán)境效益，則對企業(yè)、國家和社會都是極大的浪費。 南通農業(yè)職業(yè)技術學院學生畢業(yè)論文 朱海娟： 城市污水 處理與處理技術 第 17 頁 共 19 頁 全文結論 在對城市污水的認識上，人們經歷過一個由低級到高級的過程。既然是廢水，自然就是簡單處理完后向下游排掉就可以了。因此，只有充分尊重水的自然運動規(guī)律，合理科學地使用水資源，使上游地區(qū)的用水循環(huán)不影響下游水域的水體功能、社會循環(huán)不損害自然循環(huán)的客觀規(guī)律，從而維系或恢復城市乃至流域的良好水環(huán)境，才是水資源可持續(xù)利用的有效途徑。實現這一重大用水模式的轉變，加強污水再生利用是關鍵。既然是一種資源，就要最大程度的利用。 同樣是由于過去對城市污水認識上的偏差，不僅形成了規(guī)劃布局上的不合理，而且也造成了城市污水處理工藝上的先天不足。 因此，在城