适合浙中地区的低成本污水处理工艺研究

　　摘要：本文结合我国现阶段污水处理事业发展现状及面临的问题，提出现阶段我国污水处理技术的发展趋势仍然是以发展简易、高效率、低能耗的污水处理技术为主，探讨水解酸化、生物滴滤池、景观生态塘三个单元污水处理体联用进行污水处理的在浙中地区应用的可行性。
　　1．前沿
　　城市污水是城市发展中的产物。随着人民生活水平的不断提高，城市规模的不断扩大，城市用水量和排水量也不断增加，同时人们对生活环境的质量要求也日益增加。使环境问题日益突出，尤其是城市水环境的恶化，加剧了水资源的短缺。有研究者对全国532条河流的污染调查表明,82%受到不同程度的污染,其中淮河、辽河、海河、巢湖、太湖、滇池的情况尤为严重,以至发生了沿淮河地区的严重污染事件。由此造成的水危机已经成为社会经济发展的重要制约因素，故如何进行有效的污水处理是我国解决水问题的重大任务。
　　污水处理是能源密集型的综合技术。长期以来，能耗大、运行费用高一定程度上阻碍了我国城市污水处理厂的建设与运营，一些建成的处理厂也因此处于停产或非正常运行状态。今后相当长的一段时期内，运行成本问题将成为城市污水处理的主要瓶颈。
　　2．城市污水处理工艺中存在的问题[1]
　　我国城市污水处理厂大多为采用活性污泥法的二级处理厂，处理工艺为传统活性污泥法、AO法、生物膜法等，但是这些工艺在实际应用中都存在的各自的问题：
　　2.1活性污泥法该工艺的缺点是所需的水力停留时间比较长，且工艺的储泥设备比较庞大，而且基础建设的投资规模较大。而且在系统运作中需要加各种构筑物的容积，从而导致了处理厂的规模面积增大，增加了管理难度。
　　2.2A/O工艺存在的问题：在该工艺中的涉及到污泥回流，这样就需要对污泥进行提升，操作时需用泵提升，增大投入的同时，也使得系统中的设备数量增多，导致了操作维护困难。例外，在该工艺中生物池和二沉池是单独设置的，所以占地面积明显增大，再者A/O工艺运行系统的抗冲击负荷的能力远不如其他工艺。
　　2.2污水的生物膜处理法。污水的生物膜处理法是最近新兴起来的生物处理水工艺，有其有点所在，但是在实际操作中也存在的大量的问题，比如负荷低、占地面积大、不适用处理水量较大的污水；再如滤料易于堵塞、产生滤池蝇、影响环境卫生；同时生物膜再生管理也相对于其他的工艺要复杂很多。
　　从目前国际及国内所采用的污水处理工艺情况来看，各种工艺都有其优点和缺点，那么对与缺点来说并不是短时间能对其进行改良的，也不能是靠实验数据就能完成工艺设备的进化，因为在实验室里的理论研究环境与实践环境是有很大差距的。因此，各种处理工艺在实际运行中不断完善，这样一来才能提高工艺可行性，这样才能减少运行成本及提高废水处理技术水平。
　　3．生产工艺
　　根据实际调查结果表明，我国城市污水处理厂能耗主要用于污水、污泥提升，生物处理供氧，以及污泥处理这几个工艺过程，其中污水生物处理和污泥处理的单元过程耗能量要占污水厂直接运行成本的60%以上。在当前我国电力供应困难，能源供应不足的情况下，寻求能量优化策略、降低运行成本是污水处理可持续发展的必由之路。
　　3.1水解工艺该工艺是将厌氧反应器控制在水解和酸化两个阶段处理废水的技术，简称为“水解”，水解酸化工艺利用水解和产酸微生物，可将污水中的大分子有机物以及难生物降解的有机物矿化成为易于生物降解的小分子有机物，从而使系统其后的好氧单元以较少的能耗以及较短的停留时间下得到有效处理。和单独的好氧工艺相比，水解酸化工艺不仅能除去污水中的悬浮物还能改善废水的可生化性能，同时能大大降低整体工艺的运行费用。国外从二十世纪70年代始对该工艺就有研究，而且如今该工艺在国外运行已教成熟，国内80年代后期也逐渐开展了此项技术的研究与应用。北京环保所王凯军[2]采用水解—好氧生物处理工艺对北京高碑店进行了工程实验，工程实践结果显示该工艺和传统活性污泥法比较可节省基建投资近40%，同时也可节省34%的运行成本；水解工艺中的水解池替代了传统工艺中的初沉池，这样一来整个处理系统的停留时间有效缩短，曝气池中产生的气水比也随之降低，而出水水质更优；不光如此在处理运行中需要污泥消化也大大减少了。这次之后国内研究者利用水解酸化组合工艺进行了实践研究，比如在纺织、印染、焦化、化工、造纸废水等工业领域，都获取了很好的研究成果。根究研究取得的一些研究成果已显示出其适于南方地区污水处理的节能降耗优势，符合低成本清洁生产技术的发展趋势。
　　3.2生物滴滤池生物滴滤池生物滤池的改良工艺，生物滤池是传统的污水处理方法，在我国小城镇污水处理技术发展的前期得到广泛应用。但由于其存在占地面积大、易堵塞等缺点，阻碍了该工艺的进一步发展。到后来进行一系列研究得出了生物滴滤池，并应用于实践中。在难降解处理以及深度处理的领域体现了良好的效果。在处理效果好的同时该工艺因具有占地面积小，投资和运行成本底，管理方便，抗冲击负荷能力强等优点而越来越受到人们的关注。目前在德国、荷兰、日本等国已广泛应用于处理食品加工、化工、炼油、喷涂、铸造、畜禽养殖和污水处理、堆肥、垃圾填埋废气。在国内该工艺因其优点逐步代替了传统的处理工艺。
　　3.3生态塘生态塘是从氧化塘发展演变而来的污水生态化处理技；不仅保留原有的优点如投资省、运行费低、管理简便，还增加了大大改良了环境的特征。自从氧化塘被研究以后，一直认为是一种高效的的处理工艺，但是其缺点就是站占地面积偏大，在一些大城市无法有效的一应用。所以一些研究将单一的塘系统污水处理演变为生态塘与人工湿地、土地渗滤等其它土地生态系统联合使用进行污水处理，可使出水水质大大提高，生态塘这种低耗工艺将可以充分发挥其优势，不但可利用塘内菌藻共生-微型动物-水生植物-鱼类等形成丰富的食物链生态体系，进行氮磷及其它污染物的去除，同时也将具有一定环境美学价值，而成为人工景观水体，形成积极的环境效应。
　　3.4新工艺现阶段,我国小城镇污水处理常用的方式有化学絮凝沉淀、物理化学处理、好氧生物处理、活性污泥处理、氧化沟、SBR工艺、生物膜法、生物转盘、厌氧生物处理、厌氧􀀁好氧生物组合工艺。但存在着工程建设投资大、运行费用高,污水处理设施不好维护、管理困难等问题,一般的县城和小城镇财力负担不起,这是造成浙中地区规模较少的城市的生活污水处理率和污染物去除率较低的一个主要因素。因此具有低能耗、低处理成本优势的生物滤池再次受到了人们的关注。有研究者采用复合水解池-生物滤池处理小城镇污水，单位水量基建投资仅为普通活性污泥法、SBR法及氧化沟法的60-70%，处理成本仅为其它工艺的50-60%[3]；杜文华等[4]的研究表明A-O生物滤池工艺处理城镇污水，相对活性污泥法可节能45％，污泥减少50-70％。韩润平等人对生活污水进行水解酸化-滴滤池处理，出水满足城市污水二级排放标准。经前研究者的研究结果为基础，结合浙中地区的特点，将水解酸化、生物滴滤池、景观生态塘三个单元污水处理体联用进行污水处理，既能抵消三个不同单元所存在的缺点，又能保证出水水质，如果能将高新联合工艺应用于实践中，一定能给人们带来很好的效益。
　　参考文献：
　　[1]周雹.城镇污水生物处理新工艺及其应用，中国给水排水.2003（12）:11-13.
　　[2]王凯军,贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用[M].北京:化学工业出版社,2001.
　　[3]马金,刘斌,张晓健.复合水解池-生物滤池在处理小城镇污水中的应用[J].给水排水,2004,130(13):9-21
　　[4]杜文华,吴一蘩,杨健.A-O生物滤池工艺处理城镇污水[J].福建环境,2001,18(2):24-26