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我国面对的首要水环境问题

行业之窗

"一、我国面对的首要水环境问题
  1、污水处置率与出资猜测
  资源性缺少和水环境污染构成的水资源危机曾经成为我国社会、经济开展的重要制约要素,当时,全国600多个城市大约有2/3的城市缺水。在某些区域,乃至对公民底子生存条件构成极大要挟。而我国水环境问题具有复杂性,北方区域面对的水环境问题不相同与南边区域的问题,首要是水资源缺少和合理使用、水污染操控和污水的回用、季节性河流的合格(独特是功用区合格)等问题。在南边区域则水污染和水体富营养化,成为杰出的环境问题。
  我国2000年废水排放量约480亿m3/年。自90年代以来,我国的国民出产总值接连以8%~11%的高速率的添加,估计新世纪的头20年内我国经济添加将坚持在6%~9%的高、中速率安稳开展。考虑上述要素污水量添加量按5%的速率考虑。到2010年添加污水量300亿m3。
  我国中小乡镇树立得到了很大开展。2010年,全国设市城市到达1200个左右,建制镇到达2.5~3万个,到2010年,全国村镇自来水普及率到达65%,小乡镇人均日用水量180升、村庄110升(依此核算新增乡镇年废水量可以到达270亿吨)。
  综上所述,考虑现状污水量、污水增量和建制镇污水量,到2010年城市污水排放总量为1050亿m3。依据《国民经济和社会开展“九五”计划和2010年前景方针大纲》的需要,到2010年城市污水处置率要到达50%,则需添加500亿m3/a(1.4亿m3/d天)的处置规划。若是按静态出资(考虑配套管网)处置每立方米污水出资为2000~3000元的低限值核算,则需出资3000~4000亿元。
  2、乡镇污水处置厂树立要点
  因为我国当时还处于社会主义开展的初级期间。大多数中小乡镇处于不太兴旺的农村区域,构成污染的是量大面广,是我国下一期间办理的要点。关于我国许多的中、小乡镇的小型城市污水处置厂,是我国水污染操控的难点。依据这一特色有必要开发中小乡镇适用的简便高效污水处置成套技能,要点要处置城市污水处置厂的三高问题,即出资高、电耗高和作业费用高。国家环保总局曾提出需要树立与我国现期间国情相适应的、经济实用的领先工艺技能的演示工程,演示工程应该满意:
  吨水出资低,吨水造价应该操控在800元;
  作业费用低,吨水作业费应该操控在0.3元以下;
  在工程中选用国产化的设备,而且选用总承揽和施行运营的机制。
  这是处置我国中小乡镇污水处置的一种期望和需要。
  二、常用城市污水处置技能引见和剖析
  我国城市污水处置技能从“七五”国家科技攻关开端逐渐进行研讨。颠末“七五”、“八五” 和“九五”工夫的尽力,我国在城市污水处置技能方面取得了较大的作用,作用丰盛。一同,近20年来,跟着改革敞开也不断引进国外新的工艺技能。就工艺技能而言,与国际上的距离曾经削减。当时在水污染办理技能上,已能供应下列技能的工艺参数:传统活性污泥法技能包罗延时法、吸附再生法等各种新式活性污泥工艺和SBR、AB法、UNITANK和氧化沟技能等;A-O法和A2-O技能;多种类型的安稳塘技能;土地处置技能等等。这些工艺在准则上可以满意大多数城市污水办理的需要,关于传统活性污泥工艺和其变形工艺(除磷脱氮)这里不做全部的引见,仅就这几年在我国较为常用的工艺进行引见和剖析。
  1、沉积和曝气、间歇和接连相联系完成主动操控的序批式(SBR)反响器
  传统SBR反响器在作业操作上构成了曝气和沉积相联系的特色,这表现了SBR反响器最为实质的特色之一。一同,这需要SBR反响器有必要充沛使用了现代电子和主动化技能。SBR反响器的开展进程呈现了多样性,有CASS、CAST、ICEAS、MSBR等多种新式SBR反响器。各种SBR反响器的开展表现了与传统活性污泥彼此交融的趋势。具体表现为从间歇进水、间歇出水的传统SBR反响器,开展到接连进水、间歇出水和接连进水、接连出水并带回流污泥的SBR反响器。以及呈现了UNITANK这种交融氧化沟、SBR和活性污泥工艺新式的归纳性工艺。这表现了间歇式的SBR和接连式活性污泥工艺彼此交融的特色。
  UNITANK从整个体系来看,它曾经不归于SBR,与替换作业的三沟氧化沟非常类似,更挨近于传统的活性污泥法,这是UNITANK工艺最为显着的一个特色。UNITANK在恒水位下替换作业,总有一个池子作为沉积池,这是UNITANK第二个特色。关于大型污水处置厂沉积功用的满意,是UNTANK工艺的制约要素。规范UNITANK体系三个方形池之间构成级串的办法,弥补了单个反响器彻底混合的缺陷,这是UNITANK体系第三个特色。
  UNITANK最为底子的问题之一是中沟和边沟位置不一致,边沟有一段工夫兼作沉积池,而中沟总是曝气。构成中池污泥浓度过低而边池污泥浓度过高,池容使用率下降一级一系列问题。UNITANK的创造人在脱离SEGHERS公司之后,提出一新工艺——LUCAS工艺。LUCAS工艺最为显着的特色是四个反响器(也可用两个或三个反响器)作用彻底对等,其选用轮换办法作为曝气池和沉积池。因为每一个反响器的位置对等,所以LUCAS工艺既保留了UNITANK工艺的长处,又克服了其缺陷。
  颠末对SBR工艺特色和不相同研讨者的研讨成果进行汇总(不考虑因为SBR反响器长处招致的直接成果,如:出资低和作业费用低一级),SBR反响器许多长处可归纳如下:
  经典SBR反响器的长处和缘由剖析
  长处 缘由
  1、沉积功用好 在沉积进程没有进水的扰动归于抱负沉积状况;
  2、有机物去除功率高 是抱负推流式反响器,从单元操作理论其功率显着的高于彻底混合式的反响器
  3、进步难降解废水的处置功率 具有微生物的多样性,可构成厌氧、缺氧和洽氧等多种生态条件,有利于难降解有机物的降解
  4、按捺丝状菌胀大 使用胀大理论中的“挑选性准则”避免污泥胀大
  5、除磷脱氮,不需要新增反响器 生态多样性(呈现厌氧、缺氧和洽氧状况多种状况)
  6、不需二沉池和回流,工艺简略 布局自身特色
  SBR反响器充沛使用了生物反响进程和单元操作进程的一些底子原理(表4)。不相同的SBR反响器因为流态、池型或操作办法的改动可以只是具有上述特色的一条或几条。一同,经典的SBR反响器也存在必定问题,比方:
  a) 处置接连进水时,关于单一SBR反响器的使用需要较大的调理池;
  b) 关于多个SBR反响器进水和排水的阀门主动切换频频;
  c) 无法处置大型污水处置项目接连进水、接连出水的处置需要;
  d) 设备的搁置率较高和污水晋升水头丢失较大等等。
  2、氧化沟工艺
  氧化沟在欧美各国得到了广泛的注重,开展速度很快。据统计到1977年停止在西欧有超越2000多座牌照维尔型氧化沟投入作业。荷兰DHV公司创造的卡鲁塞尔氧化沟在全国际规划已有800多座投入作业(1996)。法国OTV-Kurger公司开发的D型氧化沟已占丹麦氧化沟总数的80%。美国Envirex公司开发的Orbal氧化沟,最大处置规划已达90万m3/d。
  从90年代至今是我国氧化沟技能大开展的期间,估计已有上百座氧化沟污水处置厂投入作业。氧化沟技能依然是当时污水处置的热门。从使用和研讨状况来看,我国氧化沟技能水平与国际领先水平比拟距离很大。究其缘由是我国没有体系地研讨过氧化沟技能与设备,当时我国已引进数种氧化沟技能,有条件来剖析比拟和吸收消化。因而,仔细剖析和总结这方面的经历和经验显得非常必要。
  氧化沟归于活性污泥工艺的一种变形,可是在其开展进程中也构成了其许多独有的长处和特色:
  a) 布局办法具有多样性
  底子型式的氧气沟的曝气池呈关闭的水沟形,水沟形状和布局则多种多样。可呈圆形和椭圆形等形状,可为单沟或多沟体系,多沟体系可是一组同心相通的水沟,也可是相互平行、尺度相同的多组水沟。有与二沉池分建,也有合建的氧化沟。多种多样的布局办法,赋予了氧化沟灵活机动的作业功用,以满意不相同的出水水质需要。例如,布局办法决议氧化沟从全体流态上是彻底混合的,但在局部又具有推流特性。这对除磷脱氮工艺也是极其重要的,氧化沟内可以构成缺氧和洽氧替换呈现的区域。
  b) 氧化沟曝气设备的多样性
  曝气设备的作用除供氧外,还要供应水沟内不小于0.3m/s的流速,以坚持循环及活性污泥的悬浮状况。常用的曝气设备有转刷、转盘、外表曝气器和射流曝气等,不相同的曝气设备招致了不相同的氧化沟型式。氧化沟的曝气强度可颠末出水溢流堰和直接调理曝气器的转速调理。
  c) 简化了预处置和污泥处置
  氧化沟的水力逗留工夫和污泥龄长,悬浮状有机物可以与溶解性有机物一同一同得到较彻底的安稳,所以氧化沟不需要设置初沉池。氧化沟排出的剩下污泥已得到高度安稳,剩下污泥量较少。因而不再需要进行厌氧消化,而只需进行浓缩与脱水。一体式氧化沟还可以不设二次沉积池。
  三、城市污水处置技能问题的考虑
  1、关于乡镇污水处置主导工艺的考虑
  关于引进的工艺技能,在与国外征询公司协作进程中,大多数较好的完成了预订的方针。可是,往往咱们本人描绘的污水处置工程项目,在施行的进程中有会呈现各种使用不妥的问题。这是因为以往我国污水处置技能研讨偏重于工艺开发研讨,对一种工艺的打听缺少满意的体系性、完整性,也缺少对整个处置工艺归纳性的比拟研讨和技能经济评价体系。这也构成我国城市污水处置,在技能挑选上摇摆不定、不断刮风。首要80年代末盛行AB工艺、然后在90年代出开端盛行三沟氧化沟(其他办法的氧化沟),当时又盛行SBR(或UNITANK)工艺的缘由地点。缺少全部和归纳比拟才能,在很长的一段工夫内国外的新技能和新产品就不断冲击国内商场,老练技能和国产技能总是无法在商场上占有一席之地。这是我国城市污水范畴存在的问题之一。
  西方国家颠末一、二十年的办理作业,一些国家污水处置率到达90%以上。在这一时期(1960-1970年)在城市污水处置范畴呈现许多各种办法的污水处置新工艺,如:活性污泥的AO工艺、A2O工艺、卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、SBR工艺(IECAS、CASS等等)、纯氧(富氧)曝气、深井曝气、流化床和厌氧-好氧处置等一系列新的处置工艺。而进入90年代,西方国家城市污水处置商场需要萎缩,一个国家一年仅有一、两个城市污水处置厂的树立,所以在技能上失去了开发新工艺的动力。可数的新工艺的开展,也是依据这些国家老的污水处置厂超负荷改造的需要(曝气生物滤池)和水回用的需要(膜生物反响器)。社会需要是技能开展的最棒驱动力,而咱们国家对污水处置工艺有极大的火急的需要,我国对污水处置技能开发仍有宏大的动力。
  2、从可持续性考虑乡镇污水处置工艺技能
  当时我国城市污水处置厂遍及选用的工艺是国外在水污染操控进程中,被证明是卓有成效的技能。而且是欧美等兴旺国家所选用的主导技能,我国与欧美等国家与工艺简直处在同一水平上,可是我国的国民出产总值远远低于上述国家,选用以上技能能否可以彻底合适我国的国情,是咱们需要考虑的一个问题。这需要从技能的领先性和能否代表了可持续开展的方向两个方面来考虑。
  当时政府往往简略以为一个城市有污水处置厂,就是经济和环境协调开展,契合了可持续开展的准则。对可持续开展全部了解应该依据国际环境与开展委员会在《咱们一起的将来》的陈述中对可持续开展的界说:“可持续开展是即满意当代人的需要,而又不危害子孙人满意其需要的才能的开展”。从技能层面考虑需要判别污水处置工艺能否契合可持续开展准则,需要从可持续开展的公平性准则(能否表现资源和环境同享)、持续性(能否满意资源和环境的永续性使用)和一起性准则(能否有利于处置全球性环境问题)方面来考虑。
  当时国内大多选用国外引进的延时曝气的氧化沟、SBR等工艺。首要,这些工艺是上世纪六、七十年代开发的工艺,是依据西方,独特欧洲国家排放规范制定的工艺。例如选用延时曝气低负荷工艺独特合适北欧国家的气候条件(冬天低温),而延时曝气对污泥是选用好氧安稳的办法,选用耗能的办法进行污泥安稳化处置。合适了这些国家的国情和社会、经济开展状况。
  事实上,低负荷曝气池的池容和设备是中、高负荷活性污泥工艺的几倍,在建筑资料和土地资源上是高耗费,相应的出资要高数倍;其次,延时曝气体系能耗比中、高负荷活性污泥要高40~50%左右。一同,能耗添加会带来了直接作业费的添加,能耗添加也会还要添加直接出资。据资料报导当时国内每kW发电才能除尘脱硫需要出资500~1000元,则每万吨污水添加的脱硫出资需要25~50万元。按脱硫出资为电站出资10%计,则添加的电厂出资为250~500万元,是污水处置出资的50%以上。关于我国这样一个资源缺乏、动力日益缺少、人口许多的开展中国家,能否合适推行这种低负荷的活性污泥工艺是值得琢磨的问题。从可持续开展视点讲,选用延时曝气这种高资源占用和动力耗费的低负荷工艺,并以耗能的办法取得污泥的安稳工艺是不合适可持续开展的底子准则的,也是不合适中国国情的。咱们应该开发科技含量高、经济效益好、资源耗费低、环境污染少反响器。
  3、关于乡镇污水处置厂污泥处置的考虑
  城市污水污泥处置和处置方面在我国还刚刚起步,与国外领先国家比拟尚有较大距离。跟着许多污水处置厂的投产,污泥产值将会有大幅度的添加。污泥厌氧消化的出资高,污泥处置费用约占污水处置厂出资和作业费用的20%~40%。在我国仅有的十几座污泥消化池中,可以正常作业的为数不多,有些池子底子就没有作业。这也是招致我国近年许多选用带有延时曝气功用的氧化沟等技能的缘由。选用高效(高负荷)、低耗污水处置工艺的要害之一是处置城市污水厂污泥处置技能和问题,可以讲具有特色的处置我国乡镇污水工艺的前进,在很大程度上取决于污泥处置和使用技能的前进。为了处置这一问题有必要加强污泥处置与使用的研讨。
  别的,在一个小区域内的物质、能量(粮食、蔬菜等)是从周边区域流向中小乡镇,污水处置发作的污泥是这种活动的成果,从生态平衡视点讲这些物质是需要回到周边的生态体系中,不然长工夫开展会构成一个区域内土壤生态的失衡。因而从污泥结尾处置的出路来看,中小乡镇的污泥农用是最为可行和实际的处置计划。
  四、城市污水处置新工艺新技能引见
  1、生物化学反响理论根底
  大家曩昔关于好氧微生物和专性厌氧微生物研讨非常充沛, 而对兼氧性微生物的研讨不敷。各种类型有机污染物的厌氧(缺氧)、好氧降解反响进程汇总如下。
  好氧(缺氧)进程 厌氧(缺氧)进程
  1) COD®H2O+CO2 (传统好氧)
  2) COD ® CH4+CO2(传统厌氧)
  3) NH4+ ®NO2- ®NO3- (硝化)
  4) NO3-( NO2-)® N2 (厌氧或缺氧(短程)反硝化)
  5) PO4-+生物-P ®生物-P(厌氧)
  6) NH4++NO2-® N2 (厌氧氨氧化)
  7) H2S ®S0 (微需氧或缺氧)
  8) SO4= ® H2S (厌氧反响)
  9) R-Cl® CO2 + Cl- (好氧反响)
  10) RCCl® CH4+ CO2+ Cl- (厌氧反响)
  反响式(1、2和3)为传统厌氧和洽氧工艺,其他均为兼性菌的反响。事实上,使用兼性细菌的工艺大家早已触及,如,对去除N、P的A2O或AO工艺(反响4、5),使用兼性菌在好氧条件下进行好氧代谢,而在厌氧条件下进行厌氧代谢。在富含硫酸盐的有机废水中,厌氧反响将有机物和硫酸盐别离转化为有机酸和硫化氢(反响8)。发作的硫化氢被微需氧细菌直接氧化为硫元素。这可以用来去除硫化物并收回硫元素(反响7)。
  Kuenen等发现某些细菌在硝化、反硝化使用中能使用NO2-或NO3-作电子受体将NH4+氧化为N2和气态氮化物(反响式5);在这一反响的根底上,正在开发ANAMMOX工艺和OLAND等工艺。最新研讨标明一些在好氧状况下难降解芳香族和卤代烃在厌氧条件下简略分化(反响9、10)。
  以上反响为一些新工艺的化学反响根底,其底子原理是新工艺开发的根底和成长点。成功的使用兼性微生物的典型工艺是北京环保地点80年代开发的水解-好氧处置工艺。水解池使用水解和产酸微生物,将污水中的固体、大分子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物,使得污水在后续的好氧单元以较少的能耗和较短的逗留工夫下得到处置。
  需要阐明的是水解-好氧工艺中的水解(酸化)进程与好氧AO(HO)、A2O和AB等工艺中A段中发作的水解进程也是有较大区别的。这表如今以下两个方面:首要是菌种不相同,如上所述在水解工艺中的优势菌群是厌氧微生物,以兼性兼性微生物为主,而在好氧AO(HO)、A2O和AB等工艺中A段中的优势菌是以好氧菌为主。只是局部兼性菌参加反响;其次,在反响器内的污泥浓度不相同,水解工艺选用的是升流式反响器,其间污泥浓度可以到达15~25g/L,而好氧AO、A2O和AB等工艺中从二沉池回流污泥浓度通常最高为5~8g/L,而且以好氧菌为主。以上的不相同构成了水解工艺是彻底的水解,而好氧AO(HO)、A2O和AB等工艺中A段只是发作局部水解。
  从许多理论来看,选用水解-活性污泥法,与传统的活性污泥比拟,其基建出资,能耗和作业费用可别离节省30%以上。从当时咱们许多理论来看:关于不需要脱氮除磷的中、小乡镇污水处置厂的出资为500~700元/m3(污水);对需要脱氮除磷的污水处置厂出资在800元/m3(污水)左右。因为水解池具有改善污水可生化性的特色,使得工艺不只适用于易生物降解的城市污水等。一同更适用于处置不易生物降解的某些工业废水。
  2、城市污水处置工艺的极限
  关于污水处置体系存在三种底子类型的微生物聚集体存在的办法:固定膜(如:滴滤池)、絮状污泥(活性污泥工艺)和悬浮生物膜颗粒(挪动床、流化床和气提反响器等)。以上工艺开发和存在的内涵缘由是大家不断的寻求高功率、低能耗、低成本和低的占地面积等高的功用指标的不断理论的产品。而开发的不相同反响器的使用受到了技能、经济和理论条件的约束。这些约束表如今关于好氧生物反响器研讨和开发,受到了生物成长特性(生物量和活性)、反响器的办法(固定床、悬浮床和流化床)、传质条件(氧的供应)和固液别离(沉积、过滤)等许多要素的约束。这些约束条件归纳成果构成关于好氧生物反响器的极限,长工夫以来大家环绕这些约束要素依据各个时期的理论、技能、资料等开展,进行了长工夫不懈的研讨和开发作业。
  颠末对上述约束条件的数学推导,代入首要的好氧体系的底子描绘条件(例如:供氧才能、污泥浓度、固液别离负荷等),图1给出不相同体系用于污水处置作业条件的规划。依据不相同类型反响器的描绘准则将浓度-流量平面划成不相同的区域。在浓度-流量相平面上不相同区域的使用条件为:
  区域A:长逗留工夫的悬浮成长体系;
  区域B:在高流量条件下,颗粒和絮体将被冲出,只要固定膜可以坚持在体系中;
  区域C:流量和负荷合适于颗粒污泥和悬浮生物膜颗粒反响器;
  区域D:只要可以选用别离和回流办法,流量和负荷合适于絮状污泥(如活性污泥工艺),这一局部与C区域存在堆叠;
  区域E:关于高浓度和低流量的废水,可以选用升流式污泥床反响器。污泥可以不需要外部的别离器而坚持在体系中。
  关于生物载体颗粒和絮体污泥假定沉积速度别离为30m/h和5m/h,径高比α=5(好氧体系最大氧搬运速率为10kg/m3.d)。然后在图1的C-Q平面中构成的约束生物膜颗粒和悬浮絮状污泥使用的区域(别离为线2和3)。
  这构成了沉积功用关于反响器功用扩大的约束,不相一起期大家关于沉积池和气浮工艺进行了许多的研讨和开发。例如,70年代关于斜板沉积池、80年代末对周边进水周边出水沉积池、90年代关于高效气浮池(涡漩气浮、浅池气浮)等等工艺的开发均反映了大家在不相一起期对这一约束的打破。在90年代大家逐渐从关于单一功用的研讨和敞开,转化为对不相同功用的归纳,例如关于生物反响和沉积功用的归纳,招致三沟式氧化沟、SBR反响器和UNITANK的开发和使用。还有在三相内循环流化床中完成气、固、液的别离,独特是集触摸氧化反响和过滤为一体的曝气生物滤池,以及使用高科技的膜生物反响器。这一系列探究表现了关于反响器固液别离、沉积功用约束(极限)的探究和打破。
  望文生义好氧生物反响器的底子特色有三个即好氧条件的坚持(充氧)、生物质的坚持和坚持(生物量和活性)和反响器的办法。从实质上讲反响器的办法没有领先和落后之分,例如:当时食物发酵职业,如啤酒出产依然连续18世纪创造的“落后的”恒化器(彻底混合)反响器。这是因为啤酒出产需要取得高的产率,在高的基质浓度下酵母细菌趋向于自在涣散成长,这一反响器是合适的反响器办法,可是需要对自在成长的细胞进行过滤别离(乃至膜别离)。关于不相同的范畴反响器的使用是存在高效和低效之分,关于处置生计污水生物膜反响器和活性污泥工艺的处置负荷为1.0~2.0kgBOD/m3.d,而三相内循环流化床反响器可以到达5~10kgBOD/m3.d,所以关于生计污水的处置从反响器开展趋势视点是从生物膜反响器、活性污泥工艺向挪动床和流化床反响器开展。
  在生计污水处置工艺开展进程中,关于反响器内生物质的改善是反映在从生物量和生物活性两方面的不断进步,城市污水(生计污水)处置技能来源与生物滴滤池,可是因为滴滤池中的填料粒径较大,比外表积较小生物量较少,在1914年开发了活性污泥工艺,颠末回流生物量可以坚持在最高3~5g/L。在80年代初,我国和日本一同开发的触摸氧化工艺,这一时期的作业对填料进行了许多的研讨,开发了蜂窝填料、软性填料、半软性填料和弹性填料等等,颠末进步比外表积到达进步生物量的意图。触摸氧化工艺的生物量可以到达5~8g/L,然后负荷比活性污泥工艺可以进步一倍以上。反响器池容(占地)可以削减50%以上。可是从出资没有实质的改变,因为填料费用的添加抵消了池容出资的节省。一同,还有使用寿命、放大和阻塞一系列问题。这招致挪动床和流化床反响器的开发,这也是固定床生物膜技能与悬浮成长体系更高一个层次的技能交融。从反响器生物的外在形状上是悬浮状况,而成长办法是生物膜成长。生物载体的比外表积大大进步,从触摸氧化工艺的200~300m2/m3进步到2000~3000m2/m3,然后生物量到达了20~30g/L,这是负荷可以到达5~10kgBOD/m3.d的首要缘由。从固定床、悬浮成长体系到流化床的开展,反映了大家关于高功率、高负荷和高生物量的寻求,也是关于反响器负荷极限的应战,这构成了生计污水处置开展趋势之一。
  最终,关于好氧反响器充氧、传质功用的进步无疑是非常重要的内容。大家首要对曝气充氧器件进行了许多的研讨和开发,从直到70年代末依然选用简略的穿孔管曝气,这一时期的技能开展表现为我国关于射流曝气的开发和把握,到80年代初国内第一个大型城市污水处置厂引进中刚玉盘的微孔曝气。当时,开发选用橡胶资料的可变孔微孔曝气设备,表现了这一范畴的开展。别的,大家依据充氧理论选用进步氧浓度分压办法,对纯氧曝气、富氧曝气和深井曝气工艺进行了开发,表现了大家在进步充氧和传质这一范畴寻求更高和更好,向极限应战的精力。
  3、曝气生物滤池工艺
  现代曝气生物滤池(简称BAF)是在70年代末80年代初呈现的一种膜法生物处置工艺,开始是使用在污水处置的三级处置上。其将生物触摸氧化与过滤联系在一同,不设沉积池,颠末反冲刷再生完成滤池的周期作业。在废水的二级处置中其坚持触摸氧化的高效性,一同又可颠末过滤取得高的出水水质。90年代初得到了较大开展(图2)。以BAF为代表的工艺首要长处如下:
  a) 工艺容积负荷可高达6.0kgBOD/m3.d,出水到达或挨近生计杂用水规范;
  b) 占地面积少:曝气生物滤池占地是惯例二级生化处置的1/5~1/10;
  c) 出资省:BAF体系总水力逗留工夫短,基建出资少,一同出水水质高。
  曝气生物滤池可以有多种作业办法,可以下向流的办法作业,也可所以上向流的办法作业,选用上向流的曝气生物滤池往往选用轻质滤料。曝气生物滤池工艺也可与其他生物处置工艺相同选用多级串联工艺。选用两级串联工艺为进一步降解污水中难降解的有机污染物和到达严厉的出水水质供应了牢靠的包管,可以取得了优秀的处置作用,包管了出水的安稳性。
  4、三相内循环流化床反响器
   内循环三相流化床反响器,作为一种新式的三相流化床,其反响器的许多特性首要表如今气、液循环、载体流态的特别作业规则。其底子的作业原理也首要表现这几方面的不相同改变,即液体内循环速度、有机物降解动力学、氧搬运特性、液体流态、载体流化特性等方面。
  因为在内循环三相生物流化床反响器内装有许多细微的载体,并使之处于循环流化状况,为微生物的附着成长供应宏大的外表积,一同包管杰出的混合和传质条件(图1)。因而实质上该反响器是一种生物膜法处置工艺。
  三相内循环流化床不只具有通常好氧流化床的特色,还具有以下特色:
  1) 流化功用好,反响器处于彻底混合状况:反响器内大多数载体都参加循环活动,载体流化具有杰出的均匀性,这为生物膜构成供应了条件;
  2) 氧的搬运功率高:因为许多液体循环活动,在此进程中会夹藏一些细微的气泡,延伸气-液触摸工夫,进步了氧的搬运功率。氧使用率可达30~50%;
  3) 载体流失量少,不需专门的脱膜设备,大大简化了本来的流化床处置污水所需的辅佐设备。
  在投配容积负荷达10kgCOD/m3.d以内时,可取得70~80%左右的COD去除率,与传统活性污泥比拟去除污泥负荷可进步10倍左右。内循环三相生物流化床进入正常作业后,COD去除率均达75%以上,尤其是进水浓度较高时,去除率可达90%以上。这阐明流化床具有较强的抗冲击才能。
  五、我国城市污水处置技能开展思路和对策
  关于我国这样一个污染严峻、资源缺少的不兴旺国家,领先的水处置工艺开发的规范应该是合适我国国情、高效、低耗和低成本的污水处置技能。各类功率高、投入低、可到达必定办理深度的城市污水处置新技能,对经济尚不敷兴旺而污染亟待办理的我国,尤其是绝大多数没有污水处置设备的17000多个建制镇,在一段时期内都将具有重要意义。以厌氧-好氧生物处置工艺、水解-好氧处置工艺、流化床和曝气生物滤池等为代表的低耗、高效工艺有期望满意这一需要。
  水污染操控技能触及到处置技能研讨开发、工程描绘、工程施行、设备加工和运营办理等各方面。从商场化和产业化的观念,我国城市污水处置的首要任务是在以上三个方面要点开展:
  1、大力开展领先的水处置工艺技能
  2、大力推动水处置技能和设备的产业化
  3、大力鼓舞水处置设备运营产业化
  以往大家关于工艺技能、工程缔造和设备制作和设备运营三者之间的联系着重于工艺技能的开发和研讨。工艺开发无疑是很重要,不相同工艺的选择可以会很大程度的影响到污水处置厂的出资和作业费用(比方选用低负荷的延时曝气体系和高负荷的生物曝气滤池,两者负荷可以会相差十倍)。可是,当工艺断定今后,应该注重工程和制作环节,发起新资料、新技能、新设备和新的施工办法的改善和改造。在这一方面曩昔没有惹起满意的注重,事实上,曩昔不乏这样的实例,例如:高效曝气设备的使用可以大幅度的下降能耗;如Biolock工艺、Lipp制罐技能等等,是新的建筑资料和办法的使用,构成了新的工艺。
  污水处置设备的运经营是传统的技能服务规划;而BOT办法的引进在水处置范畴也会逐渐打破传统甲、乙方概念,发作甲、乙方人物交换,招致了类似于物业办理型的技能服务需要。对技能服务提出了更高层次的需要。
  选用BOT办法大大减轻地方政府当时的经济压力,加快根底设备树立脚步,满意全社会对公共工程和根底设备的需要。当时各种基金、上市公司、出资公司和各种社会资金将加快投入这一商场,将加重这一商场的竞赛,可是一同无疑会促进水污染操控商场的老练和开展。因而,水污染操控商场具有设备化、专业化、本钱化和敞开性的特色。"