摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，重視現(xiàn)代的污水處理技術(shù)具有重要的意義。本文環(huán)境科學(xué)論文主要探討現(xiàn)代的污水處理技術(shù)中的有關(guān)內(nèi)容。
　　關(guān)鍵詞:污水;處理;技術(shù);污泥熱解;工藝
　　論文引言
　　目前，國(guó)際上及國(guó)內(nèi)所采用的城市污水處理工藝，不論從技術(shù)上還是從實(shí)際運(yùn)行效果看，都是比較成熟的，運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好等是它們共有的特點(diǎn)。所有污水處理工藝的基本原理是一樣的，我國(guó)污水處理技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距在于設(shè)計(jì)方案和實(shí)際建設(shè)之間的技術(shù)參數(shù)沒(méi)有處理好，造成設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行的某些脫節(jié)；另一個(gè)差距在于關(guān)鍵設(shè)備上，國(guó)產(chǎn)質(zhì)量明顯差，例如：曝氣系統(tǒng)等。國(guó)內(nèi)污水處理廠運(yùn)行管理水平不高，技術(shù)改造能力不強(qiáng)。這是一個(gè)普遍性的問(wèn)題，努力提高污水處理廠運(yùn)行管理水平和技術(shù)改造能力。大力開(kāi)發(fā)可持續(xù)的污水處理技術(shù)，各地污水處理廠應(yīng)不斷加大技術(shù)改造工作力度，加強(qiáng)職工，特別是一線職工的定期或不定期技術(shù)培訓(xùn)工作，提高他們的技術(shù)和技能水平，從而降低運(yùn)行成本，更好地造就碧海、藍(lán)天的美好環(huán)境。
　　1.城市排污的現(xiàn)狀
　　自從20世紀(jì)80年代，我國(guó)城市污水處理已經(jīng)在各方面有了很大的進(jìn)展，但是其形勢(shì)仍然極其嚴(yán)峻。我國(guó)目前淡水資源相當(dāng)短缺，人均擁有量2300m3，列世界100多位，等同于世界人均水平的1／4。由此來(lái)看，我國(guó)目前的水污染形勢(shì)較嚴(yán)峻，特別是城市污水的排放對(duì)地表水和地下水水質(zhì)的影響非常突出。．我國(guó)的經(jīng)濟(jì)體制從計(jì)劃經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型過(guò)來(lái)。在這種經(jīng)濟(jì)體制下，我國(guó)城市污水處理的管理機(jī)構(gòu)和管理方式等方面一直沿襲舊的經(jīng)營(yíng)管理模式，對(duì)污水處理設(shè)施方面的建造、設(shè)備運(yùn)行和價(jià)費(fèi)行使統(tǒng)一管理、分級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的體制，給城市污水處理相關(guān)行業(yè)導(dǎo)致了很多弊端。我國(guó)污水處理面臨著水污染嚴(yán)重，污水處理起步較晚、基礎(chǔ)較差、要求高的嚴(yán)峻形勢(shì)。近年來(lái)，我國(guó)城市污水處理方面有了很大發(fā)展。但絕大多數(shù)城市的污水處理能力滿足不了實(shí)際需要，全國(guó)還有297個(gè)城市沒(méi)有建成污水處理廠。全國(guó)5萬(wàn)多個(gè)城鎮(zhèn)，370多萬(wàn)個(gè)村莊，9億多人口居住地尚無(wú)污水處理設(shè)施。
　　2.目前存在的問(wèn)題
　　(1．我國(guó)近些年社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展給環(huán)境帶來(lái)越來(lái)越大的壓力。到今天為止，我國(guó)城市排放污水每年達(dá)到約500多億噸，處理的污水占排放不到1／5。這個(gè)數(shù)字相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)少得可憐。而發(fā)達(dá)國(guó)家的污水處理率都在80％以上。除此以外，很多污水處理車間乃至廠家處理后的污水也沒(méi)有達(dá)到環(huán)保要求，還會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很多危害。
　　(2．管網(wǎng)收集系統(tǒng)建設(shè)滯后，特別是一些城市中心區(qū)雨污分流還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，污水處理設(shè)施難以充分發(fā)揮效益。目前我國(guó)處理設(shè)施嚴(yán)重不足，城市排水管網(wǎng)普及率及管道收集率較低，許多廠管網(wǎng)不能配套，一些城市污水處理廠不能滿負(fù)荷運(yùn)作。現(xiàn)有的處理設(shè)備還存在著設(shè)計(jì)水平低、設(shè)備質(zhì)量低、運(yùn)行穩(wěn)定性較差等諸多問(wèn)題，而且更新改造和達(dá)標(biāo)改造資金短缺、運(yùn)行費(fèi)用不足。
　　(3．各級(jí)政府籌集資金或借債資金方式等組建的污水處理廠，很多時(shí)候被各級(jí)政府委托排水廠機(jī)構(gòu)管理，各種運(yùn)行費(fèi)用的來(lái)源都靠政府，政府財(cái)政狀況的好壞決定了各種運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的多少。這就容積導(dǎo)致因?yàn)樨?cái)政資金缺乏有效監(jiān)控，產(chǎn)牛浪費(fèi)現(xiàn)象。
　　3、污水污泥熱解處理工藝
　　污水污泥與大部分有機(jī)廢物相同，含有大量易揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)。如此，用某種方法就能把這種貯存在污染中的能量，以熱量或作為燃料或制造出特殊的化學(xué)品的形式釋放出來(lái)。污泥熱解技術(shù)，就是在無(wú)氧環(huán)境下，對(duì)干燥的污泥進(jìn)行加熱，至一定溫度(通常<500'E)，在干餾和熱分解的作用下，使污泥轉(zhuǎn)化為油、水、不凝性氣體(Ncc)和炭4種物質(zhì)。部分產(chǎn)物燃燒可作為預(yù)熱的熱源。污泥的熱分解是無(wú)氧環(huán)境下，并在相對(duì)較低的溫度下(<500"12)進(jìn)行的，因而易產(chǎn)生顯著的效益。尤其重要的是這一工藝對(duì)液態(tài)油有很高的回收能力，釋放出更少的NOX和SOX。國(guó)內(nèi)在研究污泥熱解轉(zhuǎn)化時(shí)，大多在低溫階段。雖然在較低溫度時(shí)，如200℃，污泥就會(huì)發(fā)生熱解轉(zhuǎn)化反應(yīng)，放出氣體。而國(guó)外的研究已經(jīng)集中在高溫階段，如500℃或以上，這能更好地了解轉(zhuǎn)化機(jī)理，并努力地去控制熱鰓轉(zhuǎn)化過(guò)程。何晶晶等報(bào)道污泥熱解的能量輸出最大時(shí)的溫度是270。(2。氣體停留時(shí)間為30min，這過(guò)程為能量?jī)糨敵鲞^(guò)程。
　　4、可持續(xù)污水處理技術(shù)
　　(一)人工濕地處理污水
　　人工濕地處理污水系統(tǒng)是近年才發(fā)展起來(lái)的新型污水處理技術(shù)，國(guó)外人工濕地處理污水已達(dá)到一定的規(guī)模，我國(guó)研究單位已在深圳白泥坑、北京昌平等地進(jìn)行了有益的嘗試。雖然人工濕地的處理方法占地面積較大，但低的投資、運(yùn)行費(fèi)用和噸水處理成本，非常適合我國(guó)的國(guó)情。微生物的硝化一反硝化作用受pH值、溫度、水體的堿度、碳源、微生物等諸多因素的制約。Green通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，溶解氧是限制硝化過(guò)程的主要因素。人工濕地氧的來(lái)源是通過(guò)植物根系對(duì)氧的傳遞和釋放、進(jìn)水中攜帶的氧及水面更新作用而獲得，其中植物通過(guò)光合作用產(chǎn)生的氧氣是人工濕地系統(tǒng)中氧的主要來(lái)源．這部分氧氣通過(guò)植物的根莖釋放到濕地環(huán)境中，導(dǎo)致根系周圍的氧呈現(xiàn)好氧、缺氧及厭氧區(qū)域性分布狀態(tài)，在此環(huán)境中微生物的硝化一反硝化作用可以同時(shí)進(jìn)行。目前也可采用人工間歇布水的方式使系統(tǒng)處于淹水，落干交替狀態(tài)，以保證微生物獲得足夠的氧氣從而使硝化作用順利進(jìn)行。
　　我國(guó)中小城鎮(zhèn)眾多，人口密集，資金及技術(shù)有限，發(fā)展大型污水廠有較大的困難，因此人工濕地技術(shù)在我國(guó)有著廣泛的應(yīng)用前景。但人工濕地并非盡善盡美，還有許多問(wèn)題有待進(jìn)一步的研究。但因?yàn)闈竦厝ノ蹤C(jī)理復(fù)雜，要真正揭示濕地去污機(jī)制，還需開(kāi)展許多研究，如濕地中金屬離子、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物在系統(tǒng)中的相互作用，植物根際微生物系統(tǒng)的作用，植物根系分泌物的研究以及新型填料的研究開(kāi)發(fā)等。污水凈化機(jī)理不僅能為濕地技術(shù)提供更可靠的科學(xué)依據(jù)，而且還將豐富化學(xué)生態(tài)學(xué)與污染生態(tài)理論。人工濕地處理污水系統(tǒng)的建造運(yùn)行有待進(jìn)一步的優(yōu)化不同的水流類型會(huì)對(duì)濕地的處理效果產(chǎn)生影響，將表面流型與潛流型、水平流與垂直流相結(jié)合，去污效率無(wú)疑會(huì)提高。此外濕地面積、形狀、水力停留時(shí)間等也會(huì)影響濕地的去污效率。
　　(二)短程硝化和反硝化
　　從氨氮的微生物轉(zhuǎn)化過(guò)程來(lái)看，氨氮被氧化成硝酸氮是由兩類獨(dú)立的細(xì)菌催化完成的兩個(gè)不同反應(yīng)，應(yīng)該可以分開(kāi)。對(duì)于反硝化菌無(wú)論是硝酸氮還是亞硝酸氮均可以作為最終受氫體，因而整個(gè)生物脫氮過(guò)程也可以經(jīng)NH+r-NO≯N：這樣的途徑完成。這種將硝化過(guò)程控制在亞硝酸階段的短程生物脫氮工藝具有以下特點(diǎn)：對(duì)于活性污泥法，可節(jié)省氧供應(yīng)量約25％，降低能耗；節(jié)省反硝化所需碳源40％；減少污泥生成量可達(dá)50％；減少投堿量；縮短反應(yīng)時(shí)間，相應(yīng)反應(yīng)器容積減少，節(jié)省基建費(fèi)用。sHARON工藝是由荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)開(kāi)發(fā)的脫氮新工藝。其基本原理是將氨氮氧化控制在亞硝化階段，然后進(jìn)行反硝化。用SHARON工藝來(lái)處理城市污水二級(jí)處理系統(tǒng)中污泥消化上清液和垃圾濾出液等高氨氮廢水，可使硝化系統(tǒng)中豫硝酸積累達(dá)100％。該工藝核心是應(yīng)用硝酸菌和亞硝酸菌的不同生長(zhǎng)速率，即在高溫(30—35℃)下。亞硝酸菌的生長(zhǎng)速率明顯高于硝酸菌的生長(zhǎng)速率，亞硝酸菌的最小停留時(shí)間小于硝酸菌這一固有特性，通過(guò)控制系統(tǒng)的水力停留時(shí)間使其介于硝酸菌和亞硝酸菌最小停留時(shí)間之間。從而使亞硝酸菌具有較高的濃度而硝酸菌被自然淘汰，維持穩(wěn)定的亞硝酸積累。在SHARON工藝中，通過(guò)提高反應(yīng)器中的溫度，使在較高溫度下，增長(zhǎng)速率較快的亞硝化細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)，所以溫度和HRT值應(yīng)嚴(yán)格控制。利用此專利工藝的兩座廢水生物脫氮處理廠已在荷蘭建成。
　　(三)污水反硝化除磷技術(shù)
　　傳統(tǒng)生物除磷是指聚磷菌(PAOs)在好氧條件下吸磷，在厭氧條件下放磷。而傳統(tǒng)脫氮除磷系統(tǒng)中，缺氧反硝化細(xì)菌和聚磷菌競(jìng)爭(zhēng)有機(jī)物，聚磷菌必須在反硝化結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入完全厭氧狀態(tài)時(shí)才能進(jìn)行放磷。這樣就必須增加碳源的投加量，如果處理高濃度氨氮廢水，耗費(fèi)碳源的量就更大。最近研究發(fā)現(xiàn)存在反硝化除磷細(xì)菌(DPB)能在缺氧(無(wú)0：存在NO-3)環(huán)境下攝磷。DPB-被證實(shí)具有同PAO極為相似的除磷原理，只是它們氧化細(xì)胞內(nèi)貯存的PHA時(shí)電子受體不同而已(PAO為01，而DPB為N05)。這使得攝磷和反硝化(脫氮)這兩個(gè)不同的生物過(guò)程借助同一個(gè)細(xì)菌在同一個(gè)環(huán)境中完成。其結(jié)果，攝磷和脫氮過(guò)程的結(jié)合不僅節(jié)省了脫氮對(duì)碳源的需要；而且攝磷在缺氧內(nèi)完成可縮小曝氣區(qū)的體積(亦節(jié)省能源)；產(chǎn)生的剩余污泥量也有望降低。
　　論文結(jié)束語(yǔ)
　　總之，污水處理設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行是我國(guó)中小城市當(dāng)前水污染控制的重點(diǎn)。建立科學(xué)的污水管理體制和方法，掌握一批在中小城市具有代表性的污染源的治理技術(shù)和城市污水處理技術(shù)，可以大大推動(dòng)我國(guó)污水處理設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和促進(jìn)中小城市持續(xù)發(fā)展。
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