摘要:在城市化的发展过程中,为缓解城市水污染所造成的不利影响,为人们创造舒适、健康的城市环境,各个城市都加大了污水处理方面的技术与资金投入。污水处理工艺与回用技术是缓解城市水资源危机的主要方法,也是当前各个城市发展中着力推广的技术,其优点是循环利用水资源,减轻水污染。文章着重分析了市政污水处理方面最为常见的几种工艺与回用技术,对于提高城市水资源利用率,促进城市发展具有重要的意义。
关键词:市政污水;处理工艺;回用技术
近年来,各个城市都进入了现代化的发展阶段,城市人们生产生活活动的增多使得城市的污水排放量逐年增加,如果不对这些污水加以有效处理,不仅会造成更为严重的水污染、环境污染,还会存在水资源的浪费。因此,市政污水处理极为重要。城市生活与生产污水的排放中,各种污水内所含的污染物类型、含量有所区别,这就要求相关人员需结合城市污水的具体类型,选择恰当的污水处理工艺与回用技术,解决城市的水污染、水浪费问题。
1.市政污水处理工艺与污水回用技术的关系
根据有关数据显示,污水回用率如果能够达到区域污水排放总量的20%,就能够实现水资源的合理利用,缓解区域发展中存在的水资源紧缺问题。因此,从此研究成果来看,污水处理与回用能够缓解世界性的缺水问题。当前,在各个城市的发展过程中,如果要实现污水的有效回用,必须要保障污水能够得到有效的处理,只有当污水水质能够符合回用标准以后,污水回用才能够取得良好的效果。比如,当污水处理的水质满足相应的标准以后,处理后的污水才可以取代清洁水资源用于路面清洁、绿化灌溉、消防喷淋等环节[1]。因此,污水处理与污水回用之间存在着紧密的联系,处理工艺是回用的基础和前提,二者存在相辅相成的关系。
2.市政污水处理后回用的重要意义
我国人口基数庞大,水资源储量有限,这就使得我国的人均水资源十分有限,远远低于世界水平。因此,水资源问题是进入21世纪以后国家关注的重点问题,在传统粗放型发展模式下,人类不合理的生产生活活动造成了严重的水污染、水资源浪费,而在新时代,为满足可持续发展的总体要求,必须要加强对水资源的合理利用与管理。随着经济社会的快速发展,生活用水、工业生产导致污水总量大大增加,而市政污水处理与回用正是为了解决水资源匮乏的问题。市政污水经由处理后排放,不仅使得污水排放总量大大减少,还大大降低了水体污染现象,实现了城市水资源的保护,维持了区域内自然生态的平衡。此外,市政污水处理后回用减少了新水资源的使用量,节约了大量水资源,符合可持续发展的要求,有利于加快生态文明城市建设的步伐。
3.污水处理工艺
3.1外置正压膜过滤工艺
市政污水处理工艺所包含的工艺相对较多,其中,过滤法是一种相对传统的处理工艺,随着技术的逐步发展,过滤法逐步被演化为多种的过滤方式。外置正压膜过滤工艺是当前市政污水处理中应用较为广泛与成熟的过滤方式,这种方式是在传统膜过滤工艺的基础上发展和出现的,在原有膜过滤工艺的基础上,可以通过气水双洗、反洗、加药清洗等流程的加入,使得膜过滤能够在不同的状态下维持良好的运行状态[2]。一般情况下,市政污水深度处理中,应用外置正压膜过滤工艺能够取得理想的应用效果,比如,在预处理海水淡化、地表水净化、工业污水处理方面都有着广泛的应用。
3.2生物滤池法
生物滤池法的应用原理主要是污水中含有有机物等各类污染物质,而需氧微生物能够对有机废水与污水实施氧化处理,实现污水的净化处理。从生物滤池法的实际应用来看,其同样属于一种生物膜技术。从生物滤池法的实际应用来看,对生化需要氧量BOD的去除率甚至可以高达75%[3]。通常情况下,生物滤池法的填层滤膜主要包含了焦炭、淬石、矿渣等物质,污水在流经过滤床以后,部分细菌与污染物会逐步附着于过滤床表面,进而使得大量的微生物在生物膜上加以聚集,有效实现了污水中有关污染物的吸附、降解处理,而污水中含有的有机污染物、重金属离子的存在实现了对污水中BOD的去除。生物滤池法下,有效实现了沉淀池、生物滤池、二沉池的整合,生物膜中的微生物反应是水体净化处理的关键。在实际的应用中,生物滤池所产生的污泥量相对较小,具有去除效率高、污染小的特点。
3.3超滤工艺
3.3.1基本原理
在市政污水处理中,超滤工艺的应用也相对较多,此种工艺主要是在静压状态下进行的,通过对液体的分离,有效实现了污水的处理。具体来说,超滤工艺的应用中,分离机制主要利用的是物理筛分作用,在一定的条件下,对液体施加一定压力,使得膜微孔能够对胶体物质与高分子物质加以吸附,而在这种情况下,超滤膜阻断了正常的筛分作用、孔内阻塞截留等,而其他低分子物质与水能够顺利通过膜。与其他的膜工艺相比,超滤膜的孔径相对较小,在一定的压力状态下,能够有效分离直径较小的微粒与分子。超滤材料多包含无机膜与分子膜材料。
3.3.2超滤工艺的要点分析
通常情况下,为保障超滤工艺能够在市政污水中得到良好的应用效果,需在超滤工艺的应用中,进行工作温度、工作压力的控制。根据超滤工艺在市政污水中的应用来看,最佳的工作温度与工作压力分别为60℃、0.1~0.6MPa,且超滤膜的应用过程中,其过滤量往往在500L/m2·h左右[4]。超滤工艺能够取得良好的应用效果,主要取决于操作压力、液体流速、运行周期、运行温度等的控制与管理效果,在实际的市政污水处理中,相关人员需结合污水处理的要求,进行相关参数的科学控制。
3.4膜生物反应器工艺
膜生物反应器工艺的应用过程中,需将膜浸泡于活性污泥中,实现泥水的直接分离处理,在这种污水处理工艺下,能够有效截留污水中所含有的各种微生物,使得污泥浓度大大提高。此外,应用膜生物反应器工艺,有效去除了污水中含有的氨氮、有机物等污染物,在一定程度上对于促进城市的可持续发展具有重要的意义。
3.5AAO污水处理工艺
在一些城市的污水处理中,也常常会应用AAO处理工艺,在实际的污水处理工程中,主要采用的是好氧、缺氧与厌氧处理方式。如果是对市政污水的二级处理,一般就采用的是此种方式。与其他的处理工艺相比,这种处理工艺的优势主要体现在其脱氮、除磷的效率高、去除率高方面,在生活污水的处理中应用此种处理方式最佳。在实际的处理过程中,AAO工艺可以分解为好氧段、缺氧段与厌氧段,在不同的处理段内,其对污水的处理功能也存在着一定的差异性,在厌氧段中,经由沉淀处理的污水与含磷污泥被排入了处理池内,而应用聚磷菌能够有效实现对污水中有机物、脂肪酸等的吸收;缺氧段主要是利用硝酸盐来进行污水的脱氮处理;好氧段主要是对污水的硝化与除磷处理[5]。当前,AAO工艺在城市污水处理中的应用范围逐步扩大,技术发展也日益成熟。
3.6UNITANK污水处理工艺
UNITANK污水处理工艺的出现是在传统SBR污水处理工艺的基础上发展起来的,被称为活性交替污泥处理法,在应用此工艺进行市政污水处理时,最为关键的是要进行矩形污水处理池的建立。市政污水处理中,UNITANK工艺的应用要求要建立三个矩形污水处理池,并要保障三个污水处理池内都配备了各自的供氧设施,虽然在污水处理的过程中,各个污水处理池之间保持着一定的独立性,但也需要通过池底通道、墙上开洞等方式来加以连接[6]。三个矩形污水处理池中,曝气池为中间处理池,外部的两个处理池分别承担着曝气与沉淀的功能,在每个的污水处理池中,都设置了独立的出水与污泥排放设施。当市政污水的处理工作开始时,三个处理池能够发挥协调与配合作用,保障污水的高效处理,维持稳定、连续的进水与排水状态。UNITANK处理工艺的应用过程中,能够有效对污水反应时间进行控制,能够保障除磷、脱氮效果。但是,此种处理工艺的应用过程中,需投入较高的成本。
4.污水回用技术
4.1污水回用SBR技术
在市政污水回用中,一般都采用的是SBR数,此种工艺的应用过程中,每个流程都有着紧密的连接关系,在各个工序的处理过程中,存在着一定的分隔性特征。SBR工艺下,污水处理人员需结合时间差异来进行相应的管理与控制,整个工艺流程具有一定的周期性、间隙性,只有做好了进水、曝气反应、沉淀、排水、闲置等各个流程的管理,才能够保障污水回用的效益。
4.1.1进水
在进水流程环节,相关处理人员需及时打开进水口的阀门,随后利用粗格栅来对污水实施过滤处理,经由粗格栅过滤处理以后的污水在流经水泵以后,细格栅会对其实施二次过滤,当经由一次与二次过滤以后,这些污水才能被排放到SBR处理池中,进入下一环节的处理过程。
4.1.2曝气反应
如果污水处理池中的污水达到了一定的水位标准以后,专业操作人员要立即关闭阀门,并启动鼓风机,来对污水处理池中已有的污水进行曝气反应与处理。此外,曝气反应需与污水混合、搅拌保持同步性,而混合与搅拌过程需借助于流污泥泵、潜水搅拌器等专业设备来完成。
4.1.3沉淀
在污水的曝气反应中,只有当反应进行到符合污水处理标准时,方可停止反应,在反应停止时,也需要同步关闭潜水搅拌器、空气阀门与回流污泥泵。随后,进入重力分离阶段,保障沉淀处理的效果。
4.1.4排水
在SBR池内的水位最高时,在保障沉淀处理结束的前提下,需释放池内的上清液,将上清液排入池外,并保持排放的缓慢性。在一些条件下可以借助于滗水器来保障污水排放的效率。当排放结束以后,池内下部分存在沉淀物,进行这些沉淀物的排放。SBR回用技术具有复杂性,在应用过程中需对各个流程加以科学管理。在当前,一些城市已经开始采用了PLC控制设备,不仅简化了SBR流程,还使得整个污水处理的效率大大提升。
4.2市政污水回用类型
4.2.1工业
污水回用在工业领域的应用节约了大量的水资源。在工业化的不断发展过程中,工业用水量逐年增加,再加上一些工业生产环节对水质的要求相对较低,市政污水处理以后的水资源完全能够被应用于工业生产领域。
4.2.2农业
农作物的生长对于水资源的依赖性很大,尤其是对一些气候相对干燥的地区,由于降水量稀少,为保障农作物的正常生长,提高农业产量与效益,必须要加强农业灌溉。城市污水中,由于污水内含有一些矿物质,这些矿物质的存在可以促进农作物生长。因此,市政污水处理后同样可以被应用要农业灌溉中。
4.2.3城市绿化
在城市的现代化发展中,城市绿化成为改善城市生态环境,减轻城市污染的重要环节,能够发挥在城市景观营造、生态环境保护方面的作用。但是,城市绿化管理与维护中,水资源的需求量也很大,以满足植物对水资源的需求。而市政污水处理以后的水资源,同样可以被用于城市绿化中,促进城市的可持续发展。
结束语:
近年来,城市污水的排放管理与处理利用成为各个城市发展中关注的重点问题,排放管理主要是为了对排放量、排放有害物质加以科学控制,而处理主要是为了提高市政污水的利用率,应用科学的处理工艺,能够实现水资源的循环利用,节约水资源,推动城市的现代化发展。
参考文献:
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