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摘要:在城市污水处理中主要使用生物、物理和化学三种处理方法,通过对城市污水的科学处理,可节约水资源,实现重复利用,保护水资源。
关键词:市政污水;处理工艺;回用利用技术
引言
我国城市快速发展,社会建设越来越完善,城市污水排放量也逐渐增加,加大了城市污水处理的压力和难度。此外水体富营养化问题越来越严重,提高了污水排放的研究和标准。我国持续建设污水处理厂,如何合理选用污水处理工艺,提高污水处理质量,满足污水排放的要求显得尤为重要。因此针对污水处理工艺展开研究,对污水处理厂的建设和运营具有重要指导意义。
1市政污水处理与回用的意义
首先,市政污水处理与回用有利于缓解水资源紧张问题。在社会快速发展过程中,人类社会正面临着全球性水资源危机,当前大部分国家和地区都认识到污水再利用对水资源安全的重要性,并根据自身的发展制定了一系列污水处理和回用的规划,开始发展非传统水源。对此,我国也将经过处理之后的“污水”作为新的水源,发展一水多用水资源利用模式。经调查研究表明,我国的污水再生利用率如果达到20%,将会解决一半以上全国城市缺水量,由此可见市政污水的处理与回用的重要意义。其次,市政污水的处理和回用可以维护生态平衡。其可以将污水中的有用物质进行回收,降低污水排放量,极大程度地避免了市政污水对湖泊、江河的水体污染,保护现有的水资源不被破坏,避免水质富营养化。并且经过处理过后的污水可以应用于农业灌溉,具有一定程度的经济效用。最后,市政污水的处理与回用有利于城市的可持续发展,推动城市向现代化、生态化方向发展,通过国家政府机构的顶层设计以及其具体在各个城市落实的全过程,可以提升社会对市政污水的认识,引导社会节约用水,规范其用水行为,从而促进我国城市长久稳定的发展。
2市政污水处理工艺与污水回用利用技术
2.1生物处理工艺
相比上述两种传统工艺,生物处理工艺作为新型工艺,污泥剩余量少,处理质量高,占地面积小,污水处理效率高,能够满足城市污水排放量日益增长的趋势。目前城市大力推广生物处理工艺,逐渐取代传统处理工艺。(1)MBR工艺。MBR工艺是指膜生物反应器,结合活性污泥法以及膜分离法进行污水的处理,是一种新型处理工艺。其主要有萃取膜、曝气膜以及固液分离型膜三种生物反应器类型,充分利用膜分离技术以及生物处理技术,将污泥停留和水力停留分离,从而显著提高固液分离效率。在曝气池中含有大量优势菌群,能够加速生化反应,减少污泥剩余量,有效解决传统活性污泥法存在的弊端。(2)厌氧好氧法(A/O)。这一工艺处理污水可有效清除污水有机污染物,如磷、氮等元素。在厌氧阶段使用A/O可有效脱氮除磷,而在好氧阶段能够有效清除有机物。如果污水中含有大量难降解成分或者有机物含量较高,使用这一工艺需要增加水解酸化过程,提高废水可生化性以及污水处理质量。A/O工艺处理流程较为简单,不需要添加额外的碳,也无须安装曝气池,使用的设备和材料少,经济成本低,具有较高的经济效益。
2.2曝气生物滤池技术
曝气生物滤池处理技术利用的是曝气生物滤池辅助污水处理反应,污水处理效果显著,也是膜生物反应技术中比较普及的一种技术方法。其在实际应用中能够将生物滤池、配合分离反应器进行集合开展污水处理工作,并在污水的排放源头开始对其内部的污染物进行处理,最大程度上减少污染物总体数量。该技术在处理洗涤剂和胶体等杂质上效果优良,实际工作中也会产生较大的负荷,基于此可以大大降低膜污染的发生,并且也确保污水处理的效果。
2.3有机物资源化
污水中有机物既可作为能源回收,也可对污水中有机物直接进行资源化产生经济价值,如富含碳源的污泥经水解后的上清液因富含挥发性脂肪酸既可作为优质碳源回流至生化池高效脱氮除磷,也可作为原料合成PHAs。另外,利用VFA发电及制备生物柴油也是目前研究的热点。通过污泥厌氧水解回收有机物,不仅大幅降低污水厂对外碳源的依赖,减少运行药耗,还可提高系统N、P去除效率,提升出水品质.文献表明,污泥水解发酵上清液在脱氮除磷系统中磷的去除率高达90%。另外,不同位置的污泥经水解后的主要产物不同,较剩余污泥相比,初沉污泥发酵水解产物中具有更多VFA,且约有80%~90%的VFA为乙酸和丙酸,若要获得以VFA为主的优质碳源,初沉污泥更具优势。值得注意的是,乙酸和丙酸是半程反硝化启动及稳定运行的关键碳源种类,因此以初沉污泥水解上清液回补至生化池,有可能在工程中获得稳定亚硝态氮供给。作为天然生物高分子材料,聚羟基脂肪酸(PHAs)因其可生物降解性成为近年来环境领域研究的热点,但葡萄糖和小分子有机酸是合成PHAs的主要原料,高昂的工业原料是阻碍PHAs大规模生产的主要原因,而污泥经水解发酵后主要物质为小分子有机酸,尤其是剩余污泥水解产物中葡萄糖在VFA中的比例高于初沉污泥,为PHAs的规模化生产提供了原材料.污泥水解是目前有机物资源化的主要方式,但由于普通水解难以破坏细胞壁,从而导致胞内有机物无法从固相转移至液相中,进而导致水解率低,有机物资源化效率低.为提高污泥水解发酵效率,需通过物理、化学或生物法对污泥进行破解预处理,其中热解法和超声破解法是物理破解常用方法;化学破解法则通常采用碱解法及臭氧氧化法;而利用酶破解细胞壁是生物破解法的主要方式.经不同方式强化预处理后,污泥水解效率可提高10%以上,有机物资源化大幅提高。
2.4AAO污水处理工艺
AAO污水处理工艺是当前市政污水处理中常用的一种工艺,对氮和磷有良好的去除效果,在实际使用过程中该工艺可以划分为厌氧段、缺氧段以及好氧段,各个阶段中都会对污水产生不同的处理效果。其基本流程为:污水与从沉淀池排出的回流污泥同步进入厌氧池,经释磷、氨化后污水进入缺氧池,在缺氧池中反硝化细菌以原水中的有机物为碳源与好氧池末端回流来的消化液中的硝态氮进行反硝化反应,硝态氮被降解后污水流入好氧池,去除BOD、硝化和吸收磷等均在好氧池进行。在厌氧池中,市政污水中的可生物降解有机物会被转化为具有挥发性质的有机酸等低分子物质,该物质容易被生物降解,除磷细菌会将环境中的有机酸类低分子有机物进行吸收,并在细胞内部将其转化为聚β–羟丁酸的形式进行储存;在缺氧池阶段中,污水中的可生物降解有机物以及经过混合液回流出现的硝酸盐,会将反硝化细菌进行反硝化作用,使硝酸盐氮转化为氮气;而好氧池阶段主要是其中的除磷细菌将体内储存的聚β–羟丁酸进行分解,并且种类众多的好氧微生物将污水中剩下的可生物降解有机物分解,从而在其中获取相应的自身生长的物质。同时,其可以将溶解性磷酸盐吸收,在体内以聚合磷的形式进行储存,硝化氨氮使其可以反应成为硝酸盐。该工艺发展历史较长,是当前较为成熟的市政污水处理工艺。
结语
综上所述,环境问题已经成为世界性的问题,开展环境工程更是我国的重要建设任务,就水环境来说,我国大部分地区都存在着严重的水资源不足以及水污染问题,其中水污染问题对生态环境造成了严重的破坏,并威胁着人们的身体健康,采用膜生物反应技术进行污水处理能够有效解决污水回用问题,其操作简单,效果显著,但是前期投入资本较大,还会在运行中出现膜污染等问题,有必要加强对膜生物反应技术的研究与开发,具体问题具体分析,不断提高环境污水处理工作的效果。
参考文献:
[1]蔡朋,章龙.新时期环境工程污水处理中的膜生物技术应用研究[J].决策探索(中),2018(11):88-89.
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