我國水資源污染治理的技術策略

時間：2007-03-19 來源： 作者：

作為發展中國家，中國更應該重視研究開發和推廣經濟、節能和有效的處理技術，具體設想如下。

2.2.1　在大城市中宜以活性污泥法處理設施為主

要研究、開發和應用基建費低、能耗低和運行費低的革新的活性污泥法技術。污水處理流 程的主要改進措施有：

2.2.1.1　取消初沉池

我國大多數城市因多種原因(如設置化糞池，污水管道內滲嚴重，給水浪費等)污水有機物 濃度低，BOD≤100mg/L，設置初沉池，一般能削減BOD負荷30%左右，難以使其后的 曝氣 池維持正常運行。由于有機碳源的虧缺，更難于進行生物去除氮、磷的處理。目前國外一些 污水處理廠，為了有效地去除氮、磷和改善活性污泥沉淀性能，采用了取消初沉池的工藝。 對于我國處理低濃度污水的處理廠，取消初沉池能更加充分利用有限的碳源，提高出水水質，同時簡化了處理流程，節省了基建投資和運行管理費用，我國廣州大坦沙、佛山鎮安污水 處理廠等在這方面已有成功的經驗。

2.2.1.2　曝氣池宜采用節能的工藝

如A/O或A/A/O工藝在節省部分能耗的同時，還能 達到部分去除氮、磷和改善活性污泥沉淀效果。在原生污水有機物濃度低(BOD≤100mg /L)的情況下，采用：

a.不同形式的強化一級處理，以不采用化學沉淀的工藝為宜。采用化學沉淀的強化一 級處理，不僅能將BOD和COD的去除率從普通一級處理的30%左右提高到50%～60%，而且能 將磷減少至1mg/L以下，其缺點是化學沉淀污泥脫水性能不好，體積大，難以處理和處置。最好采用不加化學沉淀的強化一級處理技術。例如：在曝氣沉砂池之后(合建或分建)加設短水力停留時間(HRT≤30min)曝氣池，沉淀池污泥回流至曝氣池。回流到曝氣池中的沉淀池污泥 在好氧條件下進行活化，對污水中的有機物具有較強的降解和同化能力并具有良好的沉淀性能，混合液進入沉淀池后能達到較高的固液分離效率，可使BOD的去除率達到50%～60%，SS去除率達到80%以上。

這種短HRT曝氣池也可只接受沉淀池污泥作為污泥活化再生池，而沉砂池出水經旁路直接 進入沉淀池的進水口，在此與再生污泥混合一并進入沉淀池，在此情況下BOD和COD的去 除主要靠生物吸附來完成的。

b.短HRT(0.5～1h)的接觸氧化處理工藝。山西省一些采用二級串聯接觸氧化法的 污水處理廠的設計與運行成功經驗值得推廣，太原有兩個處理規模相同的污水處理廠，一個 采用常規活性污泥法，一個采用二級接觸氧化法(也可稱為"曝氣生物濾池")，前者廠區占 的面積為后者的2倍，且曝氣池的體積比后者接觸氧化池大十幾倍。采用這種污水處理工藝 的污水處理廠，其基建費要比相同規模的活性污泥法節省1倍以上，運行費也僅為活性污泥 法的30%～40%，這種處理工藝值得在中小型規模的污水處理廠中推廣應用。

c.采用AB法中的A段處理工藝。在預處理之后設置短HRT的曝氣池(HRT30～40min)，在適 宜的高負荷(?F/M?＝0.5～2.0kgBOD/kgMLSS)下工作，后接沉淀池，其去除BOD的 效率可達50%～60%，SS去除率達80%～85%??［２０～２１］.。

d.采用HRT短的淹沒式生物膜法工藝。淹沒式生物膜法，包括固定式載體生物膜和懸浮載 體生物膜，如：Linpor,Biostyr等，在80年代中期隨著新型填料和載體的出現，被廣泛用于 污水處理中。用淹沒式生物膜工藝處理生活污水，垃圾滲濾液和工業廢水表現出了優越的性能，與常規的活性污泥法相比，淹沒式生物膜曝氣池的水力停留時間短，二沉池出水水質好，SS、BOD、COD和NH3－N的去除效率高，剩余污泥量相當少，這就大大降低了處理、處置及運行維護費用。

祈福新村位于廣東省番禺市郊，作者與同事設計和指導建成的祈福新村污水處理廠采用淹 沒式生物膜法新工藝，第一年全年運行效果良好，去除率BOD平均為97.2%，COD為84.6%，NH3－N為98.1%，TP為36%，在正常運行條件下溶解氧為3～5mg/L，氣水比為2.5∶1，曝氣池出水中BOD平均為1.1mg/L，COD為13mg/L，TSS為25mg/L，NH3－N為0.2mg/L 和TP為1.1mg/L。

曝氣池出水TSS≤30mg/L，二沉池無剩余污泥產生，也無剩余污泥排放，自投產以來濃縮 池及帶式壓濾機從未使用過，這樣使污水廠運行簡便、能耗低和運行費用低。再經2～3年的運行和試驗研究，如仍能保持目前的運行效能，并無剩余污泥產生，通過明確其無剩余污泥的機理和相應的運行參數，可將其推廣應用于氣候條件和水質條件相似的城市和地區，如 地處亞熱帶或熱帶，處理低濃度生活污水(BOD≤100mg/L)，在設計時處理流程可大大簡化，取消污泥濃縮池、消化池和污泥脫水等設備�；蚪涍m當地調整應用于其他不同條件的城 市和地區。

2.2.1.3　取消氯化消毒

二級出水仍含有較多的SS和BOD、COD，投氯并不能有效殺滅病原菌，更不能殺滅病毒 和病原原生動物，反而會形成大量的有機氯化物，排入水體后會造成污染。因此德國許多污 水處理廠，如魯爾河協會的100余座污水處理廠多采用 最后凈化塘進行殺菌，多級串聯塘的細菌總數去除率高達99.99%～99.9999%。加拿大、瑞士等一些污水處理廠采用紫外線滅菌技術。

2.2.1.4　采用新技術和新工藝

膜生物反應器是生物反應器(如活性污泥法曝氣池)與膜分離設備的組合，形成一元化設備 ，同時對污水進行生物處理和固液分離.。在這些膜生物反應器中一般使用微濾膜(MF)和超濾膜(UF)來阻留生物反應器中的生物體(污泥)取代二沉池，實現固液分離。這一處理系統的主要運行優點是，出水質量不依靠混合液的沉淀性能，也不會因任何運行失誤而使出水中含有懸浮固體。由于活性污泥不必沉淀，使得這種生物反應器可在高的生物體濃度(MLSS20 000.～30 000.mg/L)和長的污泥停留時間(SRT50～360d)等特定條件下運行，而常規活性污泥法是無法在這樣的條件下運行的。

在長SRT下運行，可使污泥中增殖硝化細菌對污水進行硝化和部分反硝化處理，可使污泥本身發生好氧消化，而使剩余污泥產量比常規活性污泥法減少50%～80%。與常規活性污泥 法相比，裝有中空纖維微濾膜裝置的生物反應器，可取代二次沉淀池和污泥消化池。多功能的膜生物反應器僅為相同處理規模的常規活性污泥法曝氣池的1/5。提高處理能力4～7倍，而不必增加基建投資。

膜生物反應器是一種三級處理設施，其出水水質相當于甚至優于常規三級處理系統的出水。因此，膜生物反應器后接納濾(NF)或反滲透可生產出優質水而回流地下。而常規污水處理 達到優質水需要經歷許多個處理步驟。因此，膜生物反應器特別適用于缺水城市用作污水回 收與再用設施，其出水可用作工業用水如冷卻水，生活雜用水，景觀用水等，其出水后加納濾或反滲透處理，出水達到飲用水水源標準，注入地下和地表水源，或經礦化處理和消 毒處理，再作飲用水。

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