城市生活污水處理廠處理目的與技術關系

時間：2007-05-17 來源： 作者：

    1．城市生活污水處理廠目前處理目的和技術的相關性
    城市生活污水處理廠特別是中小型城市生活污水處理廠目前處理目的是使出水水質指標中的主要污染物濃度水平對河流等水源中的污染降低到可以接受的水平，使自然資源得到保護。所以，以此為基礎出臺的國家污水綜合排放標準規定的有關城市生活污水處理廠的目的指標的污染物濃度為如下表格（摘自GB8978-1996）
    序號 指標 適用范圍 一級指標（mg/l） 二級指標（mg/l） 三級指標（mg/l）
    1 BOD5 城鎮二級污水處理廠 20 30
    2 CODCr 城鎮二級污水處理廠 60 120
    3 石油類 一切排污單位 10 10
    4 氨氮 其他排污單位 15 25
    5 磷酸鹽（以P計） 一切排污單位 0．5 1．0
    所以，在以上標準下指導下，國內城市生活污水處理廠經過多年發展，在國內已經成功解決了出水水質超標的問題。在國內城市生活污水處理廠技術選擇過程中，首先在最初階段沒有考慮污水中的氮和磷對水體污染的影響，城市生活污水處理廠主要目的是削減水體中的有機污染物，所以主要采用的是普通的曝氣活性污泥法。在意識到城市生活污水中的氮和磷對水體富營養化的影響后，逐步在城市生活污水處理流程和技術中引進了除氮脫磷的技術�，F在小型城市生活污水處理廠處理流程中已經有活性污泥法，A/O/A,氧化溝法，SBR法，以及生物濾塔等新技術的采用�？梢钥隙ǖ刂v，這些技術在我國小城市生活污水處理廠中地應用是成功的，對改善我國的水環境和使我國實現可持續發展的基本目標是有益的。而且，在達到《污水綜合排放標準》方面這些技術是行之有效的。
    2．城市生活污水處理廠目前處理目的局限性
    城市生活污水處理廠目前的處理目的的最大的局限性在于強調的是減少污染物排放，而不是從根本上解決中國的水資源匱乏以及開發可以利用的新的水資源。在這里可用一個數學模型結合GB 50282-98《城市給水工程規劃規范》中的相關條文進行論證：其中設小城市的居民人口為15萬，城市居民人均日用水定額為
    表2.2.4 人均綜合生活用水量指標（L/（人·d）
    區域 城市規模
     特大城市 大城市 中等城市 小城市
    一區 300-540 290-530 280-520 240-450
    二區 230-400 210-380 190-360 190-350
    三區 190-330 180-320 170-310 170-300
    在目前以水資源在利用率不高的條件下，采用較低的日供水定額。人均設定值為250L/人·d。則該城市的城市生活污水處理廠的處理規模為3.75萬噸/d。而處理后出水可以使下游的超過11萬噸/d流量的水體成為劣Ⅴ類水體。而且，如果城市居民在今后要求更高的水量使用時，例如，要求450L/人·d的用水需求，該市的日供水增加3萬噸/d，城市生活污水處理廠的處理能力相應增加到6.75萬噸/d。同時，處理后的排放水可以使下游的超過22萬噸/d流量的水體成為劣Ⅴ類水體。
    所以，目前的城市生活污水處理廠處理目的是在相關的投資，技術條件下使水資源和水環境的污染降低。而不是使水資源和水環境的減少而使水資源可以利用的總量增加，以緩解中國的水資源匱乏狀態。
    3．城市生活污水處理廠處理目的的探討：
    在此我提出我們在這方面的理解：城市生活污水處理廠處理的目的是使城市生活污水處理廠處理出水真正成為可以持續利用的具有廣泛用途的水體資源在此同樣也可以用一個數學模型結合GB 50282-98《城市給水工程規劃規范》中的相關條文進行論證：其中設小城市的居民人口為15萬，城市居民人均日用水定額為
    表2.2.4 人均綜合生活用水量指標（L/（人·d）
    區域 城市規模
     特大城市 大城市 中等城市 小城市
    一區 300-540 290-530 280-520 240-450
    二區 230-400 210-380 190-360 190-350
    三區 190-330 180-320 170-310 170-300
    目前以水資源在利用率不高的條件下，采用較低的日供水定額。人均設定值為250L/人·d。則該城市的城市生活污水處理廠的處理規模為3.75萬噸/d。在水處理出水的水質指標達到或者超過地面水環境質量標準的Ⅲ級要求，則處理出水完全可以補充城市取水的水源。處理出水水質指標達到或者超過地面水環境質量標準的Ⅱ級要求，該水體可以直接成為城市給水的水源。而且，如果該處理出水的水量中的60％成為城市的第二水源，實際城市的用水定額可以增加到400L/人·d的水平。大大改善城市居民的生活質量中的用水部分。而且，該模式下的充裕用水可以改善城市的自然生態條件。原因在于可以利用多余的水資源增加地面的灌溉用水，然后在地下水的運動中降解城市生活污水處理廠處理出水中的殘余的有機污染物。地下水再補充地面水的時候，就成為清潔的水源。
    在此，可以與目前的城市生活污水處理廠處理目的下的污水處理廠出水對流域下游的水資源影響進行比較：
    我們所提出的模式中，處理水對下游的水資源總量的影響在于：減少了下游的流域水資源量僅僅是該市的一次性城市給水。即3.75萬噸/d的水量，而且在該城市的污水處理和利用后可以有3.75萬噸/d的水量的30％左右成為下游城市的補充水（城市生活污水處理廠的出水水質指標為地面水環境質量標準的Ⅲ級標準）。所以，對下游的城市供水量的影響結果是下游的水資源日供給量減少2.6萬噸/d。
    而目前的城市生活污水處理廠污水處理目的的模式下，對下游城市的水資源影響為：減少了下游的流域水資源量不僅是該市的一次性城市給水3.75萬噸/d的水量。在城市用水供給指標增加的條件下，減少的下游城市的水資源一次性供給量為3.75萬噸/d。城市生活污水處理廠處理出水中殘余的有機污染物對下游的污染影響為22萬噸/d。總計將減少下游的水資源日供給量為28萬噸/d。
    對比兩種城市污水處理廠的污水處理目的可以知道，我們現在所提出的城市污水處理廠的污水處理目的對水資源的使用率和對緩解中國的水資源匱乏狀態的貢獻遠遠大于目前的城市污水處理廠的污水處理目的對水資源的使用率和對緩解中國的水資源匱乏狀態的貢獻。
    4．實現我們所提出的城市生活污水處理廠處理目的的城市生活污水廠處理技術的探討
    由于在我所提出的城市生活污水處理廠處理目的的條件下，必然有城市生活污水處理廠的投資和運行費用的增加。我們在此提出我們根據國內外的城市生活污水處理廠處理技術篩選出適應本目的的城市生活污水處理廠處理流程和技術。
    該技術的要點在于：
    （1） 充分考慮和應用生物除磷脫氮技術。
    （2）流程能量的綜合利用，特別是充分使用厭氧消化技術和沼氣綜合利用技術，使流程中的能量的支出和收入的總量平衡。
    （3） 考慮和應用污泥減量處理技術的應用，考慮一方面采用長泥齡和低SS負荷，實現污泥減量處理技術。
    （4） 分考慮和應用生物膜附著生長的優勢，實現占地面積減少和投資指標減少。
    （5） 分利用高級氧化技術和環境親和技術在污水處理中的優勢，主要指利用電化學氧化技術實現水體中的特種污染物的降解和分離，并且實現消毒過程和污泥減量處理。并且實現對水體中的氯代烴的降解。
    （6） 充分利用生物膜附著生長優勢和污泥減量處理技術，實現在流程中不需要一，二沉池就可以實現流程順利運行，并且使剩余污泥的處理量為常規流程的20%。減少污泥處理處置費用。
    （7） 充分利用自動化控制技術，實現流程的優化和人力成本的最小化運行。
    （8） 利用流程中的能量剩余實現城市生活污水處理廠的良性經營運行和贏利性運行。
      在此，我們根據我公司所進行的中試和計算，提出下圖的工藝流程供各位專家斧正。

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