淺議污水處理廠技術(shù)工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢
行業(yè)動(dòng)態(tài)
自我國第一座采用活性污泥工藝的城市污水處理廠1921年在上海建成以來，污水處理事業(yè)在我國得到了迅速的發(fā)展，污水處理工藝也是層出不窮。目前我國所采用的污水處理工藝類型主要有以下幾種：傳統(tǒng)活性污泥處理工藝、AB工藝、水解-好氧工藝、氧化溝工藝、氧化塘及土地處理工藝。下面看看我們我國城市污水處理廠技術(shù)工藝的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀。
1 污水處理廠技術(shù)工藝
1.1 傳統(tǒng)活性污泥處理工藝
我國20世紀(jì)80年代及其以前建設(shè)的污水處理廠，由于當(dāng)時(shí)沒有對出水氮磷含量的要求，生物處理工藝主要采用傳統(tǒng)活性污泥工藝及其改良工藝，其主要功能是大幅度去除污水中呈膠體態(tài)和溶解態(tài)的有機(jī)污染物，使經(jīng)處理的污水BOD達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而對污水中氮磷的去除率非常低。同時(shí)，水體富營養(yǎng)化問題在我國已日益嚴(yán)重，為適應(yīng)國家對氮磷的排放要求，保護(hù)水環(huán)境，一些采用傳統(tǒng)活性污泥處理工藝的污水廠已對現(xiàn)有工藝進(jìn)行改造，增設(shè)了除磷脫氮功能。
1.2 AB工藝
我國在20世紀(jì)80年代相繼開展了對AB工藝的特性、運(yùn)行機(jī)理及處理過程的穩(wěn)定性的研究，并將其用于工程實(shí)際，且得到了一定規(guī)模的應(yīng)用，如青島海泊河污水處理廠、淄博污水處理廠、深圳濱河污水處理廠等。AB工藝具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、對pH值變化和有毒物質(zhì)具有明顯緩沖作用、可分期建設(shè)的特點(diǎn)。但其對低濃度城市污水的處理效果較差，并且此工藝產(chǎn)泥量大，目前污水處理廠普遍面臨的一個(gè)問題是污泥的處理處置難，因此限制了AB工藝的發(fā)展應(yīng)用。
1.3 水解-好氧工藝
針對傳統(tǒng)活性污泥工藝基建投資高、運(yùn)行費(fèi)用高以及電耗高等問題，北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院在20世紀(jì)80年代初開發(fā)了水解-好氧生物處理工藝。經(jīng)過十多年的開發(fā)，圍繞水解-好氧技術(shù)已經(jīng)形成一套完整的工藝技術(shù)。相繼開發(fā)了水解-活性污泥處理工藝、水解-氧化溝處理工藝、水解-接觸氧化處理工藝、水解-土地處理工藝和水解-氧化塘處理工藝，目前，全國各地建設(shè)了上百座水解-好氧工藝的污水處理廠，如北京密云污水處理廠、深圳石巖河污水處理廠、新疆昌吉污水處理廠等。其具有較好的抗有機(jī)負(fù)荷沖擊能力、在低溫條件下仍有較好的去除效果、已達(dá)到對剩余污泥穩(wěn)定、出水水質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，并且也很適用于我國小城鎮(zhèn)的污水處理。
1.4 氧化溝工藝
20世紀(jì)90年代中期，氧化溝工藝因其良好的脫氮效果且無需沉淀池開始被推廣，此時(shí)期建設(shè)的大型污水處理項(xiàng)目基本上采用氧化溝工藝。近幾年來，國內(nèi)對各種類型氧化溝的除磷脫氮的效果、設(shè)計(jì)、充氧設(shè)備及運(yùn)行控制等方面進(jìn)行了大量的研究。對多種氧化溝都進(jìn)行了一定的革新，如Carrousel氧化溝由第一代的普通Carrousel氧化溝發(fā)展為具有脫氮除磷功能的Carrousel2000型氧化溝，后又發(fā)展為第三代的Carrousel3000型氧化溝。國內(nèi)許多污水處理廠使用的情況證明，氧化溝工藝是一種工藝流程簡單、管理方便、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、工藝穩(wěn)定性高的污水處理技術(shù)，目前國內(nèi)較多采用的氧化溝主要有Orbal氧化溝、Carrousel氧化溝、T型氧化溝、DE型氧化溝、一體化氧化溝等。
1.5 穩(wěn)定塘
20世紀(jì)80到90年代是我國穩(wěn)定塘處理技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)期。近代的塘系統(tǒng)已由直接利用天然坑塘挖地稍加修整發(fā)展為規(guī)范化的處理設(shè)施;由傳統(tǒng)塘型發(fā)展為各種節(jié)能、高效的新型塘及其組合系統(tǒng);由單純依靠自然凈化發(fā)展為自然凈化與人工強(qiáng)化技術(shù)相結(jié)合的工藝形式;由僅有凈化功能的污水處理設(shè)施發(fā)展為具有多功能的、綜合利用的良性生態(tài)系統(tǒng)。1985年有30余座穩(wěn)定塘，1988年增為80余座，90年代后期發(fā)展為120余座。目前，大約有幾百個(gè)城市污水和工業(yè)廢水處理塘在城市和工業(yè)區(qū)運(yùn)行。如齊齊哈爾污水生態(tài)塘處理系統(tǒng)、東營生態(tài)塘處理系統(tǒng)等。
實(shí)踐證明，塘系統(tǒng)能有效處理生活污水及一些有機(jī)工業(yè)廢水、對有機(jī)物和病原體有很好的去除效果，尤其在氣候溫暖、陽光充足的地區(qū)，可作為一級(jí)處理、二級(jí)處理甚至三級(jí)處理方法。
我國目前所采用的污水處理工藝投資和運(yùn)行費(fèi)用昂貴，對我國這樣一個(gè)發(fā)展中國家來說是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。而人工濕地因其具有效率高、投資、運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低、適用面廣、耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，比二級(jí)污水處理工藝具有更好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，在我國必將有廣泛的應(yīng)用前景。
總體上講，目前我國污水處理廠工藝的應(yīng)用已經(jīng)摒棄了以前所謂的一陣風(fēng)的現(xiàn)象，而是處于一種百花齊放的狀態(tài)，即各種污水處理工藝都在我國得到了一定規(guī)模的應(yīng)用，其中以A/O、A2/O及其變形工藝、氧化溝、SBR為主，其它工藝也正在不斷發(fā)展。
2 我國城市污水處理廠的工藝發(fā)展趨勢探討
2.1 具有脫氮除磷功能的污水處理工藝仍是今后發(fā)展的重點(diǎn)
《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對出水氮磷有明確的要求，因此已建城鎮(zhèn)污水處理廠需要改建，增加設(shè)施去除污水中的氮、磷污染物，達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，新建污水處理廠則須按照標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002來進(jìn)行建設(shè)。目前，對污水生物脫氮除磷的機(jī)理、影響因素及工藝等的研究已是一個(gè)熱點(diǎn)，并已提出一些新工藝及改革工藝，如MSBR、倒置A2/O、UCT等，并且積極引進(jìn)國外新工藝，如OCO、OOC、AOR等。對于脫氮除磷工藝，今后的發(fā)展要求不僅僅局限于較高的氮磷去除率，而且也要求處理效果穩(wěn)定、可靠、工藝控制調(diào)節(jié)靈活、投資運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省。目前，生物除磷脫氮工藝正是向著這一簡潔、高效、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。
2.2 高效率、低運(yùn)行成本、成熟可靠的污水處理工藝是今后污水處理廠的首選工藝
我國是一個(gè)發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對落后，而面對我國日益嚴(yán)重的環(huán)境污染，國家正加大力度來進(jìn)行污水的治理，而解決城市污水污染的根本措施是建設(shè)以生物處理為主體工藝的二級(jí)城市污水處理廠，但是，建設(shè)大批二級(jí)城市污水處理廠需要大量的投資和高額運(yùn)行費(fèi)，這對我國來說是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。而目前我國的污水處理廠建設(shè)工作，則因?yàn)橘Y金的缺乏很難開展，部分已建成的污水處理廠由于運(yùn)行費(fèi)用高昂或者缺乏專業(yè)的運(yùn)行管理人員等原因而一直不能正常運(yùn)行，因此對高效率、低投入、低運(yùn)行成本、成熟可靠的污水處理工藝的研究是今后的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。
2.3 對適用于小城鎮(zhèn)污水處理廠工藝的研究
發(fā)展小城鎮(zhèn)是我國城市化過程的必由之路，是具有中國特色的城市化道路的戰(zhàn)略性選擇。1978到2000年我國建制鎮(zhèn)由2178個(gè)增至20312個(gè)，目前各種規(guī)模和性質(zhì)的小城鎮(zhèn)已近48000個(gè)。如果只注重大中城市的污水處理工程的建設(shè)，而忽視如此數(shù)量多的小城鎮(zhèn)的污水治理，則我國的污水治理也不能達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。而對于小城鎮(zhèn)的污水處理又面對著一系列的問題：小城鎮(zhèn)污水的特點(diǎn)不同于大城市;小城鎮(zhèn)資金短缺;運(yùn)行管理人員缺乏等。因此，小城鎮(zhèn)的污水處理工藝應(yīng)該是基建投資低、運(yùn)行成本低、運(yùn)行管理相對容易、運(yùn)行可靠性高的工藝。目前對適用于小城鎮(zhèn)污水處理廠工藝的研究方向是：從現(xiàn)有工藝中比選出適合小城鎮(zhèn)污水處理廠的工藝，同時(shí)開發(fā)出適用于小城鎮(zhèn)污水處理廠的新工藝。
總之隨著污水處理事業(yè)的發(fā)展，已有多種污水處理工藝在我國污水處理廠中得到了應(yīng)用，其中以A/O、A2/O及其變形工藝、氧化溝、SBR及其變型工藝為主，其它工藝如AB工藝、曝氣生物濾池、水解-好氧工藝、生物接觸氧化工藝、穩(wěn)定塘、BIOLAK工藝、土地處理等污水處理工藝也有一定規(guī)模的應(yīng)用。同時(shí)，隨著我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施，以及我國污水處理事業(yè)所面臨的如下問題：如污水處理廠建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用高的問題、小城鎮(zhèn)的水污染問題以及污泥處理問題。使我國的污水處理工藝向著具有脫氮除磷功能、高效低耗、成熟可靠、適用于小城鎮(zhèn)污水處理廠、污泥產(chǎn)量少且能使污泥達(dá)到穩(wěn)定的方向發(fā)展。
