
自我国第一座采用活性污泥工艺的城市污水处理厂1921年在上海建成以来,污水处理事业在我国得到了迅速的发展,污水处理工艺也是层出不穷。目前我国所采用的污水处理工艺类型主要有以下几种:传统活性污泥处理工艺、AB工艺、水解-好氧工艺、氧化沟工艺、氧化塘及土地处理工艺。下面看看我们我国城市污水处理厂技术工艺的应用发展现状。
1 污水处理厂技术工艺
1.1 传统活性污泥处理工艺
我国20世纪80年代及其以前建设的污水处理厂,由于当时没有对出水氮磷含量的要求,生物处理工艺主要采用传统活性污泥工艺及其改良工艺,其主要功能是大幅度去除污水中呈胶体态和溶解态的有机污染物,使经处理的污水BOD达到排放标准,而对污水中氮磷的去除率非常低。同时,水体富营养化问题在我国已日益严重,为适应国家对氮磷的排放要求,保护水环境,一些采用传统活性污泥处理工艺的污水厂已对现有工艺进行改造,增设了除磷脱氮功能。
1.2 AB工艺
我国在20世纪80年代相继开展了对AB工艺的特性、运行机理及处理过程的稳定性的研究,并将其用于工程实际,且得到了一定规模的应用,如青岛海泊河污水处理厂、淄博污水处理厂、深圳滨河污水处理厂等。AB工艺具有抗冲击负荷能力强、对pH值变化和有毒物质具有明显缓冲作用、可分期建设的特点。但其对低浓度城市污水的处理效果较差,并且此工艺产泥量大,目前污水处理厂普遍面临的一个问题是污泥的处理处置难,因此限制了AB工艺的发展应用。
1.3 水解-好氧工艺
针对传统活性污泥工艺基建投资高、运行费用高以及电耗高等问题,北京市环境保护科学研究院在20世纪80年代初开发了水解-好氧生物处理工艺。经过十多年的开发,围绕水解-好氧技术已经形成一套完整的工艺技术。相继开发了水解-活性污泥处理工艺、水解-氧化沟处理工艺、水解-接触氧化处理工艺、水解-土地处理工艺和水解-氧化塘处理工艺,目前,全国各地建设了上百座水解-好氧工艺的污水处理厂,如北京密云污水处理厂、深圳石岩河污水处理厂、新疆昌吉污水处理厂等。其具有较好的抗有机负荷冲击能力、在低温条件下仍有较好的去除效果、已达到对剩余污泥稳定、出水水质稳定等特点,并且也很适用于我国小城镇的污水处理。
1.4 氧化沟工艺
20世纪90年代中期,氧化沟工艺因其良好的脱氮效果且无需沉淀池开始被推广,此时期建设的大型污水处理项目基本上采用氧化沟工艺。近几年来,国内对各种类型氧化沟的除磷脱氮的效果、设计、充氧设备及运行控制等方面进行了大量的研究。对多种氧化沟都进行了一定的革新,如Carrousel氧化沟由第一代的普通Carrousel氧化沟发展为具有脱氮除磷功能的Carrousel2000型氧化沟,后又发展为第三代的Carrousel3000型氧化沟。国内许多污水处理厂使用的情况证明,氧化沟工艺是一种工艺流程简单、管理方便、投资省、运行费用低、工艺稳定性高的污水处理技术,目前国内较多采用的氧化沟主要有Orbal氧化沟、Carrousel氧化沟、T型氧化沟、DE型氧化沟、一体化氧化沟等。
1.5 稳定塘
20世纪80到90年代是我国稳定塘处理技术迅速发展的时期。近代的塘系统已由直接利用天然坑塘挖地稍加修整发展为规范化的处理设施;由传统塘型发展为各种节能、高效的新型塘及其组合系统;由单纯依靠自然净化发展为自然净化与人工强化技术相结合的工艺形式;由仅有净化功能的污水处理设施发展为具有多功能的、综合利用的良性生态系统。1985年有30余座稳定塘,1988年增为80余座,90年代后期发展为120余座。目前,大约有几百个城市污水和工业废水处理塘在城市和工业区运行。如齐齐哈尔污水生态塘处理系统、东营生态塘处理系统等。
实践证明,塘系统能有效处理生活污水及一些有机工业废水、对有机物和病原体有很好的去除效果,尤其在气候温暖、阳光充足的地区,可作为一级处理、二级处理甚至三级处理方法。
我国目前所采用的污水处理工艺投资和运行费用昂贵,对我国这样一个发展中国家来说是一个沉重的负担。而人工湿地因其具有效率高、投资、运行及维护费用低、适用面广、耐冲击负荷强等优点,比二级污水处理工艺具有更好的生态效益和经济效益,在我国必将有广泛的应用前景。
总体上讲,目前我国污水处理厂工艺的应用已经摒弃了以前所谓的一阵风的现象,而是处于一种百花齐放的状态,即各种污水处理工艺都在我国得到了一定规模的应用,其中以A/O、A2/O及其变形工艺、氧化沟、SBR为主,其它工艺也正在不断发展。
2 我国城市污水处理厂的工艺发展趋势探讨
2.1 具有脱氮除磷功能的污水处理工艺仍是今后发展的重点
《城镇污水处理厂污染物排放标准》对出水氮磷有明确的要求,因此已建城镇污水处理厂需要改建,增加设施去除污水中的氮、磷污染物,达到国家规定的排放标准,新建污水处理厂则须按照标准GB18918-2002来进行建设。目前,对污水生物脱氮除磷的机理、影响因素及工艺等的研究已是一个热点,并已提出一些新工艺及改革工艺,如MSBR、倒置A2/O、UCT等,并且积极引进国外新工艺,如OCO、OOC、AOR等。对于脱氮除磷工艺,今后的发展要求不仅仅局限于较高的氮磷去除率,而且也要求处理效果稳定、可靠、工艺控制调节灵活、投资运行费用节省。目前,生物除磷脱氮工艺正是向着这一简洁、高效、经济的方向发展。
2.2 高效率、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺是今后污水处理厂的首选工艺
我国是一个发展中国家,经济发展水平相对落后,而面对我国日益严重的环境污染,国家正加大力度来进行污水的治理,而解决城市污水污染的根本措施是建设以生物处理为主体工艺的二级城市污水处理厂,但是,建设大批二级城市污水处理厂需要大量的投资和高额运行费,这对我国来说是一个沉重的负担。而目前我国的污水处理厂建设工作,则因为资金的缺乏很难开展,部分已建成的污水处理厂由于运行费用高昂或者缺乏专业的运行管理人员等原因而一直不能正常运行,因此对高效率、低投入、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺的研究是今后的一个重点研究方向。
2.3 对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究
发展小城镇是我国城市化过程的必由之路,是具有中国特色的城市化道路的战略性选择。1978到2000年我国建制镇由2178个增至20312个,目前各种规模和性质的小城镇已近48000个。如果只注重大中城市的污水处理工程的建设,而忽视如此数量多的小城镇的污水治理,则我国的污水治理也不能达到预定目标。而对于小城镇的污水处理又面对着一系列的问题:小城镇污水的特点不同于大城市;小城镇资金短缺;运行管理人员缺乏等。因此,小城镇的污水处理工艺应该是基建投资低、运行成本低、运行管理相对容易、运行可靠性高的工艺。目前对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究方向是:从现有工艺中比选出适合小城镇污水处理厂的工艺,同时开发出适用于小城镇污水处理厂的新工艺。
总之随着污水处理事业的发展,已有多种污水处理工艺在我国污水处理厂中得到了应用,其中以A/O、A2/O及其变形工艺、氧化沟、SBR及其变型工艺为主,其它工艺如AB工艺、曝气生物滤池、水解-好氧工艺、生物接触氧化工艺、稳定塘、BIOLAK工艺、土地处理等污水处理工艺也有一定规模的应用。同时,随着我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》的实施,以及我国污水处理事业所面临的如下问题:如污水处理厂建设运行费用高的问题、小城镇的水污染问题以及污泥处理问题。使我国的污水处理工艺向着具有脱氮除磷功能、高效低耗、成熟可靠、适用于小城镇污水处理厂、污泥产量少且能使污泥达到稳定的方向发展。