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城市污水處理與再生利用的技術研究
關鍵詞:污水處理;再生利用;技術研究論文摘要:城市污水處理工藝選擇的水質(zhì)因素進水水質(zhì)水量特性和出水水質(zhì)標準的確定是城市污水處理工藝選擇的關鍵環(huán)節(jié)，也是我國當前城市污水處理工程設計中存在的薄弱環(huán)節(jié)。同時針對在污泥處置、再生水利用方面普遍存在的技術問題，做出了研究分析。
城市污水處理工藝選擇的水質(zhì)因素進水水質(zhì)水量特性和出水水質(zhì)標準的確定是城市污水處理工藝選擇的關鍵環(huán)節(jié)，也是我國當前城市污水處理工程設計中存在的薄弱環(huán)節(jié)。城市污水管網(wǎng)的完善，對城市污水處理廠設計規(guī)模和設計水質(zhì)的確定至關重要，目前我國大多數(shù)城市管網(wǎng)不配套，造成城市污水處理規(guī)模和水質(zhì)難以合理確定，投入運行后實際值與設計值往往相差較大，效能難以充分發(fā)揮。
在國內(nèi)城市污水處理廠的綜合調(diào)查中，獲得了87個城市污水處理廠的設計進水水質(zhì)和最近一年的月平均實際進水水質(zhì)情況。統(tǒng)計分析結(jié)果表明，在調(diào)查的城市污水處理廠中：（1）設計進水COD值一般選擇400－600mg/L，占調(diào)查總數(shù)的74.2％，低于400mg/L和高于700mg/L的分別占20％和5.7％；（2）設計進水BOD5值一般選擇200mg/L左右，占總數(shù)的87.2％，選擇高于400mg／L的僅占6.4％；（3）設計進水SS值一般選擇200mg／L，占總數(shù)的78．8％，選擇大于350mg/L的僅占10.6％。城市污水處理廠的實際進水水質(zhì)與設計進水水質(zhì)的比值能夠反映出污水處理廠設計進水水質(zhì)的準確程度，調(diào)查研究結(jié)果表明，在調(diào)查的城市污水處理廠中：（1）實際進水COD與設計進水COD比值低于1.0的占65.8％。高于1.0的占34.3％；（2）實際進水BOD5與設計進水BOD5比值低于1.0的占83％，高于1.0的占17％；（3）實際進水SS與設計進水SS比值低于1.0的占61.6％，高干1.0的占38.3％。
對于城市污水處理工藝方案及其設計參數(shù)的確定，進行必要的水質(zhì)水量特性分析測定和動態(tài)工藝試驗研究是國際通行的做法，有些發(fā)達國家甚至開展連續(xù)多年的全面水質(zhì)水量特性測定和中試研究。在國內(nèi)，由于體制和資金來源等方面的問題，在污水處理工藝方案的確定過程中雖然不太可能開展大規(guī)模的前期試驗研究，但進行水質(zhì)特性分析與短期動態(tài)工藝試驗的條件還是具備的，不應該忽視。
因此，污水處理技術政策中要求，應切合實際地確定污水進水水質(zhì)，優(yōu)化工藝設計參數(shù)。必須對污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進行詳細調(diào)查或測定，作出合理的分析預測。在水質(zhì)構(gòu)成復雜或特殊時，應進行污水處理工藝的動態(tài)試驗，必要時應開展中試研究。積極審慎地采用高效的新工藝，對在國內(nèi)首次應用的新工藝，必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗，提供可靠設計參數(shù)后再進行應用。
一般城市污水主要污染物是易降解有機物，所以目前絕大多數(shù)城市污水處理廠都采用好氧生物處理法。如果污水中廢水比重很大，難降解有機物含量高，污水可處理性差，就應考慮增加厭氧處理改善可處理性的可能性，或采用物化法處理。
污水的有機物濃度對工藝選擇有很大關系。當進水有機物濃度高時，AB法、厭氧酸化/好氧法比較有利。AB法中的A段只需較小的池容和電耗就可去除較多的有機物，節(jié)省了基建費和電耗，污水有機物濃度越高，節(jié)省的費用就越多。厭氧處理要比好氧處理顯著節(jié)能，但只有在濃度較高時才顯示出優(yōu)越性。當有機物濃度低時，氧化溝、SBR等延時曝氣工藝具有明顯的優(yōu)勢。在要求除磷脫氮的場合須選用穩(wěn)定可靠的生物除磷脫氮工藝。
污泥的處理處置
在我國的城市水污染治理中，污水處理廠污泥處理處置費用約占工程投資和運行費的25％－45％。污水處理廠污泥處理處置高昂的投資及其運行費用，一方面使得目前國內(nèi)大部分污水處理廠未對污泥進行穩(wěn)定處理或處理工藝的配套設施不完善，另一方面也使得建有完善污泥處理設施的污水處理廠常因其運行費用較高而基本停用。隨著我國城市污水處理設施的普及，處理率的提高和處理程度的深化，污泥的產(chǎn)生量將有較大的增長，預計到2010年，我國城市污水處理廠的濕污泥年產(chǎn)量將達2000余萬噸，污泥的處理處置將成為難題。而通過技術改進和革新，降低污水處理廠的污泥產(chǎn)生量；研究開發(fā)先進的污泥處理工藝，提高污泥處理系統(tǒng)的效率，降低污泥處理成本；研制出技術先進、經(jīng)濟高效的國產(chǎn)污泥處理成套設備；積極進行污泥資源化利用研究等是解決當前及今后我國據(jù)市污水處理廠污泥處置問題的有效途徑。
根據(jù)我國污水處理技術政策，城市污水處理產(chǎn)生的污泥，應采用厭氧、好氧和堆肥等方法進行穩(wěn)定化處理，也可采用衛(wèi)生填埋方法予以妥善處置；處理能力在10萬m3／d以上的污水二級處理設施產(chǎn)生的污泥，宜采取厭氧消化工藝進行處理，產(chǎn)生的沼氣應綜合利用：處理能力在10萬m3/d以下的污水處理設施產(chǎn)生的污泥，可進行堆肥處理和綜合利用；采用延時曝氣技術的污水處理設施，污泥需達到穩(wěn)定化； 采用物化--級強化處理的污水處理設施，產(chǎn)生的污泥須進行妥善的處理和處置；經(jīng)過處理后的污泥，達到穩(wěn)定化和無害化要求的，可農(nóng)田利用；不能農(nóng)田利用的污泥，應按有關標準和要求進行衛(wèi)生填埋處置。 城市污水的再生利用
在我國，花費大量投資建設了城市污水處理廠，但經(jīng)過處理后的再生水并沒有得到充分利用，有的地區(qū)甚至還將處理后的再生水與未經(jīng)處理的污水混入一起同流合污，有的地區(qū)沒有將再生水合理再用卻直接排入大海造成淡水資源的浪費。因此，在城市污水處理決策中應充分考慮污水的再生利用。城市污水處理廠出水可用作農(nóng)業(yè)用水、市政雜用水、冷卻用水、工業(yè)生產(chǎn)用水、地下水補充等；另一方面，城市污水處理廠出水也可看作是水文循環(huán)的組成部分，將合乎質(zhì)量要求的出水排放到河流水體中，使河流水休能維持或變成供下游使用的原水源，不僅可行，而且可減少風險并發(fā)揮河流自凈能力。
在我國的城市污水處理技術政策中，提倡各類規(guī)模的污水處理設施按照經(jīng)濟合理和衛(wèi)生安全的原則，實行污水再生利用。再生水在農(nóng)業(yè)灌溉、綠地澆灌、城市雜用、生態(tài)恢復和工業(yè)冷卻等方面的利用。城市污水再生利用，應根據(jù)用戶需求和用途，合理確定用水的水量和水質(zhì)。污水再生利用，可選用混凝、過濾、消毒或凈化等深度處理技術。因此，缺水城市和水環(huán)境污染嚴重的地區(qū)，在規(guī)劃建設遠距離調(diào)水之前應積極實施城市污水再生利用工程，同時做好非投資性或低投資性的節(jié)水減污工作。
城市污水再生利用規(guī)劃建設要依照客觀需要和實際可能的原則，按照遠期規(guī)劃確定最終規(guī)模，以現(xiàn)狀水量及用水需求為主要依據(jù)確定實施規(guī)模。城市污水再生利用技術選擇與工程實施要考慮國情、實際條件和用戶需求，城市污水再生利用規(guī)模、處理程度、處理流程、輸水方式、再生水質(zhì)、使用用途的選擇上，既要滿足要求，又要經(jīng)濟合理。日前城市污水再生利用應著重于農(nóng)業(yè)灌溉、市政雜用、景觀水體、生活雜用、工業(yè)冷卻、生態(tài)環(huán)境和補充地表水。
城市污水再生處理工藝應根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、再生水用途及當?shù)氐膶嶋H情況和要求，經(jīng)全面技術經(jīng)濟比較后優(yōu)選確定。工藝選擇的主要技術經(jīng)濟指標包括：再生處理單位水量投資、再生處理單位水量電耗和成本、占地面積、運行性能可靠性、管理維護難易程度、總體經(jīng)濟與社會效益等。城市污水再生利用的工程設計，應對再生水水源的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進行詳細調(diào)查或測定，做出合理的分析預測；應切合實際地并安全可靠地確定再生水水源水質(zhì)和再生處理水質(zhì)要求，采用不同的單元工藝組合，優(yōu)化工藝設計參數(shù)。
1、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB 18918-2002）
2、城市污水處理廠污水污泥排放標準（CJ 3025-93）
3、城市污水回用設計規(guī)范（CECS 61:94）
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