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1、浅谈国内外城市污水处理工艺现状浅谈国内外城市污水处理工艺现状1132510105 王梦迪城市污水处理对于改善水环境，提高居民生活质量，促进城市全面协调和可持续发展具有重要作用。面对日益短缺的淡水资源，污水是一种潜在的水资源。随着城市化进程的加快和经济建设的飞速发展，城市污水排放量也迅速增加，大量未经处理的污水任意排放，如果不能得到妥善处理，将给城市及水环境造成严重污染，影响人居环境质量和城市的可持续发展。一、国内外水资源现状随着人口的不断增加，经济的不断发展，人类不但消耗大量的水资源，同时也对植被造成了巨大的破坏，除此之外，还有向环境排入的大量污染物，造成水资源环境明显恶化，使全球可利用的淡水
2、日益减少，供需矛盾突出。我国是一个水资源短缺，水灾频繁的国家，水资源总量居世界第六位，人均占有量约为世界人均水量的四分之一，是世界上 13 个贫水国家之一，每年有大量工农业废水和生活污水未经处理就排入水域，导致大面积水域遭到污染。同样的，世界上其他国家也或多或少的受到水污染的困扰。为此，各国政府对于污水处理的工作极为重视，从各方面支持水处理行业的发展。二、国内外污水处理概况简述在各国认识到污水处理的重要性之后，纷纷开始支持鼓励水处理行业的发展，国内外对污水处理都制定了相关的政策和法理法规。伦敦早在 1884 年就制定并颁布了公共健康法，1852 年制定了城市税法，1876 年颁布了河流污染防治
3、法。美国于 1948 年颁布了水污染控制法。日本 1896 年制定并颁布了河流法，1970 年颁布水质污染防治法。英国 1961 年通过了河流污染控制法。1984 年我国公布了中华人民共和国水污染防治法 ，后又为控制城市水污染，促进城市污水处理设施建设及相关产业的发展，根据中华人民共和国城市规划法和国务院关于环境保护若干问题的决定制订了城市污水处理及污染防治技术政策。政策指出：城市污水处理设施建设，应依据城市总体规划和水环境规划、水资源综合利用规划以及城市排水专业规划的要求；做到规划先行，合理确定污水处理设施的布局和设计规模，并优先安排城市污水收集系统的建设。城市污水处理应考虑与污水资源化目标
4、相结合，积极发展污水再生利用和污泥综合利用技术。鼓励城市污水处理的科学技术进步，积极开发利用新工艺，新材料和新设备。2010 年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于 50%，设城市的污水处理率不低于 60%，重点城市的污染处理率不低于70%。全国设城市和建制镇均应规划建设城市污水集中处理设施，达到排放的工业废水应纳入城市污水收集系统并与生活污水合并处理。对排入城市污水收集系统的工业废水应严格控制重金属，有毒有害物质，并在厂内进行预处理，使其达到国家和行业规定的排放标准。对不能纳入城市污水收集系统的居民区，旅游风景点，度假村，疗养院，机场铁路汽车站经济开发小区等分散的人群聚居地排放的污水和
5、独立工矿区的工业废水，应进行就地处理达标排放。设市城市和重点流域及水资源保护区的建制镇。必须建设二级污水处理设施，可分期分批实施，采纳水体为封闭或半封闭水体时，为防治富营养化、城市污水处理设施建设；应采用成熟可靠的技术。根据污水处理设施的建设规模和对污染物排放控制的特殊要求，可积极稳妥的选用污水处理新技术。城市污水处理设施出水应到国家或地方规定的水污染物排放控制的要求。对城市污水处理设施出水水质有特殊要求的，须进行深度处理。除此之外，还有中华人民共和国国务院令第 284 号等相关政策和法律法规。国内外采用的污水处理技术一般有以下几种：不溶态污染物的分离技术：1、重力沉降：沉砂池（平流、竖流、旋
6、流、曝气） 、沉淀池（平流、竖流、辐流、斜流） ；2、混凝澄清；3、浮力浮上法：隔油、气浮；4、其他：阻力截留、离心力分离法、磁力分离法。污染物的生物化学转化技术：1、活性污泥法：SBR、AO、AAO、氧化沟等；2、生物膜法：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等；3、厌氧生物处理法：厌氧消化、水解酸化池、UASB 等；4、自然条件下的生物处理法：稳定塘、生态系统塘、土地处理法。溶解态污染物的物理化学分离技术：1、吸附法；2、离子交换法；3、膜分离法：扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤、纳滤、微滤；4、其他分离方法：吹脱和气提、萃取、蒸发、结晶、冷冻。常见污水处理方法：物理法：物理或机械的分离过程。
7、过滤，沉淀，离心分离，上浮等；化学法：加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程。中和，氧化，还原，分解，混凝，化学沉淀等；物理化学法：物理化学的分离过程。气提，吹脱，吸附，萃取，离子交换，电解电渗析，反渗透等；生物法：微生物在污水中对有机物进行氧化，分解的新陈代谢过程。活性污泥，生物滤池，生物转盘，氧化塘，厌气消化等。现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD 一般可去除 30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。二级处理，主要去除污
8、水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD，COD物质） ，去除率可达 90%以上，使有机污染物达到排放标准。三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。发展中国家和发达国家污水处理技术发展程度不尽相同，一般发展中国家都采用先建设一级处理以后再逐步完善二级处理的策略。但以自然沉淀为主体的一级处理污染物去除率较低，悬浮固体去除率一般为 40%60%，BOD5去除率仅为 20%30%，COD 去除率为 50%左右，仅采用一级处理难以有效地控制水环境污染，因此需要改进和进一步强
9、化处理。化学强化一级处理是在以及处理的基础上投加絮凝剂强化去除污染物的方法，工艺流程简单，易于操作管理。由于城市污水水量大，需要投入大量絮凝剂，因而其处理效果和运行成本的关键在于所投加的絮凝剂。无机絮凝剂中尤以硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铁以及石灰等应用较为广泛。有机絮凝剂具有用量少、效能高的特点在城市污水处理中常用的有合成高分子絮凝剂聚丙烯酰胺、天然高分子改性絮凝剂壳聚糖、木质素等。由于有机高分子絮凝剂价格高，因而常与无极絮凝剂复配实用，既降低了药剂投加量和运行成本，又提高了絮凝效果。化学强化一级处理技术对 SS、CODCr、和 BOD5有较好的处理效果，且系统占地面积和基建投资也
10、小于活性污泥法，采用高效絮凝剂，具有投资低廉、运行费用低、易于管理、处理过程稳定可靠等优点。但化学强化一级处理技术对污水中氨氮去除率小于 20%，出水氨氮指标达不到排放要求。另外，污泥体积增大，使污泥的处理处置难度加大，因而在采用化学强化一级处理城市污水时，必须同时考虑药剂费用和污泥的处理处置费用。生物絮凝吸附强化一级处理技术主要是利用沉淀池污泥活化后进行回流，再利用火星污泥中微生物絮凝吸附作用快速去除污染物的方法。各项污染物的去除率有明显的提高。生物絮凝吸附强化一级处理不必投加化学药剂，因而污泥产量较物化法少，但比二级生物处理产污泥量多。流程简单，运行费用较低，对有机物去除率较高，但对氨氮和
11、磷几乎没有去除效果。总体上生物絮凝吸附强化一级处理出水达不到排放要求，可做预处理减轻二级处理符合或扩大二级处理能力。除上述方法外，还可以将上述两种形式结合起来强化一级处理，则对各项污染指标均有较强的去除能力，同时结合两者优势，降低成本，提高处理成效。随着工农业生产的迅速发展以及城市化进程的加快，含有高浓度氮磷物质的生活污水，工业废水和农田地表水汇入湖泊等水域，造成水体中藻类等植物大量繁殖，导致水体富营养化，因此需要对污水进行脱氮除磷处理。常用的处理方法有物理法，化学法和生物法。其中生物法是应用最为广泛的处理方法。生物脱氮是在好样环境中，硝化细菌将污水中有机胺转化成氨氮，经过好氧硝化细菌的硝化作
12、用转化为硝态氮或亚硝态氮；在缺氧环境中，利用反硝化细菌将硝态氮或亚硝态氮转化为氮气，达到脱氮的目的。生物除磷在厌氧、好氧交替的环境中进行。在厌氧阶段，聚磷菌吸收污水中极易降解的有机物，同时将体内存储的聚磷酸盐释放出来，以获得能量。在好氧环境，聚磷菌将体内存储的有机物氧化分解，同时超量摄取污水中的聚磷酸盐，通过排除污泥达到除磷的目的。经过几十年的发展，生物脱氮除磷工艺日趋完善。目前，以传统的生物脱氮除磷理论为基础的 A2O 及其改良工艺成为主流。传统污水深度处理技术主要包括混凝、气浮、过滤小毒技术以及几种技术的组合工艺。直接过滤消毒处理技术不仅可截留水中的悬浮物，而且通过滤层还可把水中的有机物、
13、细菌乃至病毒随着悬浮物的降低而大量去除。混凝沉淀和混凝过滤消毒处理技术可以降低污水的色度和浊度，去除多种高分子物质、有机物和某些重金属毒物，且除磷效果显著。这两种技术因其设备简单、处理效果好等优点，所以得到广泛应用。气浮过滤消毒也是一种传统污水回用处理技术，可有效去除污水中的悬浮物和部分有机物，而且在气浮前一般先进行混凝处理，以使水质进一步提高。物理化学法主要是利用射线和臭氧消毒及活性炭吸附等技术处理城市二级出水，与传统污水深度处理技术相比，具有占地面积小、出水水质好等优点。韩国和意大利污水处理厂用 UV 紫外线消毒系统进行深度处理后直接用于农业灌溉，取得了一定的成绩。生物法处理城市二级出水技
14、术主要包括自然处理技术和生物膜处理技术。生物膜中的生物过滤技术能有效去除二沉池出水中的大多数有机物、氮、磷，并减少后续消毒费用，因而在回用领域的应用越来越广泛。膜分离法是利用一种半透膜把溶液隔开，使溶液中的某些溶质或水渗透出来，从而达到分离溶质的目的。随着制造成本的见地，膜处理技术用于高效、节能和工艺简单等优点，已经被广泛地应用于污水深度处理领域。现在应用较多的膜处理技术有微滤、超滤、反渗透和近年来新兴的膜生物反应器技术。三、国内外污水再生利用城市污水回用的历史已有近百年，目前正处于全面普及的开始阶段。从城市污水回用的技术研究成果和工程应用状况来看，将城市污水处理后再利用，无论在技术上，还是在
15、经济上都是可行的。目前再生水的利用方式主要有农业、工业、环境娱乐、补充水源及地下水和市政杂用等。目前，我国再生水的用途有以下方面：城市、工业、农业、环境娱乐和补充水源水等。根据具体的使用目的和水质要求不同，水源、污水再生利用的设施和技术也随之不同。再生水用于城市杂用的具体用途有：绿化用水、冲洗车辆用水、浇洒道路用水、厕所冲洗水、建筑施工和消防用水。再生水用于农业可以采用直接灌溉和排至灌溉渠或自然水体进行间接回用两种方式。国外再生水利用的经验告诉我们，用于农业的再生水量通常都占较大的比重。再生水用于工业包含两方面：工业利用再生的城市污水和工业废水的内部循环。再生水可用于量大面广的冷却水、洗涤冲洗
16、用水及其它工艺低质用水。环境娱乐性用水主要为形成娱乐性或观赏性湖泊等。娱乐用水又可以分为主要接触和次要接触两大类。污水再生利用的其它方式还包括地下水回灌和饮用型回用。我国污水经二级处理后出水做生活杂用水，一般采用以下工艺：流程一：二级出水消毒回用（绿化、冲厕所）流程二：二级出水过滤消毒回用（空调冷却水等）流程三：二级出水混凝沉淀砂滤消毒回用(洗车、消防、空调冷却等)流程四：二级出水混凝沉淀砂滤活性炭吸附消毒回用（生活给水）美国主要用于农业灌溉、工业冷却和市政景观；日本再生水中 41%被用于工业用水，32%被用于环境用水，8%用于农业灌溉。日本是工业国，主要用于工业，近几年增加了环境用水，它用于农灌的比例远小于美国。以色列 42%的再生水直接回用于灌溉，30%回灌地下和排入河道供间接回用，其余的用于工业和城市杂用。回灌地下的再抽出至管网系统，输送到南部地区，最南部地区甚至将它作为饮用水源。其它部分国家的再生水利用实例见表三，此外阿根廷、巴西、智利、秘鲁、科威特、塞浦路斯、突尼斯等国都开始利用再生水，用于农业灌溉的比例最大。再生水的价值，体现
