城市低浓度废水处理技术

城市低浓度废水处理技术。

 

水是人类不可缺少的自然资源，但近年来，随着城镇人口的增加和工业制造业的发展，工业生产废水和生活污水日益增多，水体污染日益严重，污水处理日益困难。与传统污水不同，城镇低浓度污水一般是指化学需氧量(COD)低于1000mg/L或生化需氧量(BOD)低于500mg/L的污水，而化学法是指将污水中需要氧化的物质的含量测定为有机物质的污染程度，而化学法则是将水体中有机物质的代谢消耗量测定为有机物质的污染程度。城市低浓度污水包括生活污水和工业生产废水，其污染物主要是有机物、悬浮颗粒和氮磷等元素，其突出特点是污水含碳量低，在污水处理过程中无法为微生物对水体中的有机污染物提供足够的养料，减少了污水中的有机化学反应，造成氮磷元素的去除不干净，从而限制了后续去除氮磷元素的效果，消耗大量能源，造成污水处理的低效。所以，城市低浓度污水处理的关键矛盾在于，污水中的微生物如何获得足够的碳元素，以促进有机化学反应，尽可能降低水体中的氮磷浓度，同时达到节能减排的目的。这个矛盾已成为当前城镇污水处理中亟待解决的重大问题，下面也将围绕这个矛盾介绍并分析比较先进的污水处理工艺。

一、我国污水处理现状。

目前，我国的污水处理从20世纪20年代开始，前期发展缓慢，污水处理厂虽多，但处理技术水平不高。另外，未达到饮用水标准的水体占59%，达到饮用水标准的水体仅占41%。此后，我国在污水处理方面的投资不断增加，引进了许多新的污水处理工艺来处理我国的污水。普通污水处理可分为：一级处理，主要采用物理法去除污水中不溶性悬浮颗粒；二级处理，主要采用微生物法去除污水中的有机污染物；三级处理，主要采用各种化学和生化反应法去除污水中的氮磷等元素。废水的处理率取决于污水的污染程度和含有的污染物。

二、用于处理低浓度废水的主要技术。

1.序列化活性污泥法。

序批活性污泥法是一种以间歇曝气法为特征的活性污泥污水处理工艺，其特点是操作过程有序而又不连续。在我国城市污水处理中，对序批式活性污泥法进行了较深入的研究，其工艺已趋于成熟。序批式活性污泥法工艺流程简单，在同一反应池中，废水以进水、曝气、沉淀、排出、待机等时间顺序进入同一反应池，完成生化反应，成本低，同时脱氮除磷效果好，抗冲击性能好。但是，传统的序批式活性污泥法处理后的废水在反应器中平均贮存时间过长，处理方法不正确，除氮除磷效果不好，还会引起污泥膨胀等问题。考虑到当今的污水量大，污染严重，研究者们更多的关注于将生物化学处理和物化处理相结合来达到更好的污水处理效果。在序批式活性污泥法反应器中加入多种无机混凝剂，形成序批式活性污泥法——混凝协同作用过程，用于处理城市低浓度污水。实验结果表明，新型絮凝剂的加入，能有效地去除废水中的重铬酸盐、悬浮固体和磷元素，并能使废水在反应器中停留的平均时间减少一半，能有效地抑制污泥膨胀，降低处理后水体中的悬浮颗粒含量；将活性炭粉投入序批式活性污泥反应器中，可使微生物在活性炭粉表面形成一层生物膜，使水中碳含量充足，微生物有足够的碳元素对有机物进行分解，从而提高除氮除磷的效率，降低水体中氮磷含量。不同种类的微生物可以聚集在一起形成不同的耗氧区，从而提高后续反硝化反应的效率。实验结果表明，采用生物化学处理和物化处理相结合的传统顺序污泥法处理城市低浓度污水，能更有效地去除废水中的污染物。

2.生物膜法。

生物膜法是与活性污泥法并列的一种污水处理方法，它是在污水自净化过程中，通过人工强化处理，以去除污染水体中的有机物。由于生物膜法的生物量较小，因此与活性污泥法相比污染水体的处理难度较小，同时由于成本问题，生物膜法一般应用在小规模污水厂或废水厂。为实现低成本、低能耗、高效益的污水处理，研制低成本生物膜已成为研究者关注的焦点。研究者发明了渗透混凝土生物膜，这种生物膜是由混凝土和填料按一定比例混合而成的渗透膜，污水可以渗透到这种生物膜的内部，由膜内附着的微生物分解有机污染物，从而净化污水，同时这种生物膜成本低、效率高，具有很高的污水处理效益。结果表明：生物膜中重铬和悬浮物的含量在1.5h时明显下降，但对磷的去除效果不明显，有待于进一步深入研究；

3.生物脱氮除磷技术。

该工艺流程最简单，应用最广泛，是生物脱氮除磷工艺。该方法包括厌氧反应器，低氧反应器，好氧反应器和沉淀池。废水首先进入厌氧反应器，主要是去除污水中的部分有机污染物磷；污水从厌氧反应器中出来后，直接进入缺氧反应器，去除污水中的氮；随后进入好氧反应器，该反应器具有多功能，可以去除污水中的氮磷和有机物；最后进入沉淀池，分离泥水。该工艺在好氧反应池中碳含量较低，从而降低了脱氮去磷效果，西朗污水处理厂通过生物絮凝和生物脱氮去磷工艺的结合，在很大程度上解决了该问题。

4.膨胀颗粒污泥床反应器与序批式活性污泥联合处理工艺。

膨胀式颗粒污泥床反应器是第三代厌氧生物反应器，它克服了前几代反应器混合效果差、污水流失等问题，通过增加流速和加速出水，使颗粒污泥充分膨胀，增加污水与微生物的接触面积，促进微生物对有机物的分解，提高处理效率。废水经膨胀颗粒污泥床处理后，进入序批式活性污泥反应器，可使二者优势互补，弥补不足，对悬浮颗粒、有机物和氮磷元素去除效果最好。

5.厌氧折流板反应器

厌氧折流板式反应器是一种高效的厌氧污水生物处理新技术，它将折流板与污泥床连接在一起，形成若干个串联的反应室，使污水沿折流板上下流动，通过各反应室依次进行不同的除污反应。该反应器主要应用于高浓度废水的处理，但对低浓度废水的处理效果也较好。厌氧折流板式反应器结构简单，使用成本低，微生物能够充分接触污染物，平均停留时间短，具有较强的抗冲击能力和复原能力。折流设计对污水处理效果有重要影响，一般低浓度污水处理所设计的隔板要小一些，以控制进水量和污水停留时间。厌氧折流板式反应器对有机物的分解效果明显，但脱氮除磷效果较差。

三、人工湿地的处理技术。

构造浅显易懂，施工操作费用低，人工湿地抗冲击能力强，对低浓度污水处理效果好。近几年来，将人工湿地和其它处理方法结合起来处理污水也有了长足的发展。采用粉煤灰与细煤渣或粉煤灰与空心砖配合使用，前者能有效去除有机污染物，后者能有效去除磷元素，同时还有生态湿地可结合多种植物可去除特定污染物，可为城市污水处理提供有益的借鉴。

四、结论

近几年来，我国城市污水处理率偏低，污水含碳量较低，微生物对有机物分解不彻底，进而影响后续脱氮除磷效果。以上对污水处理工艺的分析为我国城市低浓度污水处理提供了新的思路。

1.明确了我国城镇低浓度污水处理的主要矛盾，即如何使微生物获得足够的碳素；

2.如何在现有的污水处理工艺基础上，寻找解决城镇低浓度污水的有效途径。文章经过分析发现，是可以的。