污水可生化性的研究.docx

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污水可生化性的研究

污水可生化性的研究

　　　城市污水是指排入城市管网的生活污水及各种工业废水，此外还包括降雨、融雪以及夹杂的垃圾、废物等。

城市污水处理是环境保护的一项重要组成部分，对于保护当地的生态平衡以及改善自然条件，消除环境污染都是必不可少的，如果大量城市污水不加治理任意排放，会导致水体、土壤乃至空气的严重污染，进而会破坏人们正常的生产和生活，所以必须对城市污水进行处理控制，改善受污染水体的水质，使之能满足水体功能的要求。

2污水处理方法

　　污水处理实质上是采用各种手段和技术将污水中的污染物质分离出来，或将其转化为无害的物质，使之得到净化。

现在污水处理技术按作用原理可分为物理法、化学法和生物法。

物理法是利用重力分离的方法将污水中呈悬浮状态的固体物质分离出来；化学法是利用化学反应来分离、回收污水中各种形态的污染物；生物法即活性污泥法是利用微生物自身的各项生理活动来去处水中污染物。

3污水可生化性

　　在污水中，存在着各种有机物和无机物，大部分为有机物，部分为无机物，被微生物作为营养加以利用，使微生物获得需要的能量和合成新的细胞，这些被微生物利用的物质称为底物。

底物降解在污水处理中具有十分重要的意义，如果污水中的底物是可降解的，说明该污水采用生物处理法进行无害化处理是可行的。

生物处理法按净化原理可分为生物膜法和活性污泥法，由于活性污泥法研究十分充分，有大量的经验和数据，运行管理方便，亦较经济，因而在城市污水处理中普遍采用物理法与活性污泥法相结合的方法，故人们首先要考虑采用活性污泥法处理污水的可行性，简称污水的可生化性。

   评价污水处理的可生化性有很多方法，最简单的方法是用BOD5、CODcr之间关系简单评价。

BOD5与CODcr是污水处理中最基本的指标，BOD简称生化需氧量，可间接地反映能为微生物分解的有机物的总量，BOD5为5天的生化需氧量；COD简称化学需氧量，它是在高温有机催化剂及强酸环境下，强氧化剂氧化有机物所消耗的氧的量，所用的氧化剂为重铬酸钾，记作CODcr由于这个反应不受有机物是否能为微生物分解的影响，能够氧化微生物无法分解氧化的有机物，所以CODcr比BOD5值高。

　　CODcr值可分为能被生物降解的有机物的CODB值和微生物不能降解的有机物的CODBN值的两部分，即CODcr=CODB+CODBN（COD测定几乎能反映所有有机物，但一些难分解的有机物如苯等不与考虑）根据研究可认为CODB=1.72BOD5（见图1）。

　　通过关系式我们可以求出不能被生物降解的有机物CODBN的大概数值。

东郊污水处理厂采用渐减式曝气传统活性污泥法为主处理城市污水抽，取其96、97年比较明显有代表性的几个月份的BOD5、CODcr月平均值为例（见表1、图2）。

表1

项目

96.3

96.8

96.10

97.5

97.8

97.9

97.11

BOD5

进水

257.9

141.7

150.2

260.5

193

168.1

167.5

出水

17.5

15.6

17.8

20.5

15.9

13.2

18.7

去除率

93.2

89

88.1

92.1

91.8

92.1

88.8

CODcr

进水

457.8

321

359.6

481.3

401.5

382.6

368.3

出水

80.9

59.2

73.7

79

75.3

76.9

89.4

去除率

82.3

81.6

79.5

83.6

81.2

79.9

75.7

CODBN

14.2

78.3

101.3

33.2

69.5

93

80.2

　　从以上的数据可以看出，CODcr与BOD5的去除率曲线随CODBN的增大而降低，当CODBN过高时采用生物法去除污水中有机污染物，有机物去除率不是很高，出水时还残留有大量微生物无法去除降解的有机物，而这些难降解的有机污染物还会继续污染环境，由此可说明当CODBN过高时不宜采用生物处理法。

采用生物处理法必须控制CODBN，而其绝大部分来源于工业废水，所以在控制工业废水污染物排放浓度的同时还要考虑CODBN是否过高，如果排放总量很高，用其它方法如稀释法降低排放浓度，但有机物总量没有改变，还是会对处理造成不良后果。

　　CODBN值对有机污染物去除率影响很大，CODB=1.72BOD5这个比例关系是比较理想化的，由于污水来源比较复杂、多变，有机污染物浓度也不稳定，根据以往经验用BOD5/CODcr比值也可以简单判别污水的可生化性，BOD5/CODcr≥70%说明污水中的有机物基本可以被生物处理方法全部去除反之BOD5/CODcr比值越小，越难于生物处理，有的工业废水BOD5/CODcr≤0.3即使提高有机物浓度，也很难采用生物工艺有效去除污染物。

   东郊污水处理厂97年BOD5/CODcr月平均值如下：

1月份

2月份

3月份

4月份

5月份

6月份

BOD5

156.1

186.9

211.4

264.7

257.5

176.5

CODcr

641.7

296.3

365.9

418.1

493.6

313.1

BOD5/CODcr

0.246

0.632

0.577

0.634

0.543

0.562

7月份

8月份

9月份

10月份

11月份

12月份

BOD5

248.3

222.1

182.2

177.4

155.5

198.5

CODcr

607.2

376.6

317.7

228.1

375.8

333.6

BOD5/CODcr

0.409

0.602

0.573

0.776

0.414

0.596

　　BOD5/CODcr>70%认为值偏大不宜采用将其删除。

　　97年BOD5/CODcr平均值为0.528、96年BOD5/CODcr平均值为0.462、95年BOD5/CODcr平均值为0.476、94年BOD5/CODcr平均值为0.494、93年BOD5/CODcr平均值为0.314。

　　以上反映出我市污水BOD5/CODcr的比值呈逐年上升趋势，说明我市环保部门加强了对工厂排放污水的管理和控制，排水水质改善，使污水中BOD所占比例逐年相对增加，污水可生化性加强。

4结论

　　综上所述，在城市污水处理过程中,可生化性的关键在于对污水排放的管理和控制，而对工业废水的治理尤为重要，特别是难降解的特殊污染物，应在出厂之前对其进行一定程度的处理后再排入城市管网，以便于后续处理，减少其对环境产生的危害。

污水人工快速渗滤处理技术

   快速渗滤系统（RapidInfiltrationSystem,简称RI系统）是污水土地处理系统的一种。

传统的RI系统占地面积大，水力负荷低，最高的日水力负荷也仅0.03m，这是由于传统的RI系统主要是利用天然的砂土地进行渗滤，场地土层不均一而使得水力负荷无法提高[1]。

为此，中国地质大学（北京）近年来致力于人工快速渗滤系统（ConstructedRapidInfiltrationSystem,简称CRI系统）的研究，到目前已成功地从试验研究转向实际工程应用，并首先在我国南方地区开始推广应用，这一技术目前国外尚未见有研究报导，属于国内首次开发。

CRI系统的渗滤池为人工填充的具有一定级配的天然河砂，并掺入一定量的特殊填料，以保证既有较高的水力负荷，又能满足出水的处理要求。

CRI系统是利用快渗池内的人工介质和特殊填料进行的过滤、吸附以及微生物的降解等多种作用的相互结合，使废水中的有机物进行分解去除，从而达到水质净化目的的一种生态学处理方法，它适用于河流污水资源化和生活污水处理。

CRI系统不仅具有操作简单、运行管理方便、低能耗、低投资和低运行管理费用等优点，同时也有水力负荷高和出水水质好等特点[2]。

1．CRI系统工艺流程

   CRI系统的工艺流程如下图所示：

   预沉池的功能主要是降低污水中的SS，以便提高渗池的渗滤速度，防止堵塞。

污水通过渗池的过程中产生综合的物理、化学和生物反应使污染物得以去除，其中主要是生物化学反应，使有机污染物通过生物降解而去除。

地下集水系统的功能是收集净化水，净化水进入清水池贮存供回用。

快速渗滤法的主体是快速渗滤池，该系统由至少两个装填有一定厚度砂石填料滤池组成，采用干湿交替的运转方式，通过滤池内的好氧、厌氧及兼氧性微生物降解污染物。

落干期渗池大部分为好氧环境，淹水期渗池为厌氧环境，所以渗池内经常是好氧和厌氧相互交替，有利于微生物发挥综合处理作用，去除有机物。

就氮的去除而言，落干时产生铵化和硝化作用，淹水期产生反硝化作用，氮通过上述转化过程而被去除；悬浮固体经过过滤去除；重金属经吸附和沉淀去除；磷经吸附和与渗池内的特殊填料形成羟基磷酸钙沉淀而去除；病原体经过滤、吸附、干燥、辐射和吞噬而去除；有机物经挥发、生物和化学降解等作用而分别被去除[3]。

2．CRI系统处理效果

   河北涿洲的现场小型试验证明，CRI系统的日水力负荷可达2m以上，出水质量达到或优于二级处理出水标准，CODcr一般在50mg/L以下，最低小于20mg/L，BOD5一般在20mg/L以下[4]；深圳三棵竹和东莞华兴电器有限公司的现场试验和实际工程的应用证明，对于河流污水日水力负荷可达1.5m3/（m2•d）以上，对于生活污水日水力负荷可达1m3/（m2•d）以上，出水质量达到或优于二级处理出水标准，CODcr一般在40mg/L以下，最低小于20mg/L，BOD5一般在10mg/L以下[5]；对茅洲河水的研究结果表明，在1.5m/d的水力负荷条件下，CRI系统对SS、CODcr、BOD5、NH3-N、和TP的平均去除率分别为89.51%、77.82%、85.33%、98.28%和60.19%，处理出水中SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP的平均浓度分别为2.5mg/L、15.7mg/L、2.89mg/L、0.32mg/L、和0.86mg/L，处理出水SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TPS均达到了污水综合排放标准（GB8978-1996）、城镇二级污水处理厂一级排放标准、生活杂用水水质标准（CJ25.1-89）和再生水回用于景观水体的水质标准（GB3838-2002）的Ⅲ类水质标准，可以作为饮用水源水[6]。

3．CRI系统的优势

（1）建设成本低，运行费用更低

   CRI系统中占建设成本最大的投资为填料，主要为河沙。

一般地，每吨水处理建设成本约为800~1000元人民币；如果能做到污水自流，不需要提升，则运行成本低于0.2元人民币/吨。

（2）抗冲击负荷强，系统稳定性好

       CRI系统1m3的体积可以处理2吨以上河流污水，是一般传统人工湿地系统处理效率的6倍，COD负荷范围可以在100~900mg/L，系统仍能稳定运行。

（3）应急处理和深度处理可以有机结合，出水效果好，不造成投资浪费

CRI系统中通过调整水力负荷，可以处理不同的水量，水力负荷在一定范围内变化，对出水效果影响较小。

水力负荷的大小，与选择滤料的级配有关，因此通过不同级配的滤料选择，可以调整不同的水力负荷，达到不同的处理效果。

对于深度处理，降低水力负荷，出水优于二级处理，而且除磷效果佳，也有一定除氮功能，只要部分更换滤料即可达到深度处理，其它设施可以不作任何变动，不造成投资浪费，做到应急与深度处理有机结合[7]。

（4）不造成二次污染，不对污泥作任何处理

   CRI系统不需投加药剂，主要通过生化作用处理污水，不造成二次污染；污泥在填料中由细菌消化，不产生污泥。

也不需要对系统进行反冲洗，主要通过特殊滤料进行。

（5）占地面积相对不大

   CRI系统滤层最佳深度为2m左右，1m3的体积可以处理2m3以上污水，10万m3污水需占地约5万m2，大大小于传统人工湿地，与一般的二级污水处理工艺的占地要求相当。

4．CRI系统的应用前景

   我国是一个人均水资源占有量匮乏的国家，地表水体的生态环境严重恶化，许多地区和城市严重缺水。

我国水污染严重和水资源短缺已经成为制约我国经济发展，危害生态环境，影响人民生活和身体健康的突出问题[8]。

因此因地制宜采用分散和集中相结合的污水处理技术，进行污水处理无害化、资源化是很有必要的。

近年我国政府将投入巨资进行河流水污染治理，以深圳市为例，将投入70亿资金治理深圳辖区内的7条河流，在近期又将增加25亿元进行珠江水系专项治理。

三峡库区水污染治理、北京水系规划、上海水环境治理、南水北调工程水环境综合整治等计划都在实施中，CRI系统凭借其经济有效的处理优势，在河流水污染治理领域有广泛的应用前景。

此外，我国村镇级生活污水治理问题也成为我国环境保护的重要内容，我国农村人口众多，经济综合实力差，低建设成本、易于管理的污水处理技术，是村镇污水处理的主要模式，CRI系统正好顺应了我国村镇污水处理的基本国情，必将在该领域发挥重要作用。

因此，CRI技术在河流污水资源化和城镇生活污水处理方面具有重要的经济效益、环境效益和社会效益。