水及污废水处理技术的新发展.docx

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水及污废水处理技术的新发展

水及污、废水处理技术的新发展

专业：

给水排水112班

姓名：

王晶

学号：

07

指导老师：

冀琳彦

摘要：

我国制造业高速发展，大量的制造业在生产、加工过程排放的废水、废气等污染物需进行治理,目前的防治技术使企业投入极高的治污费用,增加生产成本,甚至一些水源保护区不能从事表面处理工序,影响了企业和局部地区的经济发展。

本研究将以资源的高效利用为目标,以"减量化、循环再利用,资源化、减排"为原则,通过解决相应工艺技术,使物质闭路循环和能量梯次使用,通过资源多次循环和高效利用,实践污染物的低排放甚至零排放,实现循环经济发展和环境保护的"双赢"。

从而有效解决企业污染防治的技术瓶颈.使许多从事表面处理的企业实现循环经济的理念,解决继续生产中减污、增收,实现了环境效益、社会效益、经济效益的协调可持续发展。

关键词：

污废水循环经济环境效益资源的高效利用

1、城市污水处理及基本工艺技术

首先城市污水处理是指为改变污水性质，使其对环境水域不产生危害而采取的措施。

城市污水处理一般分为三级：

一级处理，系应用物理处理法去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵；二级处理，系应用生物处理法将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质；三级处理，系应用化学沉淀法、生物化学法、物理化学法等，去除污水中的磷、氮、难降解的有机物、无机盐等。

而城市污水处理技术就是利用各种设施设备和工艺技术，将污水所含的污染物质从水中分离去除，使有害的物质转化为无害的物质、有用的物质，水则得到净化，并使资源得到充分利用。

城市污水处理技术通常有物理处理技术、化学处理技术、物理化学处理技术、生物处理技术等。

　　典型的物理处理技术在城市污水处理中应用的有沉淀技术、过滤技术、气浮技术等。

　　典型的化学处理技术和物理化学处理技术有中和、加药混凝、离子交换等。

　　典型的生物处理技术有好氧牲氧化分解和厌氧生物发酵技术。

然而各个传统的处理技术在对于当今处理难度愈发困难的城市污水不免显得有些吃力。

2、我国城市污水处理现阶段的情况

2008年中国水资源总量27127亿立方米，比上年增加7.4%；人均水资源2048立方米，增加6.9%。

全年平均降水量659毫米，增加8.0%。

年末全国大型水库蓄水总量1962亿立方米，比上年末多蓄水93亿立方米。

全年总用水量5840亿立方米，比上年增长0.4%。

其中，生活用水增长0.6%，工业用水增长1.8%，农业用水减少0.2%，生态补水减少0.7%。

万元国内生产总值用水量231.8立方米，比上年下降7.9%。

万元工业增加值用水量130.3立方米，下降7.0%。

人均用水量440.9立方米，下降0.1%。

七大水系的409个水质监测断面中，Ⅰ～Ⅲ类水质断面比例占55.0%，比上年提高5.1个百分点；劣Ⅴ类水质断面比例占20.8%，比上年下降2.8个百分点。

七大水系水质总体上持续好转，部分流域污染仍然严重。

目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段，目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，而全国城镇污水处理率不高，我国仍有一半的城市没有污水处理厂。

2008年末中国城市污水处理厂日处理能力达8295万立方米，比上年末增长16.1%；城市污水处理率达到65.3%，提高2.4个百分点；集中供热面积32.1亿平方米，增长6.6%；建成区绿地率达到31.6%，提高0.3个百分点。

随着国家对污水处理行业的重视程度日益提高，污水处理市场的市场潜力也不断增加。

根据环保总局“十一五”规划的污水处理目标，到2010年，中国的污水处理率要达到70%。

以此计算，中国未来的污水处理率每年将提高3.6个百分点。

达到目标，将需要大量资金进行管网建设、污水处理厂的建设，污水处理设施的采购。

另据国家建设部估计，“十一五”期间，在污水处理方面的投资将达到3000多亿元。

其中，城市污水改造工程共涉及投资836亿元。

污水处理市场十分巨大，污水处理行业发展已进入快车道。

3、现阶段城市污水处理工程的较新工艺技术

新型形式:

延时曝气

延时曝气（extendedaeration）活性污泥法的一种形式。

特点是污泥负荷低、曝气时间长、有机物氧化度高和生剩余污泥量少。

延时曝气工艺类似于传统推流式工艺，但是该工艺在生长曲线的内源呼吸阶段运行，需要较低的有机负荷及较长的曝气时间。

由于SRT长（20~30d），HRT为24h，曝气设备的设计就要受到混合需要的控制，而不是需氧量。

该工艺广泛应用于小城镇中有预制间的工厂，一般不采用初沉池。

与传统活性污泥沉淀池相比，该工艺二沉池设计的水力负荷更低，这样就能更好地处理典型小城镇的大流量变化。

尽管生物活性污泥能被较好地稳定，但仍然需要额外的生物活性污泥稳定池以进行废水回用。

.SBR技术

SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。

与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。

它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。

正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：

.理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。

.运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。

.耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。

.工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。

.处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。

.反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。

.SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。

.脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。

工艺流程简单、造价低。

主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。

　　SBR系统的适用范围

　　由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。

就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况：

.中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。

.需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。

.水资源紧缺的地方。

SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。

.用地紧张的地方。

.对已建连续流污水处理厂的改造等。

.非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。

.ICEAS技术

ICEAS全称为间歇式循环延时曝气活性污泥法（IntermittentCycleExtendedAeration），其最大的特点就是在反应器的进水端增加了一个预反应区，运行方式为连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段。

污水从预反应区以很低的流速进入主反应区，对主反应区的泥水分离不会产生明显影响。

　　ICEAS的运行方式：

将SBR反应池沿长度方向分为两个部分，前部为预反应区，后部为主反应区。

预反应区可起调节水流的作用，主反应区是曝气、沉淀的主体。

ICEAS是连续进水工艺，不但在反应阶段进水，在沉淀和滗水阶段也进水。

污水进入预反应区后，通过隔墙底部的连接口以平流流态进入主反应池，在主反应池中进行间歇曝气和沉淀滗水，成为连续进水、间歇出水的SBR反应池，使配水大大简化，运行也更加灵活。

与经典SBR工艺相比，ICEAS工艺具以下特点：

a.沉淀特性不同

ICEAS的沉淀会受到进水扰动，破坏了其成为理想沉淀的条件。

为了减少进水带来的扰动，一般将池子设计成长方形，使出水近似于平流沉淀池。

b.理想推流性能和污泥膨胀的控制

由于连续进水，ICEAS丧失了经典SBR的理想推流和对难降解物质去除率高的优点，而且不能控制污泥膨胀的发生，所以需要设置选择区。

c.因连续进水而适用于较大型污水处理厂

连续进水不用进水阀门之间切换，控制简单，从而可应用于较大型的污水厂。

与其它工艺相比，ICEAS工艺具有如下优点：

a.占地面积小，土建投资少

ICEAS工艺所有的反应阶段都在同一反应池中连续不断进行，减少了初沉池、二沉池、污泥消化池等构筑物。

占地面积小，池体容积少，因而土建投资低。

b.设备少，能耗低

ICEAS技术是一种改进的延时曝气系统，运行时曝气时间短，氧利用率高。

另外不需要回流污泥再循环管路系统，回流泵和回流污泥控制设备，因此能耗较其他工艺低。

c.沉淀效果好

ICEAS反应池在沉淀阶段时起沉淀池作用。

由于此阶段已停止曝气，只有进水而无出水，沉淀过程处于半静止状态，污泥沉淀时间充分，固液分离效率高。

d.耐冲击负荷，运行灵活

由于是连续进水，每个反应池所承受的水质水量是均等的，因此耐冲击负荷性更强。

可以通过调节周期来适应进水量和水质的变化。

高效复合生物带接触氧化污水处理工艺

科利尔复合生物带接触氧化污水处理工艺科利尔复合生物带接触氧化污水处理工艺，是依据科利尔高新生物科技技术开发的高效接触氧化法污水处理工艺。

科利尔复合生物带（KIC）高效接触氧化法污水处理工艺，具有运行稳定、管理方便，建设费用、运行费用、占地和能耗低等特点；特别是能保证冬季水温较低时的废水处理效果，确保处理后的出水水质的各项指标达到国家排放标准的要求。

我国目前城市污水处理现状及分析对策

当前我国城市污水多采用生物接触氧化法进行处理。

生物接触氧化法在反应器内装有填料，使反应器内污泥浓度大大高于传统的活性污泥法。

MLSS=10g/L左右（而普通活性污泥法MLSS=2~3g/L），因而，污泥负荷大大提高，可达0.5kgBOD5/（m3.d），具有承受较高有机负荷和冲击负荷的能力，曝气时间的缩短使占地面积大大降低。

由于生物膜法不存在污泥膨胀之忧，操作管理方便，因而在国外得到广泛应用和开发研究。

填料的发展推陈出新，使生物接触氧化法得到完善，使其应用更加简单、方便、可靠和高效。

而从总体上看，我国现有城市污水处理厂废水处理效果较好，但脱氮脱磷处理的比例低，剩余污泥的处置不够安全。

　　1995年，联邦德国城镇污水处理厂所排放的废水中，COD浓度小于50mg/l的占废水总量的80.1%，BOD浓度小于10mg/l的占87.5%；处理后废水平均浓度为COD41mg/l、BOD7mg/l，耗氧等级为1.9；营养物质浓度也很低，总氮、总磷平均浓度分别为18mg/l和1mg/l，污水处理厂尾水的排放对水体的影响已很轻微。

德国历年污水处理厂排水情况见图9。

　　近年来，由于严格控制大气污染物的排放和填埋技术的进一步发展，欧洲各国污泥处置情况发生了一些变化，目前以填埋和农用为主，焚烧处理的比例已大幅下降。

.对策建议

从以上剖析可见，我国城市污水处理的技术状况与发达国家差距较大。

而要真正解决我国的水环境污染问题，我们小组认为，在城市污水处理技术方面，必须做好以下几点工作。

.设计规范化

　　目前，城市污水处理厂的设计往往以日处理污水量为主要依据，但由于污水浓度不同，同等规模的污水处理厂实际需处理的污染物量则可能相差数倍。

这不仅增加了设计的工作量，不便于进行工程投资对比分析，也给污水处理能力的综合评价带来困难。

因此，应以需处理的污染物量作为衡量污水处理厂规模的标准，并依此规范城市污水处理厂的设计。

国家有关部门应组织力量，按处理不同的污染物量编制污水厂标准设计图集，如日处理COD5吨、10吨、25吨等不同等级的污水处理厂的标准设计，从而规范城市污水处理厂的设计，减轻具体工程的设计工作量，并为污水处理厂的运行管理创造良好条件（联邦德国在这方面有许多经验可供借鉴）。

与此同时，还应注意开发适合中国国情的城市污水处理技术，即投资低、运行费用低、管理要求低的城市污水处理技术，并及时予以推广。

.产品标准化

　　产品的标准化对于推动一个行业的发展有着十分积极的意义。

正是由于城市污水处理厂的设计往往厂厂而异，因而不少城市污水处理厂的好多设备都是非标设备。

这既增加了工程建设投资，延误了工期，也不便于设备的维修保养和更换，还在一定程度上制约了环保产业的发展。

因此，必须切实抓好城市污水处理厂设备的标准化工作，并着力解决城市污水处理厂主要设备的国产化问题。

大到充氧、提升、搅拌、过滤等设备，小到格栅、阀门等产品都应形成系列标准，以便不同处理规模的污水处理厂挑选使用。

.投资多元化

　　我国现有的城市污水处理厂几乎都是由当地政府投资兴建的，要在较短时间内大规模地新建、扩建城市污水处理厂，从而控制和改善水环境质量，单靠地方财政的力量显然是很不够的。

因此，在保证地方财政一定投入、继续做好利用外资工作的同时，应制定相关的政策，鼓励各类企业乃至个人对城市污水处理厂这个社会公益性的事业进行投资。

如利用工厂企业的废水处理设施同时处理城市污水，企业投资建设所在社区的污水处理厂，房地产开发时一并完成排污管网的建设等等。

.运营专业化

　　城市污水处理厂运营管理的水平高低将直接关系到其排水水质的好差。

我国现有的城市污水处理厂所处理的污水只占设计能力的3/4，一些城市污水处理厂的排水水质波动较大，这某种程度上也反映出运营管理的问题。

因此，应努力提高城市污水处理厂运营管理的专业化水平。

要加强对污水厂运营管理人员尤其是负责人的技术培训，提高其业务能力，要组织开展城市污水处理技术的交流和研讨，加速推广先进和成熟的技术，从而提高运营管理的总体水平。

　　总体而言，我国的城市污水处理起步较晚，也还存在着不少问题。

但由于国家高度重视环境保护工作，只要我们认清形势，积极采取切实有效的措施，我国的城市污水处理就一定会得到长足的进步，从而逐步控制和改善水环境质量，促进国民经济的持续发展。

4、废水生物处理技术

废水生物处理技术已由普通的活性污泥法逐步演变形成SBR、CASS、A／o、AB、氧化沟技术、化床法、选择器的活性污泥法等处理技术，处理效果不断提高，但都存在固液分离效果不高，出水水质仍不够理想的问题。

而以压力为推动力的膜分离技术由于膜分离水中杂质的主要原理是机械筛分，出水水质受膜孔径的大小影响，反渗透（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）以及微滤（MF）等，具有高效的固液分离特点，能够提供稳定可靠的出水水质。

近2O年来，膜分离技术在国外得到广泛的应用，如在含油脱脂废水、造纸工业废水、放射性废水等污水处理。

随着生物技术和膜技术的不断发展和环保要求的不断提高，生物技术和膜技术结合处理废水的研究倍受关注，目前形成了以膜生物反应器处理废水及中回用的研究热点。

膜生物反应器的发展

膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型废水处理技术，它最先应用于酶制剂工业，在废水处理领域中的研究始于2O世纪6O年代的美国，当时由于受膜生产技术所限，膜的使用寿命短、水通透量小，使其投入实际应用中遇到障碍。

7O年代后，日本根据本国国土狭小、地价高的特点，对膜分离技术在废水处理中的应用运行了大力开发和研究，使膜生物应器开始走向实际应用。

8O年代以后，国际上对膜生物反应器的研究更是方兴未艾，以后法国、美国、澳大利亚等国对膜生物反应器的研究也投入了很大力量，使其研究内容更全面深入，为9O年代的进一步推广应用奠定了技术基础。

现在膜生物反应器己成功地应用于中水道污水、粪便污水、及工业废水等的处理中。

结束语：

膜生物反应器处理污水具有高效的固液分离、良好的出水水质、维持反应器内较高的微生物浓度、污泥产量低、耐负荷冲击、具有选择透过性,可使某些专性菌维持其活性、有利于世代时间长的微生物生长等优点,是一种新型的污水处理工艺技术。

随着生物技术的不断提高和新型物美价廉膜组件的不断开发,膜生物反应器技术研究将不断成熟,在国家对水污染环境的控制越来越严格,水资源危机日趋严重的形势下,具有高效出水水质的膜生物反应器处理

技术在城市污水、工业废水处理，尤其是中水回用领域将会得到广泛应用。

污废水将得到有效地回收处理，使经济循环，提升资源的高效利用。

参考文献:

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中国统计出版社,1999

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中国统计出版社,1996

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[5].水网论坛-最新污水处理工程版-城市污水处理

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