城鎮污水處理:
水是生命之源,但是隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展,城市污水的排放量越來(lái)越多,成分也日趨復雜,城鎮污水處理面臨著(zhù)嚴峻危機,本文通過(guò)對國內外現有污水處理廠(chǎng)現狀和能耗的分析,得出我國現存的污水處理廠(chǎng)在工藝上與國外發(fā)達國家相比存在著(zhù)較大差別的結論,但在能耗上差距很小,并根據目前污水處理廠(chǎng)存在的能耗過(guò)高現象從工藝設備及構筑物建設方面提出合理化建議。
近年來(lái)隨著(zhù)我國城鎮化進(jìn)程的加快城鎮水環(huán)境受到巨大的考驗,據統計,我國90%以上的城鎮水環(huán)境受到不同程度的污染,78%的城鎮河流都不適宜作為飲用水源,50%的城鎮地下水源受到不同程度的污染,隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展,城鎮污水處理問(wèn)題將變得越來(lái)越尖銳。
一、我國污水處理現狀
目前,我國城鎮污水處理廠(chǎng)正以每年8%的速率增長(cháng),現有的污水處理廠(chǎng)污水處理能力約為1.22億m3/d,但仍有一些地區依舊沒(méi)有任何污水處理設施。我國污水處理起步于較晚,20世紀70年代末才開(kāi)始出現,起初受到技術(shù)和經(jīng)濟等條件的限制,二級污水處理廠(chǎng)的比例較低且大多數以活性污泥法等有機工藝為主,用以去除污水中的BOD和SS;21世紀以后,新的脫氮除磷工藝成為污水處理的主流工藝,A2/O、SBR、A/O和氧化溝工藝所占比例逐漸上升,但常規的活性污泥污法污水處理技術(shù)在實(shí)際應用中仍然很廣泛,新生的污水處理技術(shù)在工藝和處理效果上都比常規活性污泥法要好。
氧化溝污水處理是活性污泥法的一種變型,具有水力停留時(shí)間長(cháng),有機負荷低等特點(diǎn),與傳統的活性污泥法相比可以減少一些構筑物的建設,流程簡(jiǎn)單,操作管理方便,出水水質(zhì)好,工藝可靠性強,并能節省一定量的建設投資和運行費用,但其在實(shí)際應用中也存在著(zhù)一定的問(wèn)題。SBR是一種序列間歇活性污泥法,SBR技術(shù)用時(shí)間分割的操作方式來(lái)替代空間分割的操作方式,用非穩定化反應來(lái)替代穩態(tài)生化反應,用靜置理想沉淀來(lái)代替傳統的動(dòng)態(tài)沉淀,工藝流程簡(jiǎn)單,造價(jià)相對較低,一般應用于廠(chǎng)礦企業(yè)的工業(yè)廢水和中小城鎮生活污水處理中。A/O是一種生物除磷的工藝,利用聚磷菌在厭氧條件下吸收磷在好氧條件下釋放磷的原理達到除磷的目的,在一般情況下,TP的去除率可達85%以上。
雖然近年來(lái)我國城鎮污水處理廠(chǎng)的建設和運營(yíng)等方面都得到了提升,但是由于長(cháng)期受到“重建設,輕運營(yíng);重污水,輕污泥“等老化思想的影響,我國城鎮污水還存在著(zhù)資金不足,工藝水平落后等的問(wèn)題,與發(fā)達國家相比還具有一定的差距。
二、國外污水處理現狀
19世紀以來(lái),在工業(yè)相對發(fā)達的國家相繼出現了環(huán)境和社會(huì )公害,其中由于水環(huán)境污染造成的危害影響著(zhù)人們的生活,因此人們開(kāi)始關(guān)注水環(huán)境的建設與改善,政府也相應的加大了投資力度,從法律和資金上給予支持,城鎮污水處理事業(yè)蓬勃發(fā)展。70年代末的美國已建成的污水處理廠(chǎng)約有18000座,在2008年時(shí)美國的加利福尼亞州奧蘭治縣建成了當時(shí)世界上先進(jìn)的城市污水處理廠(chǎng),每天可將約31.8萬(wàn)m3的污水轉化為飲用水,成本為0.45美元/噸。在歐洲,德國的污水處理事業(yè)發(fā)展較快,1995年末投產(chǎn)的污水處理廠(chǎng)有10283座,污水處理率平均為93%,并且有60%以上的污水廠(chǎng)為二級生物處理。
在亞洲,日本的城市污水處理事業(yè)一直處于領(lǐng)先地位,到2005年,日本有286座污水處理廠(chǎng)采用深度處理的工藝,那些經(jīng)過(guò)深度處理的污水占總污水處理量地的16%。但是20世紀90年代后,發(fā)達國家逐漸失去了開(kāi)發(fā)污水處理新工藝的動(dòng)力,因此在城鎮污水處理技術(shù)上并未出現根本性的革新。
三、污水處理能耗分析
在我國目前運行的污水處理廠(chǎng)中,能耗費大約占總成本的一半左右,一般來(lái)說(shuō),污水處理廠(chǎng)的能耗大致來(lái)源與直接能耗和間接能耗,直接能耗包括用于污水處理廠(chǎng)運行的電能和內能,它直接反映了污水處理廠(chǎng)在運行中的能耗,而間接能耗則產(chǎn)生與污水處理廠(chǎng)生產(chǎn)建設、運輸以及生產(chǎn)藥劑時(shí)產(chǎn)生的能耗,是污水處理廠(chǎng)綜合性能評價(jià)的重要組成部分。 在我國,由于技術(shù)相對落后,整體上看我國同其他國家在污水處理的能耗上相差無(wú)幾,但是在污水處理的工藝上卻有著(zhù)很大的差別,有數據顯示,在國內二級生物處處理廠(chǎng)的單位運行費用約為0.2-0.6元/m3/d,其中大部分為能源消耗,而電力能源的消耗則在能源消耗中占很大的比重,約為60%-80%。在工藝流程的能耗方面,預處理段的能耗約占總能耗的28%,生物處理的能耗占比大,約為60%,而污泥處理段則為12%左右。而在實(shí)際的生產(chǎn)運行過(guò)程中,污水處理廠(chǎng)的能耗大多發(fā)生在污水處理能力利用率、污水處理廠(chǎng)高程布置和工藝系統穩定性三個(gè)方面。 針對這些能耗現象可以提出如下的減耗措施:
1、提高污水提升泵的效率在污水提升的過(guò)程中,污水提升泵是主要的耗能設備,因此提高污水提升泵的效率可以有效的節約能耗,研究顯示,使用變頻調速設備可以有效降低污水提升泵的轉速,比閥門(mén)調節流量可降低能耗40%-60%。 2、減小占地面積應緊湊污水處理廠(chǎng)水處理構筑物的布局,從而減小水頭損失,已達到減少污水處理過(guò)程的能耗損失。
3、提高曝氣系統的能耗采用較高效曝氣設備,降低風(fēng)機的能耗,合理布置曝氣設備,間歇式曝氣法可以很好的降低曝氣系統的能耗,將曝氣設備均勻布置,可造成溶解氧含量相對較高,從而造成能量的浪費,因此,應針對不同水質(zhì)、水量和工藝設計適合的曝氣設備。并逐步提高污水處理廠(chǎng)的自動(dòng)化程度。
4、通過(guò)對設備的升級改造應用高效的膜技術(shù)、填料、生物濾池、臭氧消毒脫色等技術(shù)以提高綜合達標率,先選用技術(shù)成熟,適用范圍廣泛、應用效果好的工藝,在改造工藝的同時(shí)應確保污水處理廠(chǎng)的正常運行
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