城鎮(zhèn)污水處理:
水是生命之源，但是隨著工業(yè)的發(fā)展，城市污水的排放量越來越多，成分也日趨復(fù)雜，城鎮(zhèn)污水處理面臨著嚴(yán)峻危機(jī)，本文通過對國內(nèi)外現(xiàn)有污水處理廠現(xiàn)狀和能耗的分析，得出我國現(xiàn)存的污水處理廠在工藝上與國外發(fā)達(dá)國家相比存在著較大差別的結(jié)論，但在能耗上差距很小，并根據(jù)目前污水處理廠存在的能耗過高現(xiàn)象從工藝設(shè)備及構(gòu)筑物建設(shè)方面提出合理化建議。
近年來隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快城鎮(zhèn)水環(huán)境受到巨大的考驗，據(jù)統(tǒng)計，我國90%以上的城鎮(zhèn)水環(huán)境受到不同程度的污染，78%的城鎮(zhèn)河流都不適宜作為飲用水源，50%的城鎮(zhèn)地下水源受到不同程度的污染，隨著工業(yè)的發(fā)展，城鎮(zhèn)污水處理問題將變得越來越尖銳。
一、我國污水處理現(xiàn)狀
目前，我國城鎮(zhèn)污水處理廠正以每年8%的速率增長，現(xiàn)有的污水處理廠污水處理能力約為1.22億m3/d，但仍有一些地區(qū)依舊沒有任何污水處理設(shè)施。我國污水處理起步于較晚，20世紀(jì)70年代末才開始出現(xiàn)，起初受到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等條件的限制，二級污水處理廠的比例較低且大多數(shù)以活性污泥法等有機(jī)工藝為主，用以去除污水中的BOD和SS;21世紀(jì)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(guī)的活性污泥污法污水處理技術(shù)在實際應(yīng)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(guī)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，具有水力停留時間長，有機(jī)負(fù)荷低等特點，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比可以減少一些構(gòu)筑物的建設(shè)，流程簡單，操作管理方便，出水水質(zhì)好，工藝可靠性強(qiáng)，并能節(jié)省一定量的建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用，但其在實際應(yīng)用中也存在著一定的問題。SBR是一種序列間歇活性污泥法，SBR技術(shù)用時間分割的操作方式來替代空間分割的操作方式，用非穩(wěn)定化反應(yīng)來替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，用靜置理想沉淀來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的動態(tài)沉淀，工藝流程簡單，造價相對較低，一般應(yīng)用于廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水和中小城鎮(zhèn)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(dá)到除磷的目的，在一般情況下，TP的去除率可達(dá)85%以上。
雖然近年來我國城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)和運(yùn)營等方面都得到了提升，但是由于長期受到“重建設(shè)，輕運(yùn)營;重污水，輕污泥“等老化思想的影響，我國城鎮(zhèn)污水還存在著資金不足，工藝水平落后等的問題，與發(fā)達(dá)國家相比還具有一定的差距。
二、國外污水處理現(xiàn)狀
19世紀(jì)以來，在工業(yè)相對發(fā)達(dá)的國家相繼出現(xiàn)了環(huán)境和社會公害，其中由于水環(huán)境污染造成的危害影響著人們的生活，因此人們開始關(guān)注水環(huán)境的建設(shè)與改善，政府也相應(yīng)的加大了投資力度，從法律和資金上給予支持，城鎮(zhèn)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約有18000座，在2008年時美國的加利福尼亞州奧蘭治縣建成了當(dāng)時世界上先進(jìn)的城市污水處理廠，每天可將約31.8萬m3的污水轉(zhuǎn)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)的污水處理廠有10283座，污水處理率平均為93%，并且有60%以上的污水廠為二級生物處理。
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座污水處理廠采用深度處理的工藝，那些經(jīng)過深度處理的污水占總污水處理量地的16%。但是20世紀(jì)90年代后，發(fā)達(dá)國家逐漸失去了開發(fā)污水處理新工藝的動力，因此在城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)上并未出現(xiàn)根本性的革新。
三、污水處理能耗分析
在我國目前運(yùn)行的污水處理廠中，能耗費(fèi)大約占總成本的一半左右，一般來說，污水處理廠的能耗大致來源與直接能耗和間接能耗，直接能耗包括用于污水處理廠運(yùn)行的電能和內(nèi)能，它直接反映了污水處理廠在運(yùn)行中的能耗，而間接能耗則產(chǎn)生與污水處理廠生產(chǎn)建設(shè)、運(yùn)輸以及生產(chǎn)藥劑時產(chǎn)生的能耗，是污水處理廠綜合性能評價的重要組成部分。 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幾，但是在污水處理的工藝上卻有著很大的差別，有數(shù)據(jù)顯示，在國內(nèi)二級生物處處理廠的單位運(yùn)行費(fèi)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(yù)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。而在實際的生產(chǎn)運(yùn)行過程中，污水處理廠的能耗大多發(fā)生在污水處理能力利用率、污水處理廠高程布置和工藝系統(tǒng)穩(wěn)定性三個方面。 針對這些能耗現(xiàn)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程中，污水提升泵是主要的耗能設(shè)備，因此提高污水提升泵的效率可以有效的節(jié)約能耗，研究顯示，使用變頻調(diào)速設(shè)備可以有效降低污水提升泵的轉(zhuǎn)速，比閥門調(diào)節(jié)流量可降低能耗40%-60%。 2、減小占地面積應(yīng)緊湊污水處理廠水處理構(gòu)筑物的布局，從而減小水頭損失，已達(dá)到減少污水處理過程的能耗損失。
3、提高曝氣系統(tǒng)的能耗采用較高效曝氣設(shè)備，降低風(fēng)機(jī)的能耗，合理布置曝氣設(shè)備，間歇式曝氣法可以很好的降低曝氣系統(tǒng)的能耗，將曝氣設(shè)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(fèi)，因此，應(yīng)針對不同水質(zhì)、水量和工藝設(shè)計適合的曝氣設(shè)備。并逐步提高污水處理廠的自動化程度。
4、通過對設(shè)備的升級改造應(yīng)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(dá)標(biāo)率，先選用技術(shù)成熟，適用范圍廣泛、應(yīng)用效果好的工藝，在改造工藝的同時應(yīng)確保污水處理廠的正常運(yùn)行
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