資料內容僅供您學習參考，如有不當或者侵權，請聯系改正或者刪除。傳統污水處理工藝以能消能,消耗大量有機碳源,剩余污泥產量大,同時釋放較多CO2(因耗能)到大氣之中。當今,全球普遍強調的可持續發展經濟模式在污水處理領域也得到體現。因此,研發以節省能(資)源消耗、并最大程度回收(用)有用能(資)源的可持續污水處理工藝已勢在必行?！?中國污水處理行業投資分析及前景預測...更多相關研究報告>>污水處理-發展歷程(1)50～60年代的狀況解放初期由于工農業生產剛剛起步,當時的污水污染程度很低,且提倡利用污水進行農業灌溉,特別是北方缺水地區將污水灌溉利用作為經驗進行推廣,如著名的沈撫灌渠等,因此全國僅有幾個城市建設了近十座污水處理廠(還包括1921～1926年間外國人興建3座污水處理廠),在處理工藝有的還是一級處理,處理的規模也很小,每天只有幾千m3,最大的也只有每天5萬m3左右,致使污水處理技術和管理水平處于較落后的狀態。(2)70～80年代的發展變化隨著工農業生產的不斷發展,人民生活水平的逐步提高,城市污水的萬分也隨之而變化,污染程度由低向高逐漸演變,一些發達的資本主義國家由于污水的污染,使人民身體健康受到威脅的沉痛教訓(如,日本國骨疼病、水俁病的出現),引起人們的關注和中國政府的高度重視,建立了國家級環保組織(國務院環境保護辦公室),大學也陸續設置環境工程系或環境工程專業,國務院環保辦投資在天津興建污水處理試驗廠(天津市紀莊子污水處理試驗廠),70年代末開始興建,處理規模:一級處理0.1m3/s,二級處理0.025m3/s,北京高碑店污水處理試驗廠也先后運行。國家和地方都為籌備建設國內大型污水處理廠做前期工作,此刻天津市政府與建設部及有關部委率先決定建設天津市紀莊子污水處理廠,并于1982年破土動工,1984年4月28日竣工投產運行,處理規模26萬m3/d。天津市紀莊子污水處理廠的誕生填補了中國大型污水處理廠建設的空白,引起了中央領導的高度重視。李先念主席、彭真委員長、喬石主席、倪志福主席、李瑞環主席都先后來廠視察。紀莊子污水處理廠投產運行后多年來達到設計出水水質標準,使黑臭的污水變為清流,得到全國人大、全國政協委員們的贊揚,并經過她們向全國各地政府呼吁,加速建設污水處理廠的步伐,發展污水處理事業,消除污水對環境的污染。由于紀莊子污水處理廠是中國第一座大型城市污水處理廠,也引起各省市領導的高度重視,紛紛帶隊來廠參觀取經,她們的到來將污水處理的種子帶到祖國各地開花結果。在她們的決策下,北京、上海、廣東、廣西、陜西、山西、河北、江蘇、湖北、湖南等省市根據各自的具體情況分別建設了不同規模的污水處理廠,使中國的污水處理廠由60年代的十幾座發展到幾十座。天津市紀莊子污水處理廠的設計、施工、管理的成功經驗,為中國大型城市綜合污水處理廠的建設起到了工程建設的示范作用,也為中國80年代污水處理事業大規模的發展起到了奠基作用。(3)20世紀末污水處理技術的發展和污水處理廠建設的成就國定”七五”、”八五”、”九五”科技攻關課題的建立,使中國污水處理的新技術、污泥處理的新技術、再生水回用的新技術都取得了可喜的科研成果,某些項目達到國際先進水平。十一屆三中全會以來在鄧小平建設有中國特色的社會主義理論的指引下,隨著改革開放大好形勢的不斷深入,中國的污水處理事業也得到了快速的發展。國外污水處理新技術、新工藝、新設備被引進到中國,在活性污泥工藝應用的同時,AB法、A/O法、AA/O法、CASS法、SBR法、氧化溝法、穩定塘法、土地處理法等也在污水處理廠的建設中得到應用。由過去只具有去除有機物功能的污水處理工藝技術發展行業的市場。如格柵機、潛水泵、除砂裝置、刮泥機、曝氣器、鼓風機、污泥泵、脫水機、沼氣發電機、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統等大型設備。由于建設大型城市污水處理廠的投資很大,中國的建設資金有限,無法適應水污染治理的需要。為此引進國外資金建設污水處理廠成為建設資金的重要組成部分,從而也加快了中國城市污水處理廠的建設速度。一批大型的城市污水處理廠利用國外貸款項目相繼建成投產。如:中國20世紀最大的污水處理規模為60萬m3/d;天津東郊污水處理廠、成都三瓦窯污水處理廠、沈陽北部污水處理廠、鄭州王新莊污水處理廠處理規模均為40萬m3/d。這些大型污水處理廠的建設標志著中國污水處理事業的不斷壯大,標志著污水處理技術在中國發展的成果,標志著中國政府對污水處理事業的重視,也標志著中國污水處理事業發展到了一個嶄新的階段。污水處理設施污水處理設施有許多,但最主要的有一下幾種:1.離心機離心機主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開;或將乳濁液中兩種密度不同,又互不相溶的液體分開(例如從牛奶中分離出奶油);它也可用于排除濕固體中的液體,例如用洗衣機甩干濕衣服;特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物;利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點,有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。2.污泥脫水機污泥脫水機特點是可自動控制運行,連續生產,無級調速,對多種污泥適用,適用于給水排水,造紙,鑄造,皮革,紡織,化工,食品等多種行業的污泥脫水。3.曝氣機曝氣機是經過散氣葉輪,將”微氣泡”直接注入未經處理的污水中,在混凝劑和絮凝劑的共同作用下,懸浮物發生物理絮凝和化學絮凝,從而形成大的懸浮物絮團,在氣泡群的浮升作用下”絮團”浮上液面形成浮渣,利用刮渣機從水中分離;不需要清理噴嘴,不會發生阻塞現象。本設備整體性好,安裝方便,節省運行費用與占地面。4.微濾機微濾機是一種轉鼓式篩網過濾裝置。被處理的廢水沿軸向進入鼓內,以徑向輻射狀經篩網流出,水中雜質(細小的懸浮物、纖維、紙漿等)即被截留于鼓筒上濾網內面。當截留在濾網上的雜質被轉鼓帶到上部時,被壓力沖洗水反沖到排渣槽內流出。運行時,轉鼓2/5的直徑部分露出水面,轉數為1-4r/min,濾網過濾速度可采用30-120m/h,沖洗水壓力0.5-1.5kg/cm2,沖洗水量為生產水量的0.5-1.0%,用于水庫水處理時,除藻效率達40-70%,除浮游生物效率達97-100%。微濾機占地面積小,生產能力大(250-36000m3/d),操作管理方便,已成功地應用于給水及廢水處理。5.氣浮機氣浮機是利用渦流泵的攪拌功能,將難以溶解于水中的氣體或兩種以上不同液體高效加壓混合,產生的微細氣泡粒徑20-50微米。攪拌技術大大簡化傳統的攪拌工藝,不但能夠實現設備的小型化,還節省投資和運轉成本。污水處理-工藝技術污水處理新工藝、新技術-硅藻精土處理污水的技術當前國內外處理污水方法歸結起來主要有物理化學法和生物化學法兩大類。物理化學法優點是投資小、占地少、節約能源、設備簡單去除重金屬、磷、色度效果好。但缺點是對有機物和氮的去除率低。各型絮凝劑的加入在水底形成濃液難于分離取走并造成更嚴重的第二次污染,不是污水處理的理想工藝。生化法優點是工藝較為成熟,去除污水中的有機污染物及營養物質和氮等有一定效果。但缺點是COD、SS、磷去除率低,脫色效果差,污水的溫度、PH值、濃度變化對其影響較大。而且投資大、占地多、耗電高、設備復雜、管理要求嚴格,另外污泥難于處理,仍易產生二次污染。為此,該類工藝也不是污水處理的理想工藝。經過在傳統工藝的優點基礎上,研制創立出了生化工藝和國家創造專利”硅藻精土處理劑以及用硅藻精土處理劑處理污水的方法”相結合,既具有傳統工藝的綜合優點,同時彌補了各處理技術的不足的污水處理新工藝、新技術。用硅藻精土處理污水的技術原理。硅藻原土在精選過程中把與硅藻共生的雜質分離去除后稱為硅藻精土。由于硅藻精土是由不導電的非晶體二氧化硅組成硅藻殼體和超導的硅藻納米微孔使得硅藻表面形成不平衡負。在污水處理時,硅藻精土處理劑被微量加入污水中,在高速攪拌,或抽吸污水的泵機葉片旋轉下,硅藻表面的不平衡負電位能破壞污水中由負離子核形成的正電離子圈,并中和懸浮離子的帶電性,導致膠體顆粒和膠團結構的ξ電位減小或為零,從而達到膠體顆粒脫離作用的目的,促使水中的污染物快速物理絮凝、沉淀。同時加上硅藻具有巨大的比表面積,巨大的孔體積和較強的吸附力,把超細微粒物質吸附到硅藻表面,形成鏈式結構,瞬間下沉與水體分離。在特制專業設備中,水體從由每克2.5億個以上的硅藻形成的數公尺渣層中浸出,經過硅藻納米微孔超濾的出水水質中懸浮物、重金屬離子及細菌等超細微粒得到去除,清水向上溢出。另外硅藻還具有自身脫水的功能,經過負壓脫水機壓榨脫水,沉渣成餅狀裝袋取走,可再生利用。達到國家排放標準的清水,流入生物處理池再進行二級處理,再去除殘余的微量污染物,最后經過硅藻納米微孔超濾,使出水水質穩定的達到回用水指標。工藝技術特點優勢:處理效果好。處理后的水清澈透明,各項指標均達到國家污水排放標準的要求。工程投資少。日處理一萬立方米城市污水的處理廠總投資僅680萬元人民幣。運行費用低。城市污水噸處理運行費用(藥劑費、人工費、電費)小于0.35元人民幣。占地面積小。日處理一萬立方米城市污水的處理廠主體工程占地面積僅為430平方米,綠化道路面積為35%時,總占地面積1畝。自動化程度高。全機械化設備、全自動化控制、全套檢測在線測試。實用行強。適用于城市、生活小區、餐飲、醫院、電鍍、造紙、印染、啤酒、生物、化工、橡膠、選礦、冶金、石化、鋼廠、垃圾滲濾液等污水處理項目。無二次污染。處理后的出水可回用,污泥可回收再生、提純。提純的硅藻精土可再次循環在水處理中使用。園林景觀。把水處理廠建成花園式的景觀公園,創造環保文化。重金屬離子去除率高。對污水中的磷、鋅、鉻、銅、鉛等離子去除率高達99.9%硅藻精土水處理劑工藝所取得的成績。實踐證明,硅藻精土水處理劑工藝可適用于城市污水及垃圾滲濾液和各類工業廢水處理。該工藝在浙江省經國內專家,組成專家組及中國硅藻土協會評定為國內首創,并具有領先水平的技術。在云南、貴州、廣西、內蒙古建成污水處理工程,在各省環境監測中心站等部門的監測下,成功地把城市污水、多種工業廢水處理達到國家排放標準或實現循環使用。去除率分別是BOD592~92.8%、CODcr95%以上、SS99.9%、TN78%、TP90.7%。一九九六年十月四日由云南省主管部門十四個單位十八名專家組成專家組對該循環間歇曝氣工藝中國經濟發展水平各地相差較大,經濟發展滯后的城市還不能拿出很多資金用于污染治理,因此,怎樣利用有限的資金,降低環境污染,是很多城市政府面臨的問題。在污水治理方面,直到不久前,一些城市還采用一級或一級強化處理工藝技術,出水達不到國家二級排放標準對除去有機污染物的要求。循環間歇曝氣工藝充分發揮高負荷氧化溝處理效率高的優點,又充分利用序批式活性污泥工藝處理出水好的特點,使系統處理效率較現有各種生物處理系統有較大幅度提高,又保證了系統出水達到國家污水排放一級標準在除去有機污染物方面的要求。在投資和運行費用上比一般以除去有機污染物為主的二級生物處理系統降低30%左右,是適合中國現階段污水處理要求的工藝技術。污水處理-回用污水處理回用(sewagetreatmentandreuse):污水經過水質處理達到用水標準后,回用于農、林、牧、漁業、工業、城市或作為低質雜用水等的用水方式。污水處理回用既可解決水資源日益緊缺的問題,又可減輕或消除環境污染,具有明顯的社會、經濟、環境效益。城市污水處理,一般采用一級或二級處理。一級處理主要采用格柵、沉沙池、沉淀池處理易于沉淀的污染物,沉淀的污泥經污泥消化池及干燥處理后回用于農田(肥料),或采取堆放、焚燒等處理;二級處理是在一級處理后增加生物處理工藝,生物處理分為天然和人工生物處理兩種。前者采用生物塘、過濾田、灌溉田等進行處理;后者又可分為需氧和厭氧兩種生物處理,需氧生物處理一般采用氧化溝、生物濾地、曝氣池等人工設施處理污水。近年來一些發達國家為防止水體富營養化開展三級處理,去除污水中的氮、磷等營養物質,處理后的水或直接排入水體,或達到用水水質后進一步回收利用。污水的回用及再生程度主要取決于:供水成本、水質要求、廢水處理費用及排污費用等,當前一般采用部分回用,結合使用少量新鮮水的方法,以降低污水處理回用費用。污水處理-國外技術歐洲城市污水處理技術——可持續生物除磷脫氮工藝以控制富營養化為目的的氮、磷脫除已成為各國主要的奮斗目標。無疑,應付日趨嚴格的排放標準,傳統工藝會因上述弊端而雪上加霜。在此情形下,發展可持續污水處理工藝變得勢在必行。所謂可持續污水處理工藝就是朝著最小的COD氧化、最低的CO2釋放、最少的剩余污泥產量以及實現磷回收和處理水回用等方向努力。這就需要以較綜合的方式來解決污水處理問題,即污水處理不應僅僅是滿足單一的水質改進,同時也需要一并考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題,且所采用的技術必須以低能量消耗(避免出現污染轉移現象)、少資源損耗為前提。發展新穎的污水生物處理工藝依賴于在微生物學及生物化學方面的新發現或新認識。荷蘭研究人員Mulder在前發現了厭氧氨(氮)氧化現象。與此同時,南非、荷蘭、日本等國科學家對生物攝/放磷代謝機理重新認識后確定了反硝化除磷新途徑。這兩種新技術的研發與應用對發展可持續污水生物處理工藝具有劃時代意義的推動作用。本文以厭氧氨氧化和反硝化除磷技術為藍本,詳細介紹它們的技術原理、工藝流程以及在歐洲的應用情況;在此基礎之上提出一個以轉換有機能源(甲烷)、回收磷化合物(鳥糞石)和回用處理水(非飲用目的)為目標的可持續城市污水生物除磷脫氮技術推薦工藝。在污水生物除磷實踐中,南非開普頓大學(UCT)研究人員最早發現專性好氧細菌不是唯一對磷的生物攝/放起作用的菌種,兼性反硝化細菌也有著很強的生物攝/放磷現象。反硝化細菌的生物攝/放磷作用被荷蘭代爾夫特工業大學(TUDelft)和日本東京大學(UT)研究人員合作研究確認,并冠名為反硝化除磷(denitrifyingdephosphatation)。在磷的生物攝/放過程中,反硝化除磷細菌以硝酸氮取代氧作為電子接受體,也就是說反硝化除磷細菌能將反硝化脫氮和生物除磷這兩個原本認為彼此獨立的作用合二為一。顯然,在結合的除磷脫氮過程中,COD和氧的消耗量均能得到相應節省。比較傳統的專性好氧磷細菌去除工藝,反硝化除磷細菌能分別節省約50%和30%的COD與氧的消耗量,相應減少剩余污泥量50%。在反硝化除磷過程中由于COD需要量的大為減少,過剩的COD因此能被分離,并使之甲烷化,從而避免COD單一的氧化穩定(至CO2)。歸因于曝氣能量的減少,以及過剩COD甲烷化后能量的產生,這種綜合的能量節約最終會導致釋放到大氣的CO2量明顯減少。因此,具有反硝化除磷細菌富集的處理系統能夠被視為可持續處理工藝。傳統上,兩個已得到充分確認的生物途徑,硝化(NH+4→NO3-)與反硝化(NO3→N2)被應用于污水處理的生物脫氮。這種傳統生物脫氮途徑從可持續角度看并不是最佳的,因為充分地氧化氨氮到硝酸氮首先要消耗大量能源(因曝氣);其次,還需要有足夠碳源(COD)來還原硝酸氮到氮氣。對這一傳統脫氮途徑的改進可借助于新近由荷蘭TUDelft研發的一種中溫亞硝化技術——SHARON來實現。在亞硝化/反硝化脫氮途徑中,亞硝酸氮為僅有的中間過渡形態;這一途徑無論對氧化(NH+4→NO2-)還是還原(NO2-→N2)均能起到最小量化的作用,意味著O2和COD消耗量的雙重節約。顯然,亞硝化/反硝化脫氮途徑能夠成為一種可持續的脫氮技術。另外,荷蘭TUDelft研究人員幾乎在同一時期還試驗確認了一種新的氨氮轉換途徑,這使得氨氮以亞硝酸氮作為電子接受體而被直接氧化至氮氣成為可能。這種厭氧條件下的氨氮氧化與亞硝化過程(如SHARON工藝)相結合在工程上能夠實現氨氮的最短途徑轉換,這就意味著生物脫氮過程中能源與資源消耗量的最小化完全可能。污水處理過程中氮的所有可能轉換途徑列于圖1.與傳統脫氮工藝相比較,很明顯,由厭氧氨氧化與亞硝化工藝相結合的氮的完全自養轉換方式是一種最可持續的污水脫氮途徑。中國污水處理·中國污水處理近況及未來中國污水處理產業發展進步較晚,建國以來到改革開放前,中國污水處理的需求主要是以工業和國防尖端使用為主。改革開放后,國民經濟的快速發展,人民生活水平的顯著提高,拉動了污水處理的需求。進入二十世紀九十年代后,中國污水處理產業進入快速發展期,污水處理需求的增速遠高于全球水平。1990年以來,全球污水處理表觀消費量以年均6%的速度增長,而九十年代的十年間,中國污水處理表觀消費量年均增長率達到17.73%,是世界年均增長率的2.9倍。進入二十一世紀,中國污水處理產業高速增長?！?中國污水處理消費量從188萬噸增長到447萬噸,增加了2.3倍,年平均增長率在27%以上。其中,,中國污水處理表觀消費量達到225萬噸,超過美國成為世界第一污水處理消費大國。同時,污水處理進口也大幅度增加。1998年,中國污水處理進口100萬噸,由此成為世界上最大的污水處理進口國。與1998年比,污水處理進口增長幅度年均達到27.14%。預計,中國污水處理表觀消費量將達到500萬噸,進口仍將保持在300萬噸左右。伴隨著污水處理市場的快速發展,中國污水處理產量也結束了長期徘徊的局面,實現了高速增長。中國污水處理產量從的46萬噸增長到的236萬噸,年平均增長率在82.6%,占國內市場需求的比重也由的24.47%提高到的52.80%。而同期,世界污水處理產量則僅以6%左右的速度增長。從九十年代后期起,中國太鋼、寶鋼以及寶新、張浦等國有和合資企業經過引進和技術改造,先后建成了一系列污水處理生產線,污水處理工藝技術裝備達到國際先進水平,污水處理生產初具規模。污水處理品種結構也發生了積極的變化,污水處理產品質量迅速提高。特別是國內污水處理冷軋板增長迅速,,國內冷軋板產量達到170萬噸,首次超過進口量,自給率達到66%;,國內冷軋板產量達到200萬噸,自給率達到70%以上。從底到底,國內冷軋污水處理產能將增加約150萬噸,基本滿足國內市場需求。到,中國將成為污水處理的凈出口國。從總體上看,中國污水處理正在經歷由規模小、水平低、品種單一、嚴重不能滿足需求到具有相當規模和水平、品種質量顯著提高和初步滿足國民經濟發展要求的深刻轉變,污水處理需求將逐步實現自給。污水處理-排放標準節:污水綜合排放標準GB8978-1996代替GB8978-881主題內容與適用范圍1.1主題內容本標準按照污水排放去向,分年限規定了69種水污染物最高允許排放濃度及部分行業最高允許排水量。1.2適用范圍本標準適用于現有單位水污染物的排放管理,以及建設項目的環境影響評價、建設項目環境保護設施設計、竣工驗收及其投產后的排放管理。按照國家綜合排放標準與國家行業排放標準不交叉執行的原則,造紙工業執行《造紙工業水污染物排放標準(GB3544-92)》,船舶執行《船舶污染物排放標準(GB3552-83)》,船舶工業執行《船舶工業污染物排放標準(GB4286-84)》,海洋石油開發工業執行《海洋石油開發工業含油污水排放標準(GB4914-85)》,紡織染整工業執行《紡織染整工業水污染物排放標準(GB4287-92)》,肉類加工工業執行《肉類加工工業水污染物排放標準(GB13457-92)》,合成氨工業執行《合成氨工業水污染物排放標準(GB13458-92)》,鋼鐵工業執行《鋼鐵工業水污染物排放標準(GB13456-92)》,航天推進劑使用執行《航天推進劑水污染物排放標準(GB14374-93)》,兵器工業執行《兵器工業水污染物排放標準(GB14470.1～14470.3-93和GB4274～4279-84)》,磷肥工業執行《磷肥工業水污染物排放標準(GB15580-95)》,燒堿、聚氯乙烯工業執行《燒堿、聚氯乙烯工業水污染物排放標準(GB15581-95)》,其它水污染物排放均執行本標準。1.3本標準頒布后,新增加國家行業水污染物排放標準的行業,按其適用范圍執行相應的國家水污染物行業標準,不再執行本標準。2引用標準下列標準所包含的條文,經過在本標準中引用而構成為本標準的條文。GB3097-82海水水質標準GB3838-88地面水環境質量標準GB8703-88地面水環境質量標準GB8703-88輻射防護規定3定義3.1污水:指在生產與生活活動中排放的水的總稱。3.2排水量:指在生產過程中直接用于工藝生產的水的排放量。不包括間接冷卻水、廠區鍋爐、電站排水。3.3一切排污單位:指本標準適用范圍所包括的一切排污單位。3.4其它排污單位:指在某一控制項目中,除所列行業外的一切排污單位。4技術內容4.1標準分級4.1.1排入GB3838Ⅲ類水域(劃定的保護區和游泳區除外)和排入GB3097中二類海域的污水,執行一級標準。4.1.2排入GB3838中Ⅳ、Ⅴ類水域和排入GB3097中三類海域的污水,執行二級標準。4.1.3排入設置二級污水處理廠的城鎮排水系統的污水,執行三級標準。4.1.4排入未設置二級污水處理廠的城鎮排水系統的污水,必須根據排水系統出水受納水域的功能要求,分別執行4.1.1和4.1.2的規定。4.1.5GB3838中Ⅰ、Ⅱ類水域和Ⅲ類水域中劃定的保護區,GB3097中一類海域,禁止新建排污口,現有排污口應按水體功能要求,實行污染物總量控制,以保證受納水體水質符合規定用途的水質標準?！疚鬯幚硇袠I發展】地球雖然有70.8%的面積為水所覆蓋,但淡水資源卻極其有限,人類真正能夠利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分,僅占地球總水量的0.26%,而且分布不均。20世紀50年代以后,全球人口急劇增長,工業發展迅速。全球水資源狀況迅速惡化,”水危機”日趨嚴重。一方面,人類對水資源的需求以驚人的速度擴大;另一方面,日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源。全世界每天約有200噸垃圾倒進河流、湖泊和小溪,每升廢水會污染8升淡