污水處理廠尾水深度處理技術(shù)研究

唐金傲

摘要：現(xiàn)如今，我國水資源匱乏問題已經(jīng)引起很多人的重視，污水處理廠能夠有效清除污水中的有害物質(zhì)，進(jìn)而凈化水資源，提高水資源利用率。但一些污水處理廠排出的尾水也含有一些有害物質(zhì)，因此，需要對其進(jìn)行深度處理。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；尾水；深度處理技術(shù)

引言

美國是最早開展城市污水處理工作的國家，目前，美國的城市污水處理等級基本在2級以上，處理率高達(dá)100%。日本在上世紀(jì)六十年代開始研究污水回用技術(shù)，在七十年代得到初步成效。以色列是世界上污水利用程度最高的國家，其中100%的生活污水和72%的城市污水都得到了有效回用。而我國污水處理廠每年產(chǎn)生的近百億噸尾水的回用率僅為10%，因此進(jìn)一步發(fā)展尾水深度處理已迫在眉睫。

1我國污水處AT尾水深度處理現(xiàn)狀

在我國，對深度處理技術(shù)的重視和廣泛應(yīng)用時間較晚。但是由于我國水資源緊缺問題越來越嚴(yán)重，近10年污水處理技術(shù)發(fā)展迅速。如今我國城市污水處理率接近30%，二級處理率達(dá)到10%。根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)，2010年全國城市污水排水量將達(dá)到600×108m³，全國城市的污水平均處理率不低于50%，重點(diǎn)城市污水回用處理率不低于70%，這就給污水深度處理回用創(chuàng)造了基本條件。如今，我國污水處理廠尾水主要含有以下問題。

1.1氮磷含量較高

結(jié)合各方面的資料和實(shí)際工作情況可知，我國的城鎮(zhèn)污水處理廠排出的尾水有機(jī)物含量很低，但卻含有許多氮磷類物質(zhì)。一般說來，我國城鎮(zhèn)污水處理廠的尾水中COD濃度基本保持在50mg/L以下，總氮的濃度為20～30mg/L，磷含量約為2.0～4.0mg/L。有機(jī)物是除去污水中氮磷元素的重要物質(zhì)，采用傳統(tǒng)的活性污泥法處理碳含量低的污水廠尾水效果一般。因此，相關(guān)單位需要針對城鎮(zhèn)污水處理廠出水的這一水質(zhì)特征，設(shè)計篩選出城鎮(zhèn)污水處理廠二級出水的深度處理工藝。

1.2出水達(dá)標(biāo)情況不容樂觀

我國現(xiàn)有污水處理廠80%以上采用的是活性污泥法，其余采用一級處理、強(qiáng)化一級處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。城市污水即使采用二級處理工藝，出水一般也難以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的氨氮與磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步采用脫氮除磷工藝流程。目前，我國城市污水處理廠出水能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的僅為50%，另一半污水則未經(jīng)有效的處理就傾泄入水體和土壤，破壞了水體和土壤的自然生態(tài)，水體有限的自然凈化能力已經(jīng)不堪重負(fù)。

1.3出水水質(zhì)與地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)還存在一定差距

雖然我國大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠的排水能夠滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002），但仍然與地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之間存在一定差距，污水廠尾水中的污染物質(zhì)仍然高于地表水Ⅴ類水污染物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，部分指標(biāo)甚至是地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的幾倍，如果不經(jīng)深度處理將其直接排放，污水處理廠的二級出水仍然會對地表水體造成相當(dāng)程度的污染。所以，相關(guān)單位需要對城市污水處理廠的二級出水進(jìn)行有效地深度處理。

2污水處AT尾水處理工藝方案

深度處理主要包括混凝沉淀法、膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)、曝氣生物濾池技術(shù)、生物接觸氧化法以及其他處理技術(shù)等。

2.1混凝沉淀法

這是較常見的一種辦法。其工藝操作對象是微小懸浮物，包括有機(jī)和無機(jī)雜質(zhì)。從外觀上，可以是水的色度、濁度改變。一些溶解性雜質(zhì)也可通過該工藝有效去除。但改方法對混凝劑的消耗較大，并且對氮的去除效果不夠理想。

2.2膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)

這一技術(shù)在近年來得到了廣泛應(yīng)用，同時也得到了政府和科研機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，該技術(shù)正逐漸成為深度處理工藝的核心技術(shù)。膜生物反應(yīng)器技術(shù)具有較為明顯的優(yōu)勢，但也存在一定的膜污染問題，同時該技術(shù)投資高、能耗高，也缺少相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范與專業(yè)設(shè)備，因此其發(fā)展受到了限制。

2.3曝氣生物濾池技術(shù)

該項工藝的原理是填充大量填料到濾池內(nèi)，這些填料直徑小，表面粗糙。然后利用培養(yǎng)和馴化而生成的高濃生物膜降解污水中的有機(jī)物，同時還可以截留懸浮物。但經(jīng)過一段時間之后，濾池的阻力損失增大，處理能力降低，就必須進(jìn)行硝化和反硝化來脫氮，才能保證氨氮達(dá)標(biāo)。此項技術(shù)成本較低，占地較少，傳輸率較高，動力消耗較低，但是施工難度較大。

2.4生物接觸氧化法

該技術(shù)主要是通過填料上附著的微生物完成水質(zhì)去雜和污水處理工作，能夠有效去除污水中的氮磷元素。這種技術(shù)具有較高的工作效率，同時成本較低、操作方便且易于維護(hù)。但是這一工藝更新較慢，也在一定程度影響其推廣和使用。

2.5其他處理技術(shù)

還有一些新型的污水深度處理技術(shù)如超導(dǎo)磁分離技術(shù)能有效地提高廢水的可生化性，具有投資少、反應(yīng)時間短、效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。盡管該法分離效果很好，但是需加入有機(jī)絮凝劑，沒有完全擺脫因有機(jī)絮凝劑的加入帶來的二次污染。此外，超導(dǎo)磁體冷卻采用的是液氮浸泡冷卻。我國氦資源貧乏，限制了超導(dǎo)磁分離技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。另外，高壓脈沖放電技術(shù)、超聲波、生物酶、生物制劑增效法、三維電極、光敏化半導(dǎo)體作為催化劑處理有機(jī)廢水等技術(shù)也逐漸應(yīng)用于污水研究中。許多組合技術(shù)更是應(yīng)用廣泛，如混凝沉淀/過濾/氨解析/炭柱組合工藝、雙介質(zhì)過濾/反滲透組合工藝、超濾/紫外光/反滲透生產(chǎn)“新生水”組合工藝、混凝沉淀/精密過濾/臭氧氧化/石英砂過濾/活性炭過濾/中空超濾組合工藝等對城市污水的深度處理都有較好的效果。

3尾水深度處理段工藝流程

根據(jù)尾水的水質(zhì)特點(diǎn)，可以結(jié)合生物接觸氧化法的特點(diǎn)對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)而提高尾水深度處理效果。傳統(tǒng)的尾水處理技術(shù)需要先進(jìn)行預(yù)曝氣，這會使生活污水中的氧氣含量降低，進(jìn)而完全滿足微生物對分解有機(jī)物質(zhì)的需求，導(dǎo)致對有機(jī)物質(zhì)的氧化分解不充分，影響出水水質(zhì)；另一方面，由于第二段生物接觸氧化裝置中不進(jìn)行曝氣，污水流速很慢，有機(jī)物含量較高的生活污水在通過填料時容易產(chǎn)生堵塞，影響整個反應(yīng)裝置的運(yùn)行。

這樣的設(shè)計與傳統(tǒng)做法有一定區(qū)別，在第一段中可以溶解氧，這在第二段中的氧含量就可以通過第一段進(jìn)行控制而利于反硝化作用，適合于高濃度污水的處理。改進(jìn)后的二段生物接觸氧化裝置將生物接觸氧化池和沉淀池合為一體，因填料會將污泥截留，在裝置中就可以將沉淀池的設(shè)計去掉，這樣的裝置可以節(jié)省整個工程設(shè)計的成本投入。

4尾水處理段工藝特點(diǎn)

根據(jù)以上設(shè)計，尾水處理段的工藝特點(diǎn)主要如下：第一，效率高，并且不需反沖洗閥門和備用過濾器；第二，運(yùn)行成本低，不需高揚(yáng)程大流量的反沖洗泵，而且可采用間歇洗沙方式，進(jìn)一步降低運(yùn)行費(fèi)；第三，維護(hù)費(fèi)用低，流砂過濾器在運(yùn)行過程當(dāng)中除沸石濾料外沒有任何轉(zhuǎn)動部件，故障率低，維護(hù)費(fèi)用?。坏谒?，水資源損失小。

結(jié)語

我國水資源相對匱乏，只有對污水進(jìn)行深度處理，提高水資源利用率，開辟第二水資源，減少新鮮水的用量，才能有效緩解水資源的供需矛盾。如今，污水深度處理技術(shù)在國際上得到了廣泛應(yīng)用，許多技術(shù)都有不同的特點(diǎn)，因此，根據(jù)不同地區(qū)、不同尾水的水質(zhì)差異選擇合適的深度處理技術(shù)，并且在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，使之更好地推動深度處理技術(shù)的發(fā)展。