传统污水处理工艺以能消能模板

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。传统污水处理工艺以能消能,消耗大量有机碳源,剩余污泥产量大,同时释放较多CO2(因耗能)到大气之中。当今,全球普遍强调的可持续发展经济模式在污水处理领域也得到体现。因此,研发以节省能(资)源消耗、并最大程度回收(用)有用能(资)源的可持续污水处理工艺已势在必行。·-中国污水处理行业投资分析及前景预测...更多相关研究报告>>污水处理-发展历程(1)50～60年代的状况解放初期由于工农业生产刚刚起步,当时的污水污染程度很低,且提倡利用污水进行农业灌溉,特别是北方缺水地区将污水灌溉利用作为经验进行推广,如著名的沈抚灌渠等,因此全国仅有几个城市建设了近十座污水处理厂(还包括1921～1926年间外国人兴建3座污水处理厂),在处理工艺有的还是一级处理,处理的规模也很小,每天只有几千m3,最大的也只有每天5万m3左右,致使污水处理技术和管理水平处于较落后的状态。(2)70～80年代的发展变化随着工农业生产的不断发展,人民生活水平的逐步提高,城市污水的万分也随之而变化,污染程度由低向高逐渐演变,一些发达的资本主义国家由于污水的污染,使人民身体健康受到威胁的沉痛教训(如,日本国骨疼病、水俣病的出现),引起人们的关注和中国政府的高度重视,建立了国家级环保组织(国务院环境保护办公室),大学也陆续设置环境工程系或环境工程专业,国务院环保办投资在天津兴建污水处理试验厂(天津市纪庄子污水处理试验厂),70年代末开始兴建,处理规模:一级处理0.1m3/s,二级处理0.025m3/s,北京高碑店污水处理试验厂也先后运行。国家和地方都为筹备建设国内大型污水处理厂做前期工作,此刻天津市政府与建设部及有关部委率先决定建设天津市纪庄子污水处理厂,并于1982年破土动工,1984年4月28日竣工投产运行,处理规模26万m3/d。天津市纪庄子污水处理厂的诞生填补了中国大型污水处理厂建设的空白,引起了中央领导的高度重视。李先念主席、彭真委员长、乔石主席、倪志福主席、李瑞环主席都先后来厂视察。纪庄子污水处理厂投产运行后多年来达到设计出水水质标准,使黑臭的污水变为清流,得到全国人大、全国政协委员们的赞扬,并经过她们向全国各地政府呼吁,加速建设污水处理厂的步伐,发展污水处理事业,消除污水对环境的污染。由于纪庄子污水处理厂是中国第一座大型城市污水处理厂,也引起各省市领导的高度重视,纷纷带队来厂参观取经,她们的到来将污水处理的种子带到祖国各地开花结果。在她们的决策下,北京、上海、广东、广西、陕西、山西、河北、江苏、湖北、湖南等省市根据各自的具体情况分别建设了不同规模的污水处理厂,使中国的污水处理厂由60年代的十几座发展到几十座。天津市纪庄子污水处理厂的设计、施工、管理的成功经验,为中国大型城市综合污水处理厂的建设起到了工程建设的示范作用,也为中国80年代污水处理事业大规模的发展起到了奠基作用。(3)20世纪末污水处理技术的发展和污水处理厂建设的成就国定”七五”、”八五”、”九五”科技攻关课题的建立,使中国污水处理的新技术、污泥处理的新技术、再生水回用的新技术都取得了可喜的科研成果,某些项目达到国际先进水平。十一届三中全会以来在邓小平建设有中国特色的社会主义理论的指引下,随着改革开放大好形势的不断深入,中国的污水处理事业也得到了快速的发展。国外污水处理新技术、新工艺、新设备被引进到中国,在活性污泥工艺应用的同时,AB法、A/O法、AA/O法、CASS法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等也在污水处理厂的建设中得到应用。由过去只具有去除有机物功能的污水处理工艺技术发展行业的市场。如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备。由于建设大型城市污水处理厂的投资很大,中国的建设资金有限,无法适应水污染治理的需要。为此引进国外资金建设污水处理厂成为建设资金的重要组成部分,从而也加快了中国城市污水处理厂的建设速度。一批大型的城市污水处理厂利用国外贷款项目相继建成投产。如:中国20世纪最大的污水处理规模为60万m3/d;天津东郊污水处理厂、成都三瓦窑污水处理厂、沈阳北部污水处理厂、郑州王新庄污水处理厂处理规模均为40万m3/d。这些大型污水处理厂的建设标志着中国污水处理事业的不断壮大,标志着污水处理技术在中国发展的成果,标志着中国政府对污水处理事业的重视,也标志着中国污水处理事业发展到了一个崭新的阶段。污水处理设施污水处理设施有许多,但最主要的有一下几种:1.离心机离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开;或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油);它也可用于排除湿固体中的液体,例如用洗衣机甩干湿衣服;特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物;利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点,有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。2.污泥脱水机污泥脱水机特点是可自动控制运行,连续生产,无级调速,对多种污泥适用,适用于给水排水,造纸,铸造,皮革,纺织,化工,食品等多种行业的污泥脱水。3.曝气机曝气机是经过散气叶轮,将”微气泡”直接注入未经处理的污水中,在混凝剂和絮凝剂的共同作用下,悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝,从而形成大的悬浮物絮团,在气泡群的浮升作用下”絮团”浮上液面形成浮渣,利用刮渣机从水中分离;不需要清理喷嘴,不会发生阻塞现象。本设备整体性好,安装方便,节省运行费用与占地面。4.微滤机微滤机是一种转鼓式筛网过滤装置。被处理的废水沿轴向进入鼓内,以径向辐射状经筛网流出,水中杂质(细小的悬浮物、纤维、纸浆等)即被截留于鼓筒上滤网内面。当截留在滤网上的杂质被转鼓带到上部时,被压力冲洗水反冲到排渣槽内流出。运行时,转鼓2/5的直径部分露出水面,转数为1-4r/min,滤网过滤速度可采用30-120m/h,冲洗水压力0.5-1.5kg/cm2,冲洗水量为生产水量的0.5-1.0%,用于水库水处理时,除藻效率达40-70%,除浮游生物效率达97-100%。微滤机占地面积小,生产能力大(250-36000m3/d),操作管理方便,已成功地应用于给水及废水处理。5.气浮机气浮机是利用涡流泵的搅拌功能,将难以溶解于水中的气体或两种以上不同液体高效加压混合,产生的微细气泡粒径20-50微米。搅拌技术大大简化传统的搅拌工艺,不但能够实现设备的小型化,还节省投资和运转成本。污水处理-工艺技术污水处理新工艺、新技术-硅藻精土处理污水的技术当前国内外处理污水方法归结起来主要有物理化学法和生物化学法两大类。物理化学法优点是投资小、占地少、节约能源、设备简单去除重金属、磷、色度效果好。但缺点是对有机物和氮的去除率低。各型絮凝剂的加入在水底形成浓液难于分离取走并造成更严重的第二次污染,不是污水处理的理想工艺。生化法优点是工艺较为成熟,去除污水中的有机污染物及营养物质和氮等有一定效果。但缺点是COD、SS、磷去除率低,脱色效果差,污水的温度、PH值、浓度变化对其影响较大。而且投资大、占地多、耗电高、设备复杂、管理要求严格,另外污泥难于处理,仍易产生二次污染。为此,该类工艺也不是污水处理的理想工艺。经过在传统工艺的优点基础上,研制创立出了生化工艺和国家创造专利”硅藻精土处理剂以及用硅藻精土处理剂处理污水的方法”相结合,既具有传统工艺的综合优点,同时弥补了各处理技术的不足的污水处理新工艺、新技术。用硅藻精土处理污水的技术原理。硅藻原土在精选过程中把与硅藻共生的杂质分离去除后称为硅藻精土。由于硅藻精土是由不导电的非晶体二氧化硅组成硅藻壳体和超导的硅藻纳米微孔使得硅藻表面形成不平衡负。在污水处理时,硅藻精土处理剂被微量加入污水中,在高速搅拌,或抽吸污水的泵机叶片旋转下,硅藻表面的不平衡负电位能破坏污水中由负离子核形成的正电离子圈,并中和悬浮离子的带电性,导致胶体颗粒和胶团结构的ξ电位减小或为零,从而达到胶体颗粒脱离作用的目的,促使水中的污染物快速物理絮凝、沉淀。同时加上硅藻具有巨大的比表面积,巨大的孔体积和较强的吸附力,把超细微粒物质吸附到硅藻表面,形成链式结构,瞬间下沉与水体分离。在特制专业设备中,水体从由每克2.5亿个以上的硅藻形成的数公尺渣层中浸出,经过硅藻纳米微孔超滤的出水水质中悬浮物、重金属离子及细菌等超细微粒得到去除,清水向上溢出。另外硅藻还具有自身脱水的功能,经过负压脱水机压榨脱水,沉渣成饼状装袋取走,可再生利用。达到国家排放标准的清水,流入生物处理池再进行二级处理,再去除残余的微量污染物,最后经过硅藻纳米微孔超滤,使出水水质稳定的达到回用水指标。工艺技术特点优势:处理效果好。处理后的水清澈透明,各项指标均达到国家污水排放标准的要求。工程投资少。日处理一万立方米城市污水的处理厂总投资仅680万元人民币。运行费用低。城市污水吨处理运行费用(药剂费、人工费、电费)小于0.35元人民币。占地面积小。日处理一万立方米城市污水的处理厂主体工程占地面积仅为430平方米,绿化道路面积为35%时,总占地面积1亩。自动化程度高。全机械化设备、全自动化控制、全套检测在线测试。实用行强。适用于城市、生活小区、餐饮、医院、电镀、造纸、印染、啤酒、生物、化工、橡胶、选矿、冶金、石化、钢厂、垃圾渗滤液等污水处理项目。无二次污染。处理后的出水可回用,污泥可回收再生、提纯。提纯的硅藻精土可再次循环在水处理中使用。园林景观。把水处理厂建成花园式的景观公园,创造环保文化。重金属离子去除率高。对污水中的磷、锌、铬、铜、铅等离子去除率高达99.9%硅藻精土水处理剂工艺所取得的成绩。实践证明,硅藻精土水处理剂工艺可适用于城市污水及垃圾渗滤液和各类工业废水处理。该工艺在浙江省经国内专家,组成专家组及中国硅藻土协会评定为国内首创,并具有领先水平的技术。在云南、贵州、广西、内蒙古建成污水处理工程,在各省环境监测中心站等部门的监测下,成功地把城市污水、多种工业废水处理达到国家排放标准或实现循环使用。去除率分别是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门十四个单位十八名专家组成专家组对该循环间歇曝气工艺中国经济发展水平各地相差较大,经济发展滞后的城市还不能拿出很多资金用于污染治理,因此,怎样利用有限的资金,降低环境污染,是很多城市政府面临的问题。在污水治理方面,直到不久前,一些城市还采用一级或一级强化处理工艺技术,出水达不到国家二级排放标准对除去有机污染物的要求。循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点,又充分利用序批式活性污泥工艺处理出水好的特点,使系统处理效率较现有各种生物处理系统有较大幅度提高,又保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。在投资和运行费用上比一般以除去有机污染物为主的二级生物处理系统降低30%左右,是适合中国现阶段污水处理要求的工艺技术。污水处理-回用污水处理回用(sewagetreatmentandreuse):污水经过水质处理达到用水标准后,回用于农、林、牧、渔业、工业、城市或作为低质杂用水等的用水方式。污水处理回用既可解决水资源日益紧缺的问题,又可减轻或消除环境污染,具有明显的社会、经济、环境效益。城市污水处理,一般采用一级或二级处理。一级处理主要采用格栅、沉沙池、沉淀池处理易于沉淀的污染物,沉淀的污泥经污泥消化池及干燥处理后回用于农田(肥料),或采取堆放、焚烧等处理;二级处理是在一级处理后增加生物处理工艺,生物处理分为天然和人工生物处理两种。前者采用生物塘、过滤田、灌溉田等进行处理;后者又可分为需氧和厌氧两种生物处理,需氧生物处理一般采用氧化沟、生物滤地、曝气池等人工设施处理污水。近年来一些发达国家为防止水体富营养化开展三级处理,去除污水中的氮、磷等营养物质,处理后的水或直接排入水体,或达到用水水质后进一步回收利用。污水的回用及再生程度主要取决于:供水成本、水质要求、废水处理费用及排污费用等,当前一般采用部分回用,结合使用少量新鲜水的方法,以降低污水处理回用费用。污水处理-国外技术欧洲城市污水处理技术——可持续生物除磷脱氮工艺以控制富营养化为目的的氮、磷脱除已成为各国主要的奋斗目标。无疑,应付日趋严格的排放标准,传统工艺会因上述弊端而雪上加霜。在此情形下,发展可持续污水处理工艺变得势在必行。所谓可持续污水处理工艺就是朝着最小的COD氧化、最低的CO2释放、最少的剩余污泥产量以及实现磷回收和处理水回用等方向努力。这就需要以较综合的方式来解决污水处理问题,即污水处理不应仅仅是满足单一的水质改进,同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题,且所采用的技术必须以低能量消耗(避免出现污染转移现象)、少资源损耗为前提。发展新颖的污水生物处理工艺依赖于在微生物学及生物化学方面的新发现或新认识。荷兰研究人员Mulder在前发现了厌氧氨(氮)氧化现象。与此同时,南非、荷兰、日本等国科学家对生物摄/放磷代谢机理重新认识后确定了反硝化除磷新途径。这两种新技术的研发与应用对发展可持续污水生物处理工艺具有划时代意义的推动作用。本文以厌氧氨氧化和反硝化除磷技术为蓝本,详细介绍它们的技术原理、工艺流程以及在欧洲的应用情况;在此基础之上提出一个以转换有机能源(甲烷)、回收磷化合物(鸟粪石)和回用处理水(非饮用目的)为目标的可持续城市污水生物除磷脱氮技术推荐工艺。在污水生物除磷实践中,南非开普顿大学(UCT)研究人员最早发现专性好氧细菌不是唯一对磷的生物摄/放起作用的菌种,兼性反硝化细菌也有着很强的生物摄/放磷现象。反硝化细菌的生物摄/放磷作用被荷兰代尔夫特工业大学(TUDelft)和日本东京大学(UT)研究人员合作研究确认,并冠名为反硝化除磷(denitrifyingdephosphatation)。在磷的生物摄/放过程中,反硝化除磷细菌以硝酸氮取代氧作为电子接受体,也就是说反硝化除磷细菌能将反硝化脱氮和生物除磷这两个原本认为彼此独立的作用合二为一。显然,在结合的除磷脱氮过程中,COD和氧的消耗量均能得到相应节省。比较传统的专性好氧磷细菌去除工艺,反硝化除磷细菌能分别节省约50%和30%的COD与氧的消耗量,相应减少剩余污泥量50%。在反硝化除磷过程中由于COD需要量的大为减少,过剩的COD因此能被分离,并使之甲烷化,从而避免COD单一的氧化稳定(至CO2)。归因于曝气能量的减少,以及过剩COD甲烷化后能量的产生,这种综合的能量节约最终会导致释放到大气的CO2量明显减少。因此,具有反硝化除磷细菌富集的处理系统能够被视为可持续处理工艺。传统上,两个已得到充分确认的生物途径,硝化(NH+4→NO3-)与反硝化(NO3→N2)被应用于污水处理的生物脱氮。这种传统生物脱氮途径从可持续角度看并不是最佳的,因为充分地氧化氨氮到硝酸氮首先要消耗大量能源(因曝气);其次,还需要有足够碳源(COD)来还原硝酸氮到氮气。对这一传统脱氮途径的改进可借助于新近由荷兰TUDelft研发的一种中温亚硝化技术——SHARON来实现。在亚硝化/反硝化脱氮途径中,亚硝酸氮为仅有的中间过渡形态;这一途径无论对氧化(NH+4→NO2-)还是还原(NO2-→N2)均能起到最小量化的作用,意味着O2和COD消耗量的双重节约。显然,亚硝化/反硝化脱氮途径能够成为一种可持续的脱氮技术。另外,荷兰TUDelft研究人员几乎在同一时期还试验确认了一种新的氨氮转换途径,这使得氨氮以亚硝酸氮作为电子接受体而被直接氧化至氮气成为可能。这种厌氧条件下的氨氮氧化与亚硝化过程(如SHARON工艺)相结合在工程上能够实现氨氮的最短途径转换,这就意味着生物脱氮过程中能源与资源消耗量的最小化完全可能。污水处理过程中氮的所有可能转换途径列于图1.与传统脱氮工艺相比较,很明显,由厌氧氨氧化与亚硝化工艺相结合的氮的完全自养转换方式是一种最可持续的污水脱氮途径。中国污水处理·中国污水处理近况及未来中国污水处理产业发展进步较晚,建国以来到改革开放前,中国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后,国民经济的快速发展,人民生活水平的显着提高,拉动了污水处理的需求。进入二十世纪九十年代后,中国污水处理产业进入快速发展期,污水处理需求的增速远高于全球水平。1990年以来,全球污水处理表观消费量以年均6%的速度增长,而九十年代的十年间,中国污水处理表观消费量年均增长率达到17.73%,是世界年均增长率的2.9倍。进入二十一世纪,中国污水处理产业高速增长。—,中国污水处理消费量从188万吨增长到447万吨,增加了2.3倍,年平均增长率在27%以上。其中,,中国污水处理表观消费量达到225万吨,超过美国成为世界第一污水处理消费大国。同时,污水处理进口也大幅度增加。1998年,中国污水处理进口100万吨,由此成为世界上最大的污水处理进口国。与1998年比,污水处理进口增长幅度年均达到27.14%。预计,中国污水处理表观消费量将达到500万吨,进口仍将保持在300万吨左右。伴随着污水处理市场的快速发展,中国污水处理产量也结束了长期徘徊的局面,实现了高速增长。中国污水处理产量从的46万吨增长到的236万吨,年平均增长率在82.6%,占国内市场需求的比重也由的24.47%提高到的52.80%。而同期,世界污水处理产量则仅以6%左右的速度增长。从九十年代后期起,中国太钢、宝钢以及宝新、张浦等国有和合资企业经过引进和技术改造,先后建成了一系列污水处理生产线,污水处理工艺技术装备达到国际先进水平,污水处理生产初具规模。污水处理品种结构也发生了积极的变化,污水处理产品质量迅速提高。特别是国内污水处理冷轧板增长迅速,,国内冷轧板产量达到170万吨,首次超过进口量,自给率达到66%;,国内冷轧板产量达到200万吨,自给率达到70%以上。从底到底,国内冷轧污水处理产能将增加约150万吨,基本满足国内市场需求。到,中国将成为污水处理的净出口国。从总体上看,中国污水处理正在经历由规模小、水平低、品种单一、严重不能满足需求到具有相当规模和水平、品种质量显着提高和初步满足国民经济发展要求的深刻转变,污水处理需求将逐步实现自给。污水处理-排放标准节:污水综合排放标准GB8978-1996代替GB8978-881主题内容与适用范围1.1主题内容本标准按照污水排放去向,分年限规定了69种水污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量。1.2适用范围本标准适用于现有单位水污染物的排放管理,以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。按照国家综合排放标准与国家行业排放标准不交叉执行的原则,造纸工业执行《造纸工业水污染物排放标准(GB3544-92)》,船舶执行《船舶污染物排放标准(GB3552-83)》,船舶工业执行《船舶工业污染物排放标准(GB4286-84)》,海洋石油开发工业执行《海洋石油开发工业含油污水排放标准(GB4914-85)》,纺织染整工业执行《纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-92)》,肉类加工工业执行《肉类加工工业水污染物排放标准(GB13457-92)》,合成氨工业执行《合成氨工业水污染物排放标准(GB13458-92)》,钢铁工业执行《钢铁工业水污染物排放标准(GB13456-92)》,航天推进剂使用执行《航天推进剂水污染物排放标准(GB14374-93)》,兵器工业执行《兵器工业水污染物排放标准(GB14470.1～14470.3-93和GB4274～4279-84)》,磷肥工业执行《磷肥工业水污染物排放标准(GB15580-95)》,烧碱、聚氯乙烯工业执行《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准(GB15581-95)》,其它水污染物排放均执行本标准。1.3本标准颁布后,新增加国家行业水污染物排放标准的行业,按其适用范围执行相应的国家水污染物行业标准,不再执行本标准。2引用标准下列标准所包含的条文,经过在本标准中引用而构成为本标准的条文。GB3097-82海水水质标准GB3838-88地面水环境质量标准GB8703-88地面水环境质量标准GB8703-88辐射防护规定3定义3.1污水:指在生产与生活活动中排放的水的总称。3.2排水量:指在生产过程中直接用于工艺生产的水的排放量。不包括间接冷却水、厂区锅炉、电站排水。3.3一切排污单位:指本标准适用范围所包括的一切排污单位。3.4其它排污单位:指在某一控制项目中,除所列行业外的一切排污单位。4技术内容4.1标准分级4.1.1排入GB3838Ⅲ类水域(划定的保护区和游泳区除外)和排入GB3097中二类海域的污水,执行一级标准。4.1.2排入GB3838中Ⅳ、Ⅴ类水域和排入GB3097中三类海域的污水,执行二级标准。4.1.3排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水,执行三级标准。4.1.4排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水,必须根据排水系统出水受纳水域的功能要求,分别执行4.1.1和4.1.2的规定。4.1.5GB3838中Ⅰ、Ⅱ类水域和Ⅲ类水域中划定的保护区,GB3097中一类海域,禁止新建排污口,现有排污口应按水体功能要求,实行污染物总量控制,以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。【污水处理行业发展】地球虽然有70.8%的面积为水所覆盖,但淡水资源却极其有限,人类真正能够利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分,仅占地球总水量的0.26%,而且分布不均。20世纪50年代以后,全球人口急剧增长,工业发展迅速。全球水资源状况迅速恶化,”水危机”日趋严重。一方面,人类对水资源的需求以惊人的速度扩大;另一方面,日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。全世界每天约有200吨垃圾倒进河流、湖泊和小溪,每升废水会污染8升淡