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城市污水处理现状及新技术展望

来源:用户上传      作者: 渠雪

  【摘要】 随着我国经济的飞速发展、人民生活水平的日益提高、更多的人口涌入城市,这会使城市中的污水排放量大大的增加,对城市造成了严重的环境污染、水污染给城市的污水处理带来巨大的压力,城市污水治理刻不容缓。本文对我国城市污水处理的现状及原因进行了简单的介绍,并对新技术的应用进行了一定的分析。
  【关键词】 污水处理现状新技术展望
  进入21世纪以来,我国市场经济发展迅速,我国的污水处理水平进步明显。近年来,随着环境问题日益严峻,我国政府也加大了对城市污水处理设施的投资力度,城市污水处理能力也逐年提高。目前,我国的城市污水处理技术已经广泛应用到了各个行业,也更多走进了广大人民的生活中。
  1 我国城市污水处理的现状及问题
  1.1 我国城市污水处理的现状
  近年来,随着我国经济的发展,各行业也得到了迅速的发展,但是,相比之下,政府对于城市基础设施的建设和发展投入力度明显不足,这叫造成了基础设施不能够满足城市发展的需要,其中城市污水处理设施近年来才得以开始建设,这些污水处理设施已经明显不能完全处理城市发展和日益剧增的人口所产生的大量污水。截止2011年第三季度,我国大约建成污水处理厂3000座,这与世界上的其他先进国家相比,我国的城市污水处理能力和水平都还是比较落后的,我国城市中的污水处理厂的建设比较滞后是最重要的原因。根据一些统计数据显示,欧美等发达地区对于城市污水处理非常重视,其投资力度也非常大,从上世纪70年代就开始了污水处理设施的建设。上世纪,欧美等发达地区在对城市污水处理设施的建设投入就达到了GDP的0.5%,在这些地区平均不足一万人就能拥有一座污水处理厂,而我国在近几年对污水处理设施建设的投入还不到GDP的0.01%,更是平均约50万人才能拥有一座污水处理厂。
  1.2 城市污水处理存在的主要问题
  1.2.1 污水处理厂建设和运行资金严重短缺
  污水处理设施是城市建设最重要的基础设施之一,它对于防止城市水污染,改善城市生活生产用水质量起着重要的作用。我国如果想要短时间内提升城市的污水处理能力,就必须要短时间内投入大量资金来建设足够数量的污水处理厂。按照1.25亿m3/d的处理能力、运行成本0.5元/m3计算,每年这些污水处理厂的运行成本就要250亿左右,而且还需要2000多亿的后续资金,短时间内要进行这么大资金的投入,显然比较困难。
  1.2.2 缺乏先进的城市污水资源化利用技术
  城市污水资源化利用事业的发展必须以新技术作为支撑和保证。而我国现有的设备、所采用的城市污水资源化利用技术难以满足实际需要。所以,想要有效的提升我国城市的污水处理能力可以通过不断的改进现有的污水处理技术,同时加大对新技术的研发的投入力度,生产不同水质的再生水,以满足生活生产的不同用水需求。
  1.2.3 污水管网建设不合理
  在全国已建成的3000多座污水处理厂中,因管网建设不合理的原因造成污水处理厂低负荷运行,或不正常运转的污水处理厂约占总数的2/3。造成此类现象的主要原因如下。(1)老城区生活污水和雨水共用管道,导致污水就近排人雨水管或水体。(2)通过改造的污水管道不能与接户支管配套,影响了生活污水流入城市污水主管道。(3)新建的污水厂将建设重点放在了污水处理设备污水流入主管道的建设,而忽视了对支流管道的配套建设,对污水处理的效率有严重的影响。
  2 我国城市污水处理新技术的应用
  2.1 超声水处理技术
  在我国城市的农业生产中,化肥及农药使用非常广泛,同时还伴随着其它有害物质的污染,这对城市地下水以及河流湖泊等的水质都会造成严重的污染。新型的超声水处理技术目前已经被广泛应用到城市污水处理当中,它主要用于强化对污水中的微生物处理。城市中的污水在经过一定强度的超声处理之后,就会增强污水中微生物的生物活性,同时,反应器的有机负荷也会增加,从而有效的提高污水中有机物的处理效率。超声水处理技术主要利用在声空化的过程中集中声场中的能量,在空化泡崩溃的过程中将这些能量在很小的空间内释放出来,这样就会长生非常高的压力和温度,在局部区域形成热点区域,这样就能有效的提高这些区域内有机物的化学反应速率。目前,超声污水处理技术才刚刚起步,对与这种技术的开发和利用对于提升污水的处理效率作用明显,并且通过将光敏半导体材料加入到这种技术中,还可以利用太阳能来进行城市污水处理。
  2.2 一级处理强化技术
  一级处理强化技术主要用于对污水中的漂浮物进行处理,它是对二级生物处理的前置处理方法。一级处理强化技术具有节约能源和成本的有点,并且在一级处理技术在能够有效除去污水中部分有机物的同时,还能够影响后续的二级处理。通常,一级处理强化技术可以分为对污水中的微生物的吸附处理和对微生物的化学处理。其中的化学强化处理技术对污水中含有的重金属物质有很好的的处理效果,并且它的抗冲击的能力也更强。这种污水处理系统的占地面积小、基础设备建设成本低,同时在对污水的处理过程中稳定可靠,运行管理的过程也更加的简单,还能有效的降低运行的成本。
  2.3 高级氧化处理技术
  高级氧化处理技术是利用在特定条件下产生的具有一定氧化能力的自由基,这些自由基与污水中的有机污染物发生氧化作用,这样就能有效的强化和分解这些污染物,这种技术一把是被使用在水质要求较高或是水源发生严重污染的地区。目前,这种技术的成本非常高,但是由于其对污水的处理效果非常好,因此可以将其作为未来污水处理的研究重点。通过利用光或者特殊的催化剂激发可以产生自由基,其主要是研究光催化氧化处理理论、紫外净水理论等。目前,高级氧化处理技术已成了污水处理研究的重点课题,它将成为未来很长一段时间我国环保型水处理的引领者。
  2.4 曝气生物滤池处理技术
  曝气生物滤池处理技术主要特点就是成本低。使用此技术进行污水处理可以无需对处理后的水进行二次沉淀。在曝气生物滤池中,对于氧分子的利用率通常能够达到25%左右,曝气量也明显较其它方法更低。曝气生物滤池具有耐低温和抗冲击能力强的特点,即使在正常冲击力3倍时,也能在短期维持正常的运行,并且其水质的
  变化也较小。并且,由于曝气生物滤池在建设时采用模块化的结构,更加方便进行后期的改扩建工作。
  2.5 污水生态工程处理技术
  污水生态工程处理技术相较其它处理技术运行更安全、更加节约成本,它还能有效的节约资源,实现污水的资源化。其主要包含氧化池系统和土地处理系统。目前,在国内已建成的城市氧化池处理的污水基本上达到了二级处理出水的水质标准,这样再经过一些后续的处理,水质就能达到污水综合排放的标准了。通过在处理池种养鱼和水生物而形成的生态净化池,其除菌能力都能达到污水三级处理的标准,而这些设施的运行和维护成本仅仅只是常规处理技术的一半左右,其设施建设费用更是不到常规污水处理厂建设费用的30%。
  2.6 SBR工艺的创新
  SBR工艺进行创新的最终目的就是要使城市污水的处理过程尽量的简化、使基础设施的建设费用尽可能的降低,同时还要能够提高污水处理系统的灵活性和稳定性。通常,通过创新后的SBR工艺进行城市污水处理的过程主要拥有下面几个技术要点:(1)污水的泄水体积必须合理;(2)设计高效的连续流SBR工艺;(3)通过准确的设计溶解氧,来达到同硝化和反硝化的目的;(4)合理的设计革新的SBR工艺的配套系统;(5)确定污水水质脱氮、脱磷和脱碳的关键参数。
  3 城市污水处理发展趋势
  3.1 污水处理厂规模大型化
  污水处理厂朝着大型化方向发展。大型的污水处理厂规模效益非常明显,其污水处理能力更强,更加便于日常运营的管理。大型污水处理厂的建设必将成未来的发展趋势。
  3.2 污水处理技术工艺革新
  采用新工艺、新设备和新技术,在很大程度改变了污水处理厂的面貌,提高了污水处理厂的污水处理能力,降低了污水处理厂基础设施的造价和运行成本。
  还节约了能源,经济效益和生态效益显著。
  3.3 污水处理纵深化
  污水处理可以纵向发展,从源头开始,化工厂的污水必须要经过处理达到一定的标准才能排放;或者是将二级处理的污水直接供应给化工厂,让其自己进行三级处理后使用,实现水资源的循环利用。
  3.4 污水处理厂管理方式多样化
  改变现有的政府投资和管理的单一运营模式,开放私人持有资金的投入,实现投资的多元化。还可以加入多元化的运营管理模式,如BOT模式、TOT模式、供排水一体化模式等。
  4 结语
  总之,我国目前城市污水处理的状况仍然严峻,与发达国家相比差距仍然比较明显。但是随着我国对环境问题的越来越重视以及各种新型污水处理技术的投入和使用,我国污水处理的状况也有了一定的改善。随着日益紧张的资源问题,未来城市污水处理技术的研究方向必将瞄准对于环保型污水处理技术的开发和创新。所以,我们应该熟悉和了解现有的各种新技术和工艺处理流程,只有这样,才能根据各地的经济条件和地理特点选择合理的污水处理方法,只有这样,才能更加高效的做好城市污水处理工作,减少污水对城市环境带来的污染,促进城市污水处理行业的健康发展。
  参考文献:
  [1]白韬光.城市污水处理技术及其发展[J].机电设备,2003.
  [2]范瑞雪.浅谈城市污水处理主要方法[J].广东建材,2011.
  [3]向君容.城市污水处理技术分析[J].中国新技术新产品,2012.

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