我國污水處理廠存在的問題及處理方法

我國污水處理廠存在的問題及處理方法

隨著城市化進程的加快，城市化對城市及其周邊地區(qū)的水環(huán)境產(chǎn)生了嚴重影響。目前，我國城市污水處理效率相對較低，部分城市生活污水不能經(jīng)過處理后達標排放，導(dǎo)致水環(huán)境形勢嚴峻。近年來，隨著社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展，人們的生活水平顯著提高，對環(huán)境與能源問題的重視度越來越高。傳統(tǒng)的污水處理方法（如活性污泥法等）受工藝條件和技術(shù)的限制，導(dǎo)致我國城市污水處理效率低、投資大、成本高，容易對環(huán)境造成二次污染1種新型污水處理技術(shù)的優(yōu)缺點生物膜是一種具有特定分離功能的高分子材料，因其本身具有特殊的選擇透過性，可用于分離具有不同物理性質(zhì)的混合物。膜分離技術(shù)是指在分子水平上以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，在外力的推動下，對混合物進行分離、提純、濃縮等處理的一種新型分離方法膜分離技術(shù)作為一種新型污水處理技術(shù)，有著明顯的優(yōu)點。一是分離效果好。多數(shù)情況下，膜分離可以在納米水平上對混合物進行分離，同時能夠去除水中的天然有機物、化學(xué)藥劑及細菌等微生物。二是分離能耗低。普遍情況下，膜分離過程不會發(fā)生相變，可以極大地降低能量損耗。同時，膜分離過程大多在常溫環(huán)境下進行，不需要加熱或者冷藏，從而可以進一步減少消耗及污染。三是操作簡便。大部分膜分離設(shè)備不需要運動部件，分離裝置簡單，一般不需要維護，可靠度較高。四是低價環(huán)保。膜分離過程一般不需要添加藥劑，不但降低了分離成本，而且能夠避免藥物添加引起的二次污染。五是集成度高。正常情況下，膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，自動化程度高，基本不需要人力維護。六是應(yīng)用廣泛。膜技術(shù)與蒸發(fā)、吸附、萃取、化學(xué)反應(yīng)、生物技術(shù)等進行有機結(jié)合，可形成膜蒸餾、膜分相、液膜、膜萃取和膜生物反應(yīng)器等一系列新型技術(shù)。1.1超濾技術(shù)的優(yōu)點超濾是在壓力作用下溶液中的溶劑與其他低分子量溶質(zhì)穿過膜上微孔到達膜的另一側(cè)，而高分子量和其他乳化膠團則被截留，從而實現(xiàn)物質(zhì)分離。超濾的原理是膜的篩分，同時膜的靜電作用也可截留。超濾膜除具有耗能低、操作簡單、避免二次污染等特點外，還具有以下優(yōu)點。一是穩(wěn)定性強。超濾膜具有耐酸、耐堿、耐水解的化學(xué)性能，這使它可以廣泛地應(yīng)用于具有各種強酸強堿及有機溶劑的生產(chǎn)場所，如處理工業(yè)廢水。二是超濾膜耐高溫可達140℃，所以該技術(shù)可以用高溫蒸汽和環(huán)氧乙烷殺菌消毒。三是過濾精細超濾膜技術(shù)可截留的分子量為500～500000，其分子直徑為0.002～0.100μm，操作的靜壓差為0.1～0.5MPa，被截留的分子直徑0.005～10.000μm。可去除水中99.99%的膠體、細菌、懸浮物等有害物質(zhì)。1.2納濾和反滲透的處理納濾是介于反滲透和超濾之間的膜分離技術(shù)。通常，操作壓≤1.50MPa、截留分子量200～1000、NaCl的截留率≤90%的膜可以認為是納濾膜。它既能截留可透過超濾膜的那部分小分子量有機物，又能透析被反滲透所截留的無機鹽。納濾需要的操作壓力較低，可有效減少設(shè)備投資。納濾膜多用于水的深度處理，它可以除去應(yīng)用水消毒過程中產(chǎn)生的微毒副產(chǎn)物、殺蟲劑、碳酸鹽、硫酸鹽、重金屬和無機鹽等。因此，其被廣泛應(yīng)用于水的軟化處理、紡織、印染水處理及電鍍廢水處理等。1.3反滲透水處理系統(tǒng)反滲透又稱逆滲透，是滲透的一種反向遷移運動。反滲透膜技術(shù)是以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作，即對膜一側(cè)的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向進行反向滲透。反滲透膜能截留水中的各種無機鹽、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì)，從而取得凈制的水。反滲透具有無相變、組件化、易操作、占地面積小和耗能低等優(yōu)點，因而被廣泛地應(yīng)用于海水和苦咸水的淡化、水的軟化以及食品廢水、醫(yī)藥工業(yè)廢水、化學(xué)工業(yè)廢水的提純、濃縮和分離等方面。此外，反滲透技術(shù)在預(yù)除鹽處理方面也達到了較好的效果，能夠極大地降低離子交換樹脂的負荷，樹脂的再生劑用量也可減少90%。因此，其不僅可以節(jié)約費用，還有利于環(huán)境保護。反滲透技術(shù)還可用于去除水中的微粒、有機物質(zhì)、膠體物，減輕離子交換樹脂的污染，延長其使用壽命。1.4生物膜法水處理技術(shù)生物膜技術(shù)是一種新型生物技術(shù)，通過培養(yǎng)各種活性菌，使其附著在由固體介質(zhì)組成的濾料表面，進而加工形成一層生物膜，通過分解轉(zhuǎn)化污水中的富營養(yǎng)物而實現(xiàn)對污水的有機處理，如圖1、圖2所示。生物膜是由大量的細菌、真菌、原生動物及藻類組成的生態(tài)系統(tǒng)。它由好氣層、厭氣層、附著水層和流動水層構(gòu)成。污水中的有機物先經(jīng)過附著水層吸附，再由好氧區(qū)進行好氧分解，然后由厭氧區(qū)進行厭氧分解。流動水層則可以沖掉老化的生物膜，促進新的生物膜生長。生物膜法具有成本低、易管理和凈化范圍廣等優(yōu)點。但是，其對環(huán)境溫度要求高，固化介質(zhì)需要時常更換，因此要嚴格做好工藝設(shè)計，有效控制運行條件，這在一定程度上增加了生產(chǎn)成本。膜生物反應(yīng)器則將生物膜和高分子膜有效結(jié)合，它利用膜分離技術(shù)，極大地彌補了生物膜需要定時更換介質(zhì)的缺點。膜生物反應(yīng)器技術(shù)不僅增強了生物膜的作用效率，提高了污泥的生物活性，還可以對泥齡和水力作用時間進行單獨控制。2膜技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用研究近年來，隨著人們的環(huán)保意識不斷增強與膜技術(shù)的不斷發(fā)展，膜技術(shù)在城市污水處理中得到越來越廣泛的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。2.1木質(zhì)素的提取造紙廢水含有大量的木質(zhì)素、半纖維素、糖類和其他毒性物質(zhì)，是我國主要的工業(yè)污染源之一。通常，造紙廢水處理采用酸化法和超濾法相結(jié)合的辦法。超濾法可以將造紙剩下的漿液濃縮起來，提取廢水中的木質(zhì)素，同時可以用來處理造紙工業(yè)產(chǎn)生的黑液，對COD的去除率高達98%。另外，其還可以將制漿廢液中的漂白粉等有害物質(zhì)去除。經(jīng)過濃縮提取的木質(zhì)素可以用于制作其他化工產(chǎn)品，處理過的水也可以重新進入工藝使用，實現(xiàn)了生產(chǎn)工藝的環(huán)保再生功能。2.2納濾、活性污泥法和納濾法紡織印染廢水含有大量的無機鹽和有機物，而且色度高，成分復(fù)雜，因而難以用生物化學(xué)方法處理。傳統(tǒng)的處理工藝如活性污泥法、沉降法等都難以達到理想效果。因此，人們可以采用活性污泥法與納濾相結(jié)合的處理方法。活性污泥法可以對污水中的有機物進行降解處理，而納濾可以對染料廢水進行濃縮。通常，水溶性染料的相對分子質(zhì)量是300～1500，納濾技術(shù)正好適用于上述區(qū)間。處理后的染料廢水主要包括濃縮液和淡水。該淡水可返回生產(chǎn)工藝重復(fù)使用。而濃縮液含有大量可用成分，可用作原料，經(jīng)過處理，印染污水的80%～90%都可以回收再利用，大幅度降低生產(chǎn)成本。2.3鎳離子和銅的計算在冶金生產(chǎn)等金屬加工業(yè)中，廢水通常來自生產(chǎn)過程的大量沖洗，導(dǎo)致廢水含有大量的鐵、鋅、銅和鎳等重金屬。由相關(guān)試驗可以得出，含大量重金屬的廢水超濾處理后，濃縮液中重金屬的含量極高。當廢水離子濃度達到340mg/L時，經(jīng)反滲透處理后，重金屬去除率可以達到99%。利用膜分離技術(shù)對含重金屬的污水進行處理，可以達到低投入、高效率、少污染和可回收再利用的目的。2.4傳統(tǒng)水處理工藝與膜處理工藝的結(jié)合城市污水作為一種潛在的水資源，越來越受到人們的重視。將傳統(tǒng)水處理方法（如活性污泥法等）與膜處理技術(shù)相結(jié)合，可以提高污泥濃度，簡化工藝流程，同時可以減少污泥排放，極大地提高污水處理效果。3膜技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用近年來，隨著人類社會的不斷進步，環(huán)境污染問題已經(jīng)越