前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇城市污水处理的方法范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

【关键词】污水处理;活性污泥法;城市污水;基础设施
【中图分类号】TU684【文献标识码】【文章编号】1674-3954(2011)03-0301-01
一、城市污水处理的现状及原因分析
长期以来,我国城市基础设施的发展与人口、资源、环境和工业建设不协调,导致基础设施长期超负荷承载。特别是城市环境保护基础设施建设,近几年才开始兴建,全国绝大多数城市的污水处理能力远远满足不了实际需要。2000年全国668个城市中,有123个城市建成307座不同处理等级的污水处理厂,日处理能力为1300万m3,污水处理率为13.4%,其中1998年和1999年46个重点城市污水处理率分别为20.3%和24.7%,全国有5万多个城镇,370多万个村庄,9亿多人口居住地尚无污水处理设施,由此导致了严重的水环境污染,加剧了水资源的短缺。特别是近年来城市生活污水的污染负荷已超过工业废水的污染负荷,而城市污水处理厂的建设远远不能适应经济社会发展的需要。
与国际上相比,我国城市污水处理率较低,其主要原因是我国的城市污水处理厂建设滞后。据资料介绍,发达国家对城市污水处理厂的建设投资都十分庞大,他们是从20世纪70年代开始大规模兴建城市污水处理厂的,美国、英国、日本等国七、八十年代的投资占国民生产总值的0.29%~0.88%,而我国前几年仅为0.002%~0.003%。美国现在平均每1万人就拥有1座污水处理厂,英国和德国每7000~8000人拥有1座污水处理厂。而我国城镇人口中,平均每150万人才拥有1座污水处理厂。造成城市污水处理厂建设滞后的主要原因是:第一、建设资金的缺乏,至今没有稳定的资金来源。目前我国城市污水处理厂的建设资金主要有中央财政、国内外贷款、城市维护税、地方预算等等,但没有专项资金渠道。城市污水处理厂的建设费用是十分庞大的,一个中等规模的污水处理厂就需要上亿元人民币的投资,不是一个小数目。目前的状况是,经济欠发达地区筹措资金有困难,建不起;经济条件较好的一些地区有钱也不愿建,因为污水处理厂没有经济效益。由此导致污水处理厂的建设资金总是难以落实。第二、现行管理和运行机制的掣肘也使城市污水处理厂的建设和运营陷入困境。由于没有真正落实“污染者负担”的政策,使得污水处理厂的运行费用没有保障。处理1吨生活污水的成本大约是0.5元~0.7元左右,现在全国各地污水处理的收费标准不一,一般在(0.1~0.4)元/吨之间,由于收费额度偏低,致使投入运行的污水处理厂入不敷出,亏损严重。因为没有足够的资金保证其运行,只好由当地市政府给予大量财政补贴,使得污水处理厂成了各地的包袱。当地方财政因无力支付污水处理费用,使建成后的污水处理厂不能正常运行,环境保护投资就不能有效发挥环境效益。当然,这里最根本的原因还是观念和政策的问题。尽管这几年国家加大了对重点流域污水处理厂的投入力度,增发的国债主要用于建设城市污水处理厂,但资金仍显缺乏。
由此可见,各级政府应当加大对污水处理厂的投入力度,同时要完善和落实污水处理的收费政策,从而保证其正常运行,才能确保我国水环境污染严重的势头得到遏制。
二、目前城市污水处理的方法及存在问题
城市污水包括城市全部的生活污水和部分工业废水,水质污染主要为有机污染。目前国内外采用物化法和生物法处理技术,并以后者为主。
1、物化法
19世纪后期,英、美等国曾广泛采用絮凝沉淀技术。我国四川省遂宁市污水处理厂(8万m3/d)采用分期建设方案,预留二级处理场地,一期为化学强化一级处理(Chemically Enhanced Primary Treatment)(简称CEPT),采取投加化学药剂的絮凝沉淀法。该方法存在的主要问题是出水水质难以达标。
2、生物法
(1)传统活性污泥法 传统活性污泥法是污水处理最早的工艺,有机物去除率高,污泥负荷高,池容积小,电耗省,运行费用低,但普通曝气法占地多,建设投资大,且不具备脱氮除磷功能,仅能满足BOD5、CODCr、SS三项出水指标。另外,普通曝气法生成的污泥量较多,认为不易处置。
(2)SBR法(序批式) 间歇式活性污泥法又被命名为序列间歇式反应器法(Sequencing Batch Reactor)或序列间歇式(序批式)活性污泥法,简称SBR法。其进水、反应、沉淀、排放和闲置顺序在同一池中完成,周期运行。其特点为:无二沉池和污泥回流设备,产生剩余污泥量少;结构简单,运转灵活,可随时调整运行计划;自控要求高。该方法适用于水量、水质排放均匀的工业废水,可省去调节池,节省投资。缺点是操作复杂,难于管理。
(3)氧化沟法 氧化沟实际上是活性污泥法的一种变形,废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断的循环流动,又有人称其为“循环曝气池”。它的特点为:一般不设初沉池和污泥消化池,结构简单,工艺稳定,管理方便;有机物去除率较高,具有脱氮、除磷(沟前增设厌氧池)功能,综合指标较优;适用于中小规模的低负荷污水处理厂。可电耗较大,经常运转费用偏高。
(4)A2/O(AA/O法)常用的脱氮除磷的工艺为A2/O(厌氧/缺氧/好氧,Anaerobic/Anoxic/Oxic)法。磷在厌氧区释放,在好氧区吸收,达到除磷目的。污染物在好氧区被氧化降解,去除COD和BOD5,同时在硝化菌作用下,有机氮转化的氨氮继而转化为亚硝酸氮和硝酸氮,含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮。但污泥回流,污泥处理工作量大,节能差。
(5)AB法(Adsorption)Biodegradation)即吸附和生物降解两段生物处理法。它采用吸附和传统活性污泥法的两次生化处理,工艺单元构成复杂,污泥不稳定,建设投资和处理成本高,一般不设初沉淀。
(6)UNITANK法(一体化的曝气池)此工艺是以活性污泥法为基础的一种新工艺(由比利时史格斯公司开发)。本工艺的特点是将曝气和沉淀组成一体的新工艺,不是形式上的合并,而是工艺上的创新,是将池子分成若干格,首末两端交替曝气和沉淀。它周期性变更进水、出水方向,可省去污泥回流系统,并且布置紧凑,用地省,连续运转,省电耗,结构设计简单经济,但该方法不具备脱氮除磷功能。
三、应用新的生物技术处理城市污水的必要性及重要意义
城市污水处理厂是城市水污染防治的骨干工程,建设城市污水处理厂是纳入流域、区域水质管理规划并纳入社会经济发展规划的重要内容。为使全国水环境状况基本上同国民经济的发展和人民生活水平的提高相适应,必须尽快扭转我国城市水环境污染的局面。因此污水处理设施的建设和运行是我国当前水污染控制的重点。
【关键词】城市污水厂 污水处理 工艺
一、活性污泥法
活性污泥法是水体自净的人工强化,是使微生物群体在曝气池内呈悬浮状,并和污水接触而使之净化的方法。包括标准活性污泥法、STEP 曝气法、长时间曝气法、分段式曝气法、限制曝气法以及AB 法等传统活性污泥法的改型和AO 法、AOO 等近年来开发高效脱氮除磷工艺。目前,活性污泥法占主导地位,适用于处理生活污水所占比重较大的城市污水,但随着如AO 法、AOO 法、AB 法等新工艺的开发,对于工业污水成份比较高的污水的处理效果也有了提高。
(一)传统活性污泥法
优点: ①不宜采用物理化学方法处理的废水,BOD 去除率可达95 %以上。②建设投资额高,但处理的动力费较低。缺点:所需停留时间长,设备庞大,基建投资大,因而要加各种构筑物,使各种构筑物容积增大,从而使处理厂面积增大,增加管理人员及管理难度。发展方向: ①为了废水体系的组分、浓度均匀化,重新估价预处理,重新研究调整槽;②探讨选择活性污泥微生物系的菌种;③活性污泥法的设备中引入仪表化和拟定管理指标。
(二)间歇式活性污泥法
近几年来随着城市规模的不断扩展以及城镇自身的发展,下水道设施已呈现出大城市转向中小城市、农村小镇的趋势,小规模污水处理设施逐步增加,农村小城镇对于改善生活环境条件的要求越来越迫切了。
小规模污水处理设施与大规模处理设施比较,它的自然条件和社会条件大不相同,因此,必须研究采用适于小规模污水处理设施,用以取代过去的大规模处理方式。小规模污水处理应具备如下特点: ①容易运行管理; ②维修方便; ③建设费用低; ④出水水质良好。经过国内外一些污水处理厂(如日本千叶县的大原町污水净化厂等) 的多年实践证明,间歇式活性污泥法正是一种能满足这些条件的处理方法。间歇式活性污泥法是采用一个处理池进行曝气、沉淀、排出处理水,使设备简单化、小型化,池内流态分明,运行管理方便,可做到无人运转,对于流入污水的负荷变动,有缓冲能力,处理性能稳定,不仅能去除有机物质和悬浮固体而且脱氮效果好。间歇式活性污泥法具有代表性的方式,一般设2 个曝气沉淀池,连续进入混合污水,各自错开半个周期进行运转,运行一个周期为6h,周而复始,反复进行。
(三)AB工艺法
AB工艺法也称为吸附生物降解法,是20世纪70年代中期首先在德国兴起的,是传统活性污泥法的一种改型。从许多污水厂资料中表明该工艺在处理难降解的工业废水或较高浓度的城市污水处理方面,它与普通活性污泥法相比,有特殊的净化机制和多方面的优越性。它把传统活性污泥法的曝气池分为两段――A 段和B 段,A 段在对有机物质吸附、吸收、氧化三种方式中,前两者起主要作用,而B 段主要由后两者起作用,特别是氧化作用占主要地位。
(四)AO 法及AOO 法
AO 法及AOO 法是近年来开发出的生物脱氮除磷新工艺,与传统的化学和生物脱氮除磷相比,它还有效提高了BOD、COD、SS 的出水指标。AO 法是缺氧、好氧的简称,AOO 法是厌氧、缺氧和好氧的简称,脱氮是在缺氧段完成的,除磷则要求有厌氧段。AO 法主要是脱氮,AOO 法可以同时去除氮、磷。这两种工艺都要求污水充分曝气,使含氮有机物充分硝化,所以必须降低污泥负荷,延长曝气时间和增大鼓风量。根据天津东郊污水处理厂和沈阳市北部污水处理厂的实践,采用AO 工艺比传统活生污泥流程的曝气池容积、二沉池容积、回流污泥量、鼓风量和曝气装置数量都增大一倍左右,而且由于该工艺要求比较低的污泥负荷,否则不足以达到污泥好氧稳定,所以AO法将带来基建投资和电耗的大幅度增加。AOO法在缺氧段前面还加有一个厌氧池,以达到对磷的有效去除效果,基建费用与电耗比AO工艺更高点。
二、序批式曝气法(SBR法)
序批式曝气法(SBR) 是一种古老的工艺,最初是在一个池中间歇进水、间歇曝气,然后沉淀、排水、排泥,处理工序相当简化。如采用延时曝气的SBR 法,还可省去污泥消化、沼气贮存利用工序,整个污水厂只需要几个构筑物。目前,我国只在一些规模不大的城市污水厂应用,规模为每天10 000m3 以下,但由于其突出的简易特点,已显示出管理简单、运行稳定等优点,引起人们广泛的重视。该工艺不仅工艺简单,而且对水量水质的变化有很强的适应性,可以省去调节池,不存在污泥膨胀的危险,污泥沉降性好,可以脱氮除磷,出水水质好,占地省,在一定规模下造价省,运行费用低。它的缺点是进水、曝气倒换频繁,且由于排出装置,国内尚未形成该工艺,发展有一定限制,一直未能推广。但仍是两种很有潜势的工艺,逐渐受到重视。SBR工艺近年来发展很快,已出现多种改型,目前常用的有以下几种型式: ①传统间歇进水,间歇曝气,这种型式对水量水质变化适应性强,水量变化很大,水型污水厂最为适用。②连续进水,间歇曝气,对进水不加控制,但必须使其不影响沉淀。③双池串联,连续进水,前池连续曝气,后池间歇曝气,从后池往前池回流混合液以保持污泥浓度。后两种形式均为连续进水,可用于较大型污水处理厂。
[关键词] 现状 污水处理 技术开发
目前我国城市污水处理已经在各方面有了很大的进展,但是其形势仍然极其严峻。我国目前的水污染形势较严峻,特别是城市污水的排放对地表水和地下水水质的影响非常突出。我国的经济体制从计划经济转型过来。在这种经济体制下,我国城市污水处理的管理机构和管理方式等方面一直沿袭旧的经营管理模式,对污水处理设施方面的建造、设备运行和价费行使统一管理、分级领导的体制,给城市污水处理相关行业导致了很多弊端。
一、目前存在的问题
①我国近些年社会经济持续高速发展给环境带来越来越大的压力。到今天为止,我国城市排放污水每年达到约500多亿吨,处理的污水占排放不到1/5。这个数字相对发达国家来说少得可怜。而发达国家的污水处理率都在80%以上。除此以外,很多污水处理车间乃至厂家处理后的污水也没有达到环保要求,还会对环境产生很多危害。
②管网收集系统建设滞后,特别是一些城市中心区雨污分流还没有实现,污水处理设施难以充分发挥效益。目前我国处理设施严重不足,城市排水管网普及率及管道收集率较低,许多厂管网不能配套,一些城市污水处理厂不能满负荷运作。现有的处理设备还存在着设计水平低、设备质量低、运行稳定性较差等诸多问题,而且更新改造和达标改造资金短缺、运行费用不足。
③各级政府筹集资金或借债资金方式等组建的污水处理厂,很多时候被各级政府委托排水厂机构管理,各种运行费用的来源都靠政府,政府财政状况的好坏决定了各种运营费用的多少。这就容积导致因为财政资金缺乏有效监控,产生浪费现象。在这种情况下,各级政府筹集资金污水处理厂的管理者缺乏成本的意识,将导致人浮于事、陈旧的管理方式、工作不讲究效率等现象的重复发生。
二、污水处理方法
1.水的物理处理方法
(1)格栅法:可分为人工清理的格栅(适用于中小型城市生活污水厂或所需截留的污染物较少时)和机械格栅(适用于大型城市生活污水厂或所需截留的污染物较多时)。
(2)筛网法:筛网的去除效果,可相当于初次沉淀池的作用。
(3)过滤:是以具有孔隙的粒状滤料层,如石英砂等,截留水中的杂质从而使水获得澄清的工艺过程。
(4)离心分离法:它的作用是基于存在于水中的悬浮物和水的密度不同而产生的。主要设备有:离心机、水力旋流器及旋流池等。
(5)沉淀池法:用于废水进入生物处理设备前的初次沉淀、生理处理后的二次沉淀及污泥处理阶段的污泥浓缩池。
(6)浮上法:适用于颗粒直径很小,很难用沉淀法加以去除时,主要有电解浮上法、分散空气浮上法和溶解空气浮上法。
2.生物处理方法
污水生物学处理具体来说是通过微生物所产生的酶,氧化分解有机物,从而使水得到净化。其中起主要作用的是细菌,污水中可溶性的有机物直接被菌体吸收;固体和胶体等不溶性有机物先附着在菌体外,由菌细胞分泌的胞外酶分解成可溶性物质,再被菌体吸收,通过微生物体内的氧化、还原、分解、合成等生化作用,把一部分有机物转化成微生物自身组成物质,另一部分有机物被氧化分解为CO2、H2O等简单的无机物,从而使污染物质得到降解。主要方法有:氧化塘法、活性污泥法、生物滤池法、厌氧处理法
3.水的化学处理方法
中和法;化学混凝法;化学沉淀法;氧化还原法;吸附法。
4.城市污水处理的新模式
(1)生物膜技术:通过选育和培养高效的微生物菌种,制成制剂,高密度直接投放到待处理污水,形成生物膜,对污水进行降解和净化。专家介绍,与传统的活性淤泥法相比,生物膜技术应用于城市污水处理具有五大技术优势:一是投资省。目前国内的城市污水处理厂基础建设投资大,需要大量的机械设备、管网和其他工程设施,投资成本每吨污水处理在1000元左右;而应用生物膜技术投资设备少,占地小,处理每吨污水不到500元,相比节约成本50%以上。二是运行费用低。据测算,目前国内城市污水处理厂的直接运行成本,一般在每天处理每吨污水0.5~0.8元之间;而应用生物膜技术处理污水每天每吨只需0.2元左右。三是淤泥少,没有“二次污染”。采用传统的活性淤泥法处理城市污水,常由于大量淤泥的堆放造成对环境的“二次污染”;而相同条件下制成生物膜的微生物菌一旦把污水净化后,便会由于缺乏“营养”而自动消亡,不会造成“二次污染”。四是效率高。生物膜表面积大,微生物菌密度高,每克制剂的微生物菌含量达50~200亿个,大大高于淤泥中的自然微生物活性成份,同时还可以多次投放,方便快捷,处理效果明显优于传统的活性淤泥法。采用生物膜技术,不仅能够有效治理湖泊的富营养化,而且有助于修复和强化湖泊生态功能,提高水体自净能力。五是适合城市生活小区等小规模、有机负荷不高的污水处理。应用生物膜技术投资省,运行费用低,并可节省管网建设成本,处理城市生活小区等城市污水具有活性淤泥法不可比拟的优势。
(2)粉末活性炭吸附技术:粉末活性炭在污水处理中的使用已有70年左右的历史。自从美国首次使用粉末活性炭去除氯酚产生的嗅味以后,活性炭成为给水处理中去除色、嗅、味和有机物的有效方法之一。国外对粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明:粉末活性炭对三氯苯酚、二氯苯酚、农药中所含有机物,三卤甲烷及前体物以及消毒副产物三氯醋酸、二氯醋酸和二卤乙腈等等均有很好的吸附效果,对色、嗅、味的去除效果已得到公认。可用于提高污水处理厂出水水质。
(3)曝气生物滤池法:该工艺是一种淹没式上向流生物滤池,其滤料为比重小于1 的球形颗粒并漂浮在水中。通过硝化和反硝化作用净化水质,其处理能力大大高于活性污泥法,并能达到很高的排放水质标准。目前,在城市污水处理中,活性污泥法是被最广泛使用的方法之一,但其所产生的腥臭污泥问题仍然令人头痛。可尝试用污泥进行垃圾场填埋、作有机肥料等。
总之,在全球经济快速发展的今天,环保问题,特别是城市污水处理已成为各国研究的热点。城市污水的治理对改善城市水环境,保障城市经济发展起着关键的作用。
参 考 文 献
关键词 人工湿地,污水处理,管理方法
ABSTRACT: In the past decade, environmental disfunctions have risen to a seriously environmental issues which arise public's awareness of how to face this alarming situation. Nonetheless,given to the recent research achievements,revealing that constructed wetlands are playing a indispensable role in terms of urban sewage disposal and ecological restoration.In this paper,we will analysis how to choose a right method to utilize and manage this promising disposal route in city life.
湿地
1.1湿地的定义
湿地系指天然或人工、长期或暂时之沼泽地、泥炭地,带有静止或流动的淡水、半咸水或咸水的水域地带,包括低潮水位不超过6m的滨海海域。 湿地是一类既不同于水体,又不同于陆地的特殊过渡类型生态系统,为水生、陆生生态系统界面相互延伸扩展的重叠空间区域。
1.2湿地的类型
湿地主要分为两大类:天然湿地和人工湿地。
1.2.1天然湿地
天然湿地包括海洋、以永久性浅海水域、河口水域、礁涂、岩石性海岸、沙滩等类型为主的海岸湿地以及由主要由永久性三角洲和湖泊组成的内陆湿地。
1.2.2人工湿地
水产池塘、灌溉地、盐田、蓄水区、采掘区、废水处理场所、运河甚至排水渠、地下输水系统等都属于人工湿地。随着天然湿地的老化以及功能的衰退,人工湿地即将承担越来越多的水净化和处理的期望和责任。
1.3湿地的作用
湿地不仅可以提供水源、补充地下水、防止自然灾害,清除和转化毒物和杂质保留营养物质,还可以固定二氧化碳调节城市气候从而保护城市生物和遗传多样性。而作为湿地的一种更为直接和有效的类型,人工湿地技术,其由于低廉的投资,良好的出水水质,简单的操作,强大的抗冲击负荷的能力,维护方便,较高的氨氮去除率,同时可使污水处理与环境生态建设有机结合,在处理污水的同时创造城市生态景观等特点逐步被越来越多的国家接受,并广泛应用。
人工湿地处理污水的基本原理
在一定的填料上种植等特选的植物,将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地上。当以富营养化为主的污水流过一定长宽比及底面有坡度的人工湿地时,经沙石、土壤或一些其他构筑物混合组成的填料床过滤,污染水可以在床体的填料缝隙中曲折流动,或在床体表面流动。而填料上植物根际的多种微生物活动,增加了湿地基质的透水性,与周围环境的原生动物、微生物等形成各种小环境,通过氧的传递,更加增强了净化废水的能力。人工湿地的显著特点之一是其对有机污染物有较强的降解能力,因此更适用于处理生活污水以及城市污水一类。人工湿地可分别处理废水中的不溶性有机物与可溶性物质。不溶性有机物通过湿地构造中的填料层被沉淀、过滤、截留,进而被微生物利用,而可溶性有机物则可直接通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解、去除。
人工湿地在不同环境下的应用及效果
3.1植物的布局
3.1.1沉水植物
以芦苇、香蒲为主,由于其具有发达的根系、营养物质吸收能力强、可向水体输氧等特点其在特定的人工湿地中长势良好。其可郁闭整个水面,可有效吸附、拦截悬浮物[参考文献:
[1] 李光远,北方潜流人工湿地植物布局与管理探讨[B],中国水利,2010(5)][1]。这些沉水植物对污水通过土壤截留-发生物理化学吸收-化学分解-沉淀-微生物的氧化降解等过程对污水进行高效、廉价的降解和有害物质的吸收。而芦苇湿地系统针对于油田污水尤其有较高的去除效果。生活与含油污水,经芦苇湿地处理系统处理后,BOD5 去除率为85%,SS 去除率为87%,T-P 去除率为85%,氨氮去除率为54%,污水中的无机污染物(重金属)和有机物也很大限度的被湿地芦苇吸收,出水水质可达到《综合污水排放标准》要求[[2] 陈 坤,芦苇湿地系统处理油田污水的研究[A],科技传播,2011(1)][2]。
3.1.2浮水植物
以凤眼莲、大、水鳖为主以及少量细绿萍。藻类在冰封条件下也能较好地生长, 对湿地系统冬季运行起着良好的作用。浮水植物以凤眼莲、大生长旺盛,凤眼莲水下根系根据水质状况可长达30~70 cm, 长势良好,可郁闭整个水面。但凤眼莲、大生长季短, 一般适应期为4 月中下旬至10 月中旬,冬季需打捞[[3] 王全金,李丽,李忠卫,复合垂直流人工湿地除氮磷效果研究[A],湖北农业科学,2010(6)
[4] 李丽娜,李亚治,达良俊等,复合垂直流人工湿地处理废纸造纸废水的研究[A],中国造纸,2009(9)
[5] 胡胜华,张婷,周巧红等,武汉三角湖复合垂直流人工湿地对重金属元素的去除研究[A],生态环境学报,2010,19(10)
[6] 余志敏,袁晓燕,崔理华等,复合人工湿地对城市受污染河水的净化效果[A],环境工程学报,2010(4)
[7] 刘红,刘学燕,欧阳威等,人工湿地植物系统优化管理研究[A],农业环境学报,2004,23(5)
[8] Richard C Russell . Constructed wetlands and mosquitoes :Health haz2ards and management options2An Australian perspective [J ] . Ecologi2cal Engineering ,1999
[9] 姚枝良, 闻岳, 李剑波等,人工湿地处理系统的运行管理与维护[A],四川环境,2006(5)
[10] US EPA.Manual :Constructed wetlands treatment of municipal wast2e2waters[ Z] . Cincinnati ,Ohio :EPA ,2000. 1112119.0
[11] 卢少勇, 张彭义, 余刚等,人工湿地处理农业径流的研究进展,中国水环境污染控制与生态修复术高级研讨会
[12] 闻岳,董宁,周琪,修复受污染水体人工湿地系统的开发与管理,建设科技,2008(14)
[13] 克雷格•S •坎贝尔, 迈克尔•H •奥格登 著, 吴晓芙译.湿地与景观[M].北京:中国林业出版社,2005.
][1]。
3.1.3复合性布局
通过筛选和对比,在选择人工湿地植物布局时应着重考虑当地的气候、温度、植物适应性等条件,根据不同的废水种类和要求进行选择。而每种植物均应从耐污力、植物生长量、根系、经济性、管理难易性( 包括病虫害少、抗倒伏和易繁殖)等方面进行详细的考察,通过对其氮磷积累量、TP、TN净化率进行分析确定详细的植物布局。
3.2处理效果
由于大部分类型的人工湿地都对氮磷有着非常明显的去除效果,以下将由复合垂直湿地为例从其他三方面进行阐述。
3.2.1构造示意图
试验床体表面为缘园皂皂厚的掺有石灰石的本地土壤袁下部为远耀员园皂皂的砾石层遥两组湿地床种植植物分别为美人蕉和风车草袁种植密度为5株每平方米。
3.2.2处理造纸废水的应用
一些无机物以及难降解有机物会积累在湿地中而堵塞填料间的空隙, 延长系统的实际水力停留时间。据悉,天宝造纸厂的人工湿地建成投入使用一年来, 运转良好, 尚未出现堵塞状况。但在上行池表面, 已出现一层黑色毯状的致密污泥层, 距离布水口10~ 30 cm 处尤其显著[
][4]。但是此现象可以通过暂时性停床休息解决。这样不仅可以使填料部分恢复渗透性,也可以让收割后的植株体得到更好的恢复。
3.2.3对重金属元素的去除
武汉三角湖位于武汉市传统工业区,故其水体中含有较多种类的重金属元素。这些重金属元素过量时往往具有高毒性,在环境中富集到一定程度后可能会导致公害问题出现。中国科学院水生生物研究所的检测结果表明三角湖人工湿地进水浓度较低,其去除率依次为:Cd>As>Mn>Pb>Zn>Cr>Cu>Ba>Li>Ni[][5]。但依旧可以看出人工湿地对各重金属元素仍具明显的去除效果。
3.2.4对污染的城市河水净化
研究表明[][6]复合垂直流湿也对城市污染河水具有良好的去除效果, 其对河水中TN、TP、COD和SS的平均去除率可达50% 、85% 、85% 和80%以上。垂直下行流与水平流复合人工湿地系统对TN、TP、COD 和SS 的平均去除率分别为43%、83%、85% 和76%。
人工湿地的运行管理与维护
4.1水位
对于一个设计、运行良好的人工湿地来说,影响其处理性能的主要因素还是水位控制和流量调整。水位的改变不仅会影响人工湿地处理系统的水力停留时间,还会对大气中的氧向水相扩散造成影响。水位控制的不好极有可能使人工湿地产生不可设想的衰退甚至废弃。当水位发生重大变化时,要立即对人工湿地处理系统进行详细的检查,首先考虑的应是是否发生渗漏、出水管是否堵塞等机械问题。对于最常用的表面流型人工湿地,水位的调整与植物的生长也有密切联系。启动阶段水位应该逐步提高,以免植物幼苗被淹死或脱离土壤随水漂走。在该系统运行期间,管理者可以考虑在每年春天降低水位以促进新芽的生长。这样做可以使阳光更容易穿透水体照射到喜光的植物上[][7]。
4.2病虫害状况
人工湿地植物病虫害发生状况人工湿地作为一个人工生态系统,如同农田生态系统,有时则会在芦苇上发现芦苇、蒲草上发现蚜虫等一些病虫害。如果不及时处理很有可能导致植物枯黄矮小,甚至死亡。在观测中发现病虫害多发生于夏秋,此时正是植物生长迅速时期,一旦发生病虫害、对人工湿地的运行效果特别是对植物的产量将会造成较大影响[][7]。
4.3蚊蝇
湿地系统中高大的挺水植物成熟后容易发生弯曲或伏倒在水面上, 这种生境非常有利于蚊蝇的孳生。因此可以通过加强湿地植物的管理来控制蚊蝇, 在水边不种植水生植物, 或种植低矮的植株并每年进行收割[][8]。必要时可以在蚊蝇产卵的季节使用杆菌杀死蚊卵, 或使用能够导致蚊子幼虫发育衰减的激素来控制蚊蝇[][9]。
4.4气味的控制
表面流型人工湿地如果进水负荷过高, 会形成厌氧的水域,释放出难闻的气体。这种情况主要是由于进水的有机负荷过高或氨氮负荷过高造成的, 因此降低有机物和氮的负荷可以控制湿地系统散发出难闻的气味[][9]。由于植物能够将氧气传输到系统中, 因此在布局上可以将那些开阔的水域分散在种植较多植物的水域中[][10]。
4.5湿地堵塞
在所有人工湿地中, 悬浮物的积累是一些系统正常运行的主要威胁之一。虽然通过过滤和渗流可以吸附截留一大部分悬浮物可被微生物吸收消耗,但一些无机、大范围的悬浮物处理厂和预处理程度不够容易导致大型植物床的堵塞[][11]。在水平潜流湿地中, 床中水流大部分以潜流方式通过由活的、死的根和根茎造成的沟以及土壤孔隙。根和根茎的生长会扰动和弄松土壤。采用阶段式进水可有效防止堵塞[][11]。
4.6护堤的维护
要经常对护堤进行检查,防止水面以下护堤的外部斜坡面出现渗水现象,过多的或颜色异常暗绿的植被生长都是出现渗漏的症状。定期清除护堤和堤面上的杂草,以免杂草蔓延到人工湿地处理系统中与湿地植物形成强有力的竞争[][12]。对于较浅的潜流型人工湿地处理系统,定期去除湿地床中的树苗也是非常必要的。因为随着树木的生长,其根系可能会穿透防渗膜垫层,同时成熟的树木会遮挡阳光,抑制湿地水生植物的生长[][13]。
人工湿地的前景展望
5.1净化城市污水废水
通过在条件相应的污水处理厂布置一定面积的人工湿地可以高效率底能效的解决一部分污水的排放和净化问题,但应注意在管道选择时应选择耐压力较大的管材,以免无法达到国家地表水质四级标准的污水渗漏影响深层地下水而带来不可估计的损失。
5.2对生态损坏区进行修复
以人工湿地为载体,引进一些先锋植物进行种植和栽培,不仅可以达到景观的美化同时也为后续修复工作带来巨大便利。但应注意的是,在引进植物的时候应避免由于先锋生物生命力过强、繁殖速度过快而产生生物入侵。例如全国范围内的水葫芦入侵事件,在种植这类植物的时候应圈养并长期打捞,防止其过度繁殖和散逸。
5.3城市湿地公园的建设
在城市中建设湿地公园不仅可以扩大城市绿化面积、改善生态状况,为人们提供更加多样化的休息娱乐场所,还能够在涵养城市水源保护生物多样性等方面发挥巨大的作用。而城市湿地公园的景致应保持或贴近自然状况,保留现状植物和水域,主要在湿地设置游览线供人们行走和休息,在湿地内围可以展现各种适合的水生植物、鸟类观赏区等。
参考文献:
[1] 李光远,北方潜流人工湿地植物布局与管理探讨[B],中国水利,2010(5)
[2] 陈 坤,芦苇湿地系统处理油田污水的研究[A],科技传播,2011(1)
[3] 王全金,李丽,李忠卫,复合垂直流人工湿地除氮磷效果研究[A],湖北农业科学,2010(6)
[4] 李丽娜,李亚治,达良俊等,复合垂直流人工湿地处理废纸造纸废水的研究[A],中国造纸,2009(9)
[5] 胡胜华,张婷,周巧红等,武汉三角湖复合垂直流人工湿地对重金属元素的去除研究[A],生态环境学报,2010,19(10)
[6] 余志敏,袁晓燕,崔理华等,复合人工湿地对城市受污染河水的净化效果[A],环境工程学报,2010(4)
关键词:市政; 污水处理; 问题; 措施
中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:
前言:
伴随着城市人民生活水平不断提高和城市化进程的不断加快,但是视为人类生命的淡水资源的需求和消耗越来越多。且水环境的质量越来越恶劣和水资源越来越短缺,这一切都影响了城市经济的可持续发展,带来一系列危及城市生存与发展的生态环境问题。因此,针对城市市政水污染问题的特点,采取有效的解决对策已成为管理者和专家们面临的新课题。
当前市政污水处理存在的问题
1.1污水处理厂建设资金的短缺,运行经费不到位,缺少专用经费保障。且市政排水管网普及率及管道收集率较低,许多厂管网不能配套,一些城市污水处理厂不能满负荷运作。现有的处理设备还存在着设计水平低、设备质量低、虽然也有污水处理厂,但市政污水处理效率不高,,污水处理能力不够。但一些经济不发达中小城市还没有将市政污水处理的规划建设纳入城市发展的议程。其主要原因就是社会和相关政府部门对市政污水处理不重视,相关的地方政府对污水处理这一行业没有投入足够的资金。另外,一些城市已经建成投产运行的污水处理厂中,处理负荷运行开工率不高,没有满负荷运行的主要原因是缺少污水处理运行经费,专用经费不到位,有的省市市政公用处没有收取专用污水处理费或是收费标准定的很低,缺少经费来源,这些都不能满足污水处理厂正常运行所需的最低费用。
1.2污水处理设备的维修及设备备件的开发能力不足
一般污水处理机器设备经过几年的运转后,都会出现不同程度的损坏, 其维修保养成本较高。再者如是进口污水处理设备损坏,则是索赔期后的维修和正常的大修。若请国外的专家来维修,其维修成本将会大大增加。所以不管国产还是进口污水设备,这行业在国内都普遍缺乏专业一线的排污水设备机器维修技术人才。维修技能能力不足或对排污水设备专业保养能力不够。再加上污水处理备品配件生产制造能力不足。否则设备的损坏, 配件的缺乏或设施设备闲置都会影响污水处理厂的正常运行。
1.3污水处理工艺落后、或不结合本市的实际情况选热门工艺导致污水处理失败
有些城市市政在污水处理工艺上没有创新和发展,污水处理工艺落后或沿用一些老的、不切实际的热门工艺。如在污水处理过程中,一些污水处理厂没有除臭装置,如选用不合理的污水处理工艺,所产生的污泥却未能得到有效妥善的处置,还会给环境造成二次污染。甚至出现了不考虑本地区的水质情况和污水处理水量以及出水用途的问题,
2,市政污水处理的办法和措施
2.1积极探索和创新污水处理工艺,提高污水处理能力
要加强污水处理技术和方法层面上的工艺创新。并根据污水水质的监测和确定。选择适合本城市的设计污水处理工艺,目前城市市政污水的处理方法主要有生物法和化学法。其处理工艺法如TCUBS工艺、UNIANK工艺、MSBR工艺等。这些工艺法的变种可以简化操作过程,有效降低基建和运行费用,提高污水处理能力。并以技术经济比较来制定科学可行的污水处理工艺流程,但在确定工艺流程时,应把污水处理和附近的回用水用户需求状况予以充分调查分析,适当地对工艺流程进行延长和完善,以达到污水回用水质的要求。
2.2适当推广先进实用的污水处理技术。
利用效用和性价比比较高的市政污水处理技术有废水生物脱氮除磷工艺.序批式间歇活性污泥工艺.氧化沟工艺.人工湿地污水生物处理工艺.曝气生物滤池工艺.AB 污水处理工艺.移动床生物膜工艺.膜生物反应器工艺等,但在如出现城市市政大量雨水冲击负荷时,大面积污泥会从曝气池流向二沉池,从而导致污泥未来得及处理就流失。在这种情形下,可以采用改进型ORBAL 氧化工艺和SBRI 工艺予以解决,从而有效降解有机物。当然,对于些大城市的市政污水处理,可以探索运用城市污水深度处理法,其方法主要有砂滤法.絮凝沉淀法.膜分离法.活性炭法.臭氧氧化法.离子交换法.湿式氧化法.电解处理.蒸发浓缩法等物理化学方法和生物脱磷法.脱氮方法等,由于深度处理法难度高.技术指标高.运行成本高,对于现在中国大多数城市来讲,难以推广。总之,城市污水处理是一项复杂的系统工程,从技术和工艺层面探讨解决的方式方法只是其中一部分。在实际的污水处理过程中,技术和工艺的改进和创新要和当地的实际情况结合起来,综合考量,制定科学合理的综合治理方案,才能从根本上解决污水处理工作的各种问题。
2.3转变污水处理方式和提高污水处理工作职能
针对城市市政污水的处理目标,作为市政相关部门不仅要落实各个目标任务,而且要通过制定相应的政策,调动各级部门参与城市污水处理工作。只有相关部门克服一切困难,尽力调动各种资源,提市政污水处理能力,并通过城市污水处理情况适当转变污水处理方式,增强市政污水处理高效、实用技术能力。并加强水污染源的末端治理。如把以往单独处理的工业废水转变为集中处理的市政污水具有相当明显的技术经济优势。
2.4加强污水处理厂综合性技能和提高市政污水处理厂运营管理的水平
大部分污水处理技术偏重于工艺性能的研究,以单项优势为主,忽略对各种处理系统的综合研究,系统性和完整性不好。因此,需要转变污水处理观念,既要推广先进的工艺技术,又能够推出质量要求高的成套设备,使污水处理厂具有综合性技能。如开发新型除磷脱氮技术,溶解氧分布和能量节省。此外,我国部分城市污水处理厂运营管理的水平不高,这都直接影响着其市政排水水质的好差。我国现有的城市污水处理厂所处理的污水只占设计能力的3/4,一些城市污水处理厂的排水水质波动较大,这某种程度上也反映出运营管理的问题。因此,应努力提高城市污水处理厂运营管理的专业化水平。要加强对污水厂运营管理人员尤其是负责人的技术培训,提高其业务能力,要组织开展城市污水处理技术的交流和研讨,加速推广先进和成熟的污水处理技术,从而提高运营管理的总体水平。
2.5市政污水处理设计的规范化
传统的污水处理厂设计过程中,每天处理的污水量是设计的主要依据,这种设计方式往往是不准确的,由于污水浓度的差别,实际运行过程中,规模相同的污水处理厂需要处理的污染物与设计值相差很大。因此,需要改变设计方式,将需处理的污染物量作为设计标准,按照相关规范对污水处理厂进行设计。使污水处理厂的设计达到经济、科学、合理。此外,各城市要依据本市政的发展规划,科学合理地确定市政排水污水处理工程,并对污水处理厂的规模、数目、选址以及污水处理厂建筑设计要进行综合性、全方位的可行性研究,并从市政公用发展的角度进行近期和远期着手规划,选择合适的污水处理厂址。一般都是选择河流下游或者城市郊区。这种选址方式有利于污染的减少,却不利于污水资源化处理。
结束语:
总之,市政污水处理是一项关乎民生发展的复杂系统工程,对于市政公用部门而言,城市污水处理可持续发展十分重要。并根据城市的规划情况,建立和发展适合本城市的市政污水处理工艺工程,综合考虑影响污水处理的各种因素,大力开发污水处理新技术、不断优化创新新工艺,以降低污水处理运行费用。要加强基本市政污水处理的项目设施运行建设力度。
并在市政污水处理过程中的做到高效、优质、经济,提高社会综合环境和城市环境的效益。
参考文献
参考文献: