污水和污泥處理方案探討

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展，城市污水處理廠的規(guī)模不斷擴(kuò)大，處理程度不斷提高。到目前為止，全國(guó)已建成和在建的城市污水處理廠已近300座，污水處理能力為1000萬m3/d。

　　1. 城市綜合污水處理的概念

　　近年來，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，污水處理工藝有了較大的發(fā)展，通常來說城市綜合污水先經(jīng)過初步處理或二級(jí)生化處理，處理后城市污水的主要污染物為氮、磷等富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，然后再利用污水土地處理系統(tǒng)對(duì)它進(jìn)行深度處理。一級(jí)處理主要是去除污水中懸浮狀態(tài)的固體污染物，方法有格柵、沉淀、沉砂、油分離、氣浮等。二級(jí)處理目的是大幅度去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)性污染物質(zhì)，目前常用的處理方法為活性污泥法和它們的改良型，工藝為一、二級(jí)可以混合處理，有的部分已達(dá)到三級(jí)混合處理，為了更好地去除污水中氮和磷，又進(jìn)一步研制了除磷脫氮技術(shù)。其特點(diǎn)是利用優(yōu)勢(shì)菌種(主要為聚磷菌)在缺氧-厭氧-好氧處理過程中(特別在好氧過程中)需要大量吸氧以供生長(zhǎng)的原理，從而降低污水中磷氮含量，使污水在這一過程中達(dá)到三級(jí)處理。

　　2. 城市綜合污水處理的分類

　　由于污水種類繁多，性質(zhì)各異，故各污水處理策略上也有很不相同。

　　2.1 生活污水

　　通常以城市生活污水為例污水處理，只需經(jīng)過一級(jí)處理與簡(jiǎn)單的二級(jí)處理即可達(dá)到城市中水使用的水質(zhì)要求，可能滿足工業(yè)循環(huán)水冷卻和家居如廁等用水的要求，達(dá)到中水回用的目的。膜生物反應(yīng)器(MBR)是指將膜分離技術(shù)中的超微濾技術(shù)與污水處理中的傳統(tǒng)活性污泥法(CAS)相結(jié)合，用膜組件代替活性污泥法的二次沉淀池進(jìn)行固液分離，達(dá)到去除懸浮物、細(xì)菌及大分子有機(jī)物的目的。MBR具有出水水質(zhì)好，容積負(fù)荷高，占地面積小，剩余污泥產(chǎn)量低，操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)。

　　2.2 醫(yī)院污水

　　醫(yī)院污水是醫(yī)院或其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)在診治、預(yù)防疾病過程中產(chǎn)生的一類廢水，具有潛在傳染性和急性傳染性。其中含有多種微生物和傳染病原，如艾滋病、乙肝、丙肝、傷寒、痢疾、結(jié)核桿菌等病毒，被列為國(guó)家HW01.號(hào)危險(xiǎn)污染物，如不經(jīng)處理直接外排，病菌將通過水、土壤和大氣傳播，對(duì)人體造成威脅。此類污水經(jīng)污水處理廠二級(jí)處理后，水質(zhì)已經(jīng)改善，細(xì)菌含量也大幅度減少，但細(xì)菌的絕對(duì)數(shù)量仍很可觀。

　　2.2.1氯消毒

　　氯消毒常用的有液氯法和次氯酸鈉法。液氯法是20世紀(jì)80年代國(guó)內(nèi)最流行的方法，技術(shù)成熟，價(jià)格便宜，設(shè)備故障率和成本均明顯低于臭氧法，但氯氣泄漏現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，且易產(chǎn)生二次污染物：次氯酸鈉法是20世紀(jì)90年代應(yīng)用于最多的方法，設(shè)備投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，安全可靠，易管理，對(duì)于藥源可靠的地區(qū)在污水消毒中得到廣泛應(yīng)用，但消毒作用不如氯氣強(qiáng)。

　　2.2.2過氧化物消毒

　　過氧化物消毒劑最常用的有二氧化氯和臭氧。

　　二氧化氯與氯消毒的特性不同，它的殺菌機(jī)制主要是二氧化氯分子滲入細(xì)胞內(nèi)，將核酸(DNA或RNA)氧化，以快速抑制微生物蛋白質(zhì)的合成來破壞微生物的生存的。二氧化氯是被世界衛(wèi)生組織(WHO)確認(rèn)的一種高效強(qiáng)力殺菌劑，是國(guó)際上公認(rèn)的氯系列消毒最理想的更新替代產(chǎn)品，為國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局所推薦的，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于與腐殖質(zhì)或有機(jī)物反應(yīng)幾乎不產(chǎn)生發(fā)散性有機(jī)鹵物，不生成并抑制生成致癌物三鹵甲烷，也不與氨及氨基化合物反應(yīng)。

　　臭氧消毒法，臭氧是一種極強(qiáng)的氧化劑，殺菌效果好，接觸時(shí)間短，氯的殺菌作用是漸時(shí)的，而臭氧的滅菌作用是快速、瞬時(shí)的。另外，臭氧不僅完全不產(chǎn)生致癌的三鹵甲烷，還能有效地降解和消除污水中的色、臭、味、酚、氰等污染物，除臭脫色效果好，使水溶解增加，現(xiàn)在西歐國(guó)家普遍使作，但投資大，設(shè)備故障率高電耗大，費(fèi)用較氯化消毒高，而且由于臭氧化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，直接帶了臭氧消毒的缺點(diǎn)，無法貯存，不易運(yùn)輸，臭氧消毒后水中不能維持剩余臭氧，對(duì)細(xì)菌的生長(zhǎng)難以控制，控制和檢測(cè)O3均需一定的技術(shù)，管理難度大。

　　2.2.3紫外線輻照消毒

　　紫外線輻照消毒具有廣譜殺菌性、能夠有效地殺滅各種病菌、細(xì)菌和原生菌，作為一種物理消毒方法，無毒性、蓄積毒性和腐蝕作物，操作簡(jiǎn)單，不加化學(xué)藥劑，不產(chǎn)生二次污染消毒后的水無殘留輻射，缺點(diǎn)是紫外光源壽命短，若光照強(qiáng)度低時(shí)，殺菌效率不高，且無后續(xù)作用，不能大規(guī)模應(yīng)用。

　　2.3 工業(yè)污水

　　工業(yè)污水的水中由于含有大量的金屬離子，如汞、鉻、鎘等，以及堿、硫化物和鹽類等無機(jī)物而顯出獨(dú)特的顏色，污染性很強(qiáng)。如果工業(yè)污水直接進(jìn)入水生生態(tài)系統(tǒng)中，微生物不但不能降低重金屬的濃度，相反還能富集、放大其效應(yīng)。據(jù)研究表明：重金屬進(jìn)入生物體后，能積累在某器官中造成累積性中毒，最終危害生命。

　　污水中污染無機(jī)物有的惡化水質(zhì)，危害水生生物，危害農(nóng)業(yè);有的使人慢性中毒，破壞人體的正常生理過程，其中重金屬對(duì)人體危害最大，甚至致癌。然而工業(yè)污水無機(jī)物構(gòu)成千差萬別，因此，對(duì)工業(yè)污水的有效治理，需要因地制宜，具體情況具體分析，以適宜的水處理技術(shù)與具體的工行業(yè)減污處理設(shè)備相結(jié)合，才能有效地降低工業(yè)污水中的毒害原素。最為有效的方法為工廠內(nèi)生污水直接凈化，即直接在工業(yè)廠房或其附近采用有針對(duì)性的用污水處理方法?，F(xiàn)在，工業(yè)污水的直接凈化技術(shù)是國(guó)家節(jié)能減排戰(zhàn)略中非常具有生命力的前沿技術(shù)。

　　3. 污泥處理

　　常用的污泥處理方法有：農(nóng)業(yè)利用、衛(wèi)生填埋、焚燒和投入海洋等。目前我國(guó)污泥處理仍以農(nóng)業(yè)和衛(wèi)生填埋為主。

　　3.1 衛(wèi)生填埋

　　衛(wèi)生填埋優(yōu)點(diǎn)是投資省、實(shí)施快、方法簡(jiǎn)單、處理規(guī)模大，缺點(diǎn)是對(duì)污泥的土力學(xué)性質(zhì)要求較高，需要大面積的場(chǎng)地和大量的運(yùn)輸費(fèi)用，地基需作防滲處理以防地下水污染等。填埋目前仍是我國(guó)污泥處置的重要方法之一，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，常規(guī)填埋是一種不可循環(huán)的最終處置方式，需要大面積的土地，其應(yīng)用比例將會(huì)逐漸減少。

　　3.2 海洋傾倒

　　海洋傾倒是一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的處理方法。對(duì)于那些靠近海岸的大型污水處理廠來說，將其液態(tài)污泥排海是一種方便的污泥處置方法。90年代英國(guó)、日本、美國(guó)相繼使用這種方法處理污泥，但投海會(huì)污染海洋，對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類食物鏈造成威脅，有鑒于此，污泥海洋傾倒已受到越來越多的反對(duì)，不得在水體中處置污泥。

　　3.3 土地利用(污泥農(nóng)用)

　　我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，無論是從經(jīng)濟(jì)因素，還是從肥效利用因素出發(fā)，污泥的土地利用是符合我國(guó)國(guó)情的處置方法。污泥農(nóng)用從我國(guó)具體情況來說是最可行、最現(xiàn)實(shí)的處置方案。污泥農(nóng)用可大量處置污泥，原則上只有污泥達(dá)到國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)就可用于農(nóng)田;污泥參與農(nóng)田的自然物質(zhì)循環(huán)過程，污泥中的氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)和微量元素是良好的農(nóng)用肥料，對(duì)農(nóng)作物有增產(chǎn)作用;污泥中的有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)可改善土壤結(jié)構(gòu)，是良好的土壤改良劑;污泥農(nóng)業(yè)利用使生產(chǎn)費(fèi)用降低，適合我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。

　　3.4 污泥堆肥

　　污泥堆肥農(nóng)用的一個(gè)重要方面，它是利用污泥中的微生物進(jìn)行發(fā)酵的過程。此技術(shù)早在 20世紀(jì)初，在歐洲就開發(fā)研究成功，開始只被用于城市垃圾的處理，后來這種方法被引用到污泥處理施用農(nóng)田。

　　3.5 污泥焚燒

　　污泥焚燒后，大大減量化。另外，污泥中所含有的重金屬在高溫下被氧化成穩(wěn)定的氧化物，是制造陶粒、瓷磚等產(chǎn)品的優(yōu)良材料。近年來，焚燒法得到了較大的發(fā)展，和其它各法相比，焚燒法有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：①大大地減少了污泥的體積和重量，因而最終需要處理的物質(zhì)很小，有時(shí)焚燒灰可制成有用的產(chǎn)品；②污泥處理速度快，不需長(zhǎng)期儲(chǔ)存；③污泥可就地焚燒，不需長(zhǎng)距離運(yùn)輸；④可以回收能量用于發(fā)電和供熱。

　　4. 結(jié)束語

　　4.1 對(duì)污水的優(yōu)化處理，不能單純從宏觀的角度對(duì)水量進(jìn)行簡(jiǎn)單的控制，要在了解污水處理的內(nèi)在機(jī)制相互轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮處理水量與水質(zhì)兩方面的因素，只有將這兩方面結(jié)合起來，這樣的污水處理才更加客觀準(zhǔn)確。

　　4.2 作為污水處理過程的伴生物的污泥也日益增加，污泥的處置問題在城市污水處理中占有的位置將日益突出。針對(duì)這一問題，不同國(guó)家的解決方法是不盡相同的，同一國(guó)家不同地區(qū)也存在著差異，因地制宜應(yīng)該是污泥處理處置方式選擇的基本思路和原則。

　　4.3 在進(jìn)行污水污泥處理工作中，要全面控制，合理布局；加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)宣傳教育；強(qiáng)化管理，努力擺脫現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中高污染高排放的“雙高”困境。