城鎮(zhèn)污水處理:
水是生命之源，但是隨著工業(yè)的發(fā)展，城市污水的排放量越來越多，成分也日趨復(fù)雜，城鎮(zhèn)污水處理面臨著嚴(yán)峻危機，本文通過對國內(nèi)外現(xiàn)有污水處理廠現(xiàn)狀和能耗的分析，得出我國現(xiàn)存的污水處理廠在工藝上與國外發(fā)達國家相比存在著較大差別的結(jié)論，但在能耗上差距很小，并根據(jù)目前污水處理廠存在的能耗過高現(xiàn)象從工藝設(shè)備及構(gòu)筑物建設(shè)方面提出合理化建議。
近年來隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快城鎮(zhèn)水環(huán)境受到巨大的考驗，據(jù)統(tǒng)計，我國90%以上的城鎮(zhèn)水環(huán)境受到不同程度的污染，78%的城鎮(zhèn)河流都不適宜作為飲用水源，50%的城鎮(zhèn)地下水源受到不同程度的污染，隨著工業(yè)的發(fā)展，城鎮(zhèn)污水處理問題將變得越來越尖銳。
一、我國污水處理現(xiàn)狀
目前，我國城鎮(zhèn)污水處理廠正以每年8%的速率增長，現(xiàn)有的污水處理廠污水處理能力約為1.22億m3/d，但仍有一些地區(qū)依舊沒有任何污水處理設(shè)施。我國污水處理起步于較晚，20世紀(jì)70年代末才開始出現(xiàn)，起初受到技術(shù)和經(jīng)濟等條件的限制，二級污水處理廠的比例較低且大多數(shù)以活性污泥法等有機工藝為主，用以去除污水中的BOD和SS;21世紀(jì)以后，新的脫氮除磷工藝成為污水處理的主流工藝，A2/O、SBR、A/O和氧化溝工藝所占比例逐漸上升，但常規(guī)的活性污泥污法污水處理技術(shù)在實際應(yīng)用中仍然很廣泛，新生的污水處理技術(shù)在工藝和處理效果上都比常規(guī)活性污泥法要好。
氧化溝污水處理是活性污泥法的一種變型，具有水力停留時間長，有機負荷低等特點，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比可以減少一些構(gòu)筑物的建設(shè)，流程簡單，操作管理方便，出水水質(zhì)好，工藝可靠性強，并能節(jié)省一定量的建設(shè)投資和運行費用，但其在實際應(yīng)用中也存在著一定的問題。SBR是一種序列間歇活性污泥法，SBR技術(shù)用時間分割的操作方式來替代空間分割的操作方式，用非穩(wěn)定化反應(yīng)來替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，用靜置理想沉淀來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的動態(tài)沉淀，工藝流程簡單，造價相對較低，一般應(yīng)用于廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水和中小城鎮(zhèn)生活污水處理中。A/O是一種生物除磷的工藝，利用聚磷菌在厭氧條件下吸收磷在好氧條件下釋放磷的原理達到除磷的目的，在一般情況下，TP的去除率可達85%以上。
雖然近年來我國城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)和運營等方面都得到了提升，但是由于長期受到“重建設(shè)，輕運營;重污水，輕污泥“等老化思想的影響，我國城鎮(zhèn)污水還存在著資金不足，工藝水平落后等的問題，與發(fā)達國家相比還具有一定的差距。
二、國外污水處理現(xiàn)狀
19世紀(jì)以來，在工業(yè)相對發(fā)達的國家相繼出現(xiàn)了環(huán)境和社會公害，其中由于水環(huán)境污染造成的危害影響著人們的生活，因此人們開始關(guān)注水環(huán)境的建設(shè)與改善，政府也相應(yīng)的加大了投資力度，從法律和資金上給予支持，城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)蓬勃發(fā)展。70年代末的美國已建成的污水處理廠約有18000座，在2008年時美國的加利福尼亞州奧蘭治縣建成了當(dāng)時世界上先進的城市污水處理廠，每天可將約31.8萬m3的污水轉(zhuǎn)化為飲用水，成本為0.45美元/噸。在歐洲，德國的污水處理事業(yè)發(fā)展較快，1995年末投產(chǎn)的污水處理廠有10283座，污水處理率平均為93%，并且有60%以上的污水廠為二級生物處理。
在亞洲，日本的城市污水處理事業(yè)一直處于領(lǐng)先地位，到2005年，日本有286座污水處理廠采用深度處理的工藝，那些經(jīng)過深度處理的污水占總污水處理量地的16%。但是20世紀(jì)90年代后，發(fā)達國家逐漸失去了開發(fā)污水處理新工藝的動力，因此在城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)上并未出現(xiàn)根本性的革新。
三、污水處理能耗分析
在我國目前運行的污水處理廠中，能耗費大約占總成本的一半左右，一般來說，污水處理廠的能耗大致來源與直接能耗和間接能耗，直接能耗包括用于污水處理廠運行的電能和內(nèi)能，它直接反映了污水處理廠在運行中的能耗，而間接能耗則產(chǎn)生與污水處理廠生產(chǎn)建設(shè)、運輸以及生產(chǎn)藥劑時產(chǎn)生的能耗，是污水處理廠綜合性能評價的重要組成部分。 在我國，由于技術(shù)相對落后，整體上看我國同其他國家在污水處理的能耗上相差無幾，但是在污水處理的工藝上卻有著很大的差別，有數(shù)據(jù)顯示，在國內(nèi)二級生物處處理廠的單位運行費用約為0.2-0.6元/m3/d，其中大部分為能源消耗，而電力能源的消耗則在能源消耗中占很大的比重，約為60%-80%。在工藝流程的能耗方面，預(yù)處理段的能耗約占總能耗的28%，生物處理的能耗占比大，約為60%，而污泥處理段則為12%左右。而在實際的生產(chǎn)運行過程中，污水處理廠的能耗大多發(fā)生在污水處理能力利用率、污水處理廠高程布置和工藝系統(tǒng)穩(wěn)定性三個方面。 針對這些能耗現(xiàn)象可以提出如下的減耗措施：
1、提高污水提升泵的效率在污水提升的過程中，污水提升泵是主要的耗能設(shè)備，因此提高污水提升泵的效率可以有效的節(jié)約能耗，研究顯示，使用變頻調(diào)速設(shè)備可以有效降低污水提升泵的轉(zhuǎn)速，比閥門調(diào)節(jié)流量可降低能耗40%-60%。 2、減小占地面積應(yīng)緊湊污水處理廠水處理構(gòu)筑物的布局，從而減小水頭損失，已達到減少污水處理過程的能耗損失。
3、提高曝氣系統(tǒng)的能耗采用較高效曝氣設(shè)備，降低風(fēng)機的能耗，合理布置曝氣設(shè)備，間歇式曝氣法可以很好的降低曝氣系統(tǒng)的能耗，將曝氣設(shè)備均勻布置，可造成溶解氧含量相對較高，從而造成能量的浪費，因此，應(yīng)針對不同水質(zhì)、水量和工藝設(shè)計適合的曝氣設(shè)備。并逐步提高污水處理廠的自動化程度。
4、通過對設(shè)備的升級改造應(yīng)用高效的膜技術(shù)、填料、生物濾池、臭氧消毒脫色等技術(shù)以提高綜合達標(biāo)率，先選用技術(shù)成熟，適用范圍廣泛、應(yīng)用效果好的工藝，在改造工藝的同時應(yīng)確保污水處理廠的正常運行
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