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城市污水处理技术现状和发展趋势
表5-1 不同学者对SBR的不同看法
名称 Arora SBR 的特点 抗冲击负荷能力强 提高曝气系统的氧的转移效率 工艺简单,运转费用低 可以抑制丝状菌的生长 可以高效处理难降解废水 SBR 系统中微生物的活性高 除磷脱氮效果好,无需投放化学 药品 工艺简单,运转费用低 可以防止污泥膨胀 抗冲击负荷能力强 对活性污泥膨胀有抑制作用 对冲击负荷有抵抗能力 出水水质好 对冲击负荷适应性强 污泥沉降性能好 污泥处理系统简便 投资和占地小 能耗低 操作管理和维修简单 可能的原因 变容积进水 反应初期氧的推动力大 SBR 反应器本身特点 有机物浓度变化对微生物有选 择性,厌氧状态可抑制丝状菌生 长 微生物的 RNA 含量高 运行方式容易改变 省去了二沉池,无需污泥回流 底物浓度梯度大,厌氧缺氧状态 并存 流态与连续式不同 厌氧好氧状态的交替出现 微生物对环境条件变化的适应 沉淀性能好,可以脱氮 流量变化可通过周期调节来适应 存在有机物的浓度梯度 污泥令长可稳定化 减少初沉、二沉池和污泥消化等 氧的推动力大,氧利用率高 自动化程度高
一、我国面临的重大水污染问题 6、对一些重点污染行业水污染的控制缺乏有效的手段
对造纸、染料、糖蜜、农药和焦化废水等难降解工业废水的治 理有相当大的难度,要实现达标排放十分困难。
7、农村城市化进程将使小流域普遍受到污染,是目 前和今后面临的新问题
2010年,全国设市城市达到1200个,建制镇达到2.5-3 万 个,依此计算,村镇年废水量可能达到270亿吨。
率稳定发展。污水量增加考虑上述因素按5%的速率考虑。到2010
年增加污水量300亿m3;
四、城市污水排放量分析与预测
3、2010年,全国设市城市达到1200个左右,建制镇达到2.5-3万
个,依此计算村镇年废水量可能达到270亿m3;
4、综上所述,考虑现状污水量、污水增量和建制镇污水量,
到2010年城市污水排放总量为1050亿m3。
达国家大批水处理环保企业采取贷款方式,大举进军我国水处理环
保市场; 但1998年以来,国家加大了基础设施的投入,城市基础 设施成为其中重要的一部分,目前发行了近的3000亿国债中将有相
当一部分用于城市基础设施建设。
2、1988年以来,给水排水利用外资建设项目共约200个,总金额达 78亿美元。我国城市污水处理约90%来自于国际各种贷款,基本被 国际各大公司所占领;
2) ICEAS工艺
进 水 进 水 进 水
预 主 滗 水 器 反 反 出 水 应 应 区 区 曝 气 沉 水 淀 (排 ( 停 曝 曝 、 )排 停 泥 )
3) ICEAS工艺与经典SBR工艺的对比
a) 沉淀特性不同; b) 由于连续进水损失理想推流性能和污泥膨胀的控制功能; c) 连续进水便于较大型污水处理厂; d) 由于池长过长水平流速会过大,这也使得ICEAS工艺的单池无法 进一步扩大; e) ICEAS工艺的运行周期比较短。
理技术方面的研究较多,建立了一些氧化塘、土地处理城市污
水示范工程; 3、“八五”对高负荷活性污泥、高负荷生物膜、一体化氧化沟技术
进行了深入研究,研究成果已被应用于大批污水处理厂;
4、 “九五”期间工艺技术研究重点为中小城镇简易高效污水处理 实用的成套技术,解决人工处理能耗高、自然处理占地大等问
题;
二、国内城市污水处理工艺的研究
10、环保产业处于初级发展阶段,促进环保产业发展是水
污染控制实施的关键
a) 在世界范围内,环境贸易将进入世界十大贸易领域之列 b) 扩大水处理产业的内涵,积极发展我国的环保产业市场
c) 环境咨询产业、工程和设备产业、金融和服务管理产业
二、国内城市污水处理工艺的研究
1、我国城市污水处理技术从“七五”国家攻关开始逐步进行研究; 2、“七五”攻关项目在氧化塘、土地处理和复合生态系统等自然处
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周 期 数 ( n )
图5-1 周期数对于SBR反应器池容的影响 (假设HRT=24h,沉淀和滗水时间为2.0h)
(二)SBR工艺类型和发展 1) 经典SBR反应器
进 沉 排 水 淀 泥 曝 排 气 水
一、我国面临的重大水污染问题
3、近海海域污染日益严重
4、饮用水源普遍受到污染,受污染水体的复育任务十分 艰巨 地表和地下水源的污染使今后相当长时期内对微 污染水的净化和恢复将是一个重要研究课题。 5、量大面广的城市污水污染问题,缺乏适合国情高效、 低耗的技术 城市污水二级处理率不足10%,适宜的技术与资金 支持
1) 沉淀效果好; 2) 可以防止污泥膨胀;
3) 反应效率高,特别对难降解有机物降解性能好;
4) 可以除磷脱氮等等。 5) 工艺简单,如可省去二沉池,不需污泥回流等;
4、SBR反应器的理论分析 1) 流态理论;
2) 理想沉淀理论;
3) 推流反应器理论; 4) 选择性准则;
5) 微生物环境的多样性;
6) 提供了时空上的可操作性。 以上的特点,从另一方面分类可以分为:
a) SBR反应器的流态特点,如上面的1)、2)、3)和4);
b) 生态特点(5); c) 结构特点(6)。
5、SBR反应器的优缺点分析
表5-2 SBR的优点汇总
优点 1、沉淀性能好 2、有机物去除效率高 3、提高难降解废水的处理效率 4、抑制丝状菌膨胀 5、可以除磷脱氮,不需要新增反应器 6、不需二沉池和污泥回流,工艺简单 原因 理想沉淀理论 理想推流状态 多样性的生态环境(出现厌氧、缺氧 和好氧状态多种状态) 选择性准则 生态的多样性(出现厌氧、缺氧和好 氧状态多种状态) 结构本身特点
5、根据《国民经济和社会发展九五计划和2010年远景目标纲要》 的要求,到2010年城市污水 处理率要达到50%,城市污水污水量
和投资预测见表1。
四、城市污水排放量分析与预测
Ï ® ·Ë Å ·×Á Å Ü ¿ ¨Ú © £ Ò t£ 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
6、SBR工艺应用和认识上的误区
1) 初沉池的设置和污泥稳定性问题 2) 正确认识SBR反应器的优缺点 SBR工艺把沉淀与反应集中在同一个反应池进行,虽 然是SBR反应器的优点,但是在一定条件下这也可能成 为SBR工艺的缺点,比如ICEAS系统。
2 0 0
1 8 0
1 6 0
1 4 0
反应器相对大小
5) 改善污泥的沉降性能,防止污泥膨胀问题的发生。
4) UNITANK系统
UNITANK系统是90年代初,比利时SEGHERS公司提出 一种SBR的变型工艺。
图5-5
UNITANK工艺图
2) UNITANK系统的原理和特点
1、标准的UNITANK系统是由三个正方形池所组成,三个池子之间 构成了一个级串的形式,弥补了单个反应器完全混合的缺点; 2、UNITANK系统在恒定水位下连续运行,出水采用固定堰而不是
目322个、污水项目208个,总投资将达1100亿元。1999年国家增发
650亿国债主要用于1998年的在建项目和一些新建项目。
三、我国城市污水处理的问题和发展
5、我国水污染控制的三个主要阶段 控制阶段 c) 面源污染控制阶段
四、城市污水排放量分析与预测
三、我国城市污水处理的问题和发展
3、技术研究以单项优势为主,缺乏足够的系统性、完整性,也缺 乏综合性的比较研究和技术经济评价体系;
4、1998年以来,国家加大了基础设施的投入,城市基础设施成为
其中重要的一部分,目前发行的1000亿国债中将有300亿用于城市 基础设施建设。在地方上报建设部的给水排水建设项目中,供水项
总进水
栅
二)SBR工艺类型和发展
1、经典SBR反应器
进 沉 排 水 淀 泥 曝 排 气 水
图5-2 去除碳源的典型的SBR运行程序
2、SBR反应器
3、经典SBR反应器的优点
通过对以上SBR工艺特点和不同研究者的研究结果进行汇总,不 考虑一些由于SBR反应器本身优点导致的直接结果,如:投资低和运 行费用低等,SBR反应器的众多优点可以归纳成如下几类:
Irvine
彭永臻
刘永凇
张志仁
同时,经典的SBR反应器也操作一定的问题,比如
1)对于单一SBR反应器的应用需要较大的调节池; 2)对于多个SBR反应器进水和排水的阀门自动切换 频繁; 3)无法解决大型污水处理项目连续进水、连续出水 的处理要求。 4)设备的闲置率较高 5)污水提升水头损失较大。 正是以上这一系列问题的存在导致了对于SBR反应器 的不断改进和开发。
1998
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五、城市污水处理技术
1、传统活性污泥工艺 2、SBR反应器 3、氧化沟 4、曝气生物滤池 5、水解-好氧生物处理工艺 6、化学强化一级处理
一) 活性污泥生物处理工艺
好氧剩余污泥 污泥 回流 格 总 进 水 泵 房 水 力 筛 沉 砂 池 净剩余污泥 污水管路 污泥管路 上清、滤出 液管路 空气管路 泥饼外运 鼓 集池泥 浓缩池 污泥脱水机房 风 机 初 沉 池 曝 气 池 二 总出水 沉 池 加氯消毒
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
Í 1 1985Í 1998Í Í Í · Í Í · × Í Í ê ú Í ÍÍ
表4-1 污水量预测和2010年达到50%处理量投资预测
年份 2000 年 480 城市污水量(亿 m3/a) 静态投资(亿元) — 城镇污水量(亿 m3/a) — 静态投资(亿元) — 城市污水总计(亿元) 2010 年(5%增长) 780 2500 270 1500 4000