污水处理技术

污水处理技术（共12篇）

污水处理技术 篇1

目前稠油污水的处理问题是一个公认的技术难题。稠油污水中油水的比重差不大、矿物质的含量高、粘度较大、组成物质复杂多样等特性, 这些特性就决定了稠油污水处理比较困难。随着水资源的不断枯竭以我国对于环境保护法律法规的要求, 稠油污水必须要经过严格的处理过程, 实现原油生产的安全环保, 同时能够保证水资源的循环利用, 减少水资源的使用量, 实现经济发展和环境保护的共同发展。因此开展稠油污水处理技术研究, 可以有效防止水资源的污染, 实现水资源的循环利用, 节约原油开采成本。

1 稠油污水特性研究

稠油污水和常规水的性质有相同也有差异, 主要表现在在密度方面稠油的密度和水的密度差别较小, 普通原油的密度在800Kg c m3左右, 而稠油的密度要相对的高一些, 一般密度都会在800Kg/cm3以上, 由于密度差别较小, 稠油和水之间的混合和分布相对均匀。稠油污水中含有各种各样的物质, 除了含有地层原油中的物质外, 还会伴有一定量的泥沙及原油开发过程中加入的添加剂, 因此稠油污水的组成成分比较复杂。由于稠油中含有一定量的亲水物质, 当稠油和水混合时, 在亲水物质的作用下, 就会形成大量的水包油型的乳状颗粒, 乳化作用使稠油污水的处理更加困难。此外温度对稠油污水的粘度的影响较大, 温度和稠油污水的粘度成反比例关系, 温度过低会严重的影响到稠油污水的处理效果。在原油的开采过程中, 首先地层中原油在抽油泵的作用下, 从地层流向井筒中, 在从井筒被提升到井口, 再通过井口的节流阀门进入地面输送管线, 这样经过长时间的紊流流动, 而且通过多个弯头和阀门, 都会加重了稠油和水的混合比例。另一个方面在原油开采过程中, 为了能够提高原油的稳定性和采收率, 在生产时加入多种化学药剂, 这些化学药剂很多都含有乳化剂成分, 容易造成稠油的乳化, 而且原油本身含有的沥青质等就是性能良好的乳化剂。因此在稠油的运输污水的处理时要注意尽量避免原油的搅动。减小稠油的流动速度, 在化学添加剂的选择方面, 在保证添加剂的性能的前提下, 尽量选择有利于稠油破乳的药剂。稠油污水不但自身的性质不同, 而且也会随着时间而发生性质的改变。例如随着时间的增长, 稠油污水的平均含有量和悬浮物的量均会随着时间的改变而发生改变。

2 稠油污水处理注意的问题与建议

由于稠油污水特殊的性质, 导致了稠油污水处理的难度相当大, 研究结果表明, 稠油污水处理的关键主要在新型净水剂的研制与应用技术。在稠油处理时要尽量在上游进行, 减小下游的过滤及处理压力。合理的调整稠油污水的处理流程, 保证每个处理过程的都能高效的运行。同时由于稠油污水的均质性, 要尽量的避免外来流体对稠油污水的冲击, 使稠油污水变得更加均匀。鉴于稠油污水处理的复杂性, 文章分析了其处理过程中应当注意的几个问题与建议。首先要加大调节池的作用, 调节池可以有效的解决油水密度差小的问题, 因此要充分利用调节池的作用, 可以安装相应的曝气系统, 通过对稠油污水的曝气过程, 可以增大油水的比重差, 而且还可以将稠油污水易挥发的物质充分去除, 同时可以保证水水质的稳定。稠油污水的乳化问题, 是稠油处理过程中要解决的关键问题, 如何将乳化的稠油污水破乳, 实现油水分离, 是稠油污水处理的关键。通过新型高效净水化学剂的研发, 开展净水剂的加入时间、加入量、加入类型的实验, 优化净水化学剂的使用参数, 可以有效的提高稠油污水的油水分离效果。优化稠油污水处理的装置, 稠油污水处理装置的有效性及合理性是稠油污水处理成功的先决条件。其中高效的油水分离装置使其关键, 例如采用隔油斜板等措施来保证高效的油水分离。原油脱水工程中用到的破乳剂对稠油处理的效果也有较大的影响, 脱水用到的破乳剂应当和稠油处理用到的化学剂配伍性好。由于稠油污水的不稳定性, 因此要合理的设计稠油污水的流程, 做好每个过程的衔接, 提高稠油污水处理的效率。

3 稠油污水净水剂的选择及用量范围分析

通过的稠油污水破乳剂类型及用量实验可以得到, 当破乳剂TJ的浓度大于80毫克每升时, 处理稠油污水得到水明亮透明。油水分离的效果较好, 稠油污水的上部为一层黑色液体, 为分离出的稠油, 而且可以实现稠油的回收。利用这种方法可以有效的减少稠油污水处理占地面积。减小了油水处理的成本。同时可以实现稠油的回收, 具有显著的经济效益。当利用聚铝或者聚铁做破乳剂做实验时, 实验后油水分析的效果差, 分离后产生的沉淀沉降速度较慢, 分离得到的稠油少不易分离, 回收的价值小。由于这些缺点的存在, 就需要较大面积稠油污水处理装置。而且聚铝、聚铁破乳剂的量增加到一定程度后, 分离得到的水会变成黄色而且水质差。通过以上分析可以看出, 破乳剂TJ的破乳效果要比聚铁或者聚铝效果好, 具有多方面的优势, 同时实验得到破乳剂TJ的最佳投放量为80-110毫克每升。

4 结束语

稠油污水的处理问题是油田污水处理中一种重要的难题。稠油污水处理的难度大、成本高, 制约着油田的稳定与发展。因此稠油污水处理技术具有重要的理论价值和实际意义。文章通过调研研究, 分析了稠油污水的特性, 包括自身的密度、温度及开采过程中的特性, 并且根据这些特性, 提出了稠油污水处理注意的问题与建议, 最后通过破乳剂TJ、聚铝、聚铁的室内破乳实验, 验证了破乳剂TJ优良的性能, 同时得到了破乳剂TJ的最佳投放量。通过研究提高油田稠油污水处理有的研究水平, 实现了经济和环保的协调发展, 对油田的发展及环境保护具有重要的现实意义。

参考文献

[1]折永红, 郝小斌.油田污水处理发展的新趋势探讨田[J].现代商贸工业, 2008[1]折永红, 郝小斌.油田污水处理发展的新趋势探讨田[J].现代商贸工业, 2008

[2]唐丽, 郑志刚.稠油污水处理系统改造与絮凝剂筛选试验研究闭[J].承德石油高等专科学校学报, 2007[2]唐丽, 郑志刚.稠油污水处理系统改造与絮凝剂筛选试验研究闭[J].承德石油高等专科学校学报, 2007

污水处理技术 篇2

为有效保障污水处理厂初沉调节池蓄水能力，确保井下和选煤厂正常用水，在我矿停产大修期间，对污水处理厂初沉调节池进行清理，本次清理由动力物资保障部负责将污泥输送至选煤厂压滤车间，选煤厂负责压滤。为确保施工安全及施工质量，特编制以下安全技术措施指导施工。

施工时间：2013年10月25日-11月20日，三班进行

施工地点：污水处理厂初沉调节池

施工人员：

施工负责人：

安全负责人：

一、工程概况

初沉调节池长×宽×高=52000mm×16300mm×4500mm，长方体形，四周由混泥土浇筑，南侧有泵窝，尺寸为1000mm×1000mm×500mm.本次需要将池内堆积的淤泥清理干净。水位排至最低时污泥高度约为1.5m，总工程量为1271.4m3。

二、施工前准备

1、为了保证清淤过程顺利开展，提前组织人员对施工现场进行整顿，对于施工作业区的障碍物进行清理，准备好施工所用的一切工具和材料。

2、组织施工人员熟悉图纸，并进行技术交底和安全技术措施学习，施工人员应熟悉现场作业环境。

3、污水处理厂停产大修期间，影响井下和选煤厂正常供水，需将清水泵房作为应急供水水源使用。

4、污水处理厂停产检修期间，两路进水管路闸阀处于闭合状；井下大泵运行期间，污泥水由应急阀门排至下水道。

5、清淤前将初沉调节池内水位排至最低，确保施工效率和人员安全。

6、清淤前将污泥管路地面段按图纸要求铺设好，做好防护措施，确保施工期间能正常使用。

7、使用吊车将重载潜水耐磨泥浆泵吊至沉淀池泵窝内，将Φ108软管与地面管路对接。

8、为防止沉淀池底部淤泥含水量低，不能正常使用泥浆泵吸取，需要准备一台备用水泵稀释污泥。

9、检修前检修工检查机电设备绝缘性能、保护性能和使用性能，对不符合要求的机电配件及时更换，保证安全使用。

三、施工安全措施：

1、跟班队长或班长是安全第一负责人，对整个工作过程负安全管理责任。

2、所有作业人员必须持有效岗位证上岗，严格执行各项规章制度，严禁违章指挥、违章作业、违反劳动纪律。

3、所有施工人员必须做到自我保护，在施工过程中要做到相互保护，相互配合，坚决做到“三不伤害”。

4、施工前，所有人员必须认真学习本措施，并经过签字，否则不准上岗。

5、使用吊车起吊时人员严禁站在吊车下方，等吊车司机和班队长安全确认无隐患后人员方可进入施工地点。

6、每班开工前，跟班队长必须亲自对施工地点进行详细检查，发现安全隐患，必须先进行整改，整改好后再进行清淤工作。

7、每班开工前班队长必须探测初沉调节池内水位，水位高时及时排水，严禁职工下池清淤。

8、每班清淤前检查机电设备防爆性能、绝缘性能、保护性能和使用性能。

9、施工人员进入初沉调节池内清理时必须穿皮叉，穿戴保险绳，做好个人防护，防止下陷、摔倒；池外人员观察水位及池内情况，发现问题，及时用保险绳将人员拉出撤离至安全地点。

10、池内人员挪移泥浆泵时应相互协作，步调一致；挪泵前需探测污泥深度，超过人员身高2/3时严禁挪泵；观察前方污泥堆积情况，发现有垮塌隐患时应提前使用长柄工具或高压水将污泥引到至泵窝。

11、池内污泥含水量过低无法正常抽取时，使用备用水泵将污泥稀释，池内人员使用工具辅助搅拌。

12、施工期间，必须加强现场跟班制度，由跟班队长全面负责工作。每班班前、班中、班末，班队长必须亲自巡视所有作业地点，发现问题及时处理。工作结束后清理现场环境卫生，将工具摆放至指定地点。

浅析污水处理生物技术 篇3

【关键词】污水处理；生物技术；应用

我国在20世纪30年代才开始污水处理的事业，比外国晚了很长一段时间。虽然事业起步晚，但改革开放以后还是取得了较快的发展。可是随着城市化速度的加快，我国城市的数量与规模也快速地增加与扩张，而城市基础设施建设滞后，与之相配套的城市污水处理基础设施出现了严重不足的情况。而新建的城市环境保护基础设施、城市污水处理设施也远远不能满足城市发展的实际需要，甚至影响城市的可持续发展。污水处理系统是城市建设的重要基础设施，也是防止城市水污染、改善城市水环境质量的重要手段。要想提升城市的污水处理能力，必须在很短时间内建设足够数量的城市污水处理厂，不断提高污水处理水平。生物技术在各领域特别是污水处理方面产生了巨大的社会效益和经济效益，与传统的物理、化学处理手段相比，运用生物技术处理废水，具备低成本和高效率的双重优点。笔者列举了以下几点用生物技术方法来处理污水。

1.生物膜法

1.1生物膜法的特点

生物膜法是令微生物附着在惰性滤料上，形成膜状的生物污泥，从而对污水起到净化效果的生物处理方法。生物膜法具有运行费用低廉、管理方便的特点，对进水的水质与水量变化有着很强的适应能力，克服了活性污泥法中污泥丝状膨胀的缺点，剩余污泥量也有了显著的减少。但生物膜法对环境温度的要求较高，气温过高或过低都会影响生物膜的活性，引起生物膜的坏死和脱落。另外，由于生物膜需要附着在滤料上才能够对污水起到净化作用，因此载体的比表面积对生物膜处理的效果有着很大的影响，如果选用的滤料比表面积达不到要求，想要达到预期的处理效果就需要增加处理池的面积，使投资费用增大。生物膜法中使用的滤料属于消耗品，需要对其进行周期性的更新，增大了运行期间的管理费用。同时，生物膜法对工艺设计和运行条件的要求较为严格，一旦发生问题，便会引起滤料的破损和堵塞，降低出水的水质。

1.2生物膜法的应用前景

起初生物膜法主要应用于工业废水处理包括高负荷生物滤池、塔式生物滤池等方面，后来扩展到接触氧化法，并广泛运用在纺织、印染、化纤等化工行业的废水处理。但是接触氧化法因填料做不到经久耐用和成本低廉，且对大型池的均匀布水布气存在技术困难等，在城市污水处理工程中无法得到广泛应用。研究结果显示，高负荷生物滤池、固体接触法和生物曝气滤池法等生物膜法技术的突破和投入使用，表明生物膜法在市政污水处理上的良好应用前景。

2.活性污泥法

2.1活性污泥法的特点

活性污泥技术近20年来正朝着高效快速、低耗节能和多功能方面发展，典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。污水中的活性污泥颗粒将有机污染物吸附在菌胶团的表面上，同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果是污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。提高单位体积内好氧性微生物的浓度及其与其他活性生物的比例，控制好系统的污泥循环速度、回用以及溶氧浓度是确保和提高该技术处理效果的关键。在活性污泥法城镇污水处理厂的日常运行管理中，由于水质、水量水温的随时变化以及微生物生长繁殖条件的变化，再加上操作不当或设计本身存在缺陷，都可能引起诸如污泥上浮、活性污泥不增长或减少、气池中产生大量泡沫等问题，这些问题的出现将直接影响污水处理厂的正常运行，严重时将导致污水处理厂的处理效果下降，出水水质变差以至于出水不达标，使污水处理厂的运行失败。所以，在日常运行管理中，应严格规范管理，加强预防，避免问题的出现。

2.2活性污泥法的应用

活性污泥法是目前应用最广泛的污水好氧生物处理技术。其不足之处是对进水负荷的突变不易适应，从而导致出水水质不稳定。传统活性污泥工艺采用中等污泥负荷，曝气池为连续推流式。目前仍有大批采用传统活性污泥工艺的处理厂在运行。若只要求去除有机污染物时，传统活性污泥工艺仍是一种可行的选择。对传统活性污泥工艺进行的各种改进，产生了很多种不同的活性污泥工艺。一些工艺较传统工艺处理功能增强，一些工艺运行更加稳定，而另外一些工艺的费用大大降低或运行更加方便。这些工艺上的改进，充分满足了各种不同的处理要求。

3.生物强化技术

生物强化技术是一种利用生物治理废水的高效技术，在废水治理中具有广阔的应用前景。与传统的活性污泥法相比，生物强化技术更体现出易于操作、针对性强等优点，这种废水处理技术主要研究并投放特殊菌种进入污水，通过其新陈代谢，将分解并吸收废水中的一些物质，净化污水，具有明显的低成本、高效率等特点，所以在近期成为废水处理领域的重要研究方向。首先来看其技术原理。所谓生物强化技术，就是以生物制住生物，以菌制菌，向自然菌群中投入特殊的微生物以增强生物力量，并对污水等特定环境或特殊污染物加以反应。按投入菌种与底质之间的不同作用，可分为直接作用与共代谢作用两种方式。其中，直接作用是以驯化、筛选、诱变、基因重组等一系列关键技术的实施，获得一批以污水为主要能源的微生物，然后复制投入一定数量，对目标物质进行降解，达到去除污染的目标，这种技术方法使用的菌株大多通过质粒育种和基因工程获取。共代谢作用则是针对废水中的一些有害物质，在一定条件下降解，改变其化学结构，从而降低物质的有害性，主要包括菌株通过新陈代谢将二级基质共同氧化、不同微生物之间的协同作用、休眠细胞对污染物降解等三种类型。这三种类型所采取的原理有所不同，例如不同微生物协同，是因为有些污染物的降解必须以两种甚至多种微生物共同作用才能完成，通过几种微生物的交替作用，微生物制造氧化物，然后氧化物再被另一种微生物降解，多次作用后彻底消除污染物。再如休眠细胞降解，由于处于休眠状态的微生物在含有不同有机物的污水中会产生不同的酶，在一定条件下可以相互作用，降解废水中的不同有机物。

其次，生物强化技术作用用于焦化废水、印染废水和制药废水等几个领域。焦化废水因成分复杂，无机物和有机物的种类多，被列为难以降解工业废水，一般通过投放高效菌种，以固定化、高效降解微生物法等强化技术来进行处理。而印染废水中的有机物含量非常大，以前采用生物膜法来处理，无法有效去除其中的有机物，通过应用高效脱氧色菌和pva降解菌，加快生物膜的形成速度，稳定性好，效率高。对于制药废水，近年通常以混合菌种加以处理，并得到广泛推广。因为混合菌比单一菌种具备更强的降解能力，降解速度和降解效率明显提升，并且在稳定性和抑制其他杂菌生长等方面有大幅改善，这些特性单靠单一菌种根本无法完成。

4.细胞固定化技术

细胞固定化技术始于20世纪80年代，要点是利用物理或化学的手段将游离细胞定位于限定的空间区域，使其成为一种既保持本身代谢活性，又可在连续反应后回收和反复利用的生物体系。其特点是高效、经济、简易实用、选择性好。通常用作固定细胞的载体材料有：藻蛋白酸钙、琼脂、角叉藻胶、聚丙烯酞胺、多孔硅石，以及聚乙烯或聚氨醋泡沫等，被固定对象有细菌或藻类，依实际条件选定。细胞被固定后，其合成代谢活性和光合强度提高，平均呼吸速率降低，对毒物、有机污染物的耐受力增强，对N，P及重金属的吸收、富集、去除能力提高，这些优点确保了细胞固定化技术广泛用于燃料、肥料、印染、选矿和啤酒等生产废水和城镇污水的处理。

5.结束语

油田污水处理技术浅析 篇4

1 现行油田污水处理

现行油田的污水处理流程为:隔油—旋流—除油—过滤。这是传统的污水处理方法, 其主要是除去废水中的漂浮物和油等元素。这一工艺在以往的油田企业被广泛采纳, 并且效果良好, 对油田污水处理可以达到标准的要求。

1.1 技术分类

针对油田污水不同的污染程度以及水质量要求, 将污水处理技术分为几个等级。一般来说, 一级处理属于预处理, 主要是去除一些在污水中呈现的悬浮物和固体污染物, 处理指数一般只有30%。二级处理是更进一步处理, 一般可以去除90%以上的可降解有机物和胶体状污染物。但对于污水中含有有毒物质或难以降解的有机物以及高碳化合物, 在处理过程中会出现氮、磷难以去除, 所以需要进行三级处理。每级处理技术的工序繁多, 处理复杂, 层层进行处理能够保证水的质量达到更高。

1.2 油田处理污水的一般流程

由于油田的污水成分相对复杂, 污水的成分以及存在形式也大不相同, 并多掺杂着许多其他成分的污水, 仅仅只利用一种处理方式已经不能满足对油田污水的处理要求, 因此, 必须采用多种方式对污水进行处理。首先要对油田污水的成分以及油田的环境进行分析, 采用适合的方式进行处理, 使污水达到排放标准。

1.3 膜生物反应器工艺

膜生物反应结合了膜分离与生物处理技术进行新型污水处理, 也是目前最常见的工艺。它主要是以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池, 在生物的反应器中保持高活性污泥浓度, 提高生物的有机负荷, 降低了污水处理面积, 并减少了剩余污泥量。与传统处理工艺相比, 膜生物反应器具备处理效率高、出水质高、设备占地面积小、容易实现自动控制、操作简单等特点。目前, 膜生物反应器技术在我国的石油污水处理方面是一个新领域的突破, 也对其更深入的开发和研究。膜生物反应器虽然在国内还没有被广泛的采纳, 但是, 由于我国水资源正处于紧张时期, 应尽快对水资源再利用采取措施, 随着技术的发展, 膜生物反应器技术也会进一步完善, 在石油企业的污水处理工程中广泛的应用, 从而降低污水对环境的污染, 保证高水质的再利用。

2 污水处理技术的分析

目前, 对于我国对石油中存在的碱渣污水主要采用直接处理法、化学处理法以及生物氧化法等方法进行处理。直接处理法主要以焚烧为主, 直接处理法会导致污染转移等负面影响, 达不到良好的效果。化学处理法一般通过湿式空气氧化技术进行除污, 通常在高度150度至200度的情况下, 以及高于10MPa的气压下, 利用氧化法除去污水中的硫化物, 达到预处理的效果。但是处理效果的要求很高, 只有在高温高压下, 才能更好的达到污染物去除的效果, 制造高温高压的环境条件需要耗费巨额的运行费用。相比之下, 生物氧化法的投资费用和运行费用比较低, 并且运行简单, 处理效果可靠。

3 膜生物反应的应用

膜生物反应结合了膜分离与生物处理等技术, 有效地对利用膜分离技术对污水进行固液分离。通过这种技术能够有效地去除存在于污水中的固态杂质, 同时能够达到更有效的处理优势:针对传统的沉淀分离固液状态, 这种新的分离方法效果会更好, 分离的水可以直接进行回流再利用。同时, 在回流过程中还能有效的阻隔微生物, 更好的实现污泥与水彻底分离, 并且具备操作灵活等优势。同时膜生物反应技术将传统的方法有机结合, 取缔了三级处理繁琐的处理流程, 缩小了占地面积, 同时也节省了土地资源。利用膜生物反应器对油田污水进行处理, 能够有效地保证污水处理的质量, 更高效的提高水资源的利用率, 并可以实现自动化控制, 降低了操作的繁琐程度, 提高了污水处理效率。

4 技术优点

对于低废弃污泥量的处理难于传统活性污泥的处理, 相比于传统的污泥处理方法来说, 它的排泥周期长、操作弹性比较大。生物膜处理系统可轻易克服变异性大的废水系统, 可以通过PLC的控制进行设计, 维护起来比较容易, 更容易实现自动化的设计来控制, 更适合对高生物污泥的管理操作, 大幅度的降低了污泥池的占地面积, 同时具备低公害, 低噪音, 低臭味的特点, 也提高了污水中难降解的物质处理, 通过高效率的膜生物反应系统, 有效地进行污水分离及处理, 对污水处理设备的改进, 提高了膜生物反应的污水处理技术。利用生物法与膜分离技术的有机结合, 可以有效地对污水进行处理, 保证高质量的水进行回收利用, 为污水处理做出了巨大贡献, 并在石油企业发挥着重要的作用。

5 总结

近年来, 对于石油的污水处理问题一直难以采取有效的方式进行解决, 如何能够高质量的去处污水的杂质对石油污水处理来说至关重要。通过带膜生物反应器工艺的进一步发展和创新, 能够有效的对石油污水进行处理, 从而达到水资源回流利用的功效, 为石油企业创造了更大的利润, 同时也为节约用水做出了巨大贡献。

参考文献

[1]马红荚, 刘红伟, 刘君.浅谈油田采出水处理方法的现状及发展前景[J].魅力中国, 2010 (9)

[2]黄覆.膜生物反应器技术的现状与未来展望[J].中国建设信息 (水工业市场) , 2008 (3)

人工湿地污水处理技术 篇5

摘要：人工湿地作为一种新型生态污水处理技术，在实际应用中取得了快速发展。为了适应我国对这一技术的迫切需要，本文介绍了目前人工湿地污水处理的工艺结构、基本设计方法，阐述了人工湿地污水处理系统工艺设计的主要内容及存在的若干问题，并提出了开展人工湿地工艺设计研究的一些设想。

关键词：人工湿地；污水处理；工程设计

Abstract : As a new type of ecological wastewater treatment technology ,constructed wetland has been developed at a great speed in its application.In order to satisfy the urgent need of this technology in China ,the basic configuration , types and design methods of current wastewater treatment technology by constructed wetland are introduced ,and the main contents and problems of the process design of constructed wetland for wastewater treatment are summarized , and some research interests are proposed in this paper.Key words : construced wetland;wastewater treatment;process design 引言

近年来，各种水处理技术在实际应用中取得了不断的发展，特别是作为二级处理的活性污泥法以其工艺相对成熟、运行稳定、处理效果好而成为城市污水处理的主流工艺，但传统的活性污泥不仅基建投资大，运行费用高，且主要以去除碳源污染物为目的，对氮、磷等营养物质的去除则微乎其微，经处理后的出水排入水体后仍将引起“富营养化”等环境问题。三级处理虽可解决上述问题，但因投资和运行费用昂贵而难以大面积推广。同时事实也说明，单纯依靠传统的人工处理方法在我国当前的情况下尚难以从根本上解决水污染问题，只能延缓其发展趋势。70年代以来，人工湿地处理技术的提出和发展，为综合解决上述问题提供了一种新的选择。

人工湿地是一种人工建造和监督控制的与自然湿地相类似的地面，是人为地将石、砂、土壤等一种或几种介质按一定比例构成基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统[1]。由于人工湿地具有处理效果好、建设和运行费用低、易于维护管理等优点[2,5 ]，因而受到世界各国的普遍重视，成为近年来发展较快的一种污水处理新技术[6]。

但是，由于人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，尤其在我国人工湿地污水处理技术的发展及其应用时间还相对较短，还没有比较成熟的设计参数，其工艺设计也还处于试验阶段；人们对其的认识较少，加之存在许多亟待解决的问题，因而人工湿地的应有潜力未能得到深入挖掘。本文将在阐述人工湿地污水处理系统工艺设计的主要内容及存在的若干问题的同时，提出一些开展人工湿地工艺设计研究的设想和展望，以供广大环境保护工作者参考。人工湿地的类型与工艺流程

人工湿地系以人工建造和监督控制的、与沼泽地相类似的地面，通过自然生态系统中的物理、化学和生物三者协同作用以达到对污水的净化。此种湿地系统是在一定长宽比及底面坡度的洼地中，由土壤和填料混合组成填料床，废水在床体的填料缝隙或在床体表面流动，并在床体表面种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物，形成一个独特的动、植物生态系统，对废水进行处理[7]。

人工湿地按污水在其中的流动方式可分为两种类型[7]：①自由水面人工湿地(简称FWS，或称地表径流型人工湿地)，②潜流型人工湿地(简称SFS)。FWS系统中，废水在湿地的土壤表层流动，水深较浅(一般在0.3～0.6m)。与SFS系统相比，其优点是投资省，缺点是负荷低。北方地区冬季表面会结冰，夏季会滋生蚊蝇、散发臭味，目前已较少采用。而SFS系统，污水在湿地床的表面下流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用，提高处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表下流动，保温性好，处理效果受气候影响较小，且卫生条件较好，是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统，但此系统的投资比FWS系统略高。

人工湿地的工艺流程有多种，目前采用的主要有：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式4种，如图1所示[7]。阶梯进水可避免处理床前部堵塞，使植物长势均匀，有利于后部的硝化脱氮作用；回流式可对进水进行一定的稀释，增加水中的溶解氧并减少出水中可能出现的臭味。出水回流还可促进填料床中的硝化和反硝化作用，采用低扬程水泵，通过水力喷射或跌水等方式进行充氧。综合式则一方面设置出水回流，另一方面还将进水分布至填料床的中部，以减轻填料床前端的负荷。实际设计中，人工湿地的运行可根据处理规模的大小进行多级串联或附加必要的预处理、后处理设施构成。这样的多种方式的组合，一般有单一式、并联式、串联式和综合式等，如图2所示[7]。在日常使用中，人工湿地还常与氧化塘等进行串联组合。

人工湿地污水处理系统一般包括前处理和人工湿地两部分。前处理一般包括化粪池、格栅、沉砂池、沉淀池、厌氧池和兼性塘等。直接将未经沉淀处理的污水引入人工湿地，虽然首级人工湿地的COD、BOD、SS的去除率高，但容易引起堵塞等问题，使维护费用增加。因此，将沉淀池或稳定塘作为人工湿地系统前处理是非常必要的。人工湿地一般工艺处理流程见图3[7]。

a c

b

d 图1 人工湿地的基本流程

a.推流式；b.回流式；c.阶梯进水式；d.综合式

a

c

b

d

图2 人工湿地的不同组合方式 a.单一式；b.串联式；c.并联式；d.综合式

图3 人工湿地一般工艺处理流程 人工湿地系统的设计

人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，尤其在我国还没有比较成熟的设计参数，其工艺设计也还处于试验阶段。其设计受很多因素的影响，主要是：水力负荷、有机负荷、湿地床的构造形式、工艺流程及其布置方式、进出水系统的类型和湿地所种植植物的种类等。由于不同国家及地区的气候条件、植被类型以及地理条件各有差异，因而大多根据各自的情况，经小试或中试取得相关数据后进行设计[7]。

3.1 选址及污水量和污水水质的确定

在人工湿地修建前，先进行污水量的调查和污水水质分析，确定处理规模以及有关污染物的去除率，设计处理后污水必须达到国家规定的污水排放标准。然后，根据地质、地貌、水文、污水出口等自然状况以及市政规划等因素选定人工湿地地址。比如地形有一定自然坡度可减少开挖土方量，有利于排水、降低投资且减少对周围环境的影响；一般人工湿地应建在非洪涝灾害区或则需考虑修建相应的防洪措施；在房价较低地段修建可大幅度降低修建成本等。

3.2 植物的选择

人工湿地系统设计中，应尽可能增加湿地系统的生物多样性，以提高湿地系统的处理性能，延长其使用寿命。植物在碎石中为微生物提供场所，在整个湿地系统中占有重要的地位，因此应慎重选择。

总的来说，选择植物应该满足：(1)耐污能力和抗寒能力强，适宜于本土生长，最好以本乡土植物为主；(2)根系发达，茎叶茂密；(3)抗病虫害能力强；(4)有一定的经济价值。而常用的植物有芦苇、香蒲、大米草、美人蕉、水花生和稗草等，目前最常用的是芦苇。芦苇的根系较为发达，具有巨大比表面积的活性物质，其生长可深入到地下0.6～0.7m，具有良好的输氧能力。种植芦苇时，一般应尽量选用当地芦苇进行移栽，即将有芽苞的芦苇根分剪成10cm长左右，将其埋入4cm深的土中并使其端部露出地面。插植的最佳季节在秋季或早春，插植密度可为1～3株/m2。

3.3 填料的选用

湿地床由三层组成，表层土壤、中层砾石层和下层小豆石层。表层土壤可用当地表层土，优先选用钙含量为2～2.5kg/100kg的混合土，以利于提高脱磷效果。在铺设表层土时，要将地表土壤与粒径为5～10mm石灰石掺和，厚度为150～250mm。表层以下采用粒径在0.5～5mm的砾石或花岗岩铺设，其铺设厚度一般为0.4～0.7m，有时也采用粒径在5～10mm或12～25mm石灰石填料。进水配水区和出水集水区的填料常采用粒径为60～100mm的砾石，分布于整个床宽。由于表层土壤在浸水后会有一定的下沉，因此，设计的填料表层标高应高出期望值10%～15%[7]。

3.4 基本技术参数的确定

主要是确定污染物负荷、停留时间、水深和所需的土地面积等技术参数，污水的特性、地理位置、气候条件、人们的生活方式、经济和科技水平等均影响工艺参数的选择。基本技术参数见表1[7]。

表1 人工湿地基本技术参数

设计参数 单位 FWS SFS

水力停留时间 d 4～15 4～15

水深 ft 0.3～2.0 1.0～2.5

BOD5 水力负荷率

lb/acre.d ＜60 ＜60

Mgal/acre.d 0.015～0.050 0.015～0.050

面积 Acre/(Mgal/d)67～20 67～20 注：ft×0.3048＝m

lb/acre.d×1.1209＝kg/hm2·d

Mgal/acre.d×0.9354=m3/m2·d

Acre/(Mgal/d)×0.1069= hm2/(103m3/d)3.4.1 基本几何参数的确定

在人工湿地的设计中，湿地的长宽比可按下列公式计算：

为保证废水以推流方式流经湿地，一般要求长度应＞20m，长宽比L/W不应过大，建议控制在3∶1以下，常采用1∶1，对于以土壤为主的系统，L/W比应小于1∶1[1]。根据现有人工湿地的设计与运行经验，一般单个碎石床的长度＜50m，宽度为25～30m，湿地床的深度一般根据水生植物自然根系的延伸程度来设计的，多数为0.6～0.7m。

3.4.2 FWS系统的设计[7]

由于废水在人工湿地中流动缓慢，故人工湿地通常可视作一级推流式反应器，稳态条件下可用以下反应动力学公式描述：

基于人工湿地的影响因素较为复杂，各国研究者对湿地床的尺寸提出了不同的计算方法。Reed建议FWS系统可用下列方程计算[8]：

Tchobanoglour建议，设计水温为T时，反应动力学速率常数可由下式确定[8]：

当湿地床的底坡或水力坡度不小于1%时，上述方程可调整为： 对床表面积As，Kaklec和Knight建议用下式计算：

初步设计时，k值可取34m/y，背景BOD5值可由下式计算：。FWS系统的有机负荷

随废水性质和条件变化很大，其范围在18～110kgBOD5(ha·d)。一般只作为设计校核的指标，它的控制对维持系统好氧状态及防止蚊虫、恶臭等非常重要。

FWS系统的水力负荷可达150～500m3/(ha·d)。在确定水力负荷的同时应考虑气候、土壤状况、渗透系数和植被类型等场地类型，还应考虑接纳水体的水质要求，尤其注意由于蒸发、蒸腾的失水量对夏季处理的影响及在干旱地区设计湿地的可行性[7]。在特殊情况下，要求湿地设计达到零排放时，湿地中的水主要通过蒸发、蒸腾、补充地下水或系统内回用等途径完成，这时水力负荷及水平衡计算是设计时需要重点考虑的问题。

3.4.3 SFS系统的设计[7]

1．湿地床坡度的确定。

在SFS系统中，水流有两种流态，层流和紊流。当湿地床中所用填料的粒径不大，污水充满整个填料缝隙并处于饱和状态时水流为层流，此时填料床的坡度可用Darcy公式计算[8,10]：

对于其中的渗透系数Ks，到目前为止尚无准确的测定，如果是以砾石为主的湿地床，欧洲人建议取10-3m/s，而美国的经验认为Ks不宜大于10-4m/s。

一般认为当湿地床中的渗流雷诺数Re大于1～10时，水流变为紊流，此时不宜用Darcy定律来描述了，尤其是当采用的填料粒径较大时，则需要考虑水流的扰动作用了。此时宜用Ergun公式来描述[8,10]，即：

2．湿地床表面积的确定。湿地的表面积As可用下计算[8]：

式中KT与温度的关系为。据有关文献报道和实际试验，某一特定SFS系统的K20与床

体填料的孔隙率n有关，关系式为，对典型城市污水取K0=1.839d-1，高浓度有机工业废水

K0=0.198d-1。

英国人Kitkutb推荐用下列公式计算表面积：

。附－符号说明：

Ac，As—湿地床的横截面积，表面积，m2； Se，So—进水、出水BOD5，mg/L； Q—平均设计流量，m3/d； Ks—渗透系数，m3/(m2·d)；

K20，KT—温度20℃，T℃时的速率常数，d-1；

Ko—某一填料中植物根系充分发展后的最佳速率常数，d-1； L—湿地床长度，m； W—湿地床宽度，m； D—湿地床深度，m； S—底坡或水力坡度。

由上述各式，即可确定湿地床的基本尺寸。湿地床长度通常定为20～50m，过长易造成湿地床中的死区，且使水位难于调节，不利于植物的栽培。床横截面面积与温度、有机负荷无关，只受填料的水力学特性影响。在借鉴有关经验的基础上人们建议，通过填料横截面的平均流速Q/Ac以不超过8.6m/d为宜，以避免对填料根茎结构的破坏。

3．湿地床深度的确定。

湿地床的设计深度，一般要根据所栽种的植物种类及其根系的生长深度来确定，以保证湿地床中的必要的好氧条件。对于芦苇湿地系统，用于处理城市或生活污水，湿地床的深度一般取0.6～0.7m；而用于较高浓度有机工业废水的处理时，湿地床的深度一般在0.3～0.4m之间。为保证湿地深度的有效使用，在运行的初期应适当将水位降低以促进植物根系向填料床的深度方向生长，湿地床的底坡一般在1%或稍大些，最大可达8%，具体应该根据填料性质及湿地尺寸加以确定，如对以砾石为填料的湿地床，其底坡一般可取2%。表2[7]为深圳白泥坑人工湿地系统各单元的设计参数。

表2 深圳白泥坑人工湿地系统各单元的设计参数 项目 单元 长/ 个数 m

宽/ m

碎石粒径/ 碎石层厚/ mm

cm

池底坡度/ %

水力负荷/(m3/m3·d)

第一级 3 42 11-12.5 10-50 40-100 1，1.5，2.0 95.4

第二级 2 47 18.5 10-30 50-120 2.0，3.0 95.4

第三级 3 30 19

0（停留4天）

第四级 3 54 19 5-10 60-100 0.5，1，1.5 100.7

3.5 进出水系统的布置

湿地床进水系统的设计应尽量保证配水的均匀性，一般采用多孔管或三角堰等。多孔管可设于床面上或埋于床面以下，埋于床面下的缺点是配水调节较为困难。多孔管设于床面上方时，应比床面高出0.5m左右，以防床面淤泥和杂草积累而影响配水。同时应定期清理沉淀物和杂草等，保证系统配水的均匀性。系统的进水流量可通过阀或闸板调节，过多的流量或紧急变化时应有溢流、分流措施。

湿地出水系统的设计可采用沟排、管排、井排等方式，合理的设计应考虑受纳水体的特点、湿地系统的布置及场地的原有条件。为有效地控制湿地水位，一般在填料层底部设穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门。对严寒地区，进、出水管的设置须考虑防冻措施，并在系统的必要部位设置控制阀和放空阀。

3.6 湿地的水位控制

通常，湿地进水的水位是不变的，为使污水在床体内以推流式流动，须对床层的水位加以控制。通常，SFS系统对水位的控制有几点要求：①在系统接纳最大设计流量时，湿地进水端不出现雍水，以防发生表面流；②在系统接纳最小设计流量时，出水端不出现填料床面的淹没，以防出现表面流；③为了利于植物的生长，床中水面浸没植物根系的深度应尽量均匀，并尽量使水面坡度和底坡基本一致[7]。当出水端控制水面时，床堤的底坡选择对工程造价和水流流态有较大影响。因此，湿地床的底坡应尽可能地与床体的水面线坡度一致，且湿地床的长度不宜过长，过长易增加植物浸没深度的不均匀性，同时水流易形成大片的死区，将增加出水端水位控制的难度。

3.7 防止地下水污染

为防止湿地系统因渗漏而造成地下水污染，要求在工程时尽量保持原土层，并在原土层上设置防渗层。防渗层的设置方法有多种，如采用厚度为0.5～1.0mm的高密度聚乙烯树脂，或油毛毡密封铺垫等，为防止床体填料尖角对薄膜的损坏，施工时可在塑料薄膜上预铺一层细砂。存在的问题与研究设想

在我国，人工湿地污水处理技术还处于开发阶段，还没有成熟的设计参数，工业设计也还处于试验阶段，其中存在的很多问题都有待研究和解决。

4.1 存在的问题

人工湿地污水处理技术中存在的问题可以概述如下：

（1）人工湿地的基质种类比较单一，只有土壤、砾石和沙等几种，难以处理特殊污染物的水体，而且基质中的某些化学组成还可能抑制水体中某些污染物的去除。

（2）人工湿地植物种类单一，常用的湿地植物主要为芦苇、菖蒲、香蒲等挺水植物，实际应用中只选用其中的一种或几种植物，这样必然影响系统的处理效果。

（3）关于人工湿地去除污染物机理的研究虽然取得了很大的进展，但总体上看还无法为其工艺设计提供有力的理论指导，有待进一步深入，特别是对水体中主要污染物如N、P 元素及重金属元素的去除机理尚不十分清楚。

（4）污水在人工湿地中运行情况相当复杂，给人们对其水力学特征的研究带来了很大困难，一些工艺参数只能依据实践经验，因而导致了系统水力学设计不合理，出水效果不理想。

阐述生态环保的污水处理技术 篇6

【关键词】环保；污水处理

随着社会与经济的越来越快发展，生态环保已经成为越来越重要的话题。生态环保关系到每一个人的生活，影响力非常的大。而在生态环保中，最大的问题是水资源污染的问题，随着工业等各种产业生产的需要，有的未经过检测合格就擅自将污水排入河流或是水系里，导致自然水体被破坏，水污染越来越严重，而水污染严重影响着人们的生活。为了改变这一现状，很多地方开始进行污水处理，但是传统的污水治理方法成本太高，难以实行，取得的效果也不是很好，所以本文从生态环保角度出发，提出基于生态环保的污水处理技术。

一、污水致力传统技术与污水生态处理技术简介

污水处理技术有传统的方法和生态处理技术。传统的污水处理技术就是利用物理、化学等原理作用对污水进行净化，物理方法就是利用物理特性将有害物质进行吸收，化学方法就是利用物质之间的化学反应将有害物质反映或是转化为无害物质。而这两种方法都不易实现，因为物资消耗非常大，而且在技术维护方面难度也比较大，成本比较高，难以进行有力的推广。这也是很多企业冒着违规的風险将污水直接排出的原因。

生态环保的污水处理技术，就是利用生物原理将污水有目的、有控制性的投入到一定的生态系统中，利用这个生态系统中的土壤、动物、植物、微生物等多种资源的符合作用，将污水中的超标物质和有害物质进行利用吸收，使污水中的有害物质进行降解，最后达标的过程。这一过程也可以用循环再生来形容。生态环保的污水处理技术处理污水的最大好处就是操作简单、投资较小、无副污染物出现，同时还可以达到整体优化的效果。

二、污水生态处理技术遵循的原理

1.循环再生原理

生物学中的循环再生原理，指的就是利用生态系统中的生物成分，将非生物成分合成新物质，然后又降解的过程，在这一过程中，通过生成和降解的循环，使整个生态系统保持平衡。在污水生态处理技术方面，也是利用循环再生的原理，将污水排入特定的生态系统，使污水中的非生物组分参与到这个循环再生的过程，加大了循环再生过程的进程和速度。

2.和谐共存原理

和谐共存原理指的是在生态系统中，所有生物与非生物之间的最稳定状态就是和谐共存，如果做不到和谐共存，那么其中一方就会被一方毁坏，直到达到平衡为止。所以在污水处理的过程中，污水引入到一个特定系统中，引起系统的不平衡，这个系统里面的生物就会将污水里面的非生物稀释或是降解，最后达到平衡状态，做到和谐共存。

3.整体优化原理

使用生态学的方法对污水进行处理是一个简单的过程，但是在这个处理过程中，包括很多环节，譬如说污水源控制、修复生态系统的选择、污水布水公艺选择、再生水的利用等等，这些环节都是必不可少的，而且对污水处理整个过程来说非常重要，不能单独的进行考虑。所以，应该将这些环节作为一个整体来考虑，对这个整体进行优化，最后达到使用污水生态处理技术处理污水的同时又对污水中的资源加以利用，变废为宝，达到整体优化的目的。

4.区域分异原理

在进行污水生态处理技术上，必须要考虑到地区差异。因为每个地区的生态系统都会因为当地的特殊环境而不一样，所以在考虑应用这种那个方法的时候就必须考虑到这个因素，不能盲目的进行，导致污水生态学处理技术作用不明显。考虑到地区差异，就必须因地制宜，选择不同的修复植物、布水公艺、管理方法等进行管理和运用。并且在开始利用使用污水生态处理技术的时候，应先进行小范围的实验，在取得成功后，在开始大规模的使用这种方法。这样污水生态处理技术的成功率才会比较高。

三、污水生态处理技术的主要方法

污水处理技术主要是应用生态系统天然的资源，来将污水中的污染物质转移或是转化为其他物质，达到消除或是降低水中污染物中的作用。这种方法费用低还能达到整体优化的目的。目前，我国主要采取土地处理系统、蚯蚓滤池处理系统、生态塘处理系统三种方法来进行污水处理，并取得了显著的效果。

1.土地污水处理系统

土地污水处理系统就是利用土地—植物系统的自我调控能力以及生物作用对污水进行处理，从而改善污水的水质，在处理污水的同时植物和土地可以吸收污水中的富营养和水分，从而土地更加肥沃，植物生产的更快，更好。这样在进行污水处理的同时也能带来植物的更好发展，一举两得，实现废水最大化的利用，变废为宝。污水土地处理系统有很多种类型，常见的包括慢速渗透处理系统，还有与之相对的快速渗透系统，地表漫流处理系统以及地下渗透处理系统。使用土地污水处理系统的这几种方法来净化污水，其使用的原理是沉淀、过滤、挥发、生物氧化、土壤吸附、光解等，这几种都是最原始的处理污水的原理，包括物理原理和化学原理。这几种处理方法都可以使污水处理到达标水平，可以直接灌溉或是作为景观水使用。

2.蚯蚓滤池处理系统

蚯蚓滤池处理是人工制造的生态系统，就是将蚯蚓引入常规的滤池内构成。蚯蚓滤池处理系统是利用蚯蚓的消化分解作用以及过滤作用而达到处理污水的目的，所以蚯蚓滤池一般分为三层。第一层为蚯蚓分解层，这一层就是利用蚯蚓的消化分解以及上下钻动的特性来达到分解污水中污染物的过程。这一作用原理就是蚯蚓吃食污染物，和体内的细菌进行反应，排除，蚯蚓粪便的细菌进入环境中后使得有机物的数量增多，杀死微生物，达到处理污染物的效果。第二层是补充层，第三层是承托层。第二层和第三层的最主要作用是过滤作用，使得蚯蚓处理过的污水进一步的过滤。污水从蚯蚓滤池的上部进入，经过处理后的水从下部排出。蚯蚓滤池的整个处理污水的过程操作简单、成本比较低，污水处理效果好，可以方便推广使用。

3.生态塘处理系统

生态塘污水处理系统也是应用较多的生态污水处理技术。主要原理就是将污水引入人工制造的一个生态系统中，这个生态系统包括水产和水禽类生物。生态池塘通过太阳能的光合作用以及各种食物链原理将污水中的有机物进行分解或是转化，然后再通过食物链作用将物质一层一层的转移，使用这种方式将污水净化。这个方法之所以使用较多并且效果不错就是因为采用这种方法，污水得到净化的同时，水生植物和生物等也得到了食物，可以进行回收。这种污水处理方法不仅维护方便、成本低，更大的好处是可以获得经济效益。

参考文献

[1]水污染治理新技术：新工艺、新概念、新理论.

城市污水处理技术分析 篇7

由于社会经济的发展, 人类对洁净水的需求量不断增加, 合理利用现有水源, 保护现有水源不受污染, 治理生活和工业废水以及污水回用, 不仅是我国城乡面临的当务之急, 而且是当今世界性问题。由于我国城市化进程的快速发展, 城镇人口急剧增加, 加上我国过去过多地把环境污染防治的重点放在工业污水污染防治上, 城市生活污水的污染防治相对滞后。随着城市污水排放量增加, 环境基础设施建设又跟不上城市化发展速度, 致使城市生活污水成为水污染的一个重要来源。因此, 如何处理城市生活污水是一个值得关注的大问题。

2 城市污水的来源与特点

城市污水主要来自家庭、商业、机关学校、旅游服务业及其他城市公用设施。城市生活污水污染物含量主要是有机物, 如淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素、糖类、矿物油等, 其中COD (化学需氧量) 、BOD (生物需氧量) 、TKN (凯氏氮) 、TN (总氮) 、TP (总磷) 也较高。生活污水经一级物理处理、二级生化处理后COD、B0D、TKN、NH3-N等大幅度降低, 但TN、TP仍较高, 排入水体后易造成水体的富营养化, 使藻类大量生长繁殖, 造成赤潮和水华。藻类生物原生质的组成是C106H2630110N16P, 可知水中含少量的氮、磷就能促使藻类大量生长, 而当藻类代谢大量死亡时, 就使水域水体腐败发臭水质恶化。

3 城市生活污水处理方法

3.1 膜分离技术的应用分析

鉴于膜分离技术在污水处理中通过固液分离机制去除污染物和细菌方法有独到的优势。人们对膜分离技术应用于给水和污水处理方面进行了多途径的开发和应用。膜分离技术 (如微滤、超滤) 在城市生活污水处理应用方面也有了较大进展, 已经部分商业化用作回用水。

中空纤维膜微滤系统, 小规模处理生活污水, 由于微生物降解了60%的TOC (总有机碳) 。其中的悬浮颗粒和固体主要通过膜吸附作用从水中得以清除, 结果使出水水质中COD、BOD、TOC、SS (悬浮物) 和浊度分别低于30mg/L、10mg/L、10mg/L、2mg/L和1NTU, 满足回用水标准。絮凝-吸附-微滤系统处理生活污水, 出水可回用, 出水水质中浊度和COD分别为从18NTU、77mg, L降到0.5NUT、13ml。

膜污染是膜分离技术在污水处理应用中的一个难题。膜污染是指处理物料中的微粒、胶体、溶质大分子由于物理化学相互作用或机械作用而在膜表面或孔内吸附、沉积, 造成膜孔经变小或堵塞, 使膜产生透过流量和分离特性发生不可逆变化, 导致处理水的质量和数量下降。膜污染防治技术目前主要有:

对滤液进行前处理。各种混凝土技术对滤液进行前处理能有效去除有颗粒物。强化一级处理工艺与膜技术联合作用能有效降低膜污染。

改善操作环境, 有关研究证实双向搅动、物理冲洗、改变曝气等方式能有效降低膜污染。

定期对膜组件进行清洗。尽管如此, 膜污染还是随使用时间的延长而增加。直到现在, 膜污染仍是制约膜技术在处理城镇生活污水应用中的最重要因素。防治膜污染而采取的种种措施使膜法水处理耗能相对较高。故与其他水处理方法结合应用的新型、低能耗合成膜法水处理工艺成为水处理领域研究的热点之一。

膜生物反应器就是由膜分离技术与生物反应器结合的生物化学反应处理系统。就膜生物反应器处理生活污水, 从能耗角度 (特别是曝气和循环泵的费用上) 研究了一体式和分体式两类反应器, 结果表明:在处理特殊废水 (如N浓度高废水) 和废水回用情况下膜反应器是非常有效的, 但分体式的耗能要高于一体式, 而后者的膜建设和维护费用则较高。加压浸没式膜生物反应器是膜生物反应器研制过程中的又一进展。通过抬高进水水位, 利用膜组件外部水的压力形成压力差, 并串联一个厌氧硝化池除N, 可使其能耗大大降低。该反应器在处理城市生活污水时的连续运行结果证实:

膜在连续运行400d期间, 经过清洗, 处理效果稳定;BOD、T0C、SS、TN和TP的平均去除率分别为99%、93%、100%、79%和74%;短期抗冲击能力显著;平均耗能低, 为2.4kWh/m。

应用膜生物反应器和中空纤维膜分离组件, 该装置在小规模污水处理运行中, 无污泥排放、有机物高度稳定化, 通过控制曝气速率, 脱氮效率高达90%。对曝气的方式加以改进, 以增大膜得通量。在膜生物反应器中加入铝盐或沸石, 结果表明能有效降低膜污染, 同时除磷、脱氮效果明显。总之, 通过开发新型有机、无机及复合经济型膜材料, 采用经济、有效手段防止膜污染, 加强膜技术与其它水处理技术联合应用, 可大大促进分离技术在城镇生活污水处理中的实际应用。

3.2 强化一级处理技术的应用分析

城市生活污水强化一级处理工艺的快速发展, 在很大程度上得益于它基建投资少、单位污染物去除费用较低、能较大程度地提高污染物的去除率, 消减污染负荷。特别是, 由于该工艺运行管理简便灵活, 处理过程稳定可靠, 很适合于我国中小城镇生活污水处理的实际应用, 尤其适合于资金紧张地区的生活污水处理。

强化一级处理技术可分为化学强化一级处理工艺和生物强化一级处理工艺, 有研究表明在对生活污水处理过程中, CEPT的处理效果明显, 一般悬浮固体去除率可达90%、BOB去除率为50%～70%、细菌去除率为80%～90%、TP为80%～90%。而常规一级处理去除率为:SS为50～60%、BOD为25%～40%、TP为10%。特别是在除磷方面, 一般采用生物除磷工艺很难满足1.0mg/L水水质要求。CEPT可以满足这一出水水质的要求。如CEPT结合后续生物处理工艺, 出水水质还可望达到0.5mg/L (一级标准) 。

将混凝法强化城市污水厂一级处理, 当进水有机物浓度低时, 处理后出水水质满足一级或二级排放标准, 其运行费用仅为常规活性污染工艺的23%;当进水有机质浓度较高时, 可采用混凝强化一级处理结合活性污泥法, 可保证出水水质达标, 运行费用仅为原有工艺的70%。该试验还证明:利用回流一级污泥的絮凝吸附作用强化一级沉淀处理生活污水, 当适当条件下, COD和SS的去除率分别为60～70%和70%左右。由于CEPT还具有不易受气候条件限制等优点, 可在寒冷地区进行推广应用于处理城镇生活污水。

当前, 强化一级处理技术面临的主要挑战是:污泥产量大对污泥的处理难度和处理费用增加, 而且絮凝剂存在生物学毒性和生态学上的安全性问题, 当采用这些絮凝剂进行强化时, 容易造成对环境的二次污染。

因此, 在加强对强化一级处理工艺系统性研究的基础上, 重点解决好减少污泥产量和污泥资源化等难题, 特别是随着高效、生态安全性能高的新型复合絮凝剂的研制和应用, 强化一级处理工艺在低浓度生活污水处理方面应用前景很广。

3.3 生物处理方法的应用分析

污水生物处理过程是指利用微生物的新陈代谢把污水中存在的各种溶解态或胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害化物质。按照处理过程中有无氧气的参与。污水的生物处理技术可分为好氧处理工艺和厌氧处理工艺;按照污水处理生物反应器中微生物的生长状态, 污水的生物处理技术又可分以活性污泥为代表的悬浮生长工艺和以生物膜法为代表的附着生长工艺。其中厌氧处理工艺和生物膜法较为常用。

(1) 厌氧处理工艺。厌氧处理工艺具有反应器体积小, 规模灵活, 工艺简单, 耗能低 (仅为好氧工艺的10%～15%) , 产生的污泥量小 (为好氧工艺的10%～15%) , 处理过程中对营养物的需求低等多种优点, 是城镇生活污水处理的首选方法之一。但是, 城镇生活污水中较低的污染物浓度。则成了传统厌氧处理工艺在城镇生活污水处理中广泛应用的首要限制因素。为了解决这一技术难题, 人们对传统厌氧处理工艺进行了长期的各种改进试验。改进后的厌氧处理技术在处理低浓度城镇生活污水 (COD<1000mg/L) 时, 无论是在试验室水平还是在应用水平上, 均取得了重要突破。特别是20世纪80年代以来, 上流式厌氧污泥床反应器技术开始在热带地区推广应用, 基本上克服了该工艺所遇到的这一难关。限制厌氧技术在更大范围内处理城镇生活污水的另一关键因素是低温。污染物浓度低的生活污水由于在硝化过程中不能产生足够的热量维持厌氧细菌正常生长, 在气温低的地区必须添加能量以维持热平衡, 使处理成本大增。面对这一挑战, UASB技术进一步改进了, 并在中温地区应用于处理生活污水, 结果表明:在无外加热源时, 可连续运行超过200d。但缺点是接种污泥时间仍很长。常温下应用厌氧式批序式反应器技术处理低浓度废水, 结果表明:25℃～150℃处理COD浓度为800～400mg·L-1的人工合成废水时。去除率在80℃～90%;处理COD为600mg·L-1废水时, 20℃～25℃时COD和BOD去除率均大于90。厌氧处理工艺这一新的改进。为城镇生活污水处理提供了一种新途径, 但是否完全可行, 有待进一步研究。

(2) 生物膜法处理技术。近年来, 生物膜法处理技术存城镇生活污水深度处理特别是硝化和反硝化研究方面取得了进展。实验证明在好氧条件下生物转盘 (RBC) 技术同时去除有机物和氮的可行性, 三级RBC在细菌Thiosphaere pantotropha参与下完全好氧条件下同步处理人工合成生活污水的结果, 其中第一阶段有机物和氮去除率高达8.7～25.9gCOD·m-2·d-1和0.81～1.85GN·m-2·d-1。采用淹没式生物滤池处理生活污水, 通过选择连续流和间歇流操作方式为进行硝化和反硝化, 结果表明其COD (化学需氧量) 去除率大于70%, NI-L-N浓度低于5mg·L-1。控制好反冲洗和捕食性微生物可以提高生物滤池的除氮效果, 塔式生物滤池的研究表明:生物膜内的捕食性蜗牛是干扰其硝化过程的主要因素。

结束语

城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护, 更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设, 加快城市污水处理新技术的应用, 促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施。是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。

参考文献

[1]粱国庆.城市污水处理生物技术分析[J].农业技术, 2007, 8.

[2]李笑雯.城市废水处理技术[M].化学工业出版社, 2006, 7.

[3]王华.有机化学在污水处理的应用[J].西安化工, 2007, 3.

人工湿地污水处理技术 篇8

一、人工湿地的分类

国内外学者对人工湿地系统的分类多种多样。不同类型的人工湿地对特征污染物的去除效果不同, 具有各自的优缺点。从工程设计的角度出发, 按照系统布水方式的不同或水流方式差异一般分为自由表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地和潮汐潜流人工湿地。

(一) 自由表面流人工湿地 (如图1) 。

自由表面流人工湿地根据植物种类的不同又可以分为挺水型、浮叶型、漂浮型、沉水型植物人工湿地。污水从湿地表面流过, 具有投资省、操作简便、运行费用低等优点, 但占地面积较大, 水力负荷较低, 去污能力有限。氧主要来源于水体表面扩散、植物根系的传输, 但传输能力十分有限。湿地系统运行受气候影响较大, 夏季有孳生蚊蝇的现象、产生不良气味、冬季容易结冰等缺点。

(二) 水平潜流人工湿地 (如图2) 。

水平潜流人工湿地中, 污水从一端水平流过填料床。床体设有防渗层, 防止污染地下水。与自由表面流人工湿地相比, 水平潜流人工湿地的水力负荷大, 对BOD、COD、SS、重金属等污染物的去除效果好, 而且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象。但其脱氮除磷效果不如垂直潜流人工湿地。 (1) 垂直流人工湿地。污水从湿地表面纵向流过填料床的底部, 床体处于不饱和状态, 氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。垂直潜流人工湿地的硝化能力高于水平潜流人工湿地, 可用于处理氨氮较高的污水。但构造比较复杂, 且对SS去除率不高, 所以常在垂直流人工湿地后连接水平流人工湿地。 (2) 潮汐潜流人工湿地。潮汐潜流人工湿地是近年来由伯明翰大学提出的。芦苇床交替地被充满水和排干, 床体充水过程中空气被挤出, 排水过程中新鲜的空气被带入床内。伯明翰大学最新研究成果表明, 当水被排出芦苇床, 有机污染物留在基质内时是氧消耗量最大的时刻。因此, 排水过程中进入的新鲜空气可看作是去除污染物的氧源。通过这种交替的进水和空气运动, 氧的传输速率和消耗量大大提高, 极大地提高了芦苇床的处理效果。但潮汐流湿地运行一段时间后, 床体可能会被大量的生物所堵塞, 限制了水和空气在床体内的流动, 降低了处理效果。因此, 设计中考虑有备用床交替运行, 以便利用闲置期进行生物降解。

二、人工湿地污染物去除

(一) 有机污染物的去除。

研究表明, 人工湿地对有机污染物具有较强的去除能力。不溶性有机物通过在湿地基质中的沉积、过滤作用可以很快地被截留进而被分解或利用, 可溶性有机物则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及厌氧好氧生物代谢降解过程而被分解去除。在有机物的去除中, 异养菌由于主要采用有机碳作为碳源且具有较高的新陈代谢速率而起主要作用。有机物的好氧降解主要由好氧异养菌完成, 反应式为: (CH2O) +O2→CO2+H2O。人工湿地中有机物的厌氧降解是一个比较复杂的过程, 主要由兼性及专性厌氧异养菌完成, 过程包含了若干步骤。第一步的发酵产物主要是脂肪酸, 如乙酸、丁酸和乳酸、酒精以及CO2和H2O。接下来, 在硫化菌和产甲烷菌的作用下, 发酵产物进一步降解为低分子产物。

(二) 氮的去除。

微生物的硝化、反硝化作用对氮的去除起重要作用。根据根区法理论, 人工湿地植物中根毛的输氧, 根区附近湿地土壤中连续出现好氧、缺氧、厌氧状态, 为自养型好氧微生物亚硝酸菌、硝酸菌和异养型微生物反硝化细菌大量的存在提供了条件, 使要求好氧条件的硝化反应和要求厌氧的反硝化反应可以同时完成。另外, 对硝化反应有抑制作用的是NH3-N、重金属、氰化物及有机物, 人工湿地对这些物质也有一定的去除作用, 因此, 人工湿地比一般污水处理系统具有较强的氮处理效率。根据试验实测结果, 人工湿地中氨化细菌、亚硝化菌、硝化菌、反硝化菌数量都处于较高水平, 因此人工湿地具硝化、反硝化、脱氮的良好基础和潜力。资料表明, 人工湿地对TN的去除率可达60%以上。

图3所示为各种状态的有机和无机氮在人工湿地中的变化规律。原废水中的氮一般以有机氮和氨氮的形式存在。废水中的有机氮在处理过程中被异养微生物首先转化为氨氮, 而后氨氮在硝化菌的作用下被转化为无机的亚硝态氮和硝态氮, 最后通过反硝化以及植物根系的吸收作用而从系统中去除。

硝化反应式如下:NH4++1.5O2→NO2-+2H++H2O;NO2-+0.5O→NO3-。总式:NH4++2O2→NO3-+2H++H2O

硝化反应受温度、pH、碱度、无机碳、微生物量、NH3-N及溶解氧浓度影响。湿地中硝化反应的最佳温度在30℃～40℃, 温度低于15℃时会对系统的硝化速率产生较大的限制。

反硝化反应式为:6 (CH2O) +4 NO3-→6CO2+2N2+6H2O。在反硝化反应中, 氮氧化物作为最终电子受体, 在电子转移过程中, 电子由给体通过各种传递系统到达氮氧化物, 自由能被转化为ATP储存在微生物体内用于呼吸作用。上式表示在纯厌氧或缺氧下的反硝化反应, 氮代替氧成为电子受体。越来越多的研究表明, 在氧存在的条件下, 反硝化反应依然可以发生。

(三) 磷的去除。

人工湿地对磷的去除是植物吸收、微生物去除及物理化学作用三方面共同作用的结果。废水中无机磷在在植物吸收及同化作用下可变成植物的ATP、DNA及RNA等有机成分, 通过植物的收割而去除。

物理化学作用包括填料对磷的吸附及填料与磷酸根离子的化学反应, 这种作用对无机磷的去除会因填料的不同而有差别。由于石灰石及含铁质填料中Ca和Fe可与PO43-反应而沉淀去除PO43-, 因而它们是除磷效果较好的填料。含钙质或铁质的地下水渗入人工湿地也有利于磷的去除。

R.Bhamidimarri等的实验表明:当进水总磷浓度为2.6～35.9mg/L时, 人工湿地对总磷平均去除率为90%。

三、人工湿地的应用前景

人工湿地已在欧美得到广泛的应用。美国约有120个湿地系统, 英国约有255个, 丹麦有大约100个, 这些人工湿地的规模可大可小。我国人工湿地的研究起步较晚, 于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程——白泥坑人工湿地污水处理系统。后来, 在北京和天津等地也建立了人工湿地污水处理系统, 开始对人工湿地处理污水的规律进行比较系统的研究。

目前, 我国绝大部分城市污水厂均采用传统的二级活性污泥法处理工艺, 这种工艺工程投资高, 耗能大, 运行管理要求高, 对控制大城市的水环境污染起到了关键作用。然而由于我国经济发展水平不高, 能源短缺, 许多地方, 尤其中小城市和乡村缺乏具有一定操作管理和技术水平的人员。同时我国的乡镇企业迅猛发展, 对当地造成了严重的环境污染, 因此在我国大力开发具有高效、简易、低耗的污水处理技术, 具有很大意义。人工湿地系统是一个完整的生态系统, 它形成了内部的良好循环并具有较好的经济效益和生态效益, 是正在不断得到研究应用和发展的污水处理实用新技术。这项技术适合我国国情, 尤其适合广大农村, 中小城市的污水处理, 具有极其广阔的应用前景。

国内对这项技术的研究应用尚处于起步阶段, 有关工艺设计资料和应用实例少, 有待结合我国不同地区的具体情况, 深入开展研究工作, 取得适合于不同地区, 不同环境气候条件及不同污水特性的实用数据, 促进其在我国适当地区的推广应用。

参考文献

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[2]张甲耀等.潜流型人工湿地污水处理系统氮去除及氮转化细菌的研究[J].环境科学学报, 1999, 19 (3) ;

[3]张自杰等.排水工程 (下册) .中国建筑工业出版社;

人工湿地污水处理技术 篇9

1987年, 《中国自然保护纲要》定义:“沼泽是陆地上有薄层积水或间隙性积水, 生长有沼生和湿生植物的土壤过渡地段……沼泽称为泥炭沼泽。海涂即沿海滩涂……。国际上常把沼泽和海涂称为湿地。”以上都属于天然湿地。

在天然湿地的基础上, 保留天然湿地系统复杂高效的净化污水的功能特点, 通过人工手段的干预和控制, 弱化其负荷低、受气候影响大的缺点, 创造了人工湿地系统 (artificial wetland system) 。

人工湿地处理工艺是将污水有控制的投放到经过人工处理并种植有芦苇香蒲等维管束耐水植物的土壤, 使土壤经常处于水饱和状态, 污水沿一定方向流动, 在流动的过程中, 在耐水植物和土壤的联合作用下, 污水得到净化的一种土地处理工艺。人工湿地必须有通过铺砌以防污水渗出的系统。

2 人工湿地的特点

人工湿地有着其他常规污水处理法不可比拟的优点:

2.1 水力负荷较高。

2.2 在设计合理、运行管理科学的条件下, 处理水效果稳定、有效, 出水BOD5、SS等明显优于生物处理出水, 可以达到三级处理的出水效果;

脱磷能力也很强, 且脱磷寿命很长, 同时具有相当的硝化脱氮能力。此外, 它对废水中的重金属和难降解有机物也有较高的净化能力。

2.3 受气温影响较小, 冬季也能连续运行。

2.4 基建投资费用低, 一般为生物处理费用的1/3~1/4, 甚至能达到1/5。

2.5 能耗省, 运行费用低, 仅为传统二级污水处理厂的1/10~1/6。

2.6 管理运行简便, 无需复杂的自控系统。

2.7 机械、电气设备少, 人工费亦少。

2.8 可以开发利用人工湿地植物的经济价值, 增加收入, 补偿运行费用。

2.9 更适合处理小流量废水或是间歇排放的废水, 因为其水力负荷高, 抗冲击能力强。

2.1 0 不仅适合生活污水的处理, 还能处理工业废水、农业废水。

2.1 1 有一定的经济效益, 比如水产、建材、造纸原料、绿化、野生动物栖息地等。

2.1 2 可以结合当地的自然条件, 使得人工湿地系统与周围环境在和谐统一的前提下, 达到增加景致、美化环境的效果。

人工湿地污水处理系统在处理污水的同时, 更能形成绿色景点, 提高居民的生活质量, 带动旅游业的发展, 有优化生态的环境保护作用和发展旅游业的经济价值。

当然, 人工湿地系统也存在着一定的缺点:a.受气候条件的影响大;b.有机负荷较低, 占地面积较大;c.易出现淤积堵塞和饱和的现象;d.由于缺乏对生物和工艺动力学的精确研究, 目前尚没有准确的运行设计参数。

3 人工湿地的分类

从工程设计的角度出发, 按照系统布水方式的不同和水在系统中流动方式不同划分为表面流人工湿地和潜流人工湿地。不同类型的人工湿地对特征污染物的去除效果不同, 具有各自的优缺点。

3.1 表面流人工湿地。

表面流人工湿地, 污水从湿地表面流过。在流动的过程中废水得到净化, 水深一般0.1~0.6米, 水流呈推流式前进。污水从入口以一定速度缓慢流过湿地表面, 部分污水或蒸发或渗入地下, 出水由溢流堰流出。近水面部分为好氧层, 较深部分及底部通常为厌氧层。在这种人工湿地中, 主要种植挺水植物。表面流人工湿地中氧的来源主要靠水体表面扩散、植物根系的传输和植物的光合作用, 但传输能力十分有限。这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点, 但占地面积较大, 水力负荷率较小, 易受季节影响, 去污能力有限。

3.2 潜流人工湿地。

潜流人工湿地水面位于湿地填料以下。根据湿地中水流的形态, 可以分为垂直流、水平流和复合流三种人工湿地。3.2.1垂直潜流人工湿地。垂直潜流人工湿地污水从湿地表面纵向流向填料床的底部, 其水流方向与根系层呈垂直状态, 床体处于不饱和状态, 氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。垂直潜流人工湿地可用于处理氨氮较高的污水。其缺点是对有机物的处理能力不如水平潜流人工湿地系统, 落干/淹水时间较长, 控制相对复杂, 夏季有孳生蚊蝇的现象。3.2.2水平潜流人工湿地。水平潜流人工湿地因污水从一端水平流过填料床而得名。它由一个或多个填料床组成, 床体填充基质, 床底设有防渗, 防止污染地下水。由于该系统中好氧生化反应所需氧气主要来自大气复氧, 数量不够, 脱氮效率不高。但水平潜流人工湿地的水力负荷大, 对BDD5、CODCr、SS、重金属等污染指标的去除效果好, 而且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象, 能有效解决北方寒冷地区的冬季防冻问题。3.2.3复合潜流人工湿地。复合潜流人工湿地的水体流态既有水平流又有垂直流。采用复合潜流人工湿地系统处理城镇居民生活污水的研究表明, 它对NH3-N、TP、CODCR、BOD5、TSS、细菌总数和浊度的去除率高达80%以上, 出水水质达到国家杂用水标准。

4 人工湿地的构造

人工湿地系统主体结构由下到上可以分为四层:防渗膜、填料、土壤以及植物。在湿地填料和土壤中含有大量好氧、兼氧以及厌氧微生物。

4.1 防渗膜。

为了防止湿地系统因为渗漏污染地下水, 一般要在原土层的基础上采取防渗措施。当材料的渗透率低于10-6cm/s时可做防渗材料。目前大多采用高密度聚乙烯树脂薄膜塑料 (HDPE) 或聚氯乙烯 (PVC) 作为防渗材料。由于防渗膜较轻薄柔软, 一般在铺设防渗膜之前会对原土层进行夯实, 然后可以修建混凝土池体, 包括防止边壁塌方的挡墙和防止地下水上涌的池底。之后将防渗膜铺在池体内壁, 若防渗膜较薄可铺设两层, 然后在上面铺细砂和填料。对于净化微污染河水的人工湿地, 可用粘土、膨润土等天然材料铺设防渗层, 不必建造混凝土池体。

4.2 填料。

填料去除污染物的作用有: (1) 利用吸附等特殊物理特性, 显著地提高了对污水中污染物的去除效果; (2) 填料是微生物的载体, 提供了微生物生长的空间; (3) 填料为植物根系提供稳定的根际微生物环境, 维持微生物和植物的正常生长。可以充当填料的材质有砾石、沸石、石灰石、膨润土、沙、煤渣、粉煤灰、碎砖、碎瓦片、草炭、页岩及轻质聚合材料等。人工湿地所采用的填料空隙率在0.3~0.45之间, 粒径范围在0~30mm之间。

4.3 植物。

湿地植物包括挺水植物、沉水植物、浮水植物。挺水植物根系发达、生物量大、生长率高, 在人工湿地中起到固定床体表面、提供良好过滤条件、防止淤泥堵塞等作用, 在人工湿地中得到了广泛的使用。

5 人工湿地去除污染物的机理

人工湿地处理系统对污水净化的作用机理是多方面的:物理的沉降作用, 植物根系的阻截作用, 某些植物的化学沉淀作用, 土壤及植物表面的吸附与吸收作用, 微生物的代谢作用等。此外, 植物根系的某些分泌物对细菌和病菌有灭活作用, 细菌和病毒也有可能在对其不适宜环境中自然死亡。

6 人工湿地的应用前景

采用人工湿地污水处理工艺, 要因地制宜, 尽量选择有一定自然坡度的洼地, 或者经济价值不高的荒地;可以采用受气候影响较小的潜流型人工湿地;选择位于土地资源丰富的城市郊外大型学校园区、住宅小区、别墅区、旅游饭店、大型体育场馆、高尔夫球场和公园等。如果运行得当, 会有经济和环境两个方面的收益, 人工湿地处理工艺有广阔的应用前景。

摘要：介绍了人工湿地的定义、特点、分类、构造以及人工湿地污水处理技术的去污机理和应用前景。

关键词：人工湿地,污水处理,生态环境

参考文献

[1]张忠祥, 钱易.废水生物处理新技术.

石油污水处理技术研究 篇10

石油污水中的污染物主要包括浮油、乳化油、分散油、胶体溶解物和悬浮固体等。对于油类, 由于其分散的直径不同, 在水里有的悬浮于上面有的分散在其中, 因此, 在处理时会带来很大的难度, 需要采用不同的处理方式。下面是我国当前一些新的石油污水处理方式, 通过对其优势与不足的分析, 来开拓对石油污水处理的认知程度。

1 物理化学处理技术

1.1 高效絮凝浮选技术

当前我国许多石油的开采都进入道儿中后期, 原油含水量逐渐增加, 同时造成了含有废水的增加, 液处理技术已经很难满足对大量废水的处理, 开发有机高分子絮凝剂成为当前的一条可行途径。比如长春化学研究所以资源丰富、价格低廉、燃烧值低的风化煤为原料的废水处理剂, 在大庆油田的实践运行中取得了较好的效果, 首先处理的能力基本可以满足三次采油的废水处理需求, 其次避免了强酸和强碱对换季的污染以及生产成本的提高, 同时风化煤中所富含的腐植酸在进行泥浆的高值化应用时避免了能耗过大的现象。与此同时还有很多的高效絮凝剂相继问世, 如以玉米淀粉与少量丙烯酰胺共聚后得到一种淀粉及羧甲基淀粉基高分子环保絮凝剂, 高效、经济、无污染, 并且在油田企业取得的相当不错的效果, 在处理油田废水时, 3s就可以实现油水的彻底分离, 去油率高达90%以上。

1.2 光催化技术

Ti O2纳米颗粒材料对石油污水的处理、特别是在降解有毒有机物废水方面已得到世界的公认, 但如何将其应用于废水的产业化处理工程中, 一直是一个难题。南京大学研究发现通过烧结法和离子交换法, 可以合成出外部为微米级、内部为纳米级的Ti O2晶须纳米催化剂。通过工业实践得出:采用这种催化剂进行废水处理, 其处理效率比小试时提高5倍以上, 并且解决了难以分离、回收的技术瓶颈。

1.3 磁性分米净化技术

在传统的应用活性污泥工艺中, 主要依靠微生物的生长代谢消耗掉废水中的有机污染物。但随着细菌降解的越来越多, 逐渐聚集成球状絮体并沉淀到处理池的底部, 形成的簇团也会妨碍污泥的沉淀。磁性粉末净化技术就是在活性污泥中加入少量磁铁 (Fe3O4) 粉末, 这样磁化活性泥可从转鼓上刮下, 并反循环到处理池中进一步利用。

2 生物处理技术

2.1 生物强化技术

生物强化技术是将现代微生物培养技术应用于好氧废水处理系统中, 通过特殊的技术活性高、专一性强的微生物进行强化, 然后再对一些传统生物法无法处理的高浓度、高毒性的废水进行处理, 可以极大地降低处理的成本, 且运行稳定、管理简单。如天津大港石化公司所配套的处理装置可以处理包括催化汽油、焦化汽油、液化气、常压柴油碱渣在内的各种碱渣。

2.2 MBR技术

M B R技术是将生物降解技术与膜分离几乎结合而成的一种高效的废水处理工艺。该工艺几乎可以将废水中所有的微生物截留在生物反应器中, 是出水的水质到达处理的标准, 该工艺具有流程简单、运行稳定、效率高、操作简便、容易实现操作的自动化。胜利油田在研究渗透油田回注废水的工艺时, 采用了M B R技术, 取得了良好的效果—最终出水水质可以达到《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》的A2级水平。

3 生物法与物理化学法组合技术

3.1 电-生物耦合技术

电-生物耦合技术是指先通过电催化反应把水中一些难以降解的有机物催化氧化 (或还原) 生成易降解的有机物, 然后再有微生物彻底的将它们除去, 特别是对于硝基苯类、卤代酚、卤代烃等难以降解的物质特别有效。例如:利用该方法对硝基苯含量为100m g/L的废水进行处理, 10小时即可是硝基苯的去除率大于98%, COD的去除率大于90%, 使出水达到国家的排放标准。

3.2 化学模拟生物降解处理技术

广西丽桂环保科技公司自行研制成功的化学模拟生物降解废水处理技术, 在贵港市红旗纸业有限公司进行处理造纸黑液工业性试验, 取得了良好的处理效果, 值得在石油污水处理研究中借鉴和引进。该项技术是先利用自行研制的可逆氧化还原“活性物”, 在化学模拟生物降解池中将废水中的有机物降解, 然后再利用电化学技术将废水进行强制处理和脱色。从而达到较好的处理效果。

4 超声-电化学联用技术

利用超声的空化效应, 可在电化学反应中使电极不形成覆盖层, 避免电极活性下降;超声空化效应还有利于协同电催化过程产生·O H, 而使污水中的污染物的分解加速;超声还可使有机物在水溶液中充分分散, 从而大幅度提高反应器的处理能力。M i z e r a等在电解氧化处理含酚废水时发现, 无超声存在时, 只有50%的分解率, 若使用25k H z、104W/m2的超声波处理时, 酚的分解率会提高到80%。

石油废水成分复杂、水量大、针对性较强, 虽然现在相关的处理技术已有很多, 但既可以简单操作又可以减少运行费用投入的方法还是很难找到。为了进一步提高我国石油废水的回用率, 还需要进一步的加强对废水处理技术的开发与应用。

参考文献

[1]荣健宾.石油化工废水的特点及其处理技术研究[J].商品与质量, 2010, 12:146[1]荣健宾.石油化工废水的特点及其处理技术研究[J].商品与质量, 2010, 12:146

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污水处理技术 篇11

【关键词】农村生活污水；处理技术；防治策略；环境

0.前言

我国农村地区生活污水处理率低，绝大部分的生活污水未经处理直接排放，农村污水治理工程非常少，很多处理技术仅仅处于示范研究的阶段。开发适合处理农村生活污水的治理技术所面临的不仅仅是技术的问题，还涉及到农村经济的问题。

1.国外研究技术现状

发达国家在20世纪70年代以后，点源和城市污染治理已基本完成，水污染防治和水环境保护的重点转向面源和农村，农村水环境的改善和面源污染防治日益受到政府和科技部门的重视。

1.1澳大利亚“FILTER”污水处理系统

1.2韩国湿地污水处理系统

韩国试验研究的湿地污水处理系统，实质上也是一种土地-植物系统，这种系统使污水中的污染物质经湿地过滤或被土壤吸收，或被微生物转变成无害物质。优点是需要的能源少，维护的成本低；缺点是需要占用大量的土地，并且需要解决土壤和水中的充分供氧问题以及受气温和植物生长季节的影响等。

1.3日本农村生活污水处理系统

日本处理农村生活污水的系统主要有：生物膜法、石井法、生态厕所法和毛细管土壤渗滤处理系统。生物膜法和石井法都是利用微生物氧化分解有机物为无机物的功能，选择适当的填料利于微生物的生长和繁殖，所需的设备简单，能源消耗低，成本和维护费用低，而处理污水的效率很高。生态厕所在不需要水冲的前提下，在座便器下方建造一个长方形池，内填充锯木屑作为载体，并辅以较小的动力搅拌，通过有氧微生物的发酵，将排泄物转化为无臭味的气体。

其他的处理技术还有法国蚯蚓生态滤池、“LIVINGMACHINE”生态处理系统等。

2.农村生活污水主要处理方法

国外先进的农村生活污水处理技术和经验有很多，都是经过了长时间的探索、实践而产生的，结合我国农村生活污水的特点，应该吸收和借鉴技术成熟、经济可行的技术来为我国农村生活污水处理服务。在此基础上，制定国家级的技术标准、设计规范与操作指南，使技术有标准可依。中国在农村污水处理方面开展研究较晚，随着经济实力的增强，尤其是发达省份在经济发展到一定阶段以后，逐步认识到农村污水处理问题的重要性，并开始采用一些实用、合理、低能耗和低运行费用的技术来处理污水。主要有以下一些处理技术。

2.1厌氧沼气池处理技术

在中国农村生活污水处理的实践中，最通用、节俭、能够体现环境效益与社会效益结合的生活污水处理方式是厌氧沼气池。它将污水处理与其合理利用有机结合，实现了污水的资源化。污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水被去除了大部分有机物，达到净化目的；产生的沼气可作为浴室和家庭用炊能源；厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水。在农村有大量可以成为沼气利用的原材料：农作物秸秆和人畜粪便等。沼气池工艺简单，成本低（一户约需费用一千元左右），运行费用基本为零，适合于农民家庭采用。而且，结合农村改厨、改厕和改圈，可将猪舍污水和生活污水在沼气池中进行厌氧发酵后作为农田肥料，沼液经管网收集后，集中净化，出水水质达到国家标准后排放。

2.2净化槽

净化槽可以分为用于处理一家一户生活污水的“小型净化槽”和用于处理楼房、住宅小区生活污水的“大中型净化槽”，在中国农村，可以村为单位设计适合的净化槽。净化槽有多种类型及处理工艺，可分为接触曝气、厌氧滤床接触曝气、旋转圆板、散水滤床、标准活性污泥等。

2.3污水土地处理系统

污水土地处理系统是一种将自然生态净化与人工湿地工艺相结合的小规模污水处理生态工程技术，对污水中的污染物实现净化并对污水及氮磷等加以利用。

2.4稳定塘

传统稳定塘处理技术优点是：运行维护费低，系统基本不耗能；可充分利用地形，节省投资；无需污泥处理；可实现污水资源化。但也存在诸多缺点，比如：处理效果受气候条件影响大；有机负荷低，占地面积大等。随着研究的逐步深入，发展了很多新型塘和组合塘工艺，进一步强化了稳定塘的优势。如高效藻类塘、水生植物塘、多级串联塘和高级综合塘系统。在中国，特别是在缺水干旱地区，稳定塘是实施污水资源化利用的有效方法，近年来成为中国着力推广的一项技术。

2.5人工湿地处理系统

人工湿地是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面，它利用自然生态系统中的物理、化学和生物三重协同作用来实现对污水的净化。具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、处理量灵活、能耗低和处理效果好的优点。广大农村地区可以根据地区的不同，选择合适的水生植物，这种方法更加适用于具有湿地的地区。

3.我国农村生活污水的防治策略

3.1完善农村环境保护的政策、法规、标准体系

在《全国农村环境污染防治规划纲要》（2007—2020年）中，到2010年，重点流域和区域、经济发达地区和欠发达地区力争完成村镇生活污水处理率分别达到30%、20%和10%；到2020年，重点流域和区域、经济发达地区和欠发达地区力争完成村镇生活污水处理率分别达到60%、50%和30%。要完成《纲要》目标，必须抓紧研究制定村镇生活污水、垃圾处理及设施建设的政策、标准和规范，逐步建立农村生活污染治理设施的投入和运行机制。对北方农业生产高度集约化地区、重要饮用水水源地、南水北调沿线、重要湖泊水域和南方河网地区等水环境敏感地区，制定并颁布污染物排放及治理技术标准。加快制定农村环境质量监测、评价标准。抓紧制定《农村环境保护条例》等法律法规标准，把农村环境保护纳入法制化管理轨道，有效防止污染与生态破坏。

3.2明确不同区域的功能定位和发展方向

依据各地区域、交通、资源环境承载力、经济和人口集聚条件等情况，划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类主体功能区。根据这四类不同的主体功能区，来调整农村的产业发展方向。

3.3加强环境基础设施及能力建设

建立和完善农村环境监测预警体系。按照《全国环境监测站建设标准》，积极推进县级监测站的常规监测能力建设。研究制定农村环境质量监测、统计、评价標准，开展农村环境质量评价工作，定期公布全国和区域农村环境状况。加强农村饮用水水源地、自然保护区、基本农田等重点区域的环境质量监测。加强危险化学品、危险废物、放射性废物监管，防范环境风险。督促各级政府和重点企业制定突发环境事件应急预案，配备必要应急设施，提高农村地区突发环境事件的应急处置能力。建设农村环境执法监督体系。按照《全国环境监察标准化建设标准》，加快县级环境监察机构标准化建设，提高机动性执法、现场取证、通信联络、信息处理、快速反应等配套执法能力，重点对中西部地区予以支持。到2010年，力争全国县级环保执法队伍基本达到能力建设标准化要求。强化农村地区环境监管和准入，禁止不符合区域功能定位和发展方向、不符合国家产业政策的项目在农村地区立项。严格建设项目环境管理，依法执行环境影响评价和“三同时”等环境管理制度。对造成农村生态破坏与环境污染的违法行为，严肃查处。加强环境安全检查，重点排查沿江沿河和人口密集区的石油、化工、冶炼等企业，消除环境隐患。

【参考文献】

［１］翟洪凯,窦宁,尹树红，等.浅析农村沼气发展中存在的问题和对策[J].现代农业，2007,(12):26-28.

浅谈生活污水处理技术 篇12

近些年, 党中央提出了人与自然和谐相处的发展理念, 这是保护环境的重要措施, 也是保持经济可持续发展的必然要求。在城市化建设的过程中, 尤其应当注意自然环境的保护, 不能因一时的利益而破坏人类赖以生存的家园。目前, 我国城市化建设的速度较快, 城市化水平也有了较大的提升, 各项基础设施正在不断完善。但仍有一些细节问题没能引起大家足够的关注, 例如生活污水的处理工作。这项工作虽然工程量不大, 但它对专业技术的要求非常高, 处理过程较为复杂。而一旦生活污水得不到适当的处理, 它将对城市地下水和城市周边环境造成极大的破坏。从目前我国处理城市污水的现状来看, 情况不容乐观, 城市周边的河流遭到了严重的污染, 土壤成分遭到破坏。因此, 我们必须将这项工作重视起来, 只有做好生活污水的处理工作, 城市的发展才能具有持久性。

可喜的是, 这一问题已得到一些专家、学者的重视, 处理污水成为保护自然环境的重要一部分。国家也陆续出台了相关的法律法规, 为污水处理工作提供法律支持, 保障此项工作的顺利开展。同时, 相关部门也对污水处理标准进行了深入的探讨, 寻求更加合理、全面的衡量标准。这些举措将为污水处理工作带来更多的政策便利, 推动处理技术的不断革新, 鼓励更多的人参与到污水处理工作中。

2 技术研发

1) 生物接触氧化法。生物接触氧化法是目前经常使用的一种处理污水的方法, 它的前身是活性污泥法和生物膜法。活性污泥法的作用原理是用微生物去除水中污泥, 由于微生物活性比较高, 能够快速将污水中的污泥聚集起来, 使之沉淀, 从而达到去污的效果。生物膜法也是一种较传统的去污方法, 使用生物膜对污水中的污染物质进行拦截。这两种去污方法各有利弊, 生物接触氧化法将两者结合起来, 将微生物填充在生物膜中, 发挥了两种方法的优势, 优化了去污效果。从目前的实际效果来看, 这种处理污水的方法是一种比较简便易行的方式, 我们只需要建造一个生物接触氧化池, 成本较低, 效果也比较理想。除此之外, 生物接触氧化法不仅能有效清除污水中的氧化物, 还能净化水中的氮和磷等化学成分。

2) 厌氧生物滤池。厌氧生物滤池与生物接触氧化法的工作原理具有相似之处, 都是通过微生物作用于污水, 从而起到去污的作用, 但两种方法的不同之处在于, 厌氧生物滤池所使用的微生物是厌氧性微生物, 且当厌氧微生物作用于污水中物质后, 能够产生沼气。如果现有技术水平能够得到提升, 我们可以将滤池中产生的沼气进行集中收集, 能够有效减轻目前的资源压力, 是一种两全的污水处理方法。除了能够产生沼气外, 这种工艺还具有成本低、效果稳定等特点, 因此方法简单、使用方便, 非常符合目前污水处理的需求。

3) 膜生物反应器 (M B R) 。膜生物反应器 (M B R) 是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术, 它是对传统生化技术的继承和发展, 改善了以往生化技术效率低、费用高, 操作复杂等缺点, 实际效果较好。

a.负荷率与停留时间。M B R的体积负荷率介于1.2~3.2kg C O D/ (m3d) 和0.05~0.66kg B O D 5 (m3d) 之间, 相应的去除率>90%和97%。出水稳定时B O D浓度可以一直<20m g/L。而不管所遇到的进水浓度范围。尽管M B R许多工艺的负荷率与活性污泥法相似, 但是其去除率更高。

b.营养物的去除。膜对微生物的完全截留为特殊微生物如亚硝酸菌和硝酸菌的增大提供了有利条件。

c.消毒。M B R具有去除大量细菌和病毒的能力, 尽管膜孔直径可能大于微生物的尺寸, 但是去除率往往大于预期效果。

3 问题探讨

3.1 住宅小区污水处理办法

众所周知, 住宅小区内的污水不仅流速慢, 而且含有的化学成分较少, 因此可以使用膜生物反应器 (M B R) 。生物分液M B R已经在日本, 美国和一些欧洲大陆国家建立。我国对M B R技术也有一定的实际应用经验, 但还有待进一步论证。与其他生物处理工艺相比, 膜分离生物反应器具有以下特点:1) 出水水质极高, 出水中无固体悬浮物存在;2) 本身具有消毒能力, 无需使用化学物质消毒;3) H R T和SR T可以完全独立控制, 无需对菌胶团微生物或者生物膜进行选择;4) 与其他好氧工艺相比污泥产生量少;5) 污泥浓度高, 从而使设备处理效率也相应提高;6) 可以处理难降解有机物, 同时一些反应过程的稳定性提高;7) 具有处理高浓度废水的能力。

3.2 住宅小区污水应注意的问题

我们前面提到的生物接触氧化法和厌氧生物滤池都需要建设滤池, 而小区内的面积有限, 因此一般将污水处理池建设在地面以下。在施工过程和使用过程中, 不仅要考虑到效果, 还要考虑到安全性, 始终将工程安全放在第一位。膜生物反应器具有占地面积小的优点, 非常适合住宅小区内使用, 因此加大膜生物反应器的普及程度是非常必要的。

3.3 住宅小区污水处理要求

大自然的自我修复能力是有限的, 随着污水数量的急剧增加和自然恢复能力的下降, 我们必须对污水处理提出更好的要求。传统工艺已经不能现在污水处理的需要, 我们必须不断研究新的污水处理方法, 使污水处理方法的进步能够赶上污水数量增多的步伐。综合我们提到的几种方法, 我们可以基本明确污水处理的标准。首先, 经过处理的污水中不能存在有害物质, 不能对人体或自然环境产生危害。其次, 秉持着节约资源的理念, 应尽可能回收污水中有价值的物质, 二次使用, 防止资源的浪费。第三, 污水处理过程中可能产生一些新的能源。例如厌氧生物滤池中产生的沼气等, 应提高收集和使用这些资源的能力。

4 结语

水是生命之源, 也是生活之本。节约用水是每一个人的义务, 处理污水也应当得到大家的关注。国家相关部门要加大对这一领域的财政投入, 每一个人都应该提高对这一问题的重视程度, 妥善处理我们的生活污水, 为创建更加美好的生活家园而共同努力。

参考文献