公路粉煤灰路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范JTJ016-93(doc26)(2)

1、我國水資源污染治理的技術(shù)策略摘要：水環(huán)境污染和水資源短缺是全球淡水資源正面臨的兩大問題。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人口的增加，人民生活水平的逐步提高，工業(yè)化和城市化步伐的加快，用水量急劇增加，污水排放量也相應(yīng)增加，加劇了淡水資源的短缺和水環(huán)境的污染。我國污水處理設(shè)施落后，污水處理率低，是造成我國水環(huán)境污染的主要原因之一。為了更快地改善我國的水環(huán)境，保護水資源，在學習國外成功和先進經(jīng)驗的同時，應(yīng)汲取國內(nèi)外的失敗教訓并結(jié)合我國的實際情況，對我國水污染防治和水資源保護采取綜合治理措施。要研究、開發(fā)和應(yīng)用基建費低、能耗低和運行費低的革新技術(shù)。因地制宜，采用處理與利用相結(jié)合的措施，利用生態(tài)處理系統(tǒng)，在污水

2、處理的同時實現(xiàn)污水的無害化和資源化，實現(xiàn)水的良性循環(huán)和水資源的可持續(xù)利用。 關(guān)鍵詞：水資源水污染技術(shù)策略可持續(xù)利用 0概述 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人口的增加，生活水平的不斷提高，世界范圍的淡水資源的需求和消耗不斷增多，相應(yīng)的城市污水和工業(yè)廢水的排放量也在不斷增多。由于污水處理設(shè)施的滯后和非點源污染控制不夠得力，使全球淡水資源正面臨兩大問題：水環(huán)境污染和水資源短缺。這在一些國家和地區(qū)，尤其是發(fā)展中國家和地區(qū)，愈益嚴重并有加劇的趨勢.。 在本世紀60、70年代曾發(fā)生過石油和能源危機，這種危機愈演愈烈，并最終引發(fā)了一些局部戰(zhàn)爭。通過新能源，如核能、太陽能和風能的開發(fā)和利用，一定程度上緩解了這一危機。同樣地

3、，淡水資源危機的日益加劇，不僅影響了人們的正常生活，甚至威脅了人們的生存，這也同樣孕育著國家和地區(qū)之間的沖突和戰(zhàn)爭的威脅.。 在1998年8月份召開的水與可持續(xù)發(fā)展的會議上法國總統(tǒng)希拉克對代表們警告說如果不盡快行動起來，下個世紀可能因水而引起戰(zhàn)爭.。在他的重點發(fā)言中說水是生命的源泉，但也常常是沖突的起源。聯(lián)合國確定了70處與水有關(guān)的沖突地區(qū)，從近東到西非，從拉丁美洲的干旱地帶到印度次大陸；主要的閃燃點包括以色列與阿拉伯國家之間的爭執(zhí)；埃塞俄比亞與埃及對尼羅河的爭執(zhí)；印度與孟加拉國對恒河的爭執(zhí)；土耳其、敘利亞和伊拉克對幼發(fā)拉底斯河的爭執(zhí)等。 當水不是潛在的沖突起因時，它也可能引起大的外交問題，例

4、如墨西哥抗議美國對科羅拉多河上游的污染，有時水甚至成為政客們的交易工具。 早在1977年各國就已經(jīng)預(yù)感到這種全球性水危機的威脅，為此召開了聯(lián)合國水會議，在會議上和會后，對這一問題的性質(zhì)和危害程度，防止這一危機爆發(fā)應(yīng)采取的措施有了越來越多的共識。1992年在都柏林召開的水與環(huán)境的會議上，重申了上次會議提出的一些原則，更加明確了共同面臨的問題。同年在巴西里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展.會議上也重點討論了水的問題。1997年在聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會和聯(lián)合國大會第十九次特別會議上，進一步強調(diào)緊急行動起來合理開發(fā)利用水資源；利用生態(tài)系統(tǒng)等途徑保護好現(xiàn)有的水資源；和將水資源納入總的經(jīng)濟框架中的一系列的措

5、施和計劃。如利用市場機制采用價格和交易許可等方式控制水資源有效合理的分配。在聯(lián)合國水資源管理戰(zhàn)略措施專家組會議上指出：水是一種有限的脆弱的環(huán)境資源，是一種社會和經(jīng)濟物品。在競爭的使用者之間對有限的水資源的分配，對生態(tài)系統(tǒng)和國家經(jīng)濟的發(fā)展，包括就業(yè)收入的產(chǎn)生和分配有著重大的影響；對土地規(guī)劃利用和人口在城市和鄉(xiāng)村之間的遷移也有著深刻的影響。為此，應(yīng)將保障人民基本水量的需要，與水資源的開發(fā)和分配的經(jīng)濟政策的制訂和實施相結(jié)合.。1998年在巴黎召開了國際水與可持續(xù)發(fā)展會議，明確指出：水資源是今后世界經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，必須對水資源進行合理的開發(fā)和利用.。盡管聯(lián)合國為了合理開發(fā)和利用水資

6、源，召開了多次國際性會議，通過了有關(guān)的決議和聲明，頒布了一系列的原則和措施，但收效不大，尤其是國際河流水資源的合理開發(fā)、利用和保護困難重重，舉步維艱。為了改變這種局面，聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會定期調(diào)查世界水資源的狀況，并在第15屆會議上審查了世界淡水資源的全面綜合評價，為世界水資源的合理開發(fā)和利用邁出了第一步。世界上共有215條國際河流，占世界主要流域面積的2/3，雖然大多數(shù)發(fā)達國家已建立了管理體系，但是水資源的分配仍然是主要的潛在沖突的起源。水資源越缺乏，沖突的可能性越大。潛在的問題往往是個觀念問題，每個國家都把其水資源看成是可以在自己領(lǐng)土內(nèi)自由開發(fā)的資源，當不考慮上下游國家的利益和團結(jié)時，就

7、會引發(fā)緊張的關(guān)系。 因此國際流域組織網(wǎng)(InternationalNetworkofBasinOrganisation,INBO)在巴黎會議的研討會的建議中提出，幾個相鄰國家共享的水資源的管理，應(yīng)該認識到這一點，即水沒有國家和行政管理的界限，而且應(yīng)當按相應(yīng)的流域規(guī)模組織管理體系，如國際管理委員會，可成為國際河流流域可持續(xù)管理的途徑和增強該流域各國家之間的合作.。和水資源管理密切相關(guān)的給水和排水設(shè)施的建設(shè)，在發(fā)達國家和發(fā)展中國家和地區(qū)存在著巨大的差距，情況截然不同。在發(fā)達國家和地區(qū)，如北美、西歐，給水普及率為100%，擁有先進的給水處理和配水設(shè)施，可靠的飲用水水質(zhì)，達到了安全生飲的程度；污水管道

8、和處理系統(tǒng)普及率都在90%以上，以二級處理為主，為了防止受納水體的富營養(yǎng)化，許多污水處理廠采用了去除磷、氮等營養(yǎng)物的處理工藝；積極開展污水回收與再用，根據(jù)回用的目標，采用相應(yīng)的處理措施和進一步的凈化工藝，如：農(nóng)田灌溉、澆灑綠地、高爾夫球場等；甚至在一些缺水地區(qū)，如美國的加州南部，二級處理出水經(jīng)活性炭吸附過濾，反滲透等工藝回流入地下或地表水飲用水源中.。 在發(fā)展中國家和地區(qū)，由于缺少必要的資金，不能建成完善的給水和排水設(shè)施；已建成的給水和排水設(shè)施，由于缺少必要的管理和運行費用，缺乏訓練有素的管理和運行人員，無法正常運行，一些采用先進技術(shù)和設(shè)備的給水和污水處理設(shè)施更是如此。有關(guān)資料表明，在發(fā)展中國

9、家，約有10億人沒有給水設(shè)施，約20億人沒有排水和污水處理設(shè)施。只有很少一部分城市污水得到了處理，大部分未經(jīng)任何處理的污水直接排入附近的受納水體，嚴重污染了水源水，破壞了水環(huán)境.。 飲用水源的污染和給水處理設(shè)施的落后，使發(fā)展中國家人民的飲用水合格率低，并引發(fā)了多種疾病，包括癌癥。即使在最發(fā)達的國家美國，也不能完全消除水傳染性疾病的發(fā)生，在1920.1992.年這70多年間，共爆發(fā)水傳染性疾病1768.次，共有472228.人得病，1091.人死亡。1993.年在維斯康星州，蜜爾沃基市(Milwaukee,Wisconsin)爆發(fā)了有文件記載以來最嚴重的由陰胞子蟲引發(fā)的飲用水傳染病，共有40多萬

10、人患病，4000.余人住院，122.人死亡.。 在發(fā)展中國家情況更加嚴重，每年因飲用污染水引起上億人得腹瀉病，約200萬兒童死亡；有約2億人感染腸道病毒，有2010.人死亡。1973年首次發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)病毒(Rotavirus)，它是由供水受糞便污染或飲用水處理不好造成的，主要引起病毒性感冒和腸炎。在美國的14歲年齡組中，估計有100多萬人由旋轉(zhuǎn)病毒引發(fā)嚴重腹瀉，其中150人死亡。在世界上每年有4.5萬人因此死亡。在發(fā)展中國家，由此引發(fā)的兒童胃腸炎每年超過1.25億人，其中1800.萬人為中等嚴重和嚴重病例。此外危害很大的病原菌-霍亂也一直困擾給水界，自從18世紀霍亂蔓延肆虐歐洲和北美以來，由于缺乏

11、必要的衛(wèi)生設(shè)施(下水道系統(tǒng))，人口增長，凈化水技術(shù)有限等，導致多次大規(guī)模爆發(fā)。1995年6月泛美衛(wèi)生雜志報道，在美國1076372.個霍亂病例中，有10098.人死亡.。 1中國水資源與水環(huán)境基本狀況 1.1我國水資源基本情況 隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人口的增加，人民生活水平逐步提高，工業(yè)化和城市化步伐 的加快，用水量急劇增加，污水排放量也相應(yīng)增加，加劇了淡水資源的短缺和水環(huán)境的污染 。 我國水資源的總儲量平均每年達28000.億m3，但人均水資源擁有量僅為2340.m 3/a，為世界平均值的1/4。并且水資源時空分布不均，造成南多北少，東多 西少的局面。在北部降水大部分集中在69月份，此期間

12、的降水量占全年降水量的70%80% 。缺乏生態(tài)保護意識，一些急功近利的做法嚴重破壞了森林和植被，破壞了生態(tài)系統(tǒng)平衡， 導致洪澇和干旱頻繁發(fā)生。 城市嚴重缺水制約了經(jīng)濟的發(fā)展，影響了人民的正常生活。在80年代，全國缺水城市236 座，缺水總量1200.萬m3/d；90年代初，缺水城市增加到300座，總?cè)彼繛?600 .萬m3/d；預(yù)計2000年將有450座城市缺水，總?cè)彼繉⑦_2000.萬m3/d。 我國水環(huán)境污染狀況也相當嚴重，根據(jù)1998年中國環(huán)境狀況公報.，全國廢水 排放總量為395億m3，化學耗氧量排放總量為1499.萬t，分別比上年(1997年)下降了5 %和14.7%。生活污水占廢

13、水排放總量的49.1%，生活污水COD排放量占COD排放總量的46.2 %，均比上年有所增加。 我國主要水系長江、黃河、松花江、珠江、遼河、海河、淮河和太湖、巢湖及滇池的斷 面 監(jiān)測結(jié)果表明，36.9%的河段達到或優(yōu)于地面水環(huán)境質(zhì)量級標準，其中類水質(zhì)占8.5% ，類水質(zhì)占21.7%，類水質(zhì)占6.7%；63.1%河段的水質(zhì)為、或劣類，失去了作 為飲用水源的功能，其中類水質(zhì)河段占18.3%，類水質(zhì)占7.1%，劣類水質(zhì)占37.7% 。其中長江、珠江水質(zhì)較好，監(jiān)測河段中70%以上達到或優(yōu)于地面水環(huán)境質(zhì)量級標準；黃 河 、淮河、海河有28%29%達到或優(yōu)于地面水級標準；松花江、遼河污染嚴重，分別只有4%

14、 和11.3%達到或優(yōu)于地面水級標準。 我國一些湖泊的污染比河流更加嚴重，如滇池、巢湖都嚴重富營養(yǎng)化，全湖水質(zhì)為劣 類；太湖中等富營養(yǎng)化，湖水為劣類。1998年我國海域監(jiān)測到赤潮22起，其中南海10起，東海5起，渤海和黃海7起，對我國近海 生態(tài)系統(tǒng)和水產(chǎn)資源造成嚴重的破壞.(如表1)。1.2污水處理設(shè)施 我國污水處理設(shè)施落后，污水處理率低，是造成我國水環(huán)境污染的主要原因之一。 我國城市供水設(shè)施的建設(shè)要比排水設(shè)施先進得多，例如1996年我國城市供水設(shè)施服務(wù)人口的普及率達到了94.5%，而同年城市污水處理率僅13.1%，而且城市污水的日處理能力的 增加幅度遠低于城市日供水能力增長的幅度；19901

15、998年城市市政公共污水處理廠平均年 增加日處理能力110萬m3左右，而城市供水年增加日供水能力850萬m3左右。如照此模式 發(fā)展，城市水環(huán)境惡化的狀況將難以緩解或好轉(zhuǎn).。 表11998年中國七大水系污染情況 項目類類類類類劣類主要污染物長江(%) 4 67411104懸浮物、高錳酸鉀指數(shù)、氨氮黃河(%) 0 24 5 47 12 12 懸浮物、揮發(fā)酚珠江(%) 29 36 7 2224石油類、懸浮物、氨氮淮河(%) 0 11 1718648高錳酸鉀指數(shù)海河(%) 5 19410953石油類、高錳酸鉀指數(shù)、揮發(fā)酚、氨氮遼河(%) 4.5 2.3 4.5 22.7 4.5 61.4 氨氮、高錳酸

16、鉀指數(shù)、揮發(fā)酚松花江(%) 00467218揮發(fā)酚、石油類 由于目前僅有部分城市征收排水設(shè)施有償使用費或污水處理費，而且收費額低于 污水處理成本，城市污水處理廠所需費用主要靠政府財政支持，由于資金不足，使一些已建 成的污水處理廠難以維持正常運行。 此外，我國的非點源污染也相當嚴重，主要有農(nóng)田徑流，許多農(nóng)田施用大量的化肥、農(nóng)藥 包括有機磷、有機氯農(nóng)藥，其中有些是高毒性、難降解、高殘留的農(nóng)藥，在食物鏈中有富集 作用，對水環(huán)境的污染和對人體的危害較大。2我國水污染控制的改進措施 我國水污染的狀況是嚴重的，我們有限的淡水資源數(shù)量不足，質(zhì)量下降。我國各級政府已 認識到水污染治理和水資源保護的重要性，認識

17、到經(jīng)濟和社會的持續(xù)發(fā)展有賴于環(huán)境的保護 和資源的合理開發(fā)利用，包括水環(huán)境的保護和水資源的合理開發(fā)利用，重視和加速了水污染 治理設(shè)施的建設(shè)，爭取在20世紀末使我國城市污水處理率達20%(歸口于城市市政設(shè)施的 污 水處理廠).，如果把工礦企業(yè)修建的污水處理設(shè)施的處理能力統(tǒng)計在內(nèi)，估計 城市污水處理率達30%以上，如果把池塘、人工濕地、土地處理(農(nóng)田灌溉)等自然法處理 設(shè)施處 理的污水量考慮在內(nèi)，污水處理率可達40%(國外統(tǒng)計污水處理率都把塘系統(tǒng)、土地、濕地處 理系統(tǒng)等考慮在內(nèi))。 據(jù)統(tǒng)計我國工業(yè)廢水處理設(shè)施的總處理率已達到87%(1998).，但實際上處理 的工業(yè)廢水量遠達不到該值，因為一些調(diào)查統(tǒng)

18、計表明，我國工業(yè)廢水處理設(shè)施只有1/3是運 行正常的，1/3運行不正常，而另1/3停產(chǎn)不運行。 不少城市污水處理廠有錢建得起，卻無錢維持正常運行，一些中小城市建成的常規(guī)活性 污泥法處理廠尤其如此，除資金缺乏之外，操作運行和管理人員技術(shù)和管理水平低，難以掌 握和操作技術(shù)復(fù)雜的處理過程和設(shè)備。 經(jīng)過幾十年的努力，尤其是近十年的努力，我國的水污染治理工作已有很大的發(fā)展，城市 污水處理率從80年代末的5%發(fā)展到90年代末的近20%，局部水環(huán)境已有所改善，但總體上全 國的水環(huán)境并未有明顯改善，有些水系如東北的松花江和遼河，污染反而加劇. 。 為了更快地改善我國的水環(huán)境，保護水資源，在學習國外成功和先進經(jīng)

19、驗的基礎(chǔ)上，汲取 國外和自己的失敗教訓并結(jié)合我國的實際情況，對我國水污染防治和水資源保護應(yīng)采取綜合 治理措施。 2.1推廣應(yīng)用清潔生產(chǎn)工藝和清潔產(chǎn)品，將污染消除在生產(chǎn)過程中 這種清潔生產(chǎn)工藝(Cleaner Production Process).，在國際上最近也稱為 環(huán)境友好(Environment Friendly)的生產(chǎn)工藝，因為他們應(yīng)用的原料，中間產(chǎn)品 和產(chǎn)品對環(huán)境不會造成嚴重污染，即使有也是輕微的。例如，合成洗滌劑的生產(chǎn)中用不 含磷洗滌劑取代含磷洗滌劑，從而在生產(chǎn)過程中消除了磷的最大污染源；在農(nóng)藥生產(chǎn)中取消 了六六六，DDT等高毒性，高殘留的有機氯農(nóng)藥，代之以高效、低毒、低殘留農(nóng)藥的

20、生產(chǎn)； 一些化工產(chǎn)品生產(chǎn)中使用汞催化劑的生產(chǎn)工藝被無汞新工藝取代等，都是將污染物消除在生 產(chǎn)過程中，消除了它們對水環(huán)境的污染和在水生態(tài)系統(tǒng)中的富集及對人的潛在危害。 2.2因地制宜，多種方法并舉解決污水處理問題 目前我國在污水處理技術(shù)方面有一種傾向，認為活性污泥法是最有效的，忽視和排斥了其 它的處理方法和技術(shù)。其實在任何國家，都不是任何一種單一的處理方法能 完全解決污水處理和水環(huán)境污染問題的，即使在發(fā)達國家，例如美國，也是采用多種處理方 法來處理城市污水和工業(yè)廢水的。例如，美國共有穩(wěn)定塘上萬座，占處理污水總量的25% ，它與土地處理，人工濕地等系統(tǒng)成為中小社區(qū)(城鎮(zhèn))的主要處理設(shè)施，. 。美國

21、在應(yīng)用塘系統(tǒng)、土地處理系統(tǒng)的過程中研究開發(fā)和推廣應(yīng)用了多種多樣的先進、科學 、高效、節(jié)能、工程化和美化的新型塘系統(tǒng)(如先進組合塘系統(tǒng)、雙曝氣功率水平多塘系統(tǒng) 、水力調(diào)節(jié)貯存塘、完全封閉蒸發(fā)塘、水生植物塘等)。德國、法國、加拿大、澳大利亞、 巴西、東南亞、非洲也有大量的塘系統(tǒng)在應(yīng)用。近十年來英國、德國、法國、荷蘭等人工濕 地發(fā)展迅速，它與塘系統(tǒng)不僅成為中小城鎮(zhèn)的主要污水處理設(shè)施，而且也成為雨水處理的主 要設(shè)施，以及工業(yè)廢水重要的處理技術(shù).。 作為發(fā)展中國家，中國更應(yīng)該重視研究開發(fā)和推廣經(jīng)濟、節(jié)能和有效的處理技術(shù)，具 體設(shè)想如下。 2.2.1在大城市中宜以活性污泥法處理設(shè)施為主 要研究、開發(fā)和應(yīng)用

22、基建費低、能耗低和運行費低的革新的活性污泥法技術(shù)。污水處理流 程的主要改進措施有： 2.2.1.1取消初沉池 我國大多數(shù)城市因多種原因(如設(shè)置化糞池，污水管道內(nèi)滲嚴重，給水浪費等)污水有機物 濃度低，BOD100mg/L，設(shè)置初沉池，一般能削減BOD負荷30%左右，難以使其后的 曝氣 池維持正常運行。由于有機碳源的虧缺，更難于進行生物去除氮、磷的處理。目前國外一些 污水處理廠，為了有效地去除氮、磷和改善活性污泥沉淀性能，采用了取消初沉池的工藝。 對于我國處理低濃度污水的處理廠，取消初沉池能更加充分利用有限的碳源，提高出水水質(zhì) ，同時簡化了處理流程，節(jié)省了基建投資和運行管理費用，我國廣州大坦沙、

23、佛山鎮(zhèn)安污水 處理廠等在這方面已有成功的經(jīng)驗.。 2.2.1.2曝氣池宜采用節(jié)能的工藝 如A/O或A/A/O工藝在節(jié)省部分能耗的同時，還能 達到部分去除氮、磷和改善活性污泥沉淀效果。在原生污水有機物濃度低(BOD100mg /L)的情況下，采用： a.不同形式的強化一級處理，以不采用化學沉淀的工藝為宜。采用化學沉淀的強化一 級處理，不僅能將BOD和COD的去除率從普通一級處理的30%左右提高到50%60%，而且能 將磷減少至1mg/L以下，其缺點是化學沉淀污泥脫水性能不好，體積大，難以處理和處置。 最好采用不加化學沉淀的強化一級處理技術(shù)。例如：在曝氣沉砂池之后(合建或分建)加設(shè)短 水力停留時間

24、(HRT30min)曝氣池，沉淀池污泥回流至曝氣池?；亓鞯狡貧獬刂械某恋沓匚?泥 在好氧條件下進行活化，對污水中的有機物具有較強的降解和同化能力并具有良好的沉淀性 能，混合液進入沉淀池后能達到較高的固液分離效率，可使BOD的去除率達到50%60% ，SS去除率達到80%以上。 這種短HRT曝氣池也可只接受沉淀池污泥作為污泥活化再生池，而沉砂池出水經(jīng)旁路直接 進入沉淀池的進水口，在此與再生污泥混合一并進入沉淀池，在此情況下BOD和COD的去 除主要靠生物吸附來完成的。 b.短HRT(0.51h)的接觸氧化處理工藝。山西省一些采用二級串聯(lián)接觸氧化法的 污水處理廠的設(shè)計與運行成功經(jīng)驗值得推廣，太原有

25、兩個處理規(guī)模相同的污水處理廠，一個 采用常規(guī)活性污泥法，一個采用二級接觸氧化法(也可稱為曝氣生物濾池)，前者廠區(qū)占 的面積為后者的2倍，且曝氣池的體積比后者接觸氧化池大十幾倍。采用這種污水處理工藝 的污水處理廠，其基建費要比相同規(guī)模的活性污泥法節(jié)省1倍以上，運行費也僅為活性污泥 法的30%40%，這種處理工藝值得在中小型規(guī)模的污水處理廠中推廣應(yīng)用。 采用AB法中的A段處理工藝。在預(yù)處理之后設(shè)置短HRT的曝氣池(HRT3040min)，在適 宜的高負荷(F/M0.52.0kgBOD/kgMLSS)下工作，后接沉淀池，其去除BOD的 效率可達50%60%，SS去除率達80%85%.。 d.采用HR

26、T短的淹沒式生物膜法工藝。淹沒式生物膜法，包括固定式載體生物膜和懸浮載 體生物膜，如：Linpor,Biostyr等，在80年代中期隨著新型填料和載體的出現(xiàn)，被廣泛用于 污水處理中。用淹沒式生物膜工藝處理生活污水，垃圾滲濾液和工業(yè)廢水表現(xiàn)出了優(yōu)越的性 能，與常規(guī)的活性污泥法相比，淹沒式生物膜曝氣池的水力停留時間短，二沉池出水水質(zhì)好 ，SS、BOD、COD和NH3N的去除效率高，剩余污泥量相當少，這就大大降低了處理、 處置及運行維護費用。 祈福新村位于廣東省番禺市郊，作者與同事設(shè)計和指導建成的祈福新村污水處理廠采用淹 沒式生物膜法新工藝，第一年全年運行效果良好，去除率BOD平均為97.2%，CO

27、D為84.6 %，NH3N為98.1%，TP為36%，在正常運行條件下溶解氧為35mg/L，氣水比為2.51 ，曝氣池出水中BOD平均為1.1mg/L，COD為13mg/L，TSS為25mg/L，NH3N為0.2mg/L 和TP為1.1mg/L。 曝氣池出水TSS30mg/L，二沉池無剩余污泥產(chǎn)生，也無剩余污泥排放，自投產(chǎn)以來濃縮 池及帶式壓濾機從未使用過，這樣使污水廠運行簡便、能耗低和運行費用低。再經(jīng)23年 的運行和試驗研究，如仍能保持目前的運行效能，并無剩余污泥產(chǎn)生，通過明確其無剩余污 泥的機理和相應(yīng)的運行參數(shù)，可將其推廣應(yīng)用于氣候條件和水質(zhì)條件相似的城市和地區(qū)，如 地處亞熱帶或熱帶，處理

28、低濃度生活污水(BOD100mg/L)，在設(shè)計時處理流程可大大簡 化，取消污泥濃縮池、消化池和污泥脫水等設(shè)備。或經(jīng)適當?shù)卣{(diào)整應(yīng)用于其他不同條件的城 市和地區(qū)。 2.2.1.3取消氯化消毒 二級出水仍含有較多的SS和BOD、COD，投氯并不能有效殺滅病原菌，更不能殺滅病毒 和病原原生動物，反而會形成大量的有機氯化物，排入水體后會造成污染。因此德國許多污 水處理廠，如魯爾河協(xié)會的100余座污水處理廠多采用 最后凈化塘進行殺菌，多級串聯(lián)塘的細菌總數(shù)去除率高達99.99%99.999 9% .。加拿大、瑞士等一些污水處理廠采用紫 外線滅菌技術(shù)。 2.2.1.4采用新技術(shù)和新工藝 膜生物反應(yīng)器是生物反應(yīng)

29、器(如活性污泥法曝氣池)與膜分離設(shè)備的組合，形成一元化設(shè)備 ，同時對污水進行生物處理和固液分離.。在這些膜生物反應(yīng)器中一 般使用微濾膜(MF)和超濾膜(UF)來阻留生物反應(yīng)器中的生物體(污泥)取代二沉池，實現(xiàn)固 液分離。這一處理系統(tǒng)的主要運行優(yōu)點是，出水質(zhì)量不依靠混合液的沉淀性能，也不會因任 何運行失誤而使出水中含有懸浮固體。由于活性污泥不必沉淀，使得這種生物反應(yīng)器可在高 的生物體濃度(MLSS 20 000.30 000.mg/L)和長的污泥停留時間(SRT 50360d)等 特定條件下運行，而常規(guī)活性污泥法是無法在這樣的條件下運行的。 在長SRT下運行，可使污泥中增殖硝化細菌對污水進行硝化

30、和部分反硝化處理，可使污 泥本身發(fā)生好氧消化，而使剩余污泥產(chǎn)量比常規(guī)活性污泥法減少50%80%。與常規(guī)活性污泥 法相比，裝有中空纖維微濾膜裝置的生物反應(yīng)器，可取代二次沉淀池和污泥消化池。 多功能的膜生物反應(yīng)器僅為相同處理規(guī)模的常規(guī)活性污泥法曝氣池的1/5。提高處理能力4 7倍，而不必增加基建投資.。 膜生物反應(yīng)器是一種三級處理設(shè)施，其出水水質(zhì)相當于甚至優(yōu)于常規(guī)三級處理系統(tǒng)的出水 。因此，膜生物反應(yīng)器后接納濾(NF)或反滲透可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)水而回流地下。而常規(guī)污水處理 達到優(yōu)質(zhì)水需要經(jīng)歷許多個處理步驟。因此，膜生物反應(yīng)器特別適用于缺水城市用作污水回 收與再用設(shè)施，其出水可用作工業(yè)用水如冷卻水，生活雜

31、用水，景觀用水等，其出水后加 納濾或反滲透處理，出水達到飲用水水源標準，注入地下和地表水源，或經(jīng)礦化處理和消 毒處理，再作飲用水。 2.2.1.5適宜的污泥處理技術(shù). 我國一些污水處理廠已建成的污泥消化池大都運行不夠令人滿意；有些運行不起來或者一 直未曾運行；有些雖然能運行，但生物氣產(chǎn)量少且甲烷含量少，低于維持消化池正常運行所 需的能耗。為此宜采用A/O或A/A/O處理工藝，其剩余污泥脫水性能良好，可以不用消化池或 采用適宜的其它工藝進行污泥的處理與處置。 a.將污泥轉(zhuǎn)化為燃料.。污泥變成油工藝在德、加、澳已經(jīng)研究開發(fā)了15 年，污泥轉(zhuǎn)化過程是在一個雙料反應(yīng)器(dual reactor)中，在

32、常溫和450無氧的條件下 進行 的，污泥中含有的鋁硅酸鹽和重金屬催化了汽相的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。生產(chǎn)的油其性質(zhì)近似于中餾分 燃料，可作為內(nèi)燃機和外燃機的燃料。該工藝的優(yōu)點是：實現(xiàn)污泥的完全循環(huán)，回收能 量和可利用的副產(chǎn)品，重金屬被固定；病原菌、病毒、寄生蟲卵和有機氯化物被破壞；溫室 氣體的產(chǎn)量最小。 b.將污泥制成建筑材料.。日本年生產(chǎn)污泥300萬噸，過去多采用焚燒和污 泥灰填埋技術(shù)，但存在二次污染問題，因此近年來，日本采用高溫熔融技術(shù)，將污泥制成玻 璃和陶瓷塊，其重金屬熔出率幾乎為零，現(xiàn)正進一步研制建筑陶瓷材料等。 c.污泥及其它廢物的回收再用-生產(chǎn)燃氣和甲醇.。德國柏林的Schwange Pumpe

33、煤氣廠，始建于60年代，因為在德國東部發(fā)現(xiàn)大量的泥煤儲量，故用于生產(chǎn) 煤氣和發(fā)電，為此建立了許多煤化工廠、煉焦廠、發(fā)電廠和煤氣廠。1995年該煤氣廠改為次 生原料回用中心(SVZ-Sekundarrohstoff Verwertungs Zentrum)。這是世界上第一座廢物 回用廠，將舊汽車的塑料部件、木質(zhì)廢料，污水污泥和家庭垃圾進行氣化以生產(chǎn)合成煤氣， 然后將其轉(zhuǎn)化成甲醇和用于發(fā)電?，F(xiàn)該中心已處理了50萬t廢物，每年生產(chǎn)10萬t 甲醇，最近剛投產(chǎn)運行一座新的氣化系統(tǒng)，使該中心的生產(chǎn)能力增加了12萬t/a。 d.Cambi工藝：同時實現(xiàn)污泥減量和生物氣產(chǎn)生.。由Purac開發(fā)的Cambi工

34、藝中，通過高溫水解過程使污泥中的有機成分從不溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)化為溶解狀態(tài)，使有機物可用 于生物降解，即厭氧消化。經(jīng)高溫水解后固體中有機物大為減少，再進行厭氧處理，促進了 生物氣產(chǎn)量的增加，也可將釋放出的碳作為生物脫氮的碳源。經(jīng)Cambi工藝產(chǎn)生的脫水污泥 的總固體含量達30%40%，可以直接進行污泥焚燒。根據(jù)污泥的來源和組分，這一工藝可以 間歇地和連續(xù)地運行。 在挪威奧斯陸(Oslo)以北的Hamar建立了一座污泥處理廠，該廠由Cambi工藝(水 解和厭氧消化)，化學回收和烘干等過程組成。送入該廠的污泥量為1 000.t/月(20%總固 體TS )，經(jīng)脫水后污泥量降至290t/月，經(jīng)烘干和萃取后減少

35、至66t/月，即污泥量減少93%。在烘 干和萃取之后TS減少70%。該系統(tǒng)采用全封閉工作，污泥加熱時無嗅味釋出。 2.2.2中小城市以實用處理技術(shù)為主 在縣級市的城鎮(zhèn)，污水量為數(shù)千至數(shù)萬，一般小于5萬m3/d。由于資金有限，技術(shù)力量 薄弱等原因，宜于采用經(jīng)濟、簡易、節(jié)能和有效的處理技術(shù)，即實用技術(shù)，主要是塘系統(tǒng)、 人工濕地和土地處理與利用系統(tǒng)，與當?shù)氐纳鷳B(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合，成為生態(tài)農(nóng)業(yè)的一個組成部分 ，即污水回收與再用的生態(tài)農(nóng)業(yè)。 2.2.2.1高效新型塘 廢水穩(wěn)定塘不僅在發(fā)展中國家廣泛應(yīng)用，而且在發(fā)達國家應(yīng)用得也很普遍，在美國用于處 理城市污水和工業(yè)廢水的塘共有上萬座，在德國有3000.多座，法國

36、有2 000.多座 ，它們或單獨應(yīng)用，或與其它處理設(shè)施組合應(yīng)用。 這些塘系統(tǒng)大都由兼性塘、曝氣塘、好氧塘和厭氧塘等4種普通型式的塘以多種不同的組 合方式組成，因而稱為普通塘系統(tǒng)，或稱為常規(guī)塘系統(tǒng)。 但是，這些普通塘系統(tǒng)有一些缺點和局限性而影響了其推廣應(yīng)用。從70年代末開始，美國 著手研究和開發(fā)了一些新型的單元塘和塘系統(tǒng)。由美國加州大學W.J.Oswald教授研究開發(fā)的 ，由高級兼性塘、高負荷藻塘、藻沉淀塘和熟化塘等4種塘串聯(lián)組成(如圖1所示)，它們與普 通單元塘和塘系統(tǒng)相比，具有如下一些優(yōu)點和缺點： 水力負荷率和有機負荷率較大，而水力停留時間較短，甚至很短，如只有數(shù)天之久；節(jié) 省能耗；基建和運

37、行費用較低；能實現(xiàn)水的回收和再用以及其它資源的回收；其代表性的BOD 去除率為98%，COD為93%，TN為70%，NH3N為95%，TP為90%，細菌為99.999 9%。 廢水處理和氧、水、營養(yǎng)物回收和再用的高級組合塘系統(tǒng) 1 格柵和沉砂池2 配水池3 發(fā)酵坑4 兼性塘 5 充氧水回流6 低水位出水7 漿板混合器8 高負荷藻塘 9 高水位出水10 藻儲存衰減坑11 藻沉淀塘 12 沉淀藻回流13 藻回收14 低水位出水15 熟化塘 16 高水位出水17 水再用18 補充曝氣 由美國克萊姆遜大學里奇(L.G.Lich)教授研究開發(fā)的雙功率曝氣水平多塘串聯(lián)系統(tǒng)(DDMC)， 是在美國通用的曝氣

38、塘最后凈化塘系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進而成，由首端的高曝氣功率塘(或稱 完全混合塘)與其后的三個串聯(lián)的低功率曝氣塘(部分混合塘)組成，按活性污泥法的原理工 作的。這種塘系統(tǒng)的優(yōu)點是通過曝氣供氧以及由此形成的活性污泥大大提高了塘的處理效率 和負荷，相應(yīng)的總水力停留時間僅為：46d(南方北方)，這比普通塘系統(tǒng)至少需2030d ，最長達半年之久要少得多。另通過曝氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與運行，可使新增的活 性污泥與衰亡的活性污泥量相等，實現(xiàn)剩余污泥的零排放。 2.2.2.2人工濕地 人工濕地主要用于小城鎮(zhèn)、村鎮(zhèn)的污水處理。人工濕地為工程筑造的濕地，筑有圍堤，為 保證污水有良好的水力流態(tài)和較大體積的利用率，采用適宜的形狀和尺寸，及進 水、出水和布水系統(tǒng)。其中種植生長蘆葦?shù)日由参?。人工濕地運行簡單，處理效果良好， 不僅能去除COD、BOD等有機物，