城市净水厂对生产废水的处理和利用

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城市净水厂对生产废水的处理和利用

摘 要:随着经济的发展、人口的增长及生活水平的不断提高,人类用水量不断增长,对水质的要求也越来越高,城市水资源供需矛盾日益加剧。净水厂对生产废水处理和回用已成为解决水资源紧缺问题的有效途径。

关键词:城市废水;组成;处理;利用
1前言
  我国城市基础设施落后,排水管网及城市废水处理厂尤甚,至今城市排水管网面积仅为68%左右,废水处理率不足5%,结果是大量未经处理的废水或集中或分散的宣泄至江河湖海,造成严重污染。
  2城市废水的组成
  城市废水包括居民生活污水、工业废水和一部分地表径流。生活污水主要来自家庭、商业、机关学校、旅游服务业及其他城市公用设施,其中含有大量的有机污染物,如蛋白质、脂肪等,还含有洗涤剂以及病源微生物和寄生虫卵等,一般生活污水的BOD5及悬浮固体物质含量在200~400mg/L之间。工业废水是工厂企业在生产过程中产生的废水,一般可分为工艺废水、设备冷却水、原料或成品洗涤水、设备和场地冲洗水以及由于跑冒滴漏产生的废水等,废水中常含有工业生产原材料、中间产物、产品及其他杂质,成分十分复杂,水质差异很大,在城市废水中,工业废水所占比例一般在50~70%。工业废水的污染物浓度较高,某些工业废水的悬浮物含量高达105mg/L,BOD5或COD最高可达105mg/L。
  城市地表径流是由于雨雪降落至地面形成的,其中含有洗淋大气及冲洗建筑物、地面、废渣、垃圾所夹带的各种污染物。初期降雨水和冰雪融化水污染较重,其所含污染物浓度甚至比生活污水还高。
  3城市废水的处理
  城市废水处理通常采用物理、化学和生物处理法,将城市废水中所含各种形态的污染物质加以分离去除或转化为无害和稳定的物质,从而使废水得到净化的处理系统称为城市废水无害化处理系统,在处理深度上分为一、二、三级处理。
  由格栅、沉沙池和沉淀池等处理设备组成的物理处理系统,可去除废水中的可沉杂质,称为城市废水一级处理,一级处理出水中,还含有较多溶解性有机污染物,不能直接排放;以活性污泥法或生物膜法等生物处理技术为主体的二级处理,可大幅度地去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物,BOD5去除率达85%—95%,处理后出水BOD5可降至15—30mg/l;废水无害化处理系统还包括污泥处理,主要处理由沉淀池排出的沉淀污泥和从生物处理系统排出的生物污泥。城市废水一级处理较为简单,有较大的局限性,一般只作为二级处理的预处理,以减轻二级处理负荷,保证二级处理系统正常工作。目前,城市废水二级处理系统通常有以下几种方式:
  3.1 活性污泥法
  活性污泥法是一种应用最广的废水好氧生物处理技术,由曝气池、沉淀池、污泥回流、和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢反应,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态,这样,废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离,流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流,称为回流污泥,回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度,也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常从沉淀池中排除,以维持活性污泥系统的稳定运行,这部分污泥叫剩余污泥。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。
  3.2生物膜法
  生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物,主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面上,形成生物膜,污水同生物膜接触后,溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质,污水得到净化,所需氧化一般直接来自大气。
  生物膜法处理系统适用于处理中小规模的城市废水,采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘,生物滤池在我国南方更为适用,一般可分为间歇生物滤池、普通生物滤池、塔式生物滤池等多种形式。
  城市废水经预处理后直接进入生物滤池(当BOD5浓度大于200mg/L时,需用处理后的废水进行回流稀释),其处理工艺流程为:
废水——格栅——沉沙池——初沉池——生物滤池——二沉池——出水
  生物滤池处理系统净化出水水质随季节而变化,处理水中悬浮物浓度较高,但该处理系统出水水质不如活性污泥法。
  生物滤池处理系统的处理构筑物构造简单,基建费用少,处理成本低,易于管理运行可靠。缺点是占地面积大,滤池散发自味对周围环境会造成一定的影响。
  3.3稳定塘
  稳定塘处理法是一种废水自然生物处理技术,它是利用天然池塘、洼池、河谷、海滩等利用价值较低的土地建塘,并由多个塘串联组成稳定塘处理系统。
  稳定塘是一种生物处理构筑物,主要利用菌藻共生的作用处理废水中的有机污染物,塘中的异养型细菌将水中有机污染物降解成CO2和水,同时也消耗水中的溶解氧;而塘中藻类则利用太阳光能进行光合作用,以CO2中的碳作为碳源,合成其自身机体并释放出氧气。当稳定塘的有机负荷高,塘的底部或整个塘都没有溶解氧时,则主要靠厌氧细菌的厌氧发酵作用降解塘中溶解态或固态有机污染物。
  废水进入稳定塘前,须进行预处理,避免稳定塘内产生淤积。厌氧塘、兼性塘和好氧塘串联是常用的处理系统。
  稳定塘净化能力低,占地面积大,出水水质受气温影响大,并会散发臭味,其优点是:工程造价和运用费用低,便于管理,净化出水可灌溉农田或回用,在条件适宜的地方可采用。
  4城市废水的资源化与再利用
  城市废水经处理后是一种再生资源,可广泛用于工业用水(冷却用水、工艺水、锅炉用水、洗车用水等)、生活用水(洗涤、冲厕等)、市政用水(绿化、消防、景观等)和农业用水。
  工业用水中,各生产工艺、工序的用水对水质要求各不相同,如食品工业中,作为原料水的水质要求较高,而作为机械冷却水对水质要求较低。据有关调查资料表明,工业用水中对水质要求必须达到饮用水质的公占工业用水总量的30%,其余70%的用水对水质要求都较低,采用经净化后的城市再生废水或再经深度处理后可基本达到各工业用水的相关水质要求。
  此外,城市居民生活用水中, 作为饮食等的用水量基本低于冲厕、清洗地板等人体非直接触的用水量。在当今水资源紧缺,生态环境逐渐恶化的时期,节约用水,提高水资源的利用率,无疑是持续发展的有利措施。
  城市再生水的回用应满足以下要求:①对人体健康不应产生不良影响。②对环境质量、生态维护不应产生不良影响。③用于生产目的的回用不应对产品质量产生不良影响。④再生水的水质应符合各类使用规定的水质标准。⑤再生水应为使用者及公众接受。⑥再生水回用系统应在技术上是可行的、适宜的。⑦在经济上应是价廉的,在水价上有竞争能力。⑧应加强使用者安全使用的教育。
  采用净化后的城市再生废水具有许多优点,它既能节省宝贵的新鲜水,缓和工业和农业争水以及工业与城市用水的矛盾,而且在很大程度上解决了保护优质饮用水的问题,减轻或避免了远距离引水输水和购买价格昂贵水的问题。
  随着水资源的日趋紧张,经过净化后的城市再生废水成为一种稳定的新水源。多年实践证明它已被满意地再用于农业、城市、工业等领域,随着净水厂净水技术的日臻成熟,再生应用经验越加丰富,管理水平日益提高,而其经济上的费用又常常低于开发新水源,城市废水再生利用的数量递增,使用范围也日益广泛。
参考文献
[1]张自杰.城市环境工程手册.北京:高等教育出版社,1996
[2]高延耀.水污染控制工程.北京:高等教育出版社,1989