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污水變“清流”？在世界水日揭秘污水處理工藝
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發(fā)布時(shí)間：
2024-03-25
來(lái)源：
3月22日，被稱為“世界水日”。
水是生命之源，孕育萬(wàn)物，關(guān)乎人類福祉。但隨著工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展，水資源日益緊張，水污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重。要想精打細(xì)算用好每一滴水，污水處理技術(shù)在其中尤為重要。當(dāng)下的污水處理技術(shù)不僅是治理水污染、改善水環(huán)境的關(guān)鍵一環(huán)，更是促進(jìn)水資源循環(huán)利用、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。
那么我們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的污水，究竟該如何處理?污水排放達(dá)標(biāo)情況又如何?中國(guó)電建成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院水環(huán)境與城建分公司正高級(jí)工程師馬宗凱或許可以告訴我們答案。
活性污泥法的脫氮過(guò)程
流傳百年的污水處理工藝—活性污泥法
污水處理技術(shù)的核心目的是去除廢水中的污染物質(zhì)，使其達(dá)到排放或回用的標(biāo)準(zhǔn)。這一過(guò)程涉及物理、化學(xué)和生物等多種方法。據(jù)馬宗凱介紹：“目前我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠大部分采用活性污泥法工藝處理污水。”
資料顯示，這種污水處理方法誕生于1914年戰(zhàn)火紛飛的歐洲，在隨后不到10年的時(shí)間里，活性污泥工藝在很多小型污水處理廠得到了應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)后，美國(guó)污水處理廠的建設(shè)達(dá)到了高峰，活性污泥工藝也得以迅速發(fā)展，并逐漸開(kāi)始占據(jù)統(tǒng)治地位。因整體造價(jià)適中、運(yùn)行費(fèi)用和難度合適，活性污泥工藝從產(chǎn)生到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了百年實(shí)踐，始終保持著強(qiáng)盛的生命力，在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的推廣。
活性污泥法即是在人工充氧條件下，對(duì)污水和各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)混合培養(yǎng)，形成活性污泥。這些污泥顆粒粒徑大約為200到1000 μm，為礬花狀不定形絮狀體，通常具有較大表面積。在曝氣池中呈褐色，略顯酸性，供氧不足時(shí)為黑色，供氧過(guò)多時(shí)為灰白色。
活性污泥法處理流程
雖然大片的污泥看上去不太美觀，卻在污水處理中發(fā)揮極大作用。工程師們利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機(jī)污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。
在活性污泥法工藝發(fā)展的一百多年里，還衍生出了有氧化溝工藝、AAO工藝和CASS工藝等及其改良工藝。馬宗凱表示，“根據(jù)我們十多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)效果來(lái)看，除在一些村鎮(zhèn)污水處理站中存在工藝選擇不適應(yīng)的問(wèn)題外，現(xiàn)行的污水處理工藝能滿足絕大部分污水處理需要。”
“污水”處理后又產(chǎn)生“污泥”?
典型的活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排除系統(tǒng)組成。污水和回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混合液。從空氣壓縮機(jī)站送來(lái)的壓縮空氣，通過(guò)鋪設(shè)在曝氣池底部的空氣擴(kuò)散裝置，以細(xì)小氣泡的形式進(jìn)入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，并使混合液處于劇烈攪動(dòng)的狀態(tài)，令活性污泥呈懸浮狀態(tài)。溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸，使活性污泥反應(yīng)得以正常進(jìn)行。
經(jīng)過(guò)活性污泥凈化作用后的混合液進(jìn)入二次沉淀池，混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質(zhì)在這里沉淀下來(lái)與水分離，澄清后的污水作為處理水排出系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)沉淀濃縮的污泥從沉淀池底部排出，其中大部分作為接種污泥回流至曝氣池，以保證曝氣池內(nèi)的懸浮固體濃度和微生物濃度;增殖的微生物從底泥中排出，稱為“剩余污泥”。事實(shí)上，污染物很大程度上從污水中轉(zhuǎn)移到了這些剩余污泥中。
經(jīng)過(guò)一系列的流傳，活性污泥法成功將廢水凈化，但由“污水”產(chǎn)生的大量“污泥”又該如何處理?馬宗凱表示：“目前四川省通用的污水處理廠污泥處理方式主要有衛(wèi)生填埋、制備生物質(zhì)燃料、熱電廠/垃圾焚燒廠摻燒和生物降解資源化等措施。”隨著近年來(lái)污泥處理設(shè)施不斷完善，城鎮(zhèn)污水處理廠污泥四化處置率明顯提升。
四川省地級(jí)以上城市生活飲用水水源狀況報(bào)告 圖源：四川省生態(tài)環(huán)境廳
污水處理的排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況如何?
據(jù)介紹，四川省生活污水處理主要執(zhí)行岷、沱江地區(qū)準(zhǔn)四類排放標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)村污水排放標(biāo)準(zhǔn)三大類，個(gè)別地區(qū)受排放水體環(huán)境容量影響執(zhí)行地表準(zhǔn)III類排放標(biāo)準(zhǔn)，由于四川處于長(zhǎng)江流域上游，故執(zhí)行的污水排放標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)都是較為嚴(yán)格的，遠(yuǎn)高于長(zhǎng)江中下游地區(qū)。
“現(xiàn)階段通過(guò)不斷升級(jí)改造，除鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)外大部分污水處理設(shè)施運(yùn)行效能較好，均能達(dá)標(biāo)排放。”馬宗凱表示，當(dāng)下我國(guó)的污水處理技術(shù)水平在世界上處于領(lǐng)先水平，污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)也高于大部分歐美發(fā)達(dá)國(guó)家。
四川省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布的最新報(bào)告顯示，截至2024年1月，四川省21個(gè)市(州)政府所在地已開(kāi)展監(jiān)測(cè)的47個(gè)集中式飲用水水源地的47個(gè)監(jiān)測(cè)斷面所測(cè)項(xiàng)目全部達(dá)標(biāo)(達(dá)到或優(yōu)于III類標(biāo)準(zhǔn))。飲用水源地統(tǒng)計(jì)取水總量21134.64萬(wàn)噸，達(dá)標(biāo)水量為21134.64萬(wàn)噸，水質(zhì)達(dá)標(biāo)率100%。
值得注意的是，一些村鎮(zhèn)地區(qū)受水質(zhì)水量不穩(wěn)定、管理不善和污水收集管網(wǎng)病害等因素影響，部分廠站未能滿負(fù)荷或穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行。
2023年12月，生態(tài)環(huán)境部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián)合印發(fā)了“關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)農(nóng)村生活污水治理的指導(dǎo)意見(jiàn)”，明確提出要增加對(duì)百噸以上污水處理站的監(jiān)管力度，有條件的地區(qū)要新增出水在線檢測(cè)設(shè)施，為全面落實(shí)農(nóng)村污水規(guī)范化運(yùn)行、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的創(chuàng)造了條件。
馬宗凱也相信，未來(lái)污水處理較為薄弱的農(nóng)村地區(qū)污水處理效能將會(huì)有明顯提升，“我們后續(xù)還會(huì)對(duì)污水處理廠進(jìn)行低碳、智能、節(jié)能方面提升，如智慧運(yùn)維、引入清潔能源和采用更加節(jié)能環(huán)保的設(shè)備等，進(jìn)一步降低污水處理廠的碳排放指標(biāo)。”
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