污泥處理新技術范文
時間：2024-05-23 17:43:02
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篇1
【關鍵詞】 污泥 新技術 資源化
隨著我國社會經濟和城市化的發展，城市污水處理規模逐漸擴大，污水處理能力逐漸增加，污水處理所產生的污泥量也隨之增加。由于污泥產量較大，性狀粘稠，含有重金屬和病原微生物等有害物質，如處理處置不當，會給環境帶來嚴重的二次污染。據報道，2010年污泥產量達到3665萬噸（以含水率80%計），用于對污泥處理的投入達到350億。我國目前污泥處置的現狀是70%以上棄置，20%填埋，其次是不到10%的污泥進行堆肥農用，少量進行污泥干化焚燒。污泥作為一種固體廢棄物，已經成為繼城市垃圾污染的第二大固體廢物污染源。傳統的污泥的主要處置方式有填埋、焚燒、排海、農用等。但是傳統的處理方法也存在一些弊端，無法對污泥進行資源化利用，因此對污泥處理資源化利用新技術的研發具有重要的現實意義。
1 傳統污泥處理技術
傳統的污泥處理方法主要包括污泥堆肥、污泥干化、污泥焚燒和污泥填埋。但是，由于污泥組分復雜、重金屬含量高、病原微生物含量多等特點，傳統的污泥處理技術已經表現出其本身的局限性，隨著國家對污泥處理處置技術的標準越來越高，傳統技術已經不在適應社會發展的要求。其主要表現在以下幾個方面。
1.1 污泥填埋
污泥填埋指的是污泥經過長期的物理、化學和生物作用使其達到穩定狀態。污泥填埋分為單獨填埋和混合填埋，在歐洲脫水污泥與城市垃圾混合填埋比較多，而在美國多數采用單獨填埋。在我國主要是以混合填埋為主。實踐表明，污泥填埋具有以下的缺點：（1）對污泥土力學性質要求比較高；（2）需要占用大面積的場地；（3）地基需做防滲處理以免污染地下水；（4）不可資源化利用。填埋目前仍然是我國污泥處置的重要方法之一。但是從長遠看，污泥填埋是一種不可循環的最終處置方式，其應用比例將會逐漸減少，應用前景存在局限。
1.2 污泥焚燒
污泥焚燒指的是將污泥置入焚燒爐內，在過量空氣加入情況下，進行完全焚燒， 使有機物全部碳化，最大限度地減小了污泥體積，使污泥最終處置極為便利。焚燒法有以下幾個突出的優點：（1）可以大幅度減少污泥的體積和重量，同時焚燒灰可制成有用的產品；（2）處理速度快，不需長期堆積和儲存；（3）污泥可就地焚燒，不需長距離運輸，節約運費；（4）可以回收能量用于發電和供熱。但是污泥焚燒也有其致命的缺點：（1）焚燒爐投資巨大、設備運轉費用高；（2）裝置復雜；（3）焚燒過程不容易控制，產生二惡英類劇毒物質。由于焚燒過程產生的劇毒位置難以控制，需要對煙氣進行特殊處理，因此限制了其使用和發展。
1.3 污泥土地利用技術
污泥土地利用主要是將污泥用于堆肥農用、用于園藝綠化施肥、用于廢棄礦場等地的土地改良等。堆肥主要是利用微生物的作用，將不穩定的有機質降解，轉化為較穩定的有機質，并使揮發性物質含量降低，減少臭氣的產生，污泥物理性狀明顯改善，便于儲存、運輸和使用。該技術主要考慮到污泥中含有豐富的的有機物和N、P、K等營養元素及植物所必須的各種微量元素Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等，能夠改良土壤結構，增加土壤肥力，促進作物的生長。但處理后的污泥產品含大量病原體、寄生蟲、多氯聯苯和二惡英，且產品的高含水率（30%～40%）可使病原體復活，同時污泥中也含有毒有害物，直接應用于農業會造成土壤以及水體的二次污染。故堆肥法不足以保證安全性。針對污泥土地利用這種方式的不良后果，歐美各國根據各自具體情況制定了嚴格的無害化技術標準及污泥農用重金屬濃度標準，我國制定了《農用污泥中污染物控制標準》（GB4284-84）。由于未解決好污泥土地利用可能帶來的重金屬污染問題，所以污泥土地利用目前仍存在一定風險，在相關技術未成熟的情況下污泥土地利用還是有其局限性。
2 污泥處理處置新技術
污泥污所散發出的臭氣、污泥所帶病原菌、重金屬、有毒物質等都嚴重威脅人類的健康。因此，因此迫切需要尋求新的、有效的污泥處置方法。現介紹幾種新發展的污泥處置技術：
2.1 污泥低溫熱解制油技術
污泥低溫熱解制油技術指的是在300～500℃、常壓（或高壓） 和缺氧條件下，借助污泥中所含的硅酸鋁和重金屬（尤其是銅）的催化作用將污泥中的脂類和蛋白質轉變成碳氫化合物，最終產物為油、碳、非冷凝氣體和反應水。該技術的環境效益和資源化效益均是很可觀的，主要表現在：（1）能有效控制重金屬排放，特別是Hg、Ti，在灰燼和炭中來自污泥的重金屬被鈍化；（2）可回收易利用、易儲藏的液體燃油，回收的液體燃油可提供700kW/t的凈能量；（3）可破壞有機氯化物的生成，反應器中燃燒溫度應維持盡可能低（
2.2 污泥熔化技術
針對污泥焚燒過程中存在的二次污染，科研工作者開發出了污泥熔化技術，該技術使污泥處于焚燒灰熔點溫度（通常為1300～1800℃）之上燃燒，不僅可完全分解污泥中的有機物、殺滅病菌，同時所形成的熔渣密度比焚燒灰的高2/3，達到了灰渣大幅度減容的效果。污泥中的重金屬因被固定在玻璃態的熔渣中而具有不熔出的活性，所以污泥熔化后的熔渣可用作建材。
2.3 污泥電弧等離子體處理技術
所謂污泥電弧等離子技術指的是在一個密閉的空間里，通過強大的電弧使空氣電離產生等離子體，然后在另外一個缺氧密閉空間里面對垃圾進行加熱，其溫度可到16000℃，在無氧的條件下，垃圾中的無機物很快被玻璃化，最后產生的無害熔渣可作為建筑材料。污泥中的有機物被高溫分解。在有氧條件下，分解能產生大量的二氧化碳；若在無氧的條件下，固體廢料中的有機物就會轉化為氫氣和一氧化碳的混和物，這種混合物，可以像天燃氣一樣作為一般汽輪引擎的能源，其中的氫氣進一步純化分離，則可以作為單獨的燃料。對這種氣體混合物作進一步的處理，降低其中污染物質的含量，如氮化物和二氧（雜）芑等直接進入渦輪機或釋放到大氣層中。由于該技術能把污泥轉化為能源同時降低污染物的含量，因此有很大的發展前景。
2.4 污泥超聲波處理技術
超聲波可以分解生物固體， 改善膨脹活性污泥絮體沉降性， 提高脫水能力。經過超聲處理的污泥消化時間減少，比容積消化率提高，生物產氣量增加，并且超聲反應器可以與其它污泥處理工藝任意組合，具有廣闊的應用前景。
2.5 污泥水解熱干化技術
污泥水熱干化技術通過將污泥加熱，在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機物水解，破壞污泥的膠體結構，可以同時改善脫水性能和厭氧消化性能。隨水熱反應溫度和壓力的增加，顆粒碰撞增大，顆粒間的碰撞導致了膠體結構的破壞，使束縛水和固體顆粒分離。經過水熱處理的污泥在不添加絮凝劑的情況下機械脫水的含水率大幅度降低。污泥的水解宏觀上表現為揮發性懸浮固體濃度減少和COD、BOD以及氨氮等濃度增加。水熱干化技術采用漿化反應器，通過閃蒸乏汽返混預熱漿化、蒸汽與機械協同攪拌，提高了系統的處理效率；在水熱反應器中，采用蒸汽逆向流直接混合加熱的方式，強化了傳質傳熱過程，可以避免局部過熱結焦碳化；在連續閃蒸反應器中，實現了系統能量的有效回收。
2.6 污泥制活性炭技術
活性炭是以含碳物質為原料，經過高溫碳化活化后制成的。污泥具備制造活性炭的客觀條件，制備活性炭的路徑是先對污泥炭化，然后活化。所以污泥制活性炭的主要研究問題是最佳炭化、活化條件以及提高質量、降低成本等。目前，污泥炭化方式除了傳統的高溫炭化外，也有用工業廢棄的硫酸來催化炭化的，污泥活化方式以高溫水蒸氣物理活化和ZnCl2化學活化為主。由于最佳碳化、活化條件難以控制，所制作出來的活性炭不如商品活性炭，但在一些消耗炭的氣體凈化場合，其應用比傳統的活性炭更經濟。而且，污泥活性炭如果不再生，可以考慮燒掉，同時可固化其中的重金屬，因此有一定的應用前景。
2.7 超臨界水氧化技術
超臨界水氧化（ Supercritical Water Oxidation，簡稱SCWO） 技術是在水的溫度和壓力均高于其臨界溫度TC（374.3℃）和臨界壓力PC（22.05MPa）時，以超臨界水作為反應介質與溶解于污泥中的有機物發生強烈的氧化反應，使有機物最后被氧化成無毒小分子化合物的過程。超臨界水能與空氣、氧氣和有機物以任意比混溶形成均一相，即氣液的相界面消失，也就消除了相間的傳質阻力，反應速度不再受氧的傳質控制，因此加快了反應速度而縮短了反應時間，大多數有機物在幾分鐘之內去除率可達99.99%，有些有機物在1min的時間內去除率就可達99.99%。由于超臨界水氧化技術充分利用了超臨界水所具有的特性，所以具有其他有機廢水處理技術無可比擬的優越性：效率高、處理徹底、反應速度快、反應容器小、無二次污染，且當有機物含量大于2%時就可完全自熱，不需外加熱量。超臨界水氧化技術雖然具有諸多優點，但是它的反應條件要求苛刻（高溫、高壓），投資大，且其反應機理、反應動力學等還有待于深入研究。
3 結語
隨著經濟的不斷發展， 世界各國的污泥排放將大大的增加， 污泥處置也將成為全球關注的重大環境問題。污泥的處理處置應從環境污染、衛生安全和經濟效益等多方面綜合考慮。具備能源回收利用的污泥處理新技術在污泥處理處置中發揮著不可替代的作用。雖然這些技術目前還存在一些待解決的問題，但應用前景卻十分光明。
參考文獻：
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[2]韓曉芳，顧建新，李燕.污泥處置現狀及新技術探討[J].國外建材科技，2006，27（5）：43-47.
[3]昝元峰，王樹眾，沈林華，段百齊，林宗虎.污泥處理技術的新進展[J].中國給水排水，2004， 20（6）：25-29.
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【關鍵詞】城市 污泥 處理處置
1 污泥處理處置現狀
在我國的污水處理發展歷程中，由于長期的認識不足以及忽視，我國城市污水處理廠的污泥處置問題被長期擱置，污泥處置的發展相當滯后，一方面，我國污泥處理處置的技術路線尚不清楚；另一方面，我國也未建立起污泥處理處置的政策體系，歷史遺留問題使得污泥困境越來越嚴重。
目前，全國城鎮污水處理廠污泥只有一小部分進行衛生填埋、土地利用、焚燒和建材利用等，而大部分（約占80%）未進行規范化的處理處置，污泥隨意堆放及所造成的污染與再污染問題已經凸顯出來，并且引起了社會的關注。
2 污泥成分分析
類比北京市2011年各污水處理廠污泥指標的平均值（來自《北京市污水處理廠污泥特性分析》），見表1、表2。
3 污泥處理方案
3.1 污泥填埋
污泥填埋指的是污泥經過長期的物理、化學和生物作用使其達到穩定狀態。具有經濟、簡便的顯著特點，但需大面積的場地和大量運輸費用，不可資源化利用，而且如果地基防滲處理不當，易造成土壤和地下水的污染。
3.2 污泥焚燒
污泥焚燒技術是對污泥實現最徹底的減量化、無害化的處置方法，但其投資及運行成本太高，同時二次污染問題較為嚴重，對一些經濟較為發達的城市才考慮污泥焚燒的處置技術。
3.3 污泥土地利用技術
我國主要是以土地利用填埋處置方式為主，土地利用不僅使污泥得到最終處置，而且可以利用污泥中的營養物質，用以農田綠地施肥，土壤結構改造等，是污泥資源化的有效途徑，但如果污泥施用前未經過適當的無害化處理，易造成二次污染，致使土壤板結、鹽化，農作物富集重金屬并通過食物鏈影響人體健康等。典型污泥處理處置方案對比見表3。注：表格中的數據均摘自中國住房和城鄉建設部與國家發改委《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南》（試行）
4 結語
隨著經濟的不斷發展， 城市的污泥排放將大大的增加， 污泥處置也將成為備受關注的重大環境問題。污泥的處理處置應從環境污染、衛生安全和經濟效益等多方面綜合考慮。具備能源回收利用的污泥處理新技術在污泥處理處置中發揮著不可替代的作用。雖然這些技術目前還存在一些待解決的問題，但應用前景卻十分光明。
參考文獻：
[1] 吳曉云，王育峰.城市污泥無害化處置的研究[J].能源研究與信息，2011（02）.
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關鍵詞：污水深度處理，新工藝
0.概述
焦化廢水中因含有酚、氰等有毒有害物質，如酚氰污水處理不達標而直接排放，或將未達到回用水質標準甚至根本沒達標的酚氰污水回用生產，都會造成污染的轉移和擴散，對人身健康，設備安全及周邊的環境造成嚴重的危害。為了盡可能地降低污染，提高水資源的利用效率，使企業生產逐步地向清潔型生產方向邁進，我們綜合了國內外水處理行業的新技術、新工藝，針對焦化污水的特點，向大家推薦兩種焦化污水深度處理的新技術。
1.工藝簡述
1.1生物吸附活性性污泥法與電解氣浮法的組合應用
1.1.1工藝流程
原水 除油池 調節池 浮選池 兩段曝氣池 沉淀池 電解氣浮池
干化池
過濾 出水回用
1.1.2工藝說明
該工藝的特點是充分利用了生物活性污泥法水處理的穩定性，對含酚氰污水先進行好氧生物降解，使原水經過預處理，生物吸附降解沉淀后，出水水質達到國家二級排放標準，然后再對出水進行深度處理。
其中預處理包括對原水中油類的去除，含酚量的調配，PH值的調節和水溫的控制。對調配后的水質要求含酚在200mg/l左右，油類小于50mg/l；PH值7.0左右，水溫在30℃左右。論文參考網。
對于生物曝氣池，其作為生物降解污水中有機物及有毒有害物質的主要場所，是整個活性污泥系統的關鍵，所以要嚴格規范對曝氣池的管理，控制好各項工藝指標。一般要求曝氣池內DO在4mg/l左右，SV值控制在30%為佳，因焦化污水中磷鹽含量低，為了保證微生物的生長繁殖，曝氣池內磷含量應在3mg/l左右為宜。論文參考網。
污水經過上述處理再經沉淀池進行泥水分離后，污泥回流到前段曝氣池，污水則進入后續深度處理系統，即電解氣浮池。電解氣浮池是在直流電的作用下，用不溶性陽極和陰極直接電解廢水。正負兩極產生的氫和氧的微氣泡，將廢水中呈顆粒狀的污染物帶至水面以進行固液分離的一種技術。此種方法除用于固液分離外，還有降低BOD、氧化、脫色和殺菌作用，對廢水負荷變化適應性強，生成污泥量少且占地省，無噪音等特點。另外，為了減少電耗，可采用脈沖電解氣浮法。經過電解氣浮后，出水再經過砂濾池，就可直接回用于生產。
1.2臭氧氧化法與電解法的組合
1.2.1工藝流程
浸出液
紫外光刮沫 干化 堆肥
原水 調節池 臭氧氧化 電解 自然分離 過濾 出水回用
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關鍵詞：污水處理；技術創新；節能降耗；生物膜
工藝在我國工業發展和經濟增速呈現迅猛發展態勢的今天，對高能耗產業的治理已經成為國策，被視為國家發展和建設的頭等大事予以重視。在眾多高能耗產業中，污水處理牽扯到的是經濟命脈及人民的健康和生存質量，因此是當今眾多能耗治理事項中最為重要的一項。但是，現實情況并不容樂觀，污水的排放量與日俱增，污水治理技術卻相對滯后。很多污水處理技術依然保持著高能耗、重污染的狀態。這對當前面對能源危機和生態污染嚴重的我國是非常不利的，必須狠下力氣予以整治。
1新時期先進污水處理工藝及創新技術
在污水處理工藝的創新上，為了達到先進的工藝技術水平，采用的技術必須是建立在常用技術基礎上的創新技術。從目前的技術使用情況來看，活性污泥法、生物菌群法、生物膜法等處理工藝擁有獨特的優勢，在污水處理應用技術上發揮了重大的作用。但是在現行技術的基礎上還應繼續加強創新工作，確保工藝的不斷更新，保障水質水量得到不斷的維護，同時也要對工藝和設備進行升級和改造，達到真正的節能降耗要求。在進行技術的深度處理之前，首先應對技術的可行性進行論證，確保技術效益的最大化。在當前的工藝處理中，污水中的有害化學物質必須要經過深度處理，才能真正達到去除有機物的效果。深度處理的核心技術就是生物法工藝。在小規模分散型污水處理中，廣泛應用的生物膜污水處理工藝比使用活性污泥工藝更有優勢，具體體現在以下2方面：①微生物生長方面，各種生物膜工藝中參與凈化反應的微生物多種多樣，微生物的食物鏈較長，代謝時間較長的微生物易于存活，在分段運行中，每段都能夠形成優勢菌種；②在處理工藝上，各種生物膜工藝對水質水量變化均有較強的適應性，污泥沉降性能良好，易于固液分離，能夠處理低濃度的污水，易于維護、節能。水泵是污水處理中的主要設備，對于處理成本來說是十分關鍵的。這是由于水泵在污水處理設備中數量較多，節能降耗的任務較重。如果能夠實現變頻泵工藝的控制，就能保證工藝參數的設置滿足相應的需求。這就需要不斷改進工藝，靈活地運用設備的調節功能實現節能降耗的目標。污水處理的核心環節占到了總能耗的50%以上。在當今技術革新后，采用機械曝氣的方式是較為常見的，調節池的調節作用也可以使得生物反應得到凈化，空氣懸浮顆粒鼓風機的使用能夠有效調節風量，而且這些設備不需要經常維護，節約了成本。另外，在曝透設備的選擇上，盡量使用氧利用率高的設備，例如橡膠膜片式的微孔設備，能夠在滿足降耗要求的同時避免爆裂問題發生，延長了設備的使用壽命。
2掌握生物填料掛膜及污性污泥培養、管理
生物填料掛膜的結構是將醛化纖維或滌綸絲、塑料圓片壓扣改成雙圈大塑料環，在環圈上均勻分布纖維束；內圈的掛膜能有效切割氣泡，水氣生物膜使得污水中的有機物得到高效處理。生物膜的載體是污水處理工藝的核心，填料在不同的水質條件下，通過粗細不同的組裝形式，對廢水中的厭氧、好氧生物進行處理。附著在載體上的生物膜，可以有效地凈化有機廢水，在工業、食品加工、生活污水的處理上，收到了很好的效果。給水量的大小對該技術的實施沒有特別大的影響，而且這種技術耐沖擊，相關設備占地面積小，運行管理方便、快捷。目前，最新的污水處理生物膜法當屬多孔生物懸浮球填料技術。采用科學配方合成的生物填料屬于新型的生物活性載體，經過特殊處理后，能夠根據污水的性質融合多種微生物中的微量元素，有效性高，生物附著量大，簡化了污泥回流，可對氨氮等進行高效脫除，提高出水的水質，工藝流程較短，被廣泛應用在生活污水處理中，且特別適用于養殖產業，有效期可以達到數十年。污性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體上的好氧生物處理有機廢水的方法對廢水進行處理。在廢水中連續通入空氣后，形成具有好氧性生物繁殖特點的污泥狀絮狀物，利用上面棲息的微生物菌膠團進行污染物和有機物的吸附與氧化。在活性污泥污水處理方法的使用上，要注意控制活性污泥量和供氧量，調節曝氣池中的活性污泥濃度，防止污泥隨著水流進入沉淀池，破壞水質。
3掌握工藝運行中的異常現象及控制措施
活性污泥法的運行管理比較復雜，影響系統工作效率的因素很多，往往因運行管理不善出現一系列異常現象，使水質變差，污泥流失，系統工作破壞。常出現的典型的異常現象為污泥膨脹、污泥上浮、泡沫問題。出現這些異常現象時，首先要判明原因，然后采取調整參數，控制曝氣量、營養比和進水量，調整污泥負荷進行短期內間歇曝氣等措施。活性污泥法在污水處理方面具有其他處理方法不可替代的優勢，成效顯著、成本低廉、無公害、天然環保。與生物膜法并行為生物治污的新型技術，污水處理菌的種類包括硝化細菌、反硝化細菌等。由于有些特殊水質中活性菌種難以培養，可借助當地科研力量，利用專業的工業微生物研究所培養菌種后再接種培養，接著進行污水處理，例如PVA（聚乙烯醇）好氧消化即有專門的好氧菌。在有毒或難降解的工業廢水中培菌時，可以先以生活污水培菌，然后再采用將工業廢水逐步引入、逐步馴化的方式進行。在干泥中接種培菌時，取水質相同且已正常運行的污水系統脫水后的干污泥作菌種源進行接種培養，一般按曝氣池總容積1%的干泥量加適量水搗碎，然后再加適量工業廢水和濃糞便水。
4結束語
污水處理工藝技術能夠保證節能降耗的順利實施，并且對我國環境保護的可持續發展發揮著重要作用。今后還需不斷革新污水處理工藝技術，合理選擇處理設備，并落實運行和維護工作，確保各項技術和設備同時良性運行，提高污水處理的綜合效益。
作者:謝德來 單位:蕉嶺縣蕉城污水處理廠
參考文獻
［1］曹勝玉，蔡芝斌，王飛，等.污水處理技術創新論壇［J］.通用機械，2015（6）：20-26.
［2］趙穎.污水處理中技術創新和節能降耗［J］.化工管理，2015（25）：172.
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關鍵詞：油田采出水；處理；新技術；新工藝
中圖分類號：TD122 文獻標識碼：A
前言
文章對油田采出水對油田的影響和油田采出水的特性進行了介紹，對油田采出水處理系統的工作原理進行了闡述，通過分析，并結合自身實踐經驗和相關理論知識，對油田采出水處理中的新技術新工藝進行了探討。
二、油田采出水對油田的影響
油田采出水的化學成分復雜，無論是對開采回注設備還是對地層以及外排時油田周邊等都具有侵蝕、污染的破壞作用。油田采出水破壞了老油田工作人員的工作環境，加快了老油田開采設備的磨損程度，增加了老油田對采出水的處理費用。另外，如果處理不當并回注到地下開采層，會造成開采層地質成分改變，給開采工作帶來不可預料的危險。而如果不進行處理直接進行地上排水，會造成老油田周邊環境的惡化，不利于環保。
三、油田采出水的特性
油田采出水是油田開采過程中的副產物，也是采油過程中最大的廢水[1]。這種副產物隨著油田地點不同、回注水水質不同、地質條件不同、采油方法不同等，采出水的特性不完全相同，其大致的特性如下：
3.1.含油量高
老油田的開采經過二次甚至三次開采，采出水中含有大量的油，成為油水混合液，這種混合液需要經過一定的油水分離設備，利用重力分離技術或旋流分離技術進行油水分離，才能得到開采的石油。因此，這種采出水含油量較高，一般采油污水含有1000～2000mg/L的原油，有些含油量可達5000mg/L以上。
3.2.含顆粒性雜質
采出水是油田開采的副產物，是從地下開采出來的水，由原有地下水、開采回注水等組成，這些水本身就含有一定的顆粒性雜質，再經過壓力的作用，其中懸浮的固體顆粒有所增加。主要是細碎砂、粘土顆粒、粉砂等。
3.3.無機鹽含量高
采出水中無機鹽含量非常高，但隨著油田位置的不同，無機鹽含量或有差異。從幾千到幾萬甚至十幾萬mg/L，這種無機鹽有些對設備具有腐蝕性，對環境具有破壞性，因此，需要經過處理后，才能進行再利用或排放。
3.4.其它特性
油田采出水除上述特性外，還含有細菌，有的含表面活性劑、具有高COD、高水溫、高pH的特點。這些特點表明，采出水的成分復雜，不能直接利用。因此，油田需要經過研究，將這種副產物化廢為寶，進行再利用，既達到環保的目的，還具有經濟效益。
四、油田采出水處理系統的工作概述
首先，活性污泥法處理進水的磷濃度比出水高，這是因為實際上活性污泥法的原理就是利用生物化學的原理使污水中的有機或無機污染物的濃度降低，從而污水中的污染物濃度降低。所以理論上進水的C、P等的污染物濃度一定會大于出水的濃度。此外活性污泥法還分好多的處理工藝，并且每種處理工藝的周期也不盡相同。建議根據具體時間周期和所需環境完全反應后再行測試。
其次，油田采出水呈堿性，但是水中硫化氫比較高，這是由于油田單井采出水，測得pH值呈堿性，單井套管氣中硫化氫達到800左右毫克每立方米，水中硫化氫（硫化物）10毫克/L左右，氣中的硫化氫較高，水中也溶解了很多硫化氫才對，同時水中硫化物含量達到10mg/L而溶液呈堿性是因為和溫度壓力等因素有關系。
第三，在系統工作過程中，一般而言，污水處理系統沉降比從30％下降到20％，出水渾濁，污泥沉降很快，5分鐘就能沉降到30％左右，這是污泥活性過低導致的，最好做一下污泥鏡檢看看菌群是否正常。降溫對污泥來說會降低菌群的活性，溫度過高又會導致生長過快。與此同時，是否曝氣過量還應該根據鏡檢結果判斷，另外，在系統工作過程中，因為降溫原因，每天增加了4個小時曝氣時間，污泥沉降很快主要是菌群的活性過低，形成的絮體過少，污泥的沉降速度就會過快，所以沉降比也可以作為判斷菌群活性的一個指標。
五、油田采出水存在的主要問題
5.1.采出水中礦化度較高，造成污水處理設施腐蝕結構嚴重
采出水中礦化度較高，且含有較高的鈣、鎂等成垢離子，水中含有大量硫酸鈉、碳酸氫鈉等，具有明顯的結垢、腐蝕特征。部分區塊地面系統及井筒結構受影響較為嚴重，個別站場在運行1～2年后出現運行不正常的狀況，油水井及地面管網維護工作量較大。
5.2.部分站點脫水系統不正常，影響油水分離效果
油水分離對藥品濃度、處理溫度、明水高度等參數要求較高，部分站點加藥濃度較高、沉降溫度較低、沉降罐多年不清理、明水控制不合理等多種因素導致采出水中含油量高、雜質較多，給采出水處理系統帶來沉重負擔。
5.3.部分站點采出水處理規模及工藝流程有待完善和改進
部分區塊因產出量上升導致采出水處理系統能力明顯不足，設施超負荷運行，系統配套能力不夠。部分除油罐由于多年不清理、附件損壞、不定期排污等多種原因導致除油效率較低。較多精細過濾設備出現故障，過濾器污染嚴重，設備維修跟不上導致水質不達標。
5.4.采出水帶來的環保問題
采出水經過改性處理后雖然實現了水質達標，但由此而產生的大量污泥由于尚無成熟的配套技術和可利用的途徑，日積月累，堆積如山，粉塵四散，造成地面環境的嚴重污染。
六、油田采出水處理中的新技術新工藝
由于油田采出水處理技術關系到提高油田生產效率和降低水污染，所以油田采出水處理技術得到了應有的重視，在發展過程中朝著高效率、低成本、優質化的方向發展。通過了解發現，油田采出水處理技術的新工藝主要體現在以下幾個方面：
6.1.新型水處理藥劑得到了大力的研制和開發
目前油田采出水處理過程中，混凝劑得到了重要應用。為了提高混凝劑的處理效果，并有效降低混凝劑的生產成本，關于混凝劑的研制和開發取得了最新的進展。混凝劑如何在多種污水環境下都能取得預期處理效果成為了未來的研究重點和方向。
6.2.新型水處理設備和技術得到了大面積的應用
目前油田采出水處理設備正朝著高科技的方向發展，主要設備有橫向流含油污水除油器，主要技術有光催化氧化技術、電絮凝技術等。此外，微波能技術和超聲波技術也成為了未來水處理的技術的重要發展方向，促進了水處理技術的全面發展。
6.3.生物水處理技術利用率得到了提高
基于目前生物水處理技術的諸多優點，在水處理技術發展過程中，生物水處理技術作為重要的技術方式得到了重要發展。目前生物水處理技術已經實現了重點和難點的突破，生物細菌的繁育和基因重組成為了生物水處理技術新的發展方向。
6.4.膜分離技術取得了突破和進展
膜分離技術在油田采出水處理過程中還屬于研究和實驗階段，目前遇到的困難是膜的成本較高，并且膜的污染問題沒有得到很好的處理。但是從目前的研究結果來看，膜分離技術已經取得了重要突破，膜的材質發生了變化，成本得到有效降低，并且膜造成的污染得到了有效控制。
6.5.水處理反應器的效率變得越來越高
水處理反應器是處理油田采出水的重要設備之一，現有的水處理反應器雖然種類較多，但是在處理效率方面處于較低水平。隨著水處理反應器技術的不斷發展，水處理反應器的效率會逐漸得到提高，將逐步達到油田采出水處理的要求。
結束語
眾所周知，石油對于經濟發展具有極強的推動作用，隨著油田開采的不斷深入，油層伴水問題逐漸顯現，因此，研究油田采出水處理新技術與新工藝是非常有必要的。然而油田采出水處理是一個非常復雜的工藝，既要考慮采出水中油量的回收，又要考慮污泥的采集與排放，所以新技術的重點是要為了提高了油田污水處理效果，達到低滲透油層回注水標準，實現效益最大化的目標。
參考文獻
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篇6
關鍵詞：生物脫氮除磷，城市污水，發展趨勢
中圖分類號：U664.9+2 文獻標識碼：A
隨著化肥、農藥和洗滌劑等的廣泛應用，氮磷污染及水體富營養化日趨嚴重。據近年來環境質量公報的消息，水體中的主要污染物為含氮磷的有機物。這些污染物進一步加劇了水資源短缺的矛盾，對可持續發展戰略的實施帶來了嚴重的負面影響。環境污染和水體富營養化問題的尖銳化迫使越來越多的國家和地區制定嚴格的氮磷排放標準，這也使污水脫氮除磷技術一度成為污水處理領域的熱點和難點。因此，研究和開發高效、經濟的生物脫氮除磷工藝成為當前城市污水處理技術研究的熱點。本文致力于研究現階段新型的脫氮除磷工藝，討論該類工藝發展的可能性，為實際工程中脫氮除磷工藝的優化提供理論依。
1.城市污水脫氮除磷技術現狀
目前含氮磷污水的處理技術可分為物理法、化學法、物理化學法和生物法[1]。化學法與物理化學法是最早的脫氮除磷方法，但由于成本高，對環境易造成二次污染。所以污水生物脫氮除磷技術是20世紀70年代美國和南非等國的水處理專家們在化學、催化和生物方法研究的基礎上提出的一種經濟有效的處理技術，該技術由于處理過程可靠，處理成本低，操作管理方便等優點而被廣泛使用。微生物脫氮除磷技術按微生物在系統中的不同狀態，可分為活性污泥法和生物膜法，通過設立好氧區、缺氧區和厭氧區來實現硝化、反硝化、釋磷和放磷以達到脫氮除磷的目的。
具體的生物脫氮除磷工藝有：巴顛甫同步脫氮除磷工藝(Bardenpho)、Phoredox同步脫氮除磷工藝、A2/O法同步脫氮除磷工藝、UCT工藝、SBR工藝、氧化溝工藝、A/B法、生物轉盤同步脫氮除磷工藝等。
2.污水生物脫氮除磷新技術及其應用
常規的污水生物處理技術主要去除有機物和懸浮固體，對氮和磷的去處效率較低。實際應用中經常出現脫氮效果好時除磷效果較差，而除磷效果好時脫氮效果不佳[2]。因此，常規生物脫氮除磷工藝流程存在著影響該工藝有效運行的相互影響和制約的因素，主要表現為：
①厭氧與缺氧段污泥量的分配比影響磷釋放或硝態氮反硝化的效果，厭氧段污泥量比例大則磷釋放效果好，但反硝化效果差；反之，則反硝化效果好，而磷釋放效果差；
②原污水經厭氧段進入缺氧段，磷釋放與硝態氮反硝化爭奪碳源，當原水中碳源不足時，磷釋放或反硝化不完全；
③硝化菌世代繁殖時間長，要求較長的污泥齡，但磷從系統中被去除主要是通過剩余污泥的排放，因此要提高除磷效率則要求短污泥齡。
這就要求我們在實驗研究中結合實踐努力嘗試新的生物脫氮除磷工藝，有效避免以上因素的影響，已達到更好的脫氮除磷效果。下面就目前現有的新型脫氮除磷技術進行簡要說明。
2.1生物膜與活性污泥結合
圖1 生物膜與活性污泥結合水處理工藝流程圖
常規生物脫氮除磷工藝存在相互影響和制約的因素，因此脫氮和除磷效果難以同時達到最佳。生物膜與活性污泥結合新工藝的特點是缺氧段采用生物膜法，反硝化菌均勻分布在整個缺氧池內，反硝化反應充分；好氧和厭氧段采用懸浮污泥法便于對污泥齡的控制，有利于硝化菌和除磷菌的生長繁殖。生物膜與活性污泥結合工藝將常規工藝中相互影響和制約的因素分解，使不同的菌類生長在各自最佳環境條件下，因而在本工藝中脫氮和除磷效果可以同時達到最佳，而且工藝的可控性增強,圖1。
2.2 反硝化除磷工藝
反硝化除磷是一些聚磷菌在缺氧的條件下,以硝酸鹽作電子受體,過度攝磷,從而實現反硝化除磷的脫氮除磷過程。
2.2.1 DEPHANOX工藝
該工藝首次采用交替的厭氧和缺氧條件并結合單獨的固定生物膜,來實現生物除磷的思想,并將其運用到反硝化除磷工藝中。
它在厭氧池和缺氧池之間增加了沉淀池和固定膜反應池,污水在厭氧池中釋磷,在沉淀池中進行泥水分離,含氨較多上清液進入固定膜反應池進行硝化,污泥則跨越固定膜反應池進入缺氧段,完成反硝化除磷。
該工藝具有能耗低,污泥產量低且COD消耗量低的特點。但該工藝中磷的去除效果很大程度上取決于缺氧段硝酸鹽的濃度,當缺氧段硝酸鹽不充足時,磷的過量攝取受到限制；反之硝酸鹽又會隨回流污泥進入厭氧段, 干擾磷的釋放和聚磷菌體的PHB 的合成[3]。
圖2 DEPHANOX工藝流程圖
2.2.2 BCFS工藝
圖3 BCFS工藝流程圖
BCFS工藝較UCT工藝增加了2個反應池,第一個增加的反應池介于厭氧池與缺氧池中間,起到選擇器的作用,可以吸附剩余的COD,同時迅速反硝化自回流污泥的硝酸氮,可防止絲狀菌的生長； 第二個反應池是混合池(缺氧或好氧) ,介于UCT工藝缺氧池與好氧池之間,目的是形成低氧環境以獲得同時硝化與反硝化,從而保證出水含有較低的總氮濃度[4]。
BCFS工藝還增加了2個內循環QB和QC,從好氧池設置內循環QB 到缺氧池十分必要,起輔助回流污泥向缺氧池補充硝酸氮的作用； 內循環QC的設置能在好氧池與混合池間建立循環,以增加硝化或同時硝化反硝化的機會,為獲得良好的出水氮濃度創造條件。
3.結語
以上所介紹的工藝，皆是從理論角度出發，對不同處理工藝的機理進行闡述。但在實際工程中，需根據處理水質，地形、經濟等限制因素選擇處理工藝。脫氮除磷技術沒有最好的，只有做適合的，至于對處理工藝的選擇，需要在研究工作中慢慢積累經驗。
生物除磷脫氮工藝的發展已不僅僅是要求較高的氮磷去除率，而且要求處理效果穩定可靠、工藝控制調節靈活、運行維護管理方便、投資運行費用節省。因此，目前，國內外生物除磷脫氮工藝正是向著這一簡潔、高效、經濟的方向發展，各類構筑物從工藝到結構都趨向于合建一體化[5]。現如今，污水排放標準的不斷嚴格是目前世界各國普遍發展的趨勢，以控制水體富營養化為目的的氮、磷脫除技術開發已成為世界各國主要的奮斗目標。我國對生物脫氮除磷技術的研究起步較晚，投入的資金也十分有限，研究水平仍處于發展階段。目前我國在生物脫氮除磷技術基礎理論沒有重大革新之前，充分利用現有的工藝組合，開發技術成熟、經濟、高效且符合國情的工藝應是今后我國脫氮除磷工藝發展的主要方向。
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篇7
關鍵詞：污泥 焚燒過程 污染物排放及控制 分析
1.污水污泥焚燒處理技術概述
污泥是一種由有機殘片、微生物、無機顆粒、膠體等組成的非均質體，污泥含有有毒有機物、致病微生物和重金屬，會對環境產生嚴重危害，隨著污泥產量的急劇增加，污泥的減量化越來越受到人們的重視。污泥組成成分包括固相中的無機相和有機相，流動相中的水分和水溶性成分。污泥減量主要是減少流動相中的水分，其中毛細水、空隙水和吸附水可以通過物理化學方法對污泥進行改性而減量或去除，但對于內部水只有通過焚燒干化處理技術才能去除。污泥焚燒是最徹底的處理方法，它能將有機物全部氧化分解，徹底殺死病原體，大大提高重金屬的穩定性，污泥焚燒后剩余灰的體積只有機械脫水污泥體積的10%并且污泥的處理速度快，不需要長時間儲存，減少占地面積。
污泥焚燒主要分直接焚燒、干化后焚燒和混合焚燒三類，直接焚燒技術由于污泥的含水率較高，因此會消耗大量的輔助燃料，物耗和能耗都較高，運行費用高；干化后焚燒設備投資成本較大，但是處理成本較低，從經濟性與安全考慮，具有價格優勢；污泥混合焚燒技術是指將污泥與其他可燃物進行混合燃燒，既充分利用了污泥的熱值，又達到了固體廢物綜合循環利用的目的，只需建立污泥輸送系統，系統簡單，操作方便，從固體廢物綜合利用的角度考慮，混合焚燒技術成為污泥焚燒處理的首選工藝。
國外在污泥焚燒技術方面有許多值得借鑒的經驗，德國是污泥產量最高的歐洲國家之一，目前在德國每年約有250～300萬t的污泥產生，其中14%用于焚燒，30%用于農業堆肥，56%用于填埋；且污泥的填埋處理比例在近十年來大幅度下降，焚燒比例逐年提高。日本因其國土面積小，因此對于污泥處理以達到最大減量化作為終極目標。據統計，運用焚燒處理工藝污水處理廠處理的污泥量約占日本全國污泥產量的60%以上，在世界各國中名列前茅。
污泥焚燒過程中產生的污染物如重金屬、二英、酸性氣體及焚燒灰渣容易對環境造成二次污染，下面將對這些污染物分別進行分析闡述。
2.重金屬排放機理及控制分析
2 . 1排放機理
污泥中重金屬種類較多，參考國內外對污泥中重金屬總量研究的數據，重金屬在污泥中主要以氧化物、氫氧化物、硅酸鹽、不可溶鹽或有機絡合物的形式存在，其次為硫化物。
重金屬的揮發性大小為：Hg>Se>Cd>Pb>As>Sb>Cr>Cu>Mn>Co>Ni。重金屬在焚燒過程中可以凝聚在較大顆粒上以固態形式排出，不能完全凝聚在較大的顆粒上的以氣態和氣溶膠的形式排出焚燒爐，以氣態或氣溶膠形式排出的重金屬對人體的危害最大。為了控制重金屬以氣態或氣溶膠形式從焚燒爐中后處理系統逃逸，可將重金屬富集在粒度較大的焚燒底渣上，減輕重金屬污染對環境的壓力。
2 . 2排放影響因素及其控制
污泥焚燒過程中影響重金屬排放的因素主要是焚燒溫度及外加的吸附劑。焚燒溫度對重金屬的外在影響主要體現在不同焚燒溫度和升溫速率對重金屬捕集的影響和溫度提高對焚燒渣物相的改變兩個方面，內在影響主要體現在重金屬化合物的熱力學穩定性。
不同焚燒溫度和升溫速率對重金屬在底灰上的殘留率影響較大，低熔點金屬如Na 和K 主要富集在細小的微粒上，而高熔點金屬如Al 和Ca 主要富集在粗顆粒上。溫度引起污泥焚燒渣物相發生變化后對重金屬排放也有影響，如揮發性較高的Hg、As在較低溫度時就會以氣體形式揮發；沸點比較高的Cr和Ni及其化合物其揮發性受水分的影響；Cr的氧化態熱力學穩定性大于氯化態，在焚燒過程中首先形成氧化物，以Cr2O3的形式富集在灰分顆粒表面；有些金屬的揮發溫度較高，主要以殘渣態富集在粗顆粒上。
在焚燒的過程中添加吸附劑如石灰石、高嶺土等增強對重金屬的俘獲能力，使重金屬發生凝聚時快速的富集在吸附劑上，沉積到底灰中，降低重金屬向大氣中的揮發，減少對大氣和人體的危害，是最安全最理想去除重金屬的方式。
3.二英排放機理及控制分析
二英的形成和控制排放是污泥焚燒技術推廣的另一個重要的制約因素。二英通常在焚燒過程中以氣態或者沉積在飛灰上排出。
3 . 1形成機理
二英的形成機理相當復雜，污泥焚燒過程中生成的可能途徑主要有三種：一是包含有PCDD/PCDF 的化合物在燃燒室內的不完全燃燒；二是含氯化合物（如氯酚、氯苯等）在500～800℃溫度條件下會熱解重排反應，迅速（0.1～0.2 s）產生大量二英，即所謂的“高溫同相合成機理”，而在高溫下（大于850℃）二英的分解速率遠大于由前體合成二英的速率。三是由無機氯化物和有機化合物在催化劑的參與下反應合成，包括從頭反應（de-novo反應）和異相前體生成機理，存在灰上的金屬化合物在較低的溫度范圍內（250～400℃）催化生成二英。
3 . 2排放影響因素及其控制
二英的生成受焚燒溫度、停留時間、含氧量、含硫/氯量的影響，只要嚴格控制生產條件和工藝參數，就可有效控制二英的生成。
①當控制燃燒溫度大于 850℃，停留時間超過2s二英時，煙氣中二英的分解率大于98%。因此生產中控制焚燒溫度和停留時間就可以有效控制二英的生成。
②二英再合成的峰值溫度區間250～500℃，因此通過煙氣的高流速、鍋爐的大小以及與猝熄反應器的直接聯合或使用急冷塔等措施將煙氣迅速降溫，以避開二英生成速率最大的溫度區間，使焚燒煙氣迅速降溫到200℃以下，從而減少二英的生成。
③二英生成隨氧含量的減少而降低，沒有O2則沒有二英生成，減少50%的O2就可以減少30%的二英的再次形成，因此一般工程中建議控制含氧量在 8%以下。
④二英的氯主要是以Cl2或HCl形式存在，不完全燃燒時氯的含量和S/Cl比是影響PCDD/PCDF 釋放的2個重要參數，參與形成隨著污泥中氯含量的增加煙氣中PCDD/PCDF 的排放量增加。因此可以通過添加CaO、石灰石等來控制二英前驅物HCl的生成以達到控制的目的。氯氣的形成主要是通過Deacon反應生成，SO2可以抑制Deacon 反應，隨著污泥中S/Cl比的增加，二英和呋喃的生成濃度降低，從而抑制二英的生成。
4.酸性氣體排放機理及控制分析
近期霧靄帶來的環境影響，使煙氣排放標準日益嚴重。污泥焚燒過程產生的煙氣中含有NOx、SOx等酸性大氣污染物，這些污染物的排放與焚燒污泥的成分、焚燒工況等有關。
污泥焚燒過程產生的NOx 分為燃料型和燃燒型兩類且以燃燒型為主。研究發現通過控制焚燒溫度可以減少NOx的生成，通過加入堿性吸附劑可以吸附NOx，因此通過研究煙氣選擇性催化反應降低NOx向大氣中的排放。
焚燒過程中SOx 的生成主要是由于污泥中的硫元素在焚燒過程中與氧的化合，燃燒過程脫硫通過添加固硫劑使之固定下來，通過煙氣脫硫裝置進行煙氣凈化除硫。目前很多的研究表明硫元素和污泥焚燒重金屬控制以及二英控制有一定的關聯，因此在控制重金屬和二英的同時考慮到SOx的去除才符合清潔焚燒的要求。
5.灰渣排放機理及控制分析
污泥焚燒產生的煙塵包括黑煙、飛灰和灰渣三部分，污泥中的重金屬在焚燒后沉積在焚燒灰渣上（包括底渣和飛灰），使污泥焚燒灰渣具有較大的危害性。因此，對灰的安全處置是污泥焚燒灰渣環境安全性的重要組成環節，可通過灰渣熔融處理技術將灰渣送入溫度為1200℃以上的熔化爐內熔化過后， PCDD/ PCDF 的分解率達到99.77%，是一種較為有效的灰渣處理手段，保障污泥焚燒環境安全性。
近年來，國內外都加大了對污泥減量化程度最高的焚燒技術的研究，尤其是針對一些產泥量大而且難于資源化處理的行業，如造紙、皮革等，以解決日益緊張的人口和土地問題。我國焚燒技術不成熟普及率不高，經費和技術上的不足，尤其是對焚燒尾氣治理落后導致我國污泥焚燒處理落后于其他國家。通過對污染物產生機理分析，可以通過控制污泥焚燒過程中的焚燒溫度、焚燒環境、工藝參數及外加吸附劑等條件來抑制污染物產生，從而降低污泥焚燒二次污染的風險，推進污泥焚燒處理工藝。總體來說我國的污泥焚燒處理仍需要更加長久的發展，更需要當代科技工作者繼續努力。
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篇8
關鍵詞：膜生物反應器、中水回用、污水處理新技術
中圖分類號：TV文獻標識碼： A
一、前言
隨著我國科學技術和經濟水平的不斷提高，高科技也逐漸融入污水處理中，同時不斷的涌現出新型的污水處理技術。膜生物反應器就是一種新興高效污水處理技術，在城市污水處理等方面發揮著作用，該種技術優勢十分顯著，具有廣闊的發展空間。本文首先對膜生物反應器工藝進行了概述；然后對膜生物反應器的三種工藝以及膜生物反應器在中水回用系統中進行了應用；最后分析了膜生物反應器在中水回用工程中的經濟效益。
二、膜生物反應器工藝概述
膜生物反應器（簡稱MBR）是將生物降解作用與膜的高效分離技術結合而成的一種新型高效的污水處理與回用工藝。通常回用技術需多種污水處理技術的合理組合，即各種水處理方法結合起來深度處理污水，這是因為單一的某種水處理方法一般很難達到回用水水質要求。即:污水格柵調節池膜生物反應器(MBR)(活性污泥池+超濾膜)消毒中水
1、工藝作用機理
膜生物反應器是利用膜組件進行固液分離，將截流的污泥回流至生物反應器中，透過水外排。膜組件是膜生物反應器中最主要的部分，它是把膜以某種形式組裝成一個基本單元，相當于傳統生物處理系統中的二沉池。在膜組件中，活性微生物與污水充分接觸，不斷氧化污水中的那部分能被其降解的有機物，而不能被微生物降解的有機物和無機物及活性污泥、懸浮物、各類膠體、大部分細菌則被截留，從而實現對污水處理凈化的目的。膜是具有選擇性分離的功能材料。膜的孔徑一般為微米級，依據其孔徑的不同(或稱為截留分子量)，可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，常用于膜生物反應器工藝的膜有微濾膜和超濾膜。根據材料的不同，可分為無機膜和有機膜，無機膜只有微濾級別的膜，主要是陶瓷膜和金屬膜。有機膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等。
2、膜生物反應器的工藝特點
膜生物反應器工藝作為一種新型污水處理技術，尤其是應用于中水回用工程中，具有以下特點:
（1）去除率高，出水穩定。由于膜生物反應器膜的截留作用，避免了微生物的流失，生物反應器內可保持高的污泥濃度，從而提高了體積負荷，降低了污泥負荷，具有極強的抗沖擊能力。又由于膜的截留作用，使SRT延長，營造了有利于增殖緩慢的微生物生長，如硝化細菌生長的環境，可以提高系統的硝化能力，同時有利于提高難降解大分子有機物的處理效率和促使其徹底的分解。在運行過程中，較大的水力循環，導致了污水的均勻混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高了活性污泥的比表面積。
（2）處理負荷高，剩余污泥量少。由于SRT很長，生物反應器又起到了“污泥硝化池”的作用，從而顯著減少了污泥的產量，剩余污泥產量低，污泥處理費用低；膜生物反應器曝氣池的活性污泥不會隨出水流失，在運行過程中，活性污泥會因進入有機物濃度的變化而變化，并達到一種動態平衡，這使系統出水穩定，并有耐沖擊負荷的特點。
（3）操作方便，占地面積小。膜生物反應器使微生物完全截留在生物反應器內，實現反應器的水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)完全分離，使設計簡化，易于一體化，實現自動控制，運行控制較靈活。并可省去二沉池、砂濾池，節省了占地面積和土建投資。
（4）解決了剩余污泥處置難的問題。剩余污泥的處置問題，是污水處理廠運行好壞的關鍵問題之一，在膜生物反應器工藝中，污泥負荷非常低，反應器內營養物質相對缺乏，微生物處在內源呼吸區，污泥產率低，因而使得剩余污泥的產生量很少， SRT得到延長，排除的剩余污泥濃度大，可不用進行污泥濃縮，而直接進行脫水，這就大大節省了污泥處理的費用。
由上述可知，膜生物反應器工藝所具有的優越性，是目前其他處理工藝無法比擬的，該工藝在城市污水或生活污水處理高濃度有機廢水、難降解有機廢水以及中水回用等方面都具有廣闊的應用前景。
三、膜生物反應器的三種工藝及應用
目前，實踐中應用工藝較多的三種膜生物反應器工藝主要是一體式膜生物反應工藝（S-MBR）、分置式膜生物反應工藝（R-MBR）和復合式膜生物反應工藝（H-MBR）三種。下面就這三種工藝原理、特點及實際應用進行了探討：
1、一體式膜生物反應工藝
一體式膜生物反應器最早是由日本學者Yamamoto等在1989年首先開發的。這種工藝是將膜組件直接放置在生物反應器中，然后通過工藝泵的負壓抽吸功能將膜過濾出水。這種工藝的一個顯著特點就是將膜浸沒在反應器的混合液里面，因此又被稱為淹沒式MBR或者浸沒式MBR。林豐、張林生通過一體式膜生物反應器處理城鎮生活污水后效果顯著：COD的去除率保持在90%以上，而生物反應器的貢獻值達到70%-85%，膜截留的貢獻值在12%-25%之間；進水平均COD為573.6mg/L，出水平均COD為122.0mg/L，具有很好的抗沖擊負荷能力；當一體式膜生物反應器運行一定時間后，將污泥回流入水解酸化池，使得反應器內的污泥濃度保持在一個穩定值范圍內，實現了不需排泥的效果，節省了污泥處置費用。
2、分置式膜生物反應工藝
分置式膜生物反應器是將膜組件與生物反應器分開放置，膜組件與生物反應器相對獨立，二者通過泵和管路相連接，這種工藝又稱交叉流式MBR。其工作流程首先是將生物反應器中的混合液由泵增壓后進入膜組件，在壓力作用下膜過濾液成為系統處理出水，活性污泥，大分子物質等則被膜截留，并隨著濃縮液回流到生物反應器內。姚宏等采用分置式膜生物反應器處理城市污水，經過試驗后發現，該工藝對于化學需氧量的去除率達到了90%以上，出水水質COD的質量濃度小于20mg/L,對氨氮的去除率甚至達到了95%以上，出水水質氨氮濃度小于1mg/L，濁度小于0.1，出水水質完全符合城市污水再生回用景觀環境用水水質標準。
3、復合式膜生物反應工藝
復合式膜生物反應器工藝嚴格來說是屬于一體式膜生物反應器的一種，其工藝特點是通過曝氣對水流的循環作用實現膜表面截留的污泥與硝化液的自動回流，簡化A/O系統的運行。與嚴格意義上的一體式膜生物反應器所不同的是需要在生物反應器內加裝填料，形成復合式的膜生物反應器，通過改變生物反應器的一些性狀，從而實現增加了生物反應器中的污泥濃度，實現污水處理效率的提高。王春玲等以印染污水為例，采用復合式膜生物反應器與水解酸化預處理聯用工藝處理印染廢水，發現：出水水質良好，而且水質較為穩定，出水中的COD、氨氮、色度較低，無SS。
四、膜生物反應器在中水回用系統中的應用
開發中水系統的主要目的是將建筑生活污水進行適當的處理后,作為沖廁、洗車、空調冷卻水和綠化等用水加以回用。由于受使用目的和城市建筑的限制,要求中水回用水的水質良好,不會產生衛生問題,感官性狀佳,同時還要求處理流程簡單、占地少、運行穩定、易于管理且適應性強。膜生物反應器工藝具備了上述特點,因此80年代后在日本等國得到了廣泛應用。
日本某公司對膜生物反應器工藝的污水處理效果進行了全面研究,結果表明活性污泥-平板膜組合工藝不僅可以高效去除BOD5和CODCr,且出水中不含細菌,可直接作為中水回用。目前,日本已有近100處高樓的中水回用系統采用MBR處理工藝。
五、膜生物反應器在中水回用工程中的經濟效益分析
1、對膜的經濟分析
目前，對膜生物反應器系統的技術經濟分析的結論存在較大的差別。主要是由于在膜生物反應器系統設計中，對膜的處理能力與膜使用壽命的估計存在很大的差別，直接影響對膜生物反應器的經濟評價。影響MBR系統運行費用的主要因素是動力費用與膜的更換費用。膜的更換費用是影響MBR系統運行費用的關鍵因素；而動力費用是影響分離式膜生物反應器系統運行費用的關鍵因素。居民生活用水價格約為1.3~1.8元/m；賓館、洗車、洗浴等行業供水價格為1.8～3.5元/m。一體式膜生物反應器總運行成本為1.4元/m，用于中水回用具有明顯的競爭優勢。同時可節省水資源，具有環境效益和經濟效益。
2、膜生物反應器對整體工藝經濟分析
該工藝由于其具有出水水質好、運行穩定、節省占地面積等特點，與傳統的中水處理工藝相比具有明顯的經濟優勢，其主要表現在：
（1）膜生物反應器工藝無二沉池，基建投資省；
（2）剩余污泥量很少，污泥處理和處置費用低。由于生物反應器起到了污泥好氧消化池的作用，可取消污泥濃縮池和污泥消化池，也節省了污泥處理的基礎投資和運行費用；
（3）出水水質達到國家回用標準，省去了三級處理；
（4）隨著科學技術的發展，膜性能提高及價格不斷下降，更有利于推廣；
（5）占地面積小，在大城市寸土寸金的今天，更顯優越；
（6）因工藝簡單、自動化程度高，運行管理費用較低。
六、結束語
綜上所述，中水回用已成為世界范圍內大趨勢, 膜生物反應器作為一種新型高效的污水處理與回用工藝,在水資源短缺,水體污染日益嚴重,環境意識不斷增強的情況下蘊藏著巨大的生機。由于國家對膜生物反應器越來越重視，同時膜生物反應器的技術應用也日趨成熟和完善,我們有理由相信,其投資、運行費用也會大幅降低。加之目前膜生物反應器已實現商業化生產,其市場規模正以前所未有的速度不斷擴大。因此,膜生物反應器作為中水回用的實用技術將越來越具有技術上、經濟上的競爭優勢,其應用前景將十分廣闊。
參考文獻
[1]黃霞等,膜生物反應器廢水處理工藝的研究進展[J].環境科學研究,2011.11(1):40~44.
篇9
關鍵詞：污水處理 生物脫氮 生物除磷
水體富營養化是世界性問題，大量的研究已經證明，污水中的氮和磷是導致受納水體富營養化的主要原因之一。常規的污水處理技術主要去除有機物和懸浮固體，對氮和磷的去處效率較低。許多發達國家對排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水處理廠達到除氮除磷的要求。污水脫氮除磷的技術可分為物理法、化學法和生物法。相對而言，生物脫氮除磷技術投資少、運行操作簡單、無二次污染而被廣泛應用。常用的生物脫氮除磷工藝有：缺氧-好氧脫氮工藝；厭氧-好氧除磷工藝；厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝等。但是，在常規的生物脫氮除磷工藝中，污泥在厭氧、缺氧和好氧段之間往復循環。該污泥由硝化菌、反硝化菌、除磷菌以及其它多種微生物組成，由于不同菌的最佳生長環境不同，脫氮與除磷之間存在著矛盾。實際應用中經常出現脫氮效果好時除磷效果較差，而除磷效果好時脫氮效果不佳。因此，常規生物脫氮除磷工藝流程存在著影響該工藝有效運行的相互影響和制約的因素，主要表現為：①厭氧與缺氧段污泥量的分配比影響磷釋放或硝態氮反硝化的效果，厭氧段污泥量比例大則磷釋放效果好，但反硝化效果差；反之，則反硝化效果好，而磷釋放效果差；②原污水經厭氧段進入缺氧段，磷釋放與硝態氮反硝化爭奪碳源，當原水中碳源不足時，磷釋放或反硝化不完全；③硝化菌世代繁殖時間長，要求較長的污泥齡，但磷從系統中被去除主要是通過剩余污泥的排放，因此要提高除磷效率則要求短污泥齡。對于某些含高濃度氨氮的工業廢水，由于碳源不足，總氮的去除率較低。
根據生物脫氮除磷原理，針對常規污水生物脫氮除磷工藝技術存在的問題，本報告將介紹作者在污水脫氮除磷新技術方面的幾項科研成果。
一、生物脫氮除磷原理
篇10
關鍵詞:廢物處理；城市污水；處理技術
中圖分類號： TV 文獻標識碼： A
一、城市污水處理技術發展歷程
最早的污水處理技術是英國發明的現在稱之為生物膜法的污水處理技術，稱之為Moris池，是利用微生物分解污水中的有機物。這個技術在現在稱作生物濾池，是生物膜法中的一種，現在還有生物流化床法和生物轉盤法等。
中國的污水處理技術發展比較晚，在五六十年代基本還是直接排放到河道之中靠河水的自凈來處理污水。隨著我國經濟的發展，人們開始意識到光靠河水的凈化是不能夠達到污水的處理要求的，國家開始修建相關的污水處理廠，從八十年代污水處理廠的建立到現在，我國污水處理技術在不斷發展，但污水處理能力距離歐美國家還有很大的距離，我國整體的污水處理率還較低，大部分污水得不到凈化就排放到自然環境之中，對自然環境造成破壞，因此發展污水處理技術刻不容緩。
二、城市污水處理技術發展回顧
城市廢水包括生活污水、工業廢水和大氣降水，其性質與氣候條件、城市規模和排水體制等有關，城市中工業的多少和性質、工業廢水預處理程度對其的影響作用明顯，尤其當排放重金屬、酸、堿、有毒物質、油類等特殊污染物時作用更加明顯。一般的城市廢水的性質比較相似。城市水污染以水體中的BOD5、COD超標等有機污染最為嚴重，而難以被生物降解的或有毒有害的有機物都是城市水污染的處理難點和重點。
現在城市的污水處理廠所應用的污水處理技術大體上有幾種，下面將著重介紹一下這幾種方法。
（一）、生物膜法
生物膜法就是通過微生物附著在污水中的有機雜質上從而氧化為水、二氧化碳等這些對環境無害的化學物質。生物膜法占地面積小而且處理效率高，便于進行管理非常適于中小城市的污水處理，在我國的應用也十分廣泛，比起活性污泥處理法更易控制，因而發展的十分迅速。
（二）、活性污泥法
活性污泥法則是微生物懸浮在處理池的水中，因為微生物在懸浮時聚集在一起而使整個看起來像是泥懸浮在水中，因此被稱作是活性污泥法。按空間分割的連續流活性污泥法，是指各種功能在不同的空間內完成的活性污泥法。其較成熟的工藝有氧化溝工藝和AB法等，氧化溝工藝與傳統工藝相比，其氧化溝為封閉的環狀溝，即連續循環曝氣池，由于其流態具備推流式和完全混合式的雙重特點，因而耐沖擊負荷能力強。AB法是吸附生物降解法的簡稱，屬超高負荷活性污泥法，在技術上有突破。其對COD、SS、氮磷的去除率高于常規活性污泥法，并能節省基建投資約20%和能耗15%左右，適合經濟水平不高的中小城市。
（三）、氧化法
氧化法有很多種，像是化學氧化的方法、光催化的氧化方法和接觸氧化法等。化學氧化的方法主要是向處理池中加入強氧化劑，使污水中的物質在強氧化劑的作用下氧化分解達到凈化污水的目的。這種方法的處理效果一般不理想，現在很少有采用這種氧化的方式的。光催化的氧化方法的最基本原理就是光合作用，污水中的有機物在光的照射下進行化學反應，使有機物分解為二氧化碳和水等物質，這種方法操作簡單，處理效率高，便于操作，現在很多都在應用這一方法，也促使了這一方法的不斷進步。而接觸氧化法則是一種介于生物膜法和活性污泥法之間的一種方法，不僅在處理池的濾料上放上微生物，在水中也放上微生物懸浮，可以說是生物膜法和活性污泥法的綜合。
（四）、過濾法
過濾法的主要作用是把污水中的懸浮狀態污染物進行隔離，常用的設備有格柵和篩網。格柵主要用來截留污水中大于柵條間隙的漂浮物，一般情況下都會布置在污水處理廠或者泵站的進水口。篩網的網孔比較小，主要用來濾除廢水中的纖維和紙漿等細小懸浮物。
（五）、沉淀法
沉淀法主要是通過重力作用對水中呈現漂浮狀的較大污染物
進行沉降分離。這種方法簡單可行，而且分離效果比較好，主要用于挖成沉砂池和沉淀池中的污水處理。
（六）上浮法
上浮法主要用于清除污水中漂浮的污染物，通過投加藥劑和加壓溶氣等措施使一些污染物上浮，從而得到有效處理。在一級處理工藝中，上浮法主要是用來去除污水中的油類雜質。污水中的油粒很小，當其呈現出乳化狀態時，應該用加壓溶氣或者投加混凝劑等措施，讓油粒凝集浮升，然后撇除。整個過程都是在隔油池中完成的。
三、城市污水處理技術展望
（一）、水質處理新目標展望
城市廢水處理的任務是去除城市廢水的懸浮物和BOD5，一般包括3段處理工序，即先去除懸浮固體、粗粒固體、大粒徑膠體，然后除城市廢水BOD5的30%，對微生物的生命活動過程加以利用，從而對廢水中的污染物進行轉移和轉化，從而使包括細菌在內的微生物充分發揮微生物的作用，然后在生化反應器中將廢水中的污染物轉化為微生物細胞以及簡單形式的無機物，隨著環境質量要求的提高，人們開始對污水進行三級處理，使污水成為可用的新的資源。
（二）、污水處理新技術展望
近年來城市污水處理技術的發展方向主要包括對傳統的活性污泥法流程和技術進行革新和代替活性污泥法的處理流程和技術的研究，這為城市廢水回用的處理流程和技術開發了許多新工藝。
1、間歇式活性污泥法
近幾年來，序批式活性污泥法，或間歇式活性污泥法，已發展成多種改良型，主要有傳統SBR工藝、CAST工藝等。
CAST工藝是一種循環式活性污泥法，其在傳統SBR工藝和ICEAS工藝基礎上有一定發展，每組CAST系統包括4個池輪流運轉，完成進水、沉淀、反應、閑置和出水工序。該工藝具備SBR工藝一般特，還兼有推流式和完全混合式活性污泥法的優點。處理效果較好，適應水質變化的能力較強。SBR法是間歇式活性污泥法的簡稱，由于操作煩瑣，空氣擴散裝置容易堵塞，此工藝沒有得到推廣，隨著電子工業的發展，污水處理系統實現了自控運行，間歇式污泥法在美國、日本、德國和加拿大等工業發達國家得到廣泛運用。
2、聯合生物處理技術
采用單一的活性污染法或生物膜法處理生活污水時，由于方法上的差異，各自的優點和缺點都十分明顯。但兩者結合使用，可做到優缺點互補。如采用生物膜和懸浮生長工藝相結合的聯合處理工藝可以克服單一生物膜法或活性污泥法工藝的不足。對經典AB工藝進行聯合工藝的改進，在去除城市污水中的有機碳、氮、和磷方面效果顯著。
（三）、工業廢水處理與城市污水合并處理
工業廢水和城市污水究竟是合并處理還是分別處理, 這個問題在我國顯得尤為突出。工業廢水和城市污水處理的關系是否能夠得到合理的解決, 直接關系到如何發揮投資效益。目前，大多數人已經認識到應該優先考慮工業廢水和城市污水的合并處理, 規定工業廢水進入城市下水道的水質標準, 同時在廠內采取必要的預處理, 從而控制并處理容易造成的問題, 工廠和城市應該共同負責對城市下水道和污水處理廠的投資費用和運行費用，可以按水量、水質進行合理分攤。
（四）、 城市污水再生利用
污水在經過不同深度的處理后，會成為人們的第二水資源。污水經過處理后如果不能得到合理的使用, 就會淡化污水處理的意義。實踐證明，來源比較可靠的再生水是第二水資源之一，然而人們對再生水的認識存在偏見，認為再生水是由污水經過處理后獲得的，歸根結底還屬于污水，所以無法得到重用，這給再生水利用渠道的開發帶來了很大困難。面對淡水資源的寶貴要求，人們應該重新認識再生水，并且把再生水利用的渠道拓寬, 因地制宜根據需要確定其利用途徑。
（五）、 建設環保型的污水處理廠
污水處理廠是消除污染、化害為利、造福于民的產業，建設污水處理廠首先要消除自身對環境的污染，尤其是隨著《環保法》地位在人們心中的提升以及全民環保意識的增強，污水處理廠應該引起對自身污染高度的重視。城市污水處理廠的建設可以從低級到高級、從少到多。所以應結合我國實際，盡可能的開發高效低耗的處理技術，以便在財力和物力不充足的條件下，經濟有效地解決城市水污染防治問題。
三、我國城市污水處理對策
水是人類珍貴的地球資源，沒有了水人類就無法生存，所以保護水資源，改善水資源環境就刻不容緩。發展污水的處理技術將污水變廢為寶是未來污水處理發展的目標。現在對于污水處理技術的研究主要應該一是放在降低處理污水所需要的能源消耗上面，節約能源，盡量運用光和生物這樣的生態能源。二是放在改善污水凈化后的水質上面，提高污水凈化后的水質使水中的污染物減少到最少，同時要注意脫氮脫磷。而且研究減少污泥量的方法，減少污泥的排出。
總之，城市的污水處理技術經過了百年的發展已經取得了一定的成就，隨著科技的不斷發展，城市的污水處理技術也會不斷的進行改進，更好更徹底的對污水進行處理。相信在不久的未來，污水處理技術會使城市的污水不再是應該排放的廢水，而是可以再次使用的再生水，為保護淡水資源提供關鍵技術。
參考文獻:
[1]郭衛華.中國百年城市污水處理技術發展簡史[D].山西大學，2009.
[2]陳榮.城市污水再生利用系統的構建理論與方法[D].西安建筑科技大學，2011.
