?在我國,絕大部分江河湖泊都不同程度地受到污染。這主要是與我國的經(jīng)濟發(fā)展狀況及污水處理水平有關(guān)。我國目前工業(yè)廢水治理率不足70%,達標率不到50%,年排放18900896t生活污水,其中80%未經(jīng)處理直接排放[1]。水體質(zhì)量正逐步惡化,如果不采取行之有效的措施,有朝一日,惡化的水體將對人類的生存造成威脅。
自從改革開放以來“隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,城市污水排放量持續(xù)增加。1997年,全國城市污水年排放量達到3?51億m3,而污水處理率只有25.84%,其中集中處理率僅為13.?65%”?[1]?。因此提高處理率以及處理的技術(shù)成了當今城市污水處理技術(shù)的當務(wù)之急。?
傳統(tǒng)上廢水的處理方法分為物理法、化學法和生物法.物理法的去除對象是水中不溶解的懸浮物質(zhì).化學法是指向廢水中投加化學物質(zhì),通過化學反應(yīng)達到凈化廢水的目的.生物法指采取一定的人工措施,創(chuàng)造微生物生長、繁殖的環(huán)境,使微生物大量繁殖,從而提高微生物氧化、分解有機污染物的一種技術(shù).生物法主要用于去除廢水中呈溶解態(tài)和膠態(tài)的有機物,與物理和化學法相比,生物處理在去除廢水中有機碳、硫、氮、磷等污染物質(zhì)方面,存在許多優(yōu)越之處[2].
1.1?傳統(tǒng)活性污泥法
活性污泥法自1914年由Arden和Lockett開創(chuàng)至今,已經(jīng)過90年的發(fā)展與實踐,在供氧方式、運轉(zhuǎn)條件、反應(yīng)器形式等方面不斷得到革新和改進[2].總的說來,活性污泥法的主要優(yōu)點是能以相對合理的費用得到優(yōu)良的出水水質(zhì),這是因為排放之前細胞物質(zhì)就從廢水中去除;主要缺點是可控制性差.要達到期望的水質(zhì),往往需要復(fù)雜的操作能,提高微生物對環(huán)境和水質(zhì)變化的適應(yīng)能力.
1.2?生物膜法
生物膜法和活性污泥法一樣,都是利用微生物來去除廢水中有機物的方法.但在活性污泥法中,微生物處于懸浮生長的狀態(tài),所以活性污泥法處理系統(tǒng)又稱為懸浮生長系統(tǒng).而生物膜法中的微生物則附著在某些物質(zhì)的表面,所以生物膜法處理系統(tǒng)又稱為附著生長系統(tǒng).生物膜法主要包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床法等.
研究者和工程師們的關(guān)注,又涌現(xiàn)出大量新型的單一或復(fù)合式生物膜反應(yīng)器(Hybrid?bio—reactors)[3],如微孔膜生物反應(yīng)器(Membrane?Biofilm?Reactor)、氣提式生物膜反應(yīng)器(Air—lift?Biofilm?Reactor)、移動床生物膜反應(yīng)器(Moving?Bed?Biofilm?Reactor)、復(fù)合式活性污泥生物膜反應(yīng)器(Hybrid?Activated?Sludge—Biofilm?Reactor)、序批式生物膜反應(yīng)器(Sequencing?Batch?Biofilm?Reactor)、升流式厭氧污泥床一厭氧生物濾池(UASB—AF)及附著生長穩(wěn)定塘(Attached—growth?Ponds),等等.目前,生物膜法需研究改進的主要技術(shù)問題有:在理論研究上須有所發(fā)展和突破;工藝設(shè)計的優(yōu)化;研究適用的輕質(zhì)高強、價廉、使用壽命長的濾池濾料;生物膜法除磷脫氮的研究.
1.3?生物接觸氧化法
生物接觸氧化法是界于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝L1q].接觸氧化池內(nèi)設(shè)有填料,部分微生物以生物膜的形式附著生長于填料表面,部分則是絮狀懸浮生長于水中.因此它兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點.由于其中濾料及其上生物膜均淹沒在水中,故又稱之為淹沒式生物濾池.生物接觸氧化裝置的形式很多,根據(jù)水流狀態(tài)不同可分為分流式和直流式,從供氧方式上可分為鼓風曝氣式、機械曝氣式、灑水式和射流曝氣式.生物接觸氧化池的填料大多是蜂窩狀,目前應(yīng)用較好的是全面曝氣的網(wǎng)狀組合填料,纖維填料具有較好的應(yīng)用前景.總的來說,生物接觸氧化法的特點是:具有較高的容積負荷;不存在污泥膨脹問題,運行管理簡便;對水質(zhì)水量的變化有較強的適應(yīng)能力.
總的說來,傳統(tǒng)的廢水生物處理方法無論在設(shè)計理論和實際運行管理等方面,都有比較成熟的經(jīng)驗.但是,隨著石油化工和有機化工的發(fā)展,有機物的種類和數(shù)量不斷增加,需要處理的城市廢水水質(zhì)越來越復(fù)雜,需要研究開發(fā)新的廢水處理生物技術(shù).另外,隨著水資源的日益緊張和人們環(huán)保意識的提高,進一步尋求能夠高效除去生物難降解物質(zhì)和氮磷營養(yǎng)物質(zhì)也要求研究開發(fā)新的廢水處理生物技術(shù).
2?近年來推出的污水處理新技術(shù)
近年來城市污水處理技術(shù)的發(fā)展方向主要有[1]:對傳統(tǒng)的活性污泥法流程和技術(shù)進行革新,使之更為經(jīng)濟合理;研究開發(fā)可以代替活性污泥法的處理流程和技術(shù);研究開發(fā)目標為城市廢水回用的處理流程和技術(shù),由此開發(fā)了許多廢水處理的新工藝,如吸附生物降解(AB)工藝,序批式間歇反應(yīng)器(SBR)、膜分離活性污泥法、氧化溝工藝等[1-3].
2.1?AB法
AB法是吸附生物降解法(Adsorption?Bio—degradation)的簡稱,是聯(lián)邦德國亞琛大學B.Bohnke教授于20世紀70年代中期在傳統(tǒng)兩段活性污泥法(z—A法)和高負荷活性污泥法基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新工藝,屬超高負荷活性污泥法,在技術(shù)上有突破[3].適合經(jīng)濟水平不高的中小城市.該工藝的主要缺點是污泥產(chǎn)量較高.該工藝在我國一些城市已有應(yīng)用,如深圳市羅芳污水處理廠.
2.2?SBR法?.
SBR法是間歇式活性污泥法的簡稱,近年來,由于電子工業(yè)發(fā)展,污水處理廠的整個系統(tǒng)做到了自控運行,為活性污泥法的間歇式運行在技術(shù)上創(chuàng)造了條件[3?].主要變形工藝有間歇式循環(huán)延時活性污泥工藝(ICEAS)和循環(huán)式活性污泥工藝(CA—ST).適合應(yīng)用于對出水水質(zhì)要求較高、水量水質(zhì)波動較大的旅游城市的污水處理.如昆明市第三污水處理廠就采用ICEAS工藝,揚州市污水處理廠采用了CAST工藝.