探索污水处理技术的研究进展

【摘要】随着城市化进程的推进和工业化的发展，污水现象越来越严重，处理的难度也越来越大。本文据此为出发点，分析了概述了常用的污水处理技术，并就污水处理技术的研究进展做出了探讨。 
【关键词】污水处理；污水处理技术；研究进展 
　　引言 
　　我国目前水污染问题十分严重，伴随而来的是水资源的匮乏问题。因此运用有效的污水处理技术十分的紧迫.以下就常用的污水处理技术做一介绍。 
　　一、常用的污水处理技术分析 
　　1、物理处理法 
　　物理处理法是运用年限最长的污水处理法，然而相关的处理技术在近年来没有太大的突破，工艺流程也几乎没有发生任何改变。但是值得注意的是，随着科学技术的飞速发展，物理处理法所采用的设备自动化程度越来越高，相关的机械设备功能日益全面，相应的研发体系也日益完善。近年来用于物理处理法的装置主要有格栅、格网、多尔沉砂池等。格栅按照形状的不同可以分为平面格栅和曲面格栅。使用物理处理法要经常对装置进行清洗工作，一般渣的主要方式有人工清渣和机械清渣两种，前者主要运用于流量小时，在设计过水面积的时候应当运用相对大的安全系数，以免清渣太频繁，浪费人力。筛网可以起到初次沉淀池的作用，在污水处理中长用到生物脱氮除磷工艺，可以在节约空间位置的同时高效利用碳源。 
　　2、化学处理法与物理化学法 
　　污水的化学处理法主要指的是利用化学反应的作用去除污水中的杂质。这种处理方法可以对难以生物降解的物质进行处理。常用的化学处理法主要有中和法、化学混凝法、化学沉淀法和氧化还原法。常用的物理化学法有吸附法、离子交换法、萃取法和膜析法。本文主要阐述化学混凝法和吸附法。化学混凝法主要作用于微小的悬浮固体以及胶体杂质。一般较大的颗粒悬浮物多用沉淀等方法除去，因为大颗粒悬浮物受重力作用大，然而微小固体和胶体会长期悬游，具有一定的稳定性。这是由于胶体微粒通常带有电荷，通常胶粒的电动电位很高，相互之间有斥力，而且距离越近，斥力越大。因此胶体微粒不易聚结，多是分散地悬游状。尽管化学混凝的机理至今尚未完全弄清楚，但是根据现阶段研究进展，可以断定它和杂质成分、浓度、水温、PH 等有关，根据压缩双电层作用和吸附架桥作用，产生微粒凝结现象。混凝法对混凝剂要求高，不仅要求混凝效果好，而且要环境友好，价格低廉。常用的混凝剂分为无机盐类和高分子两类，其中无机聚合混凝剂用量最多。用硫酸铝时，最佳的PH范围为6.5至7.5，高分子混凝剂的混凝效果受PH影响小。一般化学混凝法运用的设备主要是水泵混合、隔板混合和机械混合。吸附法的处理效果主要和溶质性质、 溶质分子大小等有关，吸附量会随着吸附剂表面积的增大而增加，不同的吸附剂在实际处理中会取得不同的效果。吸附操作主要分为间歇方式和连续方式两类，并且都遵循以下三个步骤：首先是流体和吸附剂接触，流体中的吸附质被吸附在吸附剂上，其次将已经吸附了吸附质的吸附剂和流体分离，最后实现吸附剂的再生过程。吸附剂处理法是传统的物理化学处理法，对进水的预处理有相当高的要求，并且吸附剂是价格十分昂贵的。 
　　3、生物处理法 
　　生物处理法主要依靠曝气池和二沉池来完成，原理是依靠微生物新陈代谢使污水中的有机物转变为二氧化碳和水。微生物的代谢过程分为异化和同化两个过程，这两个过程包含了众多复杂的物理化学反应。微生物一般可以依靠污水中的有机物和少量无机物作为营养物质，这些可以作为微生物营养源的物质称为基质。分解代谢是微生物利用基质的过程，也叫做生物氧化。笔者在这里主要探讨脱氮除磷的主要理论。生物脱氮过程主要经历氨化、硝化和反硝化的作用，氨化在好氧和厌氧的条件下均可正常进行，硝化作用则应在好氧条件在进行，反硝化在厌氧条件下进行。生物处理法将污水中一部分氮同化成为生物细胞的组成部分，称为同化作用，一般当进水氨氮浓度不高时，同化作用是生物脱氮的重要手段。生物除磷是在厌氧和好氧环境不停更替的环境下进行，利用PAOs的厌氧释磷和好氧超量吸磷的特性，可以降低污水中磷的含量，并且以大量富磷污泥进行排放。在生物除磷中还经常运用假单胞菌属、放线菌属等，聚磷菌有明显的除磷优势。采用生物处理法应当首先了解微生物的生长规律和生长坏境，采用的研究方法主要是分批培养法，可以在培养过程中获取营养物质随时间的消耗量，从而了解微生物的生长情况。微生物生产会经历延迟期、对数期、增长期、稳定期和衰亡期这五个阶段。污水处理应当着重控制微生物的生长期，此时能够取得最佳的处理效果。微生物生长需要充足的营养、合适的温度和PH值。曝气池作为一个反应器，应当符合相应的水力特征。一般将曝气池分为推流式、完全混合式、封闭环流式和序批式。曝气池的种类繁多，其中纯氧曝气池对于生物处理法有重要作用，这种曝气池可以使生物处理速度高，污泥有较好的沉淀效果，剩余污泥量小。此外纯氧曝气池并不改变微生物自身的形状，从而可以使微生物取得更好的处理效果。但是纯氧曝气池的缺点是设备复杂，容易出现故障，而且要及时地进行PH调节。二沉池主要有平流式、竖流式和辐流式。二沉池中主要有四个区：清水区、絮凝区、成层沉降区和污泥压缩区。采用生物处理法应当对环境因素（PH、温度）、工艺因素（反应区水力停留时间、污泥泥龄）和污水成分进行精确的控制，一般城市用水的PH应当尽量控制在7.0左右。对污泥处理的回流上清液进行专门的加药沉淀处理也能使磷得到有效地控制。 
　　二、污水处理技术的研究进展 
　　1、高效率、低投入、低运行成本、成熟可靠、产泥量少且污泥达到稳定的污水处理工艺的研究 
　　中国是一个发展中国家，经济发展水平相对落后，而面对中国日益严重的环境污染，建设大批的污水处理厂需要大量的投资和高额运行费，这对中国来说是一个沉重的负担。而目前中国的污水处理厂建设工作，则因为资金的缺乏很难开展，部分已建成的污水处理厂由于运行费用高昂或者缺乏专业的运行管理人员等原因而一直不能正常运行，因此对高效率、低投人、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺的研究是今后的一个重点研究方向。 
　　2、对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究 
　　发展小城镇是中国城市化过程的必由之路，是具有中国特色的城市化道路的战略性选择。如果只注重大中城市的污水处理工程的建设，而忽视如此数量多的小城镇的污水治理，则中国的污水治理也不能达到预定目标。而对于小城镇的污水处理又面临一系列的问题，如资金短缺，运行管理人员缺乏，技术力量薄弱等。因此，小城镇的污水处理工艺应该是基建投资低、运行成本低、运行管理相对容易、运行可靠性高的工艺。目前对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究方向是：根据小城镇的特点，从现有工艺中比选出适合小城镇污水处理厂的工艺，同时开发出适用于小城镇污水处理厂的新工艺。 
　　3、具有脱氮除嶙功能的污水处理工艺仍是今后发展的重点 
　　《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）对出水氮磷有明确的要求，因此已建城镇污水处理厂需要改建，以去除污水中的氮、磷污染物，使出水达到国家规定的排放标准，新建污水处理厂则须按照标准GB18918-2002来进行建设。目前，对污水生物脱氮除磷的机理、影响因素及工艺等的研究已是一个热点，并已提出一些新工艺及改革工艺，如MSBR、UCT等，并且积极引进国外新工艺，如OCO、OOC、AOR、AOE等。对于脱氮除磷工艺，今后的发展要求不仅仅局限于较高的氮磷去除率，而且也要求处理效果稳定、可靠、工艺控制调节灵活、投资运行费用节省。 
　　结束语 
　　总而言之，污水处理问题与人们的生活息息相关。有关部门、机构应当加强对污水处理技术的研究，争取用更新更好的技术进行污水处理，为社会带来优质的水资。 
　　参考文献 
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