韋 煒
(新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所,烏魯木齊 830002)
水資源關(guān)乎整個社會的生存與發(fā)展,因此人們在日常生活中必須減少水資源的浪費(fèi),提高水源的利用率,這樣才能夠緩解當(dāng)前水資源緊張的局面。市政污水回用和污水處理技術(shù)是提高水資源利用的主要手段,因此市政部門需將污水處理作為重點工作,從根本上構(gòu)建城市水循環(huán)系統(tǒng),有效改善城市污水的問題。
近年來,全球水資源日趨緊張,世界上已經(jīng)有越來越多的地區(qū)缺少水源,如今很多國家都對污水處理、回用進(jìn)行規(guī)劃,將處理后的污水作為一種新的水源重新投入使用,以緩解水資源的緊張情況。若污水的重新利用率和再生利用率均能達(dá)到20%,就能緩解國家的缺水情況,將污水回用。這樣不僅能夠減少污水排放量,還能夠在農(nóng)業(yè)中發(fā)展污水再生技術(shù),促進(jìn)循環(huán)用水,在工業(yè)中將循環(huán)給水系統(tǒng)應(yīng)用于實際的工業(yè)生產(chǎn)中[1]。
污水經(jīng)過處理后回用,不僅能夠減少污水排放量,還能夠回收污水中的其他有用物質(zhì),從而降低湖泊、江河等水源的污染率,保護(hù)自然環(huán)境,保護(hù)水資源,維持生態(tài)平衡。污水經(jīng)過處理后可用于農(nóng)業(yè)灌溉,植物能夠有效吸收污水中的營養(yǎng)物質(zhì),因此污水回用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,能夠有效解決和防治環(huán)境衛(wèi)生問題。生活中排放生活污水、工業(yè)廢水還會造成地下水污染,從某種意義上看,處理后的污水重新用于生活,能夠保護(hù)自然環(huán)境,減少污染。
外置正壓膜過濾工藝是如今應(yīng)用最為廣泛和成熟的過濾法,該工藝是在傳統(tǒng)膜過濾工藝的基礎(chǔ)上加入氣水雙洗、反洗、加藥清洗等控制手段,能夠讓膜過濾在不同狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。如今,外置正壓膜過濾工藝已經(jīng)被廣泛用于市政污水深度處理中,主要用于預(yù)處理海水淡化、凈化地表水、處理工業(yè)用水等方面,同時該工藝也是最為常用的反滲透技術(shù),其與反滲透共同組成的雙膜工藝技術(shù)是目前用于再生水資源的常規(guī)技術(shù)[2]。
生物濾池法主要是指在污水處理中利用需氧微生物對有機(jī)廢水和污水進(jìn)行氧化處理,以達(dá)到凈化水源的目的,這也是一種生物膜處理的工藝技術(shù)。生物濾池法主要以焦炭、淬石、礦渣等作為填層濾膜,在污水流過過濾床后,污水中的部分細(xì)菌和污染物便會附著于過濾床的表面,因此生物膜上便聚集了大量的微生物,這樣就能夠很好地對污水中污染物進(jìn)行降解,從而讓污水得到凈化[3]。生物濾池主要通過沉淀池、生物濾池、二沉池進(jìn)行整合,主要依靠生物膜中的微生物反應(yīng)對污水進(jìn)行凈化。生物濾池既能夠與其他工藝相互結(jié)合,也能有效去除污水中的污染物,實現(xiàn)污水中有機(jī)物的降解。
2.3.1 基本原理
超濾工藝主要是指在靜壓狀態(tài)下對液體進(jìn)行分離,分離機(jī)制主要利用物理的篩分作用,在一定狀態(tài)下對液體施加一定的壓力,在膜微孔上吸附一定的膠體物質(zhì)和高分子物質(zhì),膜表面的篩分作用、孔內(nèi)阻塞截留等方式都被超濾膜所阻斷,而其他低分子物質(zhì)和水都能夠通過膜。超濾膜比一些微濾膜的孔徑要小,因此在一定的壓力下,能夠分離直徑較小的微粒和分子,且超濾材料大部分由無機(jī)膜和分子膜材料構(gòu)成。
2.3.2 超濾工藝的要點分析
超濾工藝的工作溫度一般為60℃,工作壓力為0.1~0.6 MPa,超濾膜的過濾量一般為500 L/m2·h。根據(jù)工藝及經(jīng)驗可得出,超濾膜透過的通透性主要受操作壓力、液體流速、運(yùn)行周期、運(yùn)行溫度以及膜的維護(hù)清洗等因素的影響,在實際工作中可以通過工藝技術(shù)的具體參數(shù)選取合適的通透量,讓超濾膜始終保持在優(yōu)良的狀態(tài),以保證水質(zhì)的可靠性和穩(wěn)定性[4]。
膜生物反應(yīng)器工藝主要是將膜浸泡在活性污泥中,將泥水直接分離,這樣能夠截留各種微生物,提高污泥的濃度,有效去除氨氮、有機(jī)物等污染因子,減少城市用地面積。因此,在高標(biāo)準(zhǔn)排放以及用地緊張的區(qū)域,膜生物反應(yīng)器污水處理工藝具有極大的優(yōu)勢,在污水處理領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
污水處理工藝主要采用間歇式活性污泥技術(shù)(SBR)進(jìn)行處理,其整個工藝流程都獨具特色,在工序處理過程中具有一定的分隔性,工藝主要是根據(jù)時間不同進(jìn)行控制和安排,具有明顯的周期性和間歇性。市政污水處理主要經(jīng)過進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、沉淀、排水、閑置等流程,在具體處理過程中,需要在污水處理池中進(jìn)行反復(fù)處理,基本操作流程如下。
3.1.1 進(jìn)水
污水處理操作人員打開進(jìn)水口的閥門,使用粗格柵過濾需要處理的污水,污水經(jīng)過水泵后由細(xì)格柵進(jìn)行二次過濾,過濾完成后將污水排放到SBR污水處理池中進(jìn)行下一步操作[5]。
3.1.2 曝氣反應(yīng)
污水池中的污水達(dá)到一定的水位后,關(guān)閉閥門,隨后在池中啟動鼓風(fēng)機(jī),進(jìn)行曝氣反應(yīng),與此同時利用回流污泥泵和潛水?dāng)嚢杵鲗ξ鬯M(jìn)行混合和攪拌處理。
3.1.3 沉淀
當(dāng)曝氣反應(yīng)達(dá)到一定程度后停止反應(yīng),關(guān)閉池中的潛水?dāng)嚢杵?、空氣閥門以及回流污泥泵,然后開始對污水進(jìn)行逆水分離、重力分離操作。
3.1.4 排水
當(dāng)SBR池中的水位達(dá)到最高水位后,在完成沉淀操作的基礎(chǔ)上,將池水中的上清液向外緩緩排放,并利用潷水器協(xié)助排放污水,然后將SBR池水中下部分的沉淀物排放到淤泥地。SBR系統(tǒng)涉及較多的技術(shù)和工藝,較為復(fù)雜,一些老式的設(shè)備往往難以滿足該系統(tǒng)的要求,因此可以利用PLC技術(shù),這樣能夠讓整個操作流程變得簡化,提升系統(tǒng)的工作效率[6]。
3.2.1 工業(yè)
許多發(fā)達(dá)城市有較多的工業(yè)企業(yè),工業(yè)在生產(chǎn)過程中用水量較大,所需的水資源完全可以使用處理后的城市生活污水,這樣對水資源來說是一種節(jié)約。但工業(yè)廢水必須處理后再排放,注重保護(hù)城市環(huán)境[7]。
3.2.2 農(nóng)業(yè)
農(nóng)業(yè)的發(fā)展關(guān)系到城市的發(fā)展,城市污水含有一定的礦物質(zhì),對農(nóng)作物的生長具有一定的促進(jìn)作用,因此城市污水在處理后可用于農(nóng)業(yè)灌溉,以提高水源利用率。
3.2.3 城市綠化
如今,隨著水資源的緊張,城市景觀、城市綠化維護(hù)工作都需要大量的水資源。在城市景觀建設(shè)及綠化過程中,植物的生長需要大量的水源,因此可利用處理過的城市污水進(jìn)行澆灌,這樣不僅節(jié)約了大量水資源,也促進(jìn)了水源的可持續(xù)發(fā)展[8]。
目前,世界上有很多國家屬于貧水國家,淡水資源環(huán)境遭到破壞,水資源再生較難。總的來說,國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開自然資源,水資源作為重要的資源之一,關(guān)系到國家的總體發(fā)展。因此,人們要合理利用水資源,不斷提升市政污水處理和回用技術(shù)水平,從而維持城市乃至國家的生態(tài)平衡,促進(jìn)國家城市化的建設(shè),最終促進(jìn)國家的全面發(fā)展。