論文摘要:本文分析和論述了影響城市汙水處理系統的幾個主要因素,著重對曝氣技術在城市汙水處理工藝的主導地位和技術應用進行闡述。
水是我們人類所共有的、有限的資源。大氣中的水分變成雨水降到地表,其中一部分蒸發或者滲入地下,而大部分洩入江河,流到大海,再通過江、海、河、湖返回大氣中,形成完整的大自然水迴圈體系。在這一迴圈過程中,人類所利用的水被汙染,而被汙染的水只有經過處理得到淨化,才能重新回到大自然的水迴圈體系中。因此,汙水處理的作用是極為重要的,是保護人類水環境,提供舒適的生活空間及作為資源有效利用所必須的和必不可少的重要環節。
1城市汙水處理工程設計中的關鍵問題
1.1汙水管網設計
城市汙水管網擔負著城市汙水的收集和輸送,是連線汙水產生源和汙水處理廠的重要的、不可缺少的環節。一般說,凡在新建市、區或擴建新區建設汙水處理工程時,宜採用分流制;在已建成合流制排水系統的舊城區、小城鎮等,宜將原合流制直洩式排水系統改造成截流式合流系統;在雨量稀少地區,如我國西北的部分地區或者邊遠小城鎮,由於汙水處理規模小,街道狹窄,兩側建築密集,施工複雜,無條件修建分流制排水系統,也可考慮採用合流制排水系統。值得注意的是,當截流倍數較大時,旱季和雨季汙水量相差較大,汙水處理廠的進水水量及水質都隨之發生相應波動,造成衝擊負荷,因此在汙水處理廠工藝流程設計和設計引數選擇時應對該水量、水質變化進行必要的分析和校核,保證處理廠出水穩定達標。
1.2垃圾滲濾液對汙水處理廠的影響
國內一些城市,特別是中小城鎮,當垃圾處理規模不大,且距城市汙水處理廠較近時,往往將垃圾滲濾液經預處理或不經處理直接排入城市汙水處理廠。這種情況下,設計城市汙水處理廠時,需十分注意由於垃圾滲濾液高濃度廢水的`進入而給處理廠進水帶來的水質變化。處理廠規模越小,其影響越大,滲濾液處理量與汙水處理廠處理規模的比值越大,對設計引數選擇、裝置選型及工程費、執行費等影響越大。
1.3除臭技術
隨著我國對環境質量要求的提高和汙水處理技術的發展,在設計汙水處理廠的同時,考慮除臭設施已提到議事日程。除臭方法常用有活性炭吸附法、化學藥劑吸收法、土壤法及生物法。由於活性炭吸附法去除高濃度臭氣效率低且價格高;化學藥劑吸收法臭氣去除效率低且操作管理複雜;土壤法則適合低濃度臭氣去除及佔地面積大等不足,目前國內外廣泛採用生物除臭法,即利用微生物除臭。該法具有適合於各種臭氣濃度的脫除,且具有效率高,不產生二次汙染及執行費用低等優點。因此,在我國建議採用生物除臭更為經濟合理。
2影響城市汙水處理系統的關鍵技術
城市汙水屬於可生化處理的中性汙水,工藝技術要求並不太複雜,而城市汙水處理工藝技術方案的關鍵因素是曝氣技術的選用。
2.1曝氣技術的重要地位
城市汙水主要汙染物成份基本都是容易被微生物分解的物質。在城市汙水處理工藝技術方案中,採用曝氣充氧培養微生物對有機汙染物質進行分解,這一基本原理都是相同的。一般都是採取初沉、曝氣、二沉、迴流或排出的工藝流程;近年來還出現了曝氣、二沉、迴流或排出的三合一體間歇式曝氣工藝。
曝氣充氧是城市汙水處理工藝執行中最重要的技術保障手段,也是工藝執行的動態控制核心;在城市汙水處理執行費用中,動力消耗所佔比例約為80%,而曝氣充氧能耗又要佔裝置總動力消耗的約80%;由此可見,所選用的曝氣形式及技術在城市汙水處理工藝技術方案中的重要地位。
2.2曝氣技術的基本分類
①傳統的分類曝氣技術傳統的分類方法是按照裝置性質區分的,分為三種基本形式。 表面曝氣—採用機械運動的方法,使水體表面不斷更新與空氣接觸;表面曝氣分為葉輪表面曝氣與轉刷(盤)表面曝氣兩種。
射流自吸—利用水體的射流作用吸入空氣。
鼓風曝氣—風機鼓風經曝氣器擴散向水體中輸入空氣(或純氧)。
②按照流體運動性質的新分類曝氣技術的實質就是使氣相中的氧向液相中轉移,傳統的分類方法難以反映曝氣技術的實質問題。使氣相中的氧轉移為液相中的溶解氧,是通過流體運動形成氣液接觸介面而完成的。
2.3鼓風曝氣是曝氣技術的發展趨勢
在城市汙水處理工藝技術中,有越來越多的工程技術人員認識到了鼓風曝氣技術具有動能消耗合理和充氧效率高的優點,因此鼓風曝氣技術在城市汙水處理工藝技術中越來越得到普遍的應用。
2.4終端裝置是鼓風曝氣技術的關鍵
鼓風曝氣技術的終端是關鍵裝置氣流擴散裝置——曝氣器。鼓風機經管道鼓入曝氣池的氣相流體,最終是由曝氣器對氣流的擴散而產生起氧傳遞作用的氣液接觸介面;曝氣充氧效率、曝氣執行可靠程度的長久性、氧傳遞均衡性與氧供給長期穩定性等等曝氣技術性能如何,完全是要取決於曝氣終端裝置(曝氣器)的功能作用。
2.5旋混曝氣器
本世紀九十年代初,我們就開始著手研究曝氣器的氣流擴散問題,經過大量的實驗研究與執行實踐經驗的總結,確立了採用阻力小且無堵塞的大孔排氣結構,經旋流、旋混與倒齒等多種結構擴散作用產生細泡的曝氣技術,生產製造了“旋混曝氣器”。從近年在湖南與廣東兩地的應用情況來看,旋混曝氣器突出表現了效率高、可靠性好、對長期穩定執行有保障的優點,深得使用者的好評。
3結語
自然系統和人工系統相結合的系統叫複合系統。市場經濟條件下的城市汙水處理系統,就是一個開放的複合系統。所謂開放的複合系統,是指這個複合系統,還與外界環境中的種種系統進行著交換。城市汙水處理系統的整體目標是:導、治結合,實現汙水處理“四化”。“四化”——一是減量化,即汙水、能耗、物耗的減小;二是無害化,即汙水處理的過程與結果對人及受納水體無害;三是資源化,即汙水處理後的迴圈回用;四是產業化,即汙水處理按市場機制形成產業。
參考文獻:
[1]徐志嬙,魏紅,黃廷林.汙水採用集中或分散處理再生回用的經濟比較[J].中國給水排水,2007.
[2] 張麗麗,徐得潛.城市汙水處理廠佈局優化的經濟性判據[J].山西建築,2009.
[3]王文雯.城市河流治理生態效應優化模式探索[D].山東師範大學,2004.
[4]周雹.論中小型城市汙水處理廠工藝選擇[A].中國環境保護產業發展戰略論壇論文集[C],2000.
[5]茹繼平,李大鵬.城市汙水再生利用新模式的探討[J].中國給水排水,2001.