常见水处理工艺综述及前景展望

常见水处理工艺综述及前景展望

(西北民族大学)

摘要:本文简单的概述了几种污水处理工艺,提出了这几种工艺的优点和缺点。并且提出了几点改进的地方,相信这几种工艺会有更好的发展前景。

关键词:污水处理工艺发展前景

一、引言

随着经济的快速发展,城市进程的加快,水污染的加剧导致的水资源短缺愈加突出,加强对废水的处理和回收成为当前首要的任务。

这些常见的水处理工艺主要用来去除水中的有机物,而水中的有机物主要来自生活污水、食品加工、造纸等工业废水,这些废水中有机物含量高,这些废水流入湖泊、河流易造成水体富营养化,导致环境恶化。

目前国内常见的水处理工艺有活性污泥法、生物膜法、稳定塘、污水土地处理、人工湿地处理。这些处理工艺都是利用水中的微生物、细菌等去除水中的有机物。这些工艺不仅有效的去除水中的有机物,而且符合绿色化学的要求。

二、常见工艺的种类

1.活性污泥法

所谓活性污泥既是菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体吸附的污水中有机物和无机物物质组成的,有一定活力,具有良好净化污水能力的絮绒状污泥。活性污泥法是用污泥中的真菌、细菌、菌胶团等微生物分解水中的有机物的一种工艺。

活性污泥法在污水处理过程主要是去除水中的有机物,但是在去除有机物的过程中,经过一系列活性污泥同化作用,还可以去除水中的氮、磷等物质,其去除率在10%~20%。

活性污泥法工艺是一种广泛应用而且非常的一种传统污水生物处理法。其对污水的水质水量具有广泛的应用性、运行方式更加灵活、而且性价比更高。活性污泥也有很大的局限性:活性污泥生长周期长,对水温的、水质和水量的骤变适应能力差、活性污泥法处理负荷较低,但是造成设施的体积增大,土地投资也相应的增加、对于好氧微生物的氧需求量大。

活性污泥有着和天然水体相似的水质净化能力,随着科技的发展,在普通活性污泥法的改进使其具有更高的去除效果,因此,活性污泥法是一项极具发展前景的水污染处理方法。

2.生物膜法

生物膜法包括生物滤池法、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池法及生物流化床等工艺等。生物膜法主要利用在滤料或填料附着的微生物分解的污水中的有机污染物,最终将污染物分解成水、二氧化碳、有机酸、乙醇、醛等物质,从而达到水质净化的目的。

目前所采用的生物膜法大多是好氧工艺,主要用于中小规模的污水处理。生物膜法具有如下的特征:对水质、水量变动有较强的适应性,适合低浓度污水的处理,剩余污泥产量少,运行管理方便。但是生物膜也有一些缺点,因为生物膜主要是利用微生物附着在滤料上,因而工程建设需要大量的使用滤料,特别是处理规模较大的工程,使用的滤料的投资费用大。而且由于对滤料的颗粒大小也有要求,较大的颗粒微生物附着效果差,较小的颗粒会导致堵塞。此外,由于滤料在使用一段时间后需要更换,还需要一定的更新费用。

3.人工湿地处理

人工湿地模拟天人湿地的净化功能,天然湿地通过物理、化学的生物的反应,去除污水中的有机污染物、重金属、氮、磷和细菌等。由于天然湿地能够有效的除去有机污染物但是面积和区域的局限性,人工湿地的建设成为代替天然湿地的主要工艺。

人工湿地生态系统的构成主要是由填料、植物、微生物构成。人工湿地对有机物具有较强的去除能力。由于人工湿地的构成,人工湿地还有很好的去除氮、磷等物质。

人工湿地系统更加依赖其工艺构成,有着很强的再生能力,主要优点有建造运行费用低、可缓冲污水排入时水力和污染负荷、还可以提供一些野生动物的栖息地,提供娱乐场所,还可以食养鱼类等增加经济收入。但是湿地生态系统也有不足之处,例如,同天然湿地系统一样,人工湿地系统占地面积大。由于人工建造的系统中物种种类少,生态系统不平衡,所以,人工湿地系统易受病虫害的影响。由于人工湿地系统水力和生物复杂,因此在设计的时候非常困难,在投入使用的时候往往会因为湿地的计算误差导致人工湿地的处理效果变差,甚至会污染环境。

人工湿地生态系统虽然运行复杂,但是管理的好可以带来很高的经济效益、环境效益和社会效益等。因此,人工湿地系统具有很好的发展前景。

4.稳定塘

稳定塘是一种天然或经过人工构筑的污水净化系统。

同人工湿地系统一样,稳定塘工艺也是充分利用水体、土壤、植物和微生物去除水中的污染物。稳定塘有着悠久的发展历史,发展工艺技术也相对成熟,在我国上世纪中业就已经投入使用。

因为稳定塘的构造和处理污水机理,所以稳定塘有着处理成本低,操作管理容易等优点。另外,稳定塘有着较好的去除BOD效果、氮、磷等元素、病原菌、重金属、有毒有害等有机物的效果。但是稳定塘也有着占地面积大,处理效果易受环境影响,在管理不当是还会滋生蚊蝇,造成环境污染等缺点。

稳定塘有着自己独特的处理优势,特别是对于村镇、分散的生活污水具有一定的优势,此外稳定塘还可以进行河流、湖泊等污染水体的修复。

5.污水土地处理

污水土地处理系统相比其他几类污水处理工艺而言,更加注重整体的生态系统化。污水土地处理系统是利用农田、林地等构成的天然陆地生态系进行综合处理的生态系统。

污水土地处理系统更加的环保,无害,该工艺在污水处理的同时还能够促进绿色植物的生长。污水生态系统工艺有着悠久的历史,因为这种工艺更加的环保,污水处理效果也较好因此在近几百年的时间里已经有近几千种不同特色的污水土地处理工艺。

污水土地处理有着机械,电力等设施使用少,成本低,管理方便容易,可以利用荒废、坑洼等土地进行施工再利用,节省经济开支,此外,污水土地处理能够利用污水中的各种元素促进植物的生长,不仅可以再利用,而且可以绿化大地,促进生态环境的提高和良性循环。但是如果污水处理系统如果管理不当会导致水体恶化,蚊虫滋生,破坏环境,还会导致土壤和地下水的重金属污染。

三、前景展望

以上几种污水处理工艺都是利用细菌、水中微生物、植物等分解吸收水中的污染物质。在造价和使用方面成本低、更加环保、生态、无害等优点。但是由于其结构组成和污水净化机制的限制,这几种工艺往往占地面积较大,在管理和设计不当时,会导致一些蝇虫的滋生,甚至会加重当地环境的污染。因此在使用这几种工艺的时候应该要做到以下几点:1.根据不同的环境、成本要求因地制宜的使用相应的工艺。要做到符合环境发展的需要和可持续发展。2.由于这种工艺占地面积大,因此应当极大的利用土地,做更高效的利用每一寸土地。3.在工艺设计完成时应模拟工艺在当地的使用情况避免工艺设计错误带来的环境污染,此外还应学习并且提高工艺的管理技术等。4.还应做好防护措施,避免工艺在投入使用时一些操作和管理不当导致的环境污染。

相信这几种工艺在不断的改进和提高以后,在不久的将来对污水的处理会更加的有效,而且会更加的环保和更加的经济。

作者简介:陈家威(1995年7月—),男,安徽省蚌埠市人,最高学历为大学本科,学生,研究方向为环境工程,单位:为西北民族大学;

谭薇(1996年12月—),女,重庆市石柱土家族自治区人,最高学历为大学本科,学生,研究方向为环境工程,单位为西北民族大学。

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