如何進(jìn)行水處理？

衡美水處理為您介紹一項(xiàng)環(huán)境保護(hù)知識(shí)——大型污水處理廠處理工藝。

污水處理廠也稱(chēng)污水廠。設(shè)在工廠的常稱(chēng)處理站，出水放入城市排水管道時(shí)，處理站實(shí)際上是一種預(yù)處理設(shè)施。廢水處理的一般目標(biāo)是去除懸浮物和改善耗氧性（即穩(wěn)定有機(jī)物），有時(shí)還進(jìn)行消毒和進(jìn)一步的處理。工業(yè)廢水的處理側(cè)重于油類(lèi)、懸浮物、重金屬和妨礙城市污水廠運(yùn)行的或高殘留的有機(jī)物的去除或轉(zhuǎn)化，以及pH值的調(diào)整。

污水處理工藝就是對(duì)城市生活污水和工業(yè)廢水的各種經(jīng)濟(jì)、合理、科學(xué)、行之有效的工藝方法。污水處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè),交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個(gè)領(lǐng)域。城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。

今天衡美帶您走進(jìn)大型污水處理廠——芝加哥Stickney水回收廠。

一、主要工藝流程

污水處理工藝流程是用于某種污水處理的工藝方法的組合。通常根據(jù)污水的水質(zhì)和水量，回收的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，排放標(biāo)準(zhǔn)及其他社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件，經(jīng)過(guò)分析和比較，必要時(shí)，還需要進(jìn)行試驗(yàn)研究，決定所采用的處理流程。一般原則是：改革工藝，減少污染，回收利用，綜合防治，經(jīng)濟(jì)合理等。在流程選擇時(shí)應(yīng)注重整體，而不只是追求某一環(huán)節(jié)。

Stickney水回收廠擁有成熟的活性污泥處理工藝（進(jìn)一步回收氮、磷時(shí)也采用生物膜反應(yīng)器）。從原始污水進(jìn)入工廠開(kāi)始，整個(gè)凈化過(guò)程大約需要12個(gè)小時(shí)。

1、生物除磷

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，美國(guó)的主要河流和湖泊由于受磷污染，富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，環(huán)保局為控制磷污染，對(duì)磷排放制定了比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)?；瘜W(xué)強(qiáng)化生物除磷污水處理工藝以除去污水中有機(jī)污染物和各種形態(tài)的磷為主，此污水處理工藝將化學(xué)除磷和生物除磷一體化，通過(guò)厭氧消化生物系統(tǒng)中活性污泥產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸，作為聚磷菌生長(zhǎng)的基質(zhì)或稱(chēng)之為營(yíng)養(yǎng)物，使聚磷菌在活性污泥中選擇性增殖，并將其回流到生物系統(tǒng)中，使生物污水處理系統(tǒng)工作在除磷狀態(tài)；同時(shí)污泥在厭氧條件下產(chǎn)生的磷釋放，通過(guò)化學(xué)除磷消除。這是一種市政污水處理工藝技術(shù)，滿(mǎn)足了我國(guó)現(xiàn)階段，為解決水體富營(yíng)養(yǎng)化，需要在常規(guī)二級(jí)污水處理基礎(chǔ)上進(jìn)一步除磷的要求。

2、循環(huán)間隙

美國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平各地相差較大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后的城市還不能拿出很多資金用于污水治理，因此，怎樣利用有限的資金，降低環(huán)境污染，是很多城市政府面臨的問(wèn)題。在污水處理方面，直到不久前，一些城市還采用強(qiáng)化處理工藝技術(shù)，出水達(dá)不到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)除去有機(jī)污染物的要求。循環(huán)間歇曝氣工藝充分發(fā)揮高負(fù)荷氧化溝處理效率高的優(yōu)點(diǎn)，又充分利用序批式活性污泥污水處理工藝出水好的特點(diǎn)，保證了系統(tǒng)出水達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)在除去有機(jī)污染物方面的要求。在投資和運(yùn)行費(fèi)用上比通常以除去有機(jī)污染物為主的二級(jí)生物污水處理系統(tǒng)降低三成左右，是適合我國(guó)現(xiàn)階段污水處理要求的工藝技術(shù)。

3、旋轉(zhuǎn)接觸

旋轉(zhuǎn)接觸氧化污水處理工藝技術(shù)是在生物轉(zhuǎn)盤(pán)技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合生物接觸氧化技術(shù)優(yōu)點(diǎn)發(fā)展起來(lái)的新一代好氧生物膜處理技術(shù)。旋轉(zhuǎn)接觸氧化污水處理工藝技術(shù)和成套設(shè)備提供了一種簡(jiǎn)單和可靠的污水處理方法。整個(gè)污水處理系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)軸是轉(zhuǎn)動(dòng)部分，一旦機(jī)器出了故障，一般機(jī)械人員都可以進(jìn)行維修。系統(tǒng)生物量會(huì)根據(jù)有機(jī)負(fù)荷的變化而自動(dòng)補(bǔ)償。附在轉(zhuǎn)盤(pán)上的微生物是有生命的，當(dāng)污水中的有機(jī)物增加時(shí)，微生物隨之增加，相反，當(dāng)污水中的有機(jī)物減少時(shí)，微生物隨之減少。所以這污水處理系統(tǒng)的工作效果不容易受到流量和負(fù)荷的突然變化和停電的影響。運(yùn)行費(fèi)用低，只有其他曝氣污水處理系統(tǒng)耗電的八分之一到三分之一。占地面積僅相當(dāng)常規(guī)活性污泥法一半。由于生物系統(tǒng)中生長(zhǎng)的微生物種類(lèi)多，能夠處理各種難降解工業(yè)污水。

二、Stickney處理什么類(lèi)型的水

由于芝加哥市及其周邊地區(qū)的排水系統(tǒng)是合流制，隨著城市的發(fā)展，暴雨徑流加大，污水處理廠經(jīng)常超負(fù)荷，迫使未經(jīng)處理的污水流人河道。因此，早在20世紀(jì)70年代初期，市政當(dāng)局就提出了隧道及水庫(kù)計(jì)劃(Tunnel and Reservoir Plan)，簡(jiǎn)稱(chēng)TARP。這個(gè)計(jì)劃包括160km隧道，用以截流貯存合流管中的溢流水，以便污水處理廠以后處理。其目標(biāo)是防止污水充人密歇根湖，為芝加哥市及其鄰縣800萬(wàn)人口提供飲用水，并為洪水提供出路。工程分兩期進(jìn)行，經(jīng)過(guò)25年的緊張施工，一期工程已經(jīng)完成，起到了預(yù)期的作用。雖然耗資巨大，但該方案比置換22000km合流管，修建污水管，還是經(jīng)濟(jì)的。

Stickney污水處理廠目前面臨的問(wèn)題是升級(jí)改造，升級(jí)改造需要實(shí)現(xiàn)磷的去除。當(dāng)局計(jì)劃采用生物除磷，在現(xiàn)有的曝氣池上增設(shè)厭氧區(qū)，并不打算采用投加填料。主要是由于芝加哥地區(qū)的人口不再增長(zhǎng)好和污水處理行業(yè)向著資源回收、能源回收的方向發(fā)展。目前，當(dāng)局正在對(duì)厭氧氨氧化技術(shù)應(yīng)用于側(cè)流工藝進(jìn)行研究。該技術(shù)在歐洲和北美發(fā)展迅速，相比于傳統(tǒng)的硝化反硝化技術(shù)，厭氧氨氧化技術(shù)只需消耗四成的能源，而且脫氮無(wú)需碳源。

三、回收與創(chuàng)新

活性污泥處理工藝并不新奇，Stickney水回收廠的特別之處在于致力于資源回收。它擁有成熟的營(yíng)養(yǎng)物回收設(shè)施，目標(biāo)是把所有污水都轉(zhuǎn)化為能源，將“糞便”泵入電力。（這也是我們所有環(huán)保人的目標(biāo)。）

前面提到對(duì)于磷的處理，Stickney建立了專(zhuān)門(mén)的磷回收工廠，利用旋轉(zhuǎn)藻類(lèi)生物膜反應(yīng)器技術(shù)使用藻類(lèi)從廢水中提取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

回收的磷在這里被轉(zhuǎn)化為肥料，在商店中出售。這種肥料被稱(chēng)為“綠色水晶”?，F(xiàn)如今Stickney每年可生產(chǎn)10,000噸綠色水晶。

四、Stickney到底有多大？

都說(shuō)Stickney水回收廠是大型污水廠，但究竟大到什么程度呢？

先說(shuō)幾個(gè)數(shù)字，Stickney水回收廠占地面積約為413英畝，擁有近400名員工，負(fù)責(zé)監(jiān)督每分鐘處理多達(dá)100萬(wàn)加侖的水，平均每天清潔7億加侖的水，每天的處理量能夠達(dá)到14.4億加侖的水。廢水從原污水轉(zhuǎn)化為干凈的水僅需12個(gè)小時(shí)。

通俗點(diǎn)來(lái)說(shuō)，Stickney每分鐘處理的水量能注滿(mǎn)2個(gè)奧林匹克規(guī)格的游泳池，也就是說(shuō)該水廠每天處理的水量大約能注滿(mǎn)700個(gè)游泳池。

Stickney還設(shè)有數(shù)十個(gè)實(shí)驗(yàn)室和辦公室，用于斷發(fā)展的設(shè)備和技術(shù)。此外，Stickney甚至擁有自己的鐵路，用來(lái)運(yùn)輸從水處理過(guò)程中回收的生物固體堆肥。

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