污水可生化性的研究

1、污水可生化性的研究城市污水是指排入城市管網(wǎng)的生活污水及各種工業(yè)廢水，此外還包括降雨、融雪以及夾雜的垃圾、廢物等。城市污水處理是環(huán)境保護的一項重要組成部分，對于保護當?shù)氐纳鷳B(tài)平衡以及改善自然條件，消除環(huán)境污染都是必不可少的，如果大量城市污水不加治理任意排放，會導致水體、土壤乃至空氣的嚴重污染，進而會破壞人們正常的生產(chǎn)和生活，所以必須對城市污水進行處理控制，改善受污染水體的水質，使之能滿足水體功能的要求。2 污水處理方法污水處理實質上是采用各種手段和技術將污水中的污染物質分離出來，或將其轉化為無害的物質，使之得到凈化?，F(xiàn)在污水處理技術按作用原理可分為物理法、化學法和生物法。物理法是利用重力分離的方

2、法將污水中呈懸浮狀態(tài)的固體物質分離出來；化學法是利用化學反應來分離、回收污水中各種形態(tài)的污染物；生物法即活性污泥法是利用微生物自身的各項生理活動來去處水中污染物。3 污水可生化性在污水中，存在著各種有機物和無機物，大部分為有機物，部分為無機物，被微生物作為營養(yǎng)加以利用，使微生物獲得需要的能量和合成新的細胞，這些被微生物利用的物質稱為底物。底物降解在污水處理中具有十分重要的意義，如果污水中的底物是可降解的，說明該污水采用生物處理法進行無害化處理是可行的。生物處理法按凈化原理可分為生物膜法和活性污泥法，由于活性污泥法研究十分充分，有大量的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，運行管理方便，亦較經(jīng)濟，因而在城市污水處理中普遍

3、采用物理法與活性污泥法相結合的方法，故人們首先要考慮采用活性污泥法處理污水的可行性，簡稱污水的可生化性。    評價污水處理的可生化性有很多方法，最簡單的方法是用BOD5、CODcr之間關系簡單評價。BOD5與CODcr是污水處理中最基本的指標，BOD簡稱生化需氧量，可間接地反映能為微生物分解的有機物的總量，BOD5為5天的生化需氧量；COD簡稱化學需氧量，它是在高溫有機催化劑及強酸環(huán)境下，強氧化劑氧化有機物所消耗的氧的量，所用的氧化劑為重鉻酸鉀，記作CODcr由于這個反應不受有機物是否能為微生物分解的影響，能夠氧化微生物無法分解氧化的有機物，所以CODcr比BO

4、D5值高。CODcr值可分為能被生物降解的有機物的CODB值和微生物不能降解的有機物的CODBN值的兩部分，即CODcr=CODB+CODBN（COD測定幾乎能反映所有有機物，但一些難分解的有機物如苯等不與考慮）根據(jù)研究可認為CODB=1.72BOD5（見圖1）。通過關系式我們可以求出不能被生物降解的有機物CODBN的大概數(shù)值。東郊污水處理廠采用漸減式曝氣傳統(tǒng)活性污泥法為主處理城市污水抽，取其96、97年比較明顯有代表性的幾個月份的BOD5、CODcr月平均值為例（見表1、圖2）。表1項目96.396.896.1097.597.897.997.11BOD5進水257.9141.7150.226

5、0.5193168.1167.5出水17.515.617.820.515.913.218.7去除率93.28988.192.191.892.188.8CODcr進水457.8321359.6481.3401.5382.6368.3出水80.959.273.77975.376.989.4去除率82.381.679.583.681.279.975.7CODBN14.278.3101.333.269.59380.2從以上的數(shù)據(jù)可以看出，CODcr與BOD5的去除率曲線隨CODBN的增大而降低，當CODBN過高時采用生物法去除污水中有機污染物，有機物去除率不是很高，出水時還殘留有大量微生物無法去除降解

6、的有機物，而這些難降解的有機污染物還會繼續(xù)污染環(huán)境，由此可說明當CODBN過高時不宜采用生物處理法。采用生物處理法必須控制CODBN，而其絕大部分來源于工業(yè)廢水，所以在控制工業(yè)廢水污染物排放濃度的同時還要考慮CODBN是否過高，如果排放總量很高，用其它方法如稀釋法降低排放濃度，但有機物總量沒有改變，還是會對處理造成不良后果。CODBN值對有機污染物去除率影響很大，CODB=1.72BOD5這個比例關系是比較理想化的，由于污水來源比較復雜、多變，有機污染物濃度也不穩(wěn)定，根據(jù)以往經(jīng)驗用BOD5/CODcr比值也可以簡單判別污水的可生化性，BOD5/CODcr70%說明污水中的有機物基本可以被生物處

7、理方法全部去除反之BOD5/CODcr比值越小，越難于生物處理，有的工業(yè)廢水BOD5/CODcr0.3即使提高有機物濃度，也很難采用生物工藝有效去除污染物。    東郊污水處理廠97年BOD5/CODcr月平均值如下：1月份2月份3月份4月份5月份6月份BOD5156.1186.9211.4264.7257.5176.5CODcr641.7296.3365.9418.1493.6313.1BOD5/CODcr0.2460.6320.5770.6340.5430.5627月份8月份9月份10月份11月份12月份BOD5248.3222.1182.2177.4155.

8、5198.5CODcr607.2376.6317.7228.1375.8333.6BOD5/CODcr0.4090.6020.5730.7760.4140.596BOD5/CODcr>70%認為值偏大不宜采用將其刪除。97年BOD5/CODcr平均值為0.528、96年BOD5/CODcr平均值為0.462、95年BOD5/CODcr平均值為0.476、94年BOD5/CODcr平均值為0.494、93年BOD5/CODcr平均值為0.314。以上反映出我市污水BOD5/CODcr的比值呈逐年上升趨勢，說明我市環(huán)保部門加強了對工廠排放污水的管理和控制，排水水質改善，使污水中BOD所占比例

9、逐年相對增加，污水可生化性加強。4 結論綜上所述，在城市污水處理過程中,可生化性的關鍵在于對污水排放的管理和控制，而對工業(yè)廢水的治理尤為重要，特別是難降解的特殊污染物，應在出廠之前對其進行一定程度的處理后再排入城市管網(wǎng)，以便于后續(xù)處理，減少其對環(huán)境產(chǎn)生的危害。 污水人工快速滲濾處理技術    快速滲濾系統(tǒng)(Rapid Infiltration System,簡稱RI系統(tǒng))是污水土地處理系統(tǒng)的一種。傳統(tǒng)的RI系統(tǒng)占地面積大，水力負荷低，最高的日水力負荷也僅0.03m，這是由于傳統(tǒng)的RI系統(tǒng)主要是利用天然的砂土地進行滲濾，場地土層不均一而使得水力負荷無法提高1。為此，

10、中國地質大學(北京)近年來致力于人工快速滲濾系統(tǒng)(Constructed Rapid Infiltration System, 簡稱CRI系統(tǒng))的研究，到目前已成功地從試驗研究轉向實際工程應用，并首先在我國南方地區(qū)開始推廣應用，這一技術目前國外尚未見有研究報導，屬于國內首次開發(fā)。CRI系統(tǒng)的滲濾池為人工填充的具有一定級配的天然河砂，并摻入一定量的特殊填料，以保證既有較高的水力負荷，又能滿足出水的處理要求。CRI系統(tǒng)是利用快滲池內的人工介質和特殊填料進行的過濾、吸附以及微生物的降解等多種作用的相互結合，使廢水中的有機物進行分解去除，從而達到水質凈化目的的一種生態(tài)學處理方法，它適用于河流污水資源化

11、和生活污水處理。CRI系統(tǒng)不僅具有操作簡單、運行管理方便、低能耗、低投資和低運行管理費用等優(yōu)點，同時也有水力負荷高和出水水質好等特點2。 1CRI系統(tǒng)工藝流程    CRI系統(tǒng)的工藝流程如下圖所示：    預沉池的功能主要是降低污水中的SS，以便提高滲池的滲濾速度，防止堵塞。污水通過滲池的過程中產(chǎn)生綜合的物理、化學和生物反應使污染物得以去除，其中主要是生物化學反應，使有機污染物通過生物降解而去除。地下集水系統(tǒng)的功能是收集凈化水，凈化水進入清水池貯存供回用?？焖贊B濾法的主體是快速滲濾池，該系統(tǒng)由至少兩個裝填有一定厚度砂石填料濾池組成，采

12、用干濕交替的運轉方式，通過濾池內的好氧、厭氧及兼氧性微生物降解污染物。落干期滲池大部分為好氧環(huán)境，淹水期滲池為厭氧環(huán)境，所以滲池內經(jīng)常是好氧和厭氧相互交替，有利于微生物發(fā)揮綜合處理作用，去除有機物。就氮的去除而言，落干時產(chǎn)生銨化和硝化作用，淹水期產(chǎn)生反硝化作用，氮通過上述轉化過程而被去除；懸浮固體經(jīng)過過濾去除；重金屬經(jīng)吸附和沉淀去除；磷經(jīng)吸附和與滲池內的特殊填料形成羥基磷酸鈣沉淀而去除；病原體經(jīng)過濾、吸附、干燥、輻射和吞噬而去除；有機物經(jīng)揮發(fā)、生物和化學降解等作用而分別被去除3。2CRI系統(tǒng)處理效果    河北涿洲的現(xiàn)場小型試驗證明，CRI系統(tǒng)的日水力負荷可達2m

13、以上，出水質量達到或優(yōu)于二級處理出水標準，CODcr一般在50mg/L以下，最低小于20mg/L，BOD5一般在20mg/L以下4；深圳三棵竹和東莞華興電器有限公司的現(xiàn)場試驗和實際工程的應用證明，對于河流污水日水力負荷可達1.5m3/(m2d)以上，對于生活污水日水力負荷可達1m3/(m2d)以上，出水質量達到或優(yōu)于二級處理出水標準，CODcr一般在40mg/L以下，最低小于20mg/L，BOD5一般在10mg/L以下5；對茅洲河水的研究結果表明，在1.5 m/d的水力負荷條件下，CRI系統(tǒng)對SS、CODcr、BOD5、NH3-N、和TP的平均去除率分別為89.51%、77.82%、85.33

14、%、98.28%和60.19%，處理出水中SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TP的平均濃度分別為2.5 mg/L、15.7 mg/L、2.89 mg/L、0.32 mg/L、和0.86 mg/L，處理出水SS、CODcr、BOD5、NH3-N和TPS均達到了污水綜合排放標準(GB8978-1996)、城鎮(zhèn)二級污水處理廠一級排放標準、生活雜用水水質標準(CJ25.1-89)和再生水回用于景觀水體的水質標準(GB3838-2002)的類水質標準，可以作為飲用水源水6。3CRI系統(tǒng)的優(yōu)勢(1) 建設成本低，運行費用更低    CRI系統(tǒng)中占建設成本最大的投資為填料

15、，主要為河沙。一般地，每噸水處理建設成本約為8001000元人民幣；如果能做到污水自流，不需要提升，則運行成本低于0.2元人民幣/噸。(2) 抗沖擊負荷強，系統(tǒng)穩(wěn)定性好        CRI系統(tǒng)1m3的體積可以處理2噸以上河流污水，是一般傳統(tǒng)人工濕地系統(tǒng)處理效率的6倍，COD負荷范圍可以在100900mg/L，系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運行。(3) 應急處理和深度處理可以有機結合，出水效果好，不造成投資浪費CRI系統(tǒng)中通過調整水力負荷，可以處理不同的水量，水力負荷在一定范圍內變化，對出水效果影響較小。水力負荷的大小，與選擇濾料的級配有關，

16、因此通過不同級配的濾料選擇，可以調整不同的水力負荷，達到不同的處理效果。對于深度處理，降低水力負荷，出水優(yōu)于二級處理，而且除磷效果佳，也有一定除氮功能，只要部分更換濾料即可達到深度處理，其它設施可以不作任何變動，不造成投資浪費，做到應急與深度處理有機結合7。(4) 不造成二次污染，不對污泥作任何處理    CRI系統(tǒng)不需投加藥劑，主要通過生化作用處理污水，不造成二次污染；污泥在填料中由細菌消化，不產(chǎn)生污泥。也不需要對系統(tǒng)進行反沖洗，主要通過特殊濾料進行。(5) 占地面積相對不大    CRI系統(tǒng)濾層最佳深度為2m左右，1m3的體積可以處理2 m3以上污水，10萬m3污水需占地約5萬m2，大大小于傳統(tǒng)人工濕地，與一般的二級污水處理工藝的占地要求相當。4CRI系統(tǒng)的應用前景    我國是一個人均水資源占有量匱乏的國家，地表水體的生態(tài)環(huán)境嚴重惡化，許多地區(qū)和城市嚴重缺水。我國水污染嚴重和水資源短缺已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展，危害生態(tài)環(huán)境，影響人民生活和身體健康的突出問題8。因此因地制宜采用分散和集中相結合的污水處理技術，進行污水處理無害化、資源化是很有必要的。近年我國政府將投入巨資進行河流水污染治理，以深圳市為例，將投入70億資金治理深圳轄區(qū)內的7條河流，在近