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城镇污水处理主流技术发展史

北极星环保网来源:上华软件2019/9/16 9:03:37我要投稿

北极星环保网讯:污水处理的需求是伴随着城市的诞生而产生的,城市污水处理技术历经数百年变迁,从最初的一级处理发展到现在的三级处理,从简单的消毒沉淀历经有机物去除、脱氮除磷再到深度处理回用;其中,活性污泥法的问世更是具有划时代的意义。本文带领大家一起回顾一下“那些年”城市污水处理主流技术走过的路。

1污水处理技术发展编年史

污水处理历史可以追溯到古罗马时期,那个时期环境容量大,水体的自净能力已能够满足人类的用水需求,人们仅需考虑排水问题即可;而后伴随城市化进程加快,生活污水通过传播细菌引发了传染病的蔓延。出于健康的考虑,人类开始对排放的生活污水进行处理。早期处理方式采用石灰、明矾等沉淀及漂白粉消毒。明代晚期,我国已有污水净化装置,但由于当时需求性不强,我国生活污水仍用以农业灌溉为主。

1762年,英国开始采用石灰及金属盐类等处理城市污水。1881年,法国科学家发明了第一座生物反应器,也是第一座厌氧生物处理池moris池诞生,拉开了生物法处理污水的序幕。1893年,第一座生物滤池在英国Wales投入使用,并迅速在欧洲北美等国家推广。

1912年,英国皇家污水处理委员会提出以BOD5来评价水质的污染程度。技术的发展,推动了标准的产生。1914年,自英国曼彻斯特活性污泥法二级生物处理技术问世以来,一直被世界各国广泛采用,目前发达国家已经普及二级生物处理技术。

但针对活性污泥法存在的问题,各国研究人员对该技术不断进行改造和发展,先后出现了普通活性污泥法、厌氧/缺氧/好氧活性污泥法(A/O、A /A/O)、间歇式活性污泥法(SBR 法)、改良型SBR (MSBR) 法、一体化活性污泥法(UNITANK)、两段活性污泥(AB)法及各种类型的生物膜法等。

经济发达国家污水处理技术从20世纪60年代的末端治理到70 年代的防治结合,从80年代的集中治理到90年代的清洁生产,不断更新处理工艺技术、设施和设备。目前污水生物处理技术的主要发展趋势是多种技术组合为一体的新技术、新工艺。

如同步脱氮除磷好氧颗粒污泥技术、电/生物耦合技术、吸附/生物再生工艺、生物吸附技术以及利用光、声、电与高效生物处理技术相结合处理高浓度有毒有害难降解有机废水的新型物化、生物处理组合工艺技术,如光催化氧化生物处理新技术、电化学高级氧化/高效生物处理技术、超声波预处理/高效生物处理技术、湿式催化氧化/ 高效生物处理技术以及辐射分解生物处理组合工艺等。

许多国家在水环境污染治理目标与技术路线方面已经有了重大变化,水污染治理的目标已经由传统意义上的“污水处理、达标排放”转变为以水质再生为核心的“水的循环再利用“,由单纯的“污染控制”上升为“水生态修复”。

2污水生物处理技术发展史

传统观点认为,生物处理的主要功能是分解、稳定有机物,即降低BOD。随着工业生产的发展和对水环境的长期观察与研究表明,很多人工合成的有机物具有“三致”(致癌、致畸、致突变) 的严重危害,并且难以被微生物所降解,而无机性的营养物如氮、磷则容易引起水体的富营养化。

因此,水处理的要求也在不断变化,除要求水处理工艺具备脱氮除磷功能外,还要求将工业化生产、通过高温高压合成的各类污染物在污水处理过程中得到有效控制。因为这一类物质在自然界的降解需要几百年甚至上千年,还将不断富集、浓度不断增大,直接危害生态环境和人类生活的健康。

生物处理技术对这种类型的污水处理是否有效?一些BOD、COD浓度很高,甚至高达数万mg/L的污水,生物处理技术能否有效?这些新的问题和要求,推动了污水生物处理技术和工艺的发展。

按照微生物的生长方式,生物法可分为以活性污泥法为代表的悬浮生长法和以生物膜法为代表的附着生长法。目前,城市污水处理以活性污泥法的应用最广。但是,由于传统活性污泥法运行需要消耗大量的能源,运行费也较高,需要进行革新。为开发高效、低耗的城市污水处理新技术、新工艺,国内外开展了大量的研究并取得了一定的成就。

1.生物处理的微生物

传统的污水生物处理技术主要依赖两大类微生物,即异养型好氧微生物和异养型厌氧微生物。近几十年来,科学家和工程师共同合作,对污水生物处理中的微生物进行比较深入的研究,取得了很多成果,例如: 对活性污泥中细菌和原生动物的不同种类和特性及其协同作用的研究,推进了AB法工艺的发展; 对于硝化、反硝化细菌的研究,以及聚磷菌特性的研究,推进了具有脱氮功能的A/O法工艺以及具有脱氮除磷功能的A/A/O法工艺的发展; 对于厌氧微生物种群和特性的研究,以及发现了厌氧微生物具有部分降解大分子合成有机物的能力,推进了厌氧生物处理工艺以及用厌氧/好氧串联流程处理含难降解有机物废水的工艺发展; 对于高效菌的筛选、培养和固定化的研究,为进一步提高污水生物处理的效能,特别是为难生物降解有机物的处理提供了有效途径。

生物处理中的三大要素是微生物、氧和营养物质。反应器是微生物栖息生长的场所,是微生物对污水中的污染物加以降解、利用的主要设备。

延伸阅读:

污水处理技术之CASS工艺与CAST工艺的区别!

污水处理技术之同步脱氮除磷工艺中的矛盾关系及对策!

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