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膜过滤:纳滤和反渗透膜对于去除药物残留都非常有效。操作压力在5bars~40bars时,就可以从废水中提纯出纯水。在生物处理之后,出水通常要进行预过滤(微滤)以防污染。膜元件需要进行化学清洗。产水/废水的比例通常在75%~80%之间。也就是说,将有20%~25%的含有残留物的水需要进行进一步的处理。由于操作压力较高,能耗基本在1kWh/m3~2kWh/m3。
由于以上的这些问题,膜过滤还不太适宜大规模使用。膜元件也可以在MBR中使用,MBR可以替代传统活性污泥法中的曝气反应池和二沉池。通常情况下,超滤膜的工作压力是1bar以下。为了防止膜污染,必须采用更高压力的空气流对膜进行“冲洗”,这也就是为什么膜过滤的能耗会高达1KWh/m3的原因。在这种工艺中,药物残留的去除率会高于传统工艺的污水处理厂,但是并没有高很多。
通过以上附加的工艺段,水中的微污染物可以得到一定程度的削减,但是不能完全消除。只有找到产生这些微污染物的化学品的替代品或者减少对这些化学品的消耗才是彻底解决问题的方法。
结语
我们可以通过工艺的优化来降低能量消耗。比如优化曝气、水泵等。能量产生同样可以通过工艺优化得以提升,如污泥厌氧消化以及热电联产等。通过以上这些方法,污水处理厂完全可以实现能量自给。如果脱氮采用厌氧氨氧化工艺,将会节省更多的能量。如果将厌氧氨氧化工艺应用在主流污水处理工艺中,用其取代传统厌氧消化脱氮工艺,将会产生更多的可挥发性悬浮固体,从而增加厌氧污泥消化罐的产能,即产生更多的沼气。
减少二氧化碳等温室气体的排放可以通过优化能量平衡来得以实现。在活性污泥工艺中,温室气体甲烷并不是最主要的。关于N2O的排放问题只有少量数据可供参考,应当加强对该领域的研究。关于磷回收方面,截止到2011年只有德国的吉夫霍恩有较大的工程案例,它采用的是改良SeaborneProcess工艺来处理消化污泥。
德国的一个小型污水试验场在进行从污泥灰分中分离磷元素的试验。从污水中可以回收大量的磷元素,但是其成本也要高出回报好几倍。可以采取其他污水处理工艺来去除水体中的微污染物,但是只能削减,不能根除。只有找到产生这些微污染物的化学品的替代品或者减少对这些化学品的消耗才是彻底解决问题的方法。今天的德国依然走在解决污水处理新问题与新挑战的路上。
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