城市生活污水危害及处理技术论文

摘要：本文系统地介绍并分析了污水处理厂流程中各个处理构筑的能耗情况，并针对各个构筑物提出有效的节能途径。指出了常用的污水好氧处理能耗过高的突出问题，建议改用能耗低，但是造价稍高的好氧过滤等处理方法。污水再生利用也是解决污水处理能耗高的途径之一。 关键词：污水能耗与功效 好氧过滤 生态处理 自净 一、前言 目前我国城市污水处理率低、环境污染压力大，但现行的处理技术多数面临高额资金投入的难题，当前迫切需要低能耗、生态型的污水处理技术。并且，随着人民生活水平的提高和城市化的日益加快，我国城市污水排放量持续增长。我国水污染的治理重点已经开始从工业点源为主的控制治理，逐步转变为以城市生活污水污染为主的控制治理。如何经济有效地解决生活污水的污染问题已成为一个亟待解决的难题，引起了人民群众和政府部门的极大关注。 然而污水处理的费用也是一个很大的问题，要想将污水和废水处理好，对环境的污染降到最低，我们就必须以最经济的方式处理污水，这就涉及到一个污水能耗与功效的问题。下面就污水处理厂的整个污水处理的流程进行分析，找到当前常用的污水处理流程中工艺的不足之处，并提出更好的解决方法，使以后的污水处理更加容易，更加全面，将污水对环境的污染降到最低的限度。 二、污水处理厂的工艺流程 目前，常用于我国城市污水处理的方式为集中污水处理系统和传统的三格式化粪池。其它的处理构筑物也都是大同小异的，主要的流程不外乎如此： 污水收集设施［包括污水管道、雨水管道、工厂排放水管道等］-->污水提升泵站-->格栅拦截-->沉砂池-->初沉池-->曝气池、厌氧池等核心处理工艺流程-->二次沉淀池-->排水管道或渠排入水体[①] 其中核心处理流程可分为一级处理和二级及以上的深度处理。深度处理流程主要有好氧处理流程、厌氧处理流程及两者相结合的处理方法。 目前，好氧处理方法有SBR工艺、UASB工艺、氧化沟、氧化塘等工艺，在曝气池里充入空气或氧气，让好氧细菌除去污水中的有机物杂质；厌氧处理流程主要有厌氧流化床、两相厌氧发酵、厌氧滤池等利用厌氧菌进行厌氧发酵的方法除去污水中的有机物的；另外常用的还有像A20及其变种的工艺流程都是好氧处理和厌氧处理相结合的处理流程，其处理效果往往比单一的处理方式好得多。 深度处理构筑物不外乎以下几种：曝气池、厌氧池、氧化塘、厌氧反应器及特殊的除磷脱氮设备，或者是它们的变种工艺，但是处理原理都是大同小异的。 三、各个处理构筑物的能耗分析 1、污水处理系统[②] 目前，污水处理系统又有集中污水处理系统和分散式处理系统。前者是指各种城市生活污水，经预处理符合管道排放标准的工业废水和城市融雪、降水等混合废水经过城市下水管道收集，然后集中被输往城市污水处理厂，城市污水处理厂再根据进水的水质，综合规划，采用适宜的措施集中处理；在达到国家排放标准后，排入自然水系的一种污水处理方式。一般用于经济比较发达的大中型城市。该系统初始投资大，需要敷设相应的城市污水管网，运行管理成本很高，因而对于经济欠发达地区的中小城镇有极大的应用局限性。 分散式污水处理系统，是指在小区或一个工厂设置化粪池或小型的污水处理设施，对生活污水进行预处理，对能够利用的中水进行冲厕所、洗车、浇洒路面花坛等。虽然分散式处理流程可能导致处理费用提升，但是这种处理方式是有它的优越性的，特别是现在过于集中的污水处理费用越来越高，处理流量也越来越大的情况下，分散式处理方式更显示了它的优越性。 2、污水提升泵站的能耗分析 随着人们对环境污染越来越严重这一状况的认识和对加强环境保护意 识的加强，现在大多数城市都纷纷建设了污水处理厂，处理流程也由简单的一级处理升级为二级或更深度的处理。但是对于大中型城市来说，普启遍还是采用集中处理的方式。一个污水处理厂处理的污水面积都很大，这就需要用提升泵站将远处的污水提升到污水处理厂进行集中处理，这些污水提升泵站不仅要保障所有污水都要提升到污水处理厂，还要适应污水量变化的要求，一般其流量都是很大的，输送的路程也很远，再者污水管道一般都埋设较深，泵站需要有很高扬程，电耗十分可观。 电费是污水提升泵站的主根能耗，输送路程越远，电价越高，像武汉的龙王嘴污水处理厂就设有五个污水提升泵站，将附近很大面积的污水汇集起来，其流量还是不大，目前正在扩建的工程处理流量也才15万吨。 3、格栅、沉砂池和初沉池的能耗分析 格栅是利用栅条拦截污水中粗大的杂质，污水经过格栅时，由于栅条的阻挡会引起水头损失，这就需要有水泵提升污水以增大污水的势能；再者，栅渣的机械粉碎处理也是耗能过程。这两者是格栅处理流程的主要能耗根源。 沉砂池和初沉池用以除去污水中粗大的砂粒以及细小的悬浮物，除了污水在池子中的水损外，刮砂刮泥设施以及其后续处理会有很大的能耗，但是这些能耗都不大。 4、曝气池的能耗分析 曝气

本培养方案按环境科学与工程一级学科制定，适用环境科学、环境工程两个二级学科。 实验室主要研究方向及其内容：1．水污染控制理论与技术城市污水处理厂的设计理论与技术；污水脱氮除磷技术；有机废水的厌氧处理技术，污水处理厂的自动控制理论与技术；膜分离理论与技术；高级氧化技术；水体富营养化研究；河流、湖泊等水体的水质模拟研究。2．大气污染控制技术与理论燃煤锅炉烟气脱硫技术；机动车排放污染控制理论与技术；清洁燃烧与大气污染控制理论与技术；室内空气环境质量与评价。3．固体废物污染控制及资源化生活垃圾的分类收集、运输与管理方法；卫生填埋场中垃圾降解规律；垃圾渗滤液产生的规律及治理技术；填埋气产生规律及开发利用；垃圾的堆肥化理论与技术研究；焚烧技术及设备的研究。各类工矿企业固体废弃物的处理处置及资源化技术的研究。4．污染物的环境行为污染物在大气、水体、土壤、地下水环境介质中的物理扩散，化学吸附-解吸、转化，生物降解与富集规律研究。5．环境地质研究工程建设对地质环境的影响与控制；研究地下水环境影响的规律与控制；研究地质灾害、洪涝灾害的形成规律、预测评价方法及防治措施，研究水土流失的形成发展规律与控制技术。6．振动与噪声控制技术环境振动噪声控制理论与技术；振动噪声测试理论与技术；环境振动噪声预测与评价；环境噪声振动的综合治理；机械设备噪声控制理论及技术；轨道交通噪声振动控制理论与技术。7．交通环境污染与控制交通污染形成机制、交通污染的危害分析、交通污染防治技术、交通环境管理手段、交通环境可持续发展以及与交通运载工具、交通运输过程及交通工程建设相关的环境影响评价等的研究。8．环境规划与管理城市环境规划；区域环境规划；流域环境规划；交通环境规划与管理；环境经济与投资；环境法规与政策。

水污染及其危害　　水体污染的概念　　水体是指河流、湖泊、池塘、水库、沼泽、海洋以及地下水　　等水的积聚体。在环境学中，水体不仅包括水本身，还包括了水　　中的悬浮物、溶解物质、胶体物质、底质(泥)和水生生物等。应　　把它看作完整的生态系统或完整的综合自然体。水体按其类型不　　同可以分成陆地水体和海洋水体以及地表水体和地下水体等。　　由于水的比热、蒸发热大，冰冻熔解热也大，因而使水环境　　下的温度变化小。水在4C时密度最大，所以海洋、河流下面不结　　冰，便于水的对流，使水中营养物和气体得以流动。水的溶解性　　好，事水中生物营养物质的运输者和载体。水的浮力大，使许多　　缺乏硬骨骼作支架的动物生存于水中。在太阳辐射和地球引力的　　驱动下，水通过气态、液态、固态转换循环，使大气圈、生物圈　　和水圈之间能进行能量和物质交换，从而形成了丰富多变的自然　　环境，以及生物与环境的协调机制。　　但是，人类的活动使得大量污染物质排入水体。这些污染物　　质使水体的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低　　了水体的使用价值，这种现象称为水体污染。由于工业化的兴起　　和发展，人类在生物圈中的活动日益加剧，水体污染的现象也日　　趋严重。因此，产生了许多公害事件，如日本的水事件和富山事　　件都是因水体污染造成的危害。水体污染的严重后果不仅在于危　　及人类身体健康，同时也对工农业生产造成危害。　　水体污染源和污染物　　根据人类活动的不同形式，可以将水体污染分成下面几种类　　型。　　(1)工业污染源各种工业生产中所产生的废水排入水体就造成　　了工业污染源。不同的工业所产生的工业废水中所含污染物的充　　分有很大差异，这是由于各种工业加工的原料不同、工艺过程不　　同造成的。冶金工艺所产生的废水主要有冷却水、洗涤水和冲洗　　水等。冷却水中的直接冷却水由于与产品接触，其中含有油、铁　　的氧化物、悬浮物等；洗涤水为除尘和净化煤气、烟气用水，其　　中含有酚、氰、硫化氰酸盐、硫化物、钾盐、焦油、悬浮物、氧　　化铁、石灰、氟化物、硫酸等；冲洗水中含有酸、减、油脂、悬　　浮物和锌、锡、镍、铬等。在上述废水中，以含氰、含酚废水危　　害最大。有色冶金工业所排出的废水，多含汞、砷、锡、铬等元　　素，是水体中重金属污染物质的来源。此外，有色冶金遗留的大　　量矿渣，经雨水冲洗，流入地表和地下水中成为水体中断污染物　　质。轻工业所加工的原料多为农副产品，因此工业废水主要含有　　机质，有时还常含有大量的悬浮物质、硫化物和重金属，如汞、　　镉、砷等。化学工业的产品很多，因此化学工业废水的充分也很　　复杂，在废水中常含有多种有害、有毒，甚至剧毒物质，如氰、　　酚、砷、汞等。有的物质难以降解，但却能通过食物链在生物体　　内富集，造成危害，如DDT、多氯联笨等。此外，化工废水中有的　　具有较强的酸度，有的则显较强的减性，PH值不稳定，这些废水　　对人体的生态环境，水体中的建筑设施和农作物都有危害，一些　　废水中含氮、磷均很高，易造成水体富营养化。有的污染物即使　　含量甚微，但通过食物链的物质循环富集，会造成水生动物和人　　中毒。　　总之，工业污染源向水体制排放大废水具有量大、面广、充　　分复杂的特点，是重点解决的污染源。　　(2)城市生活污水城市居民聚集地区所产生的生活污水，多为　　洗涤水和冲刷器物所产生的污水，因此，主要由一些无毒有机物　　，如糖类、淀粉、纤维素、油脂、蛋白质、尿素等组成。其中含　　氮、磷、硫较高。此外，还伴有各种洗涤剂，这是另一类污染源　　，它们对人体有一定危害。在生活污水中还含有相当数量的微生　　物，其中一些病源体，如病菌、病毒、寄生虫等，都对人的健康　　有较大危害。根据部分工业发达国家资料统计，城市生活用水量　　大约每人每天150-420升，特大城市为440-820升。　　(3)农村污水和灌溉水农村污水和灌溉水是水体污染的主要来　　源。由于农田施用化学农药和化肥，灌溉后或经雨水将农药和化　　肥带入水体造成农药污染或富营养化。在污水灌溉区，河流、水　　库、地下水都会出现污染，同时也就出现土壤污染、食品污染。　　此外，船舶在水域中航行时，会对水域造成污染，其主要污　　染物是油，其次还有因洗刷船舶带来的污水以及向水中倾倒废物　　等。在海上，原油泄露也会造成严重的污染。　　水污染的危害　　水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量，甚　　至使生产不能进行下去。水的污染，又影响人民生活，破坏生态　　，直接危害人的健康，损害很大。　　(1)危害人的健康水污染后，通过饮水或食物链，污染物进入　　人体，使人急性或慢性中毒。砷、铬、铵类、笨并(a)芘等，还可　　诱发癌症。被寄生虫、病毒或其它致病菌污染的水，会引起多种　　传染病和寄生虫病。重金属污染的水，对人的健康均有危害。被　　镉污染的水、食物，人饮食后，会造成肾、骨骼病变，摄入硫酸　　镉20毫克，就会造成死亡。铅造成的中毒，引起贫血，神经错乱　　。六价铬有很大毒性，引起皮肤溃疡，还有致癌作用。饮用含砷　　的水，会发生急性或慢性中毒。砷使许多酶受到抑制或失去活性　　，造成机体代谢障碍，皮肤角质化，引发皮肤癌。有机磷农药会　　造成神经中毒，有机氯农药会在脂肪中蓄积，对人和动物的内分　　泌、免疫功能、生殖机能均造成危害。稠环芳烃多数具有致癌作　　用。氰化物也是剧毒物质，进入血液后，与细胞的色素氧化酶结　　合，使呼吸中断，造成呼吸衰竭窒息死亡。我们知道，世界上80　　%的疾病与水有关。伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝类是人　　类五大疾病，均由水的不洁引起。　　(2)对工农业生产的危害水质污染后，工业用水必须投入更多　　的处理费用，造成资源、能源的浪费，食品工业用水要求更为严　　格，水质不合格，会使生产停顿。这也是工业企业效益不高，质　　量不好的因素。农业使用污水，使作物减产，品质降低，甚至使　　人畜受害，大片农田遭受污染，降低土壤质量。海洋污染的后果　　也十分严重，如石油污染，造成海鸟和海洋生物死亡。　　(3)水的富营养化的危害在正常情况下，氧在水中有一定溶解　　度。溶解氧不仅是水生生物得以生存的条件，而且氧参加水中的　　各种氧化-还原反应，促进污染物转化降解，是天然水体具有自净　　能力的重要原因。含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放，大量　　有机物在水中降解放出营养元素，促进水中藻类丛生，植物疯长　　，使水体通气不良，溶解氧下降，甚至出现无氧层。以致使水生　　植物大量死亡，水面发黑，水体发臭形成“死湖”、“死河”、　　“死海”，进而变成沼泽。这种现象称为水的富营养化。富营养　　化的水臭味大、颜色深、细菌多，这种水的水质差，不能直接利　　用，水中断鱼大量死亡。