城镇污水处理现状分析

城镇污水处理现状分析

刘雪凡于禾苗王晓曈

河北农业大学河北保定071000

摘要：水是生命之源，但是随着工业的发展，城市污水的排放量越来越多，成分也日趋复杂，城镇污水处理面临着严峻危机，本文通过对国内外现有污水处理厂现状和能耗的分析，得出我国现存的污水处理厂在工艺上与国外发达国家相比存在着较大差别的结论，但在能耗上差距很小，并根据目前污水处理厂存在的能耗过高现象从工艺设备及构筑物建设方面提出合理化建议。

关键词：城镇；污水处理；能耗分析

前言

近年来随着我国城镇化进程的加快城镇水环境受到巨大的考验，据统计，我国90%以上的城镇水环境受到不同程度的污染，78%的城镇河流都不适宜作为饮用水源，50%的城镇地下水源受到不同程度的污染，随着工业的发展，城镇污水处理问题将变得越来越尖锐。

一、我国污水处理现状

目前，我国城镇污水处理厂正以每年8%的速率增长，现有的污水处理厂污水处理能力约为1.22亿m3/d，但仍有一些地区依旧没有任何污水处理设施。我国污水处理起步于较晚，20世纪70年代末才开始出现，起初受到技术和经济等条件的限制，二级污水处理厂的比例较低且大多数以活性污泥法等有机工艺为主，用以去除污水中的BOD和SS；21世纪以后，新的脱氮除磷工艺成为污水处理的主流工艺，A2/O、SBR、A/O和氧化沟工艺所占比例逐渐上升[4]，但常规的活性污泥污法污水处理技术在实际应用中仍然很广泛，新生的污水处理技术在工艺和处理效果上都比常规活性污泥法要好。

氧化沟污水处理是活性污泥法的一种变型，具有水力停留时间长，有机负荷低等特点，与传统的活性污泥法相比可以减少一些构筑物的建设，流程简单，操作管理方便，出水水质好，工艺可靠性强，并能节省一定量的建设投资和运行费用，但其在实际应用中也存在着一定的问题。SBR是一种序列间歇活性污泥法，SBR技术用时间分割的操作方式来替代空间分割的操作方式，用非稳定化反应来替代稳态生化反应，用静置理想沉淀来代替传统的动态沉淀，工艺流程简单，造价相对较低，一般应用于厂矿企业的工业废水和中小城镇生活污水处理中。A/O是一种生物除磷的工艺，利用聚磷菌在厌氧条件下吸收磷在好氧条件下释放磷的原理达到除磷的目的，在一般情况下，TP的去除率可达85%以上。

虽然近年来我国城镇污水处理厂的建设和运营等方面都得到了提升，但是由于长期受到“重建设，轻运营；重污水，轻污泥“等老化思想的影响，我国城镇污水还存在着资金不足，工艺水平落后等的问题，与发达国家相比还具有一定的差距。

二、国外污水处理现状

19世纪以来，在工业相对发达的国家相继出现了环境和社会公害，其中由于水环境污染造成的危害影响着人们的生活，因此人们开始关注水环境的建设与改善，政府也相应的加大了投资力度，从法律和资金上给予支持，城镇污水处理事业蓬勃发展。

70年代末的美国已建成的污水处理厂约有18000座，在2008年时美国的加利福尼亚州奥兰治县建成了当时世界上最先进的城市污水处理厂，每天可将约31.8万m3的污水转化为饮用水，成本为0.45美元/吨。在欧洲，德国的污水处理事业发展较快，1995年末投产的污水处理厂有10283座，污水处理率平均为93%，并且有60%以上的污水厂为二级生物处理。

在亚洲，日本的城市污水处理事业一直处于领先地位，到2005年，日本有286座污水处理厂采用深度处理的工艺，那些经过深度处理的污水占总污水处理量地的16%。但是20世纪90年代后，发达国家逐渐失去了开发污水处理新工艺的动力，因此在城镇污水处理技术上并未出现根本性的革新。

三、污水处理能耗分析

在我国目前运行的污水处理厂中，能耗费大约占总成本的一半左右，一般来说，污水处理厂的能耗大致来源与直接能耗和间接能耗，直接能耗包括用于污水处理厂运行的电能和内能，它直接反映了污水处理厂在运行中的能耗，而间接能耗则产生与污水处理厂生产建设、运输以及生产药剂时产生的能耗，是污水处理厂综合性能评价的重要组成部分。

在我国，由于技术相对落后，整体上看我国同其他国家在污水处理的能耗上相差无几，但是在污水处理的工艺上却有着很大的差别，有数据显示，在国内二级生物处处理厂的单位运行费用约为0.2-0.6元/m3/d，其中大部分为能源消耗，而电力能源的消耗则在能源消耗中占很大的比重，约为60%-80%。在工艺流程的能耗方面，预处理段的能耗约占总能耗的28%，生物处理的能耗占比最大，约为60%，而污泥处理段则为12%左右。而在实际的生产运行过程中，污水处理厂的能耗大多发生在污水处理能力利用率、污水处理厂高程布置和工艺系统稳定性三个方面。

针对这些能耗现象可以提出如下的减耗措施：

1、提高污水提升泵的效率在污水提升的过程中，污水提升泵是主要的耗能设备，因此提高污水提升泵的效率可以有效的节约能耗，研究显示，使用变频调速设备可以有效降低污水提升泵的转速，比阀门调节流量可降低能耗40%-60%。

2、减小占地面积应紧凑污水处理厂水处理构筑物的布局，从而减小水头损失，已达到减少污水处理过程的能耗损失。

3、提高曝气系统的能耗采用较高效曝气设备，降低风机的能耗，合理布置曝气设备，间歇式曝气法可以很好的降低曝气系统的能耗，将曝气设备均匀布置，可造成溶解氧含量相对较高，从而造成能量的浪费，因此，应针对不同水质、水量和工艺设计适合的曝气设备。并逐步提高污水处理厂的自动化程度。

4、通过对设备的升级改造应用高效的膜技术、填料、生物滤池、臭氧消毒脱色等技术以提高综合达标率，最先选用技术成熟，适用范围广泛、应用效果好的工艺，在改造工艺的同时应确保污水处理厂的正常运行。

参考文献

[1]李广贺.水资源利用与保护[M].北京：中国建筑工业出版社，2002:17

[2]王保学.王银川.城镇污水处理现状与展望[J].国外建材科技，2007,28(1):119-122

[3]李迎迎.中国城市污水治理模式探讨[D].江苏：苏州大学，2011

[4]陈中颖,刘爱萍,刘永等.中国城镇污水处理厂运行状况调查分析[J].环境污染与防治，2009,31(9):99-102