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污水處理最新技術應用狀況及發展趨勢

第一節污水處理行業最新技術  

  目前我國污水處理中應用較多的技術包括氧化溝工藝、SBR法、CASS工藝、接觸氧化法、曝氣生物濾池工藝(BAF)、MBR法和速分生物處理技術等。上述方法各有優缺點,選取主要方法描述如下:  

  CASS工藝  

  CASS(Cyclic Activated Sludge System)工藝是近年來國際公認的處理生活污水及廢水的先進工藝之一。其基本結構是:在序批式活性污泥法(SBR)的基礎上,反應池沿池長方向設計為兩部分,前部為生物選擇區也稱預反應區,后部為主反應區,其主反應區后部安裝了可升降的自動撇水裝置。整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內周期循環運行,省去了常規活性污泥法的二沉池和污泥回流系統;同時可連續進水,間斷排水?! ?/p>

  MBR工藝  

  膜生物反應器(MBR)是一種將膜分離單元和生物處理單元結合的新型水處理技術,在近幾十年來得到迅猛發展。該工藝應用中空纖維膜取代了活性污泥法中的二沉池,進行固液分離,有效的達到了泥水分離的目的。膜的高效截留作用,可以有效截留硝化菌,使其完全截留在生物反應器內,使硝化反應得以順利進行,有效去除氨氮,避免污泥的流失,同時可以截留一時難于降解的大分子有機物,延長其在反應器的停留時間,使之得到最大限度的分解?! ?/p>

  但是MBR工藝仍存在如下缺點:膜造價高,膜組件使用壽命短,2~3年即需更換;容易出現膜污染;能耗高,為了加大膜通量、減輕膜污染,必須增大流速,沖刷膜表面,造成MBR的能耗要比傳統的生物處理工藝高?! ?/p>

  速分生物處理技術  

  速分生物處理技術是一種新型污水處理技術。該技術的原理是利用流體力學中的“流離”原理,突破傳統的生物處理方法,使處理系統中單一生物環境轉變為多變生物環境,使污水在集合體內多次重復發生厭氧、耗氧反應,且處理過程無需沉淀池、反沖洗和污泥處理等系統。速分生物處理技術的核心是“速分生化球”,作為生物載體,填充在專門設計的速分生化池內,附著在其上的生物膜是生化處理系統的主體作用物質。速分生化球可正常使用30年而無需更換,比傳統的生物填料節約了大量的更換、維護費用?! ?/p>

第二節污水處理技術發展趨勢  

  1、具有脫氮除磷功能的污水處理工藝仍是今后發展的重點  

  《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)對出水氮磷有明確的要求,因此已建城鎮污水處理廠需要改建,增加設施去除污水中的氮、磷污染物,達到國家規定的排放標準,新建污水處理廠則須按照標準GB18918-2002來進行建設。目前,對污水生物脫氮除磷的機理、影響因素及工藝等的研究已是一個熱點,并已提出一些新工藝及改革工藝?! ?/p>

  如MSBR、倒置A2/O、UCT等,并且積極引進國外新工藝?! ?/p>

  如OCO、OOC、AOR、AOE等。對于脫氮除磷工藝,今后的發展要求不僅僅局限于較高的氮磷去除率,而且也要求處理效果穩定、可靠、工藝控制調節靈活、投資運行費用節省。目前,生物除磷脫氮工藝正是向著這一簡潔、高效、經濟的方向發展?! ?/p>

  2、高效率、低投入、低運行成本、成熟可靠的污水處理工藝是今后污水處理廠的首選工藝  

  我國是一個發展中國家,經濟發展水平相對落后,而面對我國日益嚴重的環境污染,國家正加大力度來進行污水的治理,而解決城市污水污染的根本措施是建設以生物處理為主體工藝的二級城市污水處理廠,但是,建設大批二級城市污水處理廠需要大量的投資和高額運行費,這對我國來說是一個沉重的負擔。而目前我國的污水處理廠建設工作,則因為資金的缺乏很難開展,部分已建成的污水處理廠由于運行費用高昂或者缺乏專業的運行管理人員等原因而一直不能正常運行,因此對高效率、低投入、低運行成本、成熟可靠的污水處理工藝的研究是今后的一個重點研究方向?! ?/p>

  3、對適用于小城鎮污水處理廠工藝的研究  

  發展小城鎮是我國城市化過程的必由之路,是具有中國特色的城市化道路的戰略性選擇。1978~2000年我國建制鎮由2178個增至20312個,目前各種規模和性質的小城鎮已近48000個。如果只注重大中城市的污水處理工程的建設,而忽視如此數量多的小城鎮的污水治理,則我國的污水治理也不能達到預定目標。而對于小城鎮的污水處理又面對著一系列的問題:小城鎮污水的特點不同于大城市;小城鎮資金短缺;運行管理人員缺乏等。因此,小城鎮的污水處理工藝應該是基建投資低、運行成本低、運行管理相對容易、運行可靠性高的工藝。目前對適用于小城鎮污水處理廠工藝的研究方向是:從現有工藝中比選出適合小城鎮污水處理廠的工藝,同時開發出適用于小城鎮污水處理廠的新工藝?! ?/p>

  4、對產泥量少、且污泥達到穩定的污水處理工藝的研究  

  目前,污水處理廠所產生的污泥的處理也是我國污水處理事業中的一個重點和難點,2003年中國城市污水廠的總污水處理量約為95.9562×108/a,城市平均污水含固率為0.02%,則濕污泥產量為965.562×104t/a,并且污泥的成份很復雜,含有多種有害有毒成分,如此產量大而且含有大量有毒有害物質的污泥如果不進行有效處理而排放到環境中去,則會給環境帶來很大的破壞?! ?/p>

  目前我國污泥處理處置的現狀不容樂觀:據統計,我國已建成運行的城市污水處理廠,污泥經過濃縮、消化穩定和干化脫水處理的污水廠僅占25.68%,不具有污泥穩定處理的污水廠占55.70%,不具有污泥干化脫水處理的污水廠約占48.65%。這說明我國70%以上的污水廠中不具有完整的污泥處理工藝而對此問題進行解決的一個有效辦法是:污水處理廠采用產泥量少、且污泥達到穩定的污水處理工藝控制工程網版權所有,這樣就可以在源頭上減少污泥的產生量,并且可以得到已經穩定的剩余污泥,從而減輕了后續污泥處理的負擔。目前,我國已有部分工藝可做到這一點,如生物接觸氧化法工藝、BIOLAK工藝、水解-好氧工藝等,但是對產泥量少、且污泥達到穩定的污水處理工藝的系統研究還沒有開始?! ?/p>

第三節污水處理行業發展趨勢

  1、市場發展趨勢  

  目前,中國水務市場,雖然資本推動和行政因素特征仍然比較顯著,但是市場化的改革方向不可逆轉。隨著中國公用事業體制改革的深入,水務行業的市場化程度將不斷提高,進而為行業整合與跨區域發展提供了動力,把握機會的優勢企業將進一步鞏固其行業地位。水價改革帶來的價格上漲的動力將進一步助推水務企業成長,同時也將引致更多行業競爭對手?! ?/p>

  中國的水務行業還處于成長期,市場集中度偏低,缺少行業領導者,地域壟斷特征明顯。依據行業吸引力和技術關聯度向產業鏈縱向延伸,以及水務一體化成為主要發展方向。運營管理能力、資本運作能力、市場開拓能力、技術應用與開發能力和風險控制能力已經成為水務行業企業的關鍵成功要素。尋求市場份額與投資收益的平衡是現階段中國水務企業成長過程中關注的焦點?! ?/p>

  根據我國污水排放的預測,以及我國環境治理的計劃和2010年遠景規劃,我國污水處理率2010年達到45%。2010年我國污水排放量將達到763億立方米,處理45%為343.8億立方米即每日9407萬立方米,扣除2000年已經達到的日處理能力即2685萬立方米,尚需建設日處理能力6722萬立方米的污水處理廠,約需人民幣1344億元?! ?/p>

  2、行業競爭趨勢  

  資金成為拉動污水處理發展的核心動力和產業紐帶  

  在國際化、市場化的背景下,水源污染嚴重、處理設備落后的行業背景下,污水處理行業呈現巨大的資金需求。工業污水處理發展由原先計劃體制下的技術拉動轉型為投資拉動,投資不僅是開拓污水處理市場的決定性砝碼,也是串起技術、工程、產品、運營產業鏈的有效手段。污水處理在巨大需求背景下的投資拉動特征,使來自國際、民營、其他社會資本得以迅速進入工業污水處理行業并成為主角。國家對城市基礎設施領域資本進入的放寬,市場金融工具的豐富,以及傳統企業的產權多元化的全面實施,將進一步加強資本在工業污水處理行業中的權重?! ?/p>

  以獲得市場為動機的戰略聯盟是行業市場化程度的重要標志  

  市場經濟的基礎是契約,而戰略聯盟就是企業間的穩定契約形式,穩定的契約形式可以有效化解中間交易成本。世界500強企業中,平均每個企業參加60個不同性質的戰略聯盟。中國水業正處于市場化發展的前期,從行業上看是污水處理政策體系的模糊和不完善,從產業上看是企業的分散和松散。同時,水業綜合性極強,關聯度大,以規?;癁榛A的,以投資企業為龍頭的集投資、設計、工程、運營、設備供應的縱向產業鏈戰略聯合體,將成為企業參與競爭、抵御風險、降低成本的主要手段?! ?/p>

  3、技術發展趨勢  

  膜材料與膜應用技術的發展  

  國家實行的膜材料與膜技術應用國債項目帶動了我國水污染治理膜技術與膜材料的研發應用。近年來,我國在膜材料的研究開發方面取得了長足的進展,基本打破了過去發達國家對我國實行膜材料制造技術的封鎖狀態,我國水污染治理技術研發機構依靠自己的力量,開發了具有獨立知識產權的膜材料和膜組件?! ?/p>

  工業廢水治理技術的發展  

  全國各地針對部分工業企業沒有實現廢水達標的情況,開展了剩余污染源和不合格污染治理設施的達標治理工作。在這一形勢下,促使水污染治理技術研發與服務業有了較大發展。未來的技術發展方向將是針對造紙、化工、醫藥、釀造和皮革等重點行業。

  來源:水工業網

  

  

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