如何在我國(guó)實(shí)現(xiàn)污水處理的“節(jié)能環(huán)保”理念

鄒 梅

吉林省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院，吉林長(zhǎng)春 130022

如何在我國(guó)實(shí)現(xiàn)污水處理的“節(jié)能環(huán)保”理念

鄒 梅

吉林省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院，吉林長(zhǎng)春 130022

我國(guó)的城市建設(shè)正在不斷的推進(jìn)當(dāng)中，污水處理作為城市建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，已經(jīng)成為了至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，一個(gè)城市的建設(shè)是否具有前瞻性，與城市的污水處理有著密不可分割的關(guān)系。本文就是從低碳、節(jié)能、環(huán)保開(kāi)始著手，對(duì)我國(guó)的污水處理情況進(jìn)行了分析，并通過(guò)實(shí)際情況提出了要建設(shè)適用于本地的污水處理方案，達(dá)到城市生態(tài)環(huán)境的要求，讓城市的居民能夠有個(gè)美好的生活環(huán)境。

污水處理；生態(tài)環(huán)境；低碳；節(jié)能；環(huán)保

引 言

對(duì)人類而言，水是生存不可或缺的資源，但是由于工業(yè)化，農(nóng)業(yè)化的危害，我們賴以生存的水資源已經(jīng)存在了很大的問(wèn)題，嚴(yán)重影響到人們的身體健康。所以對(duì)于污水的研究，就一定要狠抓嚴(yán)抓，一刻也不能夠松懈。國(guó)家現(xiàn)在提倡的污水處理系統(tǒng)一定要具備環(huán)保、節(jié)能的理念，但是城市的污水處理系統(tǒng)要想達(dá)到預(yù)期的效果，還需要專業(yè)的技術(shù)人員不斷地研究，為了讓人類的子孫后代都能生活得更好，污水處理的研究也就顯得非常有意義了。

1 我國(guó)污水的排量與耗能的情況

據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)：工業(yè)污水的排放量大約占污水總排量的50%，而且工業(yè)污水與生活污水相比，工業(yè)污水的危害更大，成分更復(fù)雜，更不易被凈化，對(duì)人體的危害非常大。而化學(xué)制品、造紙、電力、紡織這四個(gè)行業(yè)又占工業(yè)污水排放量的50%，需氧量排放占60%，是污水處理的重點(diǎn)對(duì)象。

由于工業(yè)化的日益發(fā)展，污水排放量在與日俱增，國(guó)家制定諸多措施下很大的力度來(lái)治理污水，2003年國(guó)家的污水治理經(jīng)費(fèi)是87.4億元人民幣，到了2008年，這項(xiàng)經(jīng)費(fèi)增長(zhǎng)了近3倍。一方面是因?yàn)槲鬯欧帕吭龃螅枰陆ㄎ鬯幚韽S；另一方面是傳統(tǒng)方法處理污水的耗能龐大導(dǎo)致的，污水的排放量增加，相應(yīng)的耗能也就成倍的增加了。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，這種情況如果不能夠及時(shí)有效的遏制，到2030年，國(guó)家每年用于污水處理的經(jīng)費(fèi)將達(dá)到1000億元人民幣，如果能夠在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，減少污水處理所帶來(lái)消耗的10%，就將為國(guó)家節(jié)省100億元人民幣。

目前，我國(guó)污水處理的實(shí)際情況與21世紀(jì)所倡導(dǎo)的環(huán)保、低碳、節(jié)能的經(jīng)濟(jì)理念存在很大差異。但是要讓企業(yè)自己建立污水處理系統(tǒng)，又存在投資太高、企業(yè)不能實(shí)施的問(wèn)題，這樣導(dǎo)致企業(yè)偷排，給環(huán)境造成不可估量的損失。照此看來(lái)，環(huán)保、低碳、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的污水處理技術(shù)研發(fā)就顯得尤為重要了。

2 實(shí)現(xiàn)環(huán)保的污水處理系統(tǒng)的途徑

污水處理的低碳策略可概括為兩個(gè)方面：第一是如何開(kāi)源；第二是如何節(jié)流。充分的利用污水中的能源，不使其浪費(fèi)這樣的方法就是開(kāi)源。選擇先進(jìn)的低碳污水處理設(shè)備，最大化的利用好設(shè)備以做到節(jié)流，就能夠把污水處理的開(kāi)銷與成本降到最低，這就是主要的技術(shù)手段。

2.1 能源的回收與再利用

通常在處理污水的過(guò)程中都會(huì)浪費(fèi)掉很多可利用的能源，如淤泥等。淤泥通常有三種開(kāi)發(fā)途徑：

1）可以將淤泥焚燒以到達(dá)發(fā)電的效果。這種方法轉(zhuǎn)化能量的利用率高達(dá)80%，但存在一定的弊端，那就是焚燒所需要花費(fèi)的成本較高，所以在實(shí)際的操作中不是很常見(jiàn)。

2）淤泥經(jīng)過(guò)處理可以產(chǎn)生甲烷。甲烷雖然再轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率只有50%-60%，但所需要的硬件設(shè)施都相對(duì)簡(jiǎn)單，成本能夠得到很好的控制。

3）生物產(chǎn)氫。通過(guò)這種方式來(lái)提取能源也有一定的弊端，提取出來(lái)的能源并非真正意義上的清潔能源，所以也很少被應(yīng)用。

綜合上述三種處理方法，第二種方式具有可行性，已經(jīng)成為了目前淤泥能源再利用的主要方式。但是，在剩余的淤泥當(dāng)中微生物細(xì)胞難以在傳統(tǒng)的方式下完全釋放有機(jī)物質(zhì)，這就影響了轉(zhuǎn)化率，以至于細(xì)胞裂解成為了淤泥處理的關(guān)鍵。

2.2 熱能在污水處理中的利用

污水中含有大量的熱能，往往人們的不注意而有所流失，這樣的做法顯然與現(xiàn)在的節(jié)能環(huán)保理論相悖。在現(xiàn)今污水中的熱能有兩種利用方式：

1）把污水當(dāng)中的熱能直接的用于處理工藝當(dāng)中。中溫亞硝化和生物強(qiáng)化技術(shù)，就是利用淤泥液體中的余溫，不但能為生物的處理提供最佳環(huán)境，還能避免能源消耗，一舉兩得。

2）利用熱泵的技術(shù)來(lái)回收低位的熱能。污水的溫度一般都沒(méi)有大幅度變化，污水流量大而且穩(wěn)定，存貯的熱量多。因此，污水中的熱能被認(rèn)為是可利用開(kāi)發(fā)的清潔能源。

2.3 太陽(yáng)能在污水處理中的利用

除了污水、淤泥的開(kāi)發(fā)再利用外，美國(guó)以及許多的歐洲國(guó)家早已提出了通過(guò)在污水池上鋪設(shè)太陽(yáng)能集熱板來(lái)收集太陽(yáng)能的想法，并將這樣的想法應(yīng)用于污水處理技術(shù)中，于是有了太陽(yáng)能污水處理系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是一個(gè)比較穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，它基本上不需要維護(hù)和電力，能量的消耗是普通污水處理系統(tǒng)的1/6至1/3。而可用于污水處理凈化的工藝主要有：光催化氧化法技術(shù)、共厭氧硝化反應(yīng)以及微生物生化代謝反應(yīng)等。特別是光催化氧化法技術(shù)應(yīng)用于生活污水、工業(yè)廢水、地下水的修復(fù)以及殺菌、消毒等等，具有非常好的前景。

2.4 開(kāi)發(fā)污水處理的新技術(shù)

國(guó)家應(yīng)該大力鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)與推廣新型的節(jié)能減排污水處理技術(shù)，例如超導(dǎo)磁分離法、人工濕地法等。超導(dǎo)磁分離法是一種最新型的技術(shù)，此方法是在污水中預(yù)先加入磁種，使得原本沒(méi)有磁性的有害物質(zhì)通過(guò)一定的方法產(chǎn)生磁性，最后聚集在一起。在強(qiáng)烈的磁場(chǎng)干擾下，聚集在一起的有害物質(zhì)會(huì)被吸附到篩網(wǎng)或鋼毛上，通過(guò)篩網(wǎng)或鋼毛的移動(dòng)來(lái)達(dá)到污水凈化的效果。超導(dǎo)磁分離技術(shù)與以往的技術(shù)相比具有效率高、不占地、節(jié)能減排等優(yōu)點(diǎn)。超導(dǎo)磁分離技術(shù)與傳統(tǒng)的電磁技術(shù)相比，其磁場(chǎng)強(qiáng)度更高，超導(dǎo)磁分離技術(shù)比傳統(tǒng)電磁分離技術(shù)的磁場(chǎng)高3倍，而且耗能卻比傳統(tǒng)的電磁技術(shù)要低，是一項(xiàng)真正的低碳、節(jié)能的環(huán)保技術(shù)。

通常污水處理廠的水質(zhì)和進(jìn)水量會(huì)隨著季節(jié)與時(shí)間的變化波動(dòng)，所以淤泥、污水提升鼓風(fēng)機(jī)和回流泵的動(dòng)力并不是時(shí)刻處于最好的狀態(tài)。為此，就必須要采取一定的技術(shù)手段來(lái)減少不必要的耗能，采用交流變頻調(diào)速技術(shù)就可以有效地控制住回流量，這樣就能夠保證處理污水的設(shè)備總是處于高效率的工作狀態(tài)，使得污水處理的設(shè)備時(shí)刻的高效運(yùn)行。

此外污水處理工藝中的氧轉(zhuǎn)化效率和曝氣效率的提高對(duì)污水處理廠實(shí)行低碳、節(jié)能也會(huì)有所幫助。研發(fā)低碳、節(jié)能的曝氣設(shè)施必將會(huì)成為污水處理廠的技術(shù)方向。在處理污水的過(guò)程中，減少能源的投入也有助于降低能源的消耗。

2.5 低碳工藝的應(yīng)用與研發(fā)

在污水處理工藝中：反硝化除磷工藝可以把生物的除磷與脫氮合二為一，不僅節(jié)省了碳源，還可以將剩余的COD轉(zhuǎn)化成CH4能源。在早期的南非，UCT及A2/O（兩種脫氮除磷工藝）在研發(fā)的過(guò)程中并沒(méi)有注意到DPB（反硝化除磷細(xì)菌）的存在，但是這種厭氧-缺氧-好氧動(dòng)態(tài)循環(huán)的工藝流程恰恰就是DPB細(xì)菌聲場(chǎng)與繁殖的必要環(huán)境。要厭氧氨氧化(ANAMMOX)的前提就是要有足夠多的NO作為受體，因此，像這樣的自養(yǎng)脫氮的核心技術(shù)就是要實(shí)現(xiàn)短程的硝化。在現(xiàn)今，實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)的方法有生物膜內(nèi)亞硝化（CANON）和中溫亞硝化（SHARON）。

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[4]路金喜,馬恒澤,王德宏,李宏偉,王彥惠,陳麗.城鎮(zhèn)生活小區(qū)污水生態(tài)原位凈化回用處理工藝研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,(02).

[5]叢曉紅,楊毅,薛三平,歐陽(yáng)建.永定河官?gòu)d山峽排污口治理工程的設(shè)計(jì)與思考[A].2004北京城市水利建設(shè)與發(fā)展國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C], 2004.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.008