新型污水處理裝置探討

李潤東

引言

我國經濟發展及人民生活對水的依賴可以說不言而喻，然而各行各業污水的排放量日益增加，居民排放生活污水總量逐步增多，再加上我國針對污水排放監管力度欠佳，總有不符合排放標準的工業廢水直接排放進江河湖海，傳統的污水處理工藝已經無法滿足人們健康生活的需要。本文針對排放的河涌污水，提出一種新型的污水處理裝置，改裝置既可以進行污水降解處理，又可以同時進行水利發電，減少污水處理能耗，能夠比較徹底的去除水中的氮、磷、有機物等污染物。

1 我國的污水處理現狀

目前世界流行的污水處理工藝就是二級生化處理工藝，我國與歐洲、美國等發達國家和地區采用的技術和工藝水平基本持平，投資費用也在同一水平，這對我國的經濟狀況來說，消耗比例比較高昂。在我國有八成的城市污水處理廠采用的是氧化溝法、普通活性污泥法、SBR法和AB法等二級生化處理工藝如圖1。兩級生物處理工藝廣泛應用于城市污水的設計和處理。對于我國經濟不發達的地區，我們必須考慮發展一種適合我國目前經濟發展水平的新型污水處理工藝。

圖1 代表性污水處理工藝圖

在我國，污水排放檢測并未做到位，而二級處理工藝對對水質水量抗影響能力一般，需要維持進水穩定性，對進水的水質也有要求，并非任何水質都可以得到理想的處理效果。到如今依舊存在一些企業，逃開監管，直接將不符合排放標準的有毒有害廢水排入江河湖海。這些廢水即便進行一二級處理，也難以保證其安全性。再加上城市污水的日益增多，中國南北兩地由于水資源分布差異和旱澇程度不同，水質差異較大，再加上用水習慣的不同，復雜的城市污水也為污水處理工作帶來了新的挑戰，而且城市污水也不代表全部適合生物處理。例如南方地區降雨量多，排水系統多被建設成合流制，污水多都經過雨水稀釋，濃度低。此外，南部的高地下水位，使得地下水能夠比較容易的滲入排水管。這些低濃度污水進行二級生物處理時，活性污泥比較難被培養和生長。有機物濃度低也會導致絲狀菌的膨脹，導致水質惡化。所以目前二級處理過的水雖然能夠達到出水標準，但一般還是用做中間水，如果直接利用或者飲用，難免不對健康造成危害。

2 傳統污水處理方法的局限性

目前我國針對排放河涌的排污的處理方法還是依照傳統的二級處理，經過一二級處理，過濾掉水中的不溶解雜質、寄生蟲，讓微生物進行氧化降解反應，去除污水中的有機物，然后把微生物進行沉淀，去除污泥。一般二級處理無法將水中的氮、磷等無機鹽處理完全，所以還有專門降解氮磷的三級處理，但三級處理一般不會采用，因為成本高昂。一般工廠排出的廢水，都要經過二級處理。然而目前二級處理產生的水質雖達出水標準，但依舊存在許多問題，主要原因是由于其工藝存在的局限性。

2.1 A-B法

將曝氣池分為AB兩段設置高低不同負荷，A段以生物絮凝吸附作用為主，B段是普通泥齡較長的污泥，各自配備獨立沉淀和污泥回流系統。該系統容易出現的局限性是：A段凈化過程容易產生大量臭氣，影響附近環境，并且產生污泥量巨大，可能造成二次污染，處置難度高。

2.2 AO組合工藝

又稱為厭氧好氧工藝法，作用是脫去水中的氮和磷，除去水中的有機物。但該工藝存在的問題是，由于沒有獨立的污泥回流系統，難降解物質的降解率較低；由于A段很難保存理想的缺氧狀態，所以脫氮了很難達到90%。

2.3 穩定塘法

穩定塘是由人工修筑的池塘，繁殖大量微生物，依靠這些微生物來處理污水。但缺點是微生物降解有機物過程中會放出臭氣，滋生蚊蠅；如果設計和管理不當，容易造成污水滲入土地造成二次污染；另外氣候也是一個比較重要的影響因素。

2.4 SBR工藝

如圖2是培養大量的活性污泥，將污水與污泥在反應器中混合接觸，污泥中的微生物即將水中的有機物進行分解代謝，后將微生物絮凝沉淀與水過濾分開即可。該工藝耗電量巨大，除磷脫氮的效率效果并不好，污泥穩定性欠佳。

圖2 sbr工藝流程圖

3 針對現有污水處理方法設計新型污水處理器

本實用新型公開了一種污水處理裝置，包括污水排入口、與污水排入口連接的初濾腔、與初濾腔的排水口連接的生物膜反應腔、以及與生物膜反應腔的排水口連接的電吸附模塊，電吸附模塊的排水口與外排水管連接；初濾腔設有與污水排入口連接的過濾篩、與過濾篩連接的水流加速管、與水流加速管連接的水流發電機、與水流發電機的出水口連接的沉淀池、與水流發電機電連接的蓄電池、以及與蓄電池電連接的逆變器，逆變器與電吸附模塊電連接。本污水處理裝置能有效去除污水中的有機物和重金屬等污染物質，污水凈化效果好，能有效解決污水排放的污染問題。且本實用新型還設有將污水動能轉化為電能的水流發電機，并為電吸附模塊供電，節能環保。

為解決其技術問題，本實用新型所采用的技術方案為：一種污水處理裝置，包括污水排入口、與所述污水排入口連接的初濾腔、與所述初濾腔的排水口連接的生物膜反應腔、以及與所述生物膜反應腔的排水口連接的電吸附模塊，所述電吸附模塊的排水口與外排水管連接；所述初濾腔設有與所述污水排入口連接的過濾篩、與所述過濾篩連接的水流加速管、與所述水流加速管連接的水流發電機、與所述水流發電機的出水口連接的沉淀池、與所述水流發電機電連接的蓄電池、以及與所述蓄電池電連接的逆變器，所述逆變器與所述電吸附模塊電連接。

污水處理時，所述初濾腔中的過濾篩對污水進行粗濾，截留污水中的不溶于水的塊狀污染物，經初步過濾的污水進而進入水流加速管，從而帶動水流發電機的葉輪旋轉，使水流發電機將水動能轉化為電能。從水流加速管流出的污水進而進入沉淀池，沉淀池使得污水中的沙塵等沉淀。經沉淀池流出的污水進而進入生物膜反應腔，所述生物膜反應腔中的微生物會對污水中的有機物和重金屬等進行凈化分解。經所述生物膜反應腔流出的水進而進入電吸附模塊進行點吸附處理，電吸附模塊對水中的帶電粒子（離子）進行吸附，從而進一步去除水殘留的有機物和重金屬離子等，最后將充分凈化的凈化向外排出。所述電吸附模塊的電能由所述水流發電機提供，環保節能。優選地，為確保電能的穩定供給，所述電吸附模塊還與市政供電連接。

圖3中，污水排入口1、初濾腔2、生物膜反應腔3、電吸附模塊4、外排水管5、過濾篩6、水流加速管7、水流發電機8、沉淀池9、蓄電池10、逆變器11、固體生物填料區12、組合生物填料區13、格柵14、組合填料串15、中心繩16、塑料環片17、纖維束18、連接部19、引流部20、螺紋肋21、沉淀波紋板22、單向閥23。

水質的好壞事關重大，是人們賴以生存的重要因素，也是各個行業的發展之本，有關生命的一系列化學反應都少不了水的存在。由于我國前幾年經濟結構的不完善，發展了許多影響水質的工業活動，近年來才逐漸開始將重點放在整治環境的工作中來。但我國的污水處理工藝還是基本的二級處理，污水中的很多有毒有機物和重金屬等污染物難以完全得到降解，并且會隨著生物富集，嚴重威脅著生物和人體的健康。因此，污水的有效處理問題應該是目前我國許多人民都在關注的問題。本文所述的技術新型污水處理裝置打破常規，吸取傳統污水處理方法的科學之處，同時兼顧不足，將污水處理與發電聯合在一起。

圖3

4 結束語

污水處理目前是我國一個比較受到關注的工作，污水的處理直接關系到人們的日常生活和各行各業的生產工作。關于污水處理裝置目前也已經涌現出越來越多的科研成果，無論怎樣，河涌污水處理的精細化已經是越來越明顯的趨勢。本文所述的新型污水處理裝置兼顧了凈化和節能，可以說是目前可持續發展下經濟形勢下的優秀產物。同時本文還論述了我國污水處理的現狀已經相關工藝的基本原理和缺點，針對這些工藝缺點，所述新型污水處理裝置能夠解決上述一些問題，尤其是針對河涌污水排放，有比較顯著的作用。我國污水處理行業需要結合自己身情況，借鑒發展經驗，科學的規劃污水處理以及排放的發展的方式和方法，以期獲得更長遠的進步。