廢水除磷研究進展

❶ AO工藝，氧化溝工藝，SBR工藝的優缺點對比

SBR 工藝和氧化溝工藝都比較適合於中小型污水廠，如果設計管理的好，都可以取得比較好的除磷脫氮效果。但是這兩種工藝又各有優缺點，分別適用於不同的情況，在選定方案時需要仔細分析。

從基建投資看，SBR 工藝是合建式，一般情況下征地費和土建費較氧化溝低，而設備費較氧化溝高，總造價的高低則要視具體情況決定。

1) SBR 工藝由於採用合建式，不需要設置二沉地，同時由於採用微孔曝氣，可以採用的水深一般為4～6m，比一般氧化溝的水深(3 ～4m) 要深，因此在同樣的負荷條件下，SBR 工藝的佔地面積小，如果污水處理廠所在地的征地費用比較高，對SBR 工藝有利。

2) 進水BOD濃度高，反應容積與沉澱容積的比值高，對氧化溝有利；BOD濃度低，反應容積與沉澱容積的比值低，對SBR 有利。

3) SBR 工藝中一個周期的沉澱時間是由活性污泥界面的沉速、MLSS濃度、水溫等因素確定的，渾水時間是由潷水器的長度、上清液的潷除速率等因素決定的，對於一個固定的反應系統，沉澱時間和潷水時間的和基本上是固定的，一般都不應小於2 小時，因此每個周期的時間短，反應時間所佔的比例就低，反應池的容積利用系數降低。對於污泥穩定要求不高的污水廠，選擇 SBR 工藝不利。( 合建式氧化溝工藝也有這個缺點) 。

4) SBR 工藝是靜態沉澱，氧化溝工藝是動態沉澱，因而SBR 的沉澱效率更高，出水水質更好。

5) SBR 工藝和交替式氧化溝需要頻繁地開停進水閥門，曝氣設備，潷水器等，因此對自控設備的要求比較高，目前某些國產設備的質量尚不過關，如果考慮進口，自控系統所佔的投資比例將增加而且將增大維修費用。

6) 在一些水量非常小的小城鎮，夜間幾乎沒有污水產生，這時候SBR 工藝和交替式氧化溝工藝有優越性，曝氣設備可以白天運轉，夜間停止運行。

7) 從運營費用看，SBR 工藝通常用鼓風曝氣，氧化溝工藝通常用機械曝氣。一般說來，在供氧量相同的情況下，鼓風曝氣比機械曝氣省電；第二方面，SBR 工藝是合建式，不用污泥迴流( 有的少量迴流) ，氧化溝工藝是分建式要大量迴流，電耗較大；第三方面，SBR 工藝是變水位運行，增大了進水提升泵站的揚程。綜合考慮，通常氧化溝工藝的電耗要比 SBR工藝大些，運營費要高些。

8) 在寒冷的氣候條件下，因為表面曝氣器會造成表面冷卻或者結冰，降低污水的溫度，而污水的溫度降低對生化反應尤其是硝化反應的影響較大，所以在寒冷地區採用氧化溝工藝需要採取一些特殊措施，如將氧化溝加蓋，而這些措施都使氧化溝工藝在和其它工藝競爭中處於不利的地位。
9）AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A(Anacrobic)是厭氧段，用與脫氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用於除水中的有機物。
A/O法脫氮工藝的特點：
（a） 流程簡單，勿需外加碳源與後曝氣池，以原污水為碳源，建設和運行費用較低；
（b） 反硝化在前，硝化在後，設內循環，以原污水中的有機底物作為碳源，效果好，反硝化反應充分；
（c） 曝氣池在後，使反硝化殘留物得以進一步去除，提高了處理水水質；
（d） A段攪拌，只起使污泥懸浮，而避免DO的增加。O段的前段採用強曝氣，後段減少氣量，使內循環液的DO含量降低，以保證A段的缺氧狀態。
A/O法存在的問題：
1.由於沒有獨立的污泥迴流系統，從而不能培養出具有獨特功能的污泥，難降解物質的降解率較低；
2、若要提高脫氮效率，必須加大內循環比，因而加大運行費用。從外，內循環液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90％

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❸ 污水再生回用和水資源可持續利用

方先金

（北京市市政工程科學技術研究所，北京市西城區大帽胡同號，100035，中國）

我國是一個水資源貧乏的國家，人均水資源擁有量只有2200m³，僅為世界平均水平的1/4，在世界銀行連續統計的153個國家中居第88位。同時，我國水資源在時間和地區分布上很不平衡，南方多北方少，北方大部分地區人均水資源擁有量低於聯合國可持續發展委員會確定的1750m³用水緊張線，其中9個地區低於500m³的嚴重缺水線。水資源短缺已成為制約我國經濟和社會發展的重要因素。

1水資源可持續利用面臨的問題

1.1水資源總量緊缺

50年來，全國用水總量從1949年的1000多億m³增加到1997年的5566億m³，其中農業用水佔75.3%，工業用水佔20.2%，城鎮生活用水佔4.5%，人均綜合年用水量從不足200m³增加到458m³。目前，全國每年缺水近400億m³，其中，農業缺水300億m³，因旱致災，年均減少糧食200多億千克；城市和工業缺水60億m³，影響工業產值2300多億元，全國668座城市有400多座缺水，有110個城市嚴重缺水。特別是1999年以來，我國北方地區持續乾旱，給工農業生產造成較大的影響，也給城市、農村居民生活用水造成很大的困難。2001年6月上旬旱情最為嚴重時，全國受旱面積一度達到4.2億畝（1畝＝100m²），由於持續乾旱，水源不足，造成城鄉人民生活用水緊張，有2198萬城鎮人口和3300萬農村人口及1450萬頭大牲畜發生飲水困難。天津、長春、大連、青島、唐山和煙台等大中城市已受到水資源短缺的嚴重威脅，許多水庫、河流出現從來沒有過的斷流和乾枯。今後隨著人口的增長、生活水平的提高、城市化的加快，水資源供需矛盾將更加突出，據預測，我國用水高峰將在2030年前後出現，2030年我國人口將達到16億人，糧食總產量需達到7億t，年用水總量為7000億～8000億m³，全國每年缺水將在700億m³左右。

氣候變化對我國水資源可利用量也產生了負面影響。據1950～1997年的降水和氣溫資料分析，我國近20年來呈現北旱南澇的局面。20世紀80年代華北地區持續偏旱，京津地區、海灤河流域、山東半島10年平均降水量偏少10%～15%。進入20世紀90年代，黃河中上游地區、漢江流域、淮河上游、四川盆地的8年平均降水量偏少約5%～10%，黃河花園口的天然來水量初步估計偏少約20%，海灤河和淮河的年徑流量也都明顯偏少。北方缺水地區持續枯水年份的出現，以及黃河、淮河、海河與漢江同時遭遇枯水年份等不利因素的影響，加劇了北方水資源供需失衡的矛盾。據相關研究，未來50年由於人類活動產生的溫室效應，全球年平均氣溫可能升高，氣溫升高將使地表蒸發量提高，水資源量將相應減少。

1.2水資源分布不均

我國水資源在時間和空間分布上很不平衡。長江流域及其以南地區國土面積只佔全國的36.5%，其水資源量佔全國的81%；黃淮海流域人口、糧食產量和國內生產總值都佔全國的1/3左右，但其多年平均水資源僅佔全國的7.2%。受季風氣候的影響，各地的降水量年內分配極不均勻，大部分地區每年汛期4個月的降水量佔全年降水總量的70%左右，很容易形成春旱夏澇。水資源在時間和空間分布上不平衡給水資源充分利用帶來了一定的難度。

1.3水資源浪費嚴重

我國一方面水資源嚴重短缺，另一方面卻浪費嚴重。長期以來，「以需定供」的水資源非可持續利用模式是造成水資源短缺的人為原因。盲目發展第一、第二產業，特別是片面追求糧食增產和重工業的發展，造成產業結構的不合理，水資源利用效率偏低，使本來就緊缺的水資源問題更加嚴重。

目前，我國農田灌溉面積中渠灌面積佔75%左右，而渠系損失約為50%，農田蒸發損失約為17%，實際利用量僅有33%左右。由於大多數地方採用傳統的灌溉模式，每畝實際灌水量達到450～500m³，超過了實際需水量的1倍左右，浪費極為嚴重。我國主要依靠降水的旱作耕地面積約12億畝，其中70%分布在降水量250～600mm的北方地區，由於蓄水和保水等基礎設施不足，農田對自然降水的利用率僅為56%左右。按最新統計估算，我國農田灌溉用水的利用率僅有1.0kg/m³，旱作耕地的水分利用效率為0.60～0.75kg/m³，全國農業用水的平均效率為0.8kg/m³，綜合經濟效益為0.2美元/m³，而以色列已超過1美元/m³，差距十分明顯。現階段我國農業水資源利用不符合水資源可持續利用的要求。

我國工業用水效率總體水平仍然較低，2001年我國萬元工業產值取水量為90m³，約為發達國家的3～7倍；工業用水重復利用率約為52%，遠低於發達國家80%的水平。2000年全國城市人均生活用水量達220.2L/d，遠高於發達國家的人均生活用水量。社會各界的水憂意識不強，浪費水資源的現象仍很嚴重，這說明節水措施尚未有效落實，節約用水的技術和管理水平不高。近十年來，我國根據經濟可持續發展戰略對經濟結構調整雖已初見成效，但水資源消耗利用模式尚未發生實質性變化。

1.4水污染形勢嚴峻

目前我國污水處理率還較低，大量的城市和生活污水未經處理直接排入江河湖庫水域，使全國大部分水域和近50%的重點城鎮的集中飲用水水源受到不同程度的污染，其中水污染比較嚴重的城鎮98個，主要分布在三河三湖流域。由於水污染一些水源被迫停止使用，尋找新的水源，從而加劇了城市缺水。水污染還影響到供水水質，損害居民的身體健康。目前，全國水土流失面積356km²，占國土面積的37%。全國地下水多年平均超采74億，已形成164個地下水超采區，部分地區出現地面沉降，海水入侵等問題。許多重要河流、湖泊污染嚴重，由於污染而引發的水事矛盾不斷增加。水污染嚴重影響我國的水資源可持續利用，影響我國經濟社會的可持續發展。

2實現我國水資源可持續利用應採取的措施

我國政府十分重視水資源可持續利用，明確指出：水資源可持續利用是我國經濟社會發展的戰略問題。多年來，針對我國水資源特點和水資源利用中存在的問題，採取了一系列措施來保證水資源的可持續利用。

2.1合理利用水資源

我國水資源可持續利用的根本出路在於堅持可持續發展戰略，變「以需定供」的傳統開發模式為「量水而行、以水定需」的水資源可持續利用的模式。立足於可利用水資源的保護和合理利用，根據水資源承載能力，確定經濟社會發展結構，確保各種水域的可持續利用，對經濟結構進行戰略調整，在水資源充裕和緊缺地區採用不同的經濟結構。大力發展節水、省能、高附加值的高新技術產業和服務業。根據我國水資源的時空分布特點合理發展農業，採取必要的退耕還林，使生態系統得到改善，保證水資源的供需平衡。

2.2合理調配水資源

根據我國降水年內分布不均的特點，應修建大量的蓄水設施，以充分利用水資源。目前，全國共建水庫8.5萬座，使年供水能力大大提高。蓄水設施一方面能將雨季多餘降水貯存起來，供乾旱季節使用。另一方面可以減少洪水災害，保證經濟的發展。在地域上，我國的水資源南多北少，南方水資源充裕，北方水資源嚴重不足。南水北調工程是解決我國北方地區水資源缺水矛盾，實現水資源合理配置的重大戰略工程。南水北調東、中、西三條線路將與長江、黃河和海河相互聯接，形成水資源合理配置的總體格局，達到南北調配、東西互濟的水資源配置目標。三條調水線路年調水總量380億～480億m³，可基本改變我國黃淮海地區水資源嚴重短缺的狀況，保證我國水資源總體上可持續利用。

2.3大力開展節水工作

我國歷來重視節約用水工作，20多年前，國家就提出了要實行開源與節流並重的方針，認真開展了節約用水工作，並制定了一系列節約用水的法規和標准，建立了節約用水的管理制度，也形成了比較健全的管理體制，城市節約用水工作取得了一定的成績，到2000年全國設市城市累計節約用水300多億m³，使近5年來城市用水總量基本無增長，改變了城市用水量隨經濟發展同步增長的趨勢。但是，目前我國農業用水利用率還較低、工業萬元產值用水量和城市居民日平均用水量還較高，節水的潛力還較大。在農業方面，應發展和推廣農業節水技術，減少農田的深層滲漏和地表流失量，減少單位面積的用水量，減少田間和輸水過程中的蒸發和蒸騰量，提高灌溉和降水的水分利用效率，不斷提高單位水資源的產量和效益。在工業節水方面，應在調整工業生產結構的同時，改進生產工藝，提高用水重復率，減少萬元工業產值的用水量。為了保證節水工作，要制定和完善相關的政策法規，建立一套符合市場經濟原則的體制和機制，對現有水價偏低進行改革，建立水資源的宏觀控制和微觀定額體系，形成總量控制與定額管理相結合的水資源管理體制。

2.4大力發展污水處理和再生回用工作

水污染加劇了我國水資源短缺形勢，直接威脅著飲用水的安全和人民的健康，影響到工農業生產和農作物安全，造成的經濟損失約為國民生產總值的1.5%～3%。水污染已成為不亞於洪災、旱災甚至更為嚴重的災害。水污染早在20世紀70年代已經顯現出來，但沒有引起足夠的注意，採取的措施不夠恰當有力，因此出現了今天的嚴重局面。如再不及時採取有效對策，將嚴重影響我國水資源可持續利用。長期以來採用的以末端治理、達標排放為主的工業污染控制戰略，已被國內外經驗證明是耗資大、效果差、不符合可持續發展的戰略。應大力推行以清潔生產為代表的污染預防戰略，淘汰物耗能耗高、用水量大、技術落後的產品和工藝，在工業生產過程中提高水資源利用率，削減污染排放量。對於工業和城市生活排水造成的點源污染，應大力發展污水處理工程，使我國的污水處理率在2000年34.3%的基礎上進一步提高。對於面污染源包括各種無組織、大面積排放的污染源，如含化肥、農葯的農田徑流，畜禽養殖業排放的廢水、廢物等，其控制應與生態農業、生態農村的建設相結合，通過合理使用化肥、農葯以及充分利用農村各種廢棄物和畜禽養殖業的廢水，將面源污染減少至最小。應積極開展污水資源化再利用工作，提高污水再生回用率。

3污水再生回用是實現水資源可持續利用的有效途徑

污水再生回用是經濟可靠的開源節流措施，與跨流域調水、海水淡化、雨水蓄用等開源措施相比，污水再生回用具有經濟性和可靠性。人類使用過的水，污染雜質只佔0.1%左右，比海水3.5%少得多，其餘絕大部分是可再用的清水。跨流域調水和雨水蓄用工程投資較大，並需投入大量資金控制水體進一步污染，跨流域調水還會對現有的生態系統產生影響。在我國現有經濟條件下，跨流域調水和雨水蓄用只能逐步進行。污水再生回用的本質是實行循環用水和分質用水，將污水經再生後回用到水質要求較低的用戶。隨著工業化的加速發展，人們生活水平不斷提高，水污染范圍也在擴大、污染程度加深，社會經濟發展和環境污染之間形成一對尖銳的矛盾。發展污水再生回用、減少廢水排放量是解決環境問題最有力的措施。另外，為滿足用戶的需要，再生水必須符合相應的水質標准，為此，需對污水處理廠二級出水進行深度處理，從而減少了污染物總量，減輕了廢水對環境的壓力。

污水再生回用應嚴格按回用對象和目的控制回用水水質，以確保回用水的安全性。為此，我國制定了一系列相關回用標准。如生活污水經二級處理後能夠達到《污水綜合排放標准》，但不能作為生活雜用水或工農業用水；若考慮回用，必須進一步處理。當污水回用於農田灌溉，水質指標應該滿足《農田灌溉水水質標准》；當污水回用於城市景觀，水質指標應該滿足《再生水回用於景觀水體的水質標准》；當污水回用於城市生活雜用，水質指標應該達到《生活雜用水水質標准》；工業污水回用水質指標應該滿足相應的工業用水標准等。

城市供水量的80%變為污水排入城市下水道，收集起來再生處理後，70%可以安全回用；二者合計，約城市供水量的56%可以轉變成再生水，返回到城市水質要求較低的用戶，替換出等量的清潔水，相應地增加城市一半以上的供水量。廢水是一種非常寶貴的資源，挖潛能力巨大。我國2000年全國污水排放量為620m³，這是很大的再生水資源。污水再生回用立足於自有水資源增加城市供水量，是實現水資源持續利用的有效措施。污水再生回用能有效地緩解城市水資源短缺。

為了保證水資源可持續利用，支持經濟可持續發展，針對我國水資源存在的問題，近十多年來，通過國家科技攻關，以及缺水城市為解決水污染和水資源短缺做出的努力，國內已經建成一批不同工藝、不同回用對象的城市污水回用示範工程。表1列出了華北地區部分城市污水回用工程情況統計結果。目前我國污水回用工程主要回用對象為污水處理廠內部用水、市政雜用、河道補水、綠化、工業用水等，尚未回用於地下回灌和飲用水源。北京市2001年完成的高碑店污水處理廠出水回用工程是我國目前最大的污水再生回用工程。大量的污水回用工程實踐表明：污水再生回用是解決水資源可持續利用的有效途徑。

表1華北地區部分城市污水回用情況單位：萬m³/d

4我國污水再生回用最大工程

4.1工程概況

高碑店污水處理廠回用工程是目前我國最大污水再生回用工程，該工程於1999年3月至8月完成該項目的前期研究工作，並完成了可行性研究，1999年10月完成項目立項和審批；2000年1月完成該工程的初步設計和審批工作，2月完成施工圖設計，同年4月開始施工，2001年5月完成工程施工，2001年6月完成調試和試運轉，2001年7月開始供水。

高碑店污水處理廠是目前我國最大的污水處理廠，處理能力為100萬m³/d。該廠污水系統流域面積96km²，服務人口240萬人，匯集北京市南部城區的大部分生活污水、東郊工業區、使館區和化工路的全部污水。該處理廠採用前置缺氧段活性污泥法工藝，即在推流式曝氣池前設置缺氧段，其目的是改善污泥性質，防止污泥膨脹。該廠出水水質水量穩定，其二級出水已接近相關的回用水水質標准。但該回用工程運轉前，高碑店污水處理廠二級出水直接排入通惠河下游，除每年約5500萬m³用於農業灌溉外，剩餘的出水每年超過3億m³沒有得到利用，這是很大的水資源浪費。為了緩解北京市面臨的21世紀城市發展和可利用水資源的矛盾，實現北京市水資源可持續利用，支持國民經濟可持續發展戰略，北京市政府決定開發該廠污水資源。高碑店污水處理廠回用工程使用回用水的區域達141km²，回用水用戶涉及到工業、公園綠化、道路噴灑和沖刷、河湖補水等。

4.2工程規模和技術方案

本工程近期規模為30萬m³/d，遠期規模為47萬m³/d。在回用工程技術方案確定中盡可能地利用現有設施，以降低工程投資。具體設計方案如下：高碑店污水處理廠二沉池出水經新建泵站（規模47萬m³/d）提升後用兩條管道分別輸送到高碑店湖（規模30萬m³/d）和水源六廠（規模17萬m³/d）。送至高碑店湖的處理水通過第一熱電廠現有深度處理設施進一步處理後供該廠冷卻用水；送至水源六廠的處理水在該廠進行深度處理後，一部分通過水源六廠現有供水系統供給東郊工業區和焦化廠；一部分通過新建管道輸送到西便門和東便門。在水源六廠現有供水管道和新建管道沿線設取水口，並新建回用水支線，供市政雜用取水。

4.3回用水水質技術保障措施

由於高碑店污水處理廠建設時，國家對城市污水處理廠出水要求中還沒有氮和磷的指標控制，因此，目前該廠出水中氮和磷的含量較高，這會直接影響回用水水質，必須對該廠進行技術改造，進一步提高該廠出水水質。改造規模為50萬m³/d，即對高碑店污水處理廠一期工程（50萬m³/d）進行改造。該改造工程分兩步進行。第一步改造後使出水水質優於目前第一熱電廠冷卻水取水水源高碑店湖的水質，出水中BOD、COD、總磷和氨氮分別達到10mg/L、40mg/L、1mg/L和10mg/L。第二步改造使該廠50萬m³/d滿足高碑店湖Ⅳ類水體的水質要求。第一步主要改造工作量包括曝氣池改造和污泥處理系統的改造。原曝氣池為1/12為厭氧區，其餘為好氧區，改造後原池2/9為缺氧區及厭氧區（水力停留時間共為2h），其中進水端分出一停留時間為15min的強化吸附區。其餘仍為好氧區（水力停留時間7.25h）。原污泥系統中剩餘污泥泵入初沉池，其混合污泥再進污泥濃縮池濃縮後消化脫水，因濃縮污泥池停留時間較長，處於厭氧狀態，磷又被釋放出來，通過上清液回到污水中，因此達不到除磷的目的。改造後，原有濃縮池改為濃縮酸化池，濃縮酸化池上清液做為碳源排入水處理系統；將消化池上清液和脫水機濾液及沖洗水收集後進行化學除磷。

高碑店污水處理廠二級出水水質水量穩定，達到設計要求，但還不能滿足市政雜用水標准，而綠化用水和道路噴灑等市政雜用水水質對人類健康和城市環境會產生影響，因此，市政雜用水必須在回用前進行深度處理，以滿足相應標准。在設計中將深度處理選擇在水源六廠。水源六廠現有日處理能力17萬m³/d的深度處理設施，主要採用機械加速澄清、砂濾和消毒等工藝處理過程，其出水可滿足相應用戶要求。由於北京市工業結構的調整，目前該廠平均實際供水量不足5萬m³/d，尚有12萬m³/d處理能力沒有得到利用。另外，水源六廠離市政雜用水用戶較近，市政雜用水深度處理設在水源六廠利用其剩餘處理能力，可滿足市政雜用水近、遠期規模需求，在該廠深度處理後的水質能滿足市政雜用水水質要求。

4.4主要回用對象

按規劃要求，該工程近期供北京市第一熱電廠冷卻循環用水20萬m³/d，遠期供北京市第一熱電廠冷卻循環用水30萬m³/d。近期通過北京市水源六廠供東郊工業區和焦化廠5萬m³/d，供城市綠化、道路噴灑和沖刷、市區河道景觀用水等市政雜用水共5萬m³/d。遠期通過水源六廠供工業和市政雜用水水量將擴充到17萬m³/d。

4.5主要工程內容和投資

本工程總投資3.6億元，其中征地拆遷費約1億元，工程費用為2.18億元，工程建設內容主要為：

（1）高碑店污水處理廠內47萬m³/d的泵站一座。

（2）高碑店污水處理廠改造。

（3）高碑店污水處理廠至高碑店湖輸水管：DN1800mm，長1480m。

（4）高碑店污水處理廠至水源六廠管道：DN1400mm，長4766m。

（5）市政雜用水配水管：DN1200mm，長6791m;DN1000mm，長1431m;DN800mm，長4615m;DN600mm，長2845m;D=500mm，長2880m。

（6）水源六廠改造：包括深度處理設施改造、蓄水池清淤和護砌、污泥池擴建、供水泵站改造、進出水口的改造、增加自控和電氣設備等。

（7）園林供水支線管道。

4.6工程效益

該工程每年可節約清潔水資源16673萬m³，節約自來水3650萬m³/a，相當於節約了建設一座10萬m³/d的自來水廠的投資4億元。該工程達到了開源節流的目的，為北京市城市綠化面積擴大和道路噴灑壓塵創造條件，對環境綜合治理具有較大的作用，環境的改善還會帶來了周圍地區的土地增值。該工程在一定程度上緩解了北京市水資源短缺的矛盾。該工程的巨大經濟和環境效益，推動了北京市節水和污水再生回用工作。目前北京已完成污水再生回用規劃，7個污水回用工程正在進行施工或做前期工作。北京市的污水再生回用實踐表明：污水再生回用符合環境保護和水資源可持續利用戰略，是解決水資源可持續利用的有效途徑。

5結論

我國是一個水資源貧乏的國家，隨著經濟發展和城市化進展的加快，水資源短缺的矛盾已經成為我國水資源可持續利用和管理中亟待解決的問題。我國水資源可持續利用面臨水資源總量不足、分布不均、水利用率低和水污染等問題，實現我國水資源可持續利用的出路在於堅持可持續發展戰略。應根據我國水資源特點進行水資源合理利用和配置，變「以需定供」的傳統開發模式為量水而行、以水定需的水資源可持續利用的模式，根據水資源承載能力，對經濟結構進行戰略調整；同時，應繼續發展節水技術，減少生產過程的水資源浪費，大力發展污水處理和再生回用工作，提高污水處理率和處理效果。污水再生回用可以減少污染物總量，增加供水能力，是經濟可靠的開源節流措施。幾年來污水再生回用實踐表明：污水再生回用能有效地緩解城市水資源短缺，是實現水資源可持續利用的有效途徑。

❹ 高難降解農葯廢水的除磷問題

一：先用聚鋁混凝沉澱，注意ph控制。測cod，tp變化
二：看看你的BOD是多少，然後選個適當的生化。

❺ 含磷廢水怎麼處理

一、生物法

20世紀70年代美國的Spector發現,微生物在好氧狀態下能攝取磷,而在有機物存在的厭氧狀態下放出磷。含磷廢水的生物處理方法便是在此基礎上逐步形成和完善起來的。

目前,國外常用的生物脫磷技術主要有3種:

1、向曝氣貯水池中添加混凝劑脫磷;

2、利用土壤處理,正磷酸根離子會與土壤中的Fe和Al的氧化物反應或與粘土中的OH-或SiO22-進行置換,生成難溶性磷酸化合物;

3、活性污泥法,這是目前國內外應用最為廣泛的一類生物脫磷技術。

生物除磷法具有良好的處理效果,沒有化學沉澱法污泥難處理的缺點,且不需投加沉澱劑。對於二級活性污泥法工藝,不需增加大量設備,只需改變運轉流程即可達到生物除磷的效果。

但要求管理較嚴格,為了形成VFA,要保證厭氧階段的厭氧條件。

二、化學沉澱法

通過投加化學沉澱劑與廢水中的磷酸鹽生成難溶沉澱物,可把磷分離出去,同時形成的絮凝體對磷也有吸附去除作用。

常用的混凝沉澱劑有石灰、明礬、氯化鐵,石灰與氯化鐵的混合物等。影響此類反應的主要因素是pH、濃度比、反應時間等。

三、生物強化除磷

生物強化除磷中的聚磷菌利用比較普遍，目前也是生物除磷的主要研究方向。

聚磷菌也叫做攝磷菌、除磷菌，是傳統活性污泥工藝中一類特殊的細菌，在好氧狀態下能超量地將污水中的磷吸入體內，使體內的含磷量超過一般細菌體內的含磷量的數倍，這類細菌被廣泛地用於生物除磷。

其原理為：在厭氧條件下，除磷菌能分解體內的聚磷酸鹽而產生ATP，並利用ATP將廢水中的有機物攝入細胞內，以聚b-羥基丁酸等有機顆粒的形式貯存於細胞內，同時還將分解聚磷酸鹽所產生的磷酸排出體外。

而好氧條件下，除磷菌利用廢水中的BOD5或體內貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷，一部分磷被用來合成ATP，另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細胞體內。

四、吸附法

20世紀80年代,多孔隙物質作為吸附劑和離子交換劑就已應用在水的凈化和控制污染方面。黃巍等人以粉煤灰作為吸附劑,對含磷50～120mg/L模擬廢水脫磷的規律特徵進行了研究。

研究表明粉煤灰中含有較多的活性氧化鋁和氧化硅等,具有相當大的吸附作用,粉煤灰對無機磷酸根不是單純吸附,其中CaO、FeO、Al2O3等可以和磷酸根生成不溶或直溶性沉澱現象,因而在廢水處理方面具有廣闊的應用前景。

五、其他的除磷方法

鄒偉國等研究的新型雙污泥脫氮除磷工藝系統處理生活污水取得成功。傳統的脫氮除磷工藝多採用單污泥系統,因此存在著硝化和除磷泥齡之間的矛盾,將活性污泥法與生物膜法相結合,可解決這個問題。

實驗結果表明,該工藝對PO43-的去除率達到了90%,處理效果穩定,對水質的適應能力很強。

陳瀅等進行了低溶解氧SBR除磷工藝的研究。

該方法要注意的是污泥負荷對COD去除率和除磷效果的影響較大,因此要選擇合適的污泥負荷。污泥負荷過高時會導致非絲菌污泥膨脹。

方茜等利用SBR法處理低碳城市污水取得進展,解決了處理碳、氮、磷比例失調(碳量偏低)城市污水如何保證氮磷高效去除的難點。

結果表明,利用此法處理廣州地區低碳城市污水,出水有機物、氨氮及總磷均達標,且磷的釋放量越大則出水磷總濃度就越低。實踐證明,SBR法具有流程簡單,不需要污泥迴流,脫氮除磷效果好的特點。

❻ 我國農村生活污水組合處理技術研究進展

農村地區人們的環保意識薄弱，經濟相對欠發達，也缺乏生活污水排水收集管網系統及集中處理設施;或是居住比較分散，造成生活污水集中收集困難，造成90%多的生活污水未經處理直接排入河流和湖泊。當前農村生活污水造成的環境污染嚴重威脅農村水源地的水資源安全，也加劇了淡水資源危機，使耕地灌溉得不到有效保障，最終危害到人畜的生存發展。在國家強調生態文明建設的今天，加強農村生活污水污染控制和治理顯得尤為緊迫和重要。
1農村生活污水特徵及處理
農村生活用水一般以地表水(例如，河流、溝渠、池塘、堰、湖泊和水庫等)、地下水(井、窖)和自來水3者結合使用。我國農村生活污水主要來源於廁所糞便及其沖洗水、洗浴廢水和廚房餐飲用水等，可分為灰水和黑水2類。前者由廚房排水、衛生淋浴水、洗衣水構成;後者水由糞便和尿液及其沖洗水構乎滾成[3]。我國農村生活污水具有分散、日變化系數大(通常為3.0～5.0)、間歇性排放，且氨氮含量高、可生化性強、含重金屬等有毒有害物質較少等特點[4]。
充分胡咐了解農村生活污水的特點，在結合當地經濟水平、自然條件和環境目標的基礎上，發展適合我國國情的農村生活污水處理技術，緩解水資源短缺矛盾，改善農村地區生態環境和提高人們生活質量均具有重要意義。根據污水的收集和處理方式的差異，污水處理模式可分為分散式和集中式2大類。
分散處理通常具有投資小、運行費用低、污泥產生量小、受外界影響小、簡單耐用以及易於實現水的循環利用等特點。此技術適用於規模較小、人口居住分散、污水不易集中收集農村地區生活污水的處理[5]。目前，我國農村地區應用較多的分散處理技術有人工濕地、高效藻類塘技術、蚯蚓生態濾池等多種方法。然而，隨著農村生活污水的組成成分日益越復雜，單一分散處理工藝的出水難以滿足受納水體的環保需求。
同時，不同的生活污水分散處理技術具有各自的優缺點及適用范圍，這也都限制了分散處理技術的應用范圍與效果。基於此，目前較普遍的處理農村污水的辦法是將多種工藝進行組合以達到強化系統的凈化能力的目的。當前，根據農村生活污水組合處理技術的作用機理，大致可將它們分為3大類：生物組合技術、生態組合技術、生物-生態組合技術。
2生物組合技術處理農村生活污水
生物處理技術是指通過微生物在好氧、厭氧條件下去除污染物質的技術。該技術佔地面積小、污泥產量低，具有良好的耐沖擊負荷能力，可處理水量和水質波動性較大的污水。生物處理技術中的厭氧單元(A)使污水中大部分有機物得到降解，降低污水負荷，沉降懸浮物;而好氧單元(O)則進一步去除氮磷等營養物質和有機物。目前廣泛應用於農村生活污水的生物組合技術，主要是由A和O組合而成的不同工藝。
2.1A/O工藝
A/O工藝一般是以厭氧處理為前置單元，後接好氧處理的組合工藝。該工藝具有較高的污染物去除率和較好的系統穩定性。李清雪等在厭氧折流板反應器(ABR)後分別增加了跌水曝氣和曝氣生物濾池處理，發現這2種組合工藝對農村生活污水中COD的去除率比單獨採用ABR處理提高了9.5%和24.9%，可見ABR-曝氣生物濾池組合工藝對COD的去除效果較好[6]。
針對北方地區多晴少雨，太陽光充足的氣候特徵，何剛等將厭氧生物濾池+太陽能曝氣生物濾池聯用，通過太陽能曝氣系統提供氧氣，進一步降低了系統能耗[7]。
曹大偉等研究開發了地埋式一體化生物濾池，能耗設備僅為1台小型提升水泵，主要是由缺氧池+生物濾池組成，採用拔風管通風和濺水盤強化充氧[8]。
該裝置具有良好抗沖擊負荷的能力，對污染物的去除效果也較好，對COD、NH3-N、TN、TP的平均去除率分別為63.1%、92.2%、68.6%和47.5%，具有不佔用土地資源、能耗和運行費用低特點，較適合在土地資源緊張的南方環湖農村地區推廣使用[9]。
2.2A2/O工藝
在A/O前加1個A單元，組成的厭氧-缺氧-好氧(A2/O)工藝，在國內歲做餘外很多生物處理技術中廣泛應用[10-11]。這種組合工藝有著較長水力停留時間、較低有機負荷，使得缺氧-好氧單元可以維持較低污泥含量，極大地減少剩餘污泥的排放量，為組合工藝實現污泥減量化。
高大文等採用升流式厭氧污泥固定床(UAFB)-缺氧-好氧膜生物反應(MRB)組合工藝處理生活污水，不僅對COD、NH3-N去除率達到93.3%、90.6%，同時能夠長期維持反應器內較低的污泥含量，減少剩餘污泥處理量和緩解膜污染[12]。
周俊等將缺氧槽置於厭氧槽的前端，並增加了微電解鐵屑床和復合生物材料，研發出了改進型的合並凈化槽。該凈化槽採用的是缺氧-厭氧-好氧(A2/O)處理工藝，該工藝一方面有效解決了污水中有機物含量較少，碳源不足，反硝化脫氮效果不佳的問題，另一方面通過傳統活性污泥工藝、生物硝化、反硝化工藝和生物除磷工藝的結合，可以較好的同步脫氮除磷。實驗結果表明，在HRT為8h，系統迴流體積比為75.0%時，3月份對COD、TN和TP平均去除率分別為93.0%、80.0%和94.0%;而8月份則分別為94.0%、76.0%和91.0%[13]。
白曉龍等也對小型凈化槽進行了改進，採用折流式厭氧反應器-厭氧生物濾池-生物接觸氧化工藝，生活污水採用上流式進水有效的減少了設備堵塞和維修時間[14]。
2.3其他組合工藝
除了常見的A/O、A2/O工藝外，在實際污水處理中還採用一些其他組合工藝。
詹旭等採用5級跌水充氧生物接觸氧化法處理農村污水，原水經水泵提升，通過5級跌水充氧，既滿足了所需溶解氧又免除了曝氣設備，減少了投資成本和運行電耗，使管理工作趨於簡單，該工藝對解決經濟相對落後農村地區的水環境污染問題，具有較明顯的效益[15]。
沈東升等研發了1種地埋式無動力厭氧達標處理設備(，UUAR)，該裝置採用厭氧污泥床接觸池+厭氧生物濾池工藝，流程簡單、能耗低。與好氧生物處理相比，UUAR技術設備的基建投資可能略高於好氧處理，但無日常運行費用，且未出現剩餘厭氧污泥的積累問題，適合土地緊張、經濟落後、自然氣候惡劣的偏遠農村地區生活污水的分散處理[16]。
徐功娣等在生物凈化槽前進行了好氧預掛膜，形成了O-A-O組合工藝，該復合型生物凈化槽對NH3-N和TN的去除量較高，有效地降低了高含尿液農村生活污水的負荷，對COD和磷的去除率為59.6%和33.4%[17]。
針對華北農村地區生活污水碳氮較低，吳迪等採用自流式厭氧-3級好氧-缺氧生物膜工藝，利用投加的生物球提高厭氧段的硝化能力;同時，在3級好氧缺氧生物膜段，通過跌水充氧實現硝化和反硝化除磷在同一反應器內進行，從而有效的解決了碳源供給能力的問題。該工藝對農村生活污水中COD、NH3-N、TN和TP去除率為73.7%、90.7%、59.6%和
69.7%[18]。其後，對3級好氧-缺氧生物膜技術進行改進，新工藝增設了迴流泵(迴流體積比2:1)，且提高了厭氧段懸浮填料裝填率，改進後出水TN的去除能力有較大提高，達到63.9%[19]。
3生態組合技術處理農村生活污水
生態處理技術是利用土壤-植物(動物)-微生物復合生態系統，通過物理、化學、生物作用對污水中的資源加以利用，對污水中的污染物進行降解和凈化的工藝[20]。相對於生物處理技術，生態處理技術一般建設管理費用低、節能耗，具有一定的景觀效果，更加註重生態服務價值。在我國廣大農村地區，目前應用實施的生態組合處理技術包括同種生態技術的組合和不同生態技術之間的組合。
3.1同種生態處理技術的組合
吳振斌等設計的復合垂直流人工濕地，將下行流池和上行流池串聯，底部連通，使污水進入濕地系統中硝化和反硝化作用更加充分，該系統對污水中TN去除效果較好，去除率為43.6%[21]。
針對滇池地區低含量農村污水，劉超翔等採用表面流和潛流式2種人工復合生態床處理工藝，在高水力負荷(30cm/d)條件下，潛流式床體對COD、TN、NH3-N和TP的去除率分別為70.6%、60.6%、80.9%和66.0%，表面流床體則分別為63.1%、61.2%、90.2%和60.2%[22]。相較於單獨的人工濕地處理技術，人工濕地的組合技術，提高了濕地的含氧量和有機物，從而改善了硝化作用，提高了濕地對污染物的去除能力，脫氮效果尤其明顯。
葉芬霞等人設計的塔式復合人工濕地(TICW)的進水分為2段，一部分污水通過下部進水形成潛流式人工濕地，而另一部分污水則從塔頂流下形成表面流人工濕地，可為濕地後段的脫氮作用提供充足碳源[23]。
張洪玲等採用多級土壤滲濾系統處理太湖流域農村生活污水，COD、NH3-N、TN、TP和SS的平均去除率分別為70.0%、83.0%、59.0%、76.0%和94.0%[24]。鄭彥強等將2套地下滲濾系統並行，填充介質選用土壤、陶粒、爐渣和兩種自然有機質，也對農村生活污水的處理取得較好的效果[25]。
吉祝美等通過浮床技術在穩定塘水面種植生態植物建立了生態塘，該系統對高含量生活污水中COD、NH3-N、TN和TP均具有較高的去除率，可分別達到55.0%、70.0%、80.0%和75.0%以上[26]。李軍狀等設計的塔式蚯蚓生態濾池處理系統，每一層塔為一個處理單元，梯度塔層、串聯疊層布置。該系統對COD、氨氮、TN和TP處理效果好，且基建及運行費用低，總運行成本為0.671元/m3。該技術在經濟不發達農村地區具有良好的應用前景。
3.2不同生態處理技術的組合
王學華等以生態塘為預處理，人工濕地作為後續處理，對太湖三山島農村生活污水中NH3-N、TN、TP去除率高達95.0%～99.0%、95.0%～98.0%、92.0%～98.0%，且減少進水中SS含量，有效地緩解濕地系統的堵塞。生活污水經過塔式蚯蚓生態濾池的作用，出水負荷和污染物濃度降低，後進入水平潛流式人工濕地，進一步降低了有機物和營養物質的含量，使得出水水質基本達標。這種塔式蚯蚓生態濾池+人工濕地的組合工藝，自動化程度高且管理運行方便，比較適合在經濟發達、人口密集的農村地區推廣使用。
時建偉等在高效藻類塘的水面上以生物浮床的形式種植植物的組合系統，一方面顯著提高了系統運行的穩定性和出水的水質，並且節約了土地，另一方面生物浮床上移栽植物根系通過化感作用有效抑制藻類的生長，同時植物本身也具有一定的景觀效果和美化環境的作用[30]。高勝兵等採用植物與土壤滲濾系統聯用處理農村生活污水，去除效果較好。該復合體系對生活污水中BOD5、COD、TN、NH3-N、TP的平均去除率分別為73.5%、76.0%、85.0%、89.0%、85.0%[31]。
4生物+生態組合技術處理農村生活污水
生物+生態組合技術是生物和生態處理工藝的結合，前段生物處理主要去除有機物和部分營養物質，後續生態處理進一步脫氮除磷，充分發揮各自的優勢，提高出水水質和系統運行的穩定性[32]。相較於生物組合技術和生態組合技術，生物+生態組合技術需綜合考慮農村地區的經濟條件，南北方地域氣候差異，以及用地條件、運行管理、污泥產量和實際工程案例等因素。由於人工濕地是應用最普遍的一種後續生態處理技術，我國農村常見的生物+生態組合技術主要包括生物+人工濕地組合技術和其他生物+生態組合。
4.1生物+人工濕地
生物+人工濕地組合系統中的生物單元可以有效完成對有機物的降解和硝化作用;同時，人工濕地系統能進一步去除氮、磷等污染物。將2者結合應用能夠提高污水中的各類污染物的去除率。唐晶等採用接觸氧化-人工濕地組合工藝處理農村生活污水，對COD、NH3-N、TN和TP的去除率分別為68.2%、68.2%、69.5%、86.3%，且效果穩定。其中跌水充氧接觸氧化池對COD的去除貢獻較大，而人工濕地對TN、TP的去除貢獻較大[33]。
在太湖流域農村地區，白永剛等採用滴濾池-人工濕地組合工藝處理生活污水，結果表明滴濾池對COD、NH3-N、TN和TP去除率分別為74.5%、79.2%、33.8%、47.5%，人工濕地的則分別為25.0%、20.8%、66.2%、52.5%[34]。
任珊珊等選擇化糞池-人工潛流型濕地工藝和蔣嵐嵐等採用MBR-人工濕地組合技術在太湖周邊農村地區也得到了應用，取得較好的去除效果[35-36]。
針對雲南地區氣候溫和，冬季氣溫較高，全年適宜植物生長的特點，李文卿採用改良A2/O一人工潛流濕地組合處理系統，同時在人工濕地加入了高吸附磷的基質。該系統對污水中COD、BOD5、TN、NH3-N、SS的平均去除率分別達到80.5%、84.3%、91.8%、93.2%、86.4%，TP去除率始終保持在75.7%以上。
江西省吉安市新干縣河頭村採用太陽能驅動生物濾塔-人工濕地組合工藝處理生活污水，該系統通過太陽能提供動力，射流噴射器充氧，處理效果好，且運行費用低，操作簡單，可以實現無人看守，適宜在經濟落後，偏遠農村地區推廣應用[38]。
余浩等採用「水解池-滴濾-人工濕地」3種工藝組合處理農村生活污水，同時將珍珠岩礦渣、陶粒和石膏等分層放置滴濾池中，水力負荷可達4.0～8.0m3/(m2˙d)，該組合工藝對COD、TN和TP的去除率均超過90.0%[39]。鍾秋爽等選擇厭氧-接觸氧化渠-垂直潛流型人工濕地組合工藝處理農村生活污水，其中接觸氧化渠的作用是為後續人工濕地充氧;而厭氧池、接觸氧化渠和人工濕地對COD、NH3-N和TP均有較高的去除率，但厭氧池去除率較穩定，最高可達72.0%、49.5%和66.4%[40]。
4.2其他生物+生態
吳召富等設計的淹沒式生物膜-穩定塘組合技術取消了二沉池和污泥迴流，該系統對COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分別為84.3%、97.0%、80.2%和77.3%，且生物膜系統出水污泥含量基本為0，後續經穩定塘處理後的出水水質良好，滿足回用標准[41]。張增勝等對崇明島的農村生活污水採用生物凈化槽-強化生態浮床(BPT-EEFR)組合處理工藝，結果表明該組合技術不僅對COD、NH3-N、TN、TP及SS的去除效果較好，同時佔地面積小、造價費用低、便於維護管理。
由生物浮床、生物接觸氧化以及河道生態系統構成的生態組合系統，也對農村生活污水中NH3-N、TN、TP、COD具有良好的去除效果。但該組合系統對污染物的去除率受季節影響，與秋季相比，夏季對污染物去除率較高，且污染物的去除率隨HRT的增加而提高，而4d後變化則趨於穩定[43]。
5結論與展望
我國幅員遼闊，在農村選擇生活污水處理技術時應該因地制宜，綜合考慮當地的地形地貌、水文和氣候條件以及經濟發展水平，以及各種污水處理技術的特點和適用范圍。實際應用中通過科學設計、優化組合，達到技術上的互補，發展具有較高水力負荷和小規模設備化特徵，易於操作管理的多種處理單元的復合創新技術。農村污水處理方興未艾，任重道遠，將科學、社會因素有機結合，可大大提高農村水環境治理成效，因此，除技術研發外，應加強以下方面工作：
(1)發揮院落式單元處理作用。建議每家每戶建設化糞池，對廁所污水、洗浴污水和餐飲污水進行初步處理。
(2)加強污水處理工藝或設施的運管技術研究，進一步開發適合於農村的易操作、少維護、低成本的運行模式、工藝。
(3)農村污水處理後可進行資源回用。由於農村生活污水主要為N、P等營養元素，經處理後可就近用於農業灌溉。
(4)提高農民生態環保意識。積極開展推廣使用生物菌肥、有機肥宣傳教育活動，引導農民減少化學肥料使用。
(5)逐步建立相應的法律法規。根據我國農村實際，參考相關環保標准，制定適合於我國的相關技術標准和規程，同時，制定相關政策法規，完善獎懲政策，將農村水污染的治理納入法制化的軌道。
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