時間：2022-04-16 06:52:32
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關鍵詞：污水處理；污水處理；技術
中圖分類號：R123文獻標識碼： A
引言
近年來，我國的污水處理廠幾乎遍布全國，污水處理能力也逐年增高，但仍存在著許多問題。雖然大多城市污水處理廠都有健全的工藝設施，但是其在運行上過于簡單化，只是簡單的處理污泥甚至于不處理，便將其隨意擱放，以此來節約污水處理廠的運行費用，提高污水處理效率。這種現象的普遍存在，導致我國部分城市出現污泥圍城的狀況。污水處理廠的能源消耗率很高，受能源危機導致能源價格增長的影響，污水處理廠的運行費用過高，其利潤無法填補成本。由此可見，要在短期內提高城市污水處理率，除了開發適合我國國情、切實可行、高效低耗的城市污水處理技術，工藝與設備外，健全和完善城市污水處理綜合性技術支持與服務體系，制定合理可行的產業技術經濟政策，盡快解決城市污水處理收費及價格問題，加大建設城市污水處理廠的投資力度，也是十分重要的。
1、城市污水處理廠的作用
城市污水處理廠將城市污水進行收集，經過一系列的處理措施，達到排放標準，將其進行回收再利用，既減少凈水的利用率，又降低污水排放對水體的污染，對保護水資源和土壤資源和空氣污染起到非常重要的保護作用，主要表現為：第一，城市污水處理有利于保護地下水資源不受破壞，污水收集處理后，達到排放標準，污水不再滲入地下水體內，保護了地下水的安全；第二，污水得到治理，不會排放到下游，從而減少了污水對下游土壤及植被的污染，對保護耕地，保護植被起到重要作用；第三，污水處理后，其中的污染物得到收集，有效地降低了其中污染氣體的排放，對減輕空氣污染起到一定的作用。然而，城市污水處理廠對環境同樣產生不利影響，需要認真對待，采取措施，降低其影響范圍。
2、城市污水處理技術的確定原則
2.1、滿足環境功能的要求
城市污水處理廠工藝的確定與排放標準是息息相關的，受納水體的環境功能質量要求、環境容量、國家和地力一規定的排放標準限制了污水中污染物的排放濃度，因此污水處理廠的運行工藝需要達到設計的處理效率，能夠保證穩定的處理效果，同時如果排放污水要實現綜合利用，則還需要達到用戶的水質要求。在考慮受納水體的同時，還需要考慮到污水處理廠與周邊環境、景觀的協調性，廠內的噪聲及惡臭是否會對周圍的居民等環境敏感點產生影響，污水處理廠所產生的污泥是否能實現有效的處置，防治因為污水處理廠的建設和運行產生二次污染。
2.2、經濟合理
經濟合理、污水處理成本低，對于大部分城鎮污水處理廠的影響是至關重要的，可能直接影響到污水處理廠的正常運行。從城市污水處理廠的功能角度考慮，一般都建設于城市近郊區，因此布置緊湊、占地合理、征地費用低己成為工藝選擇的重要因素，在節省工程投資的同時，也必須考慮降低廢水處理成本。
2.3、技術成熟可行
城市污水處理廠屬于市政基礎設施工程，服務于人民大眾的日常生活，改善水環境質量，占地較大、投資較高，因此工藝的選擇必須是成熟穩定的，盡量采取有成功運行實例的工藝，對于尚未成熟運用的新工藝需要按照國家相關政策的規定，經過試驗和參數確定后方可使用。
3、污水處理廠處理污水新技術
3.1、DCS自動化控制系統
DCS是指CRT顯示技術、通信技術、計算機技術、自動控制技術相結介的高科技控制裝置，具體用來完成數據采集、生產管理、過程控制，此外亦屬4C技術的結介，即對生產過程進行監視、管理、操作、分散控制。傳統的DCS源自流程工業的儀表控制系統，具體用來完成連續物理量的調節與監視，同時全廠工業控制網山現場分散控制站、廠級中央監控工作站組成。目前，我國污水處理廠已廣泛采用基于PLC十工業以太網的DCS控制系統，同時具有十分理想的應用效果。
3.2、PH自動控制系統在粘膠纖維污水處理中的應用
PH控制系統主要安裝在粘膠廢水的酸化處理及其反應后的PH回調和濃酸廢水的沉鋅中和處理系統中。粘膠酸化處理系統是在酸化池內由濃酸廢水與粘膠廢水發生中和反應，同時在池底加曝氣吹脫，使堿性廢水中的纖維素磺酸酯等有機物分解，形成絮狀物，使其產生的H2S、CS2等氣體析出，并在此工序中降低廢水的COD濃度。PH控制系統由PH檢測儀表、PLC和執行機構組成。PH測量信號輸入PLC控制器，PLC控制器根據測量值判斷和PID運算等計算輸出相應的控制參數給變頻器，通過改變變頻器的輸出頻率控制泵的轉速、調整濃酸廢水的加入量，控制酸化池的PH值為2―3。
3.3、氨氮廢水處理技術應用
不同類型氨氮廢水通常采用不同的處理技術，根據氨氮的進水類型(有機、無機)，進水濃度(高、低)，選擇相應的污水處理工藝。
3.3.1、吸附法的應用
采用吸附法研究氨氮廢水的處理，利用由粉煤灰提取高鋁粉后產生的工業廢物――硅酸鈣，以富營養化湖水中的氨氮的去除進行實驗研究，表明硅酸鈣作為一種新型吸附劑，達到了廢物資源化的目的。
3.3.2、物化法的應用
在采用吹脫法的基礎上，引入超聲波技術處理高濃度氨氮廢水，相應條件下的氨氮的去除率達到92%以上。利用NaCI溶液浸漬法改性天然沸石，通過離子交換作用研究NaCI改性沸石對廢水中氨氮凈化效果及其影響因素。結果表明，改性沸石對低濃度氨氮廢水凈化效果較好。為了考查電化學氧化對低濃度廢水中氨氮的處理效果，分別對不同電極材料、藥劑濃度等因子對廢水中氨氮的去除影響進行研究，發現二維電極比二維電極對氨氮的去除效果好，可以達到更高的氨氮降解效果。
3.3.3、生物膜法的應用
近些年出現的生物膜(MBR)法是一種集生物處理和膜分離于一體的新型高效生物處理技術。用膜組件代替傳統的二沉池，可以進行高效的固液分離，提高污泥濃度，具有生物處理和膜分離工藝的共同優點，成為當前備受關注的一項重要的水處理技術。
3.3.4、真空膜的應用
利用真空脫氣膜技術處理氨氮廢水的工藝。直接從氨氮廢水中提取游離氨制成高濃度氨水，實現了資源的回收利用，同樣對污水處理具有很好的應用前景。而無機類氨氮廢水卞要采用折點加氯法、沉淀法、離子交換法等物化脫氮工藝。
3.4、還原沉淀法對含鉻重金屬廢水的處理方法
3.4.1、儀器與試劑
主要儀器：PHS-2F酸度計；T6紫外――可見分光光度計；AA nalyst600石墨爐原子吸收儀，美國Perkin Elmer公司。
3.4.2、試驗方法
配制一系列Cr(U)溶液(Cr( VI)90 、900mg/L)，調節溶液pH,量取100 mL于燒杯中，攪拌狀態下，按一定倍數的理論加藥量，分別投加單質Fe、FeSO4、NaHSO3、 Na2SO3等 4種還原劑，觀察溶液顏色變化，反應持續1 h后，用33%(質量分數)NaOH調節溶液pH至10. 0，加入4 mL 0. 1%(質量分數)的PAM溶液，靜置沉淀1h，取上清液分析其pH及溶液中Cr(VI)含量，并將沉淀物進行離心，烘干、稱重，比較不同還原劑對后續污泥量的影響。
3.4.3、結果與討論
首先，不同還原劑對Cr(VI)去除率的影響。酸性條件下Cr(VI)還原常用的還原劑有Fe,FeSO4、Na2SO3、NaHSO3等，本研究分別考察了不同試驗條件下上述4種還原劑對Cr ( VI)的還原效果。
其次，不同還原劑反應速率比較。 由于不同價態的Cr元素呈現不同的顏色，Cr( VI)呈黃色，Cr ( VI)呈藍綠色，實驗中通過觀察溶液顏色變化程度可以初步判斷Cr ( VI)的還原程度。表1為還原劑過量時不同pH條件下反應接近完全(溶液顏色由黃色變為藍綠色)所需的時問。在本試驗中采用配制的Cr ( VI)標準溶液，防止實際水樣中存在的雜質離子十擾溶液顏色的判斷。FeSO4作為還原劑在pH升高時會生成紅褐色的Fe(OH)3沉淀，干擾對Cr( VI)還原程度的判斷，因此采用分光光度法對Cr ( VI)殘留濃度進行分析，去除率大于99.0%記為反應接近完全。
結束語
總之，城市污水處理技術的確定總體上應該滿足因地制宜、技術可靠、經濟合理的要求。總的來說，處理工藝要和某一地區的氣候條件相適應，在該氣候條件下能夠實現穩定的運行、達到目標處理效果、滿足排放標準的要求，同時基礎工程造價、運行費用在經濟上可接受，最終在實現城市污水處理的同時能夠保證與環境、景觀的協調統一。
參考文獻：
[1]孫波，孫昊.氨氮廢水處理工藝評價及應用[J].廣東化工，2014，08:98-99.
關鍵詞：污水處理技術；新技術；污水處理廠
中圖分類號：U664文獻標識碼： A
一、污水處理概述
一般來說，污水處理分為三級，一級處理，主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD 一般可去除30%左右，達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。二級處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD，COD 物質)，去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標準。三級處理，進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。整個過程為通過粗格刪的原污水經過污水提升泵提升后，經過格刪或者篩率器，之后進入沉砂池，經過砂水分離的污水進入初次沉淀池，以上為一級處理(即物理處理)，初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設備的出水進入二次沉淀池，二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理，一級處理結束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之后進入污泥消化池，經過脫水和干燥設備后，污泥被最后利用。
二、幾種污水處理廠處理污水的新技術
（一）光催化技術
近年來，有研究表明光催化技術也能夠對污水有一定的凈化作用。光催化技術處理污水的主要原理是使得有機污染物或者無機污染物在光催化的作用之下，發生氧化還原反應，生成水、二氧化碳以及各類鹽，從而起到凈化污水的作用。而從光催化技術采用的原料來看，主要包括了TiO2、ZnO、Cd3以及WO3等，其中尤以TiO2效果為最，它本身沒有任何毒性，而且化學穩定性比較好，通過紫外光照射，能夠產生自由電子，使得空氣中的氧活化，并且產生活性氧以及自由基，由于活性氧與自由基本身都具備非常高的反活性，在有機污染物或者無機污染物與之相接觸的時候，就會發生氧化還原反應，從而達到消除污染的目的。
（二）礦物質污水處理技術
部分非金屬礦物，如膨潤土、沸石、硅藻土、海泡石以及凹凸棒石等均具有處理污水的能力。而且，由于這些非金屬礦物本身的種類繁多，儲量相對較為豐富，價格也比較低廉，將其應用于污水處理之中的工藝也比較簡單。除此之外，非金屬礦物污水處理技術的處理效果好，二次污染小甚至是沒有二次污染，還能夠充分使用，因此這一技術具有一定的發展優勢。
以膨潤土為例，其主要成分是蒙脫石，蒙脫石的表面積非常大，在其層間存在著大量的可用于交換的無機陽離子，因此其吸附效果非常好。同時，還具有一定的乳化作用，親和酸力以及去污能力也都比較好，對于污水之中的重金屬如鉛、鉻都有較強的吸附作用。再比如沸石，在其內部也有許多的空穴以及孔道，使其具備了較大的開放性以及巨大的內表面積，對其進行加熱之后，沸石的晶體架構不會被破壞，反而使得內部的孔穴更大，能夠提升其吸附能力。對于污水之中的有毒離子、重金屬的吸附能力很強，在特定的條件下其吸附作用能夠達到90%以上。因此，非金屬礦物質在污水處理廠的污水處理之中有著較為光明的應用前景。
（三） 聲波能污水處理技術
聲波能污水處理技術是指運用超聲波對污水中的化學污染物以及一些難以降解的有機污染物進行降解，這是一種近年來新奇的新型水處理技術。超聲波污水處理技術的降解相對較為溫和，并且降解速度快，適用范圍比較廣泛，能夠單獨使用或者與其他的無數處理技術聯合使用，具有較強的應用和發展潛力。
超聲波是一種由一系列的疏密相間的縱波構成的聲波，它能夠通過液體介質向四周擴散傳播，在聲波能量足夠高的時候，能夠打破液相分子之間的吸引力，形成空化核，有助于在局部產生高溫高壓環境，形成超聲空化，使得有機物在空化氣泡內發生化學鍵斷裂、水相燃燒以及高溫分解作用，達到污水處理的目的。
但是，超聲波污水處理技術與污水本身的粘性有很大的關系，如果污水本身的粘度過高，則會導致超聲降解作用下降，甚至是無法產生空化核。因此，超聲波污水處理技術對于污水本身也有一定的要求。在實際的應用過程中，還需要注意污水的酸堿度、和溫度的調節，酸堿度應該以有利于有機物以中性分子的形態存在為依據，而溫度的調節通過研究發現，在溫度低于20 攝氏度的條件下，更有利于有機物的降解。
三、污水處理廠處理污水應用新技術的障礙
（一） 資金障礙
當前，城市污水處理廠要大規模應用新技術，必然需要對當前的污水處理設備進行更新換代，同時要投入大量的資金用于試運行和其他的相關項目可行性的驗證。但是，當前我國的污水處理廠本身的資金實力不足，融資也存在障礙，導致污水處理新技術的應用困難。
（二）觀念障礙
不少的污水處理廠對于新技術本身還存在一定的質疑，對其進行污水處理的原理了解不足，思想上比較保守，不愿意嘗試新的技術。這種觀念上的障礙可能比其他的障礙都要難以逾越，如果不及時的更新污水處理廠相關負責人的思想觀念，新技術在污水處理廠的應用將非常困難。
（三）技術成熟性和穩定性
當前，有不少的污水處理廠也在嘗試應用新技術，但是有一些新技術本身還不是很成熟，穩定性也不是很好，導致污水處理廠投入大力氣引入的新技術和新設備無法正常運轉。這就使得很多保持觀望的污水處理廠更加遲滯不前，而沒有在實踐中得以應用，新技術也難以獲得進一步的發展，從而造成惡性循環。
結語
總的來說，我國的污水處理廠還有很多問題需要解決，特別是應用新的污水處理技術以及污水處理廠的發展問題。本文主要的目的就是要對新技術的應用以及其影響因素進行具體的分析，對污水處理廠的觀念進行轉變，對新的污水處理技術進行有效應用，以此來保證水污染所存在的問題能夠得到有效的解決，對生態環境進行有效的保護。同時，必須要對實際的問題進行有效的分析，對合理的方案進行有效的制定，這樣才可以對我國的污水處理問題進行有效的解決，使廢水排放零污染的這個目標得到實現，對環境進行保護，為人們構建一個綠色的家園。
參考文獻
[1]鐘木喜.污水處理廠處理污水的新技術分析[J].科技創新與應用，2012（21）.
關鍵詞：污水、污泥處理、新技術
一：污泥污染
污泥是污水處理過程中產生的一種含水率很高的絮狀混合物，是一種污染治理工藝的副產品，它實際上是由污水中的懸浮物、微生物及其所吸附的有機物和代謝活動產物等的聚合體，截留和聚集了幾乎全部被處理的污水原來所包含的有毒有害物質，因此具有較強的污染性質。污泥中常含有大量病原菌、寄生蟲和病毒，某些難分解的有機毒物，以及豐富的氮、磷等養分；工業污水產生的污泥中還含有多種重金屬成分。如果處理不當，會對環境造成嚴重的污染。其污染傳播的途徑大致有以下幾種：
首先，污泥的含水率極高，除一部分自然蒸發到空氣中外，大部分將緩慢地滲入地表土層，并在雨水等的沖刷下進入地表水系或地下水系，污泥中的污染物將沿著這兩種途徑進行傳播。
其次，沒有進行無害化處理的污泥進入農田菜地，可能直接侵入人類的食物鏈。
第三，污泥散發惡臭，可能影響相當大范圍的周邊環境；排放的氣體還包含有影響力很強的溫室效應氣體。此外，污泥的數量龐大，儲運這些污泥需要較大的空間和很多的工具，這些空間和工具都可能被污染，要做到與其它可能接觸人類食物鏈的系統有效“隔絕”有一定難度。
因此，科學地處理污泥越來越受到人們的關注，也成為水處理行業關注的焦點之一。
根據這類污泥的特性，污泥處理的目的主要有以下四個方面：
（1）減量化減少污泥最終處置前的體積，以降低污泥處理量及最終處置的費用；
（2）穩定化通過處理使污泥穩定化，最終處置后不再產生污泥的進一步降解，從而避免產生二次污染；
（3）無害化達到污泥的無害化與衛生化，如去除（或鎖固）重金屬，殺滅病菌、微生物等；
(4)資源化在處理污泥的同時達到變害為利、綜合利用、保護環境的目的，如產生沼氣并加以利用等。
二、污泥處理處置全過程分析：
污泥處理處置是指將污泥經過一系列的物理、化學或生物處理，降解有機物、殺滅細菌，使污泥穩定化，一般包括前處理、中間處理和最終處置三個階段，如下圖所示。
目前，隨著廣州瀝二期和獵德四期、京溪等污水廠投產運行，中心組團污泥量達到了1000多噸/天，隨著收集系統完善，污泥量會進一步提高。隨著同德圍、石溪等污水廠的建設，至2013年，中心組團污泥量屆時將達到約2000噸/天；廣州目前污泥除了部分送到水泥廠或其它應急處理外，尚無穩定的污泥處理設施。另外，污泥送到垃圾填埋場填埋給垃圾填埋作業造成的困擾和安全隱患日益凸現出來，污泥逐漸淡出填埋場也是一種必然趨勢。
因此，根據廣州實際，按照污泥處置的要求，重新考慮廣州中心城區各大污水處理廠的污泥出路，建設匹配污泥規模的干化處理中心，實現污泥的干化處理，最大程度地減量化，對于解決全市污泥處理問題是非常必要的，也是非常迫切的。
隨著廣州市各大污水處理廠污水系統的完善，必定產生大量的污泥，污泥是污水處理后的副產物，是由有機物、細菌、病原體、無機顆粒、膠體、重金屬等組成的非均質體，如果污泥未能得到妥善處理，將成為制約污水處理廠發揮環境效益的瓶頸。如果污水處理廠產生的污泥不能得到及時處理，將導致污水處理作用前功盡棄，污水處理的環境效益和社會效益將大打折扣。
因此，對廣州污水處理廠產生的污泥進行綜合治理、最大限度地降低城市污泥造成的二次污染，是保證廣州污水處理系統發揮其環境效益和社會效益的必要條件。
主要的污泥處理處置工藝方法
3.1干化
干化是利用熱能將污泥烘干，干化后的污泥呈顆粒或粉末狀，全干污泥含固率在85%以上，微生物活性受到抑制，避免了因微生物繁殖而發霉發臭。
干化后污泥可以用于制作肥料、營養土，也可作為燃料和建筑材料等加以利用，多個方面的應用和實踐尚待深入研究。
污泥干化具有以下突出的優點：
1）減量化：污泥體積減小至原來的1/4～1/5；
2）無害化：臭味消除，無病原物；
3）資源化：能（潛在）回收利用，產品具有多種用途，如作為肥料、土壤改良劑、燃料等。
3.2堿性穩定
堿性穩定化是在污泥中加入石灰、水泥窯灰或飛灰等堿性物質，使污泥pH值大于12，并保持一段時間，利用強堿和高溫殺滅病原體、降低惡臭和鈍化重金屬。最終處置方式采用土地利用或衛生填埋。
堿性穩定的兩個主要方法是N-Viro Soil方法和Agri-Soil方法。前者在堿性穩定后通過機械翻堆或其它方法使污泥快速干燥；后者在混合堿性物料后進行堆肥，該工藝在美國和澳大利亞等人均土地占有量較大的國家得到了一定應用。
堿性穩定化的優點是可以消除病原體，缺點是不但不會減少污泥量，而且還會增加污泥總量，占地面積大，要求周邊沒有環境敏感點。對于廣州1000多萬人的特大城市，不適用。
3.3污泥堆肥
堆肥技術是一種最常見的污泥生物轉換技術，是污泥進行穩定化、無害化處理的主要方式之一，也是農業利用的有效途徑。
污泥堆肥投資小，工藝簡單，運行成本低，但堆肥存在明顯的問題：
堆肥要求污泥的重金屬含量穩定且小于相關標準要求，較難控制。
堆肥技術所需場地面積大、輔料需求量大、處理周期長。
堆肥過程產生的滲濾液處理難度大，惡臭控制較難，易造成二次污染，對環境影響大。
污泥堆肥產品肥效低，只能就近使用，生產運行狀況受產品銷售市場的影響，難以持續處理污泥。
根據廣州市污泥特性檢測，污泥中重金屬含量雖未超標，而且存在市場銷路的問題。因此，堆肥技術暫不適于廣州大規模的污泥處理，但在污泥滿足農用標準條件下，可以作為污泥干化后的污泥處置方式之一。
3.4焚燒
焚燒是利用污泥中豐富的可燃質，使污泥焚化。焚燒過程中，所有的病菌病原體被徹底殺滅，有毒有害的有機殘余物被熱氧化分解。焚燒灰渣可用作生產水泥等建材的原料。
用于污泥焚燒處理的焚燒爐有多層焚燒爐、流化床焚燒爐、爐排焚燒爐、復合床焚燒爐等。
污泥焚燒是否需要外加燃料，取決于污泥本身的熱值（如有機物含量）和污泥的含水率。含水率為70~85%的脫水污泥直接進行焚燒時一般需要添加輔助燃料，含水率為35~40%的半干污泥一般不需輔助燃料就可以焚燒。
污泥焚燒的溫度取決于所采用的焚燒爐類型，如多層焚燒爐干化區的溫度為400~750C，燃燒區的溫度為800~950C；流化床焚燒爐底層溫度一般為750~800C，燃燒溫度可以達到850~900C；爐排爐燃燒溫度可達到850C以上。
污泥焚燒處理設施的配套工藝主要包括三方面：干化系統對污泥進行干化，使污泥在焚燒過程中能夠穩定燃燒，降低添加輔助燃料的運行成本；凈化系統對廢氣、廢液、廢渣進行處理，以便達到規定的排放標準，保護環境；余熱鍋爐對煙氣的熱量進行回收利用。
圖3-5 焚燒流程示意圖
3.5土地利用
污泥的土地利用是指污泥經過處理后，使污泥中的營養成份又回用于土地的處置技術。污泥的土地利用處置方式常與堆肥、堿性穩定和干化等污泥處理工藝結合使用。
土地利用有很多種形式，用于擬關閉石坑生態恢復綠化、石壁綠化、自然山地的植被生態恢復、污泥制肥代替復合肥用于高爾夫球場草皮養護以及污泥農用和土壤改良劑等。
3.6衛生填埋
這里所說的污泥衛生填埋與目前采用的污泥在生活垃圾衛生填埋場填埋不是同一個概念，污泥衛生填埋一般指單獨建設一個專門填埋處置污泥的填埋場地，這是一種較為成熟的污泥處置技術。污泥衛生填埋是把脫水污泥、干化污泥或焚燒后的殘渣運到污泥衛生填埋場進行填埋處置的工藝。
3.7污泥建材利用
由于污泥中含有一定量的有機和無機成份，而一些建材制品（如建筑用磚）的制作原料需要一定量的無機物（粘土），另外燒制過程中需要一定量的輔助燃料，這兩方面的需要使得污泥有可能作為水泥生產與制磚生產所需的原料。
結束語：
關鍵詞：城市污水處理新技術
中圖分類號：U664.9+2文獻標識碼： A 文章編號：
可持續發展路線的實施，增加了我國各級政府對環境保護的認識和治理力度。城市污水處理，作為一個城市發展程度的重要標志，其實施效果已經成為了評價城市發展程度的重要指標。城市污水處理的效果不僅僅關系到城市所在地周邊的環境保護，更關系到下游城市人們的身體健康以及經濟發展。加快城市污水處理建設，加快城市污水處理新技術的應用，促進城市和諧發展以及可持續發展路線的實施，是目前我國城市污水處理相關部門的首要任務。
1.我國城市污水處理現狀分析
目前我國城市污水處理的面臨著重要的考驗，現有污水處理系統已經不能滿足日益增加的城市污水量。而工業污水、日常生活排放污水在城市內部的流向對流經城市的河流以及淺層地下水也都有著不同程度的污染。這也使得我國多數城市水源受到污染，加大了城市生活用水處理的費用，加劇了我國城市污水污染程度。近年來為了加快我國可持續發展戰略目標的實施、促進我國水資源優化、保護環境，我國很多城市已經開始了對城市內污水流向的治理，減少污水在城市內流向對淺層地下水的污染。同時大力應用新的污水處理技術，加快污水處理建設，為我國可持續發展路線的實施打下堅實的基礎。
2.城市污水處理新技術分析
2.1曝氣生物濾池技術分析
曝氣生物濾池是一種經過改良的新一代上向流曝氣生物濾池。它既可以用于污水的二級處理，也可以用于處理出水需要回用等其它要求的污水深度處理，并且能夠達到很高的排放水質標準。由于曝氣生物濾池工藝將濾池和生化反應器結合起來，因此不再需要沉淀池；占地面積小，是常規工藝的1/4～1/5，節省大量征地和地基處理費用；池容小，土建工程量比其它工藝少20％～40％；全部模塊化結構，改擴建容易，工期短；上部出水為清水，濾頭不易堵塞，檢修和更換容易。無需放空濾池中濾料；可對廠區進行全封閉，無臭味污染，視覺和景觀效果好；不需要單獨的反沖冼水和反沖洗水泵，降低了設備投資和運行費用；穿孔管曝氣，節省設備投資和維護費，效率高。而膜式曝氣頭通常在運行兩年后開始喪失其效率；自動化程度高，操作人員少；低溫運行穩定，受溫度影響很小；由于其具有連續的物理過濾能力，一旦生物反應發生問題，濾池仍可去除絕大部分的懸浮物；而且僅需要幾天即可恢復生物處理能力，而活性污泥法需要幾個星期才能恢復；由于其具有的眾多有點，我國已經在2002年在廣東南海新建了一座設計流量為50000m3/d的新型曝氣生物濾池污水處理廠，從近6年的處理運行情況來看，運行穩定，處理效果好，是投資較少的一種新技術應用典型。
2.2天然有機化學污水處理技術的分析
天然有機化學在污水處理方面的優勢已經被人們認可，也使得其在污水處理中的發展前景越來越好。化學混凝與生物法共同作用污水處理法已經成為了天然有機化學污水處理發展的新方向。該工藝能有效去除水中的顆粒物、磷和氮，使出水水質達到一定的水平。有些國家把化學混凝法加生物處理作為主要的處理方法對城市生活污水進行處理，如挪威、瑞典、丹麥，其70%的污水都用混凝法+生物處理。其它一些國家如美國和香港用一種叫做化學強化一級處理法，該法比化學混凝法需要的混凝劑量更少，但足以去除大部分磷同時大大加快沉降速度。
世界上最常用的混凝劑為鋁鹽和鐵鹽，也有一定數量的有機聚合物作混凝劑或助凝劑。水和污水中的污染物去除是通過已知的機械原理即破壞膠體的穩定性而混凝，或者是化學藥劑與固體水解產物共同沉降來完成。混凝法的效率是受混凝劑的物理及化學特性、進水及工藝條件等因素的影響。
污水處理無疑是要花錢的。問題是要找到一種不僅投資少而且長期運行費用低的最經濟最有效的方法。根據歐洲污水處理經驗，要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脫除85%氮，則化學強化一級處理+生物處理是最經濟有效的。化學處理法特別是在工業污水比例大、污水水質日/年變化大時更顯其最經濟有效。在快速發展的工業化城市，企業排放的污染物會影響甚至破壞傳統的生物處理過程，而化學處理法在這方面具有許多的先進性，能處理很多不同的污水，能承受很大的沖擊負荷。對實際污水處理工程而言，首先用化學法進行污水處理研究，不僅能承受沖擊負荷，將污水處理到一定的程度，還可以了解污水的組成和變化情況，為較易受污水沖擊負荷、毒性物質影響的生物處理提供保護。種種優勢預示了天然有機化學污水處理的良好發展前景。
2.3污水生物處理方法分析
生物污水處理是用生物學的方法處理污水的總稱，是現代污水處理應用中最廣泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有機物轉化為簡單的無機物，使污水得到凈化。按對氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉化為有機酸，甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等。好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣（如藻類光合作用產氧等）為污水中好氧微生物提供活動能源，促進好氧微生物的分解活動，使污水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉盤、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物處理效果好，費用低，技術較簡單，應用比較簡單。當簡單的沉淀和化學處理不能保證達到足夠的凈化程度時，就要用生物的方法作進一步處理。生物處理中要特別注意掌握凈化污水的微生物的基本特點，滿足其要求條件；污水中BOD與COD比值要大于0.3。溫度影響較大，冬季一般效果較差。
3.加快分流制排水管網的推進，促進污水處理的實施
我國原有城市排水管網多位合流制排水管網，其是通過在城市中鋪設一套排水管網用來排泄污水和徑流雨水。這樣的排水管網導致后期在進行污水處理時加大了處理量，增加了污水處理費用。而目前較為先進的分流制排水管網，是在城市中設兩套獨立的排水管網，分別排泄污水和徑流雨水。這就使得在后期進行污水處理過程中，可以不對徑流雨水進行處理，只針對污水進行處理，大大降低了污水處理費用。鋪設分流制排水管網的費用與合流制排水管網污水處理費用相比，分流制雖然一次性投入較大，但是綜合比較可以發現，其在管網運行多年后，總體費用只占合流制管網污水處理的42.7％。因此，加快我國老城區合流制管網改革，在建設新城區時積極采用分流制排水管網設計是污水處理發展的必然方向。
總之，城市污水處理新技術的不斷涌現，為城市污水處理提供了更過的選擇空間。同時也使得我國污水處理技術正在向著國際化的標準邁進。通過新技術的應用及人們對日常生活中無磷清潔用品的廣泛使用，減少有害污水的產生，為我國環境保護打下堅實的基礎。
參考文獻
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【關鍵詞】船舶；含油污水；處理；新技術
中圖分類號：U664.9+2文獻標識碼： A 文章編號：
[Abstract] in recent years, the constant deepening of China's research on the processing technology of ship oil wastewater, oily wastewater treatment technology of ship higher requirements of a higher level, at the same time, need, oily wastewater treatment technology in traditional is not suitable for the ship. Therefore, it is necessary to innovate the oily sewage treatment technology, this paper will from the following several aspects to analysis of new technology of ship oil wastewater treatment.
[keywords] ship; oily wastewater; treatment; new technology
一、前言
目前，我國很多地區對含油污水處理技術仍然研究不夠深入，依然采用傳統的處理技術，使得處理含油污水的水平得不到提高，因此，研究船舶含油污水處理新技術迫在眉睫。
二、船舶含油污水概述
船舶產生的污水主要為包括船舶生活污水（黑水）、灰水以及船舶油污水。按照公約附則VI的定義，船舶生活污水主要是指：任何型式的廁所和小便池的排出物和其他廢棄物；醫務室（藥房，病房等）的洗手池、洗澡盆和這些處所排水孔的排出物；裝有活著的動物處所的排出物；混有上述定義的排出物的其它廢水，船舶生活污水也常稱為“黑水”；而灰水是指除黑水以外的船上產生的其他污水，主要是來自廚房、洗衣房以及盥洗室等處的廢水和廢物；船舶油污水主要包括船舶正常操作過程中產生的含油壓載水、含油洗艙水和機艙水。
目前公約要求處理的船舶生活污水主要是“黑水”。雖然對盥洗、廚房及洗衣所等排放的“灰水”沒有給出處理要求，但當和“黑水”混合排放時必須進行處理。另外，一些國家和地區為保護當地水域環境質量，獨自制定了更加嚴格的船舶生活污水排放標準，比如IMO要求的BOD5，SS和大腸桿菌的排放指標分別為50mg/l，50mg/l和250個/100ml，而美國阿拉斯加海域法規要求的排放指標分別為20mg/l，25mg/L和100個/100ml。并且有些地區要求黑水和灰水都要處理；甚至禁止排放任何形式的船舶生活污水在一些特殊和敏感水體，比如自然保護區、水源地和珍稀魚類棲息地等。
三、目前含油污水處理工作中存在的問題
1、油水分離器工作負荷過高
艙底水中的含油量通常為7000～10000mg/L，有時更高達50000mg/L；油艙的壓載水含油量一般為3000mg/L，洗艙水的含油量一般為10000～15000pmg/L，可見船舶艙底水、壓載水、洗艙水中的污油含量相當可觀，并且含油污水總量也非常多。據統計，普通船舶每年產生的含油污水相當于其船舶總噸位的30%左右。按照MARPOL73/78公約，含油污水都必須要經過油水分離器來處理，造成油水分離器工作負荷過高，導致油水分離器容易出現故障及維護保養工作量過多。
2、油水分離器的維護保養工作量過多
首次使用或清洗后投入使用時應先注滿清水，以利于洗掉可能粘附的油污和雜質，避免含油污水對分離器的污染。注水時，應打開頂部的放空氣閥、上排污閥和高位檢驗旋塞，以驅逐分離器中的空氣，直至水從這些閥中流出時將其關閉并停止注水。起動污水泵前應先打開舷外排出閥，檢查自動排油裝置和應急操縱手輪是否處于正常位置。如有氣動裝置，應接通氣源。
運行中要注意及時排油、加熱溫度和定期清洗等問題，特別注意避免油水分離器超負荷。如果供水量過大，或排油裝置失控，積油過多，都會降低分離效果，造成污油污染分離器內壁。
3、含油污水違規排放現象嚴重
由于油水分離器工作負荷過高及其維護保養工作量過大等原因，部分船舶則把產生的含油污水不經過油水分離器分離，而直接排向舷外，造成海洋環境污染。違規排放的規律是：白天不排夜間排，停泊不排航行排，港內不排港外排。部分船員認為油水分離器的使用很麻煩或者不會操作油水分離器，因此從不使用油水分離器。設備保持完好以備檢查，水質化驗達標以備簽關。按規定，使用油水分離器和油類操作均要記錄在《油類記錄簿》中。由于無法監控具體操作，部分船舶均按規定的格式，虛假填寫船舶的含油污水量和設備的相關操作。
四、傳統的船舶油污水的處理方法
1、物理法
此類方法是利用油和水的密度差使油滴和水分分離的方法,在確定油污水處理方法時,應首先考慮物理法,主要是由于物理法簡單易行,管理方便,運行費用低,而且產生的廢渣也容易處理,同時不會產生二次污染。最常用的重力分離法和水力旋流法。
(一)重力分離法;此方法是利用水和油的密度差,使上浮油和分散有克服水流阻力上浮進而除去水中油分的方法。油粒上浮速度是決定油分能否在短時間內被分離的決定性因素,取決于油粒直徑的大小,油和水的密度差,流體的粘度以及溫度,可用修正的托克斯定律來描述。
(二)水力旋流法;該法使含油污水在壓力下沿著筒壁切向高速進入圓筒,在圓筒內部高速旋轉,利用圓筒高速旋轉的離心力使油和水得到分離,由于油和水密度的不同,水會聚集在旋流的外側,上浮油和分散油則在中央。這種方法較重力分離法效率油很大提高,設備也有大幅減少,但因高速旋轉水流需消耗很大能量,而且對設備維護要求高,所以只是適用于小量油污水的初步處理。
2、物理化學法
(一)氣浮分離法;利用產生的微小氣泡粘附油污水中的細微油粒上浮從而達到水油分離的方法。氣浮原理主要是由于液體表面張力的作用,因為液體表面分子和液體內部分子受到的分子引力不相同,表面分子受到不均衡的力的作用將表面分子拉向液體的內部,且盡力縮小液體的表面積。油污水中難以通過重力分離或者分離速度較慢的分散油、乳化油可通過此法進行處理。
(二)絮凝沉淀法;為了提高常規重力分離法對微小油滴和乳化油的除去效率,通常可在油污水中投放絮凝劑,使乳化油破乳形成礬花,進而再利用重力分離法去除水中的油分。實際工程中此方法應用較多,但是處理后會產生大量的污泥,仍需進一步處理。
(三)過濾法;過濾法是在油污水流過濾床過程中,通過篩分、慣性碰撞、表面粘力等作用將小粒徑油滴截留在過濾介質表面并不斷聚集形成大粒徑油滴然后上浮分離的方法。常用濾料有高分子聚合物、石英砂、玻璃纖維等。改方法所需設備簡單、容易操作且投資小,但是存在處理速度慢以及隨著運行時間的增加可能出現的油膜被突破的危險,所以一般必須先對含油污水進行反沖洗,以保證設備的正常運行。
3、生物法
(一)厭氧法;厭氧法是利用厭氧微生物分解水中有機物的方法。通常厭氧反應速率比較慢,耗時較長且當廢水量很大時,所需設備較大。目前的研究主要集中于升流式厭氧污泥床和厭氧接觸反應器,同時這兩種工藝也應用較多。
(二)好氧法;同厭氧法相似,好氧法是利用好氧微生物氧化分解水中的有機物的方法。該方法一般只適用于含油濃度較低的油污水的處理。
五、船舶含油污水處理新技術
本文提出的含油污水處理新技術如圖1所示，從污水柜來的含油污水用螺桿泵泵入油水分離筒-1，污水依靠重力和油水的比重差進行初步分離，分離出的污油聚集在上部的集油室，最后經自動排油裝置排出至污油柜。集油室可設加熱器，便于降低污油粘度，流暢地排出至污油柜。經初步分離后的處理水，水中含油量小于100mg/L，但仍高于15mg/L。按MARPOL73/78公約附則I的規定，這時的處理水是不能直接排出至海中的。經分離筒-1分離后的污水送入蒸汽加熱器-2中將其加熱至95℃，由于船舶航行時機艙蒸汽一般由廢氣鍋爐產生，所以從能源角度講用蒸汽直接加熱該污水是可以接受的。經加熱后的污水送入蒸發盤-3，蒸發盤位于主機廢氣鍋爐后的煙道內。由于此時煙道內的煙氣溫度在150℃以上且流量足夠，其熱量足以將95℃以上的污水加熱至蒸發，蒸發后的水汽連同主機廢氣排至空中。時間久后會在蒸發盤上形成污泥污垢，可在清潔廢氣鍋爐時一并清潔。這樣既減少了原先第二級的過濾處理，同時又不受15mg/L以及在特定海域排放要求的限制，也減輕了船員的勞動強度。
圖1含油污水處理新技術示意圖
六、結束語
在今后船舶含油污水處理的過程中，要及時的發現污水處理的新要求，并且根據新的要求提出新的處理技術，這樣才能夠不斷提高含油污水處理水平。
【參考文獻】
關鍵詞：污水處理；新技術；新發展
污水處理的新技術有很多，其中經常使用的是SBR反應器，該技術裝置在污水處理中有很多的優勢，比如沉淀效果非常好；并且能夠將污水中存在的比較難以降解的廢水進行降解，其降解效率與時間都能得到保證；最重要的是這種污水處理技術工藝非常簡單，而且所使用的設備結構也比較簡單，這樣就節省了大量的污水處理時間，變相提高了污水的處理的效率。
1 污水處理的新技術
污水處理一直是受到我國相關部門的重視，尤其是在淡水資源越來越缺乏的今天，其重視程度越來越高。我國人均淡水資源非常少，因此對污水進行處理，并且加以利用，對節約淡水資源有著重要的影響，對建設節約型社會也有積極的意義。那么，我國目前的污水處理技術有哪些呢？筆者總結如下：
1.1 沉淀和曝氣、間歇和連續相結合實現自動控制的序批式（SBR）反應器
傳統SBR反應器在運行操作上形成了曝氣和沉淀相結合的特點，這體現了SBR反應器最為本質的特點之一。同時，這要求SBR反應器必須充分利用了現代電子和自動化技術。SBR反應器的發展過程呈現了多樣性，有CASS、CAST、ICEAS、MSBR等多種新型SBR反應器。各種SBR反應器的發展體現了與傳統活性污泥相互融合的趨勢。具體表現為從間歇進水、間歇出水的傳統SBR反應器，發展到連續進水、間歇出水和連續進水、連續出水并帶回流污泥的SBR反應器。以及出現了UNITANK這種融合氧化溝、SBR和活性污泥工藝新型的綜合性工藝。這體現了間歇式的SBR和連續式活性污泥工藝相互融合的特點。
這種技術在污水處理方面有很多的優勢，首先，使用這種技術在污水處理過程中能夠將其中的固體物進行充分的沉淀，沉淀效果與傳統的方法相比其優勢十分明顯，基本上可以算作是理念沉淀；其次，使用這種技術能夠將污水中的有機物去除，其效果與傳統方法相比也明顯，這正是因為如此，很多人員將其看作是推流式反應器；再次，使用這種技術方法能夠將污水中存在的廢水降解，而且降解效率非常高，因為在進行降解時，該技術因為生物多樣性的特點，在講解過程中，就會產生很多種生態條件，這樣即使是那些比較難降解的廢水也可以比較容易的進行降解；最后，該技術方法工藝十分簡單，而且所需設備的結構不復雜，在使用的過程中與傳統的方法相比節省了很多環節，比如不需要對其進行回流或者沉池。實際上，該技術方法還有很多的優勢，所以這種技術值得推廣。
1.2 氧化溝工藝
從20世紀90年代至今是我國氧化溝技術大發展的階段，預計已有上百座氧化溝污水處理廠投入運行。氧化溝技術仍然是當前污水處理的熱點。從應用和研究情況來看，我國氧化溝技術水平與國際先進水平相比差距很大。究其原因是我國沒有系統地研究過氧化溝技術與設備，目前我國已引進數種氧化溝技術，有條件來分析比較和吸收消化。因此，認真分析和總結這方面的經驗和教訓顯得十分必要。
氧化溝工藝的處理污水的技術應用也比較廣泛，其優勢也十分明顯：一方面，構造形式單一，也就是說能夠適應各種污水處理環境，相關人員只要根據相應的環境來選擇構造形式即可，正是因為其構造形式比較多，所以該技術在使用的過程中與其他技術相比比較靈活，這樣無論是哪種水質，都可以對其進行處理，所以這種技術的應用范圍比較廣；兩一方面，該技術在使用的過程中需要最重要的設備就是曝氣設備，該技術中這種設備也非常豐富，這樣就能夠適應各種處理環境，這種設備有兩個優勢，一是能夠提供氧氣，以便在處理的過程中發生氧化反應，便于處理；另一個是能夠為溝渠提供合適的流速，這樣就更加便于污水處理。
2 污水處理技術的新發展
2.1 關于城鎮污水處理主導工藝的思考
西方國家經過一、二十年的治理工作，一些國家污水處理率達到90%以上。在這一時期在城市污水處理領域出現大量各種形式的污水處理新工藝，而進入20世紀90年代，西方國家城市污水處理市場需求萎縮，一個國家一年僅有一、兩個城市污水處理廠的建設，所以在技術上失去了開發新工藝的動力。可數的新工藝的發展，也是基于這些國家老的污水處理廠超負荷改造的需要（曝氣生物濾池）和水回用的需求（膜生物反應器）。社會需求是技術發展的最好驅動力，而我們國家對污水處理工藝有極大的迫切的需求，我國對污水處理技術開發仍有巨大的動力。
2.2 從可持續性思考城鎮污水處理工藝技
目前政府往往簡單認為一個城市有污水處理廠，就是經濟和環境協調發展，符合了可持續發展的原則。對可持續發展全面理解應該根據世界環境與發展委員會在《我們共同的未來》的報告中對可持續發展的定義：“可持續發展是即滿足當代人的需求，而又不損害后代人滿足其需求的能力的發展”。從技術層面考慮需要判斷污水處理工藝是否符合可持續發展原則，需要從可持續發展的公平性原則（是否體現資源和環境共享）、持續性（是否滿足資源和環境的永續性利用）和共同性原則（是否有利于解決全球性環境問題）方面來考慮。
2.3 關于城鎮污水處理廠污泥處理的思考
城市污水污泥處理和處置方面在我國還剛剛起步，與國外先進國家相比尚有較大差距。隨著大量污水處理廠的投產，污泥產量將會有大幅度的增加。污泥厭氧消化的投資高，污泥處理費用約占污水處理廠投資和運行費用的20%～40%。在我國僅有的十幾座污泥消化池中，能夠正常運行的為數不多，有些池子根本就沒有運行。這也是導致我國近年大量采用帶有延時曝氣功能的氧化溝等技術的原因。采用高效（高負荷）、低耗污水處理工藝的關鍵之一是解決城市污水廠污泥處理技術和問題，可以講具有特點的解決我國城鎮污水工藝的進步，在很大程度上取決于污泥處理和利用技術的進步。為了解決這一問題有必要加強污泥處理與利用的研究。
結束語
綜上所述，可知污水處理對我國的經濟發展非常重要，尤其是在水資源比較缺乏的今天，污水處理技術的發展對我國水資源的使用有著重要的影響。介紹了兩種經常使用的污水處理技術，實際上還有很多新技術正在研發，也逐漸的應用在實際中，隨著污水處理研究的深入，投入的加大，會有更多的技術應用在污水處理中，其處理效果會更加明顯，更具優勢。
參考文獻
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【關鍵詞】無機鹽調理劑；污泥；新技術
Study on New Technique of Low Sludge Sewage Treatment of Zhongyuan Oilfield
ZHENG Rui-qian1 YAN Ji-hua2 YANG Yong-xia2 QI Xiang-li2 SUN Lan-fang2
（1.Puyang Hotway Pharmaceuticals Co.， Ltd.， Puyang Henan 457000， China；2.The Fourth Oil-Recovery Factory of Zhongyuan Oilfield Company Oil and Gas Gathering and Transportation， Puyang Henan 457176， China）
【Abstract】Study on new technique of low sludge sewage treatment of Zhongyuan oilfield，the results showed that： Inorganic salt conditioner broke the balance of CO2 and HCO3-， reduce the content of HCO3- in water treatment system， Control the main fouling reaction of outputting water， what can prolong the use cycle of water treatment equipment； The sewage are improving by dealing with “New technique of low sludge sewage treatment”，the amount of sludge is 31.89% lower than that at present.
【Key words】Inorganic salt conditioner； Sludge； New technique
0 前言
中原油田文二污水站日處理污水量14000m3左右，產出污泥殘渣14噸以上，全年達到5100多噸。該污水站目前采用“預氧化污水處理技術”處理污水，該技術需提高含油污水的pH值，為鐵離子及其他有害離子的沉降提供適當的堿性環境，控制污水處理系統pH值為7.5～8.5，外輸水pH值控制在7.0～7.5，目前能夠滿足SY/T5329-94 《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》的指標要求。由于pH值的提高，污水中大部分離子形成固體物沉淀在含油污泥中，造成巨大的環保和經濟壓力，并且pH值由于HCO3-的存在隨著系統達到端點站降低明顯，導致水質穩定較差。
“中原油田低污泥污水處理新技術”是結合污水站來水、補充清水現狀（見表1），本著“減少污泥、降低成本、友好環境”的原則，作者結合現場實際情況，進行了大量的理論論證和室內實驗，利用無機鹽調理劑雙水解聯合站來水中的CO2及HCO3-，打破產出水的C02和HC03-構成的弱酸性緩沖體系，從而使水中的離子達到一個新的熱力學、動力學的穩定分布狀態，以利于控制腐蝕、抑制結垢、殺滅細菌、 破乳除油及提高水的注入性能，提高水驅開發效果。
表1 文南油田水源水性數據表
1 低污泥污水處理新技術原理
1.1 技術原理
（2）“低污泥污水處理新技術”處理后的污水水質有所提高，污泥量在現在基礎上降低了31.89%。
【參考文獻】
關鍵詞：油田污水，污水處理，膜分離技術
一、引言
近年來，隨著油田開發進程的不斷加快，油田產出廢水日益增多，對生態環境造成了嚴重污染。油田產出污水水質復雜，含有石油類、破乳劑、磺酸鹽、酚、酸等污染環境的物質。油田產出污水一般具有以下特征：含油量高（1000mg/L）、礦化度高（20000-50000mg/L）、pH值偏堿（7.5-8.5）、廢水中含有細菌（SRB硫酸鹽還原菌5-10μm）等。
油田產出污水主要包括油田采出水、鉆井污水及原油處理站內其它類型的含油污水。油田污水的處理方式依據油田生產工藝、周邊環境管理要求等因素，可以有多種不同的方式。
采用注水開采方式生產的油田，從注水井注入油層的水，大部分又通過采油井隨原油一起回到地面，這部分水在原油外運和外輸前必須加以脫除。隨著油田開采年代的增長，采出液的含水率不斷上升，有的區塊已達到90%以上，這些含油污水已成為油田的主要注水水源。隨著油田低滲透區塊和表外儲層的連續開發，對油田注水水質的要求更加嚴格。
二、油田污水處理技術現狀
油田的水處理工藝，其流程通常為“隔油-過濾”或“隔油-浮選（或旋流除油）-過濾”，該處理工藝主要是去除污水中的含油和懸浮物。在很長一段時間內，此工藝流程被廣泛應用于各油田的采出污水處理中，處理效果良好，處理后的水質一般都能達到回注水的要求。
1.技術分類
根據油田污水處理程度和水質要求的不同，通常將污水處理技術分為一級處理、二級處理和三級處理。一般來說，一級處理屬于預處理，二級處理能除去90%左右可降解有機物，以及90-95%的固體懸浮物。然而，對于重金屬毒物和生物難以降解的有機物、高碳化合物以及在生化處理過程中出現的氮、磷等物質，則難以完全除去，需進行三級處理。
一、二級處理主要是利用過濾、沉降、浮選等方法把污水中的懸浮物除去，可以去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等，主要方法包括重力分離、離心分離、過濾法、粗粒化、中和、生物處理等方法。這些技術在國內外都已經比較成熟，應用非常廣泛。
三級處理技術屬于更高級的油田污水處理方法，其主要方法有以下幾種：
一是化學法。該方法主要用于處理廢水中不能單獨用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質，特別是含油廢水中的乳化油，包括混凝沉淀法、化學轉化法和中和法。二是物化處理法。包括氣浮法和吸附法兩種，其中氣浮法是將空氣以微小氣泡形式注入水中，使微小氣泡與水中懸浮的油粒相粘附，形成浮渣層從水中分離。吸附法主要是利用固體吸附劑去除廢水中的多種污染物。根據固體表面吸附力的不同，吸附可分為表面吸附、離子交換吸附和專屬吸附三種類型。三是生物法。該方法是利用微生物的生化作用，將復雜的有機物分解為簡單的物質，將有毒的物質轉化為無毒的物質，使廢水得以凈化。根據反應機理的不同，生物法可以分為好氧生物處理和厭氧生物處理。
膜分離技術被認為是“21世紀的水處理技術”，主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等幾類，這些膜分離產品均是利用特殊制造的多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定顆粒大小的雜質。特別是超濾技術，已經在污水除油的相關研究中取得了一定的進展，逐漸從實驗室走向實際應用階段。
2.油田污水處理的一般工藝
油田污水成分比較復雜，油分含量及油在水中存在形式也不相同，且多數情況下常與其他廢水相混合，因此實際應用中通常是兩三種方法聯合使用，使出水水質達到排放標準。另外，各油田的生產方式、環境要求以及處理水的用途不同，使油田污水處理工藝差別較大。3.膜生物反應器工藝
膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比，MBR具有處理效率高、出水水質好；設備緊湊、占地面積小；易實現自動控制、運行管理簡單等優點。自上世紀80年代以來，該技術愈來愈受到重視，成為研究的熱點之一。
在我國，膜生物反應器作為污水再生回用的一項高新技術，其開發與研究也正越來越深入。雖然目前膜生物反應器在我國的實際應用還較少，然而，在水資源日益緊缺的情況下，隨著膜技術的發展、新型膜材料的開發以及膜材料成本的逐漸下降，膜生物反應器將會有較好的應用前景。
三、油田污水處理技術的發展趨勢
隨著全球范圍水資源短缺的加劇，以及人們對環境污染認識的加深， 油田污水處理后回用已經越來越受到重視。近期的研究有如下趨勢：
1.新型水處理藥劑的研制和開發。混凝劑是油田采出水、鉆井污水等處理中重要的藥劑，研制混凝能力強、能夠快速破乳、沉降速度快、絮凝體體積小、在堿性和中性條件下同樣有效的新型混凝劑，是水處理藥劑開發者致力的方向。
2.膜分離技術的研究及推廣。膜分離技術用于油田污水處理，目前尚處于工業性試驗階段，難以大規模工業應用的原因主要是膜的成本和膜污染問題。因此，今后的研究重點是：開發質優價廉的新材料膜；減少膜污染的方法；清洗方法的優化以及清洗劑的開發。
3.開發工藝更為先進的復合反應器，提高處理效率，減少占地面積。MBR是膜分離技術與生物處理法的高效結合，這種工藝不僅有效地達到了油水分離的目的，而且具有污水三級處理傳統工藝不可比擬的優點。膜生物反應器工藝作為膜分離技術和生物處理技術的結合體，集中了兩種技術的優點，已經在一些工業廢水處理中應用，從長遠的觀點來看，膜生物反應器在水處理中應用范圍必將越來越廣。
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[2] 顧國維，何義亮.膜生物反應器-在污水處理中的研究和應用[M].北京：化學工業出版社，2002.
關鍵詞：層疊集氣上流式厭氧工藝；污水處理“零”排放；規模化養豬場；福州市
中圖分類號 S851 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）18-88-03
隨著經濟發展和人民生活水平的提高，福州市生豬養殖業得到了迅猛的發展，據統計截至2012年底，全市共建成年出欄1 000頭以上的生豬規模養殖場690家，生豬規模養殖占68%，出欄數187萬頭。這些規模化養豬場大多處于先發展后治理的狀況，在養豬場選址和全過程治理方面缺乏環保意識、缺乏環保資金投入、缺乏配套的環保治理設施與方法、缺乏完善的服務管理手段，嚴重威脅著我市養豬業持續、健康發展，也由此造成養豬場周邊的群眾怨聲載道，糾紛不斷。因此，根據福州市生豬養殖污染治理現狀、存在問題與發展規劃，探討如何應用推廣一些行之有效、切合福州市實際技術工藝模式及投資省、污水處理效率高、運行穩定、后續管理方便的沼氣發酵裝置尤為重要。從20世紀90年代開始，我市研究開發出斜流隧道式厭氧污泥濾床工藝技術，在規模化養豬場廣泛推廣，深受廣大養殖業主的好評。隨著技術工藝研究的不斷深入，在實踐中也發現一些問題和缺點，通過近些年來不斷改進、完善、總結，于2008年研發出半地埋式雙層結構層疊集氣上流式厭氧工藝，實現工藝技術新的飛躍，整個系統更加完善，為探索福州市規模化養殖污水處理實現“零”排放開辟一條新路。
1 半地埋式雙層結構層疊集氣上流式厭氧工藝流程及特點
層疊集氣上流式厭氧污泥床-過濾器（Cascading set gathering of gas Up-flow Blanket Filter簡稱CGUBF）工藝流程見圖1。
該沼氣工藝技術按照污染防治、能源生產利用、循環生態農業開發的功能要求，積極推廣逐場規劃設計、統一施工建池、集中供氣、綜合利用的建設模式，以發展農業循環經濟為指導，將沼氣工程與養殖業發展、污染物（糞便污水、母豬胎盤內器臟、病死豬）處理、“三沼”綜合利用、后續管理等進行統一籌劃、系統安排。該工藝技術的主要特點如下：
1.1 高效性 雖然屬于常溫發酵工藝，但由于工藝技術先進科學合理，如進水布點多而均勻、池體地埋深保溫性能好、內置填料、集氣攪拌、出料方便、定期排渣等，促使池容產氣率提高。
1.2 經濟性 厭氧發酵裝置采用半地埋式鋼筋混凝土結構，結構緊湊，水壓間、多層儲氣室、發酵間于一體，節省土地成本與工程造價。半地埋式雙層結構，減少工程施工難度與土方量，節省施工成本。鋼筋混凝土結構施工建設方便，長久耐用，且不用單獨建造儲氣柜，節省投資，后期運行管理費用低。
1.3 整體性 該工藝不只是考慮單個發酵裝置，而是包括前處理工藝技術、發酵技術、后處理技術、“三沼”利用、病死豬處理、疫病防控等整個系統實行統籌規劃，整體性強，形成養豬場良性循環，從而提高效率。
1.4 穩定性 該工藝技術通過10多年來在各地的應用推廣實踐檢驗，工程運行正常，未出現故障與維修問題，污水處理效果與產氣效果良好。
1.5 便利性 前我市大多數沼氣工程沒建自動排浮渣與底部污泥的裝置，導致剛運行時效果還好，以后運行效率逐年降低，主要原因是沒有定期出料。而該工藝配有自動排泥渣裝置，促使料液循環處理。另外，整個工藝無動力運行，管理方便安全簡單，對管理人員專業培訓要求不高。
1.6 實用性 能充分考慮、利用我市山地丘陵多的地勢特點解決自動進出料問題；采用半地埋結構，可充分利用地溫提高冬天沼氣發酵溫度；利用沼液沖洗豬舍，既可解決農作物消納地面積少的問題，又可減少養豬場用水量，延長微生物菌滯留期；配套進行病死豬處理，既有效地搞好養豬場疫病防控，又降低了養殖場處置病死豬的費用。
2 規模化養豬場實現污水“零”排放存在問題及必須做好8項工作
我市規模化生豬養殖場實現污水“零”排放普遍存在以下幾個問題：一是周邊消納地少，且大部分耕地不屬于養豬場業主，可供養豬場使用的土地面積少，造成沼液無法利用與儲存。二是豬舍環保設施簡陋，雨污不分，如遇雨天必然增加污水量，甚至把泥沙帶入沼氣池。三是養豬場資金及土地缺乏，建設沼氣工程容積小負荷大或沼氣工藝落后，特別到冬天沼氣池處理效果更差，沼液出水濃度過高。四是目前沼液利用現狀是一部分隨農時使用，作為肥料和灌溉水，而在非農用季節，則直接排放，成為水體二次污染源。五是對于生物發酵墊料零排放工藝，由于需改造豬舍，增加墊料與購買有益微生物菌，增加養殖成本，且我市氣溫高濕度大，需加大排氣裝置，否則易發生豬皮膚病、呼吸道疾病。針對以上問題，隨著近年來各縣（市、區）政府實施畜禽養殖布局劃分、農業減排達標排放、生態縣建設等，對規模化養豬場實現污水“零”排放提出更高的環保要求，因此，為了實現規模化養豬場污水“零”排放，必須重點做好以下8項工作：
2.1 養殖業主要做好養殖規劃 要樹立農業廢棄物循環利用的意識，在建場選址時要充分考慮養殖污染物的消納土地面積，根據消納土地種植何種農作物，測算每年消納地農作物的用肥量，嚴格控制養殖規模。
2.2 建設長期、穩定、高效運轉的沼氣工程 沼氣工程是養殖污水處理的核心，其運轉效率、穩定性、污水滯留時間、微生物菌中毒或受抑制等關系到污水處理效果、病原菌殺滅程度，所以可在設計時邀請相關專家進行工程工藝方案論證，確保工程項目建設的科學性、合理性和規范性。
2.3 雨污分流 豬舍污水管網一定要雨污管分離，減少污水數量與蚊蠅滋生。
2.4 養豬場消毒液的使用 容易引起沼氣池內微生物中毒或受到抑制，需高度重視。
2.5 建設相關配套設施 如貯肥池、沼液輸送管網、沼液吸運車等。
2.6 減少污水量 采用“干清糞”工藝減少沖洗用水；采用沼液沖洗豬舍，減少污水量。
2.7 降低沼液濃度 必須設置一道濾器，使沼液的CODcr
1 000mg/L，從感觀上與實際操作中都能適宜沖洗豬舍。
2.8 及時適量排渣 要設置多處排出口，及時適量地排出沉淀污泥與懸浮渣，并運至干化場干化或用固液分離機分離，制成高效有機肥。
3 沼液沖洗豬舍的可行性、操作要點及實施效果
對沼液用于沖洗豬舍，實現污水處理“零”排放之可行性闡述如下。首先，從沼氣發酵過程與機理來論證其安全性。沼氣厭氧發酵過程如同反芻動物牛羊胃的消化過程，據資料介紹，將牛胃的內容物做飼料添加劑喂豬，能促進仔豬的生長發育，并增加體重[1]。在沼氣池中同樣存在著種類繁多、功能各異的微生物群落，它們按照各自的營養需求進行物質轉化，其中一類微生物對廢棄物原料的分解產物成為另一類微生物的營養，這一類微生物的代謝產物又為別的微生物所利用，如此接力式地轉化使初始發酵物逐步分解成簡單的物質，同時也合成一些新的物質，在此過程中微生物群落之間逐步形成一種相對平衡狀態。因此，在沼液里既含有形形的微生物又含有大量的新產物，如轉化成多種抗生素、溶菌酶及多種消化酶等，這些物質有促進動物生長、增強抗病能力和提高飼料消化率的作用，而轉化的新產物，有些可作為動物的營養物，如氨基酸、 維生素及微量元素等。據農業部環境保護科研監測所研究資料介紹：“經過對不同來源的沼液分析，17種氨基酸含量總和平均大約為640mg/L，維生素B1、B2、B6、B11、B12分別為0.089mg/L、0.022mg/L、0.53mg/L、0.078mg/L、0.009 3mg/L，證明沼液對動物的營養需求均有一定的補充作用”[2]。
其次，從沼液中查找是否含有對生豬生長發育有害的物質及含量超允許范圍來證明其安全性。據農業部環境保護科研監測所研究資料介紹：“沼氣池在發酵過程中形成的低電位和厭氧環境及產生的低級脂肪酸和一些生物活性物質都會對致病微生物和寄生蟲卵起到殺滅、抑制和使之失活的作用，例如傷寒桿菌、痢疾桿菌、鉤端螺旋體及血吸蟲卵和鉤蟲卵在沼氣池內存活時間一般不超過1個月，蛔蟲卵存活3個月”，通常發酵1個月以后多數病原體會得到有效控制。此外，沼液中的亞硝酸鹽含量很低，按[NO-2]含量不足0.002mg/L，遠低于現行制定的畜用飲用水標準最大允許濃度10mg/L（美國）。沼液中的硝酸鹽含量以[NO-3]計為16～32mg/L，也低于澳大利亞推薦的允許濃度90～200mg/L[3]，由于豬舍中的廢棄有機物主要是畜禽糞尿、病死豬、胎盤內器臟，這些廢棄物與污水進池酸化、厭氧發酵，產生的沼氣、沼液、沉淀污泥與沼渣，其中的沼液含有如上所述的特性、功能、益處，還有微量元素齊全，各種維生素與有益菌群，用于喂豬起到加快生長、縮短育肥期、提高料肉比、增強抗病能力的作用。因此，用低濃度沼液沖洗豬舍是安全、科學、有益的。筆者在福清市東瀚鎮興達養豬場進行沼液沖洗豬舍試驗，該養豬場生豬存欄數2 000頭，于2011年新建半地埋式雙層結構層疊集氣上流式厭氧沼氣池500m3，日產沼液45t，通過1a多時間對2 000m2豬舍進行沼液沖洗試驗，結果表明用沼液沖洗豬舍時豬群會涌躍覓食沼液，甚至連殘留在舍內凹凸不平的水泥地面的沼液，豬也用舌頭予以舔凈，且豬群的皮毛油亮光滑，不發生胃腸道疾病，特別是混有病死豬、內器臟一并厭氧發酵的沼液更具有抗病毒的功效。
用沼液沖洗豬舍需安裝一臺清水泵，安裝在沼氣工程的過濾池面上，將水泵頭潛入過濾池液面下將沼液抽至密閉的高位池儲存，沖洗豬舍時開啟閥門，如同正常沖洗豬舍一樣，但要盡量少沖洗豬身上，因為豬身上粘有沼液會引起豬舔，以免相互咬傷。每天上、下午沖洗兩次，如此反復使用就沒有多余沼液可排。但有的養豬戶對高床不用沼液沖洗擔心高床鐵件受到氨與硫化氫腐蝕，建議先使用沼液沖洗后再用少量清水清洗。如按年出欄萬頭育肥豬計算，每天用水均在120t左右，母豬舍用水20t左右，100t沼液用于回沖，余下20t左右沼液可用于豬舍中的綠化帶澆灌，或用地下土壤滲濾溝（地下滲濾土地處理系統（UG））的方法處理處置，完全沒有污水外排（見圖2）。
圖2 標準構造的地下土壤滲濾溝
4 污泥定時排放是實現沼液沖洗豬舍污水“零”排放的關鍵
由于沼液長時間循環利用難免導致沉淀污泥的累積，因此，就要經常察看沼液的濃度而決定是否排放污泥，否則就會累積，使沼液難以利用。因此在構建厭氧消化池時要特別注意設置方便排泥的設施，不論是地面池或地下池都要盡量使污泥多點全面地排出，要克服以往采用的單點局部排污泥的弊端。如采用單點局部排污泥的方法，就有大面積多處的污泥受到液體的阻力影響難以達到全面排出沉淀污泥的要求。若長期采用單點排泥，沼液的濃度就會上升，將影響沖洗豬舍，那么污水“零”排放將難以實現。
沉淀污泥全面排出后，可放置在污泥干化場自然干化，有條件的可購買0.5mm的擠壓式固液分離機對沉淀污泥進行擠壓、裝袋，用作農業肥料或出售養魚等。
綜上所述，要做到規模化養豬場污水“零”排放，沼液能夠用于沖洗豬舍，其核心是選好、建好工藝先進、運行高效穩定的沼氣工程，同時配套建設相關設施，加強日常管理工作。
參考文獻
[1]周孟津.沼氣生產利用技術[M].北京：中國農業大學出版社，1999：114-120.
