新型高效污水处理新技术的发展趋势和市场展望_secret

新型高效污水处理新技术的发展趋势和市场展望摘要：对于我国这样一个污染严重、资源短缺的不发达国家，先进的水处理工艺开发的标准应该是适合我国国情、高效、低耗和低成本的污水处理技术。

各类效率高、投入低、可达到一定治理深度的城市污水处理新技术，对经济尚不够发达而污染亟待治理的我国，尤其是绝大多数没有污水处理设施的17000多个建制镇，在一段时期内都将具有重要意义。

以厌氧－好氧生物处理工艺、水解-好氧处理工艺、流化床和曝气生物滤池等为代表的低耗、高效工艺有希望满足这一需求。

关键字：高效污水处理新技术发展市场一、我国面临的主要水环境问题1、污水处理率与投资预测资源性短缺和水环境污染造成的水资源危机已经成为我国社会、经济发展的重要制约因素，目前，全国600多个城市大约有2/3的城市缺水。

在某些地区，甚至对人民基本生存条件造成极大威胁。

而我国水环境问题具有复杂性，北方地区面临的水环境问题不同与南方地区的问题，主要是水资源短缺和合理利用、水污染控制和污水的回用、季节性河流的达标(特别是功能区达标)等问题。

在南方地区则水污染和水体富营养化，成为突出的环境问题。

我国2000年废水排放量约480亿m3/年。

自90年代以来，我国的国民生产总值连续以8％～11％的高速率的增长，预计新世纪的头20年内我国经济增长将保持在6％～9％的高、中速率稳定发展。

考虑上述因素污水量增加量按5%的速率考虑。

到2010年增加污水量300亿m3。

我国中小城镇建设得到了很大发展。

2010年，全国设市城市达到1200个左右，建制镇达到2.5～3万个，到2010年，全国村镇自来水普及率达到65％，小城镇人均日用水量180升、村庄110升（依此计算新增城镇年废水量可能达到270亿吨）。

综上所述，考虑现状污水量、污水增量和建制镇污水量，到2010年城市污水排放总量为1050亿m3。

根据《国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》的要求，到2010年城市污水处理率要达到50％，则需增加500亿m3/a(1.4亿m3/d天)的处理规模。

如果按静态投资(考虑配套管网)处理每立方米污水投资为2000～3000元的低限值计算，则需投资3000～4000亿元。

2、城镇污水处理厂建设重点由于我国目前还处于社会主义发展的初级阶段。

大多数中小城镇处于不太发达的农村地区，造成污染的是量大面广，是我国下一阶段治理的重点。

对于我国大量的中、小城镇的小型城市污水处理厂，是我国水污染控制的难点。

根据这一特点必须开发中小城镇适用的简易高效污水处理成套技术，重点要解决城市污水处理厂的三高问题，即投资高、电耗高和运行费用高。

国家环保总局曾提出需要建立与我国现阶段国情相适应的、经济实用的先进工艺技术的示范工程，示范工程应该满足：吨水投资低，吨水造价应该控制在800元；运行费用低，吨水运行费应该控制在0.3元以下；在工程中采用国产化的设备，并且采用总承包和实施运营的机制。

这是解决我国中小城镇污水处理的一种希望和要求。

二、常用城市污水处理技术介绍和分析我国城市污水处理技术从“七五”国家科技攻关开始逐步进行研究。

经过“七五”、“八五” 和“九五”期间的努力，我国在城市污水处理技术方面取得了较大的成就，成果丰硕。

同时，近20年来，随着改革开放也不断引进国外新的工艺技术。

就工艺技术而言，与国际上的差距已经缩小。

目前在水污染治理技术上，已能提供下列技术的工艺参数：传统活性污泥法技术包括延时法、吸附再生法等各种新型活性污泥工艺和SBR、AB法、UNITANK和氧化沟技术等；A-O 法和A2-O技术；多种类型的稳定塘技术；土地处理技术等等。

这些工艺在原则上可以满足大多数城市污水治理的要求，对于传统活性污泥工艺和其变形工艺(除磷脱氮)这里不做全面的介绍，仅就这几年在我国较为常用的工艺进行介绍和分析。

1、沉淀和曝气、间歇和连续相结合实现自动控制的序批式(SBR)反应器传统SBR反应器在运行操作上形成了曝气和沉淀相结合的特点，这体现了SBR反应器最为本质的特点之一。

同时，这要求SBR反应器必须充分利用了现代电子和自动化技术。

SBR反应器的发展过程呈现了多样性，有CASS、CAST、ICEAS、MSBR等多种新型SBR反应器。

各种SBR反应器的发展体现了与传统活性污泥相互融合的趋势。

具体表现为从间歇进水、间歇出水的传统SBR反应器，发展到连续进水、间歇出水和连续进水、连续出水并带回流污泥的SBR反应器。

以及出现了UNITANK这种融合氧化沟、SBR和活性污泥工艺新型的综合性工艺。

这体现了间歇式的SBR和连续式活性污泥工艺相互融合的特点。

UNITANK从整个系统来看，它已经不属于SBR，与交替运转的三沟氧化沟非常相似，更接近于传统的活性污泥法，这是UNITANK工艺最为显著的一个特点。

UNITANK在恒水位下交替运行，总有一个池子作为沉淀池，这是UNITANK第二个特点。

对于大型污水处理厂沉淀功能的满足，是UNTANK工艺的制约因素。

标准UNITANK系统三个方形池之间构成级串的形式，弥补了单个反应器完全混合的缺点，这是UNITANK系统第三个特点。

UNITANK最为根本的问题之一是中沟和边沟地位不一致，边沟有一段时间兼作沉淀池，而中沟总是曝气。

造成中池污泥浓度过低而边池污泥浓度过高，池容利用率降低等一系列问题。

UNITANK的发明人在离开SEGHERS公司之后，提出一新工艺——LUCAS工艺。

LUCAS工艺最为显著的特点是四个反应器(也可用两个或三个反应器)作用完全对等，其采用轮换方式作为曝气池和沉淀池。

由于每一个反应器的地位平等，所以LUCAS工艺既保留了UNITANK工艺的优点，又克服了其缺点。

通过对SBR工艺特点和不同研究者的研究结果进行汇总(不考虑由于SBR反应器优点导致的直接结果，如：投资低和运行费用低等)，SBR反应器众多优点可归纳如下：经典SBR反应器的优点和原因分析优点原因1、沉淀性能好在沉淀过程没有进水的扰动属于理想沉淀状态；2、有机物去除效率高是理想推流式反应器，从单元操作理论其效率明显的高于完全混合式的反应器3、提高难降解废水的处理效率具有微生物的多样性，可形成厌氧、缺氧和好氧等多种生态条件，有利于难降解有机物的降解4、抑制丝状菌膨胀利用膨胀理论中的“选择性准则”防止污泥膨胀5、除磷脱氮，不需要新增反应器生态多样性(出现厌氧、缺氧和好氧状态多种状态)6、不需二沉池和回流，工艺简单结构本身特点SBR反应器充分利用了生物反应过程和单元操作过程的一些基本原理(表4)。

不同的SBR反应器由于流态、池型或操作方式的改变可能仅仅具有上述特点的一条或几条。

同时，经典的SBR反应器也存在一定问题，比如：a) 处理连续进水时，对于单一SBR反应器的应用需要较大的调节池；b) 对于多个SBR反应器进水和排水的阀门自动切换频繁；c) 无法解决大型污水处理项目连续进水、连续出水的处理要求；d) 设备的闲置率较高和污水提升水头损失较大等等。

2、氧化沟工艺氧化沟在欧美各国得到了广泛的重视，发展速度很快。

据统计到1977年为止在西欧有超过2000多座派司维尔型氧化沟投入运行。

荷兰DHV公司发明的卡鲁塞尔氧化沟在全世界范围已有800多座投入运行(1996)。

法国OTV-Kurger公司开发的D型氧化沟已占丹麦氧化沟总数的80％。

美国Envirex公司开发的Orbal氧化沟，最大处理规模已达90万m3/d。

从90年代至今是我国氧化沟技术大发展的阶段，预计已有上百座氧化沟污水处理厂投入运行。

氧化沟技术仍然是当前污水处理的热点。

从应用和研究情况来看，我国氧化沟技术水平与国际先进水平相比差距很大。

究其原因是我国没有系统地研究过氧化沟技术与设备，目前我国已引进数种氧化沟技术，有条件来分析比较和吸收消化。

因此，认真分析和总结这方面的经验和教训显得十分必要。

氧化沟属于活性污泥工艺的一种变形，但是在其发展过程中也形成了其很多独有的优点和特点：a) 构造形式具有多样性基本型式的氧气沟的曝气池呈封闭的沟渠形，沟渠形状和构造则多种多样。

可呈圆形和椭圆形等形状，可为单沟或多沟系统，多沟系统可是一组同心相通的沟渠，也可是互相平行、尺寸相同的多组沟渠。

有与二沉池分建，也有合建的氧化沟。

多种多样的构造形式，赋予了氧化沟灵活机动的运行性能，以满足不同的出水水质要求。

例如，结构形式决定氧化沟从整体流态上是完全混合的，但在局部又具有推流特性。

这对除磷脱氮工艺也是极其重要的，氧化沟内可以形成缺氧和好氧交替出现的区域。

b) 氧化沟曝气设备的多样性曝气装置的作用除供氧外，还要提供沟渠内不小于0.3m/s的流速，以维持循环及活性污泥的悬浮状态。

常用的曝气装置有转刷、转盘、表面曝气器和射流曝气等，不同的曝气装置导致了不同的氧化沟型式。

氧化沟的曝气强度可通过出水溢流堰和直接调节曝气器的转速调节。

c) 简化了预处理和污泥处理氧化沟的水力停留时间和污泥龄长，悬浮状有机物可以与溶解性有机物一起同时得到较彻底的稳定，所以氧化沟不要求设置初沉池。

氧化沟排出的剩余污泥已得到高度稳定，剩余污泥量较少。

因此不再需要进行厌氧消化，而只需进行浓缩与脱水。

一体式氧化沟还可以不设二次沉淀池。

三、城市污水处理技术问题的思考1、关于城镇污水处理主导工艺的思考对于引进的工艺技术，在与国外咨询公司合作过程中，大部分较好的实现了预定的目标。

但是，往往我们自己设计的污水处理工程项目，在实施的过程中有会出现各种应用不当的问题。

这是因为以往我国污水处理技术研究偏重于工艺开发研究，对一种工艺的了解缺乏足够的系统性、完整性，也缺乏对整个处理工艺综合性的比较研究和技术经济评价体系。

这也造成我国城市污水处理，在技术选择上摇摆不定、不断刮风。

首先80年代末流行AB工艺、然后在90年代出开始流行三沟氧化沟(其他形式的氧化沟)，目前又流行SBR(或UNITANK)工艺的原因所在。

缺乏全面和综合比较能力，在很长的一段时间内国外的新技术和新产品就不断冲击国内市场，成熟技术和国产技术总是无法在市场上占有一席之地。

这是我国城市污水领域存在的问题之一。

西方国家经过一、二十年的治理工作，一些国家污水处理率达到90%以上。

在这一时期(1960-1970年)在城市污水处理领域出现大量各种形式的污水处理新工艺，如：活性污泥的AO工艺、A2O工艺、卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、SBR工艺(IECAS、CASS等等)、纯氧(富氧)曝气、深井曝气、流化床和厌氧－好氧处理等一系列新的处理工艺。

而进入90年代，西方国家城市污水处理市场需求萎缩，一个国家一年仅有一、两个城市污水处理厂的建设，所以在技术上失去了开发新工艺的动力。

可数的新工艺的发展，也是基于这些国家老的污水处理厂超负荷改造的需要(曝气生物滤池)和水回用的需求(膜生物反应器)。