如何在我国实现污水处理的“节能环保”理念

邹 梅

吉林省林业勘察设计研究院，吉林长春 130022

如何在我国实现污水处理的“节能环保”理念

邹 梅

吉林省林业勘察设计研究院，吉林长春 130022

我国的城市建设正在不断的推进当中，污水处理作为城市建设的基础设施，已经成为了至关重要的一个环节，一个城市的建设是否具有前瞻性，与城市的污水处理有着密不可分割的关系。本文就是从低碳、节能、环保开始着手，对我国的污水处理情况进行了分析，并通过实际情况提出了要建设适用于本地的污水处理方案，达到城市生态环境的要求，让城市的居民能够有个美好的生活环境。

污水处理；生态环境；低碳；节能；环保

引 言

对人类而言，水是生存不可或缺的资源，但是由于工业化，农业化的危害，我们赖以生存的水资源已经存在了很大的问题，严重影响到人们的身体健康。所以对于污水的研究，就一定要狠抓严抓，一刻也不能够松懈。国家现在提倡的污水处理系统一定要具备环保、节能的理念，但是城市的污水处理系统要想达到预期的效果，还需要专业的技术人员不断地研究，为了让人类的子孙后代都能生活得更好，污水处理的研究也就显得非常有意义了。

1 我国污水的排量与耗能的情况

据相关资料统计：工业污水的排放量大约占污水总排量的50%，而且工业污水与生活污水相比，工业污水的危害更大，成分更复杂，更不易被净化，对人体的危害非常大。而化学制品、造纸、电力、纺织这四个行业又占工业污水排放量的50%，需氧量排放占60%，是污水处理的重点对象。

由于工业化的日益发展，污水排放量在与日俱增，国家制定诸多措施下很大的力度来治理污水，2003年国家的污水治理经费是87.4亿元人民币，到了2008年，这项经费增长了近3倍。一方面是因为污水排放量增大，需要新建污水处理厂；另一方面是传统方法处理污水的耗能庞大导致的，污水的排放量增加，相应的耗能也就成倍的增加了。据有关数据统计，这种情况如果不能够及时有效的遏制，到2030年，国家每年用于污水处理的经费将达到1000亿元人民币，如果能够在现有的基础上，减少污水处理所带来消耗的10%，就将为国家节省100亿元人民币。

目前，我国污水处理的实际情况与21世纪所倡导的环保、低碳、节能的经济理念存在很大差异。但是要让企业自己建立污水处理系统，又存在投资太高、企业不能实施的问题，这样导致企业偷排，给环境造成不可估量的损失。照此看来，环保、低碳、节能、经济的污水处理技术研发就显得尤为重要了。

2 实现环保的污水处理系统的途径

污水处理的低碳策略可概括为两个方面：第一是如何开源；第二是如何节流。充分的利用污水中的能源，不使其浪费这样的方法就是开源。选择先进的低碳污水处理设备，最大化的利用好设备以做到节流，就能够把污水处理的开销与成本降到最低，这就是主要的技术手段。

2.1 能源的回收与再利用

通常在处理污水的过程中都会浪费掉很多可利用的能源，如淤泥等。淤泥通常有三种开发途径：

1）可以将淤泥焚烧以到达发电的效果。这种方法转化能量的利用率高达80%，但存在一定的弊端，那就是焚烧所需要花费的成本较高，所以在实际的操作中不是很常见。

2）淤泥经过处理可以产生甲烷。甲烷虽然再转化为电能的转化率只有50%-60%，但所需要的硬件设施都相对简单，成本能够得到很好的控制。

3）生物产氢。通过这种方式来提取能源也有一定的弊端，提取出来的能源并非真正意义上的清洁能源，所以也很少被应用。

综合上述三种处理方法，第二种方式具有可行性，已经成为了目前淤泥能源再利用的主要方式。但是，在剩余的淤泥当中微生物细胞难以在传统的方式下完全释放有机物质，这就影响了转化率，以至于细胞裂解成为了淤泥处理的关键。

2.2 热能在污水处理中的利用

污水中含有大量的热能，往往人们的不注意而有所流失，这样的做法显然与现在的节能环保理论相悖。在现今污水中的热能有两种利用方式：

1）把污水当中的热能直接的用于处理工艺当中。中温亚硝化和生物强化技术，就是利用淤泥液体中的余温，不但能为生物的处理提供最佳环境，还能避免能源消耗，一举两得。

2）利用热泵的技术来回收低位的热能。污水的温度一般都没有大幅度变化，污水流量大而且稳定，存贮的热量多。因此，污水中的热能被认为是可利用开发的清洁能源。

2.3 太阳能在污水处理中的利用

除了污水、淤泥的开发再利用外，美国以及许多的欧洲国家早已提出了通过在污水池上铺设太阳能集热板来收集太阳能的想法，并将这样的想法应用于污水处理技术中，于是有了太阳能污水处理系统。这种系统是一个比较稳定的生态系统，它基本上不需要维护和电力，能量的消耗是普通污水处理系统的1/6至1/3。而可用于污水处理净化的工艺主要有：光催化氧化法技术、共厌氧硝化反应以及微生物生化代谢反应等。特别是光催化氧化法技术应用于生活污水、工业废水、地下水的修复以及杀菌、消毒等等，具有非常好的前景。

2.4 开发污水处理的新技术

国家应该大力鼓励开发与推广新型的节能减排污水处理技术，例如超导磁分离法、人工湿地法等。超导磁分离法是一种最新型的技术，此方法是在污水中预先加入磁种，使得原本没有磁性的有害物质通过一定的方法产生磁性，最后聚集在一起。在强烈的磁场干扰下，聚集在一起的有害物质会被吸附到筛网或钢毛上，通过筛网或钢毛的移动来达到污水净化的效果。超导磁分离技术与以往的技术相比具有效率高、不占地、节能减排等优点。超导磁分离技术与传统的电磁技术相比，其磁场强度更高，超导磁分离技术比传统电磁分离技术的磁场高3倍，而且耗能却比传统的电磁技术要低，是一项真正的低碳、节能的环保技术。

通常污水处理厂的水质和进水量会随着季节与时间的变化波动，所以淤泥、污水提升鼓风机和回流泵的动力并不是时刻处于最好的状态。为此，就必须要采取一定的技术手段来减少不必要的耗能，采用交流变频调速技术就可以有效地控制住回流量，这样就能够保证处理污水的设备总是处于高效率的工作状态，使得污水处理的设备时刻的高效运行。

此外污水处理工艺中的氧转化效率和曝气效率的提高对污水处理厂实行低碳、节能也会有所帮助。研发低碳、节能的曝气设施必将会成为污水处理厂的技术方向。在处理污水的过程中，减少能源的投入也有助于降低能源的消耗。

2.5 低碳工艺的应用与研发

在污水处理工艺中：反硝化除磷工艺可以把生物的除磷与脱氮合二为一，不仅节省了碳源，还可以将剩余的COD转化成CH4能源。在早期的南非，UCT及A2/O（两种脱氮除磷工艺）在研发的过程中并没有注意到DPB（反硝化除磷细菌）的存在，但是这种厌氧-缺氧-好氧动态循环的工艺流程恰恰就是DPB细菌声场与繁殖的必要环境。要厌氧氨氧化(ANAMMOX)的前提就是要有足够多的NO作为受体，因此，像这样的自养脱氮的核心技术就是要实现短程的硝化。在现今，实现这种技术的方法有生物膜内亚硝化（CANON）和中温亚硝化（SHARON）。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.008