污水处理厂提标改造与资源化利用技术探讨

污水处理厂提标改造与资源化利用技术探讨

蒋丽冬

中核第七研究设计院有限公司

摘要：随着城市化进程的加快和环境保护意识的提高，污水处理厂的提标改造和资源化利用技术成为了研究的热点。本文旨在探讨污水处理厂在提标改造过程中的关键技术和资源化利用的策略，以期为污水处理行业的可持续发展提供理论支持和实践指导。

关键词：污水处理厂；提标改造；资源化利用；技术探讨

引言

污水处理厂是城市基础设施的重要组成部分，其运行效率和处理效果直接关系到城市水环境的保护和可持续发展。随着国家对环境保护要求的不断提高，传统的污水处理技术已难以满足新的排放标准，因此，污水处理厂的提标改造迫在眉睫。同时，如何将污水处理过程中产生的污泥、废水等资源进行有效利用，也是当前研究的重要方向。

1.污水处理的重要性

1.1环境保护与生态平衡

未经处理的污水含有大量的有机物、病原体、重金属和营养盐等污染物，如果直接排放到自然水体中，会导致水体富营养化，引发藻类过度繁殖，进而消耗大量氧气，形成“死亡区”，严重影响水生生物的生存。此外，病原体的存在可能引发水源性疾病，对人类健康构成威胁。通过有效的污水处理，可以去除这些有害物质，减少对水环境的污染，保护生态系统的健康和多样性，维持生态平衡。

1.2水资源保护与循环利用

随着全球水资源的日益紧张，污水处理和再利用成为缓解水资源短缺的重要策略。经过处理的污水可以作为再生水，用于农业灌溉、工业冷却、城市绿化、景观用水等多种用途，减少对新鲜水源的需求。此外，污水处理过程中还可以回收有价值的资源，如能源、营养物质等，实现资源的循环利用。因此，加强污水处理不仅有助于保护有限的水资源，还能够促进水资源的可持续利用，对社会经济发展具有重要意义。

2.污水处理厂提标改造技术

2.1生物处理技术

利用微生物的生物化学作用来降解水中的有机污染物。在提标改造过程中，通过改进生物反应器的设计，如增加反应器的体积、优化曝气系统、改善混合和搅拌效果，可以提高微生物与污染物的接触效率，从而增强生物降解能力。通过筛选和培养高效降解特定污染物的微生物种群，或者引入新的微生物菌种，可以提高处理系统的稳定性和处理效率。调整运行参数，如温度、pH值、溶解氧浓度等，以适应不同水质和处理要求，确保生物处理过程的最佳运行状态。生物处理技术的提标改造不仅能够提高污水处理的效率，还能够降低运行成本，减少对环境的影响，是实现污水处理厂可持续发展的有效途径。

2.2深度处理技术

深度处理技术是指在常规生物处理之后，采用物理、化学或生物方法进一步去除水中的难降解有机物、重金属、病原体等微量污染物，以达到更高的排放标准或回用标准。膜分离技术如微滤、超滤、纳滤和反渗透等，这些技术通过膜的选择性透过性，可以有效去除水中的悬浮物、胶体、细菌和病毒等。高级氧化技术如臭氧氧化、过氧化氢氧化、光催化氧化等，这些技术能够产生强氧化性的自由基，对难降解有机物进行氧化分解，利用活性炭、树脂等吸附材料对水中的有机物和重金属进行吸附去除。深度处理技术的应用可以显著提高出水水质，满足日益严格的环保要求，为废水回用和资源化利用创造条件。

2.3自动化控制技术

自动化控制技术在污水处理厂提标改造中扮演着重要角色，它通过集成先进的传感器、控制器和计算机系统，实现对污水处理过程的实时监控和自动调节。通过实时监测水质参数和设备运行状态，自动化系统可以精确调整处理过程中的关键参数，如流量、曝气量、药剂投加量等，确保处理效果的稳定性和可靠性。自动化系统能够根据历史数据和实时情况，自动调整运行策略，优化处理流程，减少能耗和药剂消耗，降低运行成本。自动化系统可以及时发现设备故障或异常运行情况，并发出预警，有助于快速响应和故障排除，减少停机时间和维护成本。

3.资源化利用技术

3.1污泥资源化

污泥资源化是指将污水处理过程中产生的污泥转化为有价值的资源，减少其对环境的负面影响。污泥中含有丰富的有机物、氮、磷等营养元素，以及一些重金属和病原体。通过好氧或厌氧发酵过程，将污泥与有机废弃物混合，转化为稳定的腐殖质，可用作土壤改良剂和肥料。在无氧条件下，利用微生物分解污泥中的有机物，产生沼气（主要成分为甲烷和二氧化碳），沼气可以作为能源利用，在无氧或低氧条件下，将污泥加热至高温，使其分解为气体、液体和固体产物，其中气体和液体可以作为能源，固体可以作为吸附材料或建筑材料。通过干燥减少污泥体积和重量，然后进行焚烧，焚烧产生的热能可以回收利用，焚烧残渣可以用于制砖或填埋。污泥资源化的实施不仅减少了污泥的处置压力，还促进了资源的循环利用，符合可持续发展的理念。

3.2废水回用

废水回用是指将经过处理的污水用于非饮用目的，如工业用水、农业灌溉、城市绿化、景观用水等。通过膜技术、高级氧化技术、吸附技术等深度处理方法，去除废水中的微量污染物，提高水质，使其满足特定的回用标准。采用氯化、紫外线消毒、臭氧消毒等方法，杀灭或去除水中的病原体，确保回用水安全。通过调整pH值、硬度、碱度等水质参数，防止回用水对管道和设备的腐蚀，以及对土壤和作物的不良影响。废水回用不仅节约了新鲜水资源，减少了污水排放，还有助于缓解水资源短缺问题，是实现水资源可持续利用的重要途径。

3.3能源回收

能源回收是指从污水处理过程中回收能源，减少能源消耗和碳排放。沼气回收在厌氧消化过程中，污泥中的有机物被分解产生沼气，沼气可以收集后用于发电或供热，利用污水中的热能，通过热交换器回收热量，用于加热进水或供暖系统。通过微生物燃料电池（MFC）技术，利用微生物代谢过程中产生的电子，直接将有机物转化为电能，在污水处理厂安装太阳能光伏板，利用太阳能发电，减少对传统能源的依赖。

3.4化学物质回收

化学物质回收是指从污水中回收有价值的化学物质，如磷、氮、重金属等。这些物质在农业、工业和能源生产中具有重要用途。通过结晶法、吸附法、生物法等技术，从污泥或废水中回收磷，制备成磷肥或其他含磷产品，减少磷资源的浪费和环境污染。利用生物脱氮技术，如硝化-反硝化过程，将废水中的氮转化为氮气释放到大气中，或者通过离子交换、膜分离等物理化学方法回收氮，用于生产氮肥或工业用途。采用沉淀、离子交换、电解、吸附等方法，从废水中去除和回收重金属，如铜、锌、镉等，这些重金属可以再利用于工业生产，减少对自然资源的开采。

结束语

资源化利用技术是推动环境保护和可持续发展的重要途径。通过污泥资源化、废水回用、能源回收和化学物质回收等技术的应用，我们不仅能够减少对自然资源的依赖，降低环境污染，还能创造经济价值，促进社会经济的绿色转型。这些技术的推广和实施需要政府、企业和公众的共同努力，以及科技创新的支持。随着技术的不断进步和政策的完善，资源化利用将在全球范围内发挥越来越重要的作用，为构建生态文明和实现绿色发展目标贡献力量。

参考文献

[1]陈必群.城镇污水处理厂提标改造技术路径分析[J].皮革制作与环保科技,2024,5(06):180-182.

[2]路云霞,安浩.污水处理厂提标改造的全生命周期综合影响评价——以某城市污水厂为例[J].科技资讯,2024,22(05):158-161.

[3]张小寒,孟庆杰,徐雪,等.“双碳”背景下污水处理厂提标改造所面临的困境及出路[J].给水排水,2023,59(S1):194-200.

[4]李敏.河北滏东污水处理厂提质改造工艺研究及运行效果分析[D].南昌大学,2023.

[5]汪丽娟.A污水处理厂提标改造工程项目风险管控研究[D].云南财经大学,2021.