在展望未來之前,首先讓我們回顧一下污水處理技術(shù)的發(fā)展歷史。19世紀末期對污水的曝氣促使了活性污泥法在1914年出現(xiàn),這一事件事實上成為現(xiàn)代污水發(fā)展的起點;進入20世紀中后期后,污水處理的基本理論體系逐漸建立,同時出現(xiàn)了活性污泥法的各種變形工藝,尤其是上世紀70年代出現(xiàn)的生物脫氮除磷技術(shù)(BNR)成為活性污泥工藝發(fā)展的一個重要里程碑,并在某種程度上奠定了當今污水處理技術(shù)的主要局面;同時生物膜工藝獲得再次發(fā)展機會,IFAS、MBBR及BAF等工藝由于其在緊湊性方面的優(yōu)勢在升級改造方面獲得了一定的優(yōu)勢。另外在20世紀末,一些創(chuàng)新性的工藝如厭氧氨氧化、好氧顆粒污泥技術(shù)逐漸登上了歷史舞臺。
從過去這100年的污水處理技術(shù)發(fā)展歷程來看,污水處理技術(shù)正朝著越來越“密集化(Intensification)”的方向發(fā)展。密集化這個概念實際上是一個化工行業(yè)的術(shù)語,它是強調(diào)以化工原理和反應工程以及相關(guān)平衡特性為基礎,通過采用新設備、新工藝,顯著提升反應的過程速率,使工廠布局更加緊湊,提升能量效率,減少廢物排放。Intensification這個詞的中文翻譯有強化的意思,但我覺得這個強化和污水處理技術(shù)領域經(jīng)常提到的一級強化處理(CEPT)、強化生物除磷(EBPR)還不是完全一樣。Intensifcation稱之為密集化可能更合適一些,它的意思是工藝的發(fā)展將會使占地面積更小、能耗更低、處理能力更強、功能更多,下面通過幾個具體的技術(shù)來闡述密集化的概念。
未來的發(fā)展是建立在現(xiàn)有的基礎上的,那么我們可以看看這個傳統(tǒng)污水處理工藝如何走向未來。
在污水處理領域近些年一個重要的動向是一級處理技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了幾個新的工藝。第一個是旋轉(zhuǎn)帶式過濾機(RBF),占地面積非常小,只占初沉池面積的10%左右,效率和初沉池的效率差不多,BOD去除率約20~30%、SS去除率約50~60%。
另外一個技術(shù)是濾布一級過濾(CMPF),濾布濾池在三級處理中已經(jīng)應用了很多年了,但是應用于一級處理還是最近一兩年的事情,濾布一級過濾可以實現(xiàn)75-85%的SS去除率、45-60%的BOD去除率,一級處理的占地面積減少75%,同時下游的生物處理能耗也得到了降低。
這是加州的一個污水廠,用的是濾布一級過濾,SS去除率在80%左右。從一級處理技術(shù)發(fā)展的動向來看,密集化是一個明顯的特征。
我們再看看二級處理,下面這個圖反映的是IFAS工藝促使硝化工藝更加密集化的發(fā)展,上面的曲線是考慮安全因子為2.3時的傳統(tǒng)硝化最低泥齡曲線,下面的曲線是應用IFAS工藝之后的最低泥齡,可以看出IFAS工藝中的泥齡已經(jīng)遠遠低于硝化的最低泥齡,這實際上是一種密集化的表現(xiàn)。(轉(zhuǎn)載:山東中科貝特環(huán)保裝備股份有限公司)