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论环境保护中水污染处理和再生利用

2021-11-25毕节市生态环境局龙勇

区域治理 2021年46期
关键词:生物膜利用率污水

毕节市生态环境局 龙勇

水污染处理设备陈旧、技术落后、资金投入不足、再生利用率较低、安全性无法保障、管理复杂等,是制约处理技术水平和再生利用率提高的常见原因,大中小型城市的制约程度不一。总体来看技术创新研发呈进步趋势,通过媒体的宣传引导,居民提高了对再生水安全性的认知,水污染引发的环境污染和资源浪费问题逐渐有所改善。受工业废水和城市生活污水影响,水污染量依旧巨大,污水处理厂仍面临着严峻的挑战。只有致力于技术的不断研发,才能实现经济效益和环境保护的兼顾。

一、环境保护中水污染处理技术和再生利用常见的问题

(一)水污染处理设备陈旧

水污染处理技术要通过机械化设备得以应用,因此只有机械化设备的正常运行才能够保障水污染处理的质量和效率。就目前各污水厂整体设备运行现状而言,由于设备更新不及时,普遍存在陈旧老化、磨损严重、功能性不全等问题,带病作业、高强度作业、技术落后作业等设备运行状态,使设备故障频发,水污染处理流程中断或者效率减缓,无法有效保障或者提升水污染处理水平,特别是在经济和发展相对缓慢的中小型城市,其设备陈旧问题尤为突出。

(二)水污染处理技术落后

目前我国水污染处理技术还未达到国际领先水平,技术领域的研发情况相对薄弱,一二线等大中型城市率先引进了国外先进的水污染处理技术,还需要根据城市实际水污染情况进行技术改良,以因地制宜地制定出符合城市现状或发展的先进技术。部分中小型城市没有对现有技术进行及时更新,也是造成水污染处理技术落后的关键原因。以污泥处理技术为例,污泥总量逐年递增,技术的研发跟不上污泥量激增的脚步,无法有效提升环境保护效果。

(三)再生利用率较低

再生利用是节约水资源和环境保护的有效措施,受技术落后、基础设施建设薄弱、资金投入不足等因素影响,大部分城市均存在污水再生利用率较低的问题。例如废水、脏水等污水净化后残存有害物质,居民对再生水的安全性不认可,安全性无法保障,无法达到居民生活用水标准,大多局限于工业生产方面的再生利用;部分城市用于运输再生水的循环管线基础设施建设不足,无法全面供应净化后的水资源,降低了再生利用率。

二、解决环境保护中水污染处理技术和再生利用常见问题的有效措施

(一)加大水污染处理技术资金投入

水污染处理技术的有效实施,离不开持续性资金投入的支持,其能够促进设备更新、基础设施普及建设、技术创新研发、人才引进和培养等方面水平的提升,确保技术水平能够解决日益严峻的水污染问题,实现环境保护的目标。首先相关管理部门可向上级单位申请专项资金,用于基础设施建设和技术引进;其次可合理分配资金节约使用,确保资金利用率最大化,尽量刚需使用,切合实际分配资金,避免资金浪费问题的发生;最后拓展社会资源加大资金投入,例如:通过发行地方债券和股票、银行贷款融资、招商引资等方式全方面拓展社会资源,用于技术研发和设备更新维护,避免设备陈旧和技术落后等问题,影响水污染处理质量和效率,面向大中小城市全面普及先进污水处理技术。

(二)创新研发水污染处理技术

目前我国大中型城市主要以相对较为先进的生物降解和离子交换树脂处理技术为主,选择性较强,具有催化和吸附污水的功能,环境保护效果较好。但受处理成本高因素影响,无法实现广泛普及,如果单一使用离子交换树脂处理技术,极易造成城市污水出现大量积压和环境污染严重的问题,不利于整体污水处理效果的提高。高级厌氧法处理技术作为应用相对较广的技术种类,也存在处理工艺复杂、流程繁琐的弊端,降低了全面普及程度。因此创新研发水污染处理技术,依旧是提升技术水平的关键。购买外来技术不但成本较高,也不一定能够适应城市水污染处理实际情况,还需在先进技术的基础上,综合分析优缺点,针对技术不足问题进行研发突破,进而在降低处理技术应用成本的基础上,提高再生利用率,保障再生水安全,满足多元化城市污水处理需求,以及居民生活或者工业再生水利用需求。

(三)健全水污染处理管理制度

只有从源头上最大程度避免水污染问题,才能够有效提升环境保护效果,例如:对污染严重的化工厂要勒令其停业整顿,制定污水排放标准,严格处理不达标的污水之后再排放到河流或者地下水中;依法依规查处资源过度开采和浪费的违法行为,加大管理力度,构建科学合理的污水处理管理体系,提升城市水污染处理质量,保障再生水的安全性;结合城市建设、经济、发展等实际需求,因地制宜地制定管理制度;借助媒体加大对环境保护的宣传,提高居民节约用水和环境保护意识,在再生水安全性得以保障的前提下,消除居民心理障碍,打消居民对再生水安全性的疑惑,提高水资源再生利用率。

三、环境保护中水污染处理技术的应用

(一)吸附技术

吸附技术主要利用物理原理净化污水,以活性炭、黏土、矿物等材料作为吸附载体,将污水中的淤泥、杂质等吸附到材料内部,达到过滤净化污水的目的。吸附技术具有操作简便、成本低、处理效果好的优势,在少量泥沙污染、低浓度污染的水污染处理技术中较为常见,可提升循环用水效果。由于吸附材料在吸附杂质后会将表面的密集孔隙堵满,达到饱和以后吸附性能会呈直线显著下降的状态,因此不适用高浓度的大量水污染处理情况。

(二)生物化学转化技术

1.活性污泥技术

活性污泥技术对有机物的吸附效果极佳,是在常规吸附技术上的专项升级,对污水中的有机物的降解程度可高达90%~95%。活性污泥技术的主要原理是:通过将污水统一收集到曝气池中,历经数小时的污水停留,为好氧微生物提供充足的氧气,进而形成絮凝体状的活性污泥,使污水和活性污泥充分接触混合,进而吸附出污水中的有机物。在城市生活污水的二级生物处理流程环节中应用较为广泛。由于不能去除氮磷等无机物,还需要根据城市水污染的实际情况综合其他处理技术共同使用,通常将曝气池和沉淀池组成联合工艺流程。

2.生物膜技术

生物膜技术是和活性污泥技术并列的水污染处理技术,通过固定膜法强化了污水的自净效果,具有净化低浓度污水和节能的优势。以一定氧含量的处理环境,为好(厌)氧菌生态材料提供处理条件,当污水以设定速度匀速流动通过生态材料时,其中的有机物会被生态材料主动分解,实现污水的自净过程,此时切断氧气供给向生物膜内扩散,旧的生物膜缺(厌)氧后脱落形成新的生物膜,如此有序循环处理有效去除污水中的有机物。常见的处理技术有生物滤池、生物转盘、生物流化床等。生物滤池中的生物膜构造如图1所示。

图1 生物滤池中的生物膜构造

3.厌氧生物处理技术

厌氧生物处理技术可有效净化污水中的高浓度有机物,虽然在发展过程中一度落后于好氧生物处理技术,但伴随科技的发展和进步,厌氧生物处理技术的创新研发不断突破技术问题,新技术逐渐在大中小型城市中有序普及,应用范围呈扩大趋势,在中低浓度污水的有机物处理中也逐渐渗透,具有效果好、效率高的优势。其工作原理一般包含水解、发酵、产乙酸、产甲烷四个阶段,在净化水质的同时,可有效实现能源的再生利用,产生的大量甲烷能源可用于发电和家庭燃气。厌氧生物处理技术流程如图2所示。

图2 厌氧生物处理技术流程

(三)磁分离技术

磁分离技术是新兴的水污染处理技术,主要应用磁场和磁力分离有机物。不同种类有机物的磁性程度不一,有强有弱还有不带磁性的。高磁性有机物可直接清除分离以净化污水,弱(非)磁性有机物一般是通过改变磁场频率的方法进行分离或者清除。其设备简单紧凑体积小、结构和流程简单、应用费用低,在节约占地空间、降低成本、抗外界环境干扰等方面优势明显,处理时间短且处理能力强,可快速处理大量的污水,一般不限于污水种类,对各类水资源污染问题都能够实现有效的净化效果,在油污废水、食品废水等城市生活污水和工业废水的处理中普及较为广泛。

四、污水再生利用

水资源本身具有可再生循环利用的特点,城市污水作为水量稳定、供给安全的资源,具有再生利用价值,是城市开源节流、降低水污染、保护生态环境、节约用水的有效措施。处理后的再生水可用于农业灌溉、地下水回灌、工业生产、城市建设等,可有效缓解水资源分布不均和短缺的现象。综合考虑设备成本、经济效益、耗电(能)量情况、管理难易程度等因素,节约成本和保障再生水安全,再生水达到指标以后方可投入城市水循环使用。城市需根据环境和经济客观实际,因地制宜地制定再生利用管理制度,科学评估再生利用率,满足不同水质指标的再生水供给需求。加强对再生水价值的社会宣传,提高居民的再生水使用认知度,消除居民不信任再生水安全性的顾虑,提高污水再生利用率。

“节约用水,人人有责”的呼吁广泛普及,提高了人们对水资源浪费问题的重视。针对过度开采自然资源、工业污水大量排放等水污染历史遗留问题,还应从源头上遏制,制定健全的水污染处理管理制度,加强环境保护控制水污染乱象。目前环境污染问题依旧严峻,还需从整治各类污染源入手,以保护和恢复原有生态环境,促进人与自然的和谐相处。水污染处理技术和再生利用,能够有效降低水资源污染,提高水资源利用率,缓解水资源浪费问题。技术方面还需要科研人员不断创新研发,突破技术不足问题,实现节约成本、改善水质、再生利用资源和能源的目标。

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