新型污水处理装置探讨

李润东

引言

我国经济发展及人民生活对水的依赖可以说不言而喻，然而各行各业污水的排放量日益增加，居民排放生活污水总量逐步增多，再加上我国针对污水排放监管力度欠佳，总有不符合排放标准的工业废水直接排放进江河湖海，传统的污水处理工艺已经无法满足人们健康生活的需要。本文针对排放的河涌污水，提出一种新型的污水处理装置，改装置既可以进行污水降解处理，又可以同时进行水利发电，减少污水处理能耗，能够比较彻底的去除水中的氮、磷、有机物等污染物。

1 我国的污水处理现状

目前世界流行的污水处理工艺就是二级生化处理工艺，我国与欧洲、美国等发达国家和地区采用的技术和工艺水平基本持平，投资费用也在同一水平，这对我国的经济状况来说，消耗比例比较高昂。在我国有八成的城市污水处理厂采用的是氧化沟法、普通活性污泥法、SBR法和AB法等二级生化处理工艺如图1。两级生物处理工艺广泛应用于城市污水的设计和处理。对于我国经济不发达的地区，我们必须考虑发展一种适合我国目前经济发展水平的新型污水处理工艺。

图1 代表性污水处理工艺图

在我国，污水排放检测并未做到位，而二级处理工艺对对水质水量抗影响能力一般，需要维持进水稳定性，对进水的水质也有要求，并非任何水质都可以得到理想的处理效果。到如今依旧存在一些企业，逃开监管，直接将不符合排放标准的有毒有害废水排入江河湖海。这些废水即便进行一二级处理，也难以保证其安全性。再加上城市污水的日益增多，中国南北两地由于水资源分布差异和旱涝程度不同，水质差异较大，再加上用水习惯的不同，复杂的城市污水也为污水处理工作带来了新的挑战，而且城市污水也不代表全部适合生物处理。例如南方地区降雨量多，排水系统多被建设成合流制，污水多都经过雨水稀释，浓度低。此外，南部的高地下水位，使得地下水能够比较容易的渗入排水管。这些低浓度污水进行二级生物处理时，活性污泥比较难被培养和生长。有机物浓度低也会导致丝状菌的膨胀，导致水质恶化。所以目前二级处理过的水虽然能够达到出水标准，但一般还是用做中间水，如果直接利用或者饮用，难免不对健康造成危害。

2 传统污水处理方法的局限性

目前我国针对排放河涌的排污的处理方法还是依照传统的二级处理，经过一二级处理，过滤掉水中的不溶解杂质、寄生虫，让微生物进行氧化降解反应，去除污水中的有机物，然后把微生物进行沉淀，去除污泥。一般二级处理无法将水中的氮、磷等无机盐处理完全，所以还有专门降解氮磷的三级处理，但三级处理一般不会采用，因为成本高昂。一般工厂排出的废水，都要经过二级处理。然而目前二级处理产生的水质虽达出水标准，但依旧存在许多问题，主要原因是由于其工艺存在的局限性。

2.1 A-B法

将曝气池分为AB两段设置高低不同负荷，A段以生物絮凝吸附作用为主，B段是普通泥龄较长的污泥，各自配备独立沉淀和污泥回流系统。该系统容易出现的局限性是：A段净化过程容易产生大量臭气，影响附近环境，并且产生污泥量巨大，可能造成二次污染，处置难度高。

2.2 AO组合工艺

又称为厌氧好氧工艺法，作用是脱去水中的氮和磷，除去水中的有机物。但该工艺存在的问题是，由于没有独立的污泥回流系统，难降解物质的降解率较低；由于A段很难保存理想的缺氧状态，所以脱氮了很难达到90%。

2.3 稳定塘法

稳定塘是由人工修筑的池塘，繁殖大量微生物，依靠这些微生物来处理污水。但缺点是微生物降解有机物过程中会放出臭气，滋生蚊蝇；如果设计和管理不当，容易造成污水渗入土地造成二次污染；另外气候也是一个比较重要的影响因素。

2.4 SBR工艺

如图2是培养大量的活性污泥，将污水与污泥在反应器中混合接触，污泥中的微生物即将水中的有机物进行分解代谢，后将微生物絮凝沉淀与水过滤分开即可。该工艺耗电量巨大，除磷脱氮的效率效果并不好，污泥稳定性欠佳。

图2 sbr工艺流程图

3 针对现有污水处理方法设计新型污水处理器

本实用新型公开了一种污水处理装置，包括污水排入口、与污水排入口连接的初滤腔、与初滤腔的排水口连接的生物膜反应腔、以及与生物膜反应腔的排水口连接的电吸附模块，电吸附模块的排水口与外排水管连接；初滤腔设有与污水排入口连接的过滤筛、与过滤筛连接的水流加速管、与水流加速管连接的水流发电机、与水流发电机的出水口连接的沉淀池、与水流发电机电连接的蓄电池、以及与蓄电池电连接的逆变器，逆变器与电吸附模块电连接。本污水处理装置能有效去除污水中的有机物和重金属等污染物质，污水净化效果好，能有效解决污水排放的污染问题。且本实用新型还设有将污水动能转化为电能的水流发电机，并为电吸附模块供电，节能环保。

为解决其技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：一种污水处理装置，包括污水排入口、与所述污水排入口连接的初滤腔、与所述初滤腔的排水口连接的生物膜反应腔、以及与所述生物膜反应腔的排水口连接的电吸附模块，所述电吸附模块的排水口与外排水管连接；所述初滤腔设有与所述污水排入口连接的过滤筛、与所述过滤筛连接的水流加速管、与所述水流加速管连接的水流发电机、与所述水流发电机的出水口连接的沉淀池、与所述水流发电机电连接的蓄电池、以及与所述蓄电池电连接的逆变器，所述逆变器与所述电吸附模块电连接。

污水处理时，所述初滤腔中的过滤筛对污水进行粗滤，截留污水中的不溶于水的块状污染物，经初步过滤的污水进而进入水流加速管，从而带动水流发电机的叶轮旋转，使水流发电机将水动能转化为电能。从水流加速管流出的污水进而进入沉淀池，沉淀池使得污水中的沙尘等沉淀。经沉淀池流出的污水进而进入生物膜反应腔，所述生物膜反应腔中的微生物会对污水中的有机物和重金属等进行净化分解。经所述生物膜反应腔流出的水进而进入电吸附模块进行点吸附处理，电吸附模块对水中的带电粒子（离子）进行吸附，从而进一步去除水残留的有机物和重金属离子等，最后将充分净化的净化向外排出。所述电吸附模块的电能由所述水流发电机提供，环保节能。优选地，为确保电能的稳定供给，所述电吸附模块还与市政供电连接。

图3中，污水排入口1、初滤腔2、生物膜反应腔3、电吸附模块4、外排水管5、过滤筛6、水流加速管7、水流发电机8、沉淀池9、蓄电池10、逆变器11、固体生物填料区12、组合生物填料区13、格栅14、组合填料串15、中心绳16、塑料环片17、纤维束18、连接部19、引流部20、螺纹肋21、沉淀波纹板22、单向阀23。

水质的好坏事关重大，是人们赖以生存的重要因素，也是各个行业的发展之本，有关生命的一系列化学反应都少不了水的存在。由于我国前几年经济结构的不完善，发展了许多影响水质的工业活动，近年来才逐渐开始将重点放在整治环境的工作中来。但我国的污水处理工艺还是基本的二级处理，污水中的很多有毒有机物和重金属等污染物难以完全得到降解，并且会随着生物富集，严重威胁着生物和人体的健康。因此，污水的有效处理问题应该是目前我国许多人民都在关注的问题。本文所述的技术新型污水处理装置打破常规，吸取传统污水处理方法的科学之处，同时兼顾不足，将污水处理与发电联合在一起。

图3

4 结束语

污水处理目前是我国一个比较受到关注的工作，污水的处理直接关系到人们的日常生活和各行各业的生产工作。关于污水处理装置目前也已经涌现出越来越多的科研成果，无论怎样，河涌污水处理的精细化已经是越来越明显的趋势。本文所述的新型污水处理装置兼顾了净化和节能，可以说是目前可持续发展下经济形势下的优秀产物。同时本文还论述了我国污水处理的现状已经相关工艺的基本原理和缺点，针对这些工艺缺点，所述新型污水处理装置能够解决上述一些问题，尤其是针对河涌污水排放，有比较显著的作用。我国污水处理行业需要结合自己身情况，借鉴发展经验，科学的规划污水处理以及排放的发展的方式和方法，以期获得更长远的进步。