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中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
Design of Sewage Treatment Process for a Small Town
Wang Ji ng
(Guizhou Industy Polytchnic College, Guiyang, Guizhou 550008)
Abstract:With the rapid process of urbanization in china,the construction of small town develop Urban sewage treatment has be come the target of consturction of new urral aea the rimple mentation is an important factor .This paper from thecurrent our country small town sewage
Treatment is facing asituation as well as the realistic predicament,Presentsless developed areas promote the sewage treatment technology.
Keywords:sewage treatment;small towns;treatment process
1、前言
隨著城鎮化建設在全國如火如荼的發展起來,小城鎮污水問題已經水污染領域的一個重要部分。城鎮污水處理具有規模小、水質和水量變化大、地方經濟承受能力弱、運行管理人員缺乏經驗等特點,故因地制宜地開發適合小城鎮的簡易、高效、低耗的污水處理工藝具有十分重要的現實意義[1]。城鎮生活污水包括洗浴水、洗衣用水、沖廁水等一系列生活廢水,這些污水中含有較多的生活雜質,可生化性好,回收利用的可行性較高,部分地區的生活污水中還混入了一定量的工業污水,使得水質成分較為復雜,處理起來有一定難度。因此許多環境學者也研究出了一些城鎮污水處理工藝。
2、城鎮生活污水處理技術的應用
2.1活性污泥法
活性污泥法是目前最為成熟,也是使用時間最長的一種城鎮生活污水處理技術,在現階段的城鎮生活污水治理中得到了普及應用,活性污泥法由格柵、初沉池、曝氣池、二次沉淀池、污泥回流系統和曝氣系統等部分組成,主要利用好氧微生物對污水進行生化處理,其工藝原理比較簡單,污水治理效果好。[2]根據活性污泥法的系統結構劃分,其處理流程可以簡單的表示如下:首先是將待處理的生活污水采取沉淀操作,然后將初步處理后的污水與二沉池中回流的活性污泥一起混入曝氣池,這些活性污泥中含有較多的微生物,在曝氣池中,菌膠團能夠將部分有機雜質轉化為可吸收的營養物質,并吸收轉換為自身物質的一部分,最終以代謝的形成轉化為CO2排放出去。
2.2氧化溝
氧化溝又稱循環曝氣池,屬于活性污泥法的一種變法,下圖是以氧化溝為生物處理單元的污水處理流程圖。[3]在構造方面氧化溝一般呈溝渠狀,總長可達幾十米,甚至幾百米,溝深取決于曝氣裝置;在水流混合方面的特征主要具有完全混合式和推流式的特征,這種獨特的水流狀態有利于活性污泥的生物絮凝作用,用以進行硝化和反硝化;氧化溝在工藝方面可以不設初沉池,不單設二沉池使氧化溝與二沉池合建,可省去污泥回流裝置;氧化溝對水溫、水質、水量的變動有較強的適應性;污泥齡一般可達到15~30d,為傳統活性污泥系統的4倍左右;此外氧化溝的污泥產率低且多為穩定的程度,勿需再進行消化處理。
2.3 SBR法
SBR法,又稱序批式活性污泥法。與以往傳統的污水處理技術工藝不同的是,SBR技術采用時間分割的操作方式替代空間分割,非穩定生化反應替代穩態生化反應,靜置理想沉淀替代傳統 的動態沉淀。[4]它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作,SBR技術的核心是SBR反應池,該池集初沉、生物降解、二沉等功能于一體,將一個池子分為了四個區域分別是進水、初沉、生化反應、二沉,整個系統中不專門設污泥回流系統。SBR對水量負荷的適應性較強,[5]尤其是對間歇性排放的生活廢水和分散點源污染的小規模污水處理更具其獨特優勢。該工藝流程簡單、造價低廉、主體設備往往只需要一個序批式間歇反應器,甚至調節池、初沉池也可省略,布置緊湊、占地面積較少,在城鎮污水處理工藝中使用較多。
2.4CASS工藝,
通常情況下,CASS工藝在SBR工藝的基礎上,將反應池沿著池反應方向設計成前、后兩部分,其中生物選擇區選擇前部分,[6]就是將前半部分作為預反應區,后部分作為主反應區。在這種情況下,就可以在主反應區后部安裝升降自動撇水裝置。一般情況下,曝氣、沉淀、灌水、閑置四個階段共同構成其工作過程,進行周期性循環。同時在預反應區連續進污水,并且污水經過隔墻底部流入主反應區,在進行曝氣充氧的情況下,微生物降解水中的有機物。在同一池子內,可以周期性循環完成整個工藝的曝氣、沉淀、排水等過程,而相對于傳統活性污泥法,可以省去二沉池和污泥回流系統;并且可以連續進水,以及間斷的排水。該工藝是在生物選擇區內,借助生物酶快速轉移機理,使污水中大部分可溶性的有機物能夠被微生物迅速的吸附,后通過快速積累高負荷的基質,[7]在一定程度上對污水的水質、流量、pH和有毒有害物質等進行一定程度緩沖,膨脹絲菌的受到抑制。并且能夠控制污泥的膨脹;在主反應區,基質降解通常情況下需要經歷一個較低負荷的過程。對于CASS工藝來說,往往是集反應、沉淀、排水、閑置等功能于一身。從時間的角度進行分析,可知污染物的降解推流的過程,在好氧、缺氧、厭氧的周期性變化中,借助微生物可以除去污染物,同時除磷、脫氮功能良好。
3.結論
城鎮污水處理應當探尋一條低投入、高效率、低運行成本、技術含量相對較少的污水處理工藝之路,要量力而行,不能盲目的去追求部分大城市中所采用的高端污水處理工藝。本文所介紹的幾種污水處理工藝技術,主要是一般地區在使用的污水技術,技術工藝較為成熟,當然我們也不能固守這些模式不變,而應適時調整技術工藝,以免造成不必要的環境危害和資金上的浪費。此外,污水處理企業還要加大引進先進管理理念,推進污水的市場化運作。
參考文獻:
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[3]張國偉.適用于中小城鎮污水處理工藝的探討.[J].西南給排水 ,2010,32(5):34-35
[4]馮發明.淺談小城鎮污水治理及 CAST工藝技術.[J].科技與企 業,2011(12):45-47
中圖分類號:G812 文獻標識碼: A
近年來,隨著我國“幸福鄉村建設”“美麗鄉村”建設目標的提出,農村人居環境發生了巨大的改變。目前,農村污水處理已經經過了從重點集中治理到“農村連片拉網整治”,從早期的以去除有機物為目標,發展為以去除有機物為主,注重有機物及氮、磷的去除。目前,全國各地都已經啟動了農村生活污水、養殖禽類固廢處理等工程。根據預測,今后五年我國農村污水處理工程市場年均為575億元,2014-2015年平均為322億元。農村污水處理運營市場年均為62億元,2014-2015年平均為32億元。本文以農村污水處理常見工藝為論述對象,通過對不同處理工藝原理、及運用實例,以期達到總結目前農村污水處理技術的目的,為農村治理提供實踐基礎。
1.農村水環境現狀
近年來,隨著鄉鎮經濟的大力發展,農村大部分鎮鄉周邊自然水體普遍存在營養物質超標,一方面,農村水體資源總量豐富,但絕大多數自然水體因缺乏有效的管理,生活污水長期超量排放水體之中,水資源科利用程度低。另一方面,隨著“新型農村”推進程度的不斷加快,農村居民對生活質量的迫切愿望的不斷提高,農村居民對生活環境質量要求的意愿不斷強烈。所以建設“幸福鄉村”、加快推進農村經濟發展,成為制約農村經濟發展的重要瓶頸。
2.農村污水處理工藝、技術
目前,農村污水處理技術已日趨完善。從工藝區分,大致可分為三個方向,一種是采用活性污泥法,如AAO處理工藝、SBR序批式工藝。活性污泥法處理生活污水具有處理負荷高,出水水質穩定等特點。第二種為生物膜法,如生物濾池、MBR工藝。膜法處理農村生活污水具有出水水質穩定,運行成本低,但是對于進水水量負荷沖擊能力有限。第三種為生態處理法。主要有人工濕地,穩定塘等。這類工藝具有運行成本低,抗水力負荷沖擊能力高。但是其基礎建設費用高,占地大。[1][2]
2.1生物濾池工藝
生物濾池,又稱為生物滴濾池。其主要的構筑物部件可分為:濾料、池壁、池底通風系統、排泥及支撐滲水結構以及旋轉布水系統。污水中有機負荷降解的主要構單元為生物填料,微生物在填料表面掛膜,利用由上自下流動的污水作為能量及營養來源,不斷繁殖增量。過厚的膜體由于內部膜體與填料黏附能力的下降,以及水流的沖刷作用,順著水流向下運動至承托板。但是,生物濾池存在容易堵塞的問題。由于微生物利用的空氣主要是處理單元以外,大氣中的氧氣,并以處理單元與外界的溫差作為拔風的推動力,屬于自然通風。相比曝氣通風方式,推動力不足。在濾料堵塞的情況下,空氣很難與微生物,污水相互充分混合。此外,為了解決填料容易堵塞的問題,提高填料的空隙率的確能緩解堵塞的問題,但孔隙率的增加,直接導致載體總表面積的減小,微生物附著面積的減少,微生物量的減小,最終導致處理負荷下降。故選用比表面積大,強度高、孔隙率大的生物填料成為制約工藝處理效能的重要環節。
2.2人工濕地
人工濕地工藝是人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面,將污水、污泥有控制的投配到經人工建造的濕地上,污水與污泥在沿一定方向流動的過程中,主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用,對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。[3]
2.3氧化塘
氧化塘又被稱為穩定唐、生物塘。
主要是通過模擬了自然水體自凈的過程,將以太陽能為初始能量,通過在塘中種植水生植物,進行水產和水禽養殖,形成人工生態系統,在太陽能(日光輻射提供能量)作為初始能量的推動下,通過穩定塘中多條食物鏈的物質遷移、轉化和能量的逐級傳遞、轉化,將進入塘中污水的有機污染物進行降解和轉化,最后不僅去除了污染物,而且以水生植物和水產、水禽的形式作為資源回收,凈化的污水也可作為再生資源予以回收再用,使污水處理與利用結合起來,實現污水處理資源化。氧化塘的應用范圍沒有人工濕地廣泛,不能直接用在最前面的處理單元,而是安排在后續的處理設施中。
2.4MBR膜工藝
MBR 是一種將膜分離技術和傳統活性污泥法結合起來的新型高效污水處理工藝,它是將MBR 平片膜組件放置于曝氣池中,通過好氧曝氣池和生物處理后再由泵通過濾膜過濾后抽出。其中,膜組件是MBR 中最主要的組成部分,相當于傳統生物處理系統中的二沉池,通過不斷的氧化污水中能夠被降解的有機物,而對于不能被降解有機物或無機物及污泥、懸浮物等由膜組件截留,實現對污水的凈化處理。
2.5A/A/O及其改良工藝
目前,A/A/O處理工藝在農村污水處理方面,技術成熟,使用認可度高。該工藝有厭氧―缺氧―好氧段構成。厭氧反應器,原污水與從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進入,本反應器主要功能是釋放磷,同時部分有機物進行氨化;缺氧反應器,首要功能是脫氮,硝態氮是通過內循環由好氧反應器送來的,循環的混合液量較大。好氧反應器――曝氣池,這一反應單元是多功能的,去除BOD,硝化和吸收磷等均在此處進行。同時部分混合液從這里回流到缺氧反應器。沉淀池,功能是泥水分離,污泥一部分回流至厭氧反應器,上清液作為處理水排放。
AAO工藝具有處理效果高,BOD去除效率可達到90%。總氮去除效率最高可達到85%。同時污水泥量大,對水力負荷沖擊能力強。
結束語
綜上所述, 我國農村污水處理主要為生物處理方法, 各種方法均有各自的優缺點。目前農村污水處理技術主要集中于AAO、生物濾池、MBR膜工藝、穩定塘及人工濕地工藝。其中AAO工藝處理農村生物污水具有處理效率高,人工濕地具有抗負荷沖擊能力強,而生物濾池具有運行成本低的優點。
參考文獻:
中圖分類號X7 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2014)123-0114-02
近些年來,我國城市的經濟發展速度相對較快,城市中生活和生產而產生的污水數量也在逐漸的增多,城市污水處理問題成為了一個十分重要的問題。針對目前我國城市污水處理的現狀來看,城市污水處理技術在很大程度上沒有真正的達到城市污水處理要求,針對目前我國城市污水處理過程中存在的問題,城市污水處理需要在處理工藝上進行相應的完善,以便于更好的提升城市污水處理水平。
1導致我國城市生活污水處理出現問題的因素
針對于目前我國生活污水處理的情況來看,生活污水處理過程中還是存在著一定問題的,這些問題在很大程度上不利于城市的發展,也不利于城市環境的維系。從目前來看,導致我國城市生活污水處理存在問題的因素主要有以下幾個方面。
1.1環境意識缺失
在我國城市發展的過程中,對于環境的保護情況存在著“先污染、后治理”,這種思想原本就是對環境保護的一種意識形態的缺失,從每一個城市成員角度來說,城市成員在對于水資源的保護意識的缺失是導致我國城市生活用水污染嚴重的意識因素。
1.2城市經濟發展速度過快
隨著我國經濟的發展,城市的經濟速度十分快,城市居民的生活水平也在逐漸的提升,城市居民生活質量的提升在很大程度上增加了城市用水量,數量增多的城市生活用水必然在很大程度上造成水污染。城市經濟的發展,人民生活水平的提升直接導致了城市生活污水處理問題的出現。
1.3硬件設施不齊全
在城市生活污水的處理過程中,城市生活用水處理過程需要完善的硬件設備支持,其需要結合不同的城市生活用水情況,來建立和完善不同的硬件設備,以便于更好的進行污水的處理。從目前我國城市對于生活污水處理的設備支持來看,其較工業污水處理的設備來說還不是十分的完善,其中還存在著諸多的問題,在很大程度上不利于城市生活污水的處理。
1.4處理技術更新慢
處理技術的更新速度慢導致了更多城市污水處理問題的出現,加之對于污水處理設備維修的不及時,更是使得城市生活污水處理難上加難。技術更新速度慢對于我國城市生活污水處理來說是一個決定性的因素,直接關系到污水處理的程度。
2我國城市生活污水處理方法分析
從目前我國城市生活污水處理的方法來說,其已經具備了較為多元化的城市生活污水處理方法,在具體的實施過程中,要結合不同的實際需要來體現出不同的污水處理方法。第一,活性污泥處理方法,在這種方法中其完整的體現出了活性泥的這種吸附能力,從本質上來說其是一種生物處理方法。第二,生物降解法,這種方法的處理能力比較強,其主要體現在工業生產的污水處理中,對于城市生活污水處理工作來說,城市生活污水處理工藝運用此方法也會有較為明顯的處理效果。第三,生物膜法,這種方法利用了生物本身好氧化的性質,將生物的氧化性利用起來進污水的處理。從本質上來,無論是任何一種處理污水的方法都能夠對污水有一定的處理效果,但是,針對于不同的污水處理環境來說,不同污水處理方法所呈現出來的污水處理效果是不同的,在具體的運用過程中,應該結合污水處理的環境來進行靈活的使用。
3城市生活污水處理工藝優化措施
在城市污水處理工藝優化的過程中,需要結合處理的過程來進行分析,針對目前城市生活污水處理的現狀,并結合不同城市污水處理的情況來進行相應的分析,以便于綜合的進行評析,更好的保證我國城市生活污水處理工藝的優化和升級。
3.1優化硬件設施
對于城市生活污水處理工藝來說,城市生活污水處理工藝的優化需要硬件設備的支持,而目前我國在城市生活污水處理的硬件措施保障上還是不是十分的全面,我國應結合不同城市對于生活污水處理的要求,研發并引進一些先進的硬件設備,為城市生活污水處理工藝的優化提供良好的硬件保障。同時,要為城市生活污水處理工作提供相應的場地支持和援助,要選擇有助于城市生活污水處理的場地來進行城市污水處理。
3.2優化技術工藝
無論任何工作,技術的支持都是十分必要的,尤其是在現代社會環境中,良好的技術支持是體現工藝性的關鍵,因此,對于城市污水處理工作來說,其需要創造與城市生活污水處理相適應的技術工藝,并結合不同的生活污水處理方法使其的效果達到最大化和最優化。
3.3優化設計工藝
在不同的城市中和不同的環境中,城市生活污水處理的設計是不同的,結合不同的城市生活環境和城市的經濟發展速度而言,生活污水的處理需要不同的設計工藝。因此,我國在優化城市生活污水處理工藝的過程中,要選擇切合實際的處理工藝,結合生物法和化學法來制定相應的設計工藝,力求在設計環節保證整個污水處理過程的合理性和科學性。
3.4優化回收工藝
在污水的處理過程中污水的回收再利用是一個關鍵性的環節,在我國城市生活污水的處理過程中,同樣需要回收工藝的支持,對處理好的污水進行回收再利用,實現污水處理的可持續性,進而達到節能、節水,這是城市生活污水處理的較高要求。在回收工藝上來說,我國要借鑒國內外一些先進的回收工藝,并為我所用,不斷的進行創新和發展。
在城市污水處理工藝完善的過程中要有所針對,結合不同的處理環節來提升城市污水處理的工藝,以不同的處理方法為基礎,并進行相應的結合,更好的保證城市污水處理工藝的體現,將城市污水處理工藝與我國城市的工業化發展結合起來,更好的體現出城市污水處理問題的科學化和科技化。
參考文獻
①基建投資少,運行費用低。目前城市污水處理工藝已相對成熟,但其污水處理設施基建費用和運行費用高,不適合在農村地區推廣。污水處理的運行費用一般包括:電費、藥劑費用、人員費、定期修理費用等,較高的運行費用最終將導致“建得起,轉不起”的尷尬局面。因此,基建投資少是保證污水處理設施在農村地區推廣的前提,運行費用低則是保證污水處理設施持續正常運行的重要條件。
②工藝多樣化。我國南北地域氣候差異大,且居住方式和生活習慣有很大不同,因此污水處理工藝應呈現多樣化,以適應建設地區的氣候和水質、水量等條件的變化。
③運行操作簡單、效果穩定。農村污水處理設施的日常運行,大都需要由村民自主管理來完成。而村民的技術知識水平和管理操作水平相對較低,且缺少專業技術人員,因此農村地區的污水處理設施應該采用運行管理簡單且成熟穩定的污水處理工藝。
2污水處理措施
2.1污水處理模式
農村生活污水處理大體上有3種模式:
①接入市政管網模式,適用于靠近城鎮或靠近城鎮污水管網的農村,將生活污水集中收集后輸送到城鎮的污水處理廠進行處理,有這種條件的村莊,應優先考慮這種模式;
②集中聯片處理模式,若接入城鎮污水廠管網條件不可行,單村或者集中聯片的幾個村莊集中收集污水后,規劃建設污水處理設施;
③單獨分散處理模式,因居住分散、地形復雜、污水難以集中收集,宜以組團為單元,分區收集污水,每個區域污水單獨處理。所以,污水處理模式應采取“銜接地方規劃、合理利用資源、聽取群眾意見、科學規劃設計”的原則來確定。
2.2污水處理工藝
目前,國內外污水處理技術從工藝原理上基本可分為自然處理系統和生化處理系統兩類。自然處理系統主要是利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理進行污水處理的系統,或稱為生態處理系統。常用的有:人工濕地處理系統(水平流、垂直流)、地下土壤滲濾凈化系統、塘處理系統等。生化處理系統又分為好氧生化處理和厭氧生化處理。好氧生化處理主要是通過動力給污水充氧,培養好氧微生物菌種,利用好氧微生物的分解,消耗吸收污水中的有機質、氮及磷等。常用的有活性污泥法、A/O法、生物轉盤法、SBR法等。厭氧生化處理主要是利用厭氧微生物的代謝過程,在無需氧氣的情況下把有機污染物轉化為無機物。常用的有厭氧接觸法、厭氧濾池、UASB升流式厭氧污泥床等。針對農村地區特點,常用污水處理技術有以下幾種。
1)人工濕地處理技術。有條件的村莊,可充分利用現有的農田灌排渠道與附近的荒地、廢塘、洼地和沼澤地等,建設人工濕地處理系統。該系統一般由人工基質和生長在其上的沼生植物(蘆葦、香蒲等)組成,是一種獨特的“土壤一植物一微生物”生態系統,利用各種植物、動物、微生物和土壤的共同作用,逐級過濾和吸收污水中的污染物,達到凈化污水的目的。濕地處理系統工藝設備簡單、管理方便、能耗低、工程基建低、運行費用低,能耐受沖擊負荷,凈化出水水質良好、穩定。缺點是占地面積大,需要解決土壤和水中的充分供氧及受氣溫和植物生長季節的影響等問題。人工濕地可與穩定塘等其他工藝聯合運用,例如重慶大學的蔡明凱等人采用厭氧生物濾池-人工濕地-生態塘工藝處理養殖廢水,經過各單元的處理,CODcr去除率約為80.30%,SS去除率約為94.69%,NH3-N去除率約為73.39%,TP的去除率約為86.78%,出水濃度能夠達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級B標準。
2)地下土壤滲濾凈化系統。適合于農戶居住的土地較分散,且村莊周邊往往有閑置荒地。地下土壤滲濾凈化系統是一種基于自然生態原理,予以工程化、實用化而創造出的一種小規模污水凈化工藝技術,是將污水有控制地投配到經過一定構造、距地面約50cm深和具有良好擴散性能的土層中,投配污水緩慢通過布水管周圍的碎石和砂層,在土壤毛管作用下向附近土層中擴散。表層土壤中有大量微生物,作物根區處于好氧狀態,污水中的污染物質被過濾、吸附、降解。由于負荷低,停留時間長,水質凈化效果好。地下土壤滲濾凈化系統建設容易、維護管理簡單、基建投資少、運行費用低;把整個處理裝置放在地下,不損害景觀,不產生臭氣。缺點是占地面積大,易滋生蚊蠅,冬季運行效果差。清華大學在2000年國家科技部重大專項中,首先在農村地區推廣應用地下土壤滲濾系統,并取得了良好效果:對生活污水中的有機物和氮、磷等均具有較高的去除率,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分別達到80%、90%、90%和98%。
3)好氧生物處理系統。好氧生物處理系統是現階段污水處理中最常用的一種處理技術。好氧生物處理工藝眾多,各有優缺點。選擇時要根據實際情況仔細論證和比選,注重經濟適用。生物處理法就是通過風機等設備給污水輸氧,培養生物菌種和微生物。通過菌種和微生物把污水中的大部分有機物分解為無污染的CO2、水等物質,少部分合成為細胞物質,促使微生物增長,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以凈化排放。如SBR法,集曝氣、沉淀、排水功能于一體,不斷地轉換,省去了傳統的污泥回流設備,大大降低了建設費用;A2O法具有脫氮、除磷功能,還有如生物轉盤處理工藝、膜生物反應器處理工藝等。生物處理法和自然處理系統比較,占地面積小,抗氣候等外界影響的能力強,處理穩定、效率高,但基建投資、運行成本要高于自然處理系統。
4)厭氧生物處理系統。厭氧生物處理技術是在厭氧條件下,兼性厭氧和厭氧微生物群體將有機物轉化為CH4和CO2的過程,又稱為厭氧消化。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧消化無需攪拌和供氧,動力消耗少;能產生大量含甲烷的沼氣,可用于發電和家庭燃氣;可高濃度進水,保持高污泥濃度。厭氧處理工藝在我國有很長的歷史,我國農民在古代早已開始應用厭氧發酵技術漚制糞肥,進行糞便無害化處理,而且至今仍在應用。我國是世界上利用厭氧消化技術制取和利用沼氣最早的國家之一。現在,厭氧沼氣池處理污水技術在我國中東部地區應用較廣。厭氧沼氣池將污水處理與沼氣的利用有機結合,實現了污水的資源化,是最能體現環境效益和社會效益結合的農村生活污水處理方式。農村地區可根據實際情況,采取沼氣池與其他污水處理工藝組合使用的模式來處理生活污水。江蘇省常州地區采用了“污水沼氣凈化處理+人工濕地”的污水處理方法,它在原來水壓式沼氣池的基礎上加以改進和提高,采取適當的過濾、沉淀和人工濕地的方法,目前這種污水處理模式在當地成效較顯著。經過各單位處理后,氨氮去除率達93%,總磷去除率達86%,出水水質能達到《污水綜合排放標準》一級B排放標準;其建設成本每戶約2500元,年維護費12.5元/人,非常經濟。為此建議將厭氧沼氣池作為農村生活污水初級處理措施與其他污水處理工藝組合使用,同時要重視對沼氣池出料口出沼液的收集和處理。
2.3污水收集系統
污水收集系統基本上由污水收集管網和調節構筑物構成。污水管道的選擇根據技術經濟比較,建議DN<400mm的污水管道采用UPVC(硬聚氯乙烯)雙壁波紋管,500mm≤DN≤600mm的采用PE(聚乙烯)雙壁波紋管,DN≥800mm采用鋼筋混凝土排水管。下面主要對調節構筑物中化糞池與調節池進行說明。
1)化糞池。化糞池是污水收集系統中的重要單元,應避免化糞池滲漏引起的二次污染。農村改廁工作已成為農村衛生工作的重點,大部分農戶建有沖水式衛生廁所,污水經過廁所進入化糞池,然后進入村莊污水管網。但多數化糞池結構過于簡單,多采用12磚墻,沙漿抹面,從表面看做到了防滲,但由于化糞池埋深淺,經過1a凍融后,化糞池多數會出現滲漏,給污水收集帶來困難。所以,村民家中化糞池應根據實際加以維修和改造,避免滲漏,確保污水能進入污水管網。
2)調節池。水量變化大是農村污水的特點之一,白天幾個時段集中排水,夜間基本沒有排水。若污水收集系統中不設調節池,水量、水質將都難以有效調節。水量大時,一方面由于污水沒有出路,只能直排,另一方面污水處理系統必須根據水質變化情況,不斷調整運行參數,增加了管理難度。所以在污水收集系統中必須設調節池,并且調節池容積應足夠大,水力停留時間達到6~8h為宜。
2.4污泥處置
在污水處理過程中會產生污泥,污泥中含有大量的有毒物質,如寄生蟲卵、病源微生物、細菌、合成有機物及重金屬離子等。污泥處理就是要使污泥減量、穩定、無害化及綜合利用。由于農村污水處理站規模一般較小,產生的剩余污泥也相對較少,單獨對污泥進行脫水或壓榨處理既不經濟也不合理,只能妥善儲存,累積到一定量后拖走處理。建議農村污水處理站對污泥處理采用“村收集,鎮運輸,縣處理”的模式,各村將剩余污泥貯存于污泥池,所屬鄉鎮有關部門統一安排環衛吸糞車運走,送至區縣集中處理。建議設計一個較大的污泥儲存池,能儲存污水處理站半年左右的剩余污泥量。
2工程概述
2.1A/O工藝原理
A/O工藝是由厭氧和好氧兩部分反應組成的污水生物處理系統,利用厭氧微生物、兼性微生物和好氧微生物分段間斷地氧化分解廢水中的有機污染物,使有機污染物中的不溶性有機物或難以生化的那種組分在厭氧段內水解為有機酸,轉化為可溶性有機物,減輕其后好氧段的有機負荷,當這些經厭氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時,可提高污水的可生化性的效率,從而高效地降解水中的有機污染物。
2.2工藝流程
洲城聯合站生活基地產生污水水量為15m3/d,根據采油廠總體發展規劃,現以每年10%的污水增幅對污水產生量進行預測,根據上述分析,建議生活基地污水處理規模為24m3/d。同時,對生活基地已建成的雨污合流制排水體制進行改造,實現雨污分流,對尚未建成排水系統的地區一律實行雨污分流制,生活污水經集中處理后排放,排放水質將達到《污水綜合排放標準》一級標準。污水經廠區各棟樓的化糞池消化沉淀后自流進入調節池,經調節池調節后自流進入污水處理系統。該處理系統為“水解酸化、好氧與沉淀”相結合的生物接觸氧化工藝,水解酸化池內設置彈性生物填料,好氧池內設置PVC雙通孔填料,其比表面積是普通固體填料的2倍,因此單位體積填料上附著的生物膜也大大高于常規固體填料,從而保證了污水處理的效果。曝氣系統采用管式橡膠微孔曝氣器,氧利用率高達35%以上,可大大節省能耗及運行費用,經過生物處理后的出水即可直接排放。
2.3工藝說明
2.3.1格柵
格柵主要用于攔截污水中的大顆粒固體物質,以保證后續處理構筑物的正常運行及有效減輕處理負荷,為系統的長期正常運行提供保證。格柵由不銹鋼筋制成網箱形,柵條間隙為3mm,格柵采用2只,一用一備,規格為:500500500mm。經格柵攔截后的柵渣需按產生量的多少定期清理,可作生活垃圾處理。
2.3.2沉砂沉淀池
污水經格柵攔渣后,自流至沉砂沉淀池。該池采用玻璃鋼結構與調節池成為一體,筑造于地面以下,主要用于沉淀污水中夾帶的砂粒與大顆粒無機可沉雜物,以保證后續調節池不累積淤泥,沉砂沉淀設計水力停留時間為2小時。
2.3.3調節池
污水經沉砂沉淀池沉淀后自流至調節池,由于生活污水的排放極不規律,來自各時的水質、水量波動較大,一般高峰流量為平均處理量的4~6倍,因此為使污水處理系統連續穩定地運行,同時調節水量和均化水質,所以設置一座調節池。該池設計水力停留時間為6-8小時,調節池內設置提升潛污泵及回流措施,以保證一定的額定流量提升至污水處理設備。調節池為玻璃鋼結構,工廠預制。
2.3.4生物接觸氧化池
調節池內污水自流至生物接觸氧化池,生化池按生物相的不同分二段設置,以提高生化處理的效果。水解酸化池可將大分子物質轉化為小分子物質,將環狀結構轉化為鏈狀結構,進一步提高了廢水的BOD/COD比,增加了廢水的可生化性,為后續的好氧生化處理創造了良好的環境。好氧生化工藝是結合生物濾池和生物曝氣池的特點演變過來的,屬于固著型生物處理方法。好氧生化工藝的實質之一是在池內填充填料,使充氧的污水浸沒全部填料,并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜,污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的新陳代謝功能作用下,污水中有機污染物得到去除,污水得到凈化;實質之二是采用與曝氣池相同的曝氣方法,向微生物提供所需要的氧,并起到攪拌與混合的作用。
2.3.5沉淀池
污水經生物接觸氧化池生化處理后自流進入沉淀池,以沉淀污水中的懸浮顆粒。該池設計采用豎流式沉淀,是根據重力作用的原理,當含有懸浮物的污水從上往下流動時,由于重力作用將物質沉淀下來形成污泥。沉淀池污泥采用空氣提升方式,自動氣提至污泥池內。氣提分自動和手動兩種控制方式,氣提的頻率視污泥的多少而設定,一般為每8小時氣提一次,每次3-6分鐘。。沉淀池本體采用防腐效果好的玻璃鋼制作。
3處理效果
生活污水進水水質波動較大,各污染指標的進水濃度范圍變化較大。但是經過YGD-1型地埋式一體化生活污水處理設備處理后,均能滿足排放要求。說明污水處理設備抗沖擊負荷能力強,對污染物去除效果好。其征污染物動植物油的去除效率在75%以上,氨氮的去除效率在95%以上,總磷的去除效率在90%以上。實踐證明A/O法用來處理油田生活污水是完全可行的。
4評價與結論
一、前言
我國污水處理產業發展進步較晚,建國以來到改革開放前,我國污水處理的需求主要是以工業和國防尖端使用為主。改革開放后,國民經濟的快速發展,人民生活水平的顯著提高,拉動了污水處理的需求。進入二十世紀九十年代后,我國污水處理產業進入快速發展期,污水處理需求的增速遠高于全球水平。
現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。①一級處理:主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標準。一級處理屬于二級處理
的預處理。②二級處理:主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標準。③三級處理:進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉淀法,砂率法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。
目前較為成熟的生活污水處理工藝包括活性污泥法和生物膜法,根據這兩種方法演變出的各種工藝處理流程便有許多種,但如何根據實際需要選擇一種合適的工藝就顯得格外重要。污水處理方案的選擇應本著以下幾種原則:①認真貫徹國家關于環境保護的方針和政策。②積極穩妥地引進、采用先進的污水處理和污泥處理的新藝、新技術和新材料。③優先采用集成度高的污水處理工藝,以便實現模塊化設計,以利于污水處理廠的分期建設和擴展。④一、二期結合,統籌兼顧,全面設計,分期建設。⑤采用先進的節能技術,降低污水處理廠的能耗及運行成本。⑥采用先進、可靠的自動化控制技術,提高污水廠的管理水平,保證污水處理工藝運行的最佳狀態,盡可能減輕工人的勞動強度。⑦工藝流程先進、簡潔、可靠、便于操作管理。
我國經濟發展水平各地相差較大,經濟發展滯后的城市還不能拿出很多資金用于污水治理,因此,怎樣利用有限的資金,降低環境污染,是很多城市政府面臨的問題。在污水處理方面,直到不久前,一些城市還采用一級或一級強化處理工藝技術,出水達不到國家二級排放標準對除去有機污染物的要求。
二.Han's SBR活性污泥處理工藝
Han’s SBR活性污泥法是序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor簡稱SBR法)的一種改良型工藝。這種工藝將曝氣池和二沉池合二為一,在單一反應池內利用活性污泥完成生活污水的生物處理和固液分離。Han’s SBR活性污泥法在原有SBR工藝的基礎上,在反應池前端增加了選擇區和接觸區,并在反應池內設置回流設備及剩余污泥設備。利用微生物在不同絮體負荷條件下,生長速率和污水生物除磷脫氮工藝機理,將生物選擇器與可變容積反應器相結合,并對時序做了一些調整,從而大大提高了SBR工藝的可靠性及效率,使反應池構造簡單,運行更加可靠。
2.1 Han's SBR活性污泥處理工藝流程
污水處理工藝流程是用于某種污水處理的工藝方法的組合。通常根據污水的水質和水量,回收的經濟價值,排放標準及其他社會、經濟條件,經過分析和比較,必要時,還需要進行試驗研究,決定所采用的處理流程。一般原則是:改革工藝,減少污染,回收利用,綜合防治,技術先進,經濟合理等。在流程選擇時應注重整體最優,而不只是追求某一環節的最優。
Han's SBR活性污泥處理工藝能高效脫氮除磷,適合中小規模生活污水處理工藝,工藝主體構筑物由SBR反應池組成,反應池前端的選擇區和接觸區主要用于曝氣時的回流液與污水充分混合,污水中的發酵產物能在起始反應階段迅速被聚磷菌所吸附并產生反應,這一環境條件使聚磷菌在微生物生存競爭中占優勢并得以大量繁殖,從面實現了生物活性的選擇性要求和防止了絲狀菌繁殖的污泥膨脹問題。回流污泥中存在少量硝態氮也可在選擇區中得到反硝化。因此,整個反應池在時間分割上經過了好氧/缺氧/厭氧的順序環境,活性污泥在此過程中得到再生。整個工藝周期一般為四個小時,兩小時進水曝氣,一小時沉淀,一小時潷水及閑置。其原理是厭氧或微氧接觸混合,短時曝氣,分離,使原污水與好氧饑餓的污泥充分接觸混合、短時曝氣、沉降分離;沉降分離后的上清液即處理后的出水,沉降分離后的污泥,大部分在好氧條件下使其饑餓,饑餓污泥再與原污水重復接觸,其余部分為剩余污泥排放。
Han's SBR活性污泥處理工藝的整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵。提升后,經過格柵或者篩率器,之后進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉淀池,以上為一級處理(即物理處理),初沉池的出水進入SBR生物反應池,通過一個周期的反應后,出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二級處理,三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉淀法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法。反應池的污泥大部保留在反應池內,剩余污泥進入污泥濃縮池,之后進入污泥消化池,經過脫水和干燥設備后,污泥被最后利用。
2.2 Han’s SBR活性污泥處理工藝具有的優點
(I)系統設計構造簡易,降低建設成本和運行成本;
(2)耐沖擊負荷,在一般情況下無需設置調節池;
(3)反應推動力大,易于得到優于連續流系統的出水水質;
(4)運行操作靈活,通過適當調節各階段操作狀態可達到脫氮除磷的效果;
(5)通過簡單的操作即可達到對污水深度處理;
(6)添加絮凝劑可對應污水處理廠污染物排放一級A標準要求;
(7)實現均勻的攪拌混合。
三、污泥好氧生物處理
污水處理廠排出的污泥中含有大量致病微生物,脫水污泥如不進行進一步處理,除了衛生方面的問題外,還存在中間堆積過程中氣味大,污泥運輸不方便,垃圾填埋場填埋困難,污染環境等問題。
未經處理的污泥難于儲存、運輸和壓實填埋;危害公共衛生,應當進行無害化處理。污泥的焚燒處理可實現最大的減量化和穩定化,但投資巨大,運行費高。
好氧反應及避免二次污染是污泥好氧生物處理設計與運行的關鍵其基本前提是如何保證反應系統具有適宜的含氧量、溫度與濕度。污泥在好氧生物處理過程中的生物化學反應速度,要比在水溶液系統中的反應速度低得多,這主要是由其本身的特性及反應系統的高度非均相性決定的。在污泥中,氧氣溶解到有大量微生物存在的液相中并參與反應,高分子有機物需先經過水解后溶于水相,小分子再逐步擴散至表層。在生物氧化受制約,如溶氧量不夠、溫度與濕度的不適宜時,會造成好氧生物處理過程減慢,一些小分子中間產物會擴散至氣相中,產生氣味污染。如通風供氧不足會產生臭氣、處理時間過長;通風供氧過量會使能耗高、帶出過多的水分與產物、反應系統溫度與濕度下降。
因此控制氧含量是污泥堆肥的關鍵因素。與傳統流通風機械翻堆相比,氧控制堆肥通過自動控制通風供氧,使反應系統具有最佳的含氧量、溫度與濕度,好氧反應速度最大化,節省停留時間一半以上,加大處理效率,而且還從根本上避免堆肥過程的臭氣產生。
1、格柵法:可分為人工清理的格柵(適用于中小型城市生活污水廠或所需截留的污染物較少時)和機械格柵(適用于大型城市生活污水廠或所需截留的污染物較多時)。
2、篩網法:篩網的去除效果,可相當于初次沉淀池的作用。
3、過濾:是以具有孔隙的粒狀濾料層,如石英砂等,截留水中的雜質從而使水獲得澄清的工藝過程。
4、離心分離法:它的作用是基于存在于水中的懸浮物和水的密度不同而產生的。主要設備有:離心機、水力旋流器及旋流池等。
5、沉淀池法:用于廢水進入生物處理設備前的初次沉淀、生理處理后的二次沉淀及污泥處理階段的污泥濃縮池。
6、浮上法:適用于顆粒直徑很小,很難用沉淀法加以去除時,主要有電解浮上法、分散空氣浮上法和溶解空氣浮上法。
二、水的生物處理方法
污水生物學處理具體來說是通過微生物所產生的酶,氧化分解有機物,從而使水得到凈化。其中起主要作用的是細菌,污水中可溶性的有機物直接被菌體吸收;固體和膠體等不溶性有機物先附著在菌體外,由菌細胞分泌的胞外酶分解成可溶性物質,再被菌體吸收,通過微生物體內的氧化、還原、分解、合成等生化作用,把一部分有機物轉化成微生物自身組成物質,另一部分有機物被氧化分解為CO22、H2O等簡單的無機物,從而使污染物質得到降解。主要有以下幾種方法。
1、氧化塘法
氧化塘是一個大而淺的池塘,污水從一端流入,從另一端溢流出水。在氧化塘中,同時存在著三種生化作用:(1)有機物的好氧分解,主要由好氣細菌進行;(2)有機物的厭氧分解,主要由厭氧細菌進行;(3)光合作用,由藻類和水生植物進行。好氣細菌所需的氧氣,除了來自大氣以外,還有相當一部分是由藻類光合作用釋放的。細菌代謝過程中除合成自身的物質以外,還產生CO2、H2O和無機鹽類,這些產物被藻類所利用。藻類細胞既能被細菌所分解,又能被原生動物吞食,使藻類不至過多積累。氧化塘的底部處于厭氧環境,過多的無機氮通過細菌的反硝化作用以氮氣的形式逸去,避免了水體的富營養化。由此,氧化塘實際上是一個藻菌共生的生態系統,它常利用天然水域,具有設備簡單、投資少、容易操作等優點。缺點是占地面積大。
2、活性污泥法
污水進入曝氣池后,用機械或人工的方法連續鼓入空氣,經過一段時間,水中形成一些褐色絮狀泥粒,即所謂活性污泥。其主體部分是一些好氣性微生物,對污水中的有機物具有很強的吸附和氧化分解能力,并以有機物為養料不斷增殖。活性污泥和污水的混合液離開曝氣池以后,在沉淀池中沉淀,分離出來的水即為凈化的水,排放出去。活性污泥除因增殖需排放出一部分多余的以外,其余的回流到曝氣池,如此循環運行。活性污泥法的凈化效率很高,它對生活污水中有機物和懸浮物的去除率均達95%左右。但所產生的污泥量較大,有待進一步處理,運行中還容易出現污泥膨脹現象。
3、生物濾池法
生物濾池包括酒滴池、塔式生物濾池、生物轉盤、接觸氧化、浸沒法濾池等多種形式。它們處理污水的基本原理相同,池中裝上碎石、爐渣、圓盤或塑料蜂窩等固體填料,當污水連續通過時,由于微生物的大量繁殖,在填料的表面形成一層滑膩的暗色薄膜,叫做生物膜。在生物膜這個小環境中,表層是好氣性微生物,內層是厭氣性微生物,中層則生長著大量的兼性厭氣菌。生物膜中除細菌外,還有以原生動物為主的動物群落,各種生物間形成食物鏈,污水中的有機物通過食物鏈的每個環節,都有一部分通過呼吸作用而轉變成CO2,最終能把有機物除去。
4、厭氧處理法
厭氧處理法是在缺氧的條件下,利用厭氣性微生物分解污水中有機物質的方法,又稱厭氧消化。有機物質的厭氧分解,可分為兩個階段。在分解初期,一些微生物把有機物分解成有機酸、醇、CO2、NH3、H2S等,此階段有機酸大量積累,pH值隨即下降,故稱為酸性發酵階段。在分解后期,由于所產生的NH3與酸發生中和作用,pH值逐漸上升,甲烷細菌開始分解有機酸和醇,產物主要是甲烷和CO2。甲烷細菌的大量繁殖,加速了有機酸的分解,pH值迅速上升,此階段稱為堿性發酵階段。污水生物處理的前三種方法各有優點,但還存在以下問題:(1)大量的活性污泥和脫落的生物膜形成廢渣,如不進一步處理會形成二次污染;(2)對一些BOD5超過10000毫克/升的污水,如屠宰廠污水等處理效果較差;(3)消耗大量的動力。用厭氧處理法能有效的解決上述三個問題,同時還能產生生物能源——沼氣,因此受到各方面的重視。
污水的生物學處理是目前世界各國在污水處理中應用最廣的一種方法,從發展趨勢上看,正由單純的防治轉向綜合利用。例如利用污泥的厭氧消化獲得沼氣和肥料,利用光合細菌處理高濃度有機污水回收單細胞蛋白等,并進一步探索回收能源和解決含無機鹽廢水的處理方法,防止有機物經微生物分解成無機鹽類而使水體富營養化,盡可能實現物質和能量的再循環。
三、水的化學處理方法
1、中和法;
2、化學混凝法;
3、化學沉淀法;
4、氧化還原法;
5、吸附法。
四、城市污水處理的新模式
1、生物膜技術:通過選育和培養高效的微生物菌種,制成制劑,高密度直接投放到待處理污水,形成生物膜,對污水進行降解和凈化。專家介紹,與傳統的活性淤泥法相比,生物膜技術應用于城市污水處理具有五大技術優勢:一是投資省。目前國內的城市污水處理廠基礎建設投資大,需要大量的機械設備、管網和其他工程設施,投資成本每噸污水處理在1000元左右;而應用生物膜技術投資設備少,占地小,處理每噸污水不到500元,相比節約成本50%以上。二是運行費用低。據測算,目前國內城市污水處理廠的直接運行成本,一般在每天處理每噸污水0。5元至0。8元之間;而應用生物膜技術處理污水每天每噸只需0。2元左右。三是淤泥少,沒有“二次污染”。采用傳統的活性淤泥法處理城市污水,常由于大量淤泥的堆放造成對環境的“二次污染”;而相同條件下制成生物膜的微生物菌一旦把污水凈化后,便會由于缺乏“營養”而自動消亡,不會造成“二次污染”。四是效率高。生物膜表面積大,微生物菌密度高,每克制劑的微生物菌含量達50億-200億個,大大高于淤泥中的自然微生物活性成份,同時還可以多次投放,方便快捷,處理效果明顯優于傳統的活性淤泥法。采用生物膜技術,不僅能夠有效治理湖泊的富營養化,而且有助于修復和強化湖泊生態功能,提高水體自凈能力。五是適合城市生活小區等小規模、有機負荷不高的污水處理。應用生物膜技術投資省,運行費用低,并可節省管網建設成本,處理城市生活小區等城市污水具有活性淤泥法不可比擬的優勢。
1.1污水處理系統過程控制的目標以及優勢。通過構建市政生活污水處理系統,主要具有以下幾方面目標:第一,確保污水處理系統的出水水質達到質量標準;第二,市政生活污水處理系統的耐沖擊性以及抗干擾性比較強,能夠抵抗各種污水外在因素的干擾和影響;第三,必須確保市政生活污水處理系統各個單元具有良好的處理性能,才能在降解有機物生物時,真正達到生物脫氮除磷的目的;第四,必須確保污水處理系統的運行費用較低,才能全面普及應用。市政生活污水處理系統和普通的人工操作污水處理系統相比,其主要具有這樣幾點顯著優勢:第一,能夠縮減污水處理的成本費用,擴大經濟效益;第二,在污水處理廠進行升級改造的過程中,能夠節約大量的成本費用;第三,污水處理系統具有更好的性能;第四,在市政生活污水處理系統的過程控制中,能夠全面優化控制細節,提高污水處理系統處理負荷;第五,市政生活污水處理系統在處理完成污水之后,能夠確保水質出水達標。因此,必須加強對市政生活污水處理系統的過程控制,減少外部因素的影響和干擾,才能提高污水處理系統的運行性能、節約運營成本費用,使市政生活污水處理系統更加高效、穩定地運行下去。1.2污水處理系統過程控制的變量分析。在調節污水處理系統的過程控制時,其中主要存在以下幾種過程控制的可調節變量:1)水力調控的變量。在市政生活污水處理系統的運行過程中,水力流態發生變化,很容易造成嚴重的生化反應。當水力調控變量的狀態出現變化,水體流速、濃縮狀態、流量變化速率都將導致水力滯留時間出現較大的變化。具體而言,水力調控的變量主要為污泥量、回流量、流速變量、水位、控制流量以及外回流量等等幾大重要組成部分。2)空氣以及氧氣供應量。在市政生活污水處理系統中,DO作為至關重要的變量,DO濃度出現變化后,將會嚴重影響系統內部的微生物細菌群。為了降低系統的運營成本費用,減少能量損耗,可以適當地把DO濃度降低,這樣才能提高污水處理系統的運營性能。如果DO的濃度過低,將導致微生物大量寄生,而且會降低污泥的沉降性能,導致絮體大量產生。3)各種化學藥劑和碳源的投放總量。在市政生活污水處理系統中投放化學藥劑,能夠消除其中的無機元素,避免污泥絮體形成以及沉淀反應產生。但是如果沒有合理地投放化學藥劑,將會導致污水處理系統的處理負荷大大降低,甚至導致污泥脫水性能逐漸降低,防止沉降性能也將顯著降低。在污水處理中投放大量的碳源,能夠使污水處理系統更好地進行反硝化,使碳氧比例保持在合適的范圍。如果碳源的比例過低,將會導致反硝化過程非常困難,不利于系統脫氧正常進行。如果碳源的比例過多,將會導致藥劑投加費用成本大大提升,污水處理系統的負荷也將擴大,所以必須確定合適的碳源投加量。4)進水預處理變量。在市政生活污水處理系統運行中,需要對進水預處理變量過程進行嚴格管理,只有進行科學、合理的進水預處理,才能防止外部因素產生干擾,能夠使處理負荷大大降低。
2市政生活污水處理系統中比較常用的過程控制策略
在市政生活污水處理系統中采用的控制過程比較簡單,而且能夠反饋機理。其中被控制的系統主要包含了曝氣機、污泥回流泵、混合液回流泵、化學藥劑添加等系統,這些系統很容易受到進水水量以及水質變化等外在因素的影響和干擾,而且當內部回流量以及曝氣量發生變化之后,也會產生極大的影響。在市政生活污水處理系統中,主要利用在線傳感器和控制系統來獲取相應的變量信息,然后做好模擬分析,從而確保污水處理系統的正常運行。當前,在市政污水處理系統的過程控制中,主要采用這樣幾種控制策略。2.1溶解氧控制措施這種控制方法主要把曝氣單元中的DO濃度來作為變量,然后控制DO濃度的變化。但是控制DO濃度只是一部分東西,必須按照設定值有效調節空氣變量,才能更好地控制DO濃度。通過利用系統控制器,能夠有效對比DO濃度測量值以及設定值,從中發現兩者間的差異,通過進行準確的計算,能夠把DO需要的曝氣量清楚地計算出來,主控制器能夠自動調節水體質量的變化。2.2回流污泥控制措施其主要基于二沉池中污泥層活性和含量,從而有效控制系統的回流污泥總量。并且能夠控制剩余污泥排放量、各個階段的進水量以及回流污泥量,從而更好的控制系統污泥總量。如果在污水中存在較多的污泥,就會滋生許多微生物,微生物生長速度也會大大加快,所以必須嚴格控制剩余污泥排放量,防止微生物大量生長。2.3化學藥劑投放的控制措施在市政生活污水處理系統中投放化學藥劑,能夠進行脫氮除磷處理,這種污水處理方式能夠在瞬間發揮作用,避免外界干擾帶來不利影響,從而使污水處理系統的過程控制更加方便、快捷。通過投放化學藥劑來進行污水處理,其中主要包含了流量比投加控制以及反饋控制兩種方式,必須根據污水成分、水量和其他干擾因素選擇應用合適的方式。
3市政生活污水處理系統過程控制的難點和注意事項
在市政生活污水處理系統的過程控制中,必須通過各個單元進行協作,才能達到良好的處理效果,在控制過程時,必須充分考慮幾者之間的協調性,不能使它們獨立出來,采用全套控制工藝。在污水處理系統的控制中,必須消除外界干擾因素,避免有害物質產生不利影響。必須合理調節污泥回流量,注意解決反硝化污水廠兼氧區以及溶解氧等問題,嚴格控制DO濃度、上清液回流量。合理設置排水管網,才能降低污水的排放量,由于污水的水質存在較大的差異,所以需要側重不同的去除能力,才能達到彈性調節的目的。
4結語
在市政生活污水處理系統的控制過程中,必須根據實際情況進行科學、合理的設計,采用合適的方式來控制污水處理過程,才能確保污水處理廠能夠高效、穩定運行,提高市政生活污水處理質量,促進我國環保型城市建設發展,滿足現代化新型城市建設發展要求。
參考文獻:
中圖分類號:x703 文獻標識碼:a
1 收集處理模式
根據處理規模可將農村分散生活污水處理劃分為單戶規模、多戶規模和村莊規模,本文主要研究農村單戶生活污水的治理。從污水的產生、收集、處理及資源化的全過程考察,農村分散型生活污水處理主要有兩種收集處理模式:一是黑灰水混合收集處理模式,二是黑灰水分離收集處理模式。
(1)黑灰水混合收集處理模式
黑灰水混合收集處理模式是將家庭產生的幾種廢水如廚房污水、洗衣污水、洗浴污水、沖廁污水等全部匯合在一起,混合收集、處理。這種收集處理模式主要存在于經濟條件比較好的農村地區,這些地區一般已實現自來水入村入戶,沖水馬桶等用水器具也普遍安裝。該種方式以水作為載體,將糞便或廚余進行稀釋和輸送,省去了旱廁等黑水收集處理系統,比較衛生方便,受到農戶的青睞。但是其缺點是用水量大大增加,忽略了黑水、灰水的資源化回用;另外黑水、灰水混合后處理難度加大。
(2)黑灰水分離收集處理模式
黑灰水分離收集處理模式是指在農戶污染源產生點對黑水、灰水進行分類收集、分類處理及回收利用。該處理方式的優點是污染物從源頭分開,可根據不同污染物的特性采用不同的處理方法,不需耗用大量的水輸送糞便,不僅減少了水資源的消耗,降低了處理量和處理難度,也有利于廢物的資源化利用。主要缺點是收集處理系統比較復雜,費用較高。
有專家提出,除了黑灰水需要分離處理外,黑水中的糞便和尿液也應進行分離處理,由此,基于尿液分離的源頭控制衛生概念近年來在歐洲一些國家興起,這不僅可有效回收氮、磷等植物營養元素,而且可簡化后續污水處理工藝流程。將尿液分離后直接、間接利用是目前歐洲一些國家(如瑞典、丹麥、德國、奧地利、荷蘭等國)分散式污水處理的一個熱點研究方向。
黑灰水分離收集處理模式以及糞便、尿液分離收集處理模式符合全過程環境管理理論的產生源控制優先原則,有利于節約用水、污水的資源化利用以及降低處理難度,是目前農村分散型生活污水處理的推薦模式。因此,在農村生活污水處理中,應盡量采用沼氣池廁所、堆肥式、糞尿分集式等生態衛生廁所;在水沖廁所后,應采用沼氣凈化池和戶用沼氣池等方式處理糞便污水,產生的沼氣應加以利用;盡量使用糞便與生活雜排水分離的新型生態排水處理系統;宜采用沼氣池處理糞便,采用氧化塘、濕地、快速滲濾及一體化裝置等技術處理生活雜排水;在沒有建設集中污水處理設施的農村,不宜推廣使用水沖廁所,避免造成污水直接集中排放,在上述地區應盡量使用非水沖式衛生廁所。
隨著農村地區生活水平的提高,水沖廁的運用越來越廣泛,要實現黑灰水分離以及尿液糞便分離具有一定的困難,不符合人們的日常生活習慣,從實際情況出發,我國農村生活污水按灰水、黑水和灰黑混合水三種水質分別處理是比較現實合理的。
2 農村分散型生活污水處理技術選擇
(1)農村分散型生活污水處理技術的選擇原則
針對農村分散型生活污水的特點以及其處理的難點,在選擇處理技術時,應遵循以下原則:
① 因地制宜
農村地區,經濟條件較弱,應充分利用農村的地形地勢、可利用的水塘及廢棄洼地,優先采用節能降耗、管理方便的生態處理技術,在土地面積有限的情況系,可采用生物生態組合處理技術實現污染物的生物降解和氮、磷的生態去除,以降低污水處理能耗,節約建設、運行成本。此外,還應結合當地農業生產,加強生活污水的源頭削減和尾水的回收利用。
② 抗沖擊負荷能力強
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農村生活污水水質水量變化很大。當污水排放量較小時,容易造成處理系統的資源浪費,污水排放量大時,容易超出污水處理系統的處理負荷,造成出水惡化,所以,應盡量選擇抗沖擊負荷能力強的污水處理技術。
③ 管理維護簡單
農村居民的文化程度相對較低,對污水處理技術了解較少。復雜的污水處理系統操作復雜,農村居民可能由于知識有限而無法管理,這樣裝置出了問題后就可能無人修理、維護,進而退化、毀壞,失去凈水功能。因此應選用運行管理簡單,維護方便的污水處理工藝。
④ 低耗高效
由于大部分農村居民收入相對較低,農村生活污水處理設施的建設費用主要來自政府的投資和支持,因此生活污水的處理應盡量選用造價較低、運行費用省、管理費用少的工藝。
⑤ 占地面積相對較小
農村地區雖然土地面積較廣,但是對有些農村地區來說,大部分是山地、丘陵,可供農村居民生活、生產所用的土地很少,考慮到農村今后的發展,應節約土地。應考慮采用占地面積較小的污水處理工藝。
⑥ 無二次污染
在城市污水處理中,在使水質得到凈化的同時,有時也會帶來空氣污染、蚊蟲增多、化學藥劑污染等其它環境問題,因而,在農村生活污水處理中,應盡量選擇無二次污染或少二次污染的處理工藝。
總體來說,農村生活污水處理方式,應結合農村當地的地理條件、經濟條件、環境條件、管理水平綜合考慮,生活污水處理方式必須符合經濟、高效和簡便易行的原則。
(2)農村單戶生活污水處理技術比選
農村分散型生活污水處理技術可大體上分為生物、生態技術兩種,生物技術主要指活性污泥法、生物膜法、厭氧生物濾池法、化糞池法等,生態技術主要指氧化塘、人工濕地、土地滲濾等。
針對農村土地稀少,生態處理方式受限的情況,許多學者提出了組合生態與生物處理方法的模式,經實踐驗證其不但處理效率高,而且占地面積小、能源消耗低,非常適用于農村分散型生活污水的處理。生物生態組合模式主要包括化糞池或沼氣池+生態處理組合技術、化糞池或沼氣池+生物處理組合技術、生物+生態深度處理組合技術三種形式。其中化糞池或沼氣池對后續生態工藝往往只是起到一個預處理的作用,處理效果有限,負荷減低作用也有效,其往往不能有效達到減少系統占地面積大的問題。因此,通常所說的生態+生物組合技術中的生物技術往往指的是好氧生物技術,好氧生物技術主要有活性污泥法、sbr法、膜生物反應器法、生物濾池法、接觸氧化法等。
在大城市中,a2o工藝、膜生物反應器、sbr等工藝應用比較廣泛。但是對于農村地區來說,a2o工藝能耗較高、對管理水平要求也高,另外其抗沖擊負荷能力有限,易產生污泥膨脹等問題,使它不適合水質水量變化都非常大的農村生活污水處理;膜生物反應器法處理效果較好,但是價格非常昂貴,此外其容易發生膜堵塞,需要定期更換,農村地區由于缺少專業的技術人才,其維護是一個大問題;sbr法的一個突出缺點是自動化控制要求較高,同膜生物反應器一樣,在農村地區缺少專業的技術人才;生物濾池法由于能耗低、運行簡單、無廢棄污泥問題等特點被有些學者推薦用于農村生活污水處理,但是生物濾池法也有它的缺點,例如供氧條件較差,填料易堵塞,易滋生蚊蠅等,另外其抗沖擊負荷能力也比較差,這影響了它對水質水量變化大的農村分散型生活污水的處理。
生物接觸氧化技術對水質、水量波動具有較強的適應性,這已經在很多實際工程運用中得到證實。與活性污泥法相比,生物接觸氧化法不僅能夠處理高濃度生活污水,也能處理低濃度生活污水,另外,其所產生的剩余污泥較少,不需污泥回流,無污泥膨脹等問題。接觸氧化法所具有的這些優點,使其對于土地資源比較緊張的農村地區的生活污水處理具有一定的優勢。
結語
本文介紹了農村分散型生活污水收集處理模式,分析了農村生活污水處理技術選擇本文考慮對接觸氧化法進行一定的改進優化,在保證其處理效果的基礎上盡量降低其運行成本,使其適用于農村單戶生活污水的處理。
參考文獻
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009.
農村生活污水是指住戶家中廚房、浴室和洗手間等使用過程中產生的污水。農村生活污水的主要特征是:污水的水量變化大、污水中污染物成分較為復雜和污染的來源多等。農村的生活污水沒有經過必要的處理,大量的排放到河流和湖泊等水體,污染物進入水體會導致很多生態污染問題,例如水體富營養化,因此需要加強農村生活污水的收集、處理和資源化利用。
1農村生活污水處理現狀及存在問題
目前我國的農村生活污水處理還不夠完善,處理設備配套不足和建設管理落后等問題,主要原因是:農村生活污水缺乏相應的污水排放標準;建設和運行資金落實不到位;重視不足。目前我國大部分農村缺乏完善的排水管道和污水處理系統,主要是直接排放或就近排入河道,目前我國農村生活污水處理存在的問題主要有:(1)農村多數鋪設的污水管道,都是采用雨污合流的排水體制,沒有進行合理的規劃,畜禽糞便等隨雨水進入排水溝,由于排水溝的斷面較小,容易發生堵塞,嚴重污水周圍的環境;(2)農村居民在房屋的建設和改造過程中,建設不符合標準,生活污水不經處理就直接排放到室外或河流,一部分只通過化糞池處理后直接排入地下,這對于地下水和土壤都造成了極大的污染,破壞人們的居住環境;(3)目前我國的農村已廣泛應用水沖廁所,大量污水未經處理就直接排入灌渠,污水中的氮磷等污染物嚴重超標,污染農業灌溉水。
2農村生活污水處理技術
認真分析農村生活污水的特點,結合農村特殊的地理環境,污水處理工藝的選擇應與污水的利用相結合,提升當地的水體質量和生態環境,使農村的生態環境顯著的改善,水資源的合理利用。如果農村有天然的廢塘時,應因地制宜的選擇利用當地條件,選擇生態塘或者人工濕地等污水處理工藝。如沒有先天有利條件利用,則可以選擇好氧生化處理工藝對污水進行處理。(1)人工濕地。人工濕地是人工建造的類似沼澤的生態系統。它是通過過濾、吸附、微生物分解等作用來實現對污水的凈化。人工濕地處理污水是充分利用了“土壤—植物—微生物”系統的凈化能力,既可去除有機污染物,又可去除造成水體富營養化的氮、磷等污染物。人工濕地處理技術的應用較多,出水效果較好。人工濕地由于其特點,適合缺乏污水管網的地區。但人工濕地技術受氣候影響較大,北方的冬季氣溫較低,會影響人工濕地系統的正常運行,降低處理效果。因此此工藝的選擇需充分考慮當地氣候和選擇的植物。(2)生物濾池。生物濾池處理工藝是以土壤自凈原理為依據發展而來的人工生物處理技術。污水以滴狀噴灑在濾料層上,在濾料層表面形成了生物膜,生物膜逐漸成熟,生物膜上的微生物攝取污水中的營養物質,進而對污水進行了處理。(3)穩定塘。穩定塘工藝是一類處理工藝的總稱,主要是利用水體的天然的自然凈化能力。有機物的去除主要是依靠微生物的降解作用、吸附作用和沉降作用。我國農村目前對于穩定塘工藝的應用較多,尤其是高效藻類塘式穩定塘技術。(4)復合工藝技術。如果單獨采用一種工藝不能對污水進行較好的處理,那么在應用一種工藝的基礎上,可以同時加入其它工藝組成新的復合工藝。這種方式可以有效發揮各自工藝的特點,使污水處理效果達到最佳。
3農村生活污水處理的對策
(1)污水再利用。農村生活污水經過處理后可以再利用,用作園林和綠地澆灌,中水中含有一定的營養物質可以代替化肥進而減少化肥使用,降低農民的投入,也是農業可持續發展的一種方式。我國目前許多省市在農村生活污水處理上應用沼氣生態模式,實行種養結合,使農民生產生活的能源合理的循環利用,效果顯著。(2)加大資金投入。農村生活污水處理是一項十分復雜的工程,涉及面較廣,需要地方政府的大力支持和引導,農村的居民也應積極的參與其中,地方政府需要結合農村建設的新形勢,采用企業參與和地方補貼等多種形式籌措資金,形成全員參與的機制;同時還應推動農村污水處理政策的推出,大力提倡社會各界資金的投入和各方的參與在農村生活污水處理上,是農村生活污水處理工程的建設和運行健康有序的進行。(3)制定農村生活污水處理建設規劃。制定農村生活污水處理建設規劃,需要因地制宜且根據實際情況出發。在了解農村生活污水污染特征的基礎上,建立高效、科學的運行管理模式,使生活污水處理工藝與當地的經濟水平、自然條件和環境目標相適應。(4)制定農村生活污水處理工程技術規范。目前我國農村生活污水處理工程缺乏相關的技術規范和標準。國家和地方應在廣泛了解農村生活污水處理現狀的基礎上,結合當地農村的社會發展和經濟水平,在分散和集中處理技術的基礎上,推動更加先進的污水處理技術應用和的污水處理裝備的發展,制定出符合農村實際情況的排水工程規劃設計與施工技術標準,指導工程的設計和施工。
4結語
為了改善目前我國大多數農村的生活污水處理存在的問題,積極的研究農村生活污水處理是十分重要的,要想處理好農村生活污水,首先需要在污水的收集上開始,大力建設農村生活污水收集管網;農村生活污水處理的關鍵則是,找出適合農村實際情況的污水處理技術,且投資較低,操作簡單;農村生活污水處理的重點是資金的落實,政府相關部門人員應對農村生活污水處理加大重視,加快相應的標準和規范的制定,保障農村生活污水治理工程的穩定運行。
作者:韓冬 王加晶 單位:黑龍江省環境監測中心站
參考文獻:
[1]傅陽,紀榮平.農村小型生活污水處理技術研究進展[J].污染防治技術,2011(02).