第一篇:乡镇村生活污水处理政策及工艺研究论文
摘要:经过多年规划、建设,我国基本上完成了城镇污水处理厂建设,下一步必定会向乡镇、村污水处理进军,制定正确的政策、选择适用的处理工艺是完成乡镇、村污水处理任务的关键。
关键词:乡镇污水工艺;生活污水处理
1乡镇、村水环境现状
我国生活污水处理厂经过多年建设已经从城市、城镇走向了乡镇、村,由于乡镇、村污水具有污水量少(污水量一般为50~3000m3/d)、浓度高等特点,现有政策、处理工艺难以满足乡镇、村污水处理需要,加上乡镇大都数没有卫生下水道,生活污水随意排放,已成为流域水质恶化的主要原因之一,也是造成乡镇、村水环境污染及湖泊富营养化的重要因素。综合分析,乡镇、村污水主要有以下特点。
1.1污水量少、污染物浓度高
除和城镇一样有厨房炊事、洗衣、洗浴和冲厕水等排水,还包括家庭圈养禽畜产生的圈舍粪尿冲洗水,俗称为“黑水”,导致污水量少、污染物浓度高。
1.2缺乏污水收集系统,污水直排现象较为普遍
据不完全统计,在我国农村地区超过95%的村庄缺少完备的生活污水收集系统,日常生活中所产生的各种废水常常未经处理就直接排入到周边的河道、池塘以及地下水体中,给周边区域的水体环境造成较为严重的污染。
1.3水体易受到污染
由于没有对农村生活污水进行处理便直接排放到水体中,会直接加重农村水体的污染程度,此外乡镇、村地表水体通常较小,环境容量十分有限,造成的结果就是不但水体丧失了应有的功能,易形成黑臭河道、池塘和富营养化的湖泊,严重破坏了乡镇、村的整体环境和景观。
1.4水环境污染和破坏还会产生连带污染效应
研究表明,受污染的水体中含有诸多有害物质,直接接触受污染的水体会诱发各种疾病,农药、化肥的过量使用也会加剧水体污染,诱发各种恶性疾病。
1.5缺乏有针对性的政策、先进适用污水处理技术
目前我国污水处理政策是针对城镇生活污水的,由于乡镇、村污水具有排水量小且分散、水质波动比较大等特点,乡镇、村在社会、经济和技术等条件上的差异,照搬城镇污水处理的政策、处理工艺,其投资、运行费用乡镇难以承受。
2国外乡镇污水处理技术
在欧美等发达国家,针对乡镇污水分散处理,现在也很少采用较复杂的二级生物处理技术,而通常采用一些相对简单的生态化污水处理技术,包括人工湿地、氧化塘、土地处理系统等。
2.1德国的污水处理系统
20世纪90年代,德国的农村生活污水仿照工业化的集中处理模式,通过建设专门的排水管道,直接输送到相应的污水处理厂后进行集中的处理,但这种处理成本较高,容易产生大量污染沉淀物,尤其是其中的有害废物给环境造成一定压力,导致周边水域的水体富营养化严重。21世纪后,德国改变了之前的处理模式,选择使用分流式来代表原先的集中处理模式。德国农村生活污水的分流处理模式是一种较为先进的处理理念和处理方法。
2.1.1分散乡镇基础设施系统。德国在农村地区建立较为分散的乡镇污水处理设施系统,针对不同情况选择不同的处理模式。其中,在偏远的农村中没有建立排水管网的区域,选择较为先进的MBR膜生物反应器工艺,通过将雨水与日常的生活污水分开后统一集中收集处理,然后通过MBR净化污水。通过MBR净化后的污水可以作为中水使用,提高利用效率,此外,在净化过程中所获得氮,还可以增加农田的肥力,提高经济效益。
2.1.2PKA湿地污水处理系统。PKA湿地系统是一种综合性的污水生态处理系统,该系统是由介质层和湿地植物组成,PKA湿地污水处理系统能够营造出良好的生态系统,从而达到污水处理功效的最大化,该系统充分利用了物理、化学和生物等处理功效。其运行模式是:先将农村生活污水通过相应的排污管道,汇集流入到专门的收集沉淀池中,经过沉淀池的层层筛选之后,再由PKA湿地进行净化处理,达标后再排放,或者作为农业灌溉用水。PKA湿地系统处理污水不需要添加其他化学试剂,对环境不会产生二次污染,此外,该工艺运行流程简单,后期管理方便,在农村地区拥有较为广阔的发展空间。
2.1.3多样性污水分类处理系统。将污水、雨水进行分类处理,生活污水通过重力管道流入净水设施进行净化处理,居住区屋顶和硬质地面上的雨水被雨水管道收集,并汇入附近的地表水或者导入居住区内设置的渗水池。该渗水池属于小区的绿化设施,经过特殊的造型和环境设计,表面看起来就像景观设计的一部分,池底使用特殊材料如砾石等,使池中的雨水自然下渗并汇入地下水。在暴雨或降水量丰厚的情况下,还可以把多余的雨水导入相连的蓄水池,使雨水自然蒸发或通过沟渠汇入地表水。通过这种处理方式,雨水可下渗或者直接进入自然界水循环。
2.2韩国的湿地污水处理系统
在韩国,最大的用水行业当属农业用水,农业用水占到全国用水总量的53%左右。由于韩国农村居民的居住较为分散,如果兴建集中污水处理系统来处理日常农村的生活污水,会增加污水处理成本,因此,在韩国大多选择造价低、易管理和小型化的污水处理系统。韩国农村污水处理采用的是湿地污水处理系统,这种污水处理系统是先将污水中的污染物经过湿地的现行过滤或土壤吸收之后,以及湿地中的微生物吸附转变为无害物质后再统一处理。湿地工艺处理农村生活污水充分利用了农村的广袤地域的先天优势,占用的其他能源少,后期的日常维护成本低,而且处理过的污水还可以进行灌溉利用,并加施肥料,对农作物的生长和产量无负面影响。
2.3美国的高效藻类塘系统
是对传统稳定塘的改进,其充分利用菌藻共生关系,对污染物进行处理。正因其最大限度地利用了藻类产生的氧气,塘内的一级降解动力学常数值比较大,故称之为高效藻类塘。高效藻类塘较传统的稳定塘停留时间短,占地面积少;建设容易,维护简便,基建投资少,运行费用低;BOD5、NH4+-N、病原体等去除效率高;若高效藻类塘后接的是高等水生生物塘,则其中的水生生物不但可以除藻,降低出水的SS,而且能进一步去除水中的氮磷,同时收割的高等水生植物可以作为优良的饲料和肥料。缺点:它受环境因素影响明显,温度影响生物的组成、营养物的需求、新陈代谢的特点和反应速率。综上所述,各国的乡镇生活污水处理都是采用分类收集、分散处理(甚至到单独一户)、采用一些相对简单的生态化污水处理技术,包括人工湿地、氧化塘、土地处理系统等。
3我国乡镇生活污水处理对策
跨进“十三五”,我国污水处理厂的建设重心逐渐由大城市向中小城市和乡镇、乡村转移,呈现单体小型化、区域分散化的发展趋势。在这种情况下,先前的一些处理技术、政策难以支持乡镇、乡村污水处理厂建设,迫切需要找到了解决对策。
3.1把污水处理纳入乡镇、村建设规划中
出台符合乡镇、村实际的技术规范,将乡镇房屋、雨污管网、污水处理建设统一规划,改变以往随意建设的混乱局面。
3.2尽快制定乡镇、村污水处理技术政策
工艺选择上应采用一些相对简单、投资省、基本无运行费用的生态化污水处理技术,包括人工湿地、氧化塘、土地处理系统等,这类技术的优点是工艺简单、投资小、低能耗、维护简便、环境友好等,好的话可以做到基本无运行费用。
3.3重视厌氧沼气池建设
作为生态农村建设的主要内容,污水厌氧产沼气技术已在我国一些地方得到了有效推广和使用,但是,单独的厌氧污水处理技术还不能使处理出水满足排水的要求,必须在经过必要的后续处理的才能达到排放标准,目前又被冷落下来。为了便于后续处理,必须重视厌氧沼气池建设,既可以利用产生的沼气,又为后续简易生态化处理提供条件。
3.4资金保障
将乡镇、村污水处理建设、运行费用根据各地实际情况分别纳入各级、中央财政预算,即困难的纳入中央财政预算,有条件的纳入各级预算,确保建设及稳定运营。
3.5国家制定政策,购买社会服务
鼓励社会积极参与建设、运营当中,制定合理的吨水建设投资、运行费用政策,改变目前按建设成本、运行费用再购买服务,避免追求高技术、高投资、高运行费用现状。
参考文献
[1]候慧.我国农村生活污水处理现状及建议[J].资源节约与环保,2014(2):138-139.[2]周盛兵,唐亚梅.关于镇村生活污水处理设施运行管理的思考[J].2014(3):96-98.
第二篇:乡镇污水处理工艺方案
乡镇污水处理工艺方案
一、目前农村水环境现状有几个特点:
第一、缺乏污水收集和处理设施,污水直排。我国95%以上村庄和90%以上的小集镇都没有完善的污水收集和处理设施,产生的生活污水和部分工业废水,几乎是未经任何处理直接排入村镇的水体(河道、池塘、地下水等),造成村镇水体的严重污染。
第二、水体污染严重。由于污水长期直接排入水体,加之村镇水体通常较小,地区水体的流动性也较小,环境容量十分有限,造成的结果就是不但水体丧失了应有的功能,而其还严重破坏了村镇的整体环境和景观。黑臭河道、池塘和富营养化的湖泊已成为普遍现象。
第三、水环境污染和破坏还会产生连带污染效应,影响健康。研究表明,许多疾病的发生都是与水环境休戚相关的。水体污染有可能促进一些恶性疾病的发生。
第四、缺乏有针对性的先进适用污水处理技术。由于村镇污水 具有排水量小儿分散、水质波动比较大等特点,以及与城市相比,村镇在社会、经济和技术等条件上的差异,在村镇污水处理上不宜采用较为成熟的城市污水工艺,而一些所谓的生态型工艺往往不能满足处理要求,或缺乏实施的条件(如土地资源)。而应采用一些工艺简洁、处理效果好,占地省、能耗低、运行管理简便、二次污染少的先进乡镇污水处理工艺方案,采用分散式方式进行处理。
从技术层面上来讲,造成我国乡镇污水处理率非常低的另外一个原因就是缺乏先进实用的处理工艺,国家环境保护领域“十五”计划和“十一五”规划都将开发因地制宜的小规模废水处理与资源化技术与工艺作为重点研究领域。尽管城市生活污水二级生物处理技术发展比较完善,但目前很难普及应用于村镇生活污水的治理,这主要是因为城市污水处理厂投资高,而且在建成后运行费用较大。
即使是在欧美等发达国家,针对乡镇污水分散处理,现在也很少采用较复杂的二级生物处理技术,而通常采用一些相对简单的生态化污水处理技术,包括人工湿地、氧化塘、土地处理系统等。但应用这些生态化技术处理污水,通常要在一定的条件下才能取得稳定的处理效果和维持系统的长期正常运行,如较低的水力负荷和有机负荷及较长的HRT,这就要求有较大的可以利用的场地。而欧美的发达国家乡村的人口密度低,有大量可以利用的土地资源,同时人均用水量较高(可达200-300 L/d),产生的污水浓度也较低,悬浮颗粒物较少。这样就有条件在设计利用这些技术来处理村镇污水时,采用很低的水力负荷和污染负荷来保证系统的处理效果和正常运行。如在法国常常采用二级或三级组合人工湿地来处理乡村污水,这样既可以使处理出水达到一个较高的标准,有可以保证系统的长期正常运行(有的系统已经正常运行20年以上)。尽管这些生态化污水处理技术在欧美等发达国家处理乡村污水上取得了很好的效果,并且具有比较成熟的经验,但由于应用的具体条件上的差异,使得我国很难直接利用这些技术来处理村镇污水。第一,我国人口密度高,土地资源紧缺,除部分西部地区以外,在华东、华南、华中及华北等地区,很难采用这些占地面积很大的技术。第二,我国村镇的人均用水量50-100 L/d,较城市地区人均用水量150-200 L/d偏低,产生的污水浓度高,悬浮颗粒物多,经常导致人工湿地系统堵塞,影响出水处理效果,甚至导致整个处理系统瘫痪。第三,由于乡村经济的发展,我国乡村所产生的污水不仅仅是生活污水,常常包括部分工业废水,这必然增加污水污染负荷,而在我国大部分村镇,在目前阶段很难实行分流制排水系统。以上现实条件限制这些技术在我国的直接应用,但可以对其进行改进,将其作为一种后续处理技术,与其他先进处理技术优化组合。如高通量潜流人工湿地被可以设计为其他处理技术的后续处理工艺,由于其进水COD及SS等浓度已大大降低,这样就基本解决了滤床堵塞问题,同时也为提高水力负荷提供了可能。同时通过增大填料的粒径,一方面达到保证滤床不堵塞的目标,另一方面,可以大大提高水力负荷,减少占地面积。另外通过选择功能性脱氮除磷填料,分段配置,达到分别去除有机物、氨氮和溶解性磷的目的,从而提高人工湿地的脱氮除磷效率,提高出水水质。
目前,针对乡镇污水(每天10m3-2000m3排水量)分散式处理,国内外主要采用三大类技术和工艺。一类是借鉴城市污水处理厂二级生化处理的成功经验,将一些传统的城市污水处理厂二级生化处理工艺小型化,应用于村镇分散式污水处理。如SBR、氧化沟、A/O,甚至A2/O,甚至MBR等等。仅从技术的角度来讲,这些技术和工艺都比较成熟,可以满足污水处理的要求。但是,这些技术和工艺通常都比较复杂,需要的设备也比较多。因此,投资相对较大、系统维护管理较为复杂、能耗及运行管理费用高,并且还可能产生一些二次污染问题。这样的处理系统与我国村镇社会经济的实际情况很不适应。其结果是化了大量投资,建成的污水处理厂(站),也因为高昂的运行费用、缺乏正常的维护管理(没有相应的技术力量)等原因而处于非正常运行或停止运行的状态,根本没有起到处理污水,保护水环境的作用。即使是在欧美等发达国家,这种情况也很普遍。
第二类是采用一些相对简单的生态化污水处理技术,包括人工湿地、氧化塘、土地处理系统等。这类技术的优点是工艺简单、投资小、低能耗、维护简便、环境友好等,缺点是处理效率较低,通常要在一定的条件下才能取得稳定的处理效果和维持系统的长期正常运行,如较低的水力负荷和有机负荷及较长的HRT,这就要求有较大的可以利用的场地。以下列举几种常用的技术。
土壤渗滤系统主要可用于水量较小(人工湿地是一种具有较广泛应用的污水处理新技术,其特点是出水水质好、具有较强的氮磷处理能力、运行维护方便、管理简单、投资及运行费用低,比较适合于资金少、能源短缺和技术人才缺乏的中小城镇和乡村。但同土壤渗滤系统相似,传统的人工湿地技术也存在处理效率较低、占地面积过大、容易堵塞造成系统瘫痪等缺点。但是,接合我国村镇的具体情况,可以通过对人工湿地结构和填料系统进行改进,形成高通量人工湿地技术,将其与其他先进处理技术优化组合,作为一种后续处理技术,这样既可以克服人工湿地系统易堵塞占地面积大等固有缺点,保证系统正常运行,又可以提高出水水质,同时还可以美化环境。
氧化塘(包括藻类塘和植物塘)技术也有类似的缺点和不足,在我国村镇目前的社会经济条件下,单独使用很难取得满意的效果。
第三类是厌氧处理技术,与传统的好氧生物技术相比厌氧生物处理技术具有工艺简单、能耗低、产泥量小、营养需求少、对水源的适应范围广等优点,因而厌氧技术受到了广泛的重视。以厌氧反应器为主的厌氧处理系统是一种低成本的废水处理技术,同时又能回收利用能源。包括我国在内的大多数发展中国家都面临严重的环境问题,且能源短缺、资金不足,需要既有效、简单而费用低廉的技术,因此厌氧生物技术特别适合我国国情。对于农村生活污水处理来说,可以把人、畜粪便,农作物秸秆、杂草、树叶和农产品加工企业的有机废水等加入到厌氧沼气池内与生活污水同时进行厌氧处理,产生的沼气可以用作浴室和家庭用炊能源。污水厌氧产沼气技术已在我国一些地方得到了有效推广和使用。但是,单独的厌氧污水处理技术还不能使处理出水满足排水的要求,必须在经过必要的后续处理的才能达到排放标准。因此,对我国村镇污水处理而言,在一些有条件的村镇,尤其是那些既有生活污水污染,又有工业或养殖废水污染的村镇,将厌氧生物处理作为一项前处理技术是一个很好的选择。
二、技术工艺
1.组合式复合生物滤池
新型组合式复合生物滤池反应器,新型复合生物滤池反应器由于采用了特殊的组合式结构设计和复合滤料,不仅克服了传统生物滤池易堵塞等缺点,还极大地提高了反应器的处理效率和稳定性,具有处理效果好,处理效率高,结构简洁,建造成本低廉,占地省,低能耗(仅水力提升,无其他能耗),操作管理简便,运行费用低等多方面的优点,同时反应器还具有一定的脱氮除磷能力,并且耐冲击负荷。因此,特别适合于具有水量较小、水质水量日变化较大等特点村镇污水处理。处理出水水质可达到国家一级B(GB18918-2002)标准,可回用于农田灌溉或绿化。由此可见,将此项技术用于我国村镇污水分散式处理具有明显的优势。
2.复合厌氧技术
利用多种厌氧微生物的生理生态作用特性相互依赖和协调作用组成的微生态系统实现对生活污水中污染物的无害化。合理的厌氧池结构、污水回流比,优质的填料增强了系统的微生物截留能力,保障了系统良好的水力混合条件,从而使复合厌氧池具有高效的污水处理能力。具有工艺简单、能耗低、产泥量小、营养需求少、对水源的适应范围广等优点。
3.高负荷人工湿地技术
通过精选填料和优化结构,大大提高了人工湿地的水力负荷,污水进入到人工湿地内,通过填料-土壤-植物系统在物理、化学和生物综合作下有效去除有机物、氮和磷。工艺简单,维护方便。
此外,污水宝发展集预处理、二级处理和深度处理于一体的中小型乡镇污水处理一体化设备,是国内外污水分散处理发展的一种趋势,在乡镇生活污水处理中具有广阔的应用前景。污水宝的一体化设备主要采用厌氧-好氧-二沉池组合工艺,兼具降解有机物和脱氮的功能, 其出水BOD5
第三篇:新农村生活污水处理工艺
前言
“十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重大历史任务,并明确了“生产发展、生活宽裕、村容整洁、管理民主”的建设目标。加强农村生活污水的处理,是村容整治的组成部分,也是社会主义新农村建设的重要内容。2008年10月初,市委涂勇副书记调研西湖村,提出了要以西湖村为示范典型的“政府引导、农民主体、社会参与、部门支持、城乡共建”的新农村建设模式。
农村生活污水造成的环境污染不仅是农村水源地潜在的安全隐患,还会加剧淡水资源危机,使耕地危机得不到有效保障,危害农村的生存发展。因此,加强农村生活污水收集、处理与资源化设施建设,避免因生活污水直接排放二引起的农村河道、土壤和农产品污染,确保农村水源的安全和农民身心健康,是新农村建设中加强基础设施建设、推进村庄整治工作的重要内容,也是农村人居环境改善需要解决的迫切问题。
全国农村每年产生生活污水约80多亿吨,而96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统。生活污水随意排放,严重污染了农村的生态环境,直接威胁广大农民群众的身体健康以及农村的经济发展。一方面,未经处理的生活污水自流到地势低洼的河流、湖泊和池塘等地表水体中,严重污染各类水源;另一方面,生活污水也是疾病传染扩散的源头、容易造成部分地区传染病、地方病和人畜共患疾病的发生与流行。目前全国农村的自来水普及率只有34%左右,还有3亿多农民存在饮水安全问题。在浙江省丽水市农民家庭用水水质的抽样检测结 果中,63个水样中大肠杆菌、浑浊度等主要指标超标的占72%。水源地水质低的状况与农村生活污水未经处理直接排放有直接因果关系。
与城市生活污水相比较,农村生活污水具有自身特色:
1、农村人口居住相对分散;
2、无统一污水收集管网;
3、以家庭生活污水为主(部分区域有农家乐);
4、部分地区存在小型工厂和作坊。
目前这部分农村生活污水(部分生活污水中混有工业废水)不经处理均直排入周边河道中,对农村周边水环境造成严重污染,造成水体发黑发臭,对周边农村居民的身体健康造成巨大的威胁,严重影响了周边农村居民的正常生活与农耕,直接阻碍了农村经济的快速发展,因此必须尽快完成这些自然村落的污水整治与改造。
一、工程概况
1.1工程名称
×××××××生活污水处理工程。
1.2编制依据
⑴《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002; ⑵ 设计大你为对周围环境状况的调查与监测资料;
⑶ “七五”国家重点科技攻关项目成果《城市污水土地处理利用设计手册》,中国标准出版社; ⑷ 《城市污水土地处理技术指南》。国家环境保护总局科技标准司编,1997;
⑸《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-2002 ⑹《给水排水构筑物施工及验收规范》GB50104-2002 ⑺《室外排水设计规范》GB50014-2006 ⑻《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002 ⑼《给水排水设计手册》,中国建设工业出版社; ⑽《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208-2002
1.3编制原则
⑴ 处理后生活污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B排放标准。
⑵从水务一体化的角度,科学论证污水量,优化系统布局,保护水环境。污水处理与综合利用相结合,构建人与自然和谐发展的优美生境。
⑶以改善人居环境为目标,走可持续发展道路。
⑷设计布局与周边环境相容,满足人与自然和谐共生的要求。依据生态、景观和高效处理的原则,尽量利用现有条件,降低污水处理的维护运行费,使其运行管理方便。1.4编制目的
通过充分调查研究和收集、分析资料的基础上,达到如下目的: ⑴ 论述建设污水就地处理工程的必要性和可行性。⑵ 对污水处理工艺进行选择。
⑶ 对污水处理系统的位臵和面积进行论证。
⑷ 对污水的收集、处理和处臵工艺、工程投资进行技术可靠性、经济合理性、实施可能性以及环境影响等多方面综合比较和论证。⑸ 根据投资估算,提出资金筹措方式以及项目实施进度、通过以上研究工作,为项目决策提供科学依据。
1.5工程建设的必要性
1.5.1建设本项目是改善环境质量的需要
根据现状以及调查资料显示,为进一步改善×××生产生活条件,统筹城乡发展,加快农村现代化、城乡一体化建设进程,西湖村建设规划以科学发展观为指导,以可持续发展为原则,以“致富门道明晰,基础设施完善,社保体系建立,社会和谐稳定”为主要任务,努力探索具有新洲特色的新农村建设之路。
水环境质量恶劣,严重影响广大居民的身心健康和社会经济的健康发展,通过在各自然村实施污水收集和就地处理,可以减少污水对地下水的污染及污水直接排放对河道的污染,使农村的生态环境得到改善,对人民的生活质量起到积极的作用。1.5.2建设本项目是社会主义农村建设的需要
随着人民群众生活水平的提高和全面建设小康社会的推进,全社会都在向“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”社会主义新农村迈进,改善生活环境,整治村容村貌,消除脏、乱、差成为当前人民群众的迫切要求。根据党的十六届五中全会提出的建设社会主义新农村的重大历史人物和××市“加快农村城镇化、农业现代化和城乡一体化进程”精神,结合×××的实际情况,计划对××村的农村进行水环境治理和水生态建设,对村内污水进行必要的收集和处理,对排水管网进行统一的规划建设,显得十分重要。1.5.3 对其他各自然村的污水治理起着积极的示范作用
通过对本项目的事实,进行区域内生活污水处理的试点工程建设,探求适合农村的污水收集和处理的方式方法,对解决其他各村的污水出路提供经验,起着示范作用。不仅顺应中央和××市新农村建设政策的方向,为老百姓实实在在做了实事,也为郊区河道建设与管理减轻压力。
二、处理工艺技术选择 2.1概述
农村生活污水处理技术多种多样,近年来,在全国各地都在农村生活污水处理的试点工程,在原有的技术之上开发出了众多的污水处理技术,除传统的集中式污水处理厂外,还有土地处理系统,人工湿地污水处理系统、生物接触氧化槽、生态塘污水处理系统,土壤渗滤污水处理系统。厌氧沼气池污水处理技术,各种有(无)动力式地埋式(半地埋式、地面式)污水处理设备等新兴的污水处理方式。
农村生活污水处理与利用技术目前缺乏专著、技术规范的参考,农村居民区规模较小,污水排放分散、水质污染浓度较城镇的低、管网收集系统滞后且有些地区收集较为困难,同时多数情况下居民区又 具有紧邻耕地、绿化带、林地、低洼地、水塘和废弃地等优点,因此要结合上述进行处理工艺的合理选择。农村污水处理的思路和技术路线不同于城市污水处理,更适合采用环境生态工程为主、环境工程为辅的技术路线。因此,在这一技术路线和治理思路指导下,选择一些可能形成农村生活污水处理与资源化利用的工艺技术比较。
本工程范围内处理的进水为分散居民农户的生活污水,要求建设投资省、运行维护简单,且相对独立的工艺,本方案选择适合于本工程的工艺,即一体化污水处理设备,人工湿地处理系统及土壤渗滤污水处理系统进行比选。2.2一体化污水处理设备
一体化污水设备和装臵较多,形式也多样,主要是针对污水排放量少的工业企业,未截污又缺乏土地的城市或居住较为分散的农村,以及小型的厂矿、医院、宾馆等地方的污水处理方式。有的装臵利用如硅藻土净化水质;有的则是在装臵内利用动力消解污染成分。发展集预处理、二级处理和深度处理于一体的中小型污水处理一体化装臵,是国外污水分散处理发展的一种趋势。
日本研究的一体化装臵主要采用厌氧—好氧—二沉池组合工艺,近年来开发的膜处理技术、可对BOD5和TN进行深度处理。欧洲许多国家开发了以SBR、移动床生物膜反应器、生物转盘和滴滤池技术为主,结合化学除磷的小型污水处理集成装臵,近年来,我国在集成化小型污水处理装臵的开发、研制和应用方面也开始了一些有益的实践,虽然我国许多环保公司开发了许多形式各异的无动力、少动力或 低能耗型集成化污水处理装臵,但这些装臵的实际运行效果尚缺乏系统地信息。
一体化污水处理系统具有如下的优点:
1、占地小,可埋入地表下。
2、全自动控制,不需人员管理。
3、无污泥回流。
4、操作简单、维护方便。
5、噪声低、无异味。
6、使用寿命长。
本工艺适合于无可利用空闲地、处理程度要求较高的小型分散村落,以及农村宾馆,别墅区的生活污水处理。处理出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B排放标准。2.3人工湿地污水处理技术
美国联邦管理机构曾这样定义“湿地”的概念,认为湿地就是那些经常或维持被地表水或地下水淹没饱和,在一般情况下,被饱和的土地适合用于特有生物普遍生长的区域。所谓“人工湿地”是指在人工模拟天然条件下,建造一个不透水层、使挺水植物生长在一个处于饱和状态基质上的一个湿地系统。
人工湿地(Constructed Wetlands)处理系统源于对自然湿地的模拟,它利用自然生态系统中植物、基质和微生物三者的协同作用来实现水质的净化作用。湿地系统是由按一定级配充填的基质/填料(石 等)组成,并在床表种植经筛选具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观确具有经济价值的植物(芦苇等),构成独特的动植物生态系统。当水通过系统时,经过滤、媳妇、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等作用,使水质得到净化。当基质为碎石或沙石材料时,这类人工湿地有较好的去除有机污染物的能力,但脱氮除磷的能力较低。以土壤为基质的下行流垂直天壤湿地,以土壤为基质或以有脱氮除磷能力的复合基质为填料的人工湿地具有很好的去除N、P的效果,通常N去除率≧85%,P去除率≧95%,该技术在西欧、北美、澳大利亚和新西兰等国家得到了广泛应用。
人工湿地适宜处理污染浓度或负荷较低的污水,其处理污染负荷一般低于传统二级生物处理法,但COD、BOD、N、P病原菌去除率高于传统二级生物处理法,处理出水水质更优且稳定。
人工湿地系统具有如下特点:
1、建造和运行费用远低于传统污水处理厂。
2、易于维护,技术含量低。
3、可进行有效可靠的污水处理。
4、能耐受水力和污染负荷的冲击。
5、可直接或间接提供效益,如造纸原料、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。
荷兰、北美等对湿地的大规模应用始于二十世纪六十年代,我国在“七五”期间开始人工湿地的研究,人工湿地系统作为一种充分利用天然净化处理能力的污水处理技术得到越来越多的关注。2.4 土壤渗滤污水处理系统
地下土壤渗滤法在我国日益受到重视.中科院沈阳应用生态所“七五”~“九五”期间的研究和过程示范表明,在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法处理生活污水是可行的,且出水能够作为中水回用,其中最典型的实例是处理沈阳工业大学学生楼生活污水的中水回用工程.1992年北京市环境保护科学研究院对地下土壤毛管渗滤法处理生活污水的净化效果和绿地利用进行了研究.清华大学在2000年国家科技部重大专项中,在昆明市呈贡县的农村地区推广应用地下土壤渗滤系统,取得了良好效果.土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理,以节能、省资源作为指导思想,予以工程化、实用化而创作出的一种新型小规模的污水净化工艺技术。综合利用土壤—填料—微生物—植物共同作用处理生活污水的复合净化工艺。该工艺具有以下优点:
⑴ 整个处理装臵放在地下,故不损害景观,不占用地表面积。⑵ 净化出水水质良好、稳定、可用于农业灌溉。⑶ 对进水负荷的变化适应性强,能耐受冲击负荷。⑷ 不受外界气温影响,或影响很小.⑸ 不易堵塞
⑹ 在去除BOD同时,能去除氨、磷。
⑺ 建设容易,维护简便,基建投资少,运行费用低。⑻ 污泥产生少,污泥处臵或处理费用低 ⑼ 不污染地下水等。在日本,这种技术正方兴未艾,迄今已兴建了20000余套此类净化设施。在美国,据统计农村及零星分散建造的家庭住宅有36%采用了土壤渗滤沟系统。前苏联也曾组织了一些科研、设计和建筑单位对开发、应用此类小型净化构筑物作了大量工作,在制定工艺流程、净化方法、构筑物或是设施以及泵站等方面完成了系列工作,做到了定型化、系列化、并制定了相应的技术规范。2.5 方案选择
农村村镇生活污水有以下特征和处理要求:
⑴ 村镇人口较少,分布广而且分散,生活污水水质、水量波动性大,排水管网很不健全。
⑵ 村镇经济力量薄弱,因此污水处理应充分考虑造价低,运行费用少、低能耗或无能耗的工艺。
⑶ 村镇缺乏污水处理专业人员,所选工艺应运行管理简单,维护方便。
土壤渗滤污水系统与其它处理技术相比具有高效率、低投资、低运行费、低维护技术、低能耗等优点,且床体填充改良后的土壤,便于就地取材,因此土壤渗滤污水处理系统更适用于本工程。
三、工程设计
3.1 工艺流程及技术说明 3.1.1工艺流程图
3.1.2工程流程说明
⑴
化粪池
化粪池的功能主要是截留生活污水中粪便等残渣,对粪便等发酵处理,只有上清液流入污水收集的管道,能够去除30%~40%的有机物质。
化粪池的第一格为进粪池,主要用于接纳新鲜粪便,达到化粪和沉淀的作用,为下一步厌氧发酵提供条件;第二格为沉卵灭菌池,由于这里有良好的厌氧环境,可以对溢出进粪池的粪便中飘荡的虫卵进行沉降散出,粪渣进行发酵分解,形成粪渣粪液两层;第三格为排放池,当粪液到达这里时,已经过深度厌氧发酵,其中的有机物、悬浮物已所剩无几,同时将洗浴、厨房用水接入,进行简单的沉淀预处理等。⑵ 格栅井
在化粪池出水口设臵简易拦渣格栅井,去除较大悬浮物,减轻后续处理负荷。定期有农户自行清理。⑶ 集水池
当重力流污水管道埋深达到一定深度时,由于技术和经济原因需要设臵泵站将污水提升.污水在进入综合池之前,首先进入集水池,集 水池的作用主要是收集污水,集水池内安装有污水泵,污水泵间歇运行,将污水提升入综合池.⑷ 综合池
综合池为长方形池体,废水沿池体长端自流入土壤渗滤系统中,在池底部设贮泥斗,污泥采用人工清理方式定期清理.农村生活污水中的主要污染物为SS,污水经过综合池预处理后,SS至少能够去除30%左右,为后续土壤渗滤池的处理减轻了压力.⑸ 土壤渗滤系统
土壤渗滤系统式污水处理系统的主体部分,对污染物的去除起着主要作用.1、BOD的去除
BOD的去除机理包括土壤吸附和生物氧化作用。在慢速、快速和漫流系统中,BOD的去除基本上都在土壤表层进行的,微生物的生长和表层中形成的生物膜对污水中有机物的去除起主要作用,其主要反应为氧化反应。Amy认为,在土壤渗滤过程中,有机物在渗流区内的去除机理主要是生物降解,吸附只是一小部分。同时室内土壤渗滤模拟试验结果表明,以参数DOC表明的有机物提供降解作用可以减少50%~60%;Quanrud的研究还表明对于二级和三级进水(美国标准,相当于我国二、三级出水标准)而言,经过土壤渗滤处理系统的有机物出水你的基本上是一致的,说明稳定的出水浓度并不依靠进水的浓度,土壤渗滤系统有很大的缓冲能力。Gary Amy和Wilson等研究了在美国野外实验条件下,运用土壤渗滤系统去除二级和三级污 染的可能性.结果表明,DOC和TOX(总有机卤化物)的平均去除率分别为90%和80%.2、悬浮物(SS)的去除
通过土壤颗粒的吸附于过滤作用,投配污水悬浮物(SS)进入土壤颗粒间隙中,几乎可以全部由土壤截滤去除,渗出水SS值可达10mg/L以下.3、N的去除
生活污水中的氮以多种形式存在,主要由有机氮、铵态氮、硝酸态亚硝酸态氮等。对于一般生活污水而言,通过土地处理和植物吸收,污水中硝态氮等。对于一般生活污水而言,通过土地处理和植物吸收污水中硝态氮几乎可被全部去除。硝态氮在随渗水向下迁移时,可通过反硝化作用最终变为氮气。反硝化作用、挥发和植物吸收式土地处理去除氮的主要途径。土壤渗滤对有机物和氨氮的去除可以不断地进行下去,土壤含水层相当于一个由好氧、缺氧、厌氧组合的生物反应器。Kopchynski 认为氮在各种情况下都能够被有效的消化,但是即使为土壤渗滤系统提供反硝化后的进水,反硝化也不能自动进行,因此土壤渗滤适合处理反硝化出水,这样其出水总氮低于8mg/L,有机碳浓度低于6mg/L。虽然植物生长也需要一定的氮,但是由于植物吸收形成的总氮去除率一般不会超过20%。靠提高植物吸收的氮总量以提高系统的除氮能力,其上升空间不大,为系统提供良好的消化、反硝化条件是通过地下渗滤系统除氮能力的根本出路。
4、P的去除
土地处理系统中磷的去除主要通过土壤吸附固定与植物吸收实现,在土地处理系统中,土壤作为一个磷的储存库,对磷具有极大的吸附固定能力,污水中99%的磷可吸附而贮存于土壤中。土壤对磷的吸附容量与土壤所含的黏土成分与铝、铁等金属离子数量以及土壤PH值有关。一般来说,含有矿物质多并具有团粒结构的土壤对磷具有更大的吸附固定能力。土地处理系统除磷工艺主要是在缺氧及厌氧过程条件下运行的,因此缺氧及厌氧过程中土壤微生物对基质的利用率是该工艺在低碳源情况下正常运行的主要因素,控制进水的BOD5/TP和COD/TP以及污水在土壤中的停留时间,是提高除磷的关键。土壤对磷有较强的吸附特性,一般可以确定为2000mgP/100g土壤。
5、痕量有机物的去除
近年来,人们对痕量有机物在环境中的生态行为、归宿以及对人体健康的短期、长期影响尤为关注。美国EPA所列的优先污染物有88%是痕量有机物,我国也很重视该类物质的研究与监测工作。痕量有机物在土地处理系统中的去除主要是由于挥发、光解和生物降解。一般来说,各种类似的土地处理系统对痕量有机物均有很高而且稳定的净化效果。但此类物质在土壤-植物系统中的积累和长期生态效应一直是人们所关注的焦点问题之一.通过点源控制和预处理措施,尽量避免此类物质进入土地处理系统,仍然是土地处理系统长期安全运行的保证.6、病原体的去除
土壤渗滤就地处理系统作为一种生态处理系统,处理对以上污染物的去除外,对某些微量元素和病原微生物也有一定的去除效果,病原体的去除通过土壤----植物系统的吸附、干燥、辐射、过滤、生物性吞噬等作用实现,其中慢速渗滤和地下渗滤对病原体的去除最为有效。19世纪中期,科学家和医生们就发现,采用河水作饮用水源的城市比用地下水作为水源的城市霍乱等传染病的发病率高很多。
第四篇:医疗污水处理工艺研究
医疗污水处理工艺研究
【摘要】随着我国社会市场经济的不断发展,国民生活水平的显著提高,大众对于环境保护、维护国家生态发展的要求也越来越高。由于医疗污水成分较为复杂,水质可能存在较多种类的致病菌,对人类及动物健康及自然环境造成危害较大,因此排入城市污水管网系统的污水必须经过严谨的预处理排污工艺后,才能达到国家排放标准。本文将针对医疗污水处理工艺研究进行一些简单的分析和探究。
【关键词】医疗;污水;处理工艺
前言:近年来,随着我国医疗水平的提高和生态环境的不断变化,医疗污水处理系统的合理设计和应用已经成为医疗机构和环保志愿者共同关注的焦点。目前,医疗污水处理工艺在设计层面的不断优化,提高了我国居民的生活质量,是未来医疗行业健康发展和保持我国生态环境稳定的共同选择。
一、医疗污水性质
医疗污水,指的医院通过城市排污管道向自然环境中排放的曾用于医疗工作的污水。医疗污水成分较为复杂,水质可能存在较多种类的致病菌,对人类及动物健康自然环境造成危害较大,因为每个医院都不是不同的,并都有自己的理疗特色,所以相对的医疗条件和医疗种类也不尽相同,其产生的医疗污水的成分、致病菌种类、排水量也都存在较大差异。调查显示,通常在医疗污水中会含有大肠菌群和传染性细菌、病毒等致病性微生物,化学需氧量、生物需氧量、酸性物、碱物、动植物油等有毒有害物质,其中化学需氧量在 150毫克每升到350毫克每升之间,生物需氧量在80毫克每升到150 毫克每升之间,固体悬浮物在40毫克每升到120 毫克每升之间,酸碱度在7到8之间。学术界按照不同的水质,将医疗废水分为三大类:普通生活污水、含有致病菌的临床污水以及放射性污水。三种污水的水量变化并不大,同时不存在排放规律。其中致病微生物种类杂、数量多是医疗污水最显著的特点[1]。
因为一部分医疗污水中具有放射性,导致医疗污水可能产生“三致效应”即致突变效应、致畸效应和致癌效应;同时,医疗污水中含有很多具有潜伏性的致病微生物,这些微生物能对人体健康造成不良影响,更将对周边环境产生长久的负面影响。调查显示,我国和世界范围内爆发的大规模传染病都与饮用水源被污染有着直接关联。当代医疗废水的治理方法主要有化学治理法、物理治理法和生物治理法三大类[2]。通常在医疗污水处理工艺选择上,要按照排水的受纳水体来决定,比如将污水排入具备污水集中处理能力的城镇排水系统通常采用一级处理工艺;当污水排放到没有污水集中处理能力的自然水域时,需对污水进行生物体污染、化学物质污染及可能对环境造成物理性污染的有毒有害物质进行二级处理方式。与此同时还要依照医疗机构的建设规模、医疗性质和污水去向来进行污水处理的工艺选择,医疗污水在经过处理后按照排放去向分为排入市政管道和自然水体两类,一般采用一级处理、二级处理和消毒处理三种处理工艺。
二、理疗废水的处理工艺
当代医疗废水的治理方法主要有化学治理法、物理治理法和生物治理法三大类。
(一)一级处理
我国绝大部分的医疗污水经过处理后流向城镇的下水道系统,其预处理通常为以去除致病微生物为目的一级处理。一级处理的处理方式是将污水注入化粪池再进入调节池,最后进入沉淀池使其混凝沉淀,对沉淀池出水进行消毒。
(二)二级处理
综合性医疗机构的医疗污水为了达到医疗污水排放标准通常要对污水进行二级处理。采用化学治理法、物理治理法和生物治理法联用综合处理工艺。医疗污水的二级处理方法可使用常规活性污泥法和生物接触氧化法等工艺,处理方式与生活污水的二级处理比较相似。
(三)消毒处理
医疗污水消毒的消毒处理,目的是为了杀灭医疗污水中存在的各种致病微生物。可分为物理消毒法和化学消毒法[3]。化学消毒法包括用次氯酸钠、液氯等卤素,阳离子表面活性剂等试剂进行消毒处理,目前我国比较常用的是臭氧消毒法;物理消毒法有辐射法、紫外线法等消毒处理方法,目前比较常用的是紫外线消毒法。处理工艺都有的规模、性质等综合考虑,以求最优化效果。
(四)主要构筑物及参数
1.化粪池
化粪池,常规有效容积为200米左右,化粪池的主要作用是在厌氧微生物的作用下降解污水中的有机物,并去除一部分致病微生物。
2.格栅
设置格栅的目的是为了过滤化粪池出水的杂物,为后续设备的正常工作提供保障。医疗机构的医疗废水处理工程在选择自动机械格栅时,应该要格栅具备较好的耐腐蚀性,通常挑选以不锈钢为主要材料的设备。格栅的常用设备宽度为500毫米,栅间距为10毫米。
3.调节池
均匀污水水质,降低污水水流对排污设备的冲击,是调节池的核心要求。因此医疗机构的医疗废水处理工程调节池尺寸以长5000毫米,宽4000毫米,高4000毫米为宜,池体进行地埋式建筑方法。标准调节池的有效容积为70立方米,有效水深3.4米,水力停留时间9小时。
4.混凝沉淀池
通过投加混凝剂已达到沉淀污水水体中悬浮物和颗粒物是混凝沉淀池的核心作用。医疗机构的医疗废水处理工程中混凝沉淀池的尺寸以长2500毫米,宽2500毫米,高4500毫米为宜,并在混凝沉淀池池底的中央位置安装水体导流管,使污水国混凝沉淀池重新流向化粪池,进行下次过滤。
(五)事故预防措施
在医疗机构的污水处理工程中,必须采取相对的设备事故预防措施:
1.在医疗污水的处理过程中,系统必须具有连续性和完整性,除了优质设备的选用外,还应该保证备用设备的投入。
2.应该在系统中采用雨污分流技术,保证设备的正常运行。
3.调节池应该具备足够的有效容积,以此污水水体水流、水压对后续设备产生不良影响。
结论:结合以上分析与研究,笔者认为医疗污水处理工艺在我国医疗行业的应用和研究,是具有非常重大的现实意义的,虽然医疗污水的处理工艺的研究工作给医院的经营、管理增加了一定难度,并提升了相应成本。但是医疗污水处理工艺的进步和提高将有助于提升我国医疗单位的周边环境并为医院建立良好的公众形象。可以预见随着我国对医疗污水处理工艺水平的不断进步,未来一定会有更加健康、高效、环保的医疗污水处理工艺出现。
参考文献:
[1]谢胜.上海市农村生活污水处理工艺适用性评估与分类体系研究[D].华东师范大学,2013.[2]李元??.新型经济型石材加工污水处理工艺研究开发[D].山东大学,2012.[3]孙永健.小城镇污水处理工艺研究[D].青岛理工大学,2014.
第五篇:常用生活污水处理工艺介绍及对比
几种常用生活污水处理工艺的比较
一、概述
生活污水处理工艺目前已相当成熟,其核心技术为活性污泥法和生物膜法,对活性污泥法(或生物膜法)的改进及发展形成了各种不同的生活污水处理工艺,传统的活性污泥法处理工艺在中小型生活污水处理已较少使用。根据污水的水量、水质和出水要求及当地的实际情况,选用合理的污水处理工艺,对污水处理的正常运行、处理费用具有决定性的作用。
本文主要对生活污水几种常用的处理工艺作简单介绍,包括氧化沟、序批式活性污泥法(SBR)、生物接触氧化法、曝气生物滤池(BAF)、A-0工艺、膜生物反应器(MBR)等。
二、中小型生活污水处理工艺简介
典型的生活污水处理完整工艺如下:
污水——前处理 —— 生化法—— 二沉池——消毒—— 出水
| |
——-——污泥处理系统--
前处理也称为预处理技术,常用的有格栅或格网、调节池、沉砂池、初沉池等。
由于生活污水处理的核心是生化部分,因此我们称污水处理工艺是特指这部分,如接触氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法(包括厌氧和好氧)处理生活污水在目前是最经济、最适用的污水处理工艺,根据生活污水的水量、水质及现场的条件而选择不同的污水处理工艺对投资及运行成本具有决定性的影响。下面就目前常用的生活污水处理工艺作一简介。
1、氧化沟工艺
氧化沟是活性污泥法的一种变形,其池体狭长,故称为氧化沟。氧化沟有多种构造型式,典型的有:A:卡罗塞式;B:奥巴尔型;C:交替工作式氧化沟;D:曝气—沉淀一体化氧化沟
氧化沟技术已广泛应用于大中型城市污水处理厂,其规模从每日几百立方米至几万立方米,工艺日趋完善,其构造型式也越来越多。其主要特点是:进出水装置简单;污水的流态可看成是完全混合式,由于池体狭长,又类似于推流式;BOD负荷低,处理水质良好;污泥产率低,排泥量少;
污泥龄长,具有脱氮的功能。
设计要点:混合液悬浮固体浓度5000mg/l;生物固体平均停留时间,去除BOD5时,取5~8天,当要求硝化反应时取10~30天;水力停留时间为20、24、36、48h,根据对处理水水质要求而定;BOD—SS负荷(Ns)为0.03~0.07kgBOD/(kgMLSS.d);BOD容积负荷(Nv)为0.1~0.2 kgBOD/(m3.d);污泥回流比为50~150%;混合液在渠内的流速为0.4~0.5m/s;沟底流速为0.3 m/s。
但氧化沟工艺与SBR和普通活性污泥工艺比较,能耗高,且占地面积较大。
2、A/O法
即厌氧—好氧污水处理工艺,流程如下:
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,此时,脱落的生物膜将随出水流出池外。生物接触氧化法具有以下特点:
1、由于填料比表面积大,池内充氧条件良好,池内单位容积的生物固体量较高,因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷;
2、由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的适应能力;
3、剩余污泥量少,不存在污泥膨胀问题,运行管理简便。
特点 生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点,但又与一般生物膜法不尽相同。一是供微生物栖附的填料全部浸在废水中,所以生物接触氧化池又称淹没式滤池。二是采用机械设备向废水中充氧,而不同于一般生物滤池靠自然通风供氧,相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填料,也可称为曝气循环型滤池或接触曝气池。三是池内废水中还存在约 2~5%的悬浮状态活性污泥,对废水也起净化作用。因此生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法,兼有生物膜法和活性污泥法的优点。
生物接触氧化法净化废水的基本原理与一般生物膜法相同,就是以生物膜吸附废水中的有机物,在有氧的条件下,有机物由微生物氧化分解,废水得到净化。
生物接触氧化池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成。在活性污泥法中,丝状菌常常是影响正常生物净化作用的因素;而在生物接触氧化池中,丝状菌在填料空隙间呈立体结构,大大增加了生物相与废水的接触表面,同时因为丝状菌对多数有机物具有较强的氧化能力,对水质负荷变化有较大的适应性,所以是提高净化能力的有力因素。
处理装置 按结构分为分流式和直接式两类,其结构如图生物接触氧化池所示
分流式的曝气装置在池的一侧填料装在另一侧依靠泵或空气的提升作用,使水流在填料层内循环,给填料上的生物膜供氧。此法的优点是废水在隔间充氧,氧的供应充分,对生物膜生长有利。缺点是氧的利用率较低,动力消耗较大;因为水力冲刷作用较小,老化的生物膜不易脱落新陈代谢周期较长生物膜活性较小;同时还会因生物膜不易脱落而引起填料堵塞。
直接式是在氧化池填料底部直接鼓风曝气。生物膜直接受到上升气流的强烈扰动,更新较快,保持较高的活性;同时在进水负荷稳定的情况下,生物膜能维持一定的厚度,不易发生堵塞现象。一般生物膜厚度控制在1毫米左右为宜。
选用适当的填料以增加生物膜与废水的接触表面积是提高生物膜净化废水能力的重要措施。一般采用蜂窝状填料。蜂窝状填料的比表面积如:
蜂窝状填料孔径须根据废水水质(BOD□即五日生化需氧量、悬浮物等的浓度)、BOD负荷、充氧条件等因素进行选择。在一般情况下BOD□浓度为100~300毫克/升,孔径可选用32毫米;BOD□为50~100毫克/升可选用15~20毫米;如在50毫克/升以下,可选用10~15毫米孔径的填料。
填料要质量轻,强度好,抗氧化腐蚀性强,不带来新的毒害。目前采用较多的有玻璃布、塑料等蜂窝状填料,此外,也可采用绳索、合成纤维、沸石、焦炭等作填料。填料型式有蜂窝状、网状、斜波纹板等。
生物接触氧化法的 BOD负荷与废水的基质浓度有关,对低BOD浓度(50~300毫克/升)废水每日每立方米的填料采用2~5千克(BOD□),废水停留时间为0.5~1.5小时,氧化池内耗氧量约1~3毫克/升。由于氧化池内生物量较大,处理负荷高,可控制溶解氧量较高,一般要求氧化池出水中剩余溶解氧为2~3毫克/升。
为了节省运行费用,并提高污水的可生化性,在生物接触氧化池前加厌氧水解调节池,将厌氧工艺控制在水解酸化阶段,旨在利用厌氧条件下多种产酸菌的胞外酶分解水中长链有
机物,产生有机酸、醇等,废水中的有机物水解酸化后,可生化性得到了提高,利于发挥后续好氧工艺的生物降解性能,使整个工艺能节能运行并使出水优良。
设计要点:
A:厌氧水解池采用上升流式厌氧污泥床反应器的形式,设计水力停留时间为2~4小时。
厌氧池下部为污泥床区,污泥床厚度通常控制在1~1.2M之间,进水系统可采用脉冲进水中阻力布水系统,底部设布水沟,保留污泥不沉积底部,呈悬浮状态。
污泥床平均浓度为30~35g/l则污泥负荷为0.35~0.30kgCODcr/kg(ss).d。
B:生物接触氧化工艺是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种污水处理工艺。池内设有填料,微生物一部分以生物膜的形式固着于填料表面,一部分则以絮状悬浮生长于水中,因此它兼有活性污泥法与生物滤池的特点。曝气系统可采用鼓风或射流曝氧增氧系统(设计时必须考虑投资及运行成本)。为培养微生物的不同的优势菌种,将接触氧化池分为两格是行之有效的。第一格有效水力停留时间为2.5小时,有机负荷为1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留时间为1.5小时,有机负荷0.768kgBOD5/m3.d。
A/O法优点在于:
①体积负荷高,停留时间短,节约占地面积;
②生物活性高;
③有较高的微生物浓度;
④污泥产量低;
⑤出水水质好且稳定;
⑥动力消耗低;
⑦不产生污泥膨胀; ⑧挂膜方便,可间歇运行;
⑨工艺运行简单,操作方便,抗冲击负荷能力强。
目前存在的问题主要是池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象,尚待改进。研究的方向是针对不同的进水负荷控制曝气强度,以消除堵塞;其次是研究合理的氧化池池型和形状、尺寸和材质合适的填料。
3、SBR法
序批式活性污泥法(SBR—Sequencing Batch Reactor)是早在1914年就由英国学者Ardern和Locket发明了的水处理工艺。70年代初,美国Natre Dame 大学的R.Irvine 教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究,并于1980年在美国环保局(EPA)的资助下,在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺的过程是按时序来运行的,一个操作过程分五个阶段:进水、反应、沉淀、滗水、闲置。
由于SBR在运行过程中,各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说,只是时序控制,无空间控制障碍,所以可以灵活控制。因此,SBR工艺发展速度极快,并衍生出许多种新型SBR处理工艺。
前处理——SBR反应器 ——过滤——出水
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污泥处置
设计要点:理论上SBR反应器的容积负荷有一个较在的范围,为0.1~1.3 kgBOD5/m3.d,但为安全计,一般取低值,如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位,最高水位即反应时的水位,最低水位是指排放工序结束时的水位,最低水位必须保证在排水在此水位时,沉淀污泥不随上清液而流失。
SBR工艺的主要特点有:出水水质较好;不产生污泥膨胀;除磷脱氮效果好。
其缺点是池容和设备利用率低,占地面积较大、运行管理复杂,自控水平要求高。
4、曝气生物滤池
曝气生物滤池是 90 年代初兴起的污水处理新工艺,已在欧美和日本等发达国家广为流行。该工艺具有去除 SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除 AOX(有害物质)的作用 其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体,节省了后续沉淀池(二沉池),其 容积负荷、水力负荷大,水力停留时间短,所需基建投资少,出水水质好:运行能耗低,运行费用省。
曝气生物滤池,相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填(滤)料,在填料下鼓气,是具有活性污泥特点的生物膜法。曝气生物滤池(BAF)70年代末起源于欧洲大陆,已发展为法、英等国设备制造公司的技术和设备产品。
BAF工艺的优点:、总体投资省,包括机械设备、自控电气系统、土建和征地费;、占地面积小,通常为常规处理工艺占地面积的80%,厂区布置紧凑,美观;、处理出水质量好,可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准;、工艺流程短,氧的传输效率高,供氧动力消耗低,处理单位污水的电耗低;、过滤速度高,处理负荷大大高于常规处理工艺;
缺点:曝气生物滤池运行维护较复杂,尤其是填料的反洗与更换,从而导致运行费用也较高。
5、MBR工艺
膜-生物反应器工艺(MBR工艺)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住,省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制,而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此,膜-生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比,具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点,是目前最有前途的废水处理新技术之一。
中空纤维膜组件置于MBR中,污水浸没膜组件,通过自吸泵的抽吸,利用膜丝内腔的抽吸负压来运行。膜组件材质为聚乙烯。膜组件公称孔径为0.4 μm,是悬浮固体、胶体等的有效屏障;中空纤维膜丝较细,有较好的柔韧性,能保持较长的寿命,即使有膜丝破损的现象发生,由于膜丝内径仅为 270 μm,可被污泥迅速阻住,对处理水质完全没有影响。鼓风机曝气,在提供微生物生长所必须的溶解氧之外,还使上升的气泡及其产生的紊动水流清洗膜丝表面,阻止污泥聚集,保持膜通量稳定,设计气水比为20∶1。MBR中产生的剩余污泥由气提泵定量提升至污泥浓缩池,污泥在其中浓缩,并使污泥减容,上清液回流至调节池,MBR出水由自吸泵抽送至回用水池。
前处理——反硝化池 ——MBR池——出水
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污泥处置
MBR的技术优势:
? 出水水质好
? 工艺参数易于控制,能实现HRT与SRT的完全分离
? 设备紧凑,省掉二沉池,占地少
? 剩余污泥产量少
? 有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖
? 克服了常规活性污泥法中容易发生污泥膨胀的弊端
? 系统可采用PLC控制,易于实现全程自动化
MBR工艺的缺点:MBR工艺造价相对较高,为普通污水处理工艺的1.5-2.0倍。国产膜片质量较差、使用时间较短,进口膜片价格过高,运行维护及更换费用较高。
三、各种工艺之比较
为了降低投资和运行成本,因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。进行多种工艺方案的比较,包括投资费用、运行费用、占地面积、出水水质、后期管理等各方面进行系统的比较,因地制宜的选择适合的工艺。
1、在生活污水中的应用
随着我国水处理工艺技术的不断改进,近两年A-O、BAF及MBR工艺应用越来越广,前些年氧化沟工艺的应用较多,造价较低,适用于土地资源较丰富的地区。
2、占地面积与总池容
氧化沟与SBR工艺占地面积较大,A-O、BAF工艺占地面积较小,MBR占地面积最小(为普通工艺占地面积的60%)。
3、投资费用
相比较而言,氧化沟、SBR投资费用最低,A-O较低,MBR和曝气生物滤池造价相对较高,BAF较普通工艺高出25%左右,MBR根据膜的不同,价格相差较大(采用国产膜,总投资较普通工艺高出40%左右,进口膜则要高80%)。
4、运行成本及管理
SBR自动化程度要求较高;氧化沟自动化程度较低;BAF反洗等很难实现自动化操作,需人工操作,则人工费较高;若不考虑折旧费,单从人工费、电费、药剂费来考虑每日运行费用,MBR最低,为0.35元/d左右,BAF、A-O在0.50元/d左右;若考虑折旧费,考虑到MBR和BAF维护及更换费用较高,则其运行费用比A-O要高。
5、出水水质
MBR、BAF、A-O工艺出水水质较好,可满足回用标准,耐冲击负荷较高,运行稳定。
四、结论
每项工艺技术都有其优点、特点、适用条件和不足之处,不可能以一种工艺代替其他一切工艺,因此,要根据现场情况做出适宜的选择。根据甲方提供的相关资料,在可利用面积较少的前提下,不推荐使用氧化沟和SBR工艺。
同时,为了降低投资和运行成本,确保出水水质,根据技术上合理,经济上合算,管理方便,运行可靠且有利于近、远期结合的原则,进行工艺方案的优化抉择。
因此,考虑到占地面积、投资及运行费用等,我方推荐使用A-O工艺。