第一篇:鄉鎮村生活污水處理政策及工藝研究論文
摘要:經過多年規劃、建設,我國基本上完成了城鎮污水處理廠建設,下一步必定會向鄉鎮、村污水處理進軍,制定正確的政策、選擇適用的處理工藝是完成鄉鎮、村污水處理任務的關鍵。
關鍵詞:鄉鎮污水工藝;生活污水處理
1鄉鎮、村水環境現狀
我國生活污水處理廠經過多年建設已經從城市、城鎮走向了鄉鎮、村,由于鄉鎮、村污水具有污水量少(污水量一般為50~3000m3/d)、濃度高等特點,現有政策、處理工藝難以滿足鄉鎮、村污水處理需要,加上鄉鎮大都數沒有衛生下水道,生活污水隨意排放,已成為流域水質惡化的主要原因之一,也是造成鄉鎮、村水環境污染及湖泊富營養化的重要因素。綜合分析,鄉鎮、村污水主要有以下特點。
1.1污水量少、污染物濃度高
除和城鎮一樣有廚房炊事、洗衣、洗浴和沖廁水等排水,還包括家庭圈養禽畜產生的圈舍糞尿沖洗水,俗稱為“黑水”,導致污水量少、污染物濃度高。
1.2缺乏污水收集系統,污水直排現象較為普遍
據不完全統計,在我國農村地區超過95%的村莊缺少完備的生活污水收集系統,日常生活中所產生的各種廢水常常未經處理就直接排入到周邊的河道、池塘以及地下水體中,給周邊區域的水體環境造成較為嚴重的污染。
1.3水體易受到污染
由于沒有對農村生活污水進行處理便直接排放到水體中,會直接加重農村水體的污染程度,此外鄉鎮、村地表水體通常較小,環境容量十分有限,造成的結果就是不但水體喪失了應有的功能,易形成黑臭河道、池塘和富營養化的湖泊,嚴重破壞了鄉鎮、村的整體環境和景觀。
1.4水環境污染和破壞還會產生連帶污染效應
研究表明,受污染的水體中含有諸多有害物質,直接接觸受污染的水體會誘發各種疾病,農藥、化肥的過量使用也會加劇水體污染,誘發各種惡性疾病。
1.5缺乏有針對性的政策、先進適用污水處理技術
目前我國污水處理政策是針對城鎮生活污水的,由于鄉鎮、村污水具有排水量小且分散、水質波動比較大等特點,鄉鎮、村在社會、經濟和技術等條件上的差異,照搬城鎮污水處理的政策、處理工藝,其投資、運行費用鄉鎮難以承受。
2國外鄉鎮污水處理技術
在歐美等發達國家,針對鄉鎮污水分散處理,現在也很少采用較復雜的二級生物處理技術,而通常采用一些相對簡單的生態化污水處理技術,包括人工濕地、氧化塘、土地處理系統等。
2.1德國的污水處理系統
20世紀90年代,德國的農村生活污水仿照工業化的集中處理模式,通過建設專門的排水管道,直接輸送到相應的污水處理廠后進行集中的處理,但這種處理成本較高,容易產生大量污染沉淀物,尤其是其中的有害廢物給環境造成一定壓力,導致周邊水域的水體富營養化嚴重。21世紀后,德國改變了之前的處理模式,選擇使用分流式來代表原先的集中處理模式。德國農村生活污水的分流處理模式是一種較為先進的處理理念和處理方法。
2.1.1分散鄉鎮基礎設施系統。德國在農村地區建立較為分散的鄉鎮污水處理設施系統,針對不同情況選擇不同的處理模式。其中,在偏遠的農村中沒有建立排水管網的區域,選擇較為先進的MBR膜生物反應器工藝,通過將雨水與日常的生活污水分開后統一集中收集處理,然后通過MBR凈化污水。通過MBR凈化后的污水可以作為中水使用,提高利用效率,此外,在凈化過程中所獲得氮,還可以增加農田的肥力,提高經濟效益。
2.1.2PKA濕地污水處理系統。PKA濕地系統是一種綜合性的污水生態處理系統,該系統是由介質層和濕地植物組成,PKA濕地污水處理系統能夠營造出良好的生態系統,從而達到污水處理功效的最大化,該系統充分利用了物理、化學和生物等處理功效。其運行模式是:先將農村生活污水通過相應的排污管道,匯集流入到專門的收集沉淀池中,經過沉淀池的層層篩選之后,再由PKA濕地進行凈化處理,達標后再排放,或者作為農業灌溉用水。PKA濕地系統處理污水不需要添加其他化學試劑,對環境不會產生二次污染,此外,該工藝運行流程簡單,后期管理方便,在農村地區擁有較為廣闊的發展空間。
2.1.3多樣性污水分類處理系統。將污水、雨水進行分類處理,生活污水通過重力管道流入凈水設施進行凈化處理,居住區屋頂和硬質地面上的雨水被雨水管道收集,并匯入附近的地表水或者導入居住區內設置的滲水池。該滲水池屬于小區的綠化設施,經過特殊的造型和環境設計,表面看起來就像景觀設計的一部分,池底使用特殊材料如礫石等,使池中的雨水自然下滲并匯入地下水。在暴雨或降水量豐厚的情況下,還可以把多余的雨水導入相連的蓄水池,使雨水自然蒸發或通過溝渠匯入地表水。通過這種處理方式,雨水可下滲或者直接進入自然界水循環。
2.2韓國的濕地污水處理系統
在韓國,最大的用水行業當屬農業用水,農業用水占到全國用水總量的53%左右。由于韓國農村居民的居住較為分散,如果興建集中污水處理系統來處理日常農村的生活污水,會增加污水處理成本,因此,在韓國大多選擇造價低、易管理和小型化的污水處理系統。韓國農村污水處理采用的是濕地污水處理系統,這種污水處理系統是先將污水中的污染物經過濕地的現行過濾或土壤吸收之后,以及濕地中的微生物吸附轉變為無害物質后再統一處理。濕地工藝處理農村生活污水充分利用了農村的廣袤地域的先天優勢,占用的其他能源少,后期的日常維護成本低,而且處理過的污水還可以進行灌溉利用,并加施肥料,對農作物的生長和產量無負面影響。
2.3美國的高效藻類塘系統
是對傳統穩定塘的改進,其充分利用菌藻共生關系,對污染物進行處理。正因其最大限度地利用了藻類產生的氧氣,塘內的一級降解動力學常數值比較大,故稱之為高效藻類塘。高效藻類塘較傳統的穩定塘停留時間短,占地面積少;建設容易,維護簡便,基建投資少,運行費用低;BOD5、NH4+-N、病原體等去除效率高;若高效藻類塘后接的是高等水生生物塘,則其中的水生生物不但可以除藻,降低出水的SS,而且能進一步去除水中的氮磷,同時收割的高等水生植物可以作為優良的飼料和肥料。缺點:它受環境因素影響明顯,溫度影響生物的組成、營養物的需求、新陳代謝的特點和反應速率。綜上所述,各國的鄉鎮生活污水處理都是采用分類收集、分散處理(甚至到單獨一戶)、采用一些相對簡單的生態化污水處理技術,包括人工濕地、氧化塘、土地處理系統等。
3我國鄉鎮生活污水處理對策
跨進“十三五”,我國污水處理廠的建設重心逐漸由大城市向中小城市和鄉鎮、鄉村轉移,呈現單體小型化、區域分散化的發展趨勢。在這種情況下,先前的一些處理技術、政策難以支持鄉鎮、鄉村污水處理廠建設,迫切需要找到了解決對策。
3.1把污水處理納入鄉鎮、村建設規劃中
出臺符合鄉鎮、村實際的技術規范,將鄉鎮房屋、雨污管網、污水處理建設統一規劃,改變以往隨意建設的混亂局面。
3.2盡快制定鄉鎮、村污水處理技術政策
工藝選擇上應采用一些相對簡單、投資省、基本無運行費用的生態化污水處理技術,包括人工濕地、氧化塘、土地處理系統等,這類技術的優點是工藝簡單、投資小、低能耗、維護簡便、環境友好等,好的話可以做到基本無運行費用。
3.3重視厭氧沼氣池建設
作為生態農村建設的主要內容,污水厭氧產沼氣技術已在我國一些地方得到了有效推廣和使用,但是,單獨的厭氧污水處理技術還不能使處理出水滿足排水的要求,必須在經過必要的后續處理的才能達到排放標準,目前又被冷落下來。為了便于后續處理,必須重視厭氧沼氣池建設,既可以利用產生的沼氣,又為后續簡易生態化處理提供條件。
3.4資金保障
將鄉鎮、村污水處理建設、運行費用根據各地實際情況分別納入各級、中央財政預算,即困難的納入中央財政預算,有條件的納入各級預算,確保建設及穩定運營。
3.5國家制定政策,購買社會服務
鼓勵社會積極參與建設、運營當中,制定合理的噸水建設投資、運行費用政策,改變目前按建設成本、運行費用再購買服務,避免追求高技術、高投資、高運行費用現狀。
參考文獻
[1]候慧.我國農村生活污水處理現狀及建議[J].資源節約與環保,2014(2):138-139.[2]周盛兵,唐亞梅.關于鎮村生活污水處理設施運行管理的思考[J].2014(3):96-98.
第二篇:鄉鎮污水處理工藝方案
鄉鎮污水處理工藝方案
一、目前農村水環境現狀有幾個特點:
第一、缺乏污水收集和處理設施,污水直排。我國95%以上村莊和90%以上的小集鎮都沒有完善的污水收集和處理設施,產生的生活污水和部分工業廢水,幾乎是未經任何處理直接排入村鎮的水體(河道、池塘、地下水等),造成村鎮水體的嚴重污染。
第二、水體污染嚴重。由于污水長期直接排入水體,加之村鎮水體通常較小,地區水體的流動性也較小,環境容量十分有限,造成的結果就是不但水體喪失了應有的功能,而其還嚴重破壞了村鎮的整體環境和景觀。黑臭河道、池塘和富營養化的湖泊已成為普遍現象。
第三、水環境污染和破壞還會產生連帶污染效應,影響健康。研究表明,許多疾病的發生都是與水環境休戚相關的。水體污染有可能促進一些惡性疾病的發生。
第四、缺乏有針對性的先進適用污水處理技術。由于村鎮污水 具有排水量小兒分散、水質波動比較大等特點,以及與城市相比,村鎮在社會、經濟和技術等條件上的差異,在村鎮污水處理上不宜采用較為成熟的城市污水工藝,而一些所謂的生態型工藝往往不能滿足處理要求,或缺乏實施的條件(如土地資源)。而應采用一些工藝簡潔、處理效果好,占地省、能耗低、運行管理簡便、二次污染少的先進鄉鎮污水處理工藝方案,采用分散式方式進行處理。
從技術層面上來講,造成我國鄉鎮污水處理率非常低的另外一個原因就是缺乏先進實用的處理工藝,國家環境保護領域“十五”計劃和“十一五”規劃都將開發因地制宜的小規模廢水處理與資源化技術與工藝作為重點研究領域。盡管城市生活污水二級生物處理技術發展比較完善,但目前很難普及應用于村鎮生活污水的治理,這主要是因為城市污水處理廠投資高,而且在建成后運行費用較大。
即使是在歐美等發達國家,針對鄉鎮污水分散處理,現在也很少采用較復雜的二級生物處理技術,而通常采用一些相對簡單的生態化污水處理技術,包括人工濕地、氧化塘、土地處理系統等。但應用這些生態化技術處理污水,通常要在一定的條件下才能取得穩定的處理效果和維持系統的長期正常運行,如較低的水力負荷和有機負荷及較長的HRT,這就要求有較大的可以利用的場地。而歐美的發達國家鄉村的人口密度低,有大量可以利用的土地資源,同時人均用水量較高(可達200-300 L/d),產生的污水濃度也較低,懸浮顆粒物較少。這樣就有條件在設計利用這些技術來處理村鎮污水時,采用很低的水力負荷和污染負荷來保證系統的處理效果和正常運行。如在法國常常采用二級或三級組合人工濕地來處理鄉村污水,這樣既可以使處理出水達到一個較高的標準,有可以保證系統的長期正常運行(有的系統已經正常運行20年以上)。盡管這些生態化污水處理技術在歐美等發達國家處理鄉村污水上取得了很好的效果,并且具有比較成熟的經驗,但由于應用的具體條件上的差異,使得我國很難直接利用這些技術來處理村鎮污水。第一,我國人口密度高,土地資源緊缺,除部分西部地區以外,在華東、華南、華中及華北等地區,很難采用這些占地面積很大的技術。第二,我國村鎮的人均用水量50-100 L/d,較城市地區人均用水量150-200 L/d偏低,產生的污水濃度高,懸浮顆粒物多,經常導致人工濕地系統堵塞,影響出水處理效果,甚至導致整個處理系統癱瘓。第三,由于鄉村經濟的發展,我國鄉村所產生的污水不僅僅是生活污水,常常包括部分工業廢水,這必然增加污水污染負荷,而在我國大部分村鎮,在目前階段很難實行分流制排水系統。以上現實條件限制這些技術在我國的直接應用,但可以對其進行改進,將其作為一種后續處理技術,與其他先進處理技術優化組合。如高通量潛流人工濕地被可以設計為其他處理技術的后續處理工藝,由于其進水COD及SS等濃度已大大降低,這樣就基本解決了濾床堵塞問題,同時也為提高水力負荷提供了可能。同時通過增大填料的粒徑,一方面達到保證濾床不堵塞的目標,另一方面,可以大大提高水力負荷,減少占地面積。另外通過選擇功能性脫氮除磷填料,分段配置,達到分別去除有機物、氨氮和溶解性磷的目的,從而提高人工濕地的脫氮除磷效率,提高出水水質。
目前,針對鄉鎮污水(每天10m3-2000m3排水量)分散式處理,國內外主要采用三大類技術和工藝。一類是借鑒城市污水處理廠二級生化處理的成功經驗,將一些傳統的城市污水處理廠二級生化處理工藝小型化,應用于村鎮分散式污水處理。如SBR、氧化溝、A/O,甚至A2/O,甚至MBR等等。僅從技術的角度來講,這些技術和工藝都比較成熟,可以滿足污水處理的要求。但是,這些技術和工藝通常都比較復雜,需要的設備也比較多。因此,投資相對較大、系統維護管理較為復雜、能耗及運行管理費用高,并且還可能產生一些二次污染問題。這樣的處理系統與我國村鎮社會經濟的實際情況很不適應。其結果是化了大量投資,建成的污水處理廠(站),也因為高昂的運行費用、缺乏正常的維護管理(沒有相應的技術力量)等原因而處于非正常運行或停止運行的狀態,根本沒有起到處理污水,保護水環境的作用。即使是在歐美等發達國家,這種情況也很普遍。
第二類是采用一些相對簡單的生態化污水處理技術,包括人工濕地、氧化塘、土地處理系統等。這類技術的優點是工藝簡單、投資小、低能耗、維護簡便、環境友好等,缺點是處理效率較低,通常要在一定的條件下才能取得穩定的處理效果和維持系統的長期正常運行,如較低的水力負荷和有機負荷及較長的HRT,這就要求有較大的可以利用的場地。以下列舉幾種常用的技術。
土壤滲濾系統主要可用于水量較小(人工濕地是一種具有較廣泛應用的污水處理新技術,其特點是出水水質好、具有較強的氮磷處理能力、運行維護方便、管理簡單、投資及運行費用低,比較適合于資金少、能源短缺和技術人才缺乏的中小城鎮和鄉村。但同土壤滲濾系統相似,傳統的人工濕地技術也存在處理效率較低、占地面積過大、容易堵塞造成系統癱瘓等缺點。但是,接合我國村鎮的具體情況,可以通過對人工濕地結構和填料系統進行改進,形成高通量人工濕地技術,將其與其他先進處理技術優化組合,作為一種后續處理技術,這樣既可以克服人工濕地系統易堵塞占地面積大等固有缺點,保證系統正常運行,又可以提高出水水質,同時還可以美化環境。
氧化塘(包括藻類塘和植物塘)技術也有類似的缺點和不足,在我國村鎮目前的社會經濟條件下,單獨使用很難取得滿意的效果。
第三類是厭氧處理技術,與傳統的好氧生物技術相比厭氧生物處理技術具有工藝簡單、能耗低、產泥量小、營養需求少、對水源的適應范圍廣等優點,因而厭氧技術受到了廣泛的重視。以厭氧反應器為主的厭氧處理系統是一種低成本的廢水處理技術,同時又能回收利用能源。包括我國在內的大多數發展中國家都面臨嚴重的環境問題,且能源短缺、資金不足,需要既有效、簡單而費用低廉的技術,因此厭氧生物技術特別適合我國國情。對于農村生活污水處理來說,可以把人、畜糞便,農作物秸稈、雜草、樹葉和農產品加工企業的有機廢水等加入到厭氧沼氣池內與生活污水同時進行厭氧處理,產生的沼氣可以用作浴室和家庭用炊能源。污水厭氧產沼氣技術已在我國一些地方得到了有效推廣和使用。但是,單獨的厭氧污水處理技術還不能使處理出水滿足排水的要求,必須在經過必要的后續處理的才能達到排放標準。因此,對我國村鎮污水處理而言,在一些有條件的村鎮,尤其是那些既有生活污水污染,又有工業或養殖廢水污染的村鎮,將厭氧生物處理作為一項前處理技術是一個很好的選擇。
二、技術工藝
1.組合式復合生物濾池
新型組合式復合生物濾池反應器,新型復合生物濾池反應器由于采用了特殊的組合式結構設計和復合濾料,不僅克服了傳統生物濾池易堵塞等缺點,還極大地提高了反應器的處理效率和穩定性,具有處理效果好,處理效率高,結構簡潔,建造成本低廉,占地省,低能耗(僅水力提升,無其他能耗),操作管理簡便,運行費用低等多方面的優點,同時反應器還具有一定的脫氮除磷能力,并且耐沖擊負荷。因此,特別適合于具有水量較小、水質水量日變化較大等特點村鎮污水處理。處理出水水質可達到國家一級B(GB18918-2002)標準,可回用于農田灌溉或綠化。由此可見,將此項技術用于我國村鎮污水分散式處理具有明顯的優勢。
2.復合厭氧技術
利用多種厭氧微生物的生理生態作用特性相互依賴和協調作用組成的微生態系統實現對生活污水中污染物的無害化。合理的厭氧池結構、污水回流比,優質的填料增強了系統的微生物截留能力,保障了系統良好的水力混合條件,從而使復合厭氧池具有高效的污水處理能力。具有工藝簡單、能耗低、產泥量小、營養需求少、對水源的適應范圍廣等優點。
3.高負荷人工濕地技術
通過精選填料和優化結構,大大提高了人工濕地的水力負荷,污水進入到人工濕地內,通過填料-土壤-植物系統在物理、化學和生物綜合作下有效去除有機物、氮和磷。工藝簡單,維護方便。
此外,污水寶發展集預處理、二級處理和深度處理于一體的中小型鄉鎮污水處理一體化設備,是國內外污水分散處理發展的一種趨勢,在鄉鎮生活污水處理中具有廣闊的應用前景。污水寶的一體化設備主要采用厭氧-好氧-二沉池組合工藝,兼具降解有機物和脫氮的功能, 其出水BOD5
第三篇:新農村生活污水處理工藝
前言
“十一五”規劃提出了建設社會主義新農村的重大歷史任務,并明確了“生產發展、生活寬裕、村容整潔、管理民主”的建設目標。加強農村生活污水的處理,是村容整治的組成部分,也是社會主義新農村建設的重要內容。2008年10月初,市委涂勇副書記調研西湖村,提出了要以西湖村為示范典型的“政府引導、農民主體、社會參與、部門支持、城鄉共建”的新農村建設模式。
農村生活污水造成的環境污染不僅是農村水源地潛在的安全隱患,還會加劇淡水資源危機,使耕地危機得不到有效保障,危害農村的生存發展。因此,加強農村生活污水收集、處理與資源化設施建設,避免因生活污水直接排放二引起的農村河道、土壤和農產品污染,確保農村水源的安全和農民身心健康,是新農村建設中加強基礎設施建設、推進村莊整治工作的重要內容,也是農村人居環境改善需要解決的迫切問題。
全國農村每年產生生活污水約80多億噸,而96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統。生活污水隨意排放,嚴重污染了農村的生態環境,直接威脅廣大農民群眾的身體健康以及農村的經濟發展。一方面,未經處理的生活污水自流到地勢低洼的河流、湖泊和池塘等地表水體中,嚴重污染各類水源;另一方面,生活污水也是疾病傳染擴散的源頭、容易造成部分地區傳染病、地方病和人畜共患疾病的發生與流行。目前全國農村的自來水普及率只有34%左右,還有3億多農民存在飲水安全問題。在浙江省麗水市農民家庭用水水質的抽樣檢測結 果中,63個水樣中大腸桿菌、渾濁度等主要指標超標的占72%。水源地水質低的狀況與農村生活污水未經處理直接排放有直接因果關系。
與城市生活污水相比較,農村生活污水具有自身特色:
1、農村人口居住相對分散;
2、無統一污水收集管網;
3、以家庭生活污水為主(部分區域有農家樂);
4、部分地區存在小型工廠和作坊。
目前這部分農村生活污水(部分生活污水中混有工業廢水)不經處理均直排入周邊河道中,對農村周邊水環境造成嚴重污染,造成水體發黑發臭,對周邊農村居民的身體健康造成巨大的威脅,嚴重影響了周邊農村居民的正常生活與農耕,直接阻礙了農村經濟的快速發展,因此必須盡快完成這些自然村落的污水整治與改造。
一、工程概況
1.1工程名稱
×××××××生活污水處理工程。
1.2編制依據
⑴《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002; ⑵ 設計大你為對周圍環境狀況的調查與監測資料;
⑶ “七五”國家重點科技攻關項目成果《城市污水土地處理利用設計手冊》,中國標準出版社; ⑷ 《城市污水土地處理技術指南》。國家環境保護總局科技標準司編,1997;
⑸《給水排水工程構筑物結構設計規范》GB50069-2002 ⑹《給水排水構筑物施工及驗收規范》GB50104-2002 ⑺《室外排水設計規范》GB50014-2006 ⑻《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2002 ⑼《給水排水設計手冊》,中國建設工業出版社; ⑽《地下防水工程施工質量驗收規范》GB50208-2002
1.3編制原則
⑴ 處理后生活污水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002中的一級B排放標準。
⑵從水務一體化的角度,科學論證污水量,優化系統布局,保護水環境。污水處理與綜合利用相結合,構建人與自然和諧發展的優美生境。
⑶以改善人居環境為目標,走可持續發展道路。
⑷設計布局與周邊環境相容,滿足人與自然和諧共生的要求。依據生態、景觀和高效處理的原則,盡量利用現有條件,降低污水處理的維護運行費,使其運行管理方便。1.4編制目的
通過充分調查研究和收集、分析資料的基礎上,達到如下目的: ⑴ 論述建設污水就地處理工程的必要性和可行性。⑵ 對污水處理工藝進行選擇。
⑶ 對污水處理系統的位臵和面積進行論證。
⑷ 對污水的收集、處理和處臵工藝、工程投資進行技術可靠性、經濟合理性、實施可能性以及環境影響等多方面綜合比較和論證。⑸ 根據投資估算,提出資金籌措方式以及項目實施進度、通過以上研究工作,為項目決策提供科學依據。
1.5工程建設的必要性
1.5.1建設本項目是改善環境質量的需要
根據現狀以及調查資料顯示,為進一步改善×××生產生活條件,統籌城鄉發展,加快農村現代化、城鄉一體化建設進程,西湖村建設規劃以科學發展觀為指導,以可持續發展為原則,以“致富門道明晰,基礎設施完善,社保體系建立,社會和諧穩定”為主要任務,努力探索具有新洲特色的新農村建設之路。
水環境質量惡劣,嚴重影響廣大居民的身心健康和社會經濟的健康發展,通過在各自然村實施污水收集和就地處理,可以減少污水對地下水的污染及污水直接排放對河道的污染,使農村的生態環境得到改善,對人民的生活質量起到積極的作用。1.5.2建設本項目是社會主義農村建設的需要
隨著人民群眾生活水平的提高和全面建設小康社會的推進,全社會都在向“生產發展、生活寬裕、鄉風文明、村容整潔、管理民主”社會主義新農村邁進,改善生活環境,整治村容村貌,消除臟、亂、差成為當前人民群眾的迫切要求。根據黨的十六屆五中全會提出的建設社會主義新農村的重大歷史人物和××市“加快農村城鎮化、農業現代化和城鄉一體化進程”精神,結合×××的實際情況,計劃對××村的農村進行水環境治理和水生態建設,對村內污水進行必要的收集和處理,對排水管網進行統一的規劃建設,顯得十分重要。1.5.3 對其他各自然村的污水治理起著積極的示范作用
通過對本項目的事實,進行區域內生活污水處理的試點工程建設,探求適合農村的污水收集和處理的方式方法,對解決其他各村的污水出路提供經驗,起著示范作用。不僅順應中央和××市新農村建設政策的方向,為老百姓實實在在做了實事,也為郊區河道建設與管理減輕壓力。
二、處理工藝技術選擇 2.1概述
農村生活污水處理技術多種多樣,近年來,在全國各地都在農村生活污水處理的試點工程,在原有的技術之上開發出了眾多的污水處理技術,除傳統的集中式污水處理廠外,還有土地處理系統,人工濕地污水處理系統、生物接觸氧化槽、生態塘污水處理系統,土壤滲濾污水處理系統。厭氧沼氣池污水處理技術,各種有(無)動力式地埋式(半地埋式、地面式)污水處理設備等新興的污水處理方式。
農村生活污水處理與利用技術目前缺乏專著、技術規范的參考,農村居民區規模較小,污水排放分散、水質污染濃度較城鎮的低、管網收集系統滯后且有些地區收集較為困難,同時多數情況下居民區又 具有緊鄰耕地、綠化帶、林地、低洼地、水塘和廢棄地等優點,因此要結合上述進行處理工藝的合理選擇。農村污水處理的思路和技術路線不同于城市污水處理,更適合采用環境生態工程為主、環境工程為輔的技術路線。因此,在這一技術路線和治理思路指導下,選擇一些可能形成農村生活污水處理與資源化利用的工藝技術比較。
本工程范圍內處理的進水為分散居民農戶的生活污水,要求建設投資省、運行維護簡單,且相對獨立的工藝,本方案選擇適合于本工程的工藝,即一體化污水處理設備,人工濕地處理系統及土壤滲濾污水處理系統進行比選。2.2一體化污水處理設備
一體化污水設備和裝臵較多,形式也多樣,主要是針對污水排放量少的工業企業,未截污又缺乏土地的城市或居住較為分散的農村,以及小型的廠礦、醫院、賓館等地方的污水處理方式。有的裝臵利用如硅藻土凈化水質;有的則是在裝臵內利用動力消解污染成分。發展集預處理、二級處理和深度處理于一體的中小型污水處理一體化裝臵,是國外污水分散處理發展的一種趨勢。
日本研究的一體化裝臵主要采用厭氧—好氧—二沉池組合工藝,近年來開發的膜處理技術、可對BOD5和TN進行深度處理。歐洲許多國家開發了以SBR、移動床生物膜反應器、生物轉盤和滴濾池技術為主,結合化學除磷的小型污水處理集成裝臵,近年來,我國在集成化小型污水處理裝臵的開發、研制和應用方面也開始了一些有益的實踐,雖然我國許多環保公司開發了許多形式各異的無動力、少動力或 低能耗型集成化污水處理裝臵,但這些裝臵的實際運行效果尚缺乏系統地信息。
一體化污水處理系統具有如下的優點:
1、占地小,可埋入地表下。
2、全自動控制,不需人員管理。
3、無污泥回流。
4、操作簡單、維護方便。
5、噪聲低、無異味。
6、使用壽命長。
本工藝適合于無可利用空閑地、處理程度要求較高的小型分散村落,以及農村賓館,別墅區的生活污水處理。處理出水可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002中的一級B排放標準。2.3人工濕地污水處理技術
美國聯邦管理機構曾這樣定義“濕地”的概念,認為濕地就是那些經常或維持被地表水或地下水淹沒飽和,在一般情況下,被飽和的土地適合用于特有生物普遍生長的區域。所謂“人工濕地”是指在人工模擬天然條件下,建造一個不透水層、使挺水植物生長在一個處于飽和狀態基質上的一個濕地系統。
人工濕地(Constructed Wetlands)處理系統源于對自然濕地的模擬,它利用自然生態系統中植物、基質和微生物三者的協同作用來實現水質的凈化作用。濕地系統是由按一定級配充填的基質/填料(石 等)組成,并在床表種植經篩選具有處理性能好、成活率高、抗水性強、生長周期長、美觀確具有經濟價值的植物(蘆葦等),構成獨特的動植物生態系統。當水通過系統時,經過濾、媳婦、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等作用,使水質得到凈化。當基質為碎石或沙石材料時,這類人工濕地有較好的去除有機污染物的能力,但脫氮除磷的能力較低。以土壤為基質的下行流垂直天壤濕地,以土壤為基質或以有脫氮除磷能力的復合基質為填料的人工濕地具有很好的去除N、P的效果,通常N去除率≧85%,P去除率≧95%,該技術在西歐、北美、澳大利亞和新西蘭等國家得到了廣泛應用。
人工濕地適宜處理污染濃度或負荷較低的污水,其處理污染負荷一般低于傳統二級生物處理法,但COD、BOD、N、P病原菌去除率高于傳統二級生物處理法,處理出水水質更優且穩定。
人工濕地系統具有如下特點:
1、建造和運行費用遠低于傳統污水處理廠。
2、易于維護,技術含量低。
3、可進行有效可靠的污水處理。
4、能耐受水力和污染負荷的沖擊。
5、可直接或間接提供效益,如造紙原料、綠化、野生動物棲息、娛樂和教育。
荷蘭、北美等對濕地的大規模應用始于二十世紀六十年代,我國在“七五”期間開始人工濕地的研究,人工濕地系統作為一種充分利用天然凈化處理能力的污水處理技術得到越來越多的關注。2.4 土壤滲濾污水處理系統
地下土壤滲濾法在我國日益受到重視.中科院沈陽應用生態所“七五”~“九五”期間的研究和過程示范表明,在我國北方寒冷地區利用地下土壤滲濾法處理生活污水是可行的,且出水能夠作為中水回用,其中最典型的實例是處理沈陽工業大學學生樓生活污水的中水回用工程.1992年北京市環境保護科學研究院對地下土壤毛管滲濾法處理生活污水的凈化效果和綠地利用進行了研究.清華大學在2000年國家科技部重大專項中,在昆明市呈貢縣的農村地區推廣應用地下土壤滲濾系統,取得了良好效果.土壤滲濾凈化系統是一種基于自然生態原理,以節能、省資源作為指導思想,予以工程化、實用化而創作出的一種新型小規模的污水凈化工藝技術。綜合利用土壤—填料—微生物—植物共同作用處理生活污水的復合凈化工藝。該工藝具有以下優點:
⑴ 整個處理裝臵放在地下,故不損害景觀,不占用地表面積。⑵ 凈化出水水質良好、穩定、可用于農業灌溉。⑶ 對進水負荷的變化適應性強,能耐受沖擊負荷。⑷ 不受外界氣溫影響,或影響很小.⑸ 不易堵塞
⑹ 在去除BOD同時,能去除氨、磷。
⑺ 建設容易,維護簡便,基建投資少,運行費用低。⑻ 污泥產生少,污泥處臵或處理費用低 ⑼ 不污染地下水等。在日本,這種技術正方興未艾,迄今已興建了20000余套此類凈化設施。在美國,據統計農村及零星分散建造的家庭住宅有36%采用了土壤滲濾溝系統。前蘇聯也曾組織了一些科研、設計和建筑單位對開發、應用此類小型凈化構筑物作了大量工作,在制定工藝流程、凈化方法、構筑物或是設施以及泵站等方面完成了系列工作,做到了定型化、系列化、并制定了相應的技術規范。2.5 方案選擇
農村村鎮生活污水有以下特征和處理要求:
⑴ 村鎮人口較少,分布廣而且分散,生活污水水質、水量波動性大,排水管網很不健全。
⑵ 村鎮經濟力量薄弱,因此污水處理應充分考慮造價低,運行費用少、低能耗或無能耗的工藝。
⑶ 村鎮缺乏污水處理專業人員,所選工藝應運行管理簡單,維護方便。
土壤滲濾污水系統與其它處理技術相比具有高效率、低投資、低運行費、低維護技術、低能耗等優點,且床體填充改良后的土壤,便于就地取材,因此土壤滲濾污水處理系統更適用于本工程。
三、工程設計
3.1 工藝流程及技術說明 3.1.1工藝流程圖
3.1.2工程流程說明
⑴
化糞池
化糞池的功能主要是截留生活污水中糞便等殘渣,對糞便等發酵處理,只有上清液流入污水收集的管道,能夠去除30%~40%的有機物質。
化糞池的第一格為進糞池,主要用于接納新鮮糞便,達到化糞和沉淀的作用,為下一步厭氧發酵提供條件;第二格為沉卵滅菌池,由于這里有良好的厭氧環境,可以對溢出進糞池的糞便中飄蕩的蟲卵進行沉降散出,糞渣進行發酵分解,形成糞渣糞液兩層;第三格為排放池,當糞液到達這里時,已經過深度厭氧發酵,其中的有機物、懸浮物已所剩無幾,同時將洗浴、廚房用水接入,進行簡單的沉淀預處理等。⑵ 格柵井
在化糞池出水口設臵簡易攔渣格柵井,去除較大懸浮物,減輕后續處理負荷。定期有農戶自行清理。⑶ 集水池
當重力流污水管道埋深達到一定深度時,由于技術和經濟原因需要設臵泵站將污水提升.污水在進入綜合池之前,首先進入集水池,集 水池的作用主要是收集污水,集水池內安裝有污水泵,污水泵間歇運行,將污水提升入綜合池.⑷ 綜合池
綜合池為長方形池體,廢水沿池體長端自流入土壤滲濾系統中,在池底部設貯泥斗,污泥采用人工清理方式定期清理.農村生活污水中的主要污染物為SS,污水經過綜合池預處理后,SS至少能夠去除30%左右,為后續土壤滲濾池的處理減輕了壓力.⑸ 土壤滲濾系統
土壤滲濾系統式污水處理系統的主體部分,對污染物的去除起著主要作用.1、BOD的去除
BOD的去除機理包括土壤吸附和生物氧化作用。在慢速、快速和漫流系統中,BOD的去除基本上都在土壤表層進行的,微生物的生長和表層中形成的生物膜對污水中有機物的去除起主要作用,其主要反應為氧化反應。Amy認為,在土壤滲濾過程中,有機物在滲流區內的去除機理主要是生物降解,吸附只是一小部分。同時室內土壤滲濾模擬試驗結果表明,以參數DOC表明的有機物提供降解作用可以減少50%~60%;Quanrud的研究還表明對于二級和三級進水(美國標準,相當于我國二、三級出水標準)而言,經過土壤滲濾處理系統的有機物出水你的基本上是一致的,說明穩定的出水濃度并不依靠進水的濃度,土壤滲濾系統有很大的緩沖能力。Gary Amy和Wilson等研究了在美國野外實驗條件下,運用土壤滲濾系統去除二級和三級污 染的可能性.結果表明,DOC和TOX(總有機鹵化物)的平均去除率分別為90%和80%.2、懸浮物(SS)的去除
通過土壤顆粒的吸附于過濾作用,投配污水懸浮物(SS)進入土壤顆粒間隙中,幾乎可以全部由土壤截濾去除,滲出水SS值可達10mg/L以下.3、N的去除
生活污水中的氮以多種形式存在,主要由有機氮、銨態氮、硝酸態亞硝酸態氮等。對于一般生活污水而言,通過土地處理和植物吸收,污水中硝態氮等。對于一般生活污水而言,通過土地處理和植物吸收污水中硝態氮幾乎可被全部去除。硝態氮在隨滲水向下遷移時,可通過反硝化作用最終變為氮氣。反硝化作用、揮發和植物吸收式土地處理去除氮的主要途徑。土壤滲濾對有機物和氨氮的去除可以不斷地進行下去,土壤含水層相當于一個由好氧、缺氧、厭氧組合的生物反應器。Kopchynski 認為氮在各種情況下都能夠被有效的消化,但是即使為土壤滲濾系統提供反硝化后的進水,反硝化也不能自動進行,因此土壤滲濾適合處理反硝化出水,這樣其出水總氮低于8mg/L,有機碳濃度低于6mg/L。雖然植物生長也需要一定的氮,但是由于植物吸收形成的總氮去除率一般不會超過20%。靠提高植物吸收的氮總量以提高系統的除氮能力,其上升空間不大,為系統提供良好的消化、反硝化條件是通過地下滲濾系統除氮能力的根本出路。
4、P的去除
土地處理系統中磷的去除主要通過土壤吸附固定與植物吸收實現,在土地處理系統中,土壤作為一個磷的儲存庫,對磷具有極大的吸附固定能力,污水中99%的磷可吸附而貯存于土壤中。土壤對磷的吸附容量與土壤所含的黏土成分與鋁、鐵等金屬離子數量以及土壤PH值有關。一般來說,含有礦物質多并具有團粒結構的土壤對磷具有更大的吸附固定能力。土地處理系統除磷工藝主要是在缺氧及厭氧過程條件下運行的,因此缺氧及厭氧過程中土壤微生物對基質的利用率是該工藝在低碳源情況下正常運行的主要因素,控制進水的BOD5/TP和COD/TP以及污水在土壤中的停留時間,是提高除磷的關鍵。土壤對磷有較強的吸附特性,一般可以確定為2000mgP/100g土壤。
5、痕量有機物的去除
近年來,人們對痕量有機物在環境中的生態行為、歸宿以及對人體健康的短期、長期影響尤為關注。美國EPA所列的優先污染物有88%是痕量有機物,我國也很重視該類物質的研究與監測工作。痕量有機物在土地處理系統中的去除主要是由于揮發、光解和生物降解。一般來說,各種類似的土地處理系統對痕量有機物均有很高而且穩定的凈化效果。但此類物質在土壤-植物系統中的積累和長期生態效應一直是人們所關注的焦點問題之一.通過點源控制和預處理措施,盡量避免此類物質進入土地處理系統,仍然是土地處理系統長期安全運行的保證.6、病原體的去除
土壤滲濾就地處理系統作為一種生態處理系統,處理對以上污染物的去除外,對某些微量元素和病原微生物也有一定的去除效果,病原體的去除通過土壤----植物系統的吸附、干燥、輻射、過濾、生物性吞噬等作用實現,其中慢速滲濾和地下滲濾對病原體的去除最為有效。19世紀中期,科學家和醫生們就發現,采用河水作飲用水源的城市比用地下水作為水源的城市霍亂等傳染病的發病率高很多。
第四篇:醫療污水處理工藝研究
醫療污水處理工藝研究
【摘要】隨著我國社會市場經濟的不斷發展,國民生活水平的顯著提高,大眾對于環境保護、維護國家生態發展的要求也越來越高。由于醫療污水成分較為復雜,水質可能存在較多種類的致病菌,對人類及動物健康及自然環境造成危害較大,因此排入城市污水管網系統的污水必須經過嚴謹的預處理排污工藝后,才能達到國家排放標準。本文將針對醫療污水處理工藝研究進行一些簡單的分析和探究。
【關鍵詞】醫療;污水;處理工藝
前言:近年來,隨著我國醫療水平的提高和生態環境的不斷變化,醫療污水處理系統的合理設計和應用已經成為醫療機構和環保志愿者共同關注的焦點。目前,醫療污水處理工藝在設計層面的不斷優化,提高了我國居民的生活質量,是未來醫療行業健康發展和保持我國生態環境穩定的共同選擇。
一、醫療污水性質
醫療污水,指的醫院通過城市排污管道向自然環境中排放的曾用于醫療工作的污水。醫療污水成分較為復雜,水質可能存在較多種類的致病菌,對人類及動物健康自然環境造成危害較大,因為每個醫院都不是不同的,并都有自己的理療特色,所以相對的醫療條件和醫療種類也不盡相同,其產生的醫療污水的成分、致病菌種類、排水量也都存在較大差異。調查顯示,通常在醫療污水中會含有大腸菌群和傳染性細菌、病毒等致病性微生物,化學需氧量、生物需氧量、酸性物、堿物、動植物油等有毒有害物質,其中化學需氧量在 150毫克每升到350毫克每升之間,生物需氧量在80毫克每升到150 毫克每升之間,固體懸浮物在40毫克每升到120 毫克每升之間,酸堿度在7到8之間。學術界按照不同的水質,將醫療廢水分為三大類:普通生活污水、含有致病菌的臨床污水以及放射性污水。三種污水的水量變化并不大,同時不存在排放規律。其中致病微生物種類雜、數量多是醫療污水最顯著的特點[1]。
因為一部分醫療污水中具有放射性,導致醫療污水可能產生“三致效應”即致突變效應、致畸效應和致癌效應;同時,醫療污水中含有很多具有潛伏性的致病微生物,這些微生物能對人體健康造成不良影響,更將對周邊環境產生長久的負面影響。調查顯示,我國和世界范圍內爆發的大規模傳染病都與飲用水源被污染有著直接關聯。當代醫療廢水的治理方法主要有化學治理法、物理治理法和生物治理法三大類[2]。通常在醫療污水處理工藝選擇上,要按照排水的受納水體來決定,比如將污水排入具備污水集中處理能力的城鎮排水系統通常采用一級處理工藝;當污水排放到沒有污水集中處理能力的自然水域時,需對污水進行生物體污染、化學物質污染及可能對環境造成物理性污染的有毒有害物質進行二級處理方式。與此同時還要依照醫療機構的建設規模、醫療性質和污水去向來進行污水處理的工藝選擇,醫療污水在經過處理后按照排放去向分為排入市政管道和自然水體兩類,一般采用一級處理、二級處理和消毒處理三種處理工藝。
二、理療廢水的處理工藝
當代醫療廢水的治理方法主要有化學治理法、物理治理法和生物治理法三大類。
(一)一級處理
我國絕大部分的醫療污水經過處理后流向城鎮的下水道系統,其預處理通常為以去除致病微生物為目的一級處理。一級處理的處理方式是將污水注入化糞池再進入調節池,最后進入沉淀池使其混凝沉淀,對沉淀池出水進行消毒。
(二)二級處理
綜合性醫療機構的醫療污水為了達到醫療污水排放標準通常要對污水進行二級處理。采用化學治理法、物理治理法和生物治理法聯用綜合處理工藝。醫療污水的二級處理方法可使用常規活性污泥法和生物接觸氧化法等工藝,處理方式與生活污水的二級處理比較相似。
(三)消毒處理
醫療污水消毒的消毒處理,目的是為了殺滅醫療污水中存在的各種致病微生物。可分為物理消毒法和化學消毒法[3]。化學消毒法包括用次氯酸鈉、液氯等鹵素,陽離子表面活性劑等試劑進行消毒處理,目前我國比較常用的是臭氧消毒法;物理消毒法有輻射法、紫外線法等消毒處理方法,目前比較常用的是紫外線消毒法。處理工藝都有的規模、性質等綜合考慮,以求最優化效果。
(四)主要構筑物及參數
1.化糞池
化糞池,常規有效容積為200米左右,化糞池的主要作用是在厭氧微生物的作用下降解污水中的有機物,并去除一部分致病微生物。
2.格柵
設置格柵的目的是為了過濾化糞池出水的雜物,為后續設備的正常工作提供保障。醫療機構的醫療廢水處理工程在選擇自動機械格柵時,應該要格柵具備較好的耐腐蝕性,通常挑選以不銹鋼為主要材料的設備。格柵的常用設備寬度為500毫米,柵間距為10毫米。
3.調節池
均勻污水水質,降低污水水流對排污設備的沖擊,是調節池的核心要求。因此醫療機構的醫療廢水處理工程調節池尺寸以長5000毫米,寬4000毫米,高4000毫米為宜,池體進行地埋式建筑方法。標準調節池的有效容積為70立方米,有效水深3.4米,水力停留時間9小時。
4.混凝沉淀池
通過投加混凝劑已達到沉淀污水水體中懸浮物和顆粒物是混凝沉淀池的核心作用。醫療機構的醫療廢水處理工程中混凝沉淀池的尺寸以長2500毫米,寬2500毫米,高4500毫米為宜,并在混凝沉淀池池底的中央位置安裝水體導流管,使污水國混凝沉淀池重新流向化糞池,進行下次過濾。
(五)事故預防措施
在醫療機構的污水處理工程中,必須采取相對的設備事故預防措施:
1.在醫療污水的處理過程中,系統必須具有連續性和完整性,除了優質設備的選用外,還應該保證備用設備的投入。
2.應該在系統中采用雨污分流技術,保證設備的正常運行。
3.調節池應該具備足夠的有效容積,以此污水水體水流、水壓對后續設備產生不良影響。
結論:結合以上分析與研究,筆者認為醫療污水處理工藝在我國醫療行業的應用和研究,是具有非常重大的現實意義的,雖然醫療污水的處理工藝的研究工作給醫院的經營、管理增加了一定難度,并提升了相應成本。但是醫療污水處理工藝的進步和提高將有助于提升我國醫療單位的周邊環境并為醫院建立良好的公眾形象。可以預見隨著我國對醫療污水處理工藝水平的不斷進步,未來一定會有更加健康、高效、環保的醫療污水處理工藝出現。
參考文獻:
[1]謝勝.上海市農村生活污水處理工藝適用性評估與分類體系研究[D].華東師范大學,2013.[2]李元??.新型經濟型石材加工污水處理工藝研究開發[D].山東大學,2012.[3]孫永健.小城鎮污水處理工藝研究[D].青島理工大學,2014.
第五篇:常用生活污水處理工藝介紹及對比
? 幾種常用生活污水處理工藝的比較
一、概述
生活污水處理工藝目前已相當成熟,其核心技術為活性污泥法和生物膜法,對活性污泥法(或生物膜法)的改進及發展形成了各種不同的生活污水處理工藝,傳統的活性污泥法處理工藝在中小型生活污水處理已較少使用。根據污水的水量、水質和出水要求及當地的實際情況,選用合理的污水處理工藝,對污水處理的正常運行、處理費用具有決定性的作用。
本文主要對生活污水幾種常用的處理工藝作簡單介紹,包括氧化溝、序批式活性污泥法(SBR)、生物接觸氧化法、曝氣生物濾池(BAF)、A-0工藝、膜生物反應器(MBR)等。
二、中小型生活污水處理工藝簡介
典型的生活污水處理完整工藝如下:
污水——前處理 —— 生化法—— 二沉池——消毒—— 出水
| |
——-——污泥處理系統--
前處理也稱為預處理技術,常用的有格柵或格網、調節池、沉砂池、初沉池等。
由于生活污水處理的核心是生化部分,因此我們稱污水處理工藝是特指這部分,如接觸氧化法、SBR法、A/O法等。用生化法(包括厭氧和好氧)處理生活污水在目前是最經濟、最適用的污水處理工藝,根據生活污水的水量、水質及現場的條件而選擇不同的污水處理工藝對投資及運行成本具有決定性的影響。下面就目前常用的生活污水處理工藝作一簡介。
1、氧化溝工藝
氧化溝是活性污泥法的一種變形,其池體狹長,故稱為氧化溝。氧化溝有多種構造型式,典型的有:A:卡羅塞式;B:奧巴爾型;C:交替工作式氧化溝;D:曝氣—沉淀一體化氧化溝
氧化溝技術已廣泛應用于大中型城市污水處理廠,其規模從每日幾百立方米至幾萬立方米,工藝日趨完善,其構造型式也越來越多。其主要特點是:進出水裝置簡單;污水的流態可看成是完全混合式,由于池體狹長,又類似于推流式;BOD負荷低,處理水質良好;污泥產率低,排泥量少;
污泥齡長,具有脫氮的功能。
設計要點:混合液懸浮固體濃度5000mg/l;生物固體平均停留時間,去除BOD5時,取5~8天,當要求硝化反應時取10~30天;水力停留時間為20、24、36、48h,根據對處理水水質要求而定;BOD—SS負荷(Ns)為0.03~0.07kgBOD/(kgMLSS.d);BOD容積負荷(Nv)為0.1~0.2 kgBOD/(m3.d);污泥回流比為50~150%;混合液在渠內的流速為0.4~0.5m/s;溝底流速為0.3 m/s。
但氧化溝工藝與SBR和普通活性污泥工藝比較,能耗高,且占地面積較大。
2、A/O法
即厭氧—好氧污水處理工藝,流程如下:
生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝,其特點是在池內設置填料,池底曝氣對污水進行充氧,并使池體內污水處于流動狀態,以保證污水與污水中的填料充分接觸,避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。
該法中微生物所需氧由鼓風曝氣供給,生物膜生長至一定厚度后,填料壁的微生物會因缺氧而進行厭氧代謝,產生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落,并促進新生物膜的生長,此時,脫落的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化法具有以下特點:
1、由于填料比表面積大,池內充氧條件良好,池內單位容積的生物固體量較高,因此,生物接觸氧化池具有較高的容積負荷;
2、由于生物接觸氧化池內生物固體量多,水流完全混合,故對水質水量的驟變有較強的適應能力;
3、剩余污泥量少,不存在污泥膨脹問題,運行管理簡便。
特點 生物接觸氧化法具有生物膜法的基本特點,但又與一般生物膜法不盡相同。一是供微生物棲附的填料全部浸在廢水中,所以生物接觸氧化池又稱淹沒式濾池。二是采用機械設備向廢水中充氧,而不同于一般生物濾池靠自然通風供氧,相當于在曝氣池中添加供微生物棲附的填料,也可稱為曝氣循環型濾池或接觸曝氣池。三是池內廢水中還存在約 2~5%的懸浮狀態活性污泥,對廢水也起凈化作用。因此生物接觸氧化法是一種具有活性污泥法特點的生物膜法,兼有生物膜法和活性污泥法的優點。
生物接觸氧化法凈化廢水的基本原理與一般生物膜法相同,就是以生物膜吸附廢水中的有機物,在有氧的條件下,有機物由微生物氧化分解,廢水得到凈化。
生物接觸氧化池內的生物膜由菌膠團、絲狀菌、真菌、原生動物和后生動物組成。在活性污泥法中,絲狀菌常常是影響正常生物凈化作用的因素;而在生物接觸氧化池中,絲狀菌在填料空隙間呈立體結構,大大增加了生物相與廢水的接觸表面,同時因為絲狀菌對多數有機物具有較強的氧化能力,對水質負荷變化有較大的適應性,所以是提高凈化能力的有力因素。
處理裝置 按結構分為分流式和直接式兩類,其結構如圖生物接觸氧化池所示
分流式的曝氣裝置在池的一側填料裝在另一側依靠泵或空氣的提升作用,使水流在填料層內循環,給填料上的生物膜供氧。此法的優點是廢水在隔間充氧,氧的供應充分,對生物膜生長有利。缺點是氧的利用率較低,動力消耗較大;因為水力沖刷作用較小,老化的生物膜不易脫落新陳代謝周期較長生物膜活性較小;同時還會因生物膜不易脫落而引起填料堵塞。
直接式是在氧化池填料底部直接鼓風曝氣。生物膜直接受到上升氣流的強烈擾動,更新較快,保持較高的活性;同時在進水負荷穩定的情況下,生物膜能維持一定的厚度,不易發生堵塞現象。一般生物膜厚度控制在1毫米左右為宜。
選用適當的填料以增加生物膜與廢水的接觸表面積是提高生物膜凈化廢水能力的重要措施。一般采用蜂窩狀填料。蜂窩狀填料的比表面積如:
蜂窩狀填料孔徑須根據廢水水質(BOD□即五日生化需氧量、懸浮物等的濃度)、BOD負荷、充氧條件等因素進行選擇。在一般情況下BOD□濃度為100~300毫克/升,孔徑可選用32毫米;BOD□為50~100毫克/升可選用15~20毫米;如在50毫克/升以下,可選用10~15毫米孔徑的填料。
填料要質量輕,強度好,抗氧化腐蝕性強,不帶來新的毒害。目前采用較多的有玻璃布、塑料等蜂窩狀填料,此外,也可采用繩索、合成纖維、沸石、焦炭等作填料。填料型式有蜂窩狀、網狀、斜波紋板等。
生物接觸氧化法的 BOD負荷與廢水的基質濃度有關,對低BOD濃度(50~300毫克/升)廢水每日每立方米的填料采用2~5千克(BOD□),廢水停留時間為0.5~1.5小時,氧化池內耗氧量約1~3毫克/升。由于氧化池內生物量較大,處理負荷高,可控制溶解氧量較高,一般要求氧化池出水中剩余溶解氧為2~3毫克/升。
為了節省運行費用,并提高污水的可生化性,在生物接觸氧化池前加厭氧水解調節池,將厭氧工藝控制在水解酸化階段,旨在利用厭氧條件下多種產酸菌的胞外酶分解水中長鏈有
機物,產生有機酸、醇等,廢水中的有機物水解酸化后,可生化性得到了提高,利于發揮后續好氧工藝的生物降解性能,使整個工藝能節能運行并使出水優良。
設計要點:
A:厭氧水解池采用上升流式厭氧污泥床反應器的形式,設計水力停留時間為2~4小時。
厭氧池下部為污泥床區,污泥床厚度通常控制在1~1.2M之間,進水系統可采用脈沖進水中阻力布水系統,底部設布水溝,保留污泥不沉積底部,呈懸浮狀態。
污泥床平均濃度為30~35g/l則污泥負荷為0.35~0.30kgCODcr/kg(ss).d。
B:生物接觸氧化工藝是介于活性污泥法與生物膜法之間的一種污水處理工藝。池內設有填料,微生物一部分以生物膜的形式固著于填料表面,一部分則以絮狀懸浮生長于水中,因此它兼有活性污泥法與生物濾池的特點。曝氣系統可采用鼓風或射流曝氧增氧系統(設計時必須考慮投資及運行成本)。為培養微生物的不同的優勢菌種,將接觸氧化池分為兩格是行之有效的。第一格有效水力停留時間為2.5小時,有機負荷為1.15kgBOD5/m3.d。第二格有效水力停留時間為1.5小時,有機負荷0.768kgBOD5/m3.d。
A/O法優點在于:
①體積負荷高,停留時間短,節約占地面積;
②生物活性高;
③有較高的微生物濃度;
④污泥產量低;
⑤出水水質好且穩定;
⑥動力消耗低;
⑦不產生污泥膨脹; ⑧掛膜方便,可間歇運行;
⑨工藝運行簡單,操作方便,抗沖擊負荷能力強。
目前存在的問題主要是池內填料間的生物膜有時會出現堵塞現象,尚待改進。研究的方向是針對不同的進水負荷控制曝氣強度,以消除堵塞;其次是研究合理的氧化池池型和形狀、尺寸和材質合適的填料。
3、SBR法
序批式活性污泥法(SBR—Sequencing Batch Reactor)是早在1914年就由英國學者Ardern和Locket發明了的水處理工藝。70年代初,美國Natre Dame 大學的R.Irvine 教授采用實驗室規模對SBR工藝進行了系統深入的研究,并于1980年在美國環保局(EPA)的資助下,在印第安那州的Culwer城改建并投產了世界上第一個SBR法污水處理廠。SBR工藝的過程是按時序來運行的,一個操作過程分五個階段:進水、反應、沉淀、潷水、閑置。
由于SBR在運行過程中,各階段的運行時間、反應器內混合液體積的變化以及運行狀態等都可以根據具體污水的性質、出水水質、出水質量與運行功能要求等靈活變化。對于SBR反應器來說,只是時序控制,無空間控制障礙,所以可以靈活控制。因此,SBR工藝發展速度極快,并衍生出許多種新型SBR處理工藝。
前處理——SBR反應器 ——過濾——出水
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污泥處置
設計要點:理論上SBR反應器的容積負荷有一個較在的范圍,為0.1~1.3 kgBOD5/m3.d,但為安全計,一般取低值,如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位,最高水位即反應時的水位,最低水位是指排放工序結束時的水位,最低水位必須保證在排水在此水位時,沉淀污泥不隨上清液而流失。
SBR工藝的主要特點有:出水水質較好;不產生污泥膨脹;除磷脫氮效果好。
其缺點是池容和設備利用率低,占地面積較大、運行管理復雜,自控水平要求高。
4、曝氣生物濾池
曝氣生物濾池是 90 年代初興起的污水處理新工藝,已在歐美和日本等發達國家廣為流行。該工藝具有去除 SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除 AOX(有害物質)的作用 其特點是集生物氧化和截留懸浮固體與一體,節省了后續沉淀池(二沉池),其 容積負荷、水力負荷大,水力停留時間短,所需基建投資少,出水水質好:運行能耗低,運行費用省。
曝氣生物濾池,相當于在曝氣池中添加供微生物棲附的填(濾)料,在填料下鼓氣,是具有活性污泥特點的生物膜法。曝氣生物濾池(BAF)70年代末起源于歐洲大陸,已發展為法、英等國設備制造公司的技術和設備產品。
BAF工藝的優點:、總體投資省,包括機械設備、自控電氣系統、土建和征地費;、占地面積小,通常為常規處理工藝占地面積的80%,廠區布置緊湊,美觀;、處理出水質量好,可達到中水水質標準或生活雜用水水質標準;、工藝流程短,氧的傳輸效率高,供氧動力消耗低,處理單位污水的電耗低;、過濾速度高,處理負荷大大高于常規處理工藝;
缺點:曝氣生物濾池運行維護較復雜,尤其是填料的反洗與更換,從而導致運行費用也較高。
5、MBR工藝
膜-生物反應器工藝(MBR工藝)是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術。它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住,省掉二沉池。活性污泥濃度因此大大提高,水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)可以分別控制,而難降解的物質在反應器中不斷反應、降解。因此,膜-生物反應器工藝通過膜分離技術大大強化了生物反應器的功能。與傳統的生物處理方法相比,具有生化效率高、抗負荷沖擊能力強、出水水質穩定、占地面積小、排泥周期長、易實現自動控制等優點,是目前最有前途的廢水處理新技術之一。
中空纖維膜組件置于MBR中,污水浸沒膜組件,通過自吸泵的抽吸,利用膜絲內腔的抽吸負壓來運行。膜組件材質為聚乙烯。膜組件公稱孔徑為0.4 μm,是懸浮固體、膠體等的有效屏障;中空纖維膜絲較細,有較好的柔韌性,能保持較長的壽命,即使有膜絲破損的現象發生,由于膜絲內徑僅為 270 μm,可被污泥迅速阻住,對處理水質完全沒有影響。鼓風機曝氣,在提供微生物生長所必須的溶解氧之外,還使上升的氣泡及其產生的紊動水流清洗膜絲表面,阻止污泥聚集,保持膜通量穩定,設計氣水比為20∶1。MBR中產生的剩余污泥由氣提泵定量提升至污泥濃縮池,污泥在其中濃縮,并使污泥減容,上清液回流至調節池,MBR出水由自吸泵抽送至回用水池。
前處理——反硝化池 ——MBR池——出水
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污泥處置
MBR的技術優勢:
? 出水水質好
? 工藝參數易于控制,能實現HRT與SRT的完全分離
? 設備緊湊,省掉二沉池,占地少
? 剩余污泥產量少
? 有利于增殖緩慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖
? 克服了常規活性污泥法中容易發生污泥膨脹的弊端
? 系統可采用PLC控制,易于實現全程自動化
MBR工藝的缺點:MBR工藝造價相對較高,為普通污水處理工藝的1.5-2.0倍。國產膜片質量較差、使用時間較短,進口膜片價格過高,運行維護及更換費用較高。
三、各種工藝之比較
為了降低投資和運行成本,因地制宜地進行工藝方案(主要是生物處理方案)比較是必要的。進行多種工藝方案的比較,包括投資費用、運行費用、占地面積、出水水質、后期管理等各方面進行系統的比較,因地制宜的選擇適合的工藝。
1、在生活污水中的應用
隨著我國水處理工藝技術的不斷改進,近兩年A-O、BAF及MBR工藝應用越來越廣,前些年氧化溝工藝的應用較多,造價較低,適用于土地資源較豐富的地區。
2、占地面積與總池容
氧化溝與SBR工藝占地面積較大,A-O、BAF工藝占地面積較小,MBR占地面積最小(為普通工藝占地面積的60%)。
3、投資費用
相比較而言,氧化溝、SBR投資費用最低,A-O較低,MBR和曝氣生物濾池造價相對較高,BAF較普通工藝高出25%左右,MBR根據膜的不同,價格相差較大(采用國產膜,總投資較普通工藝高出40%左右,進口膜則要高80%)。
4、運行成本及管理
SBR自動化程度要求較高;氧化溝自動化程度較低;BAF反洗等很難實現自動化操作,需人工操作,則人工費較高;若不考慮折舊費,單從人工費、電費、藥劑費來考慮每日運行費用,MBR最低,為0.35元/d左右,BAF、A-O在0.50元/d左右;若考慮折舊費,考慮到MBR和BAF維護及更換費用較高,則其運行費用比A-O要高。
5、出水水質
MBR、BAF、A-O工藝出水水質較好,可滿足回用標準,耐沖擊負荷較高,運行穩定。
四、結論
每項工藝技術都有其優點、特點、適用條件和不足之處,不可能以一種工藝代替其他一切工藝,因此,要根據現場情況做出適宜的選擇。根據甲方提供的相關資料,在可利用面積較少的前提下,不推薦使用氧化溝和SBR工藝。
同時,為了降低投資和運行成本,確保出水水質,根據技術上合理,經濟上合算,管理方便,運行可靠且有利于近、遠期結合的原則,進行工藝方案的優化抉擇。
因此,考慮到占地面積、投資及運行費用等,我方推薦使用A-O工藝。