时间:2022-03-06 05:16:08
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生活污水处理,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1、在生物性的滤池中设置上填料,通过进行人为的供氧在填料的上面就会长出大量微生物,利用这些微生物来达成对污水的处理目的。这种处理流程的装置包含滤床,布气,布水,排水等装置,最主要的是曝气设备,能够使小气泡被反复的切割,从而达成对曝气的微控。
2、还有一种流程主要是处理富营养化污水的,一般这种污水中含有大量磷及氨氮,处理这种污水的重点就是除磷,一种方式主要是投放药剂来进行,但是成本较高,且会产生大量污泥,另一种方式则使用微生物来除磷,费用比较低但是一般难以达到标准流程要求。
3、还有一种生活污水处理的流程是AO生物池,这种处理流程比较适合小城镇的污水处理,一般会有着比较低的费用支出,并且有着非常稳定的技术,且操作和管理都很简单。
(来源:文章屋网 )
关键词:城镇生活污水;现状;处理技术
1.城镇污水处理设施现状
据住建部统计,截至2012年底,全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3340座,污水处理能力约1.42亿立方米/日,全国已有648个设市城市建有污水处理厂,占设市城市总数的98.5%;累计建成污水处理厂1947座,污水处理能力约1.22亿立方米/日,全国已有1254个县城建有污水处理厂,约占县城总数的77.7%,累计建成污水处理厂1393座,处理能力2421万立方米/日。可见,虽然城镇污水处理设施的建设已经取得很大成就,一部分县城和大量的中小城镇没有污水处理厂,将来仍将有大量的城镇污水处理设施需要建设。
城镇的人口规模一般在2000人以上,10万人以下,按此规模兴建的污水处理设施,既要满足环境保护排放标准的要求,也要“建的起”和“用的起”,选择适合的技术和工艺就非常关键了。很明显,研究并探讨适合城镇的污水处理技术具有深远的现实意义。
1.1 发展不平衡
表现在以下几点:①东西部地区污水处理能力相差较大。东部沿海省份经济发展较快,污水处理能力比中西部地区高,如东部地区的城市和县级单位污水处理能力分别比西部高出5%~6%和44%。②大中城市和县城、小城镇的污水处理能力也有明显差别,小城镇虽没有统计数据,但可以推断要低很多。
1.2 配套污水排水管网建设拖后腿
随着我国污水管网建设取得了长足的进步。但是,与污水处理厂的建设数量和处理能力相比,其建设速度相对滞后。2005~2012年间,城市配套管网建设的增长速度均低于污水处理能力的增长速度,年均相差3~5个百分点。县城及建制镇的管网不配套问题更加突出。总体来说,配套管网增速落后于污水厂能力建设增速约26个百分点,落后的幅度有越来越大的趋势。
1.3污泥处理存在不足。
①由于对污泥利用的认识存在不足,国内污泥处理处置的起步较晚,许多城市没有将污泥处置场所纳入城市总体规划,很多处理厂难以找到合适的污泥处置方法和污泥弃置场所,导致小城镇的污泥处置即最终出路存在严重问题,这将为环境污染带来巨大危害。因此,目前小城镇的污水处理厂污泥以填埋为主。由于污泥含水率高,影响填埋场的正常作业,且重金属和有毒有害有机物污染地表和地下水系统。②重水轻泥现象普遍。我国污泥处理起步较晚,且早期建设的污水处理厂普遍存在“重水轻泥”现象。目前,我国运行的污水处理厂已达到3300多座,设计处理生活污水能力达到1.42亿吨/日。产生含水率80%的污泥2000多万吨/日,但只有10%左右通过堆肥技术处理后回用到土地。另外有20%采用卫生填埋,还有少量采用焚烧、建材利用等方式进行处置。其余的70%都只是随意外运、简单填埋或者堆放,对环境造成严重影响,且抵消了部分污染减排成果。污泥处理处置能力不足、污泥处理处置设施建设和运行资金投入不足、责任主体不明、监管缺位等原因都对污水处理厂污泥的处理处置造成了直接影响。
1.4 污水处理再生利用不够
我国水资源短缺,且分布严重不均,进一步加剧了不少地区的水资源短缺程度。目前,正常年份全国每年缺水量400亿立方米,有400余座城市供水不足,严重缺水的城市有110座,近2/3的城市存在不同程度的缺水。但是,污水再生利用情况与水资源短缺的现状并不匹配。截至2010年底,我国形成的污水再生利用生产能力1082.1万吨/日,实际再生利用总量923万吨/日,不到全国城镇污水处理总量的10%,污水再生利用空间仍然很大。
2.城镇生活污水及其处理难点
城镇生活污水是指人类因维持日常生活水平而排放的污水,来源包括厨房污水、洗浴污水、化粪池污水、洗涤污水等。目前城镇生活污水处理难点主要在于是:(1)生活污水成分日益复杂,污染评价难度大,而且污染负荷随昼夜、季节发生变化,这些都对正确选择处理方法、合理设计处理工艺、准确估计处理效果以及正常维护处理设施产生很大影响;(2)随着社会经济的不断发展,污水水质也愈来愈复杂,传统的处理工艺在用地、运行费用、投资、人员专业知识等方面受到当地客观条件现在,而一些新兴的处理工艺大多建立在实验室或中试结果基础上,实际应用效果受当地自然与生态环境影响很大;(3)考虑当地社会经济发展水平等制约因素和地方保护主义等抵制因素,城镇生活污水实际处理不一定能采用最佳的处理技术和工艺。污水处理是资金密集型工程,不仅需要投巨资建设污水处理厂和相应的污水收集管网,而且污水处理厂的日常运行费用也非常高昂。此外,小城镇经济发展水平偏低,对专业技术人员的吸引力有限,也会影响污水处理厂的管理和维护工作。因此,目前绝大多数小城镇不具备建设和运行污水处理厂的经济承受能力。
3.城镇污水处理设施的技术选择
3.1 确定污水处理规模
污水处理规模与城镇人口、社会经济水平、排水体制、工业废水量、规划年限、进水水质、出水水质、污水排放与再生利用、污泥的综合利用等因素有关,在确定污水处理规模时要进行全面详细的调研,要将实际情况调查清楚,不留盲点。
3.2 考虑污水管网
前面已经讨论了一些地方污水管网不配套的问题,要让污水处理设施真正发挥实效,就必须充分考虑管网的建设。对于已建污水处理厂,通过完善管网,解决污水管网与污水处理厂处理能力不匹配的问题,提高污水处理率和污水处理厂运行负荷。对于在建和新建的污水处理厂,要充分做好污水管网布设与污水处理厂建设规模配套的评估工作,使污水处理厂的环境效益最大化。
3.3 污水处理的工艺选择原则
城镇污水处理工艺选择,是根据城镇水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展状态、城镇经济状况和城镇管理运行要求等诸多方面的因素综合确立的。在已建设运营的城镇污水处理厂中,一级处理、二级处理和深度处理都占有一定的比例。鉴于我国目前面临的水环境污染严重的现实,以及水环境污染以有机型污染为主的特点。今年来在建和建成投产的城镇污水处理厂中,二级和二级以上的处理厂占绝大多数,因此城镇污水处理工艺的选择,重点是二级生物处理工艺的选择。
3.4加大再生水回用力度
在缺水少水的地区,应大力发展再生水回用技术,将再生水利用至工业、市政、景观等领域。采用分散与集中相结合的方式,建设污水处理厂再生水处理站和加压泵站。在具备条件的机关、学校、住宅小区新建再生水回用系统。加快建设尾水再生利用系统,鼓励回用于工业生产和市政用水等。到2015年,确保城镇污水处理设施再生水利用率达到15%以上。
4.常用城镇生活污水处理的对策
虽然我国城镇污水处理事业发展很快,但是许多中小城镇还没有污水处理设施,污水处理设施的建设还有很长的路要走。城镇污水处理设施的建设要考虑到当地的自然和经济条件,还要结合污水处理设施的技术特点。
4.1氧化沟法
工艺流程是:进水格栅氧化沟二沉池消毒池出水。污水在氧化沟中与活性污泥接触,并在转刷处曝气,在环形沟内完成生化反应和污水的净化。氧化沟法有Carrousel沟、三沟式、一体化式、Orbal沟等多种形式。优点是:工艺简单,可省去调节池、初沉池和污泥消化池;管理方便;处理效果好;抗冲击能力强;运行费用低;但存在污泥上浮,流速不均及污泥沉积等问题。一般用于大中规模的污水处理。
4.2活性污泥法
工艺流程是:进水格栅初沉池曝气池二沉池出水。其原理是是在人工充氧条件下,对污水和各种微生物群体进行连续混合培养,形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离,大部分污泥再回流到曝气池,多余部分则排出活性污泥系统。优点是:优点是出水效果好,BOD去除率可达90%以上,运行稳定。但一般曝气池体积大占地面积大,基建费用高,对水质、水量适应性较低,运行容易 水质、水量变化的影响。
4.3生物接触氧化法
工艺流程是:进水调节池接触氧化池二沉池出水。其原理是在生物反应池内充填填料,已经充氧的污水浸没全部填料,并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜,污水与生物膜广泛接触,在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下,污水中有机污染物得到去除,污水得到净化。工艺优点是池内充氧条件好,容积负荷率高;采用高效悬挂填料时不容易堵塞;不需要污泥回流系统,没有污泥膨胀问题;运行管理简单;抗冲击能力强;有节能效果,是应用广泛的污水处理技术。不足之处曝气难以做到分布均匀。填料上生物膜实际数量随BOD负荷而变。BOD负荷高,则生物膜数量多;反之亦然;生物膜量随负荷增加而增加,负荷过高,则生物膜过厚,在某些填料中易于堵塞;填料选用不当,会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。一般多用于中小规模的污水处理站[5]。
4.4 SBR法
工艺流程是:进水混合曝气沉淀排水。主要工艺设备是SBR反应池,在池中完成进水、反应、沉淀、排水、闲置五个交替进行的周期。优点是工艺简单;处理效果好,能除氮磷;没有污泥膨胀;有抗冲击能力;占地少。缺点是自动化设备要求高,投资较大。SBR法适合中小规模污水处理以及土地紧张,但经济条件较好的地区。SBR法已发展出了各种新的形式,如ICEAS法、CASS法、DAT-IAT法、CAST法等。
4.5 AB法
工艺流程是:进水格栅沉沙池A段曝气池中沉池B段曝气池二沉池出水。AB法不设初沉池,A段为高负荷,B段是低负荷,两段污泥分别回流,充分利用了污水管道中的微生物,为不同时期的微生物种群创造良好的生长环境。优点是抗冲击能力强;处理效果稳定,可去除氮磷。不足之处是需要两次出泥,增加了回流系统;另外A段去除较多BOD时,可能造成后面碳源不足,影响脱氮。一般用于大中规模的污水处理。
4.6 再生水回用系统
再生水即“中水”,其主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水。它可以用于一些水质要求不高的场合,如冲洗厕所、冲洗汽车、喷洒道路、绿化等。利用污水处理厂二级生物处理出水作为中水水源时,处理目的主要是去除水中残留的悬浮物,降低水的浊度和色度,应选用物理化学处理(或三级处理),工艺流程如下:二级出水调节池化学处理过滤消毒中水。除了上诉方法以外,根据国内外水处理技术的发展状况,还有一些典型的中水处理工艺流程。处理方法主要有混凝沉淀或气浮、化学氧化法二氧化氯、臭氧、次氯酸钠、氯、碘化钾)、活性炭吸附法、膜处理法等,随着水处理机理研究的不断深入,新的处理方法、新的构筑物、新的处理装置和新的工艺流程会不断出现。
(1)BAF法:也叫曝气生物滤池法,该流程集生物氧化和截留悬浮固体物于一体,能同时达到去除SS、COD、BOD和硝化、脱氮脱磷功效。优点是所需基建投资少,运行耗能低,出水水质好,不足是维护起来比较复杂。
(2)分子生物技术:随着分子生物技术的发展和活性污泥微生物基因库的建立,极大提高了污水处理效果。未来分子生物技术在城镇生活污水处理领域应用十分乐观。
(3)MBR法:即膜-生物反应器工艺,是目前被业内最看好的新兴污水处理技术之一。它有机结合了生物技术和膜分离技术,具有生化处理效率高、抗负荷冲击能力强、处理的水质稳定等特点,而且工艺占地面积小,还能够实现处理自动控制。
(4)人工湿地:通过构建人工湿地系统,在湿地植物、基质和微生物共同作用,经过多层过滤,降解污染,净化水质。具有投资少、工艺简单、能耗低、维护管理方便等优点。
5.结束语
随着城市现代化不断发展,城镇生活污水排放量逐年增长,污水成分日趋复杂,我们应根据水污染现状采取针对性处理技术和措施,提高城市用水利用率。中国城镇污水处理技术尚处于发展阶段,面对水资源短缺,水污染严重的现状,城镇污水处理技术的发展还有很长的路要走。目前来看,城镇污水回用利用再生水是解决水资源不足水和水污染严重的一个非常有效的途径。我国今后的发展中应大力推广污水回用技术,切实利用好和保护好水资源,保证我国社会经济持续发展。
参考文献:
[1]胡曦明.城市生活污水处理技术的发展趋势分析[J].民营科技,2012(1)
关键词:城市污水;工艺水平;城市环境
在城市发展与建设的过程中,经济发展速度有了进一步的提升,因此城市中生活污水量呈现出逐渐增多的趋势,但是在城市污水处理的过程中,相关处理工艺却存在一定的缺陷,要想与城市的发展水平相适应,就必须要进一步提高对城市生活污水的处理能力,这是当前工作中一个普遍存在的问题,因此本文重点对城市生活污水的处理工艺展开了进一步的讨论,先分析其影响因素,从这方面出发找出有效的解决措施,希望在今后的处理工艺上可以得到进一步的发展。
1 导致我国城市生活污水处理出现问题的因素
从当前的发展情况来看,我国城市生活污水在处理的过程中还存在很多的不足,这一直以来都是需要重点解决的问题之一,如果不能对污水进行有效的处理,那么就会对城市的发展造成十分不利的影响,所以笔者从实际情况出发,总结了几点造成城市污水处理受到阻碍的因素,希望能够对今后的生活污水处理提供一定的帮助。
首先是没有足够的环境保护意识,在城市发展的过程中,当时一味的重视经济的建设,却忽视了对环境的治理,主要采用的手段是先污染后治理的路子,事实上这种意识本身就是错误的,这一意识是在形态上的缺失,对于城市中所生活的成员会造成严重的影响,如果不具备对环境保护的积极的意识,那么就不能指导实际工作,这种意识上的缺失是造成城市生活污水无法得到有效治理的主要原因。
其次,我国在发展城市以及建设城市的过程中,其速度是十分迅速的,在快速的发展过程中,人们的生活水平得到了显著的提升,但是与此同时,也会造成城市用水量的进一步增大,在大量的用水量面前,必然就会导致水污染现象的发生,所以说,城市发展进程的加快是造成城市生活水污染量增多的直接原因。
第三,从硬件设施方面来看,城市生活污水在治理的过程中需要专业化的设备,只有硬件设备齐全了,才能顺利的对污水进行处理,与此同时,在处理城市生活污水的过程中,还应该充分的与不同地区的用水量情况相适应,这样才能建立起完善的污水处理系统。在我国当前的生活污水处理过程中,还有很多问题是需要进一步处理的,而硬件设备的落后或者说无法满足当前用水量的需要是主要的影响因素,造成污水无法得到有效的处理。
最后是在对处理技术进行更新的过程中,很多城市污水在进行处理的过程中因为相应处理技术的更新较慢,因此许多问题得到了进一步的凸显,并且有些污水处理设备在损坏以后没有在第一时间得到维修,这样就导致了对城市污水处理难度的加大,直接决定了我国在处理城市污水的过程中较为落后,其处理程度也受到了严重的影响。
2 我国城市生活污水处理方法分析
我国当前在对城市污水进行处理的过程中,必须要掌握有效的处理工艺,这样才能起到事半功倍的效果,并且随着科学技术手段的不断提升,在处理方式上也变得更加多样化,所以这在一定程度上引起了人们对污水处理的关注。具体问题需要具体分析,选择处理工艺时也是这样的,应该根据实际情况对污水进行有效的处理。在当前的处理方法中,常见的有以下几种,第一种是活性污泥处理,该方法的基本原理是活性污泥具有一定的吸附能力,所以可以对污水起到吸附性的作用。第二种方法是生物降解方法,这种方法具有较强的处理能力,尤其是在对工业污水进行处理的过程中效果显著。在处理城市生活污水时,也能凸显出其明显的效果。第三种方法是生物膜法,这种方法在应用的过程中主要是利用生物自身所具有的氧化性作用,从而对污水进行处理。从本质上来,无论是任何一种处理污水的方法都能够对污水有一定的处理效果,但是,针对于不同的污水处理环境来说,不同污水处理方法所呈现出来的污水处理效果是不同的,在具体的运用过程中,应该结合污水处理的环境来进行灵活的使用。
3 城市生活污水处理工艺优化措施
在城市污水处理工艺优化的过程中,需要结合处理的过程来进行分析,针对目前城市生活污水处理的现状,并结合不同城市污水处理的情况来进行相应的分析,以便于综合的进行评析,更好的保证我国城市生活污水处理工艺的优化和升级。
3.1 优化硬件设施
对于城市生活污水处理工艺来说,城市生活污水处理工艺的优化需要硬件设备的支持,而目前我国在城市生活污水处理的硬件措施保障上还是不是十分的全面,我国应结合不同城市对于生活污水处理的要求,研发并引进一些先进的硬件设备,为城市生活污水处理工艺的优化提供良好的硬件保障。同时,要为城市生活污水处理工作提供相应的场地支持和援助,要选择有助于城市生活污水处理的场地来进行城市污水处理。
3.2 优化技术工艺
无论任何工作,技术的支持都是十分必要的,尤其是在现代社会环境中,良好的技术支持是体现工艺性的关键,因此,对于城市污水处理工作来说,其需要创造与城市生活污水处理相适应的技术工艺,并结合不同的生活污水处理方法使其的效果达到最大化和最优化。
3.3 优化设计工艺
在不同的城市中和不同的环境中,城市生活污水处理的设计是不同的,结合不同的城市生活环境和城市的经济发展速度而言,生活污水的处理需要不同的设计工艺。因此,我国在优化城市生活污水处理工艺的过程中,要选择切合实际的处理工艺,结合生物法和化学法来制定相应的设计工艺,力求在设计环节保证整个污水处理过程的合理性和科学性。
3.4 优化回收工艺
在污水的处理过程中污水的回收再利用是一个关键性的环节,在我国城市生活污水的处理过程中,同样需要回收工艺的支持,对处理好的污水进行回收再利用,实现污水处理的可持续性,进而达到节能、节水,这是城市生活污水处理的较高要求。在回收工艺上来说,我国要借鉴国内外一些先进的回收工,并为我所用,不断的进行创新和发展。
结束语
在城市污水处理工艺完善的过程中要有所针对,结合不同的处理环节来提升城市污水处理的工艺,以不同的处理方法为基础,并进行相应的结合,更好的保证城市污水处理工艺的体现,将城市污水处理工艺与我国城市的工业化发展结合起来,更好的体现出城市污水处理问题的科学化和科技化。
参考文献
【关键词】生物生态;生活污水;处理
随农村生活水平的不断提高,农村生活中所产生的污染物质数量和种类都再不断地增加。长期以来,由于工业化程度低、人口密度较小、环境容量较为富余。我国农村环境问题并不显著。近年来,我国的城市环境逐渐优化,以此同时农村污染问题却逐渐向农村转移,这种情况在城镇化程度较高的发达地区的农村尤为突出。各种污染严重的威胁了人类的健康,给他们的生活带来了不可估量的影响。
1、国外农村污水处理现状
目前,对城市生活污水的集中式处理工艺主要有A2O、UCT、SBR、氧化沟等f1:且均能达到较好的处理效果。我国农村生活污水的特点恰恰是以分散式为主,但对分散式生活污水的研究较少,因此要处理好农村生活污水,必须加强对分散式生活污水的处理工艺研究。在欧洲和北美有20.30%的人口利用小型污水处理系统。欧美国家使用的稳定塘特别适用于小型污水处理,1983年稳定塘数目就达7000座以上,其中90%建在人口少于5000的小城镇,但基本不具备除磷脱氮功能。
日本[1]从1977年开始实行农村污水处理计划。日本采用的小型污水处理系统多为日本农村污水处理协会研制的JARUS模式,共有15种不同型号装置。我们可以把它们分为两种类型:一类采用生物膜法,污水通过塑料制成的滤层,上面附有微生物,通过生物膜后可去除污水中的BOD、SS、TP;另一类是采用浮游生物法,通过漂浮在污水中的微生物氧化作用,去除污水中的BOD、COD、SS、TN、TP。两类方法都可使污水中污染物大幅降低。但该工艺投资较大,程序复杂,且没有除磷效果,对改善水体富营养化效果不明显,不适用我国农村的现状。
2、国内农村污水处理现状
我国从上个世纪80年代开始开展生活污水分散处理技术的开发和研制工作,在农村配置了许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化污水处理装置,但目前该分散技术的使用率较低,并且存在着许多问题[3]。一方面,生物处理效率较低,尤其表现为氮磷去除率很低,氮磷污染是导致水体富营养化的主要原因。另一方面,目前实施的分散污水处理只是初步实现了分散污水的收集、处理和排放,远未实现分散处理的真正目的—再利用(Reuse),即将污水就地处理和就地回用,实现污水资源化。目前我国农村污水处理主要有以下几种措施:
(1)厌氧沼气池处理技术
在我国农村生活污水处理的实践中,最通用、节俭、能够体现环境效益与社会效益相结合的生活污水处理方式是厌氧沼气池。它将污水处理与其合理利用有机结合,实现了污水的资源化。污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气,发酵后的污水被去除了大部分有机物,从而达到了净化目的;产生的沼气可作为浴室和家用能源;厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水。在农村有大量可以成为沼气利用的原材料:农作物秸秆和人畜粪便等。研究表明:农作物秸秆通过沼气发酵可以使其能量利用效率比直接燃烧提高4-5倍;沼液、沼渣作饲料可以使其营养物质和能量的利用率增加20%:通过厌氧发酵过的粪便(沼液、沼渣),碳、磷、钾的营养成分没有损失,且转化为可直接利用的活性态养分—农田施用沼肥,可替代部分化肥。沼气池工艺简单,成本低廉(一户约需费用一千元左右),运行费用基本为零,适合于农氏家庭采用。结合农村改厨、改厕和改圈,可将猪舍污水和生活污水在沼气池中进行厌氧发酵后作为农田肥料,沼液集中净化处理后达标排放。
(2)稳定塘处理技术
在我国,尤其是在干旱地区,稳定塘是实施污水资源化利用的有效方法,近年来我国着力推广的这项技术。与传统的二级生物处理技术相比,高效藻类塘有其非常独特地一面,农村土地资源丰富,但是技术非常落后,因此这一技术有非常高的推广价值。高效藻类塘系统在处理太湖地区农村生活污水[4]的案例中,CODcr的平均去除率在70%以上,氨氮的平均去除率高达93%,磷的平均去除率为55%。跌水塔式生物滤池是处理系统中的主要构筑物,它是由一个多层呈塔状的圆形构筑物构成,设计塔筒本身可以形成拔风作用[5],从而增加塔料中氧气的传输效率。不同塔层之间的流体输送主要以跌水的形式进行,同时达到预曝气的目的[6]-[8]。塔体自上而下塔径变大,污水的处理负荷降低,形成高、中、低三个负荷区。高负荷区由于水力负荷较大,滤池不易堵塞,但处理程度低,适于对污水进行“粗”处理 [9]-[11]。中、低负荷区水力负荷降低,污水停留时间延长,有利于对污水的“精细化”处理。不同塔层装填不同塔料(沙砾和人工土)[12],不同的装填高度[13]-[14],培养多层次的生物系统。
(3)土壤渗滤技术
地下土壤渗滤法近年来越来越被重视。中科院沈阳应用生态所“八五”、“九五”期间的研究表明,在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法进行污水处理是可行的,且出水能够作为中水回用:清华大学在2000年国家科技部重大专项中,首先在农村地区推广应用地下土壤渗滤系统,并取得了良好效果[15]:对生活污水中的有机物和氮、磷等均具有较高的去除率和稳定性,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分别人于80%、90%、90%和98%。除此以外,浙江、广东、天津和江苏等地还分别在无动力、地埋式厌氧处理系统、雨污分离管网输送集中处理和生物投菌治理污水等技术方式应用方面进行了探索与尝试,也都取得了一定的进展。
目前,我国对农村生活污水处理技术的研究尚处于起步阶段。我国对农村污水的处理应“因地制宜”,尽可能的采用经济、简易、节能和有效的处理技术。其中经常使用的处理技术或方法包括高效藻类塘、生态系统塘、土地处理系统等。其中,土地处理系统中的人工湿地技术应用发展较快,且该工艺运行简单,处理效果良好,不仅能去除COD、BOD等有机物,而且还有很好的除磷脱氮效果,对防止水体的富营养化有着较大的作用。
参考文献
[1]曾令芳,吴小亮.国外污水灌溉新技术[J].节水灌溉, 2002, 3:34-35.
[2]曾令芳.简评国外农村生活污水处理新方法[J].中国农村水利水电,2001,9:30-33.
[3]梁祝,倪晋仁.农村生活污水处理技术与政策选择[J].中国地质大学学报(社会科学版),2007, 7(3):1 8-22.
论文关键词 村镇生活污水 净化沼气池 人工湿地 技术整合
论文摘要 通过对江苏省村镇生活污水处理的调研和考察,结合当前村镇的社会、经济实际情况,提出了村镇生活污水处理技术整合研究的观点。着重介绍了生活污水净化沼气池、人工湿地的处理技术及其整合处理技术的试点实施方案。
村镇生活污水处理是指对农村村庄和小镇的村民生活污水和生产废水的处理。随着我国农村生活水平的不断提高,以及农村畜禽养殖、水产养殖和农副产品加工等产业的发展,村镇的污、废水排放已严重破坏了农村的生态平衡。但目前的污废水治理仍较落后,部分镇区未建生活污水处理厂,污水和雨水一并进入合流管道,就近排入河道,使河道、湖泊受到严重污染,进行污水处理已迫在眉睫。
村镇由于其社会组织结构、经济发展状况和生活水平与生活习惯等,与城镇相比尚有较大的不同和差距,决定了村镇生活污水处理与城镇生活污水处理相比,不仅在水质、水量及建设规模上有所不同,而且在处理工艺选择、工程建设与投资、运行管理的模式等方面也有较大的区别。故不能盲目按照城镇污水处理工程建设的模式。
如何选择村镇生活污水的处理技术,关键问题是要适应目前村镇的实际情况,除能达到国家排放标准的要求;更重要的是建设投资要省,运行管理要方便,运行费用要低。
因此提出“村镇生活污水处理技术整合研究”的设想,即选择目前已经成熟可行适合村镇的污水处理技术进行有机整合,以达到村镇生活污水处理的目标。
1 生活污水净化沼气池
生活污水净化沼气池是在化粪池和沼气池的基础上发展起来的,解决了化粪池处理效果差、沉积污泥多、沼气池沼气回收率低的弊端。江苏省在如皋、靖江等地试点、推广生活污水净化沼气池获得了一定成效。为了加快推广步伐,2004年编制了新的《生活污水净化沼气池》图集(苏S 03—2004)。
1.1 池型布置
生活污水净化沼气池的工艺流程为:生活污水前置处理区Ⅰ前置处理区Ⅱ后处理区排出。其布置见图1。
前置处理区分为Ⅱ级,设计成两座密闭的圆柱形沼气池,在该区生活污水进行厌氧分解、泥水分离;污泥沉积于池底进行腐化分解。为了加强厌氧接触效果,在前处理Ⅱ区池内挂硬性填料。沼气池的有效容积为污水通过停留容积和污泥部分沉积容积之和,污水容积按停留时间48~72 h计算,污泥沉积容积按污泥清掏周期360 d计算。
后处理区为生物滤池,设计成矩形折流式生物滤池,分成4格,每格水头差20 cm,污水从下向上串联折流通过滤床,污水通过滤膜上好氧、兼性微生物的分解代谢和合成代谢进一步降解污染物质。池中滤料选用石灰石碎石,厚度为400~500 mm。第一、二格为粗滤料,粒径5~40 mm;第三格为中滤料,粒径5~20 mm;第四格为细滤料,粒径5~15mm。每格碎石后处理区的有效容积可按(0.4~0.5)沼气池有效容积计算。净化沼气池前设格栅,以阻拦污水中较大的漂浮物。沼气池为密闭池,池顶设活动盖板和蓄水圈、盖板两道顶盖,活动盖板上有沼气导管,可将沼气用塑料软管引出。在出水管上端部位布置DN150 PVCU进气管(进口设防护罩),使池内水面与大气相通,保证好氧和兼性微生物的降解效果。
1.2 处理效果
如皋、靖江、淮安环境监测站对净化沼气池的检测结果见表1~表3。
表1~表3的数据表明,生活污水净化沼气池出水应属基本或接近达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的二级排放标准要求。
2 人工湿地
2.1 特点
人工湿地有自由水面型(FWS)和潜流型(SFS)两类。由于潜流型人工湿地处理效果好、受气温影响相对较少、卫生条件好等原因而采用较多。潜流型人工湿地根据污水的流动方向又分成水平流和垂直流两种。前者对BOD5、CODCr、SS、重金属等污染物处理效果好,后者脱氮、除磷效果较好。人工湿地处理系统投资低,处理效果好,管理和维护简单,基本不用能源消耗,运行费用仅为常规处理的1/10,抗冲击性能强,适合广大农村地区、小城镇地区的污水处理。
2.2 构造
潜流式人工湿地构造由进水区、处理区、出水区三部分组成,并且底部应做好防渗层。垂直流人工湿地构造示意见图2。
处理区为人工湿地工作区,为保证流程的长度和水流均匀,一般设计成上向流分格串联运行。每格中的基质采用砾石或卵石,颗粒由下而上递减,基质厚度取60~80 cm。底层厚20 cm,粒径40~60mm,为粗碎石层;中层厚30 cm,粒径20~40 mm,为中碎石层;上层厚15 cm,粒径10~30 mm,为细碎石层。
进水区与集水区的布置应尽量保证布水和集水均匀,避免在池内形成死水区和短流。人工湿地的防渗层很重要,应保证污水处理过程中污水不向外渗漏,防止污水对地下水的污染和影响周围环境卫生。一般湿地应选在厚土层地区,厚土层上再设防渗层,防渗层可用粘土、膨胀土、沥青和油毡铺设,现在也有做高密度聚乙烯树脂塑料膜铺垫。
人工湿地的植物品种对人工湿地的处理效果影响很大,所以湿地设计时应注意床内植物的选择和栽培。植物选择通常选择根系发达,根茎粗壮的植物;光合作用好、输氧机能强的植物;当然也应考虑到植物的经济价值和观赏性。
3 村镇生活污水处理技术整合方案与实践
3.1 技术整合方案
通过对村镇污水处理技术的调研和分析,认为目前生活污水净化沼气池是一种比较适用的处理技术。它具备处理效果较好,可分散性建设,运行和维护简单,管理工作量少,运行费用低等特点。但也存在运行、维护管理问题和技术的“保安”措施问题。生活污水处理就其工作性质来说应属社会公共、公益事业,在污水处理工作推向市场的同时,国家财政仍给予一定的政策和优惠,包括投资补贴。但村镇污水处理还是需要一定的运行、管理工作和必要的投资与运行费用。要想真正解决村镇生活污水处理问题,应从管理体制上尽快出台相应的措施,建立一种新的农村污水处理管理机制,包括监督检测、建设、日常管理。而且这一管理机制也必须是社会公益性的,和城市的机制一致,必要的费用开始有政府拨款,随着村镇经济发展,生活水平提高,再逐步推向市场。只有如此,才能保证村镇污水处理建得成,管理得好,真正发挥社会效益和环境效益。关于生活污水净化沼气池的技术“保安”措施是鉴于以下几方面的原因。首先目前村镇污水处理的运行管理不到位,这就只能从加强技术的安全保证度来补救。另一方面生活污水净化沼气池处理效果的安全保证度不高。从检测数据分析,达标的富余量不多,很多是勉强达标、接近达标或是有的项目达标;其次是系统资料很少;其三是净化沼气池的后处理区生物滤池的好氧、兼性微生物的分解、合成代谢功能,有必要进一步改善和提高。
就此,对村镇污水处理技术整合提出了如下方案:①生活污水净化沼气池污水灌溉;②生活污水净化沼气池氧化塘;③生活污水净化沼气池微动力接触氧化池;④生活污水净化沼气池人工湿地。
其中方案一和方案二,只要有合适的应用场合,可以直接选用。
方案三将埋设于地下的生物滤池改为微动力接触氧化池,后处理区处理效果将有大的提高,污水经沉淀后排放应该说是“安全”的。但要增加动力设备和能耗,只要条件许可,可以选用。
方案四将埋设于地下的生物滤池改为敞开的人工湿地,有较好的处理效果,且不必增加动力能耗,是优选的推荐方案。
3.2 推荐方案的实施
关键词生活污水;处理系统;PLC;功能
1系统概述
PLC系统是以工业级的以太网络为基础的,其控制方式是采用先分散后集中的方式,整个系统的S7-300可编程控制器出自SIEMENS公司,该系统的主站通过远程子站ET-200和PROFIBUS连接起来。PLC系统的一级系统是有一台工程师站与两台中央监控计算机组成,该系统全部设在中央控制室。PLC系统的二级系统是由现场PLC控制子站组成,共有六个这样的控制子站。PLC系统通过三级控制方式(PLC自动控制、就地手动控制以及远程手动控制)来实现全场的主要电气设备控制。三种方式中就地手动控制方式优先级最高,是控制权最高的控制方式,该控制方式中控制箱上设有自动以及手动的转换开关。当控制箱上的转换开关转到手动位置的时候,系统就只能通过人工在机旁手动来实现控制;自动控制方式需要提前编制好程序,运行将控制箱上的转换开关设置在自动档的位置,系统就按照预先编好的程序实现自动控制。由于控制方式的相互切换,所以现场的操作人员可以根据实际需要或具体情况进行选择,采用恰当的控制方式实现控制。
2生活污水处理工艺流程
生活污水处理工艺已形成流水线式的生产过程,主要有分流排水渠、粗格栅、提升泵房、细格栅、涡流沉沙池、隔油沉淀池、MSBR池1、MSBR池2、污泥脱水间、滤池、清水池、回用水泵房、紫外消毒、贮水池等。不同的地区可采用不同的污水处理方式,根据这个地区的具体情况可采用相应的污水处理方式。例如娄江污水处理厂根据当地的进水和出水的水质特点,采用UNITANK工艺。污水处理厂交替式生物反应池一共有四组,并且都有三个矩形的反应池,这三个矩形反应池中的池水相互连接、互相沟通。而且每一个反应池里都配备了供氧的设施,采用表面曝气的方式。污泥排放口和出水堰设在外边两侧的边池上,排放口固定,这样设在侧边的池子既可以作曝气池用,也可以充当沉淀池,而中间的池子就只可以当做曝气池。进水闸门可以控制进入哪个池子及时序,污水进入这样的污水处理系统后,通过控制闸门来实现需求。污水进入处理系统后,一个边池作沉淀池使用,另外两个池子处于曝气的阶段。如果污水从左侧的池子进去,那么这个矩形反应池就用为曝气池,中间的池子与左侧曝气池想通也用作曝气池,那么右侧的池子用作沉淀。经过处理后的水流经固定堰排除后,从左流向右方,然后关闭控制左测矩形池的进水闸,打开中间矩形池的闸门。这个时候,左边的矩形池不再曝气,污水从中间流到右边的反应池内。接着将中间的闸门关闭,右侧池进水,左侧池就成为沉淀池,沉淀后的水左右流通切换几个周期,最终达到污水处理的目标。
3PLC各子站的功能
PLC系统的各个子站都有不同的功能,各子站按照现场布置来做划分。整个系统分为1号PLC控制站、2号PLC控制站、3号PLC控制站、4号PLC控制站、5号和6号PLC控制站。1号PLC控制站主要负责监控细格栅、粗格栅、提升泵房、隔油沉淀池及涡流沉沙池设备的运行状态。当粗格栅满足预设的时间周期,或者是满足栅门前后水位差预设值的时候,则固液分离机就会启动,这种分离机是回转式的,也就是说依次开启皮带机、格栅除污耙,此步骤一般默认为两次,当然也可以由程序来定。除此之外,1号PLC控制站还监控着分离机当前的控制方式、运行的信号收发以及综合故障。细格栅也是通过栅门前后的水位差实现控制,当水位差到15cm的时候,细格栅会自动启动3至8分钟,螺旋压榨机同时间运行。若细格栅停止,压榨机会维持2到4分钟的运行状态。检测到的旋流只有砂机是连续运转的,而排水泵是间歇工作的,当排砂泵停止运转后,砂水分离器保持3至5分钟的运行状态。2号PLC子站中污水池里的电动碟阀和潜污泵相联系,先开启潜污泵,电动碟阀不打开,等潜污泵工作就绪后,再打开电动碟阀。启动潜污泵需要满足污水池中水位差超过-4m,若低于-5.1的话关闭潜污泵,将最高液位设置成-1.7m。2号PLC控制站除了可以检测池内的液位,还可以检测到提升泵现在所使用的控制方式、运行状态以及各种故障。若集水池中的液位高达-3.8m,滤池潜污泵就会打开;若低于-4.4m,潜污泵会立即停止工作。清水池的液位低于最低水位的时候,回用泵中的水泵全部停止运行;而超过最高水位的时候就会开启各个工作泵。回用泵中的四台水泵设四个不同的液位线,可以避免只使用其中一台泵。这里不仅可以检测到清水池中的液位,也可以检测到清水池中回用泵的控制方式、运行状态以及各种故障。3号控制站分布在脱水间。污泥池内的潜污泵可以根据液位自动开启或关闭。4号PLC子站分布在滤池间,一共有八座滤池来控制过滤单元。每一座滤池都有一台出水电动阀、一台进水电动阀、一台反洗进气电动阀、一台反洗进水电动阀以及一台反洗排水电动阀。滤池运行时,进、出水电动阀打开,其它三台电动阀则关闭。5号子站和6号控制站是两个集约化的生物处理系统,各自有一套控制系统并各成体系,分别是5号和6号分控站。该系统的控制室被建设在池的顶上,不仅能够完成两个系统的功能,还能够自动接受中控计算机的指令,不需要到现场去进行人工操作。在控制部分,MSBR池的周期可以分为不同的时段,半周期时间设置成一个半小时或者两个小时。在回流泵里可以通过变频来调节回流量及比例,也可以实现对溶解氧的控制。
4结论
随着经济的发展,污水处理系统不断完善。PLC在生活污水的处理方面起到了至关重要的作用。自动化的监控系统对待复杂的工艺和功能分散的生活污水处理系统时,采用先分散后集中的控制方式,不仅能够集中管理污水处理过程中的各种信息,而且也可以实现分散控制。这样不仅能够使得整个系统的更加优化,也能及时监测到各个子控制站出现的故障,也提高了生活污水处理系统的可靠性。
参考文献
[1]OMRONCS1系列可编程控制器编程手册[Z].
[2]冯生华.城市中小型污水处理厂的建设与管理[M].化学工业出版社.
[3]李日清,宏.PLC在生活污水处理系统中的应用[J].科技论坛,2009,19.
关键词:城镇生活污水;现状;处理技术
市场经济的快速发展,使我国工业水平有了全面提高,当经济发展到一定程度后,人们开始意识到环境污染的现实问题,可以说,上世纪末人们就已经充分重视工业污染的问题,通过多年的整治,环境有了良好的改善,但是,对城市分散的生活污水治理还没有充分重视起来,部分生活污水影响了人们生存环境健康,只有全面做好生活污水的处理,制定合理科学的针对性措施,通过污水过滤达到二次使用目的,才能有效解决城市污水问题,为人们提供良好生活环境,从而达到促进城市生态向健康方向发展。
1 城镇生活污水及其处理难点
城镇生活污水是城市中常见的问题,也是城市发展过程中的主要矛盾,生活污水主要是人类维持日常生活而排放的污水,这些污水主要产生于厨房、洗浴、化粪池和洗涤等生活活动。要想根治这些污水是有一定难度的,通过调查发现,城镇生活污水处理难点主要表现如下。
1.1 处理资金技术投入不足
一些城市在发展过程中,由于设计不合理,规划不得当,导致城市可持续发展能力受限,城市把主要资金用于形象建设,而对隐性工程则不重视,城市经济有限,存在资金投入不足的问题,污水处理过程中,没有建设配套的污水处理厂和相应收集管网,在污水处理中,日常运行费用较高。对一些中小城市而言,经济发展水平相对偏低,污水处理管理和维护工作投入不多。
1.2 技术不先进
一些地方社会经济发展水平不高,没能引进先进的污水处理技术,专业技术人员引进不足,导致污水治理不当。城市生活污水成分日益复杂,污染过重,特别是污染负荷随昼夜、季节发生显著变化,而这些变化,都没有合适的工艺做支撑,没有好的正确的解决对策,处理方法单一,工艺落后。
1.3 先进工艺无法落实
科技越来越发达,对污水处理的创新性方法也不断增多,特别是社会经济发展导致的污水水质结构发生变化,通过传统处理工艺不能完成任务,就需要通过实验室解决,测试实际效果,但城市实验室建设不足,导致一些复杂水质不能得到良好处理,影响了当地生态与自然环境。
2 城镇污水处理设施技术选择
2.1 确定污水处理规模
城市发展与人口密度相关联,在进行污水处理时,一定要全面考虑到城市人口规模,要想做好污水处理工作,就需要对城镇人口、社会经济水平、排水体制、工业废水量、规划年限、进水水质、出水水质、污水排放、再生利用、污泥利用等因素进行调研,对实际情况有所了解,这样才能掌握城市污水量,合理确定处理方式与规模方法。
2.2 污水处理工艺选择原则
城镇污水处理有许多工艺,这就需要根据城市发展状况合理做出选择,工艺确定受到环境质量、来水水质、利用技术等影响,特别是城镇经济状况和管理更是对工艺选择有着巨大的影响,一般情况下,城市已经有了成熟的运行工艺。污水处理厂利用三级处理的方式,形成了一级处理、二级处理和深度处理。城市污水处理一定要做好工艺选择,当前二级生物处理工艺普遍采用。
2.3 考虑污水管网
新建处理厂必须要利用先进技术,做好管网设计,满足污水处理需求,对那些已建成的污水处理厂,一定要投入资金与技术,做好管网完善改造工作,以此推进污水管网与污水处理厂配套的问题,提升污水处理能力,确保污水处理厂负荷,使污水处理厂效益得到提高的同时,保护环境发展。
2.4 加大再生水利用功能
污水处理不单纯是把污水处理掉,主要是通过二次回收形成可利用模式,特别是对那些缺水严重的地区,一定要通过水质的过滤达到再利用目标,使处理后的污水再生,并利用到工业、市政、景观等方面。可以通过分散与集中方式,在污水处理厂基础上,建立起再生水处理站,通过加压泵站作用,使污水得到再生利用。
3 常用城镇生活污水处理对策
城市要根据自身条件和当地环境,合理选择技术工艺,满足污水处理条件。
3.1 活性污泥法
活性污泥法较为常用,主要是利用人工充氧,对污水中存在的各类微生物群体做分解,通过连续混合培养,制造出大量的活性污泥,全面分解有机污染物。工艺步骤主要是进水、格栅、初沉池、曝气池、二沉池、出水。此工艺具备较多的优势,一是出水效果非常科学,二是BOD去除率高达九成以上,三是整体工艺操作简单,运行比较可靠。
3.2 氧化沟法
通过把污水聚集到氧化沟中,与活性污泥直接进行接触,完成生化反应,达到使污水净化的目的。氧化沟法工艺步骤是格栅、氧化沟、二沉池、消毒池、出水。其具备一定的优势,一是工艺设计不复杂,省掉一些中间环节,二是管理起来难度小;三是处理效果良好。
3.3 SBR法
SBR反应池能够有效做好进水排水调节,使污水反应、沉淀更加快速,周期较短。工艺步骤是进水、混合、曝气、沉淀、排水。本法优势一是污水整体处理效果良好有效去掉水中的氮和磷杂质;二是不会出现污泥膨胀的现象;三是整体抗冲击力较强,占地面积不大。
3.4 生物接触氧化法
主要是利用生物反应作用达到处理目的,通常情况下,池内充填一部分填料,污水设定流速流经填料,使填料生物膜和污水发酵接触,微生物会出现新陈代谢,这样就能充分去除有机污染物,形成水质净化的目标。工艺步骤是进水、调节池、接触氧化池、二沉池、出水。主要优势一是池内充氧条件良好,整体容积负荷较高;二是填料不出现经常性的堵塞问题;三是省略了污泥回流作业避免出现膨胀;四是整体运行简便,操作简单;五是节能效果突出稳定。
3.5 AB法
A段是高负荷,B段是低负荷,形成分别回流的目的,合理利用微生物对生物种群创造环境。工艺步骤是进水、格栅、沉沙池、A段曝气池、中沉池、B段曝气池、二沉池、出水。优势主要表现一是整体抗冲击能力非常强;二是操作简单,效果良好,能够有效去除污水中的氮磷杂质。
3.6 再生水回用
再生水就是人们常说的中水,通过技术处理,达到使用目的当前,一些新处理方法不断涌现,充分保证了再生水的品质。主要方法一是曝气生物滤池法,主要通过生物氧化和截留固体物,处理好污水中的氮磷;二是分子生物技术,这种方法是未来发展的方向;三是MBR法,全面综合了生物技术和膜分离技术能够做到自动化控制;四是人工湿地,通过植物、基质和微生物协调作用,降解污染净化环境。
4 结束语
只有根据水污染现状特点,采取针对性处理技术和措施,才能进一步提高城市用水率,维护社会发展,推动城市建设。
参考文献
小区污水不同于城市污水(常包括部分工业废水),属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为:水质水量变化较大,污染物浓度偏低,即比城市污水低,污水可生化性良好,处理难度小。
小区污水的处理工艺依据小区污水排入水体的功能不同而异,常用处理方法有:化粪池、一级处理(初次沉淀池)、生物二级处理及二级处理后再经消毒回用等。由于小区污水处理水量较小,管理水平不高,所以,在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺,以防止因污泥处理不善造成二次污染。
1.小区污水处理工艺原理
生活污水处理的目标是有机污染物的去除,因此生活污水的处理设计主要围绕降解去除有机污染物和隔油处理展开。目前生活污水的处理方法很多,不同的处理工艺均有一定的针对性、独特性,现对目前常用的适于小规模的污水生物处理工艺进行比较分析和选择。
1.1接触氧化法
生物接触氧化法也称淹没式生物滤池,其主要特点是在反应器内设置填料作为微生物的载体,使反应器内保持一个相对高的保持量,进而可提高处理效率。其反应原理为反应器内附着填料生长的生物膜的吸附、氧化等作用,将污水中有机污染物逐步氧化成二氧化碳、水和细胞物质,污水得到净化。同时控制氧化池内溶氧水平,保证污水中氨态氮由硝化细菌转化成为硝态氮。生物接触氧化法由于反应器内微生物量大,能耐受较大的水质冲击,且污泥龄长,污泥产量低。
废水均匀地淋洒在介质表层上,在充分供氧的条件下,接种的或废水中原有的微生物就在介质表面增殖。这些微生物吸附废水中的有机物并对其进行降解,逐渐在介质表面形成粘液状的膜,即生物膜。生物膜呈蓬松的絮状结构,微孔多,表面积大,具有很强的吸附能力,在其表面有一层很薄的水层,称之为附着水层。生物膜微生物以水层内的有机物为营养料,将一部分物质转化为细胞物质,另一部分物质转化为排泄物。附着于水层内的有机物被氧化后,其浓度下降由于浓度差的作用,有机物会从废水中转移到附着水层中去。如此循环往复,使废水中的有机物不断减少,从而得到净化随着微生物的生长繁殖,生物膜变厚,当它的厚度达到一定程度就会脱落,被新的生物膜取代,生物膜得到更新。
1.2 SBR处理工艺
SBR及CASS均为活性污泥法。SBR法是一种利用微生物在反应器中按照一定的时间顺序间歇式操作污水处理技术。这种技术集曝气、沉淀于一池,而需要设置二沉池及污泥回流设备,也无需初沉池。在该系统中,反应池在一定时间间隔内充满污水,以间歇处理方式运行处理后混合液沉淀一段时间后,从池中排除上清液,沉淀的生物污泥则留于池内,这样依次反复运行,则构成了序批式处理工艺。典型的SBR系统分为:进水、反应、沉淀、排水与闲置5个阶段。废水经过一段时间的曝气后,水中会产生一种褐色絮凝体,这就是活性污泥,它以大量的活性微生物为主体。活性污泥结构疏松,表面积很大,对有机污染物有强烈的吸附凝聚和氧化分解能力。活性污泥去除水中有机物主要经历吸附、氧化、絮凝体形成与凝聚沉降三个阶段。
SBR的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体。典型SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成,即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段。从第一次进水到第二次进水称为一个工作周期。
从目前的污水好氧生物处理的研究、应用及发展趋势来看,SBR称得上简易、快速、低耗的污水处理工艺。与连续式活性污泥法比较,SBR 法具有以下特点:SBR装置结构简单,运转灵活,操作管理方便;投资省,运行费用低。Ketchum等人的统计结果表明:采用SBR法处理小城镇污水,要比用普通活性污泥法节省基建投资30%;可抑制丝状菌生长繁殖,不易发生污泥膨胀,污泥指数SVI较低,有利于活性污泥的沉淀和浓缩;SBR处于好氧/厌氧的交替运行过程中,能够在去除碳物质的同时实现脱氮除磷;SBR处理工艺系统布置紧凑、节省占地;运行稳定性好,能承受较大的水质水量冲击;各项运行控制参数都能通过计算机加以控制,易于实现系统优化运行。
1.3 CASS处理工艺
CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。该工艺是在序批式活性污泥法(SBR)的基础上,反应池沿长度方向设计为两部分,前部为生物选择区也称预反应区,后部为主反应区,在主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置,曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。
1.4 A/O法(缺氧/好氧)工艺该工艺是在普通的活性污泥法基础上研究开发的,其好氧池是与普通曝气池相似的推流池,在好氧池内可完成对含碳有机物的氧化、含氮有机物的硝化和聚磷菌对磷的大量吸收;其缺氧池容积较小,但由于它与好氧池的结合使用,所以使处理系统具有一定的除磷作用和抗冲击负荷能力等优点。
2.小区生活污水的回用技术
近年来,通过对国外成熟技术的借鉴和国内的研究实践,小区回用技术得到了很快的发展。生活污水深度处理的目的是进一步去除污水中的悬浮物(SS) 、有机物、氮磷等营养盐以及可溶的无机盐等。根据污水回用用途和地理条件的不同,处理工艺与流程也有着很大的区别。随着小区生活污水处理技术的发展,二级处理及深度处理的差异不再像以往明显,诸如生物膜技术、生物活性炭技术、BAF 工艺等作为二级强化处理,一般二级生化处理出水经过混凝沉淀和过滤等深度处理,消毒后就可以达到回用要求。随着回用要求的提高,对于生物活性炭技术、膜生物反应器、膜技术等深度处理技术也正逐步为人们所重视。
2.1生物活性炭技术
生物活性炭是一种去除微量有机物的有效方法,其实质是生物降解与炭的物理吸附两者的协调作用。王占生等以生物活性炭理论为基础,选用廉价的多孔性物质或惰性物质(比如陶粒或炉渣等)来代替活性炭的一种新型工艺――颗粒填料生物接触氧化法,在城市污水深度处理中已经得到了成功的应用。应用生物活性炭工艺处理小区生活污水二级出水,可以使最终出水COD 降至30 mg/ L左右,BOD、SS、色度等也可达到回用要求。与传统的混凝、澄清、过滤工艺相比,该工艺工程投资略高,但运行费用较低。
2.2膜技术
膜技术主要是指纳滤、超滤、渗透以及反渗透等膜分离技术。小区生活污水经二级处理出水, 经反渗透(RO) 等膜技术深度处理,其出水可作为工业用水或生活用水。不过,由于膜技术的成本很高,且运行管理比较麻烦,目前在国内的应用不是很广。
2.3膜生物反应器(MBR)
MBR作为一种新型的污水处理和水回用技术,在小区生活污水回用方面具有很好的应用前景。MBR 集生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离作用于一体,具有出水水质好、处理负荷高、装置占地面积小、产泥量少、易于实现自动控制等优点。其出水经消毒后可直接回用,甚至可回用于饮用水水源。MBR 在发达国家的污水回用工业中已经得到了很好的应用,但是膜本身成本高,操作系统复杂以及运行成本较高,阻碍了其在小区生活污水回用处理中的应用。
关键词:生活污水处理;实用技术;措施
近年来,随着我国经济的飞速发展,日趋严重的水污染问题已经成为人类健康、社会经济可持续发展的重大障碍,水污染治理已到了亟待解决的程度。要解决水污染,必须认真解决好城镇生活污水的治理问题。笔者根据多年的水处理工作经验,认为处理生活污水比较实用的技术和措施主要有以下几种:
1、活性污泥处理技术
活性污泥法是一种生物处理流程,它靠氧化和分解有机物初步净化污水,然后依靠其强大的凝聚力和沉降性能快速彻底地使活性污泥从混合液中分离出来,从而得到澄清的出水。该法应用极为广泛,不仅处理能力高而且出水水质好。但是这种污水处理法往往因为能耗大,管理复杂以及基建和运行费用高,而且设备不能满足高效低耗的要求,在处理过程中容易出现污泥膨胀的现象,所以在满足环境效益和社会效益的需要方面有所欠缺,因此在建设过程中和实际运行中都受到某种程度的限制。
2、生物接触氧化技术
生物接触氧化,是一种介于活性污泥法和生物膜法的污水生物处理技术,兼备两者的优点。其主要构筑物为生物接触氧化池,池内充填填料。已经充氧的污水以一定的流速流经被其浸没的填料,在填料上形成生物膜。污水与生物膜广泛接触,在生物膜上微生物的作用下,有机污染物得到去除,污水得到净化。由于池内具备适于微生物栖息增殖的良好环境条件,因此,生物膜上生物相丰富、食物链长、微生物浓度高、活性强,不产生污泥膨胀,污泥生成量少,且易于沉淀。生物接触氧化法具有多种净化功能,除有效地去除有机物外,如运行得当,还能够脱氧和除磷。生物接触氧化法的关键部位是填料。传统的蜂窝状塑料管较易堵塞,现在常采用吊挂式软性填料和悬浮或半悬浮球形填料,能有效地防止堵塞,且面积较大,处理效果好。
3、“复合水解-生物滤池”处理技术
该工艺由清华大学提出,其基建投资省,运行成本较低,出水水质可满足排放要求,尤其适合于目前国情的小城镇污水处理。本处理技术适用于小城镇的废水处理并具有以下特点:建设费用和运行费用低,易于管理,维护简便,与小城镇社会经济发展水平相适应;处理技术与工艺能综合吸收最新技术,体现高科技的成果,同时保持低费用、有效、经济适用;符合《城市污水处理及污染防治技术政策》,处理后出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的标准,并可根据实际情况进行工艺调整,进行污水回用。该技术与其他工艺相比较,其基建投资、运行费用都相对较低,适用于我国现阶段部分地区的中小城镇,对于采用BOT模式建设的污水处理厂尤为适宜。
4、好氧生物处理系统
好氧生物处理系统是新农村污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理工艺众多,各有优缺点,选择时要根据实际情况仔细论证和比选,注重经济适用。生物处理法就是通过风机等设备给污水输氧,培养生物菌种和微生物,通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质,少部分合成为细胞物质,促使微生物增长,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以净化排放。如SBR法,集曝气、沉淀、排水功能于一体,不断地转换,省去了传统的污泥回流设备,大大降低了建设费用;A20法具有脱氮、除磷功能,还有如生物转盘处理工艺、膜生物反应器处理工艺等。生物处理法和自然处理系统比较,占地面积小,抗气候等外界影响的能力强,建设的地点选择范围大,处理稳定,处理效率高。
5、生物膜技术
在污水生物处理中,生物膜技术一直占据主导地位。生物膜技术主要是通过污水接触生物膜后,微生物在介质表面附着形成生物膜,有机污染物被微生物溶解并吸附转化,污水得到净化,所需氧化一般直接来自大气。该技术具有效果好、资金少、费用低等特点,其主要是采取微生物菌种的培养,制成有效的制剂,将这种制剂投入到污水中就会出现生物膜,以对水质实施净化处理。目前生物膜法因其具有耐冲击负荷性能好,在污水处理中具有强的竞争力,而且这种处理法的产泥量低因而占地面积也不大,便于运行管理,污水处理效率高等,这些优点使得它被越来越广泛的应用。
6、接触氧化技术
接触氧化技术是城市生活污水预处理方法之中极具发展潜力的方法之一,而且目前这种方法已经得到了很广泛的应用,尤其是在水的深度处理方面具有极好的应用前景,另外对难生物降解的有机废水的处理也有一定的优势。目前常用的氧化法主要有催化氧化法、化学氧化法、湿式氧化法、光催化氧化法等。采用多点进水创造厌氧好氧环境,同时补充碳源,可有效提高对氮素、磷素的去除效果;间歇性曝气营造缺氧环境,同时降低能耗,可有效降低运行曝气所需动力的费用。
7、人工湿地处理系统
有条件的村庄,应充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地和沼泽地等,建设人工湿地处理系统。污水湿地处理系统分自然和人工湿地处理系统,自然湿地就是自然的沼泽地,人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理,使污水处理达到工程化、实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、生长有象芦苇、香蒲等沼泽生植物的土地上,利用植物根系的吸收和微生物的作用,并经过多层过滤,来达到降解污染、净化水质的目的,它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系,以及介质所具有的物理、化学特性,将污水净化的天然与人工处理相结合的复合工艺。湿地处理系统工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低、对进水负荷的适应性强,能耐受冲击负荷,净化出水水质良好、稳定。
8、稳定塘技术
采用塘内种植植物的方式,可有效减少臭味对周边环境的影响。提高污染物去除效果的措施有一下两种:第一种,化粪池+植物自然塘,其工艺特点:清洁,无恶臭,不滋生蚊蝇;可利用废弃的沟洼池塘、河道,选址简单;无运行动力费用,维护简单,维护费用低;第二种,化粪池+曝气氧化糖,其工艺特点:便于因地制宜,基建投资少;运行维护方便,动力能耗较低;与一般稳定塘相比体积小,占地省,HRT短;无臭味,耐冲击负荷较强。
随着人们生活水平的提高,对出水水质的要求也有了提高,单一工艺难以满足需要,组合式污水处理技术得以发展。从降低能耗、回收生物能方面来看,厌氧生物处理有着广阔的前景。污水中的有机物质,其本身都具有一定的潜在能量。厌氧处理时,一方面,勿需嚗气充氧,可降低能耗;另一方面,其生成物为沼气,可回收利用,供住户采暖和供热,形成一个生态平衡系统,是比较理想的发展方向。■
参考文献
[1]何新生;耿颖;徐洪斌;孙震宇;我国农村生活污水处理技术评析[J];广东农业科学;2010年10期
[2]胡恒祥;吕伟娅;梁磊;王晓玲;农村地区生活污水处理技术研究[J];安徽农业科学;2010年31期
为了更好地推动资源价格改革,为改革提供决策依据,按照国家发展改革委第42号令《政府制定价格成本监审办法》和《*省物价局关于印发〈政府制定价格成本监审目录〉的通知》(粤价〔*〕66号)要求,我局决定对全省地级以上市污水处理企业开展2006年城市污水处理成本调查。现就有关事项通知如下:
调查对象
各市、县(区)建制镇已投产并运行一年以上的城市生活污水处理企业。
二、调查的主要内容
(一)基本情况,包括:污水处理工艺、等级、设计年污水处理量、实际年污水处理量;职工人数、职工工资总额等情况。
(二)城市污水处理企业财务情况,包括:资产负债情况、利润情况、其他财务指标。
(三)城市污水处理企业运行成本情况,包括污水处理人工成本、管网及泵站运行成本、期间费用。
三、调查工作的要求
调查工作由省价格成本调查队负责组织并设置和解释相关指标。各地级以上市成本调查机构负责按照省队统一部署,开展污水处理企业的成本调查、数据审核和上报工作。省价格成本调查队负责对全省污水处理企业的成本数据进行抽查审核、汇总,并核算全省污水处理行业平均成本。抽查名单附后。各地级以上市所辖县(市)、区的污水处理企业由各市视实际情况确定自行调查或委托各县(市)区物价局进行调查。
各级价格部门在调查过程中,要认真核对会计报表、账册,并在全面细致地核对有关企业成本数据的基础上,对城市污水处理成本的真实性、合理性进行审核。企业会计、统计数据的调整情况及原因,应作出详细说明。
四、资料上报时间要求
请各地级以上市物价局(价格成本调查队)于*年7月15日前将审核后辖区内的所有城市污水处理成本调查表(包括企业自报情况和审核后的情况)及调查分析报告(包括企业基本情况介绍),分别以正式文件和电子邮件方式报送省价格成本调查队。
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关键词:农村生活污水;土壤沟槽;COD污染物
中图分类号:X703.1
文献标识码:A文章编号:16749944(2017)12006104
1农村生活污水处理的常用技术
随着经济的发展和社会的进步,农村生活中厨房、洗涤、洗浴等产生的污水排放总量和污染物含量呈明显增加趋势[1,2]。农村生活污水中含有机物质、氮、磷营养物质、悬浮物等污染成分[3]。若不予处理直接排放至河流、湖泊,将严重污染受纳水体及周边生态环境,对整个农村及周边溪流、水库等地表水环境产生严重污染[2,3]。因此,迫切需要对农村生活污水进行处理,但由于农村地区技术经济基础薄弱,缺少资金和专业的管理操作人员[3],因此,运行成本、投资成本以及运行维护管理成为污水处理工艺选择时的重点[1,3,4]。
目前,农村生活污水处理技术主要分为自然生态处理工艺和污水一体化处理装置两大类[4]。自然生态处理工艺包括稳定塘、人工湿地、土壤沟槽系统等,技术比较成熟,投资及运行成本较低;污水一体化处理装置的工艺包括A/O、A2O、MBR、接触氧化池、生物滤池等在城镇污水处理领域应用广泛,技术相对成熟,自控性较高,处理效果好,但投资及运行成本较高,运行和维护管理较复杂。由表1可知,土壤沟槽处理技术具有处理效果好,出水水质稳定,耐冲击负荷,投资水平低,运行成本低,无需运行管理和维护保养,无二次污染,可美化景观等优点。因此,该技术成为农村污水处理的研究热点。
2土壤沟槽处理技术原理
土壤沟槽处理技术是一种基于自然生态原理的人工强化污水处理技术。土壤沟槽系统内装载有砂、土壤等构成的介质处理层,利用处理层的毛细渗透作用,使污水向四周扩散,通过物理过滤、物理吸附与沉积、污水中的污染组分与复合材料中有关组分的理化反应、微生物对有机物的降解作用以及植物对有关组分的利用等过程,使污水得到净化。
2.1污染物的去除机理
2.1.1COD的去除机理
污水中的COD污染物,通过物理过滤、物理吸附与沉积、化学吸附与反应从污水中转移到土壤沟槽系统中,之后主要通过好氧微生物、厌氧微生物的作用下,转化为简单的无机盐、水和CO2,实现矿化,得以去除。
2.1.2氮的去除机理
土壤渗滤系统对氮的去除主要是通过微生物的氨化、硝化与反硝化作用实现的。土壤中的硝化作用主要发生在系统的表层,约150 mm,实现了氨氮的去除。总氮的去除主要集中在上层、中层。在系统底层300 mm范围内总氮含量基本维持不变[12]。氮的去除过程中,氧气存在与否成为除氮的关键。为此,要保证系统形成好氧与缺氧调节,系统中处理层的厚度不超过1 m;可在土壤沟槽系统进水前端增加了复氧环节,也可采用间歇运行方式,强化复氧,提高系统的硝化能力,提高氮的去除效率。
2.1.3磷的去除机理
除磷的方法主要有化学除磷和生物除磷两种方式。土壤沟槽系统中磷的去除主要是通过化学除磷实现的。化学除磷的去除效果主要取决于土壤的化学成分,土壤中的一些金属以及非金属的离子有利于磷的去除,比如钙离子具有较高的吸附磷的能力,钙离子与磷元素形成磷酸钙,使得磷元素从液相进入固相,因此,含钙较多的土壤除磷效果更好。生物除磷是通过微生物的新陈代谢摄入磷然后再释放的过程实现除磷。但在土壤渗滤系统中,生物作用仅起到形态转换的作用,使得磷的形态发生改变,易于通过物理截留和化学反应得以去除[12]。影响磷的去除的因素很多,较高的pH值、较低的温度、较高的氧化还原电位均有利于磷的去除,钙离子、铝离子、铁离子等对磷都具有很好的效果。但各地土壤的物理化学特性不同,而且土壤中吸附磷的铝、铁、钙等盐离子具有吸附饱和性,所以会出现磷穿透的现象。因此,为了达到稳定除磷的目的,在土壤渗滤系统中添加有助于去除磷的物质如铁、铝、钙盐等,以强化除磷,保证处理出水满足排放标准要求。
2.1.4悬浮物的去除机理
污水中的悬浮固体通过物理截留、吸附、化学反应、微生物作用,原生动物吞噬等作用得以去除。无机悬浮物体一般通过物理过滤、截留、吸附和化学反应而留在土壤沟槽处理系统中,并在相对稳定的条件下不再发生变化。有机悬浮固体在土壤渗滤系统中,会通过好氧、兼氧、厌氧微生物的作用得到分解进而实现矿化,部分有机悬浮物体还可以被原生动物、线虫等直接吞噬,被植物根系或真菌吸附吸收得以去除[9]。
2.2土壤沟槽系统的微生物学特性
在土壤沟槽系统中生长着大量的细菌、放线菌、真菌、原生动物、后生动物等。其中,表层土壤中β|变形菌纲占到约40%左右,很多好氧或兼性细菌属于β|变形菌[10]。变形菌门细菌很多有固氮和吸附氮的功能,所以能吸附污水中的氮,并进一步转化进行彻底矿化。在40 cm与70 cm深度的土壤基|中,主要菌种为芽孢杆菌纲和放线菌纲,占比约为50%,还含有α|变形菌纲、β|变形菌纲、γ|变形菌纲,以及嗜酸菌纲[10]。芽孢杆菌属可以分泌大量的酶,对淀粉类的物质降解能力很强。说明土壤渗滤系统中存在好氧、缺氧、厌氧3种菌。 嗜酸菌纲对维持系统的酸碱平衡具有重要作用,保证系统出水水质维持中性。
2.3土壤沟槽处理技术的影响因素
2.3.1填料
土壤沟槽系统的填料是其核心组成部分,是去除污染物的主体部件,显著影响系统的水力负荷、去除效果和稳定性,以及是否会发生堵塞,可见,填料的选择决定了系统的成败。填料的成分、物理化学性质、结构、渗透系数等是填料选择的重要参数。系统渗透系数大,可增大水力负荷,减少占地面积,但渗透系数过大,会缩短水利停留时间,影响出水水质[11]。
2.3.2水力负荷
土壤沟槽系统水力负荷增大对COD、BOD5、NH3-N、TN、TP的去除率影响不大,但对系统的饱和渗透系数影响显著,随着水力负荷的增大,饱和渗透系数明显下降[12],这是由于污染物总量增加,导致吸附的污染物和快速繁殖的微生物堵塞系统填料空隙,使得系统透水能力下降,易引发系统堵塞的发生。
2.3.3有机负荷
土壤沟槽系统对进水的有机负荷有很大的缓冲能力,进水COD浓度波动较大时,出水COD浓度保持稳定[13,17]。但有机负荷增大,会促进微生物的大量繁殖,堵塞填料空隙,使得饱和渗透系数下降,严重时甚至因其系统堵塞。
2.3.4溶解氧
在系统调试期,增大污水中的溶解氧,有利于好氧微生物的驯化培养,可缩短调试周期[16]。在系统运行期,污水中的溶解氧含量可提高污染物的去除效果,提高出水稳定性。增大污水的溶解氧含量,可显著提高氨氮的去除效果和稳定性,这是由于氨氮的去除需要硝化和反硝化作用,而硝化过程是需要硝化细菌在有氧条件下的将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮。但溶解氧过大,也会抑制反硝化菌在无氧或缺氧条件下反硝化作用,从而降低TN的去除率[10,12]。
2.3.5温度
土壤沟槽处理系统去除污染物主要是依靠微生物的作用,微生物作用受温度影响较大。微生物都具有最适温度范围,超过这个范围,温度过高会使微生物处于受抑制状态甚至死亡,温度过低会使大部分微生物的新陈代谢作用受到抑制。温度过高或过低时仅少量嗜高温菌或嗜低温菌具有较高的活性,降低了污水的处理效果。寒冷地区,对土壤渗滤系统进行保温是是否必要的,以减少冬季时的低温对处理效果的不利影响。
2.3.6运行方式
土壤沟槽系统采用间歇方式运行时,具有两方面的好处:一是有利于系统表层的复氧,形成好氧环境,有利于好氧菌的生长和繁殖,显著提高氨氮的去除率。 二是防止系统堵塞。系统停止进水期间,有利于减轻生物堵塞,恢复系统渗透系数,提高系统透水性能的长期稳定性。但落干时间太长,会破坏系统内部的生物群落[14]。
2.4土壤沟槽处理系统的堵塞问题及对策
堵塞问题已成为限制土壤沟槽系统技术应用的瓶颈,在土壤沟槽系统运行过程中,由于物理、化学以及生物的共同作用,使得土壤的空隙率变小,严重时出现堵塞,甚至系统表面发生溢流现象。土壤沟槽系统堵塞的主要原因可分为物理堵塞和生物堵塞。污水的悬浮固体是造成系统物理堵塞的主要元凶。悬浮固体堵塞土壤中的空隙,致使系统渗透率降低,渗滤过程阻力增大,导致系统堵塞。生物堵塞是指土壤沟槽系统中的微生物在分解污水中的污染物质的过程中,自身体积增大,数量增多,并且代谢过程中可能生成胞外聚合物,堵塞土壤空隙。对于生物堵塞,可采用间歇运行方式解决[10,12]。当系统处于停止配水时,土壤中的微生物处于内源呼吸状态,形成芽孢或其他休眠体,消耗内在储存的物质,使得微生物自身体积和菌胶团体积减小,释放空隙。由于污水中存在较多的污染物,为土壤中的细菌提供了富足的营养,所以表层土壤中微生物处于对数增长期,由于微生物的过度生长使得土壤中的细菌增多。根据研究显示,物理堵塞和生物堵塞都主要发生在配水层与土壤层的分界处,也就是浅表层。随着深度的增加,物理堵塞将会大大减小。但系统内的微生物量最终会达到动态平衡,因此,微生物增长造成的堵塞不会像物理堵塞那样持续增加,所以,相较于物理堵塞,生物堵塞对系统堵塞的贡献相对小些,有时甚至可以忽略不计[15]。
2.5土壤沟槽处理系统的特点
处理效果好,出水稳定:抗堵塞土壤沟槽处理技术处理生活污水的处理效果好,耐冲击负荷,出水稳定达标[16]。处理出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B排放标准。
节能:该技术在地势条件允许的条件下,可在无动力条件下,利用污水重力自流进入处理场地,在不消耗任何电能的情况下,使污水达到符合环保要求的处理。当无地势条件,在运行时,仅采用1台水泵,可使出水达标。
构建成本低:可节约昂贵的污水管网收集与输送费用,其设施成本仅相当于普通生物法污水处理厂建设费用1/3~1/2。
污泥产生量极少:主体处理设施(渗滤系统)没有污泥产生[16];污泥仅为厌氧池的少量沉渣。
无臭味,不滋生蚊虫[16],无环境污染问题。
维护方便:系统基本上不需专人管理,日常维护、管理工作量很少。
设施运行稳定:设施对污水的处理效果好,运行稳定,出水能优于一级B排放标准,且具有良好的脱氮除磷效能。
设施美观:处理设施浅埋于地下(约1.0 m),地表可种植草坪以及一些浅根系的经济作物和观赏性植物;还可作为人们的活动休息场地。
3几种土壤沟槽系统填料组分及其处理效果
USEPA(1991)建议纯土壤填料的土壤沟槽系统的水力负荷不宜超过土壤饱和渗透系数的10%,一般在1.0~4.0 cm/d左右[16]。因此,为了提高水力负荷,通过改变土壤沟槽系统填料的配方,改变填料结构,提高系统饱和渗透系数,增大水力负荷。表2中列举了几种土壤沟槽系统填料及其处理效果。从表2可知,土壤沟槽处理系统的填料对CODCr、NH3-N、TN、TP的去除效果和水力负荷影响很大。复合填料以及分层填料可提高污染物去除效果,也可提高水力负荷。可见,土壤沟槽系统填料的选择和投配方式是系统成败的关键。
工程进水为浙江省某乡村农村生活污水,经格栅自流进入调节池,污水经水泵提升至厌氧池,经砂滤后自流到土壤沟槽系统。土壤沟槽系统自上至下由三层组成。第一层为配水层,穿孔配水管置于砾石和粗砂中,穿孔配水管实现一级配水,砾石和粗砂实现二级配水,通过两级配水实现均匀配水的目的。第二层为填料层,填充由土壤、砂、高分子聚氨酯材料,铁矿石,麸皮等复配的填料。高分子聚氨酯材料具有轻质、多孔、耐腐蚀、持水性好的特性。高分子聚氨酯材料和砂的添加可增加系y的空隙率和渗透率,防止堵塞的发生。高分子聚氨酯材料的添加还具有增加微生物活性的作用,给微生物提供良好的栖息地。铁矿石的添加起到强化除磷的作用。麸皮在系统启动阶段有利于微生物的繁殖,促进系统形成稳定的微生物群落。填料层是微生物的栖息地,通过微生物作用、物理截留、化学反应、离子交换等作用实现对污水中COD、氮、磷等污染物质的去除,使得出水达标。填料层是系统实现污染去除的主体部分。第三层为排水层,由砾石和粗砂组成,实现处理后污水的收集和排出作用。
处理设施由格栅、调节池、厌氧池、砂滤、土壤沟槽系统、排水井等组成,构筑物均为钢筋混凝土结构。格栅与调节池合建,设在调节池进水口处,设置一道粗格栅。调节池内设置2台水泵,1备1用。厌氧池水力停留时间为24 h,利用厌氧微生物的作用,对污水中的有机物进行部分分解,降低有机负荷,增加污水中速养分的含量。厌氧池出水端设置砂滤,填充砾石和粗砂,去除对污水中的悬浮物,水流方向为向下流,采用人工清掏方式去除表层的截留的漂浮物。土壤沟槽系统承接砂滤出水,土壤沟槽系统设置2座,单座面积为70 m2,配水层厚度为20 cm,填料层厚度为70 cm,排水层厚度为20 cm,水力负荷为25 cm/d。处理后出水经排水井排放。
本工程于2016年7月建成并投入使用。工程运行费用仅为电费,折算到吨水运行成本为0.07元/m3。2016年8~9月对系统出水进行了监测,出水CODCr、NH3-N、TN、TP均能达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》(GB18918-2002)的一级B标准。出水CODCr、NH3-N、TN、TP平均浓度分别为28.5、1.9、6.4、0.2 mg/L。
5结语
土壤沟槽系统处理农村生活污水,对COD、NH3-N、TN、TP都具有良好的去除效果,出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B排放标准。但土壤沟槽系统的填料和水力负荷是该技术的关键,对处理效果和系统渗透系数影响极大,不当填料配方和水力负荷可能会导致渗透系数急剧下降,严重时甚至出现堵塞。土壤沟槽系统动力消耗少,操作管理要求低,适于在农村地区生活污水处理领域工程中推广应用。
参考文献:
[1]
叶亮.农村生活污水收集与处理技术现状及进展[J]. 环境工程, 2016(6):163~164.
[2]胡红旗, 杨勇, 胡红斌, 等. 两种高效农村生活污水处理技术的实际应用分析[J]. 黑龙江环境通报, 2016, 40(1): 20~24.
[3]冯宁, 苏雷, 李亚峰, 等. 农村生活污水处理技术与发展趋势[J]. 节能, 2016, 35(8): 53~55.
[4]申国泽, 唐志坚, 邓非凡, 等. 农村生活污水处理工艺优选方法研究[J]. 环境工程, 2016, 34(6):10~13,45.
[5]金树权, 周金波, 李洋, 等. AO一体化工艺处理农村生活污水效果分析研究[J]. 宁波农业科技, 2016 (1):15~17.
[6]周G欣, 刘宏, 王志, 等. 人工湿地处理农村生活污水存在问题及对策研究[J].文摘版:工程技术(建筑),2016(5):171, 181.
[7]沈琴琴, 宋颖, 钟永梅, 等.厌氧-潜流型人工湿地处理农村生活污水工程实例效果分析[J].浙江农业科学, 2016, 57(7):1100~1104, 1111.
[8]刘洪涛,韩长胜. 一个农村生活污水处理的典型案例[J]. 水科学与工程技术, 2016(1):6~8.
[9]封丹.土壤沟槽系统去除生活污水总氮的研究[D]. 南昌:江西理工大学,2009.
[10]聂俊英.改良的地下渗滤系统处理污水及相关机理研究[D]. 上海:上海交通大学,2011.
[11]卢会霞,孙红文,傅学起.土壤沟槽系统处理生活污水的研究[C]∥中国环境学会.农村污水处理及资源化利用学术研讨会论文集.北京:环境出版社,2008(10):34~36.
[12]林克明.化粪池出水的土壤沟槽处理技术研究[D]. 上海:上海交通大学,2009.
[13]赖兰萍.土壤沟槽系统处理村镇生活污水的实验研究[D]. 南昌:江西理工大学,2008.
[14]徐华亭,刘慧,张银新,等. 土壤沟槽系统对造纸废水深度处理的研究[J]. 辽宁化工,2011,40(5):464~465.
[15]何江涛,马振民,张金炳,等. 污水渗滤土地处理系统中的堵塞问题[J]. 中国环境科学,2003,23(1):85~89.
关键词:农村生活污水;污水处理工程;工程设计;农村水环境;生态环境 文献标识码:A
中图分类号:X703 文章编号:1009-2374(2016)34-0104-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.051
近几年,中国经济快速发展带动了中国农村的发展,各种家用电器进入平常农村百姓的家,农村人均日用水量也急剧上升,最终导致大量的生活污水产生,未经过处理的生活污水排放出来,不仅污染环境,对农村人民群众的身体健康也造成威胁。我国一直注重于城市污水的处理,其治理的工程设计也是依据城市污水的特点,但农村人口相对分散、污水面广、污水来源多,城市的污水处理方法无法适用于农村生活污水处理方法。所以根据农村生活污水的特点设计更符合农村地区实际情况的污水处理工程,对于建设新农村解决“三农”问题更具现实意义。
1 农村生活污水的特点
1.1 农村生活污水过于分散
农村居民居住不集中,村庄过于分散,生活污水排放也分散,而且很多农村的污水排放系统并不完善,没有污水排放和处理系统,污水产生后沿大路排放到河里或附近水源地,造成污水排放分散,收集困难。
1.2 农村生活污水来源广
农村生活污水一部分来自于人畜的排泄物、厨房污水,还有的来自于家庭清洁、沐浴和生活垃圾堆放产生,给农田和果树施肥,农药渗进土壤,下雨冲刷带出来的水也是含有污染物的。
数据显示,目前我国农村每年产生生活污水80亿t,没有排水管道和污水处理系统的村庄占到96%,农村生活污水带来的污染情况非常严峻。
1.3 增长速度与处理率不成正比
农村人口增长速度较快,并且农民生活水平的提高和生活方式的改变,导致农村生活污水增长速度变快,而大部分村庄没有排水管道和污水处理系统,高产出低效能,加剧了农村生活污水处理的压力。
2 工程设计选址
针对农村生活污水的各种特点发现,处理农村生活污水工程设计的选址十分重要。选址合理正确才能保证农村生活污水得到有效处理,一个正确的选址,既能提高污水处理的效率和效果,又能节约工程设计的成本。工程设计选址的要求:第一,工程设计选址应选择污水收集区域的下游,利用重力自流就可以避免采用提升泵,节约了成本;第二,工程设计选址要比附近河流、湖泊的水平面位置更高,更利于外排处理后的污水;第三,避免占用农田,最好选择荒地进行污水处理
工程。
3 选取工艺设计参数
3.1 水量设计
目前是按照《给水排水设计手册》第五册《城镇排水》中的污水量标准及变化系数的规定来计算农村生活污水处理污水量的,意思就是以当地用水定额的多少来决定居民生活污水定额和综合生活污水定额,最后的确定还需综合考虑建筑内部排水设施水平和排水系统普及程度等因素,一些排水系统完善的区域用水定额可以达到90%,其他区域的用水定额按80%计算。参考城市污水处理工程设计的用水定额在80%~85%之间,由于农村大部分地区的改厕工作还未进行,导致生活污水直接渗漏进土里,难以收集,所以给农村生活污水工程设计的用水定额只能在60%~70%之间。
3.2 水质设计
3.2.1 进水水质设计:农村生活污水处理工程设计与城市生活污水处理工程设计有很大区别,农村与城市在自然条件、经济规模、群众生活习惯等方面都有较大区别,所以导致了农村生活污水随季节、天气和昼夜的变化而变化,变得更加复杂。进水水质的设计必须符合当地农村的自然条件、经济规模和群众生活习惯等。
3.2.2 出水水质设计:农村生活污水处理工程设计必须考虑各方面的标准对农村环境的适用性和工程投资的效益比,所以建议农村生活污水设计出水水质采用《污水综合排放标准》中的一级排放标准。
4 农村生活污水处理工程工艺选择
目前处理生活污水的工艺有很多,从工艺原理来进行分类可以分为两大类:第一类叫做自然处理系统,其方法是把污水排放到土壤中,土壤和植物会过滤和吸收污水中的微生物并分解污染物,达到处理污水的目的,常用的有人工湿地处理法;第二类叫做生物处理系统,专门处理好氧生物,首先给污水充氧,培养微生物菌种,微生物菌种在进行分解的时候会同时消耗和吸收污水中的有机物、氮和磷,常用的有活性污泥法等。
4.1 人工湿地处理法
人工湿地是一个生物过滤净化系统,这个系统用砾石和植物组成。人工湿地处理法的工作原理是:在人工湿地填料表面有一层微生物膜,植物在土壤下有根系,在这两者的共同作用下,污水中的有机物质可以彻底沉降、吸收然后分解,而氮和磷等营养元素在植物的吸收下也能够被去除一大部分。在农村可以因地制宜地建设人工湿地,充分利用农村的土地和植物资源,串联或并联的形式都能满足人工湿地的建设或者两者合并使用,保证人工湿地负荷与利用率,达到处理农村生活污水的目的。
4.2 好氧生物处理法
好氧生物处理污水的方法是在污水中放入风机等设备给污水充氧,在污水下培养微生物菌种,微生物菌种能够把污水中大部分有机物分解为二氧化碳和水等无污染的物质,污水中的其他部分则被合成为细胞物质,促使微生物增长,最后只剩下污泥,污泥被排出后,生活污水最终得到净化后再排放。
以上两种生活污水处理工程优点在于因地取材,降低了工程建设成本,工作原理相对简单,维护方便,减少技术投入。在实际建设时还可以将人工湿地的建设与农村生态环境相结合,形成生态农村的良性循环。经过研究和实践证明,这两种污水处理方法更适合农村生活污水处理工程设计。
5 设计污水管网
现阶段农村生活污水的处理只重视污水处理系统的建设,却忽视了污水管线、管网的建设,导致污水接入率低,并没有起到处理生活污水的作用,对生活污水进行管网设计,能更有效地进行生活污水处理。生活污水管网的设计,在理论上基本都是按照《室外排水设计规范》和《镇(乡)村排水工程技术规程》进行的。规程中要求污水管最小管径是200mm,最小设计坡度为3‰;在管道交汇处、管道拐弯处、管径和坡度改变处以及直线管段上每隔20~30m处设置检查井;最好在非机动车道下埋设污水管道,并且覆土深度必须大于0.7m,其他路面下埋设的污水管道深度最低也不宜小于0.4m。农村的地势比城市更复杂多变,有一部分农村是在山区,以上设计原理对山区的农村适用性很强,但是也有一部分农村在平原地区,污水管网设计最小设计坡度为3‰并不适用于平原地区,所以在污水管网设计时,要根据农村的地势情况进行设计,平原地区的管道坡度就应该适当减小,才能提高污水排放的效率。
6 结语
对农村生活污水进行有效处理能在保障农村人民群众用水、饮水安全的同时有利于我国环境保护工作的开展,也是建设新农村的一项重要工作。但农村生活污水处理工程必须依据农村生活污水的特点进行设计,保障工程设计的选址合理和管网设计合理,才能使农村生活污水处理工程高效发挥作用。经过对农村污水处理工程设计的实践证明,厌氧池联合人工湿地工艺比较适合农村生活污水处理。
参考文献
[1] 方柏,章步伟,张慎.农村生活污水处理工程设计探讨[J].环境与生活,2014,11(23).
[2] 张英民,卢文洲,王炜,李开明,薛媛,周伟坚.农村生活污水处理工程技术方案优选研究[J].中国环境科学,2013,11(12).