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关键词:生活污水;处理工艺
Abstract: With the rapid development of China's economy and city construction, city residents increasing quantity and the improvement of people's living standard stimulating the demand for sewage treatment; at the same time, water pollution incidents continue to occur; cause of China's water resources demand gap is widening, attracted great attention of government and society. City sewage treatment is an important problem in city construction and development, this paper summarizes the common treatment technology for domestic sewage.
Key words: domestic sewage; treatment technology
中图分类号:[TU992.3]
随着我国经济的不断发展,人民生活水平的逐渐提高,生活污水的处理工艺也成为了协调经济发展与环境保护的重要手段。目前,我国生活污水的排放量呈现出逐年增长的趋势,而生活污水的处理能力的增长速度去相对缓慢,因此,提高我国生活污水处理的处理能力和处理效果,有利于在保持我国经济快速发展的同时,减轻人类的生产与生活对环境造成的不良影响,建立人与环境协调发展的经济增长模式,实现我国社会的又好又快的发展。
1.城市生活污水
城市生活污水主要来自家庭、商业和城市公用设施等,主要由洗涤污水构成。生活污水通过下水道管网系统被输送到污水处理厂,在污水处理厂进行处理后排放。城市生活污水的水量和水质具有周期性变化的特点。
有机物是生活污水的主要污染物,例如:淀粉、蛋白质、糖类和矿物油等,城市生活污水的化学需氧量、生物需氧量、总氮量和总磷量都相对较高。生活污水经过普通污水处理厂的物理处理和生化处理后,大大降低了化学需氧量和生物需氧量,但总氮量和总磷量仍然较高。 当含氮量和含磷量较高的水质排入自然界,容易引起水体的富营养化,造成藻类大量生长繁殖,严重时会造成赤潮和水华。氮和磷促使藻类植物大量生长和繁殖,但是当藻类大量死亡时,就会造成水体腐败发臭,以致水质恶化,污染环境。
2.城市生活污水处理工艺
国内外一般都采用生化方法处理生活污水,因为生活污水的BOD5/CODcr≈0.5,可生化性强。接触氧化法具有容积负荷高,停留时间短,有机物去除效果好,运行简单和占地面积小等优点。
2.1污水处理流程
2.2各主要设施和设备的说明
2.2.1粗、细自动格栅
污水首先通过两套粗、细自动格栅再进入调节池,粗格栅栅距为20mm,主要去除较大杂质,细格栅栅距3mm,主要去除较小杂质。格栅位于格栅池内,格栅池内再备有一套人工水力格栅。当自动格栅需要维修时使用人工格栅,人工格栅间距为15mm。
2.2.2格栅池
格栅池是为了安置自动粗细格栅和人工水力格栅。生活污水通过格栅后重力流入调节池。
格栅池为钢筋混凝土结构。
2.2.3调节池
为了使生化处理稳定运行,针对间隙排放生活污水的特点,我们设立了一个水质水量调节池。调节池的调节时间为14小时,调节池采用鼓风曝气,即调节水量又进行预曝气。池内曝气量为1m3空气/分钟,125m2池面积。池内设液位控制系统。
调节池为钢筋混凝土结构。
2.2.4接触氧化池
调节池出水泵入接触氧化池,接触氧化池采用双螺旋鼓风曝气,内置SNP填料,池中的微生物在好氧条件下降解污水中的有机物,从而达到降低BOD5和CODcr的目的。接触氧化池水力停留时间为7小时。
接触氧化池为钢筋混凝土结构。
2.2.5沉淀池
沉淀池是接触氧化池的配套设施,其作用是使污泥从混合液中分离出来。本方案采用的是四斗平流式沉淀池。选用四斗平流式沉淀池可以降低空间高度,排泥方便。沉淀池的表面负荷为0.8m2/m2.h,沉淀时间为2.5小时。沉积于污泥斗中的污泥由气动提升装置抽取,一部分作为回流污泥流入调节池,其它的则排到污泥消化浓缩池。沉淀池出水则重力流入消毒池。
沉淀池为钢筋混凝土结构。
2.2.6消毒池
本方案采用的消毒方法为氯消毒法。氯消毒是一种使用广泛的、有效的消毒方法。消毒时在水中的加氯量分为需氯量和余氯,需氯量指用于杀死细菌和氧化有机物等所消耗的部分,另外为了抑制水中残存细菌的再度繁殖,出水中需保持少量剩余氯(本方案为1mg/l)。
本方案选用漂白粉片(次氯酸钙)为消毒剂,该消毒剂氯有效含量高,消毒剂配备在加药装置内进行,自动滴加。消毒池内混合反应和消毒时间为0.75小时。
消毒池为钢筋混凝土结构。
2.2.7排放池
出水排放池是为了储存消毒后的出水,停留时间为0.75小时。该水池设有液位控制系统。液位达到一定高度时,系统自动启动潜水泵,将排放水打入城市排水系统。液位低于一定高度时,泵自动停止运行。
出水排放池为钢筋混凝土结构。
2.2.8加药系统
本系统有两套装置,分别为投加氯和凝聚剂(PAC)两种药剂。氯是用于排放水的消毒。凝聚剂为污泥脱水所需。整套装置包括药剂储存箱(PVC)、搅拌机和加药计量泵。氯液的投加则由计量泵来调节。
2.2.9污泥好氧消化浓缩池
从沉淀池排出的污泥含水率为99.2%,污泥经过好氧消化后体积有所减少。设置污泥浓缩池的目的是降低污泥含水率,在浓缩池内利用污泥自身的重力作用得以沉降,沉淀后的污泥含水率下降至97%,达到污泥浓缩的目的。
污泥浓缩池为钢筋混凝土结构,上加固定盖板。
2.2.10污泥脱水系统
由污泥浓缩池来的污泥含水率仍较高,为流体状。为了减小污泥的体积,便于污泥运输,本方案选用带式压滤机进行污泥脱水。与压滤机配套的有污泥混合器、滤布冲洗泵、空气压缩机等。为了使污泥能顺利脱水,必须投加凝聚剂。浓缩污泥在污泥混合器前与凝聚剂充分混合,然后流入压滤机。脱水后的污泥含水滤约为75-80%,为块状固体,块状污泥外运处理。
2.2.11鼓风机房、控制室
鼓风机房内安置3台低噪声三叶罗茨鼓风机:2台用于接触氧化池的曝气,1台用于其它地方,如调节池、污泥消化浓缩池、气提等。风机上装有消声器,风机房需内衬隔音材料。
控制室内安放整个污水处理系统的控制和监视系统。
2.2.12通风消臭系统
整个污水处理站为独立封闭系统,为了达到消臭目的,处理站配有2台离心通风机。为了保持处理站的空气含氧量,处理站采取自然进风,将新鲜空气送入处理站。生化处理系统所用的鼓风机的进气来源也来自于该新风系统。
2.3 构筑物设计参数
2.4气水比
本工艺总的气水比约为22:1
2.5预计处理效果
3.结语
在生活污水的处理过程当中,积极的引入新工艺与新技术,并根据生活污水处理环境的不同,准确的选择恰当的污水处理工艺,能够有效的提高生活污水的处理效果,并降低污水的能耗,最终全面的提高生活污水的处理能力,促进我国环境保护工作的开展,并对我国环境友好型社会的建设起到了良好的推动的作用。
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关键词: 钢铁厂;生活污水;处理工艺
随着社会经济的发展,,我国钢铁工业处于高速发展阶段,钢年产量增幅在15%~22%。2007年全国钢铁产量达到4.89亿吨,比上年增长15.66%。钢铁工业作为高能耗、多排放的行业,在全国节能减排的工作中承担着重大的责任。为最大限度的减少污染,节约宝贵的地下水资源,对我厂生活污水的处理及再利用情况进行了分析。经一年来的运行和不断调整,现设备系统运行情况良好,日处理生活污水4500余t,已全部作为我厂3、4号机组循环冷却系统的补充水,取得了良好的社会效益、环保效益和经济效益。
1 生活污水的水质、水量和处理工艺
生活区自来水水源为生活区地下深井水,经使用后集中排入楼下化粪池,然后经排污沟自流排至厂生活污水集水池(厂区生活污水也排入厂生活污水集水池,但水量较小)。混合后的污水通过液位自动控制输送泵,送至厂生活污水处理站的1000m3调节池,经测算我厂日常平均生活用水量在200t/h左右,但考虑今后新增家属楼的余量,生活污水处理系统设计出力确定为250t/h。
混合后的生活污水悬浮物、CODMn、浊度、NH3-N含量较高,且生活污水细菌含量一般也较高。因此,其处理系统应采用接触氧化、气浮、过滤、杀菌消毒等工艺进行深度处理后,方可用于循环冷却系统的补充水。
2 工艺流程
2.1主系统工艺流程
生活区生活污水集水池排污泵(3台) 生活污水调节池(2座) 废水提升泵(3台) 曝气生物滤池(2台) 气浮混凝反应罐(2台) 气浮反应池(2台) 气浮出水池(1座) 中间升压泵(3台) 无阀滤池(2台) 清水池(1座) 清水送水泵(2台) 二期冷水塔。
2.2加药系统流程
与主系统配套的加药系统包括凝聚剂加药装置和二氧化氯发生器(杀菌剂)。混凝剂加药点设在气浮混凝反应罐进水管上,杀菌剂二氧化氯加在无阀滤池出水管上。
2.3泥渣浓缩及清水回收系统
为降低生活污水处理的自用水率,废水处理站设有泥渣浓缩池,主要作用是储存系统排泥(渣)及滤池反洗排水。这些含泥废水经沉降分离后上部清水回收至生活污水调节池,沉淀的泥浆经污泥泵升压后送至冲灰系统冲灰。
3 工艺系统主要特点
本工艺主要采用接触氧化、气浮、过滤、杀菌消毒等工艺进行深度处理。其中曝气生物滤池是利用依附于多孔载体表面微生物膜的新陈代谢来分解污水中的有机物,净化污水。曝气池的主要特点是:对生活污水水质、水量有较强的适应性,且运行稳定性好;生物膜含水率低,不会发生污泥膨胀,运行管理较为方便;易于微生物生长繁殖,对微生物分解速度快,剩余污泥量较少;处理费用低、设备紧凑占地面积小等优点。
气浮池是以微小气泡作为载体,粘附水中的杂质颗粒,使其视密度小于水,悬浮颗粒被气泡携带浮升至水面与水分离而去除。当混凝剂加入气浮池反应罐前时,在混凝剂的作用下,水中的胶体和悬浮物脱稳形成细小的矾花颗粒,水流进入气浮池接触室后矾花颗粒与溶气水中大量的微小气泡发生吸附,形成密度小于水的絮体并上浮,在水面形成浮渣层,由刮泥机刮出;清水则由气浮池下部汇集进入出水槽排出。气浮池的主要优点是:
(1)释放出的微气泡粒度均匀,密集稳定;
(2)微气泡集群上浮过程稳定,对液体扰动微小,确保了气浮处理后的出水水质,有利于延长无阀滤池的反洗周期,节约冲洗耗水量;
(3)浮渣含水率低,表面刮渣方便;
(4)气浮设备及附属设施可随时启停,而不影响出水水质,管理维修方便。
4 运行中参数的调整及优化
4.1 生物滤池进气量的调整及优化
曝气生物滤池主要依靠填料上生长的微生物的新陈代谢来分解污水中的有机物。因此,投运前应首先培养好滤料层中的生物膜。其次,应调试出各进水量时的曝气量。为尽快培养出良好的生物膜,采用了接种挂膜,意在缩短挂膜时间,强化挂膜效果。其做法一是人工引入了大量的活性污泥菌种,二是提供了合理的氧气量(曝气量)。并分别对单台进水量为25、50、75、100、125m3/h时所对应的曝气量与出水水质的关系进行了调试,从而筛选出了在不同进水量的条件下的合理曝气量。图1即为单台设备进水量为100m3/h时,其出水水质与曝气量的关系图:
图1 水气比与出水水质的关系
由图1可见,在水气比为13时出水水质最好,而曝气量过小或过大时,水质都将变差。这是因为曝气量过小时微生物新陈代谢缓慢,有机物不能得到迅速分解被出水带出;而曝气量过大时,滤料表面的生物膜可能被迅速上升的大气泡剥离带出,使生物膜遭受破坏,也将影响微生物的新陈代谢过程,使出水水质变差。
4.2 气浮池溶气水量与凝聚剂量对出水水质的影响
因气浮池是利用部分回流加压溶气气浮和加药凝聚澄清而除去水中污物,故回流溶气水量与凝聚剂加药量的大小是影响气浮池处理效果的关键因素。也分别对其进水量为25、50、75、100、125m3/h时所对应的加药量与出水水质的关系进行了调试。图2为进水量在100m3/h时,出水水质与溶气水量、凝聚剂加药量大小的关系图。
图2溶气水量与形成10cm泥渣层所用时间的关系
由图2看出,形成一定量浮渣(10cm厚)所需的时间,在溶气水量为30~40m3/h时所用时间最少,表明此时污水中的悬浮物去除率最高。因为溶气水量过小,细小气泡不能有效的将污物带出水面;溶气水量过大,则大气泡将破裂,不再与絮凝物粘附,致使部分絮凝物将沉降池底或被出水带出,而不能上浮在水面,都将影响出水水质。
图3 PAC加药量与出水水质的关系
由图3可看出,随着凝聚剂加药量不断增加,其出水水中CODMn、BOD5的值逐渐减小,但加药量增大到一定量后,出水中CODMn、BOD5的量基本趋于稳定,这说明水中的悬浮物已被最大限度的吸附去除。考虑其经济性,故选凝聚剂加药量40mg/L为最佳值。
5 处理后清水的再利用及经济效益分析
经上述处理后的污水再进入无阀滤池过滤、杀菌消毒处理,其出水水质浊度为15NTU、CODmn为1.82mg/L、NH3-N为1.48mg/L左右,已完全满足循环冷却系统的补水水质要求。故全部作为循环冷却水补水的一部分进行使用。经过近一年的试运行,除运行中循环水的碱度偏高,需加大硫酸加药量以调整碱度外,其它一且正常。因当地地下水为典型的负硬水,其碱度较大,约在9~10mmol/L之间,硬度约在4~5mmol/L之间,循环水浓缩倍率若按3.5倍控制的话,循环水的碱度将高达30mmol/L左右,为使循环水的碱度控制在7mmol/L以下,就应加入大量的硫酸中和,但循环水中硫酸根的大量增加是否会对冷水塔水泥基础及其它设施造成影响,现在还没有发现异常现象,有待今后继续观察。虽然每年增加了13万元的硫酸费用,但总体计算仍是十分经济合算的。
6 结束语
总之,经对各污水处理设备的影响因素和运行参数进行了筛选优化,在单台设备常规运行时(进水量为100m/h左右),曝气生物滤池水气比控制13;气浮池溶气水量控制35m3/h左右,凝聚剂加药量控制40mg/L时,设备出水水质较好,应为设备最佳运行方式。
参考文献
关键词:农村生活污水;处理工艺;对比分析;适用性;浙江省
中图分类号:X799.3 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2016)14-3597-04
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.14.015
Abstract: As the rural water environment deterioration has become increasingly serious,it is becoming a key and difficult point to explore an appropriate treatment process for rural domestic sewage. Through investigating the status of the rural domestic sewage discharges and common treatment processes in Zhejiang province, this study gave the systematic and comparative analysis of the treatment process of rural domestic sewage through the aspect of cost and the advantages as well as the disadvantages. Several useful advices were put forward towards the treatment process of the rural domestic sewage in Zhejiang province.
Key words: rural domestic sewage; treatment process; comparative analysis; applicability; Zhejiang province
浙江省现有农村人口较多,超过全省总人口的60%。随着工业化、城镇化的加快推进,工业污染、农业面源污染、农村生活污染明显加剧,部分农村生活污水直接排放,缺乏有效治理,导致农村水生态环境日益恶化[1]。与城镇相比,农村人口居住分散,生活污水收集系统和处理设施缺乏,零星的分散式污水处理设施的运行和管理也不到位。农村供水事业不断发展,由于淋浴、洗衣机、冲厕等卫生设施的普及,农村生活排水不断增加[2]。有些未经处理的生活污水任意排放,自流到地势低洼的河流、湖泊及排水沟渠塘等地表水体中,严重威胁水环境健康[3]。
目前,浙江省农村生活污水排放特点表现:①排放面广且分散,难以收集。大多数村庄分散、农民住房分散,使得农村生活污水排放分散,难以收集后集中处理;②水量水质波动大。农村生活污水水量、水质根据用水及生活习惯差异而不同,具有间歇排放特点,早、中、晚是排水高峰;③污染物类型相对简单。农村生活污水中污染物主要是可降解的有机污染物,可生化性好,一般不含有毒有害物质,相对易处理;④排放量逐年增大。随着农民生活水平的提高以及农民生活方式的逐步城市化,污染物的排放总量不断增加,抽水马桶和洗衣机的普及,生活污水的产生量也将随之增大;⑤农家乐污水逐年增多。农家乐污水以节假日为排放高峰,其产生的餐饮污水含油量比一般的农家厨房污水要高很多,且水质水量波动大,对污水处理技术及管理提出了更高的要求[4]。
浙江农村生活污水的特点,决定了绝大部分农村生活污水在现阶段不能纳入城镇污水处理厂处理,而需通过就近新建农村生活污水处理设施来治理,所选污水处理工艺应抗冲击负荷能力强,且宜选择就近独立处理的方式。同时,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。此外,所选工艺应具有运行管理简单和维护方便的特点[5]。
近年来,浙江省通过全面推进“千村示范、万村整治”工程和美丽乡村建设,不断加大农村环境综合整治力度,有效改善了农民的生产生活条件[6]。2013年,浙江省委省政府做出了“五水共治”的重大决策,决心以治水为突破口,打好转型升级“组合拳”,其中农村生活污水治理是“五水共治”工作的重要内容之一。通过全面控制浙江省农村生活污水污染,加强农村生活污水的收集、处理和资源化利用,积极探索并全面实施适应农村实际的污水综合治理将是浙江省水污染防治的重要保障工作。为此,对浙江省农村生活污水排放处理工艺进行了系统分析比较,并针对浙江各地域的自然和经济社会状况,提出了适于不同区域环境条件的农村生活污水处理工艺。
1 材料与方法
1.1 浙江省农村生活污水处理工艺问卷调查
2014年6月在浙江省开展了县(市、区)农村生活污水治理情况的问卷调查,主要包括居民户数、污水来源、污水处理工艺等内容。其中66个县(市、区)反馈了问卷,其中包含377个村庄采用的生活污水处理典型设施。
1.2 浙江省农村生活污水处理效果现场调查
2014年6-7月和2015年3月分别取平湖市、嘉兴市和安吉县3个地方调研,并选取了6个农村污水处理设施分别对进口和出口进行水质采样和监测。
其中,pH采用电位法(GB/T 22592-2008)测定,COD采用重铬酸盐法(GB11914-89)测定,总磷采用钼酸铵分光光度法(GB11893-89)测定,氨氮采用纳氏试剂分光光度法(GB7479-87)进行测定。
2 结果与分析
2.1 浙江省农村生活污水处理工艺类型
根据调查问卷反馈结果,目前浙江省农村污水处理工艺主要包括人工湿地、厌氧、厌氧+人工湿地/氧化塘、地埋式微动力一体化土地处理、A2/O、A/O工艺、A/O+膜处理、膜生物反应器(MBR)、 A2/O(A/O)+人工湿地、净化槽等。
在反馈的典型设施(样本数377个)中,厌氧+人工湿地处理工艺应用最多,占48.4%,A/O处理技术位居第二,占统计总数的40.3%。
2.2 处理工艺对比分析
按照不同的污水处理效果,选取浙江省六项有代表性的农村生活污水处理工艺进行系统研究,分别为人工湿地、厌氧+人工湿地、A/O、A/O+人工湿地及A2/O+人工湿地、净化槽。对以上几种工艺从投资成本、适用范围、优缺点、处理效果等方面进行了对比分析,以期为不同区域环境条件的农村生活污水处理工艺提出合适的对策建议。
2.2.1 人工湿地 人工湿地是由填料(基质)、植物和微生物组成的复合系统,该系统依靠物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污染物的高效净化,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长并使其增产,实现废水的资源化和无害化[7]。工艺流程见图1。
2.2.2 厌氧+人工湿地 通过厌氧过程对污水中的有机污染物进行消化后进入人工湿地,污染物在人工湿地内经过滤、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除[8]。工艺流程见图2。
2.2.3 A/O A/O脱氮除磷工艺是一种常见的污水处理工艺。废水经连续厌氧、好氧运行去除水中COD(化学需氧量)、SS(固体悬浮物)、TN(总氮)、TP(总磷)等污染物,其特点是通过污水回流实现同步脱氮除磷的效果[9]。工艺流程见图3。
2.2.4 A/O+人工湿地 利用A/O技术与人工湿地相结合,利用厌氧菌/好氧菌等微生物在缺氧/有氧条件下,去除废水中的有机污染物,同时人工湿地利用土壤、植物以及微生物等生态系统污染物质良性循环达到污水净化作用[10]。工艺流程见图4。
2.2.5 A2/O+人工湿地 A2/O+人工湿地工艺是从A/O工艺发展而来的污水生物处理工艺,工艺中的生物处理部分均指生物接触氧化法。生活污水首先进入厌氧池,在厌氧的环境中将大分子的有机物转成小分子有机物和稳定的沉渣[11]。兼氧池中通过机械搅拌进一步完成有机物的水解酸化,为后续好氧接触氧化创造良好的条件。好氧池中同样悬挂填料,污水浸没全部填料,填料上附着生长的微生物形成生物膜,污水流经生物膜时,污水中的悬浮物、有机物、氨氮、总氮等污染物被去除,再经人工湿地进一步去除氮磷及有机物,或经后续的二沉池去除悬浮物和剥落生物膜。适用于村域自建区域型、集中式农村污水处理。工艺流程见图5。
2.2.6 净化槽 净化槽是一种小型生活污水处理装置。用于分散型生活污水或者类似生活污水的处理[12]。污水进入净化槽后,沉淀分离槽进行预处理,去除比重较大的颗粒及悬浮物,提高污水的可生化性;预过滤槽内装有填料,在填料上的厌氧生物膜的作用下,去除可溶性有机物;曝气槽集曝气、高滤速、截留悬浮物和定期反冲洗为一体。沉淀槽溢水堰设置了消毒装置,对出水进行消毒处理。净化槽不仅能从源头解决农村一家一户生活污水的污染问题,而且还能促进农村自来水化的有效实施,提高农村生活质量和环境质量[13]。
2.3 浙江省农村生活污水处理排放测定
通过对平湖、嘉兴、安吉等地的实地调研、采样和试验分析,6个农村污水处理设施的主要处理结果见表1。前4个农村处理设施工艺的设计标准均为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中一级B标准,但从实测结果来看,氨氮和总磷不能稳定达标。第5个农村处理设施工艺(净化槽)的污水处理效果较好,基本能达到一级A标准,净化槽具有很好的污水处理效果,但是投资和运行成本较高,只能在有条件的农村地区推广。第6个农村处理设施工艺和第5个处理工艺一样,都是净化槽,但明显处理效果不佳。因此可以得出无论采用哪种技术,必须在合理的规划、正确选择排放标准、污水能正常收集、工程建设质量合格、日常维护有人管等前提下,才能保证处理设施的正常运行和出水水质达到设计标准,才不至于出现“晒太阳工程”等问题[14]。
2.4 处理工艺适用范围及优缺点分析
按照问卷调查反馈情况,并结合实地调研和试验监测结果,对浙江省主要采用的几种典型工艺类型从投资成本、适用范围、优缺点、处理效果等方面进行了对比分析,结果见表2。
3 小结与讨论
鉴于农村生活污水的特性,其治理方式应因地制宜,为科学选择农村生活污水治理模式和技术,统筹考虑城乡统筹发展、经济社会状况、环境功能区划和农村人口分布等因素,并在分析水源保护区、自然保护区、水源涵养区、生态源头地区、江河流域等地区的生态敏感程度、环境容量和自净化能力基础上,确定农村生活污水排放标准,科学选择效率优先、经济实用、维护简便、循环利用的农村生活污水处理工艺[15]。
污水处理工艺的选取可根据各自特点和实际情况单独或结合使用,实现农村生活污水的低费用运行和污染治理的双重目标[12]。在实际调研和上述分析的基础上,笔者给出了浙江省农村生活污水处理工艺选择的建议:①对于平原地区的经济较发达县(市、区)(由于人口集聚程度高、土地资源紧张、且对运行费用有一定承受能力),可选择采用的主要治理工艺包括A/O(A2/O)+人工湿地、厌氧+活性污泥法、MBR膜处理工艺、净化槽等。②对于位于山区的经济欠发达县(市、区),由于人口密度较低,经济水平有限,生态环境重要性较高,可选择采用的主要治理工艺包括人工湿地、厌氧+人工湿地、A/O等。③而对于海岛县,由于经济较发达,旅游景点相对较多,可选择采用的主要治理工艺包括人工湿地、A2/O+人工湿地、A/O、净化槽等。
另外,在农村生活污水处理工程设计前,还应对污水的水质特征、污染物构成进行详细调查或测定,从而作出合理的分析预测[16]。提出切实可行的农村生活污水治理模式及长效管理机制,从而达到改善农村水环境的目的[17]。
加强浙江省农村生活污水治理工作,积极探讨适应该省不同区域农村特点的生活污水处理可行方案,对全面提高该省农村水环境质量有积极意义。通过分析研究,根据不同的人口密度和经济情况,提出了适于该省3种不同类型农村生活污水处理工艺建议方案,为浙江省农村生活污水处理提供了参考借鉴。
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关键词:多级A/O;生活污水;脱氮
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.043
1 引言
活性污泥法是当今世界范围内应用最为广泛的一种污水处理工艺,随着该工艺在生产实践中的不断改进,特别是近几十年来在对其生物反应和净化机理进行广泛研究的基础上,活性污泥法得到了很大的改善,形成了改进的活性污泥法A/O法。A/O法具有处理效率高、出水水质好等优点[1-2],但也存在一个棘手的问题,就是污泥膨胀。污泥膨胀的主要表现为污泥结构松散,沉淀压缩性能差,SV值增大,二次沉淀池难以固液分离,导致大量污泥流失,出水浑浊,回流污泥浓度低,有时还伴随大量的泡沫产生,直接影响着整个生化系统的正常运行[3]。本文提出了一种污水处理时间短,效果好,且可以有效防止污泥膨胀的生活污水处理工艺。
2 工艺及参数介绍
工艺及参数:
如图1所示,将污水经格栅、沉砂池预处理后,依次初次沉淀池、生物池和二次沉淀池进行处理,该生物池包括缺氧段、厌氧段、第二缺氧段、第二厌氧段、第三缺氧段、好氧段;污水和来自二沉池的回流污泥进行混合后进入缺氧段(DO0.2~0.5mg/L)进行处理,污水停留时间为0.3h;缺氧段的出水进入厌氧段(DO≤0.2mg/L)处理,污水停留时间为0.2h;厌氧段的出水来自好氧段的回流污水混合后进入进入第二缺氧段(DO0.2~0.5mg/L)处理,污水回流率为20~50%,污水停留时间为0.4h;缺氧段的出水进入第二厌氧段(DO≤0.2mg/L)处理,污水停留时间为0.5h;第二厌氧段的出水和来自好氧段的回流的污水混合后进入进入第三缺氧段(DO0.2~0.5mg/L)进行处理,污水回流率是20~50%,污水停留时间为0.5h;第三缺氧段的出水进入好氧段(DO0.5~0.8mg/L)进行处理,污水停留时间为0.5h,一部分出水回流至第二缺氧段和第三缺氧段,其余出水进入二沉池进行沉淀分离,处理后的污水经排放口排出,部分污泥回流到预缺氧段,其他污泥进入污泥处理系统。
3 案例介绍
以某城市污水处理厂为例,采用A/O处理工艺,表1为该厂2015年4月~2015年7月连续四个月的实际运行数据,其出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中二级标准。该厂于2016年6~9月开始采用本处理工艺,检测这四个月的出水完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准,详见表2。
4 小结
(1)采用多级A/O处理工艺对生活污水处理厂进行改造,结果显示其出水完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准。(2)生物池维持在较低的DO水平,有利于丝状菌的m当繁殖,形成不易破碎的网状结构絮体,能吸附截留水中的细小颗粒和游离细菌,提高SS的去除率。丝状菌的适当繁殖还可以加快底物的降解速率,提高处理效率,降低污水停留时间。(3)将厌氧和缺氧段交替设置,以及好氧段污水分两股回流至缺氧段,又能抑制丝状菌的过量繁殖,保证丝状菌和菌胶团始终处于平衡状态,有效防止丝状菌污泥膨胀的发生。(4)缺氧段和好氧段的交替设置,有助于硝化和反硝化的同步进行,以及短程硝化的进行,大大提高了污水的降解效率,还减少了污泥量的产生,降低后续污泥处理成本。
参考文献:
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关键词:农村生活污水;微动力工艺;生物接触氧化
Abstract: According to the factors that should be considered in the features and the choice of rural domestic sewage treatment, introduces a suitable for technology and biological contact oxidation + artificial wetland sewage treatment combined process of rural life in Northwest area. The results show that the technology of COD, BOD5, SS, the removal rate of NH3-N were 85.3 ± 0.3%, 91.6 ± 0.7%, 95.2 ± 0.2%, 65.3 ± 4%, the average water quality below the "urban sewage treatment plant pollutant discharge standard" (GB18918-2002) limits the level of B standard concentrations in.
Key words: rural domestic wastewater; micro dynamic process; biological contact oxidation
中图分类号:D922.68
一、 前言
2012-2014年陕西省在全省43个区县实施农村环境连片整治示范项目,项目主要解决农村生活污水横流直排,生活垃圾围村问题和保障农民饮水安全。西安市临潼区相桥街道作为陕西省2012-2014年农村环境连片整治示范区县的示范镇,2012年实施了相桥街道集镇生活污水处理工程,采用“三格化粪池+生物接触氧化+沉淀+潜流人工湿地”模式处理农村生活污水,解决了无动力处理模式系统污泥容易堵塞,处理效果不稳定等问题,出水水质良好,处理效果稳定。同时,该工艺还具有维护管理简单,运行费用低等特点,值得在西北地区推广和应用。
二、工程生活污水水质与处理工艺选择
1、农村生活污水成分分析
由于生活污水中污染物以有机物为主,既含纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机类物质,还含有氮、磷等无机盐类,同时生活污水中还含有许多微生物,可以对有机污染物进行分解,因而生活污水是不稳定的、生物可降解的和易腐烂的,污水可生化性较好,比较适合采用生化处理方法进行处理。
2、污水水量及进出水水质
根据《第一次全国污染物普查城镇生活源产排污系数手册》以及临潼区地实际情况,农村生活污水产生量按80L/人·d计,收水率按80%,污水排放率按80%计算,收水范围人口约为9000-10000人,确定相关集镇生活污水处理量为500m3/d。类比西安市其他乡镇污水处理厂进水水质及西安市关于城镇污水处理厂出水的有关要求,本次生活污水经处理后应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准,主要污染物进出水水质如下:
COD:进水浓度350 mg/L,出水浓度60 mg/L;BOD5:进水浓度200 mg/L,出水浓度20 mg/L;SS:进水浓度300 mg/L,出水浓度20 mg/L;氨氮:进水浓度35 mg/L,出水浓度8mg/L(水温大于12℃)15 mg/L。
3、工艺选择
首先由于农村地区污水水质、水量波动性大,污水处理工艺应抗冲击负荷能力强;其次由于受投资资金及运行费用限制,要求污水处理工程造价低、运行费用少,低能耗,工艺运行管理简单,维护方便,污水回用率高。参考《农村环保专项资金管理参考手册》中推荐的工艺,并结合陕西农村地区现有的镇域污水处理站工程经验,将镇域生活污水处理项目的工艺确定为:“三格化粪池+生物接触氧化+沉淀+生物滤池(潜流人工湿地)”模式进行处理。
三、污水处理工艺流程
污水先利用高程差自流入三格化粪池,停留12h后经格栅截流悬浮或飘浮状态的杂物,污水经提升泵泵入调节池,达到水量与水质混合均匀后入生物接触氧化池,由曝气鼓风机曝气,水由下向上流动,与填料充分接触,达到降解难降解有机物,脱除氨氮的目的。污水经生物接触氧化池处理后,自流入潜流人工湿地,继续处理后农灌或排放。污泥由生物接触氧化池入污泥池,经板框压滤机压成泥饼,污水回流入调节池。
1、三格化粪池
生活污水经收集后首先进入三格化粪池,三格化粪池一方面是沉淀污水,使污水与杂质分离后进入污水管道,另一方面是使沉淀下来的污泥在其中厌气分解,杀死粪便中的寄生虫卵。污水在此的停留时间为12h。外形尺寸:10m×6m×5m。
2、格栅
在污水提升泵池前设置粗格栅,以截流悬浮或飘浮状态的杂物保护废水提升泵不受损害。栅前水深0.3米,格栅倾角60度,设计宽为0.6m,选用格栅栅条间距为20mm的人工格栅一套,格栅截留杂物采用人工清除。格栅截留物经收集后外运出站。
3、提升井
提升井出水由潜污泵提升,设2台水泵(其中1台备用)。单泵流量25m3/h,电机功率2.5kw,废水提升高度12米。池内设液位开关保护水泵。低液位停泵,较高液位开一台泵,高液位时两台泵同时开启。外形尺寸:3.0×3.0×6.0m。
4、调节池
由于处理规模为500m3/d,调节容积按照平均流量的12小时计算。调节池有效容积为243m3,平面尺寸54m2。调节池水解作用强烈,有一定的去除率。调节池出水由潜污泵提升,设2台水泵(其中一台备用)。池内设液位开关保护水泵。
5、生物接触氧化
生物接触氧化池中水流自下向上流动,运行中废水与填料接触,微生物附着在填料上,在供气条件下,好氧微生物分解和消化有机污染物,水中的有机物被微生物吸附、氧化分解并部分转化为新的生物膜,废水得到净化。溶解氧控制在2~4mg/L,能够进一步降解难降解有机物,脱除氨氮。污泥产率0.2~0.4 Kg干污泥/(1KgCOD去除),运行中不会产生污泥膨胀,能够保证出水水质的稳定,无需污泥回流。
填料选用优质的立体弹性填料,具有良好的布水布气性能,作为好氧微生物的栖息地,池底布微孔曝气管网,采用氧利用率高、防堵塞的专利产品微孔曝气器供气,为好氧微生物的新陈代谢提供足够的氧气,同时搅拌污水,使污水与好氧微生物充分接触并冲击老化的生物膜,保证生物膜的活性。有效尺寸:L8.0m×B7.0m×H5.0m,有效容积:252m3,容积负荷:1.0kg/m3,填料·d,停留时间:12h,气水比:15:1。
6、潜流人工湿地
人工湿地总长约50m,宽约25m,占地面积约为2亩(1250平方米)。人工湿地在前端做配水渠道一条,经前端配水渠道配水后污水流入潜流人工湿地处理,经潜流人工湿地处理达标后排放。
四、运行测试结果
项目正常运行出水稳定后,经当地环保部门连续三天的验收测试,其结果如表1所示。
表1主要处理单元主要污染物监测结果统计表
五、结论
1、该工艺技术路线,在无动力的基础上,加入生物接触氧化工艺,利用好氧菌对污水中有机物的降解作用达到去除有机物的目的,提高了整体工艺对水质波动的抗冲击性;同时由于生物接触氧化法的作用,对SS、BOD、COD和氨氮等去除率较高,为后续人工湿地处理减轻压力。
2、每吨污水的处理费用为0.194元/吨水,操作管理方便。
3、生物接触氧化池排泥,避免了污泥堵塞问题发生,保证了后续人工湿地的运行效果。
4、从实际运行看,采用微动力工艺处理西北地区小城镇生活污水,处理效果稳定,COD、BOD5、SS、氨氮去除率分别达到85.3±0.3%、91.6±0.7%、95.2±0.2%,65.3±4%,平均出水水质低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准浓度限值。
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5、GB18918-2002,城镇污水处理厂污染物排放标准
关键词:AAO法;氮磷;城市污水处理
一 AAO综合法处理城市污水的机制原理及过程
AAO法又称A2O法,是城市污水处理的一种常见方法,该法能有效针对城市生活污水中氮、磷含量较高的特点,使经处理后的污水达到国家一级A标。现结合实际工作经验,浅析此法的机制原理及实际处理效果。
城市生活污水中90%以上成分为水,其余为固体废弃物等,所以污水进水时要首先经过沉淀池,去除体积较大的固体废弃物,随后污水进入粗格栅和细格栅等物理设备去除污水中的直径较小的固体废弃物及不可溶性沉淀物,此步骤有助于提高后续处理流程的效率及延长设备使用期限。经过该步骤后,污水被注入氧化沟。氧化沟是AAO法的核心组成部分,氧化沟又分为三个部分,分别为厌氧段,缺氧段和耗氧段。此步骤需要使用生物活性污泥,生物活性污泥的培养及使用方法可参照已有的文献[1]。污水首先流入厌氧段,该段反应器主要功能是释放磷,同时对一小部分有机物进行氨化。在厌氧段中,主要采用聚磷菌释放磷,且兼具有吸收低级脂肪酸低级醇等易降解的有机物。由于聚磷菌释放磷,该段中TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至最高,在实际生产中需检测该段中TP浓度,以检测设备是否运行正常。此段中大量产生的磷在随后的好氧段中会被聚磷菌大量吸收,再通过二沉池将剩余的污泥去除,从而达到处理污水中磷的目的。厌氧段需要严格控制溶解氧(DO)在0.2mg/L以下。关于氧化沟三个主要部分的DO控制值以及异常情况及解决方案可参照已有文献。[2]经过厌氧段处理的污水随后流入缺氧段,缺氧段首要的功能就是脱氮,具体说来,就是通过反硝化细菌的反硝化作用,将由原污水中及随后由好氧段中内回流而来的硝态氮通过生物反硝化作用转变成氮气,排放到空气中,从而达到脱氮的目的。所以虽说BOD的去除在氧化沟的三个部分都有进行,但是最主要还是在该段中进行。缺氧段的最核心部分就是反硝化细菌的反硝化作用,控制好影响反硝化细菌的工作条件直接关系到反硝化的效率,如反硝化细菌最适宜的PH范围是6.5~8.0, 当pH
二 设计的特点
1)选择的污水处理工艺要力求先进灵活。那么,首先需要思考的是该污水处理厂的一些具体的条件,诸如水质和地形等,AAO工艺多点进水,不H运行灵活,而且工艺很可靠。进水点和进泥点是可以进行及时调整的,但是,要按照不同的水量、季节和水质情况来进行。可选择的运行模式种类很多,例如常规 AAO、倒置 AAO和阶段曝气等。工艺由此很大程度上增强了自身的灵活性,就除磷脱氮而言,其效果也由此得以提高。
2)深度处理工艺采用的是脱氮滤池。复合脱氮滤池有两层,其中DN 反硝化区位于下部,其反硝化主要针对的是硝态氮,位于二级出水;而强制生物氧化功能区位于下部区域,针对的主要是DN段污水,强制碳化其中的剩余有机物,并且将污水中的 SS截留下来。就滤池的生物浓度和脱氮负荷而言,是非常高的;滤池的抗冲击能力也非常强,挂膜较为简单,启动能非常快的进行。
3)选择的水解酸化池填料要力求先进。虽说水解、酸化是厌氧需要经历的消化过程中的两个阶段,可是工艺不同,也会引起水解酸化处理的差异。关于水解酸化-好氧生物处理工艺中的“水解”,其作用主要在于改变废水中难以生物降解的有机物,变非溶解性有机物为溶解性有机物。工业废水中的这类有机物含量特别大,通过水解处理以后,就可以使废水就比较容易进行生化处理性,这对于后续的好氧处理来说,就显得相当容易了。水解酸化池的厌氧发酵一般分为水解、酸化、酸衰退和甲烷化四个阶段。水解酸化池处理了废水之后就可以使其可生化性提高、pH 值降低、污泥产量减少,从而有助于后续更好地进行好氧生物处理。
4)采用先进的自动加药系统。在生化池出水口和二沉池出水口都加入铁盐,加两个50 t的液态铁盐储罐作为加药设备。经过实践运用发现,醋酸钠作为碳源的最佳选择,因其除氮效果很好。醋酸钠加药设备较为先进,无需人工操作,规避了一些繁琐的细节工作。
5)设计厂区内的消防,实现中水回用。DN200 消防回用水环网管路系统被应用到厂区内的消防和中水回用。此外,合建消毒池和消防回用水池,供水设备1 套,稳压泵和消防泵2台,都是1台使用1台备用,启动运行一台变频及工频可任意选择。污水处理厂出水达到了一级 A 标后,有部分可以回收用作冲洗用水。
三3 AAO法处理污水的最新研究进展及展望
正是由于AAO法在处理城市污水中具有良好的脱氮去磷能力,在我国该方法也得到较大规模的应用。但AAO法存在流程长,单元构筑物多,反应池容积大,回流系统多,故其占地面积大,管理较复杂,基建费用和运行管理费用较高等缺点,国内国际相关专家学者经过改进并提出时序AAO法,倒置AAO法,同步AAO法等新方法,节约了成本提高了效率。相信通过对AAO法的不断改进,该方法定能对我国的社会经济发展做出更大贡献。
结束语:针对上面举例的生活污水处理厂,生活用水是其主要的污水来源,在设计的时候其所在的地形、地质特点加以充分考虑,尽量做到有针对性。AAO工艺应用到城镇生活用水处理当中,对于其它地方的生活污水处理在选择工艺方面起到了很好的指导和借鉴意义。
考考文献:
关键词:生活污水;湿地处理;工艺流程
一、概述
盘锦鼎翔集团现有常住人口1.2万人,平均日排放污水1万m3,多年来一直采取自然排放的方法,进入双台子河流域,对流域水质、周边地区及空气环境质量造成了很大的污染。同时,现有的排水系统淤积渗漏严重,区外采用明渠排放,给人民生活环境造成不良影响。
建设鼎翔集团人工湿地污水处理可使境内水系的水质得到极大的改善,逐步缓解和消除对环境的污染,保护本地区的生态环境。同时与城市生态建设紧密结合,增加城市水面、绿地面积与景观用水量,对于改善盘锦市生态环境,营造亲水文化氛围,提高盘锦市整体形象具有十分重要意义。
二、处理规模
盘锦市鼎翔集团污水处理规模为:10000m3/d,小时流量按500m3/h设计。
三、设计水质
3.1原水水质
根据盘锦市环境监测站的分析,污水水质为:COD110-138mg/l,BOD536-50mg/l,SS50-80mg/l,NH3-N18-24mg/l,TP1.5mg/l,pH8.05。
3.2出水水质
根据盘锦市总体规划,出水水质达到辽宁省污水综合排放标准(DB21/1627/2008)中Ⅰ级标准,COD50mg/l,BOD530mg/l,SS70mg/l,NH3-N5mg/l,TP0.5mg/l,pH6-9。
四、生活污水湿地处理技术工艺
4.1概述
污水的人工湿地处理是近年来发展起来的一种新型的污水处理技术,是一种人工建造和监督控制的与沼泽类似的地面,它的基质通常是碎石,植物生长于碎石床介质中。这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中,由填料、土壤和种植在表面具有处理性能好、成活率高、抗水性能强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇)形成一个独特的生态系统,污水在系统中流动,通过填料、土壤、植物和微生物等的共同作用,对污水进行净化处理,因此人工湿地在处理污水中具有高效率、低投资、低费运转、处理效果好、维修费用低的特点。
4.2工艺流程及工艺参数简述
管网收集到的生活污水首先经过格栅进入集水池,然后由污水提升泵将污水提升到曝气生物滤池。经过曝气生物滤池处理后,出水COD≤96mg/l,BOD5≤40mg/l,SS≤56mg/l,NH3-N≤19mg/l,TP≤1.2mg/l。
污水经过曝气生物滤池处理后进入沉淀池,沉淀池出来的污水进入潜流人工芦苇湿地处理系统。
该工程构筑潜流湿地3.3hm2,设计负荷0.3m/d的潜流湿地,采用水平潜流运行模式,底部铺设防渗膜,床体中下层、第二层、第三层及第四层均铺碎石,上层铺熟土,表面种植芦苇。潜流人工芦苇湿地处理系统处理结果:出水COD≤50mg/l,BOD5≤30mg/l,SS≤10mg/l,NH3-N≤5mg/l,TP≤0.5mg/l。
为提高水资源利用率,将经过潜流湿地处理的污水,经过二级泵站(Q=400m3/h,H=10m,N=22kW)提升至景观湿地-国坝南侧的芦苇湿地进行深度处理。芦苇湿地出水直接排入人工湖,经处理后的污水排入辽河。最终出水:COD≤50mg/l,BOD5≤10mg/l,SS≤10mg/l,NH3-N≤5mg/l,TP≤0.5mg/l。
五、结束语
为使环境保护的步伐能够与经济发展同步,兴建盘锦鼎翔集团污水处理厂,彻底消除污水对河流水域的污染,保护生态环境和人民的身体健康,同时,将处理后的污水回用于景观湿地建设,提高了水资源的利用率,它将产生显著的社会效益、经济效益和环境效益。
河南元光科技有限公司 河南 濮阳 457001
摘 要:通过对华东分公司某偏远井组产生的生活污水水质进行分析,采用野外施工一体化生活污水处理装置对生活污水进行处理,处理后出水水质达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GBT18920-2002)中相关标准要求,出水可作为回用冲厕用水或绿化用水,基本实现了污染物零排放,满足了新环保法要求;同时缓解了井组能源短缺,提高了资源利用率,减轻了井组生活污水对当地环境污染,在井组无害化、减量化、资源化方面发挥了很好的作用。
关键词 :偏远井组;生活污水;污染物零排放;新环保法
1 概述
华东分公司非常规勘探与开发主要在山西省乡宁县、吉县、和顺县、贵州省织金县从事煤层气勘探开发工作,在重庆市彭水苗族土家族自治县从事页岩气勘探开发工作。所处工区多为高原地带,山峦重叠,自然环境恶劣,生态环境较为脆弱。
随着新井的开发和投产数量不断增加,偏远井组也不断增多,由于地理位置偏远、交通不便,且职工数量相对较少,生活配套设施没有完善,产生的生活污水无法处理,排放后对当地生态环境造成了严重的污染,严重影响了油地工农关系。随着新环保法的实施,对油田生产企业污染物排放提出了更高的环境保护要求,因此偏远井组生活污水治理势在必行。
2 设计内容
根据华东分公司提供的某偏远井组相关资料及技术指标要求,结合 河南元光科技有限公司的自身情况和特点,为本项目研发了集厨房、厕所、洗漱、洗衣、污水处理收集及处理及回用冲厕等功能为一体的野外施工一体化生活污水处理装置。外型尺寸11×2.9×2.9m, 材质为不锈钢,适用人数25人左右,污水处理量8-10m3/d。处理后的污水能够达到回用冲厕或绿化用水标准,做到污染物零排放。
3 设计原则
①满足整体结构的刚度、强度、稳定性要求;②整体布局合理、紧凑适合野外作业要求;③解决设备的二次污染、吊装方便性问题;④从各方面考虑延长设备的使用寿命,降低设备的运行费用;⑤提高设备的自动化程度,维护的方便性;⑥出水水质常年保持稳定,各项污染指标处理后达标排放;⑦污水处理设施具有较大的适应性、应急性、可满足水质、水量的变化,并考虑突发事故状态的各种应急措施。
4 工艺流程设计及说明
本项目为厕所、淋浴、洗漱、洗衣、厨房等产生的综合生活污水,可生化性好;污水处理收集及处理工艺如下图:
污水综合处理后的出水达到回用冲厕或绿化用水标准,各指标如下表。
工艺流程说明:
厕所、淋浴、洗漱、洗衣、厨房等产生的生活污水进入循环消化池进行循环消化,循环消化池的循环动力采用空气动力,空气来自鼓风机;鼓风机空气进口接循环消化池,一部分给循环消化池提供动力,一部分用于好氧池的曝气,进而也解决了循环消化池的臭气问题;经过消化后的污水经格栅去除较大悬浮物后进入调节池,在调节池内进行水质水量调节;调节后的污水经污水提升泵提升至缺氧池进行有机物降解,将污水中的大分子有机物降解为小分子有机物,有利于进一步好氧处理;缺氧处理后的污水自流进入好氧池(MBR池),污水经过好氧(MBR)降解和截留大部分有机污染物后经过污水自吸泵抽吸至消毒池,污水经过紫外线消毒后自流进入中水回用池,中水回用池中的水经增压泵提升进行回用冲厕,使用不完的水可作为绿化用水。
5 设备功能特点
①全自动运行,无人值守,重新投入运行启动时无需调试、无需适应时间;②具备厕所、洗漱、淋浴、整体厨房、洗衣间、热水间、污水处理及回用冲厕等功能;③处理后达到中水回用标准的水回用来冲厕,实现了水的循环利用,同时设施具有良好的通风设计,空气清洁循环、能源综合利用,做到污染物零排放;④污水散发的恶臭气体被抽吸回用曝气使用,得到综合利用及治理;⑤具有保温和热能循环措施能保证在寒冷地区使用,冬季处理效率高;⑥整体吊装运输,适合转移搬迁;⑦没有固体废弃物产生,不需外排。
6 结论
6.1 通过对华东分公司某偏远井组实施野外施工一体化生活污水处理装置对井组产生的生活污水进行处理后,出水各项指标均达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T 18920-2002)标准中回用冲厕或绿化用水标准,出水已全部综合利用,实现了污染物零排放。
6.2 野外施工一体化生活污水处理装置的配套实施,为井组提供了必要的生活设施、污水处理及回用设施等,缓解了井组能源短缺,提高了资源利用率,减轻了井组生活污水对当地环境污染,具有良好的经济效益和环境效益。同时在井组无害化、减量化、资源化方面发挥了很好的作用。
6.3 实践证明,本野外施工一体化生活污水处理装置非常适合在油田偏远井组和移动性较强的野外作业队等地方使用,配套设施后可以改善井组或作业队生活环境和工作环境,可加快实现无害化、减量化、资源化工作目标。
参考文献:
关键词:曝气系统;节能;降耗
中图分类号: TE08 文献标识码: A
引言
目前,我国的污水处理厂所采用的主要处理方法有活性污泥法和生物膜法,这两种方法都是利用生物来进行生物处理,为了保证处理效果,微生物能发挥发最佳的处理作用,就要为生物处理池提供适宜的溶解氧(DO),所以污水处理厂的曝气系统是必不可少的,也是占整个污水处理厂总能耗一半以上的能耗大户,所占比例一般超过60%[1]。由此可见研究如何降低污水处理厂曝气系统能耗的意义是多么的重大。
1氧化沟工艺概念
氧化沟又名氧化渠,因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动,因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长,有机负荷低,其本质上属于延时曝气系统。
2现有污水处理厂曝气系统能耗的分析
2.1从生物处理工艺方面分析
在污水处理中必须对曝气系统进行控制,要对气量的大小,曝气的时间长短进行控制,以为污水处理工艺的曝气池后往往会有二沉池,如果曝气时曝气量过小,在后续工艺中的二沉池就可能出现因缺氧而造成污泥的腐化,池底厌氧产生大量气体,使池底的污泥上浮。如果曝气时间过长,就会导致曝气量过大,曝气池能就会发生过高的硝化作用,这样就会有大量的硝酸盐进入沉淀池,再由反硝化细菌的作用在沉淀池产生大量的N2,致使池底污泥上浮。处理效果降低,能耗增加。
曝气量的分布是否均匀也影响曝气效果。一般污水处理工艺会在曝气池底均匀分布曝气装置,但如果有部分曝气头堵塞,就会大致发生堵塞的位置曝气量少,其他没有堵塞的位置相应的曝气量就增大;有事也会存在某些位置的曝气头损坏,造成损坏位置曝气量剧增,其他位置曝气量大大减少。这些情况都会造成生物反应池能曝气不均匀,处理效果降低,造成曝气系统的能耗损失。
2.2从行业现状方面分析
对已经建成并运行的污水处理厂进行调查,发现自动化程度较低,能耗较高。在很多水厂存在设计与实际投产运行的自动化要求不符,或在运行一阶段后,把部分自动装置改成手动,特别是曝气系统,半自动半手动。总结其原因有以下几点:
自动化技术未能与工艺设计相结合。由于我国我国污水处理起步较晚,早先的自动化系统都是引进国外的技术,即使现在部分产品我国已经有成熟产品,但自动化软件编程工程师一般都不是专业的污水处理行业的,大部分都是化工。冶金行业的自动化工程师,所以对无视处理工艺了解不深,不能完全达到污水处理工艺进行编程设计,大多数是套用自己所熟悉的本行业的一些技术及参数,这样就导致所用的自动化系统与污水处理工艺并不完全相符,造成处理效果不理想。
运行维护时自动化系统操作培训不到位。很多厂家调试运行时对污水处理厂的运行人员的培训不到位,只培训一些基本的操作,运行人员不能从理论上深入的研究和了解控制系统,或污水处理厂的运行人员更换频繁,致使部分培训内容丢失,使自动化操作达不到运行要求。
运行经验利用不足。因为污水处理厂在长期的运作中,会有规律可循,但污水处理厂的运行和管理人员往往不注意总结这些经验,致使其他相同规模的水厂在建设中利用不上这些经验。
2.3从计算建模方面分析
污水处理曝气量的计算非常繁琐,在对曝气池中溶解氧(DO)的控制时,自动系统的参数都是根据水厂的水质和季节不同进行不断的调整。从理论方面来看,污水的生物处理时非线性的,具有随机性、多变性及滞后性的特征,所建立的模型都是有条件和现有的经验所确定的参数,所以通过建模也不能准确的调节溶解氧(DO),这样就造成了风机出口阀门的频繁开闭,降低设备寿命,能耗的增大。
3污水处理厂曝气系统的节能分析
好样生物处理的曝气过程是个非常重要的过程,处理出水的水质的好坏,直接受曝气池内溶解氧(DO)的多少和污水混合程度的影响。曝气有充氧和搅动、混合的作用。常用的生物反应池内的曝气系统是由鼓风机、管道及曝气装置组成。所以实现曝气系统的节能就要从这几方面组成着手。
3.1曝气装置的选择
选择曝气装置应遵循系列原则:
为了节能效果好,应选用氧利用率较高的曝气装置;
应选择不易堵塞,便于维护,故障易于排除的曝气装置;
应选择结构简单,工程造价较低的曝气装置。
现在常用的曝气装置时微孔爆气器,其主要有盘式微孔爆气器和管式微孔爆气器,盘式微孔爆气器分为橡胶膜和陶瓷。盘式曝气器以其低廉的价格首先被广泛采用,但在应用过程中其易老化、易堵塞、使用寿命短等缺点就暴露出来了,所以技术更为先进的管式曝气器就被当下设计人员广泛选用。通过应用对比,管式曝气器要比盘式曝气器的氧利用率高20%,可以降低能耗20%左右[3]。随着技术的进步,要选用更先进的曝气器,这样才能真正实现能耗的降低。
3.2曝气装置的分布
曝气池内微生物降解污水中的有机物的工程,包含微生物自身生长的过程,微生物经历对数期、衰减期及内源呼吸期。同时曝气池能的溶解氧(DO)也随之变化,符合曲线(见图),通过曲线可以看出曝气池能的曝气装置应该按照推流式进行分布,沿池长方向,污染物浓度减低,所需曝气量递减,这样分布就避免了沿池长末端的曝气量的浪费,达到节能的作用。
活性污泥的增殖曲线
3.3曝气量的控制
我们在计算曝气量的时候,曝气池不按平均需氧量计算,这样就会造成曝气池进口端有机污染物含量高的位置曝气量不够,曝气池出口端的有机污染物含量低的位置曝气量过多,造成能耗的浪费,出水也不合格。所以在曝气池内布置曝气管时,要根据每段的曝气量合理的选用曝气管,如曝气池进口端选用φ63的UPVC管道,在中间端选用φ53的UPVC管道,在出口端选用φ32的UPVC管道。这样就避免了曝气量的浪费。
3.4鼓风机的选择
鼓风机是目前应用最广的曝气风机,所以合理的选用风机,也是节能的关键,鼓风机的出口一般会有挡板、逆止阀、调节阀等,阀门和管道管件过多会造成能耗。由于曝气池内的曝气量和曝气时间是变化的,所以曝气风机出口的阀门就处于频繁的调节状态,随着科技的进步,一种采用变频器改变电机转速的变频分风机慢慢的得到大多数人得认同,通过曝气量的大小改变曝气风机电机的转速,这样就避免了传统机械运行方式的能耗的损失。
结束语
综上所述,造成曝气系统能耗的原因有很多,节能方面我们主要从曝气装置的选择、分布、曝气量的控制及鼓风机选择这几个方面进行系统的论述,选用管式曝气器代替盘式曝气器,曝气装置选用沿池长方向渐疏的布置方式,严格控制曝气量,在满足工艺对风量及风压的要求下选用变频风机,来有效的降低污水处理厂曝气系统的能耗。
污水处理厂的曝气系统的节能,不是一天两天就能实现的,是需要做好长期作战的准备的,要想实现污水处理厂曝气系统的真正节能,就要从污水处理厂的最初设计着手,从建设前的设计阶段就完善设计,选用合理的工艺和设备,并在运行时加强管理,发现有落后的工艺或设备,就马上进行的改造,这样才能不断的降低污水处理厂的能耗,真正的为国家倡导的“节能减排”贡献力量。
参考文献