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关键词:污泥全回流工艺;低温生活污水;低溶解氧
中图分类号:X799.3 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)08-0012-01
1 利用污泥全回流工艺处理低温生活污水的概述
1.1 利用污泥全回流工艺处理低温生活污水的流程
利用污泥全回流工艺处理低温生活污水的流程如下:通过市政管网收集的低温生活污水流入污水处理厂,首先进入粗格栅来对污水中较大的悬浮物进行拦截,经提升泵提升后至细格栅进一步拦截污水中细小的悬浮物,然后进入旋流沉砂池中去除泥沙,污水自重流进入高浓度活性污泥反应池内,在进水端与大比倍循环的混合液快速混合均匀,从而大幅降低整个反应池内的有机物浓度梯度,确保微生物的生长环境稳定。混合均匀后的污水进入到密封释磷区(此区域顶端加盖以确保绝对厌氧),然后经空气提升器提升至曝气区,污水中的总氮、COD及氨氮在微生物作用下进行降解,磷被吸收,然后进入到澄清区。堆积在澄清区底部的污泥经吸泥泵回流至曝气区进水区,与来水混合。性质稳定的剩余污泥经污泥贮池进入到脱水间,经脱水处理后进行填埋处置。
实践表明,在采用上述污泥全回流工艺处理低温生活污水后,污水处理厂的各项指标均可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准,若要进行提标改造到一级A标准,只要在原有工艺基础上,在曝气池后加混凝沉淀池或过滤池即可。
1.2 利用污泥全回流工艺处理低温生活污水的优势
本文对污泥全回流工艺、传统活性污泥法进行了对比,由表1可见污泥全回流工艺有诸多优势:有机物在生物反应池内高污泥浓度的条件下能够高效降解,泥水分离系统表面负荷高于传统工艺泥水分离系统表面负荷,降低了二沉池内污水的停留时间,使得剩余污泥量减少且工艺占地面积减小,节约了基建投资并减小了剩余污泥的处理费用;曝气池内较低的溶解氧浓度有助于鼓风机能耗的降低,从而实现节能降耗的目的。
2 利用污泥全回流工艺处理低温生活污水的常见问题及解决对策
第一,不少污水处理厂在采用污泥全回流工艺处理低温生活污水时,将进水SS浓度设计为300mg/L,但实际检测时发现进水SS浓度高于300mg/L,可能会影响活性污泥的能含量,这就需要对进入生物反应池内的SS浓度进行控制。由于污泥全回流工艺未设置初沉池,因此为解决此问题可以加大物化处理设备格栅机和沉砂池的开机时间,运行时间为每停止2~3小时自动开启运行15min,相比于一般污水厂的每停止4~5小时后再开机运行,频率变大就可以去除更多的SS,确保将进水SS浓度控制在300mg/L内。
第二,冬季运行时,由于污水收集管网明渠较长,导致进入到污水处理厂的生活污水温度较低,这会影响工艺的处理效率。建议日后可以将进水明渠改为暗渠来提高生活污水温度,此外可以在曝气池上方、澄清区、气提区采用塑料布进行保温来提高生活污水浓度。
第三,不少污水处理厂在调试之初,测定SV30时发现沉淀的污泥颜色发黑,导致此种现象发生的原因可能是曝气池内的有机物因缺氧导致厌氧分解,释放出的硫化氢气体与亚铁离子结合,生成了黑色的硫化亚铁。为解决此问题,可以对曝气池内的溶解氧浓度进行调大。
第四,处理低温生活污水时,澄清区行车吸泥泵经常发生堵塞,为解决此问题可在曝气池进水管前段加筛网拦截杂物,在细格栅闸门前放置筛网进行杂物的拦截,并每天定时清洗筛网。
第五,某污水处理厂在运行过程中发现,二沉池上面的行车因行走速度较慢导致其行走廊道内结冰,行车经常被冻住。以后冬天考虑将二沉池整体用彩钢房进行罩住,或者考虑行车配备两套电机,冬季时用大功率电机工作来加快行车行进速度。
3 结语
利用污泥全回流工艺处理低温生活污水,由于混合液高速循环且溶解氧浓度较低,降低了微生物的平均生长速度,使得系统可控的污泥浓度增高,剩余污泥量减少,极大地减少了污泥处理的费用,系统的容积负荷以及抗冲击能力大大增强,因此非常值得在城市污水处理厂进行推广和应用。
参考文献
关键词:CASS工艺;低温污水;水力停留时间;污泥负荷
中图分类号:X7文献标识码:A
一、前言
低温废水处理是指在我国北纬40℃以北的广大地区,其冬季啤酒废水的水温一般在10℃以下(6~10℃,少数地区4~6℃)时进行的废水处理工程。由于寒冷地区排水温度低,输水管道散热量大,给污水处理带来很大困难。此外,温度对微生物的活性、种群组成、细胞的增殖、活性污泥的絮凝沉降性能、曝气池充氧效率以及水的粘度都有较大影响。因此,低温条件下,污水处理工艺及工程设计参数同常温条件下有很大区别。
低温对生物处理的影响,关系到寒冷地区城市污水和工业废水能否采用生物处理和采用什么样的生物处理工艺。因此,结合我国国情,探讨适合我国寒冷地区的污水处理工艺,对于缓解寒冷地区的环境污染,实现经济可持续发展具有重要意义。
周期循环活性污泥法(CASS工艺)不但具有投资少、占地面积少、工艺流程简单、操作管理方便、处理效果好等优点,而且据国外资料介绍,CASS工艺对低温污水仍能保持很好的处理效果。因此,本文就充分利用CASS工艺的优势,结合我国寒冷地区的实际情况,重点探讨了CASS工艺对低温环境的适应性,探讨适合低温环境条件下的工程设计参数和运行管理经验,为CASS工艺在我国寒冷地区的推广应用奠定基础。
二、工艺流程
海拉尔啤酒集团公司2000年12月完工并投入运行至今,运行稳定,间歇时间调节范围大,便于操作。达到了设计要求。该公司当年6月开始施工,12月投入试运行,CASS工艺采用二套42×16×5m,总容积3,360m3。
啤酒废水及厂区的少量生活污水经提升泵站进入污水处理站。污水首先进入往复格栅,去除SS。废水从格栅过滤后进入均化池,使废水在此得到均化,然后进入1#CASS池,池水加到一定高度后,自动液位控制器自动关闭污水泵,1#CASS池开始曝气,同时均化池中废水向2#CASS池注水。
1#CASS池曝气时间由设计参数确定,曝气时间一般在1~1.5小时,沉淀时间一般为3~4小时之间,沉淀结束后自动滗水机开始缓慢抽出上清液,一般滗水机下降1.1米,滗出上清液。多余污泥送入污泥压滤机去除水分,排除多余污泥。1#CASS池此时已处于到注水状态。2#CASS池废水此时已达到规定水位,自动液位控制器关闭进水阀门,开始曝气。同时1#CASS池低水位时,污水泵自动开启,开始向1#CASS池注水,如此循环往复,实现自动化处理废水的CASS工艺。
三、处理效果分析
1、污泥接种与培养。所用污泥取自哈尔滨啤酒厂废水处理站二沉池回流污泥,该污泥性能良好,属北方低温废水活性污泥处理,污泥适应性好。镜检发现有大量活跃钟虫和少量线虫,污泥上清液清澈透明。将接种污泥投入CASS池并加入部分污水后闷曝24h,此后,逐步加大进水负荷,按照CASS池自身运行方式――连续进水、间歇排水逐步培养驯化活性污泥,至生物相重新恢复正常、污泥性能稳定,处理效果良好,表明污泥培养成熟。
2、CODcr去除效果分析
(1)处理条件。气温:-4~12℃;水温:-2~13℃;水力停留时间:HRT=3h,5h;周期运行时间:T=240~300min(分曝气、沉淀、撇水、闲置四个阶段);进水流量:Q=2.0~2.2m3/min;周期处理水量:Q1=3,000~3,200m3;周期排水比:1/3~1/4。
(2)处理效果分析。监测分析方法:①CODcr:重铬酸钾法;②溶解氧(DO):YSI-52溶解氧仪;③BOD5:稀释倍数法;④pH:pH计或精密pH试纸;⑤污泥沉降比(SV%):用100ml或1,000ml量筒测量;⑥污泥生物相观察:光学显微镜;⑦温度:YSI-52自带温度计;⑧污泥干重、MLSS、SS:重量法测定。(表1)
可以看出:进出水CODcr波动不大,进水CODcr为823~1,354mg/L,出水为38~64mg/L,去除率在93.6%~97.0%之间,出水效果很理想,波动较小,运行稳定,出水水质比较理想。相对应的MLSS=2.15~3.41g/L变化不大,污泥负荷=0.46~0.75kgCOD/(kgMLSS.d),属正常。
通过对不同低温条件下的对比实验在进水CODcr较稳定的情况下,出口CODcr浓度较低,出水水质满足设计要求,出水水质比较理想,通过2001~2007年六年的常规监测和对比试验,CODcr出水水质均达到65mg/L以下,运行费用低,平均处理每吨啤酒为0.80元/吨废水。
3、悬浮物(SS)去除效果分析。一般情况下,传统活性污泥法处理污水的效果随温度的降低而变差,出水质量差的一个重要原因就是二沉池污泥沉降性能不好。从物理现象上看,活性污泥比较细碎,不易形成大块絮凝体,沉淀后的上清液仍有细小的悬浮颗粒随出水带走;从水质特点上分析,低温环境下,水的粘滞性增高,固体颗粒沉降阻力增大,降低了泥水分离效果。但从CASS工艺处理低温的整个实验过程来看,废水SS的去除率一直都很高,进水SS通常在100mg/L以上,出水SS通常保持在10mg/L左右,并且去除效果比较稳定。这从另一方面反映了CASS工艺独特的运行方式,使得曝气结束后的沉淀阶段整个池子面积均用于在近乎静止的环境中进行泥水分离,故其固体通量很低,泥水分离效果良好。
4、CASS工艺需氧量分析。通过连续监测一个工作周期内的溶解氧(DO)发现,CASS池中DO周期性变化非常明显,经历一个好氧―缺氧―厌氧过程,氧浓度梯度大,氧转移效率高,这对生物脱N除P以及防止污泥膨胀都十分有利。曝气结束后,沉淀开始后15分钟内,DO从4.15mg/L迅速下降到0.28mg/L,曝气重新开始前下降幅度趋于平缓,这就给生物反硝化细菌创造了良好的条件,使NO3-N转化为NO2-N进而转化为N2。这同时也提出了一个问题―低温及中温和高温条件下应设置不同的沉淀时间。因为夏天由于生物反硝化速率高,释放出来的N2易使污泥上浮,如果沉淀时间设置过长,就会造成污泥上浮随水流失。
四、结论
1、低温对CASS工艺处理低温啤酒废水的影响。通过实验观察和分析:低温对CASS工艺处理效果有一定影响,在其他条件相同情况下,与常温条件相比,CODcr去除率约降低5%,这也反映出CASS工艺对温度具有较好的适应能力,与国外文献的介绍是一致的。但低温造成活性污泥沉降性能降低,SV和SVI普遍高于常温条件,可通过提高污泥浓度、降低污泥负荷和适当延长沉淀时间,解决给生产运行带来的困难。
2、推荐的工艺参数。通过对不同水力停留时间的对比实验,发现水力停留时间HRT=3h和5h处理效果差别不大,这说明在一定污泥负荷范围内,延长水力停留时间对提高去除效果意义不明显,反而使投入产出比降低。污泥浓度MLSS=3,000~4,500mg/L,污泥负荷0.48~0.75kgCOD/kgMLSS.d,运行效果和经济性比较好。
3、通过实践和理论分析可知。CASS工艺污泥特性如SV、SVI和MLSS等受温度变化影响较大,而污泥特性的变化直接影响到沉淀时间、排水比和污泥龄等参数的确定,因此,CASS工艺的运行要制定与温度变化相适应的操作管理参数,在低温环境下,仍然保持较好的处理效果。
(作者单位:呼伦贝尔市海拉尔区环境监测站)
主要参考文献:
1 工程概况分析
本工程设计处理水量为70.0m3/d,进水水质根据实测数据以及生活污水常规检测标准确定,出水水质按照我国现行《污水综合排放标准》一级标准进行控制。
为满足本区域农村生活污水的处理效果,要求建设小型垂直流人工湿地处理系统。本区整个污水处理工艺占地面积为0.15hm2,整体工艺流程概括为:农村生活污水在经过化粪池处理以后进入污水收集管网内部,参与到污水处理系统反应过程当中。污水处理期间,首先进入格栅池,在此环节中去除大量的悬浮物以及漂浮物杂质。然后进入调节池当中,对污水水质与水量进行合理调控,出水在经过沉淀池处理后进一步去除污水中的颗粒沉淀物。经过以上反应后流入垂直流人工湿地处理系统当中进行处理,出水妥善消毒后可满足外排标准。
2 小型垂直流人工湿地系统建设要点分析
结合我国在生活污水处理领域的现状来看,人工湿地系统的主要构成基质包括以下几个方面:其一为碎石,其二为土壤,其三为粗砂,其四为砂粒,其五为煤渣,其六为多孔介质,其七为工业废气物,其八为硅灰石。结合区域内生活污水的具体特性,对基质构成进行灵活选择,能够使本区域内的植物以及微生物生长提供必要的营养物质以及表面依附载体。同时,从人工湿地系统的角度上来说,在流经污水期间,基质可以对污水中存在的各种污染物进行吸收、吸附、沉积、以及过滤处理,以达到良好的处理效果。对于本工程中所构建的小型垂直流人工湿地处理系统而言,对应的建设要点包括以下几个方面:
①床体结构建设要点:本区域内所建设的小型垂直流人工湿地系统总长度为43.2m,总宽度为23.8m,建设总面积为1028.0m2。床体结构设置方案为:2*独立床体,以并列方式构成,每个单元独立面积为514.0m2。系统中床体结构最底层为排水层,排水层结构厚度为0.2m,使用原材料为砾石(砾石粒径取值以30.0mm作为控制标准,均匀铺设基础之上形成),砾石以上为粗砂层(粗砂层粒径取值以20.0mm作为控制标准,铺设厚度为1.0m),粗砂层以上为细砂层(细砂层厚度取值以20.0mm作为控制标准,铺设厚度为1.0m)。处于对冬季低温下基层保温因素的考量,细砂层以上铺设0.3m厚度的草炭土。保温层上方铺设厚度为0.2m的营养土,覆盖植被为芦苇,芦苇植株密度控制为每平方米20株标准。
②布水方式建设要点:对于垂直性人工湿地处理系统而言,所流入的生活污水经过使地表面纵向流入填料底部,由此导致人工湿地系统床体处于不饱和状态下,氧分会通过大气扩散或者是植物传输的途径进入人工湿地处理系统内部。整个系统的硝化能力明显优于一般意义上的水平潜流湿地系统,因而对于氮含量较高的农村生活污水而言,具有相当确切的适应性优势。
在建设小型垂直流人工湿地处理系统期间,处于对冬季低温保温要求的考量,在布水方式上选择采用穿孔管布水系统,设置上下两层布水管,第一层布水管位于保温层下方,使用阀门进行控制,第二层布水管则位于保温层上方,每层布水管网独立运行。在冬季低温状态下,特别是霜冻期间,阀门控制下使用保温层下方布水管网,而在环境温度正常的情况下,则可以依赖于阀门控制实现对上层布水管网的应用。
③保温措施建设要点:对于农村小型垂直流人工湿地处理系统而言,在冬季寒冷地区应当采取的保温防护措施为:空气层覆盖人工湿地处理系统,但这一措施下的保温效果不够理想,且区域性保温性能有一定的失衡问题。而有关工程实践中指出:选择草炭土,即经过碳化处理的芦苇屑,将其作用于保温层施工,按照0.2m的单位厚度进行铺设,能够使保温效果达到理想状态。在本文所研究的小型垂直流人工湿地处理系统当中,在砂层基础之上,铺设经过碳化处理的草炭灰,铺设厚度为0.3m。同时,在低温状态下,为了进一步强化整个系统的保温效果,在对表面湿地作物进行收割以后,使用芦苇秸秆覆盖人工湿地处理系统表面,以确保保温效果达到均衡理想的状态。
④防渗措施建设要点:对于人工湿地处理系统而言,在其对生活污水进行处理的过程当中,最主要的目标在于避免处理中的生活污水对地下水造成污染或其他的不良影响。从这一角度上来说,还需要在构建小型垂直流人工处理系统期间,重视对地下区域的防渗设计工作。为了确保防渗设计的效果可靠,要求将对防渗材料的选择作为重点关注对象。具体的防渗措施为:第一,在人工湿地处理系统基础平整环节作业实施期间,尽量减少基层平整对原土层产生的扰动与影响;第二,人工湿地周边与底部作为防渗处理工作,使用复合土工膜作为湿地防渗膜,防渗膜厚度为1.0mm,同时,需要在防渗膜上、下部区域分别敷设细河沙,铺设厚度为50.0mm,以达到保护防渗材料以及防渗层性能稳定的重要目的。
3 农村生活污水处理效果分析
在本小型垂直流人工湿地处理系统投入农村生活污水处理系统以后,表现出了相当确切的环境效益,可以明显降低CODCr的排放量,铵态氮排放量、磷排放量,由此使得农村生活污水外排中的水体污染问题得到明显的控制。由于整个处理系统运行后,农村生活污水的排放更加的规范,杜绝了传统意义上生活污水随意排放的问题,在改善农村生活环境方面有相当重要的价值。与此同时,整个垂直流人工湿地处理系统规模较小,工程建设阶段总投资较小,年运行费用较小,废水处理费用较小,故而认为其除具有质量可靠的优势以外,经济效益同样突出,具有较高的可行性。
关键词:人工湿地;污水处理;脱氮
中图分类号:U664.9+2 文献标识码: A
Abstract: With the development of artificial wetland research in recent years, put forward the existing in our country's wetland system problems and solutions, in hope of providing reference for the application and popularization of artificial wetland.
Keywords: constructed wetland; wastewater treatment; nitrogen removal
人工湿地作为一种新型水处理技术,是利用基质、植物和微生物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解实现对废水的高效净化[1]。与传统的污水处理技术相比,人工湿地污水处理系统具有出水水质稳定、投资低、耗能低、抗冲击力强、操作简单、运行费用低等特点[2]。人工湿地以其独特的优势越来越受人们的关注和重视,但是在应用过程中也存在一些亟待解决的问题,本研究针对人工湿地在应用过程中存在的问题进行分析并提出相应的解决措施。
1人工湿地应用于污水处理技术的研究进展
对于人工湿地的研究自从上世纪五六十年代就已经开始,到六七十年代,能源危机促使人工湿地技术迅速推广到多种实际水处理工程当中,用以处理生活污水及工业废水。Kiekuth于1972年提出了“根区理论”,标志着人工湿地作为一种独具特色的新型污水处理技术正式进入水污染控制领域[3]。在随后的10年中,国内外研究学者成功解决了人工湿地在应用上的大部分技术难点,使人工湿地污水处理技术日趋成熟。八十年代后期,英国、德国、丹麦等国家都构建了大量用于小城镇的污水处理的潜流人工湿地处理系统。
目前,人工湿地系统在许多国家已被用来处理各类受污染水体,包括家畜与家禽的粪水、尾矿排出液、工业污水,农业废水、垃圾场渗滤液等[4]。但纵观国内外研究现状,人工湿地处理污水技术还有很多问题尚未完全弄清或有待进一步研究。
2 人工湿地在应用中存在的问题
2. 1受气候温度影响较大
人工湿地系统受温度影响较大,尤其在北方地区,11月份以后温度就会降到零下,系统氨氮、磷、COD等去除率均会受到很大影响。有学者认为在4℃以下时湿地中的硝化作用趋于停止。同时,在较低温度和氧含量的情况下,微生物活性也会降低,使微生物对有机物的分解能力下降,故温度是限制人工湿地在寒冷地区推广应用的重要原因之一。
2. 2基质易堵塞
基质是人工湿地系统的重要组成部分,也在湿地系统运行过程中起着至关重要的作用[5]。但随系统运行过程中,基质中微生物的不断繁殖以及腐败植物的累积导致基质的吸附能力逐渐趋于饱和,若维护不当及容易产生基质的淤积阻塞,这样不仅会影响湿地系统的寿命以及湿地长期运行的稳定性,甚至使湿地系统丧失其应有功能。
2. 3易受植物、基质、水力负荷、运行方式等的影响
植物是人工湿地系统的重要组成部分,植物通过其发挥作用将湿地系统中形成好氧区域和厌氧区域,在氮、磷的去除上体现了非常重要的作用[6]。但人工湿地系统植物过度单一或搭配不合理都会影响最终去除效果。
水力负荷和运行方式的设置都会影响系统作用的发挥,水力负荷过大会导致水力停留时间缩短,最终影响污水处理效果甚至造成湿地堵塞现象。湿地的运行方式对系统的影响也是不容忽视的,宋铁红等研究了人工湿地在间歇流、连续流进水方式下处理生活污水的效率,结果表明,间歇流进水能够提高床体内的含氧量,缓解植物根系放氧不足.提高了污染物去除率。
2. 4 管理不合理
人工湿地系统在运行过程中还存在着管理上的问题,随着系统运行时间的增加,人工湿地表面会积累周围生态系统产生的落叶、动物排泄物等,会很大的影响人工湿地的处理效果,甚至会造成堵塞。但目前对湿地系统管理力度不够并且缺乏科学的管理理念,导致人工湿地系统在运营一段时间后污水处理效果急剧下降,不仅失去了人工湿地系统原有的价值,并且很大缩短了人工湿地的使用寿命。
3 解决措施
针对人工湿地系统在污水处理过程中存在的诸多问题,本研究针对以上问题提出了相应的解决措施,以期为人工湿地的运行与推广提供参考。
3. 1人工湿地的保温措施
低温对人工湿地造成了不利的影响,为了保证人工湿地的运行效果,国内外学者研究了各种保温措施,通过保温能够减缓植物体眠,促进了人工湿地对污染物的去除效果。
3.1.1选择合适的湿地类型
在低温条件下,表面流人工湿地污水在表面流动,保温能力较差,水温降低易对微生物数量和活性造成影响,表面冰层使大气复氧能力下降,导致运行效果不佳。而潜流型人工湿地则具有一定的优势,潜流型湿地与大气之间有覆盖层隔断,在冬季对污水在床体中的保温效果较好,同时,潜流型人工湿地在处理过程中被表层土覆盖,可减少因污水蒸发蒸腾和流动造成的能量损失。因此,相对于其他湿地而言,潜流人工湿地在冬季或北方寒冷地区使用更具有优势,而在寒冷地区人工湿地的应用研究中大多数也都采用潜流型。
3. 1. 2设计覆盖层
覆盖物在整个湿地保温中起到隔离作用,有效的隔离可以提高湿地的污水处理效率。华莱士等认为,好的覆盖材料应具有以下特性:能完全分解而不影响系统正常运行;pH为中性;结构蓬松,纤维含量高,隔热性好;易使种子在覆盖物上生长;有较好的湿气涵养能力。目前对于覆盖层有植物覆盖、地膜覆盖等,各种覆盖方法都有它们的优缺点,但是在应用过程中要综合可虑各方面因素,选择合适的覆盖方法以预防低温对湿地造成不利影响。
3. 2湿地堵塞的防治措施
随着人工湿地的日益推广和应用,越来越多的人开始研究堵塞问题,目前常用的预防措施有:对进水进行预处理,选择合适的基质粒径和级配、选择合适的植物和污染负荷、合理的运行方式,以及一些强化措施等。
3.2.1 加强对污水的预处理
预处理可以降低湿地进水中的悬浮物和有机负荷,有效预防人工湿地堵塞的发生。常见的预处理工艺有格栅、厌氧沉淀、混凝沉淀等。加强污水的预处理,主要是为了去除污水中的悬浮物质,以减少悬浮物对系统造成堵塞。对污水进行预处理虽可有效推迟基质堵塞发生的时间,却不能杜绝基质堵塞的发生,并会增大系统的投资、运行成本以及维护管理难度。因此要对投资、运行成本及由此产生的效果进行权衡。
3.2.2更换基质
大量的研究表明人工湿地中有机物的积累主要发生在表层,而人工湿地的堵塞也主要发生在湿地表层,因此对于堵塞严重的人工湿地更换湿地表层填料可以改善湿地表层的堵塞,保持人工湿地的稳定运行。
4 结论
我国人工湿地系统正式运行时间较短,在运行管理方面经验仍旧不足,因此加强我国人工湿地污水处理系统规范化管理,编制出一套适合我国国情并综合考虑南北方气候差异、切实可行的污水处理系统规范,充分发挥人工湿地的生态服务功能,使人工湿地在对污水进行处理与净化的同时带来一定的景观和经济价值。人工湿地系统基质堵塞是我国现阶段人工湿地运营过程中亟待解决的问题,因此应着重进行解决此项难题的研究,寻求能有效解决人工湿地堵塞的方法,延长人工湿地的使用寿命,提高人工湿地系统在我国污水处理领域的应用价值。
参考文献
[1]刘礼祥,刘真,章北平等,人工湿地在非点源污染控制中的应用,华中科技大学学报,2004,21(1);40-43.
[2]相震,陈淑娟,王连军等,接触氧化人工湿地去除印染废水中COD,环境污染治理技术与设各,2005,6(9);65-67.
[3]周仲魁,陈泽堂,孙占学,人工湿地在治理矿山废水中的应用田铀矿冶,2008,27(4);202-210.
[4]刘志斌,金晓芳人工湿地处理矿山废水的可行性研究田露天采矿技术,2005(6);39-43.
【关键词】城市给排水,污水处理
1、我国污水处理现状
据有关数据统计:我国目前的年排污量大约为350亿m3,但城市的污水处理率仅为15.8%,而西方发达国家如美国早在1980年就已达到了70%。全国有大约超过80%的城市直接排放未经任何处理的污水到附近的水体,这使得水污染加剧。尤其在全国2000多座县城与19000多个镇中,其污水的排放量约占全国总量的一半以上,但这些中小城镇的污水处理能力远远低于全国平均水平,突出表现在污水处理的基础设施严重贫乏。在我国目前的城市污水处理厂中,有80%以上的都是采用活性污泥法,不到20%采用稳定塘法、土地处理法及一级处理等。随着对水资源质量要求的提高,使得城市污水处理厂不得不开发许多改进型的工艺技术,如A/O法、氧化沟法、SBR法等。
2、污水处理工艺流程选择,一般需考虑以下因素。
(1)废水水质。生活污水水质通常比较稳定,一般的处理方法包括酸化、好氧生物处理、消毒等。而工业废水应根据具体的水质情况进行工艺流程的合理选择。特别需要指出的是,对于采用好氧生物处理工艺处理废水来说,要注意废水的可生化性,通常要求COD/BOD5>0.3,如不能满足要求,可考虑进行厌氧生物水解酸化,以提高废水的可生化性,或是考虑采用非生物处理的物理或化学方法等。
(2)污水处理程度。这是污水处理工艺流程选择的主要依据.污水处理程度原则上取决于污水的水质特征、处理后水的去向和污水所流入水体的自净能力。通常环境管理部门是根据《污水综合排放标准》及相关的行业排放标准来控制污水的排放浓度,一些经济发展水平较高的地区还规定了更为严格的地方排放标准。因此,无论是何种需要处理的污水,也无论是采取何种处理工艺及处理程度,都应以处理系统的出水能够达标为依据和前提。按照法律、法规、政策的要求预防和治理水体环境污染。
(3)建设及运行费用。考虑建设与运行费用时,应以处理水达到水质标准为前提条件。在此前提下,工程建设及运行费用低的工艺流程应得到重视。此外,减少占地面积也是降低建设费用的重要措施。
(4)工程施工难易程度。工程施工的难易程度也是选择工艺流程的影响因素之一。如地下水位高,地质条件差的地方,就不适宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。
(5)当地的自然和社会条件。当地的地形、气候等自然条件也对废水处理流程的选择具有一定影响。如当地气候寒冷,则应采用在采取适当的技术措施后,在低温季节也能够正常运行,并保证取得达标水质的工艺。当地的社会条件如原材料、水资源与电力供应等也是流程选择应当考虑的因素之一。
(6)污水的水量。除水质外,污水的水量也是影响因素之一。对于水量、水质变化大的污水,应首先考虑采用抗冲击负荷能力强的工艺,或考虑设立调节池等缓冲设备以尽量减少不利影响。
(7)处理过程是否产生新的矛盾。污水处理过程中应注意是否会造成二次污染问题。例如制药厂废水中含有大量有机物质(如苯、甲苯、溴素等),在曝气过程中会有有机废气排放,对周围大气环境造成影响;化肥厂造气废水在采用沉淀、冷却处理后循环利用,在冷却塔尾气中会含有氰化物,对大气造成污染;农药厂乐果废水处理中,以碱化法降解乐果,如采用石灰做碱化剂,产生的污泥会造成二次污染;印染或染料厂废水处理时,污泥的处置为重点考虑的问题。
总之,污水处理流程的选择应综合考虑各项因素,进行多种方案的技术经济比较才能得出结论。
3、我国污水处理问题的原因
我国的污水处理无论在数量、规模上,还是在自动化程度、机械化上,都存在着非常大的差距。究其原因,可以归结为以下3个方面:1)资金不足,运行维护管理费用高。对于一个城市来说,防止水污染、改善城市水环境质量的重要手段就是有个好的城市污水处理系统。因此资金是个根本问题。近几年来,国家对城市污水处理增加了不少投资,但与国外相比差距还是很大,因此,我国应该通过各种宏观调控措施,大力调整投资结构,加大投资力度。
2)技术落后,污水处理率低。因为污水处理技术是污水处理设施能否高效运转的关键点。很长一段时间以来,我国的污水处理技术都是引进欧美发达国家的,虽然在学习国外技术的同时也创新了一套自己的技术,在污水处理上有了很大的发展,但是我国目前采用的技术与同期国外的技术水平相比依然还很落后,一直存在能耗高、效率低、自动化程度低、维修率高等缺点。
3)操作人员技术素质及管理水平较低。污水处理效率低的重要因素还有操作人员的技术能力与管理水平。我国是发展中国家,工作重心一直是经济建设,而对污水处理的管理没有引起很高的重视,直到后面环境保护被提上议程,污水处理才慢慢发展起来,管理水平也一直处于缓慢发展的阶段。由于机械与技术大都引进自国外,处理技术较为复杂,我国目前很多操作人员的技术素质不能很好地适应,使得设备运行率不高,造成了资源的浪费,严重制约了已建污水厂的正常运行。
4、污水处理后应如何排放与利用
污水经过处理后,有下面几条排放途径:
(1)放纳水体,作为水体的补给水。如下游的河道、湖泊、海边等。排放收纳水中是污水处理后最常采用的出路,但排出的处理后的水应达到国家或地方相关的排放标准,否早可能造成收纳水体遭受污染。
(2)灌溉田地。灌溉田地可使处理后的水得到充分利用,但必须符合GB5084-1992《农田灌溉水质标准》使土壤与农作物免遭污染。
关键词:城市污水处理 现状 原因 新技术
1、 前言
随着经济的不断发展,人们对环境质量的要求也越来越高,传统的污水处理技术不能够满足时展的要求。与此同时随着水资源的日益紧张,为了能够缓解水资源的供需紧张,城市污水处理技术就显得尤为重要。城市污水处理新技术要不断进行革新才能够适应时展的需要。
2、 我国城市污水处理的现状以及原因
2.1我国城市污水处理的现状
与我国人口、环境以及工业建设等相比较,我国城市基础设施的发展和建设是比较缓慢的。城市基础设施的发展和建设的缓慢,使得我国城市中的基础设施长期处于超负荷承载的状态。近几年,我国城市环境保护基础设施处于起步阶段,这就使得我国城市的污水处理技术不能够满足实际污水处理的需求。
2.2我国城市污水处理技术落后的原因
在2000年,我国只有一少部分城市建成了污水处理工厂,这就不利于城市污水处理技术的不断发展。由于我国污水处理厂的建设是比较落后,从而不能够满足污水处理实际的需求。除此之外,由于我国政府对城市污水处理厂的投资在国民生产总值所占的比例是非常小的,政府的不重视不利于城市污水处理技术的不断发展。
3、 我国城市污水处理的新技术
3.1超声水处理技术
随着化肥以及农药在城市农业生产中的不断使用,它们产生的气体、粉尘以及其他固体对地下水、河流以及湖泊等水质都造成了一定的污染。然而在强化微污染水的生物处理中主要使用超声水处理技术。超声水处理技术在处理城市污水处理处理的原理是:经过一定强度的超声处理,这样做不仅可以使得膜生物反应器的生物活性得到增强,而且大大增加反应器的有机负荷,最终提高有机物的净化效率。在超声水处理技术中主要是通过提高污水中生物的活性,从而提高处理污水的能力。超声水处理技术在将声音进行空化的过程中,能够将声场中的能量集中起来,然后在空化泡崩的过程中,在很小的空间释放出一些能量,这样就出现异常高温以及高压的情况,最终形成了“局部热点”,大大加快了化学反应的速率。在城市污水处理的过程中,通过使用超声水处理技术来使得污水中的化学污染物得以降解,这种污水处理技术不仅能够提高污水处理的效率,而且能够为城市污水处理节省一定的成本。
3.2二级处理过程中的一级处理强化技术
城市污水处理厂进行二级生物处理的前置处理方法主要是指一级处理强化技术。一级处理强化技术的主要功能是指能够将水中的悬浮物以及漂浮物除掉,并且一级处理强化技术集低动力消耗、低投资的优点于一身,除此之外一级处理技术能够将污水中的部分有机物除掉的同时还会影响后续的二级处理。一般情况下,在二级处理之前,一级处理强化技术主要分为微生物的絮凝吸附处理和物化处理的这两类。在SS、TP等重金属材料中,一级强化处理技术不仅具有很好的处理效果,而且具有较强的抗冲击能力。一级处理技术在处理过程中具有稳定、运行管理比较灵活、环境效益较好,投资较少以及运行费用较低等的优点。
3.3高级氧化处理技术
高级氧化处理技术主要是指在特定的条件下能够产生一定量的具有氧化能力的自由基,并且能够将污水中的有机污染物分解出来。一般情况下,高级氧化处理技术主要应用在对水质的要求较高或者水源污染较为严重的环境中。虽然该技术处理污水的成本较高,但是该技术的处理效果是非常可观的。高级氧化处理技术具有可观的处理效果,因此在未来的发展过程中该技术被作为重点内容进行研究。高级氧化处理技术中产生的自由基主要是利用光的激发而产生的或者是通过使用特殊的催化剂产生的。随着环保理念不断深入人心,高级氧化技术会得到快速的发展。
3.4曝气生物滤池处理工艺
曝气生物滤池处理技术具有基建投资少、占地面积少的特点。在城市污水处理的过程中,如果使用曝气生物滤池处理技术,就不需要再设置二次沉淀池。在曝气生物滤池中,一般情况下氧的利用效率达到25%左右,并且曝气生物滤池具有耐低温、抗冲击负荷能力强的特点,因此即使短期冲击负荷保持在正常负荷3倍的情况下,此时的曝气生物滤池也依然能够运行,并且水质不会有太大的变化。
3.5污水生态工程处理技术
污水生态工程处理技术具有运行安全、节省资源、运行维护费用较低以及实现污水的资源化的优点。污水生态工程处理技术主要包括氧化塘和土地处理这两个系统。近几年,从城市中已经修建完毕并且运行的氧化塘的数据进行分析,可以其中的水质已经达到了常规的二级处理出水的水质要求。然而对于养鱼塘以及水生物塘等生态净化塘来说,他们在除菌能力以及脱氧脱磷能力中都达到了三级处理的要求。
3.6 SBR工艺的不断创新
简化城市污水处理的操作过程以及降低基建费用成为SBR工艺创新的主要目的。通过对SBR工艺的不断创新,这样不仅可以提高系统的灵活性,而且增加了系统的稳定性。在SBR工艺的不断创新的过程中,要注意泻水体积、高效的连续的SBR工艺、准确的溶解度、完整的SBR工艺系统以及将污水水质脱氮、脱磷以及脱碳的关键参数进行确定,促进SBR工艺技术的不断革新。
4、 结束语
在城市污水处理的过程中,要针对不同的污水水质使用不同的污水处理技术,这样可以使得每一项污水处理技术能够发挥出更好的效果。为了响应可持续发展战略的号召,环保型污水处理技术成为未来污水处理技术的发展趋势。在城市污水处理的过程中,要掌握城市污水处理的新工艺以及工艺流程,这样才能够真正的将污水处理做好,最终能够促使城市污水处理向着健康化的方向发展。
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关键词:城镇; 污水; 污泥
中图分类号:TU992.3
文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)10004102
1 引言
污水厂在处理污水的过程中会产生大量的污泥,而污泥中含有大量重金属、病毒、寄生虫卵等有害物质。污水处理过程中产生的污泥一般都是工业废水或者居民生活用水中的残留物,如果将这些污泥随意处置,就很可能造成二次污染情况,对土壤以及地下水的安全产生直接的影响,严重影响环境健康。基于此,对德宏州城镇污水厂进行了详细的调查,并对污水处理厂污泥处置现状进行了分析。
2 污泥处理处置重要性
根据相关调查研究,截至2009年,我国城镇污水处理厂达到近2000座,1年污水处理的量达到280亿m3,大约产生的污泥达到2005万t。随着城市建设的发展,未来城镇污水量和产生的污泥量还会不断的大量增加。虽然国家和各个城市开始重视污水和污泥的处理,但是依然存在大量的污泥没有得到妥善的处理,污染形势紧张。
根据笔者调查研究,我国污水处理后产生的污泥大约有1/5通过焚烧、填埋和建材利用等方式进行处理,大约有1/10的污泥通过堆肥制肥进行处理,剩余的全部或者是通过简单的填埋或者是随意堆放进行处理,导致给生态环境带来了极大的影响,埋下了安全隐患。
城镇污水经过污水厂处理之后产生的污泥具有含水量高、病原菌多、臭味大、易腐烂、重金属多等特点,如果没有对这些污泥进行合理的处理,在经过雨水的侵蚀和渗透作用之后,很容易对土壤和地下水产生污染,直接威胁着生态环境和人类的身体健康。
3 德宏州城镇污水处理厂污泥处置现状
3.1 德宏州城镇污水处理厂概况
德宏州主要有5个污水处理厂,分别为芒市污水处理厂、盈江县城市污水处理厂、梁河县污水处理厂、陇川县城市污水处理厂以及瑞丽市第一污水处理厂。芒市污水处理厂一期和二期设计处理规模均为1.5万m3/d,处理工艺为氧化沟工艺。盈江县城市污水处理厂项目设计处理规模近期为1.5万t/d,采用A2/O工艺,即粗格栅、提升泵、细格栅及沉砂池、生化池、二沉池、消毒池。梁河县污水处理厂建设规模按近期0.5ft/d,远期1万t/d统一规划设计。陇川县城市污水处理厂设计近期处理规模为0.5万m/d,远期处理规模为1.0万m/d,污水管网约38 km。瑞丽市第一污水处理厂设计处理规模2万t/d,配套污水管网及截污干渠108 km。
3.2 德宏州城镇污水处理厂污泥处置现状
(1)德宏州一些污水处理厂产生的污泥大量采用随意堆放以及填埋的方式进行处理,一定程度上威胁了当地的生态环境和土壤质量。
(2)一些污水处理厂在污泥的处理中还缺乏完善的处置方案以及相关经费,导致污泥处置标准达不到污泥处置运行的要求。
(3)德宏州污水处理厂污泥处置的经验还不足,能够借鉴的经验还不够充足,借鉴其他城市污泥处理方式一些污水处理厂开始逐渐采用堆肥处理、建材利用等方式进行处理,但是用于这些处理方式的污泥量还比较小,还没有规模化推行。
(4)德宏州污泥处置用地、资金以及政策等方面的政府扶持力度不够。
(5)德宏州污泥处置还缺乏与之相对应的技术标准和专项规划,仍然存在重污水处理、轻污泥处理的现象。
4 德宏州城镇污水处理厂污泥处置发展对策
4.1 继续加大对德宏州城镇污水处理厂建设的投入
根据调查,德宏州共有5座污水处理厂,目前都无法完全满足国家对污水、污泥处置的规范要求,因而必须继续加大对德宏州城镇污水处理厂污泥处置系统建设的投入,在财政上面给予政策性支持,设立专项资金用于支持污水处理设施建设,提高污水处理效率。
4.2 提高污水厂处理的功能
当地政府应加大对污泥处置的重视,加大资金和政策支持。另外,污水处理厂研究人员应该加大力度对污泥处理的研究,确保污泥得到妥善处置,变废为宝,实现污泥利用的资源化。
4.3 加强污水处理厂设施、设备的维护保养,保证其完好使用率
保证现代污水处理厂功能的基本要素就是设施、设备的维护和保养。如果缺乏及时和合理的维修保证,就会导致污水处理厂在运行中出现各种问题。根据上述分析发现德宏州一些污水处理厂的设备安装不合格,维修保养不及时,导致设施、设备功能无法充分发挥,影响污水处理厂污泥的处置能力。应保证设施、设备的科学化管理,根据设备的特点和性能安排专人对其进行维修和保养,建立健全维修保养制度,确保设备处于完善的工作状态,保证设备、设施达到质量标准和运行标准。这样的设施、设备才能保证其完好率,使污水处理厂的设施、设备朝着科学化、规范化管理的方向迈进。
4.4 提高污水处理厂的管理水平,确保出水水质达标排放
污水处理厂的工作人员和技术人员需要全面的熟悉和了解污水处理厂的处理工艺以及处理流程。在污水处理中,需要根据水质情况的变化对设备的运行参数和状态进行及时的调整,确保污水处理设备处于完好的运行状态。对于运行过程中出现的一些问题,不论大小,都需要加强重视,及时上报并且采取合理的手段对其进行处理,避免小问题变大问题,影响污水处理厂的正常运行。为了达标排放,为了稳定、安全的运行,将要出现的所有问题消灭在萌芽中,杜绝恶性循环问题的出现或存在。
4.5 选择合理的污泥处理方法
污泥处置的方法主要有填埋、焚烧、农业利用、固化、低温热解以及微生物等方法。大部分的污水处理厂采用的都是污泥―污泥浓缩―污泥脱水―卫生填埋的方法。我国很多城市在污泥处理方面还没有完善的制度和规范,以往对污泥的处理大多数都是对其进行填埋或者是将污泥干化之后制成水泥,这两种方式都存在一定的缺陷,因而必须积极探寻新的污泥处理方法。
德宏州污水污泥处理中发现在园林建设中需要的土壤为特定土壤,但是这类土壤量小,因而可以将处理之后的污泥作为园林建设特定土壤使用。经过技术处置的污泥就可变身成园林养分土,还能制成园林肥料应用。根据芒市污水处理厂实际应用的经验,一般能够将污泥制作成以下三种园林建设需要的产品:一是制作成为园林建设所需要的植物的肥料;二是制成园林土壤改进基质;三是制作成为用来种植植物的养分土。
4.6 认真填写运行管理原始记录及报表
污水处理厂运行维护中的原始记录和报表是基础资料,能够对污水处理厂的真实的运行状态进行反映,对污水处理厂所产生的效益、达到的水质标准、消耗的能源、设施设备运转状况进行客观真实的表现。运行管理人员可以将这些原始资料作为参考依据对污水处理厂的运行状态和参数进行调整,从而对运行管理中存在的一些问题进行处理和解决,也可作为污水处理厂宝贵的档案,其意义非常重大。各污水处理厂可根据本厂的处理工艺、水质水量及所处地理位置特色,完善适合本厂运行管理的一系列报表。报表体系一旦完善要做到以下几点:必须认真求实地填报;要求管理人员对报表进行认真的分析,作为调度、指导运行的可靠依据,不能束之高阁;年底将这些资料存入污水处理厂的档案室作为今后决策的参考文献。
5 结语
德宏州城镇污水处理厂在日常运行和污泥的处置过程中仍然存在着一些问题,主要表现为运维资料不健全、设备维护管理落后、管理水平低下等,因而必须强化污水处理厂的管理水平,加强设施、设备的维护保养,认真填写运行管理原始记录及报表,加大污水处理厂建设的投入,不断提高德宏州城镇污水厂污泥处理能力。
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关键词CASS工艺高有机负荷低温去除效果
中图分类号: C35 文献标识码: A
CASS工艺是SBR工艺的一种改良工艺,由Goronzsy教授和他的同事在ICEAS工艺的基础上发展而来,即将ICEAS的生物选择区设计的更小、更加合理有效,同时还设置了污泥内回流系统,将主反应区的污泥回流到生物选择区,并分别于1984年和1989年获得美国和加拿大的专利[1-5]。CASS由于其工艺流程简单、占地面积省、投资运行成本低、污泥膨胀发生少、脱氮除磷效果较好、抗冲击负荷能力强、操作管理方便等优点而得到了国内外的广泛应用。
CASS工艺处理高有机负荷污废水的污水处理站应用较多,处理效果较好,满足国家对工业污废水排放的标准。然而进水温度低于5℃条件下对CASS工艺处理效果的影响,有关报道还是很少。当进水温度低于5℃时,污泥的活性很低,将会影响污水生物处理的效果,一般的污水处理工艺将会处于停运阶段。本文重点考察和研究了在高有机负荷和低温进水条件下,对CASS工艺处理效果的影响。
1 运行控制参数和分析方法
1.1 运行条件
该运行是在新疆某污水处理厂完成的,该污水厂在2013年10月初至2014年2月中旬,来水的有机负荷异常,远远超设计负荷,进水COD平均值达到了713.7mg/L;从2013年11月份末至2014年的3月初,进水温度均低于5℃。污水厂长时间在高有机负荷和低温进水的条件下仍然按照正常条件下运行,即采用进水-曝气1h、进水3h、沉淀1h、滗水闲置1h共计6h的一个运行周期,因而获得了关于高有机负荷和低温对CASS工艺处理效果影响的数据。
1.2 运行控制参数
在常温高有机负荷进水条件下,选取了10月份连续运行25天的数据;在高有机负荷低温(低于5℃)的条件下,选取了1月中旬至2月中旬连续运行25天的数据;在低于5℃进水条件下,取得了连续运行10天的数据。运行期间控制的参数如表1所示,污泥龄的控制以MLSS和SV30在其控制范围内为准,进水BOD5/COD均值为0.41。
表1 运行期间的控制参数
参数 DO
(mg/L) MLSS
(mg/L) SV30
(%) 排水比λ
范围 2-3mg/L 3000-4000 20-30 1/4
1.3 分析方法
测定COD、NH3-N、TP的方法均为国家规定的标准方法[6]:COD测定的方法为重铬酸钾法,NH3-N测定方法为纳氏试剂分光光度法,TP的测定方法为钼锑抗分光光度法。
2 运行结果分析
2.1 高有机负荷的影响
在高有机负荷条件下,进出水COD、NH3-N、TP浓度及其去除率的变化情况分别如图1-3所示。
图1进出水COD变化情况图
图2进出水NH3-N变化情况图
图3进出水TP变化情况图
2. 1.1 高有机负荷对COD去除的影响
进水COD值在408~2270mg/L之间,均值为812mg/L,出水值在133~339mg/L之间,均值为201mg/L,去除率在57.1~88.8%之间,均值为72.8%。进水COD值远远超过了350mg/L的设计值,相当于处理工业污废水。长时间的高有机负荷条件下,CASS工艺对COD的去除效果相对较好稳定,去除率基本稳定在70%左右,由此可见,CASS非常适合应用于处理高有机负荷的污废水的处理。
2.1.2 高有机负荷对NH3-N去除的影响
进水NH3-N值在42.29~74.96mg/L之间,均值为55.16mg/L,出水在19.21~51.85mg/L,均值为36.54mg/L,去除率在-9.3~59.9%,均值为33.4%。NH3-N的去除效果受到很大影响,高有机负荷严重抑制了硝化菌的硝化作用,使得NH3-N难以去除。
2.1.3 高有机负荷对TP去除的影响
进水TP值在1.15~14.50mg/L之间,均值为6.76mg/L,出水值在0.26~1.44mg/L之间,均值为0.68mg/L,去除率在23.5~96.8%,均值为86.1%。TP的处理效果较好,仅出现两次不达标,由于污水厂TP去除效果一直较好,应该是进水中含有与磷发生沉淀反应的化学物质,如Fe3+、Al3+等。
2.2 高有机负荷低温的影响
随着冬天的来临,而进水的高有机负荷依然未能解决,为此特考察和研究了在高有机负荷低温条件下,对CASS工艺处理效果的影响。图4-4~图4-6的数据来源于1月中旬至二月中旬,分别为进出水COD、NH3-N、TP变化情况。该阶段的进水温度在1.0~4.7℃之间。
图4 进出水COD变化情况图
图5 进出水NH3-N变化情况图
图6 进出水TP变化情况图
2.2.1 高有机负荷低温对COD去除的影响
进水COD值在331~922mg/L之间,均值为710.4mg/L,出水值在119~357mg/L,均值为205.4mg/L,去除率在49.9~83.1%,均值为70.2%;相对于高有机负荷的进水而言,增加了低温的影响,对CASS工艺对COD去除效果的影响不是很明显,去除率仅略微有所下降。
2.2.2 高有机负荷低温对NH3-N去除的影响
进水NH3-N值在22.98~58.52mg/L,均值为36.24mg/L,出水值在24.00~34.75mg/L,均值为29.02mg/L,去除率在-28.2~57.1%,均值为17.7%。在有低温的条件下,NH3-N去除效果明显比高有机负荷差,原因是,当低于5℃时,硝化菌将会完全终止硝化作用。
2.2.3 高有机负荷低温对TP去除的影响
进水TP值在3.49~14.50mg/L之间,均值为6.84mg/L,出水值在0.37~1.47mg/L之间,均值为0.78mg/L,去除率在79.9~96.0%之间,均值为88.0%。总磷的去除率反而略有提高,温度对TP的去除效果影响不大。这么低的温度,即使是化学除磷,其去除效果也会受到明显的影响,其原因有待研究,可能的原因是进水中含磷的物质易于沉淀。
2.3 低温的影响
图4-7和图4-8所示分别为进水温度均低于5℃条件下进出水COD、NH3-N变化情况,所取数据为2010年的2月中旬到2月末。此阶段进水有机负荷稳定正常,进水有机负荷不再成为影响CASS工艺处理效果的因素。
图7进出水COD变化情况图
图8 进出水NH3-N变化情况图
2.3.1 低温对COD去除的影响
进水COD值在233~559mg/L之间,均值为368mg/L,出水值在56~114mg/L之间,均值为90.8mg/L,去除率在72.2~81.9%之间,均值为74.7%。COD的去除率较高有机负荷条件下有所提高,说明与低温相比,高有机负荷COD的去除影响较大。当温度低于5℃时,一般污水处理工艺无法进行,而CASS工艺对COD的去除效果仍然较好,出水基本在100mg/L以下。
2.3.2 低温对NH3-N去除的影响
进水NH3-N值在35.42~49.27mg/L之间,均值为42.89mg/L,出水值在27.16~41.90mg/L之间,均值为34.39mg/L,去除率在0~25.5%之间,均值为19.65%。低于5℃条件下,CASS工艺对NH3-N的去除基本不起作用。
3 结论
(1)在进水高有机负荷的条件下,CASS对COD的平均去除率达到了72.8%,去除效果较好,并能长期保持稳定;低于5℃的进水条件下,CASS工艺仍然对高有机负荷进水的COD仍然有较高的去除率,出水达到国家对污废水处理排放的标准,这对于高寒地区采用CASS工艺处理进水温度低于5℃的工业污废水提供可能的依据。
(2)当进水温度低于5℃时,CASS工艺对NH3-N去除率不足20%,此条件下,高有机负荷的进水,对NH3-N的去除效果影响不大;在高有机负荷条件下,CASS工艺对NH3-N的处理效果明显受到抑制,去除率仅为33.4%。比较得出,低于5℃的进水条件对CASS工艺处理NH3-N的效果影响明显比高有机负荷强很多。
(3)在高有机负荷低温的进水条件下,虽对TP的去除效果产生了一定的影响,但总的影响效果不大,出水TP总磷基本能稳定达标,这可能跟进水水质有关。
参考文献
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论文摘要:随着经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高,城市环境已经成为人们评价一个城市发展程度的重要指标。城市废水处理――这一影城市下游环境的重要工程,其实施效果对于我国环境有着重要的影响。文中就城市废水处理新技术进行了简要的分析。
可持续发展路线的实施,增加了我国各级政府对环境保护的认识和治理力度。城市污水处理,作为一个城市发展程度的重要标志,其实施效果已经成为了评价城市发展程度的重要指标。城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护,更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设,加快城市污水处理新技术的应用,促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施,是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。
1.我国城市污水处理现状分析
目前我国城市污水处理的面临着重要的考验,现有污水处理系统已经不能满足日益增加的城市污水量。而工业废水、日常生活排放污水在城市内部的流向对流经城市的河流以及浅层地下水也都有着不同程度的污染。这也使得我国多数城市水源受到污染,加大了城市生活用水处理的费用,加剧了我国城市废水污染程度。近年来为了加快我国可持续发展战略目标的实施、促进我国水资源优化、保护环境,我国很多城市已经开始了对城市内污水流向的治理,减少污水在城市内流向对浅层地下水的污染。同时大力应用新的废水处理技术,加快污水处理建设,为我国可持续发展路线的实施打下坚实的基础。
2.城市污水处理新技术分析
2.1曝气生物滤池技术分析
曝气生物滤池是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理,也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理,并且能够达到很高的排放水质标准。由于曝气生物滤池工艺将滤池和生化反应器结合起来,因此不再需要沉淀池;占地面积小,是常规工艺的1/4~1/5,节省大量征地和地基处理费用;池容小,土建工程量比其它工艺少20%~40%;全部模块化结构,改扩建容易,工期短;上部出水为清水,滤头不易堵塞,检修和更换容易。无需放空滤池中滤料;可对厂区进行全封闭,无臭味污染,视觉和景观效果好;不需要单独的反冲冼水和反冲洗水泵,降低了设备投资和运行费用;穿孔管曝气,节省设备投资和维护费,效率高。而膜式曝气头通常在运行两年后开始丧失其效率;自动化程度高,操作人员少;低温运行稳定,受温度影响很小;由于其具有连续的物理过滤能力,一旦生物反应发生问题,滤池仍可去除绝大部分的悬浮物;而且仅需要几天即可恢复生物处理能力,而活性污泥法需要几个星期才能恢复;由于其具有的众多有点,我国已经在2002年在广东南海新建了一座设计流量为50000m3/d的新型曝气生物滤池污水处理厂,从近6年的处理运行情况来看,运行稳定,处理效果好,是投资较少的一种新技术应用典型。
2.2天然有机化学污水处理技术的分析
天然有机化学在污水处理方面的优势已经被人们认可,也使得其在污水处理中的发展前景越来越好。化学混凝与生物法共同作用污水处理法已经成为了天然有机化学污水处理发展的新方向。该工艺能有效去除水中的颗粒物、磷和氮,使出水水质达到一定的水平。有些国家把化学混凝法加生物处理作为主要的处理方法对城市生活污水进行处理,如挪威、瑞典、丹麦,其70%的污水都用混凝法+生物处理。其它一些国家如美国和香港用一种叫做化学强化一级处理法,该法比化学混凝法需要的混凝剂量更少,但足以去除大部分磷同时大大加快沉降速度。
世界上最常用的混凝剂为铝盐和铁盐,也有一定数量的有机聚合物作混凝剂或助凝剂。水和污水中的污染物去除是通过已知的机械原理即破坏胶体的稳定性而混凝,或者是化学药剂与固体水解产物共同沉降来完成。混凝法的效率是受混凝剂的物理及化学特性、进水及工艺条件等因素的影响。
污水处理无疑是要花钱的。问题是要找到一种不仅投资少而且长期运行费用低的最经济最有效的方法。根据欧洲污水处理经验,要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脱除85%氮,则化学强化一级处理+生物处理是最经济有效的。化学处理法特别是在工业污水比例大、污水水质日/年变化大时更显其最经济有效。在快速发展的工业化城市,企业排放的污染物会影响甚至破坏传统的生物处理过程,而化学处理法在这方面具有许多的先进性,能处理很多不同的污水,能承受很大的冲击负荷。对实际污水处理工程而言,首先用化学法进行污水处理研究,不仅能承受冲击负荷,将污水处理到一定的程度,还可以了解污水的组成和变化情况,为较易受污水冲击负荷、毒性物质影响的生物处理提供保护。种种优势预示了天然有机化学污水处理的良好发展前景。
2.3污水生物处理方法分析
生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称,是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物,使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好,费用低,技术较简单,应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时,就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点,满足其要求条件;污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大,冬季一般效果较差。
3.加快分流制排水管网的推进,促进污水处理的实施
我国原有城市排水管网多位合流制排水管网,其是通过在城市中铺设一套排水管网用来排泄污水和径流雨水。这样的排水管网导致后期在进行污水处理时加大了处理量,增加了污水处理费用。而目前较为先进的分流制排水管网,是在城市中设两套独立的排水管网,分别排泄污水和径流雨水。这就使得在后期进行污水处理过程中,可以不对径流雨水进行处理,只针对污水进行处理,大大降低了污水处理费用。铺设分流制排水管网的费用与合流制排水管网污水处理费用相比,分流制虽然一次性投入较大,但是综合比较可以发现,其在管网运行多年后,总体费用只占合流制管网污水处理的42.7%。因此,加快我国老城区合流制管网改革,在建设新城区时积极采用分流制排水管网设计是污水处理发展的必然方向。
结论
城市污水处理新技术的不断涌现,为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用,减少有害污水的产生,为我国环境保护打下坚实的基础。
参考文献
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