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【关键词】生活污水;处理回用;生物脱氮;膜过滤
1. 前言
随着工业化、城市化进程的加快,人们的生活和生产活动,增加了对淡水资源的需求,人民生活水平不断提高,更增加了对淡水资源的需求。目前,我国水资源严重短缺,人均水资源占有量仅有2460m3,为世界平均水平的1/4,为解决水资源的供需矛盾,进行城市生活污水处理回用,是解决水资源重复利用的有效途径。
2.1深度处理生活污水中的污染物,达到回用水质标准,是当今生活污水处理的基本要求。
2.2生活污水主要污染物为有机物、氨氮和粪大肠菌群。有机物是微生物的营养源,有机物含量越多,细菌繁殖量越大,产生黏泥沉积、垢下腐蚀越严重;氨的存在促使硝化菌群的大量繁殖,导致系统pH值降低,腐蚀加剧;粪大肠菌群会使水颜色发黑,发生恶臭,形成黏泥。
2.3传统的生活污水生物处理方法有A/O(厌氧/好氧法)工艺、A2/O(厌氧2/好氧法)工艺、SBR(序批式活性污泥法)工艺、氧化沟工艺。固液分离均采用自然沉降方式。传统的生活污水生物处理方法在去除BOD5、脱氮、除磷方面取得了一定的效果,却不能达到回用水质标准,原因如下:
(1)传统的生活污水生物处理方法BOD污泥负荷(进水污染物负荷/生物量)不能太低,太低容易产生沉降性差的污泥。
(2)污泥沉淀池靠自然沉降效果不好,污泥伴随出水流失导致了出水水质变差。
(3)部分硝化菌会伴随出水流失,硝化菌浓度较低,限制了系统中污染物的去除率。
(4)传统生物处理方法对部分高分子有机物、悬浮物和细菌难以除掉。
3. MBR工艺简介
MBR工艺体现的是“治理、回用”的节水理念。 MBR膜生物反应器(Membrane Bioreactor)工艺是传统的生物处理工艺和膜分离技术相结合发展起来的。MBR工艺由生物处理和膜处理两部分组成。生物处理部分包括缺氧池、好氧池;膜处理部分包括膜池。 MBR膜分离技术采用超滤法,取代传统生物处理沉淀池,固液分离效果好,为解决回用水质问题提供了可靠保证。
3.1MBR工艺原理。
3.1.1生物处理部分的原理。生物处理部分采用缺氧池、好氧池来处理生活污水中氮污染物。生活污水中氮主要以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的形态存在。其中有机氮占40%~55%,氨氮占40%~55%,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮仅占0~5%。废水生物脱氮是在缺氧池和好氧池中,将有机氮转化为氨氮,通过硝化菌作用,将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮,再通过反硝化菌作用将硝态氮转化为氮气,从而达到从废水中脱氮的目的。
3.1.2膜处理部分的原理。膜处理部分采用膜池,针对传统生活污水生物处理方法难以降解的高分子物质、胶体、蛋白质、微粒等的情况,将污水经再加压后,经过超滤膜的极小孔径进行超过滤。利用高分子材料超滤膜的渗滤选择性,能够截留化学澄清或生物化学处理过程中未能沉降的悬浮颗粒和微絮凝体,所有悬浮物、磷、重金属、细菌、病毒、和其他物质都被超滤膜分离。从而使处理后的水质达到回用指标。
3.2MBR工艺流程。
3.2.1MBR工艺流程图(见图1):
图1MBR工艺流程图3.2.2MBR工艺流程说明。 废水经过两道机械格栅,去除大块悬浮物,进入缺氧池和好氧池中进行硝化反硝化反应脱氮,再进入膜池进行固液分离。膜池出水由抽吸泵抽入回用水池。膜池内污泥由污泥泵提升部分回流至缺氧池,剩余污泥进入污泥脱水机进行脱水。在膜池内,为了减少膜污染,采用鼓风机进行搅拌和清洗。
3.3MBR工艺优缺点分析。
(1)不产生污泥膨胀。因为MBR工艺中BOD污泥负荷低,污泥处于高内源呼吸相,细菌内源代谢后只留下惰性的残留物,产泥量很少。MBR反应器的污泥产率低于传统活性污泥法。传统活性污泥法的污泥产率为0.5~1.0KgMLSS/KgBOD,MBR工艺的污泥产率仅为0.1~0.3KgMLSS/KgBOD。BOD污泥负荷低,泥龄长,抑制丝状菌的增值,解决了传统活性污泥法的污泥膨胀问题(Adham&Gagliardo,1998)。
(2)生物降解效率高。超滤膜对污水中有机物的截留,增加了生物反应池的降解效率。主要原因有三:其一,维持了较高的污泥浓度;其二,有机污染物的氧化降解过程是一放热反应,由于污泥浓度较高,
生物反应池更容易维持在较高的温度下运行,保证了细菌较高的生物活性;其三,有机物的降解需要微生物在反应池的停留时间大于降解该有机物的最小污泥停留时间。膜生物反应器工艺由于微生物泥龄较长,一些传统工艺难降解的有机物都会为膜生物反应器降解。因而MBR工艺的有机物降解效率要比传统方法高10~15倍(Buisson等,1998)。出水水质能够达到BOD:5mg/L、 NH4+-N:5mg/L、SS:5mg/L。
(3)由于膜价格和膜更换费用高昂,MBR工艺的应用范围曾受到限制。近十多年来膜技术发展迅速,膜更换费用已经从全部费用中所占的比例约54%下降到不足9%(Churchouse&Wildgoose,2004)。随着膜技术的不断革新、膜寿命的不断延长,膜水通量的逐步提高和运行过程中膜污染的逐步减少(包括膜污染引起的膜更换),以及采取必要的措施,比如在膜池内超滤膜的下方以一定强度的空气不断对膜进行冲洗抖动,既起到为生物氧化供氧的作用,又防止活性污泥附着在膜的表面造成膜污染。MBR工艺的优势在生活污水处理与回用中逐步显现出来。
4. 结束语
MBR工艺流程简单;出水水质好,满足回用要求,达标稳定,泥龄控制简单,对比生长速率小、对世代周期长的硝化细菌特别有利;污泥产量低,脱水后外运处理量少;总投资基本相当情况下占地面积较省,运行成本较低。由于MBR工艺的明显优点,MBR工艺在生活污水处理及回用上有着广阔的应用前景,建议全社会广泛采用MBR工艺法来替代传统生活污水处理方法,以达到污水处理后回用的目的。
[文章编号]1006-7619(2013)03-21-195
关键词:污水厂;改造升级;活性污泥法
随着国家与地方对水环境保护的重视不断提高,特别是十八届三中对环境提出新的要求,在今后国家将紧紧围绕建设美丽中国,加快建立生态文明制度,推动形成人与自然和谐发展。正是在这种新环境要求下,对于我们过去的环境改革目标提出了新的要求,就污水处理该领域,我国将面临大部分城市污水处理厂升级改造要求,本文将从传统的污水厂改造升级方面入手,阐明在污水厂改造过程中的主要改造方法并进行初步的分析和讨论。
通过对过去多个污水厂改造的经验,总结在该类改造的过程中应该抓住几个基本的原则,第一,改造工艺达标原则,即在整个改造的过程中,我们的设计本着国家多环境保护的新要求,在改造后,水质必须达标,并且在改造的过程中,要留有今后进一步改造的空间,便于今后水环境要求的进一步提高,而采取更高的改善措施。第二,经济效益指标最优原则,即在改造的过程中,必须结合本工程的实际情况,有针对性的采取切实可行的方法,让改造主体和社会都能接受,使之达到经济和社会环境的最佳效益。第三,工艺成熟稳定原则,在进行技术改造的过程中,对多种技术进行比较,尽量选择成熟稳定的技术,同时便于在实际工作过程中的操作和管理。
通过大量的实践好经验的总结,对不同类型和时期的污水处理厂改造的方法或者思路概括如下:
1 对传统的活性污泥法污水厂的改造
对于大型城市的污水厂如上海,大部分的污水处理厂建设于90年代,由于当时人们对于污水处理的认识局限于对生化需氧量和悬浮固体SS的去除。因此,80年代前建成的污水厂多为传统活性污泥法,不具备脱氮除磷的功能,在此类污水厂改造的过程中,最核心的方法和思路:即将传统的活性污泥工艺改造为Bardenpho工艺、A2/O工艺、改良A2/O工艺、倒置A2/O工艺等,同时达到脱氮除磷目的[2-11]。如在在上海的11个老污水厂的改造中,大多数都采用了A/A/O、Hybrid、物化法、生物膜法[1]。通过大量的实践研究和证明,其中最稳定的还是以A/A/O为核心的成熟工艺,污泥培养、驯化非常快,基本实现了同步改造同步达标排放,但有些采用新工艺的污水厂则或多或少经历了反复调试和整改。
2 对A2/O及A/O类工艺污水厂的改造方法
如果说该类污水厂在传统的活性污泥法的工艺设计基础上可以说又进了一步,但在实际运行的过程中也出现过各种各样的问题,如水质的进水的生化指标偏低;有些出水的的氮、磷指标不达标,有点经过处理后不能达到会用水的标准等各种因素,针对以上工艺概括起来,在核心的工艺改造过程中,除了对好氧,厌氧池的大小尺寸改造、改变其水力停留时间、改变其进水方式的方式外,主要采取两种主要方法,一是A2/O及A/O类工艺与混凝沉淀工艺的结合,另外一种主要是A2/O及A/O类工艺与生物填料的结合,有些时候是这两种方法的结合。如对青岛市团岛污水站进行改造的过程中,该项目首先分析了系统存在问题,然后选择方案对原有的A2/0工艺进行改造,在好氧段投加填料形成生物膜与活性污泥复合的MBBR系统,增强硝化功能和脱氮效率,改善生物系统稳定性.升级改造后污水处理厂运行效果良好,出水COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别稳定达到93.5%、98.5%、89.5%、91.5%,为污水处理厂总出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918―2002)一级A标准.改类改造方法的特点就是[2]:(1)有较强的抗冲击负荷有能力,出水比较稳定。其次就是水力停留时间短,使得投资和运行成本大大降低。最后,填料可以同时吸附后生动物与微生物,可以同时发挥作用起到高度氧化的效果,比改造前减少大量的污泥产量。
不仅如此,有些污水处理厂必须对氮磷指标有进一步的提升,对于需要提高除磷和SS的去除效果的A2/O工艺可以在原工艺尾端设置混凝沉淀过滤工艺。该工艺能够有效去除污水的浊度、色度和磷。混凝沉淀过滤能够去除污水中的小部分有机物,但是不能够去除溶解在水中的有机物和氮。以采用A2/0工艺的某污水处理厂的升级改造为例,改造后采用混凝沉淀工艺,原工艺经过改造在尾端设置混凝沉淀工艺能够很好地去除SS和磷,但是不能够有效的提高氮和溶解性污染物的去除效果[3]。所以很多时候,在改造的过程中都是这两种方法的结合作为核心处理单元。
3 对污水厂其他方面的改造
除了前面所提到的改造方法以外,还有一些其他的改造方法,如进水方式的改造;如单点进水,改为多点进水;如增氧方式的改造方面,主要是改变和提高溶氧的效率,使得他的处理效率更高,如在对池体不同单元大小的改造以及增加新的处理单元和必要的动力设备这方面,有些改造方案往往是组合运用,如在大连开发区一期污水厂改造的过程中,就对其一级处理单元增加了细格栅和曝气沉砂池,不仅如此,该设计还充分利用原有生物池,原有1#、2#生物池总池容新建2座生物池,作为原有生物池的预缺氧池、厌氧池及过渡区。分别与1#、2#及3#、4#生物池对应。根据原有生物池容积比例,1#、2#缺氧池(含预缺氧池、厌氧池及过渡区)设计规模分别为5.7×104m3/d及4.3×104m3/d。新增缺氧池总尺寸82.6 m×56.3 m×8.0 m,2#缺氧池总尺寸为65.7 m×54.9m×8.0 m,在该改造的过程中,在大型设备整改方面,该设计把鼓风机房内原有5台多级离心鼓风机(4用1备,Q=7500m3/h,风压为70kPa,N=185kW)增加1台同型号备用风机,达到4用2备,并且在最末端增加了污泥回流[4]。通过这多种联合的改造,污水处理厂自调试运行以来,各项指标稳定运行并优于设计标准,尤其是NH3-N、TN指标要远优于预期效果。
随着污水排放标准更加严格以及城市对再生水需求量的日益增加,污水厂升级改造工程将备受关注。概括而言,污水厂的改造工程应针对污水厂现状工艺流程、进出水水质、现有构筑物参数及现状可改造条件,结合污水处理的最终出路,确定工艺改造方案,并充分考虑日后的日常维护管理及通风,只有这样才能使得在污水厂改造的过程中达到质量与经济价值的最优。
参考文献:
[1]王肖军.老污水处理厂技术改造与排放标准升级[J].净水技术,2012,31(02):101-104.
[2]孙贤鹏,包苏俊.青岛市团岛污水厂生化单元升级改造方案选择与效果分析[J].青岛理工大学学报,2013,31(01):74-79.
[3]孙文汗,赵汉.城市污水处理工艺的升级改造适用方法[J].辽宁化工,2013,42(05):559-561.
关键词:污水 有机物 生物法
化工厂排放污水具有成分复杂、色度高、浓度大、难降解的特点,传统工艺采用萃取、吸附、混凝、沉淀、过滤、氧化还原等物理化学方法,治理成本高且效果不够理想。生物技术对处理污水中难降解、顽固的有机物效果理想,在传统工艺基础上结合生物处理法可以取得良好效果。本文着重分析化工厂排放污水的生物处理方法。
一、污水的可生物处理性
测定污水的BOD5/COD值是鉴定污水可生化性的最简便易行且最常用的方法。其判定依据通常如表1所示:
表1 污水可生化性的传统确定方法
一般来讲,如果只是生活污水,以BOD5、BOD5/COD作为设计依据不仅可行而且可靠。但本文研究重点是化工厂污水或工业废水,由于其含有的污染物含量较高,采用BOD5、BOD5/COD作为设计依据的可靠性很可能难以得到保证,尤其是污水生物除磷脱氮系统和长泥龄系统。这是因为这些类型的污水中污染物种类繁多、特性复杂,BOD5/COD值变化很大,很难用常规的BOD5/COD标准来准确判定污水的可生物处理性。导致BOD5/COD值变化的主要原因有两个,其一是各种有机物的生物降解速率不同,在BOD测定中主要表现为反应速率常数K值的差别,如乙酸盐的K值大于蛋白质等大分子有机物。其二是用于BOD测定的微生物接种液没有得到足够的驯化,使BOD曲线出现明显的延迟期或很快出现平缓期,造成BOD5/COD的比实际值偏低。
二、污水生物处理方法及特点
利用微生物的新陈代谢功能,使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物质转化为稳定的无害物质。方法有:好氧生物处理方法(广泛用于处理城市污水和有机性生产污水,包括活性污泥法和生物膜法)和厌氧生物处理方法(用于处理高浓度有机污水与污泥)。常见的好氧处理工艺有普通好氧活性污泥工艺、A2/O工艺、间歇式活性污泥工艺(SBR),曝气生物滤池(BAF)等。生物膜法有:①生物滤池,其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等;②生物转盘;③生物接触氧化法;④好氧生物流化床等。在传统厌氧接触法(AC)技术基础上,出现了厌氧生物滤池(AF)、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧膨胀床(AEBR)、厌氧流化床(AFBR)、厌氧生物转盘(ARBC)、厌氧挡板反应器(AFR)以及厌氧复合反应器(AHR)等高效厌氧反应器等。生物处理法的优点:处理污水的范围广泛、费用低廉,运行管理较为方便。缺点是占用面积大,污水停留时间长,容易受气候等因素的影响,处理效果不稳定。
三、化工厂污水生物处理技术
1.活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。向污水中不断注入空气,维持水中有足够的溶解氧,经过一段时间后,污水中即生成一种絮凝体。这种絮凝体是由大量繁殖的微生物构成的,易于沉淀分离,使污水得到澄清,这就是“活性污泥”。微生物和有机物构成活性污泥的主要部分,约占全部活性污泥的70%以上。活性污泥的含水率一般在98~99%,具有很强的吸附和降解有机物的能力,可以达到处理和净化污水的目的。典型的活性污泥工艺是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。污水和回流的活性污泥一起进人曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置,以细小气泡的形式进入污水中,增加含氧量并使混合液处于剧烈搅动的状态,溶解氧、活性污泥与污水充分混合,使反应正常进行。经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池,混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来后水分离。澄清后的污水作为处理水排出系统。
2.生物膜法
生物膜是通过附着而固定于特定载体上的结构复杂的微生物共生体。相对于活性污泥来说,在单位体积生物膜中所含的微生物数量更高、比表面积更大。生物膜比活性污泥具有.更强的吸附能力和降解能力,可以吸附和降解污水中的各种污染物,具有速度快、效率高的特点。生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床技术是生物膜中应用最广泛的几种技术。①生物滤池。以小块料(碎石块、塑料填料),堆放或叠放成滤床,工作时,废水沿载体表面从上向下流过滤床,和生长在载体表面上的大量微生物和附着水密切接触进行物质交换。②生物接触氧化。生物接触氧化处理技术是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法处理工艺。其优点为容易管理,耐负荷、水温变动的冲击力强;剩余污泥量少;比较容易去除难分解和分解速度快的物质。缺点为剩余污泥往往恶化处理水质;动力费用高。④生物流化床。顾名思义,它是一种高效率的污水处理系统。在生物流化床反应系统中,载体呈流化状态,使固(生物膜)、液(废水)、气(空气)三相之间得到充分接触、传质、混合,颗粒之间剧烈碰撞,生物膜表面不断更新,微生物始终处于生长旺盛阶段。该技术能使床内保持高浓度的生物量,传质效率极高,从而使废水的基质降解速度快,运转负荷是普遍活性污泥的10~20倍。
3.厌氧生物处理技术
厌氧生物处理是在无氧的条件下,利用兼性菌和厌氧菌分解有机物的一种生物处理法。有机物厌氧生物处理的最终产物是以甲烷为主体的可燃性气体(沼气),可以作为能源回收利用;运转费也远比好氧生物处理低。因此在当能源日趋紧张的形势下,厌氧处理作为一种低能耗、可回收资源的处工艺,受到世界各国的重视。常见的厌氧生物处理工艺有:①厌氧生物滤池。厌氧微生物部分附着生长在滤料上,污水流经挂有生物膜的滤料时,水中的有机物扩散到生物膜表面,并被生物膜中的微生物降解转化为沼气。②厌氧流化床。附着微生物的填充材料的有效表面积最大,而填充材料所占反应槽的体积最小。这种方式细菌活性高,处理效率高。
总之,化工厂排放污水物质成分复杂,难以降解,不经过处理被排放后将对环境造成巨大污染。通常情况下,化工厂采取普通物理法处理排放污水,但由于一些有机物较难被除去,所处理效果一直不够理想。采用生物法处理效果好且稳定,化工厂可根据自身需求,选择合适的方法,以提高污水排发质量,缓解对环境成的伤害。
参考文献
【摘 要】在介绍医院污水的特点与传统医院污水处理方法的基础上,对周期循环活性污泥法(CASS)在医院污水处理应用上的优点进行了探讨,指出了周期循环活性污泥法是医院污水处理理想的生物氧化法。
【关键词】医院污水 生物氧化法 CASS
1 医院污水的特点
医院污水中含有一些特殊的污染物,如药物、消毒剂、诊断用剂、洗涤剂,以及大量病原性微生物、寄生虫卵及各种病毒,如蛔虫卵、肝炎病毒、结核菌和痢疾菌等。此外,在设有同位素诊疗室的医院污水中还含镭226、磷、金198、碘131等放射性物质。与工业废水和生活污水相比,它具有水量小,污染力强的特点。如任其排放,必然会污染水源,传播疾病。
2 传统的医院污水处理方法
生物氧化法 生物氧化法,亦称活性污泥法,是各种污水处理最为常用的传统处理方法。利用鼓风曝气、机械曝气等等,使污水中大量的丝状菌和真菌等微生物繁殖,这些微生物具有吸附和氧化污水中有害物质的能力,从而降低污水的COD和BOD、使污水达到净化的效果。也有些污水处理场采用厌氧和好氧并用的方法。即在厌氧过程中,厌氧微生物繁殖、硝化和吸附水中有害物质。其缺点是会产生大量的活性污泥,且要进行污泥处理,加长了处理流程,增加工程费用,且在曝气过程中造成对空气的二次污染。 常用的生物氧化方法有生物接触氧化法、生物转盘法、塔式生物滤池法、射流曝气法和氧化沟法等。
3 CASS工艺生化特点
周期活性污泥法又称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。其基本结构是:在序批式活性污泥法(SBR)的基础上,反应池沿池长方向设计为两部分,前部为生物选择区也称预反应区,在预反应区内,微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物,经历一个高负荷的基质快速积累过程,这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用,同时对丝状菌的生长起到抑制作用,可有效防止污泥膨胀;后部为主反应区,其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、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;同时可连续进水,间断排水。对成分十分复杂,含有多种病菌、病毒、寄生虫卵和一些有害物质,水质水量变化大的医院污水有更强的适应性和更好的处理效果,是一种理想的医院污水生化处理方法。
4 CASS处理工艺的优点
CASS池通过技术革新、优化设计使其容积变小,效果更好。其主要优点如下:①工程建设费用低。CASS的生物降解、污泥沉降和废水排放均在同一池中进行,不需调节池、二沉池和污泥回流设备,可大大节省投资、减少用地和降低运行费用。一般,建设费用可节省10%~25%,占地面积可减少20%~35%。②运行费用省。由于周期性曝气,池内溶解氧的浓度在沉淀和排水阶段降低,在曝气时,氧浓度梯度大,传递效率高,节能效果显著,运转费用可节省10%-25%。③有机物去除率高,出水水质好。CASS法不仅能有效去除污水中各种有机污染物,而且具有良好的脱氮、除磷功能。使二级处理的投资,达到三级处理的水质。④CASS工艺在延时曝气、周期循环中,极易做到好氧、缺氧和厌氧状态。而对医院污水的处理,必须要考虑污水中有传染病人的病毒、致病菌,所以不能用普通污水净化池的处理办法来处理,要采用厌氧、兼氧结合为主处理,并利用一系列的物理、化学、生物原理来对传染病污水中的有机物、病菌、病毒进行沉淀、分解、吞噬、杀死。CASS法能很好的满足这一要求。⑤CASS法采用延时曝气,使污泥产率低,脱水性好,易处理,减少了污泥处理费。新型的水下曝气设备代替传统的鼓风曝气方式,使用灵活,系统十分简单,无噪音污染。⑥管理单位,运行可靠。污水处理厂设备种类和数量较少,控制系统比较简单,采用浮动式可自动升降的专用撇水装置和特殊的滗水器在进水过程仍可排水,渗水器的升降自动进行。保证出水稳定。
5 CASS工艺处理效果
从采用生化法二级处理的威海某医院的污水处理前后的水质情况可见,医院污水采用二级处理效果十分显著,各项指标均能达标且远远低于国家标准[4],见表1。
6 结语
确定医院污水处理工艺,不仅要达到消毒灭菌的目的,还应考虑污水的排放及受纳水域环境功能区划分对水质的要求。从1998年1月1日起,医院污水应执行《污水综合排放标准》(GB8978-96),这就对医院污水处理提出了更高的要求,而根据标准及相关要求,采用化学法二氧化氯消毒或CASS工艺处理医院污水,能很好地适应这一变化,与相应的处理方法相比,效果好、投资少、管理方便、运行费用低,工艺先进、实用,其在技术上、经济上极具竞争力,是当前医院污水治理中集社会、经济、环境、生态效益于一体的优选方法。
参考文献
[1] 杨春伟.医院污水氯化消毒处理的相关因素及探讨[J].云南环境科学,1997,16(3):47.
关键词 三元复合驱污水;水质特点;处理方法
中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)48-0149-02
近几年来,我国大部分油田已陆续进入三次开采阶段,采出水中同时含有驱油剂(聚合物、表面活性剂和碱)、油和悬浮物,驱油剂中的聚合物分子使水中的悬浮物和油类进一步分散。表面活性剂的加入及表面活性剂与原油中的石油酸等物质发生反应生成的表面活性物质则降低了油水间的界面张力,从而使各种污染物在水中的存在状态更加稳定。现有的油田污水处理工艺已经不能满足三元复合驱污水的处理要求。
1三元复合驱污水的特点
1)三元复合驱采出水中含有大量的聚丙烯酰胺,表面活性剂和碱致使污水的黏度变大,污水中油珠粒径变小,污水乳化严重;
2)聚合物驱采出污水由于其粘度高、油水乳化严重,所以污水携带固体悬浮物能力强、油滴和固体颗粒上浮或下沉阻力大。
以上因素使得传统的隔油池、沉降设备处理效率低,过滤装置容易堵塞。
2 处理工艺
2.1物理方法
物理方法处理三元复合驱含油污水主要是着重加强高效处理设备的研究来提高处理效率。曹振锟等根据“浅池理论”研制开发了处理三元复合驱含油污水的组合式沉降分离装置。[1]利用交叉流斜板,使油珠聚结加速上浮,固体物质加速沉降,从水中分离出来。与沉降罐比较,具有出水水质好、处理效率高、占地少的特点。
陈雷[2]等采用聚结法,通过改进聚结除油填料的空间结构形式和填装方式,提高聚结效率。采用工艺:原水聚结反应器斜板沉降砂滤回注。聚结装置首先使原水中的油粒相互聚结成直径较大的颗粒,使之易于重力分离,同时去除原水中的浮油;在后续的斜板沉淀工艺中,变大的油粒依靠密度差实现有效的油水分离,悬浮固体含量也相应地得到部分去除;石英砂过滤处理可将水中残余的油粒、悬浮固体最终去除。整个工艺流程未投加任何药剂,处理后出水水质满足回注水质要求,可作为三元复合驱采回注用水处理工艺。
下图是大庆采油厂的三元复合驱含油污水处理的工艺流程:
油站来水―曝气沉降―气浮沉降罐―一级双层压力过滤―二级过滤―缓冲外输的处理流程。该流程是以传统含油污水的处理工艺组合起来的。该工艺流程的处理效果较好,但是运行一段时间后由于三元复合驱水水质较复杂,沉降罐会出现效率不高的现象,过滤罐的结构及反冲洗方式不是很合理,严重的影响了过滤效果。该工艺流程还有待进一步的改进和完善。
2.2 化学法或物理化学法
目前含聚污水处理研究的一个主要方向是药剂的改进和新型药剂的研制。龙凤乐[3]等用有机阳离子型和非离子型药剂多元复配制备除油剂,进行了三元复合驱采出液油水分离剂的试验,在实验室试验基础之上提出一系列加药方案,并进行了现场试验。结果表明有机阳离子型除油剂RNJ可以较好的解决注聚含油污水的处理问题,在投加质量浓度为10mg/L时,在一次加药的情况下,除油率达到90%。
陈颖等用次氯酸盐氧化法制备K2FeO4所得到的滤液是一种较稳定的强氧化剂,用该滤液氧化油田三元复合驱污水,降解率大于60%。该方法的出水水质较好,强氧化剂不仅可以降解污水中的聚合物、COD对其它杂质也有一定的去除效果。
李玉江等[4]电厂粉煤灰为主要原料研制了一种新型复合无机高分子混凝剂PAFS,用于三次采油废水的混凝水处理,结果表明该混凝剂效果明显优于PAS和PFS,其出水满足油田污水一级处理的出水水质。
该法可在不改变传统含油污水处理流程的基础上,通过投加化学药剂,达到处理三元水的目的,但是该法化学药剂投加量大,日常运行费用高,且由于药剂的加入,给整个系统产生的污泥及反冲洗水的处理带来了更大的难度,由于现场水质的多变性,实验室的处理效果和现场存在很大的差别,实际应用大多未能取得预期的效果。
2.3 生化法
生化法是污水处理中常用的一种方法,其原理:微生物+石油烃类或油中其他含碳物质(碳源)+营养物(N,P等)+氧微生物增殖+二氧化碳+水+氨及磷酸根等。该方法运行费用低、管理方便、操作简单、出水水质好。但是由于油田污水中含有大量的油份,给生化法的预处理提出了很高的要求,导致了其在油田污水处理领域的应用受到了很大的限制。宋永亭[5] 等采用生化法对三次采油污水进行处理,实验过程中应用了高效降解聚丙烯酰胺菌和烃类氧化菌,有效降低了污水中的聚合物含量、含油量、悬浮物和COD等。生化法处理三元复合驱污水目前还只停留在实验室的研究阶段,没有得到现场的广泛应用,处理原理、技术、运行条件等还有待进一步的研究。且目前这方面的研究很少。
3 结论
1)物理法处理三元复合驱污水处理方法简单,一般不需要外加药剂,处理费用低,但是处理后水质还有待提高。且反应器结构、运行方式等还有待进一步的优化;
2)化学法处理三元污水,主要是药剂的改进和新型药剂的研制,实际应用可不改变原有处理工艺,基建费用低,但日常的运行费用高且造成二次污染。发展方向:(1)无污染的化学药剂;(2)处理能力更强的高效化学药剂;
3)生物处理工艺还不成熟,尚属研究阶段。生物法水力停留时间长、占地面积大、建设周期长也限制了其在含油污水处理方面的应用。高效的特种降解菌和生物处理构筑物结合的生物处理技术是我国三元复合驱水的生物处理的发展趋势;
4)上述的各种处理方法各有优缺点,具体的处理工艺还要根据含油污水的性质、现有条件和处理要求等,选择一种或者多种方法联合使用,发挥各处理单元的优势,提高处理水的出水水质。
参考文献
[1]曹振锟,等.组合式沉降分离装置处理三元复合驱采出水现场试验研究[J].油气田地面工程,2002,21(5):65-66.
[2]陈雷,等.三元复合驱采石油废水的处理与回用研究[J].中国给水排水,2001,17(6):4-6.
[3]龙凤乐,等.胜利油田注聚采出液含油污水处理技术研究[J].工业为水处理,2005,25(8):30-33.
关键字:污水处理;处理方法;缺陷;新模式
Abstract: Constructing a ecological and environmental social environment has been the target we are striving to achieve, especially in recent years when large amount of urban sewage is discharged, which seriously impacts the process of establishing ecological environmental society. Therefore, it has become the currently urgent problelms that how to effectively deal with urban sewage. In the belowing, the author will explore and analyze the problems existing in sewage of our country, and then put forward the corresponding environmental protection measures should be took in urban planning.
Key words: sewage treatment; processing methods; defects; new model
中图分类号:U664.9+2文献标识码:A文章编号:
引言:
近几年来我国为了加大污水治理的力度,保护我国的生态环境,全国数百座城市都在加速对污水处理厂的建设,增设了许多排水和处理污水的相关设施。纵观我国的各个城市,排水系统以及污水的处理率均处在一个逐渐趋于完善的过程中,并且根据相关数据调查显示,近几年我国各城市的污水处理率成直线上升的趋势,这就意味着我们国家在污水处理方面取得了一定的成效。但是,由于受资金问题的制约以及污水治理技术的不成熟,导致我国在城市生活污水处理方面仍然存在一定的问题。
1. 我国城市污水处理方法存在的缺陷
一直以来,我国对城市污水处理所采取的主要方法是活性污泥法,即通过利用活性污泥在废水中发生凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等一系列化学反应,来达到去除废水中有机污染物的一种废水处理方法。该方法主要的应用原理是:比较典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、回流污泥以及剩余污泥排除等几个模块构成。第一阶段:活性污泥将污水中的有机物吸附在菌体表面,同时在细菌胞外酶的作用下将一些大分子有机物分解成小分子有机物。第二阶段:微生物在保证氧气比较充分的状态下,将这些有机物进行氧化分解反应,分解成二氧化碳和水,另一部分供其自身的繁衍生殖。第三阶段:经过活性污泥净化后的混合液会逐渐进入二次沉淀池,将混合液中的部分物质在沉淀池里进行沉淀,并逐渐与水分离出来,这样一来,大部分的污泥通过回流污泥进入曝气池中,以保证曝气池内的微生物浓度,经过澄清后的污水则作为处理水排除系统。简而言之,活性污泥原理我们可以更加形象的理解为:微生物吃掉污水中的有机物,使水得到了净化。但是采用传统的活性污泥法相对于的其他的方法来说是有其一定的局限性。
首先,活性污泥的运行费用比较高:随着现在对污水排放的标准要求越来越高,对污水中氮、磷的排放要求也更加严格,这样我们就必须通过增加反应池来达到更好的脱氮除磷的目的,自然势必会使得活性污泥的运行费用增加,并且在管理上也变的更加复杂。其次,容易出现污泥上浮:在进行二次沉淀的过程中,在沉淀池中容易出现污泥的沉淀效果不是很明显,更多的污泥容易随水作为处理水排除系统,这样就极容易造成出水的净化效果。从管理方面来讲,造成污泥上浮的原因主要有三种情况,一是,由于细菌在污泥内的大量繁殖,使得污泥的密度逐渐降低而引起污泥的膨胀。二是,由于曝气的时间过长或曝气量比较大而导致二次沉淀池内发生反硝化反应而导致污泥上浮。三是,由于曝气量过小,污水在二次沉淀池内停留的时间比较长,导致二次沉淀池内污泥由于缺氧而出现污泥腐化的现象。此外,活性污泥处理方法还有能量消耗大、设备不能满足高效率低能耗的设计要求等缺陷。
2. 为使得我国污水处理能够更加的高效低能,便于管理和操作,对此提出了几种城市污水处理的新模式
2.1 生物膜技术
生物膜技术:通过选育和培养高效的微生物菌种,制成制剂,高密度直接投放到待处理污水,形成生物膜,对污水进行降解和净化。据专家介绍,相对于传统的活性淤泥法来说,生物膜技术的应用在城市污水处理上有无法比拟的优势,具体表现在以下几个方面:
2.1.1产生的淤泥少:运用传统的方法处理城市污水时常常要产生大量的淤泥,而对于这些淤泥还需要另加处理,从而又造成二次污染。而同条件下采用生物膜技术处理城市污水,微生物形成的菌落生物膜将对污水进行降解和净化,利用生物技术使得污泥自动消亡而不再出现,所以相应的也不会产生二次污染。
2.1.2节省投资:就目前国内的技术条件,根据传统的活性淤泥法建成的城市污水厂,由于基础设施建设用资大,而且需要大量的人力、物力、机械台班的配套支持,因此耗资大,性价比不占优势。而对于生物技术的应用,则大大减少了期间不必要的设备设施投入。据测算:传统的活性淤泥法每吨污水处理在1000元左右,而应用生物膜技术投资设备少,占地小,处理每吨污水不到500元,相比节约成本50%以上。
2.1.3处理效率高:微生物个体微小,形成的微生物膜则密度大,表面积大,每克的微生物制剂的生物菌含量就能达到50-200亿个,这个数字大大高于自然环境下的微生物菌的含量,而且还可以重复使用投放,效率大大高于传统的活性淤泥法。再有,由于是使用的对自然环境无破坏作用的微生物菌,所以,此方法还可以相应增加湖泊池塘的富营养化,修复和强化生态功能。
2.1.4综上几个优点则可以推理,因为其投资量小,没有污染,运营成本低等特点,此种方法能满足小规模、污水处理负荷不高的小生活圈的地方。
2.2粉末活性炭吸附技术
粉末活性炭吸附技术作为污水处理的另一种新方法,它具有运行费用相对低廉、操作方法比较灵活等优点。这种污水处理技术的使用是美国首次使用其用于去除氯酚所产生的嗅味之后,而被广泛运用的。近几年来,我国对粉末活性炭吸附技术的应用逐渐重视起来,我国相继在同济大学、哈尔滨建筑大学等对其做了深刻的探讨和研究,并且已取得的显著的成效。根据大量的研究数据表明,粉末活性炭对三氯苯酚、二氯苯酚、三氯醋酸、二氯醋酸等等有机物都有很好的吸附效果,并且去除色、嗅、味的效果较为明显,得到了大家的一致认可,是污水处理的有效方法之一。
3. 城市规划中的环境保护问题
城市的环保问题主要体现在以下几个方面:由于城市外来人口的逐渐增多,造成城市的居住比较拥挤,居民住宅建筑比较密集,导致绿地或者公园明显减少,使得人们的生活质量急剧下降。此外,由于城市人口众多引起资源的过度消耗而出现了城市交通拥挤、垃圾成堆、污水得不到有效的处理等等一系列环境问题。归根结底,这些都是在城市的发展过程中没有做好充足的城市规划所引发的严重后果,尤其是城市规划中环保问题没有引起人们足够的重视。
3.1 城市规划要全面综合的考虑
在城市规划的进程中,我们应该将环境、人口、城市规模、城市布局等等因素全部考虑在内,而不是片面的追求从人口—性质—规模—布局的规模模式。在制定城市规划的准备工作中,我们要以城市环保问题作为规划的基础,尤其是对污水处理技术的应用情况和治理效果要加以重视,并对当前城市存在的环境问题进行详细的分析和探讨,尽快提出相应的解决办法,以免后期出现一系列环境问题。
3.2 编制水环境污染的整治规划
随着我国经济的快速发展,污水量也随之越来越多,水污染成为了当前人类面临的重要环境问题。因为它不但影响了我们的生活质量,同时也阻碍了我国社会经济的快速发展。因此,编制合理的水环境污染整治规划成为了水污染防治工作的先决条件,也是我国在环境建设过程的基本依据。在水环境的综合整治规划中我们要以水环境的容量为根本出发点,将重量控制方法与多种工程的相应措施并用,进而将污染的范围降低到每个控制领域和污染源上,并坚持以低投资,高效益的原则来制定规划的最优方案。
4.结束语
总之,城市污水处理和城市规划归根结底都是关于人的问题,因此,我们必须加大力度来宣传环境保护以提高人们的环境保护意识。同时也希望各部门加强对城市环境保护的宣传力度和优化治理方案,为给人们提供一个良好的生活环境而贡献自己的一份力量。
参考文献
[1]石亮民.介绍一种小型污水处理站[J].给水排水,1993
[2]罗王景,郭静,张大群.厌氧序批式活性污泥法(ASBR)特性分析[J].给水排水,1997
关键词:生活污水 污水 回用
我国在污水处理回用方面起步比较晚,但随着后来城市中水资源日益短缺,关于水资源的再利用问题开始受到了重视,更有许多城市把污水处理回用纳入议事日程。我国南方许多沿海城市,水资源比较充足,故其水的再利用方面技术会相对比较落后,其应该提前做好水资源处理回用工作来取得水的可持续使用;而北方城市,水资源短缺现象就比较明显,则更需要做好污水处理回用工作来解决平时的用水问题。
一、进行污水回用的必要性
我国南北方水资源的分布情况不同,但都需要进行污水处理再利用。污水处理再利用符合绿色环保和可持续发展,其能减少污水的排放,同时会减少排放污水的费用,其能改善社会环境,能减少疾病的传播,保障人民的健康,能实现水的循环利用。
在平日里,做好水资源的保护工作,充分合理地利用水资源,并适当对污水进行处理再利用是保护环境的重要任务。如果能将污水进行处理使其能符合生活杂水的标准,那么就可以利用其来进行道路喷洒、绿化灌溉、公厕冲水等,这样既是水重复利用节约了资源,同时减少污水排放又保护了环境,很大程度地解决了缺水问题。
二、污水回用的处理方法
1.常规的污水处理方法
生活污水因其本身污染物浓度较低,可生化性相对较高,处理难度比较小等特征,可以选用处理成本比较低的方法来对其进行处理。目前最常用的生活污水处理方法是利用膜生物反应器来进行处理的方法。
膜生物反应器是将膜分离技术与生物反应器结合起来而组成的反应系统,也就是A/O-MBR技术。近些年来,此系统逐渐走进人们的视野并开始受到广泛关注,是目前处理生活污水的重要方向。A/O-MBR的主要原理是好氧硝化厌氧反硝化,设计过程中其曝气方式被进行了适当的改善。改善后反应器的好氧区中泥水能够更加均匀地进行混合从而使氧气能更好地供应。而观察污水中杂质的去除效果能够发现,改进后的A/O-MBR系统连续运行两个月,系统能够保持不排泥状态,氮和氨氮能够被有效地去除,出水中此类物质的含量达标。利用传统使用的活性污泥法来处理低浓度的生活污水存在很大的困难,使用A/O-MBR系统来处理,系统能连续运行并且出水的水质保持稳定,效果令人满意。
2.回用工艺的优缺点及适用条件
A/O工艺的研究开发基础是活性污泥法,其优点就是有很强的适应能力,很高的耐冲击力,不仅能很好地去除掉污水中的有机物,并且脱氮效果显著。MBR工艺结合了膜分离技术和生物反应器,并综合了两者的优点。微、超滤膜组件代替了传统的二沉池及过滤单元,这样水力便能够更长时间的停留,并且使得泥龄能完全分离。固液分离能力的提高保证了出水水质的良好,水中悬浮物接近于零,浑浊度很低,有效地截留下了许多细菌生物类污染物。经过如此处理的污水水质较好,能够被直接回用。
A/O-MBR法结合以上两类优点,硝化菌生脏缓慢,但是生物膜的泥龄较长,故生物膜能够为其提供适合的生长环境,使得硝化效率得到明显提高,保证出水的水质优异。同时A/O-MBR工艺操作非常简单,产出的污泥量少,节省了污泥排除的费用,同时期所占面积也比较小。
不论是经济方面还是最终效果方面,A/O生物膜反应器都赢得了人们的一致好评,其使用范围也很广,尤其适合于中水的回用处理,近年来其在污水处理中的地位越来越高,使用范围在不断扩大,规模也随之变的越来越大。
3.合理选择污水处理回用方式
根据污水的回用目的来选择合适的处理方法,会减少工作量并减少资金的投入。一般来说回用水的主要用途就是绿化灌溉、公厕用水和喷洒道路,这些用水对水质的要求都比较低,可以使用传统的接触氧化法,但是绿化灌溉的水如果使用经过A/O-MBR处理的水生长会更加好。因为此项工艺能保留水中以可溶性盐存在的植物所需的氮源和磷源,故而既能促进植物生长,同时更好地利用了污水。
对水质要求高的水景景观和洗车等用水,需要选择污水处理工艺比较先进,回用水水质优良的方式,可以选择使用A/O-MBR来进行污水的处理。
4.污水回用中的经济分析
国内外现已有污水相关的经济函数,经过相关计算能够知道:当污水达标,即其为二级出水的时候,投资费用是500元到650元每立方米,运行成本在0.5元每立方米之内,这时候进行回用能取得经济效益。
三、对于污水回用的几点建议
1.对用水进行综合规划,合理地统筹规划供水问题、污水处理及回用等问题。
2.对于不同用途的水进行不同方式的处理回用,最大程度地节约能源和资金。
3.鼓励各单位进行污水处理回用,适当给与优惠和扶持。
四、结语
污水处理回用问题,即保护了环境,又做到了资源的重复利用,可持续发展,能够有效缓解我国现在严峻的用水问题,所以应在这方面多投入些人力物力来促进其发展。
参考文献
[1]刘鸿志.国外城市污水处理厂的建设及运行管理.世界环境,2001,(1):31-33.
关键词:城市污水;处理方式;城市污水厂;工艺
中图分类号:TS104.2文献标识码:A 文章编号:
引言:在天然淡水资源被充分开发、自然灾害频繁暴发的今天,缺水已经对世界各国众多城市的经济和生活构成了十分严重的威胁,缺水危机是我们面临的现实问题,解决城市缺水问题的重要途径应该是将城市污水变为城市供水水源。建设城市污水处理厂是水资源利用和水污染控制的必然趋势,是可持续发展要求的必然结果。而污水处理厂工艺的选择,直接关系到建设费用和运行费用的多少、处理效果的好坏、占地面积的大小、管理上的方便与否等关键问题。因此,在进行污水处理厂设计时,必须做好工艺方案的比较,以确定最佳方案。
处理厂工艺是指在达到所要求的处理程度的前提下,污水处理各单元的有机组合。确定其的主要依据是所要达到的处理程度,而处理程度主要取决于接受处理后污水的水体的自净能力或处理后污水的出路。因此,各个地区城市的具体情况不同,需求不同,选择的工艺也不同。每种处理工艺方法均有各自的特点及适应范围,应根据当地的不同条件和要求选择处理形式。
1、传统活性污泥法
优点: ①不宜采用物理化学方法处理的废水,BOD 去除率可达95 %以上。②建设投资额高,但处理的动力费较低。缺点:所需停留时间长,设备庞大,基建投资大,因而要加各种构筑物,使各种构筑物容积增大,从而使处理厂面积增大,增加管理人员及管理难度。发展方向: ①为了废水体系的组分、浓度均匀化,重新估价预处理,重新研究调整槽。②探讨选择活性污泥微生物系的菌种。③活性污泥法的设备中引入仪表化和拟定管理指标。
2、两段活性污泥法
两段活性污泥法,简称AB法。该法把污水管道、污水处理厂视为一个污水处理系统。其工艺特点是:不设初淀池,A段高负荷,B段低负荷,A、B两段污泥分别回流,充分利用污水管道中的微生物,为不同时期生长的优势微生物种群创造良好的环境条件,让其充分发挥作用,耐冲击负荷能力强,处理效果稳定。其主体工艺流程为:原污水格栅顶曝气调节池A段曝气池A段沉淀池B段曝气池B段沉淀池排放该类设备,采用自吸式射流曝气机、无支架的污泥悬浮型生物填料、侧向流坡形斜板沉淀池等先进技术。BOD5去除率为90%,COD去除率为80%。
3、序批式活性污泥法
序批式活性污泥法,简称SBR法。原则上,SBR法的主体工艺设备只有一个间隙反应器,在一个运行周期中,按运行次序,分为进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段。SBR法的关键设备滗水器的研制,已取得长足的发展。目前常用的滗水器,有虹吸式、旋转式和套筒式三种。SBR法工艺简单、节省费用,理想的推流过程使生化反应推力大、效率高,运行方式灵活,脱氮除磷效果好,没有污泥膨胀,耐冲击负荷、处理能力强。其主体工艺流程为:原污水调节池SBR反应池消毒池出水
4、AO 法及AOO 法
AO 法及AOO 法是近年来开发出的生物脱氮除磷新工艺,与传统的化学和生物脱氮除磷相比,它还有效提高了BOD、COD、SS 的出水指标。AO 法是缺氧、好氧的简称,AOO 法是厌氧、缺氧和好氧的简称,脱氮是在缺氧段完成的,除磷则要求有厌氧段。AO 法主要是脱氮,AOO 法可以同时去除氮、磷。这两种工艺都要求污水充分曝气,使含氮有机物充分硝化,所以必须降低污泥负荷,延长曝气时间和增大鼓风量。根据天津东郊污水处理厂和沈阳市北部污水处理厂的实践,采用AO 工艺比传统活生污泥流程的曝气池容积、二沉池容积、回流污泥量、鼓风量和曝气装置数量都增大一倍左右,而且由于该工艺要求比较低的污泥负荷,否则不足以达到污泥好氧稳定,所以AO 法将带来基建投资和电耗的大幅度增加。AOO 法在缺氧段前面还加有一个厌氧池,以达到对磷的有效去除效果,基建费用与电耗比AO 工艺更高点。
5、生物接触氧化法。
生物接触氧化法,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。其主体工艺流程为:原污水初沉池接触氧化池二沉池消毒池排放
6、厌氧生物滤池。
厌氧生物滤池是一种内部装有填料作为微生物载体的厌氧生物膜法处理装置。厌氧微生物附着载体的表面生长,当污水自下而上升式通过载体所构成的固定床层时,在厌氧微生物作用下,污水中的有机物得以厌氧分解,并产生沼气。厌氧生物滤池有多种变型,填料的发展迅速,其工艺流程为:进水沉淀池厌氧消化池厌氧生物滤池拔风管氧化沟进气出水井排水污水经沉淀池预处理后进入厌氧消化池进行水解和酸化,可提高污水的可生化性,为后续处理创造条件。在拔风系统作用下,生物滤池处于兼氧状态,阻止了污水中甲烷细菌的产生,使整个系统仍处于酸性阶段,而氧化沟内溶解氧一般可稳定在1.5~2.8mg/L,污水在此进一步好氧处理。该工艺的实质类似于A/O法,但兼性厌氧生物滤池使厌氧段得到强化。拔风系统是处理过程的关键。其主要优点是不耗能、造价低、管理简单、无噪声、无异味、挂膜快、剩余污泥量少、出水水质好、运行效果稳定
7、SPR高浊度污水处理技术
最新发明的“SPR高浊度污水净化系统”将污水的“一级处理”和“三级处理”程序合并设计在一个SPR污水净化器罐体内 ,在30分钟流程里快速完成 。
SPR污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出,形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒;选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来;然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体;再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理,在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离;清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后,达到三级处理的水准,出水实现回用;污泥则在浓缩室内高度浓缩,定期靠压力排出,由于污泥含水率低,且脱水性能良好,可以直接送入机械脱水装置,经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道地砖,免除了二次污染。
8、结论
通过以上工艺的比较,可以看出,活性污泥法的处理效率还是比较高的,在活性污泥法中,SBR 法、AB 法等处理效率更高。污水的有机物浓度高时,AB 法、AO 法等工艺比较有利。当有机物浓度低时,SBR 法等延时曝气工艺具有明显的优势。而传统活性污泥法的适应范围很广,有机物浓度高、低都能很好适应,当其他工艺的优点不明显时,传统污泥法往往是最好工艺。当对出水有脱氮除磷的特殊要求时,可根据要求的不同,利用AO 法、AOO 法等法实现脱氮或除磷或同时脱氮除磷。从投资方面来看,活性污泥法比其它方法要多一些,从占地面积来讲,传统活性污泥法占地面积较大。生物接触氧化法和厌氧生物滤池.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。SPR高浊度污水处理技术只需用相当于常规的一 、二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费用 ,就能够获得三级处理水平的效果 ,实现城市污水的再生和回用。SPR污水净化技术以其流程简单可靠、投资和运行费用低、占地少、净化效果好的众多优势将为当今世界的城市污水的再利用开创一条新路。城市污水实现再利用之后,为城市提供了第二淡水水源,为城市的可持续发展提供了必不可少的条件,其经济效益和社会效益是不可估量的。
关键词:市政污水;处理工艺;回用技术
中图分类号:R123文献标识码: A
引言
伴随着城镇化水平的快速发展,城市居民人口的不断递增,城市污水的排放量逐年增大,这些污水成分复杂,有害物质较多,如果直接排放,将会对如果不对这些污水采取有效的处理就直接对其排放,会对人民群众切身利益的大气、水、土壤等造成污染,极大破坏了人类生存的水资源环境和生态环境,影响和威胁我们的日常生活和长远发展。本文对市政污水处理工艺与回用技术进行了探讨。
一、市政污水处理工艺分析
1、曝气氧化沟
氧化沟是一种活性污泥处理系统,其曝气池呈封闭的沟渠型,所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法,它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,又称循环曝气池。氧化沟的生物反应池是采取连续环式反应池,在该反应池中存在一条闭合的曝气渠道,而混合液在该渠道中可进行连续循环。一般情况下,在延时曝气的条件下,才可进行氧化沟的使用。在氧化沟中设置有曝气和搅动装置,通过该装置可进行方向控制,并对反应池中的物质提供水平速度,在该动力下,闭合式渠道中的液体会产生搅动,从而实现循环作用。相比于传统的活性淤泥法,氧化沟法具有的优点有:水力停留时间长、有机负荷低以及淤泥龄长等,因此在氧化沟法中并不需要用到调节池、初沉池以及淤泥消化池。氧化沟对于污水的处理效果较好,并且具有独特的水力学特征和工作特性,主要有以下几点:首先,氧化沟具有推流和完全混合的特点,对于短流具有很好的限制作用,并且有较好的缓冲能力。其次,氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度。再次,氧化沟内部配置着不同功率的曝气装置,不同功率的搭配能够很好进行氧的传递,有利于进行液体混合和淤泥絮凝。最后,氧化沟中设备的功率较低,具有良好的能源利用率。氧化沟中是通过溶解氧的不均匀分布,并产生好氧区和缺氧区的交替循环作用而实现脱氮的目的。在脱氮的过程中,并不需要外加碳源,因此氧化沟是非常经济的。但是单元的氧化沟对磷的消除效果不佳,因此可以在氧化沟中好氧区和缺氧区中在增设一个厌氧区,在一个池中集合三个区,可以在保留氧化沟优点的基础上,实现脱氮除磷效果的提高。
2、改良交替式活性污泥法
组合交替式活性污泥法(UNITANK)是以SBR工艺为基础的一种变型工艺,它囊括了传统活性淤泥法和SBR的特点,不仅能够像传统活性淤泥法一样可以在恒定水位下连续流运行,同时也具备了SBR系统的有点。在除磷时要求设备能够达到绝氧状态,但是在改良交替式活性污泥法中没有设置专门的厌氧区,因此在污水处理实际操作中除磷效果不佳。在对UNITANK法不断的研究中,总结以往的工程经验,以UNITANK法为基础,提出了改良交替式活性污泥法。在这种工艺中,对进水系统进行了简化,同时也设置有厌氧区,增加了淤泥回流。改良交替式活性污泥法工艺从根本上实现了除磷效果的提高。该法具有的优点有以下几点:首先,改良交替式活性污泥法对于充氧的效果进行改进,同时改良了氧的传递设备,提高了传递效率,从而节约了能源的损耗。其次,改良交替式活性污泥法采用了沉淀排水方式,改善了出水条件,简化了出水程序,整个反应池的深度得到了增加了,从而节省了占地面积。再次,改良交替式活性污泥法中有效活性淤泥的比例得到了提高,与传统的活性淤泥法相比,减小了反应池土建池容。最后,与传统的活性淤泥法相比,生物除磷效果得到了大大的提高。
3、生物处理方法的应用
按照处理过程中有无氧气的参与和生物反应器中微生物的生长状态等不同方式分类,可以将污水生物处理技术可以分类好氧处理工艺和厌氧处理工艺以及以活性污泥为代表的悬浮生长工艺和以生物膜法为代表的附着生长工艺,最常用的处理方式为厌氧处理工艺和生物膜法。
(1)厌氧处理技术
厌氧处理工艺的反应容器体积小、耗能低、简单方便,成为了城市生活污水处理的主要方法之一。但是,传统厌氧处理工艺在运用过程中也受到一些限制,主要是因为城市生活污水的污染物浓度比较低,所以,人们对传统厌氧处理工艺进行了改进试验,并取得了重大的进展。
(2)生物膜法处理技术
生物膜法是通过将无声无息附着在惰性滤料上,形成膜状的生物污泥,从而对污水起到净化效果的生物处理方法。生物膜法早在20世纪六十年代就已经出现,当初主要在处理工业废水中应用,有高负荷生物滤池和塔式生物滤池等技术工艺。经过几十年的发展之后,生物膜法逐渐扩展了接触氧化法等现代生物膜技术,并广泛的应用于印染、纺织、化纤等工业废水的处理当中。但是由于大型池的均匀布水布气存在技术困难,因此没有在城镇污水处理中得到广泛的应用。后来,随着高负荷生物滤池/固体接触法和生物曝气滤池法等生物膜法技术的出现,表明了生物膜法在城镇污水处理中有着良好的发展前景。生物膜法成本低,并且还具有耐冲击,运行稳定、操作简单等优点,因此在我国的城市污水处理应用前景十分广阔。
二、市政污水回用技术分析
1、市政污水回用SBR技术处理系统分析
废水处理系统采用的是一种间歇式的活性污泥法(SBR),整个工艺流程具有较为突出的特点,即处理工序的过程不是连续一致的,而是根据时间安排进行具体的控制,具有较为明显的间歇性和周期性。处理市政污水时,污水分批按照次序进行进水和曝气反应,然后经过沉淀和排水、闲置等流程,具体的处理过程是在同一个池中、周而复始反复地完成的。具体来说,SBR系统的基本操作流程为:
(1)进水
打开进水口处的阀门,先利用粗格栅对需要处理的污水进行过滤,然后通过水泵,再用细格栅进行第二次过滤,过滤完成后可以排放至SBR池中进行下一道工艺。
(2)反应
当污水达到一定的水位后关闭进水阀门,然后启动鼓风机,开始进行曝气处理。在曝气的同时利用潜水搅拌器和回流污泥泵进行搅拌和混合。
(3)沉淀
当曝气达到一定程度后即可自动停止,关闭空气阀门以及潜水搅拌器和回流污泥泵。然后开始进行重力沉淀和逆水分离。
(4)排水
当SBR池水位达到最高水位并完成沉淀后,将SBR池中处于上部的清液排放到池外。排放的过程要缓慢,并利用滗水器。池里的水位恢复到开始处理时的水位时,即可停止排放。然后,将SBR池下部沉淀的污泥排放到制定的污泥池中。SBR系统涉及到的各种工艺流程和相关技术都较为复杂,所以,各种老式设备工艺往往很难满足系统的实际需求,此时,我们可以利用PLC技术,加大提高SBR系统的工作效率,并简化整个操作流程。
2、市政污水回用类型
(1)用于农业生产
农业生产的用水需求是城市污水发展的前景之一,同时城市污水中的矿物质对农作物生长有一定的帮助,因此,在城市污水经过深度处理之后用于农业生产灌溉是没有问题的。
(2)用于工业生产
工业生产用水的需求非常大,在发达工业城市中存在很多工业生产的企业,工业生产用水完全可以采用处理之后的城市污水,对于水资源来说是一种深度的节省,但是,在工业废水的排放过程中一定要注意环境的保护,要对污水进行治理后再排放。
(3)用于城市绿化
水资源在不断地减少,而城市发展过程中又需要对城市的绿化、景观做好维护,这些需要大量的水资源。在城市景观中,建筑后期的养殖都需要大量的水资源,因此,采用城市处理的污水进行城市景观的绿化就节省了很多的水资源,同时体现了水资源处理的可持续发展战略。
三、城市污水回用的可持续发展
1、从观念意识上提高污水的再利用
当前,随着社会的发展,人们的环保意识持续提升,已经清晰认识到加强污染治理和污水再利用的重要性,但是对于再利用的用途有着不少顾虑,毕竟这些污水在最初都是生活废水,其中不少含有重金属、病原菌、有毒物质等,在再利用过程中涉及到城市居民生活的方方面面,如果不消除他们的这些顾虑,不明确利害关系,清晰阐述对于市民日常生活和身心健康的影响,就无法最大程度地得到市民的支持。因此,加大宣传力度的时候,除了有关污水资源化知识的宣讲,还要组织一些现场参观活动,让市民观看污水处理设施和回收再利用的过程,让他们亲身感受到处理再回收带来的便利以及不会对市民生活与健康带来危害与负面影响,形成公众对再利用的理性认识,消除他们的顾虑,获得积极支持。
2、完善污水回用体系的建立
依靠法律法规的强制性力量加强监督与管控是我市城市污水再利用的重要措施。立法的完善要在国家相关法律法规的基础上,结合本地区实际情况,出台可行性强的措施,确保各类工程的安全、顺利运行。目前,我国的法律法规体系还不够完善,相关技术标准还有所缺漏,但是,这并不妨碍我们借鉴国内外先进经验,辅助管控与监督本地区实际运行。我们要在国家政策支持和引导下,依据相关律法加强对污水再利用准则、水质要求和水处理方面的约束与限制,做到有法必依、执法必严、违法必究。在相关部门和企业积极鼓励创新和探索实践中,加强自主知识产权方面的技术开发,为未来的发展创造更好的前景。
3、加强回用技术的开发
污水处理对环境保护和人们的日常生活十分重要,但运行成本高,各污水处理厂的经济效益普遍较差。所以,积极应用计算机控制技术,实现污水处理工艺的半自动和全自动的监控,有效提高污水处理厂的技术水平,合理使用和配置各种污水处理设备,具有非常重要的意义。我们要针对SBR污水处理系统具体工艺流程的特点和要求进行分析,并利用PLC技术,很好地实现SBR法污水处理工艺的自动控制。
结束语
市政污水的处理和回用对节约水资源,保护环境,促进经济和生活的可持续发展等都具有非常重要的意义。市政污水处理的企业应该充分掌握各污水处理方式对污水进行回用处理,造福于民。
参考文献
[1]简健文.广州市政污水处理工艺研究与分析[J].广东化工,2013,(04):30-31.