生活污水分散處理技術

逄政委真誠為您推薦！

   據我國建設部2005年9月的統(tǒng)計,到2004年底全國污水排放總量693億t,比2003年增加了265億t,全國建制市污水處理率僅為4517%。據估計到2010年,我國城市生活污水排放總量為1050億m3,其中村鎮(zhèn)污水排放量可達270億m3目前我國環(huán)境保護“十一五 ”規(guī)劃提出的處理指標為:城鎮(zhèn)污水處理率(二級)大于60%,生活污水集中處理率大于45%,宜春一體化污水處理設備廠家供應.

       1999年,我國城市生活污水污染負荷*超過了工業(yè)廢水污染負荷,我國水污染控制的重點已經從工業(yè)源為主逐漸轉變到以城市生活污水為主的控制。我國是一個人口眾多、水資源相對不足、生態(tài)脆弱的發(fā)展中國家,隨著經濟快速增長,水資源缺乏、水污染加劇和城鎮(zhèn)水生態(tài)的日趨退化問題已成為影響我國可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。因此,緩解日益緊迫的資源、環(huán)境矛盾,建設健康的水環(huán)境是我國的必然選擇。

     目前,全國有一半以上的城市、絕大多數建制鎮(zhèn)和接近所有的農村由于缺乏資金以至無力建設污水集中處理設施及排水管網系統(tǒng),或是由于地理位置特殊以至不便連入集中處理管網,致使我國每天未經處理直接排放到水體的生活污水的生物需氧量超過4164萬t.毫無疑問,在廣大農村地區(qū)、別墅區(qū)、旅游景區(qū)、*營區(qū)等,逐年修建一批更為經濟、高效和普遍適用的小型污水處理施,是作為污水集中處理的一種有益而必需的措施。

生活污水分散式處理及其發(fā)展狀況

[1 ].與集中處理相對而言分,特別是小型固定式生活污水凈化槽具有處理性能好(BOD去除率90% ,出水 BOD20mg/L,能耗為每頓水5760 kJ);設置費用低;安裝方便、用時少;地埋式,不受地形影響可保持地表水平衡。污水分散處理技術以簡單實用、管理方便為原則,在采用投資運行費用少、除污能力效率高、維護管理簡單方便、抗沖擊能力良好的模塊化、定型化、一體化的處理工藝技術。

　生活污水分散處理的難點

     進行分散處理的生活污水中一般不含工業(yè)廢水,生化性好(BOD5≤250mg/L),水量不連續(xù)且波動很大,尤其大型賓館、飯店或旅游度假區(qū)的污水排放還具有很強的季節(jié)性，污水的分散處理技術已經成為國內外生活污水處理的一種新理念。

      對生活污水組成成分影響程度zui大,特別是氨鹽的含量高;廚房洗碗廢水中磷酸鹽比例高,排放高峰期出現在6～7AM和6～10PM

      另外,居民的生活習慣和作息時間因地區(qū)、季節(jié)和民族習慣而異,家庭生活設施的使用情況與當地經濟條件、居民生活水平、年齡結構和消費群體等密切相關

     以上這些因素影響著生活污水分散處理方法的正確選擇、處理工藝與污染物去除方案的合理設計、出水水質的準確估計以及污水處理設施的正常運轉。我國現有的生活污水分散處理技術的工藝設計大多建立在實驗室或中試結果基礎上,據此設計的應用工藝,在實際操作與具體實踐中受外界環(huán)境 (如氣溫、降水、風向和土壤等當地自然與生態(tài)條件)的影響很大,使其不能發(fā)揮正常效力.

 　生活污水分散處理的發(fā)展

      早期分散小型污水處理設施的研究與應用距今已有30多年歷史,水質協(xié)會已舉行了4次專門會議,涵蓋了小型污水處理設施的設計、技術、管理、操作、費用、改造及其在發(fā)展中國家的應用等多個方面.20 世紀70 年代開始,由于分散的居民點污染源的排放比重逐年增,日、美等發(fā)達國家開始對不同形式的小型一體化污水處理設施進行研究,如今許多日本公司開發(fā)和生產成套裝置,以適應生活污水的處理需要.

      日本從2001年4月就實行了相關的新法律,保證人口少的地區(qū)生活污水的凈化處理,開發(fā)出了兩種技術較為成熟的凈化槽,一種是合并處理凈化槽,它對廚房、浴室和糞便污水都可進行處理;另一種是深度處理凈化槽,它不僅能有效降低化學好氧量和生物好氧量,還能脫氮除磷。這兩種凈化槽以安裝方便、操作簡單、易于保持水質水量在日本得到普遍推廣,在日本已擁有880萬臺分散式處理生活污水凈化槽。日本生活污水處理率為75.8%,其中有12%的生活污水是由凈化槽處理的,并且逐年增加.宜春一體化污水處理設備廠家供應.

     中國的生活污水分散處理科研工作始于20世紀80年代末,較起步早的發(fā)達國家和地區(qū)在各方面都存在明顯的欠缺 ,所以加強技術規(guī)范、加快技術創(chuàng)新、加大交流、加深環(huán)保意識,使我國污水處理工作快速、有效/健康發(fā)展已勢在必行。

      目前,我國采用的小型生活污水處理工藝主要有:化糞池、穩(wěn)定塘、污水的土地處理、活性污泥法和生物膜法.相比之下,活性污泥法具有出水水質好、臭味小、占地較少、運行靈活性、投資費用低、可控制性好等優(yōu)點,而生物膜法具有工藝簡單、維護方便、污泥沉降性能好、抗沖擊負荷、能耗和運行費用低等優(yōu)點,這兩種技術的結合已越來越被人們所重視。

　生物法處理生活污水

     污水中的有機物始終是造成水污染zui重要的污染物,有機物在污水中可以以懸浮物、膠體物或溶解性有機物的形式存在。污水生物處理過程是指利用微生物的新陳代謝活動,將有機污染物轉化為穩(wěn)定的無害化物質從而去除有機污染物的過程。一般講, 生物方法是去除污水中有機物、zui有效的方法,特別是對于BOD含量高的生活污水更為適宜。

      按照處理過程中有無氧氣的參與,污水的生物處理技術可分為好氧處理工藝和厭氧處理工藝;按照污水處理生物反應器中微生物的生長狀態(tài),污水的生物處理技術又可分為以活性污泥為代表的懸浮生長工藝和以生物膜法為代表的附著生長工藝.宜春一體化污水處理設備廠家供應.

     厭氧處理工藝具有設備負荷高/占地少,設備簡單、規(guī)模靈活,耗能低(僅為好氧工藝的10% ～15% ),產生的污泥量小(為好氧工藝的1/10～1/6),處理過程中對營養(yǎng)物的需求低、不需添加營養(yǎng)鹽等多種優(yōu)點.

      限制厭氧技術在更大范圍內處理城鎮(zhèn)生活污水的關鍵因素是低溫。代琳琳經過對低溫條件下懸浮填料生物膜法處理生活污水的研究表明:8～10℃的低溫條件對COD、BOD 的去除影響不大,采取低負荷、延長停留時間可以達到與常溫處理條件相似的結果,但低溫對氨氮硝化影響很大。為了實施厭氧技術處理生活污水,厭氧降解槽都以地埋方式以防冬季環(huán)境溫度過低影響處理效率。另外還要提高反應器內的生物量,利用載體容易載留和附著生物量的特點,向反應器中投加各種能夠提供微生物附著的填料,提高容積效率,加速生物降解,增加抗沖擊能力。

     生活污水中含有大量的懸浮物質,如果采用單一處理,會造成大量的懸浮物在反應器底部累積,污泥活性成分降低,抬升污泥床層,造成污泥,或者造成大量懸浮物堵塞生物膜載體,生物膜活性降低,大量脫落以至反應器癱瘓。多級反應器采用分段去除生活污水中不同形態(tài)的污染物質,提高了處理效果。

     常見的分散式生活污水多級反應器采取的聯合處理工藝為厭氧+好氧或厭氧+厭氧+好氧。厭氧池中通過厭氧微生物的生化降解以及吸附絮凝等作用,高效率地去除污水中的各種有機物。還可通過回流硝化液,缺氧池中污水發(fā)生反硝化反應,含氮污染物轉化成氮氣,有效降低氮污染。好氧池中進一步氧化降解污水中的有機污染物,將污水中的有機污染物轉變成對環(huán)境無害的CO2和水。污水中的氨氮及有機氮化合物被氧化成硝酸鹽(硝化反應),與缺氧池中的反硝化形成硝化2反硝化系統(tǒng),避免了水體的富營養(yǎng)化.在廢水厭氧處理之后再輔以好氧處理作為其后處理可降低處理成本Habets等

     比較了相同處理能力下好氧和厭氧+好氧處理工藝,表明聯合處理工藝可以有效地降低處理成本。因此,近年來出現的很多以聯合處理工藝為基礎的小型污水處理設備(同時聯合應用活性污泥法和生物膜法 )適用于小規(guī)模生活污水處理或對常規(guī)活性污泥處理系統(tǒng)的改造。目前聯合生物處理工藝大規(guī)模應用于分散處理生活污水項目,還面臨著缺乏經濟有效地管理等實際應用方面的問題。因此,如何優(yōu)化工藝結構、充分發(fā)揮聯合工藝的優(yōu)勢;如何進行有效地管理,尋求聯合系統(tǒng)的性能和經濟效益zui大化值得進一步研究。

2 1 3 　生物膜法處理技術

     利用生物膜法處理廢水所需要的投資大,而且生物膜容易脫落,大量非活性細小懸浮物分散水中使處理水的澄清度降低。針對生物膜法處理廢水的不足 ,人們不斷通過改進生物膜法的設備和研制新型填料提高生物膜法的處理效率。RebeccaMoore等研究了尺寸范圍分別為115～315 mm和215～415 mm 的填料對曝氣生物濾池處理效果的影響,發(fā)現小顆粒(115～315mm)填料雖然有利于脫氮,但不適應高的水力負荷;而大顆粒(215～415mm)填料雖然改善了濾池操作條件,減少了反沖洗的次數,但不利于脫氮和懸浮物的去除。天津市科委攻關項目中開發(fā)的移動式生物膜輕質填料的比表面積大,不易發(fā)生堵塞 , 并可使生物膜具有較高的生物活性。輕質陶粒和聚苯乙烯作填料時使得濾池負荷較大,水頭損失較小也是較為理想的填料選擇。另外近年來生物膜法處理技術在城鎮(zhèn)生活污水深度處理特別是硝化和反硝化研究方面也取得了進展。

3 　生活污水分散處理發(fā)展方向

311存在的問題

     家庭生活污水是指沖廁廚房洗澡以及洗滌后的混合污水,其集中處理是將沖廁污水*入化糞池發(fā)生水解,然后其中部分液體與其他污水一道進入地下管網流到污水處理廠,在管網密閉條件下污水繼續(xù)發(fā)生厭氧生物降解,到達污水廠時原先家庭生活污水中的顆粒懸浮物、BOD都已得到不同程度的降低 ,而且混入工業(yè)污水的各方污水匯集形成了連續(xù)流動狀態(tài)。相比之下家庭生活污水分散處理就不像城市污水那樣總有連續(xù)性,而是脈沖模式,早中晚家庭用水量明顯較多。

     人家庭生活污水量與時間帶的關系,上午8點到10點出現一個zui大的高峰期,沖擊系數(某時間段的污水量與平均污水量比值)高達5,因此要使家庭生活污水分散處理達到國家排放標準,在技術上要實現抗沖擊性,還要抑制難以降解的顆粒懸浮物進入到后續(xù)階段,確保高濃度污水不進入低濃度區(qū)。目前我國所使用的家庭生活污水處理方式只

     是采用化糞池形式,對濃度較高的沖廁廢水進行生物厭氧降解,但由于池內生物量的有效分布不均,以及厭氧水解不充分,使得出水BOD仍然很高,甚至有些地方將此水直接排放于自然水體，造成了環(huán)境的污染。對于分散式生活污水處理還沒有一套行之有效的技術和措施。

     除了技術上的問題外,還應在政府層面上對分散式生活污水建立起相應的環(huán)境保護政策、法律 , 積極開發(fā)新技術、新設備,以政府和地方為主體在經濟上給予相應的支持。在逐步實現農村自來水化的今天,積極開發(fā)分散式處理技術是十分重要的。

凈化槽應用的展望

     隨著我國污水治理力度的加強,分散式污水處理模式越來越得到人們的重視,適合于分散式污水處理的凈化槽系統(tǒng)與城市生活污水處理系統(tǒng)的互補是整個生活污水處理的完整系統(tǒng),也是未來生活污水處理的發(fā)展方向,這一技術的開發(fā)也將為我國環(huán)保產業(yè)帶來新的商機。

     針對家庭生活污水的特點,凈化槽使用平推流厭氧生物反應器和全混流生物反應器一體化技術 ,小型生活污水凈化槽流程如圖2所示,采用兩步厭氧一步好氧,先厭氧后好氧,利用平推流流動模式抑制高濃度污水流入低濃度區(qū),提高抗沖擊能力[21]可生化降解的污染物在厭氧區(qū)發(fā)生水解,BOD 的去除率在 60%左右,COD的去除率在70%左右。部分降解的污水進入到全混流生物反應器后與其中的水混合,在好氧菌的作用下進一步降解。由于好氧區(qū)BOD的濃度已降得很低,好氧量將會減少,氣泵能耗將會減少,同時污泥量也相對減少,操作穩(wěn)定。同時還利用生物膜濾床技術,在厭氧區(qū)和好氧區(qū)增加一定量的濾床,發(fā)揮濾床固液分離作用和生物膜吸附作用,抑制沖廁水中的顆粒物流入低濃度區(qū),進一步提高抗沖擊性能力。當進口污水濃度發(fā)生變化時,由于生物膜的吸附作用可以降低污水中的污染物濃度 , 減少后段工序生物降解的負荷,具有很好的緩沖作用。在設備的空間上,將厭氧區(qū)、好氧區(qū)、沉淀區(qū)以及消毒區(qū)連為一體,兩區(qū)共用一壁,區(qū)與區(qū)之間污水以自流方式運行,不需要外加動力。沉淀區(qū)與好氧區(qū)底部相通,在沉淀區(qū)一側采用傾斜方式使沉淀區(qū)沉淀下來的污泥能在大于安息角的斜面上自動滑向好氧區(qū) , 保持好氧區(qū)的生物量。由于這些技術的應用,過程的能耗小,處理效率高,出水可達到國家現行的一級排放。這種埋地式處理裝置,既可保溫、除臭 ,地面仍能作其他用地,不影響用戶環(huán)境的美觀,具有很高的推廣價值。

      Renolds等[20 ]采用淹沒式生物濾池處理生活污水,通過選擇連續(xù)流和間歇流操作方式進行硝化和反硝化,結果表明其COD去除率大于70%,NH4—N質量濃度低于5mg/L。這使得生物膜法的應用成為一種趨勢。新農村飲用水的自來水化是提高農民生活質量的重要一環(huán),生活污水的低成本高效率處理的凈化槽是保護水體清潔衛(wèi)生的重要保障。生活污水分散處理技術的開發(fā)必將推動環(huán)保企業(yè)的發(fā)展,確保整個國家水體的安全。

      除了填料的選擇與放置以外,填料與工藝的配合也是生物膜處理工藝中的一個十分重要環(huán)節(jié)。隨著新材料技術的發(fā)展,現存的掛膜速度慢容積負荷低易堵塞的問題也會逐步得到解決。

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