生活污水分散處理技術(shù)

逄政委真誠(chéng)為您*！

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

        進(jìn)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(dòng)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(qiáng)的季節(jié)性，污水的分散處理技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外生活污水處理的一種新理念。

        沉淀區(qū)與好氧區(qū)底部相通,在沉淀區(qū)一側(cè)采用傾斜方式使沉淀區(qū)沉淀下來(lái)的污泥能在大于安息角的斜面上自動(dòng)滑向好氧區(qū) , 保持好氧區(qū)的生物量。由于這些技術(shù)的應(yīng)用,過(guò)程的能耗小,處理效率高,出水可達(dá)到國(guó)家現(xiàn)行的一級(jí)排放

        據(jù)估計(jì)到2010年,我國(guó)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(dá)270億m3目前我國(guó)環(huán)境保護(hù)“十一五 ”規(guī)劃提出的處理指標(biāo)為:城鎮(zhèn)污水處理率(二級(jí))大于60%,生活污水集中處理率大于45%,萍鄉(xiāng)一體化污水處理設(shè)備廠家供應(yīng).

       1999年,我國(guó)城市生活污水污染負(fù)荷*超過(guò)了工業(yè)廢水污染負(fù)荷,我國(guó)水污染控制的重點(diǎn)已經(jīng)從工業(yè)源為主逐漸轉(zhuǎn)變到以城市生活污水為主的控制。我國(guó)是一個(gè)人口眾多、水資源相對(duì)不足、生態(tài)脆弱的發(fā)展中國(guó)家,隨著經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),水資源缺乏、水污染加劇和城鎮(zhèn)水生態(tài)的日趨退化問(wèn)題已成為影響我國(guó)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(shè)健康的水環(huán)境是我國(guó)的必然選擇。

     目前,全國(guó)有一半以上的城市、絕大多數(shù)建制鎮(zhèn)和接近所有的農(nóng)村由于缺乏資金以至無(wú)力建設(shè)污水集中處理設(shè)施及排水管網(wǎng)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(wǎng),致使我國(guó)每天未經(jīng)處理直接排放到水體的生活污水的生物需氧量超過(guò)4164萬(wàn)t.毫無(wú)疑問(wèn),在廣大農(nóng)村地區(qū)、別墅區(qū)、旅游景區(qū)、*營(yíng)區(qū)等,逐年修建一批更為經(jīng)濟(jì)、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?fàn)顩r

[1 ].與集中處理相對(duì)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(shè)置費(fèi)用低;安裝方便、用時(shí)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(shù)以簡(jiǎn)單實(shí)用、管理方便為原則,在采用投資運(yùn)行費(fèi)用少、除污能力效率高、維護(hù)管理簡(jiǎn)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(shù)。

　生活污水分散處理的難點(diǎn)

      對(duì)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(xiàn)在6～7AM和6～10PM，據(jù)我國(guó)建設(shè)部2005年9月的統(tǒng)計(jì),到2004年底全國(guó)污水排放總量693億t,比2003年增加了265億t,全國(guó)建制市污水處理率僅為45、7%。

      另外,居民的生活習(xí)慣和作息時(shí)間因地區(qū)、季節(jié)和民族習(xí)慣而異,家庭生活設(shè)施的使用情況與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件、居民生活水平、年齡結(jié)構(gòu)和消費(fèi)群體等密切相關(guān)

     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(shè)計(jì)、出水水質(zhì)的準(zhǔn)確估計(jì)以及污水處理設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。我國(guó)現(xiàn)有的生活污水分散處理技術(shù)的工藝設(shè)計(jì)大多建立在實(shí)驗(yàn)室或中試結(jié)果基礎(chǔ)上,據(jù)此設(shè)計(jì)的應(yīng)用工藝,在實(shí)際操作與具體實(shí)踐中受外界環(huán)境 (如氣溫、降水、風(fēng)向和土壤等當(dāng)?shù)刈匀慌c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(shè)施的研究與應(yīng)用距今已有30多年歷史,水質(zhì)協(xié)會(huì)已舉行了4次專門會(huì)議,涵蓋了小型污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)、技術(shù)、管理、操作、費(fèi)用、改造及其在發(fā)展中國(guó)家的應(yīng)用等多個(gè)方面.20 世紀(jì)70 年代開始,由于分散的居民點(diǎn)污染源的排放比重逐年增,日、美等發(fā)達(dá)國(guó)家開始對(duì)不同形式的小型一體化污水處理設(shè)施進(jìn)行研究,如今許多日本公司開發(fā)和生產(chǎn)成套裝置,以適應(yīng)生活污水的處理需要.

      日本從2001年4月就實(shí)行了相關(guān)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(shù)較為成熟的凈化槽,一種是合并處理凈化槽,它對(duì)廚房、浴室和糞便污水都可進(jìn)行處理;另一種是深度處理凈化槽,它不僅能有效降低化學(xué)好氧量和生物好氧量,還能脫氮除磷。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.萍鄉(xiāng)一體化污水處理設(shè)備廠家供應(yīng).

      目前,我國(guó)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(zhì)好、臭味小、占地較少、運(yùn)行靈活性、投資費(fèi)用低、可控制性好等優(yōu)點(diǎn),而生物膜法具有工藝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、污泥沉降性能好、抗沖擊負(fù)荷、能耗和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),這兩種技術(shù)的結(jié)合已越來(lái)越被人們所重視。

　生物法處理生活污水

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

      按照處理過(guò)程中有無(wú)氧氣的參與,污水的生物處理技術(shù)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(yīng)器中微生物的生長(zhǎng)狀態(tài),污水的生物處理技術(shù)又可分為以活性污泥為代表的懸浮生長(zhǎng)工藝和以生物膜法為代表的附著生長(zhǎng)工藝.萍鄉(xiāng)一體化污水處理設(shè)備廠家供應(yīng).

     厭氧處理工藝具有設(shè)備負(fù)荷高/占地少,設(shè)備簡(jiǎn)單、規(guī)模靈活,耗能低(僅為好氧工藝的10% ～15% ),產(chǎn)生的污泥量小(為好氧工藝的1/10～1/6),處理過(guò)程中對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的需求低、不需添加營(yíng)養(yǎng)鹽等多種優(yōu)點(diǎn).

      限制厭氧技術(shù)在更大范圍內(nèi)處理城鎮(zhèn)生活污水的關(guān)鍵因素是低溫。代琳琳經(jīng)過(guò)對(duì)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(duì)COD、BOD 的去除影響不大,采取低負(fù)荷、延長(zhǎng)停留時(shí)間可以達(dá)到與常溫處理?xiàng)l件相似的結(jié)果,但低溫對(duì)氨氮硝化影響很大。為了實(shí)施厭氧技術(shù)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(guò)低影響處理效率。另外還要提高反應(yīng)器內(nèi)的生物量,利用載體容易載留和附著生物量的特點(diǎn),向反應(yīng)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(zhì),如果采用單一處理,會(huì)造成大量的懸浮物在反應(yīng)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(yīng)器癱瘓。多級(jí)反應(yīng)器采用分段去除生活污水中不同形態(tài)的污染物質(zhì),提高了處理效果。

     常見的分散式生活污水多級(jí)反應(yīng)器采取的聯(lián)合處理工藝為厭氧+好氧或厭氧+厭氧+好氧。厭氧池中通過(guò)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(jī)物。還可通過(guò)回流硝化液,缺氧池中污水發(fā)生反硝化反應(yīng),含氮污染物轉(zhuǎn)化成氮?dú)?/span>,有效降低氮污染。好氧池中進(jìn)一步氧化降解污水中的有機(jī)污染物,將污水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成對(duì)環(huán)境無(wú)害的CO2和水。

     比較了相同處理能力下好氧和厭氧+好氧處理工藝,表明聯(lián)合處理工藝可以有效地降低處理成本。因此,近年來(lái)出現(xiàn)的很多以聯(lián)合處理工藝為基礎(chǔ)的小型污水處理設(shè)備(同時(shí)聯(lián)合應(yīng)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?qū)ΤＲ?guī)活性污泥處理系統(tǒng)的改造。目前聯(lián)合生物處理工藝大規(guī)模應(yīng)用于分散處理生活污水項(xiàng)目,還面臨著缺乏經(jīng)濟(jì)有效地管理等實(shí)際應(yīng)用方面的問(wèn)題。因此,如何優(yōu)化工藝結(jié)構(gòu)、充分發(fā)揮聯(lián)合工藝的優(yōu)勢(shì);如何進(jìn)行有效地管理,尋求聯(lián)合系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟(jì)效益zui大化值得進(jìn)一步研究。

2 1 3 　生物膜法處理技術(shù)

     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(xì)小懸浮物分散水中使處理水的澄清度降低。針對(duì)生物膜法處理廢水的不足 ,人們不斷通過(guò)改進(jìn)生物膜法的設(shè)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(duì)曝氣生物濾池處理效果的影響,發(fā)現(xiàn)小顆粒(115～315mm)填料雖然有利于脫氮,但不適應(yīng)高的水力負(fù)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(shù),但不利于脫氮和懸浮物的去除。天津市科委攻關(guān)項(xiàng)目中開發(fā)的移動(dòng)式生物膜輕質(zhì)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。

3 　生活污水分散處理發(fā)展方向

311存在的問(wèn)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(jìn)入地下管網(wǎng)流到污水處理廠,在管網(wǎng)密閉條件下污水繼續(xù)發(fā)生厭氧生物降解,到達(dá)污水廠時(shí)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(dòng)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(shí)間帶的關(guān)系,上午8點(diǎn)到10點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)zui大的高峰期,沖擊系數(shù)(某時(shí)間段的污水量與平均污水量比值)高達(dá)5,因此要使家庭生活污水分散處理達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),在技術(shù)上要實(shí)現(xiàn)抗沖擊性,還要抑制難以降解的顆粒懸浮物進(jìn)入到后續(xù)階段,確保高濃度污水不進(jìn)入低濃度區(qū)。目前我國(guó)所使用的家庭生活污水處理方式只。

     是采用化糞池形式,對(duì)濃度較高的沖廁廢水進(jìn)行生物厭氧降解,但由于池內(nèi)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(duì)于分散式生活污水處理還沒(méi)有一套行之有效的技術(shù)和措施。這兩種凈化槽以安裝方便、操作簡(jiǎn)單、易于保持水質(zhì)水量在日本得到普遍推廣,在日本已擁有880萬(wàn)臺(tái)分散式處理生活污水凈化槽。

     除了技術(shù)上的問(wèn)題外,還應(yīng)在政府層面上對(duì)分散式生活污水建立起相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)政策、法律 , 積極開發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備,以政府和地方為主體在經(jīng)濟(jì)上給予相應(yīng)的支持。在逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)村自來(lái)水化的今天,積極開發(fā)分散式處理技術(shù)是十分重要的。

凈化槽應(yīng)用的展望

     隨著我國(guó)污水治理力度的加強(qiáng),分散式污水處理模式越來(lái)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(bǔ)是整個(gè)生活污水處理的完整系統(tǒng),也是未來(lái)生活污水處理的發(fā)展方向,這一技術(shù)的開發(fā)也將為我國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的商機(jī)。

     針對(duì)家庭生活污水的特點(diǎn),凈化槽使用平推流厭氧生物反應(yīng)器和全混流生物反應(yīng)器一體化技術(shù) ,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(dòng)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(jìn)入到全混流生物反應(yīng)器后與其中的水混合,在好氧菌的作用下進(jìn)一步降解。由于好氧區(qū)BOD的濃度已降得很低,好氧量將會(huì)減少,氣泵能耗將會(huì)減少,同時(shí)污泥量也相對(duì)減少,操作穩(wěn)定。同時(shí)還利用生物膜濾床技術(shù),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(jìn)一步提高抗沖擊性能力。

      Renolds等[20 ]采用淹沒(méi)式生物濾池處理生活污水,通過(guò)選擇連續(xù)流和間歇流操作方式進(jìn)行硝化和反硝化,結(jié)果表明其COD去除率大于70%,NH4—N質(zhì)量濃度低于5mg/L。這使得生物膜法的應(yīng)用成為一種趨勢(shì)。新農(nóng)村飲用水的自來(lái)水化是提高農(nóng)民生活質(zhì)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(hù)水體清潔衛(wèi)生的重要保障。生活污水分散處理技術(shù)的開發(fā)必將推動(dòng)環(huán)保企業(yè)的發(fā)展,確保整個(gè)國(guó)家水體的安全。

      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(jià)值。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(gè)十分重要環(huán)節(jié)。隨著新材料技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)存的掛膜速度慢容積負(fù)荷低易堵塞的問(wèn)題也會(huì)逐步得到解決。

      輕質(zhì)陶粒和聚苯乙烯作填料時(shí)使得濾池負(fù)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(lái)生物膜法處理技術(shù)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(jìn)展。 當(dāng)進(jìn)口污水濃度發(fā)生變化時(shí),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(fù)荷,具有很好的緩沖作用。在設(shè)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(yùn)行,不需要外加動(dòng)力。

      污水中的氨氮及有機(jī)氮化合物被氧化成硝酸鹽(硝化反應(yīng)),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(yíng)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

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