發布時間:2022-04-17 06:27:28
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關鍵詞:新農村建設;污水處理;組合技術
畢節地區位于貴州省的西北部,地處東經105°36′-106°43′,北緯26°21′-27°46′之間,是一個資源富集的山區,境內山巒起伏,河流縱橫,擁有豐富的礦產資源、水能資源和旅游資源。近年來,畢節地區各項工作均取得了顯著成就。但農村環境的改善并沒有得到明顯的提高,雖然畢節地區在積極開展新農村建設,加大了對農村環境的投入,在農村生活污水治理方面卻幾乎是空白的,因此,在畢節地區新農村建設中,加大對生活污水的凈化處理是十分必要的。
一、畢節地區農村水環境污染現狀
(一)水環境污染十分突出。
目前,全區農村水環境污染比較嚴重,有的河流不僅不能飲用,甚至不能滿足養殖、灌溉的要求。大多數河流已被污染,特別是有機污染超標率高。農村飲用水大部分沒有得到有關部門的監測,很多群眾不能喝到干凈達標的水。
(二)面源污染沒有得到有效控制。
由于化肥、農藥、農膜、生長調節劑等農用物資的不科學使用和處置,造成農業面源污染嚴重。化肥、農藥大量流入河流、湖泊,對農村地表水、地下水、農產品品質已經帶來了明顯的危害。
(三)畜禽糞便污染呈加劇趨勢。
目前,農村大型養殖場普遍缺乏廢水處理設施。這些規模化的畜禽養殖場糞便、污水的排放給環境帶來巨大壓力,造成畜禽場附近地區地下水中的硝酸鹽、氨氮超標和環境污染。
二、畢節地區農村村鎮生活污水特征及處理要求
農村的生活污水主要來自于三個方面,一是廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水;二是農村養殖及畜禽養殖產生的糞尿廢水;三是生活垃圾糞肥堆置滲濾而產生的污水。主要呈現以下特征:(1)農村村鎮人口較少,分布廣而且分散,生活污水水質、水量波動性大,排水管網很不健全,因此,所選污水處理工藝應抗沖擊負荷能力強,且宜就近單獨處理。(2)農村經濟力量薄弱,因此,污水處理應充分考慮造價低、運行費用少、低能耗或無能耗的工藝。(3)村鎮缺乏污水處理專業人員,所選工藝應運行管理簡單,維護方便。
三、農村生活污水處理主要方式
針對農村生活污水的特點,農村生活污水的處理主要考慮土地處理,現行的土地處理方法主要有以下幾個:
(一)慢速滲濾工藝。
慢速滲濾工藝是將污水投配到種有作物的土壤表面,污水在流經土壤-植物系統垂直滲濾時得到凈化的土地處理工藝。它堅持處理與利用結合的方向。在實現污水資源化、無害化過程中,把環境效益和環境質量控制問題放到重要的地位。通過嚴格的系統工程措施,達到預期的環境效益。適用干旱、半干旱地區。
(二)快速滲濾工藝。
快速滲濾工藝是指將污水有控制地投配到具有良好滲濾性能的土壤表面,污水受重力作用迅速下滲過程中得到凈化的一種污水土地處理工藝。該工藝的特點之一是將滲濾池分為多個單元,使每個單元在淹水、落干狀態下交替運行,以保證滲濾土壤層好氧條件和凈化能力得以恢復,同時使截留在土壤表層中的可降解物質充分降解,不致于引起土壤空隙的堵塞而降低其透水性。
(三)漫流工藝。
地表漫流系統是將污水有控制地投配到生長有多年生牧草坡度和緩、土壤滲透性能低的坡面上,污水在地表沿坡面緩慢流動過程中得以凈化的一種土地處理工藝。(四)人工濕地處理系統。
濕地處理系統是將污水有控制地投配到土壤使之經常處于飽和狀態,濕地上生長有蘆葦、香蒲等沼澤生植物污水在沿一定方向流動過程中在耐水植物和土壤作用下得以凈化。
四、畢節地區農村生活污水處理組合方式探討
農村生活污水處理技術的選擇,必須要因地制宜、分類指導,提出符合各地實際的生活污水處理方式與措施。本文推薦一種農村生活污水組合凈化技術,該技術采用沼氣池+人工濕地工藝,適合分散處理生活污水,具有投資少、無運行費用、管理方便等特點。該技術不同于傳統的沼氣池技術,污水經處理后可達標排放。
(一)用途和功能。
生活污水組合凈化技術是分散處理生活污水的實用和有效的污水處理技術,適用于近期無力修建污水處理廠的農村。生活污水包括廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水,其特點有三:一是沖洗廁所的水中含有糞便,是多種疾病的傳染源;二是生活污水濃度低;三是生活污水可降解性較好,適用于厭氧硝化制取沼氣。生活污水組合凈化技術是根據生活污水的上述特點,把沼氣池、沉淀過濾、人工濕地等處理技術融于一體而設計的處理裝置。
(二)主要構筑物和工作原理。
生活污水凈化技術由格柵、沉砂池、沼氣池、沉淀池、人工濕地組成。
糞便經格柵去除粗大固體后,再經沉沙池進入沼氣池,在這里糞便進行沼氣發酵,發酵后排除部分剩余污泥,再與新進入的糞便混合進行沼氣發酵。清夜則溢流入沉淀池,在這里與糞便以外的其他生活污水混合,沉淀后的污水進入人工濕地進行處理后達標排放。
(三)工藝參數。
生活污水凈化沼氣池設計依據每天所處理的污水量,污水量按100L/(人?日)左右計算,其中沖洗廁所用水量按20~30L/(人?日)計算,其他生活污水量為70~80L/(人?日)。污水滯留期為2~3天,污泥清掏周期為150天。
(四)運行管理。
合理設計、可靠施工、精心管理是確保生活污水組合凈化設施正常運行的主要環節。其中日常管理工作必須做到以下幾點:a.設立生活污水凈化池的地方,應實行專業化施工和承包管理,以保證正常運轉;b.建立工程檔案和管理記錄;c.每年清掏污泥一次;d注意安全,避免發生火災,窒息事故。
五、結束語
本文所倡導的生活污水組合凈化技術是依托于畢節地區農村環境的實際提出來的,據統計,截止2009年底,畢節地區農村沼氣池的建設數達18.83萬座左右,這對于生活污水組合凈化設施的實施有直接的推動作用,同時,該技術在處理上也有技術保證,近年來,人工濕地處理技術越來越成熟,將人工濕地技術與沼氣池相結合,可以使生活污水處理后達標排放或回用于農田灌溉等,對改善當前的農村環境有一定的促進作用。新晨:
參考文獻:
[1]姜立暉,劉廣奇新農村建設污水處理模式的選擇建設科技2006(13)
【關鍵詞】生活污水處理;技術開發;問題探討
【Abstract】Haven't spread at the city soil pipe net or impossible arrive, or haven't built up city wastewater treatment the residence small area of city of the factory, life the wastewater treatment have been the problem that can hardly solve.Past the in common use septic tank precipitate with be disgusted with oxygen to ferment, although clean a function towards suspending material and parasite egg to have certainly of, the BOD5 clean a rate very low, and don't have nitrogen of take off in addition to Lin function, already can't satisfy water pollution prevention and cure and water environmental protection of demand.In recent years be applicable to the small scaled wastewater treatment station of the residence small area and the technique of the wastewater treatment equipments development development quick.This text has drafted the result of this aspect to carry on discuss, and to existence of the problem put forward viewpoint.
【Key words】Life wastewater treatment;Technique development;Problem study
1. 技術開發
住宅小區生活污水處理技術的沿革,經歷了從單一工藝到組合工藝的過程。從是否需氧的角度考察,則沿著“厭氧好氧厭氧+好氧厭氧+缺氧”的軌跡發展。從去除對象來看,早期技術僅能去除SS物質,而現在的工藝還具備脫氮除磷功能。下面介紹幾種目前常用的處理技術和設備。
1.1生物接觸氧化法。生物接觸氧化法,是一種介于活性污泥法和生物膜法的污水生物處理技術,兼備兩者的優點。其主要構筑物為生物接觸氧化池,池內充填填料。已經充氧的污水以一定的流速流經被其浸沒的填料,在填料上形成生物膜。污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的作用下,有機污染物得到去除,污水得到凈化。由于池內具備適于微生物棲息增殖的良好環境條件,因此,生物膜上生物相豐富、食物鏈長、微生物濃度高、活性強,不產生污泥膨脹,污泥生成量少,且易于沉淀。生物接觸氧化法具有多種凈化功能,除有效地去除有機物外,如運行得當,還能夠脫氧和除磷。
生物接觸氧化法的關鍵部位是填料。傳統的蜂窩狀塑料管較易堵塞,現在常采用吊掛式軟性填料和懸浮或半懸浮球形填料,能有效地防止堵塞,且面積較大,處理效果好。
生物接觸氧化法是住宅小區生活污水處理較早的采用的技術之一,其主體工藝流程為:
原污水初沉池接觸氧化池二沉池消毒池排放
初沉池、二沉池均為豎流式沉淀池,上升流速分別為0.6~0.8mm/s和0.3~0.4mm/s。采用梯形直管填料,池中心廊道式射流曝氣,氣水比為10:1~12:1,停留時間為2.5~3.3h。設計進水平均BOD5=200mg/L,出水BOD5=20mg/L。
1.2兩段活性污泥法。兩段活性污泥法,簡稱AB法。該法把污水管道、污水處理廠視為一個污水處理系統。其工藝特點是:不設初淀池,A段高負荷,B段低負荷,A、B兩段污泥分別回流,充分利用污水管道中的微生物,為不同時期生長的優勢微生物種群創造良好的環境條件,讓其充分發揮作用,耐沖擊負荷能力強,處理效果穩定。其主體工藝流程為:
原污水格柵頂曝氣調節池A段曝氣池A段沉淀池B段曝氣池B段沉淀池排放
該類設備,采用自吸式射流曝氣機、無支架的污泥懸浮型生物填料、側向流坡形斜板沉淀池等先進技術。BOD5去除率為90%,COD去除率為80%。
1.3序批式活性污泥法。序批式活性污泥法,簡稱SBR法。原則上,SBR法的主體工藝設備只有一個間隙反應器,在一個運行周期中,按運行次序,分為進水、反應、沉淀、排水和閑置五個階段。SBR法的關鍵設備潷水器的研制,已取得長足的發展。目前常用的潷水器,有虹吸式、旋轉式和套筒式三種。SBR法工藝簡單、節省費用,理想的推流過程使生化反應推力大、效率高,運行方式靈活,脫氮除磷效果好,沒有污泥膨脹,耐沖擊負荷、處理能力強。其主體工藝流程為:
原污水調節池SBR反應池消毒池出水
采用該工藝流程的上海某污水處理站設計平均流量750m3/d,進水水質BOD5=200mg/LSS=250mg/L,TN=40mg/L,NH4+=20mg/L,出水水質達到黃浦江上游污水排放標準,即BOD5<30mg/L,SS<30mg/L, NH4+<10 mg/L, TN<20mg/L。
1.4厭氧生物濾池。厭氧生物濾池是一種內部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理裝置。厭氧微生物附著載體的表面生長,當污水自下而上升式通過載體所構成的固定床層時,在厭氧微生物作用下,污水中的有機物得以厭氧分解,并產生沼氣。厭氧生物濾池有多種變型,填料的發展迅速,其工藝流程為:
進水沉淀池厭氧消化池厭氧生物濾池拔風管氧化溝進氣出水井排水
污水經沉淀池預處理后進入厭氧消化池進行水解和酸化,可提高污水的可生化性,為后續處理創造條件。在拔風系統作用下,生物濾池處于兼氧狀態,阻止了污水中甲烷細菌的產生,使整個系統仍處于酸性階段,而氧化溝內溶解氧一般可穩定在1.5~2.8mg/L,污水在此進一步好氧處理。該工藝的實質類似于A/O法,但兼性厭氧生物濾池使厭氧段得到強化。拔風系統是處理過程的關鍵。其主要優點是不耗能、造價低、管理簡單、無噪聲、無異味、掛膜快、剩余污泥量少、出水水質好、運行效果穩定。
2. 問題探討
住宅小區生活污水就其處理技術而言,可以采用目前城市污水處理的成熟技術和工藝,但住宅小區生活污水處理,有其自身的特點,應予考慮。
2.1住宅小區污水流量小,可生化性好,宜優先采用生物膜法處理技術。生物膜法具有生物相豐富、微生物濃度高、食物鏈長、不會發生污泥膨脹、污泥沉降性能好等優點,適用于小量的污水處理。過去擔心的堵塞問題,在采用新型填料后已基本解決。
2.2住宅小區用地緊張,應優先考慮占地省的污水處理工藝,并在設計中采取一定措施。現在,一般設計成地下式或半地下式,形成地下為污水處理站,地面為綠地或花壇的格局,可以美化環境。但這樣設計時,應注意埋深、提升設備、通風要求和臭氣處理等問題。
2.3由于受小區管理人員人數和專業素質的限制,應優先選用運行維護管理較方便的工藝,并努力提高運行管理自動化程度。
2.4住宅小區建設工程工期要求緊,污水處理設施由構筑物向設備的轉化,似是一種必然趨勢。采用裝配式污水處理設備,安裝簡捷,工期短,便于維護。大亞灣核電站引進法國的一種小型污水處理站,主要設備全是散件,現場裝配,其中,暖氣池和沉淀池由10塊小件組成,從土方開挖到開始調試,僅用20天就完工[2]。國內小型污水處理設備的生產廠家如雨后春筍,但良莠不齊。多數生產廠家設計、研究、測試化驗力量較弱,很難保證出廠產品的質量,售后服務也比較差[3]。國家應加強這方面的監控管理。
2.5隨著對出水水質要求的提高,單一工藝難以滿足需要,組合式污水處理技術和設備得以發展。目前的組合方式,主要有多級好氧處理、厭氧+好氧處理、厭氧+缺氧處理等。從降低能耗、回收生物能方面來看,厭氧生物處理有著廣闊的前景。污水中的有機物質本身都具有一定的潛在能量。厭氧處理時,一方面,勿需嚗氣充氧,可降低能耗;另一方面,其生成物-沼氣,可回收利用,供小區采暖和供熱,形成小區生態平衡系統,這是比較理想的發展趨向。
3. 結語住宅小區生活污水處理站,為防止污染,保護水環境,起到了積極的作用。盡管城市污水處理的發展趨勢,是集中處理取代分散處理,但筆者認為,小型生活污水處理站,在我國的一些中小型城市,還將存在相當長的時期,所以,其技術開發和設備研制應予以高度重視。
參考文獻
[1]羅璟,郭靜,張大群,厭氧序批式活性污泥法(ASBR)特性分析.給水排水,1997.4
關鍵詞:城鎮生活污水;現狀;處理技術
1.城鎮污水處理設施現狀
據住建部統計,截至2012年底,全國設市城市、縣累計建成城鎮污水處理廠3340座,污水處理能力約1.42億立方米/日,全國已有648個設市城市建有污水處理廠,占設市城市總數的98.5%;累計建成污水處理廠1947座,污水處理能力約1.22億立方米/日,全國已有1254個縣城建有污水處理廠,約占縣城總數的77.7%,累計建成污水處理廠1393座,處理能力2421萬立方米/日。可見,雖然城鎮污水處理設施的建設已經取得很大成就,一部分縣城和大量的中小城鎮沒有污水處理廠,將來仍將有大量的城鎮污水處理設施需要建設。
城鎮的人口規模一般在2000人以上,10萬人以下,按此規模興建的污水處理設施,既要滿足環境保護排放標準的要求,也要“建的起”和“用的起”,選擇適合的技術和工藝就非常關鍵了。很明顯,研究并探討適合城鎮的污水處理技術具有深遠的現實意義。
1.1 發展不平衡
表現在以下幾點:①東西部地區污水處理能力相差較大。東部沿海省份經濟發展較快,污水處理能力比中西部地區高,如東部地區的城市和縣級單位污水處理能力分別比西部高出5%~6%和44%。②大中城市和縣城、小城鎮的污水處理能力也有明顯差別,小城鎮雖沒有統計數據,但可以推斷要低很多。
1.2 配套污水排水管網建設拖后腿
隨著我國污水管網建設取得了長足的進步。但是,與污水處理廠的建設數量和處理能力相比,其建設速度相對滯后。2005~2012年間,城市配套管網建設的增長速度均低于污水處理能力的增長速度,年均相差3~5個百分點。縣城及建制鎮的管網不配套問題更加突出。總體來說,配套管網增速落后于污水廠能力建設增速約26個百分點,落后的幅度有越來越大的趨勢。
1.3污泥處理存在不足。
①由于對污泥利用的認識存在不足,國內污泥處理處置的起步較晚,許多城市沒有將污泥處置場所納入城市總體規劃,很多處理廠難以找到合適的污泥處置方法和污泥棄置場所,導致小城鎮的污泥處置即最終出路存在嚴重問題,這將為環境污染帶來巨大危害。因此,目前小城鎮的污水處理廠污泥以填埋為主。由于污泥含水率高,影響填埋場的正常作業,且重金屬和有毒有害有機物污染地表和地下水系統。②重水輕泥現象普遍。我國污泥處理起步較晚,且早期建設的污水處理廠普遍存在“重水輕泥”現象。目前,我國運行的污水處理廠已達到3300多座,設計處理生活污水能力達到1.42億噸/日。產生含水率80%的污泥2000多萬噸/日,但只有10%左右通過堆肥技術處理后回用到土地。另外有20%采用衛生填埋,還有少量采用焚燒、建材利用等方式進行處置。其余的70%都只是隨意外運、簡單填埋或者堆放,對環境造成嚴重影響,且抵消了部分污染減排成果。污泥處理處置能力不足、污泥處理處置設施建設和運行資金投入不足、責任主體不明、監管缺位等原因都對污水處理廠污泥的處理處置造成了直接影響。
1.4 污水處理再生利用不夠
我國水資源短缺,且分布嚴重不均,進一步加劇了不少地區的水資源短缺程度。目前,正常年份全國每年缺水量400億立方米,有400余座城市供水不足,嚴重缺水的城市有110座,近2/3的城市存在不同程度的缺水。但是,污水再生利用情況與水資源短缺的現狀并不匹配。截至2010年底,我國形成的污水再生利用生產能力1082.1萬噸/日,實際再生利用總量923萬噸/日,不到全國城鎮污水處理總量的10%,污水再生利用空間仍然很大。
2.城鎮生活污水及其處理難點
城鎮生活污水是指人類因維持日常生活水平而排放的污水,來源包括廚房污水、洗浴污水、化糞池污水、洗滌污水等。目前城鎮生活污水處理難點主要在于是:(1)生活污水成分日益復雜,污染評價難度大,而且污染負荷隨晝夜、季節發生變化,這些都對正確選擇處理方法、合理設計處理工藝、準確估計處理效果以及正常維護處理設施產生很大影響;(2)隨著社會經濟的不斷發展,污水水質也愈來愈復雜,傳統的處理工藝在用地、運行費用、投資、人員專業知識等方面受到當地客觀條件現在,而一些新興的處理工藝大多建立在實驗室或中試結果基礎上,實際應用效果受當地自然與生態環境影響很大;(3)考慮當地社會經濟發展水平等制約因素和地方保護主義等抵制因素,城鎮生活污水實際處理不一定能采用最佳的處理技術和工藝。污水處理是資金密集型工程,不僅需要投巨資建設污水處理廠和相應的污水收集管網,而且污水處理廠的日常運行費用也非常高昂。此外,小城鎮經濟發展水平偏低,對專業技術人員的吸引力有限,也會影響污水處理廠的管理和維護工作。因此,目前絕大多數小城鎮不具備建設和運行污水處理廠的經濟承受能力。
3.城鎮污水處理設施的技術選擇
3.1 確定污水處理規模
污水處理規模與城鎮人口、社會經濟水平、排水體制、工業廢水量、規劃年限、進水水質、出水水質、污水排放與再生利用、污泥的綜合利用等因素有關,在確定污水處理規模時要進行全面詳細的調研,要將實際情況調查清楚,不留盲點。
3.2 考慮污水管網
前面已經討論了一些地方污水管網不配套的問題,要讓污水處理設施真正發揮實效,就必須充分考慮管網的建設。對于已建污水處理廠,通過完善管網,解決污水管網與污水處理廠處理能力不匹配的問題,提高污水處理率和污水處理廠運行負荷。對于在建和新建的污水處理廠,要充分做好污水管網布設與污水處理廠建設規模配套的評估工作,使污水處理廠的環境效益最大化。
3.3 污水處理的工藝選擇原則
城鎮污水處理工藝選擇,是根據城鎮水環境質量要求、來水水質情況、可供利用的技術發展狀態、城鎮經濟狀況和城鎮管理運行要求等諸多方面的因素綜合確立的。在已建設運營的城鎮污水處理廠中,一級處理、二級處理和深度處理都占有一定的比例。鑒于我國目前面臨的水環境污染嚴重的現實,以及水環境污染以有機型污染為主的特點。今年來在建和建成投產的城鎮污水處理廠中,二級和二級以上的處理廠占絕大多數,因此城鎮污水處理工藝的選擇,重點是二級生物處理工藝的選擇。
3.4加大再生水回用力度
在缺水少水的地區,應大力發展再生水回用技術,將再生水利用至工業、市政、景觀等領域。采用分散與集中相結合的方式,建設污水處理廠再生水處理站和加壓泵站。在具備條件的機關、學校、住宅小區新建再生水回用系統。加快建設尾水再生利用系統,鼓勵回用于工業生產和市政用水等。到2015年,確保城鎮污水處理設施再生水利用率達到15%以上。
4.常用城鎮生活污水處理的對策
雖然我國城鎮污水處理事業發展很快,但是許多中小城鎮還沒有污水處理設施,污水處理設施的建設還有很長的路要走。城鎮污水處理設施的建設要考慮到當地的自然和經濟條件,還要結合污水處理設施的技術特點。
4.1氧化溝法
工藝流程是:進水格柵氧化溝二沉池消毒池出水。污水在氧化溝中與活性污泥接觸,并在轉刷處曝氣,在環形溝內完成生化反應和污水的凈化。氧化溝法有Carrousel溝、三溝式、一體化式、Orbal溝等多種形式。優點是:工藝簡單,可省去調節池、初沉池和污泥消化池;管理方便;處理效果好;抗沖擊能力強;運行費用低;但存在污泥上浮,流速不均及污泥沉積等問題。一般用于大中規模的污水處理。
4.2活性污泥法
工藝流程是:進水格柵初沉池曝氣池二沉池出水。其原理是是在人工充氧條件下,對污水和各種微生物群體進行連續混合培養,形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,以分解去除污水中的有機污染物。然后使污泥與水分離,大部分污泥再回流到曝氣池,多余部分則排出活性污泥系統。優點是:優點是出水效果好,BOD去除率可達90%以上,運行穩定。但一般曝氣池體積大占地面積大,基建費用高,對水質、水量適應性較低,運行容易 水質、水量變化的影響。
4.3生物接觸氧化法
工藝流程是:進水調節池接觸氧化池二沉池出水。其原理是在生物反應池內充填填料,已經充氧的污水浸沒全部填料,并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜,污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下,污水中有機污染物得到去除,污水得到凈化。工藝優點是池內充氧條件好,容積負荷率高;采用高效懸掛填料時不容易堵塞;不需要污泥回流系統,沒有污泥膨脹問題;運行管理簡單;抗沖擊能力強;有節能效果,是應用廣泛的污水處理技術。不足之處曝氣難以做到分布均勻。填料上生物膜實際數量隨BOD負荷而變。BOD負荷高,則生物膜數量多;反之亦然;生物膜量隨負荷增加而增加,負荷過高,則生物膜過厚,在某些填料中易于堵塞;填料選用不當,會嚴重影響接觸氧化法工藝的正常使用。一般多用于中小規模的污水處理站[5]。
4.4 SBR法
工藝流程是:進水混合曝氣沉淀排水。主要工藝設備是SBR反應池,在池中完成進水、反應、沉淀、排水、閑置五個交替進行的周期。優點是工藝簡單;處理效果好,能除氮磷;沒有污泥膨脹;有抗沖擊能力;占地少。缺點是自動化設備要求高,投資較大。SBR法適合中小規模污水處理以及土地緊張,但經濟條件較好的地區。SBR法已發展出了各種新的形式,如ICEAS法、CASS法、DAT-IAT法、CAST法等。
4.5 AB法
工藝流程是:進水格柵沉沙池A段曝氣池中沉池B段曝氣池二沉池出水。AB法不設初沉池,A段為高負荷,B段是低負荷,兩段污泥分別回流,充分利用了污水管道中的微生物,為不同時期的微生物種群創造良好的生長環境。優點是抗沖擊能力強;處理效果穩定,可去除氮磷。不足之處是需要兩次出泥,增加了回流系統;另外A段去除較多BOD時,可能造成后面碳源不足,影響脫氮。一般用于大中規模的污水處理。
4.6 再生水回用系統
再生水即“中水”,其主要是指城市污水或生活污水經處理后達到一定的水質標準,可在一定范圍內重復使用的非飲用水。它可以用于一些水質要求不高的場合,如沖洗廁所、沖洗汽車、噴灑道路、綠化等。利用污水處理廠二級生物處理出水作為中水水源時,處理目的主要是去除水中殘留的懸浮物,降低水的濁度和色度,應選用物理化學處理(或三級處理),工藝流程如下:二級出水調節池化學處理過濾消毒中水。除了上訴方法以外,根據國內外水處理技術的發展狀況,還有一些典型的中水處理工藝流程。處理方法主要有混凝沉淀或氣浮、化學氧化法二氧化氯、臭氧、次氯酸鈉、氯、碘化鉀)、活性炭吸附法、膜處理法等,隨著水處理機理研究的不斷深入,新的處理方法、新的構筑物、新的處理裝置和新的工藝流程會不斷出現。
(1)BAF法:也叫曝氣生物濾池法,該流程集生物氧化和截留懸浮固體物于一體,能同時達到去除SS、COD、BOD和硝化、脫氮脫磷功效。優點是所需基建投資少,運行耗能低,出水水質好,不足是維護起來比較復雜。
(2)分子生物技術:隨著分子生物技術的發展和活性污泥微生物基因庫的建立,極大提高了污水處理效果。未來分子生物技術在城鎮生活污水處理領域應用十分樂觀。
(3)MBR法:即膜-生物反應器工藝,是目前被業內最看好的新興污水處理技術之一。它有機結合了生物技術和膜分離技術,具有生化處理效率高、抗負荷沖擊能力強、處理的水質穩定等特點,而且工藝占地面積小,還能夠實現處理自動控制。
(4)人工濕地:通過構建人工濕地系統,在濕地植物、基質和微生物共同作用,經過多層過濾,降解污染,凈化水質。具有投資少、工藝簡單、能耗低、維護管理方便等優點。
5.結束語
隨著城市現代化不斷發展,城鎮生活污水排放量逐年增長,污水成分日趨復雜,我們應根據水污染現狀采取針對性處理技術和措施,提高城市用水利用率。中國城鎮污水處理技術尚處于發展階段,面對水資源短缺,水污染嚴重的現狀,城鎮污水處理技術的發展還有很長的路要走。目前來看,城鎮污水回用利用再生水是解決水資源不足水和水污染嚴重的一個非常有效的途徑。我國今后的發展中應大力推廣污水回用技術,切實利用好和保護好水資源,保證我國社會經濟持續發展。
參考文獻:
[1]胡曦明.城市生活污水處理技術的發展趨勢分析[J].民營科技,2012(1)
【關鍵詞】農村;生活污水;處理;實用;技術
前言
農村生活污水是指農村居民生活過程中糞便及其沖洗水、洗浴污水和廚房污水以及一些農村分散養殖過程中所產生的污水。一般來說,農村生活污水與城市污水不同,在排放方式、水質和水量等方面具有其自身特性,主要特點是:成分復雜,含有一定量的氮、磷,可生化性較高,基本不含重金屬和有毒有害物質,因此,常采用生物處理方法處理農村生活污水。從處理模式的角度劃分,農村生活污水處理技術可分為集中式處理和分散式處理;從處理工藝的角度劃分,農村生活污水處理技術可分為好氧生物處理、厭氧生物處理和污水土地處理等。
1 農村生活污水處理模式
(1)集中式處理是指通過管網將村莊內所有農戶產生的生活污水集中收集,輸送至某一固定地點后集中處理的模式。該模式有兩種實施方案,一種是將收集的農村生活污水統一接入鄰近的市政污水管網,利用城鎮污水處理廠統一處理,這種處理模式投資省、建設周期短、見效快、管理方便,但只適用于符合高程接入要求,且距離市政污水管網較近地區農村生活污水的集中處理;另一種集中式處理是在村莊附近建設一處農村生活污水處理設施,將村莊內所有農戶產生的污水集中收集輸送至此集中處理,這種模式適用于規模較大、人口居住密集、經濟條件較好、村鎮企業或旅游業發達、處于水源保護區內的單村或聯村污水集中處理。
(2)分散式處理是指以“化整為零”核心,將較大的區域劃分為若干較小的區域,分區收集農戶污水,以各個較小區域為處理單元單獨處理農村生活污水的處理方式。該模式常采用小型或一體化污水處理設備、污水自然處理技術等工藝處理農村生活污水,具有布局靈活、施工簡單、管理方便、出水水質有保障等諸多優點,已經成為國內外處理生活污水的新理念。分散式處理適用于規模較小、人口居住分散、污水不易集中收集地區農村生活污水的處理。
2 農村生活污水處理技術
基于我國農村地區普遍欠發達,缺乏污水處理專業人員的現狀,結合農村生活污水可生化性高、水質、水量波動性大等特點,農村生活污水處理方式不能照搬或套用城鎮生活污水的處理模式,需結合農村地區實際情況和生活污水特點進行科學決策,在具體選擇農村生活污水處理方式時,一般遵循因地制宜、便于維護和管理、運行費用低廉、工藝流程簡單等原則。
(1)厭氧生物處理:厭氧生物處理技術的優點主要有以下幾方面,節省動力消耗;對營養物的需求量小,減少了補充氮、磷營養的費用;處理設施占地面積小;污泥產量低;可以降解好氧過程中不可生物降解的物質;可處理水質波動性較大的污水;可產生大量的沼氣作為燃料等。在某些情況下,出水水質不能滿足排放要求,需要后處理才能得到較高的處理要求;低溫下動力學速率低;不能去除廢水中的氮和磷。
(2)人工濕地污水處理技術與其他污水處理技術相比,人工濕地具有諸多明顯的優點,如:投資少,建設、運行費用低;易于維護,技術含量低;.污水處理系統組合的多樣性、針對性;緩沖容量大,處理效果好;同時具有環境效益、經濟效益及社會效益等。但人工濕地也存在不足,如:占地面積相對較大;處理效果受氣候、溫度變化影響較大;如設計或管理不當,容易產生堵塞現象等。
(3)污水處理工藝組合技術。農村污水處理以處理成本低、氮磷去除效果好為原則,在有明顯的冬冷夏熱條件的地區,采用污水組合工藝,可達到較高的處理要求。李先寧等研究開發了“厭氧水解、跌水充氧接觸氧化、折流人工濕地組合技術”、“厭氧發酵、生態土壤及蔬菜種植組合技術”及“塔式蚯蚓生態濾池組合技術”等污水處理核心技術,并根據示范區實際條件結合其它輔助技術將污水處理技術進行合理組合優化,形成農村污水處理技術集成系統,該系統具有除磷脫氮效果好、投資運行費用低及維護管理方便等特點,有利于處理農村生活污水;同樣,利用其它生態組合工藝如表面流人工濕地、潛流人工復合生態床和生態塘、滴濾池/人工濕地、人工濕地技術、人工濕地等處理農村生活污水,也取得突破進展。因此,因地制宜地對污水處理技術進行合理組合及優化,在農村生活污水處理中較好的發展前景。
(4)凈化槽可以分為用于處理一家一戶生活污水的“小型凈化槽”和用于處理樓房、住宅小區生活污水的“大中型凈化槽”,在中國農村,可以村為單位設計適合的凈化槽。凈化槽有多種類型及處理工藝,可分為接觸曝氣、旋轉圓板、散水濾床、標準活性污泥等。
(5)傳統穩定塘處理技術優點是:運行維護費低,系統基本不耗能;可充分利用地形,節省投資;無需污泥處理;可實現污水資源化。但也存在諸多缺點,比如:處理效果受氣候條件影響大;有機負荷低,占地面積大等。隨著研究的逐步深入,發展了很多新型塘和組合塘工藝,進一步強化了穩定塘的優勢。如高效藻類塘、水生植物塘、多級串聯塘和高級綜合塘系統。在中國,特別是在缺水干旱地區,穩定塘是實施污水資源化利用的有效方法,近年來成為中國著力推廣的一項技術。
(6)氧化溝是一種活性污泥法工藝,結合了活性污泥法推流和完全混合的特點,有利于克服短流和提高緩沖能力。污泥產量小,性質穩定。工藝流程簡單,構筑物少,占用土地面積也少,便于管理。
3 結語
我國農村人口眾多、居住分散、人民生活水平參差不齊,在選擇污水處理技術時應結合當地農村實際情況,以投資省、運行費用低、工藝操作簡便、維護保養方便和出水水質好等經濟實用型處理方式,采用科學設計、污水治理技術優勢互補,通過合理組合和優化,達到改善農村生態環境的目的。
參考文獻:
[1]梁祝,倪晉仁.農村生活污水處理技術與政策選擇[J].中國地質大學學報(社會科學版),2007(07).
[2]張衍林,袁巧霞.農村生活污水分散式處理技術淺析[J].環境保護科學.2008(10).
關鍵詞:船舶生活污水;生活污水處理裝置;裝置設計特點
中圖分類號:U672.7 文I標識碼:A 文章編號:1006―7973(2017)04-0044-02
近些年來人類環保意識的不斷提高,國內外防污染標準要求也越來越嚴格。2006年國際海事組織通過生活污水新排放標準MEPC.159(55),于2010年1月1日強制執行,該排放標準相對于老標準嚴格一倍以上。2011年國家海事局出版的《內河船舶法定檢驗規則》和2013中國船級社出版的《綠色船舶規范》均要求船舶生活污水處理裝置需滿足IMO.MEPC.159(55)標準。
隨著環境工程技術的發展,各種污水處理技術和設備也在不斷發展,處理方法多種多樣,在各種船舶上均已得到了廣泛的應用。本文結合調研資料及實船設計經驗,著重介紹揚州市海洋環保設備有限公司的STU型船用生活污水處理裝置的結構特點、性能。
1 船舶生活污水排放規范和處理方法
1.1 船舶生活污水的定義
船舶生活污水是下列各種水質:任何形式的馬桶、小便池的排出物和其他廢棄物;從醫務室的面盆、洗澡盆和這些處所排除的污水;裝有活的動物處所的排出物;混有上述排出物的其他廢水。船舶生活污水不僅含有有機物和礦物質,而且還含有大量的細菌、寄生蟲,有時還含有危害人體及水生物的病毒,如不經過任何處理而將其任意排放,就可能造成周圍水域的污染。
1.2 船舶生活污水的排放規范
為了防止船舶生活污水污染,內河船用生活污水處理裝置主要是依據《內河船舶法定檢驗技術規則2011》、《船用生活污水處理系統技術條件》GB/T10833-1989和IMO.MEPC.159(55) 決議附件《經修訂的實施生活污水處理裝置排出物標準和性能試驗導則》,如下所示。
1.3 船舶生活污水處理方法
目前,長江江蘇段及內河船舶采用的生活污水處理方式主要有兩種:收集貯存式和處理排放式,即在京杭運河等零排放水域將生活污水收集貯存,到港口再由垃圾站接收;航行非零排放水域如長江再由處理裝置處理排放。
1.3.1 收集貯存式
通過專設的糞便柜收集貯存含糞尿的廁所沖洗水,集中排放到岸上接收裝置。其糞便柜內壁應涂敷環氧樹脂或采用玻璃鋼襯里,以防銹蝕。采用這種處理方式的裝置,只需從各個廁所匯集糞尿的管路和配備足夠容量的貯存柜即可,所以裝置十分簡單,造價低,但貯存柜的容量往往需要很大,特別是內河岸上這些接受裝置還是配備不到位。同時當糞尿需要長期貯存時,還必須使用化學藥品殺菌、消毒和除臭,增加藥品費用。此外,因必須依靠岸上的接收處理而需支付處理費。這些缺點限制其應用,不宜推廣,只有在內河零排放等特定水域使用。
1.3.2 處理排放式
船用生活污水處理裝置,是利用好氧性微生物為主的活性污泥對污水中的有機物進行氧化分解,使其變成無機物,然后進行大腸桿菌消毒處理,再排放。活性污泥對有機物具有很強的吸附能力和氧化分解能力。活性污泥所發酵產生的微生物,在有氧的條件下,能透過細菌的細胞壁將污水中的溶解性有機物吸收,固體和膠體的有機物先附在細菌體外,由細菌所分泌的外酶分解為溶解性物質再加以吸收。細菌通過其自身的生命活動――氧化、還原、合成等過程,將一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物,同時放出能量,供細菌活動、生長、繁殖,而將另一部分有機質軟化為生物體所必須的營養質,組成新的原生質,使細菌生長繁殖。采用此種處理方法,處理效果好,所需糞便柜體積小,比較簡單可靠,已在船舶上廣泛應用。但缺點是需連續使用,否則微生物就會死亡而失去處理能力,再生處理所需時間長。
2 STU型船舶生活污水處理裝置設計思路
2.1 工藝流程
2.2 設計原理
STU-6型生活污水處理裝置(圖1)日處理量:490 L/d;排水水質滿足IMO.MEPC.159(55) 決議附件《經修訂的實施生活污水處理裝置排出物標準和性能試驗導則》,適用于處理常規沖洗系統產生的生活污水(4-7 人),該裝置兼有活性污泥和生物膜法處理之特點,設有污泥、殘渣回流再處理系統,污泥排放周期長;該裝置由四個柜室組成,即粉碎氧化柜,曝氣柜、沉淀柜、膜生化柜。糞便污水從粉碎柜入口進入處理裝置,在粉碎柜內缺氧區污水發生水解酸化反應,草紙等難降解、大顆粒污染物被分解成小顆粒。污水通過溢流管進入接觸氧化柜,接觸氧化柜裝有復合填料,好氧生物在其中大量繁殖,污水中部分有機污染物在填料中被微生物降解為二氧化碳和水。污水在一級接觸氧化柜內被稀釋、降解并停留一定的時間,隨后進入沉淀柜。經沉淀后的“上清液”自動溢流流入膜反應柜,進一步氧化、分離小分子有機物,膜的高效截留作用,使活性污泥及微生物、未經充分生化的小分子污染物被膜絲及表面的生物膜截留在裝置中繼續進行生化反應,動態地延長了污水停留時間,實現了水力停留時間與污泥齡的完全分離,使得裝置運行控制更加靈活穩定。經過膜件處理過的“清水”一般可以達到國際排放標準,但為了更可靠地保證排放水符合國際標準,“清水”被貯存在清水箱中等待下一步凈化處理,貯存到一定量后由排放泵泵入精濾器中,對清水進行再次凈化過濾,以降低出水有機物含量,最后再經紫外線消毒器殺死出水中可能漏網的大腸菌群,保證出水能夠達標排放。如圖2。
2.2 設計優點
(1)本裝置主要采用生物膜接觸氧化工藝處理船舶生活污水,本裝置粉碎柜也采用粉碎加曝氣氧化工藝,且本裝置污泥回流量相當少,主要是將膜柜底部污泥定期回流,如考慮一定的回流量,水力停留時間更長。另外,粉碎柜缺氧區也可以降解沉淀柜回流污泥,顆保證系統污泥殘渣不會超量積累。
(2)本裝置未用氯藥品殺菌,而是依據飲用水《紫外線消毒器》QB/T1172-99標準中參數選型表,同時飲用水大腸桿菌排放標準(1L水不超過3個)遠遠比船舶合格水排放標準(小于100個/mL)更嚴格。
(3)采用了一種軟性纖維填料,克服了一般采用活性污泥法或以硬性填料作為生物載體的生物膜法的處理裝置的弊病。
(4)在線反沖洗,本裝置如圖1配備了微型自吸泵和清水箱,該泵能在膜絲內外形成一定的壓差,如果膜因污染堵塞,排水量下降,最終高位報警,此時啟動自吸泵反清洗,可增加膜通量,延長膜的壽命。
(5)該處理裝置體積小,主尺寸為1200×600×1000(mm)、結構緊湊,設計為分體式,內河船舶均可通過吊進機艙后再組裝。
(6)該裝置正常工作電源為24V,符合內河船用蓄電池要求,夜間船舶停泊斷電可正常運行。裝置重啟速度快,無需周期性培菌馴化調試。
3 結束語
現在隨著內河運力的增加,國家對船舶防污染補貼力度加大,船用生活污水處理裝置的研究與應用也是層出不窮,但從上述設計介紹可以看出,船用生活污水處理裝置,因船上環境較為特殊,應力求處理過程穩定且效率高、縮小設備尺寸、降低重量、減少能耗、經濟合理、操作管理簡便等。只有達到生產效益與環保效益兼顧,才能使船用生活污水處理裝置發揮應有的作用。
參考文獻:
論文關鍵詞 村鎮生活污水 凈化沼氣池 人工濕地 技術整合
論文摘要 通過對江蘇省村鎮生活污水處理的調研和考察,結合當前村鎮的社會、經濟實際情況,提出了村鎮生活污水處理技術整合研究的觀點。著重介紹了生活污水凈化沼氣池、人工濕地的處理技術及其整合處理技術的試點實施方案。
村鎮生活污水處理是指對農村村莊和小鎮的村民生活污水和生產廢水的處理。隨著我國農村生活水平的不斷提高,以及農村畜禽養殖、水產養殖和農副產品加工等產業的發展,村鎮的污、廢水排放已嚴重破壞了農村的生態平衡。但目前的污廢水治理仍較落后,部分鎮區未建生活污水處理廠,污水和雨水一并進入合流管道,就近排入河道,使河道、湖泊受到嚴重污染,進行污水處理已迫在眉睫。
村鎮由于其社會組織結構、經濟發展狀況和生活水平與生活習慣等,與城鎮相比尚有較大的不同和差距,決定了村鎮生活污水處理與城鎮生活污水處理相比,不僅在水質、水量及建設規模上有所不同,而且在處理工藝選擇、工程建設與投資、運行管理的模式等方面也有較大的區別。故不能盲目按照城鎮污水處理工程建設的模式。
如何選擇村鎮生活污水的處理技術,關鍵問題是要適應目前村鎮的實際情況,除能達到國家排放標準的要求;更重要的是建設投資要省,運行管理要方便,運行費用要低。
因此提出“村鎮生活污水處理技術整合研究”的設想,即選擇目前已經成熟可行適合村鎮的污水處理技術進行有機整合,以達到村鎮生活污水處理的目標。
1 生活污水凈化沼氣池
生活污水凈化沼氣池是在化糞池和沼氣池的基礎上發展起來的,解決了化糞池處理效果差、沉積污泥多、沼氣池沼氣回收率低的弊端。江蘇省在如皋、靖江等地試點、推廣生活污水凈化沼氣池獲得了一定成效。為了加快推廣步伐,2004年編制了新的《生活污水凈化沼氣池》圖集(蘇S 03—2004)。
1.1 池型布置
生活污水凈化沼氣池的工藝流程為:生活污水前置處理區Ⅰ前置處理區Ⅱ后處理區排出。其布置見圖1。
前置處理區分為Ⅱ級,設計成兩座密閉的圓柱形沼氣池,在該區生活污水進行厭氧分解、泥水分離;污泥沉積于池底進行腐化分解。為了加強厭氧接觸效果,在前處理Ⅱ區池內掛硬性填料。沼氣池的有效容積為污水通過停留容積和污泥部分沉積容積之和,污水容積按停留時間48~72 h計算,污泥沉積容積按污泥清掏周期360 d計算。
后處理區為生物濾池,設計成矩形折流式生物濾池,分成4格,每格水頭差20 cm,污水從下向上串聯折流通過濾床,污水通過濾膜上好氧、兼性微生物的分解代謝和合成代謝進一步降解污染物質。池中濾料選用石灰石碎石,厚度為400~500 mm。第一、二格為粗濾料,粒徑5~40 mm;第三格為中濾料,粒徑5~20 mm;第四格為細濾料,粒徑5~15mm。每格碎石后處理區的有效容積可按(0.4~0.5)沼氣池有效容積計算。凈化沼氣池前設格柵,以阻攔污水中較大的漂浮物。沼氣池為密閉池,池頂設活動蓋板和蓄水圈、蓋板兩道頂蓋,活動蓋板上有沼氣導管,可將沼氣用塑料軟管引出。在出水管上端部位布置DN150 PVCU進氣管(進口設防護罩),使池內水面與大氣相通,保證好氧和兼性微生物的降解效果。
1.2 處理效果
如皋、靖江、淮安環境監測站對凈化沼氣池的檢測結果見表1~表3。
表1~表3的數據表明,生活污水凈化沼氣池出水應屬基本或接近達到《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)中的二級排放標準要求。
2 人工濕地
2.1 特點
人工濕地有自由水面型(FWS)和潛流型(SFS)兩類。由于潛流型人工濕地處理效果好、受氣溫影響相對較少、衛生條件好等原因而采用較多。潛流型人工濕地根據污水的流動方向又分成水平流和垂直流兩種。前者對BOD5、CODCr、SS、重金屬等污染物處理效果好,后者脫氮、除磷效果較好。人工濕地處理系統投資低,處理效果好,管理和維護簡單,基本不用能源消耗,運行費用僅為常規處理的1/10,抗沖擊性能強,適合廣大農村地區、小城鎮地區的污水處理。
2.2 構造
潛流式人工濕地構造由進水區、處理區、出水區三部分組成,并且底部應做好防滲層。垂直流人工濕地構造示意見圖2。
處理區為人工濕地工作區,為保證流程的長度和水流均勻,一般設計成上向流分格串聯運行。每格中的基質采用礫石或卵石,顆粒由下而上遞減,基質厚度取60~80 cm。底層厚20 cm,粒徑40~60mm,為粗碎石層;中層厚30 cm,粒徑20~40 mm,為中碎石層;上層厚15 cm,粒徑10~30 mm,為細碎石層。
進水區與集水區的布置應盡量保證布水和集水均勻,避免在池內形成死水區和短流。人工濕地的防滲層很重要,應保證污水處理過程中污水不向外滲漏,防止污水對地下水的污染和影響周圍環境衛生。一般濕地應選在厚土層地區,厚土層上再設防滲層,防滲層可用粘土、膨脹土、瀝青和油氈鋪設,現在也有做高密度聚乙烯樹脂塑料膜鋪墊。
人工濕地的植物品種對人工濕地的處理效果影響很大,所以濕地設計時應注意床內植物的選擇和栽培。植物選擇通常選擇根系發達,根莖粗壯的植物;光合作用好、輸氧機能強的植物;當然也應考慮到植物的經濟價值和觀賞性。
3 村鎮生活污水處理技術整合方案與實踐
3.1 技術整合方案
通過對村鎮污水處理技術的調研和分析,認為目前生活污水凈化沼氣池是一種比較適用的處理技術。它具備處理效果較好,可分散性建設,運行和維護簡單,管理工作量少,運行費用低等特點。但也存在運行、維護管理問題和技術的“保安”措施問題。生活污水處理就其工作性質來說應屬社會公共、公益事業,在污水處理工作推向市場的同時,國家財政仍給予一定的政策和優惠,包括投資補貼。但村鎮污水處理還是需要一定的運行、管理工作和必要的投資與運行費用。要想真正解決村鎮生活污水處理問題,應從管理體制上盡快出臺相應的措施,建立一種新的農村污水處理管理機制,包括監督檢測、建設、日常管理。而且這一管理機制也必須是社會公益性的,和城市的機制一致,必要的費用開始有政府撥款,隨著村鎮經濟發展,生活水平提高,再逐步推向市場。只有如此,才能保證村鎮污水處理建得成,管理得好,真正發揮社會效益和環境效益。關于生活污水凈化沼氣池的技術“保安”措施是鑒于以下幾方面的原因。首先目前村鎮污水處理的運行管理不到位,這就只能從加強技術的安全保證度來補救。另一方面生活污水凈化沼氣池處理效果的安全保證度不高。從檢測數據分析,達標的富余量不多,很多是勉強達標、接近達標或是有的項目達標;其次是系統資料很少;其三是凈化沼氣池的后處理區生物濾池的好氧、兼性微生物的分解、合成代謝功能,有必要進一步改善和提高。
就此,對村鎮污水處理技術整合提出了如下方案:①生活污水凈化沼氣池污水灌溉;②生活污水凈化沼氣池氧化塘;③生活污水凈化沼氣池微動力接觸氧化池;④生活污水凈化沼氣池人工濕地。
其中方案一和方案二,只要有合適的應用場合,可以直接選用。
方案三將埋設于地下的生物濾池改為微動力接觸氧化池,后處理區處理效果將有大的提高,污水經沉淀后排放應該說是“安全”的。但要增加動力設備和能耗,只要條件許可,可以選用。
方案四將埋設于地下的生物濾池改為敞開的人工濕地,有較好的處理效果,且不必增加動力能耗,是優選的推薦方案。
3.2 推薦方案的實施
關鍵詞:水里特征;水質特征;影響因素
中圖分類號:X55 文獻標識碼:A 文章編號:1006--7973(2016)05-0062-02
環境問題越來越受政府的重視,也逐漸走人人們視野。隨著國內經濟不斷飛速發展,船舶作為承擔航運業的主體,在其帶動物流交換產生經濟價值的同時伴隨而來的環境污染問題如對自然保護區、漁業保護區與水源區產生污染也顯露無疑。筆者作為一名驗船師有多年上船實測經驗,以此經驗為基礎針對皖寶盛工777輪生活污水排放作深人研究,淺析生活污水處理裝置現狀,提出幾點不足與見解。
1.船舶生活污水特性研究
1.1污水排水量與水力特征
顯而易見生活污水量的多少與用來沖洗廁所的用水量具有直接關系,無論用水量的多與少都將以糞便污水的形式直接收集到生活污水儲存柜以便進一步后續處理。因此沖洗系統在污水量的考量中占有主導地位,同樣,船舶在建造時所采用的衛生單元設施其種類與數量以及最終的沖洗方式將決定船舶生活污水的最終排量。
船舶生活污水需要經過收集、處理、排放三個步驟,按其處理裝置的不同與多種船舶結構建造與最終形成的排水管系布置的區別,船舶產生的污水量及污水水質都是不相同的。即是說即使同一條船采用不同的設計與裝置選擇都將影響最終污水量的產生與水質的差別。
參照美國、日本及國內統計情況,生活污水的產量通常按照每人平均每天的產量計算,具體估算結果參照下表:
在實船檢驗的過程中,以皖寶盛工777輪為實測對象。試驗期間在船人數為18人,船上有廁所三間,蹲式大便器,采用延時自閉式沖洗閥(可延時2~6 s,沖水量為0.5~10 L],分開排泄系統,即只有廁所排水進入處理裝置.據統計,每天共產生的糞便污水量約為250 L,因此每人每天產生的糞便污水量約為14L。
通過船舶實測數據顯示,船上生活污水排放量特點與陸地污水排放特點有相似之處,即污水的產生與排放在全天時間段中有高峰期也有低谷期,排放速率是不穩定的。排放高峰時段出現在每日早七點到八點時間。不同點在于,其排放速率與陸地相比其波動性十分巨大。根據統計顯示,這段時間平均污水排放量高達50L/d,占每日總排放量250L/d的五分之一,由此退出其每小時變化系數高達4.8。進一步與陸地生活污水排放相比較,因為貨船工作人員人數很少,也有在夜間時間或某一段時間內無污水排放的現象發生。
1.2船舶生活污水水質特征
對生活污水污染源的具體研究表明,污水中所富含的大量有機物(比如BOD5與SS)是對其當前環境造成污染的主要兇手,而其含量的多少也被用來定義為污染負荷量的大小。參照材料《室外排水設計規范》的統計數據來看,我國城市生活污水BOD5與SS的含量估算值分別為20-35g/(人*d)和35-50g/(人*d)。大量實船檢驗中發現,現有內河船舶的生活污水處理裝置的設計參數與指標均統一按照上述有機物含量即按我國城市生活污水估算含量進行設計與完善。
德國所采用的生活污水污染負荷量等參數見表2。通過一段時間在皖寶盛工7777輪的實測數據顯示,其船上生活污水有機物含量即污染負荷量可達到BOD5=23g/(人*d),SS=28g/(人*d),同時可以推算出其相應污染濃度分別為1656mg/L和2016mg/L。該數據還需進一步完善,將其擴展到大范圍貨船統計與客船統計時會更有參考價值,但從初步結果來看其污水污染指數與陸地城市生活污水污染指數相差較大。因此,沒有系統針對船舶生活污水本身特質,單純套用國內城市生活污水相關指標而設計建造出的處理裝置是時下存在一個非常普遍的問題。該問題有待相關人員重視與進一步考察與改善。
2.船舶生活污水處理裝置概況
國外發達國家已于20世紀開始著手研究船舶生活污水技術,主要以歐美發達國家美國、德國、英國及日本為代表。從其發展技術來看通常是沿用現有陸地生活污水排放處理裝置技術,以此為基礎上針對船舶特有特點做出進一步改良并隨著水處理技術的發展而不斷革新。目前比較流行的處理裝置所采用的工藝主要有生物法(活性污泥法、生物膜法和膜生物法),物化法(混凝沉淀及吸附過濾等),電化學法等。
國內的研制相對較晚,起始于21世紀七零年代,以上海船舶設備研究所為代表,該所自1977年開始研制WCC型再循環式生活污水處理裝置以來,已先后開發了物理-化學法處理生活污水的WCF型系列裝置,具有粉碎、消毒、貯存功能的WCB型系列貯存柜,以及生化法處理生活污水的WCH-(T)型生活KWCV型污水處理裝置。
3.環境因素對船舶生活污水處理裝置影響分析
深人了解船舶狀況后發現,相比較于陸地城市污水處理系統來說,船舶處理裝置不單要考慮到污水量與水質特點還要充分考慮到船舶獨有的工作環境因素。該環境因素也會對設備的處理效率造成一系列影響。以下將對環境因素做簡要分析。
3.1船舶空間與位置布局
船舶上產生的生活污水或者說設備需要處理的污染物主要是來自于生活區廁所所產生的糞便污水,顯而易見該生活污水處理裝置的安裝位置通常需安裝在機艙更便于有利于接受生活污水的地方。但同時還要考慮到船舶整體倉容量的大小與其它核心設備的安放等要素。簡單來看,該處理裝置的布局主要受到船舶各廁所位置的分布、整體排水系統的管路布置等因素的影響,其位置的選定就船舶而言相對固定。
不單單考慮到位置的安排,局限狹小的工作空間也會造成重大影響,通常來看在貨船生活區下的工作空間,機艙區域來說,國內現有船舶下層空間主要是高度的分配受到極大的制約。這樣,生活污水處理裝置的高度或者整體的設備外形設計受到一定影響,其整體高度基本維持在1.5m左右,那么其內部部件的選擇與整體設計風格將會在內部高度與空間上做出一定妥協、最終會影響到整體效果。例如處理空間不充分將會影響到整體通風效果,即生物需氧量得不到充分保障,影響微生物分解效率,同樣長時間的循環使用也會造成循環效果不良,大量殘渣聚集、堵塞。達不到理想分離效果的同時也增加了人為維護保養成本。
考慮到船舶的穩性等因素,該特點在小型游艇上尤為突出。生活污水處理裝置的安放最好是設計在船舶機艙的最下部或者是靠近中間位置。如果位置設計不當將會影響到船舶整體的橫傾與縱傾,同樣整個污水處理裝置也會受到污水自由液面隨船不定性晃動的相關影響,因此設備本身的設計與位置的安放顯得尤為重要。
3.2船舶類型與航線對其影響
貨船與客船的營運本質目的是不同的,貨船以運輸貨物為主,在船人數一般為20人作用,而客船穿上人數大大增多,不單單是維持船舶安全營運的相關人員還有一系列服務人員與旅客。因此其產生的生活污水量與污染量均不可相提并論。因此不同船型的生活污水處理裝置應針對船型加以區別,或者適當添加額外如除渣器等設施,不能按照同一設備統一標準選用處理裝置。
航線的不同也會對船舶污水最終排放標準產生一定影響,例如生態保護區、水源地與漁業保護區的要求要尤為嚴格,MARPOL公約中也劃定了限制區域的嚴格排放標準。因此設備的選用也要充分考慮到不同航線不同的處理指標。隨著科技的發展,零污染排放是一直追求的最終目標。
3.3運動效應的影響
船舶在航行中會產生不規則三維運動,海況惡劣時影響尤為嚴重,該動力效應會對設備的處理造成影響,使沉淀過程無法在靜止狀態下順利完成,影響效果。同樣污水會隨船晃動,自由液面對設備本身產生一定的撞擊與沖擊。液面本身的搖晃或者是大角度傾斜也會對曝氣系統及負責控制的自動化系統產生一定影響例如警報勿響自動產生誤操作等。
3.4艙室空氣溫度影響
機艙的特殊溫度會對微生物活性造成一定影響,機艙溫度在夏季時溫度會高達50度左右,如果設備如鼓風機出現故障,或者鼓風效率降低,會使得曝氣室及設備整體溫度上升,大大影響微生物活性,從而降低處理效率。
4.結語
綜上所述,通過筆者的實船調研,認為船舶生活污水與陸地生活污水具有以下額外特點:
(1)船舶本身所產生的生活污水與陸地城市所產生的污水相比較,其污水量的產生與排放有其自身特點,更受船舶本身環境條件的影響,不同船舶類型與整體排水管系布置與設備的安放,所產生的水質污染與污水量是不同的。
農家樂生活污水主要是農家樂餐館廚房在營業過程中產生的廢水和旅客住宿時產生的洗浴及清洗旅店用品的洗滌污水。農家樂生活污水排放時間集中在中午和晚上。其排放的污水與普通的生活污水相比,成分比較復雜,有機物含量也高,具有排放量大、消耗集中、水量水質變化大、污水含油量高等特點。
2農家樂生活污水的排放對環境的影響
由于農家樂多位于環境優美的偏遠地區,且很多是山區,排水設施及管網鋪設很不完善。農家樂經營戶較為分散,且我國目前缺少對農家樂生活污水超標排放的硬性處罰規定,造成相關管理部門對農家樂生活污水排放的監督和管理困難,因此農家樂生活污水的隨意排放現象嚴重。許多偏遠地區的農戶常將未經處理的污水直接排入附近水體。這必然會對周圍的環境造成危害:農家樂餐飲廢水由于含有大量動植物油,會形成油膜漂浮于水面,阻礙動植物生長,甚至誘發其死亡,從而引發水體富營養化,降低水體使用功能;若農家樂廢水直排至農田進行灌溉,大量的動植物油則會吸附在土壤表面,隔斷了土壤與大氣之間交換空氣的通道,對植被的生長極為不利;農家樂排放的生活污水往往集中,未及時滲入土壤的污水由于有機物含量高容易滋生病毒和細菌,給人們的健康帶來威脅;景區的優美環境也勢必會因此受到影響,對于旅游業的可持續發展產生重大阻礙。
3農家樂生活污水處理方法概述
根據國內外專家學者的已有研究,農家樂生活污水的主要處理方法分為物理化學法、電化學法、生物法、自然生物處理技術及組合工藝處理法。
3.1物理化學法
物理化學法可有效去除農家樂生活污水中的有機污染物和油脂,且物化法具有操作簡單、投資少、體積小的特點,因而在農家樂生活污水處理中應用較廣。常用的物化法有混凝法和粗粒化法。
3.1.1混凝法
混凝法是通過在生活污水中投加混凝劑,在壓縮雙電層、電中和、吸附架橋、網捕卷掃的單獨或共同作用下,使膠體和懸浮粒子脫穩之后形成大的聚集體,在重力作用下沉降,進而與水體分離被去除的過程。于金蓮等通過對混凝過程的研究得出:決定混凝劑用量的階段主要為破乳階段;廢水經混凝處理后,油、CODcr的去除率與原廢水中油、CODcr含量有關,污染物含量越高,去除率亦越高。因而其處理效果受水質影響較大,處理效果往往不穩定。不適合處理水質波動大,CODcr濃度高的農家樂生活污水。
3.1.2粗粒化法
粗粒化法是利用油、水兩相對聚結材料親和力相差較大的特性,使油粒截流在材料表面及空隙內并形成油膜,隨著油膜厚度的增大,在水力和浮力等的作用下油膜脫落合并聚結成較大的油粒。聚結后粒徑較大的油珠則易于從水中被分離。該法現常用于農家樂生活污水的預處理。
3.2電化學法
電化學法是利用陽極材料氧化生成的金屬離子溶于水后與OH-生成多核羥基配合物,使廢水中的有機物因發生混凝作用而形成大的絮凝體;陰極則還原生成H2等氣體,通過氣浮作用帶動絮凝體上浮而被去除,同時電場可直接氧化去除廢水中的某些有機物。其優點是既可以作為單獨的處理工藝,又可以與其他技術相結合形成復合處理工藝;優點是不會產生二次污染;設備小巧、易操作。缺點是耗能較多、成本很高。電化學法主要包括電凝聚法、微電解-電解法、脈沖電絮凝法等。Chen等釆用電凝聚法處理農家樂餐飲廢水,研究發現:進水pH值、電導率和電流密度不會影響污染物的去除率;實驗中污水的油脂去除率高于94%;且電凝聚法還能夠調節廢水的pH值。該法在電價低廉的地區有一定的適用性。
3.3微生物處理法
微生物處理是指利用厭氧或好氧微生物的新陳代謝作用,使廢水中有機污染物被降解的一種處理方法。生物法處理污水具有二次污染少、能耗低、可有效防止環境惡化、加強資源持續利用、保護生態平衡的優點。但農家樂生活污水在經過生物處理前宜進行簡單預處理。應用較廣的有生物接觸氧化法、SBR法。
3.3.1生物接觸氧化法
生物接觸氧化法的實質是在曝氣池內按一定體積比設置填料,使曝氣池中的微生物與污水中有機污染廣泛接觸,從而提高微生物降解污染物的能力。生物接觸氧化技術沒有污泥回流和污泥膨脹,有機污染物去除率高,兼有脫氮功效。該法耐沖擊負荷,甚至在間歇運行時處理效果仍然較好,操作相對簡單,運行方便,非常適用于農家樂餐飲廢水的集中處理。其缺點是占地面積大,填料易堵塞,填料堵塞后會導致布水、曝氣不均勻,影響其處理效果。
3.3.2SBR法
序批式活性污泥法(SBR)是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術。SBR運行過程中,各階段的運行時間、反應器內混合液體的變化及運行狀態都可以根據具體要求靈活調節。于金蓮等對SBR工藝處理餐飲廢水的最佳運行周期條件進行了研究。研究表明:SBR工藝耐沖擊較強,工藝流程簡單,維護管理方便,可以實現自動控制;SBR法的缺點是進水、出水不聯系,脫氮除磷率低,單池的造價高,技術條件和運行維護方面要求較高。該工藝對于廢水排放量小,且場地受限制的鄉鎮農家樂經營戶不適用,較適用于農家樂餐飲廢水的集中處理。除上述兩種微生物處理方法外,不少學者也在研究微生物處理的其他方法,如蘇翔等研究了好氧填料床對農家樂生活污水處理效果的影響;試驗結果表明,去除效果在較低曝氣量0.25m3/h情況下,出水CODCr、氨氮、SS、動植物油的去除率分別為:86%、86.6%、87%、91%,出水均可達標排放。
3.4自然生物處理
自然生物處理就是把污水按照一定的比例投配到土地上,利用土壤一植物一微生物復合系統的物理、化學、生物學作用,既降解了有機污染物,又使污水中的水、肥資源得到回收利用的工藝技術。在遠離城市、市政污水管網不完善的農家樂經營區,采用自然生物處理技術,可節約資金,就地解決生活污水處理問題。應用最為廣泛的是人工濕地系統。人工濕地是在填充了不同粒徑填料的填料床上栽種成活率高、生長周期長、根系發達、美觀及具有經濟價值的水生植物,使廢水流經填料床時得到處理的一個獨特的生態系統。人工濕地在凈化污水的同時,提供了生物多樣性的存在條件,其本身也具有很高的觀賞價值。因此人工濕地在偏遠的農家樂經營區應用最為廣泛。人工濕地均屬于無動力系統,投資省、運行費用低、維護管理簡單,且有一定觀賞、生態和經濟價值,使其在農家樂污水處理工程中擁有較大推廣優勢。陳俊敏等開展了人工濕地處理農家樂污水的研究,結果表明:人工蘆葦濕地對CODCr、BOD5、氨氮及SS的去除率分別達47.97%、51.35%、76.19%、30.77%以上,人工蘆葦濕地末端的出水水質可以穩定達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》界定的一級標準。但人工濕地需定期修剪植物,清洗或更換填料。且人工濕地占地面積大,系統抗沖擊性差,處理效果易受到進水負荷、外界氣溫、濕地基質性質和濕地植物種類等因素的影響。
3.5組合工藝處理技術
由于農家樂生活污水成分復雜,單一的物理法、化學法或生物法難以達到理想的效果,但運用物理生物化學法組合起來的處理工藝卻能克服單一方法的缺點。王建翔[15]以上海市某農家樂生活污水處理工程為例,探討了化學強化絮凝+垂直潛流人工濕地組合工藝在農家樂生活污水處理中的應用。在人工濕地處理單元之前設置化學強化絮凝預處理單元,可以去除水中懸浮物,防止其在濕地中積累并導致人工濕地的堵塞;去除污水中的磷,以減緩濕地基質吸磷能力在短時間內飽和;削減人工濕地有機污染負荷,降低人工濕地的占地面積。結果表明,該組合工藝處理農家樂生活污水具有投資、運行費用低,管理維護簡單,適合農家樂生活污水處理。陸燕勤等通過試驗研究,確定厭氧池+斜板沉淀池+曝氣生物濾池+潛流型人工濕地作為農家樂生活污水處理組合工藝,COD的去除率在96%以上,氨氮去除率在95%以上,磷去除率在85%以上,SS去除率在93%以上。組合工藝是新的發展方向。
4農家樂生活污水處理方法展望