污水处理技术改造论文(精选11篇)
贵阳小河污水厂低浓度生活污水处理系统的技术改造
摘要:贵阳小河污水处理厂的进水收集系统采用雨污合流制,导致进水有机物浓度大大低于设计指标.经过技术改造后,解决了SBR反应池内溶解氧过剩和污泥浓度的控制问题,得到了脱水系统的最佳运行参数,并在保证出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准的.同时取得了很好的节能降耗效果.作 者:蒋秀娅 袁菊 JIANG Xiu-ya YUAN Ju 作者单位:贵州创业水务有限公司,贵州,贵阳,550003 期 刊:中国给水排水 ISTICPKU Journal:CHINA WATER & WASTEWATER 年,卷(期):2007, 23(24) 分类号:X703.1 关键词:污水处理厂 技术改造 低浓度生活污水 SBR工艺 节能降耗
水污染问题已经成为社会的焦点之一。水体污染主要是由于工业“三废”及生活污水的任意排放, 农业活动中农药、化肥的大量使用等造成的。水体污染的危害主要有危害人体健康, 易引发传染病, 影响水生生物的生长, 导致河道内鱼类大量死亡, 此外, 还有制约经济发展, 阻碍工业发展的弊端等[1,2]。
水体污染是指当排入水域的污水、废水、各种废弃物等污染物质超过水体自净能力时, 水质就受到了污染[3]。21世纪以来, 水体严重污染的现象时常发生, 如江苏太湖的蓝藻事件, 广东北江中上游河段铊等重金属超标事件, 山西潞城的煤化工厂的苯胺泄漏入河事件等。水体中的污染物主要有Hg、Ag等重金属离子, As、P、N等非重金属离子及其它的有毒有害物质、悬浮物等。对于水污染日益严重的现象, 应当从源头上进行治理, 主要有物理方法、化学方法、生物方法以及物化、化生、物生等相结合的方法。下面将简单介绍几种常见的污水处理方法, SBR污水处理技术、氧化沟污水处理法、化学混凝法等, 这些污水处理技术具有不同的特点及适用条件。
2 污水处理技术
2.1 SBR污水处理技术
SBR, 为序批式活性污泥法的简称, 从传统的活性污泥法改进而来, 在国内外广受欢迎的污水生物处理技术。SBR污水处理工艺流程如图1所示。
SBR处理工序是间歇、周期性的, 整个运行过程分成进水期、反应期、沉降期、排水期和闲置期, 各个运行期在时间上按序排列, 称为一个运行周期[4]。在进水期时, 要求反应池中残存着高浓度的活性污泥混合液, 不断进行曝气, 使污泥再生;在反应期能够去除大量的BOD, 对污水进行脱氮、除磷处理等;在沉降期具有澄清出水、浓缩污泥的作用;在排水阶段, 经处理达到一定要求的水排出处理系统, 剩余污泥被引出排放, 闲置期是为下一个运行周期创造良好的初始条件[5,6]。此流程主要处理高浓度的BOD及氨氮废水。
近年来, SBR污水处理技术在我国具有广阔的前景。北京同仁堂药酒厂、上海中药三厂以及上海乳制品一厂均采用此工艺, 发现此工艺的污水处理效果极好[7];SBR技术对造纸废水中的COD具有较强的去除能力, 真菌对造纸废水活性污泥具有生物强化作用[8];采用SBR+过滤工艺进行综合处理煤制甲醇废水, 能够有效降低废水中主要污染物的含量, 出水水质能达到排放要求[9];研究表明, 采用SBR工艺对小型污水处理厂及垃圾渗滤液的废水进行生物脱氮除磷处理, 具有较高地去除效率[10,11]。
SBR污水处理技术的优点是水质较好, 速度快, 工艺简单, 造价低;对高浓度有机废水中氮、磷、硫的去除效果独特;沉淀性能较好, 污水处理效果大幅提升等[12~15]。当然, 此方法也有其缺点, 主要是设备长时间闲置, 不能够得到充分利用;不适用于大型处理厂;在我国北方寒冷地区, 受温度限制, 易出现不稳定的现象等[15~17]。
2.2 氧化沟法
氧化沟法是城市生活污水处理常见的方法, 是利用活性污泥中的微生物通过分解、合成完成自身生长过程来处理净化污水的技术[18]。
氧化沟处理污水的主要原理是将污水处理过程中的反应池设置为椭圆形 (图2) , 污水和活性污泥在沟内进行几十圈甚至更多的循环, 并利用曝气器对反应池不断进行曝气, 让其进行水平流动, 再排出系统从而达到污水进化的效果[19]。氧化沟系统基本结构通常包括氧化沟池体、曝气设备、进水出水设备、导流和混合装置以及附属构筑物等。该方法主要处理水体中的BOD5, 去除N、COD、SS等。常见的氧化沟类型有Orbal氧化沟、一体化氧化沟、T型氧化沟等, 它们的工艺也有微妙的差别[19]。
采用改良型氧化沟工艺对草浆废水进行处理后, 出水水质可达到造纸工业水污染物排放的国家标准[20];根据四川某合建式一体化氧化沟工艺特点和运行情况, 针对其生物除磷的特点, 分析其除磷的优势和存在的不足, 可以提出改善措施和建议[21];研究表明, 奥贝尔氧化沟应用于城市污水处理时出水指标均达到国家规定的排放标准[22];增加氧化沟的曝气量, 可以使污水在处理过程中出现流动分层现象[23]。
氧化沟污水处理技术的优点是该方法处理效果好、运行稳定, 污泥量少, 构筑物少运行管理方便, 运行费用低等[24~26]。
2.3 化学混凝法
化学混凝法是向废水中加入一定的化学混凝剂, 破坏胶体的稳定性, 使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀, 并与水分离, 以污泥形式排出, 从而达到净化的目的[27]。化学混凝法可以去除水体中的BOD, COD, SS等[28]。
化学混凝法可以应用于处理制革废水的重金属离子, 造纸废水中高浓度的COD, 受污染的采油废水等。利用化学混凝法对制革废水中的Cr6+、总铬的去除效果发现, 以不同的絮凝剂为基础, 聚合硫酸铁投药量较小, 处理效果好[29];以PAC作为混凝剂, PAM作为助凝剂联合处理洛阳市龙翔造纸厂的生产废水时, 对CODcr的去除效率较高[30];利用聚合氯化铝和聚合硫酸铁混凝处理城市生活污水, 效果较好[31]。
化学混凝法主要是根据废水中胶体颗粒的稳定性来进行污水处理的, 胶体的结构具有稳定性, 主要是由于胶体微粒具有带电性、水化作用。在污水处理的过程中, 胶体颗粒会出现脱稳的现象, 形成大颗粒絮体, 从而达到污水处理的效果。其中, 混凝机理可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕四种, 影响混凝效果的因素有废水水质、混凝剂、水利条件[28]。
化学混凝法在运行的过程中, 它的优缺点也渐渐显现出来[32]。优点主要是混凝剂种类繁多, 无二次污染, 高效、无毒, 应用前景广阔, 缺点主要是技术不够先进, 要向废水中不断投药, 成本较高等。
2.4 MBR污水处理技术
MBR, 即膜生物反应器, 是以酶、微生物或动植物细胞为催化剂进行化学反应或生化转化, 同时借助膜分离技术装置不断的分离出反应产物并截留催化剂而进行反应的装置[33], 主要有膜组件、生物反应器、物料输送三部分组成。MBR污水处理技术近年来在国内外已经取得了飞速的发展, 是一种高效的污水处理技术。其工艺流程主要是原水→格栅→调节池→提升泵→生物反应器→循环泵→膜组件→消毒装置→中水贮池→中水用水系统等。
MBR污水处理工艺的原理是利用膜分离装置将反应池中污水的水与泥分离, 并利用大量的微生物有效地降解污水中各种有机物, 将反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮, 通过中空纤维膜进行高效的固液分离出水, 从而达到水质得到净化的目的[33,34]。MBR技术的形成起始于20 世纪60~80 年代, 并不断改进发展。MBR污水处理工艺的特点是反应池内的微生物浓度浓度高, 主要是由于微生物在里面不断生长, 具有较高的冲击负荷, 对污染物的去除效率较高, 可以去除大量的细菌、病毒等。
利用MBR污水处理工艺对屠宰废水进行处理, 并进行中水回用, 对其指标进行监测测后可以发现, 出水水质良好, 符合三级处理标准, 可直接回用, 实现了污水资源化[35];荆门市某城镇污水处理厂利用MBR污水处理工艺处理生活污水, 采用MBR工艺能够保证出水水质, 在污水处理方面具有传统工艺不具备的优点[36];煤化工污水具有高含油、高氨氮、高COD污水的特点, 利用MBR污水处理工艺处理污水, 在实践中可以实施[37];利用MBR技术对制药废水进行处理, 具有较广阔的前景[38]。
然而, 随着MBR工艺的不断发展, 其弊端也不断显现出来, 主要是膜污染特别严重, 这主要与膜材料的性质有关, 如表面电荷性质、亲疏水性、粗糙度等, 还与料液的性质、操作条件等有关;膜的造价昂贵, 运行费用较高等。针对上述膜污染特别严重的状况, 可以通过改进相关的膜材料, 调节pH值, 改进运行的工艺条件等方法解决[39]。目前MBR技术主要用于中水回用、城市污水处理、工业废水处理、粪便污水处理、微污染饮用水净化等领域[40]。
2.5 中和法
中和法是指利用化学法使废水中pH值达到适宜范围的过程, 或者说是利用中和剂消除废水中过量的酸或碱, 使pH值为中性[41]。中和法通常有两种情况, 一种就是酸中和碱, 另一种就是碱中和酸。通常, 中和法的处理构筑物都是在中和池里进行。
中和法基本原理是, 使酸性废水或者碱性废水中的OH-与H+之间相互作用, 生成弱解离的水分子, 同时也有生成可溶解或难溶的盐类, 从而消除它们的有害作用。
利用碱性物质中和法处理煤矿废水, 主要是通过用碱性物质与硫酸亚铁发生中和反应生成Fe (OH) 2和Fe (OH) 3, 来净化煤矿排放水源, 从而降低水的硬度[42];利用中和法处理轧钢漂洗废水, 利用CaO二次中和法可有效降低pH值, 使离子沉淀进一步去除, 达到回收利用的目的或排放的标准[43];利用中和法对广东某包装厂高浓度油漆废水进行处理, 排出的废水达到国家《污水综合排放标准》 (GB8978—1996) 二级排放标准[44];利用酸碱中和反应, 对亚临界和超临界的水进行处理, 效果良好[45]。
中和法主要处理的是酸性、碱性废水以及污染的重金属离子等。该方法的优点有酸碱中和可以节省处理原料, 石灰石等材料容易获取, 缺点就是易造成二次污染。
除了上述的5种污水处理方法外, 常见的污水处理方法还有离子交换法、活性污泥法、生物转盘法、反渗透法等, 它们具有不同的特点。
3 展望
近年来, 我国的污水处理技术已经取得了突破性进展。面对我国污水处理存在的问题, 需要转变原有思维观念, 从生态文明的角度出发, 探寻绿色的污水处理技术, 改变原有污水处理耗能高、资源能源回收少、产生二次污染等问题[46]。再生水利用技术已经越来越受欢迎, 经过污水处理厂处理过的水, 我们可以用来冲洗马路, 可以用来浇灌道路两旁的绿化带。对于水污染日益严重的问题, 最好的方法是从源头上减少水体的污染。不断改进我国的污水处理技术, 将投资小、效率高的处理技术投入运行, 不断改革创新。
我国是一个非常重视环境保护的国家, 随着我国的发展, 环境问题将越来越突出, 在不久的将来, 高级氧化技术、基因工程、生态处理与生态修复、混凝-动态膜浓缩技术等都会被广泛地运用, 更好地保护水体环境[47,48]。
摘要:指出了水资源是人类生存的必需物质, 其污染问题已经变得日益严重, 严重影响了周围的生态环境。根据我国水体污染的状况, 探讨了SBR、氧化沟、化学混凝、MBR等常见的污水处理技术, 展望了未来污水处理技术的发展趋势。
【关键词】生活污水处理;技术开发;问题探讨
【中图分类号】U664.9+2 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2012)09-0376-01
1、技术开发
住宅小区生活污水处理技术的沿革,经历了从单一工艺到组合工艺的过程。从是否需氧的角度考察,则沿着“厌氧→好氧→厌氧+好氧→厌氧+缺氧”的轨迹发展。从去除对象来看,早期技术仅能去除SS物质,而现在的工艺还具备脱氮除磷功能。下面介绍几种目前常用的处理技术和设备。
1.1 生物接触氧化法。生物接触氧化法,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。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。生物接触氧化法是住宅小区生活污水处理较早的采用的技术之一,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→排放初沉池、二沉池均为竖流式沉淀池,上升流速分别为O.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气,气水比为10:1~12:1,停留时间为2.5~3.3h。设计进水平均BOD5=200mg/L,出水BOD5+20mg/L。
1.2 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%。
1.3 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
采用该工艺流程的上海某污水处理站设计平均流量750m3/d,进水水质BOD5200mg/LSS50mg/L,TN 40mg/L,NH4+50mg/L,出水水质达到黄浦江上游污水排放标准,即BOD5<30mg/L,ss<30mg/L,NH4+<10mg/L,TN<20mgm。
1.4 厌氧生物滤池。厌氧生物滤池是—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。
2、问题探讨
住宅小区生活污水就其处理技术而言,可以采用目前城市污水处理的成熟技术和工艺,但住宅小区生活污水处理,有其自身的特点,应予考虑。
2.1 住宅小区污水流量小,可生化性好,宜优先采用生物膜法处理技术。生物膜法具有生物相丰富、微生物浓度高、食物链长、不会发生污泥膨胀、污泥沉降性能好等优点,适用于小量的污水处理。过去担心的堵塞问题,在采用新型填料后已基本解決。
2.2 住宅小区用地紧张,应优先考虑占地省的污水处理工艺,并在设计中采取一定措施。现在,一般设计成地下式或半地下式,形成地下为污水处理站,地面为绿地或花坛的格局,可以美化环境。但这样设计时,应注意埋深、提升设备、通风要求和臭气处理等问题。
2.3 由于受小区管理人员人数和专业素质的限制,应优先选用运行维护管理较方便的工艺,并努力提高运行管理自动化程度。
2.4 住宅小区建设工程工期要求紧,污水处理设施由构筑物向设备的转化,似是一种必然趋势。采用装配式污水处理设备,安装简捷,工期短,便于维护。大亚湾核电站引进法国的一种小型污水处理站,主要设备全是散件,现场装配,其中,暖气池和沉淀池由10块小件组成,从土方开挖到开始调试,仅用20天就完工。国内小型污水处理设备的生产厂家如雨后春笋,但良莠不齐。多数生产厂家设计、研究、测试化验力量较弱,很难保证出厂产品的质量,售后服务也比较差。国家应加强这方面的监控管理。
2.5 随着对出水水质要求的提高,单一工艺难以满足需要,组合式污水处理技术和设备得以发展。目前的组合方式,主要有多级好氧处理、厌氧+好氧处理、厌氧+缺氧处理等。从降低能耗、回收生物能方面来看,厌氧生物处理有着广阔的前景。污水中的有机物质本身都具有一定的潜在能量。厌氧处理时,一方面,勿需曝气充氧,可降低能耗;另一方面,其生成物一沼气,可回收利用,供小区采暖和供热,形成小区生态平衡系统,这是比较理想的发展趋向。
3、结语
工业废水对水体环境的影响较大,使水体中悬浮物、油、重金属、酚、氰、COD等污染因子超标。在众多工业中,钢铁工业的废水排放量很大,据统计,我国钢铁工业外排水量约占工业外排废水量的10%,且废水中含有大量的污染物质和有害物质。因此,治理钢铁工业废水,对解决水体污染,保护和节约水资源具有重要的意义。
污染物也是原料存在的一种形式,只不过这种存在形式使可利用资源量减少,损害了人们的经济利益,也影响了人们的身体健康。由于物质是可以转化的,只要措施得当,存在于污染物中的物质就可能变为可以被利用的形式。因此,人们一直在寻找有效、合理处理钢铁废水的方法,并尽可能多的对处理后的废水和废水中所含的有用物质进行资源化利用。
1、钢铁废水的来源、特点及处理
钢铁大多是集烧结、焦化、炼铁、炼钢、连铸、轧钢等各生产工序和机械、动力、耐火材料等辅助工序为一体的联合,各生产工序在生产过程中均产生并排放大量的废水。一般将排至外部的一种或多种工序的综合排水称为钢铁总排水,钢铁总排水具有排水量大、含有多种污染物且污染负荷大等特点。
1.1 焦化废水
这是焦化厂产生的废水,其特点是含有高浓度酚。焦化废水中酚可回收利用,常用熔剂萃取法和气提法,对蒸氨后废水进行冷却,作为洗氨补充水循环使用。对于最终硝化生化系统产生的外排水,可将其稀释用于焦炉熄焦补充水。1.2 高炉煤气洗涤水
高炉煤气洗涤水是炼铁厂的主要污水,其特点是含有大量的固形物和杂质。这类废水需进行悬浮物去除、水质稳定、冷却处理以达到水的循环使用。目前大型炼钢厂在污水中投加混凝剂,沉淀池采用轴流式,沉淀污泥经浓缩和过滤脱水为滤饼,可作为烧结原料,处理后废水可循环使用。1.3 转炉烟气废水
转炉烟气废水是炼钢厂的主要污水,含有大量悬浮物。这类废水主要采用自然沉降、絮凝沉淀和磁力分离。处理后废水可以进入循环水系统。1.4 轧钢废水
热轧废水主要污染物为氧化铁皮、悬浮物和油类。热轧废水主要采用药剂混凝沉淀以去除悬浮物和油类,经冷却后循环使用;冷轧废水主要污染物为悬浮油、乳化油等,悬浮油需用刮油机除去,含乳化油废水必须破乳,然后浮选除去油;另外,还有钢材酸洗废水,其中主要含酸和铁盐。
2、钢铁废水的处理技术
根据以上分析的钢铁废水来源及特点,可见钢铁的废水处理及资源化,主要是考虑去除污水中的悬浮物、油、盐类还有酚类物质等。
2.1 钢铁废水中悬浮物的处理
目前,在钢铁行业常见的处理工艺主要有混凝沉淀、过滤。通过投加一定量的混凝剂、助凝剂于废水中,使废水中难以自然沉淀的污染物和一部分细小悬浮物形成絮凝体,再在后
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续沉淀池中沉淀分离,从而使大部分悬浮颗粒物以泥浆的形式从池底部排出,清水从池顶排出。混凝沉淀处理后的废水,经 冷却塔冷却后循环使用,处理后水中的SS<30mg/L。
混凝法和其他处理方法联合使用处理钢铁的废水,可以取得更好的处理效果。采用曝气-混凝沉淀法处理。高炉煤气洗涤水进入沉淀池之前,通过曝气将水中游离CO2吹脱,使溶解在水中的碳酸盐析出,在沉淀池中一并去除。这种方法有利于高炉煤气洗涤水的水质稳定,可减缓高炉煤气洗涤水系统的结垢。
污水的预处理还可以通过物理法,即采用各种筛网、滤网、斜形筛、格栅等方法拦截去除大颗粒悬浮物和部分石油类,有利于污水后续处理设施运行及节约药剂。除此之外,微滤与振动筛技术作为一种简单的机械过滤方法,也逐渐被应用到污水的预处理中去。它适用于把废水中存在的微小悬浮物质、有机物残渣及其他悬浮固体等最大限度地分离出来,大大降低了后处理负荷,且处理水量大,管理方便,可成为钢铁污水预处理中很有发展前途的技术。2.2 钢铁废水中油的处理
国内钢铁通常采用含油处理方法如气浮法、吸附法、生化法和化学法,处理效果一直不甚理想。现已开发出用膜技术处理污水中的油,这是一种具有耐腐蚀、机械强度高、孔径分布窄、使用寿命长等突出优点的陶瓷膜技术,它对油的截留率达到了99%,通过对陶瓷膜系统处理后的透过水可作为冲洗水使用,浓缩液经加热、离心分离后的油可作为燃料利用。这种新型的方法具有可观的经济价值。2.3 钢铁废水中盐的处理
目前,在水处理行业中已经应用的除盐工艺有:离子交换除盐、蒸馏法除盐水处理、膜分离技术等。钢铁废水盐浓度高,采用离子交换除盐方法成本高,而且除盐率相对不是很高,且生酸碱废液排放量大,会造成环境再次污染。蒸馏法工艺仅适用于小水量的除盐水处理,而且耗较大,处理成本很高,不宜于钢厂大水量的除盐工艺。
随着经济技术的发展和环保要求的提高,膜分离技术到广泛的应用。反渗透膜除盐技术作为膜分离技术的一种,具有分离度高、脱盐率最高、可达95%以上、单位面积的透水速度快、化学稳定性好、系统运行定、出水水质可靠、环保效果好、易于实现自动化等优点,是钢铁行业水处理方面有很好的应用价值。2.4 含酚废水处理
对焦化厂的含酚氰废水,国外普遍采用的是延时曝气或强化曝气生化法处理技术。焦化的含酚氰废水采用预曝—中和—气浮—曝气—沉淀—除氰一混凝 沉淀—过滤—吸附处理后外排,排水中酚<0.1mg/L,CN<0.5mg/L,油<1.0mg/L,COD<40.0mg/L,完全可以达标排放,该废水处理工艺是目前国内较先进的工艺。
3、结语
环境污染是当今人类面临最大的危害之一,特别是工业生产的发展,排出了大量的废水,这些废水如直接排放或处理不当,将影响水体的自净,因而使水质恶化。人们日益意识到环境污染带来的危害,现在污水必须通过处理才能排放已成为人们的共识。山东思源水业,为您提供优质的污水处理工艺方案。
(一)基本概念
人工湿地实质是一个综合生态系统,主要应用生态系统中各个共生物种的能量和物质循环的再生作用,在促进废水中污染物良性循环的前提下,充分发挥资源生产潜力,获得污水处理与资源化的最佳效益,防止污水对环境造成二次污染。
(二)技术原理
人工湿地污水处理技术的原理是通过人工建造和控制来运行与沼泽地类似的地面,将污水有控制地投配到湿地上,使污水在湿地土壤缝隙和表面沿一定方向流动的过程中,利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水进行处理的一种技术。其生态系统的作用机理包括吸附、滞留、过滤、沉淀、微生物分解、转化、氧化还原、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的其他作用等。
(三)系统分类
人工湿地处理系统可以分为以下几种类型:自由水面人工湿地处理系统、潜流型人工湿地处理系统、垂直水流型人工湿地处理系统等。
系统去除的污染物范围广泛,包括N、P、SS、有机物、病原体等。在进水浓度较低的条件下,人工湿地对BOD5的去除率可达85%~95%,COD去除率可达80%以上,出水中BOD5的浓度在10mg/L,SS小于20mg/L。废水中大部分有机物作为异样微生物的养分,最终被转化为微生物有机体、CO2和H2O。
(四)技术特点
人工湿地处理系统同时具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资少、运行费用低等优点,非常适合中、小型村庄生活污水的集中处理。
(五)适用范围
1.人工湿地污水处理技术易受气候条件影响,南北差异较大,北方大部分地区冬季温度较低,难以维持生态系统的正常运行或保证污水处理效果。因此在选用该技术时,要选取合适的植物,并且要充分考虑项目地植物过冬问题。
2.该处理技术适用于农村集中式和分散式污水处理,根据各地土地充裕情况、居住方式和经济状况而定。对于居住较为分散、土地宽裕的村庄,可选用分散式处理方式,以户为单位,充分利用农村零星空地,建设小规模湿地处理系统,可同时满足净化污水和美化环境的效果。集中式处理系统,更适宜于居住集中、土地有限的农村,尤其是撤村并镇和新建的农村社区,各户将污水通过管网或沟渠排入处理系统集中处理。
3.该技术对于项目地地形条件的要求较为宽松,设计时可因地制宜。
(六)注意事项
采用人工湿地处理技术,主要注意以下几点:
1.人工湿地处理技术必须做好防渗系统,对于农村地区湿地防渗可采用土工膜或三灰土夯实等简易实用的方法。
2.人工湿地植物的选取。湿地植物是湿地处理系统最明显的生物特征,它是人工湿地的主要组成部分,在污水处理过程中起着重要作用。湿地植物选取时应因地制宜,综合考虑植物的以下特征:耐水、根系发达、多年生、耐寒、吸收氮、磷量大、兼顾观赏性和经济性、要尽量选择当地的土著种。目前,常用的有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、风车草、彩虹鸟、水竹、水葱、大米草、鸢尾、蕨草、灯芯草等。
3.人工湿地植物栽种初期的管理主要保证其成活率。湿地植物栽种最好在春季,植物容易成活。如果不是在春季栽种而在冬季,应做好防冻措施,在夏季应做好遮阳防晒。总之,要根据实际情况采取措施以确保栽种植物的成活率。
4.植物栽种初期为了使植物的根扎得比较深,需要通过控制湿地的水位,促使植物根茎向下生长。
5.做好日常护理防止其他杂草滋生并及时清除枯枝落叶,防止腐烂污染。
直接处理法有出售、稀释、深井注入和焚烧处理等方法,其中以焚烧法为主,直接处理法容易出现污染转移(大气)或转嫁(其他地方),故受到一定限制。
化学处理法通常采用湿式空气氧化技术(WAO),即在150~200℃,1.5~10MPa的条件下,利用氧气直接氧化去除碱渣中的硫化物,达到碱渣预处理的目的。碱渣的处理效果受制于氧化反应体系的温度与压力,污染物去除效率越高,相应体系所需的温度与压力也就越高,WAO法高昂的设备投资额度和运行费用使其应用受到限制。
焚烧和湿式催化氧化都是投资、运行费用非常高的处理技术。相比之下,采用生化技术进行处理,其投资、运行费用都只有湿式催化、焚烧法的几分之一或者几十分之一,运行管理简单,处理效果稳定。
生物氧化法是采用首先将碱渣进行适度的稀释(10~20倍),控制硫化物在1000~3000mg。L-1,并中和后,利用特殊的生物反应器,使硫细菌在生物反应器中形成生物氧化床,通过生物的作用利用空气中氧气氧化硫化物和酚,从而达到碱渣预处理的目的。生物氧化方式相比具有较好的技术经济价值,而内循环固定生物氧化床技术即IRBAF处理工艺是针对石油炼制和石油化工产品精制过程中产生的废碱渣(汽油、柴油、液态烃等碱渣)开发,大幅度减轻污水处理场的进水负荷,能够有效地氧化处理催化汽油废碱液、液态烃废碱液等高浓度废水,保证了现有污水处理系统的正常运转和达标排放。
3 IRBAF处理工艺简介
内循环固定生物氧化床技术(Enternal Recurrence Fixed Biological Bed缩写IRBAF)是在常温、常压的条件下,利用专属微生物特殊的工艺环境,形成一个高活性生物酶催化氧化床,促使水体中污染物氧化。当BAF反应池经过一定时间的运行,其填料中将产生大量的生物质,当新增生物量床,过多时,会影响水在填料内部的运行,降低处理效率,此时需通过反冲洗将生物床中的过剩生物质脱出。BAF的反冲洗可通过反冲洗自控系统或半自控系统来完成。反冲洗周期视进水COD负荷确定,COD负荷越高,反冲洗周期越短,反之,BAF的.反冲洗周期越长。反冲洗采用新型脉冲气水联合反冲洗技术,反冲洗风采用炼油厂的非净化风,反冲洗水采用二级内循环BAF的净化出水,冲出的高浓度泥水混合液自流进入泥水分离池,经沉淀分离后,上层清液循环处理。本工艺产泥量较少,可滞留于泥水分离池,不定期排入净化水车间现有的污泥处理系统。
IRBAF工艺的特点:(1)高品质填料:生物床采用粘土陶粒,具有较大的比表面积和总孔容积,抗机械磨损强度高,表面粗燥,化学稳定性强。(2)隔离式曝气技术:采用独有的隔离式曝气技术,给反应器充氧的同时,将污水沿曝气管道提升,再经过反应器生物床,形成循环,避免了传统曝气方式对滤料的冲刷,同时由于反应器水体呈内循环状态,每小时可以循环10~20次,增加了滤料内水流速度,增强了污水与生物体之间介质的交换,提高了反应器的处理效能,具有完全混合式反应器的特点,提高了反应器耐有毒物质的能力和抗冲击能力,隔离式的曝气技术改变了传统曝气方式容积利用率低,易形成水流短路的现象,提高了反应器的容积效率和处理效率。(3)独特的气水联合反冲洗方式:IRBAF的反冲洗技术是一种对传统反洗技术的改进,提高了滤料层扰动的强度,提高系统应力中的附加切应力,提高颗粒间的碰撞机会,从而提高系统的反冲洗效果,避免滤料的粘结堵塞,保持反应器的活性,达到稳定处理的目的。(4)自动化程度高:反冲洗是保障系统正常运行的关键,对出水水质、运行周期、运行状况的影响很大,设计系统的整个反冲洗过程由程序控制,自动按次序控制管道上的阀门,减少人力,方便操作。
1. 混凝法
混凝法这种含油污水处理技术,主要适用于具有胶状油粒分离较小的悬浮油粒的含油污水处理。第一,在含油污水当中添加一些化学物品,使其得到充分的化学反应,然后就会形成一个相对稳定的或者是逐渐凝结成絮状的混合体,之后,在含油污水当中添加一定量的混凝剂,这样会改变胶状油粒的电荷状态,将负电荷转变为电中性负荷,此时的混合体、聚合物就会逐渐的下沉。在实际的处理流程当中,混凝剂的使用大多都选择的是硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁以及碱式氧化铝等等。
2. 过滤法
过滤法,即是指通过滤膜的作用,拦截含油污水当中的颗粒物,从而进一步将油水分离,达到理想化的净化成效。通常而言,过滤法这种含油污水处理技术,应当是上浮法、混凝法的下一步处理办法,就是当形成较为稳定的混合体以及絮状的聚合物时,应用过滤法将含油污水当中胶装油渍取出来,通过这种处理措施,最后完成含油污水处理工作,将含油污水的含油量控制在10mg/L范围之内。应用过滤法这种处理技术,在实际的过程当中难度较大,基于此,可以进行空气反向暴气、热水反洗操作,避免过滤的材料堵塞设备。
3. 气浮法
气浮法这种含油污水处理技术,主要是适用于较小油粒的含油污水中,同时还可以专门用来去除含油污水中的乳化油,其效果显著。应用此种处理技术之后,要控制含油量在30mg/L范围之内,气浮法处理原理为:首先使用一定量的空气加入到含油污水中,就会出现大量的污水气泡并且呈现上浮的状态,这个时候水、气泡、油所组成的不均匀体系就形成了,气泡会与密度程度相同的油紧密联系在一起,进而逐渐的向上运动,最终实现油水分离的理想化效果。按照气泡出现的方式,上浮方式主要有以下几种:
(1)溶气气浮法。采用此种含油污水处理技术,来实现油水分离的理想化效果,主要是从比较饱和的含油污水当中形成气泡,将含油污水以及空气装置在同一个溶气罐当中,经过慢慢的加压,要保证空气已经溶解在含油污水当中,基本上大概需要4分钟左右的溶解时间,然后让含油污水进入到上浮池当中,由于空气发生减压情况,就会使得含油污水当中出现大量的气泡,将油与气泡一起上浮。应用此种上浮法方式最大的优势就在于空气与含油污水的融合更加充分。
(2)布气气浮法。使用此种含油污水处理技术,其工作原理如下:剪碎水中所溶解的空气,实现剪碎操作时,可以采用水泵吸水管吸气浮、叶轮气浮、射流气浮、扩散板曝气浮等装置,采用布气气浮法这种处理措施,操作起来比较方便实现,而且易于管理,并且耗能较小,但是无法确保气泡的剪碎程度,会影响到气泡上浮的效果。
(3)电气气浮法。电气气浮法也被称之为电解凝聚气浮法,其工作原理就是将正负电极安置在含油污水当中,通过直流电的作用,进一步产生电解作用,使得气泡产生,气泡与油粒会慢慢的相连,进而向上运动,最后达到油水分离的理想化效果。
4. 生物氧化法
此种处理方法就是通过微生物的生物化学作用,进而净化污水。油类这种有机物,通过微生物的新陈代谢将污水分解为水、二氧化碳。含油污水当中的有机物主要是以乳化、溶解态的形式存在,通过氧化作用,实现油水分离效果。对于一些30-50mg/L浓度较高的含油污水,并且还含有生物降解等物质的污水,可以采用生物氧化法来处理,对去除污水中的乳化、溶解油,能够达到良好的效果。在含油污水处理中,最常用的生物氧化处理办法主要有生物转盘法、活性污泥法等,其中活性污泥法的使用效果比较显著,但是只适用于水质稳定且处理要求较高的污水当中。以上处理技术的出现并不是单一的,因为污水中的油粒存在状态大多数都是集中的,很少出现单一的情况,所以处理含油污水时,可将多种处理办法相结合操作,以实现污水排放标准要求。
二、含油污水新型处理技术研究
1. 膜分离法
这种新型处理,指的是通过液-液分散体系当中不同的膜表面亲和力,来实现油与水分离的目的。主要有纳滤、微滤、反渗透以及超滤等几种不同的方式。该膜分立法适用于截留废水当中的溶解油处理以及乳化油处理。随着近年来此种技术的不断的发展,在田污水处理方面的成效均比较显著,但是在实际情况当中,也会遇到诸多问题,比如膜污染、运行成分较高、不容易清洁等等,在油田污水处理方面,虽然膜分离技术应用比较宽泛,但是还需要进一步探索,对膜体进行改造,结合其他处理技术以及新工艺流程,研发新的膜处理技术,促进处理成效提升,降低处理成本。
膜的亲水性效果良好的话,那么膜的污染程度就会越轻,因此,膜亲水性决定着膜污染程度。因此,使用改性的PVC合金超滤膜处理技术,能够有效达到深度处理的效果,进而使得水质状况达到一定的水质指标。在现有的研究当中,膜改性除了采用聚合改性方法之外,还可以利用无机粒子的方式来实现改性的目的。
2. 电磁法
电磁法处理技术当中,主要有微波超声波处理办法、磁处理办法、高压静电才处理办法以及电子处理办法几种。其中,磁分离工艺对废水中的溶解油、乳化油可以起到良好的分离效果,电磁法处理技术在使用过程中,无需加入化学药剂,进而没有任何的副作用,这种处理技术对油田污水处理而言,需要大量的耗电量,工艺流程还未健全,因此这种处理技术的应用较少。未来,电磁法的发展主要是处理电量耗能以及工艺流程完善等问题。通过电磁法处理技术,实现油污水处理目的,取得的效果非常显著。有关研究结果显示:气浮单元油污处理平均率达到了75%,而电磁法单元油污处理平均率达到了35%,这一研究结果显示电磁法这一新型油田污水处理效果较为显著。
3. 电絮凝法
电絮凝法,即是指把可溶性金属作为阳极,比如铁、铝等,电解之后产生胶体,即水电离、阳离子结合之下所产生的OH-产物,与油田污水当中的污染颗粒产生凝聚沉淀作用,最终实现分离净化的目标。此种新型技术在使用时,对油田污水去除效果非常良好,能够同时排除多种污染物,比如细菌、油类、重金属等等,处理的流程比较简单,容易自动化控制调整和维护。
通过有关研究表明,应用电絮凝法对油田污水进行处理,考察电极板间距、废水脱油率中PH的影响以及PAC投加量、电流去强度的影响,结果显示,影响废水脱油率最主要的两个因素是PH以及电流强度,当废水脱油率条件非常良好的情况下,能够达到80%的废水脱油率。此外,应用此种新型技术来处理石化废水,可以达到90%的浊度去除率,85%的含油量去除率。
当前,对电源类型的含油污水处理技术的研究,主要侧重于脉冲电源方面。有关实验显示,在阳极损耗、能耗、阳极钝化、极板结构等方面的脉冲电源均比直流供电供电源的含油污水处理技术效果好得多。在研究电絮凝处理技术方面当中,未来,新型电极研究方法将会是一个新的发展方向。主要包括了多样化的极板几何形状、电极材料等。
总结
综上所述,我国社会主义市场经济快速发展使得人们的生活质量不断提升,但与此同时,我们所生活的这片土壤以及环境也正在遭受破坏,我国在日益严重的生态环境面前,也积极出台了切实可行的处理措施,使得人们的环境保护意识得到了逐渐的提升,广大群众也开始明白生态环境的重要性了。含油污水处理工作比较复杂且系统化,我们应当充分了解含油污水处理对保护环境的重要性,不断健全完善常用的含油污水处理技术以及新型的含油污水处理技术,通过科学、合理的含油污水处理技术,做好含油污水处理工作。在今后的含油污水处理工作当中,应当对以往的处理技术进行改进,研发新的处理技术,针对水质特点,整合使用各种含油污水处理技术,相互补足。未来,应当不断深入研究除油原理,为含油污水处理成效提升打下坚实的基础。
参考文献
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[2]刘锋.双旋流含油污水处理技术研究[D].东北石油大学,2015.
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[4]姚翔.CY含油污水生化处理站的污水处理技术选择研究[D].昆明理工大学,2015.
【关键词】农村生活污水;处理技术;防治策略;环境
0.前言
我国农村地区生活污水处理率低,绝大部分的生活污水未经处理直接排放,农村污水治理工程非常少,很多处理技术仅仅处于示范研究的阶段。开发适合处理农村生活污水的治理技术所面临的不仅仅是技术的问题,还涉及到农村经济的问题。
1.国外研究技术现状
发达国家在20世纪70年代以后,点源和城市污染治理已基本完成,水污染防治和水环境保护的重点转向面源和农村,农村水环境的改善和面源污染防治日益受到政府和科技部门的重视。
1.1澳大利亚“FILTER”污水处理系统
1.2韩国湿地污水处理系统
韩国试验研究的湿地污水处理系统,实质上也是一种土地-植物系统,这种系统使污水中的污染物质经湿地过滤或被土壤吸收,或被微生物转变成无害物质。优点是需要的能源少,维护的成本低;缺点是需要占用大量的土地,并且需要解决土壤和水中的充分供氧问题以及受气温和植物生长季节的影响等。
1.3日本农村生活污水处理系统
日本处理农村生活污水的系统主要有:生物膜法、石井法、生态厕所法和毛细管土壤渗滤处理系统。生物膜法和石井法都是利用微生物氧化分解有机物为无机物的功能,选择适当的填料利于微生物的生长和繁殖,所需的设备简单,能源消耗低,成本和维护费用低,而处理污水的效率很高。生态厕所在不需要水冲的前提下,在座便器下方建造一个长方形池,内填充锯木屑作为载体,并辅以较小的动力搅拌,通过有氧微生物的发酵,将排泄物转化为无臭味的气体。
其他的处理技术还有法国蚯蚓生态滤池、“LIVINGMACHINE”生态处理系统等。
2.农村生活污水主要处理方法
国外先进的农村生活污水处理技术和经验有很多,都是经过了长时间的探索、实践而产生的,结合我国农村生活污水的特点,应该吸收和借鉴技术成熟、经济可行的技术来为我国农村生活污水处理服务。在此基础上,制定国家级的技术标准、设计规范与操作指南,使技术有标准可依。中国在农村污水处理方面开展研究较晚,随着经济实力的增强,尤其是发达省份在经济发展到一定阶段以后,逐步认识到农村污水处理问题的重要性,并开始采用一些实用、合理、低能耗和低运行费用的技术来处理污水。主要有以下一些处理技术。
2.1厌氧沼气池处理技术
在中国农村生活污水处理的实践中,最通用、节俭、能够体现环境效益与社会效益结合的生活污水处理方式是厌氧沼气池。它将污水处理与其合理利用有机结合,实现了污水的资源化。污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气,发酵后的污水被去除了大部分有机物,达到净化目的;产生的沼气可作为浴室和家庭用炊能源;厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水。在农村有大量可以成为沼气利用的原材料:农作物秸秆和人畜粪便等。沼气池工艺简单,成本低(一户约需费用一千元左右),运行费用基本为零,适合于农民家庭采用。而且,结合农村改厨、改厕和改圈,可将猪舍污水和生活污水在沼气池中进行厌氧发酵后作为农田肥料,沼液经管网收集后,集中净化,出水水质达到国家标准后排放。
2.2净化槽
净化槽可以分为用于处理一家一户生活污水的“小型净化槽”和用于处理楼房、住宅小区生活污水的“大中型净化槽”,在中国农村,可以村为单位设计适合的净化槽。净化槽有多种类型及处理工艺,可分为接触曝气、厌氧滤床接触曝气、旋转圆板、散水滤床、标准活性污泥等。
2.3污水土地处理系统
污水土地处理系统是一种将自然生态净化与人工湿地工艺相结合的小规模污水处理生态工程技术,对污水中的污染物实现净化并对污水及氮磷等加以利用。
2.4稳定塘
传统稳定塘处理技术优点是:运行维护费低,系统基本不耗能;可充分利用地形,节省投资;无需污泥处理;可实现污水资源化。但也存在诸多缺点,比如:处理效果受气候条件影响大;有机负荷低,占地面积大等。随着研究的逐步深入,发展了很多新型塘和组合塘工艺,进一步强化了稳定塘的优势。如高效藻类塘、水生植物塘、多级串联塘和高级综合塘系统。在中国,特别是在缺水干旱地区,稳定塘是实施污水资源化利用的有效方法,近年来成为中国着力推广的一项技术。
2.5人工湿地处理系统
人工湿地是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面,它利用自然生态系统中的物理、化学和生物三重协同作用来实现对污水的净化。具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、处理量灵活、能耗低和处理效果好的优点。广大农村地区可以根据地区的不同,选择合适的水生植物,这种方法更加适用于具有湿地的地区。
3.我国农村生活污水的防治策略
3.1完善农村环境保护的政策、法规、标准体系
在《全国农村环境污染防治规划纲要》(2007—2020年)中,到2010年,重点流域和区域、经济发达地区和欠发达地区力争完成村镇生活污水处理率分别达到30%、20%和10%;到2020年,重点流域和区域、经济发达地区和欠发达地区力争完成村镇生活污水处理率分别达到60%、50%和30%。要完成《纲要》目标,必须抓紧研究制定村镇生活污水、垃圾处理及设施建设的政策、标准和规范,逐步建立农村生活污染治理设施的投入和运行机制。对北方农业生产高度集约化地区、重要饮用水水源地、南水北调沿线、重要湖泊水域和南方河网地区等水环境敏感地区,制定并颁布污染物排放及治理技术标准。加快制定农村环境质量监测、评价标准。抓紧制定《农村环境保护条例》等法律法规标准,把农村环境保护纳入法制化管理轨道,有效防止污染与生态破坏。
3.2明确不同区域的功能定位和发展方向
依据各地区域、交通、资源环境承载力、经济和人口集聚条件等情况,划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类主体功能区。根据这四类不同的主体功能区,来调整农村的产业发展方向。
3.3加强环境基础设施及能力建设
建立和完善农村环境监测预警体系。按照《全国环境监测站建设标准》,积极推进县级监测站的常规监测能力建设。研究制定农村环境质量监测、统计、评价標准,开展农村环境质量评价工作,定期公布全国和区域农村环境状况。加强农村饮用水水源地、自然保护区、基本农田等重点区域的环境质量监测。加强危险化学品、危险废物、放射性废物监管,防范环境风险。督促各级政府和重点企业制定突发环境事件应急预案,配备必要应急设施,提高农村地区突发环境事件的应急处置能力。建设农村环境执法监督体系。按照《全国环境监察标准化建设标准》,加快县级环境监察机构标准化建设,提高机动性执法、现场取证、通信联络、信息处理、快速反应等配套执法能力,重点对中西部地区予以支持。到2010年,力争全国县级环保执法队伍基本达到能力建设标准化要求。强化农村地区环境监管和准入,禁止不符合区域功能定位和发展方向、不符合国家产业政策的项目在农村地区立项。严格建设项目环境管理,依法执行环境影响评价和“三同时”等环境管理制度。对造成农村生态破坏与环境污染的违法行为,严肃查处。加强环境安全检查,重点排查沿江沿河和人口密集区的石油、化工、冶炼等企业,消除环境隐患。
【参考文献】
[1]翟洪凯,窦宁,尹树红,等.浅析农村沼气发展中存在的问题和对策[J].现代农业,2007,(12):26-28.
专业技术工作总结2007年7月,我顺利完成了学业,从*************与生物工程学院环境工程专业毕业,并于同年进入**市污水处理厂工作。在此工作两年之后,即2009年9月份通过公开考试进入***************。参加工作以来,我一直从事环境保护及相关的管理工作,2008年8月,我取得了助理工程师的资格,并于同月被聘用至今。下面就从专业技术角度,对我这5年来的工作做一次全面总结:
一、学习专业知识,提高岗位技能。本人于2007年7月正式参加工作,进入*************工作。在此期间,为了尽快转变角色,适应工作的要求,我努力学习环境工程专业知识,努力提高自己的岗位技能,在短短的半年内,我通过自己的努力及同事的帮助,能对污水处理工艺进行熟练地操作和管理,并且从一名普通工人做到了运营管理的职务。在这两年的时间内主持编写了污水处理厂内部运营手册以及安全环保管理手册,并且多次对污水处理工艺加以改进,使污水处理效果得到了显著提高。2009年10月至今,在***********************工作,工作伊始就面临诸多挑战,首先是**托克旗环境监测站的建立,在没有经验和技术短缺的情况下,我通过加强自身的学习和多次全方位的专业技术培训,很快的适应了这份工作。此后主持完成了2010-2011年全旗环境污染源的普查工作。
以我国近年城市污水处理情况为基础,对排污系统建设、废水治理设施以及污水处理效果等方面的多项技术指标逐一进行了剖析,分析评价了我国城市生活废水处理技术状况,并提出相应的对策建议,以求为提高我国的污水处理总体水平提供技术参考.
作 者:徐兴起 作者单位:重庆宏耀建设集团有限公司,重庆,404000 刊 名:黑龙江科技信息 英文刊名:HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期): “”(23) 分类号:X7 关键词:污水处理 城市污水 技术状况 对策 剖析
摘 要: 随着新农村建设的开展,贵州省农民居住小规模设化已经形成(10-20户居住在一起),生活污水对环境造成压力。本文通过总结和比较国内外农村污水处理技术及其特点,结合贵州省农村居住地地形地貌、污水排放状况,为贵州省农村污水处理设计了“净化沼气+人工湿地”工艺流程,并为我国今后农村污水污水处理提出了建议。
关键词: 生活污水 环境污染 处理技术
水是生命的源泉。保护水环境、治理水污染、节约水资源,已引起世界各国的高度重视。特别是我国是世界上人口最多的国家,也是一个严重缺水的国家。随着我国经济的繁荣,人民物质文化生活水平的提高,人均用水量和污水产生量不断增加,这些生活污水未经治理无序排放,不但加重了对水体和环境的污染,而且严重威胁到农村的饮水安全和农民的身体健康,影响了和谐社会的构建。因此,解决农村生活污水处理问题,是经济社会发展的需要,是时代的需要、人民的需要。
1.农村生活污水的构成及来源
近几年我省农村居住随着小城镇建设加快,上百户农户集中居住在一起,生活污水排放加大,但几乎没有处理措施,生活污水排放严重影响了环境及人们的正常生活。
农村生活污水主要是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水等,一般具有排水量少,所含有机物浓度相对偏高且日变化系数大、间歇排放等特点。农村污水处理管理滞后,相比城市污水处理相差巨大。农村水污染物排放量维持高位,但处理率较低。此外,我国新农村建设,城镇化企业迅速发展,使其周边环境严重恶化。
2.国外农村污水处理技术
2.1澳大利亚“FILTER”(非尔脱)污水处理系统
非尔脱污水处理系统是由澳大利亚科学和工业研究组织(CSIRO)的专家提出的,其主要是利用污水进行灌溉,通过灌溉土地处理后,再用地下暗管将其汇集和排出[1]。该系统可以有效去除污水中的病原体、N、P等污染物,给农作物提供水分和养分,使出水水质可达到国家标准[2];并且具有高效、持续性等特点。其缺点是这种处理方法受农作物生长季节的影响,非生长季节农作物不灌溉,污水处理系统就不能进行工作;而且在建造时需要修建泵站来控制排水量,导致难以普及推广。
2.2日本净化槽技术(Johkasou system)
日本的净化槽技术是运用物理沉淀、物理吸附、化学絮凝和生物降解的一体化技术[3]。其功能分区,使COD、N和P等污染物分别在不同处理单元内得到削减。目前,日本净化槽技术已经广泛应用,其污水排放可以达到以下标准:BOD在10mg/L以下,COD在15mg/L以下,TN在10mg/L以下(因处理工艺而定),TP在1mg/L以下。优点:节省动力、管理操作简便、实现了污水和污泥一体化、常年不排泥、运行期间较稳定且无须专人管理和出水水质优良;但净化槽在国内的应用的条件还不成熟,安装和运行费用较高,致使在推广应用上有一定的难度。
2.3美国加州高效藻类塘处理技术(Highrate algae pond)
高效藻类塘最早是由美国加州大学伯克利分校Oswald教授提出的,是在传统稳定塘技术进行改进形成的。高效藻类塘有利于促进藻类生长,因此使藻类所产生的氧气大大地增加[4]。其工艺流程见图1:
高效藻类塘与传统的稳定塘相比较,其优点是运行经费低、修建容易、停留时间短,占地面积少,维护简便,对病原体具有较好的祛除效果。除此以外,还可以改善环境,生产食品和饲料,具有重大的生态效益、经济效益和社会效益。其缺点是易受环境因素影响,处理效果随季节变化较大。
2.4土壤地下渗滤系统(Subsurface infiltration system)
土壤地下渗滤系统最早起源于20世纪60年代的日本,当时日本学者新见正就已经开始研究土壤地下渗滤净化污水技术[5]。其将污水通过土壤表面具有一定构造的渗滤渗透系统中,污染物通过物理、化学、微生物的降解和植物的吸收利用进行处理和净化[6]。该技术对SS、BOD、COD和大肠杆菌的去除率均较高,一般可达80%~95%[7]。其工艺流程见图2:
该技术具有日常运行成本低、建造投资省、易于管理和维护、易收集污水和净化效率高用等优点,而且土壤表面可以合理种植经济作物,创造经济价值。
2.5人工湿地(Constructed Wetlands)
人工湿地处理技术是根据人们的需要选择一定的地理位置,通过模拟天然湿地的结果和功能,从而设计和建造的湿地[8]。最早起源于1903年英国约克郡Earby。20世纪70年代由学者Kickuth提出根区法(The Root-Zone-Method)之后,人工湿地生态理论逐步发展起来[9]。人工湿地从结构原理上主要分为表面流人工湿地(Surface flow constructed wetland)和潜流人工湿地(Subsurface flow constructed wetland)两种类型。根据污水在基质中的流动方向,潜流人工湿地可分为水平流型(Horizontal flow type)和垂直流型(Vertical flow type)两种。人工湿地系统结构组成包括基质和湿地生物两种。其中基质十分重要,是湿地污水处理的载体和生物生长的基础,使湿地内的各种处理过程连结为一个整体[10]。湿地生物主要以湿地植物为主,不同湿地对植物的要求不同,这与湿地设计的目的和处理对象及与湿地植物在处理系统中的功能作用等有关。其工艺流程见图3:
人工湿地可以合理利用资源,防止环境的二次污染。其获得了污水处理与资源化的最佳效益,建造和运行费用便宜,有着地球肾脏的功能效果,产生了更高的生物学价值。然而其也存在缺点,占用土地面积大,运行效果直接受外界环境温度及气候影响,是限制其发展的主要瓶颈,这也致使人工湿地在我国南方地区更易于实施,而在北方地区难以实施推广。
3.国内农村污水处理技术
3.1太阳能微动力污水处理技术
太阳能微动力污水处理技术是由浙江浙大水业有限公司联同浙江大学共同研究开发的。该技术以传统“A2/O”工艺为基础,由太阳能光伏板、蓄电池组、曝气系统、回流系统、微电脑控制系统和远程通信系统等组成,通过太阳能光伏板将太阳能转为电能,作为曝气设施、回流设施的动力,而多余能量则储存于蓄电池中;根据优化调试后的数据,通过微电脑控制系统,完成自动化控制,自动运行曝气设施、回流设施及搅拌设施。其经过积水、厌氧生物处理、接触氧化、沉淀,从而达标排放[11]。其工艺流程见图4:
太阳能作为能源资源在污水处理的应用中,不仅仅是用于微动力能源,在北方,还可以为水池起到保温作用,提高冬季污水处理效率。该污水处理技术具有清洁、方便、安全、节能等优点。太阳能微动力污水处理技术合理地利用了热量和气候条件,使整个过程更环保、更节能;其运行费用为零,是其他处理工艺所不能相比的。但其也存在着一定的缺点,缺乏专业技术人,在后期运行和维护过程中有困难。
3.2生活污水净化沼气池
生活污水净化沼气池(或称城镇生活污水净化沼气池)是一种新型的分散污水处理装置。生活污水净化沼气池是通过对沼气池和化粪池的改建得来的,利用厌氧消化、沉淀过滤等处理技术,降解有机质,杀灭病原菌。相对于沼气池和化粪池池来说,其解决了化粪池沉积污泥多和处理效果差等弊端[12];并且解决了沼气池沼气回收率低的缺点。经其处理后的生活污水水质BOD5<50mg/L,寄生虫卵数0.56~1.07个/L,粪大肠菌群值<10-4,均能达标排放。因此,经其处理过后的污水可以用于农业灌溉、园林绿化、水体景观等。其工艺流程见图5:
生活污水净化沼气池处理技术,减轻了水体富营养化,改善了居住条件,保护了环境卫生,具有良好的环保效果,并且有利于保护水源清洁等。用这种方法处理农村生活污水,国家无须专门的投资,投资较小,见效快。但其对氨氮和磷的去除率较低。
3.3生物滤池(Biological aerated filter)
生物滤池是将吸附、过滤和生物作用等综合在一起的农村废水处理工艺。其最大的特点是集截留悬浮固体和生物氧化于一体,省去了二沉池,大大简化了污水处理流程[13]。其工艺流程见图6:
该污水处理技术出水质量好,无二次污染;能在较低温度下正常运行,缓冲容量大;运行能耗低,投资费用省;启动时间快,挂膜时间短;日常运行管理方便,结构模块化。然而,其滤料容易流失,使用前须进行预处理,并且要进行定期冲洗。由于生物滤池为半封闭或全封闭构筑物,其生化反应受外界温度影响较小,因此适合于北方寒冷地区。
3.4蚯蚓生态滤池处理技术
蚯蚓生态滤池处理技术起源于法国和智利,主要根据蚯蚓对有机物质的分解有促进作用,并且能够提高土壤通气透水性而设计[14],具有投资省、处理效率高、管理简单等优点。然而,单级蚯蚓生态滤池对总氮的去除效果不是很显著。当进水流量大、污染物较多时,单级的蚯蚓生态滤池处理效率大大降低,影响出水水质。通过研究改进出现了一种新型的处理技术:塔式蚯蚓生态滤池。其构造见图7:
塔式蚯蚓生态滤池由多个塔层组成,每个塔层内的滤料层是以土壤为主,大概有30cm左右,主要是处理生活污水的区域,也是蚯蚓生存的区域。土壤层又由不同种类和不同粒级的填料组成[5]。每个塔层下面布有均匀的出水孔,各个塔层之间的空间有40cm左右,污水从孔中滴落,可以充分地补充有机质分解时所需的氧分[15]。其充分利用了蚯蚓—微生物—植物—土壤—填料的协同作用,有效地解决了填料堵塞,提高了污水处理负荷,并且有效提高了SS、TN和BOD等污染物的去除效率。
4.结论
综上所述,国内外农村污水处理主要为生态处理技术,每种方法均有各自的优劣。对于我国农村污水所存在的问题是:一是对于农村污水处理意识淡薄,农村污水的处理未引起人们的重视;二是建设资金投入不足,由于各地财政压力大,加上大部分村集体经济薄弱,治污项目很难开展;三是缺乏专业技术人,在后期运行和维护过程中有困难;四是没有标准的规定,目前主要是鼓励型措施。取一次性投资低、能耗低、运行稳定、运行费用低、维护管理方便的实用技术是解决中国农村污水污染问题的主要途径。
通过以上方法的比较,对于我省的农村人口较为分散,四季分明,地形复杂,经济较为落后等特点,笔者认为在我省可以将净化沼气池和人工湿地污水处理技术相结合,实现功能互补。见工艺流程:
该技术把“净化沼气+人工湿地“有机结合,解决了净化厌氧技术处理生活污水中的主要污染物的去除率控制在前端,使进入湿地水质中的污染物很低,减轻了对人工湿地的净化压力,强化了人工湿地的净化效果,节约了土地资源,并解决了人工湿地因时间而长变成了污泥坑的难题;其采用进出水自流,不用机械动力设施和电控,只需要兼管人员定期对格栅池和沉沙池中的杂物泥沙进行清除,因此实现了低能耗,维护简单,日常运行费用少;除此以外,还可以在净化装置上面的空闲地面设计绿化及景观工程,再加上人工湿地的植物和花草,如此使整个污水装置上面干净整洁、美观、文明、无臭味,使其看起来是一个小花园。
5.展望未来
随着我国新农村的提出,农村环境污染越来越严重。对于我国农村生活污水处理技术,提出以下建议:(1)加大专项资金投入,完善社会资金对农村污水治理的投入、利益分成及退出机制;(2)科学制订污水治理方案,分步、有序地实施农村污水处理设施新建和改造工程;(3)加大科技投入,人才培养,提高农村污水处理技术的效率,降低污水治理的成本。
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