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火电厂是工业用水大户,以一个100万kW装机容量的火电厂为例,其年耗水量至少为2000万m3。目前日益紧张的水资源现状严重制约了火电厂的运行和规划建设,甚至会影响到其他行业的发展。因此,电厂节水已成为当务之急,一方面应大力推进水的重复利用,另一方面可将电厂生活污水处理后回用。生活污水处理后回用既实现了为电厂用水开辟新水源的目的,又解决了电厂生活污水无法达标排放的难题。
1 城镇污水厂出水回用于火电厂的现状
目前已经有电厂将城镇污水厂的出水就近引入电厂,在电厂进行相应处理后用于冲灰水、冷却水和杂用水等方面。
在一些缺水国家和地区,生活污水处理后回用于循环冷却水已经十分普遍。美国的格伦代尔污水再生厂(工艺流程:二级处理污水滤池电厂循环冷却水系统)和伯班克(工艺流程:二级处理污水滤池电厂循环冷却水系统)两个污水再生厂的出水适度酸化后直接输送至电厂补充冷却水系统,已使用约30年,效果较好。美国的帕洛维德核电厂的污水处理工艺相对复杂(工艺流程:二级处理污水滴滤池一级澄清池二级澄清池滤池蓄水池电厂循环冷却水系统),采用的是石灰软化法,运转四年没有问题,完全符合使用要求。美国亚利桑那州的派拉窝德核电站日回用水量达22万吨,马里兰州的伯利恒钢铁公司已成功将28~43万m3/d的二级处理出水作直流冷却水达20年之久,近年来又改为循环冷却方式。日本东京三河岛污水处理厂二级出水13.8万m3/d,经深度处理后供给江东地区408个工厂使用。污水经适当地处理后做电厂冷却水,采用铜管凝汽器是可行的。不论是采用工艺简单的过滤酸化法,还是石灰软化法,都可以达到电厂冷却水的使用要求[1]。
而我国早期生活污水回用于电厂主要用在冲灰水方面,由于电厂冲灰水对水质要求较低,并且在冲灰的过程中粉煤灰可以发挥吸附、凝聚等作用,在冲灰的同时也处理了生活污水,因此有的电厂甚至用这种方法来处理生活污水,一方面为电厂提供了冲灰用水,另一方面使污水也得到了处理。中水回用的案例在我国的火电工程中已经十分普遍。在邯郸热电厂、华能北京热电厂、衡水电厂均采用了中水回用,将城镇污水厂二级处理后的污水经石灰深度处理后补充电厂冷却水系统,并积累了丰富的运行经验。
2 生活污水回用循环冷却水的处理方法探讨
城镇污水厂出水具有量大而稳定的特点,而且成本较低,但是对于污水厂出水水质较差或电厂距离污水厂较远时,这种回用污水厂二级出水的方法并不可取。传统的污水厂处理工艺不适用于电厂采用,近年来,随着水处理技术的不断发展,一些占地少的污水处理工艺比较适合电厂采用。
2.1 SBR工艺
SBR工艺又称为间歇式活性污泥法,在同一座反应池中完成进水、反应、沉淀、排放和闲置五个步骤,按先后次序运行。其特点为:
①无需二次沉淀池和污泥回流装置,剩余污泥量大大减少;
②池体结构紧凑,运行操控灵活,可随时调整运行状态;
③自动化控制要求较高。
SBR的变形工艺有ICEAS工艺、CASS工艺、DAT-IAT工艺、UNITANK工艺和MSBR工艺,其中的UNITANK工艺最为典型,其特点为:
①将滗水器更换为固定堰,池深增加;
②自控要求相对较低,管理方便;
③通过共用池壁降低造价。
近年来国内也有采用“WT-FG”生物法处理污水。其特点为:
①使用循环喷水曝气,与传统的机械曝气设备相比更加节能,大大增加DO;
②通过培养具有特殊机能的微生物,使其消耗污水中的有机物、氨氮等污染物,净化污水;
③建设成本和运行费用均较低。
2.2 氧化沟
氧化沟又称连续循环反应器,它是常规活性污泥法的一种改型和发展,是延时曝气法的一种特殊形式。
氧化沟的基本类型有四种:
①多沟交替式氧化沟,使用转刷曝气器曝气,交替作为曝气池和沉淀池,不需要单独设置二次沉淀池;
②卡罗塞尔式氧化沟(Carrousel),又称分建式氧化沟,采用表面曝气机曝气,需要设置二次沉淀池,与多沟交替式氧化沟相比,沟深较大;
③奥贝尔式氧化沟(Orbal),采用同心圆式的多沟串联系统,采用曝气转盘曝气,沟深较大,需要设置二次沉淀池;
④一体化式氧化沟,又称合建式氧化沟,既不需设初沉池也不需单独设置二沉池,该类型氧化沟同时具有曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流四种功能。
氧化沟工艺的特点为:
①工艺流程简单,处理效果稳定,运行管理方便;
②出水有机物含量较低,脱氮除磷效果稳定;
③适用于中小规模污水处理工程。
2.3 生活污水回用循环冷却水处理方法的比较
2.3.1 建设成本:SBR工艺占地较少,用地紧张时应采用SBR工艺,其土建成本低于氧化沟,可是设备成本较高。
2.3.2 当原水有机物浓度较高时(BOD5>150mg/L),应采用氧化沟工艺,此时氧化沟建设成本较低;当原水有机物浓度较低时(BOD5
2.3.3 运行费用:氧化沟一般使用机械曝气装置,而SBR一般使用鼓风曝气装置,后者比前者省电;SBR工艺是变水位运行,在一定程度上减小了泵的扬程,故电耗相应减少。因此,SBR运行费用较低。
2.3.4 SBR工艺对自动控制装置的要求较高。
2.3.5 有研究表明,氧化沟属于动态沉淀,SBR属于静态沉淀,后者沉淀效率更高,处理效果更好。
2.4 存在的问题
2.4.1 氨氮的影响
城镇污水处理厂出水中氨氮含量约为20mg/L,HG/T3925-2007《循环冷却水用再生水水质标准》要求再生水回用于循环冷却水系统时氨氮浓度应小于15mg/L,所以需要增加脱氮工艺。有研究表明,氨氮会影响循环水系统的pH值。氨氮含量过高,一方面会增加氧化型杀菌剂的消耗量,影响杀菌效果;另一方面氨氮发生硝化反应后会大幅度降低冷却水的pH,促进有机磷酸和聚磷酸盐的水解,导致正磷酸盐的浓度升高,加速了磷酸钙污垢的形成。特别是水中同时存在氧化剂(如氧化性杀生剂)时,氨氮的存在甚至会导致铜管的腐蚀。
去除氨氮的基本方法有物化法和生化法。物化法包括离子交换、吹脱、化学沉淀、折点氯化、电渗析、电化学处理、催化裂解等。火电厂的循环冷却水系统的水温、湿式冷却塔中循环冷却水的溶解氧浓度和冷却塔配水填料为硝化细菌提供了良好的生存环境。所以,火电厂的循环冷却水系统起到了硝化反应池的作用。对于循环冷却水量大的电厂,在冷却塔中采用吹脱法脱氮比较经济。目前,也有一些新建的机组使用BAF工艺脱氮。
2.4.2 结垢的影响
由于受到污水处理工艺的影响,导致出水中氯离子浓度与硬度的比值变化。故作为循环冷却水系统补水时,很难判断是否结垢。循环冷却水系统阻垢工艺的选择受到中水深度处理工艺的制约。回用水使用前需按杀菌灭藻要求进行处理。含盐量较低时可直接回用于工业冷却水,有必要时需加入阻垢剂。如果原水的氯离子和硬度均高,难以保证阻垢效果,需要脱盐工艺降低含盐量(如反渗透或离子交换等),将除盐水与经过前面处理过的出水混合后引人循环冷却水系统。
2.4.3 微生物的影响
中图分类号:TU992.3] 文献标识码: A 文章编号:
当前,大部分污水污泥处理厂都利用了活性处理技术进行污水污泥处理,这也是当前最为广泛是用的生物污水污泥处理工艺,而在活性污泥工艺的应用过程中,往往容易出现表面泡沫问题,产生的气泡会全部覆盖曝气池,一旦出现外泄情况,则会造成整体环境以及使用设备的污染,造成发臭、恶化的环境这就为污水污泥处理厂进行实际的运行以及操作带来了困难,对污水污泥出水水质造成影响,因此,对活性污水污泥处理厂泡沫的产生机制以及处理方法加强研究意义重大。
一、活性污水污泥处理厂生物泡沫的成因分析
污水污泥处理厂实际的生产过程中会产生三种泡沫,一是开始运转阶段产生的泡沫,二是脱氮环节产生的泡沫,三是由于表面活性剂的作用产生的泡沫,第四种就是论文论述的生物泡沫。生物泡沫的形成机理主要包括以下几部分。
与产生泡沫息息相关的元素,如微生物的形态多呈现出树枝状或者丝状,容易形成网状结构,这些网状结构容易捕捉到气泡或者微粒,保持在水面漂浮的状态,而被丝状包围的气泡,其表面的张力也不断增大,则这些气泡不容易被打破,形成了较为稳定的泡沫;
同生物泡沫有直接联系的,多是含有脂类相关物质的微生物,例如,M.parvicella物质包含了高达36%的脂类含量,与水的密度比较,该类微生物密度偏小,因此容易在水面漂浮。
在产生曝气气泡的过程中,形成泡沫的重要动力来源于气浮作用,水中质量低、形体小、疏水性良好的颗粒通过气泡的气浮作用漂浮,因此, 一旦水中含有脂类物质、油类物质或者微生物,容易出现生物泡沫现象。
生物泡沫的形成细菌种类中,丝状菌的浓度显示为最高,用数学公式进行表示,生物气泡主要是由絮粒、气泡以及丝状微生物共同构成,当前生物泡沫产生的主要菌种包括放线菌:枝状菌丝——革兰氏阳性,Rhodococcus sp以及松枝状菌丝——Nocardia pinesis,革兰氏阳性等。
二、活性污水污泥处理厂控制生物泡沫的措施研究
在水中添加特别性质的微生物
通过对生物泡沫中物质的研究发现,其中存在多种特殊的菌种,如原生动物的肾型虫,能够有效消除活性菌的活性,具有拮抗特性以及捕食特性的部分微生物也能有效控制生物泡沫中细菌的活力。
在水中添加消泡剂消除泡沫
可以通过添加消泡剂的方法控制生物泡沫,这些消泡剂包括市面上出售以硅酮、聚乙二醇为原材料的消泡剂或者以臭氧、氯气以及过氧化物为原料氧化性较强的生物杀菌剂,还可以利用铜材酸与氯化铁混合的药剂。在使用药剂的过程中,须明确其只能抑制泡沫的增长,而无法直接消除泡沫,但是由于当前污水污泥处理厂广泛应用的杀菌消泡剂存在一定的副作用,所以一旦投放的位置不正确或者用量过大,反而会大大降低处理过程中微生物的数量以及絮成菌的总量。
降低处理过程中污泥的泥龄
活性污水污泥处理厂常见的生物泡沫控制方法是减少污泥在曝气池内的对应停留时间,由于放线菌生长周期较长,这一方法通常用以实现抑制放线菌生长的目的,通过实践操作可以发现,一般污泥在曝气池中保持5天至6天的停留时间,则能最大程度上抑制Nocardia一类菌种,达到避免生物泡沫产生的效果。但事实上,通过降低污泥泥龄的方法控制生物泡沫还需要在多种方面进行强化研究:如在进行硝化过程中,一旦出现外界环境温度较低的情况,则污泥基本的停留时间须保持在6天以上,这就与上文提到过的最佳停留时长产生矛盾;而在污水污泥中仍存在部分丝状菌以及部分其他微生物产生生物泡沫时,不会受到泥龄长短的直接影响,这也是下一阶段实现这一方法提升的关键问题。
4.污水污泥处理厂消化池实现回流厌氧清液
处理厂中消化池实现清液回流的工艺能对曝气池进行表面气泡实现有效抑制,消化池实现回流厌氧清液在对污水污泥中的Rhodococcus生物菌进行有效抑制的过程中,降低了气泡的产生数量。不过由于实验室与污水污泥处理厂的实际情况不同,利用这一工艺最终获得生物泡沫控制结果也会有所差异,厌氧池具有浓度较高的氨氮以及氧化物质,对出水的质量影响较大,使用该工艺须对整个流程的操作细节要求较高。
三、结语
通过实验可以发现,活性污水污泥厂生物泡沫多是由丝状微生物产生异样生长之后形成,实现对生物泡沫的有效控制须在对生物泡沫形成机理的研究基础上进行,除了论文提到的几种泡沫控制工艺之外,还须进行更为广泛深刻的研究,通过更加科学合理的控制方法有效抑制生物泡沫的生长,确保活性污水污泥处理厂有效的运转。
参考文献:
随着经济的迅速发展和科技的进步,工厂的不断扩建,水污染逐渐加剧。工业废水是水污染最主要的原因,造成的水污染最严重。主要是由于工业废水中含有重金属、各种有机物等污染物,成分复杂,不易分解,在水中得不到净化,处理困难。水资源回用是实现污水资源化的直接措施,是解决城市水资源危机的重要途径,是保护水资源、改善水环境的必然要求,也是协调城市水资源与水环境的根本出路[1]。
一、臭氧-生物活性炭工艺
1.论述
1.1 臭氧-生物活性炭工艺的概念
臭氧-生物活性炭工艺利用臭氧的强氧化能力将难降解有机物分解为易降解的小分子有机物,再通过活性炭吸附和微生物降解的协同作用将其去除,结合了过滤、吸附、高级氧化和生物处理等多种技术[2]。臭氧在室温下为无色气体,但有臭味,具有较强氧化能力,用于废水处理不仅反应速度快,脱色效果好,不产生污泥和无二次污染,而且可杀菌及除臭,操作简单。活性炭吸附能力强,活性炭可以作为微生物繁殖生长的载体,利用微生物的降解作用,来处理废水,效率更高。
1.2 深度处理
深度处理是将二级处理出水经过物理、化学和生物处理去除污水中各种不同性质的杂质的技术。污水深度处理的新技术逐渐被发现,主要有对污水进行消毒、混凝—沉淀—过滤、活性炭吸附、曝气生物滤池、人工湿地、高级氧化、膜处理(包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等)和电渗析、离子交换等[3]。当水中污染物含有亚甲蓝活性物质,可采用泡沫分离、活性炭吸附、生物氧化的手段,含有有毒有机物时,采用化学氧化、活性炭吸附的方法进行处理。当废水中含有无机物氨氮时,采用吹脱、生物氧化、化学氧化、离子交换、反渗透等方法,含有磷酸盐,采用混凝、沉淀、生物氧化的方法,存在硝酸盐时,采用生物脱氮、离子交换等方法。
2.工艺流程概述
以“混凝溶气气浮+臭氧氧化+生物活性炭”工艺组合为技术路线对化工污水处理装置的二级出水进行深度处理。
2.1 混凝溶气气浮
化工污水由水泵送入到调节水箱内进行水质和水量的调节,然后进入到混凝气浮池内 ,由于絮凝具有吸附作用 ,可以有效的去除水中的悬浮颗粒、胶体等物质 。
2.2 臭氧氧化
气浮出水经过臭氧接触塔进水泵进入臭氧接触塔进行接触氧化,在进入接触塔之前与臭氧通过射流器充分混合,在接触塔单元,水中的难降解物质被断键分解小分子易降解物质,化工污水的可生化性得到提高,同时提高了污水的溶解氧含量。随后,污水通过自流进入臭氧释放池将水中的残余臭氧消耗掉,避免影响后续生物处理的效率。[5]
2.3生物活性炭
臭氧释放池出水经过提升泵进入生物活性炭塔内,对水中的污染物质进行净化,降低 水中污染物的含量。净化后的水经产水箱排出。
3.臭氧-生物活性炭工艺的优缺点
3.1 臭氧-生物活性炭工艺的优点
3.1.1比单独臭氧或活性炭处理成本更低,效果更好;
3.1.2臭氧可以高活性炭的吸附性能,延长活性炭的使用寿命;
3.1.3处理后水质的色度和嗅度提高,耐冲击负荷较强;
3.1.4臭氧具有消毒功能,使化工污水中水病毒含量少,提高了系统安全卫生性
3.1.5氨氮在微生物的氨化和硝化反应下得到硝酸盐,减少氯化后的投氯量,抑制了有机氯化物的形成。
3.2 臭氧-生物活性炭工艺的缺点
3.2.1存在臭氧利用率低,氧化能力不足的现象;
3.2.2臭氧对一些有机物的降解局限于母体结构上的变化,会产生毒性更大,不利于降解的中间产物;
3.2.3当溴离子存在时,臭氧会将其氧化为溴酸根等有毒副产物,对人体有害;
二、臭氧-生物活性炭工艺的处理效果
1.臭氧接触对耗氧量的去除效果
进水耗氧量越高,臭氧接触对耗氧量的去除率相对越低,即臭氧接触对耗氧量去除率随进水耗氧量的增大而减小。
2.生物活性炭对耗氧量的去除效果
2.1 耗氧量去除率的变化
生物活性炭耗氧量去除率首先趋于平稳,随着时间的增长,去除率逐渐下降,随着去除率的降低,耗氧量去除率会突然明显下降,之后的耗氧量去除率会趋于平稳,,再无明显突变
2.2去除率与进水耗氧量的相关性
生物活性炭对耗氧量去除率与进水耗氧量成正比,随着进水耗氧量的增加,去除率越高。
2.3 去除率与水温、处理量的相关性
吸附-生物降解作用阶段,生物活性炭对耗氧量的去除率逐渐下降;生物作用占据了主导地位,其去除率随着水温的变化而变化。
处理水量下降,导致原水与生物活性炭的接触时间延长,去除率升高。
3.深度处理对耗氧量的去除效果
臭氧-生物活性炭深度处理去除效果的变化趋势与水温基本一致,说明水温及与水温密切相关的生物作用对深度处理去除效果的影响较大[7]。深度处理对耗氧量的去除率随处理量的下降而提高。
三、结论
臭氧-生物活性炭工艺对化工污水深度处理是采取先臭氧化后活性炭吸附的工艺过程。臭氧-生物活性炭工艺把臭氧化学氧化、活性炭物理吸附和微生物氧化降解、杀菌消毒的作用集中起来,相互促进,发挥所长,从而达到化工污水水质深度净化的目的。在利用臭氧-生物活性炭工艺对化工污水深度处理时,要注意水温、处理水量、臭氧投加量等都对工艺的去除效果产生影响。根据污水的成分,合理调整条件,使去除效果达到最好。
参考文献
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城镇生活污水主要来自城镇居民生活、餐饮等商业活动、机关学校等办公、以及其他城镇绿化等产生的废水。城镇生活污水中污染物含量主要是有机物,其中CODcr、BOD5、TN、TP较高。生活污水经过一级物理处理、二级升华处理后CODCR、BOD5等大幅降低,但TN、TP仍较高,排入水体后易造成水体的富营养化。如果这些生活污水没有经过处理直接排入地表水环境,随着水循环进入地下水,被人类引用后,就会对人体造成伤害,所以生活污水必须经过处理才能排放。
下面以纳雍县为例。纳雍县污水处理厂日处理能力7000吨,目前已经满负荷运行。主要来源是居民生活产生的生活污水,另外还有县人民医院等医院废水、二中等学校及办公废水以及县城内的餐饮等商业废水。纳雍县污水处理长进水浓度比较高,监督性检测和在线监测进口COD达到500mg/l左右,进水氨氮达到50mg/l左右,TP浓度达到3.6mg/l左右,TN浓度达到70mg/l左右,BOD浓度达到20070mg/l左右。
1城镇生活污水处理难点
城镇居民产生的废水是城镇生活污水的主要来源。随着生活方式的多样化和生活水平的提高,人们对水的需求要求越来越高,生活污水的成分也越来越复杂。有些地区,生活污水中还容纳一定数量和浓度的工业污水,成分更加复杂。在我国的南方地区,下水道污水因雨水稀释,浓度更低。Butler等(1995)的研究表明[3],不同生活设施对生活污水的质量和数量影响是不相同的。厕所卫生废水对生活污水组成成分影响程度最大,特别是氨盐含量高,排放时间集中在晚上,占夜间排放量的60%-90%;厨房洗碗废水中正磷酸盐比例高,排放高峰期出现在6-7am和6-10pm。居民的生活习惯和作息时间因地区、季节和民族习惯而异,家庭生活设施的使用情况与当地经济条件、居民生活水平、年龄结构和消费群体等密切相关。综合各方面的资料表明,实施城镇生活污水处理的难点主要是:
(1)城镇生活污水成分日益复杂,各污染成分浓度较低,波动性很大,难以正确评估生活污水的污染负荷及其昼夜、季节变化,影响到城镇生活污水处理方法的正确选择、处理工艺与污染物去除方案的合理设计、出水水质的准确估计以及污水处理设施的正常运行转。
(2)现有生活污水处理工艺设计大多建立在实验室或中试结果基础上,根据经验设计大规模应用工艺,在实际操作与具体实践中受外界环境变化影响很大[2,5]。
(3)城生活污水处理工艺与技术的选择,还受到当地社会、经济发展水平的制约和地方保护主义或其他人文因素的抵制,常常不是采用最佳的处理工艺与处理技术[1,3]。
(4)当地自然与生态条件(如气温、降水、风向和土壤等)对所选择的处理工艺与处理技术有负面影响,使其不能发挥正常效力[2,6,7]。
2纳雍县生活污水处理存在问题及处理工艺
(1)存在的主要问题。一是污水收集难度大。这个主要有三个原因。第一个原因是污水收集管网不全。项目设计都只有主管网,农户接入主管网的支管网不在项目之内。要达到处理效果,必须建成农户接入主管网的支管网,这就需要大量资金。第二个原因是农村生活习惯导致污水乱排放。第三个原因是乡镇化粪池不完善,导致污水收集困难。乡镇建的房屋多数都没有化粪池,建污水处理厂时如果重新建化粪池不是很现实,所以化粪池的缺陷导致了污水收集的困难。二是运行经费得不到保障。目前,乡镇自来水比较缺乏,有部分乡镇的用水不是政府统一调配,而是村民自己饮水。目前,乡镇未收取污水处理费,乡镇污水处理厂的运行均由县财政负责支付,资金压力比较大。
(2)生活污水处理工艺。纳雍县污水处理厂采用一体化氧化沟处理工艺进行处理。一体化氧化沟处理工艺运行管理比较方便,耐冲击能力强,特别是针对雨污分流不完善的县城,进水浓度变化比较大,一体化氧化沟的耐冲击能力的优势更加明显。另外,一体化氧化沟占地比较少。
(3)借鉴成功模式。贵州省生活污水处理厂建设现状及主要运行模式:根据财政部环境保护部《关于推进水污染防治领域政府和社会资本合作的实施意见》(财建[2015]90号),鼓励水污染防治领域推进ppp工作,在水污染防治领域大力推广运用政府和社会资本合作(ppp)模式,对提高环境公共产品与服务供给质量,提升水污染防治能力与效率具有重要意义。目前建成的污水处理厂中,有部分是国家发改委支持的项目,由国家出资建设。还有一部分是地方政府负责出资。由于地方政府财力有限,多数采取吸收社会资本的方式建设。污水处理厂简称后,一般采用委托运行管理。
3城镇生活污水管理绩效评估
城镇生活污水管理可以分为三个环节:一是源头管理,即用户污水的产生和排放的管理,这就要求用户在污水产生后,必须先进入化粪池进行处理后才能排入城镇污水管网;而是对污水收集的管理,即污水排入管网并汇集进入污水处理厂的管理,目前处于城镇建设的发展时期,老城区的污水收集管网都存在雨污分流不完全的情况,三是进入污水处理厂后经过处理最终排放到河流的管理,这就是我们最主要的污水处理工程。针对这三个环节,城镇生活污水管理的目标可以概括为:“少用水、多循环、少排放;全收集、全处理;全达标、低成本。”具体包括:(1)保障居民正常生活用水的情况下,尽量减少新鲜用水量,并尽力提高处理后污水的在利用率;(2)生活污水100%收集并进入污水处理厂;(3)污水处理后全部达到国家排放标准,实现连续达标排放;(4)污水管理的成本得到控制;(5)成本得以公平分配。
“城镇生活污水集中处理率”是评估城镇污水排放和收集的核心指标。它指经过城镇污水处理厂二级或二级以上处理且达到排放标准的污水量占城镇生活污水排放总量的百分比。目前我国大部分城镇估算的污水集中处理率缺乏依据,多以供水量的85%来核算生活污水排放量。该估计方法易导致偏差,污水处理效率偏低,实际成本偏高。应改变目前的计算方法,以“服务人口覆盖率估算法”作为城镇污水集中处理率的计算方法。
而城镇生活污水管理效果评估方法主要依据以下两个方面具体实施。
(1)排放达标情况。连续达标排放是城镇生活污水管理的最重要目标。排污许可证制度是对污水处理厂连续达标情况进行核查的主要手段,是污染物排放管理的基础制度。城镇污水处理的各项评价指标都将在排污许可证中有明确的规定,污水处理厂是否严格遵守了排污许可证的要求,是评估城镇污水处理绩效的直接依据。
(2)污染物去除效率。去除污染物是污水处理厂的主要工作,对污水处理绩效的评估不仅要考虑出水的达标情况,也要对污染物的去除效率做明确规定,这是当前主要污染物总量减排工作的要求。根据国家的主要污染物总量减排核算方法,污染物的去除量=污水处理量(入水浓度-出水浓度)。
4结论
随着城镇化建设的不断深入,人民生活水平的不断提高,生活污水产生的量越来越大,生活污水的成分也越来越复杂。如何在现有的污水处理技术上不断改进生活污水处理方法,采取切实有效的融资模式,加强污水处理厂运行管理的探索,是当前科技领域有效解决生活污水污染问题所必须关注的。
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近几年,中国经济快速发展带动了中国农村的发展,各种家用电器进入平常农村百姓的家,农村人均日用水量也急剧上升,最终导致大量的生活污水产生,未经过处理的生活污水排放出来,不仅污染环境,对农村人民群众的身体健康也造成威胁。我国一直注重于城市污水的处理,其治理的工程设计也是依据城市污水的特点,但农村人口相对分散、污水面广、污水来源多,城市的污水处理方法无法适用于农村生活污水处理方法。所以根据农村生活污水的特点设计更符合农村地区实际情况的污水处理工程,对于建设新农村解决“三农”问题更具现实意义。
1 农村生活污水的特点
1.1 农村生活污水过于分散
农村居民居住不集中,村庄过于分散,生活污水排放也分散,而且很多农村的污水排放系统并不完善,没有污水排放和处理系统,污水产生后沿大路排放到河里或附近水源地,造成污水排放分散,收集困难。
1.2 农村生活污水来源广
农村生活污水一部分来自于人畜的排泄物、厨房污水,还有的来自于家庭清洁、沐浴和生活垃圾堆放产生,给农田和果树施肥,农药渗进土壤,下雨冲刷带出来的水也是含有污染物的。
数据显示,目前我国农村每年产生生活污水80亿t,没有排水管道和污水处理系统的村庄占到96%,农村生活污水带来的污染情况非常严峻。
1.3 增长速度与处理率不成正比
农村人口增长速度较快,并且农民生活水平的提高和生活方式的改变,导致农村生活污水增长速度变快,而大部分村庄没有排水管道和污水处理系统,高产出低效能,加剧了农村生活污水处理的压力。
2 工程设计选址
针对农村生活污水的各种特点发现,处理农村生活污水工程设计的选址十分重要。选址合理正确才能保证农村生活污水得到有效处理,一个正确的选址,既能提高污水处理的效率和效果,又能节约工程设计的成本。工程设计选址的要求:第一,工程设计选址应选择污水收集区域的下游,利用重力自流就可以避免采用提升泵,节约了成本;第二,工程设计选址要比附近河流、湖泊的水平面位置更高,更利于外排处理后的污水;第三,避免占用农田,最好选择荒地进行污水处理
工程。
3 选取工艺设计参数
3.1 水量设计
目前是按照《给水排水设计手册》第五册《城镇排水》中的污水量标准及变化系数的规定来计算农村生活污水处理污水量的,意思就是以当地用水定额的多少来决定居民生活污水定额和综合生活污水定额,最后的确定还需综合考虑建筑内部排水设施水平和排水系统普及程度等因素,一些排水系统完善的区域用水定额可以达到90%,其他区域的用水定额按80%计算。参考城市污水处理工程设计的用水定额在80%~85%之间,由于农村大部分地区的改厕工作还未进行,导致生活污水直接渗漏进土里,难以收集,所以给农村生活污水工程设计的用水定额只能在60%~70%之间。
3.2 水质设计
3.2.1 进水水质设计:农村生活污水处理工程设计与城市生活污水处理工程设计有很大区别,农村与城市在自然条件、经济规模、群众生活习惯等方面都有较大区别,所以导致了农村生活污水随季节、天气和昼夜的变化而变化,变得更加复杂。进水水质的设计必须符合当地农村的自然条件、经济规模和群众生活习惯等。
3.2.2 出水水质设计:农村生活污水处理工程设计必须考虑各方面的标准对农村环境的适用性和工程投资的效益比,所以建议农村生活污水设计出水水质采用《污水综合排放标准》中的一级排放标准。
4 农村生活污水处理工程工艺选择
目前处理生活污水的工艺有很多,从工艺原理来进行分类可以分为两大类:第一类叫做自然处理系统,其方法是把污水排放到土壤中,土壤和植物会过滤和吸收污水中的微生物并分解污染物,达到处理污水的目的,常用的有人工湿地处理法;第二类叫做生物处理系统,专门处理好氧生物,首先给污水充氧,培养微生物菌种,微生物菌种在进行分解的时候会同时消耗和吸收污水中的有机物、氮和磷,常用的有活性污泥法等。
4.1 人工湿地处理法
人工湿地是一个生物过滤净化系统,这个系统用砾石和植物组成。人工湿地处理法的工作原理是:在人工湿地填料表面有一层微生物膜,植物在土壤下有根系,在这两者的共同作用下,污水中的有机物质可以彻底沉降、吸收然后分解,而氮和磷等营养元素在植物的吸收下也能够被去除一大部分。在农村可以因地制宜地建设人工湿地,充分利用农村的土地和植物资源,串联或并联的形式都能满足人工湿地的建设或者两者合并使用,保证人工湿地负荷与利用率,达到处理农村生活污水的目的。
4.2 好氧生物处理法
好氧生物处理污水的方法是在污水中放入风机等设备给污水充氧,在污水下培养微生物菌种,微生物菌种能够把污水中大部分有机物分解为二氧化碳和水等无污染的物质,污水中的其他部分则被合成为细胞物质,促使微生物增长,最后只剩下污泥,污泥被排出后,生活污水最终得到净化后再排放。
以上两种生活污水处理工程优点在于因地取材,降低了工程建设成本,工作原理相对简单,维护方便,减少技术投入。在实际建设时还可以将人工湿地的建设与农村生态环境相结合,形成生态农村的良性循环。经过研究和实践证明,这两种污水处理方法更适合农村生活污水处理工程设计。
5 设计污水管网
现阶段农村生活污水的处理只重视污水处理系统的建设,却忽视了污水管线、管网的建设,导致污水接入率低,并没有起到处理生活污水的作用,对生活污水进行管网设计,能更有效地进行生活污水处理。生活污水管网的设计,在理论上基本都是按照《室外排水设计规范》和《镇(乡)村排水工程技术规程》进行的。规程中要求污水管最小管径是200mm,最小设计坡度为3‰;在管道交汇处、管道拐弯处、管径和坡度改变处以及直线管段上每隔20~30m处设置检查井;最好在非机动车道下埋设污水管道,并且覆土深度必须大于0.7m,其他路面下埋设的污水管道深度最低也不宜小于0.4m。农村的地势比城市更复杂多变,有一部分农村是在山区,以上设计原理对山区的农村适用性很强,但是也有一部分农村在平原地区,污水管网设计最小设计坡度为3‰并不适用于平原地区,所以在污水管网设计时,要根据农村的地势情况进行设计,平原地区的管道坡度就应该适当减小,才能提高污水排放的效率。
6 结语
对农村生活污水进行有效处理能在保障农村人民群众用水、饮水安全的同时有利于我国环境保护工作的开展,也是建设新农村的一项重要工作。但农村生活污水处理工程必须依据农村生活污水的特点进行设计,保障工程设计的选址合理和管网设计合理,才能使农村生活污水处理工程高效发挥作用。经过对农村污水处理工程设计的实践证明,厌氧池联合人工湿地工艺比较适合农村生活污水处理。
参考文献
[1] 方柏,章步伟,张慎.农村生活污水处理工程设计探讨[J].环境与生活,2014,11(23).
在城市发展与建设的过程中,经济发展速度有了进一步的提升,因此城市中生活污水量呈现出逐渐增多的趋势,但是在城市污水处理的过程中,相关处理工艺却存在一定的缺陷,要想与城市的发展水平相适应,就必须要进一步提高对城市生活污水的处理能力,这是当前工作中一个普遍存在的问题,因此本文重点对城市生活污水的处理工艺展开了进一步的讨论,先分析其影响因素,从这方面出发找出有效的解决措施,希望在今后的处理工艺上可以得到进一步的发展。
1 导致我国城市生活污水处理出现问题的因素
从当前的发展情况来看,我国城市生活污水在处理的过程中还存在很多的不足,这一直以来都是需要重点解决的问题之一,如果不能对污水进行有效的处理,那么就会对城市的发展造成十分不利的影响,所以笔者从实际情况出发,总结了几点造成城市污水处理受到阻碍的因素,希望能够对今后的生活污水处理提供一定的帮助。
首先是没有足够的环境保护意识,在城市发展的过程中,当时一味的重视经济的建设,却忽视了对环境的治理,主要采用的手段是先污染后治理的路子,事实上这种意识本身就是错误的,这一意识是在形态上的缺失,对于城市中所生活的成员会造成严重的影响,如果不具备对环境保护的积极的意识,那么就不能指导实际工作,这种意识上的缺失是造成城市生活污水无法得到有效治理的主要原因。
其次,我国在发展城市以及建设城市的过程中,其速度是十分迅速的,在快速的发展过程中,人们的生活水平得到了显著的提升,但是与此同时,也会造成城市用水量的进一步增大,在大量的用水量面前,必然就会导致水污染现象的发生,所以说,城市发展进程的加快是造成城市生活水污染量增多的直接原因。
第三,从硬件设施方面来看,城市生活污水在治理的过程中需要专业化的设备,只有硬件设备齐全了,才能顺利的对污水进行处理,与此同时,在处理城市生活污水的过程中,还应该充分的与不同地区的用水量情况相适应,这样才能建立起完善的污水处理系统。在我国当前的生活污水处理过程中,还有很多问题是需要进一步处理的,而硬件设备的落后或者说无法满足当前用水量的需要是主要的影响因素,造成污水无法得到有效的处理。
最后是在对处理技术进行更新的过程中,很多城市污水在进行处理的过程中因为相应处理技术的更新较慢,因此许多问题得到了进一步的凸显,并且有些污水处理设备在损坏以后没有在第一时间得到维修,这样就导致了对城市污水处理难度的加大,直接决定了我国在处理城市污水的过程中较为落后,其处理程度也受到了严重的影响。
2 我国城市生活污水处理方法分析
我国当前在对城市污水进行处理的过程中,必须要掌握有效的处理工艺,这样才能起到事半功倍的效果,并且随着科学技术手段的不断提升,在处理方式上也变得更加多样化,所以这在一定程度上引起了人们对污水处理的关注。具体问题需要具体分析,选择处理工艺时也是这样的,应该根据实际情况对污水进行有效的处理。在当前的处理方法中,常见的有以下几种,第一种是活性污泥处理,该方法的基本原理是活性污泥具有一定的吸附能力,所以可以对污水起到吸附性的作用。第二种方法是生物降解方法,这种方法具有较强的处理能力,尤其是在对工业污水进行处理的过程中效果显著。在处理城市生活污水时,也能凸显出其明显的效果。第三种方法是生物膜法,这种方法在应用的过程中主要是利用生物自身所具有的氧化性作用,从而对污水进行处理。从本质上来,无论是任何一种处理污水的方法都能够对污水有一定的处理效果,但是,针对于不同的污水处理环境来说,不同污水处理方法所呈现出来的污水处理效果是不同的,在具体的运用过程中,应该结合污水处理的环境来进行灵活的使用。
3 城市生活污水处理工艺优化措施
在城市污水处理工艺优化的过程中,需要结合处理的过程来进行分析,针对目前城市生活污水处理的现状,并结合不同城市污水处理的情况来进行相应的分析,以便于综合的进行评析,更好的保证我国城市生活污水处理工艺的优化和升级。
3.1 优化硬件设施
对于城市生活污水处理工艺来说,城市生活污水处理工艺的优化需要硬件设备的支持,而目前我国在城市生活污水处理的硬件措施保障上还是不是十分的全面,我国应结合不同城市对于生活污水处理的要求,研发并引进一些先进的硬件设备,为城市生活污水处理工艺的优化提供良好的硬件保障。同时,要为城市生活污水处理工作提供相应的场地支持和援助,要选择有助于城市生活污水处理的场地来进行城市污水处理。
3.2 优化技术工艺
无论任何工作,技术的支持都是十分必要的,尤其是在现代社会环境中,良好的技术支持是体现工艺性的关键,因此,对于城市污水处理工作来说,其需要创造与城市生活污水处理相适应的技术工艺,并结合不同的生活污水处理方法使其的效果达到最大化和最优化。
3.3 优化设计工艺
在不同的城市中和不同的环境中,城市生活污水处理的设计是不同的,结合不同的城市生活环境和城市的经济发展速度而言,生活污水的处理需要不同的设计工艺。因此,我国在优化城市生活污水处理工艺的过程中,要选择切合实际的处理工艺,结合生物法和化学法来制定相应的设计工艺,力求在设计环节保证整个污水处理过程的合理性和科学性。
3.4 优化回收工艺
在污水的处理过程中污水的回收再利用是一个关键性的环节,在我国城市生活污水的处理过程中,同样需要回收工艺的支持,对处理好的污水进行回收再利用,实现污水处理的可持续性,进而达到节能、节水,这是城市生活污水处理的较高要求。在回收工艺上来说,我国要借鉴国内外一些先进的回收工,并为我所用,不断的进行创新和发展。
结束语
在城市污水处理工艺完善的过程中要有所针对,结合不同的处理环节来提升城市污水处理的工艺,以不同的处理方法为基础,并进行相应的结合,更好的保证城市污水处理工艺的体现,将城市污水处理工艺与我国城市的工业化发展结合起来,更好的体现出城市污水处理问题的科学化和科技化。
我国农村人口数量庞大,生活污水排放量较大,由于得不到有效处理,因而对环境造成一定的破坏。由于污水处理资金投入不足,农民环保意识不够,大部分村庄没有污水处理设备,生活污水直接排放到环境中,严重的影响了农村的生态环境,农民的饮水安全不能得到保证。
1 农村生活污水处理现状
随着农村生活水平的不断提高,农村生活污水的排放量也逐渐增加,农村的生态环境遭到了严重的破坏,对农民的身体健康造成了很大的威胁,农村的环境令人担忧。调查报告显示,我国大部分村庄的排水设备缺乏,不经过处理而直接排放污水。89%的村庄的生活垃圾直接丢弃在住房前后、村内的池塘中,而且村里没有人对垃圾进行处置。生活污水的任意排放,不仅对河流、池塘造成破坏,而且污染了村民的生存环境,严重影响了村民的身体健康。
农村生活污水主要包括洗浴、厨房、冲厕以及农民养殖牲畜的粪便水。农村的污水处理率不高,污水分散分布,水量排放没有规则,污水中的有机物含量高,重金属等有害物质的含量不高。农村人口居住的较为分散,但是由于居民有很相似的生活规律,这就造成农村生活污水的排放流量白天要比早晚的少,夜间的排水量不大,数量变化较大。
2 农村生活污水处理技术现状
我国对农村污水处理技术研究的较晚,农村生活污水问题的重要性也凸显出来,逐渐出现了一些高效、低费用的处理技术。一些农村地区开始认识到农村生活污水处理的重要性,既能提高人们的生活质量,又利于地区的经济建设,国内对农村污水处理技术开展了一系列的探索与实践,出现了厌氧沼气池处理技术、氧化塘处理技术等。厌氧沼气池处理技术会将绝大部分的有机物进行厌氧发酵,进而产生沼气,大部分有机物即被分解,从而实现净化的目的。沼气可以用于做饭,经过处理后的污水可以用于灌溉。但是厌氧沼气池处理技术受到温度的影响,在气温较高的地区较为适用。氧化塘处理技术可以适用高效藻类塘系统,采用氨氮去除率达到93%,采用磷的去除率为55%,污水处理效果都很好。
3 农村生活污水综合防治建议
3.1 健全农村环境保护方面的法律法规
农村的环境保护的工作要想落到实处离不法律法规的支持。我国涉及到农村环境保护的法律法规较少,能够将农村、农业以及资源的保护结合起到的法律法规更是少之又少。农村环境的保护法的确立,有利于明确相关机构的职责,同时对相关的管理体制进行明确。
3.2 加强对农村生活污水的管理
污水的治理工作的顺利开展离不开系统的规划,根据合理、整体的规划进行污水治理工作,避免废弃工程的出现。相应的政府部门应当对污水处理工程进行财政上的支持,加大资金投入,鼓励个人、企业和社会积极参与到污水处理的建设工作中。安排专门的管理人员负责污水处理系统和设备的日常保养和水质检测工作,加大对专业人才的培养力度。当下,村委会不愿意对污水处理的费用进行承担,国家对农村污水排放的收费政策以及污水处理的补偿政策还没有落实到位,因此,由村民自行承担污水处理的费用显然不合理,所以,应当尽快出台相关的政策,根据农村污水排放的实际情况进行奖罚。同时,在进行农村污水管理的过程中应当健全管理机制,从而确保农村污水的治理能够长久顺利的进行下去。
3.3 加强宣传,提高认知
调动相关部门的积极主动性,建设一支体制健全的管理队伍,加强农民对生活污水处理重要性的认知。建议环保部门增加主管农村环境保护的办公室,专门负责对农村的生活污水的处理工作,并制定较为完善的工作制度,对部门职责进行明确划定,加大环保在农村整体评价的比重,确保农村生活污水治理工作的顺利开展,同时,应当加强宣传,寻求适合本地区的管理方式,按照当地的实际情况制定合理的奖惩措施,鼓励农民积极参与到污水处理的工作中,切实提高农民的环保意识。
3.4 因地制宜的选择合适的处理途径
我国农村的分布广泛、分散,经济处于较为落后的状态,要因地制宜的选择合适的污水处理方法。对于经济较为落后的农村,收集生活污水存在很大的困难,一些地区的农村过于分散无法实现收集的目的,一些地区的农村分布过于集中,这就给管网的施工带来不便,需要投入的资金多,给农民和当地的政府带来很大的经济负担。农村地区生活污水来源简单,有机肥力好,但是由于使用不方便而大量使用无机肥,这就对水体造成污染。所以要发挥政策的引导性作用,对市场进行有效调节,鼓励农民使用处理后的生活污水进行灌溉。
对一些经济较为发达,村落集中地地区,应当加强对废水的收集,采用生态处理的方法对污水进行处理。一些农村可以利用自己有利的地形比如可以利用高低的地形加快微生物的分解,从而更好地对污水进行处理。
4 小结
总之,在今后的工作中应当加强对农村生活污水的处理,避免因生活污水的任意排放对农村地区的生态环境造成影响,确保农民的用水安全和身体健康,这是当下改善农村居民生活环境最迫切的任务,具有非常重要的现实意义。因地制宜的选择污水处理技术,健全管理制度,让广大农民成为最大受益者。
【参考文献】
近些年来人类环保意识的不断提高,国内外防污染标准要求也越来越严格。2006年国际海事组织通过生活污水新排放标准MEPC.159(55),于2010年1月1日强制执行,该排放标准相对于老标准严格一倍以上。2011年国家海事局出版的《内河船舶法定检验规则》和2013中国船级社出版的《绿色船舶规范》均要求船舶生活污水处理装置需满足IMO.MEPC.159(55)标准。随着环境工程技术的发展,各种污水处理技术和设备也在不断发展,处理方法多种多样,在各种船舶上均已得到了广泛的应用。本文结合调研资料及实船设计经验,着重介绍扬州市海洋环保设备有限公司的STU型船用生活污水处理装置的结构特点、性能。
1船舶生活污水排放规范和处理方法
1.1船舶生活污水的定义
船舶生活污水是下列各种水质:任何形式的马桶、小便池的排出物和其他废弃物;从医务室的面盆、洗澡盆和这些处所排除的污水;装有活的动物处所的排出物;混有上述排出物的其他废水。船舶生活污水不仅含有有机物和矿物质,而且还含有大量的细菌、寄生虫,有时还含有危害人体及水生物的病毒,如不经过任何处理而将其任意排放,就可能造成周围水域的污染。
1.2船舶生活污水的排放规范
为了防止船舶生活污水污染,内河船用生活污水处理装置主要是依据《内河船舶法定检验技术规则2011》、《船用生活污水处理系统技术条件》GB/T10833-1989和IMO.MEPC.159(55)决议附件《经修订的实施生活污水处理装置排出物标准和性能试验导则》,如下所示。
1.3船舶生活污水处理方法
目前,长江江苏段及内河船舶采用的生活污水处理方式主要有两种:收集贮存式和处理排放式,即在京杭运河等零排放水域将生活污水收集贮存,到港口再由垃圾站接收;航行非零排放水域如长江再由处理装置处理排放。
1.3.1收集贮存式
通过专设的粪便柜收集贮存含粪尿的厕所冲洗水,集中排放到岸上接收装置。其粪便柜内壁应涂敷环氧树脂或采用玻璃钢衬里,以防锈蚀。采用这种处理方式的装置,只需从各个厕所汇集粪尿的管路和配备足够容量的贮存柜即可,所以装置十分简单,造价低,但贮存柜的容量往往需要很大,特别是内河岸上这些接受装置还是配备不到位。同时当粪尿需要长期贮存时,还必须使用化学药品杀菌、消毒和除臭,增加药品费用。此外,因必须依靠岸上的接收处理而需支付处理费。这些缺点限制其应用,不宜推广,只有在内河零排放等特定水域使用。
1.3.2处理排放式
船用生活污水处理装置,是利用好氧性微生物为主的活性污泥对污水中的有机物进行氧化分解,使其变成无机物,然后进行大肠杆菌消毒处理,再排放。活性污泥对有机物具有很强的吸附能力和氧化分解能力。活性污泥所发酵产生的微生物,在有氧的条件下,能透过细菌的细胞壁将污水中的溶解性有机物吸收,固体和胶体的有机物先附在细菌体外,由细菌所分泌的外酶分解为溶解性物质再加以吸收。细菌通过其自身的生命活动——氧化、还原、合成等过程,将一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,同时放出能量,供细菌活动、生长、繁殖,而将另一部分有机质软化为生物体所必须的营养质,组成新的原生质,使细菌生长繁殖。采用此种处理方法,处理效果好,所需粪便柜体积小,比较简单可靠,已在船舶上广泛应用。但缺点是需连续使用,否则微生物就会死亡而失去处理能力,再生处理所需时间长。
2STU型船舶生活污水处理装置设计思路
2.1工艺流程
STU-6型生活污水处理装置(图1)日处理量:490L/d;排水水质满足IMO.MEPC.159(55)决议附件《经修订的实施生活污水处理装置排出物标准和性能试验导则》,适用于处理常规冲洗系统产生的生活污水(4-7人),该装置兼有活性污泥和生物膜法处理之特点,设有污泥、残渣回流再处理系统,污泥排放周期长;该装置由四个柜室组成,即粉碎氧化柜,曝气柜、沉淀柜、膜生化柜。粪便污水从粉碎柜入口进入处理装置,在粉碎柜内缺氧区污水发生水解酸化反应,草纸等难降解、大颗粒污染物被分解成小颗粒。污水通过溢流管进入接触氧化柜,接触氧化柜装有复合填料,好氧生物在其中大量繁殖,污水中部分有机污染物在填料中被微生物降解为二氧化碳和水。污水在一级接触氧化柜内被稀释、降解并停留一定的时间,随后进入沉淀柜。经沉淀后的“上清液”自动溢流流入膜反应柜,进一步氧化、分离小分子有机物,膜的高效截留作用,使活性污泥及微生物、未经充分生化的小分子污染物被膜丝及表面的生物膜截留在装置中继续进行生化反应,动态地延长了污水停留时间,实现了水力停留时间与污泥龄的完全分离,使得装置运行控制更加灵活稳定。经过膜件处理过的“清水”一般可以达到国际排放标准,但为了更可靠地保证排放水符合国际标准,“清水”被贮存在清水箱中等待下一步净化处理,贮存到一定量后由排放泵泵入精滤器中,对清水进行再次净化过滤,以降低出水有机物含量,最后再经紫外线消毒器杀死出水中可能漏网的大肠菌群,保证出水能够达标排放。如图2。
2.2设计优点
(1)本装置主要采用生物膜接触氧化工艺处理船舶生活污水,本装置粉碎柜也采用粉碎加曝气氧化工艺,且本装置污泥回流量相当少,主要是将膜柜底部污泥定期回流,如考虑一定的回流量,水力停留时间更长。另外,粉碎柜缺氧区也可以降解沉淀柜回流污泥,颗保证系统污泥残渣不会超量积累。(2)本装置未用氯药品杀菌,而是依据饮用水《紫外线消毒器》QB/T1172-99标准中参数选型表,同时饮用水大肠杆菌排放标准(1L水不超过3个)远远比船舶合格水排放标准(小于100个/mL)更严格。(3)采用了一种软性纤维填料,克服了一般采用活性污泥法或以硬性填料作为生物载体的生物膜法的处理装置的弊病。(4)在线反冲洗,本装置如图1配备了微型自吸泵和清水箱,该泵能在膜丝内外形成一定的压差,如果膜因污染堵塞,排水量下降,最终高位报警,此时启动自吸泵反清洗,可增加膜通量,延长膜的寿命。(5)该处理装置体积小,主尺寸为1200×600×1000(mm)、结构紧凑,设计为分体式,内河船舶均可通过吊进机舱后再组装。(6)该装置正常工作电源为24V,符合内河船用蓄电池要求,夜间船舶停泊断电可正常运行。装置重启速度快,无需周期性培菌驯化调试。
3结束语
现在随着内河运力的增加,国家对船舶防污染补贴力度加大,船用生活污水处理装置的研究与应用也是层出不穷,但从上述设计介绍可以看出,船用生活污水处理装置,因船上环境较为特殊,应力求处理过程稳定且效率高、缩小设备尺寸、降低重量、减少能耗、经济合理、操作管理简便等。只有达到生产效益与环保效益兼顾,才能使船用生活污水处理装置发挥应有的作用。
作者:杨杰 赵胤鹏 单位:扬州市地方海事局
中图分类号:TU992文献标识码:A
前言 :在全球经济快速发展的今天,环保问题,特别是城市污水处理已成为各国研究的热点。城市污水治理对改善城市水环境,保障城市经济发展起着关键的作用。随着城市污水排放量增加,环境基础设施建设又跟不上城市化发展速度,致使城市生活污水成为水污染的一个重要来源。因此,加强城市生活污水的污染治理及防治已成为现阶段城市环保工作的重大而紧迫的任务。
1城市生活污水概况
我国水体污染主要来自两方面,一是工业发展超标排放工业废水,二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏,大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染,城市生活污水有增无减,占水质污染的51%以上。
城市生活污水正成为水污染的最大“公害”之一。其防治直接关系到水体、水质的保护以及水资源的可持续利用,是我国水污染防治与环境保护的重点之一,而且对于改善城市环境质量与居民生存环境,促进社会的可持续发展具有十分重要的意义。
2 防治现状及特点
城市生活污水主要是指城市居民(含服务产业及其他企事业单位的成员)由于生活利用而产生的污水,主要包括:冲厕用水、生活洗涤用水、厨房污水等。这些生活用水耗量大、处理费用高、成分复杂,而且由于我国生活区、商业区、办公区混杂,餐饮洗浴业遍布,生活污水排泄与城市排渍共用下水道系统,居民楼、宾馆等生活污水预处理以小片为单位,没有统筹规划,经过预处理或未经处理直接由城市下水道进入江河,因此我国城市生活污水具有源多、面广、量大,杂、散、乱的特点。这是生活污染严重的原因,也给现阶段我国城市生活污水防治带来了困难。
现阶段对城市生活污水处理方面所采用的方法主要有污水集中处理与资源化利用。
2.1城市污水集中处理
《水污染防治法》第十九条规定城市污水应当进行集中处理。城市污水处理厂将居民生活污水集中后通过一定的处理工艺,将污水中高浓度的氮、磷等化学物质及部分细菌、病菌等不同程度减少或消除,达到水质进化的目的。处理后的污水直接进入自然水体或再生污水用来灌溉、清洁等。污水处理可以集中,也可分散,所谓集中,是在一个城市只建立一个污水处理厂和一套管网系统,集中治理全市的生活污水;分散是一个城市根据实际建几个污水处理厂与几套管网系统,也包括小型的单位和社区的污水处理装置及系统,达标后排入公用污水管道系统,或者在原地循环使用。
2.2资源化利用
城市生活污水具有水量大、水质较稳定、来源可靠、开发成本低的优点,是一种潜在的水资源,经过治理运用到工农业生产中去,可以创造经济效益与社会效益。资源再生是环保产业中的一个大的行业,污水资源化又是资源再生行业中的一个大行业。采取分质供水方式,可以对城市生活污水进行多层次处理综合利用。如直接用于或用化学方法净化提高水质类别档次,分离的固体物质经过提炼可成为肥料和饲料,用于园林绿化和家畜养殖;可以开放式的将处理过的污水还原到地面水体,间接再次作为水资源利用;也可以封闭式的将处理过的污水回用,作为工业冷却水、绿化、消防、市政杂用,洗车、建筑、农业灌溉、渔业用水。在这里,开放式还原利用如前一种城市污水集中处理方式,而后一种主要指以城市内部相对独立管辖范围和责任主体的一个城市功能区为单位,如居民区、学校、单位等,在单位内部进行污水再生处理,在原地和附近加以利用,即原生再处理,也称中水回用。一般采用小型污染治理装置或生物处理技术,如沼气池处理、生物膜治理技术等。
我国现阶段两种方式的运用都有,但似乎更注重建立大型的污水处理厂,其实两种方式的选择应结合实际,合理选用。而且,针对城市生活污水日益严峻的状况,应该采用多种手段与方式来进行防治。
3城市生活污水防治的原则
3.1统筹安排,合理规划
新《水法》第五条规定:县级以上人民政府应当加强水利基础设施建设,并将其纳入本级国民经济和社会发展计划。城市生活污水防治关系到水资源的可持续利用,是我国经济社会发展的战略问题。 因此各地政府要将生活污水的处理纳入水资源统一管理与调配,要制定城市排水与污水处理的发展规划,做到统一规划、远近结合、协调发展、按系统分期配套建设;在缺水地区城市积极推行净化污水再用设施建设。
3.2结合实际、因地制宜
城市生活污水处理方式的选择应遵循实事求是的原则。对一个城市来说,污水处理厂按照什么样的原则来建立,必须从实际情况出发,按照集中与分散结合的原则,该集中就集中,该分散就分散,因地制宜。如兴城更适宜建小、微型治污装置。因为从建设资金讲,微型的如地埋式处理装置不需要建地下管道,运营费少。另外,依据新《水法》第二十三条规定:“地方各级人民政府应当结合本地区水资源的实际情况,按照地表水与地下水统一调度开发、开源与节流相结合、节流优先和污水处理再利用的原则,合理组织开发、综合利用水资源”。生活污水的处理与防治也应该根据当地的水资源实际选择。
3.3水资源、环境容量有偿利用原则
水是最重要的资源,环境容量也是资源,是有价的,对其经济化有偿利用是必要的,因此要改变过去水资源无价、企业污染治理、居民无偿排污的观念,用“谁污染,谁付费”的原则代替“谁污染,谁治理”,使所有的环境污染外部性内在化。实现环境与资源的价值补偿,把资源的使用与污染破坏的经济价值反映出来,使之得到足额与超额而不是差额补偿,形成经济制约机制。这样可以节约水、又可以筹集排水管网维护资金。
4 城市生活污水防治的手段
4.1政府统一规划
《水污染防治法》第三条规定:国务院有关部门和地方各级人民政府,必须将水环境保护工作纳入计划,采取防治水污染的对策和措施。城市污水处理产业是构成社会化综合服务、水环境综合整治和保障体系的主体,涉及公众的切身利益,政府必须承担统一规划、建设和管理的职能,以提高设施的社会效益、环境效益和经济效益。
4.2实行科学管理
目前,我国大多数城市对生活污水的分散处理及资源化利用方面的经验与管理比较缺乏。应该在逐步推广的过程中探索科学的管理方法。对建立小型、微型污水厂或实行原地再生利用的小区、社区、单位,可以建立以社区管理为基础、与市场化管理机制相适应的办事机构,协调辖区内居民、单位与税收、供水、环保、治理技术部门等的关系,处理生活污水资源化管理中的规划、建设、治理工作;根据小区实际制定地方性法规体系提供保障;积极探索适合国情的先进管理方式,使城市污水处理厂单位在政府监管下按照建立现代企业制度的要求,完善法人治理结构,转换经营机制,建立高效的运行机制,摆脱现在事业单位和政府包干的模式,逐步走上产业化、市场化、专业化、社会化道路。
4.3运用多种经济手段
在城市生活污水防治中要运用价格、收费、税收等手段,发挥市场调节作用,引导居民节约用水,补偿污染治理费用。《水污染防治法》明确规定了对集中处理设施的有偿使用,1993年原国家物价局、财政部了《关于征收城市排水设施使用费的通知》,规定对企事业单位和个体经营者征收城市排水设施使用费,用于城市排水管网维护及污水集中处理设施的运行。然而存在征收标准低、征收不力,征收过程中欠费和漏收、污水处理费收入的管理不规范,截留、挪用等问题。所以政府应出台价格政策,合理确定收费标准,提高污水处理费征收率,逐步达到补偿合理成本并略有盈利水平;同时逐步开征资源税等,增强税收对节约资源和保护环境的宏观调控作用;强化城市污水处理费的征收管理,将之纳入各级财政预算外收入管理,专项用于城市污水处理设施和排水设施的建设、运行与维护。
4.4公众参与
新《水法》第八条第三款规定:单位和个人有节约用水的义务。《水污染防治法》第五条规定:一切单位和个人都有责任保护水环境,并有权对污染损害水环境的行为进行监督和检举。城市生活污水防治是水环境保护的重要一部分,需要公众的参与,发挥每个公民的作用。因此除了吸引社会融资,社区处理外,还应对公众进行宣传引导、水况公布、水价听证、污水原地再生利用教育、优惠收购再生水等,提高公众素质与节水意识,促使其发挥监督职能,参与污水防治。
4.5技术支持
新《水法》 第五十二条规定:城市人民政府应当因地制宜采取有效措施,推广节水型生活用水器具,降低城市供水管网漏失率,提高生活用水效率;加强城市污水集中处理,鼓励使用再生水,提高污水再生利用率。 所以也需要开发、运用高新科技成果,运用环保型、节水型、防污型家用清洁化工产品;采用新技术使引入郊区、农村和园林绿化灌溉的污水无害化,研究新的净化处理技术,降低治污成本,加强生活污水生物处理和沼化综合处理研究与应用。与之相配套应建立良好的信息机制、中介机构等支撑服务系统,使技术具有可得性与交流性、创新性,进而使城市生活污水处理企业提高效益,走向产业化。
我相信未来21世纪,人类对城市污水治理技术将会愈来愈多样化,也愈来愈经济和先进。
参考文献:
[1] 邹家华主编.《关于检查实施情况的报告》《环境保护》,2006年第1期;
中图分类号:X752文献标识码: A
1 煤矿生活污水的特点及产生原因
煤矿生活污水主要来自煤矿工业广场浴室排水、办公室、单身宿舍和食堂排水,以及居住区和医院排水等,其水质与城市生活污水相比,具有BOD浓度较低和排水相对集中的特点。一般情况下,煤矿生活污水BOD5在100~200mg/L左右,但是,有的煤矿生活污水BOD5达到60mg/L,甚至更低。造成这种现象的原因有两点:①煤矿生活污水中,浴室排水量很大,而且用水非常集中;②少数煤矿由于管理不善,使部分井下排水混入生活污水管网。当生活污水BOD浓度比较低时,活性污泥中微生物细胞生长繁殖所需的营养物质不足,会降低生活污水处理效果,一般情况下,BOD5不宜低于100mg/L。针对以上情况,对于新建矿井,应在排水系统设计时采取措施,杜绝井下排水进入生活污水系统的可能性,浴室排水尽可能单独处理回用。对于老矿井,也应加强管理,或对现有系统进行改造,做到分系统排水,分别处理。
根据我国现有煤矿生产结构情况,一般情况下一个煤矿单独建设一个小型污水处理站,日处理能力为几百至几千立方米。煤矿污水处理原则上应选用处理效果稳定、产泥量少、节能和操作运行管理方便的处理方法,生活污水处理方法有很多,如传统活性污泥法、生物接触氧化法等。本文主要介绍SBR法,并以某煤矿附属污水处理厂为例,说明了SBR法在煤矿污水处理厂的应用情况,结果表明,污水净化效果较好。
2 SBR工艺及其特点
SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencing BatchReactor Activated Sludge Process)的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同, BR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳定生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。其主要特征是在运行上的有序和间歇作,SBR技术的核心是SBR反应池,采用可变容积,强调有机物的去除效率和脱氮除磷的要求,并且具有独特的模块化设计,因此广泛应用于城市小区污水处理。其工艺特点是:①出水质量高,池内厌氧、好氧处于交替状态,净化效果好;②对冲击负荷的适应性强,池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击;③活性污泥性能好,剩余污泥处理简便;④操作管理及维修简单;⑤工艺流程简单、布置紧凑,投资和占地面积少;⑥能耗低。
3 SBR法应用于煤矿生活污水处理的工程实践
3.1污水处理工艺思路
以某煤矿为例,生活污水排放量平均在300~500m3/d,平均流量在8~20m3/h,最大流量为25m3/h,考虑到生活污水量较小,确定污水厂设计处理量为500m3/d,采用先进的SBR污水处理工艺,对生活污水进行处理后达标排放。经过近半年的运行,该系统具有运行费用低、处理效果好、自动化操作、维修简便、占地面积小等优点,且可确保全部生活废水实现达标排放。
3.2 处理系统流程
污水处理系统流程图见图1。
图1生活污水处理工艺流程图
污水处理系统说明:
1)格栅井。建在调节池内的7.0m×0.65m×2.2m格栅井1座,GS-100型提篮格栅2套,用来截留粗大的杂物,以免影响泵的运行并减轻后续处理设施的负荷,使之运行正常。
2)调节池。SBR 法一般不需要设置调节池,但考虑本工程生活污水排放的不均衡性,及生活污水需提升进入SBR反应池的实际情况,本工程设置调节池用来调节原水水质、水量,以保证后续处理设施的正常运行。调节池为全地下式钢砼结构,设计容量为400m3,尺寸为6.m×10.45m×3.5m,水力停留时间≥8h;3台提升泵(Q=50m3/h,H=8m,N=2.2kW),2台正常工作,1台作为备用。
3)SBR反应池。SBR反应池是本工程的核心处理设施,采用全地下式碳钢防腐结构,反应池共设2个,每个反应池尺寸为11m×3m×3m,有效容积为99m3;工艺处理每个周期为5.1h,其中进水1.1h、曝气2h、沉淀1h、滗水1h;污泥负荷0.27kgBOD5/1kmLSS.d,污泥质量浓度2000mg/L,溶氧效率12%,汽水比15∶1,气量5.2m3/min。
4)消毒池。83m3的全地下式钢砼结构接触消毒池1座,尺寸为6.9m×3.45m×3.5m,水力停留时间为1h。
5)污泥池。17m3的全地下式钢砼结构污泥池1座;2台不锈钢污泥提升泵(Q=7m3/h、H>15m、N=1.5kW)。
6)YSH―21型一体化生化设备2套。
7)4.2m×3.6m×3.2m型电器控制室1个,其中有RM-1型号电器控制柜1台;RM-2型号自动控制柜1台。
8)4.2m×3.6m×3.2m型消毒间1个,其中消毒设备1台,高速过滤器(ZWSL-20、d1800 mm×3200 mm1台,活性炭吸附装置(D=0.6m、H=1.4m)1台。
9)4.2m×3.9m×3.2m型风机房1个,其内有鼓风机(Q=2.6m3/min、P=39.2kPa、N=5.5kW)3台,2用1备。
3.3 系统工作原理
污水进入格栅调节池,废纸、果皮、塑料制品等较大的悬浮物在此被截留后进入水解酸化调节池,在缺氧状态下,不溶的复杂大分子有机物在水解菌及酸化菌的作用下分解为可溶的小分子有机物,污水在调节池内调节水质和水量。调节池的污水经泵提升进入SBR池, 通过曝气系统向池内供氧,此时有机污染物被微生物氧化分解。在经过微生物降解后停止曝气,微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。反应池也逐渐由好氧状态向缺氧状态转化,开始反硝化反应。污泥逐渐沉到池底,上层水变清。当沉淀结束后,置于反应池末端的滗水器开始工作,自上而下平稳地排出上清液。排出上清液后进入闲置阶段,滗水器随着水量的变化开始上升到原始的位置。为了保持适当的污泥浓度,系统根据产生的污泥量排除相应的剩余污泥。通过这样反复的周期循环来完成废水的连续处理过程。
4 处理效果
系统设计进水BOD5为100~150mg/L,SS为150~200mg/L,调试完成后,系统运行稳定,SBR反应池出水各项指标均达到GB8978-965污水综合排放标准6中一级排放标准要求,处理效果较好,对BOD、SS的去除率分别为92%、90%。SBR反应池出水再经过滤、消毒处理后,水质满足中水回用水质标准要求。
5 结语
1)与其它生化处理方法相比,SBR法具有生化处理的一般优点。
2)SBR法适用于煤矿生活污水处理。
3)应用SBR法处理煤矿生活污水,可以节约工程基建投资, 降低处理费用, 同时易于实现自动控制,方便维护管理。
参考文献:
[1] 秦建.SBR对于城市生活污水处理试验研究[J].轻工科技,2013(11).