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村鎮生活污水常用處理工藝簡介與對比

發布時間:2019-06-29 09:21人氣:

村鎮生活污水的無序排放是村鎮水環境污染的原因之一,是造成黑臭水體的重要因素,村鎮生活污水的治理十分緊迫。分析了村鎮生活污水的主要特點和經處理后的排放要求,介紹了5種村鎮生活污水常用處理工藝的特點,并針對適用范圍和優缺點進行橫向對比。為村鎮生活污水處理工藝選擇提供參考。

 

由于村鎮人口數量眾多,而且基礎建設落后,村鎮幾乎沒有任何生活污水收集系統和處理措施,生活污水往往沒有任何形式的處理,直接排放到水體中,成為村鎮水環境污染的重要原因之一。未經處理的生活污水排入河道后會造成水體富營養化,當排入水體的污染物超過河道自凈能力后,過度消耗水中的溶解氧,導致河道忠的水生動植物因缺氧而死亡,生態系統被徹底破壞,最后變為黑臭水體,嚴重影響了周邊的環境和居民的身體健康。因此村鎮生活污水的處理現在看來十分必要。

 

1村鎮生活污水的主要特點

 

我國村鎮設施建設嚴重不足,幾乎沒有建設任何污水收集和處理設施,村鎮日常生活和工業生產產生的生活污水和工業廢水,基本是未經任何處理直排進入周邊的河道,溝渠和水塘等水體[1]。

 

村鎮生活污水的來源較多,主要包括人的糞尿、廚房廢水、清潔洗滌和洗浴廢水等,此外還有部分畜禽養殖廢水。村鎮生活污水具有以下特點:排放點十分分散;污染區域大;污水排放時間比較集中,一般集中在早中晚;污水水質、水量不均勻一般高峰流量為時平均流量的2~8倍。

 

村鎮生活污水主要污染物包括碳水化合物、蛋白質、氨基酸、脂肪等有機物,一般不含有毒物質。水質具有氨氮含量高,可生化性強,含重金屬等有毒有害物質較少等特點。

 

2村鎮生活污水處理設施出水標準

 

目前,村鎮生活污水處理設施的排放標準在國家層面尚沒有統一規定,大部分地區已建的村鎮污水處理設施一般參考執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)中一級B水質指標的要求。

 

部分地區制定有地方排放標準,例如廣州地區鼓勵村鎮污水處理設施的出水水質指標達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)一級A的要求;四川地區自2017年1月1日要求岷江、沱江流域內城鎮污水處理廠出水達到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標準》(DB51/1311-2016)。

 

表1村鎮生活污水出水水質指標(mg/L)

 

 

注:表格中NH3-N指標中括號內數值為水溫不大于12℃時的控制指標,括號外數值為水溫大于12℃時的控制指標。

 

3村鎮生活污水常用處理工藝

 

村鎮缺乏專業技術人員,運行管理能力薄弱,因此生活污水處理工藝必須遵循“投資低、成本低、管理方便、效率高”的原則,盡量做到無人值守。近年來,隨著村鎮生活污水的治理越來越受到人們的重視,國內在村鎮生活污水處理等方面積累了一定的經驗,涌現了一批較為成熟的處理工藝。

 

目前國內已建村鎮生活污水處理工程常用工藝主要有以下5種工藝:AO→人工濕地工藝、改良A2/O→人工濕地工藝、厭氧濾池→氧化塘→生態溝渠工藝、凈化槽工藝和MBR(膜生物反應器)工藝。下面對上述工藝分別進行介紹,并對比其優缺點和適用范圍。

 

3.1 A/O→人工濕地工藝

 

A/O→人工濕地工藝是在常規A/O工藝作為生化處理去除有機物的基礎上,其后增加人工濕地處理工藝進行深度處理。A/O工藝由缺氧和好氧兩部分反應組成。污水、回流污泥同時進入缺氧池,同時好氧池內已經充分反應的一部分硝化液回流至缺氧池,缺氧池內的反硝化細菌在缺氧狀態下利用污水中的有機物作為碳源,將回流的硝化液中硝態氮還原為氮氣釋放出來,達到脫氮的目的。之后混合液進入好氧池,完成有機物的氧化、氨化和硝化反應。

 

人工濕地系統是指由人為因素形成的濕地。人工濕地的處理原理是在特定的填料(如礫石、砂石等)上種存活率高、去污能力強的特定的植物(如美人蕉、蒲草、蘆葦等),形成“填料—微生物—植物”的復合生態系統,當污水流過填料時,經沙石、土壤過濾,以及濾料和植物根際附著的多種微生物共同作用,去除水中的污染物。

 

該工藝對于廠區地勢有一定要求,要求收納水體的水位較低,人工濕地處理后的污水能夠自流出水,處理規模不宜超過200m3/d。

 

工藝流程如下:

 

 

圖1A/O→人工濕地工藝流程圖

 

3.2改良A2/O→人工濕地工藝

 

改良A2/O→人工濕地處理工藝是在改良A2/O脫氮除磷工藝基礎上增加人工濕地系統作為深度處理一種工藝。改良A2/O工藝是在常規A2/O法基礎上改進而成,在常規A2/O法的厭氧區前增加一個預缺氧區,來自二沉池的回流污泥首先進入預缺氧區,與大約20%的原污水混合,可以進一步消除回流污泥中的溶解氧,減少厭氧區的不利影響,提高P的出去效率;同時,改良A2/O工藝保留混合液的內回流,好氧區的混合應回流至缺氧池在反硝化細菌作用下,硝態氮還原成氮氣,保證了脫氮效果。此工藝可以根據進水水質調整各池的水力停留時間,達到脫氮除磷的的效果,該工藝具有工藝成熟、系統抗沖擊性強,能耗低、運行成本低、出水水質穩定的特點。改良A2/O工藝出水能夠達到一級B標準,在經過人工濕地的深度處理指標可以達到一級A標準。適用于處理要求較高,處理規模較大,四季氣候變化大的村莊。

 

工藝流程如下圖:

 

 

圖2改良A2/O→人工濕地工藝流程圖

 

3.3厭氧濾池→氧化塘→生態溝渠工藝

 

生活污水首先經過厭氧濾池,大部分有機物被厭氧濾池濾料截流,在厭氧條件下進行發酵,被分解成穩定的雜質沉淀;污水經厭氧濾池處理后進入氧化塘,有機物在氧化塘內被氧化分解;氧化塘出水進入生態溝渠,生態溝渠利用溝渠內生長的水生植物,進一步吸收氮磷,削減有機物含量。

 

該工藝采用生物處理、生態工藝相結合的技術,可利用依據地勢而建,使污水自流經過各個處理工序,動力消耗極小。厭氧濾池可在現狀沼氣池基礎上改建,在沼氣池內投加供微生物生長附著的填料,氧化塘可利用現狀的魚塘改建,生態溝渠可利用現狀的排水溝渠或者灌溉溝渠改建。生態溝渠中種植一些污能力強的特定的植物(如美人蕉、蒲草、蘆葦等)提高處理能力。

 

適用范圍:該工藝適用于現場有池塘或者溝渠的村鎮,處理規模一般不能超過200m3/d。

 

工藝流程如下:

 

 

圖3厭氧濾池→氧化塘→生態溝渠工藝流程圖

 

3.4凈化槽工藝

 

凈化槽是一種人工強化生物處理的小型生活污水處理裝置,主要用于分散生活污水的就地處理。該技術起源于日本,具備使用壽命長、維護簡單、運營費用低等顯著特點。凈化槽組合了物理、化學和生物處理技術,通過化學絮凝反應、物理沉淀和微生物分解來削減污水中污染物的量[3]。污水經凈化槽處理后其出水水質指標可滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準的要求。該工藝適用于規模較小且處理要求一般的村莊,處理規模不宜超過150m3/d。

 

 

圖4凈化槽工藝流程圖

 

3.5 MBR(膜生物反應器)工藝

 

MBR(膜生物反應器)是將膜分離技術與生物處理技術結合產生的新型污水處理工藝。該工藝利用膜組件取代傳統活性污泥法的二沉池,提高了固液分離效率,膜的截留作用使曝氣池能夠維持較高的活性污泥濃度以及富集一些特效菌(特別是優勢菌群),從而提高了生化反應速率,同時反應器對進水負荷(水質及水量)的各種變化具有很好的適應性,耐沖擊負荷能力較強。該工藝出水水質標準高并且穩定,容積負荷高占地較小,剩余污泥產量少等優點,但該工藝運行維護較復雜,維護成本高。

 

污水通過該工藝處理后的出水的基本可達到《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB/T 18920-2002)的標準的要求。該工藝適用于出水水質要求較高或者有回用需求的村鎮,處理規模不宜超過500m3/d。

 

3.6工藝對比

 

以上不同工藝的各有不同的適用范圍以及優缺點,具體見下表:

 

表2不同工藝適用范圍及各自優點對比表

 

 

4結語

 

近年來,隨著村鎮水環境的不斷惡化,村鎮生活污水處理越來越受到重視。我國村鎮數量眾多,每個地區特點迥然不同,村鎮生活污水處理工藝不能一概而論,需要因地制宜,根據每個地區的實際情況選用適應本地、工藝成熟、運行成本低、操作維護簡便,出水水質能達到排放要求的工藝。

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