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中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)06-0003-01
随着我国居民生活水平的不断提高,市政污水处理厂数量不断增加,每天产生大量的污泥。如果污泥没有经过妥善的处置,不仅仅会对环境造成严重的二次污染,还会威胁到人类的身体健康。因此,污水处理厂的污泥必须经过妥善的无害化处理,才可能避免对环境的二次污染[1]。
污泥是污水处理厂进行污水处理后产生的副产物,其成分非常复杂,含有大量的氮磷等营养元素、有机质以及重金属物质。如果不经过处理直接排放到大自然中,不只是污染环境,浪费了大量的营养物质。可是进过合适的处理后,我们能够变废为宝,将有毒物质提炼出去以后,能够得到许多有用物质,进行二次利用[2]。
1 污水处理厂污泥处置现状的评价分析
1.1 重污水处理、轻污泥处置
市政污水处理厂普遍存在“重水轻泥”的现象,部分污水处理厂没有把污泥的处理作为其工作的必要组成部分,通常是没有在污水处理厂建成的同时,就设立污泥处理系统,都是后期安装的,且对于污泥处理不够完善,导致污泥处理率低下,所产生的大量污泥没有进行妥善的处置,因此成为污水处理厂中最为薄弱的环节,严重影响了污水处理行业的健康发展。
1.2 污泥处理技术设备落后
目前,市政污泥处理厂所应用的处理工艺,主要包括:污泥浓缩、稳定、脱水以及最终处置等主要过程。其中有些污泥处理技术已经被发达国家所弃用。另外,某些污泥处理技术并不符合我国污泥的特性,对所应用的污泥处理技术根本没有采取相应的调查研究。同时污泥处理设备也相对落后,没有形成一个统一的标准,存在性能差、效率低、能耗高和设备不够专业等问题,亟待我国污泥处理技术的提高和发展[3]。
1.3 污泥处理管理水平低
据调查,部分已建成的污泥处理设施不能完全正常运行。除了是由专业技术水平低导致外,还有管理水平低等原因。部分污水处理厂的操作人员没有专业的管理和实践经验,难以有效地组织工作。缺乏相应专业技术人员,各部分工作和专业不配套,使部分污水处理厂的污泥处理系统无法达到预期效果。
2 市政污水处理厂污泥处置优化策略
2.1 卫生填埋
该方法具有使用普遍、操作简单、处理成本低等特点,把经过脱水处理的污泥直接运送到填埋场进行卫生填埋。但是,从处理过程中发现,把经过脱水处理的污泥直接进行卫生填埋,会产生严重的土地资源浪费,长此以往必然导致填埋成本增加。
2.2 土地利用
通过在农作物当中添加有机肥可以改善土壤,有效提升土壤当中微生物的活性,从而提高化肥的利用率,并进一步提高农作物的产量。但这种有机物也有其弊端,即其养分量较低,需要施用的量很大,且其释放肥效的时间较长,所以不能充分满足农作物的营养需求,只能与无机肥料共同施用来为农作物提供营养。因此,有机无机复合肥是最佳的肥料。现阶段,农用污泥主要采取堆肥技术,其具备卫生条件好及发酵周期短等特点,广泛应用于土地利用污泥方面。
2.3 建材制作
在污泥当中存在大量的无机质,将其加以处理后能够作为建材原料,例如:砖、水泥、纤维板等。处理方法主要有两种:污泥焚烧及干化污泥工艺。其中干化污泥的方法要保证合理的污泥成分,使其成分与建材所需成分相近[4]。
2.4 焚烧
研究得知,每千克干污泥具备8MJ~15MJ的热值,因此,在焚烧污泥前,要先进行干化或半干化,引燃时在其中加入合适的辅助燃料再使其自燃。采用这种方法处理污泥可以将有机物完全碳化并彻底杀死病原体,降低污泥体积,进而彻底处理污泥。
3 结语
终上所述,城镇污水处理厂的污泥处置与我国的环境息息相关,有效加强污泥处置具有重要意义,只有进一步管理好、落实好污泥处置工作,才能有效提高环境质量。因此,应充分结合各地的实际情况,采取有效的污泥处置方法,成立不同的污泥处置项目,将污泥废弃物进行有效管理,进而保证污水处理工作的可持续发展。
参考文献
[1]王易安.城镇污水处理厂污泥处置探析[J].科技创业家,2013(4).
1.1污水处理系统过程控制的目标以及优势。通过构建市政生活污水处理系统,主要具有以下几方面目标:第一,确保污水处理系统的出水水质达到质量标准;第二,市政生活污水处理系统的耐冲击性以及抗干扰性比较强,能够抵抗各种污水外在因素的干扰和影响;第三,必须确保市政生活污水处理系统各个单元具有良好的处理性能,才能在降解有机物生物时,真正达到生物脱氮除磷的目的;第四,必须确保污水处理系统的运行费用较低,才能全面普及应用。市政生活污水处理系统和普通的人工操作污水处理系统相比,其主要具有这样几点显著优势:第一,能够缩减污水处理的成本费用,扩大经济效益;第二,在污水处理厂进行升级改造的过程中,能够节约大量的成本费用;第三,污水处理系统具有更好的性能;第四,在市政生活污水处理系统的过程控制中,能够全面优化控制细节,提高污水处理系统处理负荷;第五,市政生活污水处理系统在处理完成污水之后,能够确保水质出水达标。因此,必须加强对市政生活污水处理系统的过程控制,减少外部因素的影响和干扰,才能提高污水处理系统的运行性能、节约运营成本费用,使市政生活污水处理系统更加高效、稳定地运行下去。1.2污水处理系统过程控制的变量分析。在调节污水处理系统的过程控制时,其中主要存在以下几种过程控制的可调节变量:1)水力调控的变量。在市政生活污水处理系统的运行过程中,水力流态发生变化,很容易造成严重的生化反应。当水力调控变量的状态出现变化,水体流速、浓缩状态、流量变化速率都将导致水力滞留时间出现较大的变化。具体而言,水力调控的变量主要为污泥量、回流量、流速变量、水位、控制流量以及外回流量等等几大重要组成部分。2)空气以及氧气供应量。在市政生活污水处理系统中,DO作为至关重要的变量,DO浓度出现变化后,将会严重影响系统内部的微生物细菌群。为了降低系统的运营成本费用,减少能量损耗,可以适当地把DO浓度降低,这样才能提高污水处理系统的运营性能。如果DO的浓度过低,将导致微生物大量寄生,而且会降低污泥的沉降性能,导致絮体大量产生。3)各种化学药剂和碳源的投放总量。在市政生活污水处理系统中投放化学药剂,能够消除其中的无机元素,避免污泥絮体形成以及沉淀反应产生。但是如果没有合理地投放化学药剂,将会导致污水处理系统的处理负荷大大降低,甚至导致污泥脱水性能逐渐降低,防止沉降性能也将显著降低。在污水处理中投放大量的碳源,能够使污水处理系统更好地进行反硝化,使碳氧比例保持在合适的范围。如果碳源的比例过低,将会导致反硝化过程非常困难,不利于系统脱氧正常进行。如果碳源的比例过多,将会导致药剂投加费用成本大大提升,污水处理系统的负荷也将扩大,所以必须确定合适的碳源投加量。4)进水预处理变量。在市政生活污水处理系统运行中,需要对进水预处理变量过程进行严格管理,只有进行科学、合理的进水预处理,才能防止外部因素产生干扰,能够使处理负荷大大降低。
2市政生活污水处理系统中比较常用的过程控制策略
在市政生活污水处理系统中采用的控制过程比较简单,而且能够反馈机理。其中被控制的系统主要包含了曝气机、污泥回流泵、混合液回流泵、化学药剂添加等系统,这些系统很容易受到进水水量以及水质变化等外在因素的影响和干扰,而且当内部回流量以及曝气量发生变化之后,也会产生极大的影响。在市政生活污水处理系统中,主要利用在线传感器和控制系统来获取相应的变量信息,然后做好模拟分析,从而确保污水处理系统的正常运行。当前,在市政污水处理系统的过程控制中,主要采用这样几种控制策略。2.1溶解氧控制措施这种控制方法主要把曝气单元中的DO浓度来作为变量,然后控制DO浓度的变化。但是控制DO浓度只是一部分东西,必须按照设定值有效调节空气变量,才能更好地控制DO浓度。通过利用系统控制器,能够有效对比DO浓度测量值以及设定值,从中发现两者间的差异,通过进行准确的计算,能够把DO需要的曝气量清楚地计算出来,主控制器能够自动调节水体质量的变化。2.2回流污泥控制措施其主要基于二沉池中污泥层活性和含量,从而有效控制系统的回流污泥总量。并且能够控制剩余污泥排放量、各个阶段的进水量以及回流污泥量,从而更好的控制系统污泥总量。如果在污水中存在较多的污泥,就会滋生许多微生物,微生物生长速度也会大大加快,所以必须严格控制剩余污泥排放量,防止微生物大量生长。2.3化学药剂投放的控制措施在市政生活污水处理系统中投放化学药剂,能够进行脱氮除磷处理,这种污水处理方式能够在瞬间发挥作用,避免外界干扰带来不利影响,从而使污水处理系统的过程控制更加方便、快捷。通过投放化学药剂来进行污水处理,其中主要包含了流量比投加控制以及反馈控制两种方式,必须根据污水成分、水量和其他干扰因素选择应用合适的方式。
3市政生活污水处理系统过程控制的难点和注意事项
在市政生活污水处理系统的过程控制中,必须通过各个单元进行协作,才能达到良好的处理效果,在控制过程时,必须充分考虑几者之间的协调性,不能使它们独立出来,采用全套控制工艺。在污水处理系统的控制中,必须消除外界干扰因素,避免有害物质产生不利影响。必须合理调节污泥回流量,注意解决反硝化污水厂兼氧区以及溶解氧等问题,严格控制DO浓度、上清液回流量。合理设置排水管网,才能降低污水的排放量,由于污水的水质存在较大的差异,所以需要侧重不同的去除能力,才能达到弹性调节的目的。
4结语
在市政生活污水处理系统的控制过程中,必须根据实际情况进行科学、合理的设计,采用合适的方式来控制污水处理过程,才能确保污水处理厂能够高效、稳定运行,提高市政生活污水处理质量,促进我国环保型城市建设发展,满足现代化新型城市建设发展要求。
参考文献:
市政污水的处理工艺是影响环境的重要因素,如市政污水得不到有效的处理,将可能造成细菌大量繁殖以及疾病迅速传播等问题[1]。因此,为了改善城市当中的水环境,加快经济发展,则应重视污水的处理工作,并对处理过的市政污水进行有效回用,以节约水资源,平衡生态环境。本文分析了处理市政污水的相关工艺以及回用污水的技术,以便为市政污水得到有效利用而提供参考。
1 市政污水处理工艺分析
1.1 AAO污水处理工艺分析
在处理市政污水时,AAO处理工艺是一种常用的手段,AAO处理工艺是指好痒与缺氧以及厌氧的污水处理方法。在对污水进行二级处理时,通常会运用到AAO处理工艺,该工艺的优点为脱氮效果以及除磷效果良好,对于生活污水的处理可以发挥重要作用[2]。根据具体处理方法,可以将AAO工艺分解为好氧段、缺氧段以及厌氧段,不同的分段具有不同的功能。厌氧段的功能为将沉淀过的污水连同含磷污泥排入到处理池当中,并采用聚磷菌对污水当中的部分有机物以及脂肪酸进行吸收;缺氧段的功能为利用硝酸盐来对污水进行脱氮处理;而好氧段的功能为实现污水的硝化以及除磷效果。AAO处理工艺是一种发展较早的污水处理技术,目前已经变得相对成熟。
1.2 UNITANK污水处理工艺分析
在对S B R污水处理工艺进行完善之后,UNITANK污水处理方法得以出现,该方法也被称为活替污泥处理法。采用以上工艺处理市政污水时,需要运用到三个不同的矩形污水处理池;具体处理工艺如下。使三个污水处理池具有独立供氧设施,并同时采用池底通道或者是在墙上开洞的方法连通三个处理池;曝气池为中间的污水处理池,曝气功能与沉淀功能由外部的两个污水处理池承担;每个处理池都有独立的出水与排放污泥装置。当开始处理市政污水时,三池可以实现交互处理,因此有效保证了稳定连续排水以及进水[3]。以上处理工艺的优点是可以对污水反应时间进行有效控制,从而保证了高效处理市政污水当中存在的有机物,同时也确保了除磷以及脱氮工作的彻底性以及有效性。此外,由于该处理工艺是采用相互交替的方法对污水进行处理,因此可以在处理的过程当中采用多样化的措施,保证了不同污水得到有效具体的处理,方便于改善污水处理的稳定性。另一方面,如采用以上方法对市政污水进行处理,则需要投入较高的成本;所以在处理市政污水时,可以根据市政财力情况,决定是否采用UNITANK污水处理工艺。
1.3 AB污水处理工艺分析
就目前的发展情况来看,我国在处理市政污水时,普遍运用到了AB污水处理工艺;AB污水处理工艺指的是生物吸附降解工艺。该工艺的具体实现方法如下:对污水处理池当中的曝气池进行划分,使之成为两段,即低负荷段以及高负荷段;在低负荷段以及高负荷段当中分别设置能够保持单独运行的污水回流系统以及污泥沉淀系统[4]。高负荷段即为处理工艺当中的A段,而低负荷段即为B段;A段的作用主要为吸附污水当中的有机物,同时分化有机物,使之得以降解,采用该工艺可以有效降低出水负荷,保证了污水处理的稳定性。在运用该工艺对市政污水进行处理的过程中,需要控制好A段工作状态,以免在处理的过程中产生硫化氢等有害气体,对空气造成污染。
2 市政污水的回用技术分析
2.1工业回用技术分析
如工业性质不同,则对于污水回用的水质要求也不相同,为了保证工业产业工人的身体健康免遭污水的损害,则在通常情况下需要对市政污水当中所存在的污染性有机物质进行消毒处理,或者是按照国家二级标准进行相应地处理。在工业生产当中,回用水常通被作为冷却用水,所以应保证回用水当中不存在腐蚀性物质,或者是氨,以免破坏冷却装置[5]。另外,对于回用水,应采用硝化处理的方法,保证二级处理之后的水质可以达到相关标准。从当前的发展状况来看,脱盐技术为主要的污水回用处理技术,该方法运用了膜装置,可以保证回用水质达到工业用水标准。在脱盐技术当中,被运用最广的是二级出水反渗透技术以及超滤、微滤处理技术。总而言之,对于工业生产当中所使用的回用水,应结合不同工业对于水质的具体要求,选择相对应的回用处理工艺。
2.2接触限制回用技术分析
接触性回用以及限制性回用是市政污水回用的一个重要方面,此类回用方式是一种标准较高的回用方式。在一般情况下,应以是否对公众健康造成威胁作为判断回用水质能否达到标准的依据。在处理接触性以及限制性回用水时,二级处理的方法已经得到了广泛应用。二级处理的方法能够对市政污水当中的有毒物质进行有效控制,保证有毒物质含量低于国家控制标准;另外,二级处理提高了回用效率,无需进行配水处理即可将处理过的市政污水投入使用。应注意在处理回用水时,做好消毒工作,并告知作业人员在操作的过程中做好防护。在回用污水时,应注意控制好填埋污泥的工作,以免造成水环境受到污染。
3 结束语
处理市政污水的工作关系到城市生态环境的有效构建,保证市政污水得到有效处理是确保市民生活质量提高的重要基础。所以,应重视研究处理市政污水的工艺,在实践工作中不断总结污水处理经验,以便完善相关处理工艺。另外,还应重视污水回用技术的研究,保证市政污水可以得到有效回用。
参考文献
[1] 陆天友,吴江,雷文俊,饶正凯.贵州省城镇污水处理“十二・五”建设规划探析[J].贵州大学学报(自然科学版), 2011,13(12):674-675
[2] 韩帅,王庆吉,古,夏福军.涡凹气浮与溶气泵气浮处理含聚污水的对比[J].油气田地面工程,2012,25(12):801-802
中图分类号:[TU992.3 文献标识码:A 文章编号:
随着经济的高速发展,人口增长及城市化生活方式加快,生活与工业废水中的污泥量逐年提高,污染物质也大幅增加。因此对污泥进行无害化处理势在必行。
一、我国市政污泥处理的现状
污泥处理处置的目的是稳定化、减量化、无害化与资源化。我国市政目前对污泥的处置出路有: 污泥农用、污泥填埋、污泥焚烧、污泥海洋处置等等。
1、污泥填埋。污泥填埋是现今在欧洲各国使用最多、运行管理最成熟的处置方法。在将来的发展中填埋仍然是污泥处置中不可避免的方法。鉴于污泥填埋需要占用大量的土地,因而其应用受到越来越多的限制。但当污泥没有资源化途径而必须从物质循环中排出时,填埋是目前唯一的、不可替代的最终处置途径。
与其它污泥处置方案相比,污泥的填埋处置具有投资低、运行成本低、管理操作方便等诸多优点,这也是污泥填埋处置是目前国内外采用最广泛的原因。但是污泥填埋处置的不足之处在于占地面积较大,处置场地使用年限短,因此受到用地紧张的限制。
2、污泥农用。污泥中富含营养物质,如果污泥符合农用条例的要求,应用于农业、园艺业和林业,由此回到自然界的物质循环,可使污泥最终剩余物问题得到真正解决。目前,污泥的农用主要有污泥堆肥、污泥填土等。但是,污泥的农田利用同时也存在一些不利因素: ①污泥中可能含有病原菌和重金属等有毒有害物质; ②需要的农用土地面积较大; ③因气候的影响,以及要与作物播种及收获期相协调,致使污泥的运输及施工计划复杂,费用将增加; ④污泥的肥效无法与化肥竞争,存在销路市场问题。⑤施用污泥种植出来的产品,消费者在心理上不容易接受。
3、污泥焚烧。污泥焚烧可以摧毁一切有机物质,杀死所有的病原体,最大限度地减少污泥达到污泥减量化。当污泥的燃烧热值高,或者污泥有毒物质的含量高,城市的卫生要求也高时,就用于焚烧。但是,污泥焚烧也有以下缺点: ①污泥焚烧的投资及运行费用是污泥处置方法中最为昂贵的,使得其应用受到一定的限制; ②由于污泥的热值不是很高,且污水厂污泥处理量不大,一般难以利用焚烧余热进行发电; ③焚烧产生的烟气问题需要配置昂贵的处理设备才能达到有关的排放标准,而二恶英污染的问题至今尚难以解决。
4、污泥海洋处置。污泥的海洋处置具有投资小的优点,这是英国、爱尔兰、西班牙等沿海国家九十年代以前采用的主要污泥处置方法。这种方法的不足之处在于易形成富营养化现象。对海洋处置水域的环境影响较大,近年来其使用受到了一定的限制。
我国市政污泥处理的发展趋势
21世纪必将是污泥处理资源化的一个大发展时期,我们应积极研制开发污泥处理工艺,不断提高污泥效率,使污泥向资源化方向发展,将污泥变废为宝,找出一条使人民幸福社会发展的有效途径是我国当前污泥处理的发展趋势。
1、污泥用于建筑材料
污泥可制造建筑材料。利用城市污水厂排放的污泥和一些其他原料均匀混合来生产建筑材料制品,一方面利用了城市污水处理厂排放的大量污泥,另一方面高温分解了污泥中的有毒有害及致癌物质,城市污泥的二次污染问题得到了完全解决。污泥还可用于制砖和纤维板,污泥制砖有污泥灰渣制砖和干化污泥直接制砖两种方法;污泥制纤维板主要利用了活性污泥中含有的大量粗蛋白和球蛋白能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐水溶液的性质,在碱性条件下经过加热、干燥、加压后,蛋白质发生了变性,从而制成了活性污泥树脂,使之与经漂白、脱脂处理的废纤维结合压制成板材,其质量要优于国家三级硬质纤维板。
2、污泥缺氧/好氧消化技术
污泥的好氧/缺氧消化工艺适用于小型污水处理厂(≤20000m3/d),与好氧消化工艺比较,其曝气时间缩短,能耗降低,同时反应过程中可以利用缺氧段反硝化作用所产生的碱度缓冲好氧消化反应过程中产生酸性物质,防止反应器中 pH 下降。研究表明好氧/缺氧消化能够满足污泥稳定的要求,在常温条件下,消化 16 d,VS 去除率即可达到 38.2 %,同时好氧/缺氧消化对污泥中总氮的去除率高于传统的好氧消化,达到 36.4%,而且能够降低消化污泥上清液中的氨氮和硝态氮浓度。因此污泥好氧/缺氧在节能、提高总氮去除率、维持 pH 和碱度平衡等方面优于传统的好氧消化。
3、细菌捕食使得污泥减量化
有些细菌对污泥减量化能起促进作用,例如乳酸菌,乳酸菌最大的特点就是能产生大量的乳酸降低周围环境的 pH 呈酸性可抑制污泥系统中某些菌群大生长。乳酸菌能利用污泥中的某些还原性物质进行生长代谢,从而起到了降解污泥的作用。污泥中大多存在肠道病原菌和寄生虫,乳酸菌能分泌抑菌素,降低污泥的毒性但其作用效果受污泥浓度和发酵时间制约。由于其本身分解代谢时所需的营养物质如葡萄糖等。从污泥中都得不到有效满足,妨碍了正常的生长。所以若只用乳酸菌处理污泥,其处理效果维持时间一般不会太长这一点看乳酸菌在污泥处理中实际是起辅助作用。姚飞等研究表明在研制的复合菌剂中,乳酸菌将是保证环境 pH 稳定的菌,同时也具有一定的污泥降解能力及除臭能力。与其他有益菌综合作用,相辅相成,更有效地降解污泥。
4、生物细胞溶解污泥系统
通过强化细菌的隐性生长也可以达到污泥减量的目的。所谓隐性生长是指细菌利用衰亡细菌所形成的二次基质生长。整个过程包含了溶胞和生长。利用各种溶胞技术,使细菌能够迅速死亡并分解成为基质再次被其他细菌所利用,是在污泥减量过程中广为应用的手段。促进细胞溶解,在传统模型中可以认为是增大了细胞衰减速率,这样可以降低剩余污泥的产量。
污泥干化技术
污泥的常见热干化系统主要有直接干化(流化床干化、转鼓干化)、间接干化(薄层干化、浆式干化)和辐射干化(带式干化、螺旋式干化)等。污泥通过焚烧(鼓泡流化床)实现污泥稳定燃烧,使有机物全部碳化,杀死病原体,使污泥彻底实现无害化,但其系统复杂,专业技术要求高。污泥干化与其他方法相比具有的突出优点是:污染物最终处理效果好,污泥体积最小化,不存在重金属和合成有机物污染问题,处理速度快,干化后可就地焚烧,减少长距离运输,污泥焚烧炉渣制砖比干化污泥制砖更安全。
三、结语
随着城市规模不断扩大和人民生活水平不断提高,处理的污水量不断增多,随之产生的污泥也将不断增加。所以,要积极创造条件,尽早地将脱水的污泥达到填埋规范标准,或采取更好的行之有效的办法,真正达到污水处理的目的,保护环境。垃圾场要加强对污泥填埋的管理,进行科学的规划和设计,严格按照设计进行操作,进一步完善地下水收集、导排系统; 雨水收集、导排系统; 渗沥液收集、导排、处理和排放系统; 填埋气体收集、导排系统。并在实践中总结经验,不断提高污泥处理的技术水平。
【参考文献】
[3]中华人民共和国环境保护部.污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则(编制研究报告)[EB/OL]. (2008-11-28)[2012-03-30].http:///info/bgw /bbgth /200811/t20081128_131764.htm.
[4]张国芳.污泥处理处置的现状和发展趋势分析[J].绿色科技,2012(12):1~4.
中图分类号:U664 文献标识码:A
前言
我国市政污水处理厂的大力建设,符合我国现代化建设的需求,从长远来讲,更有利于环境保护以及可持续发展要求。虽然市政污水处理厂的建设有很多益处,但是在其设计阶段,常常会由于很多因素,导致设计出现问题。并且这些问题急需解决。
一、城市污水处理工艺技术方案的设计原则
城市污水处理工艺方案的设计选择原则通常体现以下几方面:
满足要求,技术可行,因地制宜,经济合理。在保证处理效果、运行稳定和排放标准要求的前提下,达到基建造价与运行费用最低的目的,使运行管理便捷,调节控制简化,占地和能耗少,污泥产量低。与此同时,具有良好的环境条件,比如卫生、安全以及景观环境方面。
二、城市污水处理厂的设计要点
为了保证城市污水处理厂建设环境、社会以及经济效益最大化,城市污水处理厂的设计要把握住以下几方面:
合理确定建设标准水平
建设标准的主要内容主要有:建设规模、占地面积、工艺装备、建筑标准、配套工程,劳动定员等方面的标准指标。 建设标准能否起到指导建设的作用,重点在标准水平的制定上面,标准订得过高,会与我国的实际情况脱离,增加造价,浪费资金;标准订得过低,又会使技术进步受到阻碍。所以,要从当地的经济发展水平出发提高建设标准水平,将不同地区、不同等级、不同规模、不同功能区别对待,合理确定。
(二)设计合理优化
通过各工艺的比选,污水处理工艺评价和确定拟采用的工艺是否可行,主要有两项标准:先进适用和经济合理。
1、经济科学。经济科学指的是所采用的工艺可以以最低消耗获得最大经济利益,要求综合考虑所用工艺同时,达到最低成本。所以,要运用价值工程原理进行反复的比较和优化,然后再进行污水处理的工艺设计,从多种工艺中挑选价值指数最大的工艺。
先进适用。评定工艺的最基本的标准就是先进适用,先进适用既对立又统一,首先要满足保证工艺的先进性,它可以体现污水处理的质量与成本优势。但不能只单纯的突出先进而忽略适用,还要对工艺是否符合地区现状、是否符合相关的技术规范进行仔细的考察。一般情况下,要采用先进技术与施工工艺,而其他部分则采用适用技术。
(三)要立足于综合效益最大化和可持续发展,进行配套的设施规划
1、应将雨污分离的排水管网规划出来,便于污水处理快速有效,将收集管道建设及污水处理厂建设运行成本大大降低。
2、应将相配套的污泥集中处理厂规划出来,由于污泥中有机物、大量的寄生虫以及致病菌含量较大,容易腐败发臭,如没有处理就进行随意外运、堆放或者填埋就会使环境出现二次污染,是生态环境遭到了严重的破坏,降低了污水处理系统的环境效益。
(四)污泥处理与处置的工艺选用要合理
为了避免污泥对环境的二次污染,必须对污泥进行处理和处置。现阶段,污泥干化、污泥堆肥、污泥焚烧以及污泥卫生填埋、污泥再利用制造建材等是国内外常用的污泥处理处置方法。 在污泥处理处置工艺设计时,不同地区,要具体问题具体分析,将泥饼检测数据作为根据,采用不同的污泥处理方试,根据污泥处理处置趋势分析,并与当地政策结合起来,设计污泥处理处置工艺应主要考虑污泥的农用和制造建筑材料。
三、污水处理厂市政工程设计中需要注意的问题
许多污水处理规范相继出台,我国污水处理厂市政工程设计基本上处于较好的水平,各阶段的设计工序和所追求的深度总体上可以满足国家相关规定,各个参数的取值也大体符合国家和当地部门的相关标准。即便工程设计人员参照相应的规范并严格执行,但是相应的工程设计仍然不可避免的存在一些棘手的问题。
污水管网的设计
污水管网担负着污水的进入与输出的枢纽、不可替代的关键环节,也是建设污水厂设计需要考虑的首要问题,具体来说,污水管网的设计,需要考虑以下两个方面问题。第一方面是,要将污水管网的规划年限考虑在内,管道网有主干管和次干管组成,一般污水管道网的主干管和次干管都是沿着相应的城市主干道和支干道铺设,相对于其他市政管线而言,埋设一般都比较深,所以管道网的改建和扩建都非常困难,设计的重要性可以想见。通常,采用远期水量设计,但是在一些大城市和经济相当发达的地区,相应的设计方案采用的却是远景污水量设计;除此之外,根据管道线不同的重要程度,采用不同的设计年限,一般情况下,主干管道的设计年限要大于支干管道的设计年限,并且主干管道建成以后,基本上不再进行扩建。与此同时,城市的管道年限要求和小镇的管道年限要求也各不一致,具体来说,城市一般为20年,而小镇则为15~20年不等。
第二方面是,排水体制也必须考虑在内。一般来说,在新建市区或者高新区等,宜采用分流制,在旧城区、小城镇等地方,宜采用合流制;在某些特殊地区,例如,我国西北或者降雨量比较小的小镇,由于建筑物密集、污水处理规模较小,也可以采用合流制排水系统。
(二)受纳水体的位以及洪水位
一般来说,受纳水体的位与洪水位与很多方面的工程设计有关,处理厂地面高程、处理工艺水力流程和确定进水泵扬程、处理厂事故排放管的设计高程、处理厂超越管的设计高程以及处理厂防洪设施设置标准。同时,处理厂的洪水位必须保持与城市防洪标准一致,正常情况下,大城市采用50年一遇,100年校核的方式,小城镇则是20年一遇,50年校核的设计标准。
垃圾渗滤液
在现阶段,卫生填埋法处理城市垃圾是我国主要采用的处理方法,在进行填埋时,垃圾并未有严格的分类,这种处理方法有许多弊端。同时,国外在填埋垃圾前,都对垃圾进行分类,将其分为宜堆肥、可回收与直接燃烧三大类,这样做在很大程度上降低了渗滤液对环境的危害,同时又将资源利用率提高了。在我国,填埋前的分类,并没有大力应用到垃圾填埋中,大多数情况下都是采用直接混合垃圾填埋,因此垃圾中有机成分比较高,有些物质严重超标。针对此情况,国内业内人士也在做积极的努力,迫切希望找到一个两全其美的办法,既能是成本合理又可以使技术先进,但是其成果并不明显。
(四)除臭
臭味主要是由氨、硫化氢、甲烷等引起的,会严重影响人们的生活,降低人们的生活质量,所以,在污水处理厂的工程设计过程中,必须采取有效措施,控制臭味散发的范围,使得臭味不会影响人们的日常工作和生活。通常情况下,城市污水处理厂臭气具有如下特点:种类多,属于复合型臭气、浓度低、臭气源范围广,整个污水处理厂都可能是臭气的源头、臭气呈现为变化态、连续性。
结语
综上所述,在市政污水处理厂的设时,要考虑很多问题,比如要考虑管道设计、除臭设计以及受纳水体的位等方面诸多问题,在污水处理厂的设计过程中,要更加注重问题的解决方法,使得市政污水处理厂的设计方案更加完善。
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)11-0104-02
市政污泥是处理生活污水时所产生的沉淀、悬浮及颗粒物。随着我国经济的快速发展,污水处理市场已由投资建设转入运营完善阶段,污泥的处理问题也日渐凸显。目前,我国80%的市政污泥未得到妥善处理。预计到2015年末,我国脱水污泥年产量将超过2600万吨。如何妥善处理污泥,实现其稳定化、无害化、减量化和资源化,已成为社会广泛关注的课题。本文针对近年来国内外较为成熟的污泥处理和处置技术进行介绍,对设计工作中污泥处理、处置工艺和方法的选择具有参考意义。
1 污泥处理工艺探讨
污泥是污水处理后的产物,是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒和胶体等组成的复杂非均质体。污泥含水率高(>98%),有机物含量高,容易腐化发臭。典型的污泥处理工艺流程包括浓缩、稳定化处理、干化和污泥处理四个阶段。
1.1 浓缩工艺
污泥水分主要包含表面粘附水、间隙水、毛细结合水和内部水四类。污泥浓缩的目的是去除其中的自由水和间隙水,方法主要有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩三种,此外还有带式重力浓缩、微孔浓缩、隔膜浓缩和生物浮选浓缩等。重力浓缩是最节能的污泥浓缩方法,不需外加能量,利用污泥自身重力自然沉降分离;气浮浓缩是依靠附着在污泥颗粒周围的微气泡减轻比重,使其强制上浮,达到浓缩目的;离心浓缩与带式重力浓缩均属于机械浓缩。经浓缩后污泥含水率可降至95%左右。
1.2 稳定化处理工艺
稳定化处理旨在降解污泥中易腐败发臭的有机营养物,进一步减少污泥含水量,降低病原菌、细菌含量,消除臭味。稳定化处理方法主要有厌氧、好氧和好氧堆肥
三种。
厌氧消化是我国普遍采用的污泥处理工艺,占污泥稳定化处理技术的38.04%。在无氧条件下,兼性菌与厌氧菌共同作用,将污泥中的有机物通过水解酸化、乙酸化和甲烷化三个阶段分解为甲烷(占60%~70%)、二氧化碳及少量的氮硫化物和硫化氢(占25%~40%)等气体的过程,如式(1)和式(2)所示。分解乙酸产生的甲烷约占总量的2/3,由CO2和H2转化的甲烷约占量的1/3。
好氧消化技术占污泥稳定化处理技术的2.81%,在微生物的内源代谢过程中,细胞组织在好氧条件下将自身原生质分解为二氧化碳、水、氨氮和硝基氮等小分子物质,反应过程如式(3)所示。
好氧堆肥是在有氧条件下,由好氧菌对部分有机物进行分解以合成新细胞质的稳定过程,其工艺流程分为前处理、主发酵、后发酵、后处理及贮存五个阶段。
1.3 干化工艺
污泥干化是利用热能去除脱水污泥水分的过程。根据热源不同,可分为自然干化与热干化两类。自然干化利用太阳能进行脱水。热干化采用的热源按成本由低到高依次为烟气、燃煤、热干气、沼气、蒸汽、燃油和天然气。按热媒与污泥的接触方式可将热干化法分为直接接触加热、间接传导加热及联合加热三种,采用的设备主要有转鼓式、转盘式、带式、螺旋式和离心式干化机。污泥干化过程中要注意污泥粘结问题、尾气处理问题,粘结问题采用干料返混措施可得到减轻。尾气循环回用不仅可降低系统的氧气含量,提高运行安全性能,还可回收热量,降低能耗。尾气需经过除尘、冷凝、水洗、热氧化后排放。
1.4 污泥处理新工艺
除上述常规技术外,国内外还研发出多种新型高效污泥处理工艺,如熔化、两相消化、制油、超声波处理等,可对污泥进行深加工,以实现污泥的资源化利用。
1.4.1 熔化。污泥处理厂的脱水滤饼经干燥粉碎后,送入1300℃~1500℃的熔化炉中进行燃烧,燃后烟气用于加热新空气和循环蒸汽,熔融炉渣用于建筑材料。污泥熔点取决于灰组分,重要指标为CaO/SiO2比。满足污泥熔化条件的炉子主要有底焦熔化炉、表面熔化炉和旋转熔化炉三种。
1.4.2 两相消化。传统厌氧消化工艺需依次经过发酵、产氢产乙酸和产甲烷三类菌群。后两者属共生互营菌,划为一相称产甲烷菌,发酵菌称为产酸菌。两类菌种特性差异较大,对环境要求迥异,无法同时处于最佳生态环境中。两相消化即将两类菌分别置于串联的两个反应器中单独进行消化,大大提高处理效率。
1.4.3 制油。利用污泥中大量有机物及营养元素可取油产品。污泥制油有低温热解油化和直接热化学液化两种技术。前者由Bayer等提出,常压下可将含水率5%以下的干燥污泥转化为油、反应水、不凝性气体和炭四种物质。后者污泥无需干燥,热解反应直接在水中进行,有机物经分解、缩合、脱氢、环化转化成低分子油状物,用萃取剂即可分离收集,此方法成为未来污泥制油的发展趋势。
1.4.4 超声波处理。超声波处理即利用超声波能量在液体污泥中形成气泡,依靠气泡破灭形成高温高压环境并产生剪切力,从而破坏菌胶团结构,提高污泥的脱水性能,为后续工艺提供有利条件。超声波处理的主要影响因素有声波频率、声强或声密度及作用时间等。德国污泥处理运行实践表明,超声波技术可使污泥质量、体积减少20%,沼气产率提高20%~25%,环境、经济效益良好。
2 污泥处置方式探讨
污泥处置是处理后污泥的最终消纳方式,主要包括卫生填埋、土地及农田利用、焚烧和综合利用四个方面。目前,75%的污泥采用土地填埋,其次为土地利用,而最有发展潜力的焚烧仅占3%。
填埋操作简单,经济可行,是我国采用最多的污泥处置方式,因不能满足资源化利用要求,在国外填埋污泥比例逐年下降。污泥可单独填满,也可与生活垃圾混合后填埋,考虑到占用土地及对环境污染等因素,已逐渐被
淘汰。
污泥中含有丰富的氮、磷等营养物质及各种微量元素,可改善土壤特性,进行稳定无害化处理并满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》标准要求后,依据当地土壤特性及植物习性,确定试用范围、施用量及期限后方可被用于土地及农田。在利用过程中应严格控制重金属含量,防止重金属通过食物链影响身体健康。
焚烧是污泥处置技术中对污泥稳定化、无害化、减量化处理最为彻底的方式。在高温、有氧条件下,通过蒸发、挥发、分解、烧结、熔融以及氧化还原反应,将污泥中的有机成分分解为CO2、H2O、N2等气相成分。该方法可杀死一切病原体,彻底解决污泥恶臭问题。污泥可独立焚烧,也可与生活垃圾、水泥原料、煤以及生物质掺混燃烧。屈会格等研究煤与污泥掺混燃烧特性时发现,掺混燃烧使煤的着火与燃尽时间提前,综合燃烧特性降低。尹龙晓等发现,秸秆中挥发分的大量析出及燃烧提高了掺混燃烧的稳定性及燃尽能力,当秸秆掺混比例为20%时可满足热值指标要求。
污泥的综合利用主要包括制砖、生产水泥、制陶粒和制熔融材料等。污泥制砖可采用干化污泥和污泥灰渣两种原料,其中灰渣成分与黏土砖更为接近,在制造过程中仅需添加适量黏土与硅砂即可。污泥作为粘结剂可将无烟粉煤加工为型煤,不仅改善了常规型煤的内部孔结构,而且还提高了型煤的气化反应性。
3 结语
随着人口的增长和经济的发展,污泥产量逐年增加,污泥处理问题提上日程。如何合理有效地对污泥进行资源化利用,在消除二次污染问题的同时,减少一次能源的消耗,成为各国关注的焦点。作为高速发展的发展中国家,应寻求适合当下国情的污泥处理办法,并不断探索污泥处理新工艺。
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前言
目前我国各个城市经济飞速发展,同时也给城市带来了严峻的考验,人口密集、污水处理能力低等现实问题不得不引起重视。水是人们日常生活中不可缺少的资源,然而目前城市对污水的处理现状却不尽如人意。因此应该采取措施提高市政污水处理的质量, 加强对市政工程污水处理问题的分析和研究, 有助于改善城市污水处理的现 状,提高城市的环境质量,同时还有利于促进人民生活水平的提高。
1 市政污水处理中所存在的问题
1.1污水处理工艺存在不足
污水处理工艺的不足体现在两个方面,一是在处理工艺的选择上存在误区。有许多城市在选择污水处理工艺时忽略了本城市的实际情况,脱离本地污水水质、排放量以及污水经处理后的再利用情况,单纯追求新工艺、新设备,盲目跟风。导致既不能发挥新工艺的优势,又不能科学合理的处理市政污水,增加了污水处理的成本,造成资金上的浪费。二是污水处理工艺技术上的不足。目前我国污水处理技术上主要的问题是难以攻破工艺流程上的关键技术。很多城市污水处理单位在污泥无害化处理技术上达不到国家的标准,虽然排污出水基本可以达标,但在污泥的处理上仍存在问题。如果不能处理好处理污水过程中产生的污泥,有可能对环境产生二次污染,再加有些单位不通过相关部门检测就将污泥当做肥料在绿化中使用,导致了土壤的污染,得不偿失。
1.2 污水处理人员综合专业素质低下
在当今的污水处理工作中,污水处理部门由于聘用一些其他行业的人员,由于这些新聘的工作人员从来没有从事过污水处理的工作,而且很多污水处理人员没有经过专业的培训就直接上岗,而这些污水处理技术人员都是初中以下学历,只有一小部分是高中学历,大学本科几乎没有。这些污水处理人员学历不高,缺少提高污水处理的意识,所以,在日常的污水处理工作中,工作怠慢,遇到一些责任问题互相推卸,在使用机械设备的时候,力不从心等。久而久之,形成了不和谐的工作氛围,在污水处理工作中缺少相应的责任心。
1.3 违规现象很严重
随着我国经济的快速发展,频频出现了一些大的企业。在这些大企业中,有很多都是污水排放量大的的行业。另外,随着市场经济的发展企业与企业之间的竞争非常的激烈,有的企业为了降低企业生产成本,就对污水处理问题不够重视,从而导致违规排放现象很严重。
1.4 污水处理工艺中选用的设备维修费用高
我国的市政污水处理技术相对落后,大多数的污水处理设备都是从国外进口,一旦设备出现故障,维修成本很高。设备经过几年的使用,不可避免的会发生一定程度的磨损,由于技术落后,又缺乏有专业能力的人才,给维修工作带来不便。如果请国外专家来进行维修就会增加费用的消耗,污水处理单位承受不了。
2 解决市政污水处理中的问题的策略
2.1 根据自身实际选择合理的处理工艺
在选择、设计污水处理工艺时应该以城市的实际情况为依据,不可盲目跟风。污水处理工艺选择关乎着污水处理的效果,是解决污水处理工作中问题的突破口。处理工艺方法有很多,应结合实际情况进行选择。现介绍以下几种:
1) AB工艺方法。AB工艺方法即吸附生物降解法。该方法将曝气池分为 A、B 两个高低负荷阶段,两个阶段具有自己的污泥沉淀和回流系统。水力在高负荷段 A段一般停留 30分钟,在该阶段污水中的各类有机物吸附于活性污泥上,进行降解分化,降低了出水负荷。B段处理方式与常规处理方式相似,处理负荷较低。
2) 交替式活性污泥法。该方法的主体是三个矩形池,由管道或是在连接墙上的洞将三个矩形池连通起来。两侧的池轮流承担沉淀、曝气功能,中间的池子作为曝气池。三个处理池有机的结合起来共同工作,节约了建设额外排污、沉淀系统的资金。同时,污水中有机物的处理更加高效,除氮和磷更加彻底。此外本工艺中各段的荷载情况可根据实际情况进行调节,使排污系统更加稳定。但是也存在一定的弊端,各个池里管道复杂,因此维修难度较大,维修费用就会相对增加,也就提高了对其他辅助设备的要求。
3) AAO法。该处理工艺方法多用于污水二级处理,排污、除磷、脱氮的效果较好。该工艺方法分为厌氧、缺氧、好氧三个阶段,通过聚磷菌和生物的反硝化作用有效去除磷和氮。这种方法投入使用时间长,具有丰富的实际操作经验,并且目前产生了创新改良的 AAO 工艺方法。这种改良的方法在原来的基础上增加了脱硝池,解决了传统方法中碳不足以及三区的细菌滋生的问题,使除磷脱氮效果更好。与交替式活性污泥法相似,这种方法结构较复杂,运行的成本较高并且难以做到平衡负荷环境。
2.2提高政府内部污水处理监管人员的的整体素质,政府污水处理部门要加强对监管人员的培训工作政府内部污水处理监管人员的的整体素质对政府在污水处理问题上有重要的影响。例如,在日常的污水处理工作中,一定要提高监管人员的的责任心,如果政府在日常的污水处理问题工作中,一旦出现污水处理问题,就需要监管人员及时的对其存在的污水处理问题进行及时的解决处理。一支具有高素质的监管人员队伍能够在污水处理工作过程中,可以很大程度的降低污水问题的发生。另外,政府要加大对污水处理监管人员的在日常的污水处理工作中,政府要对一些污水监管人员在对污水处理淡薄观念不强的情况下,要对其进行提高污水处理监管人员的工作意识,让他们养成良好的监管习惯,这样才能促进政府对污水处理工作,能够真正的满足现代城市人民生活环境安全。
2.3 政府要加强和完善建立内部污水处理管理机制体系
政府首先要确定完善的污水处理管理机制体系,明确的分配政府内部污水处理部门人员负责的工作内容,这样可以有利于对政府内部污水处理部门人员更好地进行奖罚和管理。其次,政府要设立专门的污水监管人员,以便有利于政府污水处理部门更好的对投资商家进行督查和检查。另外,政府一定要加大污水处理人员的奖罚制度,对于政府内部污水处理部门中的监管人员工作绩效高的,一定要给与奖励,反之,对于对于政府内部污水处理部门中的监管人员工作绩效低的,政府一定要给与惩罚。
2.4 在污水处理技术和方法层面上进行工艺创新
污水水质是选择污水处理工艺方法的依据,因此在处理污水之前需要先检测水质。在确定了水质之后,根据技术经济来确定科学合理的污水处理流程。进水水质浓度的测量应采用加权平均的方法,以便较准确的测出水质浓度。之后再结合其他数据,确定进水水质。不同的城市产业结构不同,因此污水的水质也有很大的差别,所以在确定水质时不可盲目与其他城市相同或相似,一定要经过实际的测量,了解用户的回水要求,合理延长污水处理流程,使流程更加完善,污水的处理符合要求。
3 结束语
市政污水处理是一项关乎民生的巨大的复杂工程。 不仅是关乎城市的建设, 更关乎将来我们的后代。 污水的处理会进一步改善城市的环境, 进一步加快城市第二产业的发展。 水资源优化改善了生物生活环境, 更改善了人类的居住环境。
参考文献:
中图分类号:TU992 文献标识码: A
一、市政污水处理的意义
城市污水是城市中各种污水和废水的统称,它由各种生活污水、工业废水和入渗地下水三部分组成。市政污水处理系统是指收集、输送、处理、再生和利用市政污水的设施以一定方式组合成的总体。随着工业化、城镇化的加快,城市污水排放量越来越大,如果不能对这些污水进行妥善处理,将严重影响人居环境和城市可持续发展。为了解决国内污水处理处置中存在的问题,充分利用污水这种资源,减少环境公害,我国必须大力发展污水处理处置和利用的各种技术。废水处理是防治水环境污染的重要技术措施之一,废水处理技术水平的高低将直接影响一个地区的水环境质量。市政污水处理工艺选择的水质因素进水水质水量特性和出水水质标准的确定是市政污水处理工艺选择的关键环节,也是我国当前市政污水处理工程设计中存在的薄弱环节。
二、市政污水处理中存在的问题
(一)城市污水处理系统系统性不高,建设标准低
污水处理厂建成后,如果没有配套的管网系统,就好比“巧妇难为无米之炊”,我国的城市污水处理系统在国家政策的指引下,有了长足的发展。但是仍存在一系列不容忽视的问题。比如管网不配套,污水不能充分流入污水管道,建设较为混乱,雨污管道不分,老城市建设较为落后,很多地区以及小城市未建立有效地污水处理设施,污水直接排入水体,现有污水处理设施不配套不正常运行,处理规模小、处理技术落后等,导致整个管网系统性、整体性、一致性较差以及原先规划的排污干管与扩张后的容积率不匹配,原有的排水管道日趋老化,从而使管道堵塞以及负荷过重,给排水的管理造成了巨大的压力,严重影响污水的系统处理,造成部分污水无法得到有效治理,水质始终无法到达理想标准。如之前设计的《盐亭县污水处理厂配套管网工程》,原污水处理厂的设计规模为日处理规模3万立方米,排水质量达到国家一级A标准。污水处理厂2009年开工建设,2011年10月28日完工,自投运以来,污水处理量始终不能满足负荷,为8000~9000吨/天,影响污水处理系统的正常运行。经调查,县城内污水收集管网不完善,污水存在未经治理就排放的现象,需对截污干管进行完善。因此,对厂外截污管道进行了设计施工,现污水收集率已达到80%以上。
(二)污水处理工艺问题
国内已建成并投入运行的市政污水处理厂中80%属于二级生化处理工艺,普遍采用的工艺包括普通活性污泥法、氧化沟法、SBR(间歇式活性污泥)法、AB法等,与美国、德国等发达国家所采用的技术与工艺几乎在同一水平上,投资费十分高昂,这与我们国家当前的经济实力是不相称的。从基建和运行费用方面分析,根据已建、在建污水厂的实际情况,吨水造价一般在1500~2000元之间,运行费在0.8~1.4元/m3之间,即建成一座日处理规模50万/m3的市政污水处理厂,一次性投资费用约在7.5亿至10亿元,年运行费需数千万元甚至达亿元。因此,普遍采用二级生物处理工艺设计和处理市政污水,对于经济尚不发达的我国来言,是不堪重负的,必须考虑开发适合我国现阶段经济发展水平的市政污水处理新工艺。在近几年的污水处理厂中,逐渐对深度处理引起了重视,并预留了深度处理用地。
(三)管网破损,维护管理不及时
污水管道一般埋置较深,有的管道处于非城市道路的僻静处,管网设施遭破坏或被压占和堵塞不易被发现。 有的管道处于城郊结合部,建设时临时借地埋管,建成后管网使用环境恶劣,甚至被人为堵塞或截断,有的则因同路径的其他管线设施施工而遭到破坏,如供电、 供水、 燃气等设施。由此可见,市政污水管网的完善,对市政污水处理厂设计规模和设计水质的确定至关重要。
(四)污泥处置问题
随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化,污泥的产生量必将有较大的增长。如何妥善地处置污水厂污泥,并将其作为一种新的资源加以有效利用,变废为宝,已成为污水厂和相关部门提高技术水平和管理水平的重要因素,也是全球共同关注的课题。最近几年,我院设计的资阳沱东污水处理厂、资阳城南污水处理厂、遂宁第二污水处理厂等要求对污泥含水率由前几年的80%降低到60%以上,处理后的污泥相对以前而言,臭味、体积都明显减少。
三、市政污水处理问题的解决办法
(一)加强设施配套建设,提升市政污水处理能力
要进一步加大国家和省级政府在地方政府市政污水处理建设中的配套力度,尤其是西部地区、民族自治地区、国家级贫困县市等落后地区的配套力度。使其在市政污水处理设施建设过程中,真正将城市供水管网、排水管网和污水回用管网统筹规划,逐步建成供水、排水、污水回用管网相匹配城市供水和排水管网体系。在城市供水和污水处理行业中鼓励供水、污水处理、污水回用一体化经营,实行特许经营,建立现代化企业制度,创新经营机制促使经营单位加强管理、降低成本、提高效率,从而提高我国市政污水处理整体能力。
针对老城区污水管网建设难度大,进度慢的实际状况,要把污水管网建设摆上主要议事日程,以城市污水管网建设为突破口,着力提高城市污水处理率。要将污水管网建设与旧城改造相结合,将污水管网建设纳入旧城改造规划,统一设计、科学论证、精心施工。海陵区城北地区旧城改造中应同步建设污水管网,以节省建设成本,防止重复施工造成不必要的资金浪费。要加强与主管道相配套的分支管网建设,合理规划布局,形成所有污水都能集中处理的城市污水收集管网系统。
(二)采取合适的污水处理工艺
对发达国家而言,也并非一律采用二级处理工艺,在美国、墨西哥、挪威等国家,对于土壤贫瘠的城市,一部分市政污水经过一级强化处理,加药杀灭有毒有害的微生物后用于灌溉土壤,既降低了污水处理的运行成本,又提高了农作物的产量。针对市政污水处理后作为补充性淡水资源,世界水质协会的专家也提出了三种不同市政污水回用的观点,Keinath认为在一些非洲沙漠国家,可以开发高级氧化、吸附、膜过滤等深度处理技术,将市政污水处理到饮用水标准;Alaerts强调清洁生产和源头控制的理念,减少生产过程中的污水排放量,节约水资源,但这与一个国家的工业生产力发展水平密切相关;Okun不主张将市政污水处理到饮用标准后再进行回用的观点,他认为只需采用经济的处理方法达到农用水质要求即可回用,各国应根据自己的实际情况采用相应的污水回用措施。我国淡水资源匮乏,农业灌溉用水量大,应该考虑一级强化处理后作为农用补充水源。
(三)重视污水管道养护,加大污水管网养护的投入,切实加强现有设施的维护管理
为了避免管道损坏给人们带来的各种损失和不便,需要有计划地对管道进行养护,定期检查和维修。其中最重要的是加强新技术的推广和应用, 改变原有的排水管网的管理和养护理念,让养护维修和管理手段逐步向机械化过渡,不断采用新工艺和新技术,有效提高排水管网的工作效率,创造更大的社会、环境和经济效益,这也是整个排水行业发展的必然趋势。主管部门可以尝试将污水管网及污水泵站的运行管理、巡视、维护等具体行为委托给更专业的公司承担,主管部门则可以以较少的人员,在深化管理和细化服务方面投入更大的精力,实现降低运行成本和提高社会效益的双赢。
(四)减低污泥含水率。
结束语
城市污水管网是城市重要的基础设施,污水管网的建设和管理是城市发展必须面对的课题,其建设和管理中存在的问题也值得研究方向,值得广大建设和管理者深入探讨和思考。
中图分类号:X703 文章编号:1009-2374(2015)23-0092-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.23.047
岳阳华浩云溪污水处理厂一期工程采用CAST工艺(循环式活性污泥法)处理云溪城区市政污水和工业园工业废水。工程占地30亩,总投资7800万元,设计规模为2万m3/d,其中市政污水1万m3/d、工业废水1万m3/d。
1 工艺设计
1.1 设计进、出水水质
云溪污水处理厂的尾水排入长江。根据湖南省环境保护厅的批复,排放标准执行《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准和《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准的加权平均值。工程设计进、出水水质指标见表1:
1.2 工艺流程
云溪污水处理厂进水分工业废水和市政污水两部分。其中工业废水主要由云溪工业园精细化工及石化企业排放,含酯类、烃类、醇类等多种有机污染物,成分复杂且处理难度大。工程依据“分类分质处理废水”的原则,采用了先分开再合并的处理工艺。污水处理工艺流程见图1。
1.3 主要构筑物设计
1.3.1 工业/市政细格栅与旋流沉砂池。一期工程设置了规模为2万m3/d的工业、市政细格栅与旋流沉砂池各1座,每座含格栅槽2个(单个尺寸为3.5m×0.6m×1.25m),旋流沉砂池2个(单个尺寸为Φ2.13m×3.25m)。主要设备有回转耙齿式机械格栅4台,栅条间隙为5mm,N=0.75kW;水平螺旋输送机2台,N=2.2kW;旋流除砂机4台,N=1.1kW;罗茨鼓风机2台,风量为1.72m3/min,N=2.2kW;砂水分离器1台,N=0.55kW。
1.3.2 均质池与事故池。设置规模为1万m3/d的均质池与事故池各1座,单池尺寸为25m×14m×6.15m,HRT=4.7h。主要设备有潜水搅拌器8台(均质池5台、事故池3台),N=2.2kW;均质池潜水泵3台,Q=210m3/h,N=15kW;事故池潜水泵2台,Q=100m3/h,N=7.5kW。
1.3.3 强化一级反应池。设置规模为1万m3/d的强化一级反应池1座,反应池主要分吸附区与沉淀区两部分。吸附区尺寸为24m×2m×5.5m,HRT=0.5h;沉淀区分两格设置,总尺寸为25m×10m×5m,HRT=2h。反应池另设有污泥储存池、浮渣储存池和出水池各1个。主要设备有桁车式吸刮泥机1台,N=4×3kW+2×0.37kW;储泥池污泥泵2台,Q=15m3/h,N=1.1kW;微孔曝气盘120个,Φ=315mm。
1.3.4 水解酸化池与配水井。设置规模为1万m3/d的水解酸化池1座,分4格,单格尺寸为15m×10m×8m,HRT=10h。设置规模为2万m3/d的配水井1座,尺寸为12m×5m×4.5m。水解酸化池安装有UPVC管构成的池底布水系统,排泥阀,活性组合填料。配水井内分格并设置溢流堰。
1.3.5 CAST反应池。设计规模为2万m3/d。设置CAST反应池8座,单池尺寸为37m×9m×6m。CAST反应池分生物选择区与主反应区两部分,体积比为1∶5。污泥回流比为20%;污泥龄为15天;最高水位时MLSS为3g/L;排水比为1∶4;进水、曝气、沉淀、滗水一个操作周期的总反应时间为4h。每座CAST反应池的主要设备有潜水搅拌器2台(安装于生物选择区),N=0.85kW;旋臂式滗水器1台,滗水量为600m3/h,N=1.5kW;回流污泥泵1台,Q=40m3/h,N=2.2kW;剩余污泥泵1台,Q=18m3/h,N=1.5kW;微孔曝气盘340个,Φ=315mm。
反应池配备有电动进水、进气蝶阀,可实现自控操作。每池的曝气主管上安装1个电磁排气阀,曝气阶段结束后起到排除管内滞留空气、稳定沉淀环境的作用。各池安装超声波液位计、溶氧仪、空气流量计等检测设备,连接中控室,便于根据数据变化调整系统的工况。
1.3.6 紫外消毒渠与排水泵站。设计规模为2万m3/d。紫外消毒渠尺寸为10m×3.5m×3.5m,排水泵站尺寸为10m×6m×6m。排水泵站设置高、低液位报警,通过液位计控制水泵将尾水外排,少量尾水作中水回用。主要设备有紫外消毒装置1套,设6个排架,48支灯管,总功率为15.36kW;空压机1台,N=1.5kW;尾水提升泵3台,Q=280m3/h,N=37kW;回用水提升泵2台,Q=50m3/h,N=3kW。
1.3.7 贮泥池与污泥脱水间。设置合建式贮泥池与回用水池1座,尺寸为12m×8m×4.5m。设置处理规模为2万m3/d的污泥脱水间1座,与污泥堆棚合建,占地面积420m2。贮泥池暂存来自强化一级反应池、水解酸化池及CAST反应池的污泥,池底铺设有UPVC微孔曝气管。回用水池暂存来自排水泵站的尾水,供污泥脱水机反冲洗滤布使用。主要设备有罗茨风机2台,风量为8.15m3/min,N=11kW;带式污泥浓缩脱水一体机2台,B=2m,N=3.7kW,处理量为45m3/h;自动投药装置1套,N=3×1.1kW+0.37kW;加药泵2台,Q=1500L/h,N=1.5kW;污泥螺杆泵3台,Q=55m3/h,N=11kW;反冲洗泵3台,Q=21m3/h,N=7.5kW;空压机2台,N=3kW;水平皮带输送机1台,N=3kW;倾斜无轴螺旋输送机1台,N=2.2kW。
1.3.8 鼓风机房与加药间。设计规模2万m3/d。设置鼓风机房与加药间各1间,总占地面积305m2。鼓风机房为强化一级反应池及CAST反应池提供氧气。加药间为工业细格栅及旋流沉砂池、强化一级反应池、水解酸化池以及CAST反应池投加酸/碱,絮凝剂,N、P等营养物质。主要设备有罗茨风机4台,Q=50m3/min,N=75kW;加药螺杆泵10台(每个配药罐2台),Q=0.4m3/h,N=0.55kW;配药罐搅拌机10台,N=0.55kW;盐酸储罐进、出料泵各1台,Q=12m3/h,N=1.5kW。
2 工艺特点
(1)采用先分开再合并的处理工艺分类分质处理污水,能适应两种进水的水质特点及处理要求,实现了营养互补,从设计上保证了出水水质;(2)设置事故池,合理布置加药管线,有利于运行管理与应急处置;(3)采用化学絮凝与活性污泥生物吸附两种手段相结合的办法,提高了强化一级反应池的初沉效果;(4)参考生物接触氧化法在水解酸化池挂膜,为水解酸化菌提供了有利的栖息条件,有助于厌氧污泥与废水的接触反应,提高了系统的耐冲击负荷能力;(5)该CAST系统底物浓度在空间上的变化是完全混合型的,在时间序列上却呈现理想的推流状态,因此有利于菌胶团的生长、污染物的降解、污泥的凝聚沉降。加之曝气强度的变化以及增设了PAC等絮凝剂投加管线,脱氮除磷去悬浮物的效果良好。
3 运行要点
(1)CAST工艺与氧化沟、AO工艺相比耐冲击负荷能力较差,高底物浓度的情况下极易诱发高黏性污泥膨胀,对进水浓度的要求较为苛刻,因此工业园各排污企业需加强对工业废水的预处理,从源头上降低系统负荷压力;(2)强化一级反应池初沉效果对后续处理至关重要。要及时排泥并管控药剂与活性污泥的投加,防止跑泥引发水解酸化池厌氧污泥中毒,削弱后续单元的处理能力;(3)水解酸化池厌氧菌生长周期慢、排泥量少,但因厌氧污泥与物化污泥、活性污泥相比难于机械脱水,需采用少量多次的排泥方法,控制贮泥池中厌氧污泥的含量,便于压滤机的作业;(4)由于CAST反应池液位及曝气强度周期性的变化,曝气盘及曝气管因内外压差难以恒定,极易损坏。需加强对风机、进气阀的维护、巡检,管控气量在各池间的分配,严防气体骤开、骤停现象的发生。
4 运行效果
该工程自2010年7月投入生产至今,运行效果良好,对周边水体环境的改善起到了积极的作用。2012~2014年进、出水水质指标平均值如表2所示:
5 结语
岳阳华浩云溪污水处理厂处理周边的工业废水及市政污水,处理难度大。运行以来出水各项指标满足《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级标准和《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准加权平均值的要求,表明以CAST系统为核心先分开再合并的处理工艺对多种污水集中处理具有良好的效果。
参考文献
[1] 季必燕,方永忠,黄继华,等.岳阳市南津港污水处理厂二期工程的工艺设计及运行[J].中国给水排水,2010,26(22).
中图分类号:[TU992.3]文献标识码: A 文章编号:
1.深圳市污水处理现状
最近几年,伴随着城市经济的快速发展,深圳市政污水处理也取得了长足的发展与进步,处理能力有了很大的提高,并运用了一些先进的污水处理技术,加大了污水处理设施的建设力度,有利的推动了污水处理能力的发展与进步。主要表现在以下几个方面:
1.1污水处理能力现状
在深圳特区经济发展的同时,水体污染也日益严峻,如何处理这些污水,实现水资源的循环利用成为摆在深圳市发展面前的一道难题。为适应经济特区发展需要,目前深圳全市已有25座污水处理厂投入正常运行,总处理能力达到410万吨/日,基本满足了深圳市污水处理的规模要求。其中,2011年深圳市集中建成投产了13座污水处理厂及新改扩建项目,实现突破性进展。随着这批污水处理厂的建成投用,龙岗河、坪山河等相关河流水质明显好转。
1.2污水处理配套设施建设情况
在污水管网建设方面,2011年全市共新增930.7公里的污水管网,约相当于建市前25年建设总量的1/3。其中,原特区内以市政污水管网改造完善和沿深圳河湾截污为重点,新增了117.6公里污水管;原特区外各区组织建设了813.1公里污水处理厂配套管网。目前,全市共有污水管道长约3600公里,基本形成了污水收集骨干框架。完善的管网系统,大大提升了污水收集率,尤其是原特区内污水收集率已超过了90%,位于全国前列。
在污泥处理设施建设方面,深圳市已建成投产了下坪污泥固化填埋、福永污泥固化填埋、南山热电污泥干化、寮坑污泥固化填埋等多个污泥处理设施,处理能力达到约2300吨/日,暂时可满足全市现状污泥处理处置要求。
由于污泥填埋场无法实现污泥的完全无害化,而且占用大量土地,因此深圳市政府还规划了宝安老虎坑、坪山上洋两座污泥干化焚烧项目。以上污泥焚烧项目完成后,可有效解决深圳市污泥处置问题,目前两项目仍在建设中。
目前,深圳市市政污水处理及其配套设施建设已基本完善,未来几年,预计污水处置发展重心将逐步转移到管网完善、提高污水收集率、改善污水出水水质和中水综合利用的方向来。
2. 深圳市污水处理新技术的应用
2.1传统技术应用情况
从污水处理技术的发展来看,深圳市早期建设的污水处理厂采用的主要是基于传统活性污泥法而来的衍生工艺,比如滨河污水处理厂,南山污水处理厂,罗芳污水处理厂,盐田污水处理厂。此类处理技术应用非常广泛,常见于城市大中型污水处理厂,具有成熟可靠、运行稳定、工艺路线简洁等优点。但在实际应用中也存在有一些不足之处,如占地面积偏大,自动化程度相对不高,不利于规模小、波动大的工况,出水标准不是很高。
针对传统活性污泥法的一些不足,一些新技术应运而生,如BAF处理工艺、MBR处理工艺等。
2.2已使用的污水处理新技术
近年深圳市对于污水处理新技术有很大的需求,尤其是污水回用新技术需求很大,实际应用案例也较多,下表为近年深圳市政污水处理新技术的应用案例:
表1
以西丽再生水厂为例,该厂占地面积建设用地2.3万m2,仅为普通活性污泥法占地30%。采用国际专利技术“Mutiflo混凝沉淀+ Biostyr生物滤池+ Actiflo高密度沉淀深度处理+紫外消毒”工艺,半地下式布置形式,上部空间进行绿化与景观布置,主要设备间置于地面。出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准景观河道类市政杂用水标准,再生回用作大沙河景观生态补水,标准要高于传统城镇二级污水处理厂。
附:西丽再生水厂工艺流程图
此外,横岭污水厂二期采用BAF技术,污水厂深度处理中采用的转盘过滤器、高速纤维过滤技术等均取得了较好处理效果。
2.3膜技术开始在污水处理中应用
膜技术是当前污水处理当中比较先进的技术,这种技术主要用于提高处理后的水质,最早应用于一些矿泉水、纯净水生产企业,最近几年开始应用于污水处理,不论是在旧的污水处理设施,还是在一些新建的污水处理设施当中,都取得了不错的应用效果。深圳市目前也开始将膜技术应用到污水处理设施当中,横岗污水厂二期就采用了中水超滤膜工艺,配合污水处理设施提高污水处理能力效果明显。
2.4污水处理技术应用思考
深圳市污水处理技术应用与深圳市自身特点密切相关,深圳市土地面积狭窄,河流多为雨源性河流,水体自然交换能力弱,需要依靠污水厂生态补水以保证河流水质。因此,污水厂出水水质对深圳市河流水环境改善有重要作用。
在深圳市污水处理发展过程当中,早期主要使用技术成熟度高、技术设备成套性好的工艺,但总体出水水质仅能达到二级排放标准。近年来,随着对污水厂出水水质要求不断提高,污水厂应用多样化新技术改扩建实例不断增加,确实提高了污水厂出水水质的效果,也确实为一些新技术的应用提供了很好的平台。
目前,新技术的应用对深圳市水环境的改善确实起到明显作用,但同样也带来了许多新问题。如新技术需要新的管理方法,运行人员经验明显不足,运行效果不能达到指定要求;设备多样化,造成设备备品备件库存量大幅度增加;新技术应用后,各类污水处理药剂投加量大幅度增加,污水处理能耗激增,远超过传统活性污泥法水平。
3. 深圳市污水处理新技术未来发展
3.1注重污水处理的综合效益
污水处理是一项投资非常大的城市基础性工程,在创造环境效益的同时伴随着较大量的成本投入,包括能耗、物耗、原材料消耗等。在今后污水处理设施建设上,应该不断优化处理能力与效率,把握整体最优、总量控制的原则,最大程度上发挥减排效益,提高污水处理设施建设的综合效益,避免不考虑能耗、药耗,单纯追求新技术的应用。
3.2注重污水处理与生态平衡
如何实现污水处理设施与周边生态环境的协调可持续发展是发展过程中必须考虑的一个问题。兴建发展各类污水处理设施实现减排的同时,如何控制减轻随之而来的次生负面环境影响,深圳市在发展污水处理设施上已经看到了这一问题,并在发展中开始注重污水处理与生态平衡问题,以减少污水处理设施对生态环境的不利影响。在后期已经建成的深圳白芒河水质净化厂、深圳甘坑污水处理厂等五个污水处理项目,全部采用的是人工湿地处理技术,这种处理技术是利用生态环境的处理能力解决污水问题,虽然处理效率比较低,处理能力也非常有限,但是却能最大程度的减少对生态环境的不利影响。从保护生态环境的角度来讲,类似的污水处理技术随着科技的发展将越来越多,深圳市能够处理好污水处理与生态平衡之间的关系,保护好深圳市的生态环境。
3.3膜技术在污水处理中的应用将更为广泛
膜处理技术是已经开始实际应用到污水处理当中,伴随着膜技术的发展,膜技术在污水处理当中的应用必将更加广泛。膜技术可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,其中微滤和超滤膜已有一些污水厂应用实例。深圳市在今后的发展中根据所需要处理的水质情况来选择合适的膜工艺并实施,兼顾污水处理能力和效率。由于膜技术初期投入高,运行成本远超过传统方法,而且出水往往没有理想的回用途径,应理性应用此项技术。
结论
总之,目前深圳市污水处理已经走上了快速发展道路,一些新技术应用实例效果明显,污水处理能力和水平有了显著的提高。在今后的发展当中,深圳市在污水处理设施建设上将建设与生态环境有效的结合起来,提高污水处理设施建设的综合经济效益,只有这样才能发挥污水处理在社会发展中的作用。
参考文献:
[1] 彭书郁. 深圳污水主干管渠及泵站工程设计优化[J]. 给水排水, 2005,(08) .