污水處理論文范文
時間:2023-03-30 09:37:53
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篇1
1.1工藝流程
根據設計進水水質中COD、NH3-N指標較高,要求出水水質指標高,同時考慮包頭市為北方寒冷城市,水溫較低的氣候條件,污水排放對氮、磷提出要求,而且需對污水進行回用以便達到節約用水的目的。該污水處理站采用CAST工藝+絮凝沉淀工藝。
1.2工藝特點
(1)優化了處理構筑計物的布置,節省工程投資和占地面積。
構筑物盡量合建,節省工程建設投資和占地面積,該工程設計將集水池和提升泵房、加藥間和加氯間等采用合建。同時,構筑物之間盡量構筑物連接或合建,本設計粗格柵與提升泵房、細格柵與旋流式沉沙池等都連接在一起。
(2)設置旋流式沉砂池。
在沉砂池的設計中,一方面要考慮保證后續脫氮除磷厭氧、缺氧的狀態,保持碳氮、碳磷質量比,另一方面也要統籌考慮工程投資、占地和運行費用等諸多因素。因此,土右污水處理站采用旋流式沉砂池。旋流式沉砂池的進水是以切線方向進入,通過位于水池中心的葉輪慢速攪拌,形成平面的旋流,利用砂粒和水的密度不同,在旋流狀況下得以分離,由于完全利用水力和機械攪拌形成旋流,沒有曝氣設施,因此能保證進入CAST池預反應區的污水處于缺氧或厭氧狀態。
(3)運用適宜的污泥處理工藝,減少運營成本。
對污泥的處置采取直接機械濃縮脫水方式,不設污泥緩沖池,節省一次性投資,減小運行費用。由于污泥在濃縮脫水時停留時間較短,因而避免了磷的釋放,保證了系統運行的可靠性。
2主要構筑物及設備參數
2.1粗格柵間與提升泵房
粗格柵按遠期規模設計,粗格柵為地下式鋼筋砼平行渠道,設計格柵渠道2條,每條寬度1.1m,柵條間隙20mm,分別配回轉式機械格柵除污機,l用1備。根據格柵前后液位差,由PLC自動控制,同時設有定時排渣和手動控制排渣。提升泵房與粗格柵合建,進水泵房為鋼筋混凝土構筑物,長寬尺寸為7.0m×9.8m,有效水深6.8m,安裝3臺不堵塞式潛水污水泵,2用1備(其中1臺為變頻式),單泵流量700m3/h,揚程14m,電機功率55kW。
2.2細格柵及旋流沉砂池
細格柵間為地上式鋼筋混凝土結構,平面尺寸10.3m×14.1m。設計格柵渠寬1.6m,共計2條,配螺旋機械格柵除污機2套,柵條間隙3mm。曝氣沉砂池與細格柵間合建,為地上式柱形鋼筋混凝土結構,直徑3.65m,有效水深3.9m。采用立式軸承及葉輪2套,每池1套,與沉砂池配套使用,葉輪直徑為1500mm,轉速為15r/min,電機功率為1.1kW。采用螺旋式砂水分離器1臺,單臺流量20L/s,電機功率0.37kW。配有離心式鼓風機兩臺(1用1備),流量為7.5m3/min,揚程為5m,電機功率為2.2kW。
2.3CAST生物池
生物池是污水生物處理的核心構筑物,采用CAST工藝。1座鋼筋砼結構生物反應池,分為兩格,每格再分為預反應區和主反應區。每格平面尺寸為47m×30m,有效水深6m,預反應區:主反應區=1:9。BOD5污泥負荷為0.0479kg/(kg•d),水力停留時間28.13h,混合液質量濃度4g/L,泥齡15d,污泥回流比30%,產泥率0.85kg/kg,微孔曝氣管有6000個。每池配有1臺回流潛污泵,流量為340m3/h,揚程為2.0m,功率為7.5kW。每池采用1臺剩余潛污泵,單臺流量為67m3/h,揚程為9.0m,功率為4kW。配有潷水器4臺,每池各2臺,潷水能力為1300m3/h。
2.4接觸池及再生水進水泵房
接觸池將生物池處理后出水進行消毒,同時作為再生水處理構筑物的進水泵站,建有1座。接觸池體積尺寸為21.5m×7.7m×4.0m,再生水進水泵房的流量為0.342m3/s。配有水泵3臺,2用1備,其中1臺變頻式,單臺流量為700m3/h,揚程為9m。
2.5加氯加藥間
加氯間為再生水處理進行消毒,由于進水存在含P高的時段,通過投加聚合硫酸鋁化學除磷,同時聚合硫酸鋁可以作為沉淀劑用于再生水[2]。加氯加藥間為1座鋼筋砼框架結構,建筑面積為13.5m×16.2m,采用2臺加氯機(1用1備),加氯量為8mg/L。加藥量為355kg/d,加藥濃度為10%。
2.6鼓風機房
建有1座22.5m×10m×7.5m框架結構的鼓風機房,配有3臺風機,其中2用1備,2臺變頻,單臺風量為70m3/min,風壓7m,總供風量為8400m3/h。單機功率為110kW。
2.7儲泥緩沖池
1座,鋼筋砼構筑物,圓柱形結構,尺寸為Ф6.0m×4.85m,配有1臺潛水攪拌器,功率為1.5kW。
2.8污泥濃縮脫水機房
通過濃縮脫水,降低污泥含水率,以減少污泥體積,便于污泥貯存、外運及污泥的再利用,脫水機房尺寸為L×B=24m×12m×6.8m+9m×6m×4.5m(泥棚)。主要設備有:2臺(1用1備)污泥濃縮脫水一體機,單機處理能力為7~36m3/h,帶寬1.5m,單機設計工作時間為10~12h;投泥泵2臺,流量為13~70m3/h,揚程20m,電機功率1.5kW;三箱系統式絮凝劑制備系統1套,最大投藥量為15.8kg/d,藥劑投加濃度1‰;空壓機2臺,流量0.13m3/h,風壓1.0MPa;2臺離心式沖洗泵,流量12~42m3/h,揚程45~56m。
2.9普通濾池
1座,6池式單層框架結構,尺寸為7.4m×6m×4.1m。設計參數為:氣沖強度55m3/(m2•h),水沖強度15m3/(m2•h),填料形式為均質石英砂濾料,配水形式濾板及濾頭配水,反沖洗風機、反沖洗水泵與曝氣生物濾池公用1套設備。
2.10清水池及再生水送水泵房
1座,鋼筋混凝土水池,尺寸為35m×15m×4m,池容為2000m3,送水泵臺數3臺(2用1備,1臺變頻),水泵揚程35m。
3運行效果
經過兩年的運行表明,包頭市土默特右旗污水處理站設備運行正常,出水水質除氨氮外都能達到城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)一級B標準,具體運行數據見表1。為了解決氨氮處理效果低的問題,在CAST反應池中添加碳酸氫鈉和反硝化菌,經過三個月的調試,出水氨氮質量濃度由44mg/L降到9.6mg/L,使所有的出水指標都能達到城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)一級B標準的要求。
4效益分析
篇2
該車站站點共有工作人員142人,設計污水量160m3/d,包括生產廢水和生活污水。其中生產廢水主要是車輛洗刷污水,以及對設備進行清潔和檢修過程中產生的廢水,污染物包括廢油、清潔劑等,廢水量為110m3/d。生活污水主要是工作人員日常生活中產生的污水,包括食堂排除的污水、工作人員淋浴污水等,污水量為50m3/d。
2污水處理的工藝流程
結合站點的實際情況以及政府相關部門對于污水處理的要求,需要對車站污水進行處理和回收利用。從資金、技術、操作等因素考慮,決定采用一體式膜生物反應器對鐵路污水進行處理,處理的工藝流程包括:對污水進行分類處理,對于生產廢水,要引入沉淀池,經氣浮設備,進入MBR污水處理設施;對于生活污水,經預處理后,導入MBR污水處理設施在設備中,對污水進行消毒處理將處理后的污水導入回用水池沉淀處理后,對于下部污水,就近排入市政污水系統,上部凈水經泵房進行回用。回用水可以用于沖洗廁所、綠化灌溉、設備和道路清洗等,減少水資源的浪費。
3配套設施建設
在膜生物反應器中,主要配套設施包括:(1)調節沉淀斜板隔油池:根據車站污水量,設置容積為50m3的調節沉淀斜板隔油池,以鋼筋混凝土為主要結構材料。為了方便對污水進行處理,可以將其分為并聯運行的兩個部門,每一個部分細分為攔污區、斜板隔油區以及調節沉淀區三個單元。當污水進入后,利用隔板可以對大顆粒懸浮物質進行去除,如果顆粒的密度較大,可以通過沉淀去除,如何顆粒密度較小,如油類物質,會懸浮在水面上,方便去除。不僅如此,調節沉淀斜板隔油池可以對進水水質和水量進行調節,確保廢水可以更加均勻地進入到后續處理環節,減少對于整個污水處理系統的沖擊。(2)氣浮設備:氣浮設備可以對污水中的固體懸浮物、油脂以及各種膠狀物進行去除、所謂氣浮,主要是使懸浮物附著氣泡,上升到水面,對懸浮物和水進行分離。在該污水處理系統中,氣浮設備配套有加壓泵、空壓機以及相應的加藥裝置等,其處理能力為10m3/h。經過調節沉淀斜板隔油池處理后的污水,水質和水量比較均勻,而經氣浮設備處理后,可以進一步去除廢水中存在的油類物質,從而為MBR設備的運行創造良好的條件。(3)一體化MBR設備:MBR設備是膜生物反應器污水處理系統的重點和關鍵,根據該站點的實際情況,配備了處理能力達到100m3/d的一體化MBR設備兩套。在MBR設備中,利用相應的微生物,可以對污水中存在的有機物進行分解,形成無機鹽類;利用硝化菌,可以對水中存在的氨氮類物質進行硝化,去除污水的異味。經生物降解后,再次使用膜分離技術對污水進行高效分離,將微生物污泥隔離在反應器內部,而污水則經過分離膜排出反應器。(4)消毒設備:污水經過一體化MBR設備后,再次進行消毒處理,就可以進行回用或者排放。在該污水處理系統中,選擇二氧化氯作為消毒劑,設置有效氯產量為100g/h的電解法二氧化氯發生器一套。
4最終處理效果
經膜生物反應器處理后,該站點的污水出水水質可以達到以下標準:CODcr:<20mg/L;BOD5:<5mg/L;SS:<3mg/L;NH4-N:<1mg/L;濁度:<2NTU;大腸菌群數:0。與國家規定的污水排放標準相比,水質更優,可以滿足排放和回用要求。
5存在的不足
雖然膜生物反應器與其他污水處理技術相比具有非常明顯的優勢,但是也存在著膜污染、運行費用高等問題,在一定程度上影響了其應用范圍。對此,相關技術人員必須充分重視起來,深入研究,對其進行改進和創新,確保其有效的推廣和應用。
6結語
篇3
小城鎮不同于大城市,工業化建設較為薄弱,因此小城鎮污水中并不含有重金屬或者其他有毒有害物質。相較于大城市,小城鎮的污水一般都是居民的生活污水、餐飲行業的污水、公共衛生設施排放的污水等。小城鎮的污水應該是比較好處理的,但是在污水處理中存在的問題卻嚴重制約了小城鎮污水處理設施的建設,也成為了小城鎮經濟發展的桎梏。
2城鎮污水處理中存在的問題
2.1地下管網的規劃存在問題
小城鎮的地下管網往往沒有進行科學的規劃,因而雨水和廢水混合處理,生活污水和工業廢水混合處理。管網的規劃存在問題,會極大地增加污水處理設施的工作量,費時費力。甚至有的城鎮因為污水收集管網與污水處理設施不配套而造成設施閑置。
2.2城鎮污水處理資金來源問題
科學高效的污水處理系統往往需要較多的資金投入,對于城市這些資金不算什么,但是對于小城鎮,特別是貧困地區的城鎮,建設污水處理系統的資金來源是個大問題。因而對于污水處理設施建設,主管部門雖然知道建設的好處,想建設,但是往往因為資金問題望而卻步。
2.3小城鎮污水處理工藝設計標準不匹配
我國現行污水處理設施設計規范規定的最小規模是第Ⅴ類,即日處理污水規模在1×104到5×104立方米之間。而實際上,許多小城鎮日產生污水的規模到不了這個界限,小城鎮污水處理設施的日處理污水規模往往為2000到5000立方米。雖然隨著城鎮化程度的加深,污水的量可能一年比一年多,但是就目前情況來說,污水處理設施建大了是對資源的浪費,而且有的城鎮根本無法籌集足夠的資金。現有設計規范的不匹配是制約污水處理設施建設的因素之一。
2.4污泥處理上存在缺陷
一般來說,污水處理后產生的污泥,應該進行濃縮、調制、脫水、穩定、干化或者焚燒,經過處理的污泥可以修復地表破壞嚴重的土地。有技術的可以用污泥發酵有機肥,生產地磚等。但有的小城鎮根本無力負擔污泥的處理費用,對污泥的處理往往沒有照標準操作,將污泥隨意堆放,造成二次污染。
2.5工業污水沖擊小城鎮污水處理
我國小城鎮地域廣泛,土地價格也便宜,有的廠家就租用小城鎮閑置的土地進行生產,以降低生產成本。工廠的進入對污水處理造成挑戰。工業廢水的處理措施與普通生活廢水的處理措施不完全相同,因為工業廢水中含有重金屬和各種有害物質。用原有的處理生活廢水的措施處理工業廢水,效果未必明顯,不嚴格處理就排放很可能對環境造成污染。可以說,工業廢水沖擊了小城鎮的污水處理,因此在引進工廠的同時,還應該升級污水處理設施。
3針對小城鎮污水處理中所存在問題的相關對策
相較于其他的污水處理方式,小城鎮可以因地制宜,充分利用原有的荒地、廢塘來進行污水處理作業。適合小城鎮的污水處理工藝主要有人工濕地處理系統和蚯蚓生態濾池,這兩種系統投入較少,節省能耗,工藝簡便,維護簡單,凈化效果卻很好。
3.1人工濕地系統
觀察大自然的凈化程序之后,在20世紀70年代,人工濕地系統應運而生。人工濕地系統是仿造沼澤人為建設類似地區,將污水引入其中,利用自然的生物和物理、化學凈化技術來處理污水。實踐表明建設同等規模的人工濕地的造價和運營費用僅為傳統工藝的1/10到1/2,其所需費用低的特點很適合小城鎮的發展。而小城鎮本身有大量的閑置土地或者廢棄池塘可以利用,人工濕地處理系統可以說是最好的選擇。
3.2蚯蚓生態濾池
在小城鎮的污水中,很大一部分是生活廢水,含有大量的有機物,因此利用蚯蚓來吸收有機物,能夠避免自然水體因污水而富營養化。這種污水處理方式在上海進行了實驗,很成功,蚯蚓能夠高效除去污水中的污染物質,極大程度上避免產生污泥等二次污染物。
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篇4
1.1緩蝕劑、殺菌劑等化學試劑在油田污水處理上的應用
殺菌劑,通常包括非氧化型和氧化型兩種,其相關差異性在使用的功能和組成上表現得最為突出。在這當中氧化性殺菌劑具有較強的殺菌力,在眾多領域都獲得了廣泛的應用。如次氯酸鈉、氯氣、溴類、過氧化氫、臭氧等,但是其藥效難以長時間得以維持,缺乏穩定性、具有很大的需求量,十分容易對環境帶來污染,所以較少應用于油田污水處理方面。在油田污水處理中,非氧化性殺菌劑獲得了廣泛的應用,非氧化性殺菌包括非離子型、離子型兩種類型。非離子型殺菌劑要實現殺滅細菌或抑制細菌的目的,主要通過向細菌體內滲透或者在水中完成水解后,和細菌的某些組分產生絡合物沉淀來完成,主要有醛類,如戊二醛、甲醛、氯代酚類還有相關衍生物。離子型殺菌劑主要包括兩性離子殺菌劑、陽離子型殺菌劑、陰離子型殺菌劑,季銨鹽精確類屬于陽離子殺菌劑之一,是最廣譜有效的,另外還有有機胺類、1227防藻類。兩性殺菌具有十分廣泛的使用范圍,很少使用陰離子類。緩蝕劑,以主要化學成分為參照進行分類,主要包括有機和無機兩類,緩蝕劑具有很強的適用性,能夠有效控制金屬的腐蝕性。同有機緩蝕劑比較,無機緩蝕劑在種類上較少,并且要想發揮效用,一定要在高濃度條件,在這當中鉻酸鹽緩蝕劑具有非常顯著的緩蝕效果,在過去很長一段時間,使用非常廣泛,但在環境保護方面,我國政府的管理力度不斷加強,鉻酸鹽緩蝕劑慢慢從市場淡出。有機緩蝕劑有很多類型,主要有銨鹽和季胺鹽類緩蝕劑、雜環型緩蝕劑、咪唑啉類緩蝕劑等。
1.2阻垢、絮凝等化學試劑的現實應用
油田產生能夠產生大量的污水,其中不少化學添加劑、天然的機械雜質等,會使得管線遭受腐蝕,或發生堵塞,要是對外排放勢必會對環境造成一定的污染。但是在現階段,處理油田污水的化學添加劑和天然雜質,已經開始廣泛應用化學絮凝法,大多當做預處理技術同氣浮法有效配合,發揮使用作用。絮凝劑成為了被經常使用的油田化學劑。現階段絮凝劑已經有很多種類,具體涉及有機絮凝劑、無機絮凝劑、復合絮凝劑等三類。在這當中,使用有機高分子絮凝劑具有很多的優勢,具體表現為能夠較快獲得處理,不需要太多的量,帶來的污泥量不大等,絮凝劑在油田污水處理中顯現出了重要的作用,其重要地位已經獲得了認可。結垢通常是指在管線、儲層、設備中形成的非常密實的,呈現出非正常溶解度的難溶或微溶鹽類物質的垢。開發油氣田,到達中期階段與后期階段后,在采油工藝上回注污水成為廣泛應用的方式。就生產過程來說,受溫度、壓力等各種條件不斷變化的影響,同時受水在熱力學上缺乏穩定性,并且在化學上呈現出不相容性影響,通常會導致地面注水管線、地層、注水井筒出現結垢。現階段,已經形成了多種油田污水的結垢控制技術:對不相容的水盡可能避免發生混合、對水的pH值加強控制、將成垢離子從水中清除、使用防垢劑、對物理條件控制好、磁防垢技術。將少量的防垢劑,加入水中實施化學防垢,這是應用比較多的一種方法。防垢機理是利用晶體畸變、螯合、分散等多種作用把垢粒、成垢離子在水中穩定保持,進而對結垢產生有效的阻止作用。
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篇5
現有的傳統污水處理工藝,通常采用生物膜法、活性污泥法、污水的土地處理、人工濕地等方法,用來處理生活污水或經預處理后的工業污水。但目前這些處理方法,存在如下不足:
1.1傳統活性污泥法污水處理工藝能耗大,總磷、總氮處理效果不穩定;在處理過程中會伴隨產生大量污泥,帶來污泥處理及處置成本高的問題;而且污泥處理過程中還存在臭味等氣體污染源;此外設備較多、管理難度較大也是該處理工藝的不足之處。
1.2生物膜法中也存在著能耗高,總磷的去除效果較差的問題,同樣存在著污泥處理及處置方面的難題。
1.3污水的土地處理或人工濕地等方法雖然能耗低、設備較少,但占地面積大,而且濕地還存在大量植物收割、清於等管理問題。
2接觸水解-藻類微曝氣復合污水處理系統的基本原理
針對現有技術存在的上述不足,接觸水解-藻類微曝氣復合污水處理系統提供一種能耗低、成本低、占地面積相對較小的接觸水解-藻類微曝氣復合污水處理系統。該技術基本原理:反應池下部為厭氧反應,上層前2/3段處為兼氧和好氧反應,沿水流方向后1/3處為好氧反應。反應池上部附著大量澡類,通過澡類的光合作用同時也可以提供少量溶解氧,而且澡類也對污水中的污染物起著降解、吸附等作用。因此通過復合系統的污水同時發生著厭氧、兼氧、好氧、澡類光合作用等多重復雜的化學的、生物的反應,藻類在光合作用的過程中,同樣發生著吸附、吸收等復雜的污染物去除過程。通過這些反應去除污水中的污染物COD、BOD、NH3-N、氮和磷。所述厭氧菌、兼性菌、好氧菌和藻類在復合系統內按高度分布,下層以附著于填料下層的厭氧菌為主,中上層以附著于填料上的兼性菌和厭氧菌為主,淺層以好氧菌和附著于淺層填料架上的藻類為主,其中淺層距離水面1m~1.5m;
3接觸水解-藻類微曝氣復合污水處理系統特征
3.1微生物組成特征:該反應器特征是下層為厭氧污泥及附著于填料上的厭氧微生物的消化、中上層附著于填料上的厭氧、兼性菌、淺層(離水面約1m)范圍的好氧菌、及附著于淺屋填料架上的藻類等復合微生物系充,構成一個復雜的食物鏈。
3.2溶解氧特征:整個反應系統溶解氧濃度呈遞減或遞增趨勢,沿水流方向溶解氧呈遞增現象,進水淺屋溶解氧范圍為1mg/L~0.2mg/L,進水端1/3~2/3處溶解氧濃度為0.2mg/L~0.5mg/L,,進水端淺層末端1/3(出水端)溶解氧濃度為0.5mg/L~4mg/L,泥層及附著于填料上的厭氧菌、兼性菌、淺層好氧菌、藻類等的厭氧、水解、好氧、藻類光合作用及吸附吸收等共同作用。
3.3反應特征:該系統的反應特征具有厭氧、兼氧、好氧、光合作用、藻類吸收及吸附等復合反應。
4接觸水解-藻類微曝氣復合污水處理系統影響因素
4.1溫度的影響:該系統在15°以上反應效果較好,在15°以上隨著溫度的升高,反應效果更好。
4.2光照的影響:該反應系統由于有藻類共同參與,因此光照具有一定的影響,在陽光充足的地區,藻類起的作用更加明顯。在冬季藻類的作用減弱。
4.3溶解氧的影響:該反應系統應嚴格控制溶解氧,在反應器下層,保持厭氧狀態,溶解氧應低于0.2mg/L,而上層沿進水端水面溶解氧呈梯度分布,沿水流方向溶解氧濃度逐步增加或減少。
5接觸水解-藻類微曝氣復合污水處理系統效果
實踐表明,該反應系統對COD、BOD、NH3-N、總磷、總氮、都有較好的降解效果,甚至藻類對金屬元素,也有一定的吸附作用和去除效果。
5.1由于該反應應系統僅需小面積維持一定濃度的溶解氧,因此該系統耗電量僅為傳統生物膜法或活性污泥法的1/4或者更低,大大降低了污水處理過程中的能源消耗問題,從而降低了污水處理成本;另一方面占地面積比污水土地處理劑人工濕地處理技術占地面積要小得多,大大節省了占地面積。
5.2本技術由于反應過程較為復雜,反應較為充分,反應系統無污泥產生,在陽光充足藻類繁殖旺盛的季節,僅需去除藻類,而藻類極易干燥脫水,因此避免了傳統活性污泥法及生物膜法帶來污泥處理系統的問題。與傳統處理方法相比,也大大降低了污泥處理的成本。
5.3本發明去除COD、BOD等有機污染物的去除率最佳時可達90%以上,對氨氮的去除率最佳可達90%以上,對總磷的去除率效果較為穩定和顯著,最佳時可達80%以上,同時對金屬元素,色度等均有不同程度的去除效果。
5.4本發明接觸水解-藻類微曝氣復合反應方法管理容易,無任何難度,特別適合用于鄉鎮或者小企業的污水處理。對COD、BOD等有機污染物的去除率最佳時可達90%以上,對氨氮的去除率最佳可達90%以上,對總磷的去除率效果較為穩定和顯著,最佳時可達90%以上,同時對金屬元素,色度等均有不同程度的去除效果。
6接觸水解-藻類微曝氣復合污水處理系統前景預測
篇6
1.1農村生活污水的來源經過調查分析,我們發現農村生活污水主要包括以下幾個方面的來源。1)廚房污水。廚房污水由刷鍋水、洗碗水、洗菜水與淘米水等組成,這些污水中含有動植物脂肪和氯、鈉、碘等多種元素。隨著農民生活水平的提高,農村肉類食品與油類使用量增大,生活污水的成分更加復雜,有機物濃度也在不斷升高。2)沖廁污水。隨著改革開放后人們生活水平的提高,部分經濟發達的農村地區改水改廁后,用上了抽水馬桶,抽水馬桶的水流入簡易化糞池,然后就直接排入了房屋后面的河流。沖廁水含有大量的氮、有機物等,污染負荷較大,容易造成水體富營養化現象。3)生活洗滌污水。農村農民的生活洗滌用品包括洗衣粉、洗潔精、洗發水和肥皂等,部分洗衣粉為含磷洗衣粉,這些生活洗滌污水也會形生水質的破壞。4)人畜糞便污水。許多的農村公共設施落后,環境保護意識不強,飼養家禽與大型牲畜大多數采取散養方式,家禽和牲畜糞便散落在村莊與周邊;還有一些家庭采用露天廁所,遇到連日陰雨天氣,廁所糞便極容易產生滿溢情況。
1.2農村生活污水處理的現狀農村環境作為城市生態系統的支持者,也一直是城市污染的消納方,如今的農村也存在著較為嚴重的水污染問題。農村的環境和水污染產生的原因既來自于鄉鎮企業排放的污染物,也有農村生活污水與廢棄物造成的污染。農村生活污水是其中重要的污染原因之一。農村自來水普及程度不高、生活污水處理系統建設更加滯后,致使大部分生活污水沒有進行處理,就直接排入了河流、湖泊和水潭中,容易造成了環境的破壞。與城市和小城鎮相比,農村生活污水處理的現狀有如下特點。1)農村生活污水處理規模小、分散。現行的《城市污水處理工程項目建設標準》(1997)中城市污水按照處理的規模區分為五類,其中第五類為V類,處理規模是10000~50000m3/d[4]。我國小城鎮污水處理的規模絕大部分在2000~5000m3/d,但是農村生活污水處理則更加小規模,污水量小于1000m3/d,甚至不少地方小于100t/d,同時還由于居住地不集中,造成了生活污水處理的分散性。2)氣候、水質水量變化大。我國地緣遼闊,南北方氣溫與氣候條件相差極大。生化處理生活污水需要依靠的微生物需要依賴于合適的溫度等氣候條件。同時,農村由于排水量小,排水時間比較集中,大都集中在最后、晚飯做飯時間;而且很多農村雨污混流,雨季時的水量變化很大。3)農村生活污水處理缺少規范、管理水平低。農村生活污水處理近些年才提上議事議程,缺少針對性的標準與規范,大都是套用城鎮污水處理的工藝與設計參數[5],其管理基本上由村民管理,專業素質較低,檢測手段缺乏,管理體制不健全。
1.3人工快滲工藝處理農村生活污水的應用原理針對農村生活污水的特點與處理現狀,人工快滲工藝由于其操作簡單、方便、投資較小,因此在農村生活污水處理中可以得到很好的應用。總結人工快滲工藝的工藝流程,一般是這樣的:進水調節池+混凝沉淀+人工快滲池達標出水。下面以圖1為例,詳細介紹農村生活污水處理中人工快滲的工藝流程。1)農村生活污水首先進入調節池,其目的是利用混凝沉淀等作用沉砂,并調節水質均和以及流量。產生的沉砂與污泥也可在此排出。之后污水進入快濾池和配水池,以便快速過濾,截留住較大的顆粒。2)通過混凝沉淀池的農村生活污水下一步就進入了人工快滲池。在快滲池中,干濕交替形成了好氧環境以及厭氧環境,以利于不同的微生物發生反應。快滲池中布置了砂石與專利填料。經過干濕環境的循環交替,使得填料中的好氧微生物與厭氧微生物互相都發揮出生化作用。利用微生物的降解以及其它砂石與填料的過濾、吸附作用,達到脫氮與除磷的目的,去除了農村生活污水中的有機物。3)快滲池出來的農村生活污水通過添加二氧化氯進行消毒,達標后即可形成出水了。
2人工快滲工藝處理農村生活污水的優點
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一、引言
上海白龍港水處理廠''''>污水處理廠位于浦東新區合慶鄉東側長江岸邊,該處已建白龍港預處理廠,新廠擴建位于預處理廠北側長江邊,總用地面積120Km2。主要包括市中心區、閔行區及浦東新區,這些地區部分為合流制,部分為分流制。上海污水二期系統已建成輸送管道,預處理廠以及污水排放管,其規模為172萬m3/d,服務面積271.7km2,人口355.76萬,考慮近期污水系統完善尚待時日,故白龍港污水廠近期處理水量為120萬m3/d。按照2001年全年污水規劃,本廠遠期處理水量為210萬m3/d。鑒于該污水規模較大,生產控制系統采用了先進的自動化控制方案,實現對污水處理個流程的控制功能。該控制系統對擴展性、開放性及可持續性,都具有相當高的要求。
二、系統概述
本系統采用目前國內外水處理廠''''>污水處理廠廣泛應用并取得良好效果的基于可編程邏輯控制器(PLC)的集散型控制系統,以及監控和數據采集(SCADA)系統。集散型控制系統的特點是將管理層和控制層分開。管理層主要是對全廠的生產過程進行監視、數據存儲和分析;控制層主要是通過現場PLC或計算機完成各自轄域內工藝過程和工藝設備的自動控制,同時在傳統控制的基礎上,提供了智能控制的可能性。SCADA系統通過現場檢測儀表和網絡設備完成對主要工藝參數的數據采集并對生產流程進行監控。通信網絡采用100Mbps工業以太環網。系統除具備對生產過程的監視和控制功能外,數據處理和網絡通信功能也很強大,對運行階段的生產管理、調度以及科學分析都具有十分重要的意義。本系統考慮到遠期污水廠擴大規模或進行改造,自控設備、通信網絡及上位機管理系統都有可擴展的特點,為了保證正常生產,系統要具備極高的穩定性和可靠性。
三、工藝與功能要求
污水處理的主要對象是泥和水,泥主要通過沉淀排出,污水則要經過充分反應處理后達標后才能被排出。在污水經過各工序的過程中,每個工序相應的工藝控制設備都需要進行監控。該水處理廠''''>污水處理廠采用的工藝流程如圖1所示,主要控制部分為加藥間、高效沉淀池、污泥脫水、中水回用等環節等。污水流程圖:
高效沉淀池需要通過加藥環節來對原水進行處理,在反映器中與混凝劑和聚合物反映去除相應化學物質,在經過污泥循環和沉淀,進而將處理后的水排放,該控制系統是整個水處理的主要流程,工藝流程如圖2所示。
根據該系統的工藝,對組態監控系統功能如下:
1、對該系統內的設備運行狀態進行動態監視并按照自動運行模式控制現場設備運行。
2、具有故障報警(聲光報警)功能,保存報警記錄,并能進行簡單設備切換處理。
3、在手動運行模式下,操作工可通過下位機啟停、調節現場設備的運行方式。
4、和上位機進行通訊,上傳系統數據,接受并執行上位機的操作指令。
5、具有加密功能,進行操作權限管制
四、系統與控制方案
1、該污水處理監控系統主體包括工藝監控工作站、電力監控工作站、管理工作站、工程師站及備份工作站、7個PLC控制站,網絡采用100Mbit/s的以太網,系統拓撲結構如圖3所示:
2、高效沉淀池總圖:(如圖4所示)
3、高效沉淀池可以將每條處理線進一步細化,從而實現更多設備的控制,如圖5所示:
五、該系統上位機控制系統具有以下功能:
1、對整個系統內的設備及運行結果(泥位、液位、流量)具有控制、監視、參數設定、故障報警、故障診斷功能。
2、根據污水處理工藝和邏輯的要求,嚴格執行設備開啟、停止、故障或緊急停機等控制。
3、系統動態顯示,畫面將各個工藝流程直觀的顯示在屏幕上,可以實時監控系統設備的工作狀態和參數。
4、選擇合理的自動運行模式,使整個系統的運行處于安全穩定的狀態,并能達到污水處理的工藝要求。
5、當設備或控制參數接近非正常狀態時,界面有報警提示,并伴有聲音報警。
6、進行報警歷史記錄,將故障分類整理歸檔,且報警記錄不可刪除,用于事故分析和追憶。
7、歷史數據通過歷史庫進行存儲,操作人員可以方便的生成重要設備和監測指標的運行報表和曲線,并具有隨時進行調用、打印功能。
8、系統具有用戶權限管理功能,對工程各關鍵操作都設有不同級別的權限,以保證系統的安全性。
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關鍵字:污水處理生物膜法氧化法
一、城市污水處理的重要性和迫切性
我國淡水資源十分短缺,人均擁有量2300m3,相當于世界人均水平的1/4,居世界110位。1997年起,全國城市污水排放量占廢水排放總量的比例接近45%,改變了我國水污染治理工作一直以工業廢水治理為主的局面,開始加強城市污水的綜合治理工作。1999年我國城市污水污染負荷首次超過了工業廢水污染負荷,我國水污染控制重點已經從工業點源污染為主的控制,逐步轉變為以城市污水污染為主的控制。據《2003年中國環境狀況公報》公布,2003年,全國廢水排放總量為460億噸,其中城市生活污水排放量247.6億噸,占污水排放總量的53.8%。廢水化學需氧量(COD)排放總量1333萬噸,其中生活污水COD排放821.7萬噸,占廢水COD排放總量的61.6%,由此可見,目前我國的水污染形勢嚴峻,特別是城市污水的排放對地表水和地下水水質的影響顯得更加突出。據有關資料統計,全國近80%的生活污水未經處理,直接排入江河湖海,年排污量達400億m3,造成全國1/3以上的水域受到污染。專家指出,水污染加劇了水資源的短缺,直接威脅著飲用水的安全和人民群眾的健康,影響到工農業生產和農作物安全造成的經濟損失約為GNP的1.5%~3%,水污染已成為不亞于洪災、旱災甚至更為嚴重的災害。未來城市的最大危害就是污水。造成我國水污染嚴重的主要原因之一是由于全國城市污水處理率較低,使大量的城市污水未經處理而直接外排,導致了嚴重的水污染,并加劇了水資源的短缺。加上隨著城市化和工業化進程的加快,城市污水產生量不斷增大,使得水環境污染日益嚴重。城市污水處理的嚴重滯后,已經成為影響我國區域水污染防治目標實現的一個重要因素,并且嚴重制約了城市社會經濟的可持續發展。國家專門就城市污水處理問題頒布了一系列政策及技術規定,制訂城市治污達標的“時間表”,加快建設城市污水集中處理設施刻不容緩。
二、污水處理常用方法探討
2.1活性污泥法。
長期以來,城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各國應用最廣的一種生物處理流程,具有處理能力高,出水水質好的優點。該方法主要由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系統組成。廢水和回流的活性污泥一起進入曝氣池形成混合液。曝氣池是一個生物反應器,通過曝氣設備充入空氣,空氣中的氧溶入混合液,產生好氧代謝反應,且使混合液得到足夠的攪拌而呈懸浮狀態,這樣,廢水中的有機物、氧氣同微生物能充分接觸反應。隨后混合液進入沉淀池,混合液中的懸浮固體在沉淀池中沉下來和水分離,流出沉淀池的就是凈化水。沉淀池中的污泥大部分回流,稱為回流污泥,回流污泥的目的是使曝氣池內保持一定的懸浮固體濃度,也就是保持一定的微生物濃度。曝氣池中的生化反應引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常從沉淀池中排除,以維持活性污泥系統的穩定運行,這部分污泥叫剩余污泥。活性污泥除了有氧化和分解有機物的能力外,還要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能從混合液中分離出來,得到澄清的出水。
由于污水處理是一項側重于環境效益和社會效益的工程,因此在建設和實際運行過程中常受到資金的限制,使得治理技術與資金問題成為我國水污染治理的“瓶頸”。歸納起來,目前在城市生活污水處理研究和應用領域,普遍存在的問題有:(1)采用傳統的活性污泥法,往往基建費、運行費高,能耗大,管理復雜,易出現污泥膨脹現象;設備不能滿足高效低耗的要求;(2)隨著污水排放標準的不斷嚴格,對污水中氮、磷等營養物質的排放要求較高,傳統的具有脫氮除磷功能的污水處理工藝多以活性污泥法為主,往往需要將多個厭氧和好氧反應池串聯,形成多級反應池,通過增加內循環來達到脫氮除磷的目的,這勢必增加基建投資的費用及能耗,并且使運行管理較為復雜;(3)目前城市污水的處理多以集中處理為主,龐大的污水收集系統的投資遠遠超過污水處理廠本身的投資,因此建設大型的污水處理廠,集中處理生活污水,從污水再生回用的角度來說不一定是唯一可取的方案。
因此,如何使城市污水處理工藝朝著低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及實現磷回收和處理水回用等可持續的方向發展,已成為目前水處理技術研究和應用領域共同關注的問題。這要求污水處理不應僅僅滿足單一的水質改善,同時也需要一并考慮污水及所含污染物的資源化和能源化問題,且所采用的技術必須以低能耗和少資源損耗為前提。
2.2生物膜法。
在污水生物處理的發展和應用中,活性污泥和生物膜法一直占據主導地位。生物膜法主要用于從廢水中去除溶解性有機污染物,主要特點是微生物附著在介質“濾料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接觸后,溶解的有機污染物被微生物吸附轉化為H2O、CO2、NH3和微生物細胞物質,污水得到凈化,所需氧化一般直接來自大氣。生物膜法處理系統適用于處理中小規模的城市廢水,采用的處理構筑物有高負荷生物濾池和生物轉盤,生物濾池在我國南方更為適用。隨著新型填料的開發和配套技術的不斷完善,與活性污泥法平行發展起來的生物膜法處理工藝在近年來得以快速發展。由于生物膜法具有處理效率高、耐沖擊負荷性能好、產泥量低、占地面積少、便于運行管理等優點,在處理中極具競爭力。:
2.3氧化法。
氧化法是目前廣泛采用并極具發展潛力的城市生活污水預處理方法之一。根據氧化劑的種類及反應器的類型,氧化法可分為化學氧化法、催化氧化法、(催化)濕式氧化法,光催化氧化法、超臨界氧化法等。化學氧化法雖然操作簡單,但由于其處理效果并非十分理想,而且由于其運行成本較高,因此,在城市生活污水處理應用中使用并不很多。為了達到提高處理效果,同時降低運行成本的目的,人們開發了一些其他的氧化技術。光催化氧化法設備簡單、運行條件溫和、氧化能力強、殺菌作用強、處理徹底,因此,在水的深度處理及對難生物降解的有機廢水的處理具有極好的應用前景,目前已成為國內外非常活躍的研究課題,有專家預測,氧化法將成為21世紀廢水處理中重要的方法之一。
結論:
綜上所述,城市污水處理是一個迫在眉睫的問題,目前越來越多的受到人們的關注。但目前遇到的最到的問題是技術的改良和污水處理實際落實的問題。還希望相關部門能夠將污水處理真正提上日程,投資進行新技術的研究,為人們的生活帶來更多的綠色和清新。
參考文獻:
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[2]許建華,等·水的特種處理[M].上海:同濟大學出版社,1989.
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關鍵詞:建設;污水處理廠;新問題
近年來為了加快我國可持續發展戰略目標的實行,增進我國水資源優化、掩護環境,我國很多企業已經開端了對企業內污水流向的治理,減少污水在企業內流向對淺層地下水的污染,同時大力利用新的廢水處理技巧,加快污水處理建設,為我國可持續發展路線的實行打下堅實的基礎。
一、建設污水處理廠出現的問題
(一)疏散和集中
污水的資源化已是缺水地區的重要課題,而隨著水處理技巧的進步,污水再生技巧已廣為利用。在這種情況下,增長一些投資,改良污水處理廠本身的環境掩護條件,使城市污水可就近處理、就近回用是非常有價值的。因為污水就近處理,可以節儉大批管道投資;而處理達標后就近排放,為污水資源化、進行再生回用創造了條件。假如污水處理廠的出口遠離再生水的回用點,又將涌現回用水工程的管道投資過大的新問題,使本來就不輕易推行的污水再生回用事業更加艱苦,這一點是十分明確的。一座每日處理100000m3污水的城市污水處理廠,如每日正常運行,則每日將產生污泥干固體10t~20t,折合成含水(一般為80%)污泥,將達50t~100t。如何處理這些污泥是又一大新的問題。在污水處理廠建設前或建設后不正常運行(也有作為政績供參觀用)時,此新問題尚不突出,但作為建設、管理人員必須在建廠初期進行認真的探究、決策。污泥的最終處理重要是根據必定的環境請求和經濟條件,最終部分或全部加以利用以及排入大海或土壤,返回到自然環境中。污泥利用和處理前一般要進行濃縮,根據不同的處理方法,通常還要進行穩固、調理、脫水,甚至消毒等過程。
(二)投資和收費
企業污水處理的效果不僅僅關系到企業所在地周邊的環境掩護,更關系到下游企業人們的身材健康以及經濟發展。污水處理無疑需要經濟支撐。我國原有企業排水管網多位合流制排水管網,其是通過在企業中鋪設一套排水管網用來排泄污水和徑流雨水。這樣的排水管網導致后期在進行污水處理時加大了處理量,增長了污水處理費用。新問題是要找到一種不僅投資少而且長期運行費用低的最經濟最有效的方法。建設企業污水處理廠需大批資金,首先是污水收集系統,許多企業的下水道很不完善,要建廠就要先埋管道,以往先蓋樓后修路,污水滿街流的現象相當廣泛。所以水污染防治口號喊得響,資金卻十分缺乏。根據項目經驗,污水處理設備打算爭取較易獲得的外國政府貸款,土建投資打算爭取國內貸款,而項目所在企業自己的配套資金卻遲遲不能落實,項目因此一拖再拖。要想早日轉變水環境的現況,只有污水收費到位,才干有足夠的資金,水工業的發展靠市場機制,投入和回報是并存的,沒有投入就沒有回報。
(三)建設和運行
眾所周知,我們建設污水處理廠不是最終目標,我們的目標是掩護水環境,掩護水資源。所以,如何把污水處理廠運行好就非常重要,假如建設一座處理量為10萬m3/d的城市污水處理廠其投資為1.0億元的話,那么該廠每年的運行費約需1500萬元。所以一些城市建不起污水處理廠,一些城市建了污水處理廠卻沒有能力運行或沒有能力開足馬力運行。也有熱衷于建設污水處理廠而既不關心污水處理廠的運行,也不積極解決污水處理廠的運行經費,聽任污水處理廠開工不足甚至鄰近停產。所以筆者認為污水處理廠有必要由當地環保部門安裝在線監測儀表,應對污水處理廠每年處理的污染物總量進行考核。天津紀莊子污水處理廠就曾經按所處理的污水量由財政部門撥款,處理量和運行經費掛鉤是十分必要的。
二、我國污水處理廠的管理問題
(一)環境監測計劃為了維護和保證污水處理廠能達到設計指標所要求的環境效益,必須采用監測手段
應當進行下述工作:①成立監測室,配備專職監測人員。②水質常規監測項目:130D、COD、SS、NH一N、總磷、石油類、動植物油、揮發酚每日監測一次。不定期監測銅、鋅、鉛、鎘、汞、砷、六價鉻等重金屬、pH、苯并(a)芘。污泥監測項目:鎘、汞、鉛、鉻、砷、銅、鋅、鎳、硼、礦物油、苯并(a)芘。環境空氣監測項目:HS、NH、臭氣濃度。③配備常規分析儀器及有機物、重金屬分析儀器。如分光光度儀、原子吸收分光光度僅、紅外光度儀,氣相色譜儀等,定期或不定期對進、出水水質、臭氣和農用污泥的有機質和重金屬進行分析,收集整理監測數據,并建立監測信息檔案。④逐步建立計算機自動監測網絡和采用終端控制技術,自動監控服務對象污水源的污染負荷及自動追蹤污染事故源。⑤加強同當地環保局與上級監測站的聯系,尤其是發生污染事故危及污水處理廠正常運行時,應上報環保局,請上級環保管理與監測單位協商解決。
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非離子型高分子絮凝劑有非離子型聚丙烯酰胺、改性淀粉等。這類絮凝劑通過分子鏈將廢水中的顆粒吸附后纏在一起,絮凝機理主要是通過架橋作用。這類絮凝劑選擇性高,常與鋁鹽配合使用,往往需要通過實驗等確定最佳的用量,否則用量太低作用不明顯,用量太高不僅不能起到絮凝沉淀的作用,反而起到分散穩定污染物微粒的作用。
2聚合物濾膜
常用的濾膜根據微孔孔徑的大小分為微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)四種形式,按照材質通常分為無機濾膜和高分子聚合物濾膜。聚合物濾膜由于良好的加工性能,材料來源廣,使用過程中沒有介質脫落,不會造成二次污染,具有比無機濾膜更大的優勢。
2.1微濾膜微濾膜一般指過濾孔徑在0.1~1μm之間的過濾膜。微濾膜過濾是世界上開發應用最早的膜技術,對微濾膜而言,其分離機理主要是篩分。微濾膜用于廢水處理中能截留懸浮物,細菌,以及大分子量膠體等物質。聚合物微濾膜材料主要品種有聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚丙烯等。
2.2超濾膜超濾膜是指額定孔徑范圍為0.001~0.02μm的濾膜。超濾的機理主要是篩濾作用,利用溶液的壓力為推動力,使溶劑分子通過薄膜,而細菌以及比細菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機物等不能通過,被截留在進液側。微濾可以用于分離相對分子量在500~15000之間,直徑為2.0~100nm的微粒。聚合物微濾膜品種有醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚偏氟乙烯等等。根據膜形狀的不同,可分為平板膜、管式膜、毛細管膜、中空纖維膜等,廣泛應用于電泳漆廢水、造紙廢水、染料廢水等工業廢水的處理。
2.3納濾膜納濾膜的孔徑在1nm以上,一般1~2nm。納濾的機理介于超濾和反滲透之間,曾經將納濾膜稱為超低壓反滲透膜。納濾膜允許溶劑分子、某些低分子量溶質和低價離子透過,能截留分子量大約為150~500左右的有機物和高價離子。納濾膜主要應用在在飲用水深度處理,苦咸水淡化,醫藥、食品、生活和工業污水的處理。目前納濾膜中商業化程度最高的主要有聚酰胺、聚乙烯醇、磺化聚砜、磺化聚醚砜、醋酸纖維素等。
2.4反滲透膜反滲透即滲透的逆過程,是在壓力的推動下,借助半透膜截留大于0.1nm的微粒、所有溶解的鹽分以及分子量大于100的有機物,迫使溶液中的溶劑與溶質分開的膜分離過程。目前反滲透膜已經廣泛應用與海水淡化和城市污水的深度處理。我國目前最常用的反滲透膜材料主要有醋酸纖維素膜、芳香聚酰胺膜和殼聚糖膜三類。由于反滲透過程需要壓力推動,因此反滲透技術往往需要較高能耗,這給反滲透技術的推廣帶來了一定的限制。
3離子交換樹脂
離子交換樹脂是帶有能交換離子的活性基團、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物。離子交換樹脂不僅能用于水的軟化、純水和高純水的制備,還能在處理廢水的過程中吸收富集貴重金屬離子,再通過再生等過程釋放出來,對增加可利用資源和改善環境質量具有十分重要的意義。根據合成離子交換樹脂單體的不同,可分為苯乙烯系、丙烯酸系、環氧系、酚醛系及脲醛系等,目前生產數量最多、應用最為廣泛的為苯乙烯系離子交換樹脂。
4展望