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分散式污水处理技术研究进展及应用

文章编辑:【本站】发布日期:2019-11-29 16:38:33

近年来,随着我国经济的快速发展,环境污染问题日益加剧。生活水污染成为环境污染中的重要部分。很多地区无配套的管网渠道与生活污水处理设施,直接将污水排放至自然水体中,对人们生活造成了严重的影响。本文对研究了新型生活污水分散式处理技术,分析了其在污水处理中的应用。
污水处理系统分为分散式与集中式两种,绝多数城市选用集中式污水处理系统,适用于收集处理大流量的污水,具有处理规模大,运行成本高等特点。农村地区,军队驻区,机场等处于市郊区生活污水,具有污水产量小等特点,不适宜进行集中处理。国内外相关学者倡导污水分散处理方式,实现水平衡与水循环。
1 分散式污水处理技术相关研究
目前农村生活污水分散式处理技术为物理法与生物法两类,物理法中较成熟的工艺等城市污水治理常用工艺,存在投资大,管理复杂等缺陷,在农村生活处理体系中只利用生化处理法。随着新农村建设进行,农村分散人口向中小型行政村落集中。适宜采用单区分散式处理模式,其处理工艺分为自然生态系统与人工生物处理技术。在选择处理工艺中应减少处理设施的投资运行成本。根据实际情况选择处理工艺[1]。
澳大利亚的污水处理系统将土地处理与暗管排水结合,通过土地处理降低污水中氮磷等元素。用暗管将其用于农牧土地。美国人口居住分散,分散式生活污水处理工艺得到广泛应用。加州地区超半数的污水处理设施为分散式污水处理方式。90年代末,美国研发了高效藻类塘技术,通过藻类微生物降解污染物质促进微生物繁殖,从而去除有机污染物。有效去除氮磷等元素,此技术在德法等国有广泛应用。
随着我国新农村经济快速发展,农村环境污染问题日益严重,据全国污染普查公告显示,农村面临污染排放的COD占全国总量的43.7%,农村面污染逐渐成为我国污染的主要来源。据数据统计,我国农村年生产生活污水总量超90亿吨。多数地区未采取有效的处理方式处理。造成河流地下水等自然水体污染。对农村居民生活健康带来很大的影响。
中国农村生活污水分散式处理技术发展缓慢,常见的技术有净化沼气池,人工湿地等。净化沼气池在污水处理时可产生附带经济价值,得到国家住建部大力支持[2]。因生活污水需混合高负荷污染物,单独处理效果不佳。人工湿地基础通过土壤过滤吸附与微生物吸收代谢达到污水无害化利用的目的。此技术被广泛应用。蚯蚓生态滤池近年来引入中国,其利用蚯蚓与微生物协同共生生态系统处理污水,具有一定的经济价值,得到我国充分的发展改进。
2 分散式污水处理技术分析
分散式污水处理技术是一种新型的经济环保污水处理系统。具有占地面积小,环境影响小,灵活多样等特点。发达国家在分散式污水处理系统的研究较为丰富,我国对此方面的研究应用起步较晚。分散式污水处理技术主要采用包括好厌氧生物处理与自然生物处理技术【3】。
2.1 好厌氧生物处理技术
我国对小型二级污水处理装置技术研究始于80年代末期,污水先经格栅与触沉,后经厌氧等生物处理单元,经沉淀后排放。无动力地埋式污水处理装置位于地下,工艺简单,不需电动系统。工艺流程由初沉池,经厌氧污泥床至厌氧生物滤池,水力停留时间大于24H。此装置处理污水投资约2000元/(m3·t)SS去除率为60%左右[3]。处理后污水达二级排放标准。
微动力地埋式污水处理装置主要包括厌氧反应区,沉淀区与接触氧化区。污染物经生物膜上微生物新陈代谢作用去除。其耐冲击符合较强,经设计后装置可全自动化操作。可采用A2/O工艺。地埋式微动力污水处理装置投资为3000元/T左右,COD去除率达75%左右。
膜生物反应器是生物处理单元与膜分离单元结合的新型水处理技术,通过保持较低污泥负荷方式减少污泥量,污泥龄可达30d以上。MBR有截留作用,系统有较好的硝化效果,具有耐冲击负荷高,出水水质稳定。剩余污泥量少等优点【4】。
2.2 自然生物处理技术
人工濕地处理技术在欧洲应用较多。1903 年,英国建立首个用于处理污水的湿地,人工湿地处理技术由人工建造与控制运行,自80年代开始我国北京等地建立了人工湿地工程。人工湿地利用生态系统协调作用,实现对生物污水的高效净化。
人工湿地分为垂直水平潜流湿地与表面流湿地,SFW(表面流人工湿地)水力负荷较低。SSFW(潜流人工湿地)保湿性较好,但其控制较复杂。VFW(垂直流人工湿地)兼具二者的优点,但其建造要求较高。
人工湿地优势是投资少,运营成本低,人工湿地建设成本约为传统污水处理厂的1/5左右。可灵活选用不同基质组合。人工湿地污染物去除效率高,P去除率高于90%,人工湿地栽种大量水生植物,具有绿化环境的作用。
2.3 新型生态处理技术
蚯蚓生态滤池与生态厕所是新型污水生态处理技术。蚯蚓能分泌纤维素酶,脂肪酶等多种酶类。对大多有机物有较强的分解作用。许多学者将蚯蚓引入人工生物滤池,形成蚯蚓生态滤池。
蚯蚓生态滤池核心工艺是打造适合多种微生物生存的环境,处理转化污水中各种形态污染物,生态滤池中蚯蚓对滤床起到清扫作用。促进滤床碳氧分解,蚯蚓可提高生物活性作用。蚯蚓生态滤池对COD等去除率达80%以上。其具有工艺过程与设备简单,易操作维护管理等特点。但蚯蚓有冬眠与夏眠的习性,应用蚯蚓生态滤池处理污水会导致出水阶段不稳定。
市政下水道污粪是生活污染物的主要来源,社会大力倡导绿色环保,促进生态厕所的构建。生态厕所强调污染自净与资源循环利用。能充分利用各种资源,其采用锯末或秸秆为微生物繁殖场所,其产物可作为土壤改良剂。生态厕所操作管理较严格,生态厕所运营最佳操作条件温湿度为55%左右,混合频率20次/d,生态厕所无需水媒介运输粪便,此厕所基础建设为水冲厕所的1.5倍,运行用水量为水冲厕所的2/3,有机物降解率约为92%,生态厕所总费用低于水冲厕所,可实现生活污染物最大资源化。
2.4 其他处理技术
其他处理模式主要有厌氧沼气处理技术,我国9.3 亿人口分布于广大农村地区【5】。我国农村地域分布分散,农村生活污水包括人畜排泄冲洗污水等,农村生活污水是典型的分散式污水。厌氧沼气处理技术将作物秸秆排入沼气池,将有机物转化为甲烷混合气体,其沼渣与沼液可作肥料。
厌氧沼气池为玻璃钢,混凝土结构等形式,厌氧沼气池具有操作维修方便,无动力要求等特点,其结构简单,但其实际应用中沼气池内污水停留时间较长。
分散式处理为发展可持续环保与节能提供了很大的可能,极大限度节省排水管网基建费用,提升泵站费用。减少输送中的大量浪费。分散式污水处理技术拥有广阔的发展前景。我国农村常用的厌氧沼气池处理技术发展多年,但其发展空间仍有很大。人工湿地与生态厕所在我国部分农村与城市有所应用,生态厕所可实现污染物零排放。已在多个国家得到推广应用。其系统设备简化是未来研究重点。MBR技术与其他工艺结合提高了对氮磷的去除率,具有良好的应用前景。
结语
污水分散式处理技术在国内外应用研究成熟,在未来有广阔的应用前景。污水处理工艺的优选与实施现场的实际情况与处理水质要求等因素有关,本文研究了分散式污水处理技术进展,阐述了分散式污水处理的概念与系统组成,提出了分散式污水处理技术的研究方向。


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