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村镇生活污水常用处理工艺概况与对比

发布时间:2019-06-29 09:21人气:

村镇生活污水的无序排放是村镇水环境污染的原因之一,是造成黑臭水体的重要因素,村镇生活污水的治理十分紧迫。分析了村镇生活污水的主要特点和经处理后的排放要求,先容了5种村镇生活污水常用处理工艺的特点,并针对适用范围和优缺点进行横向对比。为村镇生活污水处理工艺选择提供参考。

 

由于村镇人口数量众多,而且基础建设落后,村镇几乎没有任何生活污水收集系统和处理措施,生活污水往往没有任何形式的处理,直接排放到水体中,成为村镇水环境污染的重要原因之一。未经处理的生活污水排入河道后会造成水体富营养化,当排入水体的污染物超过河道自净能力后,过度消耗水中的溶解氧,导致河道忠的水生动植物因缺氧而死亡,生态系统被彻底破坏,最后变为黑臭水体,严重影响了周边的环境和居民的身体健康。因此村镇生活污水的处理现在看来十分必要。

 

1村镇生活污水的主要特点

 

我国村镇设施建设严重不足,几乎没有建设任何污水收集和处理设施,村镇日常生活和工业生产产生的生活污水和工业废水,基本是未经任何处理直排进入周边的河道,沟渠和水塘等水体[1]。

 

村镇生活污水的来源较多,主要包括人的粪尿、厨房废水、清洁洗涤和洗浴废水等,此外还有部分畜禽养殖废水。村镇生活污水具有以下特点:排放点十分分散;污染区域大;污水排放时间比较集中,一般集中在早中晚;污水水质、水量不均匀一般高峰流量为时平均流量的2~8倍。

 

村镇生活污水主要污染物包括碳水化合物、蛋白质、氨基酸、脂肪等有机物,一般不含有毒物质。水质具有氨氮含量高,可生化性强,含重金属等有毒有害物质较少等特点。

 

2村镇生活污水处理设施出水标准

 

目前,村镇生活污水处理设施的排放标准在国家层面尚没有统一规定,大部分地区已建的村镇污水处理设施一般参考实行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级B水质指标的要求。

 

部分地区制定有地方排放标准,例如广州地区鼓励村镇污水处理设施的出水水质指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A的要求;四川地区自2017年1月1日要求岷江、沱江流域内城镇污水处理厂出水达到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》(DB51/1311-2016)。

 

表1村镇生活污水出水水质指标(mg/L)

 

 

注:表格中NH3-N指标中括号内数值为水温不大于12℃时的控制指标,括号外数值为水温大于12℃时的控制指标。

 

3村镇生活污水常用处理工艺

 

村镇缺乏专业技术人员,运行管理能力薄弱,因此生活污水处理工艺必须遵循“投资低、成本低、管理方便、效率高”的原则,尽量做到无人值守。近年来,随着村镇生活污水的治理越来越受到人们的重视,国内在村镇生活污水处理等方面积累了一定的经验,涌现了一批较为成熟的处理工艺。

 

目前国内已建村镇生活污水处理工程常用工艺主要有以下5种工艺:AO→人工湿地工艺、改良A2/O→人工湿地工艺、厌氧滤池→氧化塘→生态沟渠工艺、净化槽工艺和MBR(膜生物反应器)工艺。下面对上述工艺分别进行先容,并对比其优缺点和适用范围。

 

3.1 A/O→人工湿地工艺

 

A/O→人工湿地工艺是在常规A/O工艺作为生化处理去除有机物的基础上,其后增加人工湿地处理工艺进行深度处理。A/O工艺由缺氧和好氧两部分反应组成。污水、回流污泥同时进入缺氧池,同时好氧池内已经充分反应的一部分硝化液回流至缺氧池,缺氧池内的反硝化细菌在缺氧状态下利用污水中的有机物作为碳源,将回流的硝化液中硝态氮还原为氮气释放出来,达到脱氮的目的。之后混合液进入好氧池,完成有机物的氧化、氨化和硝化反应。

 

人工湿地系统是指由人为因素形成的湿地。人工湿地的处理原理是在特定的填料(如砾石、砂石等)上种存活率高、去污能力强的特定的植物(如美人蕉、蒲草、芦苇等),形成“填料—微生物—植物”的复合生态系统,当污水流过填料时,经沙石、土壤过滤,以及滤料和植物根际附着的多种微生物共同作用,去除水中的污染物。

 

该工艺对于厂区地势有一定要求,要求收纳水体的水位较低,人工湿地处理后的污水能够自流出水,处理规模不宜超过200m3/d。

 

工艺流程如下:

 

 

图1A/O→人工湿地工艺流程图

 

3.2改良A2/O→人工湿地工艺

 

改良A2/O→人工湿地处理工艺是在改良A2/O脱氮除磷工艺基础上增加人工湿地系统作为深度处理一种工艺。改良A2/O工艺是在常规A2/O法基础上改进而成,在常规A2/O法的厌氧区前增加一个预缺氧区,来自二沉池的回流污泥首先进入预缺氧区,与大约20%的原污水混合,可以进一步消除回流污泥中的溶解氧,减少厌氧区的不利影响,提高P的出去效率;同时,改良A2/O工艺保留混合液的内回流,好氧区的混合应回流至缺氧池在反硝化细菌作用下,硝态氮还原成氮气,保证了脱氮效果。此工艺可以根据进水水质调整各池的水力停留时间,达到脱氮除磷的的效果,该工艺具有工艺成熟、系统抗冲击性强,能耗低、运行成本低、出水水质稳定的特点。改良A2/O工艺出水能够达到一级B标准,在经过人工湿地的深度处理指标可以达到一级A标准。适用于处理要求较高,处理规模较大,四季气候变化大的村庄。

 

工艺流程如下图:

 

 

图2改良A2/O→人工湿地工艺流程图

 

3.3厌氧滤池→氧化塘→生态沟渠工艺

 

生活污水首先经过厌氧滤池,大部分有机物被厌氧滤池滤料截流,在厌氧条件下进行发酵,被分解成稳定的杂质沉淀;污水经厌氧滤池处理后进入氧化塘,有机物在氧化塘内被氧化分解;氧化塘出水进入生态沟渠,生态沟渠利用沟渠内生长的水生植物,进一步吸取氮磷,削减有机物含量。

 

该工艺采用生物处理、生态工艺相结合的技术,可利用依据地势而建,使污水自流经过各个处理工序,动力消耗极小。厌氧滤池可在现状沼气池基础上改建,在沼气池内投加供微生物生长附着的填料,氧化塘可利用现状的鱼塘改建,生态沟渠可利用现状的排水沟渠或者灌溉沟渠改建。生态沟渠中种植一些污能力强的特定的植物(如美人蕉、蒲草、芦苇等)提高处理能力。

 

适用范围:该工艺适用于现场有池塘或者沟渠的村镇,处理规模一般不能超过200m3/d。

 

工艺流程如下:

 

 

图3厌氧滤池→氧化塘→生态沟渠工艺流程图

 

3.4净化槽工艺

 

净化槽是一种人工强化生物处理的小型生活污水处理装置,主要用于分散生活污水的就地处理。该技术起源于日本,具备使用寿命长、维护简单、运营费用低等显著特点。净化槽组合了物理、化学和生物处理技术,通过化学絮凝反应、物理沉淀和微生物分解来削减污水中污染物的量[3]。污水经净化槽处理后其出水水质指标可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准的要求。该工艺适用于规模较小且处理要求一般的村庄,处理规模不宜超过150m3/d。

 

 

图4净化槽工艺流程图

 

3.5 MBR(膜生物反应器)工艺

 

MBR(膜生物反应器)是将膜分离技术与生物处理技术结合产生的新型污水处理工艺。该工艺利用膜组件取代传统活性污泥法的二沉池,提高了固液分离效率,膜的截留作用使曝气池能够维持较高的活性污泥浓度以及富集一些特效菌(特别是优势菌群),从而提高了生化反应速率,同时反应器对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性,耐冲击负荷能力较强。该工艺出水水质标准高并且稳定,容积负荷高占地较小,剩余污泥产量少等优点,但该工艺运行维护较复杂,维护成本高。

 

污水通过该工艺处理后的出水的基本可达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)的标准的要求。该工艺适用于出水水质要求较高或者有回用需求的村镇,处理规模不宜超过500m3/d。

 

3.6工艺对比

 

以上不同工艺的各有不同的适用范围以及优缺点,具体见下表:

 

表2不同工艺适用范围及各自优点对比表

 

 

4结语

 

近年来,随着村镇水环境的不断恶化,村镇生活污水处理越来越受到重视。我国村镇数量众多,每个地区特点迥然不同,村镇生活污水处理工艺不能一概而论,需要因地制宜,根据每个地区的实际情况选用适应本地、工艺成熟、运行成本低、操作维护简便,出水水质能达到排放要求的工艺。

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