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水是人类生存和发展过程中不可或缺的一种资源,对人们的生活有非常重要的影响。但是,水资源的合理利用以及污水处理方面的问题一直未受到人们的充分重视,很多人没有认识到污水排放的危害,随意排放未经处理的污水,使污水的排放量居高不下,严重破坏着人们的生态环境,也影响了人们的身体健康,这是与可持续发展的理念相违背的。因此,我们必须认识到污水处理技术的重要性,在城镇中大力推广和应用污水处理技术,更好地解决目前城镇发展过程中遇到的水资源污染的问题,改善水质,提高对生活废水的处理率,为城镇人民提供更安全、更可靠、更清洁的水资源。
1.城镇生活污水的影响
在城镇中,水资源的主要污染源是生活废水,这也是水污染治理工作中的难点所在。随着我国科技水平的不断提高,人们对水资源的要求也越来越高,不断进步的生活方式和生活要求需要使用大量的化学用品,这些化学消费品一旦被排放到水中,将会对水资源造成恶劣的影响。当前,城镇生活污水的成分越来越复杂多样,处理的难度也在不断加大,这给污水处理技术的使用造成了一定的困难,必须不断改善污水处理技术,否则将会对环境产生很大的破坏作用。此外,在很多城镇生活废水中,还掺杂着一定数量的工业废水,这使得城镇生活污水的成分越来越复杂,也加大了生活污水的处理难度。工业污水和生活废水在处理难度和处理要求上存在着很大的差异,以往被认为容易处理的生活污水,现阶段在处理难度和处理技术方面都发生了很大的变化,必须采用较为先进的处理方法和处理措施才能够满足城镇发展的需要,降低城镇生活污水的危害。
根据相关专家的统计,生活污水由于形成的原因不同,在处理难度和处理方法上有很大的差异,必须分别采取有针对性的措施,才能够妥善地处理。例如,经卫生间排出的废水就与普通的生活废水有很大的不同,它在对环境的污染方面危害更大,一些污染成分的含量也更高。卫生间废水通常在晚上较为集中,有着相对稳定的排放时间。再比如,厨房里的废水也有着较高的污染成分,污水处理的难度和要求也比较高,很多城镇的污水处理技术在厨房废水的排放高峰期无法满足污水处理的需要,相关的设备和处理技术需要进一步完善,这样才能满足城镇生活污水处理的需求。总而言之,城镇生活污水的排放与城镇居民的生活规律息息相关,因此,在污水处理方面,需要与当地居民的特点和排放规律相结合,只有这样才能因地制宜,使污水处理技术更符合当地城镇生活的要求。
2.城镇生活污水处理的难点
当前,根据城镇生活污水处理要求的变化,城镇生活污水处理技术在发展过程中遇到的难点问题主要表现在:
2.1污水的成分越来越复杂,危害程度更大
随着城市化进程的不断加快,城镇生活废水的排放量也在逐步加大,这些生活污水中有很多复杂的成分,在处理难度上有很大的变化,由于这些污水的成分发生了较大的变化,对于环境的影响和作用也越来越大,一旦处理不好,将会对环境造成非常恶劣的影响。因此,必须不断改进和完善已有的污水处理设施和处理技术,不断引进和推广新型的、先进的污水处理技术,满足城镇生活污水处理的需求,并确保这些污水处理技术具有很强的可行性和可操作性,相关设备能够正常运行。但是,很多城镇的污水处理技术还存在着很多问题,不能满足现阶段污水处理的要求,在处理技术和处理设备方面还有待改进。
2.2污水处理方法和技术的选择受当地经济发展水平的制约
污水处理方法和处理技术的应用,需要一定的经济条件做支持,这也是提高城镇生活污水处理技术的基础条件。但是,由于城镇的发展程度和经济水平方面存在着很大的差异,很多城镇的经济条件不足以购买先进的污水处理设备,在人力、物力和财力方面都很有限,这就限制了污水处理技术在这些城镇中的发展。
2.3很多污水处理方法和处理技术在实施起来有一定的难度
当前,我国污水处理的技术水平还不够高,与国外其他发达国家相比还存在着很大的差距。很多污水处理技术未经受过实践的检验,只是在实验室中显示出了一定的效果,但是在具体应用中可能会受到其他因素的影响,在实施起来可能达不到预先的设想。
2.4受自然条件的影响较大
污水处理设备和技术的应用,与城镇当地的自然条件也有着很大的关系。在应用处理技术和处理方法的过程中,容易受到自然条件的影响。例如,温度、风力和土壤等方面,都可能会对污水处理的效果产生负面影响,进而使污水处理技术不能充分发挥作用。
3.污水处理技术在城镇污水处理中的应用
3.1膜分离技术在城镇污水处理中的应用
现阶段,随着科学技术水平的发展,膜分离污水处理技术也得到了快速的发展,在很多污水处理上发挥了很大的作用。这种技术在处理污水方面有其独特的优点,主要采用微滤的方法或者是超滤的方法,对污水中难以降解的微生物进行处理,可以对生活废水中的微粒以及其他的化学因子进行有效的降解,并且能够防止这些微粒附着在管道内或者是其他污水排放设施内,提高污水处理的质量与水平。经实践证明,这种污水处理技术可以有效处理城镇污水中的膜污染,将废水中难以去除的微粒进行清除。
3.2强化一级处理技术在城镇污水处理中的应用
与其他污水处理技术相比,强化一级污水处理技术也有着非常明显的优势,是一种不可替代的污水处理方法。此外,这种污水处理技术还有着简便、经济、成本低的特点,能够有效降低污水中的悬浮固体,使处理过的污水能够达到排放的标准,这种方法可以结合其他方法共同使用,会发挥更好的效果。但是,在利用这种方法的过程中,要注意其中的难点问题。在处理污泥方面一直是困扰着这一技术的难题,如何有效地处理其中产生的污泥,如何将这些污泥资源化,是目前需要解决的问题。
3.3生物处理技术在城镇污水处理中的应用
这种技术是一种新型的污水处理技术,可以充分发挥微生物的作用,利用新陈代谢的原理将污水中难以处理的物质降解为无害的物质。根据生物处理技术要求的差异,我们可以将生物处理方法划分为多种类型,需要根据不同技术的特点和污水处理的要求合理选择。例如,对于厌氧处理技术来说,最大的优势在于操作简便,对于能源的消耗也比较低,可以有效处理城镇生活污水中的低浓度的水,但是这种处理技术需要克服对温度的要求,否则就会增加成本投入,限制这一技术的推广与使用。
4.结语
水资源对人类来说是一种珍贵的资源,是一种不可再生的资源,如何做好水资源的循环利用和重复利用才是解决城镇生活污水的治本之策。为此,应当加强对城镇生活污水资源化的研究,使生活废水得到有效的转化,使这些废水能够再次利用。此外,应当注意污水处理过程中对于人们身体健康的影响,确保污水处理技术不会对环境造成影响。
【参考文献】
1.城镇污水处理设施现状
据住建部统计,截至2012年底,全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3340座,污水处理能力约1.42亿立方米/日,全国已有648个设市城市建有污水处理厂,占设市城市总数的98.5%;累计建成污水处理厂1947座,污水处理能力约1.22亿立方米/日,全国已有1254个县城建有污水处理厂,约占县城总数的77.7%,累计建成污水处理厂1393座,处理能力2421万立方米/日。可见,虽然城镇污水处理设施的建设已经取得很大成就,一部分县城和大量的中小城镇没有污水处理厂,将来仍将有大量的城镇污水处理设施需要建设。
城镇的人口规模一般在2000人以上,10万人以下,按此规模兴建的污水处理设施,既要满足环境保护排放标准的要求,也要“建的起”和“用的起”,选择适合的技术和工艺就非常关键了。很明显,研究并探讨适合城镇的污水处理技术具有深远的现实意义。
1.1 发展不平衡
表现在以下几点:①东西部地区污水处理能力相差较大。东部沿海省份经济发展较快,污水处理能力比中西部地区高,如东部地区的城市和县级单位污水处理能力分别比西部高出5%~6%和44%。②大中城市和县城、小城镇的污水处理能力也有明显差别,小城镇虽没有统计数据,但可以推断要低很多。
1.2 配套污水排水管网建设拖后腿
随着我国污水管网建设取得了长足的进步。但是,与污水处理厂的建设数量和处理能力相比,其建设速度相对滞后。2005~2012年间,城市配套管网建设的增长速度均低于污水处理能力的增长速度,年均相差3~5个百分点。县城及建制镇的管网不配套问题更加突出。总体来说,配套管网增速落后于污水厂能力建设增速约26个百分点,落后的幅度有越来越大的趋势。
1.3污泥处理存在不足。
①由于对污泥利用的认识存在不足,国内污泥处理处置的起步较晚,许多城市没有将污泥处置场所纳入城市总体规划,很多处理厂难以找到合适的污泥处置方法和污泥弃置场所,导致小城镇的污泥处置即最终出路存在严重问题,这将为环境污染带来巨大危害。因此,目前小城镇的污水处理厂污泥以填埋为主。由于污泥含水率高,影响填埋场的正常作业,且重金属和有毒有害有机物污染地表和地下水系统。②重水轻泥现象普遍。我国污泥处理起步较晚,且早期建设的污水处理厂普遍存在“重水轻泥”现象。目前,我国运行的污水处理厂已达到3300多座,设计处理生活污水能力达到1.42亿吨/日。产生含水率80%的污泥2000多万吨/日,但只有10%左右通过堆肥技术处理后回用到土地。另外有20%采用卫生填埋,还有少量采用焚烧、建材利用等方式进行处置。其余的70%都只是随意外运、简单填埋或者堆放,对环境造成严重影响,且抵消了部分污染减排成果。污泥处理处置能力不足、污泥处理处置设施建设和运行资金投入不足、责任主体不明、监管缺位等原因都对污水处理厂污泥的处理处置造成了直接影响。
1.4 污水处理再生利用不够
我国水资源短缺,且分布严重不均,进一步加剧了不少地区的水资源短缺程度。目前,正常年份全国每年缺水量400亿立方米,有400余座城市供水不足,严重缺水的城市有110座,近2/3的城市存在不同程度的缺水。但是,污水再生利用情况与水资源短缺的现状并不匹配。截至2010年底,我国形成的污水再生利用生产能力1082.1万吨/日,实际再生利用总量923万吨/日,不到全国城镇污水处理总量的10%,污水再生利用空间仍然很大。
2.城镇生活污水及其处理难点
城镇生活污水是指人类因维持日常生活水平而排放的污水,来源包括厨房污水、洗浴污水、化粪池污水、洗涤污水等。目前城镇生活污水处理难点主要在于是:(1)生活污水成分日益复杂,污染评价难度大,而且污染负荷随昼夜、季节发生变化,这些都对正确选择处理方法、合理设计处理工艺、准确估计处理效果以及正常维护处理设施产生很大影响;(2)随着社会经济的不断发展,污水水质也愈来愈复杂,传统的处理工艺在用地、运行费用、投资、人员专业知识等方面受到当地客观条件现在,而一些新兴的处理工艺大多建立在实验室或中试结果基础上,实际应用效果受当地自然与生态环境影响很大;(3)考虑当地社会经济发展水平等制约因素和地方保护主义等抵制因素,城镇生活污水实际处理不一定能采用最佳的处理技术和工艺。污水处理是资金密集型工程,不仅需要投巨资建设污水处理厂和相应的污水收集管网,而且污水处理厂的日常运行费用也非常高昂。此外,小城镇经济发展水平偏低,对专业技术人员的吸引力有限,也会影响污水处理厂的管理和维护工作。因此,目前绝大多数小城镇不具备建设和运行污水处理厂的经济承受能力。
3.城镇污水处理设施的技术选择
3.1 确定污水处理规模
污水处理规模与城镇人口、社会经济水平、排水体制、工业废水量、规划年限、进水水质、出水水质、污水排放与再生利用、污泥的综合利用等因素有关,在确定污水处理规模时要进行全面详细的调研,要将实际情况调查清楚,不留盲点。
3.2 考虑污水管网
前面已经讨论了一些地方污水管网不配套的问题,要让污水处理设施真正发挥实效,就必须充分考虑管网的建设。对于已建污水处理厂,通过完善管网,解决污水管网与污水处理厂处理能力不匹配的问题,提高污水处理率和污水处理厂运行负荷。对于在建和新建的污水处理厂,要充分做好污水管网布设与污水处理厂建设规模配套的评估工作,使污水处理厂的环境效益最大化。
3.3 污水处理的工艺选择原则
城镇污水处理工艺选择,是根据城镇水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展状态、城镇经济状况和城镇管理运行要求等诸多方面的因素综合确立的。在已建设运营的城镇污水处理厂中,一级处理、二级处理和深度处理都占有一定的比例。鉴于我国目前面临的水环境污染严重的现实,以及水环境污染以有机型污染为主的特点。今年来在建和建成投产的城镇污水处理厂中,二级和二级以上的处理厂占绝大多数,因此城镇污水处理工艺的选择,重点是二级生物处理工艺的选择。
3.4加大再生水回用力度
在缺水少水的地区,应大力发展再生水回用技术,将再生水利用至工业、市政、景观等领域。采用分散与集中相结合的方式,建设污水处理厂再生水处理站和加压泵站。在具备条件的机关、学校、住宅小区新建再生水回用系统。加快建设尾水再生利用系统,鼓励回用于工业生产和市政用水等。到2015年,确保城镇污水处理设施再生水利用率达到15%以上。
4.常用城镇生活污水处理的对策
虽然我国城镇污水处理事业发展很快,但是许多中小城镇还没有污水处理设施,污水处理设施的建设还有很长的路要走。城镇污水处理设施的建设要考虑到当地的自然和经济条件,还要结合污水处理设施的技术特点。
4.1氧化沟法
工艺流程是:进水格栅氧化沟二沉池消毒池出水。污水在氧化沟中与活性污泥接触,并在转刷处曝气,在环形沟内完成生化反应和污水的净化。氧化沟法有Carrousel沟、三沟式、一体化式、Orbal沟等多种形式。优点是:工艺简单,可省去调节池、初沉池和污泥消化池;管理方便;处理效果好;抗冲击能力强;运行费用低;但存在污泥上浮,流速不均及污泥沉积等问题。一般用于大中规模的污水处理。
4.2活性污泥法
工艺流程是:进水格栅初沉池曝气池二沉池出水。其原理是是在人工充氧条件下,对污水和各种微生物群体进行连续混合培养,形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离,大部分污泥再回流到曝气池,多余部分则排出活性污泥系统。优点是:优点是出水效果好,BOD去除率可达90%以上,运行稳定。但一般曝气池体积大占地面积大,基建费用高,对水质、水量适应性较低,运行容易 水质、水量变化的影响。
4.3生物接触氧化法
工艺流程是:进水调节池接触氧化池二沉池出水。其原理是在生物反应池内充填填料,已经充氧的污水浸没全部填料,并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜,污水与生物膜广泛接触,在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下,污水中有机污染物得到去除,污水得到净化。工艺优点是池内充氧条件好,容积负荷率高;采用高效悬挂填料时不容易堵塞;不需要污泥回流系统,没有污泥膨胀问题;运行管理简单;抗冲击能力强;有节能效果,是应用广泛的污水处理技术。不足之处曝气难以做到分布均匀。填料上生物膜实际数量随BOD负荷而变。BOD负荷高,则生物膜数量多;反之亦然;生物膜量随负荷增加而增加,负荷过高,则生物膜过厚,在某些填料中易于堵塞;填料选用不当,会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。一般多用于中小规模的污水处理站[5]。
4.4 SBR法
工艺流程是:进水混合曝气沉淀排水。主要工艺设备是SBR反应池,在池中完成进水、反应、沉淀、排水、闲置五个交替进行的周期。优点是工艺简单;处理效果好,能除氮磷;没有污泥膨胀;有抗冲击能力;占地少。缺点是自动化设备要求高,投资较大。SBR法适合中小规模污水处理以及土地紧张,但经济条件较好的地区。SBR法已发展出了各种新的形式,如ICEAS法、CASS法、DAT-IAT法、CAST法等。
4.5 AB法
工艺流程是:进水格栅沉沙池A段曝气池中沉池B段曝气池二沉池出水。AB法不设初沉池,A段为高负荷,B段是低负荷,两段污泥分别回流,充分利用了污水管道中的微生物,为不同时期的微生物种群创造良好的生长环境。优点是抗冲击能力强;处理效果稳定,可去除氮磷。不足之处是需要两次出泥,增加了回流系统;另外A段去除较多BOD时,可能造成后面碳源不足,影响脱氮。一般用于大中规模的污水处理。
4.6 再生水回用系统
再生水即“中水”,其主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水。它可以用于一些水质要求不高的场合,如冲洗厕所、冲洗汽车、喷洒道路、绿化等。利用污水处理厂二级生物处理出水作为中水水源时,处理目的主要是去除水中残留的悬浮物,降低水的浊度和色度,应选用物理化学处理(或三级处理),工艺流程如下:二级出水调节池化学处理过滤消毒中水。除了上诉方法以外,根据国内外水处理技术的发展状况,还有一些典型的中水处理工艺流程。处理方法主要有混凝沉淀或气浮、化学氧化法二氧化氯、臭氧、次氯酸钠、氯、碘化钾)、活性炭吸附法、膜处理法等,随着水处理机理研究的不断深入,新的处理方法、新的构筑物、新的处理装置和新的工艺流程会不断出现。
(1)BAF法:也叫曝气生物滤池法,该流程集生物氧化和截留悬浮固体物于一体,能同时达到去除SS、COD、BOD和硝化、脱氮脱磷功效。优点是所需基建投资少,运行耗能低,出水水质好,不足是维护起来比较复杂。
(2)分子生物技术:随着分子生物技术的发展和活性污泥微生物基因库的建立,极大提高了污水处理效果。未来分子生物技术在城镇生活污水处理领域应用十分乐观。
(3)MBR法:即膜-生物反应器工艺,是目前被业内最看好的新兴污水处理技术之一。它有机结合了生物技术和膜分离技术,具有生化处理效率高、抗负荷冲击能力强、处理的水质稳定等特点,而且工艺占地面积小,还能够实现处理自动控制。
(4)人工湿地:通过构建人工湿地系统,在湿地植物、基质和微生物共同作用,经过多层过滤,降解污染,净化水质。具有投资少、工艺简单、能耗低、维护管理方便等优点。
5.结束语
随着城市现代化不断发展,城镇生活污水排放量逐年增长,污水成分日趋复杂,我们应根据水污染现状采取针对性处理技术和措施,提高城市用水利用率。中国城镇污水处理技术尚处于发展阶段,面对水资源短缺,水污染严重的现状,城镇污水处理技术的发展还有很长的路要走。目前来看,城镇污水回用利用再生水是解决水资源不足水和水污染严重的一个非常有效的途径。我国今后的发展中应大力推广污水回用技术,切实利用好和保护好水资源,保证我国社会经济持续发展。
参考文献:
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)20-0369-01
一、概述
由于社会经济的发展,人类对洁净水的需求量不断增加,合理利用现有水源,保护现有水源不受污染,治理生活和工业废水以及污水回用,不仅是我国城乡面临的当务之急,而且是当今世界性问题。由于我国城市化进程的快速发展,城镇人口急剧增加,加上我国过去过多地把环境污染防治的重点放在工业污水污染防治上,城市生活污水的污染防治相对滞后。随着城市污水排放量增加,环境基础设施建设又跟不上城市化发展速度,致使城市生活污水成为水污染的一个重要来源。因此,如何处理城市生活污水是一个值得关注的大问题。
二、目前污水处理的干扰和构成因素
1. 城市污水管网络的设计
城市地下水地质条件的复杂,导致在城市污水处理的过程中,要充分的考虑特殊地形的影响,也就是说如果由于地下水流向的影响,导致一些地区的管道设计形式会受到限制和制约,所以在设计的过程中,有关部门应该充分的考虑这些因素,选择最合理的设计方案做好污水的排放。
2. 垃圾渗滤液的危害
在城市的污水处理的过程中,污水本身以及其他的城市垃圾产生的各种浓度较高的废水,也容易给污水处理的质量造成影响,也就是说在对垃圾和污水进行统一的集中管理的过程中,有关部门应该重视对污水和垃圾的分离。尤其是我国的一些中小城市,在垃圾处理的过程中,污水和垃圾的处理区域比较集中,这种情况下,有关部门必须要加强对污水的有效管理。
3.污泥的的臭气污染严重
污水经过各种不同工艺处理后,出水达到了国家规定的排放标准,但是在污水处理过程中产生的污泥却未能得到妥善的处置,还会给环境造成二次污染;另外,污水厂的臭气也是一个棘手的问题,严重的臭气,既影响操作运行人员的身体健康,也给周围居民生活环境带来污染。
三、城市生活污水处理方法
1. 膜分离技术的应用分析
鉴于膜分离技术在污水处理中通过固液分离机制去除污染物和细菌方法有独到的优势。人们对膜分离技术应用于给水和污水处理方面进行了多途径的开发和应用。膜分离技术(如微滤、超滤)在城市生活污水处理应用方面也有了较大进展,已经部分商业化用作回用水。
中空纤维膜微滤系统,小规模处理生活污水,由于微生物降解了60%的TOC(总有机碳)。其中的悬浮颗粒和固体主要通过膜吸附作用从水中得以清除,结果使出水水质中COD、BOD、TOC、SS(悬浮物)和浊度分别低于30mg/L、10mg/L、10mg/L、2mg/L和1NTU,满足回用水标准。絮凝-吸附-微滤系统处理生活污水,出水可回用,出水水质中浊度和COD分别为从18NTU、77mg,L降到0.5NUT、13ml。
膜污染是膜分离技术在污水处理应用中的一个难题。膜污染是指处理物料中的微粒、胶体、溶质大分子由于物理化学相互作用或机械作用而在膜表面或孔内吸附、沉积,造成膜孔经变小或堵塞,使膜产生透过流量和分离特性发生不可逆变化,导致处理水的质量和数量下降。膜污染防治技术目前主要有:
对滤液进行前处理。各种混凝土技术对滤液进行前处理能有效去除有颗粒物。强化一级处理工艺与膜技术联合作用能有效降低膜污染。
改善操作环境,有关研究证实双向搅动、物理冲洗、改变曝气等方式能有效降低膜污染。
定期对膜组件进行清洗。尽管如此,膜污染还是随使用时间的延长而增加。直到现在,膜污染仍是制约膜技术在处理城镇生活污水应用中的最重要因素。防治膜污染而采取的种种措施使膜法水处理耗能相对较高。故与其他水处理方法结合应用的新型、低能耗合成膜法水处理工艺成为水处理领域研究的热点之一。
膜生物反应器就是由膜分离技术与生物反应器结合的生物化学反应处理系统。就膜生物反应器处理生活污水,从能耗角度(特别是曝气和循环泵的费用上)研究了一体式和分体式两类反应器,结果表明:在处理特殊废水(如N浓度高废水)和废水回用情况下膜反应器是非常有效的,但分体式的耗能要高于一体式,而后者的膜建设和维护费用则较高。加压浸没式膜生物反应器是膜生物反应器研制过程中的又一进展。通过抬高进水水位,利用膜组件外部水的压力形成压力差,并串联一个厌氧硝化池除N,可使其能耗大大降低。该反应器在处理城市生活污水时的连续运行结果证实:
膜在连续运行400d期间,经过清洗,处理效果稳定;BOD、T0C、SS、TN和TP的平均去除率分别为99%、93%、100%、79%和74%;短期抗冲击能力显著;平均耗能低,为2.4kWh/m。
应用膜生物反应器和中空纤维膜分离组件,该装置在小规模污水处理运行中,无污泥排放、有机物高度稳定化,通过控制曝气速率,脱氮效率高达90%。对曝气的方式加以改进,以增大膜得通量。在膜生物反应器中加入铝盐或沸石,结果表明能有效降低膜污染,同时除磷、脱氮效果明显。总之,通过开发新型有机、无机及复合经济型膜材料,采用经济、有效手段防止膜污染,加强膜技术与其它水处理技术联合应用,可大大促进分离技术在城镇生活污水处理中的实际应用。
2.生物处理方法的应用分析
污水生物处理过程是指利用微生物的新陈代谢把污水中存在的各种溶解态或胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害化物质。按照处理过程中有无氧气的参与。污水的生物处理技术可分为好氧处理工艺和厌氧处理工艺;按照污水处理生物反应器中微生物的生长状态,污水的生物处理技术又可分以活性污泥为代表的悬浮生长工艺和以生物膜法为代表的附着生长工艺。
厌氧处理工艺。厌氧处理工艺具有反应器体积小,规模灵活,工艺简单,耗能低(仅为好氧工艺的10%~15%),产生的污泥量小(为好氧工艺的10%~15%),处理过程中对营养物的需求低等多种优点,是城镇生活污水处理的首选方法之一。但是,城镇生活污水中较低的污染物浓度。则成了传统厌氧处理工艺在城镇生活污水处理中广泛应用的首要限制因素。为了解决这一技术难题,人们对传统厌氧处理工艺进行了长期的各种改进试验。改进后的厌氧处理技术在处理低浓度城镇生活污水(COD
结束语
城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护,更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设,加快城市污水处理新技术的应用,促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施。是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。
中图分类号:X703 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2017)20-0059-03
前言
近年来,频繁的发生水污染事件,不仅严重威胁人类的身体健康,也在很大程度上阻碍了经济与社会的可持续发展。鉴于水污染事件所形成的危害,有必要开展有效的治理工作,而生活污水作为主要的水污染事件来源之一,必然要采取科学的处理工艺妥善的处理,以使其危害降低,减少水污染事件的发生,促进人与自然的和谐发展,保护水生态系统完整。
1 小型生活污水处理工艺流程分析
近年来,随着城市基础设施建设市场的不断开放,我国的工程技术人员与国外同行的技术交流愈加密切,吸收国外先进的技术和理念,形成了一些适应中国国情的技术,对解决和控制水体污染起了重大作用。首先污水处理部门要分析当地污水的组成含量,并结合实际情况形成具有可行性的污水净化方案。污水净化方案要具有运行费用低、操作简便、易于管理的特点,除此之外小型污水处理工艺应满足具备较强的抗负荷冲击能力,能够较好的应对突况[1]。
生活污水属于低浓度的有机废水,其中具含有天然高分子物质,这种物质能够通过化工方法降解,同时由于生活污水中还含有多种寄生性细菌,使污水具有良好的生化性,因此可以采用厌氧和好氧结合的方法将污水中的杂质出去[2]。
在污水处理的过程中,首先需要一个厌氧过滤装置,该过滤装置主要由复杂的生物菌群组成,通过菌群内的细菌和水解产酸菌和甲烷细菌反应,完成一级厌氧处理,让污水通过过滤床,能够有效的完成一级过滤,清除大量的好氧细菌。为了能够提升生活污水的处理质量,在完成一级过滤后要进行二级厌氧生物过滤。在完成二级过滤后将污水转入氧化槽进行好氧处理,此环节可以清除大量的厌氧细菌。常用的好氧生物处理方法有活性污泥法和生物滤池复合法,操作人员要根据污水的成分灵活选择好氧处理方法,充分的清除微生物和悬浮物。在完成厌氧和好氧的处理后,将污水转入沉淀槽内,此环节主要是为了清除污水中的污泥,沉淀处理可采用竖流沉淀法,让污泥沉淀在槽的底部,让清水流出,此方法操作简便,排泥方便,易于管理,适用于多数的沉淀处理。完成沉淀处理后,污水已经变清澈,但如果直接饮用还存在一定危害,此时水中还有人肉眼看不见的有机物和病毒,因此要将冲沉淀槽排除的污水转入消毒槽内,此环节主要是为了清除水中存在的大量有机物、虫卵和大肠杆菌,尤其是大肠杆菌,消毒环节要采用漂白粉和漂白精,彻底清除污水中的大肠杆菌和微生物。在整个污水处理环节中,每个工艺流程都具有自身独特的特点,首先是厌氧滤床,其能够有效的将污水同悬浮物分离,并利用厌氧细菌初步分解水中的有机物,为下步沉淀打下了基础,其次在氧化池中的净化环节,氧气能够氧化大量的剩余有机物,并通过添加氧化剂,杀死水中厌氧细菌,完成水质的初步净化,同时将污水导入沉淀槽中,而在沉淀槽中污水可以同淤泥分离,让上部的清水流入消毒槽内,排除污泥。接下来将上层的清水导入消毒槽内,通过固态氯和漂白粉的加入,进一步杀死水中的大肠杆菌等微生物,实现生活污水的净化[3]。
2 小型生活污水处理设计
2.1 城镇居民生活用水情况分析
2.1.1 城镇居民用水量定额
城市居民用水量在一般情况下都是有定额的,在这个定额内的用水价格是较为便宜的,但是一旦超出了这个范围用水价格就会上涨,这也是控制居民用水量的一项有效措施。这种对城镇居民用水量定额的方式还可以培养了城镇居民的节水意识,让居民在日常的生活中做到对节水方式的习惯[4]。
2.1.2 城镇居民污水排放的情况
城镇居民的用水都是生活用水,其携带的污染物较少,在进行污水处理的时候会比较容易一些,但是有些地区可能由于餐馆较多,或者是位于商业区,导致用水量增多,并且污水内携带的污染物较多。这种情况下就要根据不同的地区,来制定不同的污水排放量和污水携带的污染物量的监督,争取与污水处理系统达成共同的治理方式[5]。
2.1.3 污水处理厂的排放标准
所有的城镇居民污水都要经过污水处理厂的处理才能进行再次的排放,在进行污水处理的过程中需要进行的化学处理有很多,对每一项处理技术都要进行严格的工艺规定,并保证只有当处理后的水质达到相关的规定时才能进入到下一步的理环节。这样对每个环节中的水质都进行检查,保证最后流入到使用过程中的水也是符合质量要求的。并且针对不同的地区的污水排放量和含有污染物质量,要建造不同的污水处理系统[6]。
2.2 论证并选择工艺方案
2.2.1 工艺方案的选择与论证原则
在污水处理工作开展的过程之中,相应处理方案的设定与工艺方案选取论证实践活动的开展,需要相关技术研发人员遵循指定的基本工作原则。在目前国内社会有关生活污水处理的工作研发进程之中,相应处理工艺的选取原则的划分,主要可以分为几个不同方面的论述内容。首先,相应生活污水处理工艺方案的论证与选取,应当严格遵循城市整体污水处理工作开展的远期发展规划。其次,技术人员应当秉承高水平的职业责任心认知观念,尽可能保障相关工艺内容设定的安全性与可靠性。避免因处理流程设计的偷工减料,造成整个城市生活用水的二次污染。在最后,技术人员应当结合现代社会之中的信息化处理技术,将人工智能自动化处理手段结合应用到污水处理的工艺设计流程之中,最终实现整个污水处理工作开展的经济成本的逐步降低[7]。
2.2.2 污水处理工艺方案中指标参数的确定
指标参数信息的核实与确定,也是生活污水处理工艺方案论证与选取可靠性得以实现的重要前提条件之一。在目前国内社会污水处理工艺的研发阶段之中,城镇生活污水BOD5的处理指标应当控制在每升十毫克的含量范围之内,达到整体剔除效率在九十五个百分点以上的控制水平之上。在SS水质成分含量的控制与处理方面,新型工艺方案的设定与选取,要求经过处理过后的生活污水,实际SS成分含量可以控制在剔除率达到九十六个百分点以上的工作水平。在此基础之上,城市生活污水当中磷杂质、氯化镁等各种有害化学元素的剔除预处理等,也是需要相关技术人员在论证并选择相应污水处理方案时尤为关注。相对城市工业污水处理工艺方案的设定,生活污水处理对TP出水浓度的剔除处理效率要求较低。只要能够将相应化学有害物质的剔除率控制在九十个百分点左右的参数范围之内,即可达到生活污水处理的基本工作标准。
2.3 确定工艺参数
污水处理占中进水控制井和事故水井是非常重要的,主要是针对市政污水的进入以及出现未经处理的污水禁止向外排出,同时又能够下游遭受污染而设置的事故水井,事故水井能够保障所有进入的污水能够在当前水井中进行处理,保证污水不会向外流出,保障城区水源的安全,其中进水控制井、事故水井的尺寸要根据流量来进行控制,而且事故水井的潜水提升泵的型号、数量等相应参数也要进行设置[8]。
机械格栅是能够截取污水中的残留物,是布置在进水渠道内的必要设备,机械格栅通常要根据水量、材质、间隙、主电机功率以及转刷电机功率等方面参数进行确定,机械格栅的数量也会根据水量的不同而进行相应设置,并且在放置位置方面也会有所不同,通常采用平行放置的方式,并且还要根据水流量计算出进水渠道渐宽部分的长度、通过格栅的水头损失、栅槽总长度等相关数据。另外污水提升泵房和调节池也是需要注重的,也就是说污水提升泵房要根据最大水流量来确定潜水排污泵的数量,并且每台排污泵流量也是需要重视的。调节池是专门用来缓冲水量和调节水质的,要根据场地实际情况,确定调节池的有效水深、占地面积以及有效的容积量等[9]。
2.4 环保节能与安全生产
在小型生活污水处理工艺和设计当中,环保节能、安全生产等,都是十分重要的问题。在环境保护方面,注重出水对河流沿岸环境的影响,由于要求对处理污水出水回用,不可向临近的河流进行排放。由管网对污水处理厂的滤液、上清液、生活污水等进行统一收集,和污水共同进行处理,不会产生新的污染。污水处理后,将污泥制成泥饼的形式,具有较低的含水率。通过对泥饼性质进行化验和分析,发现可将污泥作为农肥使用。对于鼓风机房、泵房产生的噪音,通常是难以避免的,因此,需要采取一些措施进行处理,例如采用减震垫、橡胶接头、消声器等方法,将对噪声进行削减。
在消毒工艺中,需要对二氧化氯消毒工艺进行现场制作,所以有一定可能性会发生漏氯的情况。由于二氧化氯具有较高的毒性,因此,要采用有效措施预防漏氯的发生。同时,为了避免漏气对工作人员造成伤害,在相关的地点,需要对感应报警系统进行设置,同时对相关工作人员发放吸附面罩、氧气罩等常备。此外,要对厂区环境进行美化,达到30%以上的绿化面积,确保照明、通风、采暖的良好供应。在节能方面,对节能型潜水泵进行使用,降低能耗。与变频调速相配合,利用计算机优化系统,实现水泵高效运转[10]。
为了使不必要的损耗得到降低,对水量和水质等,可以利用仪表进行全程自动化的控制和监测。在厂区当中,对于照明系统、空调系统等功能性设备,应当根据实际情况,进行合理的使用,使能耗得到降低。为了确保安全生产,要在厂区中,对两套生产系统进行设置,自行配备电源,避免发生断电事故。在污水处理工艺中,对污泥浓缩脱水方法进行应用,没有涉及到消化反应,所以不会产生沼气等危险气体。对安全监督管理体系进行监理,根据校方要求设立防火栓,并对卫生标准进行设置。
3 小型生活污水处理工程成本分析及效益评价
3.1 成本分析
根据国家相关小型生活污水处理方面的规定来看,污水厂进行污水处理的成本需要包括能耗费、人员工资费、处理药剂费用、相关设备的检修以及在处理过程中产生的其他不可预测的费用等等。
第一,能耗费。小型生活污水处理过程中所需要的电费消耗量每日大约是1000kwh/d,电费每度按0.5元计算,则每天需要消耗500元/d。
第二,药剂费。污水处理厂为了实现更好的进行污水的处理工作。在进行污水的处理过程中经常会掺杂一些化学药剂,来清除污水中所包含的有害物质,防止在进行污水处理后,有害物质并没有被完全的消除掉,仍然存在于水体当中,对附近的水源或者周围的环境造成二次污染问题。通常在污水处理中所需要购买的化学药剂为氯酸钠和盐酸,消耗0.6g的氯化钠和1.2g的盐酸才可以生成1g的二氧化氯,因此药剂平均每克的花费是0.0035元,那么污水厂每天的药剂花费大约为160元/d[11]。
第三,人员工资福利费。污水厂的出水处理需要配备大量的劳动力,劳动力的工资标准要按照污水处理厂的具体所属区域的人均收入标准来定,污水处理厂正常的劳动人员工资费用每人每个月为3000元。其中国家规定的法定假日照常休息,如果出现临时加班或者节假日加班等情况时,每天的工资按照正常工资的3倍来支付。
第四,设备维修费。污水厂进行污水的处理工作单单仅靠人力是无法完成的,必须依靠相应的技术设备,而污水处理厂的技术设备由于使用的次数比较频繁,因此为了避免设备在使用过程中出现问题,导致污水的处理无法进行,为污水处理厂的经济收益带来不利影响等问题,必须要经常对污水处理设备进行更新和维护。但是对于设备的检查和修理工作不是需要每天进行,只需要定期对设备进行检修就可以实现对设备正常运行的保障。因此,设备的维修费用没有固定的数值,不能按每天的工作量来计算,智能算作是不可密]的突发状况产生的费用,在这里姑且只按每个月4000元计算,设备的维修管理费按每个月2000元计算。
第五,总体的运行费用。整个污水处理厂的运行投入费用为:每吨水处理费用(550+168+200+200)/1000=1.12元/吨水。
3.2 效益评价
随着社会经济的发展,人们物质生活水平提高,对环境问题的关注度也越来越高。但是我国目前存在着污水处理问题导致对环境产生了极大的恶劣影响。因此,在城镇的周围建立污水厂,保证城镇中的生产生活所产生的污水都能够得到妥善地处理,能够有效地保护环境,降低对水土的濡染程度,起到了重大的环境效益和社会效益。
3.2.1 环境效益评价
在社会经济的大力推动下,我国的城市化进程加快,城市生产生活用水量变大,使污水处理工作变得更加困难。因此,建立专业的污水厂能够有效的解决城市水土污染等问题,促进城镇污水处理的进步,对城镇周围的水体环境和卫生都具有确切的保障。此外,污水如果得不到良好的处理,在炎热的夏季很容易导致水体内部结构发生变化,产生极其难闻的气味,严重的影响周围群众的日常生活,对环境也构成了极大的威胁。因此,建立污水处理厂能够使污水得到及时妥善的处理,避免其发霉变质,影响镇区内人们的正常生活,使城镇的环境评价等级得到显著的提高[12]。
3.2.2 社会效益评价
建立污水处理厂可以有效地解决环境问题,给予环境确切的保障,有利于促进城镇经济发展,提高人民的生活质量,并且对城镇发展旅游等服务业都有着重要影响。此外,近几年,针对环境问题日益恶劣的现象,国家为了保护环境推出了不少相应的政策和措施,建立污水处理厂也是对国家提倡的绿色环保可持续战略一种积极响应,对社会效益的评价具有极大的有利影响[13]。
4 结束语
通过相应的工艺设计,小型处理工艺可以将生活污水中的有害物质去除,使处理后的生活污水与排放标准相符合,减轻其对水体、环境、人类身体健康的影响,同时,本文所设计的小型处理工艺具有良好的经济性与环保性,可实现经济与社会的可持续发展。不过,由于本人研究能力有限,本文设计结果还存在一定不足之处,如处理后的废水再利用无法实现,因此,还需要进一步的深化研究,并完善设计,以能充分地发挥其生活污水处理作用。
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