时间:2022-10-05 06:59:55
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随着城市劳动力、用地等成本因素的影响,大量产业逐渐向乡镇和农村转移,给经济不发达的小城镇地区带来了严峻的环境压力。同时,乡镇诸多来源于畜禽养殖业、水产养殖业、农产品加工等产业的高浓度有机废水在组成成分与排放方式上与城市污水相异,单纯照搬城市污水处理工艺与设计参数很容易导致处理效果不佳及运行费用较高等问题。因此,基于乡镇污水的特点及处理现状,探讨具有针对性的治理工艺技术在当下具有重要的现实意义。
1 乡镇污水的特点及治理现状
1. 1 水量、水质波动大
乡镇工业化水平较低,当地居民、作坊、餐饮业的生活污水及微型工业企业的生产废水构成了污水主要组成部分,其具有总水量小,易生化处理,水中基本不含重金属和有毒有害物质,氮、磷、COD 含量较高等特点。在区域差异上,经济欠发达的乡镇主要产生生活污水及少许养殖废水,可生化性良好;而在发展较快的乡镇则因建设有一定量的工厂,生活污水由于参杂工业废水而可生化性较低。在日变化上,大多数建制镇的污水量为1000~2000m/ d,由于居民生活作息时间较为趋同与乡镇企业生产作业的不连续性,使日污水水量变化系数远在城市值之上,其通常可取1. 5~2. 5。
1. 2 污水收集困难
基于长期以来乡镇地区的社会经济发展相对滞后及地形复杂、居住分散、道路狭窄、用地布局不合理的客观现状,污水收集系统普遍存在规划落后,设施老化、缺损,管理不到位等问题,增加了污水收集难度。乡镇排水系统大多采用雨污合流排水体制,通常做法为在街道边修筑加盖板的排水渠系统或通过散排的方式排放污水及雨水。此外,由于管网年久失修及质量较差,出现不同程度的破损现象,造成污水外流或地下水混入,降低污水可生化性,加大了后续处理负荷和难度。
1. 3 采用工艺不合理、资金短缺
乡镇污水处理所采用的工艺五花八门,水平参差不齐,缺乏全局统筹规划,一些污水处理工艺的配套与乡镇实际排污量不相符,甚至随意套用城市污水处理厂的建设与运行模式,造成资源浪费与设施维护管理困难。同时,乡镇地区经济实力有限,缺少设施运营管理资金保障体系,很多项目建成后成为“晒太阳”工程。
2 乡镇污水处理技术
2. 1厌氧水解―高负荷生物滤池
厌氧水解―高负荷生物滤池是一种将微生物体系附着于滤料或填料上形成生物膜从而使其对污染物质进行吸附、降解处理的环保技术。该技术采用的塑料模块填料具有高孔隙率、高附着面积、高布水性能和抗堵塞性,处理后出水的各项指标均满足国家排放标准。厌氧水解―高负荷生物滤池由粗细格栅、废水沉砂池、厌氧水解滤池、高负荷生物滤池、二次沉淀池等构成,工艺上具有以下特点: (1)在处理效果上,一方面经过水解池处理后污水理化性质发生了很大的变化,酸化后出水COD/ BOD的比值可达到 0. 48 ~0. 55,平均提高 10%~20%,可生化性得以提高,无需再设初沉池; 一方面,该系统的 COD 去除率可达75%~85% ,SS去除率可达 85%~95% ,均可满足城镇污水二级处理的出水要求。(2)在污泥产率上,由于高负荷生物滤池中的生物膜对污染物除了具有好氧生物同化作用外,还具有一定的厌氧异化分解作用,使污泥的产率大大低于普通活性污泥法,在一定程度上降低了污泥处理处置成本。(3)由于水解池对有机物具有较高的去除率,使后续构筑物水力停留时间缩短,有效减小了构筑物的体积,降低了运行能耗,节约了建造成本。
2. 2蚯蚓生态滤池
蚯蚓生态滤池是近年来国外新开发的一种利用蚯蚓个体大、易繁殖、能富集污染物、能作为环境污染状况指示生物等优点将其投放入生物过滤器中以进行污染物处理及废物循环利用的绿色污水处理技术。蚯蚓生物滤池具有物理过滤、吸附、好氧分解、污泥处理等功能。该技术常用的为塔式蚯蚓生态滤池,其可与水解酸化池和人工湿地连用,由多个塔层组成,每层以土壤为滤料层,土壤层下是不同粒级、不同种类的填料。在功能上一方面利用蚯蚓吞食污染物提高滤料孔隙率,增加反应比表面积,改善反应器填料的通透性,进一步促进污水中有机质的降解,降低污泥产率,解决滤池中可能出现的污泥堵塞问题; 另一方面,蚯蚓与微生物具有协同作用,蚯蚓在滤池内的活动与分泌物能有效地提高微生物的活性,促进有机污染物的分解与转化。滤床中增殖的的蚯蚓可作为农村家禽养殖的饲料,其排泄物具有较丰富的有机物和氮、磷、钾等营养元素,矿化度高,稳定性好,可作为高效农业化肥及土壤改良剂使用。该技术运行费用低,设施结构简单,实现了污水与污泥的同步处理,是一种资源循环利用型的绿色处理技术,特别适合在农村、乡镇地区推广应用。
近年来,蚯蚓生物滤池在法国和智利有较快发展,中国和日本也有该技术的研究工作。例如: 在中国重庆有人研究利用蚯蚓和土壤处理系统处理人工配制的有机废水,取得一定成效; 汤丽华等构建了两段式蚯蚓强化快速渗滤系统,通过改变水力负荷等运行条件,分析探讨了其对系统堵塞作用及出水水质的影响。然而该技术仍处于初级阶段,对其工艺的作用机理尚缺乏系统的研究,如滤池中微生物多样性情况,蚯蚓在滤池中的繁殖、生长特征,净化效果的影响因素等。这些问题的研究有益于进一步完善蚯蚓生态滤池工艺。
2. 3 人工湿地
人工湿地主要由铺设于构筑物底部的填料与具有良好污水处理效果、成活率高、生长周期长的水生植物组成,将污水以推流式平漫或水平渗滤的方式引入其中,使其通过填料―水生植物―微生物三者的物理、化学、生物协同作用实现对污水的净化处理。人工湿地处理系统的净化机理是多方面的,包括:物理过滤、物理吸附与沉积、植物吸附吸收、微生物代谢、有机物的生物降解等,其中填料一般由土壤、细沙、砾石、灰渣等构成,为植物和微生物提供生长介质,通过沉淀、过滤、吸附去除污染物; 植物包括挺水植物、沉水植物、浮水植物,主要起到固定床体表面、防止淤泥淤塞,对污染物具有吸收、代谢、积累作用; 优势微生物主要有产碱杆菌属、黄杆菌属等,可由自身的生长与变异吸收和分解有机物质、有毒物质、氨氮等。
2. 4 地下渗滤系统
地下渗滤系统是将污水通过埋在地下的散水管间歇性投配到具有一定构造和良好扩散性能的土层中,污水在土壤的毛细管浸润和渗滤作用下向周围渗透扩散,通过土壤的物理截留吸附、微生物氧化降解等作用使污染物得到去除。由于地下渗滤系统为地埋式,避免了蚊虫滋生、臭气扩散等卫生问题,不影响地表环境和景观,是城市小区、乡镇农村小规模污水现场处理和回用的理想技术。
地下渗滤系统通常可以和调节池、厌氧滤池连用,可分为渗滤坑式地下渗滤系统、渗滤管式或渗滤腔式地下渗滤系统、土壤毛管地下渗滤系统、地下渗井地下渗滤系统等。在近 30年来,该技术的应用在世界范围内普遍受到重视。如李英华的研究表明,干湿交替运行的土壤地下渗滤系统可以提高系统的复氧能力,使微生物更有利于降解有机污染物,降低系统堵塞的可能。郑向勇等认为渗滤腔式地下渗滤系统的渗滤腔体可由硬质塑料、玻璃钢、砖、石头等构成。然而在当下该工艺仍存在容易堵塞、占地面积大、除磷能力有限等不足之处。
2. 5以接触氧化工艺为代表的地埋式一体化设备污水处理技术
地埋式污水处理设备是将目前较为成熟的生化处理技术组合在一起并埋在地下以进行污水综合处理的设备,其具有占地面积小、投资省、噪音低等诸多优点,在乡镇地区有较好的应用前景。
目前,该技术可分为接触厌氧法、SBR 法、A/O 法、A/ O法等,其中 ZW 一体化地埋式污水处理装置就是典型的代表。其为一种完全混合式的生化反应器,主要结构是中心曝气区和污泥沉淀消化区。污水在曝气的作用下达到完全混合的状态,处理后的污水通过下部导流缝进入沉淀区。整个过程连续进水、间歇曝气,处理效果好,污泥产量少,对环境污染小,适用于受资金限制不宜建污水处理厂的中小乡镇。主要构筑物有细格栅、潜污泵、调节池、ZW 一体化设备等。国内对于地埋式一体化污水处理技术的研究起步较晚,但仍取得了一些进展。如 20 世纪80年代末期CL型地埋式不耗电生活污水处理装置在化粪池的基础上增添了兼性生物滤池和氧化沟工艺,处理效果大大提高。
3 结束语
乡镇污水处理是当下乡镇地区污染整治的重点,也是实现乡镇经济可持续发展的关键。介于乡镇污水具有水量水质不稳定、收集相对困难等特点与污水处理工艺需要尽可能低的建设运营成本的现实要求,应充分结合乡镇实际财政水平、产业布局、污水特征等因素因地制宜地选取合适的污水处理工艺。
参考文献
[1] 王志强,李黎,罗海霞,等. 农村生活污水处理技术研究[J]. 安徽农业科学,2012,40( 5) : 2957-2959.
[2] 邢美燕. 蚯蚓生物滤池处理城市合流污水工艺性能研究[D]. 上海:同济大学,2008.
【关键词】污水治理;污染减排;工艺流程;技术方法;水资源
一、前言
煤矿在开采过程中要排放大量的煤矿废水,排出的煤矿废水由于含有大量的悬浮物、铁、锰、酸性物质等,在与地表水的混合后,煤矿废水中可溶性的铁锰物质被氧化沉淀析出,不但使整个地表水成为黄褐色,而且影响植物的正常生长。煤矿开采区生活废水中含有大量的有机物污染物,如直排进入环境,会引起水体的富营养化,降低水体的使用功能。
因此,煤矿废水治理工作迫在眉睫。处理后废水可以回用于煤矿生产工段,既保护了水资源,又可降低了生产成本。本文从煤矿污染治理及污染减排的重要性出发,探讨了煤矿污染治理工程及污染减排技术。最后得出:在以后的煤矿污水治理工作中,不断的改善污水处理工艺流程和技术方法,不断地提升污染减排技术水平,管理者做好工艺与技术的执行工作,保障污水的有效治理,只有这样,才能有效的提升煤矿污水治理水平,保障污染减排技术的有效实施。
二、污水治理工艺流程及污染减排技术
1、污水治理工艺流程选择原则
必须根据确定的标准和一般原则,从整体优化的观念出发,结合设计规模、水质特性以及当地的实际条件和要求,选择切实可行且经济合理的处理工艺方案,经全面技术、经济比较后优选出最佳的工艺方案和实施方式。在回用水处理工艺方案确定中,将遵循以下原则:(1)保证对于工艺技术和设备必须要求先进、可靠,在处理效果上一定要稳定,保障出水稳定地达到规定的水质标准。(2)第二个遵循的原则要从经济方面考虑,要求基建投资和运行费用低,以尽可能少的投入取得尽可能多的效益。(3)运行管理上必须遵循方便,运转灵活的要求,对水量和水质变化的适应性强,能最大限 度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能力。(4)便于实现工艺过程的自动控制,提高管理水平,降低劳动强度和人工费用。
2、工艺流程图
煤矿污水治理工艺流程可以通过下表来详细说明。污水收集――原水泵――电子絮凝器――离心澄清反应器――中间水池――提升泵。然后分两路,一路通过提升泵出来的是清水可以直接回用,另一路提升泵出来的水质达不到要求需要多介质过滤器进行过滤,然后反洗污水。
基于以上流程,电子絮凝器和多介质过滤器是两个重要的环节。下面进行详细的分析。
3、详细工艺步骤介绍及污染减排技术
含煤废水处理系统由煤泥沉淀池、煤水提升泵、电子絮凝器、离心式澄清反应器、中间水池、反洗水泵(煤水中间水泵)、多介质过滤器等组成。下面重点介绍电子絮凝器和多介质过滤装置的过程。
(1)电子絮凝器
这是一种通过在水中通入电流,从而打破水中悬浮、浮化或溶解状污染物的稳定状态的过程,通入水中的电流产生的电能将驱动物质之间的化学反应。当化学反应被驱动或被强制启动后,各种成分及化合物在电流的作用下将趋向寻找最稳定的状态。通常,这种趋向稳定状态的结果会形成一个固体状物质。这种固体状物质将以非胶体或非溶解状态存在,因而容易被下级分离技术去除。
在电子絮凝过程中,电流是通过由不同金属材料制成的平板引入需要处理的水中,金属材料的选择与水中所含的需要处理的污染物的种类有关,满足最大限度去除污染物的效果。根据法拉第定律,电极上的金属离子将被分离或置换至液体介质中,这些金属离子在形成金属氧化物后,被已打破稳定状态的各种污染物吸引结合,形成上述易于被分离沉淀的固体状物质。
(2)多介质过滤装置
滤罐的材质为碳钢,罐体内外涂有厚度不小于130微米的高强度聚酯保护层及环氧树脂层。结合流体化设计,保证涂层在过滤及清洗过程中不会磨损,因此,在获得最佳过滤效果的同时,罐体使用寿命长,而且避免了罐体锈蚀导致的二次堵塞。
可采用时间,压差等多种方式自动启动反冲洗,系统内各过滤器依次进行反冲洗,其他过滤器仍然在过滤,以保证系统在反冲洗过程中不中断供水反冲效率高,反冲时间短,反冲洗时节水(反冲用水量是传统沙滤器的百分之三十左右,耗水量小于总处理水量的百分之二)。系统重量轻,不需要特别的地基,一般水泥地面即可。采用此方案完全无需添加任何化学絮凝剂,经济性能好,更加满足环保要求,出水情况相对非常稳定。
另外其它的步骤煤泥沉淀池、煤水提升泵、离心式澄清反应器、中间水池、反洗水泵(煤水中间水泵)不再做详细的说明,在选用的时候遵循设备先进,稳定可靠,管理方便,尽量自动控制的要求。
三、总结
总之,如何有效的推进煤矿污水治理及污染减排工作是摆在国家和相关煤矿企业面前的一个重要问题。在以后的煤矿污水治理工作中,不断的改善污水处理工艺流程和技术方法,不断地提升污染减排技术水平,管理者做好工艺与技术的执行工作,保障污水的有效治理,只有这样,才能有效的提升煤矿污水治理水平,保障污染减排技术的有效实施。
参考文献
[1]邢洪魁,王宜海.高庄煤矿废水处理与综合利用[J].能源环境保护,2008(05)
[2]都俊杰,李淑娟,王召伟.济宁二号煤矿矿井水、生活污水复用工程[J].煤矿现代化,2004(04)
[3]郑展望,徐,周联友.一体化工艺处理浙江某示范小康村生活废水[J]. 污染防治技术,2007(04)
0引言
徐州皮革工业集聚区位于徐州市睢宁县,睢宁县是徐州市经济欠发达的县,制革是睢宁县的传统支柱产业和重点发展企业,全县拥有南海皮厂、兴宁皮业等制革、皮革制品加工企业10余家,从业人员达4000多人,有苏北皮革之乡美称。制革工业排放的废水特点是有机污染浓度高,悬浮物质多,水量大,废水成份复杂,其中含有有毒物质硫与铬[1-3],如不认真处理,排放后将对环境造成严重污染。
1制革行业的污染特点及其治理对策
制革业属于耗水量大、成分复杂、污染物浓度高的重污染行业。生产过程中排放的废水主要来源于制革过程中洗皮、脱脂、脱灰、软化、浸酸、鞣制和染色等工序。废水中含有大量的蛋白质、脂肪、无机盐类、悬浮物、硫化物,铬及植物鞣剂等有毒有害物质[4]。另外,制革工业污水全天排放水量的时间很不均匀。制革工业综合废水的水质特性为:COD质量浓度为3000~4000mg/L,BOD5质量浓度为1000~2000mg/L,SS质量浓度为2000~4000mg/L,pH值为8~11。另外制革废水的排放,还因为原料皮(牛皮、羊皮、猪皮)的不同,加工工艺的不同,成品皮革的不同(鞋面革、服装革、沙发革、箱包革等等),废水水质相差特别大,这些都是制革废水比较难治理的原因[5]。这些高浓度的污染物将会对环境带来严重的危害,造成当地农田作物减产,污染饮用水源,危害着周边居民身心健康[6]。
多数企业对生产工序中重点污染源废水(如铬鞣废水等)进行单独收集处理后再与其他工序排放的废水混合进一步处理,制革综合废水处理工艺可分为一级处理和二级处理,如有必要还可进行三级处理。一级处理主要由各种格栅、格网、沉砂池、调节池和沉淀池等组成。还可采用化学混凝、气浮等技术操作强化处理效果。二级处理单元是制革废水处理流程中最重要的操作单元,根据有无生物系统,可将目前国内制革综合废水处理工艺分为全物化处理和生物处理2大类。预处理高浓度含铬污水单独收集,加碱沉淀回收;高浓度含硫污水单独收集,催化氧化脱硫处理。综合治理其它制革污水(包括预处理后污水)通过综合管道输送至污水处理厂进行生物-化学二级处理。初级处理综合污水经细格栅、曝气沉砂池、调节池和初沉池,均衡水质水量,去除大颗粒无机物、部分COD和BOD5。二级处理即生物处理,传统活性污泥法,活塞流式反应器,鼓风曝气污水中污染物在此阶段最大程度降解或去除。化学处理最后污水进入化学池进行化学混凝沉淀,凝聚剂采用碱式氯化铝,斜管沉淀,污水中SS和COD进一步得到降低。污泥处理污水处理过程中产生的初沉污泥、剩余污泥和化学污泥集中汇集,经重力浓缩、污泥调质后,进入板框压滤机压滤脱水,滤液重返污水处理系统,滤饼由有关部门外运集中处理[7]。
2徐州皮革工业集聚区概况
徐州皮革工业集聚区位于睢宁县城区西部,控制性详细规划范围内建设用地面积约195.55hm2,其中建设用地为193.63hm2。生皮制革总产量限制为年加工200万张(折标准张牛皮)、蓝皮制革总产量限制为年加工400万张(折标准张牛皮),通过产业集群模式和入区企业的清洁生产水平提高,同时加大环保基础设施建设,对企业污染物实施集中治理,污染物治理措施得以加强。徐州皮革工业集聚区内的徐州中创污水处理厂一期工程总投资8808万元,规模2.25万t/d,已于2010年4月建成运行。
3工艺技术流程
制革综合废水生物处理具有一定的特殊性,即冲击负荷大、含盐量高,又含有一定数量的难生物降解的有机物,以及铬和硫化物带来的毒性问题。由于制革废水的含盐水平较高,并有多种较高浓度的有毒有害物质,抑制了微生物的活性和对有机物的降解速率,因此宜选用低负荷活性污泥法,且进入生物段之前必须进行有效的预处理。为保证徐州中创污水处理厂的正常和安全运行,应严格控制进入污水处理厂的徐州皮革集聚区各企业废水的排放水质,确保入驻各企业的污水预处理设施的正常运行,以保证进入徐州中创污水处理厂的污水水质满足设计水质标准的要求。集聚区企业排放的废水含有的第一类污染物总铬、Cr6+,必须在车间排口达标。各入区企业废水预处理的出水水质执行标准见表1。集聚区采取清污分流、分质处理。入区企业应按照《制革、毛皮工业污染防治技术政策》中有关废水治理工艺要求对废水进行分类处理,对各工序产生的含较高浓度有害成份的废水须先进行预处理。须进行预处理的废水包括含硫化物的废水、脱脂废水和含铬废水。对含硫化物的脱毛废液可采取酸化法回收硫化氢或催化氧化法氧化硫化物;对脂肪含量较高的脱脂废水可采用酸化法回收废油脂或采用气浮法使油水分离去除脂肪;对鞣制车间含铬量高的废水,采用合适的碱性材料和工艺使铬生成氢氧化铬沉淀,经压滤分离回收后按危险废物处理,避免铬进入综合废水处理后产生的污泥中。
3.1制革废水预处理
(1)含铬废水处理
含铬废水处理工艺是加碱沉淀,经压滤成铬饼,循环利用或单独存放,见图1。控制终点pH值为8.0~8.5,将铬污泥压滤后单独处理。铬回收率达99%以上,上清液中的总铬质量浓度通常小于1mg/L。
(2)含硫废水预处理
脱毛废水中硫化物含量较高,且基本上以硫化钠、硫氢化钠的形式存在,采用空气氧化法脱硫时,需向废水中通入空气,硫化物即被氧化为无毒的硫代硫酸盐或硫酸盐,化学方程式如下:(略)。该方法是一种成熟的去除硫化物技术,处理后污泥量小,析出的硫可回收利用,是一种最经济和广泛使用的方法,技术简单。使用曝气装置通入过量空气,催化剂(硫酸锰)计量后加入反应池中,质量浓度控制在30~100mg/L(硫酸锰用量为硫化钠用量的5%左右),这样可使含硫废水中的硫化物质量浓度降低到40mg/L以下,经处理后的废水中硫化物去除率可达到95%以上。与其它废水混合后硫化物浓度水平较低,满足集聚区污水处理系统工艺中对硫化物浓度要求。
3.2污水处理厂处理工艺
徐州皮革工业集聚区内的徐州中创污水处理厂最终确定采用优化后的物化+生化+奥贝尔氧化沟工艺,污水处理工艺流程见图2。原污水通过进水渠进入装有粗格栅的进水泵站,去除污水中较大的固体杂质后,由污水泵提升,经细格栅进一步去除污水中的杂质,进入沉砂池除砂。污水在初沉池停留后进入水解酸化池,在水解、酸化菌的作用下大分子物质转化为小分子物质,难降解物质转化为易降解的小分子物质,污水生化性得到提高。污水再进入奥贝尔氧化沟去除BOD5,COD等有机污染物和氮、磷。泥水混合物沉淀后上清液进入机械絮凝池,通过预先投加化学药剂达到化学除磷和去除胶体、细小悬浮物的作用。气水反冲滤池主要去除污水中浓度比较低的悬浊液中微小颗粒的一种有效方法,可以实现对污水进行深层过滤。沉淀池出水经ClO2消毒后排入受纳水体白塘河。
4运行控制参数及处理效果
徐州皮革工业集聚区内的徐州中创污水处理厂主要设计参数见表2。中创污水处理厂排放的尾水达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准A标准的要求后排入白塘河,然后通过地涵越过徐沙河,向南约9.2km进入新龙河,作为农灌用水。尾水主要控制指标见表4。在正常排放条件下,徐州中创污水处理厂尾水进入白塘河后,COD和总铬浓度能达到GB3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水要求,对白塘河影响较小,不会降低白塘河水体功能质量。污水处理厂尾水正常排放时,无论是汛期还是非汛期,废水污染物经过稀释和长距离的衰减,对新龙河水质基本不产生影响。徐州皮革工业集聚区所在区域地下水属浅水,地表水和地下水联系较好。因此要求入区企业地面须严格防渗,在湿处理车间、含铬废水处理设施、化料库周界30m以内不得破坏地层,即禁止在这一范围内打井及开展其它破坏地层的活动,防止污染物直接进入地下含水层。各企业内污水管线要求架空敷设,并定期对皮革集聚区地下水进行监测。采取上述措施后,皮革集聚区地下水受污染影响较小。
关键词:生态环境保护;污水治理;膜生物反应器;污水回用
中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)12-0113-02
污水回用的关键是污水处理技术,按其机理可分为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法等。通常污水回用技术需多种污水处理技术的合理组合,及各种水处理方法结合起来深度处理污水,这是因为单一的某种水处理方法二般很难达到回用水水质的要求。目前,污水集中处理回用土艺中常用的有好氧生物处理、混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、消毒等方法,当前流行的污水处理工艺有:AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法等,这几种工艺都是从活性污泥法派生出来的,且各有其特点:
一、SBR法
SBR法早在20世纪初已被开发,由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成,常由四个或三个池子构成一组,轮流运转,一池一池地间歇运行,故称序批式活性污泥法,简称SBR。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺,如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单,由于只有一个反应池,不需二沉池、回流污泥及设备,一般情况下不设调节池,多数情况下可省去初沉池,故节省占地和投资,耐冲击负荷且运行方式灵活,可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态,实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统,采用滗水器及控制系统,间歇排水水头损失大,池容的利用率不理想,其水处理工艺流程:废水毛发截留井调节池份提升泵SBR反应池滗水器重力式过滤罐消毒中水池回用 (冲厕)。因此,一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。
二、CASS(Cyclic Activated Sludge System)
工艺是循环活性污泥技术 (CAST)的一种型式。CASS生物处理法是周期循环活性污泥法的简称,该方法是美国川森维柔废水处理公司1975年研究成功的,90年代初引入中国,是国际公认的生活污水及工艺废水处理的先进工艺。LASS工艺的主要原理是:把序批式活性污泥法 (SBR)的反应池沿长度方向分为两部分,前部为预反应区,后部为主反应区。在预反应区内,微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物,经历一个高负荷的基质快速积累过程,对进水水质、水量、pH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用,同时对丝状菌的生长起到抑制作用,可有效防止污泥膨胀;在其后主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程,完成对污水中有机物质的降解。CASS工艺同时能够比较充分发挥活性污泥的降解功能,也能够减轻二沉淀池的负荷,有利于提高二沉池固液分离效果。CASS工艺集反应、沉淀、排水,功能于一体,污染物的降解在时间上是一个推流过程。而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中,从而达到去除污染物的作用,同时还具有较好的脱氮、除磷功能。
三、AB法(Adsorption Bio oxidation)
该法由德国Bohuke教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧,A级负荷高,曝气时间短,产生污泥量大,污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSS・d)以上,池容积负荷6kgBOD/(m3・d)以上;B级负荷低,一污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同,形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点,但不适合低浓度水质,A级和B级亦可分期建设。
四、普通曝气法及其变法
本工艺出现最早,至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好,经验多,可适应大的污水量,对于大厂可集中建污泥消化池,所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理,不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中,通过降低普通曝气池容积负荷,可以达到脱氮的目的。在普曝池前设置厌氧区,可以除磷,亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BODS,在池型上有多种形式,工程上称为普通曝气法的变法,亦可统称为普通曝气法。
五、气浮法在污水处理中的应用
气浮处理法就是将空气通入污水中,并在污水中产生大量的微小气泡作为载体,使废水中微细的疏水性、悬浮颗粒(固态颗粒或液态颗粒)粘附在气泡上,随气泡浮升到水面,形成泡沫层,气、水、颗粒三相混合体,然后用机械方法撇除,从而使污染物得以从废水中分离的一种处理方法。众所周知,疏水性的物质易气浮,而亲水性的物质不易气浮,为了使亲水性的污染物也能气浮除去,需投加浮选(混凝)剂,改变污染物表面特性,使某些亲水性物质转变为疏水性物质,然后除去,这种气浮处理法方法也称为浮选。在污水处理中采用的气浮法,按气泡产生的方法可分为:布气气浮、溶气气浮、电气浮等。溶气气浮:加压溶气气浮是将空气在一定压力下溶于水中,并达到饱和状态,然后突然减压,过饱和的空气便以微小气泡的形式从水中逸出。此方法形成的气泡粒度小(约80μm左右)、分散度高、量多,而且气泡与污水的接触时间可以控制。因而净化效果高,并可针对不同水质进行调节,适应范围广,因此在污水处理领域得到了广泛应用。
随着气浮理论的不断发展完善,现代气浮理论认为:部分回流加压溶气气浮节约能源,能充分利用浮选(混凝)剂、处理效果优于全加压溶气气浮流程。而回流比为50%时处理效果最佳,所以部分回流(回流比50%)加压溶气气浮工艺是目前国内外最常采用的气浮法。浮选(池)一般设置在生物处理单元之前,物理处理单元之后,习惯上将其归为物理处理单元。为保证气浮效果,一般设为两级浮选。图1是其流程图。为了方便操作、节约投资、减少占地面积,平面布置时常将一、二级浮选池并列,一、二级浮选池间约有500mm左右的液位差保证污水从一级浮选池流动到二级浮选池,而取消提升泵达到节能效果。体现在竖向布置上,即在设计、施工时必须严格控制刮渣机拖架(板)、可调节堰和除渣槽顶的标高,这一点非常重要,是关键因素之一,否则会严重影响气浮效果(泡沫层无法用机械方法撇除),这也正是必须采用可调节出水堰的原因所在。因为污水中一般含有毒有害物质,故浮选池结构设计要考虑设防腐层和顶盖板,有条件时可考虑浮选气体的有组织排放。
六、膜生物反应器
膜生物反应器是以膜组件作为取代二沉池的泥水分离单元设备,并与生物反应器组合构成一种新型的生物处理装置。污水首先进入反应器,反应器中的微生物将污水中的污染物进行同化和异化,异化产物多数成为无害的CO2和H2O,同化物质成为微生物的组成物质。膜单元部分主要用于截留微生物和过滤出水,微生物固体可有效地被截留在反应器中,可以完全地控制微生物在反应器中的停留时间(污泥龄)及有效地对处理水进行消毒。如图1所示:
膜生物反应器综合了膜分离与生物处理技术的优点,不仅可以最大限度地去除悬浮物,同时可以通过膜分离将二沉池无法截留的游离细菌和大分子有机物阻隔在生物池内,从而大大提高了反应器内的微生物浓度,提高了有机物和氮、磷的去除率。由于膜生物反应器对污水同时进行降解和消毒,所以其出水的水质较高,通常有机污染物(COD或BOD)和悬浮物的去除率可达95%。由于膜的良好的截留作用,在传统活性污泥工艺中,污泥停留时间和水力停留时间难以协调的问题在此得以解决。污泥停留时间和水力停留时间可以有效地分开,这样可以优化生物处理工艺,提高其可行性和灵活性。根据不同的污水采用不同的工艺参数,以培养不同种类的微生物。对于城市污水来说,膜生物反应器中污泥龄的有效控制,可以使得难以生存的生长周期长的硝化细菌得以存在,使得原来需要两步的碳化和硝化过程,可在膜生物反应器的一个设备中完成。膜单元可以承受比重力式沉淀池更高的污泥负荷,这样使得膜生物反应器与传统活性污泥法工艺相比,具有结构紧凑、占地面积少的优点,同时膜可以截留一些大分子有机物,提高了它们在生物反应器的停留时间,增大了其生物降解的一可能性。
比起常规的生物处理方法,膜生物反应器具有如下显著特点:(1)能够高效地进行固液分离,出水水质良好,可完全滤去悬浮物及有关微生物,出水无需消毒,可直接回用;(2)膜的机械截留避免了微生物的流失,使生物反应器内保持高的微生物浓度,从而大大提高了容积负荷,降低污泥负荷,减少占地面积;(3)污泥泥龄长,剩余污泥量少,大大降低了污泥处置费用;(4)实现了水力停留时间和污泥停留时间的彻底分离,使设计与运行简化;(5)工艺结构紧凑,易于实现自动控制。
七、结语
众所周知,我国淡水资源并不丰富,并且时空分布极不均匀,随着我国经济的迅速发展、人口的增加及工业化和城市化步伐的加快,城市用水量和污水排放量急剧增加,这更加剧了水资源的短缺和水环境的恶化,同时也带来许多城市环境问题,并制约了地区经济的发展。因此,采用合理的污水处理方式,节约水资源是我们必须实现的基本目标。
参考文献
[1]周锋,吴浩汀,曾苏.小区生活污水处理与回用技术[J].污染防止技术,2003,16(4).
[2]王月红,王正林,等.生物接触氧化技术在生活小区污水处理中的应用[J].净术,2005,24(4).
关键词:生态环境保护;污水治理;膜生物反应器;污水回用
众所周知,我国淡水资源并不丰富,并且时空分布极不均匀,随着我国经济的迅速发展、人口的增加及工业化和城市化步伐的加快,城市用水量和污水排放量急剧增加,这更加剧了水资源的短缺和水环境的恶化,同时也带来许多城市环境问题,并制约了地区经济的发展。因此,采用合理的污水处理方式,节约水资源是我们必须实现的基本目标。
1 SBR法
SBR法早在20世纪初已被开发,由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成,常由四个或三个池子构成一组,轮流运转,一池一池地间歇运行,故称序批式活性污泥法,简称SBR。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺,如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单,由于只有一个反应池,不需二沉池、回流污泥及设备,一般情况下不设调节池,多数情况下可省去初沉池,故节省占地和投资,耐冲击负荷且运行方式灵活,可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态,实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统,采用滗水器及控制系统,间歇排水水头损失大,池容的利用率不理想,其水处理工艺流程:废水毛发截留井调节池份提升泵SBR反应池滗水器重力式过滤罐消毒中水池回用(冲厕)。因此,一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。
2 AB法(Adsorption Bio oxidation)
该法由德国Bohuke教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧,A级负荷高,曝气时间短,产生污泥量大,污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSS・d)以上,池容积负荷6kgBOD/(m3・d)以上;B级负荷低,一污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同,形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点,但不适合低浓度水质,A级和B级亦可分期建设。
3 普通曝气法及其变法
本工艺出现最早,至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好,经验多,可适应大的污水量,对于大厂可集中建污泥消化池,所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理,不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中,通过降低普通曝气池容积负荷,可以达到脱氮的目的。在普曝池前设置厌氧区,可以除磷,亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BODS,在池型上有多种形式,工程上称为普通曝气法的变法,亦可统称为普通曝气法。
4 气浮法在污水处理中的应用
气浮处理法就是将空气通入污水中,并在污水中产生大量的微小气泡作为载体,使废水中微细的疏水性、悬浮颗粒(固态颗粒或液态颗粒)粘附在气泡上,随气泡浮升到水面,形成泡沫层,气、水、颗粒三相混合体,然后用机械方法撇除,从而使污染物得以从废水中分离的一种处理方法。众所周知,疏水性的物质易气浮,而亲水性的物质不易气浮,为了使亲水性的污染物也能气浮除去,需投加浮选(混凝)剂,改变污染物表面特性,使某些亲水性物质转变为疏水性物质,然后除去,这种气浮处理法方法也称为浮选。在污水处理中采用的气浮法,按气泡产生的方法可分为:布气气浮、溶气气浮、电气浮等。溶气气浮:加压溶气气浮是将空气在一定压力下溶于水中,并达到饱和状态,然后突然减压,过饱和的空气便以微小气泡的形式从水中逸出。此方法形成的气泡粒度小(约80μm左右)、分散度高、量多,而且气泡与污水的接触时间可以控制。因而净化效果高,并可针对不同水质进行调节,适应范围广,因此在污水处理领域得到了广泛应用。
随着气浮理论的不断发展完善,现代气浮理论认为:部分回流加压溶气气浮节约能源,能充分利用浮选(混凝)剂、处理效果优于全加压溶气气浮流程。而回流比为50%时处理效果最佳,所以部分回流(回流比50%)加压溶气气浮工艺是目前国内外最常采用的气浮法。浮选(池)一般设置在生物处理单元之前,物理处理单元之后,习惯上将其归为物理处理单元。为保证气浮效果,一般设为两级浮选。图1是其流程图。为了方便操作、节约投资、减少占地面积,平面布置时常将一、二级浮选池并列,一、二级浮选池间约有500mm左右的液位差保证污水从一级浮选池流动到二级浮选池,而取消提升泵达到节能效果。体现在竖向布置上,即在设计、施工时必须严格控制刮渣机拖架(板)、可调节堰和除渣槽顶的标高,这一点非常重要,是关键因素之一,否则会严重影响气浮效果(泡沫层无法用机械方法撇除),这也正是必须采用可调节出水堰的原因所在。因为污水中一般含有毒有害物质,故浮选池结构设计要考虑设防腐层和顶盖板,有条件时可考虑浮选气体的有组织排放。
5 膜生物反应器
膜生物反应器是以膜组件作为取代二沉池的泥水分离单元设备,并与生物反应器组合构成一种新型的生物处理装置。污水首先进入反应器,反应器中的微生物将污水中的污染物进行同化和异化,异化产物多数成为无害的CO2和H2O,同化物质成为微生物的组成物质。膜单元部分主要用于截留微生物和过滤出水,微生物固体可有效地被截留在反应器中,可以完全地控制微生物在反应器中的停留时间(污泥龄)及有效地对处理水进行消毒。
膜生物反应器综合了膜分离与生物处理技术的优点,不仅可以最大限度地去除悬浮物,同时可以通过膜分离将二沉池无法截留的游离细菌和大分子有机物阻隔在生物池内,从而大大提高了反应器内的微生物浓度,提高了有机物和氮、磷的去除率。由于膜生物反应器对污水同时进行降解和消毒,所以其出水的水质较高,通常有机污染物(COD或BOD)和悬浮物的去除率可达95%。由于膜的良好的截留作用,在传统活性污泥工艺中,污泥停留时间和水力停留时间难以协调的问题在此得以解决。污泥停留时间和水力停留时间可以有效地分开,这样可以优化生物处理工艺,提高其可行性和灵活性。根据不同的污水采用不同的工艺参数,以培养不同种类的微生物。对于城市污水来说,膜生物反应器中污泥龄的有效控制,可以使得难以生存的生长周期长的硝化细菌得以存在,使得原来需要两步的碳化和硝化过程,可在膜生物反应器的一个设备中完成。膜单元可以承受比重力式沉淀池更高的污泥负荷,这样使得膜生物反应器与传统活性污泥法工艺相比,具有结构紧凑、占地面积少的优点,同时膜可以截留一些大分子有机物,提高了它们在生物反应器的停留时间,增大了其生物降解的一可能性。
比起常规的生物处理方法,膜生物反应器具有如下显著特点:(1)能够高效地进行固液分离,出水水质良好,可完全滤去悬浮物及有关微生物,出水无需消毒,可直接回用;(2)膜的机械截留避免了微生物的流失,使生物反应器内保持高的微生物浓度,从而大大提高了容积负荷,降低污泥负荷,减少占地面积;(3)污泥泥龄长,剩余污泥量少,大大降低了污泥处置费用;(4)实现了水力停留时间和污泥停留时间的彻底分离,使设计与运行简化;(5)工艺结构紧凑,易于实现自动控制。
参考文献:
[1]周锋,吴浩汀,曾苏.小区生活污水处理与回用技术[J].污染防止技术,2011,(05).
[2]王月红,王正林,等.生物接触氧化技术在生活小区污水处理中的应用[J].净术,2012,(04).
关键词:污水处理;固废处理;臭气治理;技术分析
工业生产活动的开展往往在谋求经济效益的同时,也导致废水、废气等问题的出现,进而导致居民的生活环境受到一定的影响,并危害其生命健康。基于此,有关单位需要科学采取措施进行上述问题的解决,降低废水、废气的臭气对社会生活、环境的影响。
1臭气产生的原因
目前,我国的企业在工业生产的过程中,为了谋求更高的经济效益,往往忽视了对于工业生产生态性问题的关注,故而导致生产环节产生一定量的臭气。关于臭气产生的原因,笔者进行了总结,具体内容如下。
1.1污水运输距离长
目前,我国的工业企业在进行污水处理过程中,往往遭遇到运输距离长的状况。在这样的背景下,污水中含有的硫化氢等物质会出现大面积的散发状况,进而导致污水臭气问题严重。此外,污水在处理过程中出现的水流翻动、曝气环节都会导致臭气的挥发。
1.2曝气时间不足
现阶段,我国的工厂在污水处理的过程中往往借助好氧处理的方式进行作业,进而导致恶臭气体的散发比例进一步降低。在这样的状况下,若相关单位在污水臭气处理的过程中出现曝气时间不足、厌氧等情况时,其往往导致污水中所散发的恶臭气体量进一步增强。
1.3污泥处于缺氧状态
污水处理工作在开展时,往往需要进行的污泥浓缩、脱水处理。但事实上,相关工作在开展时往往会导致污泥长期处于缺氧的环境,进而导致污泥在厌氧细菌的影响下产生大量的臭气,进而导致臭气污染问题进一步严重。
2治理技术
2.1生物过滤除臭处理
一般而言,工业废气中含有一定量的甲基硫有机气体,其在产生的过程中往往会出现不同程度的化学反应,进而导致臭气问题的出现。为了实现对于这一问题的解决,工作员可以借助生物过滤技术进行作业。该技术系统由两大部分组成,分别是:过滤系统、石子,而系统的整体结构为床形。该系统在运行的过程中主要借助微生物与填料之间的相互作用,促进微生物在适宜的过滤系统中衍生,从而实现了对于填料中臭气的进一步降解,促进除臭气目的实现。总而言之,该方法在推行的过程中普遍具有运行效果好、技术成本低的特点。但在运行的过程中为了保障臭气去除质量的提升,工作人员需要对该技术运行的温度、湿度等,因素进行管控。
2.2活性炭吸附处理
该技术在推行的过程中,主要借助活性炭的吸附作用,将污水、固体中的有毒气体吸附,从而实现了对于臭气的优化处理。事实上,活性炭表面具有大量的微孔、空隙,故而其吸附性较强,能够实现臭气的优化处理。一般而言,由于活性炭多为超温处理过的果壳、木屑,故而其造价较低,有利于降低臭气处理的成本。不仅如此,该技术在推行运用的过程中还具有结构简单、使用便捷,但这一方法也存在一定的局限性,即其无法在臭气浓度较高的环境下运用。近年来,随着科学技术的发展,我国的活性炭产品获得了长足的发展,而活性炭纤维产品种类的功能性也进一步提升,并实现了对于有毒气体、臭气的优化解决,并促进了吸附容量的提升,带动臭气处理效率的进一步提升。
2.3高能离子脱臭处理
该技术在运行的过程中往往能够对硫化合物、颗粒物等有害毒气进行科学化的处理。目前,科研人员以该技术为核心,实现了低于BENTAX离子空气净器的研发。该设备在运行时往往能够借助离子发生装置,实现高能正负离子的发送工作,并确保其与触有机挥发性气体的接触,从而实现了与该类气体进行化学反应,实现对氨、硫化氢的分解,从而降低了气体中的异味与静电作用。该方法在广泛的推行过程中普遍具有三个方面的特点:一是其使用方法较为简便,促进了污染物处理、臭气消除工作效率的提升;二是其使用安全性较高,由于该技术在推行的过程中,氧离子发生装置与污染空气之间属于间接接触,故而降低了一定的安全风险;三是该技术的推广运用,能够确保污染空气与高能氧离子空气的均匀融合,促进其化学反应稳定性的增强,从而有助于臭气处理效率的进一步提升,带动各项效益的取得。
2.4植物液除臭处理
该技术在运行的过程中,主要以天然植物汁液为材料进行臭气的科学处理。一般情况下,为了保障臭气处理效率的进一步提升,技术人员在实际的操作过程中需要对原材料进行稀释、雾化处理。在相关的处理过程中,技术人员需要借助相关的设备将臭气处理材料的细雾粒径控制在10~40μm之间,随后在进行臭气消除。一般而言,该技术往往通过催化、氧化等方法进行臭气的消除工作,并借助加成、取代等作用手段,实现了对于处理物质的转换,从而规避了二次污染问题的出现,并由此实现了臭气处理安全性、稳定性的提升。这一方法在运行的过程中往往能够降低技术设备的占地面积,降低了臭气处理的成本。此外,技术设备在运行的过程中还具有能耗低、功率小的特点,故而其使用效率较高,且不会对其他运行设备造成较大的影响。不仅如此,该技术在运行的过程中还具备排布管路较为灵活,故而能够实现大面积的推广运用,且具有较高的自动化水平。
3结语
在污水处理和固废处理行业中,如果能够妥善运用臭气治理技术,就能够很好的解决臭气问题,最大程度上避免臭气对环境和人民生活带来的污染和危害。本文主要分析了污水、固废处理过程中产生臭气的原因,并就常用的臭气处理技术进行论述。笔者认为,有关单位在进行工业生产的过程中,需要依据时展的趋势加强对治理臭气方式的研究和开发,使臭气问题能够得到更好的解决。
参考文献:
[1]谢容珍.污水处理与固废处理行业臭气治理技术研究[J].资源节约与环保,2015,(11):141.
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:
我国中小城镇污水排放量约占全国污水排放总量的1/2,但处理率一直很低。原因主要是二级处理能耗大、运行费用高,在短时间内难以普及;而一级处理投资省,运行费用低,主要污染物去除率低。化学强化一级处理是近年来开发的污水处理工艺,该方法投加低剂量的混凝剂能有效地处理污水,还能提高SS,BOD,TP等污染物的去除剩。研究强化一级处理工艺技术作为我国现阶段城镇污水过渡处理措施,对缓解各地政府由于资金严重不足而无法开展污水处理的局面具有重要意义。
1 强化混凝技术原理
强化混凝是指常规混凝处理过程中,在保证浊度去除效果的前提下,通过提高混凝剂的投加量来实现提高有机物去除率的工艺过程。这是基于混凝剂投加量的提高或反应PH条件控制的混凝过程。强化混凝是在现有水处理工艺设施上的改进与提高,通过对混凝剂的筛选优化、混凝剂剂量与混凝反应过程及反应PH条件的控制强化来实现,同时必须兼顾前、后续流程的运行工况(而非简单的基于混凝剂投加量的提高或反应PH条件控制),才能达到真正强化目的。混凝法强化一级处理机理与给水中混凝沉淀机理一样,即通过投加混凝剂,使微小悬浮固体、胶体颗粒脱稳、凝聚形成较粗的絮凝体,从而提高沉淀效率。污水处理很大程度是固液分离的技术,强化一级处理的目的就是集中在如何提高初级处理的固液分离效果以达到达标排放或减轻二级处理的负荷和如何才能实现高效、实用、紧凑的处理工艺。
强化混凝技术中的固液分离效果可以通过化学絮凝作用来实现。在非强化一级处理工艺中,初级沉淀池中没有去除的污染物为
2 强化混凝技术的影响因素
2.1混凝剂类型的影响作用
很多实际运行中,不同混凝剂对于水中的有机物、悬浮物和氮磷的去除效果不同。通过实验发现硫酸铁对COD和磷的强化效果优于聚合氯化铝和硫酸亚铁;聚合氯化铝对SS的强化去除效果比硫酸铁和硫酸亚铁略好。通过混凝实验,比较了明矾、碱式氯化铝、聚铝、聚铁及硫酸铁5种混凝剂强化处理生活污水的效果,铝系混凝剂处理效果好于铁系混凝剂。用普通的混凝剂(聚铝、硫酸铝)和聚合氯化铝铁对城市污水进行化学一级强化处理的对比。实验的结果表明:添加微量阳离子聚合物的聚合氯化铝铁对于强化一级处理具有很好的效果。对于混凝剂形态组成的影响作用从物理、化学特征加以分析研究的工作仍然需要加强。
2.2 混凝剂投加量的影响作用
强化混凝的最初想法就是投加较单独降浊度时更多的混凝剂以达到降低TOC的目的。如果调整到最优PH值,强化混凝的混凝剂投加量可以接近常规混凝的投加量。以某市水质净化厂初沉池进水为试验水样,在设定的反应条件下,以三氯化铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁铝为试验混凝剂,试验结果显示:最佳混凝剂为聚合氯化铁铝,其最佳投药量为25mg/L左右;去除率浊度在90%以上、COD70%-90%、TP70%-95%、TN、NH3-N分别在30%和15%左右;最佳复配模式为:先投加无机混凝剂聚合氯化铁铝20mg/L,再投加有机混凝剂阴离子聚丙烯酰胺1.0mg/L。如强化混凝技术在某污水处理厂的应用,发现投药量与出水SS的关系如表1
表1:投药量与出水SS的关系
注: 进水SS平均浓度为137.1mg/L
2.3 pH值对强化混凝的影响
一些研究认为对于混凝过程中有机物的去除而言,混凝中pH值比混凝剂的投加量影响更大,是有机物去除的决定性因素。对于铝混凝剂而言,最适于有机物去除的pH值在5.5~6.5之间。尽管一般而言,较低的pH值有利于有机物的去除,但是在实际操作中,混凝剂的类型、投加量,pH值都必须同时考虑。
2.4 温度对强化混凝的影响
低温对于常规混凝具有负面的影响作用。有研究显示,低温并不影响TOC的去除,但是对于分子量小于100的低分子量有机物和色度起负面影响。温度的影响是复杂的,低温可能造成水的粘度上升,阻碍混凝剂的扩散和絮体沉降;而且可以影响水解动力学平衡,影响金属氢氧化物的形成;另外影响水的离子积常数,降低离子积常数,从而降低水中氢氧根的浓度。同时,低温可能造成形成的絮体密实度较低、絮体较小,导致分离效果差。
2.5 水体中有机物含量和组成的影响作用
对强化混凝存在一定的影响,可能加大混凝剂投量影响沉淀效果等。随着强化混凝的推广,强化混凝的副效应也逐步显现出来如腐蚀、残余铝、沉降性能变差、排泥量增大等问题。
3 强化混凝技术应用
强化混凝处理生活污水在国内外均有很多成功的实例,可以说强化混凝是仅次于生化处理的生活污水处理主流技术。在强化混凝技术研究和应用方面,国内外均注重于现有常规棍凝剂及絮凝剂的组合或复配,以求达到低成本和高去除率的统一。相对于二级处理能节省大量的基建费及运行费。
关键词:城市污水处理厂;大气污染治理技术;应用分析
进入二十一世纪以来,在社会经济稳健发展的大背景下,我国城市污水处理厂的技术水平已取得一定的进步与发展。与此同时,为了顺应时展潮流,满足日益严格的处理要求,城市污水处理厂的工作重心逐步向大气污染治理技术转变。其中,大气污染指大气中一部分物质含量超过正常标准,以至于破坏人类正常生存发展条件及生态系统,危害人体健康的现象。按形成过程,大气污染物可分为二次污染物及一次污染物,一次污染物普遍由污染源直接排放,二次污染物普遍由一次污染物光化学反应或化学反应后,形成与一次污染物物理化学性质不同的全新污染物。鉴于此,本文针对城市污水处理厂大气污染治理技术的研究具有重要意义。
1 城市污水处理厂的大气污染来源
城市污水处理厂大气污染的研究范围主要集中于控制城市污水处理厂臭气排放量及恶臭处理技术。按化学组成,臭气物质可分为碳氢氧化合物、含氮化合物、含硫化合物,含硫化合物又可细分为甲硫醚、甲硫醇、硫化氢等物质[1]。有学者经研究表明,城市污水处理厂的大气污染主要源于污水处理构筑物及污泥处理构筑物环节,特别是污泥处理区域及进水区域,涉及污泥脱水间、曝气沉砂池及粗格栅,特别是粗格栅及曝气沉砂池中氨气及二氧化硫的排放浓度季节变化明显,存在“冬春低、夏秋高”的特点[2]。
同时,有资料表明,我国城市污水处理厂的大气污染主要源头为格栅处、曝气沉砂池、污泥脱水机房、污泥浓缩池、储泥池。一般说恚进厂污水普遍由城市污水管道输送进入,污水于密闭管道内处于厌氧状态,造成臭气多排放于格栅处,并且污泥经厌氧消化区域时产生甲烷及臭气,是城市污水处理厂大气污染最为集中及严重的区域。
2 城市污水处理厂的大气污染治理技术
2.1 生物除臭法
作为现阶段新兴除臭技术,生物除臭法以微生物代谢原理为依托降解臭气物质,能有效去除污水处理环节中所产生的臭气,是不可逆转的技术发展趋势[3]。同时,现阶段,城市污水处理厂中生物除臭法主要囊括曝气式活性污泥法、洗涤式活性污泥法及生物滤池法。生物过滤法主要利用活性、多孔及湿润微生物滤层讲解、吸收、吸附气体恶臭物质分解为硝酸、硫酸、水及二氧化碳等简单无机物,其除臭装置由生物除臭装置及加湿装置公共构成,促使恶臭污染物溶解于滤料表面迅速被微生物吸附分解。
洗涤式活性污泥法主要将含悬浮泥浆及臭气物质的混合液于吸收器内充分反应所形成的洗涤液送至反应器再以微生物代谢原理为依托降解臭气物质,不仅充分利用污水处理厂剩余活性污泥,还节约成本投入,缩小占地面积,特别适用于脱除复合型臭气,效果良好。曝气式活性污泥法主要利用曝气形式,分散臭气于活性污泥混合液内,再以微生物代谢原理为依托降解臭气物质。从成本角度来看,使用曝气式活性污泥法只需添置配管及风机,经济性强,适用范围广且操作便捷。
2.2 化学除臭法
化学除臭法主要包括化学剂吸收法、热力氧化法及催化氧化法、臭氧氧化法。其中,化学剂吸收法主要利用试剂化学物质与臭气物质互相反应去除致臭物质。一般说来,常见试剂多为亚硫酸钠、盐酸、硫酸、次氯酸钠及苛性钠等,以苛性钠为例,利用碱性苛性钠可有效去除臭气中硫化氢等酸性物质。
有资料表明,城市污水处理厂所产生的臭气普遍含有大量还原性物质,如有机胺或有机酸等。由此可见,使用氧化法的处理效果良好具备显著价值。按除臭原理,氧化法可分为催化氧化法及热力氧化法,热力氧化法主要利用污泥与臭气厌氧过程产生沼气再高温燃烧后生成为水蒸气及二氧化碳,催化氧化法主要将内含沼气与臭气的混合气体通过装有催化剂的燃烧床后二次燃烧。与热力氧化法相比,催化氧化法借助催化剂不仅能明显降低燃烧温度,还能压缩除臭时间,节约成本投入,但是存在催化剂堵塞及中毒问题,不适用于大面积推广。
臭氧氧化法主要以臭氧强氧化性为依托分解氧化臭气物质。按臭氧形态,臭氧氧化法可分为液态氧化法及气态氧化法。受臭氧性质的限制,化学反应时间长,氧化过程普遍遵循“先液态、后气态”规律,即先使用液态臭氧清洗去除大部分致臭物质后再使用气态臭氧完成氧化过程。
2.3 物理除臭法
物理除臭法主要包括水清洗法及活性炭吸附法。其中,受城市污水处理厂产生物质特殊性的限制,普遍为氨、硫化氢、烯烃、有机胺、有机硫等物质均可溶于水中,但因溶解度有限,无法无限叠加,一旦达到饱和状态严重影响水清洗法的效果。由此可见,水清洗法的经济性良好,成本投入低廉,但是水量大,更换次数频繁,废液必须二次处理后方可排放,客观加剧污水处理工作量,现已被其他除臭法淘汰[4]。活性炭吸附法主要利用活性炭吸附作用处理致臭物质,并且普遍采用多种性质活性炭确保除臭效果,但是受活性炭特殊性的限制,其吸附能力与杂质、灰尘、潮气存在着密切联系,除臭条件相对严格,必须安装除尘去湿装置,不适用于大范围推广。
2 结束语
通过本文的探究,认识到随着我国经济的不断发展,城市规模不断扩大,城市污水处理厂的数量不断增多,城市污水处理厂技术水平逐步成熟,社会对于城市污水处理厂提出全新的要求及标准。如何增强城市污水处理厂中大气污染治理技术,是城市污水处理厂在发展进程中所面临的主要问题。因此,依据大气污染治理攻坚背景,分析城市污水处理厂的大气污染来源,提出具体的治理技术具备显著价值作用。
参考文献
[1]刘一洲.城市污水处理厂之大气污染治理技术分析[J].企业导报,2016,03:46.
[2]郝 .城市污水处理厂恶臭在环境影响评价中的分析与控制[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2014,12:137-138.