污水处理2017污水处理方案
随着我国城镇人口迅速增加,城镇需水量急剧递增。我国城镇需水量将大幅度增高。据统计中国城镇污水处理能力已超过美国水平（1.5亿立方米/日），2014年一季度污水处理厂的数量：3622座；根据有关规定,城市污水处理率不得低于70%。要达到这一目标,我国须新增污水处理厂近1000余座,总投资高达2000至3000亿元。 此外,相应的管网建设投资也非常巨大。因此,污水处理系统从大规模集中式向中小规模分散式转变,形成“以大型为主,中小型互补”的布局是符合我国国情和发展形势的。
    这为一体化污水处理设备的应用和发展提供了新的契机。目前,在我国、日本、欧美等国家和地区,一体化设备已广泛应用于生活污水及医院、造纸、食品、化工等废水处理领域,成为近年来污水处理设备的一个研发和应用热点。
一、设备优点和优势
   与大型污水处理系统相比,一体化污水处理设备具有处理效率高、能耗低、产泥量少、管理方便、占地面积小等优点。因此,一体化污水处理设备在污水处理领域得以广泛的应用;而且在新的形势下,更具有不可替代的优势:
(1)充分利用社会闲散资金。目前,一方面建设大型污水处理厂存在巨大的资金压力,另一方面又存在大量社会闲散资金难以利用。而一体化设备总投资额很小,适于房产物业、小型工厂等社会小额资金投资,可以直接有效地利用类似闲散资金。这也更符合我国“谁污染,谁治理”的环保特色。
(2)缓解市政管网建设的压力。建设大型污水处理厂往往需要配套建设大规模的市政管网系统。而对于小型住宅区、风景区、工厂等管网不发达的地方建设污水处理厂,既不便管理,也不经济。这种情况下采用一体化污水处理设备更为适宜。另外,对于分流制排水系统,较小流量的污水采用一体化设备处理后可以直接排入雨水管道或水体,而不增加污水管道的压力。
(3)有效节约建设面积。污水厂建设势必要占用大面积的土地,破坏生态。而随着城市化的进程,用地日益紧张。一体化设备处理效率高,而且可以地埋处理,基本不占用地表面积,不影响建筑群的整体布局和环境景观。
(4)有效实现中水回用,节约用水。大型污水处理厂开展中水水务的主要障碍同样在于要铺设庞大的中水道管网。而一体化污水处理设备则可以更为灵活在进行配置,通常排水点也是中水回用点,完全可以省却中水道建设。随着我国对中水回用要求的提高,一体化设备将体现出更大的优势。
二、 一般工艺流程
    一体化污水处理设备以好氧生化法为主要处理工艺(工艺流程见图1),设备本体包括初沉池、生化池、二沉池和消毒池。设备本体之前一般须设置调节池,以均化水质和水量;设计停留时间4～8h。初沉池和二沉池均为竖流式。生化池多采用生物膜法,鼓风曝气,设计停留时间4～8h。二沉池出水进入消毒池,按规范设计接触时间015h,对于医院污水接触时间115～2h。
一体化污水处理设备主要处理对象为中小水量生活污水以及低浓度有机废水,设计进水codcr。更高浓度的有机废水如食品、酿造废水等情况需设置前级物化处理措施〔2〕,进水bod5一般为600～1200mgl。出水可达gb8978-1996一级排放标准;并且,增加适当的后级处理措施(深度过滤等),可以达到中水回用水质标准。目前一体化污水处理设备已形成系列化,设计处理量范围一般在015～50m3h;设备也可以并联使用,以增加处理能力。
三、技术革新与发展
     一体化污水处理设备技术自80年代初引进我国以来,随着污水处理要求的提高以及其应用与实践,不断得以革新和发展。总的看来,对该技术的研究主要集中在主体工艺的改进、工艺流程的优化组合和填料性能的提高等方面,以进一步提高处理效率,减少能耗,突显一体化处理设备的优势。
3.1 主体工艺的改进
一体化污水处理设备主体工艺多采用生物膜法。生物膜法污泥浓度高、容积负荷大、耐冲击能力强,处理效率高。早期设备主要采用生物转盘,体积庞大,生物膜难控制,盘轴易损坏。目前,一体化污水处理设备逐渐发展为接触氧化法和生物流化床工艺。尤其是生物流化床成为近年来的一个研究热点。相比接触氧化法,生物流化床污泥浓度更高、耐冲击能力更强、剩余污泥率更低,且无堵塞、混合均匀,具有较好的脱氮效果,配置形式也较接触氧化法更为灵活。
普通的生物流化床是在污水中投加悬浮填料,给微生物提供一种良好的载体,提高了微生物浓度;填料在水流和气流的推动下呈流化状态,兼有生物膜和活性污泥的双重特点。随着研究的进展,生物半流化床、base三相生物流化床、circox气提式生物流化床等新的型式不断涌现,流化床的充氧特性、水流状态、、污泥浓度、脱氮效果得到较大的改进。新型流化床的处理效率更高,占地面积进一步减小,但是结构相对复杂,设备高度相应增加。因此,这些新型流化床应用于一体化设备还有待时日。近年来,mbr、sbr、dat-iat等作为主体工艺的一体化设备也见诸报道。mbr法具有较高的处理效率,而且不需要二沉池;但是投资和运行费用较高,管理相对复杂。dat-iat和sbr法属于间歇式活性污泥法,处理效率较低。因此,作为一体化污水处理设备工艺应用并不广泛。
3.2 工艺流程的优化组合
    早期一体化污水处理设备的工艺流程的特点是“麻雀虽小,五脏俱全”,显得比较臃肿。随着一体化污水处理设备的应用与发展,其工艺流程不断得以改进,变得更加紧凑,提高了处理效率。改进的工艺流程见图2。
工艺流程的改进主要着眼于提高处理效率、减少占地和降低能耗。流程的改进主要包括三个方面:
(1)以酸化池代替原来的初沉池和污泥池,酸化池和调节池可以倒置。一体化设备的产泥量较少,沉淀池(过滤池)的污泥可以回流到酸化池中。酸化池的作用包括三个方面:其一,污水中的大分子有机物经过水解酸化可以分解为小分子有机物,提高可生化性;生化池的停留时间可以减少为4h左右;酸化池中也可设置填料,以提高酸化细菌的浓度;其二,回流污泥既可以提高酸化池的微生物浓度,又具有一定的生物絮凝功能,初步絮凝沉淀部分悬浮或胶体污染物,降低后续生化池的负荷;其三,回流污泥在水力自重作用下压缩,同时污泥在酸化池中可以得到一定的消化,进一步减少污泥体积;酸化池中的污泥一般定期(1a)抽吸。酸化池、初沉池和污泥池三位一体,大大减小的占地面积,提高了处理效率。
(2)由原来的普通沉淀池发展为斜管沉淀或过滤池。普通沉淀池的污水上升流速一般为0.1～0.5mms,而斜管(板)沉淀池污水上升流速可以达到为0.3～0.5mms,其表面负荷为普通沉淀池的3～5倍。过滤池可以采用轻质滤料,如鹏鹞集团采用轻质泡沫滤珠,设计滤速可以达到0.5～1.0mms,进一步提高了处理效率。滤池采用重质滤料(白煤、石英砂等)滤料,滤速可达2～4mms;但是滤料质重,增加设备重量,不适于设备一体化。相比普通沉淀和斜管沉淀,过滤则利用生化池出水中的污泥的絮凝性,通过接触吸附在滤料表面上或者在滤料孔隙中沉积,实际上起到了絮凝吸附和浅池沉淀的双重作用〔5〕。一般地,10m3h以上设备采用斜管沉淀或过滤池;10m3h以下仍采用普通沉淀池。
(3)近年来,高效絮凝剂的不断发展促进了物化工艺在污水处理中的应用,污水处理趋于物化与生化工艺相结合。化学絮凝剂可以强烈吸附水中的悬浮物与胶体,可以进一步减少生化处理时间(0.5～2h),从而更大限度减少占地面积。已有部分单位开始了物化生化相结合的一体化设备研发和应用;并且,也有完全采用物化方法的处理设备见诸报道,如spr设备等。但是,物化方式存在的一个缺点是产泥量相对较大,增加了管理上的困难。
四、总结趋势
(1)一体化污水处理设备采用生物流化床工艺,流程紧凑,技术先进具有处理效率高、占地面积小、管理方便等特点,尤其适于小型生活污水处理以及类似水质有机污水处理。
(2)一体化污水处理设备可以有效利用社会闲散资金,缓解管网建设压力,节约建设面积,而且适于中水处理,是一项符合我国国情和污水处理发展趋势的技术,具有一定的发展前景。
(3)污水处理由集中处理走向分散处理,为小型一体化污水处理设备提供了发展契机。但是同时也增加了监督和管理的新难题。
污水处理2017污水处理方案

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徐泽洋
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