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關鍵詞:市政; 污水處理; 問題; 措施
中圖分類號:TU99 文獻標識碼:A 文章編號:
前言:
伴隨著城市人民生活水平不斷提高和城市化進程的不斷加快,但是視為人類生命的淡水資源的需求和消耗越來越多。且水環境的質量越來越惡劣和水資源越來越短缺,這一切都影響了城市經濟的可持續發展,帶來一系列危及城市生存與發展的生態環境問題。因此,針對城市市政水污染問題的特點,采取有效的解決對策已成為管理者和專家們面臨的新課題。
當前市政污水處理存在的問題
1.1污水處理廠建設資金的短缺,運行經費不到位,缺少專用經費保障。且市政排水管網普及率及管道收集率較低,許多廠管網不能配套,一些城市污水處理廠不能滿負荷運作。現有的處理設備還存在著設計水平低、設備質量低、雖然也有污水處理廠,但市政污水處理效率不高,,污水處理能力不夠。但一些經濟不發達中小城市還沒有將市政污水處理的規劃建設納入城市發展的議程。其主要原因就是社會和相關政府部門對市政污水處理不重視,相關的地方政府對污水處理這一行業沒有投入足夠的資金。另外,一些城市已經建成投產運行的污水處理廠中,處理負荷運行開工率不高,沒有滿負荷運行的主要原因是缺少污水處理運行經費,專用經費不到位,有的省市市政公用處沒有收取專用污水處理費或是收費標準定的很低,缺少經費來源,這些都不能滿足污水處理廠正常運行所需的最低費用。
1.2污水處理設備的維修及設備備件的開發能力不足
一般污水處理機器設備經過幾年的運轉后,都會出現不同程度的損壞, 其維修保養成本較高。再者如是進口污水處理設備損壞,則是索賠期后的維修和正常的大修。若請國外的專家來維修,其維修成本將會大大增加。所以不管國產還是進口污水設備,這行業在國內都普遍缺乏專業一線的排污水設備機器維修技術人才。維修技能能力不足或對排污水設備專業保養能力不夠。再加上污水處理備品配件生產制造能力不足。否則設備的損壞, 配件的缺乏或設施設備閑置都會影響污水處理廠的正常運行。
1.3污水處理工藝落后、或不結合本市的實際情況選熱門工藝導致污水處理失敗
有些城市市政在污水處理工藝上沒有創新和發展,污水處理工藝落后或沿用一些老的、不切實際的熱門工藝。如在污水處理過程中,一些污水處理廠沒有除臭裝置,如選用不合理的污水處理工藝,所產生的污泥卻未能得到有效妥善的處置,還會給環境造成二次污染。甚至出現了不考慮本地區的水質情況和污水處理水量以及出水用途的問題,
2,市政污水處理的辦法和措施
2.1積極探索和創新污水處理工藝,提高污水處理能力
要加強污水處理技術和方法層面上的工藝創新。并根據污水水質的監測和確定。選擇適合本城市的設計污水處理工藝,目前城市市政污水的處理方法主要有生物法和化學法。其處理工藝法如TCUBS工藝、UNIANK工藝、MSBR工藝等。這些工藝法的變種可以簡化操作過程,有效降低基建和運行費用,提高污水處理能力。并以技術經濟比較來制定科學可行的污水處理工藝流程,但在確定工藝流程時,應把污水處理和附近的回用水用戶需求狀況予以充分調查分析,適當地對工藝流程進行延長和完善,以達到污水回用水質的要求。
2.2適當推廣先進實用的污水處理技術。
利用效用和性價比比較高的市政污水處理技術有廢水生物脫氮除磷工藝.序批式間歇活性污泥工藝.氧化溝工藝.人工濕地污水生物處理工藝.曝氣生物濾池工藝.AB 污水處理工藝.移動床生物膜工藝.膜生物反應器工藝等,但在如出現城市市政大量雨水沖擊負荷時,大面積污泥會從曝氣池流向二沉池,從而導致污泥未來得及處理就流失。在這種情形下,可以采用改進型ORBAL 氧化工藝和SBRI 工藝予以解決,從而有效降解有機物。當然,對于些大城市的市政污水處理,可以探索運用城市污水深度處理法,其方法主要有砂濾法.絮凝沉淀法.膜分離法.活性炭法.臭氧氧化法.離子交換法.濕式氧化法.電解處理.蒸發濃縮法等物理化學方法和生物脫磷法.脫氮方法等,由于深度處理法難度高.技術指標高.運行成本高,對于現在中國大多數城市來講,難以推廣??傊鞘形鬯幚硎且豁棌碗s的系統工程,從技術和工藝層面探討解決的方式方法只是其中一部分。在實際的污水處理過程中,技術和工藝的改進和創新要和當地的實際情況結合起來,綜合考量,制定科學合理的綜合治理方案,才能從根本上解決污水處理工作的各種問題。
2.3轉變污水處理方式和提高污水處理工作職能
針對城市市政污水的處理目標,作為市政相關部門不僅要落實各個目標任務,而且要通過制定相應的政策,調動各級部門參與城市污水處理工作。只有相關部門克服一切困難,盡力調動各種資源,提市政污水處理能力,并通過城市污水處理情況適當轉變污水處理方式,增強市政污水處理高效、實用技術能力。并加強水污染源的末端治理。如把以往單獨處理的工業廢水轉變為集中處理的市政污水具有相當明顯的技術經濟優勢。
2.4加強污水處理廠綜合性技能和提高市政污水處理廠運營管理的水平
大部分污水處理技術偏重于工藝性能的研究,以單項優勢為主,忽略對各種處理系統的綜合研究,系統性和完整性不好。因此,需要轉變污水處理觀念,既要推廣先進的工藝技術,又能夠推出質量要求高的成套設備,使污水處理廠具有綜合性技能。如開發新型除磷脫氮技術,溶解氧分布和能量節省。此外,我國部分城市污水處理廠運營管理的水平不高,這都直接影響著其市政排水水質的好差。我國現有的城市污水處理廠所處理的污水只占設計能力的3/4,一些城市污水處理廠的排水水質波動較大,這某種程度上也反映出運營管理的問題。因此,應努力提高城市污水處理廠運營管理的專業化水平。要加強對污水廠運營管理人員尤其是負責人的技術培訓,提高其業務能力,要組織開展城市污水處理技術的交流和研討,加速推廣先進和成熟的污水處理技術,從而提高運營管理的總體水平。
2.5市政污水處理設計的規范化
傳統的污水處理廠設計過程中,每天處理的污水量是設計的主要依據,這種設計方式往往是不準確的,由于污水濃度的差別,實際運行過程中,規模相同的污水處理廠需要處理的污染物與設計值相差很大。因此,需要改變設計方式,將需處理的污染物量作為設計標準,按照相關規范對污水處理廠進行設計。使污水處理廠的設計達到經濟、科學、合理。此外,各城市要依據本市政的發展規劃,科學合理地確定市政排水污水處理工程,并對污水處理廠的規模、數目、選址以及污水處理廠建筑設計要進行綜合性、全方位的可行性研究,并從市政公用發展的角度進行近期和遠期著手規劃,選擇合適的污水處理廠址。一般都是選擇河流下游或者城市郊區。這種選址方式有利于污染的減少,卻不利于污水資源化處理。
結束語:
總之,市政污水處理是一項關乎民生發展的復雜系統工程,對于市政公用部門而言,城市污水處理可持續發展十分重要。并根據城市的規劃情況,建立和發展適合本城市的市政污水處理工藝工程,綜合考慮影響污水處理的各種因素,大力開發污水處理新技術、不斷優化創新新工藝,以降低污水處理運行費用。要加強基本市政污水處理的項目設施運行建設力度。
并在市政污水處理過程中的做到高效、優質、經濟,提高社會綜合環境和城市環境的效益。
參考文獻
參考文獻:
關鍵詞:農村生活污水 污水收集 污水處理 生物處理 生態處理
中圖分類號:U664文獻標識碼: A
農村經濟的高速發展促使農民的生活水平得到了極大的提高,隨之而來的是農村生活污水所帶來的環境污染日趨嚴重。而生活污水的任意排放成為環境污染的主要因素。為了實現對生活污水的有效控制,保證生活環境和農民的健康,必須不斷加強農村生活污水處理的基礎設施建設。
1 農村生活污水的主要特點
農村生活污水主要源于廚衛用水,其構成成分和污染濃度與當地居民的用水情況及生活習慣有著密切的聯系。通常情況下,污水中的有機物質的含量比較高,易于生化,有害物質少,水質的變化情況較少。
2 農村生活污水收集方法
農村生活污水的收集方式要以農村的實際情況為基礎,避免盲目采用城市污水的集中收集法。從當地的地理特點、村鎮分布實際情況出發,實現因地制宜地收集方法。具體可以采用住戶分散式的收集、村鎮采取集中收集以及市政統一收集等模式。
3 農村生活污水涉及的處理技術
3.1 技術選擇的原則
鑒于農村經濟技術落后性的特點,在資金和人力投入上比較薄弱,要采用因地制宜的方式,避免照搬城鎮污水處理方式,實現科學性與合理性的統一。為此要遵循一定的原則。
3.1.1 因地制宜,具體問題具體分析的原則
對于農村污水處理方式的選擇,要充分考慮當地具體的地理因素、氣候特點、經濟發展水平等因素,選擇最佳經濟和有效的技術。
3.1.2 保證管理上的簡潔與便利
農村的經濟發展水平有限,技術人員匱乏,很多地區雖然實現了生活污水處理設施的安裝,但仍不能維持后期正常的日常管理,因此,農村適合選擇一些后期維護少、簡單的處理技術。
3.1.3運行支出的費用較低
農村在生活污水處理方面的經費有限,城鎮污水處理中的好氧處理技術需要的費用較高,不適合在農村進行推廣。為此,要盡可能采取生態或者厭氧的處理技術,將能耗降到最低。
3.1.4 涉及的相關工藝程序比較簡單
農村的污水處理設施屬于較小的基礎裝置,流程不易過于復雜,要將中間環節減到最少,這樣更加易于整個系統的運行、維護和管理。通常可以采用體積較大的均化池代替調節池和初沉池,利用生態處理法或生物膜法省去二沉池。
3.2 主要的技術方法
3.2.1生物處理技術
3.2.1.1好氧生物處理技術
好氧生物處理技術主要分為生物接觸氧化法、好氧生物濾池以及蚯蚓生物濾池三種。生物接觸氧化法的基礎是生物濾池,通過接觸曝氣形式改良實現生物膜處理的技術。這種方式操作簡單,便于管理,適合農村;好氧生物濾池的材料為一些石粒或者塑料物品,當污水噴灑到濾床的時候,形成了生物膜,實現了污染物的吸收;蚯蚓生物濾池主要是借鑒了蚯蚓對于土壤的通氣性和透水性的特點,加快有機物的分解,可以實現對污染物的高效、低耗的處理。
3.2.1.2 厭氧生物處理技術
厭氧生物處理技術是一種比較適合農村污水處理的技術,產泥量不多,無需曝氣充氧。主要分為污水凈化沼氣池、厭氧生物濾池以及復合厭氧處理技術。污水凈化沼氣池主要是由沼氣池和厭氧生物濾池聯系在一起形成,具有靈活的特點,出水比較穩定,凈化效果明顯,可以單戶使用,也可以幾戶聯合使用;厭氧生物濾池的主要構造與好氧生物接觸的氧化池具有異曲同工之處,但是不同點是池頂的密封。這種方式的主要特點是成本低、用于維護和管理的費用低,對管理人員的專業要求不高;復合厭氧處理技術是厭氧活性法和厭氧生物膜法相結合的處理方法。這種方式以農村污水處理的實際狀況為前提,借助于一種復合型的厭氧反應器。主要是由濾料層和厭氧污泥構成,在其作用下,實現較高效率的污泥去除。輕質濾層的存在使得污泥的流失量減少。
3.2.2 生態處理技術
3.2.2.1 人工濕地
人工濕地的處理方式主要借助自然濕地的特性,利用自然界中植物、基質和微生物相互之間的影響和作用來實現對污水的凈化和處理。這一人工系統主要構成為土壤、填料和水生植物。這一處理方式的優點是所需設備相對簡單、不需專業的管理和維護、成本低、生態效益明顯,但是缺點是需要較大的空間面積。因此,對于一些距離城市較遠、資金有限、技術人員較少的農村地區比較適用。
3.2.2.2 土地處理
土地處理工藝主要是在人工作用下,充分利用土壤、植物和微生物的綜合作用,利用一定的物化作用,實現污水的處理以及水中營養物質的回收。土地處理方式主要由水流的速度和軌跡決定的,可以細分為慢速、快速滲濾系統、地表漫流系統和地下滲濾系統。其中比較實用的是地下滲濾系統。這一系統主要位于地下,對地面的任何設施、景觀、建筑不會造成破壞,不受氣候變化的影響,能夠適應干燥和寒冷的環境,為此比較適應農村污水的處理。但是,要控制好負荷,否則出現堵塞的情況,同時由于整個系統處于地下,造成成本也很高。
3.2.2.3 穩定塘
穩定塘是在經過人為的修理后而發揮排污作用的圍堤和防滲層。其體現的是機體的自我凈化作用,發揮微生物的代謝功能,借助相關的物化作用,達到污染物的轉變和消除。穩定塘需要的資金相對較低,省去污泥處理過程,但是占地面積較大,受氣候影響較大,排污效果不明顯。
3.2.3 物化處理技術
物化處理方式主要包括混凝、吸附、電滲析等形式,其中只有混凝技術復合農村的要求。最大的優點是以污水中的污染物的特征為依據,選擇恰當的絮凝劑,除去水中的污染物。
4 農村生活污水處理主要工藝類型
4.1 單一的污水處理方式都具有一定的局限性,有必要將不同的處理工藝實行結合。當前我國農村生活污水處理工藝主要分為:“厭氧+生態”工藝、“好氧+生態”工藝、“厭氧+好氧+生態”工藝和“厭氧+好氧”工藝。
4.2 在進行具體工藝的選擇的時候,要以不同地域的實際特點為依據,充分考慮當地的地理特征、經濟發展水平、氣候類型、處理標準等,在進行系統、綜合性的技術分析后,選擇最佳的污水處理方式。
結束語:
隨著環保意識的不斷增強,農村已經成為環境治理的重要區域。而在農村,生活污水是環境污染的主要來源。除了相關部門要做好宣傳教育工作,提升農民的環保意識以外,還要注重農村生活污水的收集和處理的相關技術工作,運用多種模式和工藝,并結合不同地區的各自特點。相關的管理部門要嚴格遵循具體問題具體分析的原則,選擇成本最低、管理最容易的污水處理方式,逐步實現農村生活污水的處理。
參考文獻:
[1]謝勝,洪宏,楊凱,吳偉峰,程星華. 農村生活污水處理工程的工藝應用探討[J]. 凈水技術,2013,06:79-83.
關鍵詞:城市污水;污水處理;污水處理廠;處理工藝;臭氣處理
城市污水主要是指城市日常運行中所產生的各種污水,包括居民的生活用水、工業廢水以及截留雨水等等。城市污水如果得不到及時、有效的處理,將會給城市水源造成嚴重污染。目前我國各大城市都在積極籌建和擴建不同等級的污水處理廠,但由于污水處理廠籌建的初期工作——污水處理設計是影響污水處理廠建設質量的關鍵,所以規范化、科學化城市污水處理廠設計問題便不得不提。
一、影響污水處理設計的因素
1、垃圾滲濾液對進水水質的影響
對于城市垃圾的處理,國外提倡建設衛生填埋場,對垃圾進行衛生填埋處理。具體做法為:采用垃圾分類處理方式,將進入垃圾處理場之前,可進行焚燒處理和堆放用作肥料的垃圾進行分類收集,將次類垃圾與其他垃圾區分開,以保證進入垃圾填埋場的絕大部分垃圾都是無機物,從而減少垃圾滲濾液中的有機物含量。這種填埋方法是較為理想、科學的,垃圾填埋處理時對環境的污染和破壞性也比較小,所以在國外得到了廣泛的應用。
然而在我國,由于垃圾分類工作遲遲未能得到實施,各大城市在垃圾處理方式上也各有不同。鑒于國家相關部門對垃圾分類的不明確,所以國內大部分城市所采取的垃圾處理方式均為混合垃圾衛生填埋。相比于衛生填埋法,混合垃圾衛生填埋法的最大不同是:垃圾在進入衛生填埋場之前并沒有得到準確的分類,進場垃圾內所含有的有機成分偏高,所以容易給垃圾滲濾液處理工作帶來困難。為了改良這一狀況,我國相關研究人員進行了大量的研究和探索,以期尋求到一種既有技術含量,又經濟合理的垃圾處理工藝,但遺憾的是至今未果。
在這樣的前提背景下,國內部分城市,尤其是地理位置較為偏遠的中小型城鎮在對待垃圾處理問題上出現了思想倦怠,當垃圾處理規模不大,并且與城市污水處理廠的距離叫近時,往往將垃圾填埋場中進行填埋處理后所得到的垃圾滲濾液直接排入污水處理廠,加大了城市污水的處理難度。因此,在進行城市污水處理,設計城市污水處理廠時,必須要考慮到上述所例舉的情況,注意由于垃圾滲濾液高濃度有機廢水的進入,而給污水處理廠進口處的污水造成水質上的污染和變化。
2、城市污水處理廠的污水管網設計
污水管網是污水處理廠工程設計中的一項重要內容。在城市污水處理中,污水管網負責對城市污水進行收集和輸送,是連接污水源頭和污水處理廠的重要紐帶,也是城市污水處理中不可缺少的一個環節。因此在進行城市污水處理工程設計時,其管網的設計工藝需要重點把握下面對影響管網設計質量的因素作相關探討。
2.1 規劃年限
城市污水管網的規劃年限主要是指,在設計和敷設城市污水管網系統時,根據各方面情況,考慮各方面因素之后,對污水管網使用年限作出的預算和規定。城市污水處理廠的管網敷設與其他市政工程的管線埋設不同,城市污水管網的干管敷設多為重力流,所以其干管的埋設深度比其他市政管線要深,這便造成了處理廠日后改建和擴建工作的困難。為此,在進行初期的管網設計時,其管網的規劃年限必須要按照遠期的污水量來設計,在一些經濟較為發達的城市,還可以按照遠景污水量進行設計。此外,在具體設計時,還要考慮管網主干管、次干管和支管的不同功能,并按照重要程度的不同來規劃與之相應的設計年限。一般來說,城市污水處理管網系統中,主干管的設計年限要比次干管和支管的設計年限長,建成之后,在較長時間內不會進行改建或擴建。
2.2 排水體制
一般來說,凡在新建市、區或擴建區建設污水處理工程時,宜采用分流制;在已建成合流制排水系統的舊城區、小城鎮等,宜將原合流制直泄式排水系統改造成截流式合流系統;在雨量稀少地區,由于污水處理規模小,街道狹窄,兩側建筑密集,施工復雜,無條件修建分流制排水系統,也可考慮采用合流制排水系統。目前我國較多城鎮既有歷史上已形成合流制的老城區,其建筑密集,街道狹小,難以改造成分流制;又有已建成或正在擴建的分流制的新城區。在這種情況下,可在同一污水處理工程服務范圍(或流域范圍)內,采用不同的排水體制,即新建區和擴建區采用分流制,而舊城區采用截流式合流制。采用截流式合流制時,需注意截流倍數n0的選擇。
二、城市污水處理廠的臭氣處理方法
隨著對環境質量要求的提高和污水處理技術的發展,在設計污水處理廠的同時,考慮除臭設施已提到議事日程。目前我國制定的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中已納入有關大氣污染排放標準,主要控制項目為氨、硫化氫、臭氣濃度和甲烷氣,監測采樣點設在城鎮污水處理廠下風向有臭氣方位的廠界或防護林邊緣敏感點處。
城市污水處理廠臭氣產生的特點如下:①臭氣種類多,屬復合型臭氣;②臭氣濃度低;③臭氣源范圍廣,整個污水處理廠均為臭氣發生源;④臭氣呈變化態;⑤臭氣發生時間是連續的(24h不停止)。雖然污水處理廠臭氣面廣,臭氣濃度較低,但在處理廠內不同處理區臭氣濃度和臭氣量不同。一般說,城市污水處理廠臭氣較嚴重的地區為預處理區、一級處理區和污泥處理區。該區域臭氣產生量相對不多,但臭氣濃度較高,應作為主要除臭對象區域。
根據有關資料中的測定數據,污泥處理區硫化氫濃度和氨濃度分別是預處理區和一級處理區的50倍和5倍,因此可以看出污泥處理區更是重中之重,設計時應優先予以考慮。
目前,國內外廣泛采用生物除臭法,即利用微生物除臭,該法適合于各種臭氣濃度的脫除,且具有效率高,不產生二次污染及運行費用低等優點。因此,在我國建議采用生物除臭更為經濟合理。
三、結束語
綜上所述,城市污水處理工程設計是一個綜合性極強的系統工程,涉及的學科多,相關部門多,其中任何一個環節的不合理都會給工程設計帶來影響,造成不同程度的損失。因此,在以后的城市污水處理廠建設中,必須要加大對處理廠設計的重視,使我國污水處理工程設計趨于規范化。
參考文獻
[1] 周敏:《淺析城市污水處理廠建設的布局規劃》[J]山西建筑,2011(25)
[2] 張柏成/王建華:《污水處理廠中水池結構設計要點的分析》[J]工程建設與設計,2011(03)
關鍵詞:污泥;處理;減量化;資源化;
中圖分類號:U664文獻標識碼: A
1、前言
城市化、工業化進程的加速,對環境的影響日益嚴重,城市水環境的保護比以往顯得更加重要,大量城市污水處理廠的出現,有效緩解了水環境的壓力,但同時也帶來了污水處理廠污泥如何處理的問題。污泥由多種微生物形成的菌膠團及有機物、重金屬和鹽類及寄生蟲卵等組成,處理不好,易造成二次污染。不妥善解決污泥的出路問題,會影響到污水處理廠的正常運行。因此應根據各地的實際情況,綜合利用污泥處理技術,找出適合的處理方式,就此,談一點自己的看法。
2、污水處理廠污泥處理的現狀和面臨的問題
2.1處理現狀
以南京為例,城區目前已投入運行的大型污水處理廠共有4座,污水處理能力約100萬噸,每天產生的含水率80%的脫水后污泥達數百噸,目前的方式為脫水后外運摻燒發電、填埋、堆肥等。
其中焚燒發電約占50%,污泥脫水后運送至電廠與煤按一定比例進行混合,后進入焚燒爐燃燒產生熱量用于發電;其它的用于填埋和堆肥,污泥脫水后利用廢礦坑進行填埋,或經過堆肥工藝制成肥料。
2.2面臨問題
根據《城鎮污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策》的相關要求,污泥處理技術總的目標是實現“四化”,既“穩定化、減量化、無害化、資源化”,目前南京在污泥處理方面還存在著問題,主要表現在以下幾方面:
2.2.1處理方式比較單一,缺乏深度處理工藝
現各廠污泥處理工藝基本為機械脫水工藝,既將剩余污泥加高分子絮凝劑(聚丙烯酰胺)后直接脫水后,脫水后污泥含水率達80%左右,運輸的大部分是水,造成運力浪費;且運輸途中,撒漏在所難免,對沿途環境影響很大,不符合減量化的要求。其次是污泥中有機物含量高,易分解有惡臭,黏性大,不符合穩定化的要求。
2.2.2污泥處理處理運營單位缺乏有效的監管
根據水染污防治法,污水處理過程中產生的污泥也應當被有效處理,參與脫水后污泥的焚燒、堆肥、運輸等相關處理的單位,均被定義為污水處理設施運營單位,應有相關資質和執行標準,與目前的實際情況相比,各相關處理單位大多處于起步階段,有的還不是主營業務,與要求比有一定差距的。另外對這些污泥處理運營單位的監管方面,相關制度和政策還不是很明了。
2.2.3污泥處理處理經費和政策的支持
污泥的性質決定了污泥的處理是一個比較復雜的問題,要真正實現污泥處理的無害化和資源化,單獨依靠污水處理廠自身是完成不了的,必須實現污泥深度處理的產業化工作。
要實現產業化首先要保證有充足的污泥處理資金,污泥處理費用應當在污水處理費中占一定的比例。其次是要有相應的推行污泥資源化的政策,才能有效促進產業健康發展。
3 污泥的資源化利用
3.1 污泥堆肥
污泥中含有大量的植物所需的養分,其含量高于農家肥,但是污泥中也含有有害成分,重金屬離子易在土壤和植物體內積累,因此在土地利用之前,必須對污泥進行穩定化。堆肥化處理是采用較多的一種方法。
堆肥化是利用微生物的作用,將不穩定的有機質降解和轉化成穩定的有機質,并使揮發性有機質含量降低,減少臭氣;通過堆肥化,污泥的物理性狀明顯改善(如含水率降低,呈疏松、分散、粒狀),便于貯存、運輸和使用;高溫堆肥還可以殺滅病原菌、蟲卵和草籽,使產物更適合作為土壤改良劑和植物營養源。
3.2 污泥燃料化
污泥燃料化方法目前有兩種,一種是污泥能量回收系統(HERS法,Hyperion Energy Recovery System),另一種是污泥燃料化法(SF法,Sludge Fue1)。HERS法即利用污泥消化制沼氣,將污泥進行厭氧消化,其中的有機物經厭氧細菌分解產生以甲烷為主的可燃性氣體,經脫硫后即可用作發電燃料。SF法即污泥低溫熱解制燃料油,是將未消化的混合污泥經機械脫水后,加入重油,調制成流動性漿液進行多效蒸發,污泥有機質在加熱條件下部分熱裂解,產生衍生燃料。污泥燃料燃燒產生蒸汽還可作污泥干燥的熱源和發電,回收能量。
污泥燃料化技術是一種適合處理所有污泥,又能利用污泥中有效成分,實現污泥減量化、無害化、穩定化和資源化的污泥處理技術,是當前污泥處理技術研究開發的方向。
3.3 剩余污泥制可降解塑料
1974年有人從活性污泥中提取到一類可完成生物降解、具有良好加工性能和廣闊應用前景的新型熱塑材料PHA,為利用活性污泥生產PHA奠定了基礎。研究表明:活性污泥經過相關的培養后,可大幅度增加其中含有的可降解塑料。因此,利用剩余污泥制備可降解塑料可有效地解決化學合成塑料所造成的“白色污染”, 既讓廢物得到了利用又避免了對環境的二次污染,對環境保護及可持續發展作出了一定的貢獻,創造了良好的環境效益和經濟效益。
3.4 污泥的建材利用
污泥中的無機物主要由硅、鐵、鋁和鈣等構成,含量約為20%-30%。因此即使采用傳統的污泥焚燒工藝大幅度地實現污泥減量,但仍有較多以焚燒灰形式存在的無機物需做填埋處置。而污泥的建材利用可充分利用污泥中的有機物和無機物,實現污泥資源化。
污泥的建材利用主要有:制輕質陶粒、生產水泥、制熔融材料及熔融微晶玻璃等。污泥制輕質陶粒,是直接以脫水污泥為原料,將粉末狀物料加熱到熔點以上,使一部分物料變成液相,冷卻后成為有相當強度的固體,燒結后物料相互之間往往產生化學結合,但大多是形成新的玻璃體或晶體。污泥中含有較多的灰分,其中的鋁、鐵成份是混凝法處理廢水時形成的,可作為建筑材料添加劑。將污泥烘干研磨后,按照一定的質量比添加石灰并混合均勻,控制好溫度條件和焚燒時間可制得水泥[9]。
污泥制輕質陶粒可用作混凝土的骨料、路基材料或花卉覆蓋材料,也可作為污水廠生物濾池的濾料,微生物掛膜在陶粒上可有效降低污水中的BOD、COD及氨氮含量,效果良好;污泥制熔融材料也可用于路基路面、混凝土的骨料或地下管道的襯墊材料;污泥制微晶玻璃的外觀、強度、耐熱性優良,可應用于建筑內外的裝飾材料;污泥生產水泥可用于素混凝土,地基的增強固化材料,以及用作道路鋪裝混凝土,大壩混凝土,重力式擋土墻,水泥竹纖維板等。
4、污泥處理方法的選用
一種有效的污泥處理方法,應當兼顧到環境生態效益、社會效益和經濟效益,污泥的處理方法多種多樣,各有優缺點,選用什么樣的方法不但與當地的自然條件及經濟社會發展水平有關外,還與污水處理工藝、污水來源等有很大關系。應根據污水處理廠的具體情況進行區別對待,統籌安排。
例如對于污水收集范圍內無工業污染源以生活污水為主,污泥量較少的廠,完全可以考慮采取土地利用的方式,制成復合肥料后作為再生資源有效利用。
進廠污水既有工業污水又有生活污水的,如果污泥中有機物含量較高的,仍可以考慮采取土地利用的方式,作為再生林地和市政綠化的肥料利用,不易造成食物鏈的污染,也可成為污泥土地利用的有效方式。
如果污泥中重金屬等污染較重,不符合農用污泥標準的污泥,需考慮采取焚燒的方法處理,以徹底消除二次污染。
對于城市有垃圾發電項目的,可考慮將污泥加入穩定劑后采用新技術脫水機將今水率降低至60%以下,作為覆蓋土填埋入垃圾場,可有效利用其中含有的有機成份,產生沼氣后用于發電,可低成本實現資源化目標。
5、結語
“十二五”期間,節能減排工作的標準進一步提高,城市污水處理廠污泥的處理工作得到重視,做好污泥的深度處理工作十分重要,需要創新思路,充分參考國內外情況,結合自身實際情況,找出一條適合的技術路線,實現污泥處理的 “減量化、無害化、資源化“的目標。
參考文獻:
關鍵詞: 污泥處理處置,污泥干化,轉盤式干化機,循環經濟模式。
中圖分類號:[TU992.3] 文獻標識碼:A文章編號:
Abstract: our way out of the sludge has a very prominent, the relevant state departments are actively carry out of sludge treatment and disposal of research and related technologies develop policies work. In this paper, the sludge treatment and disposal of linfen city in project planning ideas, according to harmless and recycling and low carbon energy saving to the principle of combining, and according to local conditions, scientific selection of technical route and the construction project, meet the country's energy consumption and pollution reduction in overall requirements of strategies, realize the comprehensive utilization of sludge treatment and disposal, to finally realize the sludge "zero emission of recycle economy mode.
Keywords: sludge disposal, the sludge drying, turn disc dry HuaJi, recycle economy mode
1. 合理安全處理處置污泥的必要性
作為污水處理過程中的副產物,污水處理廠產生的污泥富含寄生蟲卵、病原體、病毒、重金屬等,具有較強的污染性質,如果隨意棄置,這些污染物質會通過雨水沖刷、地表滲入、空氣擴散等多種途徑進入地表水、地下水、大氣、食物鏈直至人體本身,嚴重威脅生態環境和人體健康。脫水后的污泥含水率仍較高,一般在75%以上,這部分水份難以焚燒,運輸成本高,堆放占地面積大,直接填埋則會使填埋場提前報廢。污泥散發出的惡臭和排放氣體是污染嚴重的溫室氣體,可能影響相當大的一片周邊壞境。
根據估算,我國目前城市污水處理廠每年排放的污泥量(干重)大約為130萬噸,而且年增長率大于10%,特別是在我國城市化水平較高的城市與地區,污泥出路問題已經十分突出。如果城市污水全部得到處理,每年將產生污泥量(干重)約為840萬噸,占我國總固體廢棄物的3.2%。在經濟發達的國家,污泥處理處置是城市污染控制中極為重要的環節,其投資約占污水處理廠總投資的50%~70%。而我國用于污泥處理處置的投資約占污水處理廠總投資的20~50%,可以看出,污泥處理處置處于滯后狀態。現在許多污水處理廠對污泥的做法僅僅是通過簡單的濃縮、脫水處理后就直接外運堆放或填埋,遠未達到安全處理處置的要求。國家有關部門正積極開展污泥處理處置的研究和相關技術政策的制訂工作,中華人民共和國住房和城鄉建設部與中華人民共和國國家發展和改革委員會于2011年下發了《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南》(試行)。
可以看出,在“十二五”期間,我國的環保重點將放在污泥處理處置等方面,因此合理安全處理處置污泥符合我國環保設施建設規劃的要求 。
2.本項目污泥處理處置方式的選擇
污泥處理時為滿足污泥最終處置方式的要求,對污泥進行以"減量化、穩定化、無害化"為目標的全過程。一般包括濃縮、脫水、厭氧消化、好氧消化、石灰穩定、堆肥、干化和焚燒等。污泥處置是污泥處理后的消納過程,一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用和焚燒。污泥處置制約著污泥的處理方式,因此在確定污泥處理目標前首先需確定本項目的污泥處置方式。
對于本項目而言,厭氧消化、好氧堆肥及焚燒工藝雖然可取得一定的減量化、穩定化及無害化效果,繼而實現資源化目標,但厭氧消化后含水率高,體積大,臭味重,所以對于農田和綠地施肥利用率較少。好氧堆肥存在資源化途徑較少且受地域影響較大,占地較大,堆肥后產品量較大處理困難等問題。污泥石灰穩定脫水方法是一種新的污泥處理方式,適合有長期大量回填土要求的地區,應用受到一定的限制。焚燒雖為最徹底的處理方式,但也存在其投資費用高,后繼資源化途徑少等因素。
而無論是填埋、焚燒、農業利用還是工業利用,污泥干化都是重要的一步。污泥干化是污泥處置最基本的步驟,通過干化加焚燒全系統的建設和運營,可以徹底解決污泥問題,無需為污泥顆粒另外尋找途徑,同時可以回收一些能量,但是單獨的污泥焚燒運行成本較高,所以可以考慮干化后的污泥通過臨汾熱電廠與煤混燒,既能實現污泥的減量化、資源化,又不需要建造單獨的焚燒系統和配置單獨的管理人員,是污泥處置的較好的一條途徑。
污泥的熱干化處理采用熱能進行,可將污泥從含水率80%降低到60%甚至10%以下,減量50%~78%。主要優點是占地相對較小,減量效率高,處置出路較具靈活性。熱干化是最有效的減量方式,從目前國際上污泥處理處置的趨勢看,由于其能耗方面的支出低于直接焚燒,而效率遠遠高于堆肥和風干,所以,熱干化目前已成為一種發展最快且最適合于城市污水處理廠污泥大規模減量要求,并可加以后繼利用的處理形式。污泥不管是作為建材利用、土地利用還是焚燒,首先都需要進行干化處理。干化工藝可以作為任一處置策略的中間步驟,適合目前處置多樣化導向的要求。污泥干化處理后可與煤混燒,熱電廠一般要求的污泥含固率為50%-60%,另外還存在作為綠化用土、垃圾填埋場覆蓋土添加料等多種可能。近年來,污泥低溫、中溫干化工藝的普遍應用,使得設備投入及處理成本大為降低,可利用的熱源范圍不斷擴大,使得大量的低品質熱源得以充分利用,符合節能減排政策要求,干化工藝的減量化、穩定化、無害化效果顯著及后繼資源化途徑成多樣化方式。
污泥干化具有以下特點:
1)顯著兼容各種污泥,經過烘干處理后的污泥其含水率可減至5%~40%,體積可減少2~5倍,實現了污泥的減量。
2)在干燥的過程中,可以有效的殺滅各種有害菌,其產品無臭和無病原體,使處理后的污泥更宜被接受。
3)產品適用于多種途徑的最終處置,可根據泥質情況,用于制作復合肥、建筑材料、土壤改良劑、工程回填土、替代能源等。
4)污泥的熱干燥過程可快速實現污泥的減量化,過程中通常不外加其它輔助物料進入污泥,因此對污泥的性質,尤其是污泥的熱值等方面影響極小。
臨汾市現已建成污水處理廠兩座,臨汾郭村污水處理廠設計總規模為7萬m3/d,臨汾第二污水處理廠設計總規模為8萬m3/d,均未考慮污泥處理處置措施,污泥經濃縮脫水后外運到垃圾處理場作填埋處理。根據兩座污水處理廠最終設計規模和進出水水質預計每天將共產生約279噸(含水率80%)污泥。直接填埋一方面占用了垃圾處理場大量的填埋庫容,另一方面也會造成垃圾處理場滲濾液排放及沼氣收集系統的堵塞,不利于垃圾處理場沼氣的資源化利用。如果進行污泥干化,干化后的污泥仍含有一定的熱值,可作為臨汾市熱電廠的低熱值燃料,增加發電量。這樣干化污泥的含水率應低于35%可與煤混燒。因此污泥干化處理即要達到含水率的要求,又要保證在污泥處理過程中盡可能不使污泥的熱值降低,也即盡可能不使干污泥中的有機物含量降低,無機物的含量增加。一方面污泥干化后(含水率35%)的低位熱值約為1300kcal/kg,可與發電廠的煤混燒發電。另一方面干化后的污泥根據有關資料顯示其橫向剪切強度及臭氣濃度均可滿足《城鎮污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質》(GB/T 23485-2009)中用作覆蓋土添加料的泥質指標的要求。因此干化后污泥,可不再作為垃圾進行衛生填埋,而是可以作為垃圾處理場的覆蓋土添加料進行填埋處理,即可作為污泥應急處置的備選方案。
3.本項目污泥干化方式的確定
本污泥干化項目處理規模為279t/d(按80%含水率計)。目前暫按普通污泥泥質考慮,進泥含水率為80%,進泥中有機物含量為55%。根據調研,目前可接納污泥的主要為臨汾熱電廠,與煤混燒發電。干化后污泥含水率小于35%,另外還存在作為綠化用土、垃圾填埋場覆蓋土添加料等多種可能。
干化后污泥含水率為35%,其低位熱值為1,200-1,800Kcal/kg,與煤混燒可增加熱電廠的發電量。污泥干化項目可利用臨汾市熱電廠的蒸汽作為熱源,從而達到互惠互利,既解決了污泥的處置問題,又適當降低了工程運行的成本。因而本工程的建設既達到了節能減排及以廢治廢的目標,又實現了工程的循經濟,雙方的共贏的可持續發展。本工程惡臭污染物排放廠界標準按二類區執行《惡臭污染物排放標準》GBl4554-93的二級標準。廠內排放的廢水、污水通過污水管線可送到污水處理廠進行處理。
污泥干化處理工程主要包括以下系統:污泥接受儲存和干化系統,輔助系統有熱源系統,臭氣處理系統以及其它輔助系統等。污水處理廠的脫水污泥輸送到污泥干化項目處,進行計量后,卸至接料倉內,經卸料螺旋和污泥泵送至污泥干化機。本項目污泥干化可采用的熱源為臨汾市熱電廠提供的1MPa飽和蒸汽。
目前污泥干化根據熱媒是否與污泥直接接觸可分為二類:一類是用燃燒煙氣直接進行干化,另一類是用蒸汽或熱油等熱介質進行間接干化。
(1) 直接干化:將高溫煙道氣直接引入干燥器,通過氣體與濕物料的接觸、對流進行換熱。這種做法的特點是熱量利用的效率高,但是如果化的物料具有污染物性質,也將帶來排放問題,因高溫煙道氣的進入是持續的,因此也造成同等流量的、與物料有過直接接觸的廢氣必須經特殊處理后排放,代表設備有轉鼓、帶式、流化床等干化方式,由于本工程采用蒸汽作為熱源,因此該方式不適用于本工程。
(2) 間接干化:將高溫煙道氣的熱量通過熱交換器,傳給某種介質,這些介質可能是導熱油、蒸汽或者空氣。介質在一個封閉的回路中循環,與化的物料沒有接觸。熱量被部分利用后的煙道氣正常排放。代表設備有轉盤式、薄層、帶式等等干化方式。
污泥干化根據運行溫度的高低大致可分為兩類:一類是采用帶式低、中溫干化,另一類是利用熱爐進行高溫干化。
第一類干化工藝主要適用于氣溫較高的地區,能耗為電能及熱能,其特點是干化設備相對較少,干化度調節靈活,可間隙性連續運行,但占地相對較大、適合用于處理量較小的情況,不適用于本項目。
第二類干化工藝適用于各類物料的干化,不受地區和氣候的影響,自動化程度較高,運行較穩定可靠,能量消耗主要為電能及熱能,運行費用相對較高,適用于較大處理量的情況。目前污泥熱爐干化工藝有帶式干化工藝、轉筒干化工藝(屬直接干化方式)、污泥“珍珠工藝”、流化床干化工藝、臥式轉盤干化工藝、渦輪薄層干化工藝及組合式兩級干化工藝等。其中全干化的有:流化床干化、轉盤干化、帶式干化、組合式兩級干化,半干化方式有:轉盤干化、帶式干化。
污泥處理處置途徑較多,而不同處置途徑對污泥干化度的要求也不盡相同,本項目干化后污泥主要途徑為運至發電廠與煤混燒發電,含水率要求小于35%,屬半干化。從上面分析可知,通常用于半干化的工藝有:轉盤干化和帶式干化兩種形式。
帶式干化機:
帶式干化機由若干個獨立的單元段組成。每個單元段包括循環風機、加熱裝置、單獨或公用的新鮮空氣抽入系統和尾氣排出系統。對干燥介質數量、溫度、濕度和尾氣循環量操作參數,可進行獨立控制,從而保證帶式干化機工作的可靠性和操作條件的優化。帶式干化機操作靈活,濕物進料,干燥過程在完全密封的箱體內進行,勞動條件較好,避免了粉塵的外泄。但其缺點是占地面積相對較大,能耗相對較高,臭氣處理量也較大。
帶式干化機結構簡圖
轉盤式干化機
轉盤式干化機主體由一個圓筒形的外殼和一組中心貫穿的轉盤組成。轉盤組是中空的,熱水蒸氣從這里流過,把熱量通過轉盤間接傳輸給污泥。污泥在轉盤與外殼之間流過,接受轉盤傳遞的熱,蒸發水分。污泥水分形成的水蒸氣聚集在轉盤上方的穹頂里,被少量的通風帶出干燥機。轉盤有兩個作用:一是它給污泥提供足夠大的換熱面積;二是它緩慢轉動,它上面的小瓣片推動污泥向指定的方向流動并起到很好的攪拌作用。轉盤式干化機具有能耗較小,占地小,設備數量少的優點。其主要缺點是污泥與槳葉有接觸,因此存在磨損現象,要求采用優質鋼材或特殊耐磨鋼材。
轉盤式干化機結構簡圖
通過比較分析,本污泥干化項目采用轉盤式干化機。因為轉盤式干化機是一種傳導式干燥機,傳熱媒質與物料不直接接觸,而通過固定的傳熱面換熱。比起對流傳熱方式,這種方法工藝氣體量小得多,粉塵少甚至無粉塵,固體與氣體不混合,輔助設備少,系統簡潔,更節省熱能和電能。轉盤式干化機運行可靠,年工作時間在8000小時以上,維護量很小。由于采用傳導式換熱工藝,轉盤式干化機安全性能非常優異,粉塵含量低,氧濃度低,熱介質溫度一般不超過200°C。值得一提的是,當轉盤式干化機半干化(出泥含固率范圍35%-45%)時,則不需考慮安全問題,因為半干化工藝本身不可能形成自燃或粉塵爆炸的條件。
轉盤式干化機的特點如下:
1. 設置空氣補給口使尾氣排放更加順暢,系統負荷變小。
2. 可靠性高,持續運行性好,可晝夜運轉,適用于長時間大處理量的物料干燥。
3. 運行時氧含量、溫度和粉塵量低,安全性好。
4. 臥式轉盤干化機每個豎立轉盤的左右兩面傳熱,傳熱面積大,結構緊湊,外形尺寸小。
5. 輔助設備少,系統簡單。
6. 可采用低溫熱源(≤180℃)加熱,轉盤上的污泥在停車時不會過熱。
7. 所需輔助空氣少,尾氣處理設備小。
8. 臥式轉盤干化機可應用于半干化工藝,也可應用于全干化工藝。
9. 可采用蒸汽,導熱油等多種傳熱介質。
10. 機身上部的蓋子可以完全打開,便于保養。
11. 維修少,持續運行性好,可晝夜運轉,保證每年8000 小時運行。
12. 停電狀態能夠緊急啟動,運行穩定。
13. 構造牢固,持久耐用。
4.本項目污泥干化工藝設計
4.1系統設計
轉盤式污泥干化系統圖
工藝流程如下:污水處理廠脫水污泥輸送至本項目污泥接料倉中,再由污泥泵送至干化機進行干化處理。干化熱源來自臨汾熱電廠的蒸汽。經過污泥干化機后的污泥由出料口出料,可輸送至臨汾熱電廠與煤進行混燒。干化污泥所排放的尾氣主要是水蒸汽,但也含有副產品氣體和溶解在污泥水中的氣體。尾氣被送至噴淋塔,通過噴淋和冷凝液循環冷凝,釋放出的廢水約為193t/d,可排放到市政污水管道至污水處理系統進行處理。干化后的剩余氣體將通過引風機抽離噴淋塔,與濕污泥接料倉間及干化車間內產生的惡臭氣體等一起進行化學除臭及生物除臭。本項目的噪聲來自各類機泵,如泥泵、風機等,噪音滿足 (GB12348-2008)的要求。
4.2工藝及設備參數:
工藝參數:
進泥:污泥量279t/d,污泥含水率80%
出泥:污泥量86t/d,污泥含水率35%
干化機蒸發水量:193 t/d,8t/h
1)濕污泥料倉
污泥倉為方形或柱形碳鋼結構,碳鋼防腐。污泥倉由倉體、液壓站、液壓缸等部分組成,矩形大口徑出料口位于底部。倉頂蓋板設有進料口,即可自動進料又無污染。
有效容積:100m3;
數量:3臺;
單體規格:Φ6700×3500mm。
額定功率: 22kw。
破拱功能:移動滑架可防止污泥起拱、板結等現象的發生。
附件:料位顯示,控制柜,并有事故報警和系統緊急停功能。
2)污泥輸送泵
濕污泥料倉的預壓螺旋輔助喂料給螺桿泵。螺桿泵配備一個矩形進料斗和增大橫截面的物料擠壓區,同時帶有直徑和長度增大的帶狀進料推進螺旋。開放料斗的長度可以根據相應的工況條件作調整。螺桿泵采用變頻調速、雙軸變螺距齒形結構,可以根據設定給料壓力自動調整輸送量。
數量:6臺;
功率:15kw;
流量:4.5t/hr;
3)轉盤干化機
污泥干化系統設置3臺轉盤式干化機,單機干化能力為100t/d(含水率由80%至35%)。干化機變頻調速控制,干化用蒸汽為熱電廠1MPa的飽和蒸汽。
數量:3臺;
裝機功率:90kw;
傳熱面積:411m2;
全容量:26m3;
干化方式:間接傳熱;
4)冷凝器
尾氣中含有大量水蒸汽,降溫放熱量較大,因此采用高效換熱器對尾氣進行冷凝。
5)除臭單元
5-1)生物除臭
生物除臭過濾裝置,總面積為100m2,濾料高1.8m,停留時間3s,采用無機(20%)及有機混合濾料(80%)。
單速離心風機數量:2套
風量:8000 m3/h
風壓:3360Pa
功率:17KW
5-2)化學除臭
采用化學吸收塔除臭系統,進氣房里的臭氣由風機送到除臭系統,臭氣處理系統有2組尺寸相同的塔,每組處理系統由1個酸塔、1個堿塔組成。每組系統塔的酸塔和堿塔結構相同。在滌洗塔中,臭味分子從氣體轉變成液體并發生化學反應生成無機物。
新建NaOH儲藥罐1座,有效容積6m3。
新建H2O2儲藥罐1座,有效容積7m3。
新建H2SO4儲藥罐1座,有效容積6m3。
6)蒸汽鍋爐
配套一套蒸汽鍋爐作為備用。
4.3本項目直接建設費用及運行成本
本項目直接建設費用(即一類費用約為6773.80萬元),其中土建費用約為1414.00萬元,設備購置費用約為4793.80萬元,安裝費用約為566.00萬元。單位生產成本約為213元/噸,單位經營成本約為165元/噸。
5. 本項目運行穩定性及效益分析
1) 工藝配置和技術能力
工藝配置上,干化系統3套,無備用線,當一條線檢修時,可以適當降低干化后污水的含固率,至少可滿足污泥填埋的要求。
技術能力上,污泥干化技術成熟,可以在進料污泥含水率有變化的情況下,通過調節進入干化機物料的污泥泵轉速,確保干化后污泥含水率在35%左右,滿足干化后污泥與煤混燒的要求。
2) 運行穩定維護方案
在任何工況下,系統都能全自動運行,包括啟動和停車,也包括緊急停車。一旦系統停車,能在很短的時間內重新啟動并達到設計能力。運行維護采用集中控制方式,對污泥干化系統、臭氣處理系統等,采用PROFIBUS總線系統進行集中監視和控制。
3) 環境效益
其可利用低品位熱源的特點,可充分利用熱電廠等其它可產生廢熱的工廠的廢熱源,減少污泥干化對高品質熱源的需求,降低運行成本,從而符合國家節能減排及循環經濟的要求。熱電廠焚燒干化后污泥,每年相當于約5810噸標準煤(干化后污泥的熱值按1,300kcal/kg計)的發電量,相當于每年可減少二氧化碳排量約15810噸,實現減排。
4) 經濟效益
本項目污泥的資源化產生經濟效益主要表現在:每年可為熱電廠提供相當于約5810噸發電量的標準煤,按800元/噸煤計算,每年可產生經濟效益約465萬元。
6. 結論
城市污水處理廠產生污泥的處理處置與污泥資源化相結合,是解決污泥的最佳出路之一。首先實現污泥處理處置的“減量化、穩定化及無害化”目標,在積累污泥資源化產品及市場經驗后,實現處置污泥的全面資源化,最終實現污泥“零排放”的循環經濟模式。
參考文獻:
1.《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南(試行)》(住房和城鄉建設部、國家發展和改革委員會,二一一年三月)
2.《深圳市循環經濟污泥干化項目》(中國給水排水2008年04期)
關鍵詞:膜生物反應器,農村污水,處理
1 農村污水處理面臨的挑戰
1.1 農村水資源污染現狀
目前全國農村每年有超過2500萬噸的生活污水直接排放,農業源污染物排放對水環境影響較大,其化學需氧量排放量占排放總量的43.7%,總氮、總磷分別占排放總量的57.2%和67.4%。農業源基本上占到全國污染的50%以上。建設部《村莊人居環境現狀與問題》調查報告[1],對我國具有代表性的9個省43個縣74個村莊的入村入戶調查顯示,96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統,生產生活污水隨意排放,造成河流、水塘污染,影響村民居住環境,嚴重威脅農民的身體健康。由于大量生產和生活廢水未經處理排入各種水體,加上公共設施跟不上發展的需要,農村大量人口飲用不衛生水。據相關調查表明,我國7億人口飲用水資源不合格,其中大腸桿菌超標率達86%,農村重大的安全隱患。
農村的污水亂排放不僅給自身環境造成破壞,對流經的河流也是很大的污染。鄉村的溝塘、水庫已呈相當嚴重的富營養化,全國各地水污染事故不斷發生,《2008年中國環境狀況公報》的數據顯示[2],在選取的200條河流409個斷面中,Ⅳ~Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為24.2%和20.8%, 28個國控重點湖(庫)中,劣Ⅴ類的11個,占39.3%,Ⅴ類的5個,占17.9%,Ⅳ類的6個,占21.4%。對太湖、巢湖、滇池“三湖”富營養化的成因分析表明,造成水體富營養化的污染源主要來自生活用水和農田的氮、磷流失,工業廢水對TN、TP的貢獻率僅占10%~16%。
大部分水源地、生態保護區、風景名勝區都在郊區,周邊大部分布著農村,整治這些農村的水環境就顯得至關重要。我國農村水環境污染已相當嚴重,若不及時進行處理而繼續拖延下去,對人體健康和生態環境的危害是長期、無法挽回的。重視與加強農村地區的污水處理設施建設工作,避免因污水未經處理直接排放而對農村地區的水體、土地等自然環境產生污染影響,確保農村水源安全和農民身體健康,既是新農村建設中加強基礎設施建設,推進村莊整治工作的一項重要內容,同時也是當前農村人居環境改善工作中所要解決的最急需、最迫切、最突出的問題,具有重要的現實意義。
1.2 農村生產及生活污水具有與城市污水不同的特點
(1)排放分散且面廣。農村與城市相比,其占地面積大,人口不集中,分布密度小。有的十戶八戶就是一個村,即使是中心村,相對也比較分散。所以污水排放相當分散,排放面也較廣。
(2)間歇排放、波動較大。農村居民沒有固定的上下班作息時間和相對穩定的生活習慣,因此農村生活污水的排放為不均勻排放,瞬時變化較大,日變化系數一般在3.0~5.0,同時農村生活污水還具有早、中、晚不同時段相對集中排放等特點。
(3)水質相對穩定。農村生活污水的水質比較穩定,有機物和氮、磷等營養物含量較高一般不含有有毒物質,污水中還含有合成洗滌劑以及細菌病毒、寄生蟲卵等。
1.3 農村污水處理技術應滿足的特殊要求
(1)滿足當前達標處理與今后再生利用需要。針對農村地區各方面條件,探索因地制宜的農村污水收集處理方式,既解決當前村莊污水達標處理排放問題,又充分考慮今后污水處理回用的需要,節約水資源、保護水環境。
(2)低耗高效、經濟適用。我國廣大農村地區財力狀況薄弱、農民實際承受能力較低,當前生活污水處理設施的建設主要來自政府的投資和支持,因此污水的處理應充分考慮造價低、運行費用少、低能耗或無能耗、運行穩定高效的處理工藝。
(3)低二次污染。農村生活污水處理設施的建立是為了消除農村生活污水直接進入環境而帶來的污染其污水處理設施容易帶來空氣污染、蚊蟲增多等其他環境問題。另外,污水處理廠污泥處理問題嚴重,目前一些大中城市的污泥出路尚且沒有得到很好的解決,小城鎮污水處理的剩余污泥更是一個大難題。應盡量選擇低二次污染或無二次污染的處理工藝。
(4)抗沖擊負荷能力強。由于農村生活污水排放水質不穩定,水量變化大,為避免生活污水處理系統由于污水排放量的變化而造成系統資源浪費或者癱瘓,應該選用抗沖擊負荷能力強的污水處理技術設備。
(5)管理維護簡單。廣大農村地區經濟基礎薄弱、污水處理從業人員數量少、技術水平和管理水平較低,應盡量選用運行、管理簡單,維護方便的污水處理工藝,能有效節省管理和維護的人力物力,以保證系統建成后正常發揮功能。
2 膜生物處理技術在農村污水處理中的應用前景
針對農村生產及生活污水的特殊性,常規的污水處理廠工藝技術不能直接套用在小城鎮污水處理中。膜生物反應器(MBR)是將生物處理與膜分離技術相結合而形成的一種高效污水處理新工藝。膜的孔徑只有0.1~0.4微米,具有高效的截流作用和分離作用,將微生物完全截流在反應器內,使廢水中的污染物高效降解和高效分離,得到優質的出水。MBR技術徹底變革了傳統的水處理工藝,實現了同步解決水污染和水資源短缺的問題,使污水變成新水源成為現實,在農村生產及生活污水中的具有廣闊的應用前景。
2.1 MBR工藝原理
膜生物反應器( Membrane Bioreactor-MBR),是膜技術和污水生物處理技術有機結合產生的新型高效污水生物處理工藝。其工作原理是利用反應器的好氧微生物降解污水中的有機污染物,同時微濾膜進行高效的固液分離出水。膜生物反應器工藝通過膜分離技術大大強化了生物反應器的功能,與傳統的生物處理方法相比,具有生化效率高、抗負荷沖擊能力強、出水水質穩定、占地而積小、排泥周期長、易實現自動控制等優點,是目前最有前途的污水回用處理技術之一。
2.2 MBR工藝特點
(1)出水標準高,水質穩定
污水中的污染物經生化池中高濃度微生物種群的降解后,水在系統負壓的作用下,經過中空纖維膜而生產出高品質的再生水。長期研究表明,由于膜的高效截留,MBR出水中懸浮固體的濃度基本為零;對游離菌體和一些難降解的大分子顆粒狀物質具有截留作用,生物反應器內生物相豐富,如,世代時間較長的硝化菌得以富集,原生動物和后生動物也能生長;膜出水不受生物反應器中污泥膨脹等因素的影響。因此,MBR的出水質量高,保證長期穩定的高質量出水,能使出水的濁度
(2)占地面積少,節省用地[3]
M BR內微生物濃度高,可達12000mg/L以上,容積負荷相比傳統活性污泥法高,水力停留時間短,因而占地面積小,占地面積相比傳統活性污泥法大大減小,只有傳統工藝的50%; MBR工藝將傳統活性污泥法的曝氣池與重力式沉淀池合二為一,流程簡單,結構緊湊;此外,整個系統占地而積小,投資少,且不受場所限制,可做成地而式、半地下式或地下式。
(3)流程簡短,模塊化設計,智能化運行
膜的高效截留作用,使微生物完全截留在膜生物反應器內,實現了水力停留時間與污泥停留時間的完全分離,因此對生物反應器內的運行狀況更容易進行合理控制。由于MBR污水處理工藝流程短,系統全自動運行,無需專人看管。核心設備膜組件模塊化設計,可根據實際情況自由組合,從而使運行管理變得簡單易行。
(4)二次污染少
MBR的污泥停留時間長,可達100天以上,污泥濃度高,MBR的污泥負荷低于傳統活性污泥法。由于在低污泥負荷下運行,MBR的產泥量低于傳統活性污泥法處理工藝,剩余污泥產量極低,理論上可實現零污泥排放。通常,MBR比常規活性污泥法減少50%~80%[4]。極大地減輕了污水處理的二次污染。
2.3 MBR工藝在農村污水處理中的應用
(1)集中式、半集中式村鎮污水處理系統
以相對集中的中小型村鎮為使用對象,利用MBR系統可實現污水的高效處理和資源化回用。以北京市新農村治污工程為例[5],建設中的MBR工藝的應用越來越普遍,且水質凈化效果顯著。莊頭峪村、長園村、北宅村的生活污水處理就采用了該工藝,處理水景分別為160,120,100 m3 /L。出水中除N和P外,其余污染物濃度基本可以達到北京市《水污染物排放標準》( DB 11 /307-2005)的一級A限值,出水穩定。
(2)分散式生態休閑旅游度假地區的農村生活污水與餐飲廢水處理系統
生態休閑旅游度假區往往地處郊區農村,遠離城鎮,市政排水設施缺乏,除所涉及村莊的生活污水外,由于作為旅游度假區/村,餐飲廢水也是排水的重要部分。然而,這些區域地形復雜,人口居住分散,密度低,水量季節變化大,不宜新建大范圍市政收集管網與集中處理系統。另外,這類區域往往處于或臨近水源或重點水域保護區,環境敏感度高,地表水水質及其影響極受關注,因此對區域內污水排放標準要求高,某些區域甚至要求污水零排放。因此,對于這些區域,可選擇將一定范圍內生活污水收集后,建設分散式污水處理站實現污水處理后達標排放或回用。一種應用于某水產養殖暨生態旅游區域的農村污水以及餐飲廢水處理的基于MBR的示范工程表明[6],該系統適合于環境敏感區域污水處理,實現了有機物、總氮、總磷與油類的去除,并可做到出水回用,既減少或避免了污水及污泥的排放,控制水污染,保護水環境,又實現了節約水資源的目標。
3 結語
膜生物反應器工藝通過膜分離技術大大強化了生物反應器的功能,與傳統的生物處理方法相比,具有生化效率高、抗負荷沖擊能力強、出水水質穩定、占地面積小、排泥周期長、易實現自動控制等優點,是目前最有前途的污水回用處理技術之一,其特點能良好的滿足農村對污水處理技術的特殊要求,較傳統活性污泥法,更適用于農村分散式小規模的污水處理。但是,現階段膜生物反應器仍然面臨著膜污染嚴重、膜更換費用較為昂貴、動力消耗較大等問題,這些問題的解決將有力的推動膜生物反應器在農村污水處理中的應用。
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關鍵詞:垃圾滲濾液 MBR 礦化垃圾床
引言:隨著我國城市人口的增加、城市規模的擴大以及居民生活水平的提高,城市生活垃圾的產量在急劇增加,根據無害化、減量化、資源化的原則,一大批生活垃圾填埋廠和焚燒廠建成和在建,而垃圾滲濾液是否能夠足量處理和達標排放直接關系到垃圾處理廠是否能夠正常運行。
垃圾滲濾液作為一種成份復雜的高濃度有機廢水,通過研究者的努力,近年來陸續建成一批滲濾液處理項目,但在生產運營過程中存在著一些問題,制約了處理水量和出水水質,需要從業人員進行更接近實際生產的技術交流和技術革新工作。本文通過對實際運行過的兩個滲濾液處理站,介紹一些運行體會,并總結一些調試方法,以供從業人員參考。
一、礦化垃圾滲濾液處理工藝
1 原理
垃圾填埋齡在8~10年以上(北方地區10~15年以上),易降解物質完全或接近完全降解,垃圾自身幾乎不再產生滲濾液、填埋氣和異味,此時的垃圾稱為“礦化垃圾”,礦化垃圾與一般的土壤相比,容量小、孔隙率高,程弱堿性,吸附和交換能力強,有機質含量高,礦化垃圾中含有種類繁多的微生物,具有很強的生存和講解能力,是一種良好的生物介質。
2 礦化垃圾滲濾液處理工藝工程運行實例
國內南方某生活垃圾填埋場,采用先經過耗氧回灌后塔式礦化垃圾床的預處理方式,礦化床出水水質為CODcr1000mg/L以下,溫度適宜季節氨氮30mg/L左右,運行狀態比較穩定。
(1)礦化垃圾耗氧回灌床
在好氧垃圾填埋柱中,空氣經布氣管強制釋放到垃圾填埋層內,通過壓力擴散和分子擴散作用而使得填埋層達到好氧狀態,填埋層內微生物利用氧氣進行生物氧化還原反應,滲濾液COD和凱氏氮濃度下降較快,比在厭氧情況下提前進入穩定階段,進而加快了填埋垃圾的穩定化進程。某月份耗氧回灌連續一周的進出水數據如下:
進水控制:采用間歇進水方式,每次進水10分鐘,進水量為10噸左右,停110分鐘,平均每天進水12次,進水量為120噸左右。但要根據進水水水質經常調整進水時間和間隔晾曬時間。
通風控制:采用間歇通風方式,通風30分鐘,停120分鐘。
在實際生產過程中,進水方式、進水量和通風方式要根據進出水方式不斷的進行微調,才能達到比較好的處理效果。
存在的問題:
[1]回灌床表面很難均勻布水,需要大量增加布水支管,由于滲濾液成份復雜,如無機物含量高、雜質量大,布水管道很容易堵塞、結垢,檢修維護量相對較大。
[2]運行18月左右,回灌床礦化垃圾整體下沉,床體壓實,滲水效果和通風效果明顯下降,需要進行礦化垃圾整體翻修。
3 塔式礦化垃圾床
該項目采用兩組地面構筑的塔式床,每組包含三層礦化垃圾,層間距為60cm左右,礦化垃圾厚度50cm左右。回灌出水進收集井,通過潛水泵泵至塔式床第一層,經布水管道均勻的噴灑在礦化垃圾表面。某月份礦化垃圾連續一周進出水數據如下:
進水控制:采用間歇進水方式,每次進水10分鐘,進水量為10噸左右,停110分鐘,平均每天進水10次,進水量為100噸左右。但要根據進水水水質經常調整進水時間和間隔晾曬時間。
在實際生產過程中,要盡量控制緩慢、勻量和少量多次進水,避免出現較大沖擊負荷的,破壞微生物系統。
存在的問題:
(1)低溫季節,尤其是氣溫降至0度以下,塔式礦化床處理效果下降,某年度低溫季節一周礦化床進出水數據如下:
(2)布水管道結垢現象明顯,造成布水不均勻,檢修量大,建議將布水管道分段法蘭連接,易于日常維護。
(3)6個月左右礦化垃圾壓實,處理量下降,出水效果變差,需要進行表層翻修,翻修深度一般不低于20cm。
二、MBR滲濾液處理工藝工程實例
1.工藝原理
MBR系統是結合生物學的處理工程和膜分離工程的處理方法。MBR系統與傳統的生物學的處理方法的最大差異點是高效分離方式。傳統的生物學的處理,利用微生物流量和水的比重差的重力沉降的高效分離方式,操作復雜對發生各負荷的對策能力低而惡化污泥的沉降性,因此處理水質的變動大,但是MBR系統使這些問題點得以解決,保證污水處理的穩定性的高效率。
2.MBR滲濾液處理工藝工程運行實例
國內某垃圾焚燒廠,處理工藝采用膜生物反應器-MBR,出水要求CODcr1000mg/L以下,溫度適宜季節氨氮25mg/L以下,該項目目前運行穩定,工藝流程圖如下:
圖2-1
滲濾液原水過螺旋除渣機固液分離后進2000m3調節池,調節池出水泵至膜生物反應器,活性污泥經超濾分離后產清夜達標外排至市政管網。某時期一周連續進出水數據如下:
MBR膜生物反應器處理垃圾滲濾液生產控制過程中應注意的問題如下:
(1)滲濾液原水雜質較多,應特別注意生化系統前的雜質祛除工作,防止大量雜質進入生化系統,堵塞曝氣設備和超濾。
(2)滲濾液原水濃度過高,要特別注意控制進水負荷的變化,特別在提高處理水量過程中,要逐漸、緩慢的增加,每天負荷的增加量最好不要超過一定數值。
(3)微生物最好控制在穩定生長階段,以利于對污泥產率的控制,防止污泥濃度增加過快。
(4)通過連續運行,得到污泥濃度合理控制范圍,過低則系統相對脆弱,抗沖擊能力差;過高則系統處理效率降低,曝氣頭、超濾膜等設備運行負荷增大,供氣量要求增加。
MBR膜生物反應器直接對滲濾液原水進行處理存在的問題:
(1)管道結垢明顯,24個月左右應該對原水進水管道進行比較徹底的檢修。
(2)由于進水瞬間負荷過高,工藝控制難度較大,系統相對脆弱,頻繁的沖擊負荷容易產生大量泡沫,影響正常生產,嚴重的導致系統徹底崩潰。
(3)夏季高溫季節,池內溫度上升速度過快,需要配給足量的冷卻設備。
(4)滲濾液原水雜質較多,容易進入生化系統,導致超濾膜經常堵塞,影響設備使用壽命。
總結:通過通過實地運行工作,介紹了兩種滲濾液處理工藝在實際運行過程中的情況。MBR法作為一種逐漸成熟的滲濾液處理工藝,其運行穩定,可直接達到排放標準,但能耗大,運行成本較高,系統運行操作較復雜。
通過長期的一線運行工作,認為根據滲濾液原水的產生條件、水質情況和排放標準,應該因地制宜的選擇一種更能解決實際問題的處理工藝,如條件允許,可以深入研究采用組和工藝的可能性,以降低運行成本,降低能耗,保證穩定運行,降低運行操作難度,保證出水水質,達到設計處理水量。
參考文獻:
[1]我國垃圾滲濾液處理現狀及存在問題趙由才同濟大學
關鍵詞:垃圾填埋;垃圾滲濾液;處理技術;
Abstract: With the rapid development of city, the life rubbish has more and more serious harm to the environment. Therefore, all countries successively formulated and implemented a series of regulations and policies to pay more attention to city life garbage collection and processing problems, and China is no excepted. There has lots of disposal methods of city life garbage,and sanitary landfill, composting, incineration are the three most widely used abroad. These kinds of processing methods are not perfect and with many urgently to be solved problems even after hundreds of years’s development. This paper analyzes the water quality characteristics of landfill leachate, summes up the current leachate disposal technologiesused more widely, and makes a comparison about a number of domestic project examples to discuss the existing problems and put forward possible solutions.
Keywords: landfill; leachate; disposal technologies;
中圖分類號:R124 文獻標識碼: A文章編號:2095-2104(2012)
1前言
目前,我國垃圾城市垃圾處理量只占總垃圾量的5% ,其中70%是通過簡易填埋法處理的,10%進行了簡易堆肥,資源化數量更少,分類回收幾乎為零。受技術水平和管理手段的限制,這些垃圾處理方式的弊端十分明顯,不僅對土壤、地下水、大氣等造成了現實的污染和潛在的危害,而且造成巨大的資源浪費。國內外對垃圾的處理主要有焚燒、填埋、堆肥以及綜合利用等方式。其中,垃圾衛生填埋以其相對費用較低、技術比較成熟成為我國現階段采用較廣泛的方式。垃圾填埋過程中產生的大量滲濾液,是世界上公認的污染威脅大、性質復雜、難于處理的高濃度廢水,從填埋場的運行到封場后管理,都需要對滲濾液的產生進行有效控制,對排出的滲濾液進行妥善處理。
2 滲濾液的來源、組成及特點
2.1滲濾液的來源
垃圾滲濾液是指垃圾在填埋和堆放過程中,由于垃圾中有機物質分解產生的水和垃圾中的游離水、降水以及入滲的地下通過淋溶作用形成的污水。垃圾滲濾液是一種成分復雜的高濃度有機廢水,水質和水量在現場多方面的因素影響下波動很大。垃圾滲濾液的來源也很廣泛,主要有直接降水、地表徑流、地表灌溉、地下水、廢物中的水分、覆蓋材料中的水分和有機物分解生產水。
2.2滲濾液的組成
滲濾液的成分很復雜,主要成分有四大類:一是常見的元素和離子,如Cd、Mg、Fe、Na、NH3、CO3等;二是微量元素,如Mn、Cr、Ni、Pb等;三是有機物,常以COD(化學需氧量)、TOC(總有機碳)來計量;四是微生物。
2. 3滲濾液的特點
當填埋場垃圾的濕度超過其持水能力后便會產生滲濾液。在滲濾液滲出的同時,垃圾堆體內懸浮的或溶解的有機污染物和重金屬等無機污染物就會隨之溶出,因此,垃圾滲濾液是一種有機污染負荷較高、水質極為復雜的廢水。
垃圾滲濾液水質的變化受垃圾組成、垃圾含水率、垃圾體內溫度、垃圾填埋時間、填埋規律、填埋工藝、降雨滲透量等因素的影響,尤其是降雨量和填埋時間的影響,隨著填埋時間和降雨量的增加,滲濾液的濃度會逐漸下降。由于上述影響因素隨機性很大,所以滲濾液的化學組成也變化很大[1]。
還應注意的一個問題是早期滲濾液中,易生物降解的揮發性脂肪酸含量較高,填埋齡超過3年―5年的晚期滲濾液中,BOD/COD比值較低,可生化生下降,此時處理的主要目標是氨氮的去除。
3 滲濾液的處理技術
對垃圾填埋場已經產生的滲濾液,目前,國內外發達國家和一部分發展中國家的處理方法主要包括物理化學法、生物法、垃圾滲濾液回灌法等。
物理化學法主要有活性炭吸附、化學沉淀、密度分離、化學氧化、化學還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法,在COD為2000~4000mg/L時,物化法的COD去除率可以達到50%~80%。與生物處理相比,物化處理不受水質水量變動的影響,出水水質比較穩定,尤其是對BOD5/COD比值較低(0.07-0.20)難以生物處理的垃圾滲濾液有較好的處理效果。但生物法處理成本較高,不適于大水量垃圾滲濾液的處理,因此目前垃圾滲濾液主要是采用生物法。
生物法分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結合。好氧處理包括活性污泥法、曝氣氧化池、好氧穩定池、生物轉盤和滴濾池等。厭氧處理包括上向流污泥床、厭氧固定化生物反應器、混合反應器及厭氧穩定塘。
3.1物理化學法
物理化學法是指通過物理化學的方法去除滲濾液中的COD、SS、色度、重金屬等。相對于生物法,物理化學法不受滲濾液中水質水量的影響,抗沖擊負荷能力較強,出水水質比較穩定,尤其在廢水可生化性較差的時候有比較好的處理效果;但是基成本較高,不適宜處理大量廢水。
近年來,用于滲濾液處理的物化法主要有化學沉淀法、吸附法、化學氧化法、反滲透法等。物理化學法的運用主要用作預處理或與其他方法聯合使用。劉東等[2]用曝氣一絮凝法處理武漢市流芳垃圾場的滲濾液,其色度、COD、總磷的去除率均可達80%以上,氨、氮的支除率達60%以上。方土等[3]用回流式兩級SBR活性炭吸附―混凝工藝處理高氨氮、低碳氮比的垃圾滲濾液,粉末活性炭和鋁鹽投加量分別為1‰(W/V)和0.4‰(W/V),吸附時間為100min,總的水力停留時間為82h,COD的去除率可以穩定在90%以上,氨氮去除率右以達到95%以上。化學氧化法利用強氧化劑分解滲濾液中難降解的有機物,從而提高廢水的可生化降解性,其中高級氧化法是近年來國際研究的熱點。張暉等[4]在用Fenton法處理垃圾滲濾液時發現,在雙氧水的總投加量為0.1mol/L時,COD的除去率可達67.5%。
3.2生物法
垃圾滲濾液具有不同于一般城市污水的特點:BOD5和COD濃度高、金屬含量較高、水質水量變化大、氨氮的含量較高、微生物營養元素比例失調等。在滲濾液的處理方法中,將滲濾液與城市污水合并處理有一定的具體困難,往往不得不自己單獨處理。國外在處理城市垃圾衛生填埋場滲濾液技術應用上,都根據各自的不同情況采取不同的處理方法,常用的方法分述如下;
3.2.1活性污泥法
它分為鼓風曝氣將壓縮空氣不斷地打入到滲濾液中、保證其有一定的溶解氧,以維持微生物的活動,分解有機物、利用裝在曝氣池內的機械葉輪轉到,劇烈攪拌滲濾液,使空氣中氧溶于水中,供微生物活動、純氧曝氣按鼓風曝氣方法向滲濾液中吹入純氧,以充分提高充氧效率。
從填埋運用曝氣法處理垃圾滲濾液的運轉情況看,無論是BOD5和COD,還是氨氮的去除都取得了良好的效果。這些方法有效地降低BOD5、COD和氨氮,還可以去除另一些重金屬污染物質。傳統活性污泥法是世界各國采用最為廣泛的二級生物處理流程,但是由于垃圾滲濾液的有機負荷非常高,傳統活性污泥法的一些改良工藝在滲濾液處理領域得到了廣泛的應用。例如SBR法、CASS法和氧化溝法。李亞峰等[5]用混凝+SBG法處理沈陽市趙家溝垃圾場的滲濾液,研究結果表明,采用聚合氯化鋁鐵混凝+SBG生化處理工藝,能夠使垃圾滲濾液的CODCr值從5000mg/L―14000 mg/L降低到200 mg/L以下。作為SBR法的改進工藝,CASS工藝通過瓜器前設置預瓜區以及減少排水量等方法,大大提高了抗沖擊2負荷的能力。
3.2.2生物膜法
生物膜法有放它的一些改良工藝有效地解決了活性污泥的膨脹問題,而且生物膜上的生物種類多、世代時間長,搞沖擊負荷能力強,使得生物膜法的處理效果比較好。與活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水質沖擊負荷的優點,而且生物膜上能生長世代時間較長的微生物,如硝化菌之類??梢苑譃樯餅V池使滲濾液流經生長在濾料表面上的生物膜,通過各相間的物質交換及生物氧化作用,使滲濾液中的有機物得到降解,達到凈化的目的、生物轉盤由固定在一橫軸上的若干間距很近的圓盤組成,由盤面上生長的生物膜凈化滲濾液、生物接觸氧化使帶微生物棲附的填料全部浸在滲濾液中,并采用機械設備向滲濾液中充氧,使滲濾液中的有機物被微生物氧化分解,從而達到凈化。
生物轉盤采用厭氧、好氧的方式,以便進行高濃度的脫氨處理。在整個工藝流程中,主要去除對象是BOD、COD、SS、TN、TP和重金屬等。事實上,近年來日本多采用生物轉盤方式作為滲濾液的生物處理設施,因為這種方式對水量及水質的變化適應性好,運轉管理容易,運轉成本低,其電力費用僅占一般曝氣方法的12~13。
3.2.3曝氣穩定塘
曝氣穩定塘是利用水中的微生物、藻類、水生植物等對滲濾液進行好氧或厭氧生物處理的天然或人工池塘。與活性污泥相比,曝氣穩定塘體積大,有機負荷低,盡管降解速度較慢,但由于其工程簡單,在土地不貴的地區,是最省錢的垃圾滲濾液好氧生物處理方法。
3.2.4厭氧生物處理法
厭氧生物處理法是利用厭氧微生物分解滲濾液中的有機物達到凈化目的,同時產生甲烷、二氧化碳等氣體。分為厭氧-好氧生物氧化工藝、厭氧-氧化溝-兼性塘工藝、厭氧-氣浮-好氧工藝、UASB-氧化溝-穩定塘。
與好氧生物法相比,厭氧生物法有能耗少、運行費用低、剩余污泥產生量少、能處理一些難處理的高分子有機物等優點,但由于厭氧菌對溫度和pH值的要求較高,使得實際工程中厭氧生物法的效果不理想。有實驗表明當溫度在35℃左右,pH值控制在7左右時,厭氧法的處理效果最佳。近年來采用的厭氧生物處理方法有:厭氧接觸法、厭氧生物濾池、上流式污泥床反應器等。
但是,厭氧處理出水中COD濃度和氨氮濃度仍比較高,溶解氧很低,不宜直接排放到河流或湖泊中,一般需要進行后續的好氧處理。此外,當滲濾液pH在7以下時,產甲烷菌將會受到抑制甚至死亡,不利于厭氧處理,而好氧處理對pH的要求就沒有這么嚴格。再者,厭氧處理受溫度影響大,最適宜溫度是35℃,低于這個溫度時,處理效率迅速降低。比較而言,好氧處理對溫度要求不高,在冬季時即使不控制水溫,仍能達到較好的出水水質。因此,對COD為5000mg/L以上的高濃度垃圾滲濾液,建議采用厭氧方法進行處理,對COD濃度在5000mg/L以下的垃圾滲濾液則建議采用好氧生物處理法。
上流式污泥床反應器(UASB)近年來在實際工程中使用的頻率非常高。優點在于工藝結構緊湊處理能力強、效果好和投資少,同時由于不適于處理高懸浮固體濃度的廢水,所以常與其他處理工藝結合使用。國內的廣州新豐垃圾填埋場滲濾液處理和三峽工程施工區生活垃圾填埋場等的厭氧處理部分都采用UASB工藝。
3.2.5土地處理法
土地處理是利用土壤自身能力進行處理的方法。滲濾液流經土壤時,經過土壤的吸附、離子交換,沉淀、螯合等作用,滲濾液中的懸浮固體被除去;土壤中的微生物對溶解性的有機物進行吸收利用,并將有機氨氮轉化為氨氮;植物利用滲濾液中的C,N,P等各種營養物質生長并通過蒸發作用減少滲濾液的量。土地處理包括慢速滲透系統、快速滲透系統、表面溫流、濕地系統、地下滲濾土地處理系統。目前應用于滲濾液處理的主要有人工濕地和回灌法兩種。其中回灌法較適于在氣候干燥、降雨量少、垃圾含水量低的地區適用。但土地法也存在存在使用不當對當地環境造成二次污染的隱患。
垃圾填埋滲濾液的處理方法很多,而且垃圾滲濾液成分極其復雜,用一種方法處理很難達標,一般實際工程中常采用多種不同類型工藝聯合使用才能使出水水質達到國家排放標準。
3.3垃圾滲濾液回罐法
目前,關于垃圾滲濾液回罐法在國外還沒有大規模的應用,都只是處于小規模的嘗試階段,還沒有得出一個比較科學的結論。有觀點認為雖然滲濾液的回流會降低BOD和COD的濃度,但滲濾液中重金屬和氯化物的濃度會增加。實踐表明,由于廢物的蒸發和廢物的吸收作用,回罐會減少滲濾液的數量,但研究人員的報告報道,出現了諸如會降低覆蓋層的滲透性能、滲濾液的滯水作用以及臭氣等問題,城市廢棄物滲濾液的回罐在起始階段可能是成功的,但在長期的運轉中會有什么嚴重的后果還尚未可知。
4我國垃圾滲濾液處理現狀
20世紀80年代末起步的我國垃圾填埋處理較國外晚了許多,滲濾液的處理也歷經了幾個不同時期。早期的滲濾液處理工藝考慮到滲濾液的特殊水質,主要采用好氧生物法為主。處理效果不是很好。這個時期以北京阿蘇衛垃圾填埋場院為典型代表。90年代中后期的處理工藝,以深圳下坪垃圾填埋場為典型代表,開始針對滲濾液的特殊水質采用脫氮、厭氧、好氧相結合的處理工藝,運行效果良好。
21世紀后,對排放標準的提升僅靠生物法已達有到要求,所以生物法與深度處理的物化法相結合的工藝出現在各個填埋場,處理效果提升的同時帶來的問題是成本的上升。
5結論
由于其特殊的水質,垃圾滲濾液的處理工藝比較復雜,通過多種工藝的聯合使用才能達到拜謝標準。與國外的滲濾液處理工藝相比,我國的處理方式過分追求單獨處理,導致垃圾填埋場投資過大,而且由于一些因素的干擾,使得處理效果不佳。在現階段我國可以提倡適應處理后與市政管網合并處理。在北方降雨量少垃圾含水率較低的填埋場,采用回灌措施是較為經濟、有效的方法。雖然采用回灌法對于防滲膜要求非常高,初期投資較大但是從長遠來看比單獨處理經濟。各個地區要根據實際情況采用堆肥、焚燒、衛生填埋相結合的處理方式,從源頭上減少滲濾液的產生。
參 考 文 獻
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【關鍵詞】市政給排水 污水處理 污水收集管網 技術
隨著經濟發展的加快和城市人口的增多,市政給排水工程的污水處理任務越來越重,重要性也越來越突出。市政污水處理,不僅關系著城市居民的日常生產和生活,也關系著城市可持續發展的未來,所以,市政污水的處理一直是市政給排水規劃、設計的重要部分,近年來污水處理取得了很大的進展,但也存在很多問題和不足。
1 市政給排水污水處理中存在的問題
上世紀80、90年代,隨著我國城市化進程的加快,市政給排水基礎設施建設得到了較快發展,為以后的市政給排水提供了比較有效的基礎設施。但是市政給排水污水處理依然存在很多問題,比如排水體制不合理、污水排水網絡設置不合理、污水收集管網覆蓋率低、污水處理設施和技術落后等。
1.1 市政給排水污水處理的體制不合理
合理的市政給排水污水處理體制,不僅影響著污水處理系統的設計、建造、維護與管理,也對城市的總體規劃和環境問題影響至深。在我國,絕大部分的市政污水處理廠和污水處理點都是國家投資建設的,壟斷嚴重,長期以來的體制僵化,造成一部分市政污水處理廠或處理點雖然負荷嚴重,但處理的效果并不高,或者某一區域的污水處理負荷嚴重,另一些地方的污水處理點或處理廠又長期閑置,資源嚴重浪費。
1.2 市政排水的污水排水網絡設計不合理
在對市政給排水工程的污水處理系統進行規劃設計時,必須統籌全局,確定污水的排水區域、預測排水量,計算實施管道的長度、直徑等,然后布置污水排水網絡和排水系統。然而有的市政污水處理系統并沒有嚴密的規劃和計算,出現排水量預測偏差較大,造成污水排水網絡不暢通、不能承擔市政污水排水量、排水負荷較重;也有的出現管道直徑計算不合理,管道直徑過小、坡度較小,市政污水排水不暢通,大面積的淤積等。
1.3 市政給排水的污水收集管網覆蓋率低
在很多城市,城市化進程非常迅速,而市政的給排水工程沒有跟上城市發展的腳步。市政給排水工程是一項復雜、施工難度大、需要嚴密規劃的工程,當前我國的市鎮建設異常迅猛,市政給排水工程無法與城市的建設速度保持一致,對這些新區進行規劃和新增污水收集管網需要不短的時間。而老城區又存在污水收集管網老化的問題,污水處理負擔嚴重,致使很多生活污水和工業污水直接排入自然水系,造成很大的污染。
1.4 市政給排水的污水收集管網體系不健全
多年來,各大中城市對市政給排水的污水收集管網體系建設重視程度不夠,特別是在老城區,污水收集管網還在是雨污不分,雨水污水共用排水管網,造成雨季時城市污水管網排水能力有限,城市低洼區域積水嚴重,污水橫流,造成環境污染;到達城市污水處理廠的污水濃度較低,處理效果不好;污水雨水混流,到達城市污水處理廠的水量較大,超出污水處理廠的處理能力;城區污水提升泵站負荷較大,能耗較大,能源浪費。而在枯水季節,到達城市污水處理廠的污水濃度較高,污水量較小,不能滿足污水處理廠的生產能力需求,造成部分機組停運,處理能力閑置。
1.5 市政給排水污水處理系統的處理設施和處理技術落后
長期以來,我國市政給排水工程的污水處理一般采用集中處理的辦法,但過度集中的污水處理系統缺乏使用的靈活性,就近利用不便。而且,集中處理是高能耗、高投資但實用性不足的處理方式。污水集中處理中途需要建立很多提升泵站,污水收集管網的下游需要很大的管徑,成本很高。市政給排水工程的污水處理的一大方向是市政污水的回收再利用,多年來處理技術還處于較低水平。
2 采取對策,提高市政給排水工程污水處理的技術和水平
針對存在的問題,應該采取相應的措施提高市政給排水工程的污水處理能力,為城市的環境保護提供保障。
2.1 完善市政給排水工程污水處理的體制建設
各級政府應該積極采取措施,轉變思想觀念,改變僵化的污水處理管理體制,并建立完善的監督監管體制。近年流行的BOT、PPP處理模式是一種有效的嘗試。國家經營的污水處理廠和民營的污水處理公司相互結合,通過市場的調節作用為市政給排水工程的污水處理市場注入活力,提高污水處理的區域平衡和資源的利用率。
政府建立健全相關的監督監管體制,責權明確,使市政給排水工程污水處理的主體切實履行自身的責任和義務,提高污水處理效率和質量。
2.2 規劃設計合理的市政給排水的污水處理網絡
市政給排水系統網絡的合理性,直接關系著排水系統的運行成效。市政的污水處理系統應該達到平衡狀態,排水區域、排水量、排水網絡的設計應該根據城市的總體規劃和水系的分布情況來規劃設計,過度集中的污水處理排水會造成接收地的再次污染,污水處理網絡覆蓋不到的地方又無法滿足污水處理。在市政污水處理網絡的規劃設計中,要盡可能準確的預測污水的處理量、準確的計算管道的長度和直徑等,防止排水不暢和淤積。
2.3 提高市政給排水的污水收集管網覆蓋率
城市化建設速度很快,市政給排水的污水收集管網也要盡快的跟上城市化發展速度。為了提高污水收集管網的覆蓋率,應該做好城市的總體規劃,哪些區域劃定為生活區,哪些區域劃定為工業區,事先做好一定的預測和準備,能在新城建設完成后迅速的做出反應,設計市政給排水污水處理的管網,減少新城的生活污水和工業污水的排放。適時的進行老城的污水收集管網改造也是必要的舉措,嚴防污水直接排入自然水系。
2.4 雨污分流,健全完善市政給排水的雨水污水收集管網系統
高度重視市政給排水的雨水、污水收集管網系統建設,采取分步驟、分區域、分期等措施進行建設,逐步實現城市雨水、污水收集管網分開設置,先在新建城區的市政給排水工程中建設雨水、污水分開的收集管網,實現雨污分流;在老城區分別通過舊城區改造、棚戶區改造、市政道路改造等,逐步將城市雨水、污水收集管網分開設置,通過幾年甚至十幾年的分期、分批、分區域城市雨水、污水收集管網建設,最終實現全部城區雨水、污水收集管網分設,減輕城區污水提升泵站負荷和減小城市污水處理廠生產能力,節約城市污水處理廠建設投資;實現雨季時城市雨水管網排水順暢,雨季、枯季到達城市污水處理廠的污水量穩定,污水濃度變化較小,污水處理效果恒定,污水處理廠的處理能力得到充分利用。
2.5 提高市政給排水污水處理設施和污水處理技術
過度集中的污水處理不僅高能耗、效率低,而且成本巨大,應該根據具體區域的污水處理需要,采取集中處理和分散處理相結合的模式。BOT、PPP模式經營建設就是一種成功的嘗試,它為污水的適度分散提供了便利。
市政給排水工程污水處理的一大方向是回收利用,所以提高污水的回收利用水平是重中之重。建立污水處理廠,從規模、設計、廠址選擇開始,根據水量、水質、經濟成本、技術程度等,采用合適的污水處理方法,比如運用二級生物處理工藝,生物膜法和活性污泥法是市政給排水污水處理中運用的較多、成效較好的方法。
吸取老城區污水收集管網老化難以維修的經驗教訓,選用高質量、壽命長的管道,并做好安裝工作,防止滲漏腐化等。
3 結語
市政給排水工程污水處理對城市的生活和發展很重要,我國的市政給排水工程取得了一些成績,但還存在不足,根據存在問題積極的尋找對策、提高處理技術是提高我國市政給排水工程質量和水平的重要手段。
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