地埋式一体化生活污水处理设备招商引资​

生活污水分散处理技术的进展

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我国是一个人口众多、水资源相对不足、生态脆弱的发展中国家 , 随着经济快速增长 , 水资源缺乏、水污染加剧和城镇水生态的日趋退化问题已成为影响我国可持续发展的主要因素之一。因此 , 缓解日益紧迫的资源、环境矛盾 , 建设健康的水环境

是我国的必然选择。

1999 年 , 我国城市生活污水污染负荷首次超过了工业废水污染负荷 , 我国水污染控制的重点已经从工业源为主逐渐转变到以城市生活污水为主的控制。据我国建设部 2005 年 9 月的统计 , 到 2004年底全国污水排放总量 693 亿 t, 比 2003 年增加了265 亿 t, 全国建制市污水处理率仅为 45 1 7% 。据估计到 2010 年 , 我国城市生活污水排放总量为 1 050亿 m3, 其中村镇污水排放量可达 270 亿 m3 。目前我国环境保护“十一五 ”规划提出的处理指标为 : 城镇污水处理率 ( 二级 ) 大于 60% , 生活污水集中处理率大于 45% 。

目前 , 全国有一半以上的城市、绝大多数建制镇和接近所有的农村由于缺乏资金以至无力建设污水集中处理设施及排水管网系统 , 或是由于地理位置特殊以至不便连入集中处理管网 , 致使我国每天未经处理直接排放到水体的生活污水的生物需氧量超过 4 1 64 万 t 。毫无疑问 , 在广大农村地区、别墅区、旅游景区、部队营区等 , 逐年修建一批更为经济、高效和普遍适用的小型污水处理设施 , 是作为污水集中处理的一种有益而必需的措施。

1 　生活污水分散式处理及其发展状况

1 1 1 　生活污水分散处理的特点

污水的分散处理技术已经成为国内外生活污水处理的一种新理念

[1 ] 。与集中处理相对而言, 分, 特别是小型固定式生活污水净化槽具有处理性能好 ( BOD 去除率 90% , 出水 BOD 20 mg/L, 能耗为每顿水 5 760 kJ) ; 设置费用低 ; 安装方便、用时少 ; 地埋式 , 不受地形影响 ; 可保持地表水平衡。污水分散处理技术以简单实用、管理方便为原则 , 在, 采用投资运行费用少、除污能力效率高、维护管理简单方便、抗冲击能

力良好的模块化、定型化、一体化的处理工艺技术。

1 1 2 　生活污水分散处理的难点

进行分散处理的生活污水中一般不含工业废水 , 生化性好 ( BOD 5 ≤ 250 mg/L) , 水量不连续且波动很大 , 尤其大型宾馆、饭店或旅游度假区的污水排放还具有很强的季节性

[2 ] 。其中厕所卫生废水

对生活污水组成成分影响程度最大 , 特别是氨盐的含量高 ; 厨房洗碗废水中磷酸盐比例高 , 排放高峰期出现在 6 ～ 7 AM 和 6 ～ 10 PM

[3 ] 。另外, 居民的生活习惯和作息时间因地区、季节和民族习惯而异 ,家庭生活设施的使用情况与当地经济条件、居民生活水平、年龄结构和消费群体等密切相关

[4 ] 。以上这些因素影响着生活污水分散处理方法的正确选择、处理工艺与污染物去除方案的合理设计、出水水质的准确估计以及污水处理设施的正常运转。我国现有的生活污水分散处理技术的工艺设计大多建立在实验室或中试结果基础上 , 据此设计的应用工艺 , 在实际操作与具体实践中受外界环境 ( 如气温、降水、风向和土壤等当地自然与生态条件 ) 的

影响很大 , 使其不能发挥正常效力.

1 1 3 　生活污水分散处理的发展

1 1 3 1 1 　国外发展状况

早期分散小型污水处理设施的研究与应用距今已有 30 多年历史 , 国际水质协会已举行了 4 次专门会议 , 涵盖了小型污水处理设施的设计、技术、管理、操作、费用、改造及其在发展中国家的应用等多个方面.20 世纪70 年代开始 , 由于分散的居民点污染源的排放比重逐年增加 , 日、美等发达国家开始对不同形式的小型一体化污水处理设施进行

研究 , 如今许多日本公司开发和生产成套装置 , 以适应生活污水的处理需要.

日本从 2001 年 4 月就实行了相关的新法律 , 保证人口少的地区生活污水的净化处理 , 开发出了两种技术较为成熟的净化槽 , 一种是合并处理净化槽 , 它对厨房、浴室和粪便污水都可进行处理 ; 另一种是深度处理净化槽 , 它不仅能有效降低化学好氧量和生物好氧量 , 还能脱氮除磷。这两种净化槽以安装方便、操作简单、易于保持水质水量在日本

得到普遍推广 , 在日本已拥有 880 万台分散式处理生活污水净化槽。日本生活污水处理率为 75 1 8% ,其中有 12% 的生活污水是由净化槽处理的 , 并且逐年增加.

　国内发展状况

中国的生活污水分散处理科研工作始于 20 世纪 80 年代末 , 较起步早的发达国家和地区在各方面都存在明显的欠缺 , 所以加强技术规范、加快技术创新、加大国际交流、加深环保意识 , 使我国污水处理工作快速、有效、健康发展已势在必行。

目前 , 我国采用的小型生活污水处理工艺主要有 : 化粪池、稳定塘、污水的土地处理、活性污泥法和生物膜法。相比之下, 活性污泥法具有出水水质好、臭味小、占地较少、运行灵活性、投资费用低、可控制性好等优点 , 而生物膜法具有工艺简单、维护方便、污泥沉降性能好、抗冲击负荷、能耗和运行费用低等优点 , 这两种技术的结合已越来越被人们所重视。

2 　生物法处理生活污水

污水中的有机物始终是造成水污染最重要的污染物 , 有机物在污水中可以以悬浮物、胶体物或溶解性有机物的形式存在。污水生物处理过程是指利用微生物的新陈代谢活动 , 将有机污染物转化为稳定的无害化物质从而去除有机污染物的过程。一般讲, 生物方法是去除污水中有机物最经济、最有效的方法 , 特别是对于 BOD 含量高的生活污水更为适宜。

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为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.

2 1 1 　厌氧处理工艺

厌氧处理工艺具有设备负荷高、占地少 , 设备简单、规模灵活 , 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 1 /10 ～1 /6) , 处理过程中对营养物的需求低、不需添加营养盐等多种优点.

限制厌氧技术在更大范围内处理城镇生活污水的关键因素是低温。代琳琳经过对低温条件下悬浮填料生物膜法处理生活污水的研究表明 : 8 ～10 ℃的低温条件对 COD 、 BOD 的去除影响不大 , 采取低负荷、延长停留时间可以达到与常温处理条件相似的结果 , 但低温对氨氮硝化影响很大。为了实施厌氧技术处理生活污水 , 厌氧降解槽都以地埋方式以防冬季环境温度过低影响处理效率。另外还要提高反应器内的生物量 , 利用载体容易载留和附着生物量的特点 , 向反应器中投加各种能够提供微生物附着的填料 , 提高容积效率 , 加速生物降解 , 增加抗冲击能力。

2 1 2 　联合生物处理工艺

生活污水中含有大量的悬浮物质 , 如果采用单一处理 , 会造成大量的悬浮物在反应器底部累积 ,污泥活性成分降低 , 抬升污泥床层 , 造成污泥流失 ,或者造成大量悬浮物堵塞生物膜载体 , 生物膜活性降低 , 大量脱落以至反应器瘫痪。多级反应器采用分段去除生活污水中不同形态的污染物质 , 提高了处理效果。

常见的分散式生活污水多级反应器采取的联合处理工艺为厌氧 + 好氧或厌氧 + 厌氧 + 好氧。厌氧池中通过厌氧微生物的生化降解以及吸附絮凝等作用 , 高效率地去除污水中的各种有机物。还可通过回流硝化液 , 缺氧池中污水发生反硝化反应 , 含氮污染物转化成氮气 , 有效降低氮污染。好氧池中进一步氧化降解污水中的有机污染物 , 将污水中的有机污染物转变成对环境无害的 CO 2 和水。污水中的氨氮及有机氮化合物被氧化成硝酸盐 ( 硝化反应) ,与缺氧池中的反硝化形成硝化 2反硝化系统 , 避免了水体的富营养化.

在废水厌氧处理之后再辅以好氧处理作为其后处理可降低处理成本。 Habets 等

比较了相同处理能力下好氧和厌氧 + 好氧处理工艺 , 表明联合处理工艺可以有效地降低处理成本。因此 , 近年来出现的很多以联合处理工艺为基础的小型污水处理设备 ( 同时联合应用活性污泥法和生物膜法 ) 适用于小规模生活污水处理或对常规活性污泥处理系统的改造。目前联合生物处理工艺大规模应用于分散处理生活污水项目 , 还面临着缺乏经济、有效地管理等实际应用方面的问题。因此 , 如何优化工艺结构、充分发挥联合工艺的优势 ; 如何进行有效地管理 , 寻求联合系统的性能和经济效益最大化值得进一步研究。

2 1 3 　生物膜法处理技术

利用生物膜法处理废水所需要的投资大 , 而且生物膜容易脱落 , 大量非活性细小悬浮物分散水中使处理水的澄清度降低。针对生物膜法处理废水的不足 , 人们不断通过改进生物膜法的设备和研制新型填料提高生物膜法的处理效率。 RebeccaMoore 等研究了尺寸范围分别为1 1 5 ～ 3 1 5 mm和 2 1 5 ～ 4 1 5 mm 的填料对曝气生物滤池处理效果的影响 , 发现小颗粒(11 5 ～ 3 1 5 mm) 填料虽然有利于脱氮 , 但不适应高的水力负荷 ; 而大颗粒(21 5 ～4 1 5 mm) 填料虽然改善了滤池操作条件 , 减少了反冲洗的次数 , 但不利于脱氮和悬浮物的去除。天津市科委攻关项目中开发的移动式生物膜轻质填料的比表面积大 , 不易发生堵塞 , 并可使生物膜具有较高的生物活性。轻质陶粒和聚苯乙烯作填料时使得滤池负荷较大 , 水头损失较小也是较为理想的填料选择。另外近年来生物膜法处理技术在城镇生活污水深度处理特别是硝化和反硝化研究方面也取得了进展。 Renolds 等[20 ] 采用淹没式生物滤池处理生活污水 , 通过选择连续流和间歇流操作方式进行硝化和反硝化 , 结果表明其 COD 去除率大于70% ,NH 4 — N 质量浓度低于 5 mg/L 。这使得生物膜法的应用成为一种趋势。

除了填料的选择与放置以外 , 填料与工艺的配合也是生物膜处理工艺中的一个十分重要环节。

随着新材料技术的发展 , 现存的挂膜速度慢、容积负荷低、易堵塞的问题也会逐步得到解决。

3 　生活污水分散处理发展方向

3 1 1 　存在的问题

家庭生活污水是指冲厕、厨房、洗澡以及洗涤后的混合污水 , 其集中处理是将冲厕污水先进入化粪池发生水解 , 然后其中部分液体与其他污水一道进入地下管网流到污水处理厂 , 在管网密闭条件下污水继续发生厌氧生物降解 , 到达污水厂时原先家庭生活污水中的颗粒悬浮物、 BOD 都已得到不同程度的降低 , 而且混入工业污水的各方污水汇集形成了连续流动状态。相比之下家庭生活污水分散处理就不像城市污水那样总有连续性 , 而是脉冲模式 , 早中晚家庭用水量明显较多。

5 人家庭生活污水量与时间带的关系, 上午 8 点到 10 点出现一个最大的高峰期 , 冲击系数 ( 某时间段的污水量与平均污水量比值 ) 高达 5, 因此要使家庭生活污水分散处理达到国家排放标准 , 在技术上要实现抗冲击性 , 还要抑制难以降解的颗粒悬浮物进入到后续阶段 , 确保高浓度污水不进入低浓度区。目前我国所使用的家庭生活污水处理方式只

是采用化粪池形式 , 对浓度较高的冲厕废水进行生物厌氧降解 , 但由于池内生物量的有效分布不均 ,以及厌氧水解不充分 , 使得出水 BOD 仍然很高 , 甚至有些地方将此水直接排放于自然水体 , 造成了环境的污染。对于分散式生活污水处理还没有一套行之有效的技术和措施。

除了技术上的问题外 , 还应在政府层面上对分散式生活污水建立起相应的环境保护政策、法律 , 积极开发新技术、新设备 , 以政府和地方为主体在经济上给予相应的支持。在逐步实现农村自来水化的今天 ,积极开发分散式处理技术是十分重要的。

3 1 2 　净化槽应用的展望

随着我国污水治理力度的加强 , 分散式污水处理模式越来越得到人们的重视 , 适合于分散式污水处理的净化槽系统与城市生活污水处理系统的互补是整个生活污水处理的完整系统 , 也是未来生活污水处理的发展方向 , 这一技术的开发也将为我国环保产业带来新的商机。

针对家庭生活污水的特点 , 净化槽使用平推流厌氧生物反应器和全混流生物反应器一体化技术 ,小型生活污水净化槽流程如图 2 所示 , 采用两步厌氧一步好氧 , 先厌氧后好氧 , 利用平推流流动模式抑制高浓度污水流入低浓度区 , 提高抗冲击能力[21] 。可生化降解的污染物在厌氧区发生水解,BOD 的去除率在 60% 左右 , COD 的去除率在 70%左右。部分降解的污水进入到全混流生物反应器后与其中的水混合 , 在好氧菌的作用下进一步降解。由于好氧区 BOD 的浓度已降得很低 , 好氧量将会减少 , 气泵能耗将会减少 , 同时污泥量也相对减少 , 操作稳定。同时还利用生物膜滤床技术 , 在厌氧区和好氧区增加一定量的滤床 , 发挥滤床固液分离作用和生物膜吸附作用 , 抑制冲厕水中的颗粒物流入低浓度区 , 进一步提高抗冲击性能力。当进口污水浓度发生变化时 , 由于生物膜的吸附作用可以降低污水中的污染物浓度 , 减少后段工序生物降解的负荷 , 具有很好的缓冲作用。在设备的空间上 ,将厌氧区、好氧区、沉淀区以及消毒区连为一体 , 两区共用一壁 , 区与区之间污水以自流方式运行 , 不需要外加动力。沉淀区与好氧区底部相通 , 在沉淀区一侧采用倾斜方式使沉淀区沉淀下来的污泥能在大于安息角的斜面上自动滑向好氧区 , 保持好氧区的生物量。由于这些技术的应用 , 过程的能耗小 , 处理效率高 , 出水可达到国家现行的一级排放。这种埋地式处理装置 , 既可保温、除臭 ,地面仍能作其他用地 , 不影响用户环境的美观 , 具有很高的推广价值。

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