前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇城市生活污水处理的基本流程范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
一、基本情况
目前,我市投运的城镇污水处理厂共有6个,总设计处理能力16万吨/日,全部负责各自县区的城镇生活污水处理,处理工艺上均有脱磷脱氮流程,6个污水处理厂均有环保审批手续,目前有5家通过了环保验收,尚有1家未进行环保验收。6家污水处理厂均安装了出水水质自动监控设备,主要监控因子为流量、COD。污水处理厂处理过程中产生的污泥基本都是采用填埋的方式来处理。
我市共有3个垃圾填埋场,总设计库容量816.2万吨,实际日均处理生活垃圾780吨,三个垃圾填埋场均未设计防渗漏设施,日均产生渗漏液188.2吨,三个垃圾填埋场,仅有市区的小岭垃圾处理有限公司,开展了渗漏液的监测,监测结果达标。泗洪县无垃圾填埋场,城镇生活垃圾主要采用露天堆放的方式处理,宿豫区和宿城区的生活垃圾,送市区的*市小岭垃圾处理有限公司处理。
二、主要做法和基本成效
对于城市生活污水处理厂,我们严把审批关,从源头上控制,确保使用先进的污水处理工艺,确保满足日益增加的城市生活污水产生量。为了解决资金困难,除了市县配套财政资金之外,我们还灵活利用外来资金,采用BOT方式建设运行污水处理厂。环保的日常监管方面,我们要求对所有的城市生活污水处理厂进行每周一次例行监察,每个月进行一次例行监测,确保污水处理厂正常运行。根据监管的需要,我们在所有的污水处理厂安装了在线监测仪,并联网至市环保局监控平台,数据传输采用GPRS无线传输方式,目前主要监测COD因子,确保处理效果,达标处理。
我市生活垃圾填埋场一共有3个,最大的是*市小岭小岭垃圾处理有限公司,06年通过环保审批,目前已经投运,但尚未进行环保验收。沭阳县的垃圾填埋场建于20*年,目前容量已经饱和,引进外来资金建设的新的垃圾填埋场目前已经开工,预计2008年底投入试运行。泗阳县的大卫环保有限责任公司,目前正在正常运行。
三、存在问题和原因
目前城市生活污水处理厂存在以下5个方面的问题:1、城市配套官网不完善,部分城镇生活污水不能接入官网进入污水处理厂进行处理。2、大部分生活污水处理厂的脱磷、脱氮工艺落后,不能满足节能减排的要求。3、部分污水处理厂的处理效果不理想,目前泗洪县集泰污水处理有限公司的总体出水合格率仅50%,氨氮排放浓度全部不达标。4、污泥目前主要采用填埋的方式进行处理,不能进行有效化利用。5、部分污水处理厂尚未通过环保验收。
生活垃圾填埋场,目前存在的问题主要有以下几个方面:1、生活垃圾填埋场数量较少,泗洪县尚未建设垃圾填埋场,还在使用露天堆放的方式进行处理,宿豫区和宿城区的生活垃圾,送交市区的小岭垃圾填埋场进行处理。2、生活垃圾填埋场设计缺陷,导致渗滤液未能有效处理,形成二次环境污染。3、环保部门对生活垃圾填埋场的监管空白,目前没有针对垃圾填埋场的监察和监测制度。
四、对策措施和下一步工作打算
下一阶段,我市从以下几个方面做好专项行动的工作:
1、根据目前针对污水处理厂和垃圾填埋场监管过程中发现的问题,形成书面材料,上报市政府,引起领导重视,制定下一步工作方案。
关键词:中小型城市;生活污水;工艺研究
随着我国的经济发展,人们的物质生活水平提高了,但是与人们息息相关的水资源却出现受污染程度越来越高了。为了保护水体环境,国家已把城市给排水列为基本建设领域重点支持的产业,并提出至2000年我国污水处理率达到25%,2010年污水处理率达到40%的总体目标。而中小城市污水处理项目将占有相当高的比重。所以我们要做到经济与环境保护协调发展,生活的质量不断提高。为使有限的投资取得好的效益,结合中小城镇生活污水状况,进行各种工艺研究。
1 中小型城市生活污水处理的工艺简介
1.1 无能耗地埋式小型生活污水装置
即改进型化粪池,工艺流程如下:
污水――厌氧水解池 ―― 厌氧过滤池――氧化沟――出水
厌氧水解池即为国标化粪池,厌氧过滤池即为厌氧接触氧化池,内置填料,氧化沟即利用排水沟及强制通风,空气中的氧气溶入污水中的过程为自然进行。
1.2 A/O法
这是传统活性污泥法,其改进型有A2/0、AB工艺。
即厌氧―好氧污水处理工艺,流程如下:
污水―粗格栅―提升泵站―细格栅池―钟式沉砂池―厌氧水解池―接触氧化池―沉淀池― 过滤池―消毒出水―污泥回流―
1.3 氧化沟法
氧化沟法是活性污泥法的一种变型,其曝气池呈封闭的沟渠型,池体狭长,故称为氧化沟。是污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动,因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。 典型的氧化沟有:A:卡罗塞式;B:奥巴尔型;C:交替工作式氧化沟;D:曝气―沉淀一体化氧化沟。
目前较流行微曝氧化沟技术,这是广东省环境工程装备总公司以氧化沟为基础开发出的一种污水处理工艺,也是一种值得推荐的一种新型氧化沟活性污泥法。有机污染物得到较彻底的去除,剩余污泥高度稳定,无需初沉池和污泥消化池。
工艺流程图如下:
进水―粗格栅―提升泵站―细格栅池―钟式沉砂池―厌氧池―缺氧池―好氧池―沉淀池―消毒出水―污泥回流
1.4 SBR法
即间歇式活性污泥法,由于它具有一系列优于普通活性污泥法的特征,目前已普遍应用于污水处理工程中。SBR法中曝气池兼具沉淀的作用,厌氧、好氧也在同一池进行。其运行操作由流入、反应、沉淀、排放、待机五个工序组成。通过调节每个工序的时间,可达到除磷脱氮的效果。
SBR法处理工艺流程如下:
污水――粗格栅――提升泵站――细格栅池―钟式沉砂池――SBR反应器――过滤――消毒出水
1.5 CASS工艺
CASS工艺是普通SBR工艺的一种改进型工艺。即在SBR池内进水端增加了一个生物选择器,实现了连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水),间歇排水。设置生物选择器的主要目的是使系统选择出絮凝性细菌,其容积约占整个池子的10%。CASS反应池由预反应区和主反应区组成,预反应区控制在缺氧状态,因此,提高了对难降解有机物的去除效果提高。
CASS工艺生活污水处理一般流程图:
进水――粗格栅(远程自动)――提升泵房(手动、自动)――细格栅及钟式沉砂池(自动)――四个CASS池(改良SBR池)――出水紫外消毒池
CASS池是污水处理厂的核心,后部安装了可升降的自动滗水器,曝气、沉淀、排水均在同一池子内周期性循环进行,一般CASS工艺操作周期的四个阶段:曝气、沉淀、排水和闲置4个阶段,依次在同一CASS反应池中周期交替进行。
2 各种生活污水处理工艺的特点
2.1 无能耗地埋式小型生活污水装置
这一污水处理工艺适宜单个住宅楼的生活污水处理,且可与国标化粪池组合使用,其最大的优点是运行费用为零。出水水质可达到国家《污水综合排放标准》中的二级标准。
该工艺适宜于污水量小于20m3/d的污水处理工程,可在较为富裕的农村地区使用。
2.2 A/O法
由A/O法衍生的A2/O、A3/O污水处理工艺,原理上是相似的。
A/O法的主要特点是:适应能力强;耐冲击负荷;高容积负荷;不存在污泥膨胀;排泥量非常少;具有较好的脱氮效果。但传统活性污泥及其改进型A/0、A2/0、AB工艺,处理单元多,操作管理复杂,尤其是污泥厌氧消化工艺,对管理水平要求较高。污泥厌氧消化可回收一部分能量,根据我国污水处理的实践经验,污水处理厂设计规模达到20×104m3/d以上,才具有经济性。
2.3 氧化沟法
氧化沟法由于具有较长的水力停留时间,较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法,可以省略调节池,初沉池,污泥消化池,有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果,这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置,是氧化沟具有独特水力学特征和工作特性:
1)具有很强的耐冲击负荷能力,对不易降解的有机物也有较好的处理能力。
2)具有明显的溶解氧浓度梯度,特别适用于硝化-反硝化生物处理工艺。
3)沟内功率密度的不均匀配备,有利于氧的传质,液体混合和污泥絮凝。
4) 氧化沟的整体功率密度较低,可节约能源。
其中微曝氧化沟法是氧化沟法中比较先进的一种工艺。
1)微曝氧化沟工艺具有反硝化过程的一切优点:如可恢复硝化阶段约50%的碱度;可利用缺氧条件去除部分BOD5;可利用氧化沟原有的流速,不增加动力的情况下,将相当于400%进水流量以上的硝化液回流到前置缺氧池与原水混合并进行反硝化反应,达到较高程度总氮的去除。
2)微曝氧化构采用深水微孔曝气和水下推流相结合的微曝系统。充氧能力高,保证氧化沟出口处氧浓度不小于l~2mg/L,保持活性污泥良好的净化功能:混合搅拌充分,维持渠液流速在0.3米秒,防止污泥沉降,使污泥与原水充分混合,彻底地进行硝化反应。
3)微曝氧化沟工艺出水水质好,运行稳定。
4)占地较少。因在流程中省了初沉池、污泥消化池,同时氧化沟因采用微孔曝气,水深可从原来3.2m加深到5.8m。池深增大的结果,使氧化沟的面积可相应缩少,因此污水厂总占地面积减少。
5)效益可观。氧化沟综合能耗的80%为曝气装置的电耗,微曝氧化沟工艺从根本上改变了曝气方式,由表曝改进为微曝,提高了供氧能力和氧利用率,显著降低曝气能耗。较一般氧化沟综合能耗降低30%,运行费用可节约20%。
2.4 SBR法
设计要点:理论上SBR反应器的容积负荷有一个范围为0.1~1.3 kgBOD5/m3.d,但为安全计,一般取低值,如0.1 kgBOD5/m3.d左右。最高水位和最低水位,最高水位即反应时的水位,最低水位是指排放工序结束时的水位,最低水位必须保证在排水在此水位时,沉淀污泥不随上清液而流失。
SBR工艺的主要特点有:出水水质较好;占地少;不产生污泥膨胀;除磷脱氮效果好。
2.4 CASS工艺
主要有以下特点:
1)此工艺建设费用低,与常规活性污泥相比,省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备,工艺流程简洁,建设费用可节省10%~25%,占地面积可减少20%~35%。
2)运转费用省。由于曝气是周期性的,重新开始曝气时,氧浓度梯度大,传递效率高,节能效果显著,运转费用可节省10%~25%。
3) 有机物去除率高,出水水质好。各项指标均符合国家排放标准。
4) 管理简单,运行可靠,能有效防止污泥膨胀。
5)控制系统设计紧密结合CASS工艺特点,管理简单,运行可靠。
6) 污泥产量低,性质稳定。
7)操作管理、维修简单。操作人员可减少40%,费用也可显著降低。
3 结论
3.1 氧化沟是目前多种城市污水处理技术中出水水质最好,操作最稳定,应用最多的工艺之一。其中微曝氧化沟的工艺技术最为突出,具有处理流程简单,操作管理方便,出水水质好,工艺可靠性强,基建投资省,运行费用低等特点。
3.2 CASS工艺对城镇生活污水的处理效果也是较为理想,出水水质符合国家一级排放标准。整个工艺具有投资省、占地少、工作人员少、运行稳定、抗冲击负荷、有明显的节能效果、处理成本低等优点。
3.3 因此中小型城市生活污水处理的优选工艺是微曝氧化沟和CASS工艺。
参考文献
[1]颜秀勤.奥贝尔氧化沟的工程应用性能研究[J].中国给水排水,1999,(7).
关键词:生活污水;小型处理厂;处理工艺;设计
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。
参考文献:
[1]刘艳辉,刘媛,张珂,等.寒冷地区小型矿井生活污水处理站设计方案比选[J].给水排水,2013,03:60-63.
[2]高连伟,李文广.小型污水处理站工艺设计实践分析[J].河南科技,2013,09:172.
[3]王法理,张代荣,钟成华,等.“复合A/O硅藻精土”工艺小型城镇生活污水DESAR处理系统的处理效果研究[J].用化工,2017,01:70-73.
[4]陈西文,刘永红,张博菲.小型生活污水常温PVA生物处理工艺研究[J].工业用水与废水,2017,01:15-17+27.
[5]孙晓文.小型污水处理站工艺设计分析[J].江苏科技信息,2013,21:61-62.
[6]王乾坤.CAST工艺在煤矿生活污水处理系统中的设计应用[J].煤炭工程,2014,06:28-30.
[7]池殿英.小型污水处理用氢氧化钙生产线的工艺设计[J].耐火与石灰,2014,05:22-23+33.
[8]王永胜.小型污水处理站污水处理及回用工程工艺设计探讨[J].福建建设科技,2014,05:84-85+76.
[9]鹿桂华,杨琦,彭少华,等.油田前线生活基地小型生活污水处理厂工艺[J].油气田地面工程,2014,12:19-20.
[10]龙泉,徐威,王恒,等.人工湿地系统处理小型城镇生活污水工艺研究――以伏虎镇为例[J].四川环境,2015,04:7-11.
[11]王琰.SBR工艺应用于小型一体化生活污水处理装置中的参数优化[J].科技资讯,2012,20:116-117.
关键词:高职;水污染控制技术;实践教学;问题;探讨
《水污染控制技术》课程是高职高专院校环境类专业必修的主干课程之一,主要培养学生掌握各种水处理技术原理,熟悉各种污水处理方法的处理过程,了解污水处理厂的运行和维护管理,并具有基本的实际操作技能,也直接为学生取得“水环境监测工”、“污水处理工”和“设备维修工”等职业资格证书奠定知识技能基础。
本课程实践性教学环节较多,工程应用性强,要求学生具备较强的实验动手能力和必需的工程基础知识。如果按照“以教师为中心”的传统教学方法开展教学活动,不仅难以提高本课程的教学质量,而且会限制整体专业教学效果的提高。因此,从本课程特点出发,探索适宜的教学途径和教学手段,不断更新教学内容,培养学生的实践能力和创新能力,显得尤为重要。
存在的问题
教材内容有待充实和更新高职高专院校培养的是技能型应用人才,多数学生毕业后将在企业一线从事技术工作,如果专业课程的教材在一定程度上落后于科技发展,学生毕业后就会对市场上的新技术不了解。我院本课程选用的教材是化学工业出版社2004年出版的《水污染控制技术》(王金梅主编)。本教材属教育部高职高专规划教材,侧重基本概念、技术原理和方法,也注意吸收了污水处理的新工艺和新技术。但随着水污染控制技术的不断发展,新的工艺和新的方法层出不穷。要使学生不仅懂技术又懂市场,不仅懂得本专业的基础知识,又了解本专业的发展趋势和最新研究动态,就需要不断地补充新知识,更新教材内容。
课程内容多,课时少目前,国内开设环境类专业的一些本科高校,本课程的授课课时多在100学时左右,而三年制高职高专院校一般安排60学时左右。有限的授课课时增加了本课程的教学难度,这就要求授课教师在了解本课程教学目标的基础上,适当精简陈旧内容,把握好重点和难点。
抽象的教学内容缺少形象化的教学手段本课程涉及很多污水处理工艺和构筑物,每种工艺都有各自的特点,理论性强,内容抽象。而教材中展示的污水处理工艺流程和构筑物的构造多数都是示意图,学生缺乏感性认识,普遍感觉内容抽象枯燥,让人不感兴趣。因此,应借助形象化的教学手段,激发学生的学习兴趣,提高课堂教学效果。
学生工程知识基础薄弱本课程是一门工程应用性很强的专业课程,其中水处理工程原理和设计是环境类专业学生不可缺少的知识和技能。而高职高专学生工程知识基础薄弱,对实际工程的了解缺少感性认识,限制了学生实践能力的培养和发挥。
实践教学内容有待优化实践教学改革的关键是优化实践教学的内容。本课程传统的实践教学内容,多数是根据实验室现有条件而设立的简单的基础性或验证性实验项目,缺少综合性实验项目。而实践教学的目的是实现由知识到技能的转变,培养学生的综合能力。因此,在本课程的实践教学中应适当增加应用性综合实验,培养学生分析问题和解决问题的能力。
教学内容的改革
科学组织,更新教学内容随着现代生物技术和信息技术的不断发展,水污染控制技术也在不断地发展和变化。因此,教学须根据本领域科技发展,科学、合理地组织教学内容,优化课程体系,及时更新教学内容,并精简陈旧内容。教学内容的更新可利用科研成果、工程实践、学术交流、互联网等资源,补充水处理的新工艺、新技术、新材料和新设备,将国内外本领域的发展前沿信息充实到课堂教学中,不仅可使教学内容持续更新,实现教学内容的可持续发展,也可拓宽学生的知识视野,提高学生的创新意识。
准确定位重点、难点本课程内容多,涉及面广,公式多,理论性强,主要包括各种污水处理技术的基本概念、原理、构筑物的设计、污泥处理、循环冷却水处理、污水处理厂的设计与运行管理等。教学重点主要是使学生全面、系统地掌握各种污水处理技术的原理、工艺设计,提高学生的工程应用能力。在重点内容的组织上以污水的物理处理、化学处理、厌氧生物处理、好氧生物处理为主线,加强对各处理技术单元的基本原理、流程选择、处理设备设计和运行管理知识的讲解。对于理论性强的公式的推导和系数、参数的分析,应尽量简化,只做简单介绍或留给学生自学。培养学生理解学科前沿发展动态,掌握新理论、新技术,能够针对不同污水的水质特点把所学的多种污水处理技术单元操作和单元过程有机地结合起来,是本课程的教学难点。
教学方法的改革
合理使用现代化教学手段或直观教具,有效组织课堂教学对于传统教学方式难以传递的抽象知识内容,如各种水处理构筑物的结构、各种水处理单元的运行过程等,应用多媒体教学或展示直观教具,有利于提高课堂教学效果。多媒体教学系统以文字、图片、视听材料等形式使教学过程直观、生动,能大大增加课堂教学的信息量,提高学生的学习兴趣。如讲授具体构筑物的结构和工作原理时,可以先利用多媒体课件以图片的形式展示构筑物的实际照片,再进一步讲解其工作原理并以动画的形式演示其工作过程,模拟污水处理的动态流程,可使教学过程直观、生动,增加学生感性认识和对抽象知识的理解。而充分利用模型、挂图或工程中的小型设备等直观教具,可使概念的表述简单化,降低学生理解问题的难度。如讲授生物膜的挂膜介质、滤料、曝气设备、电渗析膜片、离子交换树脂时,可利用工程中的实物或其模型激发学生的兴趣,加深学生对事物本质的认识,增强学习效果。
科学结合相关工程实例,培养学生的工程意识本课程是一门工程应用性很强的课程,在教学过程中,应注重工程实例与理论教学的结合。在讲授污水处理工艺的选择、设计、运行和管理时,可结合具体的污水处理厂的工程实例由浅入深地讲解,使学生在加深理解课堂所学知识的同时,又能间接地了解工程实际情况,激发学生的学习热情。学生知识的积累和能力的增长不能仅仅在课堂内进行,可利用教学实习的环节带领学生参观具体工程项目或实际工程现场,请现场的工程师介绍工艺运行的情况、常出现的问题及其解决和防范措施等,增加学生的感性认识。也可带学生到采用不同工艺的污水处理厂参观,这些污水处理厂的处理方法基本上涵盖了物理法、化学法、物化法、生物法,现场讲解能起到事半功倍的效果。
实践教学改革
重视实践教学环节,增设综合应用性实验增设综合应用性实验,包括实验方案的设计、实验前的准备、污水处理工艺的运行管理和调试、水质指标的测试、数据处理等整个实验过程,都由学生独立完成,有助于学生了解污水处理的基本程序,培养学生综合运用所学知识的能力。综合性实验也可通过将各项独立相关的实验项目有机地整合而成。如“城市生活污水处理系统的观测”、“污泥沉降比和污泥指数的测定”和“活性污泥生物相的观察”等属于验证性实验,若独立开展,教师设计好了实验过程,学生只会机械操作,以完成实验任务为目的,实验教学效果差。若将三个实验整合成一个综合性实验,即“活性污泥法处理城市生活污水”,该实验综合性强,涉及生活污水处理过程以及各种处理方法和手段,对学生综合运用知识的能力提出了更高的要求。本实验以学生自行设计为主,教师指导为辅,充分体现了实验的综合性,能使学生了解各单项实验之间的联系性,切实加强学生的实践操作技能及数据分析和处理能力,增强学生学习的主动性。
善于运用教师科研成果,激发学生的学习兴趣实验教学是课堂教学的延伸和拓展,实验教学中引入教师科研成果,特别是本专业教师参与的科研项目的成果,更能吸引学生的注意力,提高学生的兴趣。本课程的实验教学内容中有很多是模拟装置的演示实验,例如,过滤及反冲洗实验、沉淀实验、sbr法自动控制系统实验、生物转盘实验、生物滤池实验等。这些实验多数都为模型演示实验。通过这些模拟实验,学生只能了解这些装置的构造、原理和使用方法,对于如何将这些方法应用于污水处理中、在运行过程中如何进行调试和控制等知识很难在传统实验教学中获得。但如果将科研成果引入到实验教学中,就会突破传统实验的约束,使教学效果得到明显改善,使这些模型演示实验起到真正的“模拟”作用。例如,我院购置了一台“a2/0工艺处理城市生活污水的模拟实验装置”,并将其引用到“改进a2/0法处理生活污水及景观回用”的科研中。在课程的实验课中,学生可通过观察教师在科研中培养的活性污泥或生物膜相判断装置的运行效果,了解装置的运行启动、调试和控制。这不仅激发了学生的实验兴趣,提高了学生处理实际问题的能力,而且还培养了学生的工程意识。
关键词:生活污水;地埋式;园艺化;PASG 工艺;城市污水处理
前言:目前,我国的水污染问题非常严峻,水污染情况已经严重危及到我国人民的基本的正常生产与生活,水环境治理已经迫在眉睫。同时由于小区处理水量小,管理水平有限,所以尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺,以避免因污泥处理不当造成二次污染。为此,现已有许多学者致力于分散式处理模式的研究,并取得了较为理想的效果.
一、 PASG的简介
地埋式园艺化高效污水处理系统简称PASG(P:地埋式,A:以厌氧处理为主体,S:以综合生物滤池为辅助措施,G:花园式园林式),是由成都瑞一达科技有限公司联合相关高校共同开发并完善的新型污水就地分散处理技术,采用能耗最低、剩余污泥量少的二级生化处理工艺路线,能够大幅降低运行费和基本上消除二次污染,增强系统对各种污水水质的适用性,确保出水水质的稳定性。2001年1月,PASG首次成功运用于“成都市亲水公园公共厕所污水治理工程”,已经连续稳定运行了8年以上。
二、PASG技术工艺流程、技术原理
PASG技术的工艺流程见下图:
因综合污水的水质较为复杂,在前设立调节隔渣池,后接初级沉淀系统,以确保后续工艺的顺利进行,且如遇突况还能起到抗负荷冲击的作用。通过除渣并均匀混合后的污水由水泵提升至厌氧池处理进行厌氧生化处理,厌氧生化池内装放填料,并加入高效优势菌种。厌氧微生物附着于填料的表面生长,当废水推流通过填料层时,在填料表面的厌氧生物膜作用下,废水中的有机物被降解,并产生少量沼气,沼气从池顶部溢出。第一级厌氧生化池对于废水中的COD去除率能达到60%-80%。第一级厌氧生化处理后的一部分废水通过格栅冲洗泵返回对调节隔渣池和厌氧生化池的格栅网进行冲洗,另一部分废水通过工艺控制泵提升后进入第二级综合生化池。
综合生化池内主要填充颗粒状硬质催化填料,并加入优势菌种及菌种载体。综合生化池的硬质催化填料中,含多种金属混合体,其微弱的电池效应缓慢释放金属离子。有不少的酶含有金属离子,而且金属离子往往是酶活性中心的组成部分,对酶的催化功能起重要作用。例如:α-淀粉酶的Ca2+,谷氨酸脱氢酶的Zn2+,过氧化氢酶中的Fe2+等等。通过增加或改变酶分子中所含的金属离子,主要是二价金属离子。例如:Ca2+,Mg2+,Mn2+,Zn2+,Co2+,Cu2+,Fe2+等使酶的特性和功能发生改变,置换修饰,可使酶的活力提高并增加酶的稳定性,并可控制优势菌群的生长方向,向有利除氮脱磷的方向偏离,向有利减缓生长繁殖的方向偏离,使综合生化系统达到既能有效的除氮脱磷,又安全不会引发堵塞问题出现。
综合生化池设置风机一台,以无压的方式对该段工艺进行供氧,并由自动控制系统控制供氧量。通过控制污水的溶解氧量,在综合生化池中营造出溶解氧梯度分布环境,实现菌膜的厌氧、兼氧、好氧三种共生状态,以去除污水中的NH3-N并深度去除COD;同时培养原生动物,使污水中的P得以富集并最终脱离水体。综合生化处理系统具有很强的生物脱氮能力,对低浓度的生活污水处理效果尤为突出,经综合生化处理系统处理后的出水达标排放。
考虑到出水部分最后作为景观用水,其余排放至小流域,如果长期进行消毒的话,水体里会残留有一定的余氯,对河道生物可能会造成一定影响,所以消毒设施应该设立,但不一定随时使用。
三、PASG技术的先进性、创新点
(一)PASG技术的先进性:
PASG技术的特点是以厌氧生化为主,辅以综合生物处理的工艺路线。厌氧生化过程本身是一种不需要供氧、不需要耗能的过程,该过程污泥产量很低,基本没有剩余污泥。同时,某些厌氧菌还有能力降解一些难于被好氧菌降解的有机污染物。在2000年申请PASG技术的专利之前课题组就进行了国内外文献资料的查新工作,国家专利部门经过一年的考查,确认了本技术在国内的先进性。PASG技术将“污水治理工程与景观园林工程同步建设形成生态环保公园”的新理念应用实际,具有污染物去除率高、基本上没有剩余污泥不产生二次污染和投资省、运行维护成本低的优势,在国际上处于先进行列,经济技术指标在国内也处于领先水平。
此外,PASG技术还具有以下优点:
1、本技术由于整套设施可埋于地下,地表土壤可再利用为生态环保绿化或其他用地。因此,该技术使污染治理与生态环保得到完善结合。
2、就地分散处理可利用城镇不规则零星用地,克服了集中处理建设投资大、管理费用高、占地搬迁等弊病。
3、适用性强,处理效果稳定。由于目前生活污水水质复杂,对处理系统稳定运行影响很大。本技术采用一级高效厌氧生化处理,以解决生活污水中混入的难处理、难降解的有机污染物的削减问题。因此,本技术不仅对单纯的生活污水有很好的处理效果,对夹杂少量工业污染物的高浓度生活污水也有极强的降解能力。在利用本技术建成的工程中,有的已稳定运行8年。
4、本技术采用污泥产率低的生化菌种,基本上不产生剩余污泥,可以在数年内不需要处理剩余污泥,减少了二次污泥,降低了运行成本。
(二)PASG技术的创新点:
1、由于通常的厌氧过程是一种非常缓慢的过程,而且对操作条件有较严格的要求。因此PASG技术采用高效生物技术和与之相适应的工艺流程,把生活污水的生物处理过程由低效、高耗变为高效、低耗的运行系统,这在国内处于领先水平。
2、国外已有一些国家开始采用以厌氧为主的工艺技术处理城市生活污水;但是,厌氧处理之后往往还不能达到排放标准,那么,采用什么样的经济有效方法才能使厌氧处理后的出水达到排放标准呢?目前,这个问题在国际上还没有统一的认识,尚在研究之中。我们的PASG技术中的第二级的综合生化处理系统较好地解决了这个问题。
3、通常情况下,厌氧处理后污水的NH3-N的浓度还很高,但是CODcr浓度已经较低了,这种情况不利于NH3-N的去除,因为一般的生物硝化与反硝化反应,需要一定量的糖分参与代谢。我们的PASG技术中二级的综合生化处理系统较好地解决了CODcr浓度较低的情况下去除NH3-N的难题。
4、PASG技术中二级的综合生化处理系统的工艺状况类似人工快渗和滴滤,两者的填料系统都有菌膜生长到一定程度后容易堵塞的问题,我们用筛选的优势菌种和添加缓释催化剂,有效的解决了系统堵塞问题,使系统能放心的埋于地下。在已经建成的系统中,最长已经达到稳定运行8年,完全超越了人工快渗和滴滤的生化系统动态平衡需要的3个月到2年。
四、运行成本及效益
经该技术处理的生活污水出水COD等主要指标优于V类水体水质排放标准。处理费用为0.1~0.15元/m³,比采用常规技术的0.55~0.60元/m³低许多。若以一10000m³/日污水处理项目计算,每年就可以节省费用150万元,加上中水就地回用,其经济效益和社会效益是明显的。其它水处理工艺也可建成地埋式工程,但投资及运行成本偏高,如采用 A/O 法处理“中国第一水乡”周庄古镇生活污水的地埋式工程,投资成本为8714元/吨,污水处理成本为 0.931 元 / 吨。郫县安靖镇雍渡村生活污水 PASG 处理工艺的经济技术指标见表 1。PASG 工艺处理雍渡村生活污水的投资为 2000 元 / 吨,直接运行费仅为 0.11 ~ 0.15 元 / 吨,经济效益极为显著。化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、悬浮物(SS)和总磷(P)的去除率分别达到 96.8%、96.6%、92.3%和 81.1%。正常运行期间,可以减少化学需氧量的排放约为 282.87t/a、悬浮物约为 51.10t/a、氨氮约为 28.12t/a、总磷约为 3.36t/a。雍渡村生活污水 PASG 处理工程对减少污染物排放量、节约土地资源、减轻小流域水环境污染、改善农村生活环境质量起到了积极的推动作用。
五、存在问题及改进方法
(一)PASG技术中二级综合生化系统中的硬质催化填料的加工,有部分需要在现场完成,这样,现场的施工管理质量直接影响到污水处理工艺质量。因此,进一步开发改进本技术中硬质催化填料为定型产品,非常有利于工程工艺质量控制。
(二)PASG技术虽然取得了很好效果,但还有需要改进完善的地方,下一步的工作将从以下两方面展开:1、在最佳水力停留时间确定的前提下,保持污染物去除率在稳定的水平;2、进一步提高TN,TP的去除效率。
六、 小 结