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关键字:污水处理 生物膜法 氧化法
1城市污水处理的重要性和迫切性
我国淡水资源十分短缺,人均拥有量2300m3,相当于世界人均水平的1/4,居世界110位。1997年起,全国城市污水排放量占废水排放总量的比例接近45 %,改变了我国水污染治理工作一直以工业废水治理为主的局面,开始加强城市污水的综合治理工作。1999 年我国城市污水污染负荷首次超过了工业废水污染负荷,我国水污染控制重点已经从工业点源污染为主的控制,逐步转变为以城市污水污染为主的控制。据《2003年中国环境状况公报》公布,2003年,全国废水排放总量为460亿吨,其中城市生活污水排放量247. 6亿吨,占污水排放总量的 53. 8 %。废水化学需氧量(COD)排放总量1333万吨,其中生活污水COD排放821.7万吨,占废水COD排放总量的61. 6 % ,由此可见,目前我国的水污染形势严峻,特别是城市污水的排放对地表水和地下水水质的影响显得更加突出。据有关资料统计,全国近 80 %的生活污水未经处理,直接排入江河湖海,年排污量达400亿 m3,造成全国 1/3 以上的水域受到污染。专家指出,水污染加剧了水资源的短缺,直接威胁着饮用水的安全和人民群众的健康,影响到工农业生产和农作物安全造成的经济损失约为GNP的1. 5 %~3 % ,水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。未来城市的最大危害就是污水。造成我国水污染严重的主要原因之一是由于全国城市污水处理率较低,使大量的城市污水未经处理而直接外排,导致了严重的水污染,并加剧了水资源的短缺。加上随着城市化和工业化进程的加快,城市污水产生量不断增大,使得水环境污染日益严重。城市污水处理的严重滞后,已经成为影响我国区域水污染防治目标实现的一个重要因素,并且严重制约了城市社会经济的可持续发展。国家专门就城市污水处理问题颁布了一系列政策及技术规定,制订城市治污达标的“时间表”,加快建设城市污水集中处理设施刻不容缓。
2.1活性污泥法。
长期以来,城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各国应用最广的一种生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢反应,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态,这样,废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离,流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流,称为回流污泥,回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度,也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常从沉淀池中排除,以维持活性污泥系统的稳定运行,这部分污泥叫剩余污泥。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。
【关键词】污水处理;工艺;趋势
油田污水主要包括原油脱出水、钻井污水及站内其它类型的含油污水。含油污水的不合理处理回注和排放会造成油田地面设施不能正常工作,导致地层堵塞而带来危害,同时污染环境,最终影响油田的安全生产。所以必须合理地处理和利用含油污水。
一、油田污水常用的处理方法
从注水水质标准和污水综合排放标准来看,不但项目较多而且各项指标要求都比较严格,若将污染比较严重的污水处理到注水水质或排放水水质要求的程度,必须同时采取多种处理方法。考虑到以上要求,目前常用的污水处理方法分为以下几类:
1、去除水中悬浮的杂质
一般悬浮的杂质包括:浮油和分散油、悬浮固体、乳化油及胶体固体物四类物质。悬浮物质中主要是含油类的物质。在去油的过程中可以实现对悬浮固体和胶体固体物的去除。目前常用的去除油污的方法有以下三种:
(1)物理法除油:主要包括立式除油罐除油、粗粒化除油及斜板除油等。在这个过程中也可以同时去除悬浮固体。
(2)混凝除油:投加混凝剂破除乳化油,同时使胶体固体破乳,将这两种物质同时去除。
(3)过滤:过滤主要是为了滤掉混凝后的悬浮固体,同时去除破乳后的油物。
2、加入一定量的添加剂
在污水处理过程中,加入一定量的防垢剂、缓蚀剂和杀菌剂,可以防止水结垢、腐蚀和大量的细菌繁殖,使净化水的各项指标达到要求。
2.1物理法除油
物理物除油包括自然除油、斜板(管)除油罐除油、粗粒化(聚结)除油、气浮法除油(去除悬浮物)及旋流除油等多种方法。
自然除油主要采用重力分离技术,其原理是根据油和水的密度不同使油上浮到达油水分离的效果。这种方法的缺点是忽略了进出配水口水流的不均匀性、油珠颗粒上浮中的絮凝等因素,其操作流程不密闭,污水停留时间长,容积大,投资高。斜板除油是自然除油的一种改进,根据“浅池理论”的原理,将除油罐内沉降区加了波纹斜板,提高了除油效率。粗粒化除油是将污水经过填充物,使得油珠变大,便于沉降。此方法适合用于去除分散油。旋流除油是利用水和油的密度差,在液流调整旋转速度时受到不同的离心力的作用而实现油水分离的。
2.2混凝处理
在油田含油污水的处理过程中,一般使用混凝沉降法去除污水中的溶解油、分散油和乳化油,也可以同时去除其中的粉质悬浮固体和泥质,原理是使用物理方法或者化学方法加速以上提到的物质的分离,使其沉降。
一般混凝剂对水中的胶体颗粒的混凝作用包括电性中和、网扫作用和吸附桥架三种作用。可以根据混凝剂的种类,投放量,胶体粒子的性质等因素决定三种作用的主次。复合型混凝剂和无机高分子混凝剂应用越来越广泛,其不仅污水处理混凝净化效果好,而且只需要添加一种药剂,使得加药工序大大简化,节约基建投资,减少人力投资。
2.3过滤
将含油污水流过一个较厚而多孔的石英砂或者含有其他粒状物质的过滤床,杂质会留在这些介质的空隙里或介质上,使得含油污水进一步净化,这个过程叫做含油污水的过滤处理。在这个过程中,主要可以去除水中的悬浮物和胶体物质,同时还可以去除油类、细菌、铁氧化物及放射性颗粒等物质。过滤一般包括吸附、絮凝、沉淀和截留等几个步骤。
二、油田污水处理的工艺
油田注水水质处理工艺是根据水源、来水水质和注入层对水质的要求确定。一般对于高渗透油层,通常采用多种常规污水处理工艺,对于中、低渗透油层一般在常规处理的基础上进行深度处理,即进行二级或者三级过滤。目前各油田对注入高渗透油层的污水普遍采用三段处理工艺,自然沉降除油作为第一段处理工艺,第二段采用混凝沉降除油和悬浮物,最后一段使用石英砂进行过滤。该流程适用于原水水质较差的油田或区块,其主要工艺有重力式、压力式、浮选式及旋流式四种。中低渗透油藏的注水水质要求较高,需要对含油污水进行深度处理。各油田都采用常规处理后再进行一次、二次过滤,其工艺过程为含油污水常规处理工艺粗过滤精过滤。常用的深度处理工艺包括多次双向过滤流程,浮选-过滤深度流程及双滤料-滤芯过滤深度处理流程。
1、重力式污水处理工艺
污水处理流程的特点是含油污水依靠重力差流动,整个沉降、过滤过程为自流,无需动力泵。该流程的缺点是污水在站内停留时间长,占地面积大。
2、压力式污水处理工艺
该流程为原水进缓冲罐后,经提升泵增压进入粗粒化罐除油,再进入斜板沉降罐除乳化油和机械杂质,然后进入压力过滤罐除去悬浮物使水质达标。该工艺的特点是除油、过滤设备均为承压容器,可实现密闭隔氧,污水停留时间较短。缺点是适应水水量、水质变化能力减弱,当原水中泥沙含量高时,容易产生堵塞现象。
三、油田污水处理技术的发展趋势
随着高新技术在油田污水处理领域应用,油田污水处理技术也向多方面发展和延伸,再加上人们对油田污水处理后的利用越来越重视,导致油田污水处理技术的研究越来越多,其主要研究趋势包括以下几个方面:
1、研制和开发新型水处理药剂
混凝剂的研究的主要方向达到混凝能力强、破乳速度快、快速沉降、絮凝体的体积小等特点。混凝剂近年采用的材料也越来越广泛,主要包括铁、硅及聚合铝等材料。混凝材料在有机方面也有很大研究,尤其是高聚物混凝剂的研究。
2、运用先进设备和高新技术
先进的设备例如横向流含油污水除油器,先进的技术例如光催化氧化技术和采用电絮凝技术等应用越来越广泛。超声波技术和微波技术的研究也成为重点方向。
3、使用生物处理技术
生物处理技术用于油田污水处理是比较有发展前景的新型技术。生物处理技术在含油污水处理主要体现在高效降解菌得研究与使用,其中以质粒育种菌和基因工程菌为代表的生物处理技术的研究与应用是今后污水生物处理技术的发展方向。
4、研究和推广膜分离技术
膜分离技术应用在油田污水处理方面的研究主要问题是开发质优价廉的新材料膜,减少膜污染,开发新型清洗剂和优化清洗方法。
参考文献
[1]王晓阳.石油化工企业含油污水处理及回用水处理工艺设计[J].工业用水与废水,2010,(4).
结合城市污水处理的现状,介绍了常用的污水处理方法及工艺优化原则,并结合实例,从所需构筑物与设备、电气设计、污水处理、管理要点等方面,阐述了A/O工艺在污水处理厂的应用,以优化污水处理技术,提高污水处理效果。
关键词:
污水处理,A/O工艺,除磷脱氮
现在城市污水排放量不断增加,虽然在各项技术与设备应用基础上处理工艺得到了一定更新,但是总体来说处理能力仍存在较大限制,综合处理效果并不理想。因此,需要确定城市污水处理的必要性,从处理现状出发,对各项处理工艺技术进行分析,并采取措施进行优化,争取不断提高处理效果。而加强分析城市污水处理现状,研究相应的城市污水处理工艺技术便成为当前解决污水处理问题的关键。
1城市污水处理现状分析
在城市污水排放量不断增加的背景下,为降低污水直接排放对生态环境的影响,并提高水资源综合利用效果,近年来城市污水处理工艺技术研究已经成为要点。目前主要应用的污水处理技术为活性污泥法,可以占到八成以上,另外还有污水生物膜法、厌氧生物处理法以及生态处理方法等。不同处理技术所对应的实施要求不同,相应的适于应用的污水对象也存在一定差异,一般需要对污水微生物生长方式、代谢方式以及提供反应器形式不同来选择。从总体上来看,城市现在所建污水处理工艺大多为一级处理与二级处理,其中一级处理主要为物理方法,应用上已经比较成熟,可以通过沉淀、格栅拦截等方法去除废水中含有的砂砾与大块悬浮物等物质[1]。二级处理则主要是应用生化方法,将废水中含有的氮磷等营养盐,以及悬浮性、溶解性有机物通过微生物生命活动手段进行去除。
2城市污水处理常用工艺分析
2.1活性污泥法活性污泥处理法是现在城市污水处理常用方法之一,与其他处理方法相比具有处理效率高,以及出水质量好等优点。此种方法处理工艺主要由曝气池、沉淀池、污泥回流以及剩余污泥排放系统组成,其中废水与回流活性污泥会一起进入到曝气池内形成混合液。常用活性污泥法如SBR法、AB法、A/O法、普通曝气法等,不同处理工艺间存在一定差异性,需要结合实际情况来选择[2]。
2.2厌氧生物法本质上即利用厌氧细菌或者兼性细菌对污泥中所含有机物进行分解,产生甲烷、二氧化碳等气体,采取措施对气体进行收集利用。结合应用实践效果来看,厌氧生物处理方法反应速度慢、效率低并且对环境要求较高,一般仅被用于污泥的处理。随着技术不断研究,厌氧生物处理技术之间出现多种新型工艺,如厌氧生物滤池、厌氧膨胀床、厌氧转盘以及厌氧流化床法等。想要提高此种方法应用效率,需要做好污染物浓度与温度的控制,并且可以复合使用其他方法,如厌氧—好氧复合工艺,处理结果出水水质高、污泥产量少,并且具有较高的经济优势。
2.3生物膜法应用生物膜法对污水进行处理时,主要是通过微生物,其会附着在固体填料表面形成生物膜,可以有效去除溶解性有机污染物。即污水与生物膜接触后,被溶解后的有机污染物会被吸附并转化为CO2,H2O以及NH3等,提高出水质量[3]。近年来逐渐涌现出更多新型生物膜法处理工艺,如空气流床、生物流化床、纯氧流动床以及厌氧兼型流化床等,已经被有效应用到污水深度处理中,尤其是在硝化与反硝化方面具有良好的效果。
2.4生态处理法主要可以分为水体净化法与土壤净化法两种,其中水体净化法主要针对生物稳定塘,净化工艺原理与活性污泥法相似。而土壤净化法又可以分为土壤渗滤与污水灌溉两种,处理工艺原理与生物膜相似。与其他污水处理技术相比,生态处理法在实际应用中,所需投资小,并且运行管理简单,能够针对难降解有机物、细菌以及氮磷营养物进行有效去除,出水水质良好。
3城市污水处理工艺优化原则
3.1简易性原则城市污水处理近年来管理力度不断加大,但是因为缺乏相应经验,在工艺处理与管理工作的实施上还存在较大的不足。为提高城市污水处理效率,在选择处理技术时,应尽量遵循简易性原则,降低所用设备的复杂程度,提高设备维护效果,降低污水处理难度。同时,还需要考虑污水处理质量,通过有效控制来提高污水处理效果。
3.2经济性原则很多污水处理技术的实施需要相应的设备作为支持,尤其是建立污水处理厂时,需要投入大量的资金,增加了城市污水处理的经济压力。因此,在对污水处理工艺与技术进行分析时,需要从经济角度出发,对各项资源进行配置优化,减少资源的浪费,避免产生不必要的运行费用。
3.3可靠性原则污水处理技术应用具有较高可靠性是提高处理效率的前提。污水处理为城市基础建设的重要组成部分,所需投资大,对技术实施质量与管理效果均有着严格要求。基于此,在选择各项技术、设备以及工艺时,需要秉持可靠性与成熟性原则,提高处理系统实施的稳定性,保证污水处理效果满足实际建设需求。
4城市污水处理工艺技术实例分析
4.1实例概述以某城市污水处理厂为例,整个污水处理系统相对老旧,出水水质并不能完全满足专业规范要求,存在严重超标的TP,NH+4-N等。为提高处理效果,需要在现有基础上增设除磷脱氮工艺,将处理后污水内含的氨氮、总氮以及总磷控制在允许数值内。同时需引进新型处理工艺技术,以控制污水处理成本。另外,为提高出水质量,必须要对出水后深度处理系统予以改造。
4.2处理工艺分析1)工艺选择。所选的处理工艺应具有较高工艺性、经济性、技术性与稳定性,同时所选的处理技术在操作上需灵活,尤其是要适合实际应用环境。通过对现有样品的研究,为满足实际处理效果,可以选择A/O工艺、水解酸化二级上流生物滤池以及改良A2/O工艺。通过对比最终确定A/O工艺,因其可以适应更多水质处理要求,同时在操作上更为简单。2)工艺设计。a.构筑物与设备。主要包括进水泵房、细格栅与沉砂池、沉淀池、A/O生化反应池、二沉池、深度处理调节池、曝气生物滤池、混凝沉淀与V型过滤池、清水池、污泥浓缩池以及附属建筑[4]。其中要重点做好A/O生化反应池设计,主要对污水进行充分降解,完成硝化脱氮反应。对于各环节设备的选择,需要根据实际处理需求来设定各项参数,确保污水处理作业顺利进行。b.电气设计。本工程用电负荷为二类负荷等级,应选择用双路电源供电,互为对方备用设备,每路电源均可以带全场全部用电负荷。其中,要重点做好负荷计算,其中新增电气设备总装机容量为2256.32kW,运行负荷为1653.54kW,则可以确定日耗电量。c.污水处理。第一,除磷。在厌氧环境下污水中的聚磷菌会释放出大量的磷,从而在好氧环境下才能吸收更多的磷来达到除磷的目的,经过处理后形成剩余污泥排出。第二,脱氮。进行此阶段处理时,需要将环境控制在DO<0.7mg/L。在兼氧脱氮菌的作用下,通过水中BOD来作为氢供给体,使得好氧池内混合液中含有的硝酸盐与亚硝酸盐还原成为氮气,实现脱氮的效果。d.管理要点。在应用A/O工艺进行污水处理时,要确保不会出现污泥膨胀与污泥流失等问题。为提高脱氮效果,应将MLSS控制在3000mg/L以上,而TKN/MLSS负荷率在硝化反应中应控制在0.05gTKN/(gMLSS•d)以内。另外,需要了解在硝化反应中影响硝化效果的主要因素是硝化菌的活性,自养型硝化菌的最小比增殖速度为0.21/d,而异养型好氧菌的最小比增殖速度为1.2/d。基于此,要想增大硝化菌的活性,就需要将污泥龄保持在4.76d以上。而对于异养型好氧菌,只需要将污泥龄控制在0.8d即可。为提高硝化菌繁殖效率,需要增大MLSS浓度或者增大曝气池容积,来降低有机负荷,以增大污泥龄,一般污泥负荷率应控制在0.18kgBOD5/(kgMLSS•d)以下。因硝化菌对pH、温度等因素较为敏感,还需控制pH值为8.0~8.4,温度介于20℃~30℃之间,以保证硝化反应速率。
5结语
城市污水处理技术比较多,想要提高处理效果,保证出水质量,满足专业规范要求,必须要结合实际情况,对多项工艺技术进行对比分析,选择可行性最高的一种方法。然后做好其余项目工作的准备,同时最大程度降低各项不利因素的影响。虽然目前已有诸多新型技术被应用到城市污水处理中,但是还需要立足现状对新型处理技术与工艺做好深入的研究与甄别,切忌盲目引进和采用,这样才能将城市污水处理做到合理化、最优化。
参考文献:
[1]刘志红.城市污水处理工艺对水质提升效果的比较研究[D].呼和浩特:内蒙古大学,2012.
[2]吴鹏.ABR-MBR组合工艺处理城市污水的性能研究[D].无锡:江南大学,2013.
[3]李莲芳,尤春波.城市污水处理工艺技术研究进展[J].三峡环境与生态,2012,34(5):24-27.
关键词:环境 , 污染 , 工艺设计 ,指标
Abstract: along with the social public to the improvement of environmental requirements, sewage treatment plant deodorant job is increasingly attention by people, this paper summarized the sewage treatment plant and the main components of the source of the stench and the hazard and sewage treatment plant as an example, north of the pond introduces the smell of sewage treatment plant commonly used treatment method and deodorization process design and selection of equipment, to the city sewage wastewater treatment plant deodorant process selection and application of strong for reference.
Keywords: environment, pollution, process design, index
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
1 .概论
污水处理厂作为改善生态水环境重要的工程措施,在水资源循环应用和整体水环境的改善中起着不可替代的作用。随着我国的环境治理的政策不断加强,大量污水处理厂随之建设并投入使用,但在污水经过处理并达标排放的同时,也产生了部分的有毒有害气体,造成了周边环境空气的污染,通常这些气体均有强烈的刺激性气味,恶臭难闻。随着人们生活水平的提高以及公众对生活质量、环境质量要求的不断提高,人们对污水处理过程中产生的恶臭气体的控制和处理效果也提出了更高的要求。
恶臭是七大环境公害之一,对人体健康和生态环境会造成严重危害,轻者使人感到不适,出现头痛、头昏、恶心、呕吐、食欲不振和精神不集中等症状,重则会对人的呼吸系统、循环系统、消化系统和生殖系统造成不同程度的毒害,其中部分芳香族化合物还能使人体产生畸变、癌变。臭气的扩散直接影响到水厂操作人员的身体健康和工作效率,并对周围居民的生活产生不利影响,降低周边土地的使用价值。
本文详细介绍了污水处理厂中臭气的来源和处理工艺,并重点描述了北塘污水处理厂的除臭工艺及运行效果,为污水处理厂的建设和运行提供重要的借鉴意义。
2.臭气的来源和主要成分
2.1臭气的来源
市政污水处理厂臭气主要产生于进水泵房、初沉池、厌氧池、缺氧池、污泥均质池、污泥脱水机房等部位。总结其特点,有如下几个:①种类繁多,属复合性臭气;②气源范围广,且种类不断变化;③臭气发生的连续性。
2.2 臭气的成分
臭气成分复杂多变,根据其主要化学组分不同大致可分成5类:一、含硫的化合物,如H2S、硫醇类、硫醚类;二、含氯的化合物.如胺类、酰胺、吲哚类;三、卤素及衍生物,如氯气、卤代烃;四、烃类,如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃;五、含氧的有机物,如醇、酚、醛、酮、有机酸等[1]。臭气中无机物有H2S、NH3等,绝大多数恶臭气体产生原物质为有机物质[2], 市政污水处理厂中臭气主要以硫化物为主,这些物质对人体健康危害较大。
2.3 臭气的排放标准
根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002),污水处理厂工程需要增加除臭设施,以降低臭气对员工和周边居民的影响。表1列出了该标准中对恶臭污染物作出的厂界标准值。
表1 恶臭污染物排放指标
3 除臭方法及工艺
3.1物理法
物理法是采用物理吸附原理除臭的方法。吸附脱臭法[3]是使恶臭气体通过吸附剂填充层而被去除的方法,常用的吸附剂为活性炭、硅藻土、以及陶瓷碎片等。其中较常用的是活性炭吸附法,分为非再生型和可再生型,该方法利用活性炭优良的吸附能力,可高效地去除臭气中的硫醇、酚等成分,特别对于低浓度臭气更有效。但活性炭需定期再生或更换,且填充吸附层容易堵塞,运行费用较高,经济上可行性低,目前在污水处理厂除臭应用中较少。
3.2化学法
化学脱臭法主要是利用药剂与恶臭物质成分发生化学反应生成无臭物质而达到脱臭目的的方法。其中湿法化学吸收法是发展最成熟应用最普遍的方法,常用的湿法化学吸收塔有三种:填料塔、喷雾塔和文丘里洗涤塔。其基本原理是:通过喷淋式或填料式吸收塔将恶臭气体从空气中捕捉到液体中,恶臭成分和药液中的乳化试剂或者强氧化剂反应生成溶于水的无臭物质吸收去除。恶臭气体成分的确定和吸收剂的选取以及接触过程中速率的选择是湿法化学吸收除臭效果的重要因素。
3.3 离子法
离子法利用空气通过离子发生装置产生离子化过程,形成的正负氧离子与臭气分子反应成生CO2、H2O、NOX、SO42-等无气味物质,对硫化氢、氨也具有分解作用,还可以有效地破坏细菌生存环境,降低细菌浓度或彻底消除,从而达到除臭目的。高能离子脱臭技术在法国、英国、苏格兰、瑞典等国的应用实例很多,正逐步应用于国内污水处理厂和污水泵房的建设工程中[5]。
3.4 生物法
生物法主要利用微生物的生物降解作用,即臭气分子经传质过程由气相转移到液相或固相表面的液膜内,被其中的微生物吸附降解为CO2、H2O、NOX、SO42-等无味物质。臭气经不同种类的微生物分解后,产物不同。如含氮的臭气,经微生物的氨化作用后,分解为NH3,NH3又通过亚硝化细菌、硝化细菌的作用,进一步氧化为稳定的硝酸态化合物;而含硫的臭气经微生物分解后产生H2S,H2S可被硫化细菌氧化为硫酸, 生物除臭工艺正是基于上述原理[4],故该方法要求被去除的臭味物质有好的水溶性。目前生物脱臭较理想的技术是生物活性载体填料的填充式生物滤池,既有较快的降解速度,且运行受气候影响小。生物除臭法因具有方法简单、投资省、运行费用低、维护管理方便、效果好等优点而发展较快。
4 污水处理厂除臭工艺选择和设备选型
市政污水处理厂除臭工艺的选择过程中,主要考虑工艺的总体技术经济性能和项目的使用环境等条件。下面我们以北塘污水处理厂为例,介绍其工艺的选择和设备应用情况。
北塘污水处理厂位于天津市滨海新区,设计日处理能力15万吨,采用A2/O+深层滤池工艺,出水达到一级A排放标准。考虑到天津地区冬季温度较低,水厂面积紧张和水厂运行的技术经济指标选择结构相对简单、投资及运行费用相对较少的生物除臭法作为该厂的除臭工艺。
医院污水处理关系到绿色医院建设、生态环境保护与人民群众身心健康。文章结合国家工程建设标准《医疗机构水污染物处理工程技术规范》的编制,以及医院给排水及污水处理方面的设计经验,从系统工程角度,对医院污水处理系统的设计、现有处理系统的升级改造等进行了较全面地分析与研究。
关键词
医院污水 处理系统 设计 改造
从大量工程实践、有关文献分析和国家工程建设标准《医疗机构水污染物处理工程技术规范》的编制等情况来看,在医院污水处理这一复杂的系统工程中,流程选择是核心,适用、适宜的工艺流程是确保方案经济合理的前提;系统设计最关键,精心、精细的设计是建设高效污水处理工程的龙头;系统改造是重点,医院业务的发展和环保要求的提高必然带来升级改造的任务。为此,从系统工程角度,对医院污水处理系统的设计、现有处理系统的升级改造等进行了较全面的分析与研究。
一、医院污水处理系统的设计
医院污水处理主要包括污水的预处理、物化或生化处理和消毒三部分。为防止病原微生物的二次污染,对污水处理过程中产生的污泥和废气也要进行处理。
(一)预处理的设计
医院污水预处理的主要目的是去除污水中的固体污物,调节水质水量和合理消纳粪便,利于后续处理。预处理主要构筑物为化粪池、预消毒池、格栅、调节池等。
1.化粪池
化粪池已广泛应用于医院污水消毒前的预处理。为改善化粪池出水水质,提高消毒效果,生活废水、医疗洗涤水不能排入化粪池中,而应经筛网拦截杂物后直接排入污水处理站。据日本资料介绍:用作医院污水消毒处理的化粪池的有效容积要比用于一般生活污水处理的化粪池的有效容积大2~3倍。相关规范也规定,化粪池的容积应按污水在池内停留时间不小于36h计算,污泥清掏周期宜为1a。
化粪池应做好通气,通气管的设置方法详见国家标准图集02S701《砖砌化粪池》或02S702《钢筋混凝土化粪池》。
2.格栅
医院污水中含有大量较大颗粒的悬浮物和漂流物,格栅的作用就是截留并去除上述污物,对水泵及后续处理单元起保护作用。在污水处理系统或水泵前设置格栅,格栅井与调节池可采用合建的方式。传染病医院的格栅应选用自动机械格栅;普通医院宜选用自动机械格栅(小规模可根据实际情况采用手动格栅)。栅渣可与污水处理产生污泥等一同集中消毒,外运焚烧。
3.调节池
调节池的功能是调节处理水量和水质的不均匀性。据调查,医院的高峰负荷出现时,其小时最大耗水量最高可达每日耗水量的1/7,且污水最高污染浓度往往在耗水量最高时段出现。可见设置调节池可大大降低处理设备的容量和电耗。故医院污水处理应设调节池。连续运行时,其有效容积按日处理水量的30%~40%计算。间歇运行时,其有效容积按工艺运行周期计算。
调节池宜进行预曝气,曝气量不宜小于0.6m3/(m3·h),对池内水体搅动、充氧,防止悬浮杂质沉淀,改善水质。另外,中型以上医院的调节池应分两组,每组按50%的水量计算。
(二)一级处理的设计
医院污水的一级处理常采用一级强化处理,主要处理单元有混凝沉淀、过滤、气浮等工艺。
对于综合医院(不带传染病房)污水处理可采用“预处理一级强化处理消毒”的工艺。通过混凝沉淀(过滤)去除携带病毒、病菌的颗粒物,提高消毒效果并降低消毒剂的用量,从而避免消毒剂用量过大对环境产生的不良影响。
图1?一级强化处理工艺流程
医院污水经化粪池进入调节池,调节池前部设置自动格栅,调节池内设提升水泵。污水经提升后进入混凝沉淀池进行混凝沉淀,沉淀池出水进入接触池进行消毒,接触池出水达标排放。
一级处理的主要构筑物是沉淀池,其设计要点如下:
1.沉淀池是使污水中的悬浮物、固体残渣沉淀并将沉淀物清除出去的主要设施,沉淀可分为原水中不加入混凝剂的自然沉淀和加混凝剂沉淀两种,目前医院污水处理应用的大都为自然沉淀。
2.沉淀池的实际采用应根据处理站建筑高度、处理水量、占地面积及与其它构筑物的关系等因素综合确定。一般来说,污水处理量小于20m3/h时,沉淀池宜设备化,可采用钢结构或其他结构形式的一体化设备,池形宜为竖流式或斜板沉淀池;当污水处理量大于20m3/h时,沉淀池宜为钢筋混凝土结构,池形宜为竖流式或平流式沉淀池。
3.采用竖流式沉淀池时,中心管下部应设喇叭口和反射板,板底面距泥面不小于0.3m,排泥斗坡度应大于45°。沉淀时间一般为1.5~2.0h。另外,为保证水流自下而上作垂直流动,竖流式沉淀池的径(正方形的一边)深比不宜大于3。采用斜板沉淀池时,板斜长宜取1000mm,斜角宜为60°。斜板上部清水深不宜小于0.5m,下部缓冲层不宜小于0.8m。排泥斗坡度不应小于50°。池内停留时间一般不超过60min。另外,斜板沉淀池应设冲洗设施。
(三)二级处理设计
为进一步降低水中的污染物浓度,达到排放标准,保障消毒效果、节省消毒剂用量,医院污水处理可采用生物接触氧化法、膜生物反应器、曝气生物滤池和速分(流离球)生化等二级生化处理工艺。
(四)医院污水消毒
1.医院污水常用消毒方法
医院污水消毒是医院污水处理的重要工艺过程,其目的是杀灭污水中的各种致病菌。医院污水消毒常用的消毒工艺有氯消毒(如氯气、二氧化氯、次氯酸钠)、氧化剂消毒(如臭氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线、γ射线)。表1对常用的氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒和紫外线消毒法的优缺点进行了归纳和比较。
2.消毒接触池