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关键词:市政污水;处理工艺;回用技术
中图分类号:R123文献标识码: A
引言
伴随着城镇化水平的快速发展,城市居民人口的不断递增,城市污水的排放量逐年增大,这些污水成分复杂,有害物质较多,如果直接排放,将会对如果不对这些污水采取有效的处理就直接对其排放,会对人民群众切身利益的大气、水、土壤等造成污染,极大破坏了人类生存的水资源环境和生态环境,影响和威胁我们的日常生活和长远发展。本文对市政污水处理工艺与回用技术进行了探讨。
一、市政污水处理工艺分析
1、曝气氧化沟
氧化沟是一种活性污泥处理系统,其曝气池呈封闭的沟渠型,所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法,它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,又称循环曝气池。氧化沟的生物反应池是采取连续环式反应池,在该反应池中存在一条闭合的曝气渠道,而混合液在该渠道中可进行连续循环。一般情况下,在延时曝气的条件下,才可进行氧化沟的使用。在氧化沟中设置有曝气和搅动装置,通过该装置可进行方向控制,并对反应池中的物质提供水平速度,在该动力下,闭合式渠道中的液体会产生搅动,从而实现循环作用。相比于传统的活性淤泥法,氧化沟法具有的优点有:水力停留时间长、有机负荷低以及淤泥龄长等,因此在氧化沟法中并不需要用到调节池、初沉池以及淤泥消化池。氧化沟对于污水的处理效果较好,并且具有独特的水力学特征和工作特性,主要有以下几点:首先,氧化沟具有推流和完全混合的特点,对于短流具有很好的限制作用,并且有较好的缓冲能力。其次,氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度。再次,氧化沟内部配置着不同功率的曝气装置,不同功率的搭配能够很好进行氧的传递,有利于进行液体混合和淤泥絮凝。最后,氧化沟中设备的功率较低,具有良好的能源利用率。氧化沟中是通过溶解氧的不均匀分布,并产生好氧区和缺氧区的交替循环作用而实现脱氮的目的。在脱氮的过程中,并不需要外加碳源,因此氧化沟是非常经济的。但是单元的氧化沟对磷的消除效果不佳,因此可以在氧化沟中好氧区和缺氧区中在增设一个厌氧区,在一个池中集合三个区,可以在保留氧化沟优点的基础上,实现脱氮除磷效果的提高。
2、改良交替式活性污泥法
组合交替式活性污泥法(UNITANK)是以SBR工艺为基础的一种变型工艺,它囊括了传统活性淤泥法和SBR的特点,不仅能够像传统活性淤泥法一样可以在恒定水位下连续流运行,同时也具备了SBR系统的有点。在除磷时要求设备能够达到绝氧状态,但是在改良交替式活性污泥法中没有设置专门的厌氧区,因此在污水处理实际操作中除磷效果不佳。在对UNITANK法不断的研究中,总结以往的工程经验,以UNITANK法为基础,提出了改良交替式活性污泥法。在这种工艺中,对进水系统进行了简化,同时也设置有厌氧区,增加了淤泥回流。改良交替式活性污泥法工艺从根本上实现了除磷效果的提高。该法具有的优点有以下几点:首先,改良交替式活性污泥法对于充氧的效果进行改进,同时改良了氧的传递设备,提高了传递效率,从而节约了能源的损耗。其次,改良交替式活性污泥法采用了沉淀排水方式,改善了出水条件,简化了出水程序,整个反应池的深度得到了增加了,从而节省了占地面积。再次,改良交替式活性污泥法中有效活性淤泥的比例得到了提高,与传统的活性淤泥法相比,减小了反应池土建池容。最后,与传统的活性淤泥法相比,生物除磷效果得到了大大的提高。
3、生物处理方法的应用
按照处理过程中有无氧气的参与和生物反应器中微生物的生长状态等不同方式分类,可以将污水生物处理技术可以分类好氧处理工艺和厌氧处理工艺以及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,最常用的处理方式为厌氧处理工艺和生物膜法。
(1)厌氧处理技术
厌氧处理工艺的反应容器体积小、耗能低、简单方便,成为了城市生活污水处理的主要方法之一。但是,传统厌氧处理工艺在运用过程中也受到一些限制,主要是因为城市生活污水的污染物浓度比较低,所以,人们对传统厌氧处理工艺进行了改进试验,并取得了重大的进展。
(2)生物膜法处理技术
生物膜法是通过将无声无息附着在惰性滤料上,形成膜状的生物污泥,从而对污水起到净化效果的生物处理方法。生物膜法早在20世纪六十年代就已经出现,当初主要在处理工业废水中应用,有高负荷生物滤池和塔式生物滤池等技术工艺。经过几十年的发展之后,生物膜法逐渐扩展了接触氧化法等现代生物膜技术,并广泛的应用于印染、纺织、化纤等工业废水的处理当中。但是由于大型池的均匀布水布气存在技术困难,因此没有在城镇污水处理中得到广泛的应用。后来,随着高负荷生物滤池/固体接触法和生物曝气滤池法等生物膜法技术的出现,表明了生物膜法在城镇污水处理中有着良好的发展前景。生物膜法成本低,并且还具有耐冲击,运行稳定、操作简单等优点,因此在我国的城市污水处理应用前景十分广阔。
二、市政污水回用技术分析
1、市政污水回用SBR技术处理系统分析
废水处理系统采用的是一种间歇式的活性污泥法(SBR),整个工艺流程具有较为突出的特点,即处理工序的过程不是连续一致的,而是根据时间安排进行具体的控制,具有较为明显的间歇性和周期性。处理市政污水时,污水分批按照次序进行进水和曝气反应,然后经过沉淀和排水、闲置等流程,具体的处理过程是在同一个池中、周而复始反复地完成的。具体来说,SBR系统的基本操作流程为:
(1)进水
打开进水口处的阀门,先利用粗格栅对需要处理的污水进行过滤,然后通过水泵,再用细格栅进行第二次过滤,过滤完成后可以排放至SBR池中进行下一道工艺。
(2)反应
当污水达到一定的水位后关闭进水阀门,然后启动鼓风机,开始进行曝气处理。在曝气的同时利用潜水搅拌器和回流污泥泵进行搅拌和混合。
(3)沉淀
当曝气达到一定程度后即可自动停止,关闭空气阀门以及潜水搅拌器和回流污泥泵。然后开始进行重力沉淀和逆水分离。
(4)排水
当SBR池水位达到最高水位并完成沉淀后,将SBR池中处于上部的清液排放到池外。排放的过程要缓慢,并利用滗水器。池里的水位恢复到开始处理时的水位时,即可停止排放。然后,将SBR池下部沉淀的污泥排放到制定的污泥池中。SBR系统涉及到的各种工艺流程和相关技术都较为复杂,所以,各种老式设备工艺往往很难满足系统的实际需求,此时,我们可以利用PLC技术,加大提高SBR系统的工作效率,并简化整个操作流程。
2、市政污水回用类型
(1)用于农业生产
农业生产的用水需求是城市污水发展的前景之一,同时城市污水中的矿物质对农作物生长有一定的帮助,因此,在城市污水经过深度处理之后用于农业生产灌溉是没有问题的。
(2)用于工业生产
工业生产用水的需求非常大,在发达工业城市中存在很多工业生产的企业,工业生产用水完全可以采用处理之后的城市污水,对于水资源来说是一种深度的节省,但是,在工业废水的排放过程中一定要注意环境的保护,要对污水进行治理后再排放。
(3)用于城市绿化
水资源在不断地减少,而城市发展过程中又需要对城市的绿化、景观做好维护,这些需要大量的水资源。在城市景观中,建筑后期的养殖都需要大量的水资源,因此,采用城市处理的污水进行城市景观的绿化就节省了很多的水资源,同时体现了水资源处理的可持续发展战略。
三、城市污水回用的可持续发展
1、从观念意识上提高污水的再利用
当前,随着社会的发展,人们的环保意识持续提升,已经清晰认识到加强污染治理和污水再利用的重要性,但是对于再利用的用途有着不少顾虑,毕竟这些污水在最初都是生活废水,其中不少含有重金属、病原菌、有毒物质等,在再利用过程中涉及到城市居民生活的方方面面,如果不消除他们的这些顾虑,不明确利害关系,清晰阐述对于市民日常生活和身心健康的影响,就无法最大程度地得到市民的支持。因此,加大宣传力度的时候,除了有关污水资源化知识的宣讲,还要组织一些现场参观活动,让市民观看污水处理设施和回收再利用的过程,让他们亲身感受到处理再回收带来的便利以及不会对市民生活与健康带来危害与负面影响,形成公众对再利用的理性认识,消除他们的顾虑,获得积极支持。
2、完善污水回用体系的建立
依靠法律法规的强制性力量加强监督与管控是我市城市污水再利用的重要措施。立法的完善要在国家相关法律法规的基础上,结合本地区实际情况,出台可行性强的措施,确保各类工程的安全、顺利运行。目前,我国的法律法规体系还不够完善,相关技术标准还有所缺漏,但是,这并不妨碍我们借鉴国内外先进经验,辅助管控与监督本地区实际运行。我们要在国家政策支持和引导下,依据相关律法加强对污水再利用准则、水质要求和水处理方面的约束与限制,做到有法必依、执法必严、违法必究。在相关部门和企业积极鼓励创新和探索实践中,加强自主知识产权方面的技术开发,为未来的发展创造更好的前景。
3、加强回用技术的开发
污水处理对环境保护和人们的日常生活十分重要,但运行成本高,各污水处理厂的经济效益普遍较差。所以,积极应用计算机控制技术,实现污水处理工艺的半自动和全自动的监控,有效提高污水处理厂的技术水平,合理使用和配置各种污水处理设备,具有非常重要的意义。我们要针对SBR污水处理系统具体工艺流程的特点和要求进行分析,并利用PLC技术,很好地实现SBR法污水处理工艺的自动控制。
结束语
市政污水的处理和回用对节约水资源,保护环境,促进经济和生活的可持续发展等都具有非常重要的意义。市政污水处理的企业应该充分掌握各污水处理方式对污水进行回用处理,造福于民。
参考文献
[1]简健文.广州市政污水处理工艺研究与分析[J].广东化工,2013,(04):30-31.
关键词:污泥;处理;减量化;资源化;
1、前言
城市化、工业化进程的加速,对环境的影响日益严重,城市水环境的保护比以往显得更加重要,大量城市污水处理厂的出现,有效缓解了水环境的压力,但同时也带来了污水处理厂污泥如何处理的问题。污泥由多种微生物形成的菌胶团及有机物、重金属和盐类及寄生虫卵等组成,处理不好,易造成二次污染。不妥善解决污泥的出路问题,会影响到污水处理厂的正常运行。因此应根据各地的实际情况,综合利用污泥处理技术,找出适合的处理方式,就此,谈一点自己的看法。
2、污水处理厂污泥处理的现状和面临的问题
2.1处理现状
以南京为例,城区目前已投入运行的大型污水处理厂共有4座,污水处理能力约100万吨,每天产生的含水率80%的脱水后污泥达数百吨,目前的方式为脱水后外运掺烧发电、填埋、堆肥等。
其中焚烧发电约占50%,污泥脱水后运送至电厂与煤按一定比例进行混合,后进入焚烧炉燃烧产生热量用于发电;其它的用于填埋和堆肥,污泥脱水后利用废矿坑进行填埋,或经过堆肥工艺制成肥料。
2.2面临问题
根据《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》的相关要求,污泥处理技术总的目标是实现“四化”,既“稳定化、减量化、无害化、资源化”,目前南京在污泥处理方面还存在着问题,主要表现在以下几方面:
2.2.1处理方式比较单一,缺乏深度处理工艺
现各厂污泥处理工艺基本为机械脱水工艺,既将剩余污泥加高分子絮凝剂(聚丙烯酰胺)后直接脱水后,脱水后污泥含水率达80%左右,运输的大部分是水,造成运力浪费;且运输途中,撒漏在所难免,对沿途环境影响很大,不符合减量化的要求。其次是污泥中有机物含量高,易分解有恶臭,黏性大,不符合稳定化的要求。
2.2.2污泥处理处理运营单位缺乏有效的监管
根据水染污防治法,污水处理过程中产生的污泥也应当被有效处理,参与脱水后污泥的焚烧、堆肥、运输等相关处理的单位,均被定义为污水处理设施运营单位,应有相关资质和执行标准,与目前的实际情况相比,各相关处理单位大多处于起步阶段,有的还不是主营业务,与要求比有一定差距的。另外对这些污泥处理运营单位的监管方面,相关制度和政策还不是很明了。
2.2.3污泥处理处理经费和政策的支持
污泥的性质决定了污泥的处理是一个比较复杂的问题,要真正实现污泥处理的无害化和资源化,单独依靠污水处理厂自身是完成不了的,必须实现污泥深度处理的产业化工作。
要实现产业化首先要保证有充足的污泥处理资金,污泥处理费用应当在污水处理费中占一定的比例。其次是要有相应的推行污泥资源化的政策,才能有效促进产业健康发展。
3、几种主要的污泥处理方法及优缺点分析
目前国内外污泥处理方法大体有焚烧、填埋、和土地利用等。填埋的技术难度最低,其次是土地利用,难度最高的是焚烧。焚烧的投入成本最高,其次是填埋,土地利用成本最低。但焚烧和填埋分别存在尾气和地下水污染的风险,而土地利用的风险较小。因此需采取适合各自实际情况的污泥处理方法。
3.1污泥的焚烧
焚烧是污泥处理中最彻底的处理方法,它能使有机物全部碳化,杀死病原体,可最大限度地减少污泥体积,能实现污泥“减量化、无害化、资源化“的目标,
但是其缺点在于处理设施需投资进行相应的改造,没有经过干化的污泥需进行掺煤焚烧,能耗大,处理费用高。
3.2 污泥的卫生填埋
污泥卫生填埋是一项比较成熟的污泥处理技术。这种处理方法简单、易行、成本低,污泥又不需要高度脱水,适应性强。填埋场一般为废弃的矿坑或天然的低洼地。
污泥填埋存在的问题是渗滤液和气体的形成,如果填埋场选址或运行不当,渗滤液会进入地下水层,污染地下水环境。填埋场产生的气体若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。另外,适合污泥填埋的场所也因城市污泥的大量产出而越来越有限,填埋场没有进一步发展的希望。
3.3污泥的土地利用
污泥的土地利用投资少、能耗低、有机部分可转化成土壤改良剂成分,被认为是最有发展潜力的一种处理方式,是污泥“无害化、稳定化”的重要处理方法。通过堆肥等科学合理的方法进行土地利用,可减少污泥带来的负面效应。
污泥土地利用存在的问题是:如果污泥发酵的不彻底,病原体及寄生虫卵杀不死;另外有可能有重金属污染问题存在。
4、污泥处理方法的选用
一种有效的污泥处理方法,应当兼顾到环境生态效益、社会效益和经济效益,污泥的处理方法多种多样,各有优缺点,选用什么样的方法不但与当地的自然条件及经济社会发展水平有关外,还与污水处理工艺、污水来源等有很大关系。应根据污水处理厂的具体情况进行区别对待,统筹安排。
例如对于污水收集范围内无工业污染源以生活污水为主,污泥量较少的厂,完全可以考虑采取土地利用的方式,制成复合肥料后作为再生资源有效利用。
进厂污水既有工业污水又有生活污水的,如果污泥中有机物含量较高的,仍可以考虑采取土地利用的方式,作为再生林地和市政绿化的肥料利用,不易造成食物链的污染,也可成为污泥土地利用的有效方式。
如果污泥中重金属等污染较重,不符合农用污泥标准的污泥,需考虑采取焚烧的方法处理,以彻底消除二次污染。
对于城市有垃圾发电项目的,可考虑将污泥加入稳定剂后采用新技术脱水机将今水率降低至60%以下,作为覆盖土填埋入垃圾场,可有效利用其中含有的有机成份,产生沼气后用于发电,可低成本实现资源化目标。
5、结语
“十二五”期间,节能减排工作的标准进一步提高,城市污水处理厂污泥的处理工作得到重视,做好污泥的深度处理工作十分重要,需要创新思路,充分参考国内外情况,结合自身实际情况,找出一条适合的技术路线,实现污泥处理的 “减量化、无害化、资源化“的目标。
参考文献:
【关键词】垃圾填埋;渗滤液;处理现状;趋势
1 前言
目前卫生垃圾填埋是我国城市垃圾的主要处理方式;其中70%以上都是采取简易填埋方式处理的,这些处理方式对地下水产生一定的污染和潜在的危害。在城市垃圾填埋过程中,由于填埋场的运行和封场等问题,将会从一定程度上导致大量垃圾渗滤液的产生。这些垃圾渗滤液是世界上目前公认的性质复杂、难于处理的高浓度废水,如果不加以处理而进入环境,将会对环境产生重大的污染。
2 垃圾渗滤液的组成及性质
2.1 垃圾渗滤液的组成成分
垃圾渗滤液由于垃圾的种类繁多导致其的成分复杂,根据其主要组成成分大致可分为三大类:
(1)无机污染物,如重金属元素、无机盐离子以及微量元素等,如Cd、Pb、Mg、Mo、Cu等;
(2)有污染物机物,如高浓度的有机酸、醇等有机废液,常以CODcr(化学需氧量)、BOD5(5日生化需氧量)、TOC(总有机碳)等指标来计量。
(3)微生物,垃圾渗滤液中具有着丰富的C、N营养和微量元素,导致大量的微生物产生,如大肠杆菌的有害微生物等。
2.2 垃圾渗滤液的性质
垃圾渗滤液中的有机污染物负荷较高、水质成分复杂,其水质会随着垃圾的组成成分,垃圾含水率,垃圾内部的温度,垃圾埋时间、规律、工艺,以及外界水文、气象条件的变化而变化,尤其是填埋时间和降雨量的影响,随着填埋时间和降雨量的增加,垃圾渗滤液的浓度将渐渐下降。垃圾渗滤液的pH值一般在4~9之间波动,CODcr一般在2000~62000mg/L的范围内变化,BOD5一般在60~4500mg/L的范围波动,重金属浓度等无机污染物和市政污水中重金属的浓度基本相当,微生物等则远高于市政污水中的微生物含量。
3 垃圾渗滤液的处理技术
3.1 物理化学法
物理化学法是指通过物理化学的方法去除垃圾渗滤液中的COD、SS、色度、重金属等影响水质的因素。近年来,国内外的物理化学法主要包括化学沉淀法、吸附法、化学氧化法、反渗透法等。其多用于垃圾渗滤液的预处理或与其他方法联用。
3.1.1 反渗透法
反渗透是一种离子/分子水平的物理分离技术。反渗透是指与自然渗透过程相反的现象,即在外界压力作用下。使溶剂通过半透膜析出的过程。反渗透法处理垃圾渗沥液的原理是利用压力使渗沥液中的水分子透过反渗透膜,把所有污染物质包括氨氮等大于1nm的分子及离子截留。由于截留物质大大增加,反渗透一般经过预处理之后进行,常用混凝絮凝方法作为预处理。反渗透法对COD以及NH3-N的去除可达95%以上,处理后渗沥液的容积减少75%~80%,从而达到处理渗沥液的目的。
反渗透法处理高浓度、高盐份污水已得到广泛应用,在垃圾渗沥液的处理中也已有成熟的运行经验。如1988年德国的schwabach垃圾填埋场首次将反渗透技术运用到垃圾渗沥液的处理中,取得很好地处理效果。1989年在德国建立的1150吨/日的反渗透渗沥液处理系统,2002年扩增为1500吨/日。在韩国渗沥液处理多以反渗透处理技术为主。反渗透工艺因其稳定性、高效性、模块化和易于自动控制等优点,在我国的广州兴丰垃圾填埋场、重庆长生桥垃圾填埋场及北京安定垃圾填埋场都采用反渗透工艺,工程已正常运行,处理效果良好。
3.2 生物法
垃圾渗滤液的BOD5和COD浓度高、金属含量较高、水质水量变化大、氨氮的含量较高、微生物营养元素比例失调等,比较难以处理。因为物理化学法成本比较高,不适合大规模的垃圾渗滤液处理,目前采用的比较多的还是生物法,主要包括好氧处理和厌氧处理。
3.2.1 好氧处理法
好氧生物法主要是利用好氧微生物来去除污水中的BOD、 COD、 氨氮以及一些重金属离子。近年来主要采用的好氧生物法有SBR法、曝气稳定塘法、氧化沟以及生物膜法。
(1)活性污泥处理法
活性污泥处理法分为鼓风曝气即采用一定的措施使空气溶渗滤液中,以供好氧微生物活动;纯氧曝气即采用一定的措施使氧气溶渗滤液中,提高好氧微生物的氧气利用率。运用曝气―活性污泥处理法处理垃圾渗滤液,对垃圾渗滤液中的BOD5、COD以及氨氮都有着较高的去除率。
(2)曝气稳定塘
曝气稳定塘是利用水中的微生物、藻类、水生植物等对渗滤液进行好氧或厌氧生物处理的天然或人工池塘。相对于活性污泥法,曝气稳定塘体积大,有机负荷低,工程简单,在土地廉价的地区,处理成本极低,是好氧处理中最省钱的。
(3)生物膜法
生物膜法也是常用好氧生物处理法之一,它是指生物膜附着在填料(或滤料、载体)上在有氧的条件下起氧化、还原作用,降解垃圾渗滤液中的有机物。生物膜法过程中污泥量较少,有效解决污泥膨胀的问题,抗水质、水量冲击负荷的能力强,微生物可以在生物膜上长期生长。目前对于渗滤液处理的常用生物膜法主要有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等方法。
3.2.2 厌氧生物处理法
厌氧生物处理法是利用厌氧微生物对垃圾渗滤液中的有机物进行降解、净化,同时产生甲烷、二氧化碳等气体的过程。厌氧生物处理法通常包括厌氧-好氧生物氧化工艺、厌氧-氧化沟-兼性塘工艺、厌氧-气浮-好氧工艺、UASB-氧化沟-稳定塘等。其耗能少、污泥产生量少、可以降解一些难降解的高分子有机物,但厌氧生物处理过程中对温度和pH的要求比较高,难以达到理想效果。
3.3 物理化学法与生物法组合处理法
垃圾渗滤液由于水质复杂使得单一处理方法不能很好地达到理想的效果。所以宜采用组合处理方法(如MBR)对渗滤液进行处理。
MBR是生化反应器和膜分离相结合的高效废水处理系统,用膜滤替代传统活性污泥法中的二沉池,可使生化反应器内的污泥浓度从3~5g/L提高到20~30g/L,使反应效率提高,出水无菌体及悬浮物。工艺流程为:渗滤液―调节池―筛网―MBR池―贮存池―出水。
垃圾渗滤液经MBR处理,一般能满足间接排放要求,根据不同情况,后续可用活性炭吸附或纳滤(NF)作深度处理,从而能使大部分盐随出水排出,避免盐的富集带来不利影响。相比物理化学法和生物法单独处理而言,MBR处理工艺获得了较好的处理效果。20世纪90年代在安大略省建成的日处理污水3800m3的MBR装置,运行期间的MLSS浓度为12 000~20000mg/L,MLVSS浓度仅为MLSS的55%~70%。运行9个月以来出水BOD和有机磷的去除率都接近100%。其次,我国峨眉山垃圾填埋场的MBR系统运行以来,通过污泥接种、培养、驯化,以及硝化细菌的强化培养,反应器内的微生物浓度为4 g・L-1,预计最终可稳定在6~10g・L-1范围内,反应器在高容积负荷下运行,无污泥产生。
4 我国垃圾渗滤液的处理现状
我国垃圾填埋处理行业与国外相比起步比较晚,始于上世纪80年代末,垃圾渗滤液的处理工艺也历经了几个不同时期的发展。第一阶段是以北京阿苏卫垃圾填埋场为典型的考虑垃圾渗滤液的特殊水质特性的早期渗滤液处理工艺,主要是采用传统的好氧生物法,处理效果相对较差,效率低。第二个阶段是90年代中后期以深圳下坪垃圾填埋场为典型代表的针对渗滤液的特殊水质采用脱氮、厌氧、好氧相结合的处理工艺,处理、运行效果良好,效率较高,成本低廉。第三个阶段是21世纪后现阶段的各个填埋场所采用的以生物法和物理化学法深度处理相结合的渗滤液处理工艺,提高了渗滤液的排放标准要求,适当的增加了工程成本,处理效果大幅度提升。
5 展望
垃圾渗滤液是一种有毒有害的高浓度有机废水,其成分极其复杂,考虑到比较容易将产生二次污染,从降低工艺成本、提高运行、处理效率、达到国家排放标准。我国地域广阔,垃圾渗滤液的水质受垃圾成分、处理规模、降水量、气候、填埋工艺及填埋场使用年限等因素的影响,具有成分复杂、有机污染物浓度高、氨氮含量高、前后期水质变化大等特点,其可生化性前期较好、随后逐年下降,直至有机物含量降至零,这使得生化类型工艺的应用受到很大限制。为了使系统能在不同时期都稳定运行,最好推广采用物化工艺进行处理。膜生物反应器(MBR)是一种生物技术与膜技术相结合的高效水处理技术,特别适用于高负荷有机废水的处理,可用于垃圾处理厂的渗沥液处理。由于膜能将全部的生物量截留在反应器内,可以获得长泥龄和高悬浮固体浓度,有利于生长缓慢的固氮菌和硝化菌的增殖,从而强化了活性污泥的硝化能力,并维持较低的F/M,使剩余污泥产率较小,系统运行也更加灵活和稳定。
工艺流程及特点:MBR处理系统由四部分组成,包括:① 预处理系统;②膜生化反应器MBR系统;③纳滤(NF)、反渗透(R0)系统;④剩余污泥、浓缩液处理系统。
(1)预处理系统。来自填埋场的渗滤液经收集后进人调节池,经回灌处理后提升至袋式过滤器(精度为400ttra),去除较大的颗粒物。
(2)MBR系统。渗滤液经预处理后进入MBR系统,MBR是一种分体式膜生化反应器,包括生化反应器和超滤UF两个单元。生化反应器包括前置式反硝化和硝化两部分,在硝化池中,通过高活性的好氧微生物作用,降解大部分有机物;氨氮一部分通过生物合成去除、大部分在驯化产生的高效的硝化菌的作用下转变成为硝酸盐和亚硝酸盐,回流到反硝化池,在缺氧环境中还原成氮气排出,达到生物脱氮的目的。为提高氧的利用率,采用特殊设计的曝气机构,保证氧的利用率高达35%。超滤uF采用孔径0.03p.m的超滤膜。膜生化反应器通过超滤膜分离净化水和菌体,污泥回流可使生化反应器中的污泥浓度高达15―30g/L,经过不断驯化形成的微生物菌群,对渗沥液中难生物降解的有机物也能逐步降解。
(3)纳滤及反渗透系统。MBR出水进入纳滤系统,进一步分离难降解较大分子有机物和部分氨氮,同时进一步进行脱盐处理,纳滤系统的核心是在通过抗污染浓缩分离膜(卷式有机复合膜),在13bar左右的压力下对污水进行浓缩分离。纳滤采用浓水内循环两段式系统,回收率保证在90%以上,出水COD去除率在75%左右。纳滤出水经清液罐调节后进人反渗透系统,反渗透膜是采用进口的抗污染膜(卷式有机复合膜),其工作压力为23bar左右,浓缩分离出水稳定达标,进人反渗透出水罐临时调节,其余自流排放到贮水池。反渗透同样采用浓水内循环二段式系统,回收率保证在8o%以上,出水COD去除率在80%左右。
(4)剩余污泥、浓缩液处理系统。系统运行中会产生一定量的剩余污泥和浓缩液,为避免引起二次污染,需对其进行无害化处理。剩余污泥定期定量排人污泥池,上清液回流至调节池,污泥经污泥泵回罐填埋场处理;纳滤、反渗透系统产生的浓缩液收集进入浓缩液池,通过液位控制浓缩液回灌泵进行回灌填埋区处理。
参考文献:
[1]李文斌.垃圾渗滤液处理工艺现状浅析[J].城市建设理论研究,2011(27).
[2]郑晓宁.等.垃圾渗滤液的现状及处理工艺[J].科技信息,2012(13).
关键词:生活垃圾 渗滤液 处理工艺 选择
一、生活垃圾渗滤液的性质分析
生活垃圾渗滤液是一种有机废水,这种有机废水的成分复杂,且浓度较高,如果不加以处理而直接排进环境中,会造成严重的污染。垃圾渗滤液的性质主要受到季节、垃圾成分、填埋场使用年龄、填埋场的作业方式和技术等影响。高浓度的有机废水中有高浓度CODcr及BOD5,这两种化学成分会导致水质恶化、地面水体发臭、水中动植物死亡等,因此如果渗滤液渗到地下水的富集区,会使地下水失去利用价值,一旦污染物进入食物链中,会直接对人类的身体健康造成威胁。
由上文分析,我们不难看出,各个地区的垃圾渗滤液的产量和污染浓度在不同时期的变化也是不同的。一般情况下,PH值在4-9间时,COD处在2000-62000mg/L间,BOD5在60-45000mg/L之间,NH3-H在300-4000mg/L之间,重金属的浓度和污水中重金属的浓度基本保持一致。
目前,我国生活垃圾渗滤液的处理工业尚不成熟,一般采用焚化或是物化的方式来处理,国外也还没有可靠且经济适用的处理方式,有的采用反渗透或是纳滤等方法进行处理。我国对渗滤液的处理工艺始于九十年代,目前国内有少数的渗滤液处理厂,这些处理厂主要采用生化处理的方法,也就是说,我国的垃圾渗滤液的处理技术还有很广阔的提升空间。
二、泉州市室仔前垃圾填埋场垃圾渗透处理厂工艺
泉州市室仔前垃圾填埋场是泉州市中心市区唯一的垃圾卫生填埋场,该场负责接纳处理泉州市鲤城、丰泽、洛江及清蒙经济技术开发区的生活垃圾,该填埋场自2000年11月投入使用至2011年年底大约共填埋处理生活垃圾200多万吨。该场为山谷型垃圾填埋场,环库区四周最高处建有永久性截洪沟,有效地避免山洪的渗入,填埋场垃圾填埋库区采用高密度聚乙烯防渗,并有一个库容为2.5万立方米的渗滤液收集池及日处理为250吨的渗滤液处理站。垃圾堆积产生的渗滤液经防渗导排汇流于渗滤液收集池,由提升泵输送至氧化处理系统,处理系统的处理工艺为:厌氧、好氧氧化、氨吹脱、臭氧催化氧化、碳过滤、超滤、反渗透膜处理等。可以看出此处理厂处理垃圾的流程大概可以分为预处理和深度处理两个步骤。预处理主要是采用UASB+DAT/IAT工艺,首先进行混凝沉淀、砂滤,其次进行精滤、微滤和超滤工作,最后进行纳滤和反渗透,处理站处理后的渗滤液尾水经专用管道并入市政污水管网,经城市污水处理厂深处理达标后排放。我认为,该垃圾渗滤液的处理工艺较为完善和彻底,可以供国内垃圾处理厂参考借鉴。
三、生活垃圾渗滤液的处理工艺分析
目前,常见的生活垃圾渗滤液的处理方法主要是生物法、组合法、土地处理法和物理化学法,下面我们对这些方法进行简单的分析:
1.生物法
生物法可以分为厌氧生物处理法及好氧生物处理法。常用的厌氧生物处理法主要是厌氧滤池、厌氧序批式反应器、上流式厌氧污泥床等。厌氧生物处理法耗能少、有机负荷较高、对无机营养元素的含量要求不高。而好氧生物处理法主要是通过活性去污泥、曝气氧化塘、生物膜法等工艺对生活垃圾进行处理,其优点主要是去除有机物较彻底,出水的水质较好。
2.组合法
由于单一的使用生物法或是物化法对渗滤液的处理难度较大,很难达到国家的排放要求,因此采用组合法既经济又合理,且效率较高。
3.土地处理法
此处理法是通过将土壤中的微生物转化为废水中的有机物,经由土壤颗粒过滤、吸附、交换和沉淀,有效的去除其中的悬浮固体物和污染物,除此之外,土壤中的植被还能够利用各种营养物帮助自身生长,从而减少废水量。
4.物理化学法
此方法受水质水量影响较小,但是处理过程中的成本较高,不适于进行大量的处理。此方法主要是化学沉淀、吸附、化学氧化、离子交换等。
四、生活垃圾渗滤液的工艺选择原则
综上所述,我们要选择一种性价比高,且易于管理的渗滤液处理工艺。那么在工艺的选择方面应该遵循哪些原则呢,我认为主要有以下几点:
1.低能耗
在众多工艺中,我认为生物法的能耗量较低,且对污染物的降解也较为彻底。
2.处理彻底
根据《生活垃圾填埋场污染控制标准》,目前很多城市的垃圾处理厂都很难达到此标准,因此,在工艺选择方面,对垃圾渗滤液的处理彻底程度是十分重要的。
3.后续处理负担小
大部分的物理处理方法后续处理的负担都较重,我们应当优先选用生化系统,这样就能够有效的降低后续处理的负担。
4.深度处理能力强
随着填满年限的不断增加,渗滤液的可生化能力会逐渐减弱,如果仅仅依靠生化处理方式很难进行深度的处理。我认为,膜处理工艺的稳定性和经济性都较好,可以作为深度处理工艺的首选。
5.自动化程度高
在生活垃圾渗滤液的处理工艺中,要尽量使用精度较高的仪表,它可以通过流量保护、压力和温度保护等不断进行自身调节,是系统能够安全稳定的运行的良好保障。
6.有处理污泥及浓缩液的方案
对污泥和浓缩液的处理如果不当的话可能会产生二次污染,因为污泥和浓缩液中含有重金属和难降解物。因此,在垃圾渗滤液的处理工艺选择上,要尽量选择有处理污泥和浓缩液方案的工艺,我认为,将浓缩液灌回到填埋区是较为可行的方法。
五、结论
通过以上的分析,个人认为:选择生活垃圾渗滤液的工艺要从环保性和经济性出发,综合使用良好的工艺方法,在生活垃圾渗滤液的处理过程中,采用纳滤或是反渗透等工艺进行辅助,达到国家排放标准,尽量简化工艺的流程,从而达到降低运行成本的目的。
参考文献
[1]张旭.生活垃圾渗滤液组合处理工艺的选择及应用现状[J].天津科技,2010,(03).
[2]高慧,王敏.垃圾渗滤液处理技术现状及展望[J].环境科学与技术,2010,(01).
[3]刘国勇.垃圾渗滤液处理工艺分析[J].沿海企业与科技,2010,(03).
[4]齐普荣,孙博,孙婷婷,高成虎,席建忠.垃圾渗滤液处理技术的新进展[J].资源调查与环境,2009,(03).
[关键词]医院污水 膜生物反应器 应用
[中图分类号] TU998.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-359-1
近年来,医院在污水处理过程中开始引用MBR,即膜生物反应器,其作为一体化设备,根据原水水质灵活配置工艺流程,能够将医院污水处达到生活用水的标准。从医院污水处理特点以及消毒工艺的局限性特点来看,MBR一体化污水处理设备在未来医院污水应用中将成为必然趋势。
1医院污水处理的主要特点
现阶段,国内医院对污水处理的主要有两种方法:第一,利用消毒剂进行消毒之后将其排入市政下水道。第二,对污水采取生化处理并在消毒之后向自然水体中排放。这两种污水处理方式的主要特点表现在:首先,病原微生物浓度较高,医疗单位对污水的消毒达不到合格标准。尤其大多医院在规模缩小、等级降低之后,其消毒方法、污水处理设备以及自我检测方面的完善程度也呈现递减趋势。其次,消毒过程中主要以氯为主。国内大多地区目标所采用的一般为一级或二级处理加氯消毒、次氯酸钠消毒剂或者利用液氯、二氧化氯进行消毒。第三,消毒剂投加量过量或不足的情况比较常见。一部分医院为保证杀菌比较彻底,使用过量的消毒剂,也有部分医院为节约成本,投加量明显不足,达不到良好的消毒效果[1]。
2传统加氯消毒工艺局限性分析
医院中常用的污水消毒方法主要有化学法与物理法,其中化学法中加氯消毒方法应用较为广泛,如液氯、二氧化氯、漂白粉、次氯酸钠等消毒剂。医院中采用加氯消毒工艺的原因在于其操作简便,对细菌等病原体的杀灭能起到较好的效果,但存在的局限性也不容忽视。
2.1灭杀病毒的效果较差
通过传统加氯消毒工艺应用于医院污水消毒过程中分析,采用此工艺对许多如大肠菌群、沙门氏菌等菌群的去除率极高,而对病毒取出所达到的数量级极少。尤其对肠道病毒进行灭杀时,由于其忍受力更强于肠道致病菌或大肠菌群,在通过次氯酸钠进行处理之后,仍可在排放的污水中检测出一定数量的病毒。因此,肠道致病菌或大肠菌群阴性无法确定病毒致病危险是否存在。
2.2消毒副产物对生态安全的影响
如前文所提,一部分医院往往为保证实现良好的消毒效果,会投加过量的消毒剂,当余氯过高时便会使卤代烃含量逐渐增加,使其发生突变,威胁人体健康与生态环境,如消毒过程中使用过量的次氯酸钠可能生成AOX,对水源以及水生生物体会产生持久、潜在的毒性影响。
2.3受污水水质的影响较大
污水中包含许多有机、无机污染物,对其进行消毒处理时,需使用大量的消毒剂,并且病原微生物与消毒剂的接触以及消毒剂实际的消毒效果都会受到一定的影响。另外,对污水系统处理是否稳定也使影响消毒效果的重要因素之一[2]。
3膜生物反应器在医院污水处理中的应用
3.1膜生物反应器工作原理
膜生物反应器工艺主要指通过生物技术与膜分离技术的有机结合进行废水处理的技术。其中膜分离设备能够使生化反应池中的大分子有机物质及活性污泥截留住,并省掉二沉池,从而使活性污泥浓度得以提高,污泥停留时间以及水力停留时间都能得到控制,而且在反应器中比较难降解的物质也会发生降解、反应。因此,相比传统生物处理方法,膜生物反应器工艺所采用的膜分离技术更能使生物反应器功能得以强化,是比较新型且利用极为广泛的废水处理新技术之一。
3.2MBR在医院污水处理中的应用分析
3.2.1膜生物反应器在医院污水处理应用的可行性
据许多专家学者研究,膜生物反应器能够将污水中有机物进行降解并灭活病原微生物,再通过膜将水溶性大分子有机物质以及悬浮物进行过滤,使出水浊度能够控制在0.2NTU以下。其优点主要体现在能够使气溶胶的排放与污泥的产生减少、后续消毒单元消毒剂的使用有所降低、水中的悬浮物也会减少等,所以应用于医院污水处理将发挥重要的作用。
3.2.2膜生物反应器在医院污水处理应用的效果
膜生物反应器的利用对水中氨氮去除可达90%以上,而且在抗冲击负荷能力方面有很大的优势。通常运行条件较为复杂时,相比活性污泥法,MBR去除有机物表现出很强的能力,出水水质较为良好且稳定,使污泥龄与水力停留时间实现完全分离。另外,污泥混合液进行过滤过程中,因生物相沉积层在膜面作用下形成导致膜孔径缩小,采用MBR工艺可对病原微生物进行有效地截留,所以在去除病毒方面更具稳定性,这也就弥补了传统加氯消毒工艺的不足之处。在后续消毒方面,相比活性污泥法处理工艺,MBR工艺也能使消毒剂得到很大的节约,在接触的短时间内便可实现微生物灭活的目标,所以对减少投资与接触设备的占地面积以及降低消毒工艺产生的相关费用具有很重要的意义。在减少消毒副产品危害性方面,MBR能够保证卤代烃的生产量减少,若水中余氯消耗殆尽,卤代烃含量将不再发生变化。而且总卤代烃、一溴二氯甲烷、三氯甲烷等浓度都会降低,使其对环境及人体健康的持久、潜在危害得以减少。因此,MBR工艺的利用既可保证消毒剂用量的降低,也使消毒副产品对人体健康及生态环境带来的影响最大程度的减少,在医院污水处理中可充分利用[3]。
MBR工艺在医院污水处理应用过程中,应考虑到医院对污水处理的实际特点与情况,同时需正确把握其工作原理,充分将去除污水污染物、节约消毒剂、降低消毒工工艺产生的费用、减少消毒剂残留与消毒副产物等优势发挥出来。这样才能为人体健康及生态环境带来更多的益处,也促进医院的健康、持续发展。
参考文献
[1]张颖.膜生物反应器用于处理医院污水[J].中国给水排水,2010(2):83-85.
[2]程磊.MBR工艺处理综合医院污水[J].四川环境,2010(50:60-63.