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1.前言
近几十年来,城市污水处理技术不断发展,市政污泥是污水处理后的产物,是一种由菌胶团(包括细菌、真菌、原生动物等)、无机颗粒等组成的复杂的非均质体。污泥量通常占污水量的0.03%~0.05% (质量),目前我国污水处理量和处理率虽然不高(45%),但城市污水处理厂每年产生的干污泥大约180万吨,换算成含水率80%污泥为900万吨,预计未来五年内还在不断增加,每年将产生含水率80%污泥为2700万吨。而且市政污泥具有体积大、不稳定、易腐败、有恶臭的特点,若不妥善处理,任意排放,将引起严重的二次污染,所以,这些数量巨大的市政污泥成为我国每个城市面临的难题。高效脱出占污泥含量50%以上的水分,成为经济、高效处理市政的关键环节,而污泥脱水是污泥处理中费用较高,机理最不清的过程之一,国内现有的污水处理厂对污泥脱水基本是浓缩加机械脱水,一般含水率只能降到80%左右,本文将介绍一种通过对市政污泥在常温下改性,再采用机械脱水、破碎可使污泥含水率达35%以下的新技术。
2.污泥中的水分
市政污泥中含有大量的水分,是污泥的共性,对于有机性污泥的含水率还与污泥稳定性有关,污泥含水率随有机物含量的增加而升高,含水率80%的污泥因其有大量的水份,从而带来以下问题:①堆放占地面积大;②不便于运输并导致运输成本高;③渗滤液极难处理因而不能直接填埋;④易产生恶臭并孳生蚊蝇等环境污染问题;⑤对后续处理与处置带来很大的负担,所以,降低污泥含水率是污泥处理处置的第一道工序,是所有污泥处理中的重中之重,经过脱水处理后的污泥其体积大大减少、达稳定化,易与开展综合利用。
图1污泥中的水分结构图
污泥中的水分大致分为四类(图1):污泥颗粒间的间隙水,约占70%;毛细结合水,约占20%;污泥颗粒的吸附水及内部水,约占10%。现在污水处理厂采用的带式脱水机或离心脱水机只能将污泥含水率降到80%左右。污泥中水分怀污泥颗粒结合的程度由大到小的顺序为:内部水〉吸附水〉毛细结合水〉间隙水。
所以,污泥脱水以最大限度降低其含水率是污泥处理处置的关键,本技术提出一种在常温的条件下将部分间隙水和毛细结合水脱出的新方法,使污泥含水率降到50%以下。
3. 市政污泥常温脱水新技术
3.1技术原理
通常情况下,含水率为80%的物质应该是流体状态,是完全可流动的物质,但是,市政污泥经过污水处理厂离心机或带式脱水机脱水后,污泥的含水率仍有80%时,污泥呈现为固体或半固体状态,所以,本技术认为含水率80%左右的污泥呈“固体”状态是一种“假象”,在污泥中加入污泥改性剂改变水分子和污泥颗粒的形成的特殊结构,破坏污泥的胶态结构,减少泥水间的亲和力,即破坏部分间隙水、毛细结合水和污泥颗粒形成的特殊结构,从而改善污泥的脱水性能;在不明显产生“增量”的前提下,可使其还原为流体状态,再经压滤脱水,可使其含水率降至50%以下,再经破碎可达35%以下,实现污泥的脱水。
3.2污泥的脱水性能指标
污泥脱水性能是指其脱水的难易程度,不同种类的污泥,其脱水性能不同,即使同一种类的污泥,其脱水性能也因污水处理厂不同而异,无论是何种污泥,一般衡量污泥脱水性能的指标主要有二,一个是污泥的比阻(R),另一个是污泥的毛细吸水的时间(CST),目前实际应用中基本采用CST作为污泥脱水性能指标。本技术经过大量的实验证明,认为对于经污水处理厂脱水后的含水率为80%的污泥,应采用比阻(R)作为污泥脱水性能指标,比阻(R)能较准确地反映污泥经本技术改性后的压滤脱水性能。
3.3工艺流程
将含水率为80%的市政污泥用皮带输送机送到污泥改性装置中,污泥改性装置为设有搅拌器的可密封的容器,搅拌器可根据污泥的阻力自动调速,然后在污泥改性装置中加入NaOH、脱臭剂等混合溶液,NaOH等混合溶液加入量为含水率为80%污泥重量的5%,在污泥改性装置中对污泥进行改性,使污泥由原来的固体或半固体状态还原成可流动的流体状态完成改性,污泥的改性时间为15分钟,再将改性后的污泥送到储存料仓中,再由储存料仓用泵将污泥输送到隔膜板框压滤机中,进行压滤脱水,经过50分钟的挤压脱水,打开隔膜板框压滤机卸泥饼,泥饼的含水率可达50%以下,再经破碎、稳定化后形成可用于土壤改良或建筑行业用土质原料含水率达35%以下。见图2为污泥改性后由原来的固体状态还原为流体状态图片,见图3为污泥脱水破碎后图片。
图2污泥改性后状态 图3污泥脱水后破碎
3.4污泥改性脱水达含水率下污泥的特点
(1)经改性剂和除臭剂处后基本无臭味。
(2)加入水中不会还原成泥状,不溶于水,不吸水。
(3)污泥热值基本没有改变。
(4)污泥饼容易机械破碎,破碎的同时水分极易蒸发,可使泥饼含水率由50%降到35%左右土状。
(5)脱水后的污泥饼不会与滤布粘在一起,所以泥饼很好卸,挤压脱水机不需要每次都冲洗。
(6)污泥脱水后重量减少60%,体积减少75%。
(7)不孳生蚊蝇。
3.5 清洁生产
本技术对环境造成二次污泥比较小,在污泥脱水过程中无臭味和废气产生、也没有固体废弃物产生,设备噪声较小,不需采敢防噪声措施可达国家相应标准,在污泥脱水过程中只有污泥脱水时产生的压滤水,其成分与污水处理厂离心脱水机脱出的水质基本一样,可排回到污泥水处理厂进行处理。
4.结论
污泥脱水是污泥处理处置过程中的一个重要环节,市政污泥经过本技术脱水后,为污泥的后续处理和污泥的资源利创造了有利的条件,根据我国《城镇污水处理厂污泥处置》标准,市政污泥含水率在40%以下,可以用于园林绿化、土壤改良、制砖、制陶粒、焚烧等利用,通过对国内外城市污泥处理技术的比较,经过理论分析和试验工程验证,本技术是目前最简捷、最节能的市政污泥脱水新技术,为城市污泥处理开拓了一条新路,具有工艺流程短、处理规模大、对环境二次污染小、占地面积小、投资少等优点,本技术已应用于实际污泥处理工程中,对经济效益和环境效益均做出了一定的贡献。
参考文献
[1]金儒林,刘永。污泥处置。北京:中国建筑工业出版社,1982
关键词 陕西污泥;土地利用;最终发展方向
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)19-0153-02
陕西目前的供水形势比较严峻。西安市作为一座现代化的国际化大都市,历史上国人耳熟能详的八水绕长安的美誉今天几乎徒有其名。同样,随着人们对环保的重视和投资,城镇污水处理能力正在快速增长,污泥产生量也持续增加,污泥能否得到妥善的处理处置,直接关系到环境安全和公众健康。
据统计,截止2013年6月底,陕西省共有105家污水处理厂,最大设计日处理能力37.5万立方米,最小日处理能力0.15万立方米,总设计处理规模349.5万立方米/日,实际总处理污水量为239万立方米/日。今年西安市还将新建六个污水处理厂。全省每年的污泥产量约44万吨,只有7%的污泥进行了生化和无害化处理,其他93%进行了填埋。
国家发改办环资[2011]461号文件针对污泥处理和处置工作重点提出:一要提高认识;二要全面部署;三要积极示范;四要定期总结。在扎实推进污泥处理处置工作别提到五点:统筹制定规划;合理选择技术;加快设施建设;规范运营管理;加强监督检查。
国家城建部、环保部、科技部在2009年颁布了《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》,明确提出各地住房城乡建设、环保和科技行政主管部门应密切合作,加大投入,加强污水处理厂污泥处理处置新技术研究开发和推广转化工作。
1 陕西省目前污泥处理现状及监控措施
污泥富集了污水中的污染物,含有大量的氮、磷等营养物质以及有机物、病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质,不经有效处理处置,将对环境产生严重的危害,日益成为困扰我国城市环境的主要难题之一。
我国城镇污水厂也只是实现了污泥厂内初步减容,未实现稳定化,后续安全处置与监管不到位,导致了会给水体和大气带来二次污染。
为防止二次污染,西安市环保局早在2010年11月,下达了关于城市污水处理厂污泥处置有关问题的通知,通知要求个污水处理厂的污泥,在贮存,转移、处置等过程中务必按照国家级行业标准执行,干化使污泥含水率≤60%后进行卫生填埋处置,同时各污水厂务必建立严格的管理制度和记录台账,包括处理量、运输及处置方式等,半年进行一次泥质监测,对危废进行专业化处置,对违规和违法行为进行严厉查处。
我国的污水厂建设及运行“重水轻泥”现象比较普遍,投资不到位,运行主管部门对污泥的厌氧消化稳定功能存在认知差异,政府默许了未稳定化处理的污泥可进行卫生填埋,片面追求“沼气回收量”的经济效益,行业中缺乏政策性的控制指标来约束。加之陕西省新的城镇污水排放标准的实施,使绝大部分污水处理厂面临提标改造的问题。因资金问题,提标改造工作明显滞后,应急设施到位率较低。部分污水处理厂缺少双回路用电系统,同时部分污水厂管理企业并无运营资质。随着提标改造项目的实施,各污水厂的污泥产量还将成0.5-1倍增加。
作为主管部门,对污泥是废弃物还是资源意见分歧较大。污泥的处置面临安全处置和资源化利用双层选择。而一方面污泥处置投资过大,经济利益难以实现,另一方面还存在建设、环保、林业、农业多部门多关系的协调问题,我国的污泥性质较差,主要表现在低有机质、高含沙量、高重金属,极大影响了污泥资源化的经济效益。无形中促成了地方政府只能采用最简单的临时性手段来解决污泥问题。
2 污泥处理处置技术及问题
污泥处理的优先顺序应该是减量化、稳定化、无害化、资源化。
1)污泥处理的技术主要有:污泥浓缩、污泥稳定、污泥脱水、污泥干化焚烧、污泥卫生填埋、污泥直接干燥和造粒、污泥发酵堆肥技术等。
对于污泥的稳定化处置量正在逐年增加,但同时污泥处理与处置成本也在成倍增加,同时存在水质和环境的二次污染隐患。
泥脱水后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题,污泥中含有大量植物生长所必需的肥分(N、P、K)、微量元素及土壤改良剂(有机腐殖质)。故污泥农田林地利用是最佳的最终处置方法。但污泥中也含有对植物及土壤有危害作用的病菌、寄生虫卵、难降解有机物、重金属离子,甚至可能含有一些致癌物质,我国有大量工业废水进入污水处理厂,污水中重金属离子约有50%以上转移到污泥中,污泥中的重金属离子含量一般都较高。
2)西安建筑科技大学刘新安[王社平]利用西安市四个污水处理厂污泥的理化性质对《西安市城市污水处理厂污泥在市政园林绿化中的应用研究》进行污泥堆肥过程中营养物质及重金属形态的变化分析,主要研究结果如下:①肥效成分和速效养分含量适中,有机质含量及氮、磷含量与传统有机肥如猪粪、牛粪相当;②经过好氧堆肥后,污泥的理化性质趋于稳定,速效养分含量增加、重金属生物有效态含量不同程度地降低;③不同植物对污泥肥料生长响应不同;④不同植物对重金属的吸收能力不同。⑤淋溶试验表明,过量污泥施用于土壤存在较大的氮、磷淋溶风险,若大量施用而不经有效控制可能造成地表水和地下水的二次污染。
3)西安交通大学利用污水中的重金属和BOD等还原性有机物进行的电极研究,污泥超声波破解、污泥高温高压热水解、污泥与有机物协同消化抑制生物燃气、污泥协同焚烧、物泥磷回收等新技术目前正在试验阶段。由于技术力量的限制,大多数利用市政污泥技术属于开发与研制阶段。
4)由于陕西的污水处理厂分布广泛,污泥的集中统一处置比较困难,难以形成规模化处置。配套资金和政策扶持是政府面临的较大难题,企业无力解决。
3 国外污泥处置的现状和经验
国外发达国家从国家层面上目标明确,认识清楚,政策体系完善,在污泥处置上予以一定的支持和保障,从而使污泥处理处置得到了较好地解决:
在发达国家污泥处理处置的运行成本和投资成本与污水处理成本相当,污水厂在规划时已经考虑到污泥的稳定化、无害化处理。从法律层面上把污泥定义为资源而非废弃物,并通过技术开发和政策扶持鼓励和强化对污泥进行资源化利用。
而且从2000年开始,欧洲已对污泥填埋征收填埋税,直至完全禁止填埋。
4 陕西市政污泥处理与处置的最终发展方向
我国存在严重的“重水轻泥”现象,污泥处理技术落后,设计水平低,污泥处理处置状况混乱,大多数城市总体规划缺少污泥处理处置内容,更无专项规划。但可借鉴发达国家的成功经验,利用过巨大的市场优势与科技力量,将污泥的资源化、能源化技术发展到一个新高度。陕西同样如此。
我们必须避免扩大对污泥资源化和技术路线的两大误区,污泥的资源化必须综合考虑,不能简单认为污泥就是资源,一方面我们强调向污泥要资源要能源,另一方面,低碳经济和无害化处置减少了温室效应和环境污染,其产生的环境和社会效益是不可估量的。
2013年1月23日西安市环境保护局、水务局印发了《西安市污水处理厂污泥运输管理办法》(试行)的通知,通知严格要求了污泥运输务必实行转移五联单制度。从而从源头、运输途径、最终处置方式等方面全面掌控。
同时陕西污泥处置工作更应加强建设、环保、林业、农业部门的监管和协作,正确评价环境风险与可操作性,提出真正适合国情和省情的处置标准和规范。未来污泥的土地利用、热解、协同焚烧及建材利用才是污泥处置的最终发展方向。
陕西境内地级以上城市及西安市以污泥资源化为主,其他县乡级主要以无害化、稳定化为主,同时准备未来资源化建设。
5 几点建议
1)运营监管上把污泥的稳定化和无害化纳入污水处理厂的考核范畴,陕南陕北污水处理厂建设起步较晚,必须明确要求,处理能力2万吨以上的老厂限期整改。在法律上明确污泥处理与处置的主体责任。
2)政府积极参与并鼓励扶持、引导支持企业从事污泥处理处置工作,以财政补贴、税费减免等经济杠杆来促进污泥处理与处置的市场化发展,同时加强配套投资与高效核查管理。随着污水处理行业专业化运营企业的介入,政府更多的精力可投入到监管职责中。
3)加大科技投入和校企合作,为新技术的开发和应用提供工作平台,采用合适的技术路线,因地制宜,综合利用。
参考文献
[1]李志有.全省57家污水处理厂超标排污[EB/OL].西部网,2013-3-14.
一、 城市污水处理的重要性
为保障我国社会经济的可持续发展,实现城市污水资源化,为未来经济发展创造新的经济增长点,我国有关部门相继出台了如:《国务院关于加强城市供水节水和水污染防治工作通知》(国发[2000]36号)、《国务院关于国家环境保护“十五”计划的批复》、《国家计委、建设部、环保总局关于推进城市污水、垃圾处理产业化发展的意见》等重要文件和《水法》等法律法规。浙江省环境污染整治工作会议上有明确指示,要通过“811”环境污染整治行动,促使全省环境质量稳步改善;创建国家卫生城市有明确规定,污水必须达标处置。浙江省环保局、建设厅、发改委等九部委浙环发[2008]67号联合发文《关于浙江省污水处理设施污泥处置工作实施意见》的通知中也明确规定,污水必须达标处置。浙江省生态省建设将生态环保指标纳入地方党政领导班子和领导干部政绩考核内容,规定污水处置要达到国家倡导的四化处置,如不达标,实行一票否决制,直接影响地方党政领导班子的政绩。国务院副总理曾培炎在全国水污染防治工作会议上指出,水污染问题已经成为制约经济发展、危害群众健康、影响社会稳定的重要因素,必须痛下决心加以解决。
1、 城市污水
城市污水是城市地区范围内的生活污水、工业废水和径流污水的总称,它通常是城市管
渠汇集排入水体。城市污水中含有有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等极其复杂的非均质体, 有臭味,大量病原菌、寄生虫卵以及铬、汞等重金属和多氯联苯、二英等难以降解的有毒有害致癌物。随着城市化水平和人民生活水平的提高,城市生活污水排放量迅速增长,大量污水未经处理直接排入江河湖泊,影响水文条件和土壤条件, 给环境造成二次污染,危害突出,进而直接危害人类的生命和健康。
2、 城市污水厂
建立城市污水厂,对城市污水进行集中处理,而集中处理城市污水有两方面的好处,一是城市污水经过集中处理后,使城市水环境和江河、湖泊的水污染大大改善,从而提高人民的健康水平和环境质量;二是城市污水集中处理设施出水的水质,符合按照国家规定或者地方规定的污染物排放标准,经环境保护部门抽测检查,按照对水质的不同用途,可有效地利用水资源,从而进一步保护水资源,发展经济。
二、我市城市污水的现状
1、我市污水处理厂的现状
目前,我市建城区共有污水处理厂9座,其中城镇生活污水处理厂4座,分别为定海污水处理厂、小干污水处理厂、白泉污水处理厂、展茅污水处理厂;工业废水集中处理设施5座, 分别为海洋生物园污水处理中心、海氏集团污水处理厂、国际水产城污水处理厂、朱家尖污水处理厂、金塘(在建)等污水处理厂,污水处理能力为 8.5 万吨/日;各企业自建的污水处理厂6座,分别为海力生集团、海洋渔业公司、兴业公司、欧华造船厂、万邦永跃、造船厂等,合计污水处理能力约为 1.5 万吨/日;舟山市建城区2010年总污水处理能力达10万吨左右。另加,岱山县有污水处理厂1座,处理能力为 1万吨/日;嵊泗县有污水处理厂1座,处理能力为7000吨/日。
2、城市污水管网的现状
现定海城区已建成并投产污水管网214897米,提升泵站9个;临城新区已建成并投产污水管网47516米,提升泵站9个,计划今年新增12365米管网和1个提升泵站;普陀区污水管网分南北两线,其中北线已投产,管网长13000米,配有2个提升泵站,南线正在施工安装中,预计年底前可投入使用,含管线10600米和提升泵站4个。
三、当前存在的主要问题
1、协调机制不健全
舟山市定海、临城、普陀城区的污水管网和泵站是由城建系统的市政园林局管理,污水处理厂由市水务局辖下的市污水处理有限公司管理;市政园林局只负责污水管网和泵站的运行,并不负责进水水质。如企业的排污管私接城区污水管网,并不需要办理任何手续;当企业偷排超标污水时,由于排入的污水超出设计处理能力,导致污水厂出厂水不达标。污水处理部门无权对企业进行查处,形成管理上的“缺位”,而环保部门会对污水处理厂开出“巨额罚单”。 污水处理厂的稳定运行是我市创建国家卫生城市和主要污染物减排的重要保障。由于协调机制的问题,今年7月,我市因“创卫”的需要,市政园林局利用海水冲河道,在清洁城区河道的同时,海水数次通过污水管网进入定海污水处理厂,导致厂区严重受污染,活性污泥菌大量死亡,出厂水超标,经济损失上百万元。
2、进水水质不稳定
定海污水处理厂、普陀小干污水处理厂是处理城市生活污水的,设计进水水质COD浓度200-400之间,由于定海、临城、普陀城区的污水管网和泵站不是市污水公司管理和运行,所以对污水的进水水质难以控制,当进水水质COD低于或高于设计能力时,微生物活性污泥菌群难以对污水中的有机物进行有效分解,进而影响出厂的水质。
3、污水处理量不足
定海污水处理厂处理能力4万吨/日,现污水收集每日只有2万多吨, 污水收集率不足55%;远远低于设计能力,主要原因是我市污水管网系统建设滞后于城市整体发展,老城区污水管网陈旧,如八十年代的“瓦桶”材质的污水管被广泛应用,由于地面的沉降和老化导致污水管破损、断裂、开流,加之与新的设施不配套,使污水渗漏在土壤中,造成污水收集率不高,污水厂污水处理量不足,而靠污水中的有机物当粮食的污水处理厂的微生物活性污泥菌群将因缺粮而严重“营养不良”呈“亚健康”状态。
4、中水回用不充分
污水处理事业从环境保护来说是造福人民,但将处理过的水放入江河,那只是工作的一半,如果将处理水回用,工作才完整,才能达到完全经济效益。如此,从全面和长远利益来看,污水回用是用水发展的方向趋势。 我市目前在建设泵站和敷设管道将定海污水处理厂的达标水引回城区,用之冲定海河道,工程预计今年10月底竣工。但是,这仅仅是达标水,并不是中水回用,进一步处理的水才是中水。
现在,污水处理后的中水得不到充分利用。(农业灌溉、工业回用、市政用水、地下水回灌、居民卫生用水和杂用水等)
5、污水处理费偏低
由于我市财政资金紧缺,加之收费标准低,导致我市近几年污水处理系统一直处于低位运行状态。我市目前污水处理费征收标准为:居民用水0.60元/立方米,机关、企事业单位用水0.80元/立方米,企业用水1.00元/立方米,随自来水费一起征收,平均价不到0.78元/立方,远远低于全省1.2元/立方米。而我市污水的实际运行成本达2.2元/立方米,按目前的收费标准已不能满足行业管理、维护、运行及建设贷款资金的支出,存在巨大资金缺口。
6、污泥处置方式不当
污泥的处置问题是我国许多城市也是我市面临的难题,随着城市的发展和城市人口的不断增加,工业废水与生活污水的排放量增多,污泥产出量也迅速增加,污泥处置的矛盾日益突出,预计到2010年舟山日产污水11万吨,按1万吨污水产污泥9吨计算,总日产污泥将达100吨左右。我市目前处置污泥的方式主要是卫生填埋和制作空心砖。卫生填埋方式,由于污泥经机械脱水后的含水率仍然较高(75―80%),进入填埋场后,渗滤液容易堵塞导排系统,还会给垃圾推平、压实、覆盖等填埋作业造成困难;制作空心砖的方式是对污泥进行脱水、除臭、去重金属等处理后,直接生产建筑砖产品。但是,由于技术成熟度不高,环境保护措施欠缺,不能有效去除污泥含有的大量有毒有害致癌物。另外,小型污水处理设施企业的污泥浓缩后没有经过有效处理,任意在荒山及偏僻处倾倒,容易给四周环境造成二次污染,尤其在雨天,污泥中含有的各种有毒有害物质经雨水的侵蚀和渗漏会污染地下水,影响水文条件和土壤条件,潜在的环境风险突出。
四、建议与对策
1、协调机制
建议我市组建排水管理处, 贯彻执行国家有关城市排水方面的法律、法规及方针政策,在有关上级部门的统一领导下,出台排水管理条例,对排入城市排水设施的排水户发证并对水质、水量进行监测、监督和管理,负责城市污水处理工程建设资金的管理,筹建新建污水处理厂,负责市区回用水管网的设计、施工并保证回用水的供应,开展城市排水设施的设计、施工等任务。市污水公司更名市排水公司,负责城市排水管网、加压泵站、污水处理厂的一体化管理,确保安全正常运行,确保出厂水水质达标,对县、市、区的城市排水工作进行业务指导。
2、进水水质
一是对城区各泵站设立在线监测系统,严格控制污水的进水水质,二是加大对辖区企业的环境监察力度,增加对辖区企业污水排口的监察监测, 认真排查原因,敦促环保部门根据监测结果,对有关超标排污企业依法予以处罚。
3、污水处理量不足
政府投入资金对定海、临城、普陀老城区的污水管网进行翻新或修复,新建污水管网必须实行雨水污水的管网分离,以加快提高我市污水收集率。
4、再生水回用
建议通过加大资金投入对城市生活污水进行再处理,使之达到相应中水使用标准后,成为多种用途的水资源,可在很大程度上缓解水资源的紧缺状况。同时,应该加大宣传力度,完善相应法规和完整的中水水价体系,将中水回用纳入城市用水的综合规划,鼓励建设水回用设施,提高人们的中水回用的意识,促进中水事业的发展。
5、污水处理费偏低
建议政府应给予污水处理行业优惠的政策,银行降息、帖息、免息,或者市财政根据运行费的差价进行补贴,全面足额开征污水处理费,标准不低于1.20元/吨,以保证污水处理工作能保本微利正常运行。
6、污泥处置问题
本文分析了我国城市污水处理的现状及问题,并提出了相应的解决方案。
【关键词】
城市污水处理;问题;解决方法
一、污水处理现状
由于城市污水水量大,需要投入大量絮凝剂,因而其处理效果和运行成本的关键在于所投加的絮凝剂。无机絮凝剂中尤以硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铁以及石灰等应用较为广泛。
随着工农业生产的迅速发展以及城市化进程的加快,含有高浓度氮磷物质的生活污水、工业废水和农田地表水径流汇入湖泊、水库、河流和海湾水域,使藻类等植物大量繁殖,导致水体的富营养化。富营养化的水体含有大量的硝酸盐和亚硝酸盐,长期饮用严重危害人类健康。因此,对城市污水进行脱氮除磷处理成为当今污水处理的一个研究热点。常用的污水处理方法以物理法、化学法和生物法为主。物理法和化学法过程复杂、成本较高,对环境容易产生二次污染,再生方法不完善,只适合中小水量使用,难以推广应用。而生物法适用范围广,投资及运转成本低,操作简单,无二次污染,处理后的废水易达标排放,已成为脱氮除磷常用的处理方法。实践经验表明,生物脱氮除磷工艺是消除水体富营养化的有效方法,正在广泛应用于各种污水处理系统之中。
二、我国城市污水处理存在的问题
尽管近年来我国城市污水处理发展很快,城镇生活污水处理率也有较大提高,但目前还存在着以下几方面的问题:
(1)污水处理设施运行负荷率有待进一步提高;
(2)总体处理能力偏低,地区分布不平衡;
(3)污水资源化率低,污泥利用率不高。
三、解决城市污水问题的处理方法
城市污水处理工艺合理性要考虑处理规模、污水水质、尾水排放水域的水环境功能、污水处理厂所在城市的社会经济发展水平等诸多因素。
污水处理厂接纳的污水主要为城镇居民生活污水和城区工业企业经过预处理的工业废水,或虽未经处理但水质较好的的工业废水。无论何种工业废水,其水质均应达到《污水综合排放标准》中的规定允许值后,方可进人城镇污水处理厂进行处理,严禁有毒有害污染物的工业废水进人污水处理厂。在评价污水处理工艺时,必须对进入污水处理厂的污水水质特性,污染物构成进行详细调查或测定,作出合理的分析预测。如各类工业废水的比例、排放规律、污染物构成及主要污染物浓度等,对污水的可生化性指标。能否采用生物脱氮技术的指标和能否采用生物除磷工艺的指标进行评。
(一)污水处理工艺选择
具体来说,污水处理工艺选择要符合以下一些基本原则:
(1)对污水水质变化适应能力强,出水水质稳定达标;
(2)处理流程合理,工艺技术先进,设备效率高;
(3)占地面积小,工程总造价低,运行成本低;
(4)污泥产生量少,易于处理或再利用;
(5)维护管理简单,操作运行可靠,数据收集处理完善。
(二)污水的处理方法
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,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。
2、生物膜法
在污水生物处理的发展和应用中,活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物,主要特点是微生物附着在介质滤料表面,形成生物膜,污水同生物膜接触后,溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2OCOA2NH3和微生物细胞物质,污水得到净化,所需氧化一般直接来自大气生物膜法采用的处理构筑物有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化设备和生物流化床等。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高耐冲击负荷性能好,产泥量低占地面积少便于运行管理等优点,在处理中极具竞争力。
3、污水回用
城市污水处理应考虑与污水资源化目标相结合,城市污水作为城市第二水资源,回用于工业及市政清扫绿化,是解决水资源紧缺的一条有效途径,在考虑污水处理厂规划建设时宜同步规划污水回用工程的建设。在进行污水回用工程评价时,需分析回用水的利用途径、可行性和因此产生的环境问题。城市污水处理厂污水回用的途径是多方面的,大致可分为农业用水(包括林、牧、渔业)、城市杂用水、工业用水、环境用水和补充水源水。当作为农业用水、环境用水和补充水源水时,应对可能产生的地面水、地下水、土壤及生态环境的影响作进一步的分析。
四、结束语
从目前我国城市污水处理技术的现状以及污水处理中存在的问题来看,还需继续重视污水处理工作,加大对污水处理设施的投入,拓宽城市污水处理设施建设的投资渠道,提高污水和污泥的资源化程度,合理控制城市污水处理厂建设的规模。
参考文献:
[1]周雹.国内外城镇污水处理技术概况[J].天津市政设计,2011.
关键词:城市污水;MBBR;调试启动;运行
沈阳市南小河污水处理厂位于蒲河新城西南,主要处理该区西南部食品加工企业生产生活废水。该污水厂采用移动床生物膜反应器(MBBR)工艺,2005年建成投产以来,运行稳定,出水达标,有效改善蒲河水系蒲河新城段水体质量。
1.工艺设计
1.1 工艺流程
南小河污水处理厂来水主要是蒲河新城内部分食品加工企业的生产废水和其办公区内日常生活所产生的废水,其中以当地啤酒加工企业和乳制品加工企业的生产废水为主。来水水质变化波动大,B/C在0.4以上,可生化性能较好。流程如图1。
图1 工艺流程图
1.2 工艺设计说明
来水经格栅去除漂浮杂物和大粒径悬浮物经提升后靠重力自流通过后续处理单元,最终排至南小河。一级物化处理包括细格栅、旋流沉砂池等,粒径大于5mm的悬浮物分离出系统。
二级生化处理单元包括前置反硝化池、MBBR池、二沉池等。MBBR池内填充25%PVC圆柱形填料。生化系统前端设置反硝化段以加强工艺对N的除去效率,同时增强对大分子有机物的去除效率。
1.3 MBBR工艺原理
移动床生物膜反应器(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR),其主要原理是污水连续经过装有移动填料的反应器,在填料上形成生物膜,微生物大量繁殖,起到净化水质的作用。填料填充率依据水质情况而定。
2. 系统运行情况
2.1水质指标
南小河污水处理厂设计处理能力为1万m3/d,处理后排水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)二级标准。
2.2设计参数
设计HRT=4.4h,SRT=14.4d,Fw=0.27kgBOD5/kgMLVSS•d,Fr=1.07 kgBOD5m+•d,D=1:7,污泥回流比100%,消化液回流比200%。考虑到上游来水企业有乳制品加工企业,设计中加大了回流量。
生化单元分为南北两条处理线,缺氧池有效容积1080m3,好氧池2520 m3。二沉池为斜板二沉池,q=1.4m+/m2。
2.3调试启动
2005年11月该厂建成。承水实验后生活单元均注满清水,考虑到来水实际情况,选择自行培养活性污泥的方式进行启动调试。
该厂启动调试初期正直北方初冬时期,室外温度已降至零下,较低的温度对闷曝工作带来不利影响,生化单元泡沫较多。2005年12月来水平均温度为13.6℃,SV=75.2,MLSS=2689mg/L,进口平均CODcr=864mg/L,出口CODcr=47.4mg/L。
启动初期,污泥回流按100%进行回流,硝化液回流按100%回流。MBBR池内有明显的活性污泥出现,但填料上挂膜不明显,并有局部死角区域出现填料堆积。如上数据,污泥浓度偏低,污泥沉降比偏高,污泥指数偏低。
3.效果分析
3.1运行效果分析
日均进水量稳定在0.5万~0.6万吨/d,来水时有超标情况。但CODcr、SS去除效率较好,始终在90%以上。设计出口执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-200)二级标准,一般在来水不严重超标,出水CODcr浓度均小于50mg/L。
2006年初,上游企业超标排放,来水CODcr浓度严重超标。污水厂及时调整运行参数,按设计上线进行回流,因正处北方冬季,生化系统内污泥浓度始终较低。但来水经污水处理厂处理后各项生化指标仍可达标排放。
日均污水处理量、出水水质与生化系统控制参数范围如图3所示。
3.2经济性分析
污水处理厂工程总投资2000余万元。通过一年的连续生产运行,总结该厂来水CODcr浓度在700mg/L~1500mg/L,污泥回流比在10%,消化液回流比在50%,DO值在2mg/L,MLSS在3000mg/L时,处理效果最好,设备设施运行最为合理节能,吨水处理直接成本0.49元/m3。
4. 结论
MBBR处理中小型规模的城市污水对CODcr等污染物去除效果明显,去除率较高,可以取得满意的效果。污泥产量低,污泥回流量小,运行管理简单,节约运行成本,容积负荷高,占地面积小。北方冬季低温环境下运行稳定,出水达标,易于北方各高寒地区推广使用。
参考文献:
[1]王奕,张兴文,杨凤林.移动床生物膜反应器的研究及应用现状.环境治理技术与设备.2002,3(7):78~80