小城鎮(zhèn)污水處理廠升級(jí)改造技術(shù)分析

　　隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)環(huán)境污染問(wèn)題隨之出現(xiàn),主要表現(xiàn)在小城鎮(zhèn)污水處理率較低,各地區(qū)發(fā)展不平衡等方面。與大城市相比,中小城鎮(zhèn)建設(shè)污水處理廠還具有資金來(lái)源缺乏和管理技術(shù)水平低等約束條件,因此城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)選擇適合其水質(zhì)特點(diǎn)和地區(qū)特性的高效低耗處理工藝。處理規(guī)模確定的不合理是造成已建成污水處理廠不能正常運(yùn)營(yíng)的重要原因之一。江陰市第二產(chǎn)業(yè)的比重過(guò)高,工業(yè)中紡織印染、化工、冶金等傳統(tǒng)污染產(chǎn)業(yè)比重相對(duì)較高,分別占江陰市工業(yè)產(chǎn)值的27%、13%和11%,因此,需要針對(duì)江陰市小城鎮(zhèn)污水集中處理水質(zhì)特點(diǎn)及工藝的進(jìn)行研究,根據(jù)新的排放標(biāo)準(zhǔn),提出與改造相應(yīng)的技術(shù)組合思考,達(dá)到進(jìn)一步改善小城鎮(zhèn)污水處理效率的目的。
　　1、不同污水的水質(zhì)分析及處理設(shè)想
　　充分利用原水水質(zhì)的不同對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理,通過(guò)源頭的有效控制,合理發(fā)揮調(diào)節(jié)容量,為生化處理創(chuàng)造最佳條件,達(dá)到升級(jí)改造的要求。
　　1.1 不同污水的水質(zhì)分析
　　印染產(chǎn)生的堿性廢水和金屬制品生產(chǎn)產(chǎn)生的酸性廢水的中和混勻?qū)φ{(diào)節(jié)原水的pH起關(guān)鍵作用。印染產(chǎn)生的堿性廢水堿性很強(qiáng),一般都能用于印染企業(yè)鍋爐水膜除塵脫硫,一方面能降低煙道中的酸性氣體,另一方面煙塵中的碳粒能吸附堿性廢水中的有機(jī)物。同樣印染產(chǎn)生的原水COD濃度較高,利用電廠的煤渣可以吸附印染廢水的COD,可降低原水中印染廢水的COD濃度8%～25%。化纖廢水含有可溶和不溶有機(jī)物,可以在預(yù)處理中用隔油和氣浮的方式去除不溶有機(jī)物,除油和去除浮在水中的比重較輕的顆粒物,再用沉降方式去取比重比較重的顆粒物,同樣對(duì)金屬表面處理的含油廢水、化工廢水、塑料制品的廢水、造紙廢水等也可采用同樣或類(lèi)似的方法進(jìn)行預(yù)處理。皮革廢水含有硫化物和重金屬離子、氯化物、SS,預(yù)處理后的廢水原水中BOD5較高,有利于生化處理。
　　化工廢水水質(zhì)情況比較復(fù)雜,預(yù)處理也各不相同,對(duì)不可生化、難易生化和影響生化的化工廢水,要根據(jù)化工廢水特點(diǎn)合理調(diào)配進(jìn)水水量,特別是水質(zhì)復(fù)雜,含有影響生化的化工成份存在:例如含有強(qiáng)氧化劑、殺菌劑、高鹽份、高毒性的廢水應(yīng)進(jìn)入急事故排放池,盡可能不要接管處理。
　　1.2 不同污水的水質(zhì)混合控制及處理
　　對(duì)于含有酸和堿的接管廢水進(jìn)水,需要有應(yīng)急事故排放池,以防止由于酸堿瞬時(shí)濃度高而影響生化處理。印染、洗毛、造紙、皮革生產(chǎn)過(guò)程中,由于生產(chǎn)工藝的不同,其廢水排放存在周期性的變化,水質(zhì)水量變化太大不利后期的生化處理,利用周期性變化的規(guī)律合理調(diào)節(jié)水質(zhì)水量,對(duì)接管進(jìn)水水質(zhì)的混合進(jìn)行有效控制,能起到調(diào)節(jié)水質(zhì)進(jìn)水濃度和水量的作用,對(duì)后期的生化處理才能穩(wěn)定運(yùn)行。化工廢水由于所含成份復(fù)雜,往往BOD5很低,尤其預(yù)處理已有物化和生化的化工廢水,對(duì)后期生化處理更帶來(lái)負(fù)面影響,而且其COD濃度變化很大,特別是水質(zhì)復(fù)雜,含有影響生化的化工成份存在:強(qiáng)氧化劑、殺菌劑、高鹽份、高毒性的廢水,因此也需要有應(yīng)急事故排放池,合理調(diào)節(jié)和控制進(jìn)水水質(zhì)水量,合理配好進(jìn)水水質(zhì),才能便于后期的生化處理。
　　金屬氧化和含有重金屬的廢水,由于重金屬離子影響生化處理,預(yù)處理去除重金屬離子也很重要,控制住接管水的重金屬離子有利于生化處理。生活污水和畜禽養(yǎng)殖業(yè)等一些含有BOD5較高的廢水,對(duì)生化處理有利,能起到平衡水質(zhì)B/C的作用。對(duì)于物化處理和一級(jí)生化處理后的水質(zhì)中BOD5含量較低,通過(guò)合理調(diào)配生活污水等BOD5含量較高的接管水量,對(duì)后期的生化處理能起到關(guān)鍵作用。生活廢水在城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)建設(shè)中集中提升后直接排進(jìn)一級(jí)生化出水池,直接配入二級(jí)生化池中進(jìn)行生化,通過(guò)提高二級(jí)生化污水中的B/C,有利于二級(jí)生化的處理。
　　2、小城鎮(zhèn)污水深度處理工藝的選擇
　　目前活性污泥工藝在城鎮(zhèn)污水處理廠中得到了廣泛的應(yīng)用,如傳統(tǒng)活性污泥及其改進(jìn)工藝A/O,A2/O或者倒置A2/O,氧化溝、交替式氧化溝、一體化氧化溝等,SBR工藝等,它們已經(jīng)成為城市污水處理的主流工藝。中小城鎮(zhèn)污水的升級(jí)改造深度處理可采用淹沒(méi)式生物膜法、生態(tài)塘、人工濕地等工藝。確定中小城鎮(zhèn)污水深度處理工藝,應(yīng)該遵循下列原則:①工藝應(yīng)具備運(yùn)行可靠,運(yùn)行管理方便的特點(diǎn),②工藝應(yīng)具備投資省,運(yùn)行費(fèi)用低廉的特點(diǎn),③工藝應(yīng)具備較強(qiáng)的抗沖擊能力及靈活的運(yùn)行方式。
　　2.1 水解-好氧生物處理工藝
　　水解-好氧生物處理工藝在小城鎮(zhèn)污水處理中具有高效、節(jié)能、投資低廉等顯著優(yōu)勢(shì),無(wú)疑在中國(guó)中小城鎮(zhèn)污水處理中具有良好的應(yīng)用前景。通過(guò)實(shí)踐與資料整理得到:當(dāng)生活污水工業(yè)廢水各占一半時(shí),水質(zhì)成分復(fù)雜,BOD5/CODcr為013～014,是較難生化降解的廢水。這時(shí)的處理工藝為:原水→水解池→曝氣池→二沉池→出水。水解池停留時(shí)間215h～315h,曝氣池4h～6h,試驗(yàn)期間進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大,CODcr177mg/L～330mg/L,系統(tǒng)最終出水CODcr平均49mg/L,BOD25mg/L,SS17mg/L,出水完全達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)用氣量比傳統(tǒng)工藝減少70%,“水解-好氧”工藝產(chǎn)泥量比傳統(tǒng)工藝減少30%～40%。“水解-復(fù)合好氧生物處理工藝”相對(duì)傳統(tǒng)“水解-好氧”工藝提高了好氧段生物量及曝氣傳質(zhì)速率,加快了系統(tǒng)的去除速率,使得這一工藝在近些年得到快速發(fā)展。
　　“厭氧水解-高負(fù)荷生物濾池”組合處理工藝便是其中有代表性的一種,該工藝采用厭氧水解濾池取代傳統(tǒng)的初沉池作為預(yù)處理工藝,提高廢水可生化性,同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)高負(fù)荷生物濾池進(jìn)行了重要的技術(shù)革新,在提高處理效率的同時(shí)大幅度降低了建設(shè)投資和運(yùn)行能耗。厭氧酸化-高負(fù)荷生物濾池處理系統(tǒng)的CODcr去除率高達(dá)75%～85%,BOD5達(dá)85%～95%,SS達(dá)85%～95%。經(jīng)該系統(tǒng)處理后,CODcr小于55mg/L,BOD30mg/L,SS4mg/L～28mg/L,均可滿(mǎn)足城市污水一級(jí)處理的出水要求。此外,厭氧水解-高負(fù)荷生物濾池處理__系統(tǒng)的污泥產(chǎn)率明顯低于普通活性污泥法,污泥總產(chǎn)率的大幅降低意味著二次污染物數(shù)量以及污泥處理和處置費(fèi)用的大幅度降低。
　　2.2 BAF工藝
　　BAF工藝一般為固定床形式,通常用陶粒填料作為生物載體,具有生物氧化降解和截留SS的雙重功能,該工藝需周期性地反沖洗,以清洗濾池中截留的SS和更新生物膜,生物主體以固定相為主,另外BAF工藝之后一般不需再設(shè)二次沉淀池,該工藝適用于污水深度處理或低濃度污水處理。
　　2.3 SBF工藝
　　SBF工藝介于曝氣生物濾池(BAF)與活性污泥法之間。SBF工藝通常以彈性生物環(huán)填料、組合填料、軟性填料、球形懸浮填料等新型生物載體為主,SBF曝氣池生物主體以懸浮相和固著相兩種形式存在,后續(xù)工藝需要二次沉淀池進(jìn)行固液分離,該工藝可以處理不同濃度污水,運(yùn)行靈活穩(wěn)定。與常規(guī)活性污泥法相比,SBF工藝的特點(diǎn)有:①生物相多樣化且微生物量多,生物膜法單位體積內(nèi)的生物量有時(shí)可多達(dá)活性污泥的5～20倍,因此SBF工藝具有較大的處理能力,SS、BOD5、CODcr、和NH3-N的去除率高且剩余污泥的產(chǎn)量少;②耐沖擊負(fù)荷,對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,即使進(jìn)水中斷或工藝遭到破壞,性能亦不會(huì)受到致命的影響,恢復(fù)較快;③動(dòng)力消耗低,氧的利用率高,由于填料的擾動(dòng)使氣泡破裂進(jìn)而提高了充氧效率,故一般動(dòng)力消耗較活性污泥法要小;④土建費(fèi)用少,造價(jià)低,運(yùn)行管理方便。因此對(duì)于水質(zhì)成分相對(duì)復(fù)雜,水質(zhì)水量波動(dòng)相對(duì)較大的中小城鎮(zhèn),SBF工藝無(wú)疑是一種高效低耗的污水處理優(yōu)選工藝。
　　2.4 BLOAK污廢水處理系統(tǒng)
　　由于投資低廉、運(yùn)行可靠等諸多優(yōu)勢(shì),BLOAK污廢水處理系統(tǒng)這種新的高效低耗污水處理工藝逐步在中小城鎮(zhèn)污水處理工程中得到應(yīng)用。BLOAK屬于脫氮除磷生化處理系統(tǒng),采用低負(fù)荷活性污泥工藝和特殊的懸掛鏈?zhǔn)狡貧夤に?曝氣頭懸掛在浮筒鏈下,浮筒鏈橫跨一體化曝氣池兩岸,每條鏈可在一定區(qū)域運(yùn)動(dòng),曝氣器的波動(dòng)使其服務(wù)面積增大,使系統(tǒng)可以在低污泥負(fù)荷波浪式氧化工藝下運(yùn)行,通過(guò)簡(jiǎn)單的控制可在曝氣池中交替形成多重缺氧區(qū)和好氧區(qū),形成多級(jí)A/O工藝,實(shí)現(xiàn)多級(jí)脫氮以促進(jìn)硝化、反硝化反應(yīng)的進(jìn)行,使水中的污染物被微生物徹底吸收和分解,達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。該工藝曝氣池多采用土墻結(jié)構(gòu),可以因地制宜利用低洼地形,因而具備投資低廉、維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。
　　2.5 生物氧化塘、植物吸收人工濕地等新型技術(shù)的應(yīng)用
　　人工濕地處理工藝:目前,人工濕地污水處理系統(tǒng)已經(jīng)在中國(guó)得到了迅速發(fā)展。與常規(guī)活性污泥法相比,人工濕地利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物等協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)污水的凈化,具有投資低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、維護(hù)技術(shù)水平低和能耗低等特點(diǎn)。資料表明,人工濕地的工程造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用僅為傳統(tǒng)活性污泥法的10%～50%。因此,人工濕地在中國(guó)中小城鎮(zhèn)具有良好的應(yīng)用前景。按照系統(tǒng)布水方式的不同或水在系統(tǒng)中的流動(dòng)方式不同一般可分為自由表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直流人工濕地,各種人工濕地在中國(guó)各地都有應(yīng)用。人工濕地處理系統(tǒng)完全適于中國(guó)不同地區(qū)中小城鎮(zhèn)的水質(zhì)、水量波動(dòng)大的特點(diǎn),是極具發(fā)展及應(yīng)用前景的高效低耗污水處理工藝。
　　生態(tài)塘污水處理工藝:塘處理系統(tǒng)厭氧塘、兼性塘、好氧塘,凈化(或)熟化塘,大型水生植物塘,儲(chǔ)存塘等各種單元塘的不同組合。生態(tài)塘以太陽(yáng)能為初始能源,通過(guò)在塘里種植水生作物,并進(jìn)行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖,進(jìn)而形成人工生態(tài)系統(tǒng)。污水進(jìn)入生態(tài)塘中,其中的有機(jī)污染物被細(xì)菌和真菌降解,而其降解產(chǎn)物又被作為碳源、氮源和磷源,利用太陽(yáng)能,進(jìn)行新陳代謝過(guò)程,并從低營(yíng)養(yǎng)級(jí)到高營(yíng)養(yǎng)級(jí)逐級(jí)遷移轉(zhuǎn)化,最后轉(zhuǎn)變成水生作物如魚(yú)、蝦、蚌、鵝、鴨等產(chǎn)物,從而獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。由于生態(tài)塘工藝動(dòng)力費(fèi)用小,且無(wú)需進(jìn)行污泥處理,基建工藝流程:污水→格柵→沉砂池→斜板沉淀池→厭氧塘→多級(jí)兼性塘→最終凈化塘(養(yǎng)魚(yú)、養(yǎng)鴨)→農(nóng)田灌溉→補(bǔ)充地下水。如果土地面積寬?？梢钥紤]使用此工藝。
　　2.6 微生物絮凝劑的應(yīng)用
　　常規(guī)的生化處理已不能滿(mǎn)足COD的進(jìn)一步降低,一級(jí)生化出水后的深度處理,可以在一級(jí)生化出水進(jìn)行二級(jí)物化處理,加入絮凝劑后依次用煤渣、粉煤灰、陶瓷顆粒、硅藻土、活性炭為載體,對(duì)廢水進(jìn)行深度處理,其原理是利用各種固體顆粒的吸附功能和對(duì)廢水進(jìn)行深度處理。
　　生物絮凝劑和膜分離技術(shù)的應(yīng)用:微生物絮凝劑屬于天然高分子有機(jī)物(生物樹(shù)脂),是人們近年來(lái)利用生物技術(shù),開(kāi)發(fā)出的一類(lèi)由微生物在特定培養(yǎng)條件下生長(zhǎng)代謝至一定階段產(chǎn)生的具有絮凝活性的產(chǎn)物。可以使水體中不易降解的固體懸浮顆粒、菌體細(xì)胞及膠體粒子等凝集、沉淀的特殊高分子聚合物。它易于分離、沉降效率高、可降解,其降解產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)毒無(wú)害、不會(huì)產(chǎn)生二次污染、適應(yīng)范圍廣、具有很好的除濁__和脫色作用,是一種高效安全的絮凝劑。屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品,被人們稱(chēng)為第二代絮凝劑。主要由具有兩性多聚電解質(zhì)特性的糖蛋白、蛋白質(zhì)、多糖、纖維素和DNA等生物高分子化合物組成。
　　微生物絮凝劑在實(shí)際中的應(yīng)用主要有以下幾方面：
　　(1)污泥沉降性能的改善。在膨脹污泥中加入生物絮凝劑能有效地消除污泥膨脹狀態(tài),使污泥容積指數(shù)快速下降,恢復(fù)污泥活性。
　　(2)廢水懸浮顆粒去除。微生物絮凝劑可用于高嶺土、泥水漿、粉煤灰等水樣的處理。
　　(3)高濃度有機(jī)廢水處理。畜產(chǎn)廢水中含較高濃度的TOC和TN,采用合成高分子絮凝劑處理存在二次污染,采用微生物絮凝劑處理后,TOC、OD660均有顯著降低,濁度去除率也很高;染料分子難以生物降解,一般的化學(xué)絮凝劑效果不佳,而用微生物絮凝劑處理可達(dá)理想目標(biāo)。
　　(4)乳化液油水分離。
　　(5)發(fā)酵液后處理。發(fā)酵液常常呈現(xiàn)膠體狀態(tài),給過(guò)濾帶來(lái)困難,添加微生物絮凝劑可有效地實(shí)現(xiàn)發(fā)酵液中微生物的細(xì)胞分離。
　　(6)食品廢水處理。食品的廢水中往往會(huì)有多種可利用成分,需要回收再利用?？衫媚承U水產(chǎn)生絮凝劑,用于處理水產(chǎn)廢水,達(dá)到以廢治廢,變廢為寶的效果。此外,微生物絮凝劑還可廣泛應(yīng)用于城市污水、醫(yī)院污水、石化廢水、造紙廢液、制藥廢水等多方面的處理過(guò)程中。
　　2.7 膜分離技術(shù)的應(yīng)用
　　膜分離過(guò)程是以選擇性透過(guò)膜為分離介質(zhì),在外力的推動(dòng)下,對(duì)混和物進(jìn)行分離、提純、濃縮的一種分離新方法?？梢允枪滔嗄ぁ⒁合嗄せ驓庀嗄?。目前使用的分離膜絕大多數(shù)是固相膜。根據(jù)分離膜所受驅(qū)動(dòng)力的不同,分為壓力驅(qū)動(dòng)膜、濃度驅(qū)動(dòng)膜、電驅(qū)動(dòng)膜和熱驅(qū)動(dòng)膜,以壓力和濃度為驅(qū)動(dòng)力的膜分離技術(shù)主要包括微濾、超濾、反滲透、納濾、滲析、電滲析、滲透蒸發(fā)和氣體分離等。膜分離技術(shù)有著很明顯的優(yōu)點(diǎn):膜分離過(guò)程不發(fā)生相變,和其他方法相比能耗低,是一種節(jié)能技術(shù)膜分離設(shè)備本身沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,很少需要維護(hù),可靠度很高,操作十分簡(jiǎn)單;膜分離裝置簡(jiǎn)單、分離效率高,而且可以直接插入已有的生產(chǎn)工藝流程,不需要對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行大的改變。為達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)需要在短時(shí)間內(nèi)提高處理要求的,或者需要將排水作為回用的,結(jié)合一定的融資支持可以考慮用這種高效便捷的升級(jí)改造處理技術(shù)。