村镇日子污水处理现状及处理技术分析,乡村和乡镇面对的环境污染问题日益突出,村镇污水处理率较低的问题备受关注;村镇污水厂的进水有机物浓度较低,出水水质难以稳定合格。详细论述村镇污水厂的低浓度日子污水现象,分析了低浓度日子污水现象的成因及其损害,并主张依照如下
村镇日子污水处理现状及处理技术分析,乡村和乡镇面对的环境污染问题日益突出,村镇污水处理率较低的问题备受关注;村镇污水厂的进水有机物浓度较低,出水水质难以稳定合格。详细论述村镇污水厂的低浓度日子污水现象,分析了低浓度日子污水现象的成因及其损害,并主张依照如下3种情况别离处理:
1)采取系列措施防备低浓度日子污水现象的呈现;
2)将现有传统活性污泥法工艺改形成MBBR工艺;
3)关于尚未建成污水处理厂的区域,主张考虑SBR、生物转盘、生物触摸氧化、曝气生物滤池等工艺。
2014年以来,国务院先后印发了《国务院办公厅关于改善乡村人居环境的指导意见》(国发〔2014〕25号)、《国务院关于深化推进新式乡镇化制作的若干意见》(国发〔2016〕8号),以及《国务院办公厅关于立异乡村基础设备投融资体系机制的指导意见》(国办发〔2017〕17号)、《乡村人居环境整治三年举动计划》,均明确指出加快乡村环境综合整治,加强乡村污水搜集处理设备制作。
在乡村和乡镇污水处理设备制作不断推进的一起,许多地方暴露出进水有机物浓度过低的问题,严重影响了污水处理设备正常运转作用,且并未得到研究人员的充沛重视。为防止低浓度日子污水进一步影响污水处理厂(站)规划处理才能的正常发挥,本文就这一问题进行了讨论,提出了相应的应对策略,关于低浓度村镇日子污水的处理具有必定的指导意义。
1 低浓度日子污水现象
低浓度日子污水,主要是指污水处理厂(站)进水有机物浓度低于典型日子污水的有机物浓度,即ρ(COD)<250 mg/L、ρ(BOD5)<100 mg/L[1]。我国村镇污水处理厂(站)、城市污水处理厂均存在低浓度日子污水的现象。
例如,就巢湖流域内19个已建成运转的村镇污水厂进行调研后发现,16个村镇污水厂的进水ρ(COD)<100 mg/L;监测江苏省20个村级日子污水处理设备1年后发现,进水ρ(COD)年均匀值为154.6 mg/L,全年进水ρ(COD)<100 mg/L的样本占总数的61.9%。
此外,1999年有文献报道[4]南边多个城市污水处理厂的实践运转水质远低于规划值,为规划值的1/2~1/3;到2014年底,湖南省已运转的138座乡镇污水处理厂中,90座污水厂的进水ρ(COD)<200 mg/L,25座进水ρ(BOD5)/ρ(COD)<0.3[5]。
对广东省60多座污水处理厂调查后发现,40多座污水厂存在进水有机物浓度过低的现象,其中23座进水ρ(COD)<100 mg/L,10座污水厂进水ρ(COD)<60 mg/L;南昌中心城区5座污水处理厂投入运转后,也普遍存在实践进水水质远低于规划值、进水有机物浓度偏低(ρ(COD)<200 mg/L,ρ(BOD5)<100 mg/L)的现象[7]。
可见,低浓度日子污水问题存在已久,且一向没有得到彻底处理,其严重阻碍了选用传统活性污泥法的污水处理厂(站)规划处理才能的正常发挥。
1.1低浓度日子污水损害
关于选用传统活性污泥法的污水处理厂(站)而言,低浓度日子污水的影响主要体现在以下3个方面:
1)低浓度日子污水会影响微生物的成长和繁殖。活性污泥长期处于饥饿状态,将导致微生物的活性下降,乃至因微生物的内源呼吸作用,反响器内活性污泥呈现负增长。2)低浓度日子污水会影响污水厂二级生物处理工艺的脱氮除磷作用。反硝化和生物除磷均需有机碳源,因低浓度日子污水中可被微生物使用的有机碳源较少,反硝化菌和聚磷菌对有机碳源的竞争愈加剧烈,往往导致出水TN和TP无法合格。处理出水TP超标的问题尚可经过辅佐化学除磷的方式,但要实现出水TN合格不易,有时乃至也无法满意排放规范。3)低浓度日子污水简略导致污泥膨胀。有机物浓度较低的条件下,菌胶团的成长速率低于丝状菌的成长速率,此时传统活性污泥法简略发生污泥膨胀,使出水水质恶化[8]。
1.2低浓度日子污水成因
低浓度日子污水的成因是多方面的,可归结为两大类:1)有机污染物浓度较低的水进入污水管道,起到了必定的稀释作用。2)本应经过污水管道进入污水厂(站)的污染物,被处理或截留在污水厂(站)外。
就第一大类而言:1)我国大部分村镇区域的排水体系多选用合流制,雨污水管道混接的现象时常呈现,致使村镇污水厂(站)的进水有机物浓度也经常呈现过低的现象[4]。2)地下水的进入,以及地表水的流入,均会在必定程度上稀释管道内有机物浓度[9]。3)随着人民日子水平的进步,人均排水量大幅度添加,而这部分添加的排水量大都来自盥洗、洗刷和淋浴排水,进而引起污水厂进水有机物浓度的下降。
关于第二大类而言:1)化粪池的不合理设置也较大程度地影响了污水厂(站)的进水有机物浓度,主要是因为化粪池可去除粪尿混合物中近20%的BOD5[9]。2)因规划与施工质量等诸多因素的影响,管道内污水的流速偏低,乃至呈现长期积水的问题,污水中无机物颗粒带着有机物沉积在管底,有机物浓度由此进一步下降。
2 低浓度日子污水处理应对策略
2.1防备低浓度日子污水呈现
实践过程中,应尽或许防止或减缓低浓度日子污水问题的呈现,以防止因进水有机物浓度偏低导致额外的改造费用。1)完善排水体系,近期可选用截留式合流制过渡,远期可逐渐进行合流制改造,新建管道时应尽或许选用分流制,污水厂(站)的制作也应与排水管网同步[10]。2)严格把控排水管网的规划与施工质量,加强排水管网建成后的日常维护,防止外源水的进入和有机物的沉积。3)加强居民的节水认识,活跃研发并推行新式节水设备。4)应推进建立科学的雨洪办理体系。5)慎重考虑在污水厂(站)纳污范围内制作化粪池,但考虑到部分区域短期内仍需化粪池发挥作用,应事前调查制作、撤除化粪池的必要性,改造现有化粪池,并逐渐取消渗水或不合格的化粪池。
2.2现有传统活性污泥法工艺的改造计划
对已建成运转并面对低浓度日子污水问题的传统活性污泥法污水厂(站)来说,可考虑对其进行晋级改造。1)短期内可进步活性污泥浓度,设置调理池以均化污水的水质和水量。2)长期考虑,可在传统曝气池中投加填料,以进步硝化反硝化才能,可将传统曝气池改形成移动床生物膜(moving bed biofilm reactor, MBBR)工艺,该办法改造幅度小,也便利推行。
将传统曝气池改形成MBBR工艺,在不延伸水力停留时间的前提下延伸生物固体在反响池内的停留时间,进步污水的处理作用。例如,张兴文等[11]选用MBBR工艺处理低浓度日子污水(ρ(COD)为60~80 mg/L)时,HRT为2.4h,图片的去除率别离到达70%、95%,出水水质到达GB 50050—1995《工业循环冷却水处理规划规范》;贾磊等[12]在上海竹园污水厂使用MBBR工艺进行中试,当低浓度日子污水ρ(COD)为185 mg/L,HRT为3.4 h时,图片的去除率别离到达77.8%、95.9%,出水图片
均可到达GB 18918—2002《乡镇污水处理厂污染物排放规范》的一级B规范;马建勇等[13]选用MBBR工艺处理低浓度日子污水(ρ(COD)为100 mg/L左右)时,HRT为1.9 h,COD去除率可到达85%,出水ρ(BOD5)<5 mg/L。虽然,污水厂(站)将传统活性污泥法改造为MBBR工艺会添加污水厂(站)的维护难度,但这对已建成运转的污水厂(站)处理低浓度日子污水问题具有活跃意义。
2.3尚未建成污水厂(站)区域的制作计划
就或许存在低浓度日子污水问题的村镇区域而言,新建时应结合近、远期水质的改变选取二级生物处理工艺,优先考虑选用SBR工艺或生物膜法,例如生物转盘、生物触摸氧化、曝气生物滤池等。
2.3.1 SBR工艺
山东盛思特环保科技有限公司关于需要选用活性污泥法的村镇污水厂(站),不主张选用连续流活性污泥法,新建时可选用SBR工艺。与连续流工艺不同,SBR工艺选用时间序列控制,办理简略,运转办法灵活,可以较好地调理因水量改变而导致的水质动摇。
例如,贵阳小河污水厂选用改造后的SBR处理低浓度城市污水(2005年ρ(COD)均匀值为114 mg/L)时,出水水质到达GB 18918—2002的一级B规范[14];李小军[15]选用SBR处理村镇区域低浓度日子污水(ρ(COD)均匀值为80 mg/L)时,出水ρ(COD)可维持在30 mg/L左右。
2.3.2生物转盘
生物转盘耐冲击负荷才能较强的特点,使其在处理低浓度日子污水时具有较好的使用远景。例如,广西某小乡镇选用生物转盘工艺处理低浓度日子污水(ρ(COD)为118~152 mg/L)时,去除率别离为85.47%、84.48%、78.33%,出水水质到达GB 18918—2002的一级B规范[16];魏东洋等[17]选用生物转盘工艺处理微污染河水时,COD和的均匀去除率可别离到达84.37%和86.22%。考虑到村镇污水水量改变较大的特点,主张设置调理池以均化污水的水质与水量。
南边区域某县16座污水厂使用生物转盘处理低浓度日子污水时,出水水质均可到达GB 18918—2002的一级A规范,但TN去除率较低。该县某镇污水厂,2015年3月进水ρ(COD)均匀值为210.3 mg/L,TN去除率仅为30%。如进水TN浓度进步,出水TN将难以合格[18]。
针对这一问题,提出将沉淀池的硝化液回流至生物转盘,则出水TN可稳定在20 mg/L以下。李莎等[20]选用外加碳源的方式,处理进水C/N过低导致生物转盘反硝化不彻底的问题。
2.3.3 生物触摸氧化
生物触摸氧化最初即在美国被使用于低浓度日子污水处理,目前也常被使用于我国村镇污水处理。生物触摸氧化法出资低,启动和日常运转办理简略,处理功率较高,较活性污泥法更耐冲击,关于处理当前我国村镇污水处理资金和人员不足的问题也具有必定活跃意义。
以跌水曝气触摸氧化法为主处理乡村低浓度日子污水(ρ(COD)为90~220 mg/L)时,出水COD、TN、TP浓度别离低于70,5,0.1 mg/L;选用生物触摸氧化处理低浓度城市污水(ρ(COD)为90~230 mg/L)时,COD、BOD5、的均匀去除率别离为77.6%、80.9%、67.4%。
2.3.4 曝气生物滤池
曝气生物滤池在运转过程中一起具有高负荷生物滤池和一般快滤池的运转特性,对进水COD和SS浓度的要求较为严格,适用于低浓度日子污水的处理[23]。山东盛思特环保科技有限公司选用曝气生物滤池处理校园低浓度日子污水,进水ρ(COD)为65.4~161.5 mg/L时,出水别离为3.4,6.94 mg/L;田文华等[25]选用曝气生物滤池处理电厂的低浓度日子污水,进水ρ(COD)为48~172 mg/L时,出水别离为3.2,14.5,0.5 mg/L,满意GB 50050—1995水质规范;钱靓[26]选用曝气生物滤池处理上海低浓度日子污水,进水ρ(COD)为155.8~234 mg/L时,的去除率别离为84.2%、90%、90%。
此外,向连城等[27]别离选用曝气生物滤池和生物触摸氧化处理深圳甘坑河水(ρ(COD)为50~150 mg/L)的结果表明,与生物触摸氧化比较,曝气生物滤池一起具有过滤功用,出水SS浓度较低,而且受冬季低温影响,传统活性污泥法的处理作用较差,而曝气生物滤池受低温的影响较小。
别的,如前所述,在村镇污水处理中,TN和TP或许会因水质、水量的动摇而无法合格,乃至有时都无法合格。硝化作用较好的曝气生物滤池可彻底处理这一问题,其可经过调理曝气量来确保出水合格,但污水厂(站)的能耗也由此会偏高。
综上所述,为污水厂能够正常发挥规划的处理才能,合理选择污水处理工艺至关重要,一起有必要考虑到村镇污水厂(站)所要求到达的排放规范,应以实践水质为基础。目前,大部分村镇污水厂(站)的排放规范履行GB 18918—2002中的一级A或一级B规范[28-29],关于村镇污水厂(站)来说难度较大,这对上述工艺的合格运转提出了挑战。因而,主张在未来修订村镇日子污水排放规范时,应充沛考虑村镇污水的实践情况,适当放宽排放规范,以利于村镇污水处理事业可持续发展。
3 综合上述
1)低浓度日子污水的成因是多方面的,主要有排水体系的不完善、化粪池的不合理设置、管道内沉积、外源水的进入等,为保证污水处理厂的稳定运转,应尽或许防止低浓度日子污水现象。
2)主张村镇污水处理厂(站)选用MBBR等工艺改造现行的传统活性污泥工艺,以进步其应对低浓度日子污水冲击负荷的才能。
3)关于或许存在低浓度日子污水问题的村镇区域,主张新建污水厂(站)时选用SBR工艺或生物膜法,例如生物转盘、生物触摸氧化、曝气生物滤池等。此外,曝气生物滤池对村镇低浓度日子污水具有良好的适应性,主张予以要点研究和使用。
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