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農村生活污水一體化處理設備工藝研究

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      農村生活污水問題已成為阻礙美麗鄉村建設面臨的主要問題,亟待解決。一體化污水處理設備具有管理方便、工作效率高、能耗低、投資小以及占地面積小等優勢,非常適合在農村地區推廣。基于此,本文就農村生活污水一體化處理設備工藝進行簡要分析。

 

      在工業快速發展的影響下,我國環境問題日益突出,引起社會廣泛關注。每年我國都有新環保政策出臺,對城市不同類型的污染源進行控制,使城市環境污染問題得到有效緩解。在美麗鄉村建設理念的推動下,我國農村經濟發展迅速。然而,在農村發展經濟的過程中同樣被環境問題所困擾。大部分農村地區缺少完善的污水處理設施,其生活污水大多直接被排入河流,對農村生態環境造成了嚴重影響。因此,我國亟待采取先進的污水處理工藝治理農村生活污水問題。

 

      1 一體化污水處理設備工藝論證

 

      所謂廢水可生化性,是指廢水中所含的污染物通過微生物的生命活動來改變污染物的化學結構,從而改變污染物的化學和物理性能所能達到的程度。生物處理是指微生物借助污水中的有機物維持生命特征、開展生命活動,并借助新陳代謝實現對污染物的清除。因此,需要對水中污染物的含量通過實驗、計算的方法來確定,進而判斷其是否能進行微生物處理。

 

      BOD5與COD是比較常用的水質指標,借助B/C比實現可生化性評價是一種的方法。當B/C比值大于0.3時,可以對污水進行可生化處理。隨著兩者比值的增大,其可行性隨之增大。在實際微生物處理中,不需要將有機物完全分解為水、硝酸鹽及二氧化碳,只要保證其含量達到規定標準即可。

 

      就一體化設備工藝而言,以活性淤泥法為例,其較為成熟的工藝包括A/O法、A2/O法及其他改進工藝等。其 中,A/O脫氮法是指缺氧—好氧法,而A/O除磷法是指厭氧—好氧法,在污水流經對應區域時借助各種微生物菌的分解作用,促使氮、磷及有機物等污染物得到有效去除。 

 

      2 A/O主體工藝

 

      2.1 工藝原理

 

      厭氧—好氧活性污泥法(Anoxic/Oxic,簡稱A/O)是由厭氧和好氧兩部分反應組成的污水生物處理工藝。污水進入厭氧池后,與回流污泥混合。活性淤泥中的聚磷菌在這一過程中大量吸收污水中的BOD,并將污泥中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中。混合液進入好氧池后,有機物被氧化分解,同時聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸鹽到污泥中。由于聚磷菌在好氧環境中的吸磷量要遠遠大于其在厭氧環境中的釋磷量,因此,污水經過“厭氧—好氧”的,達到除磷目的。 

 

      2.2 工藝特點

 

      采用A/O工藝作為主體工藝的一體化污水處理設備具有除磷功能、脫氮功能及減少有機物功能等,其能有效避免出現污泥膨脹現象,并且操作極其簡便。并且填料比表面積較大,池內具有良好的充氧條件,生物接觸氧化池內單位容積的生物固體量高,再加上污泥回流,反應池內活性污泥濃度較高,因此兼有活性污泥法的特點,具有較高的容積負荷。由于生物固體量多,當有機容積負荷較高時,其F/M比可以保持在一定水平,因此污泥產量能保證不大于經活性淤泥法所產生的淤泥量。并且該工藝操作十分簡單、運轉成本較低、處理效果良好、運行穩定,完全可以滿足污水治理要求,保證污水能達到排放標準。 

 

      2.3 工藝流程

 

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      如圖1所示,生活污水經格柵井流入調節池后,由污水泵抽送至A級兼氧池,兼氧池內掛有彈性填料,借助填料中兼氧細菌自身的吸附水解作用,使污水中對生物細菌有抑制作用和難以生物降解的有機物水解,同時將大分子有機物水解為小分子有機物,并對固體有機物進行降解,減少了污泥量,降低污水中懸浮固體的含量。同時,利用污水中的有機物作為碳源,使從后級好氧段回流的硝化液中的亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮經過兼氧細菌作用后,形成氣態氮從污水中逸出,實現污水脫氮目標,降解污水中的有機物,提高污水的生化可降解性,同時有效除去污水中的懸浮物及氨氮。兼氧池出水進入O級好氧接觸氧化池,好氧池內好氧微生物在水體中有充足溶解氧的條件下,利用污水中的可溶性污染物進行新陳代謝,達到去除污水中可溶解性污染物的目的。好氧池出水自流入二沉池,污水中大部分懸浮物在二沉池中能得以有效去除。二沉池出水自流入中間水池儲存,中間水泵再提升至沙過濾器,去除懸浮雜質、顆粒及膠體等雜質,確保出水達到排放標準后消毒排放。

 

      經格柵攔截的柵渣需要定期清理外運,二沉池中的污泥部分回流至A級生物處理池,另一部分污泥流入污泥池進行好氧穩定消化處理,減少臭氣排放量及污泥體積。并且消化池上清液溢流回到調節池,進入下一批次循環處理。剩余污泥定期抽送出設備罐體外運處置。

 

      3 MBR主體工藝

 

      3.1 工藝原理

 

      膜生物反應器(Membrane Biore-actor,簡稱MBR)技 術是膜分離技術和活性淤泥法相結合的工藝。與活性淤泥法有所不同,其不需要利用沉淀池實現固液分離,而是借助中空纖維膜替代沉淀池,因此其固液分離能力更加突出。

 

      3.2 工藝特點

 

      MBR處理工藝能適應各種水質,并且具有良好的沖擊負荷能力。處理池中采用新型彈性立體填料,比表面積較大,更容易實現微生物掛膜及脫膜,在相同的有機物負荷條件下,其去除有機物的效果更加明顯,能提高空氣中的氧在水中的溶解度;其工藝簡單,不需要設置過濾池、沉淀池,可有效節約土地資源;同時,可有效減少水力的停留時間,減少污泥排放量,進而降低污泥處理成本。 

 

      3.3 工藝流程

 

      如圖 2 所示,污水經格柵井流入調節池后經提升泵進入生物反應池,借助PLC控制器開啟鼓風機進行充氧作業,生物反應池出水經循環泵進入膜分離處理環節,污水返回調節池。反沖洗泵借助清水池中的處理水達到反沖洗膜處理設備的目的,同時反沖污水返回調節池。提升泵開啟與閉合由反應池的水位進行控制。膜單元的過濾操作與反沖洗操作,能通過手動與自動兩種控制方式實現。

 

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      當膜單元需要開展化學清洗作業時,應關閉污水循環閥及進水閥,開啟藥液循環泵、藥洗閥及藥劑循環閥,達到化學清洗的目的。MBR工藝利用膜的高效截留作用,將生化反應池中的大分子有機物及活性淤泥截留住,省略初沉池、二沉池,進行固液分離,有效達到泥水分離的目的。

 

      4 SBR主體工藝

 

      4.1 工藝原理

 

      序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor,簡稱SBR法)的最大優勢是在運行操作中將排水、沉淀、反應及曝氣等環節的操作工序根據時間順序在同一反應池中反復進行。SBR工藝的運作次序主要包括進水、反應、沉淀、排水及閑置5個階段,5個階段所需的時間為一個運行周期,一個周期內各個階段的運行時間、運行狀況及反應池中混合液的濃度等都可以根據運行功能與進水水質進行靈活操作。通過對各階段操作的有效控制及切換,SBR法就能在一定的范圍內適應水質、水量的變化。同時,在進水階段、反應階段,缺氧(或厭氧)與好氧狀態交替出現,有效抑制專性好氧菌的過量繁殖。并且較短的污泥齡又使絲狀菌無法大量繁殖,解決了常規活性污泥易使污泥膨脹的問題。

 

      4.2 工藝流程

 

      如圖 3 所示,污水流經格柵井后去除體積大的漂浮物,然后流入調節池進行均質、均量。出水經提升泵提升后進入主反應SBR設備池,經過曝氣、反應、沉淀、排水等一系列操作工序后,下部污泥流入污泥儲存池,上部清液經潷水器潷水后流入中間水池,經消毒處理后,作為回用中水或達標排放至水體。進入污泥儲存池的污泥經壓濾后抽排外運,上清液回流至調節池。

 

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     5 結語

 

      當前,我國在農村環保方面出臺了相關政策,農村環境治理市場的發展優勢巨大。特別是在農村污水處理方面,排放標準不一、處理工藝多樣,導致其沒有形成標準化產品。因此,在農村污水處理設備工藝方面應加大研發力度,提高農村污水處理效率,以實現建設美麗鄉村的目標。
 

2020年1月16日 14:38
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