王生福 李墨愛 李大勇 蘇慶梅
(1平邑縣環境保護局 山東臨沂 276000 2臨沂市環境保護局 山東臨沂 276000 3金鑼水務有限公司 山東臨沂 276000 4山東君成環境檢測有限公司 山東臨沂 276000)
隨著城鎮化進程加快,城鎮居民生活廢水排放量急劇增加,城鎮生活污水處理能力將面臨較大壓力,在水資源緊缺的現實情況下,將污水就地處理后作為再生資源是必然的發展趨勢,污水資源化利用技術的推廣應用也勢在必行。黨的十九大報告倡導節水行動,金鑼水務有限公司積極響應號召,研發出金鑼一體化污水處理中水回用設備,以完成生活污水就地處理、就地回用為目標,在生活污水處理及黑臭水體整治方面具有很強的可適用性。
金鑼一體化污水處理中水回用設備分為臥式(圖1)和立式(圖2)。

圖2 立式設備

圖1 臥式設備
兩種設備處理水量均為150立方/天,設備重12噸,滿水后重100噸,主體設備使用壽命30年以上。該設備可滿足1500-2000人社區的污水處理需求,設備進水水質滿足《污水排入城市下水道水質標準》(CJ3082-1999)中的居民生活污水。處理后出水水質滿足《城市污水再生利用 城市雜用水水質》標準(GB/T19820-2002),出水經消毒后用于小區綠化灌溉、道路沖洗、沖廁。出水也可以經深度處理滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A標準,直接排放。
設備工藝流程圖見圖3。污水由排水系統收集,經化糞池進入污水處理站,通過網格過濾去除顆粒雜物后進入預處理池進行均質均量,再經管道進入設備間,經過一體化污水處理設備去除大部分污染物,經該設備的泥水分離系統進行固液分離后,上清液經過消毒后流入清水池達標外排或回用。

圖3 設備工藝流程圖
以臥式設備為例,內部構造及工作原理見圖4。

圖4 設備內部構造及工作原理圖
工作機理:厭氧沉淀消化階段,水解有機物,減少污泥生成量;好氧段,活性污泥濃度高,造就了低的污泥負荷,微生物處于減速期或內源期,活性污泥得到很好的形成。高濃度活性污泥混合液進入沉淀分離區(缺氧區),在沉淀區形成入流混合區、高濃度懸浮污泥層區、污泥壓縮區、清水區,使出水SS低且穩定,濁度也低。采用高濃度活性污泥法使得生物反應器沒有污泥膨脹的問題、不排泥(無限泥齡),故反應器可以維持很高的污泥濃度,使硝化菌完全截留在生物反應器內,硝化反應得以順利進行,所以能有效的去除氨氮。
工藝創新:吸收融合三相分離器技術,通過與懸浮泥層過濾技術在固液分離模塊中的有機結合,可以維持較高的混合液污泥濃度(MLSS),使曝氣池的活性污泥處于消長平衡狀態,使污泥泥齡(SRT)趨向無窮大。剩余污泥產生率低,做到了污水污泥同步處理,減輕了剩余污泥處理處置的技術與經濟壓力,避免了二次污染的產生。
結構創新:曝氣回流系統,在整個設備設計過程中,通過曝氣動力實現混合液內循環,同時實現泥水分離區的污泥回流,此項創新解決了在該設備中污泥的平衡無動力消耗,同時提高了溶解氧氧利用率,降低了污水處理的直接成本。
集成創新:通過結構優化在一體化活性污泥高度處理凈化槽中高效集成厭氧、好氧和固液分離模塊,解決了常規污水處理設施占地面積大、出水效果差的缺點。
柳青河是臨沂北城新區的一條河流,位于沂河、祊河兩河間。目前,在柳青河沿岸安裝該設備94臺,為加強柳青河流域管理,安裝設備視頻監控裝置(圖5)。
為了提高污水處理設備的智能管理水平,金鑼水務有限公司自主開發遠程控制軟件,并建立監控中心,實現了對污水處理設備遠程控制,遠程監控可對全球范圍內金鑼水務污水處理設備進行時實數據了解、在線操作運行。

圖5 柳青河流域治理設備監控分布圖
金鑼一體化污水處理中水回用設備已在53個國家獲得專利授權,被國外用戶評價為“比膜技術更經濟、更適用的中水回用技術”。
隨著污水處理量的增加,污水處理廠所產生的大量剩余污泥是全球所面臨的難題,污泥的處置一般進行焚燒或者填埋,會對環境再次造成污染。采用金鑼污水處理工藝在處理污水的同時,幾乎不產生剩余污泥,避免了污染物的轉移,真正做到水體污染物的消解。
城市污水的再生利用是開源節流、解決城市缺水的有效途徑之一。城市污水來源穩定,水量保證程度高,如果能就地處理并就地回用,就會增加城市供水能力、真正實現水資源的循環利用、緩解水資源短缺。采用金鑼污水處理設備,污水就地進行處理并就地得到回用,減少了因污水排放對環境造成的污染,緩解了城市供水與排水設施的壓力,解決了制約城市發展的缺水問題。因此,分散式生活污水回用技術正逐步成為污水處理的一個重要方向。
黑臭河對水安全、投資環境、民眾生活影響巨大,國務院印發的《水污染防治行動計劃》和《關于全面推行河長制的意見》中對黑臭水體均高度重視。城市內河形成黑臭的原因是缺乏水源的補充,水體流動性差。黑臭河道的治理目前一般采用截污、清淤、換水的方式,雖投入大量資金但效果甚微。采用金鑼污水處理設備可分散進行點源、面源處理,將污水在各生活小區就地凈化,經過處理后的水進入河道,形成自然流動性,將是解決城市內河黑臭問題的有效辦法。同時,在基礎設施不完善、污水管網不配套的農村地區大有作為。
活性污泥法工藝除廣泛應用于生活污水處理外,還是處理有機工業廢水最普遍和最經濟的選擇。如:食品加工、制糖、酒精、造紙、養殖等行業。金鑼污水處理工藝的核心創新點是高污泥濃度,針對以上領域,都可進行拓展應用。
金鑼水務有限公司基于高濃度活性污泥生物處理技術開發的一體化污水處理設備具有占地面積小、噪音低、基本無剩余污泥排放、安裝維護方便、設備運行成本低,可靠性高等優點,并且在國內外取得了良好的市場應用。在典型河流-柳青河流域的污染治理中,取得了良好的示范效果,為國內中小河流及分散式污水治理作出典型示范,具備在鄉鎮、農村社區、旅游景點等區域大規模推廣的技術條件。