摘 要:隨著我國城市規模的不斷擴大,生活污水呈水量逐年增加的趨勢。如何運用恰當合適的污水處理技術,減少城市水污染,避免水資源的浪費,實現生活污水的回用,保障城市居民的正常生活,是一項永遠翻新的課題。本文就生活污水處理、回用及發展進行詳細論述,分別從處理技術、回用技術、回用發展三方面進行闡述。
關鍵詞:生活污水;處理回用;技術;發展
隨著我國城市規模的不斷擴張,人口數量的不斷激增,生活污水呈現水量逐年增加,水質日益復雜的局面,生活污水處理越發困難。在生活污水處理過程中,如何運用恰當合適的污水處理技術,減少城市水污染,避免水資源的浪費,實現生活污水的回用,保障城市居民的正常生活,是一項永遠翻新的課題。本文就生活污水處理、回用及發展進行詳細論述,分別從處理技術、回用技術、回用發展三方面進行闡述。
1 生活污水處理
1.1 生活污水特點
生活污水主要指來自城市、鄉村家庭、機關、工業、商業、公用設施等排放的生活廢水。我國生活污水具有以下特點:
(1)有機物含量低,生物性能一般;
(2)污泥泥質差,碳水化合物含量高而脂肪類含量低;
(3)我國城市生活污水水量日益增大,成分越發復雜;
(4)pH值和酸堿度低。
1.2 生活污水常用處理技術
1.2.1 氧化溝法
氧化溝法是上世紀50年代初期發展起來的處理工藝,它是活性污泥法的變形,因其占地少,構造簡單,易于管理,出水穩定等特點,很快得到了廣泛應用,且在不斷創新中。目前,氧化溝有很多應用形式,比較典型的有帕式(簡稱單溝式),奧式(簡稱同心圓式),卡式(簡稱循環折流式),三溝式氧化溝等。幾種氧化溝各具特色,其中奧式氧化溝有利于脫氮除磷。
1.2.2 SBR
SBR處理技術的核心是SBR反應池,該池集進水、曝氣、沉淀、出水于一身,通常由三到四個池子構成一組,輪流運轉,間歇運行,也稱序批式活性污泥法。此法運行穩定,池內厭氧、好氧交替,凈化效果好,具有良好的脫氮除磷作用;此工藝構造簡單,只有—組反應池,不需二沉池、回流污泥等設備,節省占地和投資;池內有滯留的處理水,對新增污水有緩沖作者用,耐沖擊符合。同時,此工藝對自控要求極高,電耗大,污泥穩定性不易控制。
1.2.3 MBBR
MBBR,移動床生物膜反應器,通過向反應器中投加一定數量的懸浮填料作為微生物附著生長的載體,形成一個由氣、液、固三相組成的復合式生態系統,使污水處理機理和效能都大幅提高。MBBR具有容積負荷高,反應效率高,抗沖擊性強,運行穩定,獨特的懸浮填料,脫氮能力強,反應器容積小,節省占地等優勢。
1.2.4 MBR
MBR,是傳統活性污泥技術與高效膜分離技術相結合的新型污水處理工藝,其原理利用膜分離技術取代傳統活性污泥法的二沉池和常規過濾單元,實現高效的固液分離和生物菌群的截留,經處理后的出水直接達到高品質指標。以MBR為核心的污水處理系統是目前使用廣泛、效果最好的深度污水處理工藝,多用于高標準的污水廠提標改造、擴建工程,或新建緊湊高效型的污水處理系統。
2 生活污水回用
2.1 生活污水回用的可行性
2.1.1 技術可行性
近年來,國家加大水處理工藝的科技研發,循環水處理技術日趨成熟,使城鎮污水實現循環利用成為可能。例如,MBR組合處理工藝,AAO+臭氧深度處理,混凝沉淀+過濾消毒,微濾膜處理等,可完全滿足生活雜用水、景觀用水、農田灌溉和一般工業冷卻等用水要求。與此同時,為滿足城鎮污水循環利用,國家先后出臺了《城市污水處理廠工程質量驗收規范》、《污水再生利用工程設計規范》、《建設中水設計規范》等規范標準,為高效安全實現城鎮污水循環利用提供了技術依據。
2.1.2 經濟優異性
隨著工藝進步、設備更新,城鎮污水循環利用的安全性和可靠性日益提升,經濟優勢也越發顯著。主要體現在:①距離優勢。污水循環利用一般采用分區集中處理再利用,這就大大強化了距離優勢,比遠距離引水更便宜。②價格優勢。城鎮污水一般作為景觀用水、農田灌溉、工業循環水等非飲用水循環利用,其成本一般在2元/噸左右即可實現,遠比自來水價格優惠。
2.1.3 使用安全性
生活污水的回用在處理工藝、回收技術的選擇上,應首先以使用的安全為前提。首先,國家頒布大量法律法規、技術規范,要求對于回用污水要進行質量檢測,確保水質達標后才可再次利用,以保障過程健康;其次,生活污水的回用范圍,目前只限定在城市雜用水、農業用水、工業用水等,不可作為飲用水應用,確保回用水的安全性;最后,對于回用水的應用,應遵循因地、因時制宜理念,爭取獲得最大經濟綜合效益。
2.2 生活污水回用技術
2.2.1 回用于城市
根據《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB/T 18920-2002)標準,城市雜用水包括城市綠化、道路清掃、沖廁、消防、車輛沖洗、建筑施工等。再生水作為城市雜用水時,技術利用首先應提高生物處理的硝化效果,深度處理應采用過濾技術,最后對出水進行消毒技術處理。例如,某縣經濟開發區污水處理廠利用污水作為中水回用,用于道路澆灑及綠化,中水供水終期規模0.5萬m3/d,水質符合雜用水水質標準。根據進水水質特點和出水標準,污水處理廠采用“預處理+生化處理+深度處理”工藝。主要設備包括粗格柵/進水提升泵房、細格柵/旋流沉砂池、中間提升泵房、超濾膜車間、回用水池、送水泵房、鼓風機房、加藥加氯間及臭氧車間、碳源投加間、污泥濃縮脫水機房等。
2.2.2 回用于工業
根據《城市污水再生利用工業用水水質》標準(GB/T 19923-2005),工業用水包括冷卻用水、洗滌用水、鍋爐補給水和工藝與生產用水。城鎮污水實現循環利用,用于工業用水時需要重點關注殘留重金屬、微生物、溶解性氣體對工業生產設備的結垢、腐蝕。針對此類問題,一般污水處理過程在加強生化技術的基礎上,應添加過濾消毒或者膜等相關工藝,保障處理效果的同時去除出水中的重金屬。
某石化煉化企業應用MBR技術進行城鎮污水的循環利用,該項目處理規模為450m3/h本項目主要采用MBR處理工藝對其三級生化系統進行改造,整套工藝主要設備包括預處理池、厭氧池、缺氧池、好氧池及配套泵、閥門、管線、電氣設備等。
2.2.3 回用于農業
將城鎮污水實現循環利用用于農業用水,重點需要關注再生水的安全,防止土壤鹽堿化和重金屬富集問題,進而引發土壤退化和通過食物鏈對重金屬的傳遞。針對回用水防止土壤退化問題,過濾消毒可滿足纖維作物、旱地谷物和油料作物等要求;而對于水田作物、露地蔬菜等,在生活處理的基礎上應添加混凝沉淀、消毒過濾、膜等技術方可滿足要求。
例如,某鎮處于山區地帶,經濟滯后,交通不便,鎮上人口約幾千人,生活污水急需集中處理,且鎮周邊有一小塊坑塘。項目要求工程投資小,運行費用低,管理維護簡便。本項目處理規模500t/d,主要采用MBBR處理工藝,其具體流程如下:(1)首先利用提籃格柵將水中的懸浮物進行攔截去除,然后進入調節池進行預處理;(2)污水進入MBBR反應器進行生物降解,主要去除COD、氮磷等有機污染物;(3)充分利用周邊坑塘,改造為人工濕地進行深度處理,且起到景觀綠化的作用。
2.3 生活污水回用展望
2.3.1 生態循環型
當前,我國生活污水回用仍是一種基于人工強化的水回用系統,其基本特點是直接、單向和單次利用,沒有形成水的循環利用或閉環循環。未來,生態循環型將是城鎮污水循環利用的發展趨勢,即利用河湖塘池、景觀水體、人工濕地等生態系統實現水的大循環。
2.3.2 利用多元化
當前,生活循環水利用還仍然比較單一,主要集中在城市雜用水、工業冷卻補給水、農業林地水等。未來,在生活污水回用技術提升的基礎上,將會更進一步實現水循環利用的多元化,諸如農業農田用水、工業生產水等。
3 展望
水,是生命之源。如何實現生活污水的處理、回用一直是我國水處理行業的一項攻堅課題,是我國水資源永續利用的重要保障。這項工作任重而道遠。
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作者簡介:王巖(1976-),男,漢族,江蘇南京人,大專,中級工程師,目前從事污水和廢氣等環保工程施工管理工作。