【文章內(nèi)容簡介】 ≤ 20 ≤ 20 ≤ 8(15) ≤ 1 69 處理程度 根據(jù)預(yù)測(cè)的進(jìn)水 水質(zhì)和所要達(dá)到的出水水質(zhì)，污水處理廠各主要污染物去除率見表 23。 表 23 污水處理程度 污染物 進(jìn)水水質(zhì) (mg/l) 出水水質(zhì) (mg/l) 去除率 (%) BOD5 150 20 ≥ CODcr 300 60 ≥ SS 200 20 ≥ NH3N 40 8（ 15） ≥ （ ） TP 4 1 ≥ 6 3 污水處理工藝方案選擇 方案設(shè)計(jì)原則 ①總體規(guī)劃、合理實(shí)施、更好地發(fā)揮投資效益。 ②污水處理工藝選擇的原則：充分考慮鄉(xiāng)鎮(zhèn)排水水質(zhì)、水量變化較大 ，排放不均衡的特點(diǎn)及受納水體的環(huán)境容量與利用情況，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定優(yōu)先采用易于操作管理維護(hù)方便、低能耗、少占地的成熟處理工藝。 ③積極慎重地采用經(jīng)實(shí)踐證明是行之有效的新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備。 ④污水處理廠出水水質(zhì)應(yīng)滿足國家和地方現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)。 ⑤污水處理廠總平面布置應(yīng)緊湊合理，力爭土方平衡，減少占地和投資費(fèi)用。 污水處理工藝方案選擇 根據(jù)污水處理廠預(yù)測(cè)進(jìn)水水質(zhì)以及所要達(dá)到的出水水質(zhì)的要求，XX鄉(xiāng)生活污水處理示范工程污水經(jīng)處理后其主要污染物去除率必須達(dá)到： CODcr≥ % BOD5≥ % SS≥ % 7 NH3N≥ %（ %） TP≥ % 在本 工程 中，除 采用 常規(guī)的 生活 污水處理工藝流程 中所具有的 格柵 、 沉砂池等，還 應(yīng) 綜合考慮 進(jìn)水 水量 、水質(zhì) 波動(dòng)對(duì) 裝置處理性能 的影響，在 污水處理工藝 中比常規(guī) 城鎮(zhèn) 污水增設(shè)調(diào)節(jié)池。由于本工程設(shè)計(jì)水量較小，設(shè)計(jì)水量僅為 400m3/d，且多為生活污水，變化系數(shù)較大 。 如果不設(shè)置調(diào)節(jié)池，則配置的 污水提升 水泵 的 能力須按照最大流量考慮 。 然而在 生活 污水 處理示范工程 運(yùn)行 初 始，水量可能還無法達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模，配置大流量水泵的 易引 起 水泵的頻繁開停，容易造成設(shè)備的永久 性 損害，甚至無法正常運(yùn)行。 同時(shí)， 水泵的頻繁開停 會(huì)造成污水處理裝置處理負(fù)荷的不均勻。本工程污水中含有部分工業(yè)污水，污水水質(zhì)時(shí)有波動(dòng)，也會(huì)造成污水處裝置處理負(fù)荷的不均勻。 雖然設(shè)置調(diào)節(jié)池 會(huì) 引起單項(xiàng)工程造價(jià)增加，但是后續(xù)的水泵等設(shè)備按照平均流量來考慮， 可 減少設(shè)備投資，降低能耗， 均衡污水處理裝置的處理負(fù)荷， 更有利于日后 裝置 的 平穩(wěn) 運(yùn)行。 選擇何種 生化 處理工藝是 本生活 污水處理 示范工程 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 。處理工藝選擇是否合適不僅關(guān)系到 本生活 污水處理 示范工程 的處理效果，而且 還影響工程的投資、運(yùn)行穩(wěn)定性、運(yùn)行費(fèi)用和管理等方面。因此，必須根據(jù)國情和 工程 的實(shí)際情況，對(duì)生化處理工藝進(jìn)行慎重選擇，以獲得最佳處理效果。 本工程主要是去除 BOD CODcr、 SS等污染物外，還 有 脫氮 及 除 8 磷要求 。 要實(shí)現(xiàn)上述目的， 僅 采用常規(guī)的或強(qiáng)化的活性污泥處理工藝難以達(dá) 到所需的去除效率及 對(duì) 出水水質(zhì) 的要求 。因此，本工程所采用的污水處理工藝除 應(yīng) 具有去除有機(jī)污染物和懸浮固體的效果外，還必須具有脫氮 及 除磷的功能。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和農(nóng)村及中小城鎮(zhèn)污水處理廠實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，人們對(duì)傳統(tǒng)生物法進(jìn)行了不斷革新，出現(xiàn)了 多個(gè)改進(jìn)的新工藝，如氧化溝、 AB法、 A/O法、 A2/O法、 BIOLAK工藝、 UNITANK工藝、SBR工藝、 CASS工藝、人工濕地、高負(fù)荷深綠田工藝等。近年來，隨著水體富營養(yǎng)化的加劇，對(duì)氮、磷等污染指標(biāo)的嚴(yán)格控制顯得日益重要，脫氮、除磷效果的好壞已成為確定污水處理廠工藝時(shí)需要考慮的重要因素之一，對(duì)于農(nóng)村及小城鎮(zhèn)污水處理來說，運(yùn)行穩(wěn)定、易于維護(hù)、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低是工藝選擇的優(yōu)先考慮因素。 在眾多的污水處理工藝中，常用于農(nóng)村及中小城鎮(zhèn)污水處理廠具有除磷脫氮功能的有組合 BAF法、人工濕地法、高負(fù)荷滲濾田工藝等。 （ 1）組合 BAF法 BAF即曝氣生物濾池。它是生物膜法的一種。微生物附著在載體表面生長而形成膜狀，當(dāng)污水經(jīng)載體表面和生物膜接觸的過程中，污水中的有機(jī)污染物即被微生物吸附、穩(wěn)定，最終轉(zhuǎn)化為 H2O、 CO NH3和微生物細(xì)胞物質(zhì)，使污水得到凈化。 曝氣生物濾池是一種高效生物反應(yīng)器，該技術(shù)已在國內(nèi)多項(xiàng)工程中得到成功的應(yīng)用。活性濾料曝氣生物濾池的最大特點(diǎn)是使用了一種新型粒狀濾料，在其表面生長有生物膜，污水自下向上流過濾料，池底則提供曝氣，使廢水中的有機(jī)物得到吸附、截留與生物分解。 9 曝氣生物濾池的 BOD5容積負(fù)荷可 達(dá)到 5～ 6KgBOD/m3 d，是常規(guī)活性污泥法或接觸氧化法的 6～ 12倍。它的池容和占地面積小。由于曝氣生物濾池對(duì) SS的生物截留作用，使出水中的活性污泥很少，故不需要設(shè)置二沉池和污泥回流泵房，處理流程簡化。曝氣生物濾池內(nèi)粒狀填料使得充氧效率提高，可節(jié)省能源消耗。抗沖擊負(fù)荷能力很強(qiáng)，沒有污泥膨脹問題，微生物也不會(huì)流失，能保持池內(nèi)較高的微生物濃度，日常運(yùn)行管理簡單，處理效果穩(wěn)定。 曝氣生物濾池能夠進(jìn)行短程硝化反硝化脫氮的原理在于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征和運(yùn)行方式。陶粒填料為異養(yǎng)菌、自養(yǎng)菌和反硝化細(xì)菌分別占據(jù)不同生態(tài)位、 形成合理的微環(huán)境體系提供了有效的載體，較低的曝氣量和定期反沖洗又使得競(jìng)爭能力較弱的 N02N氧化細(xì)菌不能在反應(yīng)器內(nèi)形成優(yōu)勢(shì)群體而被自然淘汰，因而氨氧化產(chǎn)生的 N02N可直接被反硝化去除。 在曝氣生物濾池基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，通過將水解反應(yīng)池、缺氧反應(yīng)池與 BAF池進(jìn)行有機(jī)組合，形成厭氧、缺氧、好氧段，強(qiáng)化脫氮（總氮）功能。曝氣生物濾池主要進(jìn)行硝化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氨氮的去除，曝氣生物濾池出水回流入缺氧池，利用進(jìn)水中的碳源進(jìn)行反硝化，并通過厭氧池實(shí)現(xiàn)高效去除污水中有機(jī)物及除磷脫氮目的。 曝氣生物濾池工藝有如下優(yōu)點(diǎn)： ●占地 面積少，廠區(qū)布置緊湊。 ●處理出水水質(zhì)好，可滿足回用要求。多級(jí)串聯(lián)工藝具有硝化及脫氮作用。 ●氧傳遞效率高，動(dòng)力消耗低，據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，其需氧量約為 ～ 10 ，因此處理單元污水電耗低，運(yùn)行費(fèi)比常規(guī)處理低1/5。 ●過濾速度高，處理負(fù)荷大大高于常規(guī)處理工藝。 ●可建成封閉式廠房，減少臭氣、噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響，視覺景觀好。 ●全部模塊化結(jié)構(gòu)，便于進(jìn)行后期的改擴(kuò)建。 其主要缺點(diǎn)是： ●予處理進(jìn)水懸浮物一般不得超過 50～ 60mg/l。 ● 產(chǎn) 泥 量 相 對(duì) 于 活 性 污 泥 法 稍 大 ， 一 般 可 達(dá) ～， 污泥穩(wěn)定性稍差。 ●陶瓷濾料在運(yùn)行中較易破碎，一般 35年需更換一次，造成運(yùn)行成本增大。 ●濾池過濾水頭損失較大，需進(jìn)行反沖洗，反沖洗水需處理。 ●對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高。 （ 2）人工濕地工藝 人 工 濕地 是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過程中，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、 微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對(duì)污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動(dòng)物的作用。 人工濕地是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進(jìn)廢水中污染 物質(zhì)良 11 性循環(huán) 的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得 污水處理 與資源化的最佳效益。 人工濕地的運(yùn)行管理也比污水處理廠簡單、便捷，因?yàn)槿斯竦赝耆扇∩锓椒ㄗ孕羞\(yùn)轉(zhuǎn)因此基本不需專人負(fù)責(zé)，只需定期清理格柵池、隔油池、每年收割一次水生植物即可。人工濕地中起主要處理作用的還是微生物，不是土壤的過濾作用，所以濕地設(shè)計(jì)中應(yīng)包括防止?jié)竦靥盍隙氯麊栴}、植物死亡問題和過冬問題。人工濕地服務(wù)年限一般按照 1015年計(jì)算，也就是說設(shè)計(jì)比較完善的濕地系 統(tǒng) 15年以后才需要清理填料床，達(dá)到服務(wù)年限的人工濕地系統(tǒng)在清理填料床后，即可重新投入使用。另外，人工濕地的建設(shè)周期短，建設(shè)一座傳統(tǒng)污水處理廠和完成相關(guān)管道的鋪設(shè)往往需要一年以上，而人工濕地的平均建設(shè)周期在 3個(gè)月以內(nèi)，因此建設(shè)人工濕地見效更快。在人口密度較低、污染排放較少的農(nóng)村地區(qū)， “ 人工濕地 ” 生活污水處理設(shè)施有很多優(yōu)點(diǎn)，該處理設(shè)施充分利用農(nóng)戶住房周邊的地形特點(diǎn)，因地制宜、實(shí)施簡單，可造在住宅旁的空地上，也可利用水塘以及公園的景觀池改造；規(guī)?？纱罂尚。梢远畱艏彝ス灿靡粔K，也可以一戶人家造一塊；投資少，維 護(hù)方便，且占地面積小，配合種植水生植物，還可達(dá)到美化景觀的效果。 人工濕地污水處理系統(tǒng)是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，具有如下優(yōu)點(diǎn) : ① 建造和運(yùn)行費(fèi)用便宜 ② 易于維護(hù) ,技術(shù)含量低 ③ 可進(jìn)行有效可靠的廢水處理 ④ 可緩沖對(duì)水力和污染負(fù)荷的沖擊 12 ⑤ 可提供和間接提供效益 ,如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、造紙?jiān)?、建材、綠化、野生動(dòng)物棲息、娛樂和教育。 人工濕地的缺點(diǎn)： ① 占地面積大 ，根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)及出水要求不同，日處理 1m3污水占地面積在 10～ 50m2不等； ② 易受 病蟲害 影響 ； ③ 生物和水力復(fù)雜性加大了對(duì)其處理機(jī)制、工藝動(dòng)力學(xué)和影響因素的認(rèn)識(shí)理解，設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)不精確，因此常由于設(shè)計(jì)不當(dāng)使出水達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或不能達(dá)標(biāo)排放，有的人工濕地反而成了污染源 ； ④ 當(dāng)上下表面植物密度增大時(shí) , 人工濕地系統(tǒng)處理效率提高 ,在達(dá)到其最優(yōu)效率時(shí) ,需 2～ 3個(gè)生長周期，所以需建成幾年后才達(dá)到完全穩(wěn)定的運(yùn)行。因此，目前 人工濕地技術(shù) 最大問題在于缺乏長期運(yùn)行系統(tǒng)的詳細(xì)資料。 （ 3）高負(fù)荷滲濾田工藝 高負(fù)荷滲濾田 是北美和歐洲生活污水現(xiàn)場(chǎng)處理的首選技術(shù)，在日本等國也有較多的應(yīng)用。其基本方法是將污水通過埋在地下的散水管散布到一定面積的人工土中，污水從上部包氣帶向下滲濾的同時(shí)，其中的污染物在土壤中通過截留、吸附及微生物分解和轉(zhuǎn)化而去除，滲濾系統(tǒng)之上的土地可用作綠地、旱地、停車場(chǎng)等。然而，傳統(tǒng) 滲濾田技術(shù)日處理 1噸污水所需土地面積超過 20m2，難以在我國應(yīng)用和推廣。 我們針對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)中存在的問題，經(jīng)過 7年的 研究開發(fā)，將地下濕地與高負(fù)荷地下滲濾技術(shù)相結(jié)合，使其日處理 1噸污水占地地面積小于2m2，而且永不堵塞。這不僅大大增加了其適用范圍，而且大大降低 13 了建設(shè)成本。整個(gè)系統(tǒng)為地埋式，污水處理系統(tǒng)之上的土地可規(guī)劃為綠地、旱地、停車場(chǎng)、休閑運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地等。地下濕地與地下滲濾單元是處理系統(tǒng)的核心，以好氧為主，僅僅在進(jìn)水時(shí)出現(xiàn)厭氧環(huán)境，其出水的 CODcr、 BOD TSS、氨氮等指標(biāo)均達(dá)到 《 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 》 （ GB189182021）一級(jí) B類標(biāo)準(zhǔn)限值。 高負(fù)荷 滲濾田 污水處理技術(shù)的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：占地小且不需要專用土地 、投資小、運(yùn)行成本很低、維護(hù)管理簡便、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、無二次污染、可以在冬季低溫條件下正常運(yùn)行、使用靈活。克服了生化處理技術(shù)（接觸氧化、 SBR等）運(yùn)行費(fèi)用高且維護(hù)管理復(fù)雜的缺點(diǎn)；克服了傳統(tǒng)地下滲濾技術(shù)和人工濕地技術(shù)占地面積很大的缺點(diǎn)；克服了人工濕地運(yùn)行受氣候條件限制且容易滋生蚊蟲的缺點(diǎn)。 我國土地資源珍貴、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、缺少污水分散處理設(shè)施的運(yùn)行保障機(jī)制、氣候條件變化大，為了保障污水分散處理設(shè)施的建設(shè)和正常運(yùn)行， 高負(fù)荷滲濾田工藝 在大多數(shù)情況下具有不可替代性。 地下 高負(fù)荷 滲濾系統(tǒng)在國外的廣泛應(yīng)用有幾十 年的歷史，大量的研究和實(shí)踐表明，顆粒有機(jī)物的超量積累導(dǎo)致系統(tǒng)堵塞是限制其污水負(fù)荷能力的主要原因，然而，近年來的研究顯示，在污水負(fù)荷較大的情況下傳統(tǒng)系統(tǒng)的處理效果也不理想。我們通過資料調(diào)研、理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，查明了導(dǎo)致系統(tǒng)堵塞和影響污水處理效果的主要原因，并提出了多種解決方案。在 7年多的研究中，我們對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行了篩選和多次改進(jìn)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行模式進(jìn)行了優(yōu)化。在本技術(shù)方案中，污水經(jīng)過隔油沉淀預(yù)處理后進(jìn)入水量調(diào)節(jié)池，通過泵提間歇性地進(jìn)入散水管，并通過散水孔進(jìn)入地下濕地與地下滲濾單元。其中的人 14 工土含有特殊的填 料組分，以控制污染物的遷移和微生物群落分帶，此外，通過加入特定功能的高效微生物菌劑，以提高出水水質(zhì)。 進(jìn)入地下濕地與地下滲濾單元的污水，一部分在重力作用下滲濾穿透散水層之下的防堵填料往下運(yùn)移；來不及滲濾的污水則在散水層填料中側(cè)向流動(dòng)，并通過連通散水層與通風(fēng)層的礫石進(jìn)入下防堵層。污水在散水層填料中側(cè)向流動(dòng)的同時(shí)，其中的懸浮顆粒有機(jī)物被不同粒徑的填料攔截，并且不斷被填料表面的微生物膜分解和轉(zhuǎn)化，使系統(tǒng)具有地下濕地的污水凈化功能。由于連通散水層與通風(fēng)層的礫石相當(dāng)于二次散水通道，對(duì)下防堵層散水，從而使污染物（尤其是顆粒物）負(fù)荷高度分散，大大提高了系統(tǒng)的防堵能力。殘留的污染物被下部的精濾層填料攔截并且被微生物分解和轉(zhuǎn) 化，使污水得到凈化。經(jīng)處理后的中水在滲濾田底部匯入集水溝，并且通過集水排水管排放或進(jìn)入清水池回用。 圖 31 滲濾田工藝處理生活污水實(shí)例示意圖 舒城縣五顯鎮(zhèn)污水處理 示范工程（滲濾田工藝） 15 工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 為了便于從上述三個(gè)工藝方案中選出最佳方案，分別對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的工藝計(jì)算、投資