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摘要:本文通過分析小區生活污水的水質、水量特征,簡介了小區生活污水處理工藝,并根據小區生活污水的回用去向,闡述小區生活污水回用技術及其典型方法及對存在問題的思考。
關鍵詞:生活污水,中水回用,水解酸化,生物接觸氧化,MBR
隨著城市人口的不斷增加,用水量也呈現持續上漲的趨勢,一定程度上造成了城市水資源的緊張,這就使得小區污水處理及回用顯得尤為重要。小區排水系統通常不在城市市政管網覆蓋范圍之內,必須設置獨立的污水處理設施,小區生活污水回用不僅可以為水資源匱乏地區提供了新的“水源”,即使對水源豐沛的地區,也可以起到防治污染的作用,減輕城市下水管網和污水處理的壓力。
1概述
小區生活污水主要來源于小區居民日常生活排放的衛生間糞便沖洗水、淋浴水、廚房廢水以及日常清洗廢水。其水質水量特征為:水質、水量時變化系數大,污染物濃度通常比城市污水低,污水可生化性高,處理難度小等特點。所以選擇處理成本低,中水回用率高的處理工藝尤為重要。目前國內生活小區主流處理工藝有接觸氧化法與生物膜法。兩者均是比較適合中小型生活污水處理的工藝技術。
2兩種主流工藝簡介及優缺點
2.1生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝,即采用活性污泥法與生物接觸氧化法相結合的方式,好氧曝氣采用活性污泥工藝,利用好氧微生物菌群氧化分解污水中的有機物,接觸氧化工藝是通過生物膜的作用進一步吸附,降解污水中的有機物。具體結構采用的是多段推流式,即生物接觸氧化池內分成多格,污水串聯流過每一格間。可使每格生長的微生物與負荷條件相適應,有利于專性微生物的培養馴化,提高處理效率。
生物接觸氧化法具有以下優點:
a.由于填料比表面積大,池內充氧條件良好,池內單位容積的生物固體量較高,因此,生物接觸氧化池具有較高的容積負荷。
b.由于生物接觸氧化池內生物固體量多,水流完全混合,故對水質水量的驟變有較強的適應能力。
c.剩余污泥少。
缺點是:
a.濾料間水流緩慢,水力沖刷力小。
b.生物膜只能自行脫落,剩余污泥不易排走,滯留在濾料之間易引起水質惡化,影響處理效果。
c.濾料更換,構筑物維修困難。泥量少,不存在污泥膨脹問題,運行管理簡便。
2.2膜生物反應器(MBR)是二十世紀末發展起來的新技術,它是膜分離技術和活性污泥生物技術的結合,是一種膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。
它不同于活性污泥法,不使用沉淀池進行固液分離,而是使用中空纖維膜替代沉淀池,因此具有高效固液分離性能,同時利用膜的特性,使活性污泥不隨出水流失,在生化池中形成8000-12000 mg/L超高濃度的活性污泥濃度,使污染物分解徹底,因此出水水質良好、穩定,出水細菌、懸浮物和濁度接近于零。生活污水處理后可直接回用,在污水處理方面具有傳統工藝不具備的優點。
優點:
a.出水水質優良、穩定。
b.工藝簡單。由于膜的高效分離作用,不必單獨設立沉淀、過濾等固液分離池。
c.占地面積少。處理單元內生物量可維持在高濃度,使容積負荷大大提高,同時膜分離的高效性,使處理單元水力停留時間大大縮短。
d.污泥排放量少,只有傳統工藝的30%,污泥處理費用低。
e.膜生物反應器可以濾除細菌、病毒等有害物質,可顯著節省加藥消毒所帶來的長期運行費用并擴大污水回用范圍。
f.系統抗沖擊性強,適應范圍廣。
g.較好的設備化和自動化,管理簡便。
h.模塊化設計,易于擴容。
缺點:
膜材料較貴,一次性投資稍高。
3小區生活污水回用技術的思考
小區作為一個相對獨立的生活區域,這不僅對小區生活污水的回用提出了要求,也使小區生活污水回用技術在推廣和運行中面臨著一系列需要思考的問題。
3.1回用技術的可靠性
小區生活污水回用技術通過多年的研究與發展,本身已經逐步完備。小區生活污水回用的去向主要是生活雜用水等。因此,在實際工程設計時,必須根據小區生活污水水質、水量以及小區功能和環境要求,選擇合理、可靠工藝,并要考慮能長期安全可靠地運行。
3.2回用設施的智能化管理
小區生活污水回用設施處理規模較小,一般都是兼職管理,因此,在設計時必須考慮到智能化管理,如采用PLC自控等。設施采用PLC自控等智能化管理,可以保證處理設施穩定、可靠地運行,保證出水水質的安全,利于小區生活污水回用的進一步推廣應用。
3.3回用水的安全性
小區生活污水回用的去向主要為生活雜用水和非接觸觀賞性景觀用水等,因此,必須盡量減少可能有毒或者有害非生活污水進入小區生活污水處理站,從衛生和健康角度考慮,還必須對回用水進行嚴格的消毒處理。另外小區生活污水回用,在作為綠化用水時,盡量不要采用噴灌;而作為景觀用水時,也不宜作為瀑布和噴泉等易形成水霧的景觀用水。
4 4 中水回用處理工藝的選擇
中水回用是利用人們生產和生活中應用過的優質雜排水,經過一定的再生處理后,應用于工業生產,農業灌溉,生活雜用水及補充地下水。
4.1 中水回用工藝流程
為了將污水處理成符合中水水質標準的水,一般要進行三個階段的處理:(1)預處理。該階段主要有格柵和調節池兩個處理單元,主要作用是去除污水中的固體雜質和均勻水質。(2)主處理。該階段是中水回用處理的關鍵,主要作用是去除污水的溶解性有機物。(3)后處理。該階段主要以消毒處理為主,對出水進行深度處理。保證出水達到中水水標準。
4.2 主處理的方法
按目前已被采用的方法大致可分為三類:(1)生物處理法。利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有機物,包括好氧和厭氧微生物處理,一般以好氧處理較多。(2)物理化學處理法。以混凝沉淀(氣浮)技術及活性炭吸附相結合為基本方式,與傳統的二級處理相比,提高了水質,但運行費用較高。(3)膜處理。采用超濾(微濾)或反滲透膜處理,其優點是SS去除率很高,占地面積與傳統的二級處理相比,減少了很多。但目前對此工藝在實際應用上還存有一定爭議。
4.3 工藝流程的選擇
確定工藝流程時必須掌握中水原水的水量、水質和中水的使用要求,應根據上述條件選擇經濟合理、運行可靠的處理工藝;在選擇工藝流程時,應考慮裝置所占的面積和周圍環境的限制以及噪聲和臭氣對周圍環境帶來的影響;中水水源的主要污染物是有機物,目前大多數以生物處理為主處理方法;在工藝流程中消毒滅菌工藝必不可少,一般采用含氯消毒劑進行消毒。中水處理的工藝流程主要取決于中水水源和中水的用途,中水水源不僅影響處理工藝的選擇,而且影響處理成本,因此,中水水源的選擇十分關鍵;目前,我國主要以小區生活污水作為中水水源
(1)生物化學法
原水→格柵→調節池→接觸氧化池→沉淀池→過濾→消毒→出水。運轉時應考慮到反應速率和污泥沉降性能,活性污泥濃度不應太大。
(2)物理化學法
原水→格柵→調節池→絮凝沉淀池→超濾膜→消毒→出水,
以超濾膜分離技術代替上述工藝中沉淀、過濾部分,超濾技術具有適應性強、對細菌和洗滌劑的去除率,高出水穩定等特點。
(3)膜生物反應器技術(物化生化結合法)
原水→格柵→調節池→活性污泥池→超濾膜→消毒→出水
膜生物反應器技術既MBR技術是將生物降解作用與膜的高效分離技術結合的污水處理及回用工藝。該工藝最引人注意的是利用膜技術實現固液分離取代傳統的沉淀池,而且不需要回流污泥。膜的高截留率使生物反應器內可以維持很高的生物濃度,因此反應器具有較高的容積負荷,因此可以大大縮小占地面積、提高出水水質,適合較高水質要求的污水處理與回用。膜生物反應器很可能成為傳統工藝的替代者,從而將污水處理與回用提高到一個新的層次。
結束語
我國許多城市面臨著嚴峻的水資源匱乏,小區生活污水回用作為一個切實可行的緩解水資源和防止污染的辦法,已經逐步為人們所重視。目前城市住宅小區建設中水回用系統的條件已經基本具備,并日趨完善,首先,具有利于中水系統設計和平穩運行的水量特點;其次,城鎮居民人口數量的快速增長和居民小區的不斷規模化,以及水處理技術的不斷發展,尤其是接觸氧化法與生物膜法不斷完善,使中水系統的初始投資和運行費用大幅降低,現已成為生活污水中水回用主流工藝。再次,住房的商品化,小區管理的興起和完善,為中水系統的投資回報奠定了基礎。當今各大城市已經對小區生活污水回用提出了明確的要求,要求現有和新建小區必須配建污水回用設施。小區生活污水回用盡管規模比較小,且分散,對運行管理帶來一定的難度。但由于小區生活污水處理工藝就近處理并回用,水源穩定可靠,可減少供水管網的壓力,同時也緩解了城市下水管網和污水處理設施的壓力;且對于水資源匱乏也有一定的緩解。小區生活污水回用技術正逐步成為污水處理的一個重要方向。
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