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摘要:本文通過分析小區(qū)生活污水的水質(zhì)、水量特征,簡介了小區(qū)生活污水處理工藝,并根據(jù)小區(qū)生活污水的回用去向,闡述小區(qū)生活污水回用技術(shù)及其典型方法及對(duì)存在問題的思考。
關(guān)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(xiàn)持續(xù)上漲的趨勢(shì),一定程度上造成了城市水資源的緊張,這就使得小區(qū)污水處理及回用顯得尤為重要。小區(qū)排水系統(tǒng)通常不在城市市政管網(wǎng)覆蓋范圍之內(nèi),必須設(shè)置獨(dú)立的污水處理設(shè)施,小區(qū)生活污水回用不僅可以為水資源匱乏地區(qū)提供了新的“水源”,即使對(duì)水源豐沛的地區(qū),也可以起到防治污染的作用,減輕城市下水管網(wǎng)和污水處理的壓力。
1概述
小區(qū)生活污水主要來源于小區(qū)居民日常生活排放的衛(wèi)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(zhì)水量特征為:水質(zhì)、水量時(shí)變化系數(shù)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(diǎn)。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(nèi)生活小區(qū)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(shù)。
2兩種主流工藝簡介及優(yōu)缺點(diǎn)
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(jié)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(jī)物,接觸氧化工藝是通過生物膜的作用進(jìn)一步吸附,降解污水中的有機(jī)物。具體結(jié)構(gòu)采用的是多段推流式,即生物接觸氧化池內(nèi)分成多格,污水串聯(lián)流過每一格間。可使每格生長的微生物與負(fù)荷條件相適應(yīng),有利于專性微生物的培養(yǎng)馴化,提高處理效率。
生物接觸氧化法具有以下優(yōu)點(diǎn):
a.由于填料比表面積大,池內(nèi)充氧條件良好,池內(nèi)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(fù)荷。
b.由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多,水流完全混合,故對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。
c.剩余污泥少。
缺點(diǎn)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(zhì)惡化,影響處理效果。
c.濾料更換,構(gòu)筑物維修困難。泥量少,不存在污泥膨脹問題,運(yùn)行管理簡便。
2.2膜生物反應(yīng)器(MBR)是二十世紀(jì)末發(fā)展起來的新技術(shù),它是膜分離技術(shù)和活性污泥生物技術(shù)的結(jié)合,是一種膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。
它不同于活性污泥法,不使用沉淀池進(jìn)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(shí)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(zhì)良好、穩(wěn)定,出水細(xì)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(tǒng)工藝不具備的優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn):
a.出水水質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定。
b.工藝簡單。由于膜的高效分離作用,不必單獨(dú)設(shè)立沉淀、過濾等固液分離池。
c.占地面積少。處理單元內(nèi)生物量可維持在高濃度,使容積負(fù)荷大大提高,同時(shí)膜分離的高效性,使處理單元水力停留時(shí)間大大縮短。
d.污泥排放量少,只有傳統(tǒng)工藝的30%,污泥處理費(fèi)用低。
e.膜生物反應(yīng)器可以濾除細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì),可顯著節(jié)省加藥消毒所帶來的長期運(yùn)行費(fèi)用并擴(kuò)大污水回用范圍。
f.系統(tǒng)抗沖擊性強(qiáng),適應(yīng)范圍廣。
g.較好的設(shè)備化和自動(dòng)化,管理簡便。
h.模塊化設(shè)計(jì),易于擴(kuò)容。
缺點(diǎn):
膜材料較貴,一次性投資稍高。
3小區(qū)生活污水回用技術(shù)的思考
小區(qū)作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的生活區(qū)域,這不僅對(duì)小區(qū)生活污水的回用提出了要求,也使小區(qū)生活污水回用技術(shù)在推廣和運(yùn)行中面臨著一系列需要思考的問題。
3.1回用技術(shù)的可靠性
小區(qū)生活污水回用技術(shù)通過多年的研究與發(fā)展,本身已經(jīng)逐步完備。小區(qū)生活污水回用的去向主要是生活雜用水等。因此,在實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí),必須根據(jù)小區(qū)生活污水水質(zhì)、水量以及小區(qū)功能和環(huán)境要求,選擇合理、可靠工藝,并要考慮能長期安全可靠地運(yùn)行。
3.2回用設(shè)施的智能化管理
小區(qū)生活污水回用設(shè)施處理規(guī)模較小,一般都是兼職管理,因此,在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到智能化管理,如采用PLC自控等。設(shè)施采用PLC自控等智能化管理,可以保證處理設(shè)施穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行,保證出水水質(zhì)的安全,利于小區(qū)生活污水回用的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。
3.3回用水的安全性
小區(qū)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(jìn)入小區(qū)生活污水處理站,從衛(wèi)生和健康角度考慮,還必須對(duì)回用水進(jìn)行嚴(yán)格的消毒處理。另外小區(qū)生活污水回用,在作為綠化用水時(shí),盡量不要采用噴灌;而作為景觀用水時(shí),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(chǎn)和生活中應(yīng)用過的優(yōu)質(zhì)雜排水,經(jīng)過一定的再生處理后,應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),農(nóng)業(yè)灌溉,生活雜用水及補(bǔ)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(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水,一般要進(jìn)行三個(gè)階段的處理:(1)預(yù)處理。該階段主要有格柵和調(diào)節(jié)池兩個(gè)處理單元,主要作用是去除污水中的固體雜質(zhì)和均勻水質(zhì)。(2)主處理。該階段是中水回用處理的關(guān)鍵,主要作用是去除污水的溶解性有機(jī)物。(3)后處理。該階段主要以消毒處理為主,對(duì)出水進(jìn)行深度處理。保證出水達(dá)到中水水標(biāo)準(zhǔn)。
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(jī)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(xué)處理法。以混凝沉淀(氣浮)技術(shù)及活性炭吸附相結(jié)合為基本方式,與傳統(tǒng)的二級(jí)處理相比,提高了水質(zhì),但運(yùn)行費(fèi)用較高。(3)膜處理。采用超濾(微濾)或反滲透膜處理,其優(yōu)點(diǎn)是SS去除率很高,占地面積與傳統(tǒng)的二級(jí)處理相比,減少了很多。但目前對(duì)此工藝在實(shí)際應(yīng)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(shí)必須掌握中水原水的水量、水質(zhì)和中水的使用要求,應(yīng)根據(jù)上述條件選擇經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠的處理工藝;在選擇工藝流程時(shí),應(yīng)考慮裝置所占的面積和周圍環(huán)境的限制以及噪聲和臭氣對(duì)周圍環(huán)境帶來的影響;中水水源的主要污染物是有機(jī)物,目前大多數(shù)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(jìn)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(guān)鍵;目前,我國主要以小區(qū)生活污水作為中水水源
(1)生物化學(xué)法
原水→格柵→調(diào)節(jié)池→接觸氧化池→沉淀池→過濾→消毒→出水。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)考慮到反應(yīng)速率和污泥沉降性能,活性污泥濃度不應(yīng)太大。
(2)物理化學(xué)法
原水→格柵→調(diào)節(jié)池→絮凝沉淀池→超濾膜→消毒→出水,
以超濾膜分離技術(shù)代替上述工藝中沉淀、過濾部分,超濾技術(shù)具有適應(yīng)性強(qiáng)、對(duì)細(xì)菌和洗滌劑的去除率,高出水穩(wěn)定等特點(diǎn)。
(3)膜生物反應(yīng)器技術(shù)(物化生化結(jié)合法)
原水→格柵→調(diào)節(jié)池→活性污泥池→超濾膜→消毒→出水
膜生物反應(yīng)器技術(shù)既MBR技術(shù)是將生物降解作用與膜的高效分離技術(shù)結(jié)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(shù)實(shí)現(xiàn)固液分離取代傳統(tǒng)的沉淀池,而且不需要回流污泥。膜的高截留率使生物反應(yīng)器內(nèi)可以維持很高的生物濃度,因此反應(yīng)器具有較高的容積負(fù)荷,因此可以大大縮小占地面積、提高出水水質(zhì),適合較高水質(zhì)要求的污水處理與回用。膜生物反應(yīng)器很可能成為傳統(tǒng)工藝的替代者,從而將污水處理與回用提高到一個(gè)新的層次。
結(jié)束語
我國許多城市面臨著嚴(yán)峻的水資源匱乏,小區(qū)生活污水回用作為一個(gè)切實(shí)可行的緩解水資源和防止污染的辦法,已經(jīng)逐步為人們所重視。目前城市住宅小區(qū)建設(shè)中水回用系統(tǒng)的條件已經(jīng)基本具備,并日趨完善,首先,具有利于中水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和平穩(wěn)運(yùn)行的水量特點(diǎn);其次,城鎮(zhèn)居民人口數(shù)量的快速增長和居民小區(qū)的不斷規(guī)模化,以及水處理技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是接觸氧化法與生物膜法不斷完善,使中水系統(tǒng)的初始投資和運(yùn)行費(fèi)用大幅降低,現(xiàn)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(qū)管理的興起和完善,為中水系統(tǒng)的投資回報(bào)奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)今各大城市已經(jīng)對(duì)小區(qū)生活污水回用提出了明確的要求,要求現(xiàn)有和新建小區(qū)必須配建污水回用設(shè)施。小區(qū)生活污水回用盡管規(guī)模比較小,且分散,對(duì)運(yùn)行管理帶來一定的難度。但由于小區(qū)生活污水處理工藝就近處理并回用,水源穩(wěn)定可靠,可減少供水管網(wǎng)的壓力,同時(shí)也緩解了城市下水管網(wǎng)和污水處理設(shè)施的壓力;且對(duì)于水資源匱乏也有一定的緩解。小區(qū)生活污水回用技術(shù)正逐步成為污水處理的一個(gè)重要方向。
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