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關鍵詞:市政污水;處理工藝;回用技術
中圖分類號:R123文獻標識碼: A
引言
伴隨著城鎮化水平的快速發展,城市居民人口的不斷遞增,城市污水的排放量逐年增大,這些污水成分復雜,有害物質較多,如果直接排放,將會對如果不對這些污水采取有效的處理就直接對其排放,會對人民群眾切身利益的大氣、水、土壤等造成污染,極大破壞了人類生存的水資源環境和生態環境,影響和威脅我們的日常生活和長遠發展。本文對市政污水處理工藝與回用技術進行了探討。
一、市政污水處理工藝分析
1、曝氣氧化溝
氧化溝是一種活性污泥處理系統,其曝氣池呈封閉的溝渠型,所以它在水力流態上不同于傳統的活性污泥法,它是一種首尾相連的循環流曝氣溝渠,又稱循環曝氣池。氧化溝的生物反應池是采取連續環式反應池,在該反應池中存在一條閉合的曝氣渠道,而混合液在該渠道中可進行連續循環。一般情況下,在延時曝氣的條件下,才可進行氧化溝的使用。在氧化溝中設置有曝氣和攪動裝置,通過該裝置可進行方向控制,并對反應池中的物質提供水平速度,在該動力下,閉合式渠道中的液體會產生攪動,從而實現循環作用。相比于傳統的活性淤泥法,氧化溝法具有的優點有:水力停留時間長、有機負荷低以及淤泥齡長等,因此在氧化溝法中并不需要用到調節池、初沉池以及淤泥消化池。氧化溝對于污水的處理效果較好,并且具有獨特的水力學特征和工作特性,主要有以下幾點:首先,氧化溝具有推流和完全混合的特點,對于短流具有很好的限制作用,并且有較好的緩沖能力。其次,氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度。再次,氧化溝內部配置著不同功率的曝氣裝置,不同功率的搭配能夠很好進行氧的傳遞,有利于進行液體混合和淤泥絮凝。最后,氧化溝中設備的功率較低,具有良好的能源利用率。氧化溝中是通過溶解氧的不均勻分布,并產生好氧區和缺氧區的交替循環作用而實現脫氮的目的。在脫氮的過程中,并不需要外加碳源,因此氧化溝是非常經濟的。但是單元的氧化溝對磷的消除效果不佳,因此可以在氧化溝中好氧區和缺氧區中在增設一個厭氧區,在一個池中集合三個區,可以在保留氧化溝優點的基礎上,實現脫氮除磷效果的提高。
2、改良交替式活性污泥法
組合交替式活性污泥法(UNITANK)是以SBR工藝為基礎的一種變型工藝,它囊括了傳統活性淤泥法和SBR的特點,不僅能夠像傳統活性淤泥法一樣可以在恒定水位下連續流運行,同時也具備了SBR系統的有點。在除磷時要求設備能夠達到絕氧狀態,但是在改良交替式活性污泥法中沒有設置專門的厭氧區,因此在污水處理實際操作中除磷效果不佳。在對UNITANK法不斷的研究中,總結以往的工程經驗,以UNITANK法為基礎,提出了改良交替式活性污泥法。在這種工藝中,對進水系統進行了簡化,同時也設置有厭氧區,增加了淤泥回流。改良交替式活性污泥法工藝從根本上實現了除磷效果的提高。該法具有的優點有以下幾點:首先,改良交替式活性污泥法對于充氧的效果進行改進,同時改良了氧的傳遞設備,提高了傳遞效率,從而節約了能源的損耗。其次,改良交替式活性污泥法采用了沉淀排水方式,改善了出水條件,簡化了出水程序,整個反應池的深度得到了增加了,從而節省了占地面積。再次,改良交替式活性污泥法中有效活性淤泥的比例得到了提高,與傳統的活性淤泥法相比,減小了反應池土建池容。最后,與傳統的活性淤泥法相比,生物除磷效果得到了大大的提高。
3、生物處理方法的應用
按照處理過程中有無氧氣的參與和生物反應器中微生物的生長狀態等不同方式分類,可以將污水生物處理技術可以分類好氧處理工藝和厭氧處理工藝以及以活性污泥為代表的懸浮生長工藝和以生物膜法為代表的附著生長工藝,最常用的處理方式為厭氧處理工藝和生物膜法。
(1)厭氧處理技術
厭氧處理工藝的反應容器體積小、耗能低、簡單方便,成為了城市生活污水處理的主要方法之一。但是,傳統厭氧處理工藝在運用過程中也受到一些限制,主要是因為城市生活污水的污染物濃度比較低,所以,人們對傳統厭氧處理工藝進行了改進試驗,并取得了重大的進展。
(2)生物膜法處理技術
生物膜法是通過將無聲無息附著在惰性濾料上,形成膜狀的生物污泥,從而對污水起到凈化效果的生物處理方法。生物膜法早在20世紀六十年代就已經出現,當初主要在處理工業廢水中應用,有高負荷生物濾池和塔式生物濾池等技術工藝。經過幾十年的發展之后,生物膜法逐漸擴展了接觸氧化法等現代生物膜技術,并廣泛的應用于印染、紡織、化纖等工業廢水的處理當中。但是由于大型池的均勻布水布氣存在技術困難,因此沒有在城鎮污水處理中得到廣泛的應用。后來,隨著高負荷生物濾池/固體接觸法和生物曝氣濾池法等生物膜法技術的出現,表明了生物膜法在城鎮污水處理中有著良好的發展前景。生物膜法成本低,并且還具有耐沖擊,運行穩定、操作簡單等優點,因此在我國的城市污水處理應用前景十分廣闊。
二、市政污水回用技術分析
1、市政污水回用SBR技術處理系統分析
廢水處理系統采用的是一種間歇式的活性污泥法(SBR),整個工藝流程具有較為突出的特點,即處理工序的過程不是連續一致的,而是根據時間安排進行具體的控制,具有較為明顯的間歇性和周期性。處理市政污水時,污水分批按照次序進行進水和曝氣反應,然后經過沉淀和排水、閑置等流程,具體的處理過程是在同一個池中、周而復始反復地完成的。具體來說,SBR系統的基本操作流程為:
(1)進水
打開進水口處的閥門,先利用粗格柵對需要處理的污水進行過濾,然后通過水泵,再用細格柵進行第二次過濾,過濾完成后可以排放至SBR池中進行下一道工藝。
(2)反應
當污水達到一定的水位后關閉進水閥門,然后啟動鼓風機,開始進行曝氣處理。在曝氣的同時利用潛水攪拌器和回流污泥泵進行攪拌和混合。
(3)沉淀
當曝氣達到一定程度后即可自動停止,關閉空氣閥門以及潛水攪拌器和回流污泥泵。然后開始進行重力沉淀和逆水分離。
(4)排水
當SBR池水位達到最高水位并完成沉淀后,將SBR池中處于上部的清液排放到池外。排放的過程要緩慢,并利用潷水器。池里的水位恢復到開始處理時的水位時,即可停止排放。然后,將SBR池下部沉淀的污泥排放到制定的污泥池中。SBR系統涉及到的各種工藝流程和相關技術都較為復雜,所以,各種老式設備工藝往往很難滿足系統的實際需求,此時,我們可以利用PLC技術,加大提高SBR系統的工作效率,并簡化整個操作流程。
2、市政污水回用類型
(1)用于農業生產
農業生產的用水需求是城市污水發展的前景之一,同時城市污水中的礦物質對農作物生長有一定的幫助,因此,在城市污水經過深度處理之后用于農業生產灌溉是沒有問題的。
(2)用于工業生產
工業生產用水的需求非常大,在發達工業城市中存在很多工業生產的企業,工業生產用水完全可以采用處理之后的城市污水,對于水資源來說是一種深度的節省,但是,在工業廢水的排放過程中一定要注意環境的保護,要對污水進行治理后再排放。
(3)用于城市綠化
水資源在不斷地減少,而城市發展過程中又需要對城市的綠化、景觀做好維護,這些需要大量的水資源。在城市景觀中,建筑后期的養殖都需要大量的水資源,因此,采用城市處理的污水進行城市景觀的綠化就節省了很多的水資源,同時體現了水資源處理的可持續發展戰略。
三、城市污水回用的可持續發展
1、從觀念意識上提高污水的再利用
當前,隨著社會的發展,人們的環保意識持續提升,已經清晰認識到加強污染治理和污水再利用的重要性,但是對于再利用的用途有著不少顧慮,畢竟這些污水在最初都是生活廢水,其中不少含有重金屬、病原菌、有毒物質等,在再利用過程中涉及到城市居民生活的方方面面,如果不消除他們的這些顧慮,不明確利害關系,清晰闡述對于市民日常生活和身心健康的影響,就無法最大程度地得到市民的支持。因此,加大宣傳力度的時候,除了有關污水資源化知識的宣講,還要組織一些現場參觀活動,讓市民觀看污水處理設施和回收再利用的過程,讓他們親身感受到處理再回收帶來的便利以及不會對市民生活與健康帶來危害與負面影響,形成公眾對再利用的理性認識,消除他們的顧慮,獲得積極支持。
2、完善污水回用體系的建立
依靠法律法規的強制性力量加強監督與管控是我市城市污水再利用的重要措施。立法的完善要在國家相關法律法規的基礎上,結合本地區實際情況,出臺可行性強的措施,確保各類工程的安全、順利運行。目前,我國的法律法規體系還不夠完善,相關技術標準還有所缺漏,但是,這并不妨礙我們借鑒國內外先進經驗,輔助管控與監督本地區實際運行。我們要在國家政策支持和引導下,依據相關律法加強對污水再利用準則、水質要求和水處理方面的約束與限制,做到有法必依、執法必嚴、違法必究。在相關部門和企業積極鼓勵創新和探索實踐中,加強自主知識產權方面的技術開發,為未來的發展創造更好的前景。
3、加強回用技術的開發
污水處理對環境保護和人們的日常生活十分重要,但運行成本高,各污水處理廠的經濟效益普遍較差。所以,積極應用計算機控制技術,實現污水處理工藝的半自動和全自動的監控,有效提高污水處理廠的技術水平,合理使用和配置各種污水處理設備,具有非常重要的意義。我們要針對SBR污水處理系統具體工藝流程的特點和要求進行分析,并利用PLC技術,很好地實現SBR法污水處理工藝的自動控制。
結束語
市政污水的處理和回用對節約水資源,保護環境,促進經濟和生活的可持續發展等都具有非常重要的意義。市政污水處理的企業應該充分掌握各污水處理方式對污水進行回用處理,造福于民。
參考文獻
[1]簡健文.廣州市政污水處理工藝研究與分析[J].廣東化工,2013,(04):30-31.
關鍵詞:污泥;處理;減量化;資源化;
1、前言
城市化、工業化進程的加速,對環境的影響日益嚴重,城市水環境的保護比以往顯得更加重要,大量城市污水處理廠的出現,有效緩解了水環境的壓力,但同時也帶來了污水處理廠污泥如何處理的問題。污泥由多種微生物形成的菌膠團及有機物、重金屬和鹽類及寄生蟲卵等組成,處理不好,易造成二次污染。不妥善解決污泥的出路問題,會影響到污水處理廠的正常運行。因此應根據各地的實際情況,綜合利用污泥處理技術,找出適合的處理方式,就此,談一點自己的看法。
2、污水處理廠污泥處理的現狀和面臨的問題
2.1處理現狀
以南京為例,城區目前已投入運行的大型污水處理廠共有4座,污水處理能力約100萬噸,每天產生的含水率80%的脫水后污泥達數百噸,目前的方式為脫水后外運摻燒發電、填埋、堆肥等。
其中焚燒發電約占50%,污泥脫水后運送至電廠與煤按一定比例進行混合,后進入焚燒爐燃燒產生熱量用于發電;其它的用于填埋和堆肥,污泥脫水后利用廢礦坑進行填埋,或經過堆肥工藝制成肥料。
2.2面臨問題
根據《城鎮污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策》的相關要求,污泥處理技術總的目標是實現“四化”,既“穩定化、減量化、無害化、資源化”,目前南京在污泥處理方面還存在著問題,主要表現在以下幾方面:
2.2.1處理方式比較單一,缺乏深度處理工藝
現各廠污泥處理工藝基本為機械脫水工藝,既將剩余污泥加高分子絮凝劑(聚丙烯酰胺)后直接脫水后,脫水后污泥含水率達80%左右,運輸的大部分是水,造成運力浪費;且運輸途中,撒漏在所難免,對沿途環境影響很大,不符合減量化的要求。其次是污泥中有機物含量高,易分解有惡臭,黏性大,不符合穩定化的要求。
2.2.2污泥處理處理運營單位缺乏有效的監管
根據水染污防治法,污水處理過程中產生的污泥也應當被有效處理,參與脫水后污泥的焚燒、堆肥、運輸等相關處理的單位,均被定義為污水處理設施運營單位,應有相關資質和執行標準,與目前的實際情況相比,各相關處理單位大多處于起步階段,有的還不是主營業務,與要求比有一定差距的。另外對這些污泥處理運營單位的監管方面,相關制度和政策還不是很明了。
2.2.3污泥處理處理經費和政策的支持
污泥的性質決定了污泥的處理是一個比較復雜的問題,要真正實現污泥處理的無害化和資源化,單獨依靠污水處理廠自身是完成不了的,必須實現污泥深度處理的產業化工作。
要實現產業化首先要保證有充足的污泥處理資金,污泥處理費用應當在污水處理費中占一定的比例。其次是要有相應的推行污泥資源化的政策,才能有效促進產業健康發展。
3、幾種主要的污泥處理方法及優缺點分析
目前國內外污泥處理方法大體有焚燒、填埋、和土地利用等。填埋的技術難度最低,其次是土地利用,難度最高的是焚燒。焚燒的投入成本最高,其次是填埋,土地利用成本最低。但焚燒和填埋分別存在尾氣和地下水污染的風險,而土地利用的風險較小。因此需采取適合各自實際情況的污泥處理方法。
3.1污泥的焚燒
焚燒是污泥處理中最徹底的處理方法,它能使有機物全部碳化,殺死病原體,可最大限度地減少污泥體積,能實現污泥“減量化、無害化、資源化“的目標,
但是其缺點在于處理設施需投資進行相應的改造,沒有經過干化的污泥需進行摻煤焚燒,能耗大,處理費用高。
3.2 污泥的衛生填埋
污泥衛生填埋是一項比較成熟的污泥處理技術。這種處理方法簡單、易行、成本低,污泥又不需要高度脫水,適應性強。填埋場一般為廢棄的礦坑或天然的低洼地。
污泥填埋存在的問題是滲濾液和氣體的形成,如果填埋場選址或運行不當,滲濾液會進入地下水層,污染地下水環境。填埋場產生的氣體若不采取適當措施會引起爆炸和燃燒。另外,適合污泥填埋的場所也因城市污泥的大量產出而越來越有限,填埋場沒有進一步發展的希望。
3.3污泥的土地利用
污泥的土地利用投資少、能耗低、有機部分可轉化成土壤改良劑成分,被認為是最有發展潛力的一種處理方式,是污泥“無害化、穩定化”的重要處理方法。通過堆肥等科學合理的方法進行土地利用,可減少污泥帶來的負面效應。
污泥土地利用存在的問題是:如果污泥發酵的不徹底,病原體及寄生蟲卵殺不死;另外有可能有重金屬污染問題存在。
4、污泥處理方法的選用
一種有效的污泥處理方法,應當兼顧到環境生態效益、社會效益和經濟效益,污泥的處理方法多種多樣,各有優缺點,選用什么樣的方法不但與當地的自然條件及經濟社會發展水平有關外,還與污水處理工藝、污水來源等有很大關系。應根據污水處理廠的具體情況進行區別對待,統籌安排。
例如對于污水收集范圍內無工業污染源以生活污水為主,污泥量較少的廠,完全可以考慮采取土地利用的方式,制成復合肥料后作為再生資源有效利用。
進廠污水既有工業污水又有生活污水的,如果污泥中有機物含量較高的,仍可以考慮采取土地利用的方式,作為再生林地和市政綠化的肥料利用,不易造成食物鏈的污染,也可成為污泥土地利用的有效方式。
如果污泥中重金屬等污染較重,不符合農用污泥標準的污泥,需考慮采取焚燒的方法處理,以徹底消除二次污染。
對于城市有垃圾發電項目的,可考慮將污泥加入穩定劑后采用新技術脫水機將今水率降低至60%以下,作為覆蓋土填埋入垃圾場,可有效利用其中含有的有機成份,產生沼氣后用于發電,可低成本實現資源化目標。
5、結語
“十二五”期間,節能減排工作的標準進一步提高,城市污水處理廠污泥的處理工作得到重視,做好污泥的深度處理工作十分重要,需要創新思路,充分參考國內外情況,結合自身實際情況,找出一條適合的技術路線,實現污泥處理的 “減量化、無害化、資源化“的目標。
參考文獻:
【關鍵詞】垃圾填埋;滲濾液;處理現狀;趨勢
1 前言
目前衛生垃圾填埋是我國城市垃圾的主要處理方式;其中70%以上都是采取簡易填埋方式處理的,這些處理方式對地下水產生一定的污染和潛在的危害。在城市垃圾填埋過程中,由于填埋場的運行和封場等問題,將會從一定程度上導致大量垃圾滲濾液的產生。這些垃圾滲濾液是世界上目前公認的性質復雜、難于處理的高濃度廢水,如果不加以處理而進入環境,將會對環境產生重大的污染。
2 垃圾滲濾液的組成及性質
2.1 垃圾滲濾液的組成成分
垃圾滲濾液由于垃圾的種類繁多導致其的成分復雜,根據其主要組成成分大致可分為三大類:
(1)無機污染物,如重金屬元素、無機鹽離子以及微量元素等,如Cd、Pb、Mg、Mo、Cu等;
(2)有污染物機物,如高濃度的有機酸、醇等有機廢液,常以CODcr(化學需氧量)、BOD5(5日生化需氧量)、TOC(總有機碳)等指標來計量。
(3)微生物,垃圾滲濾液中具有著豐富的C、N營養和微量元素,導致大量的微生物產生,如大腸桿菌的有害微生物等。
2.2 垃圾滲濾液的性質
垃圾滲濾液中的有機污染物負荷較高、水質成分復雜,其水質會隨著垃圾的組成成分,垃圾含水率,垃圾內部的溫度,垃圾埋時間、規律、工藝,以及外界水文、氣象條件的變化而變化,尤其是填埋時間和降雨量的影響,隨著填埋時間和降雨量的增加,垃圾滲濾液的濃度將漸漸下降。垃圾滲濾液的pH值一般在4~9之間波動,CODcr一般在2000~62000mg/L的范圍內變化,BOD5一般在60~4500mg/L的范圍波動,重金屬濃度等無機污染物和市政污水中重金屬的濃度基本相當,微生物等則遠高于市政污水中的微生物含量。
3 垃圾滲濾液的處理技術
3.1 物理化學法
物理化學法是指通過物理化學的方法去除垃圾滲濾液中的COD、SS、色度、重金屬等影響水質的因素。近年來,國內外的物理化學法主要包括化學沉淀法、吸附法、化學氧化法、反滲透法等。其多用于垃圾滲濾液的預處理或與其他方法聯用。
3.1.1 反滲透法
反滲透是一種離子/分子水平的物理分離技術。反滲透是指與自然滲透過程相反的現象,即在外界壓力作用下。使溶劑通過半透膜析出的過程。反滲透法處理垃圾滲瀝液的原理是利用壓力使滲瀝液中的水分子透過反滲透膜,把所有污染物質包括氨氮等大于1nm的分子及離子截留。由于截留物質大大增加,反滲透一般經過預處理之后進行,常用混凝絮凝方法作為預處理。反滲透法對COD以及NH3-N的去除可達95%以上,處理后滲瀝液的容積減少75%~80%,從而達到處理滲瀝液的目的。
反滲透法處理高濃度、高鹽份污水已得到廣泛應用,在垃圾滲瀝液的處理中也已有成熟的運行經驗。如1988年德國的schwabach垃圾填埋場首次將反滲透技術運用到垃圾滲瀝液的處理中,取得很好地處理效果。1989年在德國建立的1150噸/日的反滲透滲瀝液處理系統,2002年擴增為1500噸/日。在韓國滲瀝液處理多以反滲透處理技術為主。反滲透工藝因其穩定性、高效性、模塊化和易于自動控制等優點,在我國的廣州興豐垃圾填埋場、重慶長生橋垃圾填埋場及北京安定垃圾填埋場都采用反滲透工藝,工程已正常運行,處理效果良好。
3.2 生物法
垃圾滲濾液的BOD5和COD濃度高、金屬含量較高、水質水量變化大、氨氮的含量較高、微生物營養元素比例失調等,比較難以處理。因為物理化學法成本比較高,不適合大規模的垃圾滲濾液處理,目前采用的比較多的還是生物法,主要包括好氧處理和厭氧處理。
3.2.1 好氧處理法
好氧生物法主要是利用好氧微生物來去除污水中的BOD、 COD、 氨氮以及一些重金屬離子。近年來主要采用的好氧生物法有SBR法、曝氣穩定塘法、氧化溝以及生物膜法。
(1)活性污泥處理法
活性污泥處理法分為鼓風曝氣即采用一定的措施使空氣溶滲濾液中,以供好氧微生物活動;純氧曝氣即采用一定的措施使氧氣溶滲濾液中,提高好氧微生物的氧氣利用率。運用曝氣―活性污泥處理法處理垃圾滲濾液,對垃圾滲濾液中的BOD5、COD以及氨氮都有著較高的去除率。
(2)曝氣穩定塘
曝氣穩定塘是利用水中的微生物、藻類、水生植物等對滲濾液進行好氧或厭氧生物處理的天然或人工池塘。相對于活性污泥法,曝氣穩定塘體積大,有機負荷低,工程簡單,在土地廉價的地區,處理成本極低,是好氧處理中最省錢的。
(3)生物膜法
生物膜法也是常用好氧生物處理法之一,它是指生物膜附著在填料(或濾料、載體)上在有氧的條件下起氧化、還原作用,降解垃圾滲濾液中的有機物。生物膜法過程中污泥量較少,有效解決污泥膨脹的問題,抗水質、水量沖擊負荷的能力強,微生物可以在生物膜上長期生長。目前對于滲濾液處理的常用生物膜法主要有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化等方法。
3.2.2 厭氧生物處理法
厭氧生物處理法是利用厭氧微生物對垃圾滲濾液中的有機物進行降解、凈化,同時產生甲烷、二氧化碳等氣體的過程。厭氧生物處理法通常包括厭氧-好氧生物氧化工藝、厭氧-氧化溝-兼性塘工藝、厭氧-氣浮-好氧工藝、UASB-氧化溝-穩定塘等。其耗能少、污泥產生量少、可以降解一些難降解的高分子有機物,但厭氧生物處理過程中對溫度和pH的要求比較高,難以達到理想效果。
3.3 物理化學法與生物法組合處理法
垃圾滲濾液由于水質復雜使得單一處理方法不能很好地達到理想的效果。所以宜采用組合處理方法(如MBR)對滲濾液進行處理。
MBR是生化反應器和膜分離相結合的高效廢水處理系統,用膜濾替代傳統活性污泥法中的二沉池,可使生化反應器內的污泥濃度從3~5g/L提高到20~30g/L,使反應效率提高,出水無菌體及懸浮物。工藝流程為:滲濾液―調節池―篩網―MBR池―貯存池―出水。
垃圾滲濾液經MBR處理,一般能滿足間接排放要求,根據不同情況,后續可用活性炭吸附或納濾(NF)作深度處理,從而能使大部分鹽隨出水排出,避免鹽的富集帶來不利影響。相比物理化學法和生物法單獨處理而言,MBR處理工藝獲得了較好的處理效果。20世紀90年代在安大略省建成的日處理污水3800m3的MBR裝置,運行期間的MLSS濃度為12 000~20000mg/L,MLVSS濃度僅為MLSS的55%~70%。運行9個月以來出水BOD和有機磷的去除率都接近100%。其次,我國峨眉山垃圾填埋場的MBR系統運行以來,通過污泥接種、培養、馴化,以及硝化細菌的強化培養,反應器內的微生物濃度為4 g?L-1,預計最終可穩定在6~10g?L-1范圍內,反應器在高容積負荷下運行,無污泥產生。
4 我國垃圾滲濾液的處理現狀
我國垃圾填埋處理行業與國外相比起步比較晚,始于上世紀80年代末,垃圾滲濾液的處理工藝也歷經了幾個不同時期的發展。第一階段是以北京阿蘇衛垃圾填埋場為典型的考慮垃圾滲濾液的特殊水質特性的早期滲濾液處理工藝,主要是采用傳統的好氧生物法,處理效果相對較差,效率低。第二個階段是90年代中后期以深圳下坪垃圾填埋場為典型代表的針對滲濾液的特殊水質采用脫氮、厭氧、好氧相結合的處理工藝,處理、運行效果良好,效率較高,成本低廉。第三個階段是21世紀后現階段的各個填埋場所采用的以生物法和物理化學法深度處理相結合的滲濾液處理工藝,提高了滲濾液的排放標準要求,適當的增加了工程成本,處理效果大幅度提升。
5 展望
垃圾滲濾液是一種有毒有害的高濃度有機廢水,其成分極其復雜,考慮到比較容易將產生二次污染,從降低工藝成本、提高運行、處理效率、達到國家排放標準。我國地域廣闊,垃圾滲濾液的水質受垃圾成分、處理規模、降水量、氣候、填埋工藝及填埋場使用年限等因素的影響,具有成分復雜、有機污染物濃度高、氨氮含量高、前后期水質變化大等特點,其可生化性前期較好、隨后逐年下降,直至有機物含量降至零,這使得生化類型工藝的應用受到很大限制。為了使系統能在不同時期都穩定運行,最好推廣采用物化工藝進行處理。膜生物反應器(MBR)是一種生物技術與膜技術相結合的高效水處理技術,特別適用于高負荷有機廢水的處理,可用于垃圾處理廠的滲瀝液處理。由于膜能將全部的生物量截留在反應器內,可以獲得長泥齡和高懸浮固體濃度,有利于生長緩慢的固氮菌和硝化菌的增殖,從而強化了活性污泥的硝化能力,并維持較低的F/M,使剩余污泥產率較小,系統運行也更加靈活和穩定。
工藝流程及特點:MBR處理系統由四部分組成,包括:① 預處理系統;②膜生化反應器MBR系統;③納濾(NF)、反滲透(R0)系統;④剩余污泥、濃縮液處理系統。
(1)預處理系統。來自填埋場的滲濾液經收集后進人調節池,經回灌處理后提升至袋式過濾器(精度為400ttra),去除較大的顆粒物。
(2)MBR系統。滲濾液經預處理后進入MBR系統,MBR是一種分體式膜生化反應器,包括生化反應器和超濾UF兩個單元。生化反應器包括前置式反硝化和硝化兩部分,在硝化池中,通過高活性的好氧微生物作用,降解大部分有機物;氨氮一部分通過生物合成去除、大部分在馴化產生的高效的硝化菌的作用下轉變成為硝酸鹽和亞硝酸鹽,回流到反硝化池,在缺氧環境中還原成氮氣排出,達到生物脫氮的目的。為提高氧的利用率,采用特殊設計的曝氣機構,保證氧的利用率高達35%。超濾uF采用孔徑0.03p.m的超濾膜。膜生化反應器通過超濾膜分離凈化水和菌體,污泥回流可使生化反應器中的污泥濃度高達15―30g/L,經過不斷馴化形成的微生物菌群,對滲瀝液中難生物降解的有機物也能逐步降解。
(3)納濾及反滲透系統。MBR出水進入納濾系統,進一步分離難降解較大分子有機物和部分氨氮,同時進一步進行脫鹽處理,納濾系統的核心是在通過抗污染濃縮分離膜(卷式有機復合膜),在13bar左右的壓力下對污水進行濃縮分離。納濾采用濃水內循環兩段式系統,回收率保證在90%以上,出水COD去除率在75%左右。納濾出水經清液罐調節后進人反滲透系統,反滲透膜是采用進口的抗污染膜(卷式有機復合膜),其工作壓力為23bar左右,濃縮分離出水穩定達標,進人反滲透出水罐臨時調節,其余自流排放到貯水池。反滲透同樣采用濃水內循環二段式系統,回收率保證在8o%以上,出水COD去除率在80%左右。
(4)剩余污泥、濃縮液處理系統。系統運行中會產生一定量的剩余污泥和濃縮液,為避免引起二次污染,需對其進行無害化處理。剩余污泥定期定量排人污泥池,上清液回流至調節池,污泥經污泥泵回罐填埋場處理;納濾、反滲透系統產生的濃縮液收集進入濃縮液池,通過液位控制濃縮液回灌泵進行回灌填埋區處理。
參考文獻:
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[2]鄭曉寧.等.垃圾滲濾液的現狀及處理工藝[J].科技信息,2012(13).
關鍵詞:生活垃圾 滲濾液 處理工藝 選擇
一、生活垃圾滲濾液的性質分析
生活垃圾滲濾液是一種有機廢水,這種有機廢水的成分復雜,且濃度較高,如果不加以處理而直接排進環境中,會造成嚴重的污染。垃圾滲濾液的性質主要受到季節、垃圾成分、填埋場使用年齡、填埋場的作業方式和技術等影響。高濃度的有機廢水中有高濃度CODcr及BOD5,這兩種化學成分會導致水質惡化、地面水體發臭、水中動植物死亡等,因此如果滲濾液滲到地下水的富集區,會使地下水失去利用價值,一旦污染物進入食物鏈中,會直接對人類的身體健康造成威脅。
由上文分析,我們不難看出,各個地區的垃圾滲濾液的產量和污染濃度在不同時期的變化也是不同的。一般情況下,PH值在4-9間時,COD處在2000-62000mg/L間,BOD5在60-45000mg/L之間,NH3-H在300-4000mg/L之間,重金屬的濃度和污水中重金屬的濃度基本保持一致。
目前,我國生活垃圾滲濾液的處理工業尚不成熟,一般采用焚化或是物化的方式來處理,國外也還沒有可靠且經濟適用的處理方式,有的采用反滲透或是納濾等方法進行處理。我國對滲濾液的處理工藝始于九十年代,目前國內有少數的滲濾液處理廠,這些處理廠主要采用生化處理的方法,也就是說,我國的垃圾滲濾液的處理技術還有很廣闊的提升空間。
二、泉州市室仔前垃圾填埋場垃圾滲透處理廠工藝
泉州市室仔前垃圾填埋場是泉州市中心市區唯一的垃圾衛生填埋場,該場負責接納處理泉州市鯉城、豐澤、洛江及清蒙經濟技術開發區的生活垃圾,該填埋場自2000年11月投入使用至2011年年底大約共填埋處理生活垃圾200多萬噸。該場為山谷型垃圾填埋場,環庫區四周最高處建有永久性截洪溝,有效地避免山洪的滲入,填埋場垃圾填埋庫區采用高密度聚乙烯防滲,并有一個庫容為2.5萬立方米的滲濾液收集池及日處理為250噸的滲濾液處理站。垃圾堆積產生的滲濾液經防滲導排匯流于滲濾液收集池,由提升泵輸送至氧化處理系統,處理系統的處理工藝為:厭氧、好氧氧化、氨吹脫、臭氧催化氧化、碳過濾、超濾、反滲透膜處理等。可以看出此處理廠處理垃圾的流程大概可以分為預處理和深度處理兩個步驟。預處理主要是采用UASB+DAT/IAT工藝,首先進行混凝沉淀、砂濾,其次進行精濾、微濾和超濾工作,最后進行納濾和反滲透,處理站處理后的滲濾液尾水經專用管道并入市政污水管網,經城市污水處理廠深處理達標后排放。我認為,該垃圾滲濾液的處理工藝較為完善和徹底,可以供國內垃圾處理廠參考借鑒。
三、生活垃圾滲濾液的處理工藝分析
目前,常見的生活垃圾滲濾液的處理方法主要是生物法、組合法、土地處理法和物理化學法,下面我們對這些方法進行簡單的分析:
1.生物法
生物法可以分為厭氧生物處理法及好氧生物處理法。常用的厭氧生物處理法主要是厭氧濾池、厭氧序批式反應器、上流式厭氧污泥床等。厭氧生物處理法耗能少、有機負荷較高、對無機營養元素的含量要求不高。而好氧生物處理法主要是通過活性去污泥、曝氣氧化塘、生物膜法等工藝對生活垃圾進行處理,其優點主要是去除有機物較徹底,出水的水質較好。
2.組合法
由于單一的使用生物法或是物化法對滲濾液的處理難度較大,很難達到國家的排放要求,因此采用組合法既經濟又合理,且效率較高。
3.土地處理法
此處理法是通過將土壤中的微生物轉化為廢水中的有機物,經由土壤顆粒過濾、吸附、交換和沉淀,有效的去除其中的懸浮固體物和污染物,除此之外,土壤中的植被還能夠利用各種營養物幫助自身生長,從而減少廢水量。
4.物理化學法
此方法受水質水量影響較小,但是處理過程中的成本較高,不適于進行大量的處理。此方法主要是化學沉淀、吸附、化學氧化、離子交換等。
四、生活垃圾滲濾液的工藝選擇原則
綜上所述,我們要選擇一種性價比高,且易于管理的滲濾液處理工藝。那么在工藝的選擇方面應該遵循哪些原則呢,我認為主要有以下幾點:
1.低能耗
在眾多工藝中,我認為生物法的能耗量較低,且對污染物的降解也較為徹底。
2.處理徹底
根據《生活垃圾填埋場污染控制標準》,目前很多城市的垃圾處理廠都很難達到此標準,因此,在工藝選擇方面,對垃圾滲濾液的處理徹底程度是十分重要的。
3.后續處理負擔小
大部分的物理處理方法后續處理的負擔都較重,我們應當優先選用生化系統,這樣就能夠有效的降低后續處理的負擔。
4.深度處理能力強
隨著填滿年限的不斷增加,滲濾液的可生化能力會逐漸減弱,如果僅僅依靠生化處理方式很難進行深度的處理。我認為,膜處理工藝的穩定性和經濟性都較好,可以作為深度處理工藝的首選。
5.自動化程度高
在生活垃圾滲濾液的處理工藝中,要盡量使用精度較高的儀表,它可以通過流量保護、壓力和溫度保護等不斷進行自身調節,是系統能夠安全穩定的運行的良好保障。
6.有處理污泥及濃縮液的方案
對污泥和濃縮液的處理如果不當的話可能會產生二次污染,因為污泥和濃縮液中含有重金屬和難降解物。因此,在垃圾滲濾液的處理工藝選擇上,要盡量選擇有處理污泥和濃縮液方案的工藝,我認為,將濃縮液灌回到填埋區是較為可行的方法。
五、結論
通過以上的分析,個人認為:選擇生活垃圾滲濾液的工藝要從環保性和經濟性出發,綜合使用良好的工藝方法,在生活垃圾滲濾液的處理過程中,采用納濾或是反滲透等工藝進行輔助,達到國家排放標準,盡量簡化工藝的流程,從而達到降低運行成本的目的。
參考文獻
[1]張旭.生活垃圾滲濾液組合處理工藝的選擇及應用現狀[J].天津科技,2010,(03).
[2]高慧,王敏.垃圾滲濾液處理技術現狀及展望[J].環境科學與技術,2010,(01).
[3]劉國勇.垃圾滲濾液處理工藝分析[J].沿海企業與科技,2010,(03).
[4]齊普榮,孫博,孫婷婷,高成虎,席建忠.垃圾滲濾液處理技術的新進展[J].資源調查與環境,2009,(03).
[關鍵詞]醫院污水 膜生物反應器 應用
[中圖分類號] TU998.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-7-359-1
近年來,醫院在污水處理過程中開始引用MBR,即膜生物反應器,其作為一體化設備,根據原水水質靈活配置工藝流程,能夠將醫院污水處達到生活用水的標準。從醫院污水處理特點以及消毒工藝的局限性特點來看,MBR一體化污水處理設備在未來醫院污水應用中將成為必然趨勢。
1醫院污水處理的主要特點
現階段,國內醫院對污水處理的主要有兩種方法:第一,利用消毒劑進行消毒之后將其排入市政下水道。第二,對污水采取生化處理并在消毒之后向自然水體中排放。這兩種污水處理方式的主要特點表現在:首先,病原微生物濃度較高,醫療單位對污水的消毒達不到合格標準。尤其大多醫院在規模縮小、等級降低之后,其消毒方法、污水處理設備以及自我檢測方面的完善程度也呈現遞減趨勢。其次,消毒過程中主要以氯為主。國內大多地區目標所采用的一般為一級或二級處理加氯消毒、次氯酸鈉消毒劑或者利用液氯、二氧化氯進行消毒。第三,消毒劑投加量過量或不足的情況比較常見。一部分醫院為保證殺菌比較徹底,使用過量的消毒劑,也有部分醫院為節約成本,投加量明顯不足,達不到良好的消毒效果[1]。
2傳統加氯消毒工藝局限性分析
醫院中常用的污水消毒方法主要有化學法與物理法,其中化學法中加氯消毒方法應用較為廣泛,如液氯、二氧化氯、漂白粉、次氯酸鈉等消毒劑。醫院中采用加氯消毒工藝的原因在于其操作簡便,對細菌等病原體的殺滅能起到較好的效果,但存在的局限性也不容忽視。
2.1滅殺病毒的效果較差
通過傳統加氯消毒工藝應用于醫院污水消毒過程中分析,采用此工藝對許多如大腸菌群、沙門氏菌等菌群的去除率極高,而對病毒取出所達到的數量級極少。尤其對腸道病毒進行滅殺時,由于其忍受力更強于腸道致病菌或大腸菌群,在通過次氯酸鈉進行處理之后,仍可在排放的污水中檢測出一定數量的病毒。因此,腸道致病菌或大腸菌群陰性無法確定病毒致病危險是否存在。
2.2消毒副產物對生態安全的影響
如前文所提,一部分醫院往往為保證實現良好的消毒效果,會投加過量的消毒劑,當余氯過高時便會使鹵代烴含量逐漸增加,使其發生突變,威脅人體健康與生態環境,如消毒過程中使用過量的次氯酸鈉可能生成AOX,對水源以及水生生物體會產生持久、潛在的毒性影響。
2.3受污水水質的影響較大
污水中包含許多有機、無機污染物,對其進行消毒處理時,需使用大量的消毒劑,并且病原微生物與消毒劑的接觸以及消毒劑實際的消毒效果都會受到一定的影響。另外,對污水系統處理是否穩定也使影響消毒效果的重要因素之一[2]。
3膜生物反應器在醫院污水處理中的應用
3.1膜生物反應器工作原理
膜生物反應器工藝主要指通過生物技術與膜分離技術的有機結合進行廢水處理的技術。其中膜分離設備能夠使生化反應池中的大分子有機物質及活性污泥截留住,并省掉二沉池,從而使活性污泥濃度得以提高,污泥停留時間以及水力停留時間都能得到控制,而且在反應器中比較難降解的物質也會發生降解、反應。因此,相比傳統生物處理方法,膜生物反應器工藝所采用的膜分離技術更能使生物反應器功能得以強化,是比較新型且利用極為廣泛的廢水處理新技術之一。
3.2MBR在醫院污水處理中的應用分析
3.2.1膜生物反應器在醫院污水處理應用的可行性
據許多專家學者研究,膜生物反應器能夠將污水中有機物進行降解并滅活病原微生物,再通過膜將水溶性大分子有機物質以及懸浮物進行過濾,使出水濁度能夠控制在0.2NTU以下。其優點主要體現在能夠使氣溶膠的排放與污泥的產生減少、后續消毒單元消毒劑的使用有所降低、水中的懸浮物也會減少等,所以應用于醫院污水處理將發揮重要的作用。
3.2.2膜生物反應器在醫院污水處理應用的效果
膜生物反應器的利用對水中氨氮去除可達90%以上,而且在抗沖擊負荷能力方面有很大的優勢。通常運行條件較為復雜時,相比活性污泥法,MBR去除有機物表現出很強的能力,出水水質較為良好且穩定,使污泥齡與水力停留時間實現完全分離。另外,污泥混合液進行過濾過程中,因生物相沉積層在膜面作用下形成導致膜孔徑縮小,采用MBR工藝可對病原微生物進行有效地截留,所以在去除病毒方面更具穩定性,這也就彌補了傳統加氯消毒工藝的不足之處。在后續消毒方面,相比活性污泥法處理工藝,MBR工藝也能使消毒劑得到很大的節約,在接觸的短時間內便可實現微生物滅活的目標,所以對減少投資與接觸設備的占地面積以及降低消毒工藝產生的相關費用具有很重要的意義。在減少消毒副產品危害性方面,MBR能夠保證鹵代烴的生產量減少,若水中余氯消耗殆盡,鹵代烴含量將不再發生變化。而且總鹵代烴、一溴二氯甲烷、三氯甲烷等濃度都會降低,使其對環境及人體健康的持久、潛在危害得以減少。因此,MBR工藝的利用既可保證消毒劑用量的降低,也使消毒副產品對人體健康及生態環境帶來的影響最大程度的減少,在醫院污水處理中可充分利用[3]。
MBR工藝在醫院污水處理應用過程中,應考慮到醫院對污水處理的實際特點與情況,同時需正確把握其工作原理,充分將去除污水污染物、節約消毒劑、降低消毒工工藝產生的費用、減少消毒劑殘留與消毒副產物等優勢發揮出來。這樣才能為人體健康及生態環境帶來更多的益處,也促進醫院的健康、持續發展。
參考文獻
[1]張穎.膜生物反應器用于處理醫院污水[J].中國給水排水,2010(2):83-85.
[2]程磊.MBR工藝處理綜合醫院污水[J].四川環境,2010(50:60-63.