农村污水处理技术培训资料.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。农村污水处理技术-农村污水处理技术核心提示:农村农民居住集中程度不及城市,生活污水产生强度低于城市,村乡财力单薄、农民收入低下,应当鼓励采用经济、简易、有效、尽可能与当地农业生产相结合的多样化生活污水处理技术,实现污水的无害化处理和资源化利用。1、有动力地埋式一体化处理技术目前,有动力地埋式一体化处理技术按工艺可分为生物接触氧化法、SBR、A/O及A2/O等。常用的A/O处理技术的原理是,在缺氧池中微生物将污水中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成气态氮逸出,同时将难降解大分子有机物分解为小分子易降解物质,具有
2、脱氮、水解和降解部分有机物的作用;在好氧池中,大部分有机物被微生物处理,并进入二沉池进行泥水分离,经消毒后排出。A/O工艺在脱硝的同时降解有机物,使需氧量大大减少,是节能型的生物处理技术。为了维持较高的硝化率,反应停留时间比普通活性污泥法长,污泥沉降性能好,污泥增长率低,剩余污泥量少,沉降性能好。张家港市塘桥镇韩山社区、杨舍镇前溪社区、金港镇元丰社区均采用有动力地埋式生活污水处理系统,其中塘桥镇韩山社区投资35万元,日处理污水240吨;金港镇元丰社区投资50万元,日处理污水能力480吨,目前运行状况良好。2、生活污水净化沼气池技术小型生活污水净化沼气池应用常温厌氧发酵技术,按照“多级自流,逐级
3、降解”的原理,建立级厌氧发酵级兼性消化过滤的新装置。它由厌氧发酵、兼性消化过滤、污水回流和填料等工艺组成。如图3。生活污水中大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气,发酵后的污水进入兼性消化过滤池,部分未分解的有机物得到进一步降解。沉淀下来的部分有机质和活性污泥回流到厌氧发酵池内提高厌氧发酵的效果,将达到净化处理的目的。生活污水净化沼气池是一种小型分散化污水治理装置,具有投资少,效果好,运行无需能源支持等特点。目前该技术在涟水、东海等地得到广泛应用,成效较为显著。3、阿科蔓污水处理技术阿科蔓(aquamats)是由美国Meridian公司发明的一种用于水处理的生物科技材料,属于一种人造聚合物惰性生态培
4、养基(填料)。阿科蔓材料的主要特点是:比表面积大,可为水中微生物和有益藻类的生长、繁殖提供巨大的生物附着表面。适宜生物生存的孔结构,为自养生物(如藻类)提供了良好生存环境,提高水净化的效能。不需要填料支架,下端成口袋状,可以装载重物,上部则如水草般悬浮在水体中,从而使水体中溶解性有机物和溶解氧最大限度与生物膜接触,提高污染物降解速度。独特的双面结构设计,产品一面编织较为密实、颜色较深,而另一面编织较为疏松、颜色较浅,在其断面上形成理想的“好氧兼性厌氧”微环境,具有高效的脱氮除磷功能。阿科蔓生态净化基可利用天然湖塘,免去土建施工,实现无动力或微动力的污水处理。目前,阿科蔓技术已经在80多个国家得
5、到应用。在国内,广东应用较多,主要用于城市小区景观水体的净化。在北京钓鱼台国宾馆的水体生态修复中采用后,也取得了初步成效。4、跌水充氧生物接触氧化技术跌水充氧生物接触氧化技术的原理是,生活污水首先进入厌氧沼气池,一方面,经过厌氧发酵,将复杂有机物转化成低分子挥发性脂肪酸,进而产生甲烷和二氧化碳;另一方面,利用反硝化菌和原水中的碳源进行反硝化;经过厌氧处理后的污水用泵提升进入多级跌水充氧接触氧化池。接触氧化池分多格串行,内装组合填料,其充氧采用跌水充氧方式,借助生长在填料上的微生物去除有机物;经过跌水池的污水一部分回流入厌氧池,另一部分进入水耕蔬菜型人工湿地,进一步去除氮磷等物质。如图8。跌水充
6、氧技术是生物处理与生态处理相结合的低能耗新工艺。跌水充氧技术无需曝气装置,大幅度节能,同时跌水充氧反应器叠层布置有效节省占地面积。该技术的经济效益较好,处理每吨污水的投资低于1000元(不包括管网),系统运行费用不超过0.2元/吨。5、硅藻精土处理技术本技术采用物理选矿法得到的硅藻含量92%的硅藻精土,通过加入表面处理剂,改性制成处理各种水质的硅藻土水处理剂。这种水处理剂具有很强的吸附性,能将污水中的有机物和无机物吸附后很快絮凝沉降至底部并形成饼状,获得可循环使用的清水,而饼状的沉渣可彻底分离。这种处理技术,投资小、占地少、设备简单、操作方便、耗电和成本低、污染物去除率高,适应性及连续处理能力
7、强,不仅具有传统工艺的综合优点,而且克服了传统污水处理工艺的不足,还具有沉渣可彻底分离并回收利用的特点。目前,张家港市金港镇生活污水处理厂和南丰镇生活污水处理厂就是采用该项技术。金港镇生活污水处理厂总投资750万元,日处理能力5000吨生活污水;南丰镇生活污水处理厂总投资250万元,日处理能力3000吨。6、人工湿地处理技术人工湿地处理是一种应用比较广泛的利用低洼湿地(沼泽地)处理污水的方法。污水有控制地流进长有芦苇、香蒲等沼生植物的湿地,沿一定方向缓慢流行,从而通过湿地生态系统内各种植物、动物、微生物和土壤的共同作用得以净化。人工湿地处理系统运行简单,处理效果良好,不仅能去除有机物,而且能除
8、磷脱氮和去除重金属,在资源条件许可的条件下是一种可行的污水处理方法。云南省澄江县抚仙湖边的马料河湿地工程,占地近30亩,2003年10月建成运行,每天可净化污水4万多立方米,净化后的水质优于地表水三类标准。农村生活污水处理技术要点一、新农村污水处理概述中国水资源缺乏和水污染严重地制约着我国总体经济的健康持续发展,基础设施滞后和管理水平低下抑制了农村地区居民生活质量的改善和提高,国家正在加大力度扶持新农村水改项目,农村地区的水环境治理应成为我国环境综合治理的重要组成部分。(一)农村污水处理分类及定义1、污水处理水平污水处理一般划分为初级处理、生化处理(二级处理)和深度处理(三级处理)三个处理水平
9、。初级处理是指通过格栅或沉淀池等除去部分悬浮固体和有机质的过程。通过初级处理,悬浮物、生物化学需氧量(BOD)以及病菌一般可降低50左右。在沉淀池中加入一些化学或微生物絮凝剂以及石灰等可加速悬浮物质的沉淀(强化初级处理)。传统的二级污水处理一般采用生化技术。二级处理的目的是利用污泥中各种细菌或真菌的氧化作用破坏有机质的结构,进一步降?低污水中的BOD。如果采用厌氧处理技术,污泥中有机质在厌氧菌作用下可产生沼气。利用活性污泥技术的二级处理可使病菌数量降至10。三级处理是在二级处理的基础上对污水进行更高一级的处理过程。其处理方法主要包括投放化学絮凝剂、活性炭或交换树脂、反渗透工艺以及各种杀菌处理技
10、术。处理目的主要是除去污水中的碳水化合物、糖类、盐分,以及对污水进行消毒等。污水处理技术的选用必须综合考虑当地的社会经济发展水平、污水来源及其处理后的用途。不同的污水来源以及处理后污水(再生水)的不同用途要求采用不同的处理水平和处理技术。农村地区生活污水主要含有各种有机污染物以及病原菌等污染物,再生水主要用于各类作(植)物的灌溉用水、景观或环境用水等方面。根据再生水的具体用途,确定污水需要处理的深度或水平。2生活污水处理系统目前污水处理系统主要是根据污水处理水平的要求,采用一种或几种处理技术或工艺联合处理污水。按照污水处理技术的适用条件,农村地区生活污水处理系统可分为集中处理和分散处理两大类。
11、(1)集中处理系统。集中处理系统主要是指(小型化)污水处理厂、人工湿地系统或土地处理系统等,通过一系列的物理、化学以及生物措施减少污水中的污染物,从而达到污水净化和资源化利用的目的。(2)分散处理系统。分散处理系统是一个高度浓缩的微型化污水处理厂。它采用各种物理、化学或生物措施组合工艺,将各种处理技术高度集成在一个较小的空间范围内。随着各种工艺和技术的发展,分散处理系统的产品种类和型号越来越多。(二)农村污水处理投入和产出效益分析1农村污水处理工程投资(1)集中处理系统的投资。污水处理费用随处理方法的不同而不同。污水处理厂的工程投资以及运行费用一般较高,人工湿地系统和土地处理系统的处理费用相对
12、较低。污水深度处理的工程费主要与要求的出水水质有关。人工湿地污水处理系统的工程投资和运行费一般分别为传统二级处理工艺的1323和1613。(2)分散处理系统的投资。如:目前的成套模块化生活污水纳滤膜污水处理设备,每套售价在几万到十几万不等。2农村污水处理效益分析(1)经济效益。污水处理的直接经济效益与当地水资源的短缺程度密切相关。处理后的生活污水可作为灌溉水或其他用途使用,从而节约淡水资源。同时,农村地区环境条件的改善可降低与污染有关疾病的传播,减少由此引起的经济损失。(2)能源效益。污水处理厂需要一定的能源消耗,如果采用厌氧分解工艺,将产生的沼气收集发电可解决部分能源问题。人工湿地或土地处理
13、系统一般不需要消耗能源或耗能极少。分散污水处理设施需要消耗一定的电能。(3)环境效益。农村生活污水处理的最直接效果就是环境条件的改善,特别是当采用人工湿地处理技术时,通过居民区生态环境的综合治理,可提高居民的生活环境质量。(4)社会效益。污水处理既可提高水资源的重复利用率、缓解水资源供需矛盾、促进农业生产的发展,又可改善农村地区的生态环境条件、缓解城市的人口压力、促进社会的和谐发展,对我国社会经济的健康持续发展具有积极的作用。(三)农村污水集中处理系统1技术路线污水处理厂是目前集中处理污水的主要方式之一。图91是传统二级生化处理系统的工艺流程图。农村污水处理人工湿地污水处理技术通过物理过滤、生
14、物降解和植物截留等作用机理除去有机质,并通过水生植物与微生物的协同作用除去N和P,特别适用于生活污水、河道和自然湖泊水系的处理与回用等。见图92。农村生活污水处理设备2农村生活污水处理主要技术环节(1)关键部件和设备。在给定污染物负荷(单位时间单位面积上输入的污染物数量)和水力负荷(水力停留时间)条件下,影响二级污水处理出水质量的关键因素是微生物细菌对有机污染物降解的有效性。不论是厌氧处理还是好氧处理,良好的菌种及其生存环境影响微生物的降解效果。三级处理主要与所选择的深度处理技术有关。土壤质地及水文地质条件影响土地处理系统的处理效果。填料和植被性质以及气温等因素影响人工湿地处理系统的处理效果。
15、(2)主要性能参数。污水处理厂的出水质量一般按城镇污水处理厂污染物排放标准(GBl89182002)一级A设计,人工湿地处理系统按城市污水再生利用景观环境用水水质(GBT189212002)、地面水环境质量标准(GB38381996)类或污水综合排放标准(GB8978一1996)中的城镇二级污水处理厂一级标准设计。潜流式湿地系统的一般水力负荷为215厘米天。生活污水经湿地系统处理后其出水BOD5(5日生物化学需氧量)10毫克升。(3)推广中需要注意的事项。污水处理厂占地面积大,一次性投资高,污泥处理困难。人工湿地将污水处理工程与生态环境综合治理有机地结合起来,且工程投资和运行成本低,出水水质稳
16、定,易于管理和维护,是一种较为适宜我国农村地区的污水处理技术。(4)应用情况。集中污水处理系统一般自动化程度高、便于管理,出水水质好且稳定,满足国家的排放要求。除土地处理方式外,各种集中污水处理方式在国内都有较多的工程实例,已积累了一定的建设和管理经验。(四)分散处理系统1技术路线与集中处理系统相比,分散污水处理系统较多地采用了一些高新技术,从而使得污水处理设备的体积相对较小。2农村污水处理主要技术环节(1)关键部件和设备。分散污水处理系统的关键部件是设备采用的具体处理技术及工艺,系统处理效率的高低和出水水质的稳定性主要由其关键组件如(生物)膜和活性炭的性能决定。(2)主要性能参数。分散污水处
17、理系统的性能参数一般按污水综合排放标准(GB89781996)中的城镇二级污水处理厂一级标准设计。(3)目前分散污水处理设备的价格相对较高,较适合于小型企事业单位、餐馆和经济较发达地区的农村小型居民点使用。农村分散污水处理技术我国长期的城乡二元结构导致在污水处理方面城乡之间差别显著:在城市,污水不但有完善的收集、处理技术和设施,而且国家颁布系统的法律法规和标准加以控制;而占全国总面积近90的广大农村,96的村庄没有排水渠道和污水处理系统。未经处理的生活污水通过点源和非点源排放,将各类污染物带人河流,严重污染各类水源,导致出现了包括蓝藻水华等诸多生态环境问题。农村生活污水主要为冲厕污水和洗衣、洗
18、米、洗菜、洗澡废水。污水中主要是生活废料和人的排泄物,一般不含有毒物质,往往含有氮、磷等营养物质,还有大量的细菌、病毒和寄生虫卵。因生活习惯、生活方式、经济水平等不同农村生活污水的水质水量差异较大,污水有如下特点和问题:(1)污水分布较分散,涉及范围广、随机性强,防治十分困难,管网收集系统不健全,粗放型排放,基本没有污水处理设施;(2)农村用水量标准较低,污水流量小且变化系数大(3.55.0);(3)污水成分复杂,但各种污染物的浓度较低,污水可生化性较强。由于农村生活污染源分散,不易集中,村镇居民环保意识差,加上经济水平相对落后,治理上也存在较大困难,因此,农村生活污水已成为影响水体环境质量的
19、重要污染源。目前我国75的天然和人工水体出现富营养化,而且这一趋势正在不断恶化中。2.分散式污水处理的概念及其分类目前,我国主要研究的污水处理方式是集中式的污水处理,对分散式污水处理的研究还不够深入,我国对于分散式污水处理还没有一个很明确的概念,还简单地停留在污水处理厂小型化这样一个认识阶段。现在较为被广泛接受的方式是对污水进行就地处理、就地回用。分散污水处理系统主要包括:(1)在线系统(Onsitesystem)。从私人住宅排出的污水由于没有铺设大面积社区用的污水管道或缺乏一套集中处理设施,通过自然系统或机械装置来收集、处理、排放或中水回用,这种自然系统或机械装置即称在线系统。常用的在线系统
20、包括化粪池(septictank)和沥滤场(leachfields)。(2)群集系统(Clustersystem)。群集系统是一种服务于两个或两个以上住户的污水收集和处理系统,但其范围不超过整个社区。从几家住户排出的污水可以经过个体用户的化粪池或组合装置现场预处理后,再通过低成本、非传统技术的污水管运送到比集中式系统相对小的处理单元。分散污水处理系统就是这样一种在线系统或群集系统。3.分散式污水处理技术3.1分散式废水处理工艺可以粗略地分为以下几类:(1)自然系统,即利用土壤作为处理和处置的媒体,包括土地应用、人工湿地、地下渗滤等。还有一些污泥处理系统,如干沙床和泻湖。(2)集水系统,即不使用
21、传统的重力式污水管,而代以轻质塑料管,其优点是埋深较浅、管接少、连接结构不复杂。常用的污水管道有压力式、真空式和小直径重力式。(3)传统的处理系统,即结合生化和物化工艺,由池、泵、鼓风机和其他机械装置组成的系统,其包括3种形式:悬浮式生长,固定式生长,两者混合。这一类也包括对污泥的处理,如消化、脱水和堆肥等。(4)膜技术。国内对于分散式废水处理研究没有国外那么系统化,较多的是对(建筑)小区污水的处理,而且工艺仍然是传统方法的组合,是城市污水处理厂的小型化。随着科学技术的发展,尤其是膜技术的发展,污水处理设施实现了装置化、小型化,使污水分散处理和回用得以实现。由于前3种技术比较落后,因此膜技术有
22、着非常大的优点和巨大的发展潜力,故这里着重介绍膜技术。3.2膜技术膜技术主要包括污泥生物膜复合生物反应器、膜分离技术和膜生物反应器。3.2.1活性污泥生物膜复合生物反应器系统在曝气池中投加各种能提供微生物附着生长表面的载体,利用载体容易截留和附着微生物量大的特点,是曝气池中同时存在附着相和悬浮相生物,充分发挥两者的优越性,克服各自的缺陷和不足,我们将这种反应器称之为复合生物反应器。复合是指反应器中同时存在悬浮相和附着相生物。3.2.2膜分离技术所有分离过程都是利用在某种环境中混合物中各组分性质的差异进行分离,膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质,在两侧加以某种推动力时,原料侧组分选择性地透过膜
23、,从而达到分离或提纯的目的。这种推动力可以是膜两侧的压力差、电位差或浓度差。根据其推动力分别可分为渗析(浓度差)、电渗析(电位差)、超滤(压力差)、纳滤(压力差)、反渗透(压力差)。膜分离的优点在于工艺流程短、占地少,小型化系统放置场所不受限制;出水BOD、氮、磷和悬浮固体浓度很低,不含细菌、病毒、寄生虫卵等,出水符合三级处理标准,可直接回收或补充地下水。(1)反渗透。当用一个半透膜分离两种不同浓度的溶液时,膜仅允许溶剂分子通过,由于浓溶液中溶剂的化学势低于它在稀溶液中的化学势,稀溶液中的溶剂分子会自发地透过半透膜向浓溶液中迁移。(2)纳滤。纳滤膜又称为超低压反渗透膜或疏松型反渗透膜,其操作压
24、力通常在1.0MPa以下,它对二价离子和分子量大于300mol的有机小分子的截留率较高。(3)超滤膜。超滤膜的结构多为非对称性膜,有一层极薄(通常只有0.1m1m)具有一定孔径的表皮层(活性层)和一层较厚(通常为125m)具有海绵状或指状结构的多孔层组成。活性层在传质过程中起真正选择性筛分作用,基本上决定了膜的分离性能;支撑层只起活性层的载体作用,基本上不影响膜的分离性能。(4)电渗析。电渗析是在外加电流电场作用下,利用离子交换膜的选择透过性(即阳膜只允许阳离子透过,阴膜只允许阴离子透过)使水中阴、阳离子做定向迁移,从而达到离子从水中分离的一种化学过程。3.2.3膜生物反应器膜生物反应器(Me
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