對(duì)于農(nóng)村生活污水處理行業(yè)來(lái)說(shuō),江蘇在國(guó)內(nèi)是起步比較早的,早期采用的污水處理工藝種類比較多樣,可算是“五花八門”如:MBR、生物轉(zhuǎn)盤、滴濾池、純生態(tài)濕地等水處理工藝,對(duì)于各地政府來(lái)說(shuō),農(nóng)村生活污水處理工藝的選擇沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn),也沒(méi)有技術(shù)規(guī)范。
政策驅(qū)動(dòng) 農(nóng)村人居環(huán)境整治事關(guān)民生幸福、社會(huì)和諧與城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的一項(xiàng)重要內(nèi)容。為鞏固我國(guó)農(nóng)村人居環(huán)境整治成果,根據(jù)《中共中央辦公廳國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)<農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動(dòng)方案>的通知》(中辦發(fā)〔2018〕5號(hào))、《中共江蘇省委江蘇省人民政府關(guān)于貫徹落實(shí)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施意見》(蘇發(fā)〔2018〕1號(hào))、《中共江蘇省委辦公廳江蘇省人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)<江蘇省農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動(dòng)實(shí)施方案>的通知》(蘇辦發(fā)〔2018〕23號(hào))精神等的中央及省委省政府的一些政策要求驅(qū)使下,隨著近年來(lái)推行的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)之后,整體蘇南農(nóng)村污水治理項(xiàng)目均以區(qū)縣打包(EPC+O)為主流模式,政府隨著項(xiàng)目后續(xù)的長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)意識(shí)強(qiáng)化后(如占地小、冬季保溫、電費(fèi)低、易維護(hù)等),最終對(duì)工藝選擇普遍趨向于1種,最多2種。
由于農(nóng)村污水的收費(fèi)機(jī)制的因素影響,必須回歸到長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)來(lái)考慮,運(yùn)營(yíng)省才是最為關(guān)鍵的因素,一些高能耗、高維護(hù)的工藝將不適用農(nóng)村污水。最終農(nóng)村污水整體設(shè)備工藝以一體化地埋式A/O(MBBR)生物膜法工藝為主,最后根據(jù)當(dāng)?shù)貙?duì)尾水排放的要求不同,后續(xù)可增加景觀濕地、中水回用等作為后段選配單元。
工藝選擇原則
根據(jù)污水處理項(xiàng)目相關(guān)要求及當(dāng)?shù)厍闆r,農(nóng)村生活污水處理在選擇工藝一般按如下原則:
1)符合國(guó)家和地方環(huán)境保護(hù)政策和相關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范,因地制宜;
2)工藝技術(shù)先進(jìn)、高效節(jié)能,處理效率高,出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo);
3)處理設(shè)施安全、成熟,并盡量減少工程投資成本,降低運(yùn)行費(fèi)用;
4)最大限度地降低操作管理和維修技術(shù)難度;
5)污水處理設(shè)施具有較強(qiáng)的抗水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力;
6)污水處理設(shè)施運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生臭氣及噪聲等二次污染;
7)采用可靠的控制系統(tǒng),提高污水處理站的自動(dòng)化水平;
8)優(yōu)先選擇國(guó)內(nèi)先進(jìn)、可靠、高效、成熟的污水處理專用設(shè)備。
農(nóng)村生活污水處理工藝分析對(duì)比
預(yù)處理工藝
(1)出戶化糞池,內(nèi)部設(shè)有隔板,隔板上的孔上下錯(cuò)位,不易形成短流,并將整下罐體分成三部分,一級(jí)厭氧室、二級(jí)厭氧室和澄清室,是利用沉淀和厭氧發(fā)酵原理去除生活污水中懸浮性有機(jī)物的處理設(shè)備。
(2)格柵調(diào)節(jié)池,這是污水處理站的必備工藝段。格柵用于截留大塊的呈懸浮狀態(tài)的污染物,對(duì)后續(xù)構(gòu)筑物或水泵機(jī)組具有保護(hù)作用,同時(shí)可降低后續(xù)工藝污堵的風(fēng)險(xiǎn)。生活污水,其水量波動(dòng)性較大,應(yīng)選用足夠停留時(shí)間的調(diào)節(jié)池(6-8小時(shí))作為前級(jí)處理單元保證后續(xù)工藝連續(xù)運(yùn)行和出水要求。
主體生化處理工藝
根據(jù)農(nóng)村生活污水處理站進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和出水水質(zhì)要求,應(yīng)選擇具有生物除磷脫氮工藝生化處理工藝,其類型和實(shí)施方式多種多樣,各具特點(diǎn),其適用范圍和應(yīng)用的邊界條件也存在差異。下面從市面諸多工藝中篩選出MBR 膜工藝、混凝沉淀+組合式人工濕地工藝、 SBR工藝、改良型AO(MBBR)工藝進(jìn)行技術(shù)性能及經(jīng)濟(jì)效益比較,從中篩選推薦更實(shí)用農(nóng)村特點(diǎn)的推薦方案。
(1)MBR 膜工藝
生活污水首先經(jīng)收水管網(wǎng)收集自流入格柵井,在格柵井中去除較大的難溶解漂浮物和懸浮物,再流入調(diào)節(jié)池,經(jīng)潛污泵提升進(jìn)入MBR一體化污水處理設(shè)備,一體化污水處理設(shè)備主要是去除廢水中的有機(jī)物、含氮有機(jī)物和磷,好氧池混合液回流至缺氧池,膜池污泥回流至厭氧池,剩余污泥定期外排,出水進(jìn)行紫外線消毒,去除大腸桿菌等有害微生物,出水直接達(dá)標(biāo)排放至附近溝渠。
MBR主要工作情況簡(jiǎn)述如下:利用膜對(duì)生化反應(yīng)池內(nèi)的含泥污水進(jìn)行過(guò)濾,實(shí)現(xiàn)泥水分離。一方面,膜截留了反應(yīng)池中的微生物,使池中的活性污泥濃度大大增加,達(dá)到很高的水平,使降解污水的生化反應(yīng)進(jìn)行得更迅速更徹底,另一方面,由于膜的高過(guò)濾精度,保證了出水清澈透明,得到高質(zhì)量的產(chǎn)水。膜池設(shè)置 MBR 膜組件系統(tǒng)及配套的出水、清洗、曝氣等系統(tǒng)。MBR膜區(qū)內(nèi)的曝氣有兩個(gè)作用,一是用于膜組件周圍的氣水振蕩,保持膜表面清潔,二是為提供生物降解所需要的氧氣。通過(guò)膜的高效截留作用,大部分細(xì)菌及懸浮物均被截流在曝氣池中,可以有效截留硝化菌,使硝化反應(yīng)順利進(jìn)行,有效去除氨氮;同時(shí)可以截留難降解的大分子有機(jī)物,延長(zhǎng)其在反應(yīng)器中的停留時(shí)間,使污染物得到最大限度的降解。剩余污泥通過(guò)膜區(qū)剩余污泥泵定期排出,可控制系統(tǒng)內(nèi)活性污泥的濃度和污泥齡。其主要特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下:
- 1、占地面積小,工藝流程短,出水水質(zhì)穩(wěn)定。
-
2、系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高,操作需要專業(yè)運(yùn)營(yíng)技術(shù)人員;
-
3、動(dòng)力設(shè)備多,380V供電,運(yùn)行能耗很高。
-
4、系統(tǒng)清洗費(fèi)用更高,清洗時(shí)間長(zhǎng);
-
5、膜產(chǎn)品質(zhì)量3- 5壽命,需要不定期的更換,更換費(fèi)用高。
(2)混凝沉淀+組合式人工濕地工藝
該工藝各部分構(gòu)成及功能簡(jiǎn)述如下:
混凝沉淀池,用于對(duì)進(jìn)入人工濕地的農(nóng)村生活污水進(jìn)行混凝預(yù)沉淀,減輕后續(xù)單元的 SS 處理負(fù)荷。
污泥濃縮干化池,用于污泥停留進(jìn)行消化濃縮,最后由人工將泥運(yùn)走,用于生態(tài)農(nóng)業(yè)施肥。污泥濃縮干化池均配有蓋板,蓋板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
快速滲濾濕地,布置于潛流濕地之前,一起到截流微小懸浮物和強(qiáng)化處理的效果。
調(diào)節(jié)池,用于平衡水量波動(dòng),位于快速滲濾濕地和潛流濕地之間,可均衡約 6.5 h 的水量。
潛流濕地,為合理劃分濕地以提高處理效率,潛流濕地主要由以下部分組成:進(jìn)出水管道,塊石層,土壤層,填料層,土工膜,排氣管,檢查井等。
表面流濕地,由于潛流濕地在處理污水中氮磷的效率不高,為保證出水質(zhì)量,在潛流濕地后設(shè)置了一塊表面流濕地,以強(qiáng)化對(duì)氮磷的去除。
植物選擇,每個(gè)池以君遷子、油柿、垂柳,水曲柳、金銀花等耐水濕的植物為主,配以菖蒲,水蔥,美人蕉,香根草等常見濕地植物,由于各處理單元池內(nèi)填料較厚,水位相對(duì)較低,可以種植一些相對(duì)耐水肥性差的普通植物,種植時(shí)先割開土壤層下覆蓋的透水無(wú)紡布,將部分植物根系放在其下,而后覆土回填,種植過(guò)程中應(yīng)盡量避免將土壤顆粒帶入無(wú)紡布層以下。植物定植初期應(yīng)有支撐,防止強(qiáng)風(fēng)吹襲而倒伏。表面流濕地主要種植菖蒲,水蔥,美人蕉,香根草,黃花鳶尾等集污水處理與觀賞為一體的植物,定植行距為 0.1m。其主要特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下:
-
占地面積大,工藝流程長(zhǎng),出水水質(zhì)受原水濃度波動(dòng)大。
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1、植物受項(xiàng)目地氣溫影響大,較適合南方地區(qū);
-
2、易堵塞,每半年到1年需要人工翻料1次,人工成本高;
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3、植物需要定期收割,至少1次/年;
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4、運(yùn)行費(fèi)用低,動(dòng)力設(shè)備少,無(wú)需曝氣。
(3)SBR工藝
SBR 工藝(Sequencing Batch Reactor)即序批式活性污泥法工藝,是污水生物處理法中的一種。SBR 工藝中,曝氣池和沉淀池合二為一,即生化處理與泥水分離在同一反應(yīng)池中進(jìn)行。污水分批次進(jìn)入反應(yīng)池,然后按順序進(jìn)行反應(yīng)、沉淀、排除上清液和閑置完成一個(gè)運(yùn)行操作周期。SBR 農(nóng)村污水處理工藝適合當(dāng)前好氧生物處理工藝的發(fā)展趨勢(shì),是一種簡(jiǎn)易、高效、低耗的污水處理工藝,在國(guó)內(nèi)外得到了較為廣泛的應(yīng)用。
SBR農(nóng)村污水處理工藝的一個(gè)重要特征是在反應(yīng)池的進(jìn)水處工藝每一操作循環(huán)通常由四個(gè)階段組成,即進(jìn)水/曝氣、沉淀、潷水、閑置(視運(yùn)行條件而定)。在曝氣/進(jìn)水階段,池子中的水位由最低開始上升,同時(shí)進(jìn)行曝氣,完成生物降解過(guò)程;在沉淀階段,停止進(jìn)水和曝氣,在無(wú)進(jìn)水水力干擾、靜止環(huán)境中進(jìn)行泥水分離;潷水階段,由移動(dòng)式撇水裝置排除池中上清液,使池中水位下降至設(shè)定的最低水位。其主要特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下:
-
1、工藝流程簡(jiǎn)單,集曝氣與沉淀于一池,占地面積少,運(yùn)行費(fèi)用低;
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2、可變?nèi)莘e的運(yùn)行提高了對(duì)水質(zhì)、水量波動(dòng)的適應(yīng)性和操作運(yùn)行的靈活性,運(yùn)行穩(wěn)定;
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3、良好的污泥沉淀性能。該工藝沉淀階段不進(jìn)水,保證了污泥沉降無(wú)水力干擾,沉淀效果好;
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4、反應(yīng)池的入口設(shè)置生物選擇器,并進(jìn)行污泥回流(回流量為日平均流量的 20%),可有效地抑制絲狀菌的生長(zhǎng)和繁殖,防止污泥膨脹的發(fā)生;
-
5、良好的脫氮除磷性能,但是操作非常復(fù)雜;
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6、自動(dòng)化程度較高,維護(hù)要求高,運(yùn)行對(duì)自動(dòng)控制依賴性強(qiáng);
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7、潷水設(shè)施的可靠性對(duì)出水水質(zhì)影響較大;
(4)改良型A/O(MBBR)工藝
改良型A/O(MBBR)農(nóng)村生活污水處理工藝流程:經(jīng)前級(jí)生活污水經(jīng)管網(wǎng)的統(tǒng)一收集,匯集到污水處理站區(qū)范圍內(nèi)土建調(diào)節(jié)池,經(jīng)粗細(xì)格柵攔渣、調(diào)節(jié)池均勻水質(zhì)水量過(guò)程后,通過(guò)PLC一體化自動(dòng)控制的提升泵,將污水有序均勻、定時(shí)定量的提升到改良型A/O(MBBR)一體化污水處理設(shè)備內(nèi)進(jìn)行深度處理。
其采用的生物膜法,借助載體填料及利用污水中的污染物質(zhì)掛膜生長(zhǎng),隨水質(zhì)及環(huán)境的變化,生物膜定期新陳代謝,膜泥沉降性能較好。采用生物填料(∅25×10 mm),活性生物填料比表面積大、附著生物量多,加速填料掛膜;依靠生物膜處理,可省污泥回流;高效脫碳除氨氮,提高出水水質(zhì)。
正常運(yùn)行時(shí),填料懸浮在水中,每一顆生物填料都能作為微生物的載體,每一個(gè)載體都是一個(gè)微型反應(yīng)器,填料內(nèi)部生長(zhǎng)厭氧茵,產(chǎn)生反硝化作用可以脫氮,外部生長(zhǎng)好氧菌,使得硝化和反硝化同時(shí)存在的特性,大大提高了降解效率。整體工藝流程簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易,設(shè)備在通水通電的情況下能夠全自動(dòng)運(yùn)行,自動(dòng)化程度高,無(wú)需人值守。
工藝流程短,低能耗節(jié)省占地,根據(jù)不同水質(zhì)需求,在高分子材料中融合不同種類有利于微生物快速成附著生長(zhǎng)的微量元素,經(jīng)過(guò)特殊工藝改性、構(gòu)造而成,具有比表面積大、親水性好、流動(dòng)性好、生物活性高、易掛膜、處理效果好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。另外,較傳統(tǒng)活性污泥法來(lái)講,耐沖擊性強(qiáng),且不易流失,微生物更為穩(wěn)定。這種農(nóng)村生活污水處理工藝的特點(diǎn)簡(jiǎn)述如下:
-
1、工藝技術(shù)先進(jìn)、高效節(jié)能,處理效率高,出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo);
-
2、處理設(shè)施安全、成熟,并盡量減少工程投資成本,降低運(yùn)行費(fèi)用;
-
3、最大限度地降低操作管理和維修技術(shù)難度;
-
4、污水處理設(shè)施具有較強(qiáng)的抗水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力;
-
5、污水處理設(shè)施運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)生臭氣及噪聲等二次污染;
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6、采用生物膜法,污泥產(chǎn)量低;
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7、優(yōu)先選擇國(guó)內(nèi)先進(jìn)、可靠、高效、成熟的污水處理專用設(shè)備。
結(jié)論建議 通過(guò)上述幾種農(nóng)村生活污水處理工藝方案對(duì)比分析,本著以用為主,運(yùn)營(yíng)省為抓點(diǎn),反推之,不難看出,方案一、方案二和方案三、方案四以及其他工藝的各自不同的優(yōu)勢(shì)與不足。相比,改良型A/O(MBBR) 污水處理技術(shù)裝置處理工藝整體前期:投資小,能耗低,占地小,保溫性強(qiáng)、安裝快、易維護(hù),出水穩(wěn),且運(yùn)行簡(jiǎn)便無(wú)人24*365值守等顯著優(yōu)勢(shì),可優(yōu)先選擇作為整縣整村推進(jìn)的主流工藝,縱覽江蘇各區(qū)縣,已得到廣泛共識(shí),歡迎各界蒞臨蘇南走走看看。
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