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農村污水處理技術及工藝
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農村污水處理技術及工藝

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農村污水處理技術

農村生活污水處理技術可分為初級處理、生物處理、自然生物處理,各階段處理技術不宜單獨使用,可根據進水水質、水量和出水標準來選取和組合。

2.1  戶廁化糞池

(1)概述

化糞池在生活污廢水處理過程中可視為污染物初級處理系統,其原理是沉淀和厭氧微生物發酵。生活污水中比重大的顆粒物質沉降(形成沉渣),比重小的物質上浮(形 成浮渣);利用微生物厭氧發酵作用使糞便等有機物被初步降解,實現污水的初級處理。

污水在化糞池內逐漸分離為3層:浮渣層、中間層和泥渣層。比重輕的物質(油類) 或夾帶氣泡的絮團向上懸浮,形成浮渣層;比重較大的固體沉淀在底層,形成泥渣層; 中間層是液體,在兼性厭氧菌和厭氧菌共同作用下,液體中的污染物質被分解,產生CH4、 CO2和H2S等氣體。上層浮渣和底層沉渣需定期清理,清掏出的泥渣經適當處理后可以 作為肥料。

化糞池采用隔墻或隔板進行間隔,構成多格化糞池,相關研究發現多格化糞池的處理效果要好于單格化糞池。 目前戶廁化糞池應用較為廣泛的是三格化糞池。污水首入到格(池),池內糞便等物質開始發酵分解,因進入物質的比重不同,池內開始自然分層。經過一段時間的發酵和靜置分離,中層液體含蟲卵、病原體的大顆粒物質有所減少;污水經過連接管進入到第二格(池),沉渣和浮渣物質則被截留在格(池) 內繼續分解。流入到第二格(池)的中層液體進一步發酵和進行固液分離,污水中的大 顆粒物質較格(池)顯著減少;第二格(池)的中層液體后進入到第三格(池),第三格(池)主要起儲存、沉淀作用,此時液體基本腐熟,病原菌、蟲卵得到有效去除。

圖片

化糞池的優點:結構簡單,易施工,維護管理方便;造價低,無能耗,運行維護費用低。

化糞池的不足:沉積污泥需定期進行清理;若防滲措施不到位,污水易泄漏;處理效果有限,一般不能直接排放水體,可進入田間或經后續生物處理單元或生態凈水單元 進一步處理。

(2)適用范圍

對于污水不易集中收集的分散型農戶,周邊有足夠的田地、山地的,可采用戶廁三格化糞池就地分散處理方式,尾水排入田地、山地等消納利用;需要排放水體的,應根據不同的出水要求,通過管道收集后與其他生物處理工藝組合后進行進一步的深度處理后達標排放。

(3)設計要求

1) 無納管條件時

①糞便污水通過三格化糞池處理后,其出水再進入田間或林地。三格化糞池有效容積應根據使用人數、每人每日計算糞便污水量、糞便無害化衛生要求兼性厭氧發酵≥30 天的要求制定。

a.三格化糞池容積計算見公式(1):

V=A.X.D/1000……………………………………………… (1)

式中:

V---池的有效容積,單位為立方米(m3);

A---每人每日糞尿排泄量和沖水量之和,單位為升每人每日[L/(人.日)]; X---使用人數;

D---每池貯留糞便的有效時間,單位為天(d)。

注:A---按18L/(人.日)計,當服務多人時,適度考慮變化因素,每人每日計算污 水量逐步折減至15L/(人.日)。

a---各池貯存糞便的有效時間,1池不少于20天,2池不少于10天,3池原則要求 1,2池有效時間之和;在保證1,2池共不小于30天有效停留時間情況下,無糞肥取用需求時,可適當減少3池容積。

b.戶廁三格化糞池容積≥1.5m3; 1、2、3池容積比原則為2:1:3;2池寬度不足50cm可加大至50cm。

c.三格池的深度相同,不應小于1200mm。

d.排糞管:采用管材內壁應光滑,內徑≥100mm,應避免拐彎并盡可能減少長度。

進糞管上端與便器下口連接緊密,下端出口超出池池壁5cm左右。

e.過糞管:要求選用內徑100mm內壁光滑管材,設置成“I”或倒“L”型;連接一池至二池的過糞管入口應在池池壁的下三分之一處,溢出口應在第二池距池上沿至少保留100mm;二池至三池的過糞管入口可在第二池池壁的下三分之一或二分之一處,溢口同一池至二池的過糞管。一池至二池的過糞管與二池至三池的過糞管可交錯安裝。

f.排糞管、過糞管的安裝位置應錯開并保持一定距離。

g.三格池的蓋板上必須預留維護口并應當加蓋密封。

h.排氣管:應在池安裝排氣管,圓形管徑100mm,方形面積不小于225cm2,高于廁屋500mm或以上,加防雨(防蠅、防風)帽。

j.污泥清掏周期應根據污水溫度和當地氣候條件確定,宜采用3~12個月。

k.化糞池應設在室外,其外壁距農房宜根據各地農房性質、基礎條件確定,如條件限制設置與機動車道下時,池底和池壁應按機動車荷載核算。

m.化糞池的構造應符合《農村戶廁衛生規范》GB19379的要求。

n.化糞池池壁和池底須進行防滲設計,嚴禁污染地下水和周邊環境。應采取防臭和防爆措施。

②三格化糞池無法滿足停留時間至少30天或是出水無法進入田間或林地時,糞便污水經過三格化糞池預處理后,應再結合后續處理工藝進行處理,并達到功能區水體相關要求及排放標準后排放。

2) 可納管進入污水處理設施時

糞便污水經過三格化糞池預處理后,可直接排入市政污水管網時,化糞池容積可根據《鎮(鄉)村排水工程技術規程》CJJ124進行計算。

(4)衛生管理

1)化糞池經確認無滲漏,方可投入使用。

2)化糞池投入運行,向池注水至浸沒池過糞管口。

3)禁止取用一、二池的糞液施肥,禁止向二、三池倒入新鮮糞液;避免生活污水流入貯糞池。

4)應防止將便紙等雜物扔入化糞池。

2.2 厭氧生物膜池

(1)概述

厭氧生物膜池是通過在厭氧池內填充生物填料,強化厭氧處理效果的一種生物處理技術。污水中大分子有機物在厭氧池中被分解為小分子有機物,能有效降低后續處理單元的有機污染負荷。正常運行時,厭氧生物膜池對污水中COD和SS的去除效果可達到 60%~70%或更高。

厭氧生物膜池優點:投資省,施工簡單,無動力運行,維護簡便;池體可埋于地下,其上方可覆土種植植物,美化環境。 厭氧生物膜池缺點:不能作為終處理工藝,尾水應排入田間或接后續處理單元進一步處理達標后才可排放。

(2)適用范圍

可作為各農村生活污水經化糞池或沼氣池處理后,進入田間或人工濕地、生態濾池等生態凈水技術前的處理單元。

(3)類型和結構

厭氧生物膜池典型結構如圖所示,填充的填料應有利于微生物生長、易掛膜、 不易堵塞、比表面積大、抗老化,從而提高厭氧池對有機物和懸浮物的去除效果。

圖片

(4)設計事項

厭氧生物膜池的設計參數主要包括:水力停留時間HRT、有機負荷、池體有效容積、 污泥排泥時間、污泥斗有效容積、填料類型及規格、填料安裝高度和間距等。

厭氧池HRT一般取2d~5d,根據污水處理量Q和水力停留時間t,可計算得出池體有效容積Ve,計算式如下:

式中:

Ve=Q×t

Ve   ——有效容積(不包括下層污泥斗的容積和上層空置的容積),m3;

Q   ——污水量,m3/d;

T     ——水力停留時間HRT,d。 附著生長于填料的生物膜會脫落更新,脫落的生物膜污泥應定期排放,其排泥時間可為3個月至1年,具體可視污泥斗的容積和處理量而定。污泥斗的有效容積可取上層反應池有效容積的1/8~1/4。 厭氧池中的填料需滿足以下條件:

1)具有高比表面積,有利于微生物生長;

2)材料抗腐蝕性好,在厭氧酸化條件下穩定可靠;

3)不易堵塞,質量輕,易于安裝或懸掛;

4)價格低廉,運輸方便。

5)填充比宜為40%~。

常用的填料有纖維填料、軟性填料、彈性填料或組合填料。

(5)施工事項

1)防水:防止地下水滲入,應注意地下水位對池體的影響;應防雨水落入或流入,特別是在福建降雨量大的地區,需做封頂處理,并預留人孔。

2)防漏:防止厭氧池污水滲漏污染周邊池塘和河流等水體或者地下水,池底和池壁需做防滲處理。

3)防臭:微生物厭氧分解有機物,會產生氨氣和硫化氫等臭味氣體,因此需對厭氧池進行密封,必要時可增加除臭裝置,對厭氧池產生的臭味氣體進行原位除臭。

4)氣體導排:厭氧生物膜池應及時導排產生的氣體,避免甲烷在有限空間內富集。

3 生物處理

所謂好氧生物污水處理技術,是指水處理過程采用好氧微生物來分解礦化污水中的有機污染物的過程,因為水中微生物需要消耗一定的溶解氧,人們就稱之為好氧處理過程。好氧處理的優點是出水水質好,不產生臭味,可以做為生物處理的終端工藝。其工程形式也分為很多種,如生物轉盤、生物接觸氧化池、曝氣生物濾池、氧化溝等。

3.1  生物轉盤

(1)概述

生物轉盤工藝是生物膜法污水處理技術的一種,生物轉盤填料載體上可生長繁育形成膜狀生物性污泥——生物膜。生物轉盤的核心處理裝置是垂直固定在水平軸上附著一層生物膜的圓形盤片,轉軸帶動轉盤以一定的速度不停地轉動,生物膜交替的與廢水和空氣接觸,形成一個連續的吸氧、吸附、氧化分解過程,使氧化槽內污水中的有機物減少,使污水得到凈化。

生物轉盤的優點:能耗低、管理方便;產泥量少、固液分離效果好;脫落的生物膜比活性污泥法易沉淀,不易發生堵塞。 生物轉盤的缺點:容積負荷較小;在寒冷的地區需采取保溫措施。 生物轉盤適應的污水濃度范圍較廣,運行管理簡單。

(2)設計事項

1)村莊集中污水處理宜采用單軸多級轉盤,級數宜為1~3級。

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2)生物轉盤的BOD5表面有機負荷宜根據試驗資料確定,一般處理城鎮污水表面有機負荷為5g BOD5/(m2·d)~20g BOD5/(m2·d)。

根據已有運行經驗資料:

要求出水BOD5≤60mg/L時,表面有機負荷為20g BOD5/(m2·d)~40g BOD5/(m2·d);

要求出水BOD5≤30mg/L時,表面有機負荷為10g BOD5/(m2·d)~20g BOD5/(m2·d)。

對于村莊集中污水處理,生物轉盤的表面有機負荷可根據出水要求在6gBOD5(/~30g BOD5/(m2·d)之間取值。

3)有條件時,生物轉盤宜加設防護設施,減少分解氣體的擴散,污染環境。

(3)施工事項

采用成品設備時,施工要嚴格按照設備廠家提出的要求設計附屬工程設施。

3.2 生物接觸氧化池

(1)概述

生物接觸氧化池是生物膜法的一種,其特征是池體中填充填料,污水浸沒全部填料,通過曝氣充氧,使氧氣、污水和填料三相充分接觸,填料上附著生長的微生物可有效地去除污水中的懸浮物、有機物、氨氮、總氮等污染物。

生物接觸氧化池優點:結構簡單,占地面積小,對水質、水量波動有較強的適應性,污泥產量少,無需污泥回流,無污泥膨脹問題,操作簡單,較活性污泥法的動力消耗少,對污染物去除效果好。

生物接觸氧化池缺點:安裝生物填料使建設費用增高,可調控性差,對磷的處理效果較差,對總磷指標要求較高的農村地區應配套建設深度除磷單元。

(2)適用范圍

適用于有一定經濟承受能力的地區,生物接觸氧化池可用于多方面的污水處理工程,如用于單戶、多戶污水處理設施或村級的污水處理站,具有啟動快、不產生臭味等優點。

(3)類型和結構

根據污水處理流程,生物接觸氧化池可分為一級接觸氧化、二級接觸氧化和多級接觸氧化。二級接觸氧化和多級接觸氧化可在各級接觸氧化池中間設置中間沉淀池,提高出水水質。農村生活污水一般只采用一級接觸氧化,多不超過兩級。

根據曝氣裝置位置的不同,接觸氧化池在形式上可分為分流式和直流式,分流式接觸氧化池污水先在單獨的隔間內充氧后,再緩緩流入裝有填料的反應區,直流式接觸氧化池是直接在填料底部曝氣。按水流特征,又可分為內循環和外循環式,內循環指單獨在填料裝填區進行循環,外循環指在填料體內、外形成循環。處理小型生活污水的接觸氧化池一般設計為內循環直流式接觸氧化池,

(4)設計事項

生物接觸氧化池前應設置沉淀池等預處理設施,以防止堵塞。沉淀單元可以是單獨的沉淀池或一體化設備中的沉淀單元。此外,需要合理布置生物接觸氧化池的曝氣系統, 實現均勻曝氣。填料裝填要合理,防止堵塞。

1)有效容積計算

生物接觸氧化池有效容積宜依據以下公式計算:

V=Q×n×(La-Le)/(M×1000)

式中:

V   ——生物接觸氧化池的有效容積,m3;

Q   ——每人每天污水量,m3/(人·d); n      ——服務人數,人;

La   ——進水BOD5濃度,mg/L;

Le   ——出水BOD5濃度,mg/L;

M  ——BOD5容積負荷,kgBOD5/m3·d。

2)水力停留時間、曝氣量

好氧生物接觸氧化池(I)曝氣總時間宜為6h~8h,曝氣池中的溶解氧含量宜維持在 1.7mg/L~3.0mg/L。有脫氮要求時,應保證生物處理單元的停止曝氣時間大于2h,在氣溫較低時,生物接觸氧化池的有效接觸時間及曝氣量可適當加大。

應合理布置曝氣系統,實現均勻曝氣。運行時,需觀察填料載體上生物膜生長與脫 落情況,通過適當的氣量調節防止生物膜整體大規模脫落。確定有無曝氣死角,調整曝氣頭位置,保證均勻曝氣。定期察看有無填料結塊堵塞現象發生并予以及時處理。

3)填料

填料是決定生物接觸氧化池處理效果的關鍵。生物填料須滿足以下要求:填料采用適于長期浸入污水環境的彈性填料、軟性填料及其組合;填料填充率應大于55%;填料分層裝填,總高不宜小于2米;在好氧生物接觸氧化池中填料應與底部保持合適的距離。

(5)施工事項

接觸氧化池的施工事項包括池體的建造、填料的安裝和曝氣系統的布置。

1)池體建造:戶級污水處理系統的池體容積小,池體宜采用熱塑性復合材料、PVC 塑料材料、玻璃鋼等材質,材料的厚度應在10mm以上。若板較高、較長,則板中間需進行加固處理,以防池體裝滿水后池體中央向外凸出導致池體破裂;村級污水處理系統池體容積大,為安全考慮,宜采用現場鋼筋混凝土澆注,也可采用設備現場安裝。

2)填料安裝:填料安裝需搭建支架,支架應采用抗腐蝕材料。支架應根據待安裝填料的體積和浸水重量進行結構設計,保證其具有足夠的承載能力。填料的安裝應疏密適中,單戶或多戶污水處理設施的填料安裝方式可咨詢環保工程師或填料供貨方,對于村落污水處理設施,填料安裝參數應由有資質的設計院通過計算設計方可施工。

3)曝氣裝置:單戶或多戶小型接觸氧化池的曝氣裝置較為簡單,可采取管道打孔 的方式曝氣,孔徑不宜大于1mm;村落污水處理接觸氧化池池體較大,曝氣裝置的安裝 方式應經過設計,并由專門的施工隊進行安裝。鼓風機、曝氣泵等曝氣設備安裝應 考慮噪聲影響,若建造于要求環境安靜的地方,需采取降噪措施。

3.3生物濾池

(1)概述

生物濾池集合了污水處理接觸氧化法和給水處理快濾池的設計思路,集曝氣、高濾 速、截留懸浮物、生物處理、定期反沖洗等于一體。生物濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料,濾料表面生長著生物膜,污水流經時,與濾料表面生物膜接觸,利用生物膜中微生物的生化過程凈化污水;污水流經時,濾料呈壓實狀態,利用濾料粒徑較小的特 點及生物膜的生物絮凝作用,截留污水中的大量懸浮物,且保證脫落的生物膜不會隨水漂出;運行一定時間后,因生物膜的增殖以及截留的固體污染物的增加,水頭損失增大, 水通量減少,需對濾池進行反沖洗,以釋放截留的懸浮物并更新生物膜。

生物濾池優點:占地小,抗沖擊能力強,保持較高的微生物數量與種類,處理效果穩定等。

生物濾池缺點:投資較高,運行費用較高。

(2)適用范圍

對用地面積少、水質水量波動大、不同氣溫和海拔的分散點源污染等具有較強的適用性。

(3)類型和構造

村莊污水處理宜選用高負荷生物濾池,按照污染物的去除功能可分為碳氧化曝氣生物濾池、硝化曝氣生物濾池和反硝化曝氣生物濾池。按照水流在生物濾池中穿行的方向可分為上向流、下向流、側向流或折流式。側向流和折流式曝氣生物濾池是為了延長反沖洗周期或避免濾池反沖洗而開發出的新型曝氣生物濾池工藝形式。碳氧化、硝化和反硝化可在單級曝氣生物濾池內完成,也可在多級曝氣生物濾池內完成。

(4)設計注意事項

1)碳氧化曝氣生物濾池對BOD5去除率為75%~90%,硝化曝氣生物濾池對NH3-N去 除率可大于80%,反硝化曝氣生物濾池系統TN去除率可大于60%;生物濾池出水SS應小于20mg/L。

2)生物濾池前應設置沉砂池、初沉池、水解調節池或隔油池等預處理設施,其進水SS不宜大于60mg/L。

3)生物濾池可采用模塊化或標準化設計,其池形可為圓柱形或方柱形,水池之間宜采用管道連接。

4)生物濾池填料一般選用陶粒濾料或輕質多孔填料,陶粒濾料粒徑宜為2~8mm, 輕質多孔填料粒徑宜控制在25mm以下,輕質多孔填料適用于下向流或側向流曝氣生物濾池,可延長濾池反沖洗周期,濾料填裝高度宜為1.5m~3m。

5)生物濾池濾料體積計算

V=Q×n×(La-Le)/(Nw×1000)

式中:

V   ——生物濾池濾料體積,m3;

Q   ——每人每天污水量,m3/(人·d);

n    ——服務人口數,人;

La    ——設計進水污染物濃度,kgBOD5(或NH3-N或NO3-N);

Le    ——設計出水污染物濃度,kgBOD5(或NH3-N或NO3-N);

Nw  ——濾料容積負荷率,kgBOD5(或NH3-N或NO3-N)/(m3·d),其取值宜參考

生物濾池濾料區容積負荷率:

曝氣生物濾池類別  濾料區容積負荷率 Nw

碳氧化曝氣生物濾池[kgBOD5/(m3·d)]     3.0-6.0

硝化曝氣生物濾池[kgNH3-N/(m3·d)]    0.3-0.8

反硝化曝氣生物濾池[kgNO3-N/(m3·d)]   0.8-4.0

出水回用曝氣生物濾池[kgBOD5/(m3·d)]  0.5-2.0

注:在低溫或高海拔地區設計容積負荷可適當降低。

6)反沖洗供氣和曝氣充氧系統:農村污水處理可采用穿孔管布氣,曝氣管可設在承托層或濾料層中。濾料底部設有支撐板,支撐板必須有一定的空隙率,空隙的總面積 不得低于支撐板總表面積的20%。

7)布水裝置:生物濾池的布水必須均勻。

(5)施工事項

生物濾池可參照上述參數進行設計施工,也可直接選用一體化曝氣生物濾池污水處理設備,宜選用施工隊進行施工和安裝。

3.4  氧化溝

(1)概述

氧化溝因其構筑物呈封閉的環形溝渠而得名,屬于活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在溝中不斷循環流動,因此也稱其為“循環曝氣池”、“無終端曝氣池”等。氧化溝通常按延時曝氣條件運行,以延長污水的停留時間以降低有機污染負荷。氧化溝通常使用臥式或立式的曝氣和推動裝置,向反應池內的物質傳遞水平速度和溶解氧。

氧化溝優點:氧化溝一般不設初沉池,池體結構與設備簡單,運行維護簡單,投資較省;采用低負荷運行,剩余污泥量少,處理水質好。

氧化溝缺點:因污泥齡較長,出水中懸浮物濃度較高,影響出水水質;相對其他好氧生物處理工藝,傳統氧化溝的占地面積大。

(2)適用范圍

氧化溝適用于處理規模較大,進水污染物濃度高,對出水水質要求較高的鎮級及以上生活污水處理工程。若受納水體有更嚴格的要求,則需要進一步處理。

(3)類型和結構

氧化溝種類多樣,如:帕思維爾(Passever)氧化溝、卡羅塞(Carrousel)氧化溝、奧爾伯(Orbal)氧化溝、射流曝氣氧化溝、障礙式氧化溝、T型(又稱三溝式)、D型(又稱雙溝式)、DE型氧化溝、一體化氧化溝以及將曝氣與推動循環流動功能相分離的氧化溝等。

一體化合建式氧化溝結構特征是沉淀池與氧化溝合建,圖所示為合建式氧化溝構造示意圖。

氧化溝的工藝特征如下:

1)在流態上,氧化溝介于完全混合式與推流式之間,從水流動來看是推流式,由于流速快,可達0.25~0.35m/s,進水能與溝內混合液快速混合,因此氧化溝的流態又是完全混合式。

2)水力停留時間長,有機負荷低,運行穩定,處理水質良好。

3)采用延時曝氣法運行,污泥產率低,剩余污泥量少。

4)污泥齡長,達15~30d,為傳統活性污泥系統的3~6倍。

5)能夠存活增殖世代時間長的細菌如硝化菌和反硝化菌等,在溝內可發生硝化反應和反硝化反應,使氧化溝具有較強的脫氮能力。同時,氧化溝這種封閉循環式的結構 能夠交替產生好氧/缺氧區域,因而特別能滿足污水的脫氮要求。

6)對水溫、水質和水量的變化有較強的適應性。

7)工藝操作管理方便。可不設置初沉池,污水只經過格柵和沉砂池即可進入氧化溝。氧化溝的維護管理簡單,產生機械故障的可能性也相對較小。

(4)設計施工事項

氧化溝工程構造相對簡單,但一些參數的確定需要有足夠的工程經驗來支撐,為此應委托專門的設計機構來進行設計并指導施工。

4 自然生物處理

4.1人工濕地

(1)概述

人工濕地是一種通過人工設計、改造而成的生態型污水處理系統,利用土壤基質、 水生植物和微生物三部分組成的微生態系統對污水中的污染物的吸收轉換能力來凈化 污水。人工濕地增加了植被覆蓋率,保持了生物多樣性,可以改善生態環境。

人工濕地的優點:運行費用低,維護管理簡便;水生植物可以美化環境,增加生物多樣性。

人工濕地的缺點:污染負荷低,占地面積大;設計不當容易堵塞或者污染地下水; 處理效果受季節變化影響,隨著運行時間延長除磷能力逐漸下降。

(2)適用范圍

人工濕地適用于土地面積相對豐富的農村地區。在福建地區,人工濕地主要適用于幾戶規模的分散型農村生活污水處理,是目前推廣污水生態循環利用處理的綠色處理技 術。

(3)類型和結構

人工濕地按水流特征,可分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地。表面流人工濕地建造費用較低,但占地面積較大。潛流和垂直流人工濕地面積負荷大,充分利用了濕地的空間,占地面積少,且衛生條件好,但建設費用較高。

(4)設計事項

人工濕地的設計可參考《人工濕地污水處理工程技術規范》(HJ 2005-2010)。設 計時,首先確定生活污水的水量和水質,并根據當地的地質、氣候以及家庭景觀需求等特點選擇合適的人工濕地類型。人工濕地設計參數主要包括:污染負荷、濕地床結構、 基質材料選擇、植被選擇、進水和排水周期等。人工濕地主要設計參數參見表。

 表人工濕地主要設計參數

參數     表面流人工濕地      水平潛流人工濕地  垂直潛流人工濕地

人口當量表面積(m2/人) ≥10     ≥5 ≥2.5

表面 BOD5 負荷(g/m2·d)    ≤4.5    ≤10     ≤20

表面水力負荷(m3/m2·d) /     ≤0.4    ≤0.8

(5)濕地維護和管理

雖然與傳統的污水處理技術相比,人工濕地系統的運行管理要簡單得多,但不能因此忽視運行管理給人工濕地處理系統帶來的影響。科學的運行管理不僅可以保持人工濕地處理系統對污染物穩定、的去除效果,減少危害人工濕地使用壽命的情況發生,同時通過適當的管理維護,可以解決人工濕地可能帶來的一些生態問,充分發揮其美化 環境、豐富物種的社會效應。

運行管理需考慮的主要事項:

1)水位控制 水位的改變不僅會影響人工濕地處理系統的水力停留時間,還會對大氣中的氧向水相擴散造成影響。當水位發生重大變化時,要立即對人工濕地處理系統進行詳細的檢查,因為這可能是滲漏、出水管的堵塞或護堤損壞等情況造成的。

2)進出水裝置的維護 對進出水裝置要進行周期性的檢查并對流量進行校正。同時要定期去除容易堵塞進出水管道的殘渣。對于使用格柵的人工濕地處理系統, 必須定期清洗以防止細菌過量 生長, 這些細菌在低流量的情況下可能會影響水的流量分布。可以采用高壓水槍或機械 方法對浸沒在水中或埋在填料中的進出水管道進行定期的沖洗。

3)護堤的維護

要經常對護堤進行檢查,  防止水面以下護堤的外部斜坡面出現滲水現象,  過多的或 顏色異常暗綠的植被生長都是出現滲漏的癥狀。定期清除護堤和堤面上的雜草,  以免雜 草蔓延到人工濕地處理系統中與濕地植物形成強有力的競爭。

4)植物的管理

對于設計合理并投入運行的人工濕地處理系統來說,常規的植物管理維護并不是 必需的。因為植物群落具有良好的自我維護性。它們生長、死亡,在下一年又會繼續生長。在環境條件合適的情況下,植物會自然地蔓延到未播種的地方,也會從那些環境壓力較大的地方遷移。管理者可以通過收割的方式,控制植物向開闊水域的蔓延。

5)氣味的控制

對于潛流型人工濕地來說, 氣味基本上不會成為人工濕地處理系統令人厭惡的問題。而表面流型人工濕地如果進水負荷過高, 會形成厭氧的水域,釋放出難聞的氣體。這種情況 主要是由于進水的有機負荷過高或氨氮負荷過高造成的, 因此降低有機物和氮的負荷可 以控制濕地系統散發出難聞的氣味。

 6)蚊蠅的控制

由于蚊子能夠傳染疾病,影響人類的健康,因此蚊子的控制是表面流型人工濕地處理系統必須考慮的生態問題。尤其當人工濕地處理系統離人類居住區較近時,這個問題如果得不到解決,會引起附近居民的反感。雖然無法做到根除濕地系統中產生的蚊蠅,但通過大量的研究,已經形成了一些比較成熟的控制蚊蠅的方法。

保持人工濕地系統中水體流動是非常有利于減少蚊蠅數量的,可以通過水泵提取或在水面安置機械曝氣設備來強化邊緣水域的水體流動,這不利于蚊蠅幼蟲的發育,同時會增加水中的溶解氧含量,有利于提高出水水質。

通過加強濕地植物的管理來控制蚊蠅,在水邊不種植水生植物,或種植低矮的植株 并每年進行收割。必要時可以在蚊蠅產卵的季節使用桿菌殺死蚊卵,或使用能夠導致蚊 子幼蟲發育衰減的激素來控制蚊蠅。

實踐證明,向系統中投放食蚊魚和蜻蜓的幼蟲來控制蚊子也是一種非常有效的方法。

4.2穩定塘

(1)概述

穩定塘是利用自然水體中存在的水生動植物、微生物處理水中污染物的自然或人工池塘。其原理為水體自凈作用,可作為農村生活污水處理后的深度處理技術單元,也可 以作為生活污水直接處理的獨立單元。

穩定塘的優點:結構簡單,建設費用低;處理成本低,操作管理相對容易;出水水 質較好,能實現污水資源化利用。

穩定塘的缺點:占地面積大,處理效率相對較低;處理效果受環境條件影響大。

(2)適用范圍

穩定塘適用于在土地面積相對豐富的農村地區,可利用現有坑塘和洼地、荒地、廢 地、劣質地等。

(3)類型和結構

根據水中的溶解氧量、生物種群類別和塘的功能,分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘、

曝氣塘等。

好氧塘,深度較淺,一般不超過0.5m,陽光能夠透入塘底,主要由藻類供氧,全部塘水都呈好氧狀態,由好氧微生物起有機污染物的降解與污水的凈化作用。

兼性塘,塘水較深,一般在1.0m以上,從塘表面到一定深度(0.5m左右),陽光能 夠透入,藻類光合作用旺盛,溶解氧比較充足,呈好氧狀態,塘底為沉淀污泥,處于厭 氧狀態,進行厭氧發酵,介于好氧塘和厭氧塘之間為兼性區,存活大量的兼性微生物。 兼性塘的污水凈化是由好氧、兼性、厭氧微生物協同完成的。

厭氧塘,塘水深度一般在2.0m以上,有機負荷高,整個塘水基本處于厭氧狀態,在其中進行水解、產酸以及甲烷發酵等厭氧反應全過程。凈化速度低,污水停留時間長。曝氣塘是經過人工強化的穩定塘。采用人工曝氣裝置向塘內污水充氧,并使塘水攪動。人工曝氣裝置多采用表面機械曝氣器,但也可采用鼓風曝氣系統。

作為農村生活污水的處理單元,必須使用耗氧生物塘且必須保證其始終為好氧狀態。

(4)設計事項

1)穩定塘的塘體用料宜就地取材;

2)穩定塘壩體結構應按相應的性水工構筑物標準設計;

3)建造于暴雨較多的地區,堤頂應設防雨水沖刷措施;

4)為減少費用,塘堤一般設計為土堤;

5)塘的底部和四周必須進行防滲處理,預防塘水下滲污染地下水。防滲處理有粘土夯實、土工膜、塑料薄膜襯面等;

6)為防止暴雨時期溢流,在穩定塘周圍要設計導流明渠將降雨時的雨水排走

(5)施工事項

大型或較大型穩定塘的施工,必須由施工經驗豐富的施工單位按設計圖紙施工。地下水位較高時需要做好施工降水。

5 一體化處理裝置

一體化污水處理裝置集成化程度高、結構緊湊、處理效果好、占地面積小、簡便, 適用于位于山區的分散農戶生活污水處理。

(1)凈化槽 凈化槽主體工藝包括沉淀、接觸氧化、消毒工藝,主要用于分散型生活污水處理,其典型構造如圖所示。

圖片

污水首入沉淀分離槽進行預處理,去除大顆粒物質和懸浮物,提高污水可生化性;預過濾槽內填料表面附著生長厭氧生物膜,去除污水中溶解性有機物;曝氣槽集接觸氧化、過濾截留和反沖洗為一體;處理后的廢水經過沉淀槽進一步沉淀,在其末端設置消毒盒,內部填裝有固體氯料,出水經消毒盒與固體氯料接觸完成對污水的消毒作用凈化槽污水處理規模為1m3/d~30m3/d,出水水質好,尾水達到排放標準后可排放至溝渠、池塘、濕地等或后續處理單元。

(2)A2/O移動床生物膜反應器

A2/O移動床生物膜反應器是在移動床生物膜反應器(MBBR)的基礎上通過明晰預脫硝區、厭氧區、缺氧區和好氧區的功能定位,優化污泥回流系統和硝化液回流系統的 布局結構,將活性污泥法和生物接觸氧化法的優勢充分結合,在降低COD的同時強化脫 氮除磷的效果。裝置內部構造圖見。

圖片

圖   A2/O移動床生物膜反應器污水處理裝置構造圖

在缺氧條件下預脫硝區充分去除入流污水和回流污泥中的硝酸鹽和氧氣,保證厭氧區的嚴格厭氧環境,使得聚磷菌在厭氧區中釋放磷的效率大大提高,確保其在好氧池的吸磷效果相應得到了充分提升,通過將硝化液回流至缺氧池強化反應器脫氮能力,進一 步提高氮、磷的去除效果。

A2/O移動床生物膜反應器污水處理裝置處理規模為15m3/d~200m3/d,出水水質可達《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB 18918中的一級A排放標準,適用于水環境質量要求較高的戶級、村級生活污水處理。

(3)其他輔助處理

化學法除磷

污水經處理后出水總磷不能達到要求時,可采用絮凝沉淀化學法除磷。化學法除磷 所使用的絮凝劑有鐵鹽絮凝劑、鋁鹽絮凝劑和石灰等。化學法除磷絮凝劑的種類、劑量 和投加點宜根據試驗資料確定。采用鋁鹽或鐵鹽作混凝劑時,混凝劑中所含的鋁或鐵與污水中總磷的摩爾比宜為1.5~3。石灰作為混凝劑時,應投加400mg/L以上石灰,并應加 25mg/L左右的鐵鹽作為助凝劑。

消毒技術

污水處理設施出水應根據處理等級、用途、功能要求進行必要的消毒處理。農村生活污水的消毒可采用二氧化氯、漂白粉、含氯消片等消毒劑及紫外線消毒等能達到 消毒目的的技術。各種消毒劑的投加量宜根據試驗資料確定。當無實測資料時,生物處 理出水的加氯量為5~l0mg/L(以氯計)。


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