關(guān)注生活污水處理
摘要：生活污水處理是人們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生的一種有機(jī)廢水,它包括沖廁排水、廚房排水、洗衣排水、泳池排污水及淋浴和盥洗排水。隨著我國(guó)城市的快速建設(shè)與發(fā)展,特別是城市居民數(shù)量的逐年增多,生活污水處理問(wèn)題也逐漸變得嚴(yán)重,我國(guó)水資源的需求缺口逐日擴(kuò)大,水污染的事故不斷出現(xiàn),一系列相關(guān)問(wèn)題都引起社會(huì)的高度重視。生活污水處理作為城市建設(shè)與發(fā)展的重要問(wèn)題,必須引起社會(huì)各界的高度重視,并且加強(qiáng)對(duì)其技術(shù)特點(diǎn)與工藝的深入分析。
生活污水概述及現(xiàn)狀
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，城市生活污水污染對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的影響日顯突出，成為制約城市健康發(fā)展的首要問(wèn)題，城市生活污水處理的根本出路在實(shí)現(xiàn)污水處理產(chǎn)業(yè)化及市場(chǎng)化運(yùn)作。
早在2002年中央人口資源環(huán)境工作會(huì)議就提出了引入市場(chǎng)機(jī)制，加快城市生活污水處理設(shè)施建設(shè)，并保證正常運(yùn)行的要求。根據(jù)這一要求，國(guó)家計(jì)委、建設(shè)部、環(huán)保部出臺(tái)《關(guān)于推進(jìn)城市污水處理產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的意見》，明確城市生活污水處理的主體、責(zé)任、權(quán)力和義務(wù)，要求制訂建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，逐步引導(dǎo)其向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
生活污水是來(lái)自家庭、機(jī)關(guān)、商業(yè)和城市公用設(shè)施及城市徑流的污水。新鮮的城市污水漸漸陳腐和腐化使溶解氧含量下降，出現(xiàn)厭氧降解反應(yīng)，產(chǎn)生硫化氫、硫醇、吲哚和糞臭素，使水具有惡臭。生活污水的成分99%為水，固體雜質(zhì)不到1%，生活污水一般含有較多的蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等營(yíng)養(yǎng)物和其他有機(jī)物及其分解產(chǎn)物，以及氯化物、磷、鉀、硫酸鹽和泥沙等無(wú)機(jī)物。其中無(wú)機(jī)鹽有氰化物、硫酸鹽、磷酸鹽、銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽和一些重碳酸墁等；有機(jī)物質(zhì)有纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)和尿素等，另外還有各種洗滌劑和微量金屬，后者如鋅、銅、鉻、錳、鎳和鉛等；生活污水中還含有大量的雜菌，主要為大腸菌群。另外生活污水中氮的磷的含量比較高，主要來(lái)源于商業(yè)污水、城市地面徑流和糞便、洗滌劑等。
這些污染物質(zhì)使地面水混濁，導(dǎo)致藻類等水生植物大量繁殖，其有機(jī)物氧化分解還能消耗水中溶解氧。這類污染物質(zhì)如過(guò)多排入水中，將造成水中溶解氧缺乏，影響魚類及其他生物的生長(zhǎng)。水中溶解氧耗盡后，有機(jī)物將進(jìn)行厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫、氨等物質(zhì)而使水發(fā)臭，水質(zhì)也進(jìn)一步惡化。生活污水中往往含有病原微生物，可造成水媒傳染病，如傷寒、霍亂、痢疾、脊髓灰質(zhì)炎等疾病的流行。由于洗滌劑大量使用，使它在污水中含量增大，對(duì)人體有一定危害。
生活污水處理工藝
目前城市生活污水的生化處理技術(shù)已是十分成熟，可供選擇的工藝有普通活性污泥法、氧化溝法和間歇式活性污泥法（SBR）等以及一些演變工藝。這些工藝花樣繁多，人們?cè)诓粩嗵剿骱透倪M(jìn)，力圖使工藝更加高效和節(jié)能。 普通活性污泥法具有運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便的優(yōu)點(diǎn)，前人在設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面積累了大量的工程經(jīng)驗(yàn)，但普通活性污泥法也存在著在運(yùn)行不當(dāng)時(shí)或進(jìn)水水質(zhì)異常時(shí)易發(fā)生污泥膨脹導(dǎo)致出水惡化的問(wèn)題，同時(shí)由于污泥泥齡較短和沒(méi)有缺氧工況；對(duì)氮、磷的去除率不理想，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，進(jìn)入水體的污染負(fù)荷已嚴(yán)重超過(guò)水體自然凈化能力，特別是氮、磷在自然水體中積累，造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化已成為人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。所以城市生活污水的脫氮除磷顯得越來(lái)越重要。 正是在這種背景下，氧化溝、SBR工藝近年來(lái)在處理城市污水中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)控制水體氮、磷積累起到了良好效果。住宅小區(qū)生活污水處理技術(shù)經(jīng)歷了從單一工藝到組合工藝的過(guò)程，從是否需氧的角度考察，則沿著厭氧→好氧→厭氧+好氧→厭氧+缺氧的軌跡發(fā)展。從去除對(duì)象來(lái)看，早期的技術(shù)僅能去除SS物質(zhì)，而現(xiàn)在的工藝還具備脫氮除磷功能。
1.1生物接觸氧化法
福建省新科環(huán)保技術(shù)有限公司采用一種介于活性污泥法和生物膜法的污水生物處理技術(shù)，兼?zhèn)鋬烧叩膬?yōu)點(diǎn)。其主要構(gòu)筑物為生物接觸氧化池，污水與生物膜廣泛接觸，在微生物的作用下，有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化。由于池內(nèi)具備適于微生物棲息增殖的良好條件，因此，生物膜上物相相當(dāng)豐富，食物鏈長(zhǎng)，微生物濃度高，活性強(qiáng)，不產(chǎn)生污泥膨脹，污泥生成量少，且易于沉淀。生物接觸氧化法具有多種凈化功能，除有效去除有機(jī)物外，如運(yùn)行得當(dāng)，還能夠脫氧和除磷。
生物接觸氧化法是住宅小區(qū)生活污水處理較早采用的技術(shù)之一。對(duì)于中小水量，SBR法和生物接觸氧化法是目前用得最多、最普通的方法。SBR法具有流程簡(jiǎn)單、投資省、操作簡(jiǎn)便等多種優(yōu)點(diǎn)，但是難以在地下興建不采用動(dòng)力排水。接觸氧化法具有連續(xù)進(jìn)、出水、設(shè)備利用率高、效果好、投資省等優(yōu)點(diǎn)。
生物接觸氧化池是由池體、填料、充氧、布水四部份組成。池內(nèi)掛有生物填料，填料表面長(zhǎng)有微生物膜。微生物膜是微生物高度密集的物質(zhì)，是由好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物和較高等動(dòng)物組成的生態(tài)系。生物膜首先吸附水中的有機(jī)物然后由生物膜外側(cè)的好氧菌將其分解，再通過(guò)內(nèi)外層多種物質(zhì)的傳遞，并通過(guò)微生物的代謝作用，將溶解水中的有機(jī)物吸附氧化分解，從而達(dá)到凈化的目的。生物接觸氧化后，必須沉淀分離脫落的微生物膜。為保證微生物的正常生長(zhǎng)，必須供給微生物氧氣，如水下曝氣機(jī)給水體充氧。
1.2 兩段活性污泥法（AB法）
該法把污水管道、污水處理廠視為一個(gè)污水處理系統(tǒng)， 其工藝特點(diǎn)是：不設(shè)初淀池，A段高負(fù)荷，B段低負(fù)荷，A、B兩段污泥分別回流，為不同時(shí)期生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)微生物種群創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，讓其充分發(fā)揮作用，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定。
該工藝是吸附—沉淀、曝氣—沉淀。它是在傳統(tǒng)兩段活性污泥活和高負(fù)荷活性污泥法的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新工藝，屬超高負(fù)荷活性污泥法。
1.3序批式活性污泥法
序批式活性污泥法簡(jiǎn)稱SBR法。原則上SBR法的主體工藝設(shè)備只 有一個(gè)間隙反應(yīng)器在一個(gè)運(yùn)行周期中按運(yùn)行次序分為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個(gè)階 段。SBR法的關(guān)鍵設(shè)備潷水器的研制已取得長(zhǎng)足的發(fā)展。目前常用的潷水器有虹吸式、旋轉(zhuǎn)式和套筒式三種。SBR法工藝簡(jiǎn)單、節(jié)省費(fèi)用理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推力大、效率高運(yùn)行方式靈活脫氮除磷效果好沒(méi)有污泥膨脹耐沖擊負(fù)荷、處理能力強(qiáng)。其主體工藝流程為原污水→調(diào)節(jié)池→SBR反應(yīng)池→消毒池→出水采用該工藝流程的上海某污水處理站設(shè)計(jì)平均流量750m3/d ,進(jìn)水水質(zhì)BOD5=200mg/ L，SS=250 mg/ L,TN = 40 mg/ L , NH4-N=20mg/ L,出水水質(zhì)達(dá)到黃浦江上游污水排放標(biāo)準(zhǔn)即BOD5=30mg/L，SS=30mg/L，NH4-N=10mg/L， TN=20mg/L。
1.4厭氧生物濾池
厭氧生物濾池是一種內(nèi)部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理 裝置。厭氧微生物附著載體的表面生長(zhǎng)當(dāng)污水自下而上升式通過(guò)載體所構(gòu)成的固定床層時(shí) 在厭氧微生物作用下污水中的有機(jī)物得以厭氧分解并產(chǎn)生沼氣。厭氧生物濾池有多種變型 填料的發(fā)展迅速其工藝流程為進(jìn)水→沉淀池→厭氧消化池→厭氧生物濾池→拔風(fēng)管→氧化 溝→進(jìn)氣出水井→排水，污水經(jīng)沉淀池預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬跸剡M(jìn)行水解和酸化可提高污水 的可生化性為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。在拔風(fēng)系統(tǒng)作用下生物濾池處于兼氧狀態(tài)阻止了污水中 甲烷細(xì)菌的產(chǎn)生使整個(gè)系統(tǒng)仍處于酸性階段而氧化溝內(nèi)溶解氧一般可穩(wěn)定在1.5～2.8mg/ L，污水在此進(jìn)一步好氧處理。該工藝的實(shí)質(zhì)類似于A /O法但兼性厭氧生物濾池使厭氧段得到強(qiáng)化。拔風(fēng)系統(tǒng)是處理過(guò)程的關(guān)鍵。其主要優(yōu)點(diǎn)是不耗能、造價(jià)低、管理簡(jiǎn)單、無(wú)噪聲、無(wú)異味、掛膜快、剩余污泥量少、出水水質(zhì)好、運(yùn)行效果穩(wěn)定。
1.5 曝氣生物濾池
曝氣生物濾池（BAF）是80年代末和90年代初興起的污水處理工藝，最初用作三級(jí)處理，后發(fā)展成直接用于二級(jí)處理。它使用粗糙多孔的粒狀濾料，濾料表面生長(zhǎng)有生物膜，池底提供曝氣，污水流過(guò)濾床時(shí)，污染物首先被過(guò)濾和吸附，進(jìn)而被濾料表面的微生物氧化分解。其最大特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮物于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池，具有容積負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，基建投資少，出水水質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)。但是傳統(tǒng)的曝氣生物濾池（BAF）存在著以下的缺點(diǎn)：（1）采用同一種粒徑范圍的濾料。那么，若粒徑過(guò)小，容易堵塞，而粒徑過(guò)大，則濾料外比表面積較小，生物量小，處理效率低，兩者不易兼顧。（2）運(yùn)行周期短。由于異養(yǎng)菌污泥齡短，生長(zhǎng)迅速，導(dǎo)致靠近進(jìn)水口處的濾層內(nèi)水頭損失增長(zhǎng)較快，需要頻繁反沖洗，若反沖洗布水不均勻，易出現(xiàn)濾料粘結(jié)的現(xiàn)象，最后會(huì)造成濾池出水水質(zhì)惡化，阻力上升，不得不停運(yùn)檢修。（3）不易反沖洗。反洗強(qiáng)度大，反沖洗用水量大（最大可達(dá)40％），反洗時(shí)間長(zhǎng)，且反沖洗后恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)（＞2h）。（4）不利于同時(shí)完成脫碳和硝化功能。如果將有機(jī)物和氨氮的去除在一臺(tái)設(shè)備中完成，就會(huì)由于異養(yǎng)菌生長(zhǎng)迅速，需要頻繁反洗而影響硝化菌的生長(zhǎng)。（5）由于異養(yǎng)菌在曝氣生物濾池內(nèi)以游離的狀態(tài)存在，所以在沖洗的過(guò)程中容易造成損失，從而加大成本。
福建省新科環(huán)保技術(shù)有限公司的實(shí)用新型技術(shù)在固定化微生物技術(shù)（IM）基礎(chǔ)上，結(jié)合曝氣生物濾池（BAF）發(fā)展而成的污水處理新裝置。與傳統(tǒng)的曝氣生物濾池相比，I-BAF采用一類高效懸浮大孔網(wǎng)狀的載體，該載體比表面積大（82m2/g），孔隙率高（98％）。同時(shí)，通過(guò)分子設(shè)計(jì)，在載體引入大量的活性和強(qiáng)極性基團(tuán)并通過(guò)固定化技術(shù)，將大量變異菌和酶制劑牢牢固定在載體上，單位體積生物量大，最高可達(dá)60g/L。載體平均濕密度為1.00g/cm3，在水中呈懸浮狀，池子底部采用鼓風(fēng)機(jī)供氣。
目前為止，福建省新科環(huán)保技術(shù)有限公司已利用此項(xiàng)專利完成了2004年廈門日月谷溫泉酒店100m3/d污水治理工程，
鼓風(fēng)機(jī) 消毒劑
達(dá)標(biāo)排放 過(guò)濾消毒池 I-BAF池 化糞池 進(jìn)水 污泥 濾網(wǎng) 調(diào)節(jié)池
2009年完成恒大集團(tuán)房地產(chǎn)公司1000m3/d生活污水處理工程的設(shè)計(jì)方案
處理結(jié)果出水水質(zhì)好，COD去除率達(dá)86.6%，BOD去除率達(dá)93.3%，SS去除率達(dá)60%。
目前在建的20000t/d柘榮城鎮(zhèn)污水處理廠改造工程：
粗格柵及泵房 細(xì)格柵及沉砂池 I-BAF池 二沉池 人工濕地 紫外消毒 儲(chǔ)泥池 脫水機(jī)房 砂水分離機(jī) 柵渣泥沙 進(jìn)水 污泥外運(yùn) 出水 浮渣 外運(yùn) 濾后水 反沖洗 外運(yùn)
預(yù)計(jì)處理出水達(dá)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。
此項(xiàng)專利已相當(dāng)成熟，在生活污水處理工藝中取得了良好的處理效果，不僅如此，該技術(shù)還廣泛應(yīng)用于各種高濃度工業(yè)廢水處理。
結(jié)束語(yǔ)
生活污水處理特點(diǎn)：1、可生化性好；2、N、P濃度較高；3、含病原體；4、總體污染物濃度不是很高，COD、BOD等達(dá)標(biāo)容易，TP達(dá)標(biāo)較難。宜優(yōu)先選用生物膜法處理技術(shù)，生物膜法具有豐富的生物相、高濃度微生物、食物鏈長(zhǎng)，不發(fā)生污泥膨脹、污泥沉降性能好，適用于小量的生活污水處理。
隨著環(huán)保部門對(duì)出水水質(zhì)的要求的提高，單一工藝難以滿足需要，組合式污水處理技術(shù)和設(shè)備將是將來(lái)的發(fā)展方向。