A. 污水廠運行流程
污水處理廠工藝流程:
1、先進行污水一級處理:機械處理(預處理階段),處理粗格柵及細格柵、沉砂池、初沉池、氣浮池、調節池;
調節池的作用:為了保證後續處理構築物或設備的正常運行,需對污水的水量和水質進行調節。酸性污水和鹼性污水在調節池內進行混合,可達到中和的目的。短期排出的高溫污水也可用調節的辦法來平衡水溫。
(1)污水處理廠運行初期擴展閱讀:
根據城市市政規劃或環境保護部門要求,分析項目建設的必要性和可行性。本階段以確定項目為中心,一般由建設單位或其委託的設計研究單位編制項目建議書和項目可行性研究報告;
通過國家計劃部門、投資銀行或企業計劃部門論證便可獲得立項,對於某些小規模項目,只編制污水處理工程方案設計,並通過投資部門的論證便可立項。
從污水中分離密度較大的無機顆粒,保護水泵和管道免受磨損,縮小污泥處理構築物容積,提高污泥有機組分的含率,提高污泥作為肥料的價值。
B. 有哪幾種排水體制能收集初期雨水至污水處理廠進行處理
分流抄制能收集初期雨水至襲污水處理廠進行處理
排水體制一般分為合流制和分流制兩種。前者為污(廢)水和雨水合一的系統。合流制又分為直排式和截流式,直排式直接收集污水排放水體,截流式即臨河建造截流干管,同時在合流干管與截流干管相交前或相交處設置溢流井,並在截流干管下游設置污水處理廠當混合污水的流量超過截流干管的輸水能力後,部分污水經溢流井溢出,直接排入水體;分流制為污(廢)水和雨水在兩個或兩個以上管渠排放的系統,有完全分流和不完全分流,完全分流制具有污水排水系統和雨水排水系統;不完全分流制未建雨水排水系統。在分流系統中還可以有污水和潔凈廢水的獨立系統,以便於處理或回用。
C. 污水處理廠是怎麼運行的
污水處理廠根據工藝不同,處理流程也不同。不過目前大多都是A20工藝或者 膜工藝。
A20工藝是傳統的生化處理工藝,利用污水中的有機物作為生物養料進行污水處理。一般流程如下。
集水井--格柵--提升泵房--爆氣除沙(或者旋流除沙)--水解池--厭氧段--缺氧段-好氧段---二沉池--混凝沉澱池--濾池--消毒池--出水口。
中間處理過程是連續的。利用內外迴流來對水體在工藝池中的停留時間進行調整。一般內迴流為缺氧至厭氧迴流,好氧池至缺氧池迴流。外迴流為二沉池污泥迴流至厭氧段。進水一邊進。出水一邊出。從二沉池沉澱出來的清水基本已經達到了處理標准。然後經過進一步的沉澱與過濾在經過消毒基本就完成了整個處理過程。
新進來的污水中有一部分有機質被當作了生物養料給微生物提供能量。並不會污染出水。二沉池翻泥或者有污泥上浮等可能會影響出水水質。
膜工藝則是分為反滲透膜和MBR膜兩種。MBR膜主要用與分離水與泥。一般MBR工藝不需要二沉池以後的工藝。可以直接出清水。
反滲透則由於能耗高,很少被使用。海水淡化倒是有使用的。
D. 誰知道城市污水處理廠的發展歷史
五六十年代:剛剛起步 技術和管理水平較落後
解放初期由於工農業生產剛剛起步,當時的污水污染程度很低,且提倡利用污水進行農業灌溉,特別是北方缺水地區將污水灌溉利用作為經驗進行推廣,如著名的沈撫灌渠等,所以全國僅有幾個城市建設了近十座污水處理廠(還包括1921~1926年間外國人興建3座污水處理廠),在處理工藝有的還是一級處理,處理的規模也很小,每天只有幾千立方米,最大的也只有每天5萬立方米左右,致使污水處理技術和管理水平處於較落後的狀態。
我國解決城市污水的凈化問題始於二十世紀70年代。一些城市利用郊區的坑塘窪地、廢河道、沼澤地等稍加整修或圍堤築壩,建成穩定塘,對城市污水進行凈化處理。據調查,這個時期在全國已建成各種類型的穩定塘有38座,日處理城市污水約173萬立方米。其中生活污水量佔一半,其餘包括石油、化工、造紙、印染等多種工業廢水。此階段開始重視引進國外先進技術和設備,開展與國外的技術交流,逐步探索適合我國國情的工程技術和設計,為以後的建設奠定了基礎。
七八十年代:天津市紀莊子污水處理廠投產運行帶動新建污水處理廠幾十座
隨著工農業生產的不斷發展,人民生活水平的逐步提高,城市污水的萬分也隨之而變化,污染程度由低向高逐漸演變,一些發達的資本主義國家由於污水的污染,使人民身體健康受到威脅的沉痛教訓(如,日本國骨疼病、水俁病的出現),引起人們的關注和我國政府的高度重視,建立了國家級環保組織(國務院環境保護辦公室),大學也陸續設置環境工程系或環境工程專業,國務院環保辦投資在天津興建污水處理試驗廠(天津市紀莊子污水處理試驗廠),70年代末開始興建,處理規模:一級處理0.1立方米/s,二級處理0.025立方米/s,北京高碑店污水處理試驗廠也先後運行。國家和地方都為籌備建設國內大型污水處理廠做前期工作,此刻天津市政府與建設部及有關部委率先決定建設天津市紀莊子污水處理廠,並於1982年破土動工,1984年4月28日竣工投產運行,處理規模26萬立方米/d。
我國第一座大型城市污水處理廠——天津市紀莊子污水處理廠於1982年破土動工,1984年4月28日竣工投產運行,處理規模為26萬立方米/d。紀莊子污水處理廠投產運行後多年來達到設計出水水質標准,使黑臭的污水變為清流,它的誕生填補了我國大型污水處理廠建設的空白。在此成功經驗的帶動下,北京、上海、廣東、廣西、陝西、山西、河北、江蘇、浙江、湖北、湖南等省市根據各自的具體情況分別建設了不同規模的污水處理廠幾十座。
「九五」期間:正式啟動「三河」、「三湖」流域水污染治理
「九五」期間,我國正式啟動對「三河」(淮河、海河和遼河)、「三湖」(太湖、巢湖、滇池)流域和「環渤海」地區的水污染治理,國家給予相應資金和技術上的支持。1996~1999年竣工投入運行的城市污水處理項目有22個,投資59.58億元,日處理規模371.7萬立方米;在建項目109個,計劃投資161.83億元,日處理規模832.0萬立方米。
國家「七五」、「八五」、「九五」科技攻關課題的建立,使我國污水處理的新技術、污泥處理的新技術、再生水回用的新技術都取得了可喜的科研成果,某些項目達到國際先進水平。國外污水處理新技術、新工藝、新設備被引進到我國,在活性污泥工藝應用的同時,AB法、A/O法、AA/O法、CASS法、SBR法、氧化溝法、穩定塘法、土地處理法等也在污水處理廠的建設中得到應用。由過去只具有去除有機物功能的污水處理工藝技術發展行業的市場。如格柵機、潛水泵、除砂裝置、刮泥機、曝氣器、鼓風機、污泥泵、脫水機、沼氣發電機、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統等大型設備。
由於建設大型城市污水處理廠的投資很大,我國的建設資金有限,無法適應水污染治理的需要。為此引進國外資金建設污水處理廠成為建設資金的重要組成部分,從而也加快了我國城市污水處理廠的建設速度。一批大型的城市污水處理廠利用國外貸款項目相繼建成投產。如:我國20世紀最大的污水處理規模為60萬立方米/d;天津東郊污水處理廠、成都三瓦窯污水處理廠、沈陽北部污水處理廠、鄭州王新莊污水處理廠處理規模均為40萬立方米/d。
據統計,到2000年底,全國已建設城市污水處理廠427座,其中二級處理廠282座,二級處理率約為15%。2000年用於城市污水處理工程建設的總投資約為150億元。但目前絕大多數小城鎮尚未建污水處理設施。七大硬傷制約城市污水處理的發展
污水處理專家朱雁伯分析,我國城市污水處理目前存在七大問題,制約著我國城市污水處理事業的發展。
其一、污水處理廠建設資金的短缺
我國雖然已建成污水處理廠100多座,但是還遠遠不能滿足城市工農業生產和人民生活的需要,表現在某一個城市本身的處理率不高,也就是污水處理的量不夠,還表現在大城市已開始著手進行污水處理廠建設的規劃和建設計劃工作。但在中小城市,特別是在西北部中小城市還沒有將污水處理的規劃建設納入城市發展的議程。其主要原因之一就是沒有專門建設資金,有的地區的水污染日趨嚴重,若等待有資金投入時再興建污水處理廠,就會使環境趨於惡化,給人民生活帶來不便,對人民身心健康帶來危害,所以促使我們要多方籌措資金,加快水環境污染的治理,為子孫後代留下一個優美的生活環境。
其二、污水處理廠運行經費不能到位
全國目前已經建成投產運行的污水處理廠共計100多座,能夠滿負荷運行的污水處理廠不到1/3 沒有滿負荷運行的原因:大多數均是由於運行經費不能到位而造成的,有的省市沒有收取污水處理費,有的是只收工廠、企業的,不收居民的,有的是工廠、企業、居民的都收了,但收費標準定得很低,遠遠不能滿足污水處理廠正常運行所需的最低費用,使一些污水處理廠出現了能得到多少經費就處理多少噸污水的實際問題。這樣長此下去既發揮不了建設污水處理廠應有的效益,也會使儀表、設備受損,同時也無法發揮污水處理廠專業管理人員的作用。
其三、進口設備的維修及設備配件的開發
由於大批的進口設備進入污水處理行業,經過幾年的運轉後,設備陸續會出現大小不等的損壞,特別是索賠期後的維修和正常的大修。這就需要有專業技能的技術人員來進行,叵請國外的專家來維修,維修成本將會大幅度增高實在難以接受,或使進口設備能夠維持正常運轉,必須培養對進口設備維修保養的國內專業人員,使其掌握維修技能達到進口設備的維修標准。有了維修的專業人才還得有充足的備品配件,特別是一些將要淘汰的設備被引進中國,備品配件國外也不會再生產了,就需要國內自行測繪、加工製造,只有這樣才能使進口設備發揮出它的作用,否則設備的損壞,配件的缺乏會影響污水處理廠的正常運行。
其四、污水處理工藝選擇跟風,不結合實際情況
選擇熱門工藝是在選擇污水處理工藝時,出現的單純追求工藝新,追求時髦工藝,不考慮本地區的進水水質、處理水量以及出水用途的問題,在我國已建成的一些污水處理廠中,本來進水水質都比較低,還要選擇AB法,結果不能得到充分的利用,造成設施設備的閑置。有的地區經處理的再生水直接用於農業灌溉,還過分強調除磷脫氮,採取A/A/O法,增大了建設投資也提高了日常運轉成本,還有一些個別地區在建設污水處理廠時,看當時風刮什麼工藝就採取什麼工藝。
其五、污水處理後的再生水得不到充分的利用
巨大的投資建設了污水處理廠,經過處理後的再生水不能得到充分利用,甚至有的地區還將處理後的再生水與未經處理的污水混在一起同流合污,有的地區沒有將再生水回用卻排入大海造淡水資源的浪費。目前世界的淡水資源極為匱乏,中國淡水資源的佔有量在世界上排第121位,人均淡水佔有量僅為2000立方米。
其六、污泥沒有真正達到無害化,沒有最終處置的途徑
污水經過各種不同工藝處理後,出水達到了國家規定的排放標准,但是在污水處理過程中獎懲的污泥卻未能得到妥善的處置,還會給環境造成二次污染。有些地區污泥不經過無害化處理,將污泥堆放在場外,任意取走不知下落。有的地區將污泥進行乾燥用作農肥,重金屬含量是否達標考慮的很少,對農作物有多大的危害分析不足。國家環保部門禁止將污泥作為菜田、稻田的肥料,作為旱田的農肥需要對污泥的成份進行分析,重金屬及有毒家物質不超標方能使用。污泥作為綠地用肥要有園林部門認可,有監測部門跟蹤分析方能使用,總之污泥若沒有最終處置的途徑,是給環境帶來再次污染的隱患。
其七、污水處理廠沒有除臭裝置
污水處理廠的進水池,格柵間,沉砂池,初沉池及污泥處理系統的儲泥池,脫水機房(除離心機外)都會產生嚴重的臭氣,既影響操作運行人員的身體健康,也給周圍居民生活環境帶來污染,特別是一些建設較早,周圍過去是農田、水池、遠離市區的污水處理廠,目前成為市區,污水處理廠周圍蓋起了民宅,形成了居民區,污水廠的周邊百姓深受其害,應該多渠道解決除臭裝置,因為污水處理廠本身就是消除污染保護環境的企業。
E. 污水處理工藝流程,一般的分析操作規程
污水處理工藝流程
污水進入廠區先通過截流井(讓廠能處理的污水進入廠區進行處理)進入粗格柵(打撈較大的渣滓)到污水泵(提升污水的高度)到細格柵(打撈較小的渣滓)到沉沙池(以重力分離為基礎,將污水的比重較大的無機顆粒沉澱並排除)到生化池(採用活性污泥法去除污水裡的BOD5、SS和以各種形式的氮或磷)進入終沉池(排除剩餘污泥和迴流污泥)進入D型濾池(進一步減少SS,使出水達到國家一級標准)進入紫外線消毒(殺滅水中的大腸桿菌)然後出水
生化池、終沉池出的污泥一部分作為生化池的迴流污泥,剩下的送入污泥脫水間脫水外運
主要有物理處理法,生化處理法和化學處理法,生化處理法經常被使用,主流處理方法主要看被處理水質和受納水體情況,一般城市生活污水的主流處理方法為生化處理法,如活性污泥法,mbr 等方法。
污水處理
sewage treatment.wastewater treatment 為使污水經過一定方法處理後.達到設定的某些標准.排入水體.排入某一水體或再次使用等的採取的某些措施或者方法等.
現代污水處理技術.按處理程度劃分.可分為一級.二級和三級處理.
一級處理.主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質.物理處理法大部分只能完成一級處理的要求.經過一級處理的污水.BOD一般可去除30%左右.達不到排放標准.一級處理屬於二級處理的預處理.
二級處理.主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD.COD物質).去除率可達90%以上.使有機污染物達到排放標准.
三級處理.進一步處理難降解的有機物.氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等.主要方法有生物脫氮除磷法.混凝沉澱法.砂率法.活性炭吸附法.離子交換法和電滲分析法等.
整個過程為通過粗格刪的原污水經過污水提升泵提升後.經過格刪或者篩率器.之後進入沉砂池.經過砂水分離的污水進入初次沉澱池.以上為一級處理(即物理處理).初沉池的出水進入生物處理設備.有活性污泥法和生物膜法.(其中活性污泥法的反應器有曝氣池.氧化溝等.生物膜法包括生物濾池.生物轉盤.生物接觸氧化法和生物流化床).生物處理設備的出水進入二次沉澱池.二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理.一級處理結束到此為二級處理.三級處理包括生物脫氮除磷法.混凝沉澱法.砂濾法.活性炭吸附法.離子交換法和電滲析法.二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理設備.一部分進入污泥濃縮池.之後進入污泥消化池.經過脫水和乾燥設備後.污泥被最後利用.
各個處理構築物的能耗分析
1.污水提升泵房
進入污水處理廠的污水經過粗格刪進入污水提升泵房.之後被污水泵提升至沉砂池的前池.水泵運行要消耗大量的能量.占污水廠運行總能耗相當大的比例.這與污水流量和要提升的揚程有關.
2.沉砂池
沉砂池的功能是去除比重較大的無機顆粒.沉砂池一般設於泵站前.倒虹管前.以便減輕無機顆粒對水泵.管道的磨損,也可設於初沉池前.以減輕沉澱池負荷及改善污泥處理構築物的處理條件.常用的沉砂池有平流沉砂池.曝氣沉砂池.多爾沉砂池和鍾式沉砂池.
沉砂池中需要能量供應的主要是砂水分離器和吸砂機.以及曝氣沉砂池的曝氣系統.多爾沉砂池和鍾式沉砂池的動力系統.
3.初次沉澱池
初次沉澱池是一級污水處理廠的主題處理構築物.或作為二級污水處理廠的預處理構築物設在生物處理構築物的前面.處理的對象是SS和部分BOD5.可改善生物處理構築物的運行條件並降低其BOD5負荷.初沉池包括平流沉澱池.輻流沉澱池和豎流沉澱池.
初沉池的主要能耗設備是排泥裝置.比如鏈帶式刮泥機.刮泥撇渣機.吸泥泵等.但由於排泥周期的影響.初沉池的能耗是比較低的.
4.生物處理構築物
污水生物處理單元過程耗能量要佔污水廠直接能耗相當大的比例.它和污泥處理的單元過程耗能量之和占污水廠直接能耗的60%以上.活性污泥法的曝氣系統的曝氣要消耗大量的電能.其基本上是聯系運行的.且功率較大.否則達不到較好的曝氣效果.處理效果也不好.氧化溝處理工藝安裝的曝氣機也是能耗很大的設備.生物膜法處理設備和活性污泥法相比能耗較低.但目前應用較少.是以後需要大力推廣的處理工藝.
5.二次沉澱池
二次沉澱池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上.能耗比較低.
6.污泥處理
污泥處理工藝中的濃縮池.污泥脫水.乾燥都要消耗大量的電能.污泥處理單元的能量消耗是相當大的.這些設備的電耗功率都很大.
針對各個處理構築物的節能途徑
1.污水提升泵房
污水提升泵房要節省能耗.主要是考慮污水提升泵如何進行電能節約.正確科學的選泵.讓水泵工作在高效段是有效的手段.合理利用地形.減少污水的提升高度來降低水泵軸功率N也是有效的辦法.定期對水泵進行維護.減少摩擦也可以降低電耗.
2.沉砂池
採用平流沉砂.避免採用需要動力設備的沉砂池.如平流沉砂池.採用重力排砂.避免使用機械排砂.這些措施都可大大節省能耗.
3.初次沉澱池
初次沉澱池的能耗較低.主要能量消耗在排泥設備上.採用靜水壓力法無疑會明顯降低能量的消耗.
4.生物處理構築物
國外的學者通過能耗和費用效益分析比較了生物處理工藝流程.他們認為處理設施大部分的能量消耗是發生在電機這類單一的設備上.因而節能應從提高全廠功率因數.選擇高效機電設備及減少高峰用電要求等方面入手.他們提出的節能措施既包括改善電機的電氣性能.也包括解決運轉的工藝問題.還包括污水廠產物中的能量回收(Energy
Recovery).
曝氣系統的能耗相當大.對曝氣系統能耗能效的研究總是涉及到曝氣設備的改造和革新.新型的曝氣設備雖然層出不窮.但目前仍然可劃分為2類:第1種是採用淹沒式的多孔擴散頭或空氣噴嘴產生空氣泡將氧氣傳遞進水溶液的方法.第2種是採用機械方法攪動污水促使大氣中的氧溶於水的方法.微孔曝氣.曝氣擴散頭的布局和曝氣系統的調節這些都是節能的有效措施.在傳統活性污泥處理廠曝氣池中辟出前端厭氧區.用淹沒式攪拌器混合的節能.生物除磷方案.這一簡單的改造可以節省近20%的曝氣能耗.如果算上混合用能.節能也達到12%.自動控制系統的應用於污水處理節能.曝氣系統進行階段曝氣.溶解氧存在濃度梯度.既減少了能耗.又可以改善處理效果.減少污泥量.
生物膜法處理工藝採用厭氧處理可以明顯降低能量的消耗.
5.二次沉澱池
二次沉澱池中對排泥設備的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法.
6.污泥處理
污泥處理系統節能研究主要集中於污泥處理的能量回收.從污水污泥有機污染物中回收能量用於處理過程早在上世紀初就已投入實踐.但能源危機之前一直不受重視.目前有兩種回收途徑:一是污泥厭氧消化氣利用.一是污泥焚燒熱的利用.
消化氣性質穩定.易於貯存.它可通過內燃機或燃料電池轉化為機械能或電能.廢熱還可回收於消化污泥加熱.因此利用消化氣能解決污水廠不同程度的能量自給問題.林榮忱等人比較了沼氣發電機和燃料電池兩種利用形式.認為燃料電池能量利用率高.具有很好的發展前途.對消化氣的最大化利用是提高能效的主要方式.沼氣發電機組並網發電的研究和應用在國內已有應用實例.是大型污水處理廠的沼氣綜合利用的可行途徑.
另外一種能量回收方式是將城市固體廢物焚燒場建在污水處理廠旁.將固廢與污水污泥一起焚燒.獲得的電能用於處理廠的運轉.
城市污水處理的能耗分析研究與節能技術和手段的發展往往並不同步.由於污水處理能量平衡分析方法研究的欠缺.節能措施的制訂和實施常常超前.而多數節能途徑和手段常常由處理廠的操作管理人員結合各處理設施實際情況提出.具有經驗性和個別性.不一定能適用於其他污水廠甚至是工藝相似的污水廠,另一方面.從廣義上說.污水處理學科領域的技術創新.新材料和新設備的使用都蘊涵著節能增效的潛力.因而節能的途徑和手段往往是很寬泛的.
結論
污水處理是能源密集(energy intensity)型的綜合技術.一段時期以來.能耗大.運行費用高一定程度上阻礙了我國城市污水處理廠的建設.建成的一些處理廠也因能耗原因處於停產和半停產狀態.在今後相當長的一段時期內.能耗問題將成為城市污水處理的瓶頸.能否解決耗污水廠的能耗問題.合理進行能源分配.已經成為決定污水處理廠運行效益好壞的關鍵因素.能耗是否較低.也是未來新的污水處理廠可行性分析的決定性因素.開發能效較高的污水處理技術.合理設計及運行污水處理廠.必將是未來污水處理廠設計和運行的必由之路.
樓下的,不許照抄!!!!
F. 我國城市污水處理廠運行存在問題及解決對策研究
當前我國對生態文明建設重視程度空前,黨的十九大將「增強綠水青山就是金山銀山的意識」寫入黨章,將「美麗」作為社會主義強國目標的重要內容,水環境治理是其中最為核心的內容之一。城市污水處理廠作為治污基礎設施之一,是治水工作的關鍵環節,其處理規模、處理水平等直接影響治水成效。
本文通過分析我國已建的上海白龍港、廣州新華、寶雞市高新區、通遼市污水處理廠,太湖地區、三峽庫區污水處理廠的運行情況,發現其運行普遍存在運行負荷率較低、進水水質水量波動較大、出水水質難穩定達標等問題,通過深度剖析原因,科學地提出了針對性的解決對策,以期為我國城市污水處理廠的穩定運行提供參考,為水環境綜合治理做出貢獻為全面貫徹《水污染防治計劃》,全國各城市先後開展黑臭水體整治工作。
城市污水處理廠在保障水環境安全方面發揮著重要作用,建設污水處理廠是解決城市水污染的重要手段。
「十三五」全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃中提出,到2020年底,要實現城鎮污水處理設施全覆蓋,城市污水處理率達到95%,縣城不低於85%。「九五」期間,我國重點流域水污染防治規劃開始實施,城鎮污水處理設施的建設和運行開始成為各地落實水污染物減排責任目標的主要途徑。
在中央財政資金和相關政策的大力支持下,經過「十一五」、「十二五」的發展,我國污水處理廠建設取得了跨越式的進展,城鎮污水處理廠的數量和規模迅速提升,城市污水處理能力不斷提高。
統計資料顯示,至2016年末,城市污水處理率達到93.44%,其中污水集中處理率89.8%。截至2010年,全國共有城鎮污水處理廠2496座,較2006年相比提高了140%。到2016年末,城鎮污水處理廠數量達到3552座,與2010年相比增加了29%。
但是,污水處理率與處理能力的持續提高與水環境污染依然矛盾突出。環保部公布的《2016中國環境狀況公報》顯示,全國地表水1940個監測斷面中,仍有32%為IV類及以下水體。截止2017年底,住房與城市建設部和環保部認定的全國城市黑臭水體數量有2100個。
與此同時,污水處理廠排放標准不斷提高,2015年發布的《水污染防治行動計劃》明確提出,現有城鎮污水處理設施,要因地制宜進行改造,2020年底前達到相應排放標准或再生利用要求;敏感區域(重點湖泊、重點水庫、近岸海域匯水區域)城鎮污水處理設施應於2017年底前全面達到一級A排放標准,建成區水體水質達不到地表水Ⅳ類標準的城市,新建城鎮污水處理設施要執行一級A排放標准;到2030年,力爭全國水環境質量總體改善,水生態系統功能初步恢復。
由於我國城鎮污水普遍存在著水質水量變化幅度大、碳氮比偏低、無機懸浮固體含量高、冬季水溫低、工業有毒有害污染物沖擊等突出問題,明顯影響污水處理設施的正常運行,出水難以穩定達標。即使在達標排放的情況下,符合一級A/B標準的水質仍接近V類水(表1),是水環境的重要污染源。
表1我國城鎮污水處理廠排放標准主要污染物指標對比 單位:mg/L
一些城郊結合部因居民亂扔、亂排生活污水,對水環境也帶來嚴重危害。為此,本文作者深入分析了我國南北方具有代表性的污水廠存在的問題及原因,並提出解決對策,以期為我國城市污水處理廠的穩定運行提供參考,為水環境綜合治理做出貢獻。
1存在問題及原因分析
1.1運行負荷率普遍較低,部分超負荷運行
根據住房與城市建設部2012年發布的《城鎮污水處理廠運行、維護及安全技術規程》(CJJ60-2011),城鎮污水處理廠年處理水量應達到計劃指標的95%以上。我國大部分地區的污水處理廠運行負荷率偏低,難以達到住房與城市建設部的要求。
遼寧省污水處理廠月均負荷在80%以上的僅占污水廠總數32%。通遼經濟技術開發區污水處理廠現狀水量未達到設計值,近一半處理設施閑置。廣西城鎮污水處理廠2010年負荷率達到60%以上的污水廠占總量的65%。三峽庫區2014年176座污水處理廠的平均運行負荷僅為56.5%。
全國已建污水處理廠平均運行負荷率僅有65%~70%,遠低於德國2008年污水處理廠平均運行負荷率95%。而一些城市由於經濟發展迅速,人口數量增長過快,污水處理廠已超負荷運行,處理壓力大。
污水廠處理設施負荷率低的主要原因是廠網建設不配套,污水管網覆蓋率和收集率偏低。污水處理廠只有和排污管網配合使用,才能發揮治污作用。
由於污水廠建設相對簡單、集中、建設周期短,管網建設相對復雜、牽涉面廣、建設周期長,我國城市管理者普遍重建廠、輕管網、輕管理。
數據顯示,截至2016年全國共有城鎮污水處理廠3552座,與2010年相比增加了29%,排水管道長度僅增加了17%。配套管網與污水處理廠建設不同步,導致一些污水處理廠建成後面臨無污水可處理的尷尬境地。
有些城市先期只建設了污水干管,由於資金不到位支管網建設推進緩慢。部分城市新建的管網存在諸多問題無法與已有干管接駁,如設計標高與已有干管不一致,已有干管積水堵塞等。
導致建成管網沒有「織網成片」,污水收集率偏低。另一原因是污水廠設計規模與實際情況不符。由於部分城市對污水處理廠建設前期工作重視不夠,對污水來源和收集缺少詳細的規劃和充分的論證,管網、泵站等輔助設施建設相對滯後,設計規模往往基於理論設計計算。在經濟相對落後的地區,人均實際用水量和污染物排放量相對偏低,導致設計規模偏大,實際污水量不足。
而在一些發展較快的城市,隨著經濟的快速發展和居民生活水平的不斷提高,污水產生量不斷增加。污水廠設計規模滯後於人口經濟增長速度,污水廠處理能力不足,出現超負荷運行現象。
1.2進水水質水量波動較大,與設計值不符
污水廠原水水質和水量是影響污水處理工藝運行穩定性的重要因素。我國城市污水廠進水水質水量波動較大,部分污水廠進水負荷波動幅度可達到-47%~4%。
上海白龍港污水廠進水BOD5日平均濃度波動范圍為14~382mg/L,CODCr波動范圍為96~824mg/L。昆明市合流制排水區域污水處理廠進水受雨季影響,懸浮物波動大。除了水質波動,一些污水廠進水水質有機物濃度與設計值有差異,嚴重影響了污水處理效果。
寶雞高新區污水處理廠實際進水水質除NH3-N和TN外,其他各指標均高於設計值。寶雞十里鋪污水處理廠進水TP高於設計值外,其它各指標均低於設計值。
分析原因,主要是排水管網雨污分流不徹底、管網漏損、沿河截污沖擊污水處理系統。我國老城市的排水體制一般為雨污合流制,後來部分城市改為截流式合流制。
合流制排水體制下,污水處理廠進水水質受多種因素影響。雨季時排水管網同時收集了生活污水和大量的雨水,引起污水廠水量的波動。
其中初期雨水污染物濃度高、污染嚴重,部分污染物指標高於旱季污水濃度,造成水質的波動。在我國,由於管網維護的不及時,老舊管網滲漏嚴重,地下水、河水及雨水的混入也直接影響了進入污水處理廠的水量、水質。
在一些南方地區,由於前端管網建設不完善,污水廠旱季水量偏小,需要抽取河道水;但在雨季,雨污合流管網的水量又遠超過污水廠的處理規模,造成了旱雨季水質波動較大。
沿河截污系統對污水處理系統的沖擊,是造成水質水量波動的又一原因。作為合流制改造過程中的過渡產物,沿河截污系統在一些南方城市較為常見。
該系統可極大程度地改善河流長期以來的黑臭狀況,但也存在一些問題。系統雨季收集的合流水含有大量雨水,導致污水廠旱、雨季污水處理量逐年加大,污水處理廠雨季負荷普遍偏大。
而截污箱涵系統大部分尚未配備相應的末端處理設施,攜帶大量污染物的初小雨直接進入污水廠,造成水質波動,處理效果難以保障。
另外,我國處於經濟快速發展階段,區域經濟差異明顯。經濟相對發達、人口密集地區的城市不斷擴容,但實際擴容速度與規劃往往不一致,致使污水增長量與污水廠設計規模不一致。
當污水量超過設計規模時,污水處理廠處於「吃不飽」狀態,當設計規模超過實際處理需求時,又造成「大馬拉小車」現象。
西北地區的污水處理設施則由於服務數量不足、管網配套差等問題處於「吃不飽」狀態,這些都影響著污水處理廠的進水水質水量。
1.3出水水質難以穩定達標,NH3-N、TN超標
我國現有污水處理廠大部分執行《城鎮污水處理廠污染物排放標准》(GB18918-2002)一級標准,其中執行一級A標準的占總數量的29.3%,執行一級B標準的接近60%。截至2016年底,我國僅有30%的污水廠尾水達到一級A標准,高達70%的污水處理廠排放標准達到或低於一級B排放標准。
大部分污水廠主要超標污染物為NH3-N、TN,上海市白龍港污水處理廠採用A2/O工藝,出水NH3-N一級B達標率僅有46%,TN一級B達標率68%。
三峽庫區176座污水廠一級B達標率60.7%,通遼污水廠一級A達標保障率低於50%,寶雞十里鋪污水廠NH3-N、TN一級A達標保障率分別為42.4%、42.5%。
廣州新華污水處理廠出水TN和NH3-N在1-3月份偶爾超標,不能穩定達到一級A標准。污水處理廠出水水質不達標,無法充分發揮效能,不僅降低了污水廠投資效益,也給污水廠運行管理帶來困難,應充分引起運行管理者的重視。
工藝是污水廠處理效果的關鍵保障因素,我國城鎮污水廠使用的工藝主要為普通活性污泥工藝、氧化溝及其改良工藝、A2/O及其改良工藝、SBR及其改良工藝、A/O及其改良工藝和曝氣生物濾池(BAF)工藝,這六類工藝覆蓋了全國90%以上城鎮污水處理廠的主體工藝類型。
上述工藝具備脫氮功能,而實際運行中由於進水水質水量波動或與設計值不符、生物處理設施超負荷運行、碳源不足、碳氮比不足等原因,出水難以達到排放標准。
當污水處理廠進水BOD5、TN、TP濃度低於設計進水濃度時,從多方面嚴重影響污水處理效果。一方面,污水中BOD5濃度過低導致生物處理單元中的微生物所需有機物不足,影響反硝化階段脫氮效果。
另一方面,進水污染物濃度偏低時生物反應池中曝氣量高於微生物需求量。如不能及時調整曝氣池曝氣量,容易出現曝氣過量,導致活性污泥沉澱分離效果較差。
除此之外,南方地區冬季缺少保暖措施,致使進水水溫較低,不利於硝化反硝化細菌的生長,出水NH3-N、TN濃度無法保障。除了工藝方面的原因,污水廠的運行管理水平也對出水水質有重要影響。
污水廠的運行是一個復雜的過程,操作人員應在水質、環境條件發生變化的條件下,充分利用各種工藝的彈性進行適當調整,及時發現並解決問題。
操作人員除了要具備一定的物理、化學及微生物學方面的知識,還需了解污水處理基本知識、廠內構築物的作用以及化驗指標的含義及其應用等。
在國外,污水處理廠的運行通常由博士來實施。在國內,由於薪資水平等原因的限制,大部分污水廠的員工學歷層次普遍偏低、技術素養不足,往往憑經驗操作污水廠各工藝設施,嚴重製約和影響污水處理廠整體運行水平。
1.4其他問題
隨著工業化、城市化進程的推進,城郊結合部生態環境問題日益凸顯。這種「結合」是城市與鄉村、農業與工業、農民與市民的結合,充滿著一種不確定的、動態的過渡和轉型。
城郊結合部的城中村建築廢棄物、生活垃圾四處堆積,居民亂排生活污水,流經的小河流顏色發黑,垃圾漂浮,污染嚴重。
如果不能得到有效控制,時時威脅著當地居民的健康。由於制度措施的不完善、管理不到位,使得城郊結合部出現這樣的難題。工業園區的發展對經濟發展的促進作用日益顯著,但隨之而來的環境污染也在加劇。
大型集中的工業園區一般都有污水處理廠,對大量的、中小型工業企業的廢水,採用經預處理後與園區生活污水合並處理的方式,實際運營過程中也有不少問題出現。
一是實際水量與設計不符。在園區污水處理廠設計階段,由於對發展規模預估不足,實際污水量超出污水處理廠處理能力。部分企業由於生產狀況不穩定,使污水處理廠處理量不足。
二是實際進水水質與設計不符。實際入園企業的類型與規劃不符,導致污水特徵發生較大變化,使污水廠難以達標排放。
2對策與建議
2.1政府統籌規劃,污水處理廠、管網建設同步推進
政府各部門應結合各自職能,協調一致,科學組織,實現污水處理廠的長效管理[11]。住建部門會同環保、發改委等部門,緊跟城市發展腳步,牽頭編制污水處理廠、污水管網的統籌規劃,以前瞻性思維規劃和設計污水處理廠。
地方政府要制定政策推進污水處理廠的運營規范化,與物價、住建、財政等部門聯合,因地制宜地研究制定與當地經濟社會發展水平相適應的污水處理收費制度。
財政部門應增加對污水處理廠的資金投入,創新投資建設運營模式,提高污水廠運行人員的工資水平,從而吸引高水平、高素質的人才進行運行管理。環保部門要加強對污水處理廠出水水質的檢查監督,對整治不力的要嚴肅查辦。
2.2完善污水收集系統,實現水量濃度「雙提升」
為充分發揮污水廠效能,要堅持廠網並舉,將排水管網和污水廠作為一個整體建設。首先要加快新增污水管網建設,建成從「用戶—支管—干管—污水處理廠」路徑完整、接駁順暢、運轉高效的污水收集系統,提高已建污水廠運行負荷。
其次是要強化老舊管網改造,對漏損嚴重的管網、排水口、檢查井進行維修,減少管道淤積,確保收集的污水水質、水量穩定。再者是要徹底進行合流制管網改造,難以改造的地區加快建設截流、調蓄等設施,減少雨季雨水對污水廠水量水質的沖擊。
2.3源頭分散處置初期雨水,減輕進廠污水量變化幅度
針對初期雨水影響進水水質水量問題,宜源頭分散處置。從初期雨水的特點和國內外初期雨水處置經驗來看,初期雨水應採用源頭分散收集、分散處置等方式;初期雨水集中收集非常困難,主要原因在於若設置集中收集系統,上游初期雨水到達時,下游早已是干凈的雨水,很難保證能夠收集到20~30分鍾前的初期雨水。
已建設初小雨收集系統的城市,應增設相應末端處理設施,減輕初小雨對污水處理廠的水質影響。有條件接入污水處理廠處理的,應論證污水處理廠具備接收條件後再接入。
2.4加強管網精細化管理,防患於未然
重視建成污水管網的日常管理與維護工作,加強管網的精細化管理[12]。首先是要加強日常巡查,對存量管網「修補測」、「定期體檢」並加以修繕。
採用CCTV和QV手段對管道內部進行檢測,掌握其病害的分布狀況和程度,為管道修復提供基礎。其次要實行定期清淤制度,保證污水管道正常通水。
目前大部分城市管道仍採用人工清淤,不僅工作環境惡劣,且效率低下,無法滿足需求。可引進高科技清淤手段,如清淤機器人等,實現自動高效清淤。
再者,對排水管網數據進行信息化處理,建立污水管網水質在線監測系統等,實時掌握水質情況。當水質出現異常時可及時查出管段存在問題,並提醒污水處理廠採取有效應對措施[34]。
2.5優化污水處理廠服務范圍,提標擴容
污水處理廠一般位於城市建設區,隨著城市建設和城市更新的開展,城市污水量增長較快而污水處理廠或污水系統擴容困難的矛盾日益突出。
對污水廠超負荷運行的地區,通過服務范圍的調整解決污水處理廠污水增量問題有著重要的意義。同時考慮提升污水處理廠處理能力,進行污水廠擴建。
按照GB18918-2015《城鎮污水處理廠污染物排放標准(徵求意見稿)》的要求,自2016年7月1日起新建污水處理廠和自2018年起敏感區現有城鎮污水處理廠均執行一級A標准。
對排放標准較低污水處理廠改造,因地制宜合理選擇改造措施,提高出水水質。提標改造路徑一般包括水力改造、設備改造和工藝升級改造等,其中污水處理工藝改造是提高出水水質的關鍵。
TN和NH3-N主要通過生化系統處理去除,這兩個指標是生化系統改造的主要目標污染物。TN的去除效果受制於進水碳氮比,由於我國大部分污水處理廠進水碳氮比偏低,可通過改進運行方式,合理利用內部碳源,或投加碳源的方式,提高反硝化能力。
當NH3-N不達標時,可在二級生物處理後增加曝氣生物濾池。涉及具體項目時,按照「一廠一策、分門別類」的原則制定適宜的工藝方案。
2.6集散結合,統籌治水
城市主城區的生活污水應集中處理,通過建設完善污水管網將污水收集到污水處理廠集中處理。而在城郊結合部,有條件建設管網的城市應逐步完善管網系統,對污水進行集中處理。短期內無法建設管網系統的,應採取分散處理的措施。
分散式一體化污水處理裝置,具有移動靈活、自動化控製程度高、處理效果好的特點,在城中村等分散式污水處理中已有大量應用,是解決城郊結合部水污染的有效措施。
工業園區污水廠存在的問題並不是一個企業的問題,需要改革和發展來解決,加大對污染源排放的控制力度,工業企業要嚴格執行相關法規,確保廢水達標排放。
3結語
城鎮污水處理及再生利用設施是城鎮發展不可或缺的基礎設施,是減少水體外源污染的重要手段,保障其安全、穩定、高效地運行,對於水環境治理具有十分重要的意義。
目前我國污水處理廠運行中仍存在一些問題,有的放矢地總結存在問題,可為今後污水廠科學化管理奠定基礎。只有政府部門統籌規劃,加強頂層設計,不斷完善污水收集系統,加強管網精細化管理,進行提標擴容建設,才能充分發揮污水處理廠的環境效益,改善城市水環境質量,促進水環境治理成效的長久保持。
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G. 最近工作的污水處理廠,初沉池老是出現污泥上浮,初次沉澱池的運行管理應注意哪些方面
(1)根據初沉池的形式及刮泥機的形式,確定刮泥方式、刮泥周期的長短。避免沉積污泥停留時間過長造成浮泥,或刮泥過於頻繁或刮泥太快擾動已沉下的污泥。
(2)初沉池一般採用間歇排泥,因此最好實現自動控制;無法實現自控時,要注意總結經驗並根據經驗人工掌握好排泥次數和排泥時間。當初沉池採用連續排泥時,應注意觀察排泥的流量和排放污泥的顏色,使排泥濃度符合工藝要求。
(3)巡檢時注意觀察各池的出水量是否均勻、還要觀察出水堰出流是否均勻、堰口是否被浮渣封堵,並及時調整或修復。
(4)巡檢時注意觀察浮渣斗中的浮渣是否能勝利排出,浮渣刮板與浮渣斗擋板配合是否適當,並及時調整或修復。
(5)巡檢時注意辨聽刮泥、刮渣、排泥設備是否有異常聲音,同時檢查其是否有部件松動等,並及時調整或修復。
(6)排泥管道至少每月沖洗一次,防止泥沙、油脂等在管道內尤其是閥們處造成淤塞,冬季還應當增加沖洗次數。定期(一般每年一次)將初沉池排空,進行徹底清理檢查。
(7)按規定對初沉池的常規監測項目進行及時分析化檢,尤其是SS等重要項目要及時比較,確定SS去除率是否正常,如果下降就應採取必要的整改措施。
(8)初沉池的常規監測項目:進出水的水溫、pH值、CODcr、BOD5、TS、SS及排泥的含固率和揮發性固體含量等。
H. 為什麼在污水處理廠試運行時,在COD負荷逐漸提高的過程中,負荷越低,提高符合就越方便呢
就如同一輛汽車,你想讓它出廠就跑高速,是不合適的。
要磨合一段時間。
從零速起步版到80邁的權過程,就是初期的磨合期,可以快速達到。從80邁到120邁的過程,就要磨合期過了,才能提到120邁,滿負荷需要一段時間。
微生物的成長和穩定化,也是如此。
I. 如何通過生物相判斷污水處理廠的運行狀況
1)活性污泥的污泥絮粒大、邊緣清淅、結構緊密,呈封閉狀、具有良好的吸附和沉降性能。 絮粒以菌膠團的特殊結構:莢膜、鞭毛、菌毛為骨架,穿插生長一些絲狀菌,但絲狀菌數量遠少於菌膠團細菌, 未見游離細菌、微型動物以固著類纖毛蟲為主,如鍾蟲、蓋纖蟲、累枝蟲等;還可見到楯纖蟲在絮粒上爬動,偶爾還可看到少量的游泳型纖毛蟲等,輪蟲生長活躍。 這是運行正常污水的處理設施的活性污泥生物相,表明污泥沉降及凝聚性能較好,它在二沉池能很快和徹底地進行泥水分離,處理出水效果好。 在形成這種生物相結構時,應加強運行管理,以繼續保持這種運行條件。
2)污泥出現絮體結構鬆散,絮粒變小,觀察到大量的游泳型纖毛蟲類等生物、肉足類生物急劇增加的生物相。 出現這種生物相時,污泥沉降性差,影響泥水分離。 產生原因是由於污泥的負荷過低,菌膠團細菌體的多糖類基質會被作為營養物用於維持生命的需要,從而使絮體結構鬆散,絮粒變小。 若同時觀察到大量的游離細菌的生物相時,則是由污泥負荷過高引起的,這時污水中的營養物質豐富,促使游離細菌生長很好, 絮凝的菌膠團細菌趨於解絮成單個游離菌,以增大同周圍環境比表面,同樣使污泥結構鬆散,絮粒變小。 此外,由於污泥絮粒的解絮或變小容易被微型生物吞噬,使得微型生物因食物的充足而大量繁殖。 對由於污泥負荷過低,應採取減少污泥迴流量、投加營養物質、縮短泥齡等方法提高污泥負荷運行; 對由於污泥負荷過高,則應採取減少進水流量,減少排泥等措施(指針對問題的解決辦法)降低污泥負荷運行。
3)在培菌初期,水中的有機物濃度很高,污泥未形成,這時可觀察到大量的游離細菌及鞭毛蟲, 接著出現掠食很強的游泳型纖毛蟲;隨著培菌的進行,水中有機物濃度不斷降低,游離細菌及鞭毛蟲數量不斷減少, 游泳型纖毛蟲因食物的減少而不斷減少,當出現了固著型纖毛蟲,標志著污泥基本形成。 污水超標處理方案通過物理作用分離、回收廢水中不溶解的懸浮狀態污染物(包括油膜和油珠)的方法,可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等。
4)活性污泥中累枝蟲、木盾纖蟲、裂口蟲、鍾蟲的數量呈明顯增長趨勢時,表明出水水質明顯變好。 農村污水如何處理為使污水經過一定方法處理後,達到設定的某些標准,排入水體、排入某一水體或再次使用等的採取的某些措施或者方法等。 在污泥結構鬆散時,常可發現纖毛蟲大量增加,出水混濁;處理的效果較差時,變形蟲及鞭毛蟲類原生動物的數量會大大增加。
5)出現硫菌、螺旋體、扭頭蟲屬時表明溶合氧不足,需要向曝氣池內增加供氧量,提高溶解氧濃度。 當溶解氧濃度超過5mg/L時,出現大量的各種肉足類和輪蟲類,這時應最大化減少曝氣量。
6)當污水濃度和BOD負荷低時,會以游仆蟲屬、旋口蟲屬、輪蟲屬、表殼蟲屬等生物占優勢,標志著硝化正在進行。 出現這種生物相時應及時提高BOD負荷運行。
7)在活性污泥出現惡化情況時,通過調整運行的環境,出現漫遊蟲屬、斜葉蟲屬、管葉蟲屬等生物時,表明活性污泥開始從惡化恢復到正常狀態。
8)就輪蟲屬而言,從污泥解體開始到還有大量殘留絮體存在時都可見。 生活污水處理方法屬於重力分離法的處理單元有沉澱、上浮(氣浮)等,相應使用的處理設備是沉砂池、沉澱池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等。 線蟲大量的出現,與活性污泥老化有關,其表現通常是活性污泥老化的開始階段,在活性污泥老化進入加速期,則看不到其占優勢的現象。
9)當污泥停留時間長,曝氣過量時,處理腐質污水等有機酸多或含油污水時,可觀察到放線菌的出現,它可引起曝氣池發泡。