浅谈小城镇污水处理的状况和推荐处理技术毕业设计.doc

毕业设计（论文）中文摘要我国小城镇数量众多，分布宽广，地点分散，运行成本高，受工业废水的冲击负荷较大，技术和管理人员缺乏，缺少相应的规范、标准，污水无害化处理设施缺乏，欠账太多。大部分小城镇污水直接排入水体，造成江河湖泊水质恶化和地下水污染，污染的不断加剧已危及到城镇供水安全及人身健康，因地制宜采取集中与分散相结合的治理模式，探索、开发和采用适合小城镇地区能耗低、效率高、投资省、易管理的污水处理新工艺势在必行。关键词 小城镇污水 现状及存在问题 处理技术 浅谈小城镇污水处理的状况和推荐处理技术1 绪论城市化是不可抗拒的经济和社会发展规律，是工业化的必然结果。发达国家的城市化率已达70-80，我国目前约40左右，随着人类对自然、经济社会、资源和环境认识的深化，发达国家的城市化已开始进入以高新技术为支撑的城乡共生互补，环境生态良性循环，经济社会可持续发展后城市化阶段。随着我国经济持续快速发展，小城镇数量会剧增，发展潜力巨大。我国中小城镇数量众多，目前拥有各种规模和性质的中小城镇近48000多个，其中建制镇20000多个。随着乡镇企业的迅速发展和村镇人口的不断集中，排污量成倍增长，据统计2010年中小城镇污水排放量为1050亿吨。虽然小城镇排放的污水量无法与大城市相比，但是其排放总量相当可观。然而，绝大多数城镇没有系统的污水处理设施，建有一些污水收集或处理设施的仅占10%，成为区域性水环境的重要污染源。因此中小城镇的污水处理就显得十分迫切和极为重要。2 小城镇污水处理工程建设存在主要问题根据住房和城乡建设部2012年中国城镇排水和污水处理状况报告，截至2010年底，全国城市的污水处理率已达82%，县城的污水处理率为60%，但小城镇的污水处理工程还处于起步阶段，污水处理率不足10%。目前，小城镇已建污水处理工程多集中在三峡库区、南水北调沿线或其它重点流域，其中绝大部分按现行的针对城市的相关规范、标准进行设计和建设。根据调研资料，已建的小城镇污水处理厂主要存在以下几方面的问题：2.1 运行成本高以三峡库区为例，为保护库区水环境，库区内的小城镇污水处理厂出水水质均执行城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002中的一级B标准，尽管项目由国家划拨经费建设，但建成后高达0.60.9元/m3的运行成本远远超出了当地政府和居民的经济承受能力。由于缺乏运行费用，许多工程实际运行水量大大低于设计水量，还有不少 “晒太阳”工程。2.2 受工业废水的冲击负荷较大小城镇污水处理厂规模较小，承受污染物负荷冲击的能力较低。目前国内生产工艺落后、污染较大的工业企业有向小城镇转移的趋势，为降低生产成本，部分工业企业未严格执行有关生产废水处理的规定，将高浓度的工业废水直接排入城镇下水道，严重影响小城镇污水处理厂的正常运行，达标率低。2.3 技术和管理人员缺乏已建小城镇污水处理厂大多采用常规二级处理工艺，工艺和电气设备较多，运营管理比较复杂，而小城镇往往缺乏专业的管理人员和技术人员，当实际处理系统不能相应的优化调整运行参数。同时，设备故障维修也较困难。这些问题导致污水处理达标排放的难度较大。2.4 缺少相应的规范、标准现行的城市污水处理工程项目建设标准适用于建设规模1万m3/d以上（含1万m3/d）的污水处理工程，而国内绝大多数小城镇污水处理工程的建设规模小于1万m3/d。近年的工程实践经验表明，小城镇硬性照搬城市污水处理工程项目建设标准，往往投资大，运行成本高，大多数（尤其是中西部）小城镇均难以承受，这些都严重制约了小城镇污水处理工程建设和当地环境保护事业的发展，因此，编制适用于小城镇的建设规模在1万m3/d以下的污水处理工程项目建设标准极为迫切。3 当前小城镇污水处理工程的特点近年来已建小城镇污水处理工程的建设经验表明，硬性照搬城市污水处理工程的建设经验，套用现行大中规模污水处理工程的相关标准，往往造成小城镇在污水处理工程投资和运行费用方面都难以承受。因此，必须根据小城镇的特点研究和采用相适应的建设标准，使小城镇污水处理工程的建设投资和运行费用与当地经济发展水平相适应，有效保护和改善生态环境，实现可持续发展。3.1 污水处理规模及进水特点我国在不断扩大城镇化进程的过程中，小城镇的发展趋势正逐渐从数量增长向规模扩大过渡，小城镇当前发展的重点是扩大规模和提高质量。据民政部统计数据，就建制镇而言，绝大多数建制镇的非农业人口或城镇人口都在逐年增加。但小城镇的规模仍然普遍较小。根据建设部村镇建设办公室的调研统计，2010年我国大部分小城镇镇区人口规模为300010000人，平均人口规模在8500人左右，其中很多建制镇的非农业人口在2000人以下，根据相应的用水量指标推算，大多数建制镇污水量规模在1000-5000m3/d。小城镇的人口规模、自来水普及率和工农业发展的结构水平，决定了小城镇的污水总量50%以上是生活污水，多数小城镇的工业废水以农产品加工的废水为主。受居民生活规律的影响，城镇污水的水量、水质波动较大，尤其是昼夜变化大，通常在每天的早中晚出现三次水量高峰，其余时段水量很小。3.2污水处理系统设置虽然改革开放以来我国的城镇化水平有了较大幅度的提高，但城镇的集约化程度总体上不高。小城镇集聚规模小、空间布局分散，而且乡镇企业的布局也相当分散，没有向小城镇区集中。如果将小城镇的污水集中处理，一方面将不同来源地污水混合，污水成分将复杂，处理的工艺流程会较复杂，处理成本也会较高。另一方面，需建设较大范围的污水收集管网，污水需进行长距离转输或中途提升，导致排水系统布局不合理，既加大了建设投资，也提高了运行成本。因此，小城镇污水处理系统设置不宜强调大集中的处理方式，应根据当地的自然地理条件、城镇总体规划、污水收集系统的实际情况，以及出水排放的趋向合理确定污水收集系统的划分。污水管渠系统的设计应以重力流为主，尽量不设中途提升泵站。对城镇布局分散、被自然河道或山体分割成几部分的地区，应按照经济合理的原则，选择适度分散的处理方式。4 处理工艺方案选择原则：针对性强，技术成熟，投资合理，运行安全可靠，维护管理简单，运行费用省。工艺选择应满足以下具体情况水量的不均匀性，昼夜变化大，可能夜间多数时间没水。排放要求，根据受纳水体要求或回用要求确定出出水水质，从而确定处理目标。管理者素质 污水处理是技术含量较高的行业，小城镇上劳动力素质较低，信息、交通运输、分析化验能力都不能与大城市相比，所选处理工艺尽量简单，易维护，可靠程底高。尽量降低投资和运行费用小城镇自身的财力较低，建设资金和运行资金低是确保能建得起和运行得起的关键。占地、环保要求低小城镇污水厂用地地价便宜，臭味对周围环境影响小，可以减少这方面投资。5 适合小城镇污水处理技术5.1氧化沟工艺。氧化沟工艺具有以下特点工艺流程简单运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建省去污泥回流系统布置紧凑、占地面积省。运行稳定处理效果好氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。能承受水量、水质的冲击负荷,对浓度较高的工业废水有较强的适用能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长泥龄长和循环稀释水量大。污泥量少性质稳定。由于氧化沟泥龄长一般为2030d,污泥在沟内已好氧稳定所以污泥产量少从而管理简单运行费用低。 可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮的目的脱氮效率一般大于80%,但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。 基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比在去除BOD、去除NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况下,基建费用和运行费用都有较大降低，,特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下,氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。5.2 SBR工艺SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。小城镇污水主要集中在白天，晚上水很少，白天用SBR作为调蓄池，晚上电价便宜作为处理池，这样可减少构筑物数量。在SBR池中采用潜水或漂浮式机械曝气具有设备数量少，控制过程简单的优点。SBR对水量的适应性强，尤其是小规模更具优势。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。优点 理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。工艺由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况： 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。 用地紧张的地方。 对已建连续流污水处理厂的改造等。 非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。5.3人工快速渗滤技术人工快速渗滤系统（Constructed Rapid Infiltration System,简称CRI系统）是在传统快速渗滤系统（Rapid Infiltration System,简称RI系统）基础上发展起来的一种崭新的生态污水处理技术，它通过有控制地将污水投放于人工构筑的渗滤介质的表面，使其在向下渗透的过程中经历不同的物理、化学和生物作用，在过滤截留、吸附和生物降解的协同作用下去除污染物。与传统二级污水处理技术相比，CRI技术具有其独特的优点： 建设和运营成本低。CRI系统工艺流程简单，不需要曝气，不用污泥回流，不产生活性污泥，其建设成本是传统方法的1/2，直接运行成本是活性污泥法的1/3，其它传统方法的1/2。污染物去除率高、出水效果好。CRI系统对污染物具有较高的去除率，一般COD达85以上，BOD达90以上，SS的去除率达到95以上，氨氮去除率为90左右，总磷的去除率可达5070以上。 操作、运行简便。CRI系统工艺简单，构筑物较少，自动化控制程度高，对运行管理人员要求不高，十分便捷。 建设周期短。规模低于千吨/日的工程一般能在几个月内建成。5.4百乐卡工艺百乐卡（BIOLA)工艺是一种具有除磷脱氮功能的多级活性污泥污水处理系统。用土池作为生化池，用浮动链曝气，并配有专用的沉淀刮泥设备。曝气设备、刮泥设备的维修可在水面上进行，池子基本不需放空检修，管理简单。可利用原有的坑塘洼地经必要整修作为生化池，投资费用低。实践证明该方法处理小城镇污水效果稳定，出水水质好。成本优势由于采用土池而大大减少了建设投资，采用悬挂链曝气器进一步强化了氧的转移效率，并减少运行费 用，大大提高了处理效果。工艺设计简捷，不需复杂的管理，在适宜的条件下具有较大的经济和社会效益. 工艺特点 曝气池分为两个区：混合区和曝气区。污水与回流污泥一起进入混合区，在搅拌的作用下充分混合后，再进入曝气区。除了混合作用外，污水在混合区的缺氧环境下，可能发生部分水解酸化反应，提高废水的可生化性，减轻后续曝气区的负担，从而减轻动力消耗和曝气区的体积。混合区与好氧处理区的延时曝气相配合，对污水的脱氮脱磷可起到一定的作用。 污水的生物处理采用延时曝气工艺有以下优点同氧化沟工艺： A 可不设初沉池。B 耐进水负荷冲击能力强。 C 剩余污泥量小，不需消化处理。污泥矿化程度高，无嗅味。 D 由于泥龄长，有利于硝化菌的繁殖，可起到一定的脱氮作用。 百乐卡曝气装置为微孔曝气形式，改变了传统曝气系统的固定模式，曝气器由浮管牵引，悬挂在池中，曝气器与布气管间用软管连接。通气时，曝气器由于受力不均在水中产生运动。当曝气器偏离浮管垂直轴时，气泡浮至水面并在浮管一侧爆裂，从而对浮管产生反向推动力使浮管运动，浮管又反过来带动曝气器运动，在曝气的情况下运动连续不断。污泥处理百乐卡工艺的污泥产率很低。由于微生物在曝气池中长期处于内源呼吸期，只产生小量容易脱水的、无臭且较为稳定的污泥，不需要再进行厌氧消化处理。 剩余污泥泵将小量的剩余污泥排入均质池，污泥在池中沉淀、浓缩后进脱水机脱水，上清液排回重新处理。6 结论对于