5-吴迪：天津市农村生活污水生物处理技术

天津市农村生活污水生物处理技术,报告人：吴 迪天津市农业资源与环境研究所2010.05.10,农村生活污水实用技术高级研讨会,一、天津市水资源现状,天津市人均水资源占有量仅为160m3，不足全国人均水平的1/6、世界人均水平的1/25，远低于世界公认人均占有量的缺水警戒线（ 1000 m3 ），属重度缺水地区。据统计(2007)：城镇缺水为11亿 m3 ，农村缺水为24亿 m3 ，总缺水为35亿m3。,二、农村生活污水特点,排放总量大排放分散低碳高氮、磷高致病菌,排水沟,薊运河,三、天津市农村生活污水处理现状,天津农村基本实现了厕卫粪污的3格式化粪处理。但由于天津大部分乡村地下水位较高，雨季到来时常常会发生粪污水溢出事件，严重影响了村容环境和居民生活。,3格化粪池,3格化粪池,三、天津市农村生活污水处理现状,小部分农村建有村级排水管网，厕卫、洗浴粪污经3格式化粪池沉淀后出水与厨房污水经下水管网集中排出村外。这部分具有集中排水管网的乡村中只有一少部分在村内进行了污水处理。,排水沟,排水沟,三、天津市农村生活污水处理现状,大部分农村没有排水管网，大部分村户将厨房污水（泔水）运出户外，直接倾倒泔水转运池或村周边的沟渠、坑塘中，其中只有一小部分村户在庭院中设有渗井，利用土壤进行处理。,泔水,泔水转运池,四、农村生活污水处理方式,根据农村人员居住的密集程度可分为集中处理和分散处理。根据农村生活污水水质特点可分为厌氧、好氧、生物膜、氧化塘、人工湿地和土地处理系统等。,五、农村生活污水生物处理技术模式,天津市农业资源与环境研究所针对天津市农村生活污水现状，开发出集中处理模式，在具有集中排水和泔水转运池的村庄示范建立 “厌氧-多级好氧/缺氧一体化生物膜反应器”。,多级好氧/缺氧生物膜,五、厌氧-多级好氧/缺氧一体化生物膜反应器,将土地紧缺且适宜集中排放的生活污水经“厌氧、多级好氧/缺氧一体生化反应器”低成本处理达标，进行景观排放和农田灌溉，实现以村为单元的农用水循环利用模式。,1 工艺流程,技术原理 ：厌氧-多级好氧/缺氧一体化生物膜反应器汲取了生活污水沼气净化池的建构优势，结合滨海地区农村污水特点进行设计开发的一种新型生活污水处理装置，它由集水沉砂调节池、厌氧消化池、多级折流自然接触氧化池及贮水池于一体的多级折流式生物净化系统。装置的生化处理由1级厌氧消化池和6级折流式生物接触池串联组成，池内安装弹性填料。,2 工艺设计,在工程的设计中，设计处理能力35t/d，按厌氧消化区和多级好氧/缺氧接触氧化区容积比为3:2，厌氧消化池的水力负荷0.516m3/(m3d)；多级好氧/缺氧接触氧化池水力负荷1.125m3/(m3d)，水力停留时间（HRT）3d进行设计施工。 1、有效池容（m3） V=QH/1000 式中 Q进水量（t/d）； H水力停留时间（d）； 2、总容积（m3） VT=(k1+1) V 式中k1补偿系数，取0.120.15； 3、气室池容（m3） Vq=k1k2V 式中 k2前处理区容积比例系数。 经上述公式计得反应器总容积为90.3 m3，其中集水初沉池5.7m3、厌氧池35m3、多级好氧/缺氧接触氧化池16m3、贮水池33.6m3。,3 技术介绍,本专利（ZL200820073645.8） 利用厌氧消化分解水中的大分子有机物，在经过多级折流自然接触氧化，使好氧和缺氧交替进行，实现脱氮除磷。污水厌氧消化、多级接触氧化、沉淀等处理技术融于一体的设计工艺。,4 技术特点,厌氧-好氧/缺氧一体化生物膜反应器将厌氧消化、多级好氧/缺氧接触氧化、沉淀等处理技术融于一体的设计工艺，造价低。水泵自动启停，一次提升，自流充氧，低温好氧菌，生物挂膜，可以在59低温运行。分散处理生活污水的新型构筑物，适用于不同人群规模的自然村和群体户实施。处理后的水可用于景观水体和农田灌溉利用，实现生活污水的零污染和循环利用。,5 实例景观,在汉沽区茶淀镇孟酄村实施，工程实施地点为村西北排水沟旁荒地处，总占地面积约500m2。设计处理能力 35 t/d。,6 进水水质,表1 进水水质指标 Tab.1 Quality of influent rural domestic sewage,反应器从2008年7月建成后投入运行，进入微生物驯化和填料挂膜阶段。因厌氧微生物和硝化细菌世代时间较长，故挂膜阶段以咸阳路污水处理厂浓缩池的污泥作为厌氧菌接种污泥，二沉池回流污泥作为好氧菌接种污泥，缩短厌氧生物和硝化细菌的挂膜周期，经过4个月的驯化、挂膜，10月末达到稳定。于11月开始采样分析，平均每两周取样1次，连续测试8个月，测试期间平均气温8左右，试验期间进水水质见表1。,科技人员在孟酄对运行状态调试和污水进行监测。,7 分析监测,8 运行结果与分析,对有机物的去除效果,8 运行结果与分析,对有机物的去除效果,8 运行结果与分析,对NH3-N的去除效果,8运行结果与分析,对TN的去除效果,8 运行结果与分析,对TP的去除效果,8 运行结果与分析,对病源微生物的去除效果,8 运行结果与分析,对SS的去除效果,8 运行结果与分析,对浊度的去除效果,8 运行结果与分析,对重金属Hg的去除效果,8 运行结果与分析,对重金属Pb的去除效果,8 运行结果与分析,生活污水经厌氧-多级好氧/缺氧生物膜工艺处理，出水能够用于农业灌溉和观赏性景观环境用水中的河道类和湖泊类，见下表。,9 处理水用于农田灌溉和景观排放,农田利用（符合农田灌溉水质标准GB5084-92 ）：大田作物，设施蔬菜，果树栽培。景观排放：符合（生活污水排放标准GB189182002）和（再生水回用于景观水体的水质标准CJ/T95-2000）。,玫瑰香葡萄中水滴灌,9 处理水用于农田灌溉和景观排放,天津市汉沽区茶淀镇孟家酄村生活污水滴灌示范葡萄地2000 m2，吨水输入养分如表2。经处理后，以旱作小麦为例，每年可利用处理水300吨,则每年可以节约有机质（以COD计）10.08kg，氮2.31kg，磷0.27kg。,9 处理水用于农田灌溉和景观排放,表2 滴灌用生活污水养分指标（m3）单位：g,10设计、建设与运行成本,设计能力：处理生活污水35吨/天，约350人。工程成本：施工用材料及用工69697元，折吨水建造成本1990元。运行成本：厌氧-多级好氧/缺氧生物膜反应器整体为钢筋混凝土结构，设计使用年限30年，护栏设计使用年限10年，水泵、管件和保温设施使用年限为3年计，按日处理生活污水35吨，每天处理污水耗电2.0度，雇佣临时工1人，按300元/月计，则吨水运行成本0.65元。,10 设计、建设与运行成本,11结论,厌氧/多级好氧一体化生物膜反应器对分散型生活污水中的有机物、N、P以及致病菌具有较好的去除效果，稳定运行时，出水水质平均值为COD34mg/L、NH3-N2mg/L、TN7.7mg/L、TP0.9mg/L和粪大肠菌群数5200个/L，沼气型厌氧好氧工艺对COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别为73.7%、90.7%、59.6%和69.7%，能够用于农业灌溉和观赏性景观环境用水中的河道类和湖泊类。厌氧/多级好氧一体化生物膜工艺对生活污水中氮、磷有一定去除能力。在3级缺氧跌水充氧接触氧化段，跌水充氧使硝化和反硝化除磷能