發布時間:2025-03-30瀏覽: 1127次 標簽:
1. 在農村地區,人類排泄物通常儲存在糞池中,轉變為農家肥,這種肥料相比化學肥料更為天然,污染也更小。然而,由于城市人口密集,農田有限,無法將這些排泄物直接排入田地。
2. 以一個擁有萬人口的城市為例,如果每個人每天排出克排泄物,那么每天的總量可達到萬千克,即噸。加上每人每天用于沖洗廁所的克水,每天的排污量甚至可能高達噸。面對如此龐大的排泄物量,城市是如何處理的呢?
3. 城市中的住宅樓地下設有大型化糞池,用于收集小區居民的排泄物。這些排泄物通過管道被沖入化糞池中。化糞池是一種處理并過濾沉淀糞便的設備,內部分為漂浮層、淤泥層和中間清水層三個部分。固態物質在池底分解,而上層的水態物質則通過管道排走,以防止管道堵塞,并給予固態物質(如糞便等廢物)足夠的時間進行水解。
4. 經過一段時間,化糞池內的物質會因微生物和細菌的作用而發酵并沉淀下來,這些沉淀物逐漸被分解消耗。當化糞池滿時,抽糞車會在夜間將池內的殘渣抽走,并送往專業工廠進行處理。其中一部分可以作為有機肥料出售給農民,而其余無法利用的部分則按照相關標準進行衛生填埋處理。
5. 至于生活污水中的液體部分,則通過城市排水管網匯集并輸送到污水處理廠進行處理。生活污水含有碳水化合物、蛋白質、氨基酸、脂肪等有機物,這些物質適合細菌生長。細菌和病毒在污水中繁殖,但生活污水通常不含有毒性,并且具有一定的肥效。經過處理達到排放標準后,可以用于灌溉農田或放入魚塘育水,這些做法既產生了經濟利益,又對水域無害。
6. 國內外普遍采用生化方法處理生活污水,其中接觸氧化法因其高容積負荷、短停留時間、良好的有機物去除效果、簡單的運行流程和較小的占地面積等優點而被廣泛應用。除了生化處理法,還有物理處理法、化學處理法和生物處理法等不同的污水處理方式。
7. 目前,我國的糞便處理模式結合了歐美模式、日本模式和發展中國家的模式。一些發展較快的沿海城市模仿歐美的糞便與污水合并處理模式,建立了獨立的糞便收集處理系統。不同類型城市之間在糞便處理設施的數量和處理能力上存在顯著差異。在未來,我國城市糞便的無害化處理仍將主要依賴于城市污水處理系統。
1. 一體化生活污水處理設備利用生物處理工藝,能夠有效去除污水中的BOD5、COD、NH3-N、TN、TP等污染物,確保處理效果穩定,投資成本低,占地面積小,維護簡便。
2. 設備內置機械推流式缺氧池,具有較高的總氮去除效率,且避免了布水器堵塞的問題。
3. 生物碳池中添加碳纖維填料,使得活性污泥池體積縮小,對水質的適應性強,耐受沖擊負荷的能力好,能穩定提供優質出水,同時避免了污泥膨脹的問題。
4. MBR工藝采用低體積負荷、長污泥齡的設計,微生物處于自身氧化階段,產泥量減少,只需每天排泥一次至污泥濃縮池,顯著降低了人工管理的頻率。
5. 設備配備了全自動電氣控制系統和故障報警系統,運行安全可靠,便于管理。
6. 生活污水一體化處理裝置體現了技術企業的實力,通過核心材料和關鍵技術的應用,改進了傳統工藝的局限,提升了水處理效率。
7. 模塊化、高標準化和智能化的設計使得設備能夠針對不同水質進行針對性處理,確保穩定、持續的達標排放。
8. 設計范圍涵蓋了生活污水處理站的工藝、結構、電氣與自控系統,不包括土建工程、輸送管道、裝飾工程、暖通和消防等,但提供土建基礎設計資料。
9. 污水處理站設計包括污水處理和污泥處理及處置兩大部分,選擇成熟、經濟、靈活、方便管理、處理效果穩定的方案,污泥處理通常采用濃縮機械脫水或干化方法。
. 設備工藝流程說明采用二生物處理+絮凝沉淀過濾工藝,有效去除污水中的主要污染物質,滿足排放標準要求。
. 設計原則強調環保標準、經濟性、靈活性、安全性,減少二次污染,確保污水處理效率,提高管理自動化水平,適應水量和水質變化。
. 采用污泥置回流硝化工藝降低污泥產量,通過好氧消化避免二次污染源。
. 設備設計時考慮通風、空間利用、電氣安全,確保處理出水達到《污水綜合排放標準》的一級標準。
. 工藝流程及說明包括總述、工藝原理、處理過程。生活污水通過格柵攔截后進入調節池,調節水量和水質,采用穿孔曝氣管進行間隙曝氣。
. 生化處理分為A池和O池,A池在缺氧狀態下進行硝化作用,利用有機碳源合成新的細胞物質。O池在好氧狀態下進行硝化作用,將氨氮轉化為NO2-N、NO3-N。
. 處理后的污水進入沉淀池進行固液分離,污泥部分回流至A池,剩余污泥進行濃縮處理,濃縮后的污泥通過糞車抽吸外運。
. 經過處理的污水進入消毒池進行消毒,通過泵提升至全自動凈水裝置,通過絮凝反應、沉淀、過濾實現水質凈化,最終通過虹吸原理自動反沖洗完成再生。
. 處理后的清水用于綠化、沖洗路面、沖廁等,多余水自流排放。
. 設備采用生物接觸氧化工藝,有效去除有機物和氨氮,實現穩定、持續的達標排放。
為使污水經過一定方法處理后,達到設定的某些標準,排入水體、排入某一水體或再次使用等的采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%左右,達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。
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%以上,使有機污染物達到排放標準。
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,混凝沉淀法,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后,經過格刪或者篩率器,之后進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉淀池,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淀池,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,混凝沉淀法,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回流至初次沉淀池或者生物處理設備,一部分進入污泥濃縮池,之后進入污泥消化池,經過脫水和干燥設備后,污泥被最后利用。
各個處理構筑物的能耗分析
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,之后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。沉砂池一般設于泵站前、倒虹管前,以便減輕無機顆粒對水泵、管道的磨損;也可設于初沉池前,以減輕沉淀池負荷及改善污泥處理構筑物的處理條件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝氣沉砂池、多爾沉砂池和鐘式沉砂池。
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,多爾沉砂池和鐘式沉砂池的動力系統。
3.初次沉淀池
初次沉淀池是一級污水處理廠的主題處理構筑物,或作為二級污水處理廠的預處理構筑物設在生物處理構筑物的前面。處理的對象是SS和部分BOD5,可改善生物處理構筑物的運行條件并降低其BOD5負荷。初沉池包括平流沉淀池,輻流沉淀池和豎流沉淀池。
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,但由于排泥周期的影響,初沉池的能耗是比較低的。
4.生物處理構筑物
污水生物處理單元過程耗能量要占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%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,是以后需要大力推廣的處理工藝。
5.二次沉淀池
二次沉淀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,干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。
針對各個處理構筑物的節能途徑
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
采用平流沉砂,避免采用需要動力設備的沉砂池,如平流沉砂池。采用重力排砂,避免使用機械排砂,這些措施都可大大節省能耗。
3.初次沉淀池
初次沉淀池的能耗較低,主要能量消耗在排泥設備上,采用靜水壓力法無疑會明顯降低能量的消耗。
4.生物處理構筑物
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種是采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種是采用機械方法攪動污水促使大氣中的氧溶于水的方法。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%的曝氣能耗,如果算上混合用能,節能也達到%。自動控制系統的應用于污水處理節能,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。
生物膜法處理工藝采用厭氧處理可以明顯降低能量的消耗。
5.二次沉淀池
二次沉淀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于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于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、易于貯存,它可通過內燃機或燃料電池轉化為機械能或電能,廢熱還可回收于消化污泥加熱。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。沼氣發電機組并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,獲得的電能用于處理廠的運轉。
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并不同步。由于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,不一定能適用于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于停產和半停產狀態。在今后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。
污水處理的目前的難點在于降低水中的高含量的氯離子、氟離子等
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