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更新日期2012-10-18 09:29
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一、概 述
醫(yī)院、港口、公園、商業(yè)中心、新建的郊外住宅區(qū)、高級(jí)住宅區(qū)、療養(yǎng)區(qū)、學(xué)校、農(nóng)場(chǎng)、漁場(chǎng)、狩獵場(chǎng)等均可稱為小區(qū),我們最常遇到的主要是由居住區(qū)、療養(yǎng)院、商業(yè)中心、機(jī)關(guān)學(xué)校等一種功能或多種功能構(gòu)成的相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域,其排水系統(tǒng)通常不在城市市政管網(wǎng)覆蓋范圍之內(nèi)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保標(biāo)準(zhǔn),必須設(shè)置獨(dú)立的污水處理設(shè)施,這就是我們所指的小區(qū)污水處理。
小區(qū)污水系統(tǒng)的處理能力,各國(guó)并無統(tǒng)一的限定。前蘇聯(lián)曾建議單個(gè)構(gòu)筑物的處理能力不宜超過1400m3/d,美國(guó)則把小廠的處理能力限定在3785 m3/d的范圍內(nèi)。根據(jù)我國(guó)情況,建議把等于或小于4000 m3/d的處理廠定義為小區(qū)污水處理廠。
小區(qū)污水不同于城市污水(常包括部分工業(yè)廢水),屬于生活污水范疇。其水質(zhì)水量特征可概括為:水質(zhì)水量變化較大,污染物濃度偏低,即比城市污水低,污水可生化性良好,處理難度小。
小區(qū)污水的處理工藝依據(jù)小區(qū)污水排入水體的功能不同而異,常用處理方法有:化糞池、一級(jí)處理(初次沉淀池)、生物二級(jí)處理及二級(jí)處理后再經(jīng)消毒回用等。由于小區(qū)污水處理水量較小,管理水平不高,所以,在工藝設(shè)計(jì)時(shí)盡可能選用無污泥或少污泥的處理工藝,以防止因污泥處理不善造成二次污染。目前,較為常用的處理工藝有:①污水→調(diào)節(jié)池→初次沉淀池→生物接觸氧化池→二沉池→出水,生物接觸氧化是應(yīng)用最廣泛的方法,主要優(yōu)點(diǎn)是停留時(shí)間短、易掛膜,尤其適合設(shè)備化,埋地建設(shè)倍受環(huán)保公司及用戶青睞,但由于維修管理及設(shè)備防腐等方面的問題,近年來應(yīng)用受到限制。但如果建成地下鋼筋混凝土形式,設(shè)置人員通道以便維修,此種地下建設(shè)方式在小區(qū)水處理中具有較大市場(chǎng),但這種方式一般處理規(guī)模較小,每天排放污水量小于幾百噸的小區(qū)較為理想。對(duì)上千噸的小區(qū)污水處理,推薦采用地面建設(shè)方式,生物處理部分可采用接觸氧化,也可采用SBR或其改進(jìn)型CASS工藝,曝氣方式建議采用低噪音的風(fēng)機(jī)或水下曝氣機(jī)。②污水→調(diào)節(jié)池→混凝沉淀→過濾→出水,對(duì)處理程度要求不高,且水量較小時(shí),可采用此工藝,具有占地面積小,異味小,管理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。另外,在好氧生物處理之前加上酸化水解,有利于降低能耗,提高系統(tǒng)的總?cè)コ?。生活小區(qū)通常有較大的綠地面積,如果把污水處理后回用于澆灌綠地、道路、沖洗汽車,應(yīng)在上述處理出水后加上消毒或其它補(bǔ)充措施。
二、小區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)原則
1. 處理出水要求和處理程度
一般來說,不同小區(qū)對(duì)出水的要求差異較大。應(yīng)根據(jù)我國(guó)《地面環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—88)和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—96)的有關(guān)規(guī)定和當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的要求確定處理程度,以確保出水水質(zhì)。如果出水采用土地處理法處理,則按土地處理法的要求計(jì)算;
2. 污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)和建設(shè)必須結(jié)合小區(qū)的整體規(guī)劃和建筑特點(diǎn),即外觀設(shè)計(jì)上要與小區(qū)建筑環(huán)境相協(xié)調(diào),以求美觀;
3. 在污水處理工藝上力求簡(jiǎn)單實(shí)用,以方便管理;
4. 在高程布置上應(yīng)盡量采用立體布局,充分利用地下空間。平面布置上要緊湊,以節(jié)省用地;
5. 污水處理廠位置應(yīng)盡可能位于小區(qū)下風(fēng)向,與其它建筑物有一定的距離,以減少對(duì)環(huán)境的影響;
6. 設(shè)備化,定型化,模塊化,施工安裝方便,運(yùn)行簡(jiǎn)易,設(shè)備性能穩(wěn)定,
適合分期建設(shè);
7.處理程度高,污泥產(chǎn)量少,并盡可能采用節(jié)能處理技術(shù);
8.處理構(gòu)筑物對(duì)水力負(fù)荷和有機(jī)物負(fù)荷的適應(yīng)范圍較大,使系統(tǒng)有較好的經(jīng)受沖擊負(fù)荷的能力。
9.小區(qū)內(nèi)的人口是逐漸增加的。因此,小區(qū)污水處理廠應(yīng)按可預(yù)期的發(fā)展規(guī)劃作為流量設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。根據(jù)我國(guó)情況,可考慮采用20年的設(shè)計(jì)周期。
三、小區(qū)污水處理流程
根據(jù)小區(qū)廢水處理的原則,應(yīng)選擇處理效果穩(wěn)定、產(chǎn)泥少、節(jié)能的處理方法。小區(qū)系統(tǒng)中的各類建筑物一般均建有化糞池,所以,化糞池應(yīng)與污水處理方法相結(jié)合。
幾種常用的處理工藝:
(1)污水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→接觸氧化池→沉淀池→出水
(2)污水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→曝氣池→沉淀池→出水污泥回流
(3)污水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→SBR池或CASS→出水加藥
(4)污水→格柵→調(diào)節(jié)池→提升泵→混凝沉淀→過濾→出水(物化方法)
回用工藝流程: 生物處理出水再經(jīng)混凝過濾和消毒
在流程開始時(shí)一般要考慮設(shè)置均化池,這是因?yàn)樾^(qū)在水質(zhì)和水量上的變化都比城市污水處理廠大。均化池一般設(shè)在格柵以后。物化和生化處理是去除污染物的核心部分。
四、組合式污水處理廠或設(shè)備
組合式處理廠以裝配好的或易于組裝的標(biāo)準(zhǔn)定型設(shè)備部件出售。在國(guó)內(nèi)埋地設(shè)備曾風(fēng)靡一時(shí),主要優(yōu)點(diǎn)是施工快,不占地面綠地,很多設(shè)計(jì)單位和用戶非常歡迎,設(shè)計(jì)人員選設(shè)備很簡(jiǎn)單,而要設(shè)計(jì)污水處理廠工作量較大,所以,非常喜歡用設(shè)備化產(chǎn)品。環(huán)保公司制造設(shè)備利潤(rùn)豐厚,而土建工程利潤(rùn)較低,因此,企業(yè)大做廣告和公關(guān)。但是實(shí)際應(yīng)用表明,確實(shí)存在不少問題,對(duì)設(shè)備的維修管理困難,對(duì)運(yùn)行情況考核不便,單機(jī)處理水量有限,使用壽命等均有待時(shí)間驗(yàn)證,因此,對(duì)埋地設(shè)備一直爭(zhēng)議很大,現(xiàn)在,埋地設(shè)備熱已經(jīng)降溫。建于地下的可檢修、便于操作(有人員操作空間)污水處理設(shè)計(jì)方式應(yīng)于推薦。上千噸的污水處理廠建議采用地上式。在水量不大,場(chǎng)地十分緊張時(shí)仍可考慮用埋地設(shè)備。埋地設(shè)備的確工藝流程一般均采用兩段接觸氧化和沉淀工藝,水力停留時(shí)間一般為2小時(shí),污水進(jìn)入設(shè)備前,先進(jìn)行水量調(diào)節(jié)和提升。
五、SBR及CASS處理工藝的原理及參數(shù)選擇
(一)序批式活性污泥法(SBR)
SBR的核心是SBR反應(yīng)池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一體。典型SBR工藝的一個(gè)完整運(yùn)行周期由五個(gè)階段組成,即進(jìn)水階段、反應(yīng)階段、沉淀階段、排水階段和閑置階段。從第一次進(jìn)水到第二次進(jìn)水稱為一個(gè)工作周期。
從目前的污水好氧生物處理的研究、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)來看,SBR稱得上簡(jiǎn)易、快速、低耗的污水處理工藝。與連續(xù)式活性污泥法比較,SBR法具有以下特點(diǎn):①SBR裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,操作管理方便。②投資省,運(yùn)行費(fèi)用低。Ketchum等人的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:采用SBR法處理小城鎮(zhèn)污水,要比用普通活性污泥法節(jié)省基建投資30%。③可抑制絲狀菌生長(zhǎng)繁殖,不易發(fā)生污泥膨脹,污泥指數(shù)SVI較低,有利于活性污泥的沉淀和濃縮。④SBR處于好氧/厭氧的交替運(yùn)行過程中,能夠在去除碳物質(zhì)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。⑤SBR處理工藝系統(tǒng)布置緊湊、節(jié)省占地。⑥運(yùn)行穩(wěn)定性好,能承受較大的水質(zhì)水量沖擊。⑦各項(xiàng)運(yùn)行控制參數(shù)都能通過計(jì)算機(jī)加以控制,易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行。
(二)周期循環(huán)曝氣活性污泥法(CASS工藝)
CASS(Cyclic Activated Sludge System )工藝是近年來國(guó)際公認(rèn)的處理生活污水及工業(yè)廢水的先進(jìn)工藝。該工藝是在序批式活性污泥法(SBR)的基礎(chǔ)上,反應(yīng)池沿長(zhǎng)度方向設(shè)計(jì)為兩部分,前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū),后部為主反應(yīng)區(qū),在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動(dòng)撇水裝置,曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行,省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)。
(三)CASS與SBR曝氣方式的選擇
由于小區(qū)大都是居民居住區(qū),對(duì)環(huán)境的要求比較高,因此,污水廠建設(shè)時(shí)應(yīng)充分考慮噪音擾民問題和污水廠操作人員的工作環(huán)境,采用水下曝氣機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)曝氣可有效解決噪音污染。另外,由于CASS工藝獨(dú)特的運(yùn)行方式,采用水下曝氣機(jī)可省去復(fù)雜的管路及閥門,安裝、維修方便,使用靈活,可根據(jù)進(jìn)出水情況開不同的臺(tái)數(shù),在保證效果的條件下,達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。
(四)CASS與SBR撇水機(jī)的選擇
撇水機(jī)是CASS工藝的關(guān)鍵組成部分,其性能是否穩(wěn)定可靠直接影響到CASS工藝的正常運(yùn)行。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)撇水機(jī)仍在進(jìn)行研究和開發(fā),按照目前所用的原理撇水機(jī)可分為三種類型,即浮球式、旋轉(zhuǎn)式和虹吸式。撇水機(jī)研制的關(guān)鍵是解決潷水過程中,堰口、導(dǎo)水軟管和升降控制裝置與水流之間形成的動(dòng)態(tài)平衡,使之可隨排水量的不同調(diào)整浮動(dòng)水堰浸沒的深度,并隨水位均勻地升降,將排水對(duì)底層污泥的干擾降低到最低限度,保證出水水質(zhì)穩(wěn)定。
我院自主研制開發(fā)的撇水機(jī)屬絲杠旋轉(zhuǎn)式,自動(dòng)撇水裝置主要組成部分是:潷水器、可擾動(dòng)的軟管、水位控制器、可伸縮推動(dòng)桿和驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。其中潷水器又叫自動(dòng)浮動(dòng)式水堰,上部為堰口和防止浮渣進(jìn)入出水的浮筒,下部出水管兼起支撐作用,部分浸沒在水中,通過可伸縮推動(dòng)桿使方形堰口達(dá)到連續(xù)均勻地排出反應(yīng)池中的上清液。實(shí)際應(yīng)用表明,所研制的撇水裝置達(dá)到了國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。具有升降平穩(wěn)、排水均勻、自動(dòng)控制、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),該項(xiàng)研究不僅滿足了工程的需要,而且具有創(chuàng)新,屬專項(xiàng)保密技術(shù)之一。
五、處理小區(qū)污水主要設(shè)計(jì)參數(shù)
SBR設(shè)計(jì)參數(shù):污泥負(fù)荷0.1~0.15kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥齡20~30天工作周期12小時(shí), 其中, 進(jìn)水2.5小時(shí)(曝氣或不曝氣),反應(yīng)6小時(shí), 沉淀0.75~1小時(shí), 排水2小時(shí),閑置0.5~0.75小時(shí)。出水指標(biāo):COD〈50mg/L, BOD5〈20mg/L, SS〈10mg/LCASS設(shè)計(jì)參數(shù):污泥負(fù)荷
0.1~0.2kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥齡15~30天水力停留時(shí)間12小時(shí),
工作周期4小時(shí),其中曝氣2.5小時(shí), 沉淀0.75小時(shí),排水0.5~0.75小時(shí)
,出水指標(biāo)與SBR相近。
六 、污泥處理
污水處理量上千噸時(shí),一般采用濃縮后脫水處理,小規(guī)模時(shí)一般濃縮后定期用大糞車運(yùn)至填埋或作農(nóng)肥。
七、小區(qū)污水處理廠址選擇和布置
小區(qū)系統(tǒng)的廠址選擇和廠區(qū)布置在基本原則上與大廠是一致的。但是考慮到小區(qū)系統(tǒng)在服務(wù)對(duì)象和流程選擇上的獨(dú)特性,在廠址選擇和布置時(shí)也應(yīng)考慮到小區(qū)系統(tǒng)的特點(diǎn)。
1.廠址規(guī)劃
(l)與服務(wù)地區(qū)的衛(wèi)生防護(hù)區(qū)應(yīng)有一定距離
(2)風(fēng)向(不影響所服務(wù)地區(qū)和周圍地區(qū))
(3)交通運(yùn)輸和水電供應(yīng)。
(4)便于兼顧小區(qū)其它生活保障設(shè)施的統(tǒng)一管理。
2.廠區(qū)道路和構(gòu)筑物之間的間距
由于小區(qū)系統(tǒng)選用較小的設(shè)備和構(gòu)筑物,廠區(qū)交通、維修及衛(wèi)生要求所需的空間相應(yīng)較小。廠區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)計(jì)充足的車輛通道,路寬設(shè)計(jì)可以輕型載重汽車的回轉(zhuǎn)半徑為依據(jù)。主要構(gòu)筑物之間的間距可考慮在3-5m之間。
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