MBBR工藝對農(nóng)村污水治理的應(yīng)用
時間:2022-01-13 10:30:29
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近年來,隨著農(nóng)村人口和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,臨近周邊的江河湖泊污染問題越來越嚴(yán)重,農(nóng)村污水收集治理相對于城鎮(zhèn)污水收集更加困難;污水排量小,缺乏完善的排水設(shè)施,水質(zhì)水量不穩(wěn)定,大部分村民對環(huán)境保護(hù)概念不清晰,環(huán)保意識不強,管理水平低下,缺乏管理資金等因素[1],造成農(nóng)村污水收集治理困難,周邊河涌水質(zhì)污染導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,致使水中微生物數(shù)量急劇增加,造成水體及周邊水環(huán)境污染。為解決農(nóng)村水環(huán)境污染問題,在篩選及實際運用上做對比,mbbr工藝具有處理周期短,占地面積小,管理方便,工藝簡潔等諸多優(yōu)點,可以合理有效地解決農(nóng)村水環(huán)境污染問題。
1農(nóng)村水環(huán)境污染的主要原因
農(nóng)村水環(huán)境的污染是在很多因素下共同產(chǎn)生的,與居民的生活環(huán)境以及現(xiàn)代工藝產(chǎn)業(yè)息息相關(guān),主要體現(xiàn)在以下幾點。
1.1居民生活污水的隨意排放
隨著人口的增長,村民日常的洗浴、洗衣、廚房、廁所;農(nóng)村公用設(shè)施旅館、飯店、工廠、養(yǎng)殖等用水量也在逐日遞增,隨之產(chǎn)生的污水成正比增長。根據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,目前農(nóng)村每日污水排放量達(dá)到3600×104t,是造成水環(huán)境污染的主要原因之一[2]。
1.2居民養(yǎng)殖的家禽用水污染
隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,居民的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變,農(nóng)村牲畜經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,村內(nèi)的個體養(yǎng)殖逐漸演變?yōu)榇鍍?nèi)作坊、魚塘養(yǎng)殖,隨著村內(nèi)養(yǎng)殖場所的不斷增加,導(dǎo)致魚塘及周邊水體污水橫流,產(chǎn)生的糞便未經(jīng)過任何處理直接排入魚塘、村邊河涌,直接影響水體,污染了周邊環(huán)境。
1.3企業(yè)污水的不達(dá)標(biāo)排放
鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展,推動了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時,也增加了環(huán)境污染的進(jìn)度,導(dǎo)致農(nóng)村環(huán)境的急劇惡化,特別是一些能耗高,污染重的企業(yè)隨著社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整搬遷至農(nóng)村河涌附近,企業(yè)自身產(chǎn)生的污水未經(jīng)過處理或處理未到達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)就直接排入村內(nèi)周邊河涌,進(jìn)而引起村內(nèi)河涌的水質(zhì)污染,重金屬和有毒有害物質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo),給居民生活生產(chǎn)帶來了極大的危害[3]。
2農(nóng)村水污染的主要特點
農(nóng)村房屋密度小,污染源比較分散,大多收集困難;農(nóng)村每日產(chǎn)生的污水規(guī)模在500m2/d以下[4],目前村內(nèi)大多的處理設(shè)施相對落后,處理水質(zhì)不達(dá)標(biāo),污水滲漏嚴(yán)重,處理量較小,水質(zhì)變化受雨水,季節(jié)影響較大,導(dǎo)致污水處理設(shè)施處理困難,投資大,并且需配備專業(yè)管養(yǎng)人員,增加了運行成本費用。
3農(nóng)村污水處理的工藝
由于農(nóng)村住戶分散,考慮到污水量小,污水處理分散,缺乏有經(jīng)驗的管理人才,管理難度大,設(shè)備運行管養(yǎng)無保障,容易造成處理系統(tǒng)癱瘓。為了農(nóng)村污水處理設(shè)備穩(wěn)定、安全的運行,達(dá)到國家出水排放標(biāo)準(zhǔn),針對農(nóng)村的污水排放收集情況及農(nóng)村土地資源有限的前提下,需考慮采用新型的污水處理技術(shù)MBBR工藝對農(nóng)村產(chǎn)生的廢水進(jìn)行收集處理達(dá)標(biāo)排放。MBBR工藝原理是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體,為微生物的附著提供場所,有利于提高反應(yīng)器中的生物種類,從而形成附著的生物膜,增加系統(tǒng)中的有效生物量[5];MBBR工藝具備懸浮載體體積小,移動范圍廣、容積負(fù)荷高,節(jié)約占地、可同步強化脫氮除磷、抗沖擊負(fù)荷高,在惡劣水質(zhì)條件下仍表現(xiàn)出較強的處理效果、污泥產(chǎn)量低,節(jié)約污泥處置費用、并且使用壽命長等優(yōu)良特點。在曝氣的條件下,生物膜載體與污水能夠充分混合;在厭氧的條件下,需要通過攪拌使其載體呈現(xiàn)流化狀態(tài),通過不斷的與污水接觸在載體表面形成1層生物膜,微生物寄托于生物膜不斷的生長繁殖,在曝氣或攪拌的條件下,能夠有效控制生物膜的厚度,使污水中的有機(jī)廢物同懸浮填料的“膜”之間的反應(yīng)更加充分,以此降解污水中的有機(jī)物,提高處理效率,最終實現(xiàn)污水的達(dá)標(biāo)排放[6],如圖1所示。
4工程實例
4.1工程概況
鶴崗村位于廣東省廣州市白云區(qū)江高鎮(zhèn),該區(qū)域面積約2.77km2。根據(jù)摸排提供資料,目前片區(qū)常住人口約1817人,居民建筑約703棟,日均生活污水量約為299.8m3/d。鶴崗村地勢較為平坦,主要地勢呈西北高,東南低。西臨白坭水,主要污染源為居民生活區(qū)、小型餐飲以及各類雜貨鋪等。鶴崗村遠(yuǎn)離市政污水處理系統(tǒng),需要自建污水處理站分散處置。主要污水通道為南北向穿過村子的主街道,目前主街道下已建污水收集干管,管徑為DN500mm,村主干道兩側(cè)巷道內(nèi)合流污水進(jìn)入DN500mm污水干管,輸送至下游污水處理站處理排放。污水量的預(yù)測關(guān)系到污水工程規(guī)模,影響到污水工程的投資和經(jīng)濟(jì)效益,是一個非常重要的參數(shù),污水量通常采用用水量乘以產(chǎn)污率,并考慮地下水的滲入來計算。根據(jù)計算的用水量,結(jié)合居民住房內(nèi)部給排水設(shè)施水平和本次管網(wǎng)設(shè)計方案確定,根據(jù)《廣州市城中村治污技術(shù)指引》(2017修訂版)及《廣州市農(nóng)村排水工程技術(shù)管理規(guī)定》,人均生活污水指標(biāo)取150L/人·d,地下水滲入量取10%。根據(jù)對鶴崗村人口污水量的計算,確定鶴崗村污水處理站的規(guī)模為300m2/d,污水處理率為100%。
4.2工藝流程
污水首先經(jīng)過粗格柵池去除水中的大塊懸浮物后,格柵池設(shè)置閥門2個,水泵2臺,污水通過格柵池水泵進(jìn)入調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)池設(shè)置閥門2個,水泵2臺,污水通過調(diào)節(jié)池進(jìn)行均值均量的調(diào)節(jié)后通過水泵進(jìn)入一體化污水處理設(shè)備。在一體化設(shè)備中,污水與回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)完全混合,經(jīng)過一定的時間厭氧分解,去除部分BOD,回流污泥中的聚磷微生物(聚磷菌等)釋放出磷,滿足細(xì)菌對磷的要求。通過厭氧處理后,污水進(jìn)入缺氧區(qū),池中的反消化細(xì)菌以污水中未分解的含碳有機(jī)物為碳源,利用亞硝酸鹽、氨氮等作為氮源,將好氧池通過內(nèi)循環(huán)回流的硝酸根還原為N2釋放。在厭氧以及缺氧的作用下,脫硝區(qū)充分去除污水和污泥中的硝酸鹽和氧氣,在保證厭氧區(qū)合格的厭氧環(huán)境下,使得厭氧區(qū)的除磷效率大大提高,確保其在好氧區(qū)的除磷效率,并且通過將硝化液回流至缺氧區(qū)強化其脫氮能力,充分保證一體化設(shè)備對氨、磷的高效去除。污水經(jīng)過一體化厭氧設(shè)備處理后進(jìn)入好氧區(qū),水中的氨氮進(jìn)行硝化反應(yīng)生成硝酸根,同時水中的有機(jī)物氧化分解供給吸磷微生物以能量,微生物從水中吸收磷,磷進(jìn)入細(xì)胞組織,富集在微生物內(nèi),經(jīng)過MC分離池后以富磷污泥的形式從系統(tǒng)排泥處排出。水中上清液流入砂濾單元,最后經(jīng)過砂濾紫外線消毒后排放至鶴崗支涌。剩余的污泥進(jìn)入污泥池,通過外運的方式轉(zhuǎn)移至其他站點,統(tǒng)一收集處理。MBBR工藝預(yù)留加藥除磷裝置,在生物除磷效果達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)時,開啟化學(xué)除磷系統(tǒng),向一體化設(shè)備投加一定量的PAC化學(xué)除磷藥劑,確保出水TP達(dá)標(biāo)。
4.3MBBR工藝處理效果
鶴崗村污水處理站于2021年2月建成,3月完成設(shè)備安裝調(diào)試,目前設(shè)備已投入運行;調(diào)試前COD進(jìn)水水質(zhì)為200mg/L,出水水質(zhì)為57mg/L;BOD5進(jìn)水水質(zhì)為120mg/L,出水水質(zhì)為14.2mg/L;懸浮物進(jìn)水水質(zhì)為150mg/L,出水水質(zhì)為18mg/L;氨氮進(jìn)水水質(zhì)為25mg/L,出水水質(zhì)為0.2mg/L;總氮進(jìn)水水質(zhì)為28mg/L,出水水質(zhì)為12.8mg/L;總磷進(jìn)水水質(zhì)為2.5mg/L,出水水質(zhì)為0.08mg/L。根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)比較,經(jīng)過MBBR工藝處理的廢水已經(jīng)符合GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表1一級標(biāo)準(zhǔn)(B標(biāo)準(zhǔn))排放要求。
5結(jié)語
目前國內(nèi)MBBR工藝運用較少,還處于不斷發(fā)展研究的階段;對于重工業(yè)廢水,重金屬廢水等水質(zhì)比較復(fù)雜的水質(zhì)還需要更為復(fù)雜的水處理工藝才能滿足出水標(biāo)準(zhǔn)。而MBBR工藝具備懸浮載體體積小,移動范圍廣、容積負(fù)荷高,占地面積小[7]、可同步強化脫氮除磷、抗沖擊負(fù)荷高,在惡劣水質(zhì)條件下仍表現(xiàn)出較強的處理效果、污泥產(chǎn)量低等諸多優(yōu)良性能,被越來越多的科研技術(shù)人才重視,隨著研究的不斷深入,MBBR工藝將愈發(fā)完善,在污水處理的更多領(lǐng)域投入使用,如MBBR在煤氣化廢水、化工重金屬污水中的應(yīng)用處理[8]。
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作者:周正文 高興朋 楊代平 單位:中國水利水電第十四工程局有限公司