南方城市河流污染治理工艺的研究

南方城市河流污染治理工艺的研究 覃佩琛 (广州市环境保护工程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 院有限公司,广东 广州 � 510115) 摘 � 要: 随着人类生态系统对自然生态系统影响强度的增加, 城市中河流的污染情况 日益严重。本文介绍了应用氧化沟法处理城市河水的工艺。氧化沟处理工艺能有效地去 除污水中的 BOD、COD、氨氮、悬浮物及磷, 处理效率高,而且与一般生化处理工艺相比, 有 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 简单、运行稳定等优点。对低浓度生活污水的处理在占地面积、污泥处理、除磷脱氮 等方面具有较大的优势。 关键词: 氧化沟 � 河流 1� 南方城市河流污染现状 城市河流往往是整条河流的某一河段, 作为自然 流域的一部分, 它参与整个水文循环过程, 随着人类对 水资源的利用强度和对水环境的破坏力度不断加强, 河流的自然生态系统日益遭到人类生态系统的影响, 当人类生态系统对自然生态系统的影响强度超过其自 身修复的能力时, 自然生态系统明显退化, 河流中鱼虾 绝迹, 严重破坏了自然生态系统的循环与发展。 南方城市河流污染的特点有: a. 污水主要来源为生活污水, 以有机污染为主, 可 生化性较好, 重金属及其他难生物降解的有毒有害污 染物一般不超标。 b. 南方城市河流污水中主要污染物指标 BOD5、 COD C r 、SS值比北方城市河流污水稍低, 这与南北居民 的生活习惯不同有关。 c. 污水中的主要污染因子为总磷 ( TP) , 意识到问 题的严重, 国家已经开展了禁磷活动, 禁止销售使用含 磷洗涤剂, 对河流的污染有所减轻。 d.对城市河流感观污染的治理较迫切, 应尽量解 决其黑臭问题。 2� 城市河流污染治理工艺 针对以上特点及地表水水质标准的要求, 以现有 的城市污水处理技术, 要在短时间内解决河流的污染 问题, 改善河道面貌, 可采用 �物理化学絮凝法 或 �河 道曝气法 ,其优点是见效快、 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 简单。若要彻底解 决河流的污染, 达到除磷脱氮、治标治本的目的, 则采 用生化处理最为经济, 根据城市河流的水质、水流特 点, 可应用改良的活性污泥处理工艺 �氧化沟法 。 2. 1� 物理化学絮凝法 用混凝法处理污水,是指在混凝剂的作用下, 使污 水中的胶体和细微悬浮物凝聚成体积、重量较大的絮 凝体, 然后利用絮凝体的重力自然沉降作用达到分离 除去目的的水处理 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。该方法是给水和污水处理中 应用得非常广泛的方法, 既可降低原水的浊度、色度等 感观指标,又可以去除多种有毒有害污染物; 既可自成 独立的处理系统, 又可以与其他单元过程组合, 作为预 处理、中间处理和最终处理过程。 混凝法目前主要应用于给水处理和部分工业废水 处理。在城市污水处理中 ,由于需要向污水中投加大 量的混凝剂, 导致污水处理成本较高; 而且沉淀物较 多,增加了污泥处理的难度及成本;另外污水水质常常 急剧变化,致使混凝剂的投加量难以控制 ,从而限制了 混凝法在城市污水处理领域中的应用, 一般仅应用于 城市污水的深度处理中。近年来, 随着化工工业迅速 发展,出现了许多新型、高效、廉价的混凝剂; 并且工业 自动化技术在给排水领域的应用越来越广, 可以按水 质指标自动投加混凝剂, 因而混凝法与污水生物处理 法相比越来越具有竞争能力。 混凝法在污水处理中的应用, 其特点主要有以下 几点: a. 当进水有机物浓度较低时, 采用混凝法强化城 市污水一级处理, 可使出水满足一级或二级排放标准, 其运行费用仅为常规活性污泥法处理工艺的 23% 左 右。对我国许多南方城市而言,其城市污水的实际进 水浓度远低于设计值, 宜采用该工艺。 b.当进水有机物浓度较高时, 仅采用混凝法强化 城市污水一级处理, 出水达不到排放标准。采用混凝 强化一级处理 +活性污泥法, 可确保出水达标, 且运行 费用仅为原有工艺的 70%左右。 c. 采用混凝法处理城市污水, 有机物去除率与有 机污染物的物理形态组成密切相关。污水中溶解性 COD比例越小, 可达到的 COD去除率越高。 d.混凝法应用于污水处理, 可提高工艺对悬浮物、 色度、浊度、磷和氮等营养物质及其他溶解性物质的去 除率,改善出水水质。 2. 2� 河道曝气法 106 江 � 西 � 化 � 工 2010年第 3期 � 河道曝气技术是根据河流受到污染后缺氧的特 点, 人工向水体中充入空气 (或氧气 ), 加速水体复氧过 程, 以提高水体的溶解氧水平, 恢复和增强水体中好氧 微生物的活力, 使水体中的污染物质得以净化, 从而改 善河流的水质。该法是充分利用了天然河道和河道已 有建筑就地处理污水的一种方法, 综合了曝气氧化塘 和氧化沟的原理, 结合推流和完全混合的特点, 有利于 克服短流和提高缓冲能力, 同时也有利于氧的传递、液 体混合和污泥絮凝, 是一种有效的污水处理方法。 河水中溶解氧的含量是反映水体污染状态的一个 重要指标, 受污染水体溶解氧浓度变化的过程反映了 河流自净过程。当水体中存在溶解氧时, 河水中的有 机物往往为好氧菌所分解, 使水中溶解氧含量下降, 浓 度低于饱和值, 而水面大气中的氧会溶解到河水中, 补 充消耗掉的氧。如果有机物含量太多, 溶解氧消耗太 快, 大气中的氧来不及溶解到河水中, 水体中的溶解氧 会逐渐下降, 直至完全消耗, 从而影响水生态系统的平 衡。当河水中的溶解氧耗尽之后, 河流将出现无氧状 态, 有机物的分解从有氧分解转为无氧分解, 水质恶化 并出现黑臭现象。当水生态系统遭到严重破坏时, 河 流就无法自行恢复其自身的自净能力。由此可见, 溶 解氧在河水自净过程中起着非常重要的作用。 国内外的实际运行经验表明, 在河道中进行充氧 不但能改善水体黑臭状况, 而且能使上层底泥中还原 性物质得到氧化或降解。曝气在河底沉积物表层形成 了一个以兼性菌为主的环境, 并使沉积物表层具备了 好氧菌群生长刺激的潜能, 从而能够在较短的时间内 降低水体中的有机污染物, 提高水体溶解氧的浓度, 增 强水体的自净作用, 改善水环境。 河道曝气法处理污水主要有以下优点: a. 在充分利用天然河道和现有水工建筑物对河水 的自净作用的基础上, 按照污水处理工艺要求, 再加上 人工曝气、拦污、沉渣等措施可以取得较好的污水处理 效果。处理水质达到国家 V类水域的水质标准, 并达 到二级污水处理厂的处理程度和出水水质标准。 b.综合曝气氧化塘和氧化沟原理, 结合推流和完 全混合的特点, 为利用曝气处理技术处理河道污水开 辟了一条具有基建费用低、工期短、见效快等优点的污 水处理新工艺, 是一条多快好省开展污水处理的捷径, 也是缺水地区近期加速污水资源化和改善河道水环境 的良策, 具有重大的社会效益和经济效益。 c. 由于在污水的处理过程中, 不需要添加任何化 学药剂, 因此河道曝气法治理受污河流是一种有效而 无二次污染的工程措施。 2. 3� 氧化沟法 氧化沟是一种改良的活性污泥法, 其曝气池呈封 闭的沟渠形, 污水和活性污泥混合液在其中循环流动, 因此被称为 �氧化沟 ,又称为 �环形曝气池 。 60年代 起, 这项技术在欧洲、大洋洲、北美洲和南非等各国得 到迅速的推广和利用, 工艺上和构造上也有了很大的 发展和改进。氧化沟的处理能力为 500万 ~ 1000万人 口当量,既能用于生活污水的处理,也能用于城市污水 和工业废水的处理。经过 40多年的时间和发展, 这项 技术在各种形式的活性污泥法中处于领先地位, 被评 价为处理效果可靠、基建费用低而运行费用又较省的 污水生物处理方法, 特别是其封闭循环式的池型尤其 适用于污水的脱氮除磷。世界各地的实践表明, 氧化 沟技术与其他的二级生物处理系统相比较, 具有高效、 低耗、运行可靠等优势。 氧化沟污水生物处理技术与其他生物处理技术相 比,具有以下几个明显的技术经济特点: a. 处理流程简单,操作管理方便 氧化沟处理工艺首先是简化了预处理过程。一般 的生物处理方法都要求污水先经格栅去除粗大的悬浮 物质,经沉砂池去除无机悬浮颗粒,经初沉池去除有机 悬浮物。氧化沟不要求设置初沉池,因为氧化沟的水 力停留时间和污泥龄比一般的生物处理法长得多 , 悬 浮状有机物可以在曝气池中与溶解性有机物同时得到 较彻底的稳定。其次是简化了剩余污泥的后处理工 艺。由于活性污泥在系统中的停留时间很长, 排除的 剩余污泥已得到高度稳定, 因此不再需要进行厌氧消 化处理,只需进行浓缩和脱水处理,剩余污泥量也比较 少。再者,通过采用一定形式的氧化沟系统 (如合建式 氧化沟系统、二池或三池交替进行的氧化沟系统等 ), 可省去二沉池, 使处理流程更为简单。由于不采用鼓 风曝气和空气扩散器, 不需设计厌氧池就可以实现除 磷脱氮,因此运行管理方便。 处理流程的简化可节省基建费用, 减少用地面积, 并便于运行和管理。实际资料表明,虽然氧化沟采用 的水力停留时间较长, 使曝气池的容积较一般的活性 污泥法大,但因在流程中省略了初沉池、污泥消化池甚 至二沉池 (包括相应的污泥回流系统 ) ,则污水处理厂 的占地面积不但没有增大, 相反还可减少。由于氧化 沟工艺省去了初沉池和污泥厌氧消化系统, 且比较容 易实现除磷、硝化和反硝化, 当处理要求除磷脱氮时, 氧化沟工艺在基建投资方面比普通活性污泥法节省很 多。同样,当仅要求去除 BOD5时, 对于大规模污水厂 采用氧化沟工艺运行费用比普通活性污泥法略低或相 当,但要求去除 BOD5及除磷脱氮时, 氧化沟工艺的运 行费用就比普通活性污泥法节省很多。 b.构造形式多样, 运行较为灵活 氧化沟处理系统具有多种不同的构造形式和运行 方式。氧化沟可以呈圆形、椭圆形或马蹄形等; 可以是 单沟系统,也可以是多沟系统; 而多沟系统可以是一组 107� 2010年 9月 南方城市河流污染治理工艺的研究 � � � 同心的互相连通的沟渠, 也可以是互相平行、尺寸相同 的一组沟渠, 有与沉淀池分建的, 也有合建的。多种多 样的构造形式使氧化沟有灵活的运行性能, 使它能按 任意一种活性污泥法的运行方式运行, 满足不同的出 水水质要求。氧化沟的出水溢流孔是可以调节的, 通 过调节溢流孔的高度位置来改变氧化沟内的水深, 进 而改变曝气装置的淹没深度, 使其充氧量适应运行的 要求, 也可以对进水流量起一定的调节作用。一般氧 化沟的水深变化范围在 15~ 30cm。 c. 处理效果稳定,出水水质好 实际运行效果表明, 氧化沟在去除 BOD5和 SS方 面均可取得比普通活性污泥法更高质量的出水, 运行 也更稳定可靠。同时, 在不增加曝气池容积时, 能方便 地实现除磷、硝化和一定的反硝化处理 ,且只要适当扩 大曝气池容积, 能更方便地实现完全脱氮的深度处理。 d.具有一定承受水量、水质冲击负荷的能力 由于水流在氧化沟中的流速为 0. 3~ 0. 5m / s, 污水 在氧化沟中的水力停留时间为 10~ 40h, 则污水在整个 停留时间内要在氧化沟中完成的循环次数为 20~ 120 次, 由此可见污水一进入氧化沟,就会被几十倍甚至上 百倍的循环流量所稀释, 因此具有一定的承受冲击负 荷的能力。 3� 城市河流治理 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的比较与选择 3. 1� BOD5和 CODC r的去除 混凝法主要是靠絮凝沉降有机物颗粒和无机物颗 粒形成污泥并与水分离来达到去除 BOD5和 CODC r的目 的的, 其去除率一般为 60~ 70%。但影响混凝剂处理 效果的因素比较复杂, 主要有水质、pH 值、水温等, 而 混凝过程中的水力条件及混凝反应时间的影响最为重 要, 这些要求增加了用混凝法处理污水的运行操作难 度。 河道曝气法是人工增加河水中的溶解氧水平后, 利用河水中本身存在的好氧微生物的新陈代谢作用, 恢复和提高微生物的活力, 吸附和降解水中的有机物 以去除 BOD 5 和 COD C r 的。根据国内外的实践经验, 河 道曝气法能去除 70~ 80%的 BOD5和 CODC r。 氧化沟采用生物法去除 BOD5和 CODCr, 在活性污 泥的成熟期, 活性污泥具有良好的凝聚、沉降和降解性 能, 含有大量的菌胶团和纤毛虫类原生动物, 处理效果 稳定, 去除率可达 95~ 99%。显而易见, 氧化沟工艺对 降低污水的 BOD5和 CODC r有更好的效果。 3. 2� 磷 ( TP )的去除 使用投加混凝剂的化学方法可以与污水中的磷酸 盐生成难溶沉淀物, 把磷分离去除, 其脱除率大于 70% , 在投药方法及投药量合适时 , 可以达到 97% ~ 98%。 由于用生物方法除磷必须使污水经过好氧和缺氧 两个阶段,而河道曝气工艺向河水曝气充氧, 不可能形 成缺氧或厌氧区, 因而对污水没有除磷的作用。 氧化沟处理技术沿沟长存在着溶解氧浓度的变 化,相当于反应器中按顺序创造适宜的环境条件, 利用 这些微生物超量吸收磷的特性, 可以有效去除污水中 的磷。这些微生物利用进水中的挥发酸在厌氧条件下 释放所贮存的磷, 当厌氧区域后紧跟一个好氧区域时, 微生物可以吸收超过正常水平的磷。通过排泥排除多 余的磷可达到除磷的目的。 3. 3� 剩余污泥的处理 投加混凝剂后所产生的污泥富含磷、铝 (铁 )、有机 物等物质, 污泥量较大 ,处理较困难, 因此在应用混凝 法的同时,还应注重开发污泥综合利用新技术, 以消除 由污泥所产生的二次污染。 河道曝气法充分利用了天然的河道, 对河水的处 理可直接在河流中进行, 所产生的污泥随着河水的流 动自然沉降到河床, 无需对污泥作进一步的处理。 氧化沟工艺的污泥龄通常长达 20天, 污泥在氧化 沟内已经有足够的时间进行污泥消化, 因此不需另外 设置污泥消化系统, 只需浓缩脱水后便可以直接外运, 污泥处理系统简单。 3. 4� 基建、运行费用与治理成效 混凝法的主要运行费用是投加混凝剂的药剂费用 及药剂与污水混合时的动力费用。随着混凝剂产品的 不断研究开发, 混凝效果好且廉价的混凝剂种类越来 越多,采用混凝法处理污水的处理成本也随之降低。 而且污水的水力停留时间大大减少, 使混凝法所需的 污水停留池池容大大缩小, 节省了基建费用。但在污 泥的后续处理上费用较大。混凝法的吨水处理成本约 为 0. 3~ 0. 5元。 河道曝气法可充分利用现有河道和水利工程, 不 需要额外建设处理构筑物, 因此除了必须的曝气设备 费外, 基建费用、运行费用都非常低, 用最少的投资就 可以获得良好的处理效果。其吨水处理费用约为 0. 038元。 氧化沟法的主要运行费用包括动力费用、污泥的 最终处理费用等。氧化沟的剩余污泥量较少, 而且几 乎不需要增加处理工艺, 因此节省了大部分的污泥处 理费。氧化沟法的吨水处理成本约为 0. 15 ~ 0. 3元。 氧化沟法的水力停留时间较长, 因此所需的构筑物容 积也要大,在基建费用上比较高。 综上所述, 絮凝法、河道曝气法和氧化沟法相比各 有优点,针对南方城市河流的水质特点与处理要求, 将 三种工艺对各个主要治理指标的去除率和各工艺的处 理成本综合为表 1。 108 江 � 西 � 化 � 工 2010年第 3期 � 表 1� 三种工艺优缺点比较 � � � � 项目 工艺 � � � � BOD5、CODC r 的去除率 总磷 ( TP) 的去除率 剩余污泥 的处理 运行 成本 物化混凝法 较高 高 难处理 较低 河道曝气法 较高 低 无需处理 很低 氧化沟法 高 高 容易处理 低 4� 结束语 由于城市的高速发展, 贯穿城市的河流水质及生 态系统均受到不同程度的破坏。随着国民环保意识的 不断提高, 城市河流的污染不但成为影响城市市容市 貌的重要原因, 而且对市民的日常生活也造成了严重 的影响。还原城市河流的良好面貌, 特别是对流经城 市中心的河段进行治理, 已经成为各市政府的环保工 作重点。 经过对比河道治理常用的混凝工艺、河道曝气工 艺及氧化沟工艺, 笔者认为, 采用氧化沟工艺具有有机 物及总磷去除率高且稳定、剩余污泥处理容易、建造及 运行成本低等特点, 是较为理想的河道治理工艺。 参考文献 [ 1]姜应和、李玲玲,混凝法强化城市污水厂一级处理 的试验研究 [ A ], 中国给水排水. 2000, 16( 3). 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Ox ide d itch techno logy can effective ly be gone except BOD, COD and amm on ia nitrogen, suspens ion so lid and phosphorus in the fou lw ate r, the treat e fficiency is good. Compared w ith the general bio- chem istry d ispose techno log ies, it has the m erits such as the flow is sim ple and the operating is stab le. There are superiority aspects at tak ing- up sm a ll room, sludge treatm ent and w ip ing off n itrogen and phosphorus. K eyW ords: b io log ica lm ethod� SO2 w aste gas� Th iobacillus 109� 2010年 9月 南方城市河流污染治理工艺的研究 � � �