污水的湿地处理工艺.pdf

《污水的湿地处理工艺.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《污水的湿地处理工艺.pdf（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、污水的湿地处理工艺 荣成市位于胶东半岛的东端， 三面环海，是我国重要的海珍品生 产基地，有我国最大的天鹅越冬栖息地天鹅湖。为保护环境，市 政府于 1998 年兴建荣成市污水处理厂。该厂占用芦苇荒地80hm2 ， 采用自然湿地处理工艺，该工程属国家“九五”试点工程。1998年 则月投入运行，经过2a 满负荷的运行，该工艺对污水处理效果好， 运行费用低，出水质量稳定，各项指标均优于国家二级排放标准。 1 处理规模及进出水水质 该项工程总设计规模为310 4m3/d ，其中一期工程处理规模为 2 10 4m3 /d 。由于污水来源主要是市区及沿途居民的生活污水，污染物 质主要为有机物，水质较稳定。设

2、计进出水水质指标见表1。 表 1 荣成市污水处理厂进出水水质指标 水 样 CODcr/(mgL -1 ) BOD5/(mgL -1 ) SS/(mgL -1) pH 进 水 300400 100150 150200 6 9 出 水 120 30 30 6 9 2 污水处理工艺 2.1 污水处理工艺流程 污水处理工艺流程见图1。 2.2 运行工艺及主要参数 该厂承担处理的污水来自市区及沿途10 多个村庄，约 12 万居民 的生活污水及少量工业废水。污水经城市管网，在重力的作用下沿 8.5km的暗渠输送。暗渠对污水提供了厌氧环境（DO仅为 0.4 0.6mg/L），达到了对微生物种群进行驯化与筛选

3、的目的。 污水流经格栅间（ b=10mm ），平面尺寸 4.5m2.5m。进入 2 个 污水调蓄池（ 1.4m13.2m2.0m），使流量调节为 900m 3/h ，流速为 0.15m/s ，进入提升泵房。泵房设置3 台淹没式轴流泵（ H=8m ， W=15kW/h ）。 污水经泵站提升，进入配水渠。分水采用人工提升闸门进行配水， 根据处理单元能力的不同进行周期性配水，配水周期一般为35d， 使处理单元始终处于饱和状态。 污水的湿地处理系统即自由水面湿地系统，其核心部分是由土 壤、微生物、浮游生物及芦苇组成的处理单元。处理单元之间分布着 净水支干渠。 污水通过混凝土明渠及闸门进行分水。污水在处

4、理单元 内由处理单元特有的生态系统进行处理（主要是微生物的氧化分解作 用），尔后经过土壤渗漏进入净水支渠。 污水进入湿地处理单元芦苇湿地系统，生活污水在周围筑有 坝埂的芦苇湿地中，通过对配水闸门的调节，使其保持一定的深度， 经过一定时间的培养， 在每个单元内形成了一个相对独立的简单的生 态系统，见图 2。 污水经过土壤渗漏， 植物吸收，特别与地表根垫层及节根部微生 物相接触后，渗入净化沟内。这一过程使污水在耐水性植物、微生物 及土壤联合作用下，通过物理、化学、物理- 化学及生物反应使污水 得以净化，其作用机理为 1 ： 异养菌 +有机质+DO CO2+NH3+H2O 污水中污染物质的净化机理为

5、 2 ： BOD 的去除： BOD 去除机理包括过滤、吸附和生物氧化作用，其 主要氧源是大气复氧和水生维管束植物。 SS的去除：沉淀、过滤、吸附作用。 氮的去除：反硝化作用，挥发和作物吸收。 磷的去除：作物的吸收和土壤的吸附固定。 病原体的去除：吸附作用、过滤作用、生物吞噬及其它不利于病 原体生存的条件。 另外，由于净水沟是泥坝沟，沟边生有杂草，所以在沟水接近出 水泵房处，设立 23 处拦草网，以保证出水水质。 进入净水沟处理后的水达到排放标准，排入小海生态塘进行进一 步稳定利用。排水泵房处，由于水源稳定，可进行集中抽水，一般每 天启动 3 台泵抽水 68h 即可满足要求。 另外，由于出水中有

6、大量的 微生物，所以集水井要求容积尽可能大，并采用周边进水方式。同时 要在集水井内水泵喇叭口以上设置23 层铁丝网，减少水流的冲击， 以此消除产生生物泡沫的可能。 3 运行处理效果 运行两年来，出水水质稳定，处理效果见表2。 表 2 处理效果 冬春夏秋 水 样 CODcr / (mg BOD5/ (mg L -1 ) SS/ (mg L -1 ) pH BOD5/C ODcr 水 样 CODcr / (mg BOD5/ (mg L -1 ) SS/ (mg L -1 ) pH BOD5/C ODcr L -1 ) L -1 ) 进 水 200 280 80 95 150 7.4 0 7.5 5

7、 0.35 0.42 进 水 260 350 90 120 200 7.1 0 7.4 5 0.38 0.45 出 水 105 118 24 27 26 7.6 0 8.1 0 0.23 0.27 出 水 80 98 22 26 30 7.4 5 7.8 5 0.21 0.25 由表 2 数据可以看出，处理后出水水质指标均优于国家二级排放 标准。 4 经济分析 3 （1）电费：年总耗电量为 2510 4kWh ，工业电费为 0.68 元/kWh， W1=17 万元 （2）人员工资：每月工资按每人980元计，处理人工费W2=980 1112=13万元 （3）化验及维修费： W3=8万元 （4）办

8、公费： W4=5万元 （5）折旧费：土建投资偿还期为20a，设备投资偿还期为15a， 电气仪表投资偿还期为8a，本工程上建投资为1200 万元，设备投资 为 70 万元，电气仪表为30 万元。 W5=1200/20+70/15+30/8=68 万元 （6）处理成本为： W=(17+13+8+5+68)/(3602)=0.16 元/m 3 5 结束语 湿地处理工艺作为一种自然生物处理方法，利用闲置盐碱地， 具 有投资少，运行管理简单，费用低，处理后出水水质稳定的特点；从 长远考虑，具有改进生态结构， 促进物质能量的循环， 保护湿地系统， 防止近海区域赤潮的发生的优点。另外，污水直接资源化可利用净

9、水 沟进行淡水养殖，水生植物种植，能获得一定的经济效益。 污水高纯度净化利用 一、前言 随着工业化和现代化进程的加快，生态环境保护面临着更大 的压力和挑战。目前，全国七大水系的重点河段中，82% 江河湖泊受 到污染，63.1%的河段水质为类、类或劣类，92% 的城市面临水 污染威胁。据统计全国2002年废水、污水排放量达62010 8m3/a ， 使河流水环境遭到严重破坏。与此同时，我国水资源不足，属世界上 13 个贫水国家之一，人均水资源量是世界平均水平的1/4 ，我国 600 余座城市有 400 余座缺水，约 150座城市实行定时、定量供水。而占 全国城镇人口 41% 和城市工业总产值35

10、% 的北方地区，缺水形势更加 严峻。日趋严重的水污染使缺水形势显得更为严峻。水污染不仅降低 了水体的使用功能， 进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对我国正在实 施的可持续发展战略带来了严重的负面影响，而且还严重地威胁到城 乡居民的饮水安全和人民群众的健康。因此，城市污水的再生利用是 开源节流、减轻水体污染程度、改善生态环境、解决城市缺水问题的 有效途径之一。 国家对于生活污水的净化、 回用提到政府的议事日程 上来。从水资源可持续利用的观点出发，高深度地污水净化是较佳的 一种污水回用方式。如广东省的珠江三角洲地区形成了“经济发展- 水体污染 -水质下降”的恶性循环；太湖流域3000多万人守着 230

11、0 平方公里的太湖出现了“水多用难”的尴尬局面。目前我国有400 多 个城市缺水，正常年份缺水达6010 8m3，预计 2030 年缺水量将达到 （400500 ）10 8m3。根据“十五”计划纲要的要求，到 2005 年我国 城市污水集中处理率要达到45% 。如污水深度净化后回用率平均达到 20% ，则“十五”末期污水回用量可达到4010 8m3/a ，这可解决全国 城市缺水量的一半以上。因而开发和应用投资省、见效快、运行成本 低的污水深度净化回用处理技术已经成为确保社会经济可持续发展 的重大课题。 二、污水高纯度净化工艺流程 污水厂出水（ COD100120mg/l ）生物接触氧化48 小

12、时 曝气生物滤池吸附电解法脱盐、杀菌纯氧氧化有机物出水排 放达工业用水标准 1 、水厂出水还剩下一部分可以生物降解的有机物，这部分有 机物只有在高溶解氧条件下由好氧微生物去除。对于生物接触氧化系 统来说，自养菌和异养菌会竞争空间和氧气，异养微生物为优势菌， 有机物浓度相对偏高，异养菌生长快，氧的供应受到限制，自养菌不 可能得到生长， 异养微生物为优势菌， 有机污染物 COD 主要在这里被 去除；有机污染物浓度沿氧化系统逐渐降低，有机物浓度很低时，异 养菌生长受到限制，对氧的竞争能力减弱，通过附着生长，自养菌如 硝化细菌就能占优势，氨氮被硝化，在水中溶解氧充分的条件下，水 中氨氮在亚硝酸化细菌和

13、硝酸化细菌作用下被硝化成亚硝酸盐和硝 酸盐： 亚硝酸化细菌 与此同时，生物接触氧化系统中的异养型微生物氧化分解水 中的有机基质，使水的有机物综合指标COD 、TOC 等降低： 因此当进水是微污染水即污水厂二级出水时，可发生碳污染物的去除 和硝化反应。 2 、曝气生物滤池是生物膜法的一种，池内装有滤料层，池顶 装有布水，池底安装布气管，其结构形式类似于气水反冲洗的砂滤池。 运行时水流方向由上而下， 曝气空气由下向上升形成气水对流或者水 流方向由下而上，曝气空气同步，形成气和水同向流。采用曝气生物 滤池，主要是因为它有以下的特点：（1）池内装有的滤料比表面积 大，空隙率高，有利于微生物的接种挂膜和

14、生长繁殖，保持较大的生 物量和生物活性；（ 2）滤料比表面积大，气泡在滤料孔隙内滞留时 间长，从而与生物膜接触充分，硝化菌易于得到充足的氧，即可获得 较好的脱氮效果；（ 3）由于存在截留与生物吸附作用，滤池通过过 滤作用也能去除部分污染物，使得出水中悬浮物SS含量降低；（ 4） 对于运行时水流方向由上而下，曝气空气由下而上的来说， 滤料对曝 气上升气泡起到切割和阻挡作用， 使气泡的停留时间和气液接触面积 增加，从而提高了氧利用率，此工段过程水质中BOD 含量已很低，在 COD/BOD 比值失调情况下，浸没式生物接触氧化工艺去除率大为下降， 而滤层表面寄附着大量微生物，从而降低了能耗。总而言之，

15、曝气生 物滤池具有生物量大、能耗低、出水悬浮物含量低、对COD 、浊度、 氨氮、 SS等都有较高的去除率。 3 、微电解原理（ 1）铁、铝等低电位金属的溶解产生具有新 生态活性的 Fe 2+、Fe3+和 Al3+，起吸附 -凝聚作用，通过电凝聚而去除 污染物；（ 2）Fe 2+的还原作用；（ 3）阴极上 H+ 还原产生新生态 H， 能与水中许多组分发生氧化还原反应，使污染物降解或破坏发色物质 的发色基团结构而脱色；（4）阴极出现的 H2O2可去除不中有机污染 物；（ 5）阴极直接还原作用，将高价金属离子还原为低价金属离子 或金属；一般而言，微电解往往是几种作用同时发生。废水的微电解 处理反应包

16、括 3 个方面的基本作用：电凝聚、电气浮、电解氧化和还 原。根据微电解原理，阳极过程主要为铁、铝等金属材料的溶解，阴 极过程主要为氧或氢离子的还原。即： 主要阳极反应： FeFe 2+2e Al Al 3+3e 主要阴极反应： 4H +4e4H 2H 2 O2+2H 2O+4e 4OH - 采用电解 +活性炭吸附（吸附 -电解法）可以很好地解决杀菌 问题，而且处理效果比单独电解和单独吸附的总效果还好。在吸附区 导电性活性炭对进水中污染物和细菌进行吸附，吸附区两端装有电 极，施以电压电解，使水消毒、杀菌。在活性炭再生时，抽气通风， 使能脱附的污染物与水、 气一齐排至排水管， 该装置很好地延长了活

17、 性炭再生周期，稳定了水质。 如果所利用的水质要求低盐度，则可采用EST电吸式净水设 备来除盐。这装置是利用电极表面来吸附水中离子及带电粒子，以使 水中溶解的盐类及其它带电物质在电极表面富集浓缩而实现水的净 化/ 淡化的。当电极表面吸附的带电粒子趋向饱和，此时电导率逐渐 升高，应进入再生环节， 再生时应断开直流电源， 模块两极短接放电， 富集在电极表面的带电粒子脱落下水，随水冲走外排。 当需大水量供 水时几级模块并联运行即可。 4 、用纯氧，这是因为：纯氧曝气工艺中可使污水的溶解氧达 到很高，氧的传质扩散不再成为问题，因而微生物的活性很高，污泥 负荷明显高于空气曝气活性污泥法，可接近1KgBO

18、D/KgMLSSd。同 时污泥活性高， 纯氧曝气法能耐受冲击负荷， 对于一些难于生物降解 的水质也表现出较强的适应性和降解能力。纯氧曝气所产生的沉积污 泥呈黄褐色絮团状，污泥指数低，不会发生污泥膨胀问题，而且沉降 性能好，有利于提高二沉池的负荷，还减少了污泥处理费用。它还避 免了空气的二次污染，有潜在的经济效益。 通过处理后的水质能达到标准。符合再生利用 三、结语 工业污水经过有效的处理，回用于生产、达到地面水标准是 完全可行的。 工业废水和生活污水的再生回用，是减少环境污染缓解 供水紧张的有效措施，它还具有社会、环境和经济效益的完美统一， 也是我国可持续发展战略的重要组成部分。 污水深度净化

19、回用的成本由污水收集，污水处理，回用供水， 污泥处理，净化回用运行费用组成。 污水深度净化回用的成本随着水 回处理规模的扩大而逐步下降，如建成生产能力为10000m 3/d 的污水 深度净化回用厂， 水的成本将远低于自来水的价格，并能在较短的时 间内收回投资，在经济上具有极强的竞争力，具有广阔的前景。污水 深度净化回用所产生的经济、和社会效益是降低给水处理和供水费 用，节约大量的有限水资源，缓和城市水的供需矛盾、减少城市排水 系统的负担，既控制了水污染又保护、改善了生态与社会经济环境， 促进和保障人体健康。随着经济的发展，水资源的日益短缺，污水深 度净化回用技术将发挥越来越重要的作用，其前景十分广阔。