庭院生活污水低成本厌氧预处理技术研究报告
来源:   日期: 2015-8-25

李英杰  张振文  孙长顺  张蓓  薛旭东  杨晨曦  林启才 王佳
陕西省环境科学研究院

 
  技术简介:该技术在借鉴UASB反应器、ABR发应器与三格式化粪池工艺的基础上,在不增加运行费用的情况下,优化了厌氧处理装置的水动力条件,利用地温提高了污水的冬季水温,提高了污水的生化处理效果。创新性工作包括:通过设置折流板、导流管等改变水流路径延长了污水在处理装置内的停留反应时间;通过结构设计在不增加动力能源的情况下,提高了污水与处理污水的微生物的混合程度,使污水与微生物污泥迅速充分接触,同时防止各处理单元表层漂浮物流入下一个单元;在不增加运行费用的情况下,通过利用地温保护重要生化发应区的热量不散失、设置填料等,提高了寒冷地  区冬季污水的处理效果,解决了普遍存在的污水冬季处理效果差的问题。工程示范应用显示,冬季COD去除率约50% ,春夏季COD去除率60-70% 。
  近年来,新农村建设和城镇化的推进,使得农村出现一大批类似于城市社区的村庄和小城镇,迫切需要新建环保设施处理相对集中的分散式生活污水。厌氧技术由于在节能、物质和能源回收方面具有显著优势,目前废水的厌氧生物处理技术已成为可持续发展的核心技术。
  建造运行成本低、维护简便的化粪池、沼气池等厌氧生物处理工艺技术是适用于农村(社区)分散式生活污水处理的代表。近年来,随着农村环保工作的深入,三格式化粪池工艺技术被广泛应用,利用厌氧发酵微生物降低废水中的SS、有机物和营养盐浓度。传统三格式化粪池由于未充分利用容积,有死角,污水与活性污泥难以有效混合,对污水处理的处理效率较低。另一方面,由于低温,冬季对污水效果更差。为了提高污水处理设施的单位容积去除效率,延长污水停留时间,提高污水与池内活性污泥的混合程度、提高冬季池内的水温是提高效率的关键技术。
  一、厌氧强化预处理新技术研究
  在借鉴ABR、UASB反应器等厌氧技术的基础上对传统三格式化粪池进行了改进,目的是克服现有三格式化粪池的技术不足,提供一种结构简单,建造方便,维护费用及运行管理费用低,能减少占地面积,处理效率高的农村(社区)污水泥液无动力混合、抗低温生化处理装置。为了克服现有技术的不足,本发明的技术方案是这样的:
  农村(社区)污水泥液无动力混合、抗低温生化处理装置,包括相互分隔、依次串联设置的封闭的漂浮沉淀分离池、折流混合发酵池和高效生化处理池三室,所述漂浮沉淀分离池上连接有三通进水管路,漂浮沉淀分离池与折流混合发酵池通过导流管相连通,折流混合发酵池通过泥液混合导流管与高效生化处理池相连通;所述折流混合发酵池内设有折流板;所述高效生化处理池中设有立体弹性填料,上部通过出水管路将处理后的清洁水排入好氧处理设施、土地处理设施或外环境。装置剖面结构示意图参见图1,各室结构详图略。


图1 厌氧强化预处理装置剖面示意图

  在寒冷地区应用此农村(社区)污水泥液无动力混合、抗低温生化处理装置,折流混合发酵池2、高效生化处理池3,两池需加深。利用地热提高装置内污水的反应温度,改善冬季对污水的处理效果,克服了现有技术的不足,在基本不增加造价和运行成本,明显减少污泥产生量的同时,提高了单位容积的污水净化效率。
  关中地区实地监测显示,冬季地下土层温度与土层深度密切相关,地表至地下4m的土层对大气温度的变化敏感;冬季地表温度约零摄氏度,地下6m土层温度升至约16.5摄氏度,地表至地下6m土层,土层温度基本上呈现出逐渐升高的规律。夏季地表至地下5m的土层对大气温度的变化敏感;地表至地下10m土层,土层温度先降后升,地表温度约25摄氏度,地下4.5m处土层温度降至约15摄氏度,后至地表以下10m处升至约17摄氏度。
  本处理装置在关中地区某社区建立的示范工程试运行半年来的监测数据显示,工程埋深3-4m,处理水量40-50立方/天,污水源为社区生活污水和食堂餐饮废水,停留时间约2-3天,进水COD500-1200mg/L,水温8-16摄氏度,冬、春季COD去除率50%。进一步调试后,预计COD年均去除率可达60%以上。因场地限制等原因,工程效果受到一定影响。
二、新技术的创新点与效果
  针对农村庭院(社区)生活污水好氧处理工艺费用较高,迫切需要对污水进行厌氧预处理,而传统化粪池、ABR反应器等低成本生化反应器厌氧生化处理效果不理想、冬季效果差的现实,研发了(社区)庭院生活污水低成本厌氧预处理技术,本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
(一)本处理装置设置折流板等,通过改变水流路径延长了污水在处理装置内的停留反应时间。
(二)本处理装置通过设置折流板、泥液混合导流管、在池底设沟渠、圆深坑汇集活性污泥等,在不增加动力能源的情况下,提高了污水与装置内活性污泥的混合程度,使污水与微生物污泥迅速充分接触,污水处理效率可提高30-50%。因此在相同处理效果情况下,可有效减小处理装置的体积,减少占地面积和基建投资。
(三)本处理装置折流混合发酵池、高效生化处理池两池进水采用液面下进水,可有效防止表层漂浮物流入。
(四)本处理装置冬季底层核心生化反应区四周及底部土层温度约17摄氏度,传统化粪池核心生化反应区温度约9摄氏度。可提高反应效率10-20%,在不增加运行费用的情况下,改善了污水冬季处理效果。
(五)高效生化处理池内悬挂宜于生物挂膜的立体弹性填料可进一步改善生化处理效果,立体弹性填料的合理布设可防止脱落生物膜排出,并可为深度处理预留空间。
(六)该装置结构简单,安装方便,装置内无复杂设备,维修和管理费用低。污水、污泥无动力混合,节能效果明显,几乎无运行费用。因此具有显著的经济和社会效益。

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