現(xiàn)代生活污水處理設(shè)備分為集中式處理系統(tǒng)和分散式處理系統(tǒng),就目前而言,集中式污水處理占有主導(dǎo)地位。但實(shí)際調(diào)查結(jié)果表明:給排水管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用高昂,且大量管道漏水導(dǎo)致地下水滲入或污水滲出,導(dǎo)致嚴(yán)重的地下水污染問題。
針對(duì)農(nóng)村此類地理分散的典型分散式污水環(huán)境,使用分散式處理系統(tǒng)更為合適,常見的分散式生活污水處理設(shè)備技術(shù)有以下三種:
1、人工濕地處理技術(shù)
人工濕地(constructedwetland)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種建設(shè)成本低、運(yùn)行費(fèi)用低的廢水處理技術(shù),它在處理鄉(xiāng)村、小區(qū)、機(jī)場等分散式污水方面綜合效果明顯。研究發(fā)現(xiàn),人工濕地系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物、氮和磷有較高的去除率。人工濕地是由人工制造的具有與濕地類似作用的污水處理系統(tǒng),主要由基質(zhì)、植物和微生物構(gòu)成,主要是通過這三者相互作用去除污染物。在人工濕地中有機(jī)物的去除主要是通過微生物的好氧與厭氧降解完成的。微生物的硝化和反硝化作用被認(rèn)為是人工濕地去除污水中氮的主要機(jī)理,人工濕地除氮機(jī)理是一個(gè)較為復(fù)雜的過程,到目前為止科學(xué)家們提出了不同的去除機(jī)理。有研究表明,向污水中添加碳源可以顯著提升氮的去除率。人工濕地的脫磷過程主要有基質(zhì)的吸附、植物和微生物吸收。并且基質(zhì)的不同對(duì)磷的去除也有顯著的影響,在研究基質(zhì)對(duì)磷的吸附時(shí),可采用Langmuir方程來計(jì)算吸附量。水生植物的根可以直接吸收和沉降污水中的氮磷等物質(zhì)。
人工濕地處理污水的效率較不穩(wěn)定,影響因素較多。一是水力停留時(shí)間。微生物降解廢水中的污染物需要一定的時(shí)間,停留時(shí)間應(yīng)該適當(dāng)?shù)匮娱L,應(yīng)接近理論停留時(shí)間。二是濕地植物。植物可以直接吸收一部分氮磷,不同的植物對(duì)污染物的去除效果差異較大。為人工濕地選擇植物時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮去除的目標(biāo)污染物。同時(shí),植物要定期收割,以加快植物對(duì)污水中污染物的吸收。三是溫度。有研究發(fā)現(xiàn),季節(jié)變化對(duì)有機(jī)物和氨氮的去除率影響較大,一般在冬季人工濕地對(duì)污染物的去除率較低,因?yàn)榈蜏赜绊懥宋⑸锏幕钚?。微生物反硝化最合適的溫度范圍為10~30℃。不同人工濕地對(duì)不同污水的處理效果不同。
2、地下滲濾技術(shù)
地下滲濾系統(tǒng)是將污水輸送到距地表約60cm左右深的具有一定結(jié)構(gòu)的土壤中,使污水經(jīng)土壤滲濾作用下向周圍擴(kuò)散且達(dá)到處理要求的過程。污水在流動(dòng)李斌等發(fā)現(xiàn)地下滲濾系統(tǒng)對(duì)生活污水中各污染物的去除效果較好,對(duì)NH3-N、COD、總氮和磷的平均去除率都在50%左右,表明該系統(tǒng)有較好的污水凈化能力。地下滲濾系統(tǒng)對(duì)TN的去除效果不是很理想,氮的去除機(jī)理包括植物吸收、微生物降解和氨的揮發(fā)。在地下滲濾系統(tǒng)中,有機(jī)氮首先在微生物的作用下轉(zhuǎn)化為氨氮,接著微生物通過硝化作用將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,最終通過反硝化細(xì)菌的反硝化作用轉(zhuǎn)化為氮?dú)饣虻趸衔锒鴵]發(fā)。污水中的無機(jī)氮可以被植物根系吸收,但吸收的量通常很小,僅占總氮的10%左右。一般的氨氮揮發(fā)作用主要發(fā)生在土壤pH>8.0的情況下,然而通常情況下生活污水呈中性。所以,地下滲濾系統(tǒng)中氮的去除機(jī)理主要是硝化--反硝化作用。微生物的硝化-反硝化作用與系統(tǒng)中的氧含量密切關(guān)系,反硝化過程只有在缺氧的條件下才能順利進(jìn)行。所以系統(tǒng)的氧含量與系統(tǒng)的去除效果有著很大的關(guān)系。
3、凈化槽技術(shù)
凈化槽是起源于日本的一種小型分散式生活污水處理裝置。污水進(jìn)入凈化槽后,首先通過沉淀分離槽將懸浮物和顆粒較大的物質(zhì)分離。在厭氧階段,厭氧室中負(fù)載有不同的厭氧生物膜,污水通過微生物的厭氧降解去除部分污染物。在好氧階段,通過曝氣提高水中的溶解氧,好養(yǎng)微生物可氧化分解剩余的可溶性有機(jī)物。經(jīng)過處理后的污水通過沉淀池沉淀以及消毒后外排。
目前,在日本凈化槽技術(shù)已經(jīng)非常成熟,經(jīng)過凈化槽處理后的出水達(dá)到了國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。單獨(dú)處理凈化槽本身只是一種廁所,它僅僅作為一種貯水容器。由于凈化槽對(duì)P的去除效果不是很好,而通過電化學(xué)絮凝法與凈化槽技術(shù)組合工藝可以大大提高污水中P的去除率。王昶等開發(fā)了一種適用于農(nóng)村生活污水分散處理的高效凈化槽,通過優(yōu)化工藝提高了凈化槽的抗沖擊性和系統(tǒng)的出水水質(zhì)。
目前,凈化槽技術(shù)的發(fā)展趨勢主要為:通過改變厭氧和好氧室里的填料,來增加凈化槽對(duì)污水的去除率;在滿足污水排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下,盡量減小凈化槽的占地面積。在我國,由于凈化槽技術(shù)研究起步較晚,在技術(shù)和管理上都還很不成熟。今后除了要深入研究和完善凈化槽技術(shù),還要學(xué)習(xí)相關(guān)的管理維護(hù)經(jīng)驗(yàn),并且加大推廣力度。
4、技術(shù)對(duì)比
常見的分散式生活污水處理設(shè)備技術(shù)對(duì)比如下表:
分散式生活污水處理系統(tǒng)通過無線傳輸技術(shù)代替以光纖電纜為介質(zhì)的工業(yè)以太網(wǎng);用普通PC通過組態(tài)軟件制作控制界面代替中央控制室;同時(shí),運(yùn)用華為智能遠(yuǎn)程控制終端,配合電信5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸,從而實(shí)現(xiàn)分散式污水處理系統(tǒng)的集中管理與控制。為提高分散式污水處理設(shè)施管理成效以及降低污水處理設(shè)施運(yùn)行成本的問題提供了一條新的解決思路。
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