目錄 1 11、人工濕地污水處理技術(shù)。 22、穩(wěn)定塘 23、地下滲濾液處理系統(tǒng) 34、三格化糞池。 4 41、A2/O工藝及A2/O生物除磷工藝。 41、本技術(shù)適合于城市廢水中磷排放的嚴(yán)格控制； 53、本技術(shù)采用好氧和厭氧法，可有效抑制菌絲的生長。； 52、UCT與MUCT工藝 53、約翰內(nèi)斯堡(JHB)工藝 64、SBR工藝 6目前，為了解我國農(nóng)村的用水情況，我國各地區(qū)農(nóng)村生活用水量和全國各地區(qū)農(nóng)村污水日平均排污狀況。如下表1.1，1.2。農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展迅速和人們生活水平的日益提高，與此同時帶來的農(nóng)村污水問題也接踵而至，許多污水沒有經(jīng)過任何的加工就直接排出，這樣導(dǎo)致了污水污染地下水體。根據(jù)2002年的數(shù)據(jù)，全國城市的日排水量達(dá)到了320.5萬噸。全國每天的農(nóng)業(yè)廢水排放量達(dá)到320.5萬噸，每天的總氮（TN）和56.6000噸的總磷（TN)，幾乎沒有經(jīng)過任何的加工，對地下水和地下水造成了嚴(yán)重的影響[2]。表1.1全國各地區(qū)農(nóng)村生活用水量單位：L/（人·d）村莊類型東北地區(qū)東南地區(qū)華北地區(qū)西北地區(qū)西南地區(qū)中南地區(qū)擁有獨立的淋浴，沖水馬桶，洗衣機(jī)和旅游區(qū)—110~190——160~250—經(jīng)濟(jì)條件優(yōu)越、室內(nèi)衛(wèi)生條件良好、設(shè)施完善、旅游區(qū)90~145100~120100~14080~14580~15090~170經(jīng)濟(jì)狀況更好，醫(yī)療設(shè)備也更完善50~8570~11045~8540~9580~11070~130經(jīng)濟(jì)狀況一般，有基本的衛(wèi)生設(shè)備30~6070~10020~4020~5030~7055~80不帶水的沖馬桶和淋浴器，不帶自來水30~5030~6010~3025~3030~5540~65表1.2全國各地區(qū)農(nóng)村生活污水日平均排污狀況單位：mg/L區(qū)域PH值SSCODBOD5NH3-NTP東北6.0~8.2140~190210~440190~31030~802.1~6.4東南6.1~8.3110~20080~320160~43030~601.4~6.0華北6.2~8.5110~200220~440220~32030~802.2~6.5西北6.0~8.1110~290120~42060~3103~601.2~6.5西南6.2~8.2140~190120~41090~14030~502.3~6.8中南6.4~8.5110~210110~32050~14030~802.2~7.5人工濕地污水處理技術(shù)。人工濕地是一項被廣泛用于各類廢水處理的生態(tài)技術(shù)，它對中國的中小城市和農(nóng)村地區(qū)的生活用水起到了很好的作用[16]。人工濕地是人工、可控、工程性的一種生態(tài)系統(tǒng)。在工業(yè)廢水、高速公路徑流廢水、污泥脫水等方面，已得到廣泛的推廣和推廣。在環(huán)保方面，北美和歐洲已被大量采用人工濕地來治理廢水。其能夠處理各種廢水，如生活污水、工業(yè)廢水、鹽類和致病微生物，水質(zhì)較好。近年來，從原來的人工濕地生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新的研究了新型工藝，以玉米秸稈和芭蕉為試驗原料，在不同的堿性熱處理工藝下，對兩種物料的釋碳、釋氮量進(jìn)行了對比，并以碳C/N為評價標(biāo)準(zhǔn)，選擇了兩種最優(yōu)的處理方法，其次，將經(jīng)過優(yōu)化的堿化處理后的物料投入3個水平潛流式人工濕地，以塑料、沸石和陶瓷顆粒為填充劑，對該體系進(jìn)行了脫氮、除磷的處理，并為治理水體污染的物質(zhì)進(jìn)行了試驗[3]。以玉米莖稈和芭蕉為原料，對人工濕地進(jìn)行了脫氮除磷處理。結(jié)果：在最佳預(yù)處理工藝條件下，4%氫氧化鈉，95℃加熱0.5小時，玉米稈更適宜于作為分工濕地的附加碳源。2、穩(wěn)定塘穩(wěn)定塘又稱為氧化或生化池，與池塘（自然或人造）相似。穩(wěn)定塘污水的治理技術(shù)與天然水體中的自我凈化有很大的相似之處。污水的流速很慢，在池塘里滯留很久，有機(jī)物質(zhì)會被分解，而廢水則是由微生物（細(xì)菌、真菌、海藻和原生動物）的新陳代謝來清除。水體中的溶氧量是由池塘內(nèi)的藻類和水體表層的復(fù)氧反應(yīng)所產(chǎn)生的。穩(wěn)定池可分為好氧氧化池、兼性氧化池、曝氣氧化池和厭氧氧化池，根據(jù)出水率的連續(xù)性和出水率，可以劃分為連續(xù)出水塘、控制出水塘和全存塘，以及穩(wěn)定塘（精制塘）作為污水的深層處理和水塘[19]。穩(wěn)定塘系統(tǒng)因其投資少，管理簡單，運行可靠，節(jié)能等特點而日益得到人們的關(guān)注和應(yīng)用[20]。義馬煤業(yè)集團(tuán)公司常村煤礦氧化塘，近年來，在礦山建設(shè)過程中，投入40萬元，將廢棄礦山改建成為150000立方米的氧化池，每月處理82000m3的礦用水量。這種處理礦井水污染的新方法，不但可以減輕煤礦缺水問題，而且產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。氧化池處理后的礦井水可作為工業(yè)地表水和地下水。同時也可在氧化塘養(yǎng)殖魚類，年生產(chǎn)鮮魚2萬多公斤。如今，氧化池被樹木環(huán)繞，已成為著名的風(fēng)景區(qū)。3、地下滲濾液處理系統(tǒng)它的凈化機(jī)理是一個非常復(fù)雜的、綜合性的處理。生物化學(xué)的作用主要有生物降解，轉(zhuǎn)化和固定，植物吸收轉(zhuǎn)化、降解和合成；其理化效應(yīng)包括了土壤的離子交換、土壤的物化阻隔作用和機(jī)械的阻隔作用；它的工藝流程為：生活污水→化糞池→調(diào)節(jié)池→滲濾液→出水（利用或者排放）近年來，地下滲流法在我國越來越受到重視。中國沈陽應(yīng)用環(huán)境研究所在"八五"、"九五"兩年進(jìn)行的調(diào)查結(jié)果顯示，利用地下滲透技術(shù)對北方寒區(qū)的生活廢水進(jìn)行治理是切實可行的，并對其回收利用的可行性進(jìn)行了探討。順昌縣元坑鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)根據(jù)水質(zhì)目標(biāo)，經(jīng)過工藝思路、進(jìn)出水質(zhì)、方案比選、運行成本等，采用了地下滲濾系統(tǒng)處理工藝，處理后達(dá)到了很好的處理效果，出水水質(zhì)質(zhì)量符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—002）的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。這種處理方式占地面積小，而且面積比一般的生態(tài)系統(tǒng)要小上一倍，加之運行費用低且維護(hù)方便。2000年，貴州省環(huán)境科學(xué)研究設(shè)計院與日本環(huán)境達(dá)成協(xié)議，日本向貴州提供并且引進(jìn)土地處理相關(guān)的技術(shù)，于2001年3月的時候，兩方在紅楓湖水上運動中心組建成的小型污水地下滲濾處理（3m3/d）示范工程投用。通過對清華大學(xué)環(huán)保與工程學(xué)院對該系統(tǒng)進(jìn)行的氮、磷的脫除試驗，結(jié)果顯示：在2cm/d的水力負(fù)載下，該體系對氨氮、COD和總P的脫除率均在90%左右，出水中的氨氮、COD和總磷分別降低0.2，30，0.025mg/L，而該體系對總氮的脫除也有很好的效果，為63.5%。通過采用污水處理技術(shù)，可以顯著地改善污水處理過程中的脫除量，通過硝化和反硝化處理，可以使污水中的氮素含量達(dá)到50%以上，是目前污水處理的一種重要方法。改善土壤環(huán)境，促進(jìn)土壤反硝化作用來提高土壤滲透過程中脫氮量。改善條件促進(jìn)反硝化反應(yīng)來提高地下滲濾系統(tǒng)總氮去除率。土壤沉降、吸收是地下水滲透處理中的一種重要方法[4]。分散式污水排水未經(jīng)處理達(dá)標(biāo)就排放已成為地表水質(zhì)污染的主要原因之一。大部分療養(yǎng)院、度假村、別墅區(qū)、遠(yuǎn)離城市的一些地區(qū)缺少污水的管理和處理，造成水環(huán)境質(zhì)量差，采用地下滲濾法對分散廢水進(jìn)行高效處理，從而改善水環(huán)境質(zhì)量。4、三格化糞池。污泥法是一種采用沉降法和厭氧法對廢水中的懸濁性有機(jī)物進(jìn)行脫除的工藝設(shè)備。三室化糞池由三個化糞池組成，通過化糞管相互連接。主要依據(jù)厭氧發(fā)酵原理，也就是說，在中層，其排泄物和寄主的排泄量比一般的混養(yǎng)物要大，而且容易發(fā)生沉淀。糞池中的糞水經(jīng)過30多個小時的發(fā)酵降解，而中層的糞水則從一號池流向三號池，對糞便中的寄生蟲和寄生蟲進(jìn)行沉淀或殺滅。第三化糞池流體成為優(yōu)質(zhì)肥料。從排泄物的排泄物流到最早的一個池塘里，然后它就會發(fā)酵并腐爛。根據(jù)其濃度的差異，可將糞水分成三個層次，上部是粘稠的大便，下部是塊或粒的糞便，中間部分是較為清晰的排泄液。上層和底層的土壤中，微生物和蟲子的數(shù)量最多，而在中間部分的蟲子數(shù)量最小。最初的發(fā)酵過程所形成的中間排泄液經(jīng)過排泄器排出，然后放到了另一個槽里，同時大部分沒有充分發(fā)酵的排泄物和排泄物都會被防止在一號槽內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵。在二號槽內(nèi)，糞便經(jīng)發(fā)酵、消化、蠕動、病原體逐步消亡、糞便的無毒處理，與一號槽相比，糞便的厚度顯著降低。進(jìn)入第3個水池的廢物通常會被破壞，而微生物和寄生蟲的卵子也會被消滅。第三個蓄水池則是為了貯存基本上沒有危害的排泄物。1、A2/O工藝及A2/O生物除磷工藝。A2/O工藝是A/O工藝的改進(jìn)，工藝過程相對來說較為簡便，可根據(jù)脫硝需求進(jìn)行調(diào)整，方便維修和管理，易于操作，在對有機(jī)污染物進(jìn)行處理的過程中，可以實現(xiàn)對廢水的生化處理，而且廢水中的磷濃度也比較高。本工藝的各個反應(yīng)裝置的作用和特點有以下幾點：1、厭氧反應(yīng)器：將廢水和從沉積槽中流出的帶磷的回流淤渣同步送入反應(yīng)室，它的作用是將水中的磷酸鹽和某些有機(jī)物質(zhì)的氨化；2、缺氧反應(yīng)器：廢水經(jīng)過厭氧反應(yīng)器后，首先起到脫氮作用，硝態(tài)氮氣經(jīng)由好氧內(nèi)循環(huán)送入好氧反應(yīng)器，循環(huán)后的混料量很大，通常為2Q(Q-原有污染水量）；3、好氧反應(yīng)器——曝氣池：混合液經(jīng)低氧反應(yīng)器后進(jìn)入，它的作用是多方面的，去除BOD，硝化，以及對磷的吸附，三個過程都很重要，即：混合液中的NO3-N，污泥中的過量磷，同時去除廢水中的BOD（或COD)，從此處返回至低氧反應(yīng)器；；4、沉淀池：它的作用是將淤泥與污水進(jìn)行分離，將一部分污泥送至厭氧反應(yīng)器，再將上清液排出。A2/O生物脫磷技術(shù)是以厭氧與好氧池相結(jié)合的方式進(jìn)行的。它與A2/O不同，它在傳統(tǒng)的A2/O工藝上減少一個缺氧池，因為對氮的去除率不高，所以可選擇A2/O生物除磷工藝。A2/O生物除磷工藝的優(yōu)點：1、本技術(shù)適合于城市廢水中磷排放的嚴(yán)格控制；2、該工藝具有操作簡便、總水滯留期短、節(jié)約基本建設(shè)資金的優(yōu)點；3、本技術(shù)采用好氧和厭氧法，可有效抑制菌絲的生長。；4、本技術(shù)無需添加碳，厭氧、好氧池僅進(jìn)行緩慢的混合，節(jié)約了操作成本；2、UCT與MUCT工藝UCT和A2/O的不同之處是：回流到最后的沉積物沒有回流到A2/O的厭氧槽中，而回到了低氧狀態(tài)。該方法能有效地阻止水體中的硝酸鹽流入?yún)捬醐h(huán)境，從而使厭氧環(huán)境發(fā)生變化，從而降低脫氮效果。在UCT工藝中，為了給厭氧系統(tǒng)提供足夠的生化物質(zhì)，必須在回流時加入從低氧到厭氧的混合再循環(huán)。王斯坦[17]等人通過對UCT技術(shù)對脫氮除磷的影響分析，結(jié)果表明PO43－－P脫除率約為88%。在低氧條件下，反硝化塘中的硝態(tài)氮含量明顯下降，因此，在無氧條件下，無氧生物反應(yīng)器的回流并沒有影響厭氧條件。MUCT工藝是在UCT工藝基礎(chǔ)上的改良工藝。該工藝將UC工藝的缺氧池分為了兩部分，回流污泥進(jìn)入第一缺氧池進(jìn)行單獨脫氮，而混合液的脫氮是在第二缺氧池，這樣第二缺氧池脫氮的效果差時就不會通過內(nèi)回流進(jìn)入?yún)捬醭貙︶屃走^程造成影響。其基本原則是將原水中和回流的污泥排入?yún)捬醪郏蛊淠軌蚺懦隽?，并吸附小分子量的有機(jī)物質(zhì)。在缺氧池內(nèi)，以入水的有機(jī)物質(zhì)為主要的碳來源。采用混合液回流法對反硝化過程進(jìn)行反硝化，再由低氧處理再進(jìn)入曝氣槽，以達(dá)到對水中BOD的完全脫除，從而達(dá)到對土壤中的磷素的過度吸附。淤渣與污水通過沉淀槽進(jìn)行了處理。富磷的淤渣將磷排入剩余的淤渣中，從而實現(xiàn)了對磷的生化去除。污泥回流采用二次回流?；亓魑勰嘞牧说谝粋€缺氧單元的溶解氧和硝態(tài)氧，在此基礎(chǔ)上，對厭氧區(qū)內(nèi)的污泥進(jìn)行了逆流處理，使其在一定程度上保持了厭氧的無回流，從而降低了厭氧槽的體積，并進(jìn)一步改善了其對水體的去除。UCT技術(shù)可減少厭氧區(qū)的硝態(tài)氮含量，增加其去除率，達(dá)到較好的去除效果。但是，回流體系的增大使其運行變得更加繁瑣。3、約翰內(nèi)斯堡(JHB)工藝這種方法源于南非約翰內(nèi)斯堡，是UCT和MUCT的變型JHB工藝的目的是降低厭氧區(qū)的硝態(tài)氮含量，并能有效地降低污水中的生物除磷?；亓鞯幕钚晕勰嘣谶M(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)域前，先進(jìn)入缺氧區(qū)，充分的滯留空間，可以將混合液中的硝酸鹽進(jìn)行還原，硝酸鹽的還原依賴于混合氣的內(nèi)源呼吸速度，缺氧區(qū)的滯留時間則依賴于混合物的濃度、溫度和運動污泥中的硝酸鹽濃度。 回流二沉池好氧段缺氧段厭氧段進(jìn)水 出水二沉池好氧段缺氧段厭氧段缺氧段 剩余污泥缺氧段圖1.1JHB工藝簡圖4、SBR工藝SBR是一種連續(xù)的分批反應(yīng)工藝。SBR是一種對活性污泥進(jìn)行處理的方法，還有個其他名字，叫連續(xù)式活性污泥法。SBR工藝與常規(guī)廢水處理技術(shù)相比，以時間為空間和空間的劃分，以不穩(wěn)定的生物化學(xué)替代穩(wěn)態(tài)的生物化學(xué)，和用理想的靜態(tài)沉淀代替?zhèn)鹘y(tǒng)動態(tài)沉淀。