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關鍵詞:鉆井廢棄泥漿 生物處理 微生物
改革開放以來我國經濟高速增長,對石油的依賴和需求也逐年上升,勘探開發的石油井數量也逐年增加,隨之產生大量的鉆井廢棄液帶來的污染問題越來越受到世界各國的重視.如不加以處理就直接排放,必然會對自然生態環境造成一定的破壞。
一、鉆井廢棄泥漿的污染物組成及危害
廢棄鉆井泥漿成分復雜大多呈堿性,pH值在8-12之間,甚至達到13以上,且色度大,外觀呈粘稠流體或半流體狀,具有顆粒細小,含水率高,不易脫水,粘度大等特點,由于鉆井泥漿中含有多種有機和無機類化學處理劑,個別污染指標甚至超出國家允許排放濃度的數百倍,其中的主要污染物有:(1)懸浮物(2)酸堿物(3)有機質及其分解產物(4)油類(5)重金屬(6)鹽類(7)其他化學添加劑。
由于廢棄鉆井液成份比較復雜,鉆井廢棄泥漿對環境的影響也是多方面的,表現為:(1)污染地表水和地下水資源(2)各種重金屬滯留于土壤影響植物的生長和微生物的繁殖(3)過高的pH、高濃度的可溶性鹽及石油類造成土壤板結,危害動植物的生長(4)廢物中的有機處理劑使水體的COD、BOD增高,影響水生生物的正常生長。
二、鉆進廢棄泥漿的主要處理方法
目前國內外對鉆井廢液的處理方法主要有固化、注入地層、處理后直接排放、回注、焚燒、填埋等化學和物理方法。化學固化法被固化后的有害物質不再向環境擴散和遷移,但固化處理需一定的成本,一次性處理量大;回注法是廢棄泥漿經化學絮凝等方法處理后應用于配制泥漿或將其注入井中,但是優良的絮凝劑較少;焚燒法處理成本高,而且會給空氣造成二次污染;填埋法易對地表及地層水產生污染。這些方法雖然在一定程度上對鉆井廢泥漿進行了處理,但是鉆井廢泥漿中的有機污染物并未分解,依然對環境可能造成污染。
三、鉆進廢棄泥漿的生物處理方法概述
廣義的生物處理技術指一切以利用生物為主體的環境污染治理技術,包括利用動物、植物和微生物吸收,降解,轉化土壤或水體中的污染物,使污染物的濃度降低到可以接受的水平,或將有毒有害污染物轉化為無害的物質,也包括將污染物穩定化,以減少其向周邊環境擴散。目前鉆井廢棄泥漿的生物處理技術已成為國內外石油天然氣勘探開發作業技術中的研究熱點,根據生物處理技術所利用的生物種類,可分為動物處理、植物處理、微生物處理以及微生物——植物聯合處理技術。目前,以微生物處理技術研究和利用的最為廣泛,并取得了可喜的研究成果。
四、微生物法處理鉆進廢棄泥漿的研究進展
微生物處理技術是在人為優化的條件下,利用自然環境中生息的微生物或人為投加的特效微生物的生命代謝活動來分解污染物,微生物對物質進行各種轉化作用的生理學基礎是其新陳代謝活動,即分解代謝和合成代謝,可用于生物處理的微生物有很多,包括細菌,真菌等。
1.微生物法處理鉆井廢棄泥漿的影響因素
人們對微生物處理廢棄鉆井泥漿的研究較多。主要是從廢棄鉆井泥漿中篩選出高效降解微生物,然后將其投加到廢棄鉆井泥漿中,調整微生物作用環境,如溫度,營養元素,pH值,鹽度等。部分地區受環境因素的影響,生物降解速率慢,通過提高溫度,施加營養元素,接種專性細菌等方法促進生物降解。
2.微生物法的室內研究
崔靖園等利用從平湖油田鉆井廢棄液中分離的一株菌株對廢棄液進行處理,使COD和TOC的降解率達到50%以上;樊琳從石油污染土壤中分離出一株假絲酵母菌株Y2,通過正交實驗確定最佳培養溫度、pH值、營養因子構成,使廢棄泥漿中的石油烴降解率達到91%;廖玲通過色度和CODcr去除率的高低從四川井場中篩選出六株高效降解菌種,并對其中五個菌株做了16srDNA分析,構建了系統發育圖。
3.微生物法的現場應用
通過向廢棄泥漿池投入菌劑以及必要的營養物質,達到使廢棄物降解和富集的過程。陜西省科學院酶工程研究所生產的復合菌劑在長慶油田應用,陳立等利用目標泥漿池篩選優化的復合菌劑,處理陜北地區58個油氣田的廢棄泥漿,經30-60天的微生物處理,治理效果完全達到國家標準。高磊等從廢棄泥漿池中篩選出四個優勢菌種,利用正交試驗確定菌種最佳配比及培養最佳條件,在目標泥漿池投入菌劑,經四十天處理后,廢棄泥漿完全固化,殘余烴含量明顯降低,龜裂度較高,pH值由堿性恢復中性。
五、展望
目前低污染低成本的微生物處理技術處理效果好,生化處理后污染物殘留量低,對環境影響小,對人體無害。但是目前的微生物處理技術還不完善,還需要開展進一步研究。
1.如今多數降解菌是從污染物中直接分離出的,廣譜性不強,具有降解多種污染物的基因工程菌的研究還比較少。
2.研究微生物,動物植物聯合降解廢棄物,充分發揮各自的優勢,并相互協同,從而達到高效降解有害物的目的。
3.微生物處理廢棄物的時間較長,如何提高菌種的降解速率是一個亟待解決的問題。
4.建立已有降解菌的數據庫,研究每一分支的降解機理,建立廢棄泥漿組成的數據庫,研發二者相關聯的應用軟件,以便為目的廢棄泥漿快速選擇相應的降解菌。
參考文獻
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[5]廖玲.鉆井廢棄泥漿降解菌的分離及特性研究:[學位論文].成都:四川農業大學,2010.
[6]徐同臺,王奎才,門廉魁.我國石油鉆井泥漿發展狀況與趨勢[J].油田化學,1995;12(1):74-83.
關鍵詞:污水處理技術;研究;發展
中圖分類號: R123 文獻標識碼: A
前言
水是人類賴以生存的資源,離開了水,人類的生產和生活將無法進行。隨著城市化建設進程的快速發展,城市給排水系統成為保證人民生活及經濟發展的基礎工程。在城市發展過程中,群眾對周邊環境要求也在不斷提高,這就與我國現階段水資源的不合理利用、污染和污水處理不足相互矛盾,制約了城市的經濟建設進程和生態保護的和諧統一。為了保證城市的健康有序發展,我們需要對城市污水生物處理技術進行研究和應用推廣。
一、 我國城市污水處理行業發展背景
我國可利用水資源總量為 28000 億m3, 人均占有量不足 2200 m3, 僅為世界人均水平的 1/ 4 ,是世界上 13 個最缺水的國家之一。而且隨著人口的迅速增長, 人均水資源在逐年遞減。自 2009 年以來, 我國廢水年排放總量一直的維持在 350 -400 億m3/ a左右。2010 年全國 666 個設市城市中 532 個城市沒有污水處理廠, 134個城市建成的 309 座污水處理廠, 城市污水處理總量僅為 4. 6 億m3, 其中經二級生化處理的僅占 6. 9%, 有 7. 4% 的城市污水未經任何處理直接排入水體。2009 年廢水排放量達到最高值 416 億m3,城市污水污染負荷首次超過了工業廢水, 我國水污染處理的側重點已經從工業點源控制為主, 逐步轉變為以城市污水污染控制為主。
二、污水生物處理技術研究
2.1AB法工藝 AB法是吸附生物降解法的簡稱,是聯邦德國亞琛大學B.Bohnke教授于20世紀70年代中期,在傳統兩段活性污泥法和高負荷活性污泥法基礎上開發的一種新工藝,屬超高負荷活性污泥法。該工藝將曝氣池分為高負荷段(A段)和低負荷段(B段)兩段。A段以生物絮凝吸附作用為主,停留時間約20~40min,發生不完全氧化反應,去除BOD達50%以上;B段與常規活性污泥法相似,負荷較低,泥齡較長。AB法A段效率很高,并有較強的緩沖能力;B段起到出水把關作用,處理穩定性較好。對于高濃度的污水處理,AB法具有很好的適用性,并有較高的節能效益,尤其在采用污泥消化和沼氣利用工藝時,優勢最為明顯。但是AB法工藝對運行管理有較高要求,污泥產量也較大,這必將增加污泥后處理的投資和費用,另外由于A段去除了較多BOD可能造成碳源不足,難以實現脫氮工藝。總體而言,AB法工藝較適合于污水濃度高、具有污泥消化等后續處理設施的大中規模的城市污水處理廠,對于有脫氮要求的,一般不宜采用。
2.2A2O(Anaerobic/Anoxic/Oxic)法工藝 A2O(厭氧-缺氧-好氧)法工藝同時具有去除有機物、脫氮、除磷的效果,處理成本較低,已積累一定的設計和運行經驗,故在國內外大中型城市污水處理廠常有采用。A2O法工藝原理是磷在厭氧區被釋放,在好氧區被吸收,達到除磷目的;污染物在好氧區被氧化降解,去除COD和BOD5,同時在硝化菌作用下,有機氮轉化的氨氮繼續轉化為亞硝酸氮和硝酸氮,含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧區進行反硝化脫氮。該工藝主要優點是對COD、BOD5、SS等具有較高的去除率,對脫氮除磷也具有較高的去除效果,具有運行費用低、占地少,出水水質好等特點;其缺點是運行管理要求較高,投資較大,節能差。針對其不足,改良的A2O工藝、UCT(University of Capetown)工藝、倒置的A2O工藝及多點進水的A2O工藝等不斷出現,在一定程度上或在某一方面使運行效果有所改善。
2.3SBR(Sequencing Batch Reacto)法工藝 SBR工藝也叫序批式活性污泥法,是集進水、曝氣、沉淀在一個池子里完成,一般由多個池子構成一組,各池工作狀態輪流變換運行。其最根本的特點是處理工序不是連續的,而是間歇的、周期的,污水一批一批地經過進水、曝氣、沉淀、排水,然后又周而復始,其核心技術是SBR反應池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,無污泥回流系統,典型的SBR工藝沉淀時停止進水,靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質。SBR工藝早在20世紀初已有應用,但由于SBR對自動化控制要求很高,人工管理的困難和煩瑣,稍有故障就不能運行,未能廣泛推廣應用。近幾年,SBR經過不斷演變和改良,又產生或同期發展為CASS(Cyclic Activated Sludge System)、CAST(Cyclic Activated SludgeTechnology)和MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)等工藝,進一步增強了除磷脫氮效果,改良的SBR工藝可以發揮節省用地、提高出水水質指標的優勢,隨著自動化技術的發展和PLC控制系統的普及化,SBR類工藝的工程應用又進入了一個新的時代。
2.4Carrousel氧化溝工藝 Carrousel(卡魯塞爾)氧化溝是一種單溝式環型氧化溝,在氧化溝的頂端設有垂直表面曝氣機,兼有供氧和推流攪拌的作用,污水在溝道內轉折巡回流動,處于完全混合狀態,有機物不斷氧化得以去除。該氧化溝一般設有獨立的沉淀池和污泥回流系統。Carrousel氧化溝具備一般氧化溝的共同優點,工藝流程簡單,抗沖擊負荷能力較強,出水水質較穩定;其獨特之處在于:單臺曝氣設備功率大,數量較少,投資較少,維護點相對較少,更易于維護。其不足之處:由于表曝機數量少,溝內混合液自由流程很長,由紊流導致的流速不均有可能引起污泥沉淀,影響運行效果;單溝氧化溝維持溶解氧較高,加之單點供氧強度較大,耗能稍高。Carrousel氧化溝結構和設備簡單,管理方便,適用于中小規模的城市污水處理。
2.5膜生物反應器 膜生物反應器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術,兼有活性污泥法和固定細胞法二者的優點。其顯著優點為出水水質優于傳統生物處理工藝,且污泥產率低。20世紀80年代以來,該技術愈來愈受到重視,已成為研究的熱點之一。
三、結束語
隨著高新技術引入水污染控制領域,以資源化為導向的新型處理技術將不斷涌現,污水處理的目標將從達標排放向節能降耗、低碳運行和資源化的新目標邁進。
參考文獻
[1] 李燕城,吳俊奇主編. 水處理實驗技術[M]. 北京: 中國建筑工業出版社,2004: 11-26
關鍵詞:泥膜共生;生物處理;污水處理
一、 引言
目前為止,生物處理工藝仍是去除廢水中有機物最為經濟、最具環境效益、應用最為廣泛的城市污水和工業廢水處理方法。而傳統的活性污泥法則是生物處理方法中最為常用的處理方法,主要優點是處理能力高,出水好,負荷較低,但基建與運行費用較高,管理復雜,容易發生污泥膨脹與上浮;生物膜法是另一種常規生物處理工藝技術,特別是在工業廢水中應用更加廣泛,其主要特點是負荷高,抗沖擊能力強,無污泥膨脹,但是隨著社會經濟的發展,城市和工業廢水的排放量不斷加大,廢水中污染物的種類和數量也不斷增加,許多常規生物處理系統都面臨著進水負荷超過設計水平以及運轉不穩定出水超標等問題,必須對常規生物處理工藝進行創新改進,對提高系統的去除能力具有重要意義。
通過對常規生物處理工藝的研究并進行了小試和工程實踐,開發出高效復合式生物處理技術工藝――泥膜共生生物處理技術,該工藝是在好氧活性污泥法與生物膜法有效結合的基礎上,兼顧強化多相物系的傳質而提出的,以發揮兩種工藝各自的優勢,克服各自存在的不足,使得生物處理系統在去除有機污染物方面更為有效。
二、 泥膜共生處理技術機理及特點
泥膜共生生物處理工藝是懸浮生長活性污泥法和附著生長的生物膜法相結合的一種工藝。其通過在活性污泥曝氣池中投加一定數量的載體填料作為微生物附著生長的載體。利用懸浮生長的活性污泥與附著生長的生物膜共同去除污水中有機污染物,受限填料同時作為多相流體中水力半徑的控制因素,以增加水力剪切,提高傳質效率,系統中廢水與生物相處于推流狀態,在局部單元處理完全混合狀態,系統中活性污泥量通過污泥回流控制,在這個系統中由于填料的加入,使污水處理的機理和效能都大為改變,微生物生存的基礎環境由原來的氣、液兩相轉變為氣、液、固三相,這種轉變為微生物創造了更豐富的存在形式,形成了一個更為復雜的復合式生態系統,在任何時候都有一些游離的菌體附著在載體表面,同時又有一些生物膜脫離載體表面,而形成懸浮污泥,當這一過程達到平衡時,反應器中的載體表面就形成穩定狀態的生物膜,這層生物膜與液相中的懸浮污泥共同發揮作用,各種發揮自己的降解優勢,同時又在縱橫兩個方向上相互關聯。在縱向上,微生物構成了一個由細菌、真菌、藻類、原生動物、后生動物等多個營養級別組成的復雜生態系統,其中每一個營養級的數量都受到環境和其他營養級的制約,最終達到動態平衡,在橫向上,沿著液體到載體的方向,構成了一個懸浮好氧型、附著好氧型、附著兼氧型、附著厭氧型的各種運動能力,呼吸類型、營養類型的微生物系統,從而使得系統有可能同時完成有機物的去除和脫氮除磷的任務。
在該工藝中,附著生長在填料上的長泥齡生物膜為生產緩慢的硝化菌提供了非常有利的生存環境,可實現有效的硝化效果,而懸浮生長的活性污泥的泥齡相對較短,主要起去除有機物的作用,由此避免了活性污泥工藝中為了實現硝化作用而需要較長的泥齡并因此而易出現污泥膨脹的問題。因而,這種懸浮態和附著態微生物共池生長的工藝其污泥負荷要遠低于單純的活性污泥工藝,因而其處理效率更高,且運行更穩定。泥膜共生生物曝氣池幾乎適用于所有形式的曝氣池,尤其適用于對超負荷運行的城市污水和工業廢水處理廠的改造,可無須擴大原有處理構筑物的容積,而提高處理能力;適用于為滿足更為嚴格的處理出水水質要求的常規工藝的改造。因而該工藝與活性污泥工藝相比,在達到同樣處理效果的前提下,其所需的反應器可明顯縮小,或在同樣的容積負荷條件下,其處理效果將更好,功能更強。
三、 泥膜共生生物處理系統在工業廢水中的應用及效果
該工藝已成功應用于淀粉廢水、制革廢水、造紙廢水,化肥廠氨氮廢水和明膠廢水等工業廢水處理工程中,并取得了良好的效果,下表是泥膜共生技術在各工業廢水中的處理效果:
效果表
項 目 制革廠 造紙 淀粉 化肥廠 明膠廠
泥膜共生系統 COD 進水 600-1000 300-600 600-800 600-1100
出水 60-85 35-65 30-70 30-80
去除率 91% 89% 93% 94%
NH3-N 進水 50-90 300-350 50-130 50-70
出水 5-10 2-10 5-10 2-8
去除率 89% 98% 91% 92%
備 注 一級 一級 二級 一級 一級
從上表可以看出,泥膜共生技術在去除COD和NH3-N方面有很高的去除效果。
四、 泥膜共生技術的優點
從試驗研究和實際工程的結果可以看出該工藝具有以下優點:
(1) 泥膜共生生物曝氣池內的生物量比單一的活性污泥或生物膜曝氣池內的生物量大,去除有機物的能力強。
(2) 在相同生物量下,與活性污泥法相比,減少了曝氣池的容積,減低基建費用。
(3) 通過合理控制操作參數,可實現高效脫氮。
(4) 易于在原有設施下改建,有利于現有污水處理工藝的升級改造。
(5) 對難降解廢水的降解有顯著的效果。
(6) 運行穩定,管理方便,不會發生污泥膨脹。
(7) 有極強的抗沖擊負荷能力。
五、 泥膜共生生物處理技術的應用前景
關鍵詞 污水處理廠 惡臭來源 除臭技術
中圖分類號:X703
文獻標識碼:A
污水處理中的臭氣來源及成分污水處理廠的臭氣成分復雜多變,主要由氨、硫化氫和甲醇等組成。大致可分成5類:(1)含硫的化合物,如H2S、硫醇類、硫醚類;(2)含氯的化合物,如胺類、酰胺、吲哚類;(3)烴類,如烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴;(4)鹵素及衍生物,如氯氣、鹵代烴;(5)含氧的有機物,如醇、酚、醛、酮、有機酸等。其中的無機物有H2S、NH3等,而絕大多數的惡臭氣體產生于有機物質,這些物質對人體健康危害較大。
氣味物質的成分大多是低分子脂肪酸、胺類、醛類、酮類、醚類,以及脂肪族的、芳香族的、雜環的氮或硫化物,帶有活性基團的這些物質被液相吸收后,特別易被生物氧化,當活性基團被氧化后,惡臭氣味就消失。臭氣經不同種類的微生物分解后,產物不一樣。現行的惡臭處理法,從脫除原理上大致可以概括為物理法、化學法和生物處理法三種類型。物理脫臭法通常作為脫臭處理工藝的前處理,效果比較好的常用方法是大氣稀釋法和吸附法;化學脫臭法,主要是利用化學藥劑或化學方法與惡臭物質的成分進行反應,生成無臭物質而達到脫臭目的的方法。因為惡臭物質成分大多呈現酸性或堿性,因此比較行之有效的是用氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸、鹽酸等酸堿中和反應進行脫臭,所以現行處理工藝中,大多采用濕法化學吸收法、燃燒處理法。生物除臭法因其具有簡單、投資省、運行費用低、維護管理方便、效果好等優點而發展很快,生物處理除臭法主要分為液相除臭法和固相除臭法。筆者根據自己的實際工作經驗,這里主要介紹生物處理除臭的兩兩種方法。
1、液相除臭法液相除臭法中比較有代表意義的是活性污泥除臭法。常用的是活性污泥曝氣除臭法和活性污泥洗滌法。前者是日本福山等人在20世紀80年代初最先開發成功,現已應用于屎尿處理場和污水處理場的臭氣處理。該除臭方法是將惡臭物質以曝氣形式分散到活性污泥的混合液體底部,臭氣溶解于混合液中,通過懸浮的微生物降解惡臭物質。這與廢水的活性污泥法處理過程極為相似,只是用惡臭氣體像空氣一樣注入活性污泥中,效果很好,其去除效率均可高達99%以上。但是,該法必須控制空氣與污水的體積比,以免對活性污泥不利,同時壓縮機的葉輪和管道必須防腐。該法適用于臭氣濃度低、氧氣濃度高的氣體。
2、生物固相除臭法生物固相除臭法基本可以分為生物填充除臭法和土壤處理法,這對于城鎮的小規模發生源臭氣處理,具有廣闊的前景。
土壤處理法是利用土壤中存在的土壤膠粒,吸附難降解和難溶性惡臭成分,利用棲息于土壤中的種類繁多的細菌、放線菌、霉菌、原生動物、藻類等微生物,吸收降解臭氣物質,從而達到消除和降低臭氣的一種方法。該法除臭效果較好、維護容易、操作費用低,又不依賴土地的實際形狀,土壤高吸附能力可以適應較大的惡臭負荷變動,但當處理氣量較大時,則占地面積大。另外,為防止降水和土壤壓實,還需用犁翻地或更換土壤。在都市中,要開辟出一塊空地作為土壤除臭處理場,實際上是很困難的。
生物填充除臭法處理臭氣,是通過附著在固體過濾材料表面的微生物降解惡臭成分來實現除臭的目的。該法的主要原理是惡臭氣體經過去塵增濕,或降溫等預處理工藝后,從填料層底部由下向上穿過填料,惡臭物質由氣相轉移到水和微生物組成的混合相,通過固著于填料上的微生物代謝作用而被分解掉。對生物填充除臭法的目前研究很多,工藝比較成熟,根據載體性質的不同而分為生物濾池(裁體為有機物)和生物滴濾池(載體為無機物)。生物填充除臭法,幾乎所有的設施均連接活性炭作為其后處理裝置。近年來,為了防止因水分而造成活性炭的吸附能力下降,因此使用活性炭作為前處理設施的日漸增多。生物填充除臭法其除臭效率,主要受惡臭氣體的成分以及設計中空塔速度、填料載體、散水量和散水的溫度以及布氣的均勻性和自然條件等因素的影響。
生物填充法處理臭氣的獨特優點是,具有較強的惡臭去除能力、裝置簡單、能耗低、不受冬季寒冷氣候的影響、運行和維護費用很低。主要缺點是,占地面積大、操作參數難以控制。此外,生化反應過程需要相對較長的停留時間,一般需要1~6個月。還需用大量的水來加濕進氣和保持填料的最佳濕度環境,還需要處置產生的大量滲瀝液和脫落剝離的老化生物殘體。另外,對于某些成分復雜和高濃度的惡臭處理有局限性,使得其應用受到一定的限制。
目前,嚴格執行惡臭污染物排放標準,加強對惡臭的監測與治理,是污水處理廠今后的發展要求。選擇合適的處理方法,則要根據惡臭物質的性質、濃度、處理量及來源等因素決定,濕式吸收氧化法和生物過濾法兩種技術是發展和應用的方向。前者具有處理氣量大、濃度高、操作穩定、效率高和占地面積小等優點,將成為主流和首選技術。在占地面積不受局限的情況下,針對中、低濃度的惡臭氣流,生物過濾法同樣是一個很好的選擇。但是,無論選用哪一種技術方案,都必須由專業人員對整個項目的惡臭來源、特性和現場的具體情況作全面、科學的調查、研究和分析,才能作出科學、合理的決策。
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關鍵詞:城市生活垃圾 微生物 強化微生物處理技術 基因工程
在MSW好氧生物降解過程中,細菌憑借強大的比表面積,可以快速將可溶性底物吸收到細胞中,進行胞內代謝。總的來說,其數量要比放線菌和真菌多得多。當然,在不同的環境中分離的細菌在分類學上具有多樣性,主要有假單胞菌屬(pseudomonas)、克雷伯氏菌屬(klebsiella)以及芽孢桿菌屬(bacillus)的細菌[1]。在堆肥過程中,細菌總數的變化趨勢是高-低-高。堆肥初期,有機廢物中攜帶有的大量細菌分解有機物質釋放能量,使堆體溫度上升,此時,常溫細菌受到抑制,嗜溫細菌活躍;當堆溫升至高溫階段,只有少量的嗜熱細菌可以活動;高溫期過后,隨著有機成分的減少,堆體溫度降低,嗜溫及常溫細菌又開始活躍,使細菌總數上升。整個好氧降解過程中,嗜溫細菌是堆肥系統中最主要的微生物。
自然界中的微生物總是雜居在一起,即使一粒土或一滴水中也生存著多種微生物。為了提高工藝中某種有效微生物的質量(純度),提高處理效率,必須進行微生物的純種分離技術。常見的純種微生物的分離方法有平板劃線分離、液體稀釋法分離、利用選擇培養基進行分離以及菌絲尖端切割分離[4]。
將已經熔化的培養基倒入培養皿中制成平板,用接種環沾取少量待分離的材料,在培養基表面平行或分區劃線(圖1),然后,將培養皿放入恒溫箱里培養。在線的開始部分,微生物往往連在一起生長,隨著線的延伸,菌數逐漸減少,最后可能形成純種的單個菌落。
將待分離的樣品經過大量稀釋后,取稀釋液均勻地涂布在培養皿中的培養基表面,培養后就可能得到單個菌落。
不同的微生物對不同的試劑、染料、抗生素等具有不同的抵抗能力,利用這些特點可配制出適合某種微生物生長而限制其他微生物生長的選擇培養基。用這種培養基來培養微生物就可以達到純種分離的目的。
這種方法適于絲狀真菌。用無菌的解剖刀切取位于菌落邊緣的菌絲的尖端,將它們移到合適的培養基上培養后,就能得到新菌落。
純種分離后還要將微生物接種到垃圾中進行生物處理,但由于接種微生物的生存環境發生了變化,故在微生物適應周圍環境前,處理效率達不到理想的效果,因而直接在垃圾中進行微生物接種的處理效果則應好于微生物純種分離后再接種的處理效果。直接在垃圾中進行微生物接種可采用多種方式,如:垃圾滲濾液循環、加入一定比例的垃圾腐熟物等。
微生物對垃圾的降解是在多種微生物的協同作用下完成,在適宜的條件下,微生物協同作用能力的大小取決于微生物種群的大小與結構的穩定性。一般說來,生物的種群越大,其自動調控能力越好,適應性就越強,結構越穩定。經垃圾滲濾液循環或向待處理的新鮮垃圾中加入一定比例的垃圾腐熟物進行強化接種培養后,微生物的種群擴大,且循環次數越多,微生物的數量和種群就越大,這樣就會更有利于對垃圾的降解。
研究表明,單一的細菌、真菌、放線菌群體,無論其活性多高,在加快垃圾生物降解進程中的作用都比不上復合微生物菌群的共同作用[5]。微生物菌劑是采用分離、篩選的有效微生物,配合一定的處理工藝和設備,通過合理地調配各種有效微生物的含量,進行篩選、培育MSW生物處理的高效復合微生物菌劑,進而來調節菌群結構、提高微生物降解活性,提高微生物降解有機成分的效率。復合微生物菌群中既有分解性細菌,又有合成性細菌;既有纖維素分解菌、真菌,又有放線菌。向工藝中添加復合微生物菌劑,不僅增加了工藝中微生物初始濃度,而且改善了工藝中微生物的種群結構。作為多種細菌共存的一種生物群落,依靠相互間共生增殖及協同作用,代謝出抗氧化物質,生成穩定而復雜的生態系統,使得整個生物降解過程中微生物數量保持相對穩定,處理效果較佳[6]。
【關鍵詞】農村;生活污水;處理技術方法
我國農村每年產生的生活污水量比較大,并且根據相應的調查結果表明,農村生活污水絕大多數未經過科學的處理,沒有安裝相應的污水處理系統與排水處理系統,農村的生活污水基本上都是隨意排放,進而給農村的環境帶來了嚴重的污染,因此,需要對其污水處理技術的方法加強研究,這對于農村的發展來將有著重要的現實意義。
一、農村生活污水處理的現狀
1、自然處理
我國農村生活污水一般包含人們的糞便、廚房以及家庭清潔或者是生活垃圾等產生的污水,人們對這些生活污水進行處理時,經常是按照土壤、植物、微生物的相互作用對其進行處理,這種處理方式屬于一種自然處理,是通過土壤、植物的過濾與吸收作用,結合微生物的分解作用,對生活污水進行凈化。但是這種自然處理技術,在排水時生活污水都是未經過任何處理,就直接排放到了地面、下水道以及河流中,對水源造成了嚴重污染[1]。
2、生物處理
因為近年來農村經濟發展水平的不斷提升,原來自然處理生活污水的方式也得到了進一步優化,人們開始利用生物處理技術來對生活污水加以凈化,主要就是利用微生物的特有的新陳代謝功能,將生活污水中的有機物清除掉。但是在利用生物處理之后,人們還是將生活污水直接用于農業灌溉,并沒有再做進一步處理,加之生物處理技術的不成熟,未將污水凈化徹底,導致水體中的微生物與有機物嚴重超標。
二、農村生活污水處理技術選用原則
1、因地制宜
在農村開展生活污水處理,必須要結合該區域的實際情況,選用合適的處理技術。農村地區的人口、地形、地質、氣候以及經濟水平等,因地域地理位置的不同,存在很大差別,所以在選用污水處理技術時,也應當因地制宜的選用合適的處理技術。例如,用地比較受限、經濟比較發達的農村地區,可以選擇應用好氧與厭氧相組合的處理設備,而針對氣候條件良好、用地也比較充足的農村地區,可以選用穩定塘與人工濕地等處理技術[2]。
2、管理簡易
當前我國農村地區的經濟雖然已經有了很大改善,但是在技術方面還存在欠缺。例如,在農村建設起處理生活污水的基礎設施,由于專業技術的匱乏,使其在建成之后不能正常得以應用,更不要說能夠對其進行科學的管理了。所以,農村生活污水處理技術方法在選用時,一定要遵循管理簡單容易的原則,這樣才能真正發揮出污水處理技術的作用。
3、花費造價低
當前我國很多農村地區針對生活污水處理并不重視,同時針對其成本造價也缺少相對穩定的經費來源,例如,很多農村地區在進行生活污水處理時,經常會選用好癢處理技術,但是該項處理技術運行所需的成本費用太高,因此勢必會在應用時受到資金的限制。所以,在開展農村生活污水處理時,應盡可能選用花費造價低的處理技術,將污水處理的能量消耗降到最低。
三、農村生活污水處理技術方法
1.1生物處理技術
1.1.1沼氣池
在農村建設沼氣池,可以起到凈化污水的作用。建立沼氣池可以是幾戶居民一起建立,或者是單戶居民自己建立,布置相對比較靈活,農村生活污水通過這種沼氣池凈化之后,能夠有效改善水質,甚至可以達到國家規定污水排放的二級標準。
1.1.2生物濾池
這里的生物特指厭氧生物,濾池的結構與氧化池非常相似,唯一的區別在于生物濾池的池頂是密封的。生物濾池還有其他方面的優勢,如,前期投資較少,不用花費過多經費,進行維護的工作人員不需要過硬的專業技術,因此在農村得到了廣泛應用[3]。
1.2好癢處理技術
1.2.1氧化法
氧化法具體是指生物接觸氧化法,它是由生物濾池經過改良之后得到的一種新型處理技術,實際操作簡單方便,因此比較適合在農村進行推廣使用。我國各區域由于環境與地理位置的不同,在溫度、經濟水平以及出水率等方面也存在很多差異,所以針對農村氣溫比較低、出水較難以及用地受限的農村地區,可以推廣應用氧化法。
1.2.2蚯蚓生物濾池
蚯蚓生物濾池就是利用了蚯蚓的特性,提升了土壤的通氣性與透水性。這種污水處理技術是一種低耗能、高效率的處理技術,能夠有效去除生活污水中的污染物,減少污泥的產生率。在很多農村地區開展應用蚯蚓生物濾池,實際上有很大優勢,因為蚯蚓在農村的農田中比較常見,所以該項處理技術相比于其他處理技術,存在一定的優勢,可以大量推廣應用,已解決農村生活污水的處理問題。
2、生態處理技術
2.1人工濕地
人工濕地這種處理技術主要是對自然濕地進行模擬,利用自然環境中的植物、微生物以及基質之間的協作,對生活污水進行有效處理。人工濕地是通過土壤與填充料組合而成,在床表面種植上水生植物,使其構成一個簡易的生態系統。
這種處理技術對農村生活污水進行處理,能夠達到非常好的凈化效果,同時人工濕地的構建也比較簡單,管理起來較為容易,不用花費過多費用,雖然會占用較大的土地面積,但是能夠起到良好的環境效益,因此適合居住較為集中、經濟水平較低、土地資源充足的農村地區。
2.2穩定塘處理技術
穩定塘在人們的整修下設置了圍堤與防滲層,通過水生物的特有的凈化功能,對生活污水起到一個凈化作用。穩定塘在修建時不會花費過多費用,使用時成本較低,沒有污泥處理,但是卻需要占用大面積的土地,很容易受到氣候變化的影響,因此,農村地區想要使用該種處理技術,還需要考慮本地區的實際情況。
結束語:
通過上述內容,我們從中可以看出,農村生活污水處理技術的選用與研究,都應當結合農村地區的實際情況,考查農村地區的地理環境以及經濟水平,對于農村住戶較為分散的地區,可以建議人們使用沼氣池對生活污水進行處理,對于住戶比較集中的地區,可以建議人們使用生物濾池或者是穩定塘等對污水進行處理。選用正確、合理的污水處理技術,有助于提高農村人們的生活質量。
參考文獻:
[1]王志強,李黎,羅海霞,陳文清. 農村生活污水處理技術研究[J]. 安徽農業科學,2012,05:2957-2959.
關鍵詞:環境問題;水污染;生活污水處理
1 引言
隨著國家經濟的快速發展,各種污染也隨之而來,其中水污染尤其嚴重。多年來粗放式的處理模式也使得現在針對水污染的處理存在較大難度。我國水資源又相對的稀缺,因而處理水污染是當前我國比較緊急的問題。
目前我國在處理隨污染這一方面的技術相當不完善,淡水資源對于我國又極其重要。所以說,研究水污染的處理技術是非常必要的,而且作用不可忽。在當代尋求持續發展的現狀下,研究出一種處理效率相對較高、處理效果相對較好、對環境影響極低的處理方式就顯得十分之重要了。
2 我國水污染現狀
水利部曾經對全國700余條河流,約10萬公里河長的水資源質量給出了評價,結果是:46.5%的河長受到污染,水質只達到四、五類;10.6%的河長嚴重污染,水質為超五類,水體已喪失使用價值;90%以上的城市水域污染嚴重。七大水系水質總體為中度污染,浙閩區河流水質為輕度污染,湖泊(水庫)富營養化問題突出。海河、遼河、淮河、巢湖、滇池、太湖污染嚴重,七大水系中,不適合作飲用水源的河段已接近40%,其中淮河流域和滇池最為嚴重。工業較發達城鎮河段污染突出,城市河段中78%的河段不適合作飲用水源;城市地下水50%受到污染,水污染加劇了我國水資源短缺的矛盾,對工農業生產和人民生活造成危害。與此同時,由于城市的發展,生活污水的數量在不斷增加,排放量甚至超過了工業污水。
3 生活污水處理技術
通過國內外幾十年的實踐,對生活污水的處理措施絕大部分以生物處理工藝為主,輔以深度處理就可以達到回收理由的目的。 生物處理工藝的類型和處理方法多種多樣,各有特色,鑒于實際環境的不同,使用的方法存在很大差異。
3.1 污泥活性法
污泥活性法是以有活性污泥為主體的廢水生物處理方法。該方法通過向廢水中連續通入適量空氣,在一段時間后好氧性微生物因繁殖而形成了污泥狀絮凝物。絮凝物上棲息著以菌膠團為主的微生物群,在吸附和氧化有機物方面效果拔群。
該法是通過人工充氧,將污水與各種微生物群體進行連續混合培養,從而形成活性污泥。進而借助于活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,分解去除污水中的有機污染物。之后將污泥與水分離,大部分污泥再回流到曝氣池,其余部分則排出活性污泥系統。
活性污泥過程工作效率(處理效率和經濟效益)的主要取決于處理方法的選擇與曝氣池和沉淀池的設計及運行。
3.2 接觸氧化法
接觸氧化法是以附著在載體(俗稱填料)上的生物膜為主,凈化有機廢水的一種高效水處理工藝。具有污泥活性法特點的生物膜法,兼有污泥活性法和生物膜法的優點。在可生化條件下,不論應用于工業廢水還是養殖污水、生活污水的處理,都取得了良好的經濟效益。該工藝因具有高效節能、占地面積小、耐沖擊負荷、運行管理方便等特點而被廣泛應用于各行各業的污水處理系統。
生物處理是經過物化處理后的環節,也是整個循環流程中的重要環節,在這里氨氮、亞硝酸、硝酸鹽、硫化氫等有害物質都將得到去除,對以后流程中水質的進一步處理將起到關鍵作用。
如果能配合JBM新型組合式生物填料使用,可加速生物分解過程,具有運行管理簡便、投資省、處理效果高、最大限度地減少占地等優點。
3.3 生物濾池法
生物濾池法是兼具普通污泥活性法和生物接觸氧化法優點的污水處理方法,這種工藝不僅需要大量特制填料,還要求較高的填料高度,因此池體深度一般在5米以上,該種工藝的水力負荷和有機負荷相對其他工藝較低,處理能力小,而且填料的堵塞問題需要反沖洗進行解決,還會產生大量反沖洗廢水,且操作管理復雜。
3.4 膜生物反應器法
膜生物反應器法是一種將生物處理單元和膜分離單元結合的新型水處理技術,在近幾十年來發展極為迅猛。在該工藝應,污泥活性法中的二沉池被中空纖維膜取代了,將固液分離,有效的達到了泥水分離的目的。具有高效截留作用的膜,可以極為有效的截留硝化菌,使其可以完全截留在生物反應器內,并順利進行硝化反應,有效去除氨氮,使得污泥的流失減少,同時可以截留一時難于降解的大分子有機物,延長其在反應器的停留時間,使之得到最大限度的分解。該種方法其工程投資高,運營費用高,膜使用壽命為2~3年,后期膜折舊費用高,為防止膜堵塞需定期使用藥劑清洗,管理復雜。
4 技術前景
從上文的探究中,我們可以看出,生活中有多種多樣的污水處理方式。具體選擇什么樣的方式,要著眼于實際環境進行選擇。遵循以下的污水處理方案選擇原則:所住的生活用水量較少時,自然而然地污水量也就比較小。對于遇到這種情時,往往要選擇成本較低,可生化性較好的方法。那么,生物膜法就是一種不錯的選擇。畢竟,生物膜法的特點正好滿足處理這種類型污水方面的要求。
對于遇到住宅小區的面積較小時,就需要考慮周全,如何使污水處理方面的設備等不需要占據太大的面積。地下的設計方法是一種比較理想的選擇。污水處理的地上可以綠化小區。但是在設計時,一定要注意,由于污水處理設計到了地下。因此,在通風和臭氣方面需要引起設計者的注意。
在污水處理這塊上,管理者他們的水平并不高,所以在維修方面,盡量使用較為簡單技術。另外,污水處理開始向簡單化轉變。所以在污水處理選擇的方案上盡量選擇工期較短的,簡單的處理設備。
還有,隨著人們生活水平的不斷提高,人們對水質的要求也在不斷地提高。以前單一的污水處理的方案不再會滿足我們處理的要求,這就需要多種污水處理方案的結合,多種污水處理方案的結合在使用時要揚長避短。目前,在組合式的應用上,應用比較廣泛的有缺氧和厭氧的組合等。在結合方式的發展趨向上,就是可以利用微生物產生的沼氣,應用到人們的日常生活中。
5 結語
我國城市生活用水污染現狀堪憂,嚴峻的現實要求加強污染治理的治理,重點必須以經濟、高效、節能等多項先進特點為一體,將整體的治理的理念與現如今時展的潮流相結合,著眼于當前實際情況,從眼前著手,走可持續發展的科學道路,利用先進的科技手段來進行水污染處理,將城鎮環境與人們的生產生活進行有機融合,兩者和睦相處,只有這樣才能夠使城鎮經濟發展更快,人們的生活更加舒適。
參考文獻
[1我國城市水污染治理技術探析_蔣一
[2]我國城鎮水污染治理技術探析_李璐倩
[3]生活污水處理技術研究_郭力偉
[4]廢水厭氧生物處理技術與應用前景_賀曉蕾
關鍵詞:現代生物技術廢水生物處理生物修復水處理劑
引言
隨著工業的高速發展,水環境污染問題越來越嚴重地威脅著人類的生存環境,制約著社會和經濟的進一步發展。因此,水污染控制成為全世界共同關注的問題。目前的水處理技術中,生物處理法已成為世界各國控制水污染的主要手段,尤其是現代生物技術將成為水污染控制領域重點開發和應用的技術手段,主要應用于廢水處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面。
1現代生物技術的內容與特點
現代生物技術是指以DNA技術為先導,包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質工程和生物修復技術在內的一系列生物高新技術的統稱[1,2]。其中每個方面都有其特定的理論基礎和不同的應用領域,但它們之間又相互補充和銜接,形成一個完整的體系。
生物技術的特點大致有[3]:①以生物為對象,不依賴地球上的有限資源,而是著眼于再生資源的利用;②在常溫、常壓下進行,過程簡單,可連續化操作,并可節約能源,減少環境污染;③開辟了生產高純度、優質、安全可靠的生物制品的新途徑;④可解決常規技術和傳統方法不能解決的問題;⑤可定向地按人們的需要創造新物種、新品種和其他有經濟價值的生命類型。
2現代生物技術在廢水處理中的應用
廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化,從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術發展迅速,好氧法、厭氧生物法以及生物發酵法已趨于成熟,所以,這里只介紹固定化等新興技術。
2.1固定化微生物技術固定化微生物技術是生物工程領域中的一項新技術。進入80年代后國內外開始應用這種具有獨特優點的新技術來處理工業廢水和分解難生物降解的有機物質,一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或創造,將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進行固定化后,菌體密度提高,大大提高了處理效率,尤其是對難降解有毒物質有明顯優勢。王增長等人利用新研制的聚集—交聯固定化細胞技術,將篩選的高效優勢脫色菌種固定在活性污泥上,投加于“厭氧—好氧—生物濾池”工藝流程中,處理印染廢水,結果表明:出水色度極低,處理后的水可回用[4]。
2.2生物強化處理技術為了提高廢水處理的效果,而向廢水中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質。主要強化方法有:①高濃度活性污泥法,以高污泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理,加快反應速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果[5]。②生物—鐵法,是在普通活性污泥中加入無機鹽,多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉),形成生物鐵絮凝體活性污泥,具有高濃度活性污泥法的特點,主要用來提高除磷效果。③生物—活性炭法,綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者產生協同增效作用。在該系統中,每g活性炭去除1~3gCOD,分解廢水毒性能力明顯增強,同時提高脫氮水平。
2.3生物反應器技術生物反應器技術,是現代生物技術發展的一個主要方向。現代化的新型生物膜反應器,其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體,有利于微生物附著生長形成生物膜,供氣或供給的其他反應條件優越,污染物具有充分的時間與微生物接觸,有利于增強微生物的分解代謝能力。目前,2000m3的反應器已經問世。雖然其處理能力較低,造價較高,但其管理方便,運行費用低,所以歐美地區約有7%的污水處理廠采用該技術[6]。
3生物修復技術
生物修復技術[7]是利用生物,特別是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現場降解為CO2和H2O或轉化為無害物質的工程技術系統。這項技術正被用于清除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解,但微生物可將其轉移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進程,常常采用許多強化措施,使自然生態系統維持原狀的前提下,使受污染的環境得以修復。研究表明,生物修復與傳統的物化法相比具有以下優點:①經濟,僅為物化法30%-50%;②對環境影響小,不產生二次污染,遺留問題少;③最大限度地降低污染物的濃度;④修復時間較短,就地修復,操作方便。
生物修復中主要涉及兩大問題,即有效性和安全性評價。為提高有效性今后將應用分子微生物學分離、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復的安全性評價水平,需發展鑒定微生物的分子生物技術,以確定微生物在環境中的去留和基因[8]。
4微生物水處理劑
微生物水處理劑主要集中在以下幾個方面:①微生態制劑。微生態制劑是一種由優勢互補的微生物菌群、繁殖促進劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑,已經在保健領域發揮重要作用。用于環境凈化的微生態制劑由于其應用范圍廣、使用安全、無副作用,為區域環境保護提供了新的重要手段。歐美近年來加快了這方面的研究開發,已有采用微生態制劑原位修復水體的成功實例[9]。②生物吸附劑。生物吸附劑是廢水生物處理的一個新的發展方向,主要有兩大類:一類是高比表面積和高吸附率的生物體吸附水中的污染物;另一類是集生物吸附和生物降解能力為一體凈化廢水中的污染物的生物吸附劑。目前生物吸附劑的固定化技術使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復利用。③微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是利用生物技術,通過微生物發酵,抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒的廉價的水處理劑,這些是無機或有機合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點是降解性能好,成本低,無二次污染等。目前,已篩選出19種具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8種,細菌5種,放線菌5種,酵母菌1種[10]。隨著生物技術的發展,微生物水處理劑的開發與應用具有良好的前景。
現代生物技術在水污染控制領域已顯示出獨特的魅力和應用前景。但筆者認為,今后應從四個方面進行深入研究:①分離、篩選和培養高效降解菌,利用微生物共代謝作用、多菌種協同作用降解難降解污染物;②構建高效反應器,優化運行條件,探索新技術新方法;③開發高效、無毒、廉價、可大批量生產的微生物水處理劑;④著力實踐和推廣生物修復示范工程,為生態環境建設提供有力的技術支持。
參考文獻:
[1]李亞一.生物技術[M].北京:中國科學技術出版社.1994.1.
[2]王凱軍.發達國家環境生物技術研究規劃簡介[J].給水排水.1996.22(9):7-9.
【關鍵詞】住宅小區;生活污水處理;技術開發;問題探討
在城市污水管網尚未鋪就或不可能到達,或尚未建成城市污水處理廠的城市的住宅小區,生活污水處理一直都是很難解決的問題。過去常用的化糞池沉淀和厭氧發酵,雖然對懸浮物質和寄生蟲卵有一定的去除作用,但BOD5去除率很低,且不具備脫氮除磷功能,已不能滿足水污染防治和藹水環境保護的需要。近年來,適用于住宅小區的小型污水處理站和污水處理設備的技術開發發展迅速。本文擬就這方面的成果進行論述,并對存在的問題提出看法。
1 技術開發
住宅小區生活污水處理技術的沿革,經歷了從單一工藝到組合工藝的過程。從是否需氧的角度考察,則沿著“厭氧好氧厭氧+好氧厭氧+缺氧”的軌跡發展。從去除對象來看,早期技術僅能去除SS物質,而現在的工藝還具備脫氮除磷功能。下面介紹幾種目前常用的處理技術和設備。
1.1 生物接觸氧化法
生物接觸氧化法,是一種介于活性污泥法和生物膜法的污水生物處理技術,兼備兩者的優點。其主要構筑物為生物接觸氧化池,池內充填填料。已經充氧的污水以一定的流速流經被其浸沒的填料,在填料上形成生物膜。污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的作用下,有機污染物得到去除,污水得到凈化。由于池內具備適于微生物棲息增殖的良好環境條件,因此,生物膜上生物相豐富、食物鏈長、微生物濃度高、活性強,不產生污泥膨脹,污泥生成量少,且易于沉淀。生物接觸氧化法具有多種凈化功能,除有效地去除有機物外,如運行得當,還能夠脫氧和除磷。
生物接觸氧化法的關鍵部位是填料。傳統的蜂窩狀塑料管較易堵塞,現在常采用吊掛式軟性填料和懸浮或半懸浮球形填料,能有效地防止堵塞,且面積較大,處理效果好。
生物接觸氧化法是住宅小區生活污水處理較早的采用的技術之一,其主體工藝流程為:
原污水初沉池接觸氧化池二沉池消毒池排放
初沉池、二沉池均為豎流式沉淀池,上升流速分別為0.6¬¬―0.8mm/s和0.3―0.4mm/s。采用梯形直管填料,池中心廊道式射流氣,氣水比為10:1―12:1,停留時間為2.5―3.3h。設計進水平均BOD5=200mg/L,出水BOD5=20mg/L。
1.2 兩段活性污泥法
兩段活性污泥法,簡稱AB法。該法把污水管道、污水處理廠視為一個污水處理系統。其工藝特點是:不設初淀池,A段高負荷,B段低負荷,A、B兩段污泥分別回流,充分利用污水管道中的微生物,為不同時期生長的優勢微生物種群創造良好的環境條件,讓其充分發揮作用,耐沖擊負荷能力強,處理效果穩定。其主體工藝流程為:
原污水格柵頂氣調節池A段氣池A段沉淀池B段氣池B段沉淀池排放
該類設備,采用自吸式射流氣機、無支架的污泥懸浮型生物填料、側向流坡形斜板沉淀池等先進技術。BOD5去除率為90%,COD去除率為80%。
1.3 序批式活性污泥法
序批式活性污泥法,簡稱SBR法。原則上,SBR法的主體工藝設備只有一個間隙反應器,在一個運行周期中,按運行次序,分為進水、反應、沉淀、排水和閑置五個階段。SBR法的關鍵設備潷水器的研制,已取得長足的發展。目前常用的潷水器,有虹吸式、旋轉式和套筒式三種。SBR法工藝簡單、節省費用,理想的推流過程使生化反應推力大、效率高,運行方式靈活,脫氮除磷效果好,沒有污泥膨脹,耐沖擊負荷、處理能力強。其主體工藝流程為:
原污水調節池SBR反應池消毒池出水
最近,美國Dague教授等將SBR用與厭氧生物處理過程,開發了厭氧序批式活性污泥法,簡稱ASBR法。ASBR法的運行同SBR法一樣,周期性順序操作,每個周期經歷進水、反應、沉淀、出水四個階段,不必設置閑置期。反應過程可進行混合攪拌。在間隙運行過程中,厭氧生物污泥會發生絮凝,以致顆粒化,沉降性能良好,不易流失,增加了反應器中污泥貯量,可以提高反應器的BOD5容積負荷率。
1.4 厭氧生物濾池
厭氧生物濾池是一種內部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理裝置。厭氧微生物附著載體的表面生長,當污水自下而上升式通過載體所構成的固定床層時,在厭氧微生物作用下,污水中的有機物得以厭氧分解,并產生沼氣。厭氧生物濾池有多種變型,填料的發展迅速,其工藝流程為:
進水沉淀池厭氧消化池厭氧生物濾池拔風管氧化溝進氣出水井排水
污水經沉淀池預處理后進入厭氧消化池進行水解和酸化,可提高污水的可生化性,為后續處理創造條件。在拔風系統作用下,生物濾池處于兼氧狀態,阻止了污水中甲烷細菌的產生,使整個系統仍處于酸性階段,而氧化溝內溶解氧一般可穩定在1.5―2.8 mg/L,污水在此進一步好氧處理。該工藝的實質類似于A/O法,但兼性厭氧生物濾池使厭氧段得到強化。拔風系統是處理過程的關鍵。其主要優點是不耗能、造價低、管理簡單、無噪聲、無異味、掛膜快、剩余污泥量少、出水水質好、運行效果穩定。
2 問題探討
住宅小區生活污水就其處理技術而言,可以采用目前城市污水處理的成熟技術和工藝,但住宅小區生活污水處理,有其自身的特點,應予考慮。
首先,住宅小區污水流量小,可生化性好,宣悠閑采用生物膜法處理技術。生物膜法具有生物相豐富、微生物濃度高、食物鏈長、不會發生污泥膨脹、污泥沉降性能好等優點,適用與小量的污水處理。過去擔心的堵塞問題,在采用新型填料后已基本解決。
其次,住宅小區用地緊張,應優先考慮占地省的污水處理工藝,并在設計中采取一定措施。現在,一般設計成地下式或半地下式,形成地下為污水處理站,地面為綠地或花壇的格局,可以美化環境。但這樣設計時,應注意埋深、提升設備、通風要求和臭氣處理等問題。
第三,由于受小區管理人員人數和專業素質的限制,應優先選用運行維護管理較方便的工藝,并努力提高運行管理自動化程度。
第四,住宅小區建設工程工期要求緊,污水處理設施由構筑物向設備的轉化,似是一種必然趨勢。采用裝配式污水處理設備,安裝簡捷,工期短,便于維護。大亞灣核電站引進法國的一種小型污水處理站,主要設備全是散件,現場裝配,其中,暖氣池和沉淀池由10塊小件組成,從土方開挖到開始調試,僅用20天就完工。國內小型污水處理設備的生產廠家如雨后春筍,但良莠不齊。多數生產廠家設計、研究、測試化驗力量較弱,很難保證出廠產品的質量,售后服務也比較差。國家應加強這方面的監控管理。
第五,隨著對出水水質要求的提高,單一工藝難以滿足需要,組合式污水處理技術和設備得以發展。目前的組合方式,主要有多級好氧處理、厭氧+好氧處理、厭氧+缺氧處理等。從降低能耗、回收生物能方面來看,厭氧生物處理有著廣闊的前景。污水中的有機物質本身都具有一定的潛在能量。厭氧處理時,一方面,勿需氣充氧,可降低能耗;另一方面,其生成物―沼氣,可回收利用,供小區采暖和供熱,形成小區生態平衡系統,這是比較理想的發展趨向。
3 結語
住宅小區生活污水處理站,為防止污染,保護水環境,起到了積極的作用。盡管城市污水處理的發展趨勢,是集中處理取代分散處理,但筆者認為,小型生活污水處理站,在我國的一些中小型城市,還將存在相當長的時期,所以,其技術開發和設備研制應予以高度重視。
參考文獻