低耗高效小城镇污水处理新工艺_张志刚

收稿日期:2010-09-27作者简介:张志刚(1976-),福建省福州市,男,硕士,助理实验师,主要从事水污染控制工程研究工作。低耗高效小城镇污水处理新工艺张志刚(福建工程学院环境与设备工程系,福建福州350108)摘要:以复合式厌氧折流板反应器(HABR)、接触氧化池和植物净化带构成多元生物污水生态净化系统,对城镇生活污水净化效果进行试验研究。结果表明,系统对CODCr、TN和TP平均去除率分别为79.1%、73.3%、69.2%,出水水质达到国家城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级B标准。且系统具有投资少、运行费用低、管理简便等优点,适用于小城镇推广应用。关键词:低耗高效;HABR;生态净化;小城镇中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1673-9655(2010)06-0079-03随着我国综合国力的提高,每年投入水污染治理的资金逐步增加,使得水环境得到较大的改善。目前我国城市的污水处理率已达到52%,有些城市已达到80%。但小城镇污水处理设施建设严重滞后,生活污水处理率不足10%[1],大量未经处理的污水直接排入地表水体,不仅直接污染了小城镇自身的生态环境,而且造成了河湖水体的严重污染,已成为新的区域性水环境的重要污染源。据统计,全国已有约1.5万个小城镇水污染问题十分突出,1万多个小城镇严重缺水,水污染问题已严重制约着小城镇的发展。小城镇污水具有污水水量规模小、水量水质变化大等特点,加上小城镇地理情况各异,经济、科技、管理水平较低,不可能完全套用常规的污水生化二级处理工艺与技术,因此开发投资少、处理成本低、操作管理简便且运行稳定的污水处理新工艺显得尤为重要。任何单一污水处理工艺都有其不足,如何通过不同污水处理单元的优化配置,把微生物、水生动植物进行有序组合,构建一个多元生物污水生态净化系统,充分利用生物的净化功能和相互之间的协同作用去除污染物,提高出水水质将是污水处理技术研究的关键之一。本研究采用复合式厌氧折流板反应器为核心工艺[2],好氧接触氧化和植物净化为后续处理的污水生态净化系统,建立示范工程进行试验研究。1工艺流程污水处理设施建于福州市马尾区福建省老年人活动中心内,设计处理水量300m3/d,工艺流程如图1所示。2主要处理单元2.1HABR池HABR是由厌氧折流板反应器(ABR)与厌氧生物滤器(AF)组合而来,即在ABR各反应室上部增设经改性处理的聚氯乙烯弹性填料层,构成厌氧活性污泥和厌氧生物膜的复合处理工艺,具有ABR和AF二者的优点。本工程设计的HABR池由3个厌氧复合床反应器(UBF)通过折流板串联在一起,各反应室上部设有高度1m的弹性填料层,下部均有0.6m厚的污泥床,有效容积63m3。进入反应器的污水在折流板导流作用下形成下流和上流运动,穿过各个反应室的污泥床和填料层时,与厌氧生物进行充分接触反应,使有机污染物得以降解去除。水流在不同反应室内的流态呈完全混合态,而整个反应器呈推流态。2.2接触氧化池接触氧化法是在生物滤池基础上,通过接触曝气方式演变成一种污水生物处理技术,它将生物滤池和活性污泥法有机结合在一起,同时兼有两者的优点[3],从水中微生物的附着场所及生存方式来看,类似于生物滤池,从反应器流体力学特性及曝气方式来看,它又与活性污泥法相似。本工程采用两级串联的接触氧化池,有效容积66m3,池子上—79—环境科学导刊2010,29(6):79-81CN53-1205/XISSN1673-9655DOI:10.13623/j.cnki.hkdk.2010.06.020部设置1.5m的弹性填料层,池底安装有微孔曝气软管,管间距为0.6m。2.3植物净化带植物净化带采用自由表面流人工湿地系统,通过水生植物和土壤的吸收、吸附以及微生物的协同作用,进一步脱氮除磷。工程利用污水处理构筑物与环人工湖小道之间的空地建造,面积约100m2。植物净化带底部用粘土夯实,铺设砾石和砂质黄土壤,厚度45cm,设计水深8cm。植物选用本地多年生的美人蕉,终年常绿,根系发达,不仅具有较好的有机物、氮、磷的去除效果,而且还具有较高的观赏价值。3试验过程与结果在微生物接种驯化和植物培植完成后,对系统进水、HABR出水、沉淀池出水、植物净化带出水(系统出水)进行监测,每隔5d取1次水样,历时4个月,监测项目为CODCr、NH3-N、TN和TP,分析方法参照《水和废水监测分析方法》。由于植物净化带进水CODCr、NH3-N浓度已低于城镇污水处理厂污染物排放标准一级A标准,故植物净化带出水仅监测TN和TP浓度。污水处理系统运行期间监测数据见表1。表1污水生态净化系统运行效果(mg/L)监测项目CODCrNH3-NTNTP系统进水范围平均值29.7～224.481.47.27～38.6819.318.76