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      新型污水處理裝置探討

      2018-07-31 10:01:32李潤(rùn)東
      建材與裝飾 2018年33期
      關(guān)鍵詞:沉淀池生物膜水流

      李潤(rùn)東

      引言

      我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人民生活對(duì)水的依賴可以說(shuō)不言而喻,然而各行各業(yè)污水的排放量日益增加,居民排放生活污水總量逐步增多,再加上我國(guó)針對(duì)污水排放監(jiān)管力度欠佳,總有不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水直接排放進(jìn)江河湖海,傳統(tǒng)的污水處理工藝已經(jīng)無(wú)法滿足人們健康生活的需要。本文針對(duì)排放的河涌污水,提出一種新型的污水處理裝置,改裝置既可以進(jìn)行污水降解處理,又可以同時(shí)進(jìn)行水利發(fā)電,減少污水處理能耗,能夠比較徹底的去除水中的氮、磷、有機(jī)物等污染物。

      1 我國(guó)的污水處理現(xiàn)狀

      目前世界流行的污水處理工藝就是二級(jí)生化處理工藝,我國(guó)與歐洲、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)采用的技術(shù)和工藝水平基本持平,投資費(fèi)用也在同一水平,這對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)狀況來(lái)說(shuō),消耗比例比較高昂。在我國(guó)有八成的城市污水處理廠采用的是氧化溝法、普通活性污泥法、SBR法和AB法等二級(jí)生化處理工藝如圖1。兩級(jí)生物處理工藝廣泛應(yīng)用于城市污水的設(shè)計(jì)和處理。對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū),我們必須考慮發(fā)展一種適合我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的新型污水處理工藝。

      圖1 代表性污水處理工藝圖

      在我國(guó),污水排放檢測(cè)并未做到位,而二級(jí)處理工藝對(duì)對(duì)水質(zhì)水量抗影響能力一般,需要維持進(jìn)水穩(wěn)定性,對(duì)進(jìn)水的水質(zhì)也有要求,并非任何水質(zhì)都可以得到理想的處理效果。到如今依舊存在一些企業(yè),逃開監(jiān)管,直接將不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的有毒有害廢水排入江河湖海。這些廢水即便進(jìn)行一二級(jí)處理,也難以保證其安全性。再加上城市污水的日益增多,中國(guó)南北兩地由于水資源分布差異和旱澇程度不同,水質(zhì)差異較大,再加上用水習(xí)慣的不同,復(fù)雜的城市污水也為污水處理工作帶來(lái)了新的挑戰(zhàn),而且城市污水也不代表全部適合生物處理。例如南方地區(qū)降雨量多,排水系統(tǒng)多被建設(shè)成合流制,污水多都經(jīng)過(guò)雨水稀釋,濃度低。此外,南部的高地下水位,使得地下水能夠比較容易的滲入排水管。這些低濃度污水進(jìn)行二級(jí)生物處理時(shí),活性污泥比較難被培養(yǎng)和生長(zhǎng)。有機(jī)物濃度低也會(huì)導(dǎo)致絲狀菌的膨脹,導(dǎo)致水質(zhì)惡化。所以目前二級(jí)處理過(guò)的水雖然能夠達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn),但一般還是用做中間水,如果直接利用或者飲用,難免不對(duì)健康造成危害。

      2 傳統(tǒng)污水處理方法的局限性

      目前我國(guó)針對(duì)排放河涌的排污的處理方法還是依照傳統(tǒng)的二級(jí)處理,經(jīng)過(guò)一二級(jí)處理,過(guò)濾掉水中的不溶解雜質(zhì)、寄生蟲,讓微生物進(jìn)行氧化降解反應(yīng),去除污水中的有機(jī)物,然后把微生物進(jìn)行沉淀,去除污泥。一般二級(jí)處理無(wú)法將水中的氮、磷等無(wú)機(jī)鹽處理完全,所以還有專門降解氮磷的三級(jí)處理,但三級(jí)處理一般不會(huì)采用,因?yàn)槌杀靖甙?。一般工廠排出的廢水,都要經(jīng)過(guò)二級(jí)處理。然而目前二級(jí)處理產(chǎn)生的水質(zhì)雖達(dá)出水標(biāo)準(zhǔn),但依舊存在許多問(wèn)題,主要原因是由于其工藝存在的局限性。

      2.1 A-B法

      將曝氣池分為AB兩段設(shè)置高低不同負(fù)荷,A段以生物絮凝吸附作用為主,B段是普通泥齡較長(zhǎng)的污泥,各自配備獨(dú)立沉淀和污泥回流系統(tǒng)。該系統(tǒng)容易出現(xiàn)的局限性是:A段凈化過(guò)程容易產(chǎn)生大量臭氣,影響附近環(huán)境,并且產(chǎn)生污泥量巨大,可能造成二次污染,處置難度高。

      2.2 AO組合工藝

      又稱為厭氧好氧工藝法,作用是脫去水中的氮和磷,除去水中的有機(jī)物。但該工藝存在的問(wèn)題是,由于沒(méi)有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng),難降解物質(zhì)的降解率較低;由于A段很難保存理想的缺氧狀態(tài),所以脫氮了很難達(dá)到90%。

      2.3 穩(wěn)定塘法

      穩(wěn)定塘是由人工修筑的池塘,繁殖大量微生物,依靠這些微生物來(lái)處理污水。但缺點(diǎn)是微生物降解有機(jī)物過(guò)程中會(huì)放出臭氣,滋生蚊蠅;如果設(shè)計(jì)和管理不當(dāng),容易造成污水滲入土地造成二次污染;另外氣候也是一個(gè)比較重要的影響因素。

      2.4 SBR工藝

      如圖2是培養(yǎng)大量的活性污泥,將污水與污泥在反應(yīng)器中混合接觸,污泥中的微生物即將水中的有機(jī)物進(jìn)行分解代謝,后將微生物絮凝沉淀與水過(guò)濾分開即可。該工藝耗電量巨大,除磷脫氮的效率效果并不好,污泥穩(wěn)定性欠佳。

      圖2 sbr工藝流程圖

      3 針對(duì)現(xiàn)有污水處理方法設(shè)計(jì)新型污水處理器

      本實(shí)用新型公開了一種污水處理裝置,包括污水排入口、與污水排入口連接的初濾腔、與初濾腔的排水口連接的生物膜反應(yīng)腔、以及與生物膜反應(yīng)腔的排水口連接的電吸附模塊,電吸附模塊的排水口與外排水管連接;初濾腔設(shè)有與污水排入口連接的過(guò)濾篩、與過(guò)濾篩連接的水流加速管、與水流加速管連接的水流發(fā)電機(jī)、與水流發(fā)電機(jī)的出水口連接的沉淀池、與水流發(fā)電機(jī)電連接的蓄電池、以及與蓄電池電連接的逆變器,逆變器與電吸附模塊電連接。本污水處理裝置能有效去除污水中的有機(jī)物和重金屬等污染物質(zhì),污水凈化效果好,能有效解決污水排放的污染問(wèn)題。且本實(shí)用新型還設(shè)有將污水動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的水流發(fā)電機(jī),并為電吸附模塊供電,節(jié)能環(huán)保。

      為解決其技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:一種污水處理裝置,包括污水排入口、與所述污水排入口連接的初濾腔、與所述初濾腔的排水口連接的生物膜反應(yīng)腔、以及與所述生物膜反應(yīng)腔的排水口連接的電吸附模塊,所述電吸附模塊的排水口與外排水管連接;所述初濾腔設(shè)有與所述污水排入口連接的過(guò)濾篩、與所述過(guò)濾篩連接的水流加速管、與所述水流加速管連接的水流發(fā)電機(jī)、與所述水流發(fā)電機(jī)的出水口連接的沉淀池、與所述水流發(fā)電機(jī)電連接的蓄電池、以及與所述蓄電池電連接的逆變器,所述逆變器與所述電吸附模塊電連接。

      污水處理時(shí),所述初濾腔中的過(guò)濾篩對(duì)污水進(jìn)行粗濾,截留污水中的不溶于水的塊狀污染物,經(jīng)初步過(guò)濾的污水進(jìn)而進(jìn)入水流加速管,從而帶動(dòng)水流發(fā)電機(jī)的葉輪旋轉(zhuǎn),使水流發(fā)電機(jī)將水動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。從水流加速管流出的污水進(jìn)而進(jìn)入沉淀池,沉淀池使得污水中的沙塵等沉淀。經(jīng)沉淀池流出的污水進(jìn)而進(jìn)入生物膜反應(yīng)腔,所述生物膜反應(yīng)腔中的微生物會(huì)對(duì)污水中的有機(jī)物和重金屬等進(jìn)行凈化分解。經(jīng)所述生物膜反應(yīng)腔流出的水進(jìn)而進(jìn)入電吸附模塊進(jìn)行點(diǎn)吸附處理,電吸附模塊對(duì)水中的帶電粒子(離子)進(jìn)行吸附,從而進(jìn)一步去除水殘留的有機(jī)物和重金屬離子等,最后將充分凈化的凈化向外排出。所述電吸附模塊的電能由所述水流發(fā)電機(jī)提供,環(huán)保節(jié)能。優(yōu)選地,為確保電能的穩(wěn)定供給,所述電吸附模塊還與市政供電連接。

      圖3中,污水排入口1、初濾腔2、生物膜反應(yīng)腔3、電吸附模塊4、外排水管5、過(guò)濾篩6、水流加速管7、水流發(fā)電機(jī)8、沉淀池9、蓄電池10、逆變器11、固體生物填料區(qū)12、組合生物填料區(qū)13、格柵14、組合填料串15、中心繩16、塑料環(huán)片17、纖維束18、連接部19、引流部20、螺紋肋21、沉淀波紋板22、單向閥23。

      水質(zhì)的好壞事關(guān)重大,是人們賴以生存的重要因素,也是各個(gè)行業(yè)的發(fā)展之本,有關(guān)生命的一系列化學(xué)反應(yīng)都少不了水的存在。由于我國(guó)前幾年經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的不完善,發(fā)展了許多影響水質(zhì)的工業(yè)活動(dòng),近年來(lái)才逐漸開始將重點(diǎn)放在整治環(huán)境的工作中來(lái)。但我國(guó)的污水處理工藝還是基本的二級(jí)處理,污水中的很多有毒有機(jī)物和重金屬等污染物難以完全得到降解,并且會(huì)隨著生物富集,嚴(yán)重威脅著生物和人體的健康。因此,污水的有效處理問(wèn)題應(yīng)該是目前我國(guó)許多人民都在關(guān)注的問(wèn)題。本文所述的技術(shù)新型污水處理裝置打破常規(guī),吸取傳統(tǒng)污水處理方法的科學(xué)之處,同時(shí)兼顧不足,將污水處理與發(fā)電聯(lián)合在一起。

      圖3

      4 結(jié)束語(yǔ)

      污水處理目前是我國(guó)一個(gè)比較受到關(guān)注的工作,污水的處理直接關(guān)系到人們的日常生活和各行各業(yè)的生產(chǎn)工作。關(guān)于污水處理裝置目前也已經(jīng)涌現(xiàn)出越來(lái)越多的科研成果,無(wú)論怎樣,河涌污水處理的精細(xì)化已經(jīng)是越來(lái)越明顯的趨勢(shì)。本文所述的新型污水處理裝置兼顧了凈化和節(jié)能,可以說(shuō)是目前可持續(xù)發(fā)展下經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下的優(yōu)秀產(chǎn)物。同時(shí)本文還論述了我國(guó)污水處理的現(xiàn)狀已經(jīng)相關(guān)工藝的基本原理和缺點(diǎn),針對(duì)這些工藝缺點(diǎn),所述新型污水處理裝置能夠解決上述一些問(wèn)題,尤其是針對(duì)河涌污水排放,有比較顯著的作用。我國(guó)污水處理行業(yè)需要結(jié)合自己身情況,借鑒發(fā)展經(jīng)驗(yàn),科學(xué)的規(guī)劃污水處理以及排放的發(fā)展的方式和方法,以期獲得更長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步。

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