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碳氮比城市污水多少

發布時間:2025-02-06 15:55:25

⑴ 城市污水廠生化處理技術有哪些求完善,明確,詳細。不要預處理神馬的!

一、A/O工藝
1.A/O內循環生物脫氮工藝優點:
(1)效率高。該工藝對廢水中的有機物,氨氮等均有較高的去除效果。當總停留時間大於54h,經生物脫氮後的出水再經過混凝沉澱,可將COD值降至100mg/L以下,其他指標也達到排放標准,總氮去除率在70%以上。
(2)流程簡單,投資省,操作費用低。該工藝是以廢水中的有機物作為反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其,在蒸氨塔設置有脫固定氨的裝置後,碳氮比有所提高,在反硝化過程中產生的鹼度相應地降低了硝化過程需要的鹼耗。
(3)缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有機物的去除率分別為62%和36%,故反硝化反應是最為經濟的節能型降解過程。
(4)容積負荷高。由於硝化階段採用了強化生化,反硝化階段又採用了高濃度污泥的膜技術,有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度,與國外同類工藝相比,具有較高的容積負荷。
(5)缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。當進水水質波動較大或污染物濃度較高時,本工藝均能維持正常運行,故操作管理也很簡單。通過以上流程的比較,不難看出,生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時,也降解酚、氰、COD等有機物。結合水量、水質特點
2. A/O工藝的缺點
1.由於沒有獨立的污泥迴流系統,從而不能培養出具有獨特功能的污泥,難降解物質的降解率較低;
2、若要提高脫氮效率,必須加大內循環比,因而加大了運行費用。另外,內循環液來自曝氣池,含有一定的DO,使A段難以保持理想的缺氧狀態,影響反硝化效果,脫氮率很難達到90%。

二、A2/O工藝
1. A2/O工藝特點:
(1)污染物去除效率高,運行穩定,有較好的耐沖擊負荷。
(2)污泥沉降性能好。
(3)厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合,能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。
(4)脫氮效果受混合液迴流比大小的影響,除磷效果則受迴流污泥中夾帶DO和硝酸態氧的影響,因而脫氮除磷效率不可能很高。
(5)在同時脫氧除磷去除有機物的工藝中,該工藝流程最為簡單,總的水力停留時間也少於同類其他工藝。
(6)在厭氧—缺氧—好氧交替運行下,絲狀菌不會大量繁殖,SVI一般小於100,不會發生污泥膨脹。
(7)污泥中磷含量高,一般為2.5%以上。
2.A2/O工藝的缺點
•反應池容積比A/O脫氮工藝還要大;
•污泥內迴流量大,能耗較高;
•用於中小型污水廠費用偏高;
•沼氣回收利用經濟效益差;
•污泥滲出液需化學除磷。

三、氧化溝
氧化溝的水力停留時間長,有機負荷低,其本質上屬於延時曝氣系統。
1.氧化溝工藝特點
(1)構造形式多樣性
(2)曝氣設備的多樣性
(3)曝氣強度可調節
(4)簡化了預處理和污泥處理
2.氧化溝工藝的缺點:
(1)污泥膨脹問題當廢水中的碳水化合物較多,N、P含量不平衡,pH值偏低,氧化溝中污泥負荷過高,溶解氧濃度不足,排泥不暢等易引發絲狀菌性污泥膨脹;非絲狀菌性污泥膨脹主要發生在廢水水溫較低而污泥負荷較高時。微生物的負荷高,細菌吸取了大量營養物質,由於溫度低,代謝速度較慢,積貯起大量高粘性的多糖類物質,使活性污泥的表面附著水大大增加,SVI值很高,形成污泥膨脹。
(2)泡沫問題由於進水中帶有大量油脂,處理系統不能完全有效地將其除去,部分油脂富集於污泥中,經轉刷充氧攪拌,產生大量泡沫;泥齡偏長,污泥老化,也易產生泡沫。
(3)污泥上浮問題當廢水中含油量過大,整個系統泥質變輕,在操作過程中不能很好控制其在二沉池的停留時間,易造成缺氧,產生腐化污泥上浮;當曝氣時間過長,在池中發生高度硝化作用,使硝酸鹽濃度高,在二沉池易發生反硝化作用,產生氮氣,使污泥上浮;另外,廢水中含油量過大,污泥可能挾油上浮。
(4)流速不均及污泥沉積問題

四、SBR工藝
2.SBR工藝特點
(1)理想的推流過程使生化反應推動力增大,效率提高,池內厭氧、好氧處於交替狀態,凈化效果好。
(2)運行效果穩定,污水在理想的靜止狀態下沉澱,需要時間短、效率高,出水水質好。
(3)耐沖擊負荷,池內有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩沖作用,有效抵抗水量和有機污物的沖擊。
(4)工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調整,運行靈活。
(5)處理設備少,構造簡單,便於操作和維護管理。
(6)反應池內存在DO、BOD5濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹。
(7)SBR法系統本身也適合於組合式構造方法,利於廢水處理廠的擴建和改造。
(8)脫氮除磷,適當控制運行方式,實現好氧、缺氧、厭氧狀態交替,具有良好的脫氮除磷效果。
(9)工藝流程簡單、造價低。主體設備只有一個序批式間歇反應器,無二沉池、污泥迴流系統,調節池、初沉池也可省略,布置緊湊、佔地面積省。

3. SBR工藝的缺點
(1)間歇周期運行,對自控要求高;
(2)變水位運行,電耗增大;
(3)脫氮除磷效率不太高;
(4)污泥穩定性不如厭氧硝化好。

⑵ 如果搞好污水處理中菌種培養

沼氣池建設中的幾個技術問題
一、沼氣池突然不產氣,故障原因及排除方法
故障原因:1、碳氮比失調,沼氣池正常使用後,大部分農戶以豬糞為主要原料,導致沼氣池中的原料都成豬糞,碳氮比過低,導致沼氣池不產氣。
排除方法:隔一段時間適當加入富碳原料,如牛馬糞,預處理後的秸桿等。
2、沼氣池中進入了農葯、殺菌劑、舊電池等有害物質,殺死了甲烷菌種。
排除方法:嚴禁農戶將這些物質進入池內。
3、沼氣池中原料濃度過大,造成結殼。
排除方法:首先打開「天窗」口攪拌,適當取出部分原料,再加和適量溫水,使其達到正常濃度。在日常管理中,應勤出料,勤加料,加入的原料最好進行預處理。
4、活動蓋被沖開。
5、輸氣管道斷裂或脫節。
6、輸氣管道被老鼠咬破。
7、壓力表或接頭漏氣。
8、池子突然漏水漏氣。
9、用後未關閥門或關不嚴。
排除方法:重新安裝活動蓋,搞好密封,接通輸氣管道,更換破損管道,接頭,壓力表,檢查維修和用氣後關緊閥門。
二、管道安裝不規范導致的問題及解決方法
1、沼氣池距灶具應控制在25米左右,室外管道總長度超過25米,會出現供氣壓力不足,火燒較弱。
2、整個管道鋪設如果沒有坡度,管中可能出現集水,導致供氣受阻。
正常鋪設管道應都有0.5%的坡度,方向都朝集水器方向落水。
3、室外管道鋪設過淺,冬季出現受凍現象,導致管道無法正常供氣。
室外管應深埋於凍土層以下,不低於40厘米,以防受凍受壓。
4、室外管道穿牆進入室內,穿牆部位的管道應套鐵管,以防管道受牆體擠壓變形而影響供氣。
5、室內管道距可燃點明火煙筒在0.5米以下,距照明電線、動力線的距離不夠,易發生管道被火燒壞,造成火災等事故。
室內管道距可燃點明火、煙囪要在0.5米以上,與照明電線平等距離為10厘米,距明裝動力線30厘米,與照明電線交叉距離為3厘米,與明裝動力線為10厘米。
三、防止結殼的措施
1、添加原料必須進行預處理
2、勤加料、勤出料
3、所加原料含水量較大,加入池後,不產生漂浮結殼
4、盡量建造旋流布料型沼氣池
5、在底層出料水壓式沼氣池建成後,再在發酵間四周建造四根一米高的大牙交錯的磚柱,利用沼液上下移動過程,起到破殼作用。(此法在沼氣池加料後攪拌較困難)
四、影響沼氣池正常產氣的主要原因及解決辦法
1、原料沒有進行預處理,甲烷菌種富集不夠。原料入池前都要進行堆漚處理,堆集高度為80-100厘米,料堆中央溫度達40度以上,即可進行投料。
2、料液溫度過低,甲烷菌種活動繁殖緩慢,產氣不足。適當加入30-40度熱水,提高料液溫度。
3、料液酸鹼度失調。測定後料液發酸,加入適量草木灰,碳水,使料液的PH值達到6.8-7.5。
4、料液中碳氮比不協調,沼氣池產氣不足。在日常進料時,應注意富碳和富氮原料相互適當配合,達到合適的碳氮比。
5、濃度過高,造成結殼。加入料液的濃度控制在8-12%的范圍以內,濃度不可過大。
6、接種物不足,甲烷菌過少,產的氣體都是廢氣。應在沼氣池中加入充足的接種物,如發泡污水、沼液、沼渣等。

⑶ 污泥堆肥方案

目前,污泥的處置方式主要有填埋、焚燒、海洋傾倒和土地利用等。前三種處置方法由於環境和經濟壓力日益增大及二次污染問題而逐漸減少或被禁止。同時,土壤長期施用化肥會產生不可逆的破壞,而污泥中含有豐富的氮、磷、鉀和有機質,堆肥產生的腐殖質能改良土壤,因此污泥的土地利用越來越受重視。堆肥法是污泥土地利用的一種,用堆肥法處理後的污泥進行農業利用,具有經濟簡便、不需外加能源、不產生二次污染、可資源化等優點。因此,污泥堆肥化已成為環保領域的個研究熱點。近二三十年來,污泥堆肥處理研究十分活躍。國內外學者對污泥堆肥的過程式控制制、監測方法、腐熟度評價、添加劑的選擇等方面進行了深入的研究。目前,國際上較為先進的處理方法是利用快速發酵回轉倉完成中溫、高溫連續發酵的工藝。它具有高效、防臭、成品質量高的特點,在美國、日本、歐洲廣為採用。國內的一些相關企業根據不同的污泥特性也開發了一些先進的工藝和設備,克服污泥軟化、霉變、重金屬等難題,利用脫水污泥製取復混肥、菌肥,顯示出廣闊的市場前景。

2、國內污泥堆肥研究進展
在我國和印度等東方國家,原始的堆肥方式很早就已經出現,勞動人民一直重視堆肥對土壤的改良作用。但與國外相比,在理論研究與實踐方面,我國對城市污泥農用資源化的研究均相差甚遠。20世紀60年代初,北京高碑店污水處理廠進行的污泥自然通風堆肥試驗獲得成功,並確定了好氧發酵堆肥工藝的主導地位。目前,全國現有不到1/4的污水處理設施中有污泥穩定處理設施,處理工藝和配套設備較為完善的還不到1/10。
北京市環境保護科學研究院研究建成了一條年產3000t的有機復合肥生產線。採用自行研製的高效滾筒污泥堆肥設備進行動態快速發酵,在對污泥進行無害化處理的同時又降低了其含水率,解決了制肥工藝中關鍵的預處理問題,是一種高效的污泥堆肥裝置。
為達到經濟實用、高效低耗的污泥堆肥處理目的,必須對污泥堆肥過程進行更深入系統的實驗研究,使城市污水污泥堆肥化具有較好的經濟效益,環境效益和社會效益。今後從以下幾個方面加強研究:展開新型調理劑的研發,注重污泥堆肥過程中臭味的控制,建立起污泥堆肥工藝過程和產品的評價標准,深入研究並分離出快速好氧堆肥的優勢種群,縮短堆肥時間,提高堆肥效率。我國污泥農用的比例還不足10%,污泥堆肥有很大的發展前途和空間。
3、該項目解決的技術瓶頸和技術問題,完成後市場需求前景、推廣應用領域、達到的技術水平,以及在國民經濟發展中的作用。
目前,我國城鎮污水污泥處理中,普遍存在重視污水處理設施建設,忽視污泥處置設施的配套;重視維持污水處理設施的運行,忽視污泥的無害化、穩定化規范處置,以致造成污水處理後大量的污泥得不到有效處置,引起新的污染,城鎮污水污泥的處理處置已成為我國當前亟待解決的環境問題。導致這一狀況的產生,除了由於我國污水廠大規模建設始於引進國外資金和技術的歷史原因之外,其中一個重要原因是缺乏適合我國國情和地區條件、具有安全、環保、經濟特點的城鎮污水污泥處理處置系統技術。特別是污泥的好氧發酵處理技術(即堆放)及土地利用,被納入污泥處理處置國家技術政策,並列為最佳可行技術之後,研究開發其集成、實用技術體系,就顯得更為重要。
為了有效解決城鎮污水污泥處理處置及污染防治難題,我公司組建省內首家污泥污染治理專業隊伍,組織科研人員進行產、學、研攻關,應用生物技術、多功能高效機械、環境礦物材料以及我國土壤肥料研究最新成果,遵循對污泥中的有機物在好氧發酵、微生物的作用下進行降解,同時好氧反應釋放的熱量形成大於55攝氏度的高溫殺死病源微生物,污泥終端產品符合無害化指標、穩定化指標,以及污泥污染物限值(最高允許含量),組成城鎮污水污泥好氧發酵處理、土地利用污泥處理集成配套技術系統,技術系統具體包括:污泥發酵物料調質預處理關鍵設備——多功能物料處理機(已獲國家專利)好氧發酵設施及微電升溫控制器、後處理及臭氣、重金屬污染綜合控制技術以及污泥產品的養分揮發控制及延伸增值開發等。本項目技術的示範工程已在張掖市污水處理廠建成,本污泥處理處置集成配套技術,符合國家環保部2010年2月發布的《城鎮污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術指南》(試行)中關於「污泥好氧發酵污染防治最佳可行技術」工藝流程、工藝參數、污染物削減及污染防治措施,技術經濟適用性以及土地利用的規定要求。
本項目利用自主產權核心設備物料多功能處理機,研發適合我省及西北地區環境條件及經濟水平的城鎮污水污泥處理及污染防治集成技術,填補了占我國80%以上中、小污水處理廠目前尚無污泥處理處置專用設備及系統技術的空白,項目技術原於國家鼓勵支持的「適合我國國情和地區特點的污泥處理處置、新技術新工藝和新設備」的技術政策導向。
本項目有效利用好氧發酵生物堆肥技術,不外加能源、零排放、全回收、無二次污染,有機廢棄資源再生循環利用等特點,對污泥進行高效、節能、低成本處理,成功解決了目前城鎮污水污泥處理中地區經濟水平與投資門檻,技術壁壘與普及推及推廣,污染治理與與資源再生利用的矛盾和難題。項目符合國家污染減排,發展低碳經濟,建設生態文明的政策導向。

第二章 項目實施方案
2.1、項目前期工作情況:項目已開展的前期工作,企業現有支持配套條件,技術或成果來源,知識產權情況,技術或藝特點等。
2.1.1項目前期工作情況
城鎮污水污泥生物堆肥處理處置技術,涉及微生物學、生物工程、物理、化學、機械,建構築物設計以及肥料製造、植物營養等多學科領域,專家就「城市污泥高效生物堆肥與農林安全利用技術設備研製及示範」為題,聯合申報2009年國家資源環境技術領域863計劃,形成了理論基礎,核心技術研發目標和工藝路線規范。實踐證明。本項目技術路線符合國家《城鎮污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術指南》提出的《最佳可行技術》規定要求。
污泥處理示範工程的建成,使我公司具備項目規劃、工程、工藝設計、核心設備研發、產品延伸開發、土地利用及開拓廣闊環境市場的能力。

2、技術成果來源,知識產權情況

3、技術工藝特點
本項目利用自主研製的可同時進行粉碎、混合、攪拌、調質、接種乃至造粒作業的」城鎮污水污泥堆肥物料多功能處理機」,研發適合西北地區的污泥堆肥的集成配套技術,解決污泥堆肥中的物料調質處理、除臭、重金屬消解、堆肥產品延伸增值等工藝難題,開發生產多種專用肥料及其用品。國內未見相同文獻報道。

2.2、項目研發或建設主要內容、目標及創新點:包括技術特點、關鍵技術和關鍵工藝或需要增加的主要研究試驗設施、儀器設備和相關支持軟體等;實施方式(自主開發、消化吸收、國際合作)、技術和工藝路線;項目進度安排、實施期限等。
1、污泥好氧發酵生物堆肥處理污染防治集成技術包括:污泥發酵物料調質預處理關鍵設備「城鎮污水污泥堆肥物料多功能處理機」(已獲國家專利授權),「污泥好氧控溫動態堆肥工程技術」的核心設備,污泥堆肥產品養分揮發控制及延伸增值開發等單元技術。項目技術具有不外加能源、無二次污染、零排放、全回收、節能低耗、高效實用等特點,符合國家環保部2010年2月發布的《城鎮污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術指南》」「污泥好氧發酵污染防治最佳可行技術」關於工藝流程、工藝參數、污染物削減及污染防治措施、技術經濟適用性以及土地利用的規定要求。
2、2010年完成「污泥翻堆式條垛好氧發酵堆肥技術和設備」系統工藝的研發,為了縮短我國城鎮污水污泥處理技術,與發達國家的差距,在吸收、消化國外先進污泥處理設備的基礎上進行了整合創新,所研發的「污泥好氧溫控動態發酵堆肥處理工藝和設備」是我公司第二代核心技術,將用於本項目建設中。
達諾式發酵滾筒,由於結構簡單,生產效率高,是經濟發達國家經常用來處理污泥等固廢的主要設備。這項1933年出現於丹麥的技術,已經過近80年的歷程,全世界已有150多家工廠在應用,但是無人對它做突破性的改進,使其更加完善高效。我公司首先針對其工藝上的不盡合理作出創新調整,使其一次發酵時間由原來的3-4d縮短到12h,完全腐熟的的堆肥產品,微生物菌群數上升2個數量級,使其成為良好的生物有機肥料。目前該項技術的關鍵設備設計圖紙已送交委託廠家進行審核,評估其技術的合理性,相關專利正在准備申報中。該技術的推廣應用,將加速我國特別是西北地區污水污泥處理處置進程,為實現國家污染減排目標,完成「十二五」環境保護規劃做出積極貢獻。

第三章 項目建設目標
3.1、達到的技術性能指標和參數:
3.1.1、指標:
1、經好氧發酵處理後的污泥含水率小於40%;
2、有機物降解率大於40%;
3、蠕蟲卵死亡率大於95%;
4、糞大腸菌群菌值大睛0.01%,(GB18918-2002)

3.1.2、參數:
1、好氧發酵前:污泥混合物料含水率調到55%~65%、碳氮比(C/N)為25:1~35:1、有機質含量通常不小於50%、pH值6~8。
2、採用條垛式好氧發酵翻堆通風發酵周期約15d,溫度55℃以上持續5~7d。
3、採用好氧動態發酵時發酵時間12h,陳化期5~6d,60℃溫度維持3d以上。
4、動態好氧發酵強制通風時,每1m3物料通風量0.05~0.2m3/mm。

⑷ 城市污水廠要求的碳氮比是多少

C:N:P一般比例為100:6:1
其中C為COD,N為氨氮,P為磷酸鹽

⑸ 我國城市污水處理廠運行存在問題及解決對策研究

當前我國對生態文明建設重視程度空前,黨的十九大將「增強綠水青山就是金山銀山的意識」寫入黨章,將「美麗」作為社會主義強國目標的重要內容,水環境治理是其中最為核心的內容之一。城市污水處理廠作為治污基礎設施之一,是治水工作的關鍵環節,其處理規模、處理水平等直接影響治水成效。
本文通過分析我國已建的上海白龍港、廣州新華、寶雞市高新區、通遼市污水處理廠,太湖地區、三峽庫區污水處理廠的運行情況,發現其運行普遍存在運行負荷率較低、進水水質水量波動較大、出水水質難穩定達標等問題,通過深度剖析原因,科學地提出了針對性的解決對策,以期為我國城市污水處理廠的穩定運行提供參考,為水環境綜合治理做出貢獻為全面貫徹《水污染防治計劃》,全國各城市先後開展黑臭水體整治工作。
城市污水處理廠在保障水環境安全方面發揮著重要作用,建設污水處理廠是解決城市水污染的重要手段。
「十三五」全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃中提出,到2020年底,要實現城鎮污水處理設施全覆蓋,城市污水處理率達到95%,縣城不低於85%。「九五」期間,我國重點流域水污染防治規劃開始實施,城鎮污水處理設施的建設和運行開始成為各地落實水污染物減排責任目標的主要途徑。
在中央財政資金和相關政策的大力支持下,經過「十一五」、「十二五」的發展,我國污水處理廠建設取得了跨越式的進展,城鎮污水處理廠的數量和規模迅速提升,城市污水處理能力不斷提高。
統計資料顯示,至2016年末,城市污水處理率達到93.44%,其中污水集中處理率89.8%。截至2010年,全國共有城鎮污水處理廠2496座,較2006年相比提高了140%。到2016年末,城鎮污水處理廠數量達到3552座,與2010年相比增加了29%。
但是,污水處理率與處理能力的持續提高與水環境污染依然矛盾突出。環保部公布的《2016中國環境狀況公報》顯示,全國地表水1940個監測斷面中,仍有32%為IV類及以下水體。截止2017年底,住房與城市建設部和環保部認定的全國城市黑臭水體數量有2100個。
與此同時,污水處理廠排放標准不斷提高,2015年發布的《水污染防治行動計劃》明確提出,現有城鎮污水處理設施,要因地制宜進行改造,2020年底前達到相應排放標准或再生利用要求;敏感區域(重點湖泊、重點水庫、近岸海域匯水區域)城鎮污水處理設施應於2017年底前全面達到一級A排放標准,建成區水體水質達不到地表水Ⅳ類標準的城市,新建城鎮污水處理設施要執行一級A排放標准;到2030年,力爭全國水環境質量總體改善,水生態系統功能初步恢復。
由於我國城鎮污水普遍存在著水質水量變化幅度大、碳氮比偏低、無機懸浮固體含量高、冬季水溫低、工業有毒有害污染物沖擊等突出問題,明顯影響污水處理設施的正常運行,出水難以穩定達標。即使在達標排放的情況下,符合一級A/B標準的水質仍接近V類水(表1),是水環境的重要污染源。
表1我國城鎮污水處理廠排放標准主要污染物指標對比 單位:mg/L
一些城郊結合部因居民亂扔、亂排生活污水,對水環境也帶來嚴重危害。為此,本文作者深入分析了我國南北方具有代表性的污水廠存在的問題及原因,並提出解決對策,以期為我國城市污水處理廠的穩定運行提供參考,為水環境綜合治理做出貢獻。
1存在問題及原因分析
1.1運行負荷率普遍較低,部分超負荷運行
根據住房與城市建設部2012年發布的《城鎮污水處理廠運行、維護及安全技術規程》(CJJ60-2011),城鎮污水處理廠年處理水量應達到計劃指標的95%以上。我國大部分地區的污水處理廠運行負荷率偏低,難以達到住房與城市建設部的要求。
遼寧省污水處理廠月均負荷在80%以上的僅占污水廠總數32%。通遼經濟技術開發區污水處理廠現狀水量未達到設計值,近一半處理設施閑置。廣西城鎮污水處理廠2010年負荷率達到60%以上的污水廠占總量的65%。三峽庫區2014年176座污水處理廠的平均運行負荷僅為56.5%。
全國已建污水處理廠平均運行負荷率僅有65%~70%,遠低於德國2008年污水處理廠平均運行負荷率95%。而一些城市由於經濟發展迅速,人口數量增長過快,污水處理廠已超負荷運行,處理壓力大。
污水廠處理設施負荷率低的主要原因是廠網建設不配套,污水管網覆蓋率和收集率偏低。污水處理廠只有和排污管網配合使用,才能發揮治污作用。
由於污水廠建設相對簡單、集中、建設周期短,管網建設相對復雜、牽涉面廣、建設周期長,我國城市管理者普遍重建廠、輕管網、輕管理。
數據顯示,截至2016年全國共有城鎮污水處理廠3552座,與2010年相比增加了29%,排水管道長度僅增加了17%。配套管網與污水處理廠建設不同步,導致一些污水處理廠建成後面臨無污水可處理的尷尬境地。
有些城市先期只建設了污水干管,由於資金不到位支管網建設推進緩慢。部分城市新建的管網存在諸多問題無法與已有干管接駁,如設計標高與已有干管不一致,已有干管積水堵塞等。
導致建成管網沒有「織網成片」,污水收集率偏低。另一原因是污水廠設計規模與實際情況不符。由於部分城市對污水處理廠建設前期工作重視不夠,對污水來源和收集缺少詳細的規劃和充分的論證,管網、泵站等輔助設施建設相對滯後,設計規模往往基於理論設計計算。在經濟相對落後的地區,人均實際用水量和污染物排放量相對偏低,導致設計規模偏大,實際污水量不足。
而在一些發展較快的城市,隨著經濟的快速發展和居民生活水平的不斷提高,污水產生量不斷增加。污水廠設計規模滯後於人口經濟增長速度,污水廠處理能力不足,出現超負荷運行現象。
1.2進水水質水量波動較大,與設計值不符
污水廠原水水質和水量是影響污水處理工藝運行穩定性的重要因素。我國城市污水廠進水水質水量波動較大,部分污水廠進水負荷波動幅度可達到-47%~4%。
上海白龍港污水廠進水BOD5日平均濃度波動范圍為14~382mg/L,CODCr波動范圍為96~824mg/L。昆明市合流制排水區域污水處理廠進水受雨季影響,懸浮物波動大。除了水質波動,一些污水廠進水水質有機物濃度與設計值有差異,嚴重影響了污水處理效果。
寶雞高新區污水處理廠實際進水水質除NH3-N和TN外,其他各指標均高於設計值。寶雞十里鋪污水處理廠進水TP高於設計值外,其它各指標均低於設計值。
分析原因,主要是排水管網雨污分流不徹底、管網漏損、沿河截污沖擊污水處理系統。我國老城市的排水體制一般為雨污合流制,後來部分城市改為截流式合流制。
合流制排水體制下,污水處理廠進水水質受多種因素影響。雨季時排水管網同時收集了生活污水和大量的雨水,引起污水廠水量的波動。
其中初期雨水污染物濃度高、污染嚴重,部分污染物指標高於旱季污水濃度,造成水質的波動。在我國,由於管網維護的不及時,老舊管網滲漏嚴重,地下水、河水及雨水的混入也直接影響了進入污水處理廠的水量、水質。
在一些南方地區,由於前端管網建設不完善,污水廠旱季水量偏小,需要抽取河道水;但在雨季,雨污合流管網的水量又遠超過污水廠的處理規模,造成了旱雨季水質波動較大。
沿河截污系統對污水處理系統的沖擊,是造成水質水量波動的又一原因。作為合流制改造過程中的過渡產物,沿河截污系統在一些南方城市較為常見。
該系統可極大程度地改善河流長期以來的黑臭狀況,但也存在一些問題。系統雨季收集的合流水含有大量雨水,導致污水廠旱、雨季污水處理量逐年加大,污水處理廠雨季負荷普遍偏大。
而截污箱涵系統大部分尚未配備相應的末端處理設施,攜帶大量污染物的初小雨直接進入污水廠,造成水質波動,處理效果難以保障。
另外,我國處於經濟快速發展階段,區域經濟差異明顯。經濟相對發達、人口密集地區的城市不斷擴容,但實際擴容速度與規劃往往不一致,致使污水增長量與污水廠設計規模不一致。
當污水量超過設計規模時,污水處理廠處於「吃不飽」狀態,當設計規模超過實際處理需求時,又造成「大馬拉小車」現象。
西北地區的污水處理設施則由於服務數量不足、管網配套差等問題處於「吃不飽」狀態,這些都影響著污水處理廠的進水水質水量。
1.3出水水質難以穩定達標,NH3-N、TN超標
我國現有污水處理廠大部分執行《城鎮污水處理廠污染物排放標准》(GB18918-2002)一級標准,其中執行一級A標準的占總數量的29.3%,執行一級B標準的接近60%。截至2016年底,我國僅有30%的污水廠尾水達到一級A標准,高達70%的污水處理廠排放標准達到或低於一級B排放標准。
大部分污水廠主要超標污染物為NH3-N、TN,上海市白龍港污水處理廠採用A2/O工藝,出水NH3-N一級B達標率僅有46%,TN一級B達標率68%。
三峽庫區176座污水廠一級B達標率60.7%,通遼污水廠一級A達標保障率低於50%,寶雞十里鋪污水廠NH3-N、TN一級A達標保障率分別為42.4%、42.5%。
廣州新華污水處理廠出水TN和NH3-N在1-3月份偶爾超標,不能穩定達到一級A標准。污水處理廠出水水質不達標,無法充分發揮效能,不僅降低了污水廠投資效益,也給污水廠運行管理帶來困難,應充分引起運行管理者的重視。
工藝是污水廠處理效果的關鍵保障因素,我國城鎮污水廠使用的工藝主要為普通活性污泥工藝、氧化溝及其改良工藝、A2/O及其改良工藝、SBR及其改良工藝、A/O及其改良工藝和曝氣生物濾池(BAF)工藝,這六類工藝覆蓋了全國90%以上城鎮污水處理廠的主體工藝類型。
上述工藝具備脫氮功能,而實際運行中由於進水水質水量波動或與設計值不符、生物處理設施超負荷運行、碳源不足、碳氮比不足等原因,出水難以達到排放標准。
當污水處理廠進水BOD5、TN、TP濃度低於設計進水濃度時,從多方面嚴重影響污水處理效果。一方面,污水中BOD5濃度過低導致生物處理單元中的微生物所需有機物不足,影響反硝化階段脫氮效果。
另一方面,進水污染物濃度偏低時生物反應池中曝氣量高於微生物需求量。如不能及時調整曝氣池曝氣量,容易出現曝氣過量,導致活性污泥沉澱分離效果較差。
除此之外,南方地區冬季缺少保暖措施,致使進水水溫較低,不利於硝化反硝化細菌的生長,出水NH3-N、TN濃度無法保障。除了工藝方面的原因,污水廠的運行管理水平也對出水水質有重要影響。
污水廠的運行是一個復雜的過程,操作人員應在水質、環境條件發生變化的條件下,充分利用各種工藝的彈性進行適當調整,及時發現並解決問題。
操作人員除了要具備一定的物理、化學及微生物學方面的知識,還需了解污水處理基本知識、廠內構築物的作用以及化驗指標的含義及其應用等。
在國外,污水處理廠的運行通常由博士來實施。在國內,由於薪資水平等原因的限制,大部分污水廠的員工學歷層次普遍偏低、技術素養不足,往往憑經驗操作污水廠各工藝設施,嚴重製約和影響污水處理廠整體運行水平。
1.4其他問題
隨著工業化、城市化進程的推進,城郊結合部生態環境問題日益凸顯。這種「結合」是城市與鄉村、農業與工業、農民與市民的結合,充滿著一種不確定的、動態的過渡和轉型。
城郊結合部的城中村建築廢棄物、生活垃圾四處堆積,居民亂排生活污水,流經的小河流顏色發黑,垃圾漂浮,污染嚴重。
如果不能得到有效控制,時時威脅著當地居民的健康。由於制度措施的不完善、管理不到位,使得城郊結合部出現這樣的難題。工業園區的發展對經濟發展的促進作用日益顯著,但隨之而來的環境污染也在加劇。
大型集中的工業園區一般都有污水處理廠,對大量的、中小型工業企業的廢水,採用經預處理後與園區生活污水合並處理的方式,實際運營過程中也有不少問題出現。
一是實際水量與設計不符。在園區污水處理廠設計階段,由於對發展規模預估不足,實際污水量超出污水處理廠處理能力。部分企業由於生產狀況不穩定,使污水處理廠處理量不足。
二是實際進水水質與設計不符。實際入園企業的類型與規劃不符,導致污水特徵發生較大變化,使污水廠難以達標排放。
2對策與建議
2.1政府統籌規劃,污水處理廠、管網建設同步推進
政府各部門應結合各自職能,協調一致,科學組織,實現污水處理廠的長效管理[11]。住建部門會同環保、發改委等部門,緊跟城市發展腳步,牽頭編制污水處理廠、污水管網的統籌規劃,以前瞻性思維規劃和設計污水處理廠。
地方政府要制定政策推進污水處理廠的運營規范化,與物價、住建、財政等部門聯合,因地制宜地研究制定與當地經濟社會發展水平相適應的污水處理收費制度。
財政部門應增加對污水處理廠的資金投入,創新投資建設運營模式,提高污水廠運行人員的工資水平,從而吸引高水平、高素質的人才進行運行管理。環保部門要加強對污水處理廠出水水質的檢查監督,對整治不力的要嚴肅查辦。
2.2完善污水收集系統,實現水量濃度「雙提升」
為充分發揮污水廠效能,要堅持廠網並舉,將排水管網和污水廠作為一個整體建設。首先要加快新增污水管網建設,建成從「用戶—支管—干管—污水處理廠」路徑完整、接駁順暢、運轉高效的污水收集系統,提高已建污水廠運行負荷。
其次是要強化老舊管網改造,對漏損嚴重的管網、排水口、檢查井進行維修,減少管道淤積,確保收集的污水水質、水量穩定。再者是要徹底進行合流制管網改造,難以改造的地區加快建設截流、調蓄等設施,減少雨季雨水對污水廠水量水質的沖擊。
2.3源頭分散處置初期雨水,減輕進廠污水量變化幅度
針對初期雨水影響進水水質水量問題,宜源頭分散處置。從初期雨水的特點和國內外初期雨水處置經驗來看,初期雨水應採用源頭分散收集、分散處置等方式;初期雨水集中收集非常困難,主要原因在於若設置集中收集系統,上游初期雨水到達時,下游早已是干凈的雨水,很難保證能夠收集到20~30分鍾前的初期雨水。
已建設初小雨收集系統的城市,應增設相應末端處理設施,減輕初小雨對污水處理廠的水質影響。有條件接入污水處理廠處理的,應論證污水處理廠具備接收條件後再接入。
2.4加強管網精細化管理,防患於未然
重視建成污水管網的日常管理與維護工作,加強管網的精細化管理[12]。首先是要加強日常巡查,對存量管網「修補測」、「定期體檢」並加以修繕。
採用CCTV和QV手段對管道內部進行檢測,掌握其病害的分布狀況和程度,為管道修復提供基礎。其次要實行定期清淤制度,保證污水管道正常通水。
目前大部分城市管道仍採用人工清淤,不僅工作環境惡劣,且效率低下,無法滿足需求。可引進高科技清淤手段,如清淤機器人等,實現自動高效清淤。
再者,對排水管網數據進行信息化處理,建立污水管網水質在線監測系統等,實時掌握水質情況。當水質出現異常時可及時查出管段存在問題,並提醒污水處理廠採取有效應對措施[34]。
2.5優化污水處理廠服務范圍,提標擴容
污水處理廠一般位於城市建設區,隨著城市建設和城市更新的開展,城市污水量增長較快而污水處理廠或污水系統擴容困難的矛盾日益突出。
對污水廠超負荷運行的地區,通過服務范圍的調整解決污水處理廠污水增量問題有著重要的意義。同時考慮提升污水處理廠處理能力,進行污水廠擴建。
按照GB18918-2015《城鎮污水處理廠污染物排放標准(徵求意見稿)》的要求,自2016年7月1日起新建污水處理廠和自2018年起敏感區現有城鎮污水處理廠均執行一級A標准。
對排放標准較低污水處理廠改造,因地制宜合理選擇改造措施,提高出水水質。提標改造路徑一般包括水力改造、設備改造和工藝升級改造等,其中污水處理工藝改造是提高出水水質的關鍵。
TN和NH3-N主要通過生化系統處理去除,這兩個指標是生化系統改造的主要目標污染物。TN的去除效果受制於進水碳氮比,由於我國大部分污水處理廠進水碳氮比偏低,可通過改進運行方式,合理利用內部碳源,或投加碳源的方式,提高反硝化能力。
當NH3-N不達標時,可在二級生物處理後增加曝氣生物濾池。涉及具體項目時,按照「一廠一策、分門別類」的原則制定適宜的工藝方案。
2.6集散結合,統籌治水
城市主城區的生活污水應集中處理,通過建設完善污水管網將污水收集到污水處理廠集中處理。而在城郊結合部,有條件建設管網的城市應逐步完善管網系統,對污水進行集中處理。短期內無法建設管網系統的,應採取分散處理的措施。
分散式一體化污水處理裝置,具有移動靈活、自動化控製程度高、處理效果好的特點,在城中村等分散式污水處理中已有大量應用,是解決城郊結合部水污染的有效措施。
工業園區污水廠存在的問題並不是一個企業的問題,需要改革和發展來解決,加大對污染源排放的控制力度,工業企業要嚴格執行相關法規,確保廢水達標排放。
3結語
城鎮污水處理及再生利用設施是城鎮發展不可或缺的基礎設施,是減少水體外源污染的重要手段,保障其安全、穩定、高效地運行,對於水環境治理具有十分重要的意義。
目前我國污水處理廠運行中仍存在一些問題,有的放矢地總結存在問題,可為今後污水廠科學化管理奠定基礎。只有政府部門統籌規劃,加強頂層設計,不斷完善污水收集系統,加強管網精細化管理,進行提標擴容建設,才能充分發揮污水處理廠的環境效益,改善城市水環境質量,促進水環境治理成效的長久保持。

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⑹ 沼氣發生的原理沼氣的應用

「生化氣體」泛指包括糞肥、污水、都市固體廢物及其他生物可降解的有機物質,在缺氧的環境下,經發酵或無氧消化過程所產生的氣體,這些氣體主要包含甲烷及二氧化碳,又稱為「沼氣」或「堆填氣體」,視乎環境而定。

無氧消化
瑞士一輛使用生化氣體推動的巴士「無氧消化」是處理可降解廢物的方法之一,由於這個方法產生出的沼氣可作為有用燃料,同時又可以將導致疾病的病原體消滅,又因為燃燒甲烷比燃燒煤更清潔,二氧化碳排放量低,因此這個方法頗為流行。甲烷本身也是溫室氣體之一,且它的全球變暖潛能也比二氧化碳高,因此生化氣體的收集在廢物管理中,扮演了重要角色。如果把這些氣體放回大氣中,這些氣體中的碳成份會被植物吸收進行光合作用,且不會比燃燒化石燃料釋出更多碳元素。

在近幾年,不少發達國家均有擴展採用經收集污水及垃圾堆填區,及經機械生化處理的家居廢物所得的的生化氣體作燃料,同時又因為能源價格高企、再生能源補貼及歐盟管制堆填區的使用,更進一步推動生化氣體的應用。

[編輯] 堆填氣體
堆填區的廢物深埋在地底,在地底的缺氧環境下,這些有機廢物會給降解,產生堆填氣體,並會慢慢釋出。如不妥善處理,這些氣體會構成的危險包括:

爆炸性危險
助長全球變暖(甲烷是溫室氣體之一)
揮發性有機化合物會產生光化學煙霧
而其主要成份有:

成份 含量 (百份比)
甲烷 (CH4) 55-75%
二氧化碳 (CO2) 25-45%
氮 (N2) 0-0.3%
氫 (H2) 1-5%
硫化氫 (H2S) 0-3%
氧 (O2) 0.1-0.5%

[編輯] 生化氣體與天然氣
生化氣體只要經過凈化,其特性便能與天然氣無異,氣體供應商需去除生化氣體中的水份、硫化氫及微粒等雜質,為求使氣體更能完全燃燒,供應商會減少氣體中的二氧化碳含量。未經上述凈化程序處理的氣體有時會與天然氣混合燃燒。當生化氣體凈化至能作管道運輸的質素後,這些氣體便稱之為「可再生天然氣」。

[編輯] 可再生天然氣的應用
這些經凈化的氣體在應用上也與天然氣無異,包括發電、爐具等,而經壓縮的氣體也能成為壓縮天然氣的代替品,可用在汽車的內燃機或燃料電池上。

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