太陽能微動力污水處理技術(shù)

浙江大學(xué)浙大水業(yè)有限公司

技術(shù)發(fā)明人：鄧冶

摘要：中國水資源缺乏和水污染嚴重地制約著我國總體經(jīng)濟的健康持續(xù)發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施滯后和管理水平低下抑制了農(nóng)村地區(qū)居民生活質(zhì)量的改善和提高，現(xiàn)國家正在加大力度扶持新農(nóng)村水改項目，農(nóng)村地區(qū)的水環(huán)境治理應(yīng)成為我國環(huán)境綜合治理的重要組成部分。為科學(xué)、客觀地對該農(nóng)村污水處理進行技術(shù)開發(fā)，按照建設(shè)相關(guān)環(huán)保法規(guī)、標準的規(guī)定，為了節(jié)約用水、保護環(huán)境以及增加社會社會效益與環(huán)境效益，本文從農(nóng)村實際的產(chǎn)污角度、排放規(guī)律研究了采用太陽能微動力治理治理村鎮(zhèn)污水的技術(shù)。

關(guān)鍵詞：太陽能微動力；村鎮(zhèn)污水處理； 環(huán)境效益；社會效益

一、 太陽能微動力污水處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計

1.1 設(shè)計原則

在充分了解實際的農(nóng)村村鎮(zhèn)運行水質(zhì)、水量并充分參考類比村鎮(zhèn)的處理工藝的基礎(chǔ)上，本文認為該污水處理工藝設(shè)計應(yīng)采用如下原則：

①以農(nóng)村村鎮(zhèn)總體規(guī)劃建設(shè)為指導(dǎo)，結(jié)合污水處理系統(tǒng)工藝特點，充分考慮內(nèi)外結(jié)合，使污水處理項目成為一個完整的、統(tǒng)一的工程項目。

②選擇穩(wěn)妥可靠、技術(shù)先進、投資省、運行費用低、管理簡便、運行靈活的污水處理設(shè)備和儀器，為本污水處理系統(tǒng)的運行創(chuàng)造良好的條件。

③按照環(huán)保政策的要求進行設(shè)計，出水達到一級B排放標準。

1.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝確定

通過以上對農(nóng)村村鎮(zhèn)污水水質(zhì)、水量特點的具體分析、處理工藝經(jīng)濟技術(shù)比較以及排放標準的要求，我們認為項目設(shè)計具有以下幾個特點：

①該村鎮(zhèn)排放污水具有一定的間歇性，水質(zhì)、水量的不穩(wěn)定性，需進行一定調(diào)節(jié)穩(wěn)定措施。

②污水處理采用工藝必須穩(wěn)定可靠，處理效果好，運行費用合理，管理維護方便，減少人為因素對處理效果的影響。

③在村的各戶排污點污水宜盡量集中處理，提高效率，避免分散處理，增加成本與運行管理費用，如管網(wǎng)增加投入較大，可適當增加處理點。

排放污水含有機質(zhì)多、濃度較高且懸浮物含量較大，污水B/C=0.30～0.50,可生化性較好，同時在本工程中出水水質(zhì)要求較高。

因此，我們從投資規(guī)模適度、處理效果穩(wěn)定可靠、管理維護方便、運行費用合理等角度出發(fā)，結(jié)合在該類污水處理工程方面的實踐經(jīng)驗，具體太陽能微動力處理工藝流程，見圖3－1。

 

 

 

圖3-1  農(nóng)村村鎮(zhèn)太陽能微動力污水處理工藝流程示意圖

1.3工藝流程簡述

首先，生活污水集中收集后首先進入污水處理系統(tǒng)內(nèi)的格柵井，內(nèi)部設(shè)有過濾格柵，對污水中懸浮物進行處理去除。經(jīng)過格柵處理后水中粗粒、不溶性COD、SS等大大降低，柵渣通過人工定期清理外運安全處理。

經(jīng)過濾格柵去除部分懸浮物，以及大顆粒懸浮的有機、無機等物質(zhì)后的污水，進入?yún)捬醭?，在此利用厭氧微生物降解污水中的有機物，使大分子復(fù)合鏈的有機物氧化為小分子單鏈的有機物。污水和從沉淀池回流的含磷污泥，在厭氧狀態(tài)下釋放出磷，在太陽能好氧池內(nèi)可吸收大量的磷，從而通過排放污泥進行去磷。污水中的部分氨氮，在太陽能好氧池內(nèi)被轉(zhuǎn)化為NH3-N。經(jīng)過回流泵污水進入缺氧池，反硝化菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣，從而去除氨氮。

在經(jīng)過太陽能好氧反應(yīng)后，污水中的污染有機物已經(jīng)被微生物基本消解，混合液流入沉淀池進行沉淀處理。為保證生化池的污泥濃度，將沉淀池的污泥回流到前池中。

經(jīng)沉淀池處理后的水已是合格的水，為保證處理出水的穩(wěn)定性及提高出水水質(zhì)，設(shè)計出水經(jīng)過多介質(zhì)池進行吸附過濾后再進行排放。

多介質(zhì)池后出水后即可穩(wěn)定的達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排版標準》（GB18918－2002）一級B標準，達標排放。

1.4設(shè)計的工藝削污

本系統(tǒng)各單元設(shè)計處理效果見下表。

表5-3  系統(tǒng)各單元預(yù)期處理效果表

項目		CODcr	BOD5	SS	NH3-N	TP
污水進水	濃度（mg/L）	≤350	≤150	≤200	≤30	≤4
厭氧池 出水	濃度（mg/L）	150	60	100	30	4
	去除率（%）	57	60	50	/	/
太陽能曝氣池出水	濃度（mg/L）	≤50	≤10	≤10	≤5	≤0.5
	去除率（%）	67	83	90	83	87

二、除臭系統(tǒng)設(shè)計

該類污水及生化池中含有多種致臭物質(zhì)。污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的臭氣主要化學(xué)物質(zhì)是硫化氫（H2S）、氨、甲硫醇類等，主要來自生化污水和污泥。

2.1臭氣對環(huán)境的影響

污水處理系統(tǒng)中污水、污泥產(chǎn)生的臭氣主要成分，見表2-1、表2-2，某些惡臭物質(zhì)的臭氣強度與濃度的關(guān)系，詳見表2-3。從表中看出一般污水處理系統(tǒng)的臭氣經(jīng)過大氣擴散進入空氣中的污染物濃度是較低的。本污水處理系統(tǒng)處理水量較小，產(chǎn)生惡臭比較輕。但為消除臭氣污染影響，在污水處理站內(nèi)以及廠周設(shè)置綠化隔離帶，減少臭氣的污染影響。

表2-1      污水產(chǎn)生的主要臭氣種類  

污水產(chǎn)生的臭氣種類		50m	100m	200m	300m
氨	g/m3	0.6	0.1	<0.1
	級別	2	1	0
硫化氨	g/m3	0.006	0.0005	<0.0005
	級別	2	1	0

 

    表2-2         污泥產(chǎn)生的主要臭氣種類

污泥產(chǎn)生的臭氣種類		50m	100m	200m	300m
氨	g/m3	2	1	0.6	0.1
	級別	3	2.5	2	1
硫化氨	g/m3	0.06	0.02	0.006	0.0005
	級別	3	2.5	2	1

 

 表2-3          污水產(chǎn)生臭氣的影響范圍 

臭氣強度	0級	1級	2級	2.5級	3級	3.5級	4級	5級
嗅覺感受	感覺不到臭味	勉強可感到臭味	易感到微弱臭味	感到明顯臭味			感到較強臭味	感到強烈臭味
名  稱	濃度P·P·M
氨	<0.1	0.1	0.6	1.0	2.0	5.0	10.0	100
甲硫醇	<0.0001	0.0001	0.0007	0.002	0.004	0.01	0.03	0.2
硫化氫	<0.0005	0.0005	0.006	0.02	0.06	0.2	0.7	3
甲基硫	<0.0001	0.0001	0.002	0.01	0.05	0.2	0.3	2
甲二硫	<0.0003	0.0003	0.003	0.009	0.03	0.1	0.3	3
三甲胺	<0.0001	0.0001	0.001	0.005	0.02	0.07	0.2	3
丙烯醛	<0.002	0.002	0.01	0.05	0.1	0.5	1.0	10.0
苯乙烯	<0.03	0.03	0.2	0.4	0.8	2	4	20

 2.2防止有害氣體對外部環(huán)境造成污染的措施

本文設(shè)計采取下列強化技術(shù)保障措施防止有害氣體的環(huán)境影響：a.總圖設(shè)置根據(jù)風向采取衛(wèi)生分區(qū)布置；b.全部進出水管線地下埋設(shè)、水處理構(gòu)筑物有條件全部地埋化；c.考慮在空地上種植刺槐、假儉草、竹節(jié)草等一些能吸收有害物質(zhì)的灌木及地被植物；d.對臭氣的主要來源地生化池四周進行植被種植，隔絕及吸附臭氣。

三、結(jié)束語

根據(jù)一年多的運行調(diào)試，出水水質(zhì)情況良好，具體浮動見下表：

	平均CODcr(mg/L)	平均NH3-N(mg/L)	平均總P(mg/L)
生活污水原水	350	8.9	0.6
太陽能微動力系統(tǒng)出水	48	2.43	0.15
數(shù)據(jù)來源	25組數(shù)據(jù)	25組數(shù)據(jù)	25組數(shù)據(jù)
去除率	86.3%	73%	75%

據(jù)此，本農(nóng)村村鎮(zhèn)太陽能微動力處理技術(shù)，解決了常規(guī)微動力處理技術(shù)采用常規(guī)電，需要電費，需要專業(yè)操作維護人員進行操作管理的不便。解決了濕地處理技術(shù)占地面積大，季節(jié)性強，植被維護投入大的缺點。也解決了無動力處理技術(shù)出水水質(zhì)差，對氮磷去除差，有臭味的缺陷。

此太陽能微動力技術(shù)的投入費用與常規(guī)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)可降低10~20%，而運行采用綠色太陽能，運行費用為0，是其它處理工藝所不能比擬的。

所以，無論從經(jīng)濟性、可靠性出發(fā)，本技術(shù)都是解決當前農(nóng)村污水處理難題的有效途徑。

浙大水業(yè)有限公司經(jīng)過五年的時間，幾千例鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村污水處理站的建設(shè)和運行，實踐論證結(jié)果，太陽能處理污水技術(shù)成熟、可靠、安全并有一下諸多亮點

 

太陽能微動力污水處理系統(tǒng)具有下列特點：

 

（一）采用太陽能綠色能源，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。

（二）光電一體化技術(shù)的運用，采用太陽能提供動力，無需用電，幾乎無運行費用，同時，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，通過與電網(wǎng)的有效結(jié)合，削峰填谷，既符合國家政策導(dǎo)向，又實現(xiàn)運行成本最小化。

（三） 增加了回流與曝氣，具有脫氮除磷功能，出水水質(zhì)好。

（四）采用了A2/O工藝?？捎嬋雵夜?jié)能減排計劃。

（五）微電腦自動控制系統(tǒng)與遠程在線監(jiān)控系統(tǒng)的運用，實現(xiàn)在線通訊，遠程故障報警、遠程故障排除等，無需人管理，解決了鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村缺乏專業(yè)運行管理人員的現(xiàn)實問題，整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)無人值守。

（六）無噪聲、臭氧等二次污染

（七）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，大大節(jié)省了土地資源，地面上可以做綠化。

（八）除本方案介紹的太陽能光電一體技術(shù)外，帶有儲電功能的太陽能技術(shù)也是污水工程常用的選擇。該技術(shù)完全脫離市政電網(wǎng)單獨運行，系統(tǒng)運行所需電力全由太陽能板提供，但需增加儲電系統(tǒng)，滿足在陰雨天等光照不足的條件下系統(tǒng)正常運行，蓄電系統(tǒng)可以滿足連續(xù)7天陰雨天氣供電功能。