營區(qū)污水處理成套技術(shù)研究與應(yīng)用
摘要:環(huán)境保護(hù)是我國的基本國策,隨著 社會(huì) 、 經(jīng)濟(jì) 的 發(fā)展 ,人們的環(huán)境意識(shí)不斷增強(qiáng),對(duì)環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求。軍隊(duì)的環(huán)境保護(hù)是國家環(huán)境保護(hù)的重要組成部分,在全軍環(huán)辦領(lǐng)導(dǎo)下,克服了總經(jīng)費(fèi)十分有限的不利局面,在治理營區(qū)污染方面取得了很大成績,尤其是近幾年來,集中財(cái)力整治了全軍一批重點(diǎn)污染源,為全軍營區(qū)污水治理提供了技術(shù)保證。同時(shí)通過對(duì)環(huán)保技術(shù)研發(fā)工作的投入,開發(fā)出整套適合部隊(duì)環(huán)境保護(hù)特點(diǎn)的污水處理技術(shù)及配套設(shè)備,建立了不同規(guī)模、不同城市的營區(qū)污水處理示范工程,積累了寶貴的工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:營區(qū) 污水處理 成套技術(shù)
1 概述
環(huán)境保護(hù)是我國的基本國策,隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們的環(huán)境意識(shí)不斷增強(qiáng),對(duì)環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求。軍隊(duì)的環(huán)境保護(hù)是國家環(huán)境保護(hù)的重要組成部分,在全軍環(huán)辦領(lǐng)導(dǎo)下,克服了總經(jīng)費(fèi)十分有限的不利局面,在治理營區(qū)污染方面取得了很大成績,尤其是近幾年來,集中財(cái)力整治了全軍一批重點(diǎn)污染源,為全軍營區(qū)污水治理提供了技術(shù)保證。同時(shí)通過對(duì)環(huán)保技術(shù)研發(fā)工作的投入,開發(fā)出整套適合部隊(duì)環(huán)境保護(hù)特點(diǎn)的污水處理技術(shù)及配套設(shè)備,建立了不同規(guī)模、不同城市的營區(qū)污水處理示范工程,積累了寶貴的工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。
目前 全軍待治理的營區(qū)生活污水和 醫(yī)院 污水污染源約3260個(gè),且多數(shù)位于全國環(huán)境重點(diǎn)治理區(qū)域內(nèi),未來幾年的任務(wù)十分繁重,而本 研究 成果為部隊(duì)營區(qū)不同規(guī)模的生活污水和醫(yī)院污水污染治理提供了技術(shù)保障和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。
2 營區(qū)污水治理的特點(diǎn)
2.1 特點(diǎn)
全軍部隊(duì)除了部分位于大中城市,具有較完善的市政管網(wǎng)系統(tǒng),不需要自行建立污水處理系統(tǒng)外,多數(shù)位于市郊或遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的偏遠(yuǎn)地區(qū)。有部隊(duì)駐扎的地方就有污水排放,這些污水如果未經(jīng)處理直接排入地面水體或當(dāng)?shù)剞r(nóng)田,會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐?自然 環(huán)境和部隊(duì)自身的環(huán)境造成污染,而且時(shí)常因污染 問題 引發(fā)軍民糾紛。
營區(qū)污水處理一般歸營房部門管理,也是一項(xiàng)新的工作 內(nèi)容 ,專業(yè)人員十分缺乏,污水處理工程的投資主要由全軍環(huán)辦下?lián)埽\(yùn)行費(fèi)用營房日常管理費(fèi)中沒有這一項(xiàng)。此外,我軍部隊(duì)分布在全國各地,氣候條件差異較大,因此,在投資十分緊張、運(yùn)行費(fèi)用無專門出處而專業(yè)人員嚴(yán)重缺乏的條件下,如何搞好軍隊(duì)的營區(qū)污水處理,對(duì)工程設(shè)計(jì)和工藝選擇提出了很高的要求。
2.2 營區(qū)污水處理規(guī)模的劃分
根據(jù)軍隊(duì)編制和駐扎情況,污水量最大的多為試驗(yàn)基地如酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心和新疆核試驗(yàn)基地等,人口規(guī)模在萬人以上,日排放各類污水達(dá)萬噸多。中等規(guī)模的試驗(yàn)基地污水排放量多在4000~5000m3/d,如太原衛(wèi)星發(fā)射中心、白城兵器試驗(yàn)中心等。一般軍事院校、大的研究機(jī)構(gòu)、大機(jī)關(guān)駐地其污水排放量為2000~3000m3/d,如西安陸軍學(xué)院、石家莊陸軍學(xué)院、總參某部八局等。以上單位除部隊(duì)官兵外還有家屬,因此,污水排放量較大,污染物濃度較高,而一般野戰(zhàn)部隊(duì)(團(tuán)級(jí)單位)駐地污水量多為200~300m3/d,營以下單位污水量多為50 m3/d左右,其他規(guī)模的污水量比較少,不具有典型性。
3 主要工藝及特點(diǎn)
由于部隊(duì)作息時(shí)間有較強(qiáng)的 規(guī)律 性,營區(qū)生活污水水質(zhì)水量變化較大,野戰(zhàn)部隊(duì)的污水濃度通常偏低,COD一般為180mg/L左右,家屬區(qū)較多的單位COD偏高,一般為280mg/L左右。污水處理工藝選擇應(yīng)根據(jù)水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn),本著投資少、操作管理簡單,運(yùn)行費(fèi)用低的指導(dǎo)思想進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃, 科學(xué) 設(shè)計(jì)。
近十年來,軍隊(duì)環(huán)保專家在吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上緊密結(jié)合部隊(duì)特點(diǎn),開發(fā)出一整套較完善的營區(qū)污水處理技術(shù)及配套設(shè)備,同時(shí)解決部隊(duì)?wèi)?zhàn)士流動(dòng)性大、操作管理水平不高的實(shí)際情況,解決了營區(qū)生活污水污染問題,部分實(shí)現(xiàn)了廢水資源化,對(duì)促進(jìn)部隊(duì)水資源規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)部隊(duì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
3.1 小型一體化設(shè)備(鋼結(jié)構(gòu))
3.1.1 設(shè)備簡介
小型一體化設(shè)備多為鋼結(jié)構(gòu),單臺(tái)處理能力為5m3/h,每天若工作10小時(shí),日處理水量50m3,2臺(tái)即為100 m3。由于作戰(zhàn)部隊(duì)晚上一般污水排放量很少,同時(shí)也為了降低操作管理強(qiáng)度,一般設(shè)計(jì)時(shí)考慮每天工作時(shí)間不超過10小時(shí)。通常所采用的工藝是:
污水→鋼篦子→提升泵→埋地式一體化設(shè)備→出水達(dá)標(biāo)排放
其中一體化設(shè)備包括了生物接觸氧化和沉淀功能,曝氣方式為鼓風(fēng)曝氣。
3.1.2 設(shè)備特點(diǎn)
施工周期短,處理效果好,不受季節(jié) 影響 ,管理相對(duì)簡單,缺點(diǎn)是設(shè)備投資高(噸水投資高于2000元/m3污水),不便于維修。
3.1.3 使用條件
該工藝適用于營區(qū)土地資源緊張,施工周期有嚴(yán)格限制時(shí)采用。
3.2 埋地式SBR工藝
3.2.1 工藝簡介
該工藝適用范圍廣,日污水處理能力80~1000m3均可。對(duì)于水量小的營區(qū)如200 m3/d以下時(shí),可考慮采用鋼結(jié)構(gòu),但成本較高,也可以做成混凝土結(jié)構(gòu),多以后者為主。典型工藝流程為:
污水→鋼篦子→埋地式SBR反應(yīng)池→排水提升泵→出水達(dá)標(biāo)排放
3.2.2 工藝特點(diǎn)
工藝十分簡單,其中曝氣反應(yīng)、沉淀和排水功能均在一個(gè)池子內(nèi)完成,地面可以綠化。曝氣方式主要采用水下射流曝氣機(jī),也可采用鼓風(fēng)曝氣。該工藝對(duì)水質(zhì)水量變化適應(yīng)能力強(qiáng),處理效果好,出水可以回用,且工程投資小,運(yùn)行成本不高,在我國南方、北方均具有廣泛的適用性。該工藝已在南京軍區(qū) 電子 對(duì)抗團(tuán)使用(噸水投資1200元)。
3.2.3 使用條件
污水處理量80~1000m3/d,地域不受限制。
3.3 一體化氧化溝工藝
3.3.1 工藝簡介
一體化氧化溝工藝是活性污泥法的一種,它將反應(yīng)、沉淀功能合為一體,布置緊湊,通過轉(zhuǎn)刷進(jìn)行曝氣充氧,適合連續(xù)進(jìn)水。
工藝流程一般設(shè)計(jì)為:
污水→鋼篦子→提升泵→一體化氧化溝→出水達(dá)標(biāo)排放
大型污水處理廠氧化溝多為分建式,即沉淀池與曝氣池分開,并設(shè)污泥回流系統(tǒng),以保持曝氣區(qū)污泥的濃度。
3.3.2 工藝特點(diǎn)
采用轉(zhuǎn)刷曝氣大大簡化了處理系統(tǒng),沉淀與曝氣池的合建較好地實(shí)現(xiàn)了污泥回流的無外動(dòng)力化,因此管理比較簡單,處理效果較好,可實(shí)現(xiàn)部分脫氮除磷功能。該工藝適合小型污水處理站,其缺點(diǎn)是污水站露天布置,水溫冬季受氣溫影響顯著,池面甚至?xí)Y(jié)冰。該工藝已在南京軍區(qū)高炮團(tuán)投入使用。
3.3.3 適用條件
污水處理量150~1000 m3/d,冬季氣溫不小于4℃。
3.4 生物濾池—植物糖處理工藝
3.4.1 工藝簡介
生物濾池屬于膜生物處理工藝范疇,微生物附著在填料的表面,通過填料間的空隙進(jìn)行自然通風(fēng),供給微生物氧氣,以促進(jìn)微生物的新陳代謝并氧化分解污染物。典型工藝流程為:
污水→格柵→提升泵→生物濾池→沉淀池→植物塘→出水回用或排放
該工藝通過固定式旋轉(zhuǎn)布水器使污水均勻分布在填料表面,池底留有通氣孔,污水自上而下,空氣自下而上,污水從而得到凈化。生物膜不斷生長并脫落,泥水經(jīng)沉淀分離,出水排放,污泥定期外排。
3.4.2 工藝特點(diǎn)
污水需提升進(jìn)入生物濾池,通過布水器均勻布水,并需做好預(yù)處理工作,防止顆粒物堵塞布水器和生物填料。其出水自流進(jìn)入水生植物塘,利用植物的光合作用通過根系吸收水中的養(yǎng)分進(jìn)一步降低污水中有機(jī)物的含量,夏季出水清澈透明可以回用,冬季達(dá)標(biāo)排放。該工藝主要優(yōu)點(diǎn)是不需要供氧設(shè)備,因此,運(yùn)行成本低廉,投資也較低,管理方便,剩余污泥量小,但受氣溫影響較大。
3.4.3 適用條件
污水量1000m3/d以上,具有較大的土地面積可以利用,在我國南方 應(yīng)用 效果較好,北方冬季處理效果有所降低。該工藝已應(yīng)用于北京軍區(qū)石家莊陸軍學(xué)院(3000m3/d),酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心10000 m3/d生活污水生態(tài)處理工程的前期設(shè)計(jì)工作正在進(jìn)行中。
3.5 CASS工藝
3.5.1簡介
CASS(Cyclic Activated Sludge System)工藝是近年來國際公認(rèn)的處理生活污水及 工業(yè) 廢水的先進(jìn)工藝。該工藝最早在國外應(yīng)用,為了更好地將其引進(jìn)、消化,開發(fā)出適合我國國情的新型污水處理新工藝,我院環(huán)保中心于1994年在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了整套系統(tǒng)的模擬試驗(yàn),分別探討了CASS工藝處理常溫生活污水、低溫生活污水、制藥和化工等工業(yè)廢水的機(jī)理和特點(diǎn)以及水處理過程中脫氮除磷的效果,獲得了寶貴的設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。我院將研究成果成功地應(yīng)用于處理生活污水及不同種工業(yè)廢水的工程實(shí)踐中,取得了顯著的社會(huì)和環(huán)境效益。典型工藝流程為:
污水→格柵→提升泵→CASS池→出水回用或排放
3.5.2 工藝特點(diǎn)
其基本結(jié)構(gòu)是:在序批式活性污泥法(SBR)的基礎(chǔ)上,反應(yīng)池沿池長方向設(shè)計(jì)為兩部分,前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū),后部為主反應(yīng)區(qū),其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動(dòng)撇水裝置。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi),微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物,經(jīng)歷一個(gè)高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過程,這對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量、pH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用,同時(shí)對(duì)絲狀菌的生長起到抑制作用,可有效防止污泥膨脹;隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個(gè)較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程。整個(gè)工藝集曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行,每一個(gè)工作周期微生物處于好氧—缺氧周期性變化之中,因此,CASS工藝具有較好的脫氮效果。該工藝省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng);同時(shí)可連續(xù)進(jìn)水,間斷排水。
3.5.3 適用范圍
CASS工藝可應(yīng)用于大型、中型及小型污水處理工程,比SBR工藝適用范圍更廣泛;連續(xù)進(jìn)水的設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式,一方面便于與前處理構(gòu)筑物相匹配,另一方面控制系統(tǒng)比SBR工藝更簡單。
對(duì)大型或分期建設(shè)的污水處理廠而言,CASS反應(yīng)池設(shè)計(jì)成多池模塊組合式,單池可獨(dú)立運(yùn)行。當(dāng)處理水量小于設(shè)計(jì)值時(shí),可以在反應(yīng)池的低水位運(yùn)行或投入部分反應(yīng)池運(yùn)行等多種靈活操作方式;由于CASS系統(tǒng)的主要核心構(gòu)筑物是CASS反應(yīng)池,如果處理水量增加,超過設(shè)計(jì)水量不能滿足處理要求時(shí),可同樣復(fù)制CASS反應(yīng)池,因此CASS法污水處理廠的建設(shè)可隨業(yè)主的發(fā)展而發(fā)展,它的階段建造和擴(kuò)建較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多。目前該工藝已在部隊(duì)營區(qū)污水處理中得到廣泛應(yīng)用如北京航天城污水處理廠(近期7200m3/d,遠(yuǎn)期14400m3/d)、總裝備部指揮技術(shù)學(xué)院(2000m3/d)、總參三部八局(3000m3/d)、西安陸軍學(xué)院(2000m3/d)、總參陸航局(2000m3/d)等。
3.5.4 經(jīng)濟(jì)性
實(shí)踐證明,CASS工藝日處理水量小則幾百立方米,大則幾十萬立方米,只要設(shè)計(jì)合理,與其它 方法 相比具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。它比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省投資20%-30%,節(jié)省土地30%以上。當(dāng)需采用多種工藝串聯(lián)使用時(shí),如在CASS工藝后有其它處理工藝時(shí),通常要增加中間水池和提升設(shè)備,將影響整體的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,此時(shí),要進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,以確定采用CASS工藝還是其它好氧處理工藝。
由于CASS工藝的曝氣是間斷的,利于氧的轉(zhuǎn)移,曝氣時(shí)間還可根據(jù)水質(zhì)、水量變化靈活調(diào)整,均為降低運(yùn)行成本創(chuàng)造了條件??傮w而言,CASS工藝的運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)活性污泥法低。
3.6 無動(dòng)力污水處理工藝
3.6.1 工藝簡介
通過合理利用 自然 地勢高差,在不消耗動(dòng)力條件下,污水通過生物厭氧處理和植物塘處理,出水即可達(dá)標(biāo)排放。
工藝流程:
污水→沉淀池→厭氧濾池→氧化塘→出水排放
污水自流進(jìn)入沉淀池,去除顆粒物后,進(jìn)入地埋式厭氧濾池,通過厭氧微生物對(duì)有機(jī)物的分解,降低污水中污染物的濃度,通過氧化塘進(jìn)一步去除污染物實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
3.6.2 工藝特點(diǎn)
利用地勢高差,污水全部為自流,沒有曝氣設(shè)備,只是定期排泥時(shí)利用污泥泵吸出。工藝運(yùn)行成本接近零,無需專人管理,投資運(yùn)行效果穩(wěn)定。冬季受溫度 影響 ,但通常出水可達(dá)標(biāo)排放。該工藝已在蘭州417團(tuán) 應(yīng)用 。
3.6.3 適用條件
污水量通常在400m3/d以下,污水排放地勢高差在6m以上,可用面積較大,處理要求不高。
3.7 污水回用
水資源緊缺是世界性 問題 ,我國近幾年來水價(jià)上漲幅度之大有目共睹, 目前 北京市的居民用水已達(dá)2.9元,不久水價(jià)還要上漲。從現(xiàn)實(shí)及 發(fā)展 的眼光來看,污水處理及回用是必經(jīng)之路。我軍很多部隊(duì)營區(qū)位于干旱地區(qū),缺水嚴(yán)重,同時(shí)為營造綠色營區(qū),建設(shè)了大面積的營區(qū)綠地,隨著水資源保護(hù)的呼聲越來越高,部隊(duì)營區(qū)的污水經(jīng)過處理回用于綠化和沖洗車輛不僅保護(hù)了環(huán)境,而且可以變廢為寶、增收節(jié)支,獲得明顯的 經(jīng)濟(jì) 效益,具有廣泛的應(yīng)用前景。目前總參三部八局、總裝指揮技術(shù)學(xué)院、北京軍區(qū)特種大隊(duì)、石家莊陸軍學(xué)院、成都軍區(qū)坦克旅等進(jìn)行了污水回用,主要工藝包括:混凝過濾+消毒工藝、生態(tài)處理工藝等,取得了較好的節(jié)水效果。
4 結(jié)論與建議
通過我軍環(huán)??蒲袉挝坏穆?lián)合努力,目前已形成了一套完善的適合部隊(duì)特點(diǎn)的污水處理技術(shù),并研制出配套的關(guān)鍵設(shè)備。該套污水處理工藝可適用于不同規(guī)模、不同氣候、不同處理標(biāo)準(zhǔn)要求,具有管理方便、投資合理、運(yùn)行成本低等特點(diǎn),將會(huì)為我軍環(huán)保事業(yè)發(fā)揮更大的作用。
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