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朱兆亮:山东村镇污水治理运行案例分析

时间:2018-10-19  点击:204 次 字号+  字号-
      2018年9月7日,“第八届中国农村和小城镇水环境治理论坛暨第二届村镇环境科技产业联盟论坛”于上海召开(相关链接:曲久辉、杭世珺、刘俊新等行业大家干货不断,第八届中国农村和小城镇水环境治理论坛上海开幕)。论坛第二日,山东建筑大学市政与环境工程学院副教授朱兆亮带来题为《山东村镇污水治理运行案例分析及农业缓释碳源在村镇污水多级AO技术中应用》的报告。报告内容围绕山东村镇污水治理问题、案例分析,村镇污水治理AAO工艺变形探讨,以及农业废弃碳源应用研究展开。本文为《水工业市场》根据现场报告整理,希望给您带来思考与帮助。


山东建筑大学市政与环境工程学院副教授朱兆亮

村镇污水治理相关政策

      山东省提出,到2020年,50%以上的村庄对生活污水进行处理,其中,农村生活污水治理示范县80%以上的村庄对生活污水进行处理;农村新型社区基本实现污水收集处理。

到2015年底,山东省784个建制镇建有污水处理设施,13088个建制村对生活污水进行了妥善处理。

山东村镇污水治理问题探讨

      1.污水来源与性质

      目前,山东省村镇污水来源主要有生活污水、养殖污水以及作坊废水。

      生活污水性质与当地生活习惯有关,山东省预计2018年底完成647.3万户农厕改造。养殖污水营养物高,可以通过关闭中小分散养殖场,发展田园综合体来解决。作坊废水属于高污染,可以关闭中小分散作坊,对废水进行就地处置。

      2.收集

      污水收集方面,需要因地制宜地采取合流或分流,管网和处理设施同步建设。

      3.排放标准

     2018年,北京和成都相继发布农村污水地方排放标准。

北京农村污水地方排放标准

 
      成都市农村生活污水处理工程出水水质标准则按以下7个控制指标(单位:mg/L)执行。

      (1)化学需氧量(CODcr):Ⅲ类及以上水功能区≤50,其他地区≤60;

      (2)氨氮(NH3-N):Ⅲ类及以上水功能区≤8,其他地区≤15;

      (3)总磷(以TP计):Ⅲ类及以上水功能区≤1,其他地区≤2;

      (4)总氮(TN):Ⅲ类及以上水功能区≤15,其他地区≤25;

      (5)悬浮物(SS):Ⅲ类及以上水功能区≤10,其他地区≤30;

      (6)阴离子表面活性剂(LAS):Ⅲ类及以上水功能区≤0.5,其他地区≤1;

      (7)动植物油:Ⅲ类及以上水功能区≤1,其他地区≤3。

      目前,山东省农村污水排放标准暂执行一级A。

      4.处理工艺

      村镇污水处理工艺目标原则是占地小、能耗低、事故少、无人值守、因地制宜品质高,宜采用生态塘、AAO、MBR等工艺技术。治理模式采用村镇环境连片整治(区域打捆PPP)云平台智慧运行(核心)。运行费用:A2O为0.8-1.2元/m³,MBR为1.4-1.7元/m³(收费按水量风险大,一般按户数或人口数设保底水量)。


AAO工艺流程

      一体化污水处理设备:AAO

     罐体采用玻璃钢材质;

      电解除磷设备辅助除磷,其操作简单,运行无人值守,与传统化学除磷方法需要人工配药,人工切换阀门等,相比省时省力,提高了除磷效率,降低了运行成本,更加节能环保。


MBR工艺流程

      一体化污水处理设备:MBR

      运行管理方便、占地面积少、处理水质稳定、优良的脱氮效果、动力消耗较低。

山东村镇污水治理案例介绍

      1.济南市槐荫区连片整治项目


      工程概况:槐荫区农村环境综合整治污水处理项目,涉及玉清湖街道办事处、腊山街道办事处、吴家堡街道办事处、兴福街道办事处,9个村。9个200m³/d生活污水处理站,受益总人数11756人,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A类标准。

      工艺简介:污水处理工艺采用A/A/O工艺,生活污水经管道收集进入格栅,流入调节池,经过提升泵提升进入一体化生物集成处理设备,达标排放。二沉池产生的污泥,由市政车定期外运。消毒采用投加二氧化氯的方式进行。

     2.临清市农村连片整治污水处理项目


 
      项目概况:临清市烟店镇、潘庄镇、松林镇、戴湾镇、金郝庄镇、刘垓子镇、唐元镇等12个污水处理站,处理水量为100m³/d污水处理站10座;处理水量为120m³/d污水处理站1座;处理水量为150m³/d污水处理站1座,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准。

      工艺简介:污水处理工艺采用A/A/O工艺,生活污水经管道收集进入格栅,流入调节池,经过提升泵提升进入一体化生物集成处理设备,依次经过各个处理单元后达标排放。二沉池产生的污泥,由市政车定期外运。消毒设备使用全自动次氯酸钠消毒装置。

      3.安居街道农村生活污水收集处理设备采购项目


 
      项目概况:济宁市任城区人民政府安居街道办事处辖区内,处理水量200m³/d的地埋式污水处理设备一套,污水处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准后,部分回用于洒水和绿化,部分排入水体。

      工艺简介:污水处理工艺采用MBR膜工艺,生活污水经管道收集进入格栅,流入调节池,经过提升泵提升进入一体化生物集成处理设备,经过MBR膜单元处理后达标排放。消毒设备使用全自动次氯酸钠消毒装置。

      4.安居街道农村生活污水收集处理设备采购


      项目概况:级索镇幸福家园社区污水处理站处理规模为200m³/d1台、300 m³/d1台、龙阳镇龙水湾社区污水处理站处理规模为200m³/d1台、300m³/d台,使用MBR膜工艺出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。

      工艺简介:一体化污水处理设备采用“格栅+调节池+缺氧池+MBR池+消毒”工艺。

村镇污水治理AAO工艺变形探讨


 
      上述工艺流程存在的问题:

      回流污泥中携带的硝酸盐对于厌氧构成影响;碳源不足;A2/O工艺尽管是一种脱氮除磷工艺,但其核心却是碳源的分配。

      若能克服上述问题,生物除磷应该能降低到很低的水平。生物脱氮如果没有回流比和碳源问题,理论上也是能降低到0。

      在充分利用农业、工业废弃碳源的基础上,考虑将A2O改变成多级AO来实现彻底脱氮和生物除磷。


      厌氧池完成释磷;好氧池完成COD、氨氮完全硝化、好氧吸磷,沉淀池排泥除磷;缺氧滤池完全外加废弃碳源(缓释碳源更优)条件下,完成反硝化脱氮;好氧快滤池完成剩余COD去除,保证SS出水。

农业废弃碳源应用研究

      碳源选择

      能够快速被生物降解、不会产生二次污染的碳源是反硝化过程中电子供体的最佳选择。可以选择传统外加碳源(甲醇、乙醇,乙酸钠,葡萄糖)、废弃物作为外加碳源、污泥作为外加碳源等。

      农业废弃物是可循环利用的最为丰富的有机物质,不仅成本低而且容易被生物降解,具有很好的开发前景。以甘蔗渣、玉米芯、稻草、稻壳、花生壳、木屑6种废弃物为研究对象,分析比较了这6种废弃物含碳量以及各浸出物质成分,研究结果表明,这六种废弃物的浸出液中没有出现重金属,具有很好的安全性。其中,甘蔗渣的浸出液含碳量和碳释放速度比其他材料的浸出液高。玉米芯、稻草和稻壳持续提供碳源的能力很强。以玉米芯、稻草和稻壳为碳源和载体处理含硝酸盐的废水去除率可达到80%以上,但是以木屑为碳源和载体硝酸盐的去除率很低。

      长期脱氮的能力
 
      玉米芯有较多的可溶性物质,可以促进微生物的快速生长,与其它碳源相比能够获得更好的长期脱氮效果,每克玉米芯在46d总共去除了113.82g的硝态氮;相比之下,棉花、稻草不如玉米芯的长期反硝化能力好。

      以梧桐树叶浸出液作为外加碳源进行反硝化时,废水中的硝酸盐去除率为2.19mg/h,该速率低于甲醇和乙酸作为外加碳源时的脱氮速率,但是比以葡萄糖作为外加碳源时要高。在该过程中,7.5mgCOD当量梧桐树叶浸出液可以去除1mg/L硝酸盐,并且最终没有亚硝酸盐积累。

      香蒲枯叶层不仅为微生物的生长提供生长环境,而且还为进行反硝化作用的微生物提供溶解性有机碳源。

结论

      山东村镇污水治理应遵循因地制宜、收集和设施同步实施、自然生态的实用处理技术、并以高品质运行为核心,完成生态村镇的建设目标。

      “以有机碳源循环为中心,通过城乡碳源循环,让城市的有机质和农村有机质循环利用起来,使碳源得到合理的使用;既解决有机废弃物处理的出路问题,又推动都市型现代农业的可持续发展”。
专题
期刊

主管:中华人民共和国住房和城乡建设部
主办:中国国际贸易促进委员会建设行业分会
国内统一刊号:CN11—4022/TU
国际统一刊号:ISSN1008—570X
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