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2.1.2 一体化SBR工艺
序批式活性污泥(SBR)工艺,即污水在装置中按时间顺序依次反复进行曝气、反应沉淀、排水闲置等过程。该工艺优点为占地面积小、运行方式灵活、脱氮除磷效率高,适用于经济条件好但水资源、土地紧缺的地区[16]。该工艺也有较多不足,如间歇排水时,需要设置专门的排水设备(滗水器),且易产生浮渣[17]。由于工艺的要求高,需要专业人员定期维护,运维费用较高,因此不适于在经济落后的农村地区推广使用,常用于度假区、高速公路休息区等的分散式污水处理。
为降低工艺装置复杂度,张冰等[18]设计了无复杂出水装置的一体化空气提升SBR反应器,用于处理低碳氮比(C/N)的农村生活污水,在DO浓度为3 mg/L、曝气3 h、沉淀1.5 h时,可保证出水水质指标COD、NH3-N、TN、TP均满足GB 18918—2002二级标准,且装置能耗较低、剩余污泥产量少、维护管理方便,具有较强的抗冲击负荷能力。针对传统SBR工艺污泥絮体结构松散、沉降速率低问题,薛晨楠等[19]考察了磁粉(微米Fe3O4)对系统活性污泥和污水处理效果的影响,结果表明,磁化污泥SBR系统处理率较高,综合经济和处理效率因素,确定最佳磁粉投加量为0.5 g/L,此时出水COD、NH3-N、TN、TP去除率分别为95.30%、91.48%、70.83%和92.80%,满足GB 18918—2002一级标准。
2.2 一体化生物膜处理工艺
2.2.1 一体化生物接触氧化工艺
生物接触氧化工艺由厌氧和好氧2个反应器组成,内置附着生物膜的填料,通过生物膜的代谢分解作用去除水体污染物。该工艺在农村地区使用较为普遍,主要特点是出水水质稳定可靠、占地面积较小、安装简便。通过地埋式等简单保暖措施,可适用于北方寒冷地区农村生活污水的处理。日本净化槽是以水解+接触氧化为基础工艺的分散式生活污水处理一体化工艺,主要通过絮凝沉降、物理沉淀及微生物的降解等作用去除水体中污染物,按用途不同可分为单独处理净化槽、合并处理净化槽、深度处理净化槽3类[20-21],日本净化槽是我国众多一体化装置设计和借鉴的原型,对推动国内一体化技术发展起到一定作用[22-23]。
填料是生物接触氧化工艺的核心组件,由于填料在运行过程中易发生老化、板结等问题,影响系统的处理效率,加大运行维护难度,因此选择挂膜能力好和可操作性强的填料是重中之重。Xie等[24]采用铁、活性炭和沸石制作复合过滤器(Fe/C-ZACID),将材料以不同比例混合后将大小不同的2个过滤器分别放入好氧和厌氧反应区。结果表明,该装置的生物反硝化过程复杂,脱氮和抗冲击能力强,在HRT为6 h,DO浓度约3 mg/L,进水C/N为3,硝酸盐循环比为100%条件下,NH3-N和TN的去除率可高达95%和85%。沈波等[25]采用一体化生物活性炭中试装置,以柱状活性炭为载体进行人工挂膜,发现4.0 mm的柱状炭挂膜成功后,气水体积比为2∶1时,装置对污染物的去除率最高,但活性炭使硝化细菌生长受限,氨氮去除率较低。从成本控制上看,微生物可提高活性炭吸附能力,延长使用周期,降低装置运行成本[26]。合续环境研发的CHtank污水净化罐[27]采取分户/联户处理、自由组合的设计理念,采用固液分离+多级厌氧好氧(A/O)和固液分离+同步硝化反硝化(SND)2种工艺,使用软性固定填料作为过滤模块,满足不同水量的处理要求,该系列产品具有工艺简单、运行稳定、运行成本低及安装灵活等特点。
2.2.2 一体化生物转盘工艺
生物转盘工艺通过转盘交替与空气和污水相接触,使盘片附着生物膜,利用水的自然落差使生物膜连续吸氧、吸附和氧化分解,以净化水体。生物转盘工艺是生物膜处理技术的一种[28],该工艺具有污染物处理能力较强,微生物浓度较高,无需泥水分离设备,出水悬浮物(SS)浓度较低[13]等优点;其缺点在于盘片的材质、形状、质量及有效面积等直接影响转盘的处理效率,但盘片面积过大或材质过重会使设备占地面积和运行成本增加。
盘体结构优化是生物转盘工艺当下的研究热点之一。Han等[29]开发了新型可自动回流旋转的一体化生物转盘装置(NISRRBC),试验发现自动回流硝化液和污泥可提高污染物去除率。在转速为5 r/min,HRT为8 h,浸没直径为40%,回流比为200%条件下,出水COD、SS、NH3-N和TN浓度可达(37.41±9.40)、(6.27±1.28)、(4.99±0.95)和(18.67±1.46)mg/L。另外,盘片优化升级的新式生物转盘技术,如采用空间立体结构转盘盘片的“3D-RBC立体结构生物转盘技术”[30]、盘片添加碳黑素防止老化的“KEE一体化低碳生物转盘”[31]等改良型一体化生物转盘主体工艺也同样值得关注[10]。
2.2.3 一体化生物滤池工艺
曝气生物滤池(BAF)是一种污水固定床生物膜处理技术[32],该工艺将生物氧化和SS截留结合在一起,空气经压缩曝气供给挂膜的颗粒状悬浮填料,通过反冲洗再生实现周期运行[33]。BAF工艺具有占地面积小、有机负荷高、不产生污泥膨胀等优点[34-35],但在进水SS浓度较大时,该工艺运行周期缩短,导致反冲洗不完全,易出现堵塞、同步生物除磷效果差等问题。
生物滤池的滤速决定BAF的处理能力,同时也决定设备运行参数和造价。王铭源等[36]考察滤速对一体化复合三级生物滤池污水处理效果的影响,结果表明,一体化复合生物滤池对COD、NH3-N、TN的去除效果整体随滤速增大而减小,其中TN对滤速变化最敏感。吴亚慧等[37]考察了一体化生物滤池中硝化液回流比对污染物的去除效果,发现增大回流比时,系统对COD、NH3-N和TN的去除率先增大后降低;回流体积比控制在100%时,一体化生物滤池对COD、NH3-N去除率较高,分别达到86.08%、90.01%。
2.3 一体化MBR工艺
一体化MBR工艺是指膜分离与生物膜处理有机结合的新型污水处理技术[38],其通过膜分离的原理提高活性污泥的浓度,从而强化生物反应器的功能并省去二沉池,保证在发生污泥膨胀时也可稳定运行。但该工艺易产生膜污染,出现膜通量下降、膜分离阻力增加、膜分离特性改变等问题;另外膜组件及施工成本投入较高,且运行维护困难,适用于对污水处理质量要求较高同时对水体环境比较敏感的农村污水处理项目[39]。根据膜组件和生物反应器的不同组合方式,可将MBR分为分置式、一体式及复合式,其中分置式MBR较常见[40]。
为减少膜污染、提升膜寿命,王阳等[41]发明了一种旋转膜生物气升式循环反应器,其中膜过滤装置包括旋转接头和曝气管,膜组件可通过旋转接头驱动旋转,该发明降低了设备能耗,减少了维护成本。为验证工艺在北方寒冷地区的适用性,晁雷等[42]在辽宁省某村生活污水处理中采用兼氧MBR分散式污水处理与回用一体化工艺(图2),工程试运行发现,采用地下埋置保温方式,在温度低的北方冬季该工艺能正常运行,兼性厌氧菌可适应含氧量变化,适用于进水量波动大的农村地区的生活污水处理,出水能稳定达到GB 18918—2002一级B标准。
2.4 一体化组合工艺
污水处理工艺往往非由单一处理工艺组成,而多采用组合工艺或多级工艺,以提高污水处理能力,使生活污水达标排放。如在我国南方大部分地区,分散式生活污水常采用结构简单的一体化处理工艺与氧化塘、人工湿地联用,利用自然中的微生物和植物的净化作用,使污水高效达标并降低成本。如付丽霞等[43]设计了水解酸化-接触氧化-MBR生物反应器,MBR膜采用中空纤维膜,系统运行90 d,出水COD为35 mg/L,NH3-N为3.7 mg/L,TP为0.3 mg/L,去除率较高且设备运行稳定可靠;陈永志等[44]考察了AAO-曝气生物滤池生化系统的脱氮除磷特性,以低C/N生活污水为研究对象,通过缩短AAO的泥龄分离硝化过程,在曝气生物滤池进行硝化反应,实现硝化菌和聚磷菌的分离,解决了硝化菌和聚磷菌泥龄之间的矛盾。马来西亚某填海人工岛的污水处理厂采用固定化好氧生物膜(BioAX)与嵌入式固定化硝化菌(MBS)载体(图3)流化床反应器组合的新工艺[45],BioAX为改进型生物膜、活性污泥混合工艺(IFAS)[46],MBS是指用一种包埋固定化菌载体填料取代常规塑料多孔圆形填料[47],该新型污水处理工艺具有较高的处理效率且节省占地空间,在节能减排、污泥减量和维护管理上具有明显优势,出水可达到GB 18918—2002一级A标准。
3 农村生活污水一体化处理技术发展趋势
农村分散式生活污水处理技术发展趋势是在保证出水水质的前提下,最大限度地缩短和简化工艺流程[48]。在全国各地农村生活污水处理标准和技术标准不断出台、要求不断提高的背景下,农村生活污水处理技术宜采取分散处理与集中收集相结合的模式,不同农村地区采用的处理技术应具有经济性和环境适应性。
3.1 农村生活污水一体化处理技术发展要求
目前一些农村地区采用的污水处理技术设施建设和运行成本高、运营能力不足,尚存在不能达标排放或与农村地区经济发展水平不适应的现象,因此建议农村生活污水一体化技术的发展满足以下要求:1)创新不同规模型号与模块化的一体化污水处理设备。分户处理需考虑设施的需求处理量,以合理确定设计处理规模;集中污水处理站处理则需考虑管网铺设难度,根据不同处理需求,可采用模块化的处理设备。2)依据地理地貌及气候差异、受纳水体的环境污染负荷,因地制宜地选择和优化处理技术。如在北方地区,应选择适合冬季寒冷气候的污水处理技术,采取地埋式方法以及保温措施,考虑生物生长、生活条件与活性对处理效率和出水水质的影响。在南方地区,可考虑使用组合技术如一体化设备与人工湿地或氧化塘联用,以提高工艺适配度。3)使用智能化污水处理操作系统,以可编程控制器(PLC)为控制核心实现自动控制[49]。农村生活污水一体化处理缺少专业人员的维护和管理,可使用互联网与在线设备联用,以实现远程控制、无人值守、精准加药和曝气、问题诊断功能等,确保水质稳定达标排放。4)降低制作、安装、运行和维护成本。针对地方出台的排放标准,选择经济适用的污水处理技术,在水质达标的前提下,降低工艺复杂度,减少管路和阀门,降低设备投资和运行维护的成本,使一体化处理技术在经济落后的农村地区也能适用。
3.2 农村生活污水一体化处理技术发展趋势
以处理量为5 t/d的小型污水处理一体化设备为基础指标,综合小型农村生活污水的排放特点,以9~10户三口之家每日的污水排放量为例,规定生活污水日平均排污量COD为100~400 mg/L,NH3-N为20~80 mg/L,TP为1.5~6 mg/L,对比几种一体化技术的污染物去除性能和经济指标,结果如表1所示。由表1可知,一体化AAO工艺、一体化SBR工艺结构简单,设备建成和运行费用少,适合对出水要求不高的大多数农村地区;一体化生物接触氧化工艺、一体化生物转盘工艺、一体化生物滤池工艺3种生物膜工艺设备规模小、耐冲击的能力强,可在水质、水量、气候环境变化大,不稳定的农村地区使用;一体化MBR工艺出水水质稳定、污染物去除率高,但工艺设备复杂、成本高,对运行维护有较高的要求,建议在我国东部经济条件较好的农村地区使用。各地区可以此为参考,根据地方经济水平和环境特征选择最适宜的处理技术加以应用和推广。
1 )GB 18918—2002中的排放标准。
4 结语
结合我国农村分散式污水排放现状,建议采用小型一体化装置处理与集中收集处理相结合的技术模式。其中,一体化生物接触氧化工艺、改进型生物膜与活性污泥混合工艺及在AAO工艺段后端增加缺氧沉淀段工艺等可较好地满足我国大多数农村污水处理排放要求,具有适用性广、可操作性强的特点,与我国农村地区现有经济条件相适应,是我国农村生活污水一体化处理技术的发展趋势。
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Treatment of centrifugal mother liquid of polyvinyl chloride by internal circulation aerobic biofilm reactor:lab to plant scale system
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TABASSUMS,LIY,CHIL,et al.
Efficient nitrification treatment of comprehensive industrial wastewater by using Novel Mass Bio System
[J].Journal of Cleaner Production,2018,172:368-384.
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王莺莺.组合式一体化污水处理设备性能研究[D].泰安:山东农业大学,2017.
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李耀中,席北斗,张波,等.
分布式村镇有机污染物综合处置途径与建设模式
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4月29日,广东火炬开发区农村生活污水治理提质增效工程EPC总承包(第二次)中标候选人公示。第一中标候选人:中山火炬城建工程有限公司联合单位:【广州市创景市政工程设计有限公司】,投标价格:91668153.64元;第二中标候选人:广东怀耀建设工程有限公司联合单位:【广州市城建规划设计院有限公司】,
日前,广东梅州市丰顺县(2024-2025年)农村生活污水治理任务攻坚行动项目-勘察设计、采购、施工及运营总承包(二期)中标候选人公示。第一中标候选人:广州资源环保科技股份有限公司、核工业江西工程勘察研究总院有限公司、中国华西工程设计建设有限公司,投标报价:176013012.50元;第二中标候选人:广州
北极星环保网获悉,4月27日,深圳市工业和信息化局发布《市工业和信息化局关于征集2025年国家鼓励发展的重大环保技术装备的通知》,申报范围包含大气、水、土壤修复、固废处理、减污降碳协同处置等技术装备。技术类别分为研发、应用、推广类。详情如下:市工业和信息化局关于征集2025年国家鼓励发展的
4月21日,邯郸市生态环境局关于印发《2025年全市生态环境工作要点》的通知,通知指出,扎实推进塑料污染治理,积极推进退役风电叶片、光伏组件等新型废弃物循环利用。原文如下:邯环〔2025〕1号邯郸市生态环境局关于印发《2025年全市生态环境工作要点》的通知各县(市、区)分局,局机关各科室、局属各
日前,山东省生态环境厅、山东省农业农村厅联合印发《关于进一步推进农村生活污水资源化利用的指导意见》。详情如下:山东省生态环境厅山东省农业农村厅关于进一步推进农村生活污水资源化利用的指导意见鲁环发〔2025〕7号各市生态环境局、农业农村局、农村生活污水治理工作主管部门:为贯彻落实生态环
4月15日,工业和信息化部、生态环境部近日组织开展2025年国家鼓励发展的重大环保技术装备推荐工作。将聚焦工业领域持续深入打好污染防治攻坚战和国家生态环境保护主要指标要求,强化创新驱动,突破环保装备关键核心技术工艺以及配套零部件、材料、药剂等领域的技术瓶颈,加强先进适用环保装备在冶金、
日前,上海市生态环境局、上海市水务局、上海市农业农村委员会联合印发《上海市农村生活污水优化治理路径技术指引》。详情如下:关于印发《上海市农村生活污水优化治理路径技术指引》的通知沪环生〔2025〕47号各相关区生态环境局、水务局、农业农村委,临港新片区管委会相关部门:为优化调整本市农村生
北极星水处理网获悉,3月27日,长治市潞城区2024年度农村生活污水处理项目(设计、施工)总承包招标,近日发布招标控价为191646700元,其中施工图设计费1888500元、工程费189758200元,公示如下:一、招标条件本招标项目长治市潞城区2024年度农村生活污水处理项目(招标项目编号:140481202503140008-0
3月21日,广东省梅州市平远县农村生活污水治理项目(一期)工程总承包定标候选人公示。定标候选人:广东省基础工程集团有限公司、中昌设计集团有限公司、广东梅盛珍宇实业有限公司,投标报价:107606152.37元;定标候选人:广州市第三市政工程有限公司、深圳市广汇源环境水务有限公司,投标报价:10726
3月7日,江苏惠山区农村生活污水治理项目的中标公告发布。江苏环保产业股份有限公司、江苏省环境工程技术有限公司、江苏启德水务有限公司、南京市市政设计研究院有限责任公司中标,中标价:21443.344705万元。该项目涉及惠山区下辖的惠山高新区、钱桥街道、玉祁街道、前洲街道、堰桥街道和阳山镇共6个
3月6日,广东火炬开发区农村生活污水治理提质增效工程EPC总承包招标公告发布。本工程建设地点位于中山市火炬开发区中山港街道,濠一、濠二、濠三等9个小区农污提质增效工程及下顷九涌化粪池改造、三涌下游沿河挂管改造、城中村多功能出租屋治理、村集体用地范围商铺治理工程等13个子项目,新建雨污水埋
近日,哈电集团锅炉公司水处理市场传来捷报,成功签订了上海市金山区农村生活污水处理设备供货合同,拿下了农村生活污水治理领域首单。通过为上海市金山区张堰镇、金山卫镇等14个污水处理站提供污水处理设备,哈电集团锅炉公司也实现了农村生活污水处理领域业绩新突破。据了解,该项目为政府建设项目,
摘要:采用污水一体化处理设备对乡镇生活污水进行集中处理,设备主体工艺为“改良型A/O工艺+沉淀+过滤+消毒”。该一体化设备处理系统运行效果良好,出水水质稳定,可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A排放标准,吨水运行成本为0.589元。引言本着经济建设和环境保护同步进行
[摘要]农村生活污水问题已成为阻碍美丽乡村建设面临的主要问题,亟待解决。一体化污水处理设备具有管理方便、工作效率高、能耗低、投资小以及占地面积小等优势,非常适合在农村地区推广。基于此,本文就农村生活污水一体化处理设备工艺进行简要分析。在工业快速发展的影响下,我国环境问题日益突出,
摘要:近年来,我国的经济发展水平已经取得了前所未有的突破与进展,但是随之而来的就是严重的环境污染问题,尤其是农村地区配套设施不够健全,水环境污染问题极为突出。而生活污水一体化处理技术可以说是目前处理农村污水的最佳方式,其应用和未来发展将会如何是我们必须要研究的课题之一。本文首先介
4月27日,国务院关于2024年度环境状况和环境保护目标完成情况的报告提请十四届全国人大常委会第十五次会议审议。报告指出,2024年生态环境质量改善指标均顺利完成年度目标,好于“十四五”规划目标时序进度要求,公众生态环境满意度连续4年超90%。2025年将持续深入推进蓝天、碧水、净土保卫战,推动生
4月29日,广东火炬开发区农村生活污水治理提质增效工程EPC总承包(第二次)中标候选人公示。第一中标候选人:中山火炬城建工程有限公司联合单位:【广州市创景市政工程设计有限公司】,投标价格:91668153.64元;第二中标候选人:广东怀耀建设工程有限公司联合单位:【广州市城建规划设计院有限公司】,
日前,广东梅州市丰顺县(2024-2025年)农村生活污水治理任务攻坚行动项目-勘察设计、采购、施工及运营总承包(二期)中标候选人公示。第一中标候选人:广州资源环保科技股份有限公司、核工业江西工程勘察研究总院有限公司、中国华西工程设计建设有限公司,投标报价:176013012.50元;第二中标候选人:广州
日前,山东省生态环境厅、山东省农业农村厅联合印发《关于进一步推进农村生活污水资源化利用的指导意见》。详情如下:山东省生态环境厅山东省农业农村厅关于进一步推进农村生活污水资源化利用的指导意见鲁环发〔2025〕7号各市生态环境局、农业农村局、农村生活污水治理工作主管部门:为贯彻落实生态环
4月21日,湖南衡阳县蒸水河流域农村生活污水治理项目招标计划发布,公告显示,拟在衡阳县10个乡镇31个村,建设集中式生活污水处理设施19套(配套建设生活污水收集管网),其中15套处理规模10m/d、4套处理规模15m/d;建设分散式生活处理设施1931套,总投资2987.34万元。详情如下:我单位衡阳县城市和农村
日前,江苏宿迁发布《宿迁市2025-2026年度生态环境基础设施建设项目计划》。2025-2026年,全市生态环境基础设施重点工程项目共编排118个项目,计划总投资108.8亿元。其中:城镇生活污水处理设施新(改、扩)建工程项目43个,计划总投资22.4亿元;农村生活污水处理设施建设工程项目8个,计划总投资0.7亿
近日,广东省发展改革委发布《广东省2025年重点建设项目计划表》,共计2490个省重点项目清单。其中,重点建设项目1489个、重点建设前期预备项目1001个,分为基础设施工程、产业工程、民生保障工程三大类。北极星汇总汇总环保项目如下:惠城区农村生活污水治理工程项目中山市农村生活污水治理项目云浮市
日前,上海市生态环境局、上海市水务局、上海市农业农村委员会联合印发《上海市农村生活污水优化治理路径技术指引》。详情如下:关于印发《上海市农村生活污水优化治理路径技术指引》的通知沪环生〔2025〕47号各相关区生态环境局、水务局、农业农村委,临港新片区管委会相关部门:为优化调整本市农村生
北极星汇总一周水处理招投标项目信息(3.3-3.7)。其中招标项目7个,涉及金额超7.8亿,开标项目9个,中标金额约32.2亿元。仅汇总工程项目,不包含设备、服务等项目。北极星根据公开资料汇总,若有疏漏敬请谅解。详情如下:招标项目1、华能湖北分公司应城热电脱硫废水零排放改造工程EPC项目招标招标单位
3月6日,广东火炬开发区农村生活污水治理提质增效工程EPC总承包招标公告发布。本工程建设地点位于中山市火炬开发区中山港街道,濠一、濠二、濠三等9个小区农污提质增效工程及下顷九涌化粪池改造、三涌下游沿河挂管改造、城中村多功能出租屋治理、村集体用地范围商铺治理工程等13个子项目,新建雨污水埋
日前,河北省生态环境厅发布2024年全省生态环境工作情况。其中提及,出台国内最严、国际领先的标准体系,建立每家企业一个包联小组、一本任务台账、每周一次通报的“三个一”机制,在全国率先实施钢铁行业转型金融工作指引,集中举办3次政银企对接,推动全省55家在产钢铁企业环保绩效全部达到A级。详情
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