新型高效一體化污水處理設備的應用

【摘 要】小型高效一體化污水處理系統是未來污水處理技術發展的一個重要方向，其在城鎮小型污水處理、小區污水處理、中小企業廢水處理、污水回用及化糞池的替代等領域有著良好的應用前景。本文在現階段相關技術研究與應用的基礎上，進行進一步的分析，并結合相關工程實例和工藝設備，提出一整套小型高效一體化污水處理方案。

【關鍵詞】小型高效一體化污水處理系統 化糞池 生物膜 工藝模塊

一、概述

小型污水處理系統，不同于傳統污水處理工藝造價高、施工周期長、土建施工比例高、運行中能耗大等特點。其應具有高效化、一體化、節能化等優點，這樣才能保證其廣泛的應用。總的來說，這些技術具有以下污水處理高效化、處理系統節能化、污水處理模塊化、處理系統設備化、自控化以及處理后污水資源化等特點（上圖為某環保公司設備樣圖）。

二、污水處理高效化研究

1.改善傳統化糞池中自然厭氧消化的工作形式，改善反應器內的自然條件，對其進行人工強化并提高其內生物處理效率。

2.增加反應器內的生物量。可以通過增加填料并采用掛膜的方式增加反應器的處理能力在特殊條件下也可以通過污泥的循環來提高生物量，根據研究發現利用這種方法可使污水中生物量提高3～5倍，同時利用污水、污泥循環還可以降低污水負荷、提高污水處理效果和保證出水水質。

3.提高污泥活性。基于污水處理中，影響污水處理效果的主要原因為處理系統中微生物的活性。那么，可以利用顆粒活性污泥等高效污泥提高活性并提高處理效果。

4.降低污泥產量。污泥是污水處理過程中的副產物，其包括格柵的柵渣、沉砂池的沉渣、初沉污泥、剩余污泥、腐殖污泥、化學污泥等多種。現今，隨著污水處理要求的日益嚴格，對污泥的處理成為一個新的課題。

現在，很多小型污水處理項目多選用污泥脫水一體機，這種設備實際上是利用絮凝和壓濾的方法將污泥直接壓成泥餅，簡化了污泥的處理環節，降低了處理費用，但這種方法依然具有其局限性。

針對近3年所作的工程進行研究，筆者提出了一種方法，是將所產生的生物污泥延時曝氣，使污泥自身氧化降低污泥量。同時，通過加藥和壓濾將無機化的污泥固體化并最終處理，這種方法在小型藥廠及建筑給排水化糞池的替代中已有所應用。

5.處理系統節能化。（1）太陽能曝氣法。現今，太陽能應用領域越來越廣泛。那么，污水處理結合太陽能技術，來降低能源消耗，大到污水無動力運行就成為一個新的課題。

在實際的工程操作中，根據太陽能能量輸出變化的特點，應盡量將整個工藝設計為CMB式反應器。這樣，可將污水處理的效益最大化。同時，這也需要前端調節和工藝控制的配合，其相關研究還待進一步地發展。

（2）沼氣回收利用。沼氣的利用可以大大節省污水處理的能源消耗，同時還能有效地防止二次污染。現在，南方地區的沼氣池等已經為沼氣的應用提供了依據；在污水處理廠中，也常常將沼氣提取、貯存使用，但很多情況下也進行直接燃燒。

此外，我們還應該盡量地使用采用節能設備（如節省水泵、風機等），減少運行中的水頭損失，降低能耗節約運行費用。

三、污水處理模塊化、設備化

1.將污水處理各個單元設計為工藝模塊，使之具有獨立的處理功能。

模塊化設計理念是工藝單元應對污水處理中水質多樣化的一種有效手段，即可以將污水預處理、生化處理（包括厭氧段、好氧段）、后處理、深度處理、污泥處理等設計為工藝單元模塊，不同工藝單元以其核心處理工段為主體，并根據相關的水質進行拓展和調整，同時，將各個模塊設備化這樣整個水處理系統的土建工作量將會大大降低，工藝的可控性和未來的升級能力都將大大地提高。

依據水質及出水要求的不同，對各個工藝單元進行調整，并以設備安裝的形式進行實現，由此可以更好地滿足小型一體化污水處理系統對于多水質處理的要求。

2.污水處理設備化、自控化

出水處理的設備化不僅僅是盡量使污水處理系統中各個工藝環節采用設備化構筑物，而且應力求將整套污水處理系統設備化，設備化的處理系統改變傳統設計施工中構筑物土建施工的特點，大大節省了土建投資，使施工、安裝更加簡單。同時，節省了基建周期，設備可以批量化生產，工藝可升級潛力巨大。同時，對于工業廢水還可以根據工廠的生產廢水情況，調整設備形式，最大限度地提升系統潛力。

相關的方法筆者近年在虎林、哈爾濱、大慶等地區的小型污水處理項目中已有所應用，應用的效果良好，也獲得了使用方的一致好評，因此說，這類方法將成為未來小型一體化污水處理的方向。

四、污水的資源化

污水處理的資源化是將污水經過深度處理后，進行再利用的過程。在小型一體化的污水處理設備中，我們可以通過改進處理單元，增加污水深度處理模塊等方法，將處理后污水資源化。經過實踐表明，如將污水資源化，還應該注意以下要點：

1.改善生化處理傳統的生化處理方式，出水達標要求較低，且提高達標標準后，工藝將變得非常復雜。現在，MBR工藝的發展解決了這一問題，通過MBR工藝，可以使污水在生化出水后，就達到一級排放要求，而且后段的處理構筑物相對簡單。

2.增加深度處理模塊，這個與給水處理中的方法類似，在實際應用中，常采用絮凝沉淀、砂濾、微絮凝過濾、膜工藝等手段解決。

3.強化消毒，由于污水中的病原微生物含量大，因此在回用過程中，應采用強化消毒的工藝。在實際使用過程中，為了滿足工藝設備化的要求，我們常常采用二氧化氯消毒發生器、投加漂白粉等方式進行消毒。

實踐表明，資源化后的污水完全可以用作澆灑、景觀、沖洗等實用，而且根據近年環保要求的日益嚴格及水資源的日益寶貴，很多企業和社區都選用了類似的處理方法，因此，其未來的市場前景巨大。

五、結論

小型高效一體化污水處理系統的研究與應用，已取得了一定的成果，相關項目也已逐步推廣。筆者所提出的以高效生物反應器為核心機理的新型處理系統，相比于傳統化糞池具有：處理效率高、施工安裝方便、輕質高強、出水水質好、可進行無水回用等特點，并可靈活適應特殊水質要求的水處理工程。其良好的經濟效益和環境效益得到了綜合體現，該系統現在已開始在黑龍江地區推行，其設計方案已獲得哈爾濱市龍慶生物環保技術開發有限公司、哈爾濱雙月水處理公司等多家公司的認可，并預計在2008年開展相關項目，現已完成雙城市哈爾濱沛奇隆制藥有限公司、大慶采油八場等企業污水處理項目的預研和初步設計。綜上所述，小型高效一體化污水處理系統的研究與應用，是解決污水處理及環境保護問題的有效途徑，相關的研究還將繼續深入，其在工程應用和理論研究領域都有著廣闊的前景。

參考文獻：

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本文系《新型化糞池處理小區生活污水技術的研究》科研項目。

(作者單位：黑龍江建筑職業技術學院）