生物接觸氧化法處理校園污水的研究與設(shè)計(jì)

范榮桂，郜秋平

(遼寧工程技術(shù)大學(xué)環(huán)境學(xué)院，遼寧阜新123000)

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展觀更加廣泛地普及，環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，水資源的嚴(yán)重短缺，加大了對(duì)水資源的治理及二次使用。當(dāng)今環(huán)境污染的治理不能僅停留在各級(jí)政府的重視上，而要深化到全民族每位公民環(huán)保意識(shí)的提高上。我們不僅要達(dá)到經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及生活水平的大幅提高，還要做到經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展及生活質(zhì)量的不斷提高。

我國(guó)是淡水資源匱乏國(guó)，調(diào)查表明，缺水城市有183個(gè)，全國(guó)總?cè)彼棵刻?×103萬(wàn)m3，影響工業(yè)產(chǎn)值200億元。水已經(jīng)成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的重要因素。節(jié)約用水要從點(diǎn)滴做起，而隨著高校規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，學(xué)生的人數(shù)越來(lái)越多，學(xué)校的用水量也越來(lái)越大，然而，在我國(guó)建有污水處理站的高校不是很多，但是，利用有效的方法將校園污水進(jìn)行回用，是建設(shè)綠色校園的重要標(biāo)志，是解決高校經(jīng)費(fèi)不足的新渠道，同時(shí)也是污水資源化的一個(gè)重要途徑，所以高校建設(shè)污水處理站十分有必要。

一所10 000人規(guī)模的院校，建設(shè)處理能力3 000 m3/d的污水處理站就可以滿足雜用水的要求，每年可節(jié)約水幾十萬(wàn)噸，全國(guó)上千萬(wàn)的在校生，每年可節(jié)約新鮮水以億噸計(jì)，一噸水約可創(chuàng)工業(yè)凈產(chǎn)值5元，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益相當(dāng)可觀。

1 校園污水的產(chǎn)生及特點(diǎn)

校園污水主要來(lái)源于教職工食堂、宿舍、公共澡堂以及實(shí)驗(yàn)室污水。其中食堂污水食堂污水主要包括少量的飯菜懸浮物、動(dòng)植物油脂、各類有機(jī)物、洗碗水中洗潔精所含表面活性劑等。食堂污水的主要特點(diǎn)是有機(jī)物含量高即BOD值高。

宿舍污水主要包括洗浴水、洗滌水中的表面活性劑、固體污染物、糞便水中的細(xì)菌、寄生蟲卵和病原體以及氮磷。宿舍污水的主要特點(diǎn)是含的氮磷較多，并且有細(xì)菌病毒等需要進(jìn)行消毒處理；澡堂污水主要包括洗浴水中的表面活性劑、人的頭發(fā)等。其特點(diǎn)是BOD含量低；實(shí)驗(yàn)室污水主要包括廢酸液及廢堿液、重金屬離子等，不能直接排放到污水處理系統(tǒng)，應(yīng)先進(jìn)行預(yù)處理，主要污染物為：BOD5、CODCr、SS、NH3－N。通過(guò)水質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)該廢水可生化性較好，宜采用生化處理方法。針對(duì)校園污水水量水質(zhì)波動(dòng)性大，水質(zhì)要求高及脫氮除磷的要求，通過(guò)處理工藝的橫向比較，發(fā)現(xiàn)生物接觸氧化工藝更適合校園污水的處理。該工藝綜合了活性污泥法和生物濾池法的優(yōu)點(diǎn)，能有效地防止污泥膨脹甚至進(jìn)水污染物濃度很低的情況。同時(shí)污泥量小、污泥相對(duì)穩(wěn)定且具有生物除磷的作用。

2 設(shè)計(jì)方案

根據(jù)校園的廢水水質(zhì)、水量的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)選用合理的廢水處理工藝以確保廢水水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，并做到廢水處理工程占地面積小，布局緊湊合理，工藝運(yùn)行穩(wěn)定和操作簡(jiǎn)單，經(jīng)比較，選用生物接觸氧化法處理。廢水處理工藝分3部分。一是預(yù)處理單元，包括格柵、調(diào)節(jié)池、初沉池等；二是生化處理，包括三級(jí)生化池、二沉池等；三是水的深度處理，包括過(guò)濾罐、加氯消毒等。

(1)初沉池。經(jīng)過(guò)預(yù)處理單元后，生活污水中CODcr去除率20%、BOD5去除率為20%、SS去除率為20%、pH 6～8。

(2)調(diào)節(jié)池。由于生活污水水量的不穩(wěn)定性且波動(dòng)較大，故設(shè)調(diào)節(jié)池，同時(shí)去除廢水中的部分CODcr、BOD5。本設(shè)計(jì)設(shè)置調(diào)節(jié)池，采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)裝有曝氣設(shè)備，采用鼓風(fēng)曝氣。通過(guò)曝氣為下一步水的深度處理做好充分準(zhǔn)備。

(3)初沉池。調(diào)節(jié)池中的水含有一些懸浮物，為把此懸浮物除去故設(shè)有初沉池一座，采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

(4)生物接觸氧化池。生物接觸氧化池利用生物膜中微生物降解水中的有機(jī)物，具有抗沖擊能力強(qiáng)，技術(shù)可靠，出水水質(zhì)穩(wěn)定，管理方便，投資運(yùn)行費(fèi)用低，易自動(dòng)化控制的特點(diǎn)，整套工藝非常成熟。本設(shè)計(jì)設(shè)有生物接觸氧化池1座，采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池內(nèi)裝有填料。填料采用TA－I彈性立體填料，填料掛膜性能好。填料支架采用TJ型繃緊支架。

(5)二沉池。生物接觸氧化池的出水中含有大量的懸浮物，故設(shè)有二沉池。二沉池采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

(6)過(guò)濾罐。能去除生化處理過(guò)程中未能沉淀的懸浮顆粒和微絮凝體，同時(shí)還可以除去 BOD、COD、SS、細(xì)菌和其他物質(zhì)等，提高水處理的可靠性。

(7)貯水池。處理后的清水需要有一個(gè)貯存的池子，故設(shè)貯水池。貯水池采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

(8)二氧化氯發(fā)生器。二氧化氯消毒是目前國(guó)內(nèi)普遍采用的成熟技術(shù)，具有安全、可靠、消毒效果穩(wěn)定、持續(xù)消毒能力強(qiáng)的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用一套H99－200型的二氧化氯發(fā)生器，為水的最后回用做好消毒準(zhǔn)備，使水可以完全達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。

3 廢水進(jìn)出水水質(zhì)

本處理站處理的廢水主要為校園生活污水，處理出水主要用于綠化、洗車及沖廁等，出水水質(zhì)要求較高，執(zhí)行《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》(GB/T 18920－2002)，該處理站的設(shè)計(jì)處理規(guī)模為日處理校園生活污水3 000 m3。具體水質(zhì)情況見(jiàn)表1。

表1 污水進(jìn)出水水質(zhì) /(mg·L－1)

4 結(jié)論

校園污水，具有水量小但水質(zhì)水量變化大，且水量變化有規(guī)律可尋，污水可生化性好等特點(diǎn)，因而擁有了許多獨(dú)特的處理方法，如：生物接觸氧化、高負(fù)荷生物濾池、曝氣生物濾池等。這些方法各有各的特點(diǎn)，并且在現(xiàn)實(shí)生活中都有成功的例子，其中生物接觸氧化法具有生物膜法的基本特點(diǎn)，但又與一般生物膜法不盡相同。一是供微生物棲附的填料全部浸在廢水中，所以生物接觸氧化池又稱淹沒(méi)式濾池。二是采用機(jī)械設(shè)備向廢水中充氧，而不同于一般生物濾池靠自然通風(fēng)供氧，相當(dāng)于在曝氣池中添加供微生物棲附的填料，也可稱為曝氣循環(huán)型濾池或接觸曝氣池。三是池內(nèi)廢水中還存在約2%～5%的懸浮狀態(tài)活性污泥，對(duì)廢水也起凈化作用。因此生物接觸氧化法是一種具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，兼有生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。贏得了廣大設(shè)計(jì)人員的好評(píng)，成為目前小型污水處理設(shè)計(jì)應(yīng)用最廣泛的工藝。

［1］李亞峰，佟玉衡，陳立杰.實(shí)用廢水處理技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

［2］李亞峰，尹士君.給水排水工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：122－168.

［3］胡紅營(yíng)，張旭，黃霞，等.環(huán)境工程原理［M］.北京：高等教育出版社，2002：86－88.

［4］杜茂安，丁玉海.洗浴廢水回用處理的水質(zhì)控制研究［J］.哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，52－54.

［5］劉銳，黃霞.一體式膜— —生物反應(yīng)器處理生活污水的中試研究［J］.給水排水，1999，1－4.

［6］孫力平.污水處理新工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例［M］.北京：科學(xué)出版社，2001：25－27.

［7］史惠祥.實(shí)用環(huán)境工程手冊(cè)污水處理設(shè)備［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：30－183.

［8］閃紅光.環(huán)境保護(hù)設(shè)備選用手冊(cè)——水處理設(shè)備［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：97－417.

［9］崔玉川，劉振江，張紹怡，等.城市污水廠處理設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：403－422.

［10］阮文權(quán).廢水生物處理工程設(shè)計(jì)實(shí)例詳解［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：126－134.

［11］買文寧，邢傳宏，徐洪斌.有機(jī)廢水生物處理技術(shù)及工程設(shè)計(jì)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008：87－90.

［12］中國(guó)環(huán)保機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)組織編寫.環(huán)保機(jī)械產(chǎn)品手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：69－73.