生活污水處理系統(tǒng)研究與養(yǎng)護(hù)措施

淵梅芳 葉明國

（1.煙臺市排水服務(wù)中心，山東 煙臺 264000；2.煙臺市科技創(chuàng)新促進(jìn)中心，山東 煙臺 264003）

0 引言

經(jīng)濟(jì)高速增長，催生城鎮(zhèn)一體化建設(shè)加速，農(nóng)村人口的轉(zhuǎn)移推動大城市人口聚集加速，生活用水明顯增多，污水排出也隨之增量，我國的可再生淡水資源非常匱乏，供需嚴(yán)重失衡，生活污水作為第二水源，高標(biāo)準(zhǔn)凈化處理回收循環(huán)再利用，是緩解我國人類用水短缺的重要途經(jīng)。生活污水綜合循環(huán)利用系統(tǒng)能夠有效地處理我們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的各類廢水及其相類似的有機(jī)污水，實(shí)現(xiàn)廢水變循環(huán)水，既節(jié)約水資源又保護(hù)生態(tài)環(huán)境，成為當(dāng)前城鎮(zhèn)生活污水處理的重要發(fā)展方向。本文將基于城鎮(zhèn)生活污水綜合循環(huán)利用系統(tǒng)工程應(yīng)用，分析易發(fā)故障，提出養(yǎng)護(hù)措施[1]。

1 生活污水處理系統(tǒng)

1.1 傳統(tǒng)的工藝流程系統(tǒng)

生活污水處理工藝一般設(shè)計成三個步驟：預(yù)處理、主處理和尾水排放，基本的工藝流程（如圖1所示）。預(yù)處理發(fā)揮的作用是去除廢水中的懸浮物和漂浮物，提供給主處理環(huán)節(jié)穩(wěn)定的水質(zhì)，主處理采用生化處理技術(shù)，進(jìn)一步去除廢水中的有機(jī)物、氮和磷等；尾水排放前需進(jìn)行消毒處理，確保水質(zhì)符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)，具體工藝流程根據(jù)工程中污水成分及要求進(jìn)行設(shè)計。生活污水處理的達(dá)標(biāo)程度關(guān)鍵要素在于處理設(shè)備，包括物理處理設(shè)備、化學(xué)處理設(shè)備和生物處理設(shè)備等，設(shè)備類型和數(shù)量的選擇需根據(jù)實(shí)際情況和編制的工藝流程決定。

圖1 生活污水生化處理工藝流程

1.2 新一代工藝處理系統(tǒng)

新一代污水處理工藝隨著膜生物技術(shù)的發(fā)展迅速推向市場應(yīng)用，采用的設(shè)備被稱作第四代污水處理設(shè)備是采用第四代污水處理工藝的設(shè)備統(tǒng)稱。此工藝在充分吸納了當(dāng)前成熟的MBR與A/O工藝優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上形成當(dāng)前先進(jìn)的新型高效污水處理工藝（如圖2所示）。它的先進(jìn)在于將膜分離技術(shù)的高效性與傳統(tǒng)活性污泥法的技術(shù)進(jìn)行了耦合。核心工藝改進(jìn)措施在于把當(dāng)前研制出來具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的膜生物反應(yīng)器中先進(jìn)膜組件完全放進(jìn)曝氣池，池中的污水經(jīng)好氧曝氣殺菌和充分的生物化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)再由泵通過高性能的濾膜過濾后抽出，與傳統(tǒng)污水設(shè)備處理更加有效[2]。

圖2 第四代污水凈化設(shè)備流程圖

1.3 生活污水處理工藝包含的主要設(shè)備

生活污水處理工藝一般選取生化法及A/O法，具有易實(shí)現(xiàn)自動控制，管理操作簡單等特點(diǎn)。工藝過程中主要采用的設(shè)備有離心機(jī)、污泥脫水機(jī)、曝氣機(jī)、微濾機(jī)、氣浮機(jī)以及還有水泵 格柵等輔助設(shè)備等等，設(shè)備選取要考慮產(chǎn)量、容量處理速度的關(guān)系，選地要寬敞，盡量避免高溫，潛水泵可設(shè)于設(shè)備之中，壓縮空間，減少工程投資；用到的設(shè)備可根據(jù)現(xiàn)場條件靈活設(shè)置，處于地面上或埋于地下均可。地上工程量小，埋于地下工程量大，廠區(qū)占地面積少，可二次利用，如綠化。具體設(shè)備配置可根據(jù)污水特征、工藝設(shè)計進(jìn)行組合[3]。

（1）離心機(jī)主要是把固體顆粒從懸浮液中分離出來，使懸浮液與液體分離開來；或者將兩種密度不一樣的液態(tài)在乳濁液中分開，互不相溶（如將乳霜從乳汁中分離出來）；還可用洗衣機(jī)甩干濕衣服等除濕固體中的液體；特殊工況需求的專用超速管式分離機(jī)通常根據(jù)氣混密度和固體顆粒密度或粒度進(jìn)行專用設(shè)計。污泥脫水機(jī)多用于工業(yè)造紙、鑄造、皮革、紡織行業(yè)廢水 ，化工、食品行業(yè)廢水及給水排水的處理，易實(shí)現(xiàn)自動化連續(xù)運(yùn)行，無級調(diào)速，適用范圍廣泛；（2）曝氣機(jī)是在混凝劑和絮凝劑的共同作用下，將“微泡”直接注入未經(jīng)處理的污水中，使懸浮物在氣泡群的浮升作用下，在物理絮凝和化學(xué)絮凝作用下，形成大的懸浮物絮團(tuán)、“絮團(tuán)”浮上液面，形成浮渣，利用刮渣機(jī)分離出水中的“微泡”；噴頭不用清理，也不會出現(xiàn)堵塞的情況；（3）微濾機(jī)是一種轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)過濾裝置。處理后的廢水經(jīng)篩網(wǎng)以徑向放射的方式沿軸心進(jìn)入鼓腔流出，在鼓筒上濾網(wǎng)內(nèi)面截留水中雜質(zhì)(微小懸浮物、纖維、紙漿等)。由壓力沖洗水將截留在濾網(wǎng)上的雜質(zhì)帶至上部后，在排渣槽內(nèi)反沖而流出。操作時，鼓筒直徑2/5部分露出水面，轉(zhuǎn)數(shù)為1～4r/min，濾網(wǎng)過濾速度可采用30～120m/h，沖洗水壓力0.5～1.5kg/cm2，沖洗水量為出產(chǎn)水量的0.5～1.0%，水庫水處理時除藻效率可達(dá)40-70%。除掉浮游生物，效率高達(dá)97～100%；（4）氣浮機(jī)是在煉油、化工、釀造、屠宰、電鍍、印染等工業(yè)廢水和市政污水的處理中，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)、市政污水中，去除懸浮物、油脂和各種膠狀物的設(shè)備。依氣霧溶化方式分為：充氣氣霧浮箱、氣霧溶箱、電解氣霧浮箱。其原理是高效地混合難以溶于水中的氣體或兩種以上不同的液體（產(chǎn)生20～50微米的微細(xì)氣泡粒徑）。以微小氣泡為載體，與水中雜質(zhì)微粒粘合，微粒經(jīng)氣泡挾帶浮起，與水面隔水相生，以達(dá)到固液分離之目的；（5）膜-生物反應(yīng)器是一種新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)，結(jié)合了當(dāng)前成熟的膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)。將傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端二沉池用膜組件來取代，通過污泥在生物反應(yīng)器中保持高活性濃度的工作機(jī)理，提高生物處理有機(jī)負(fù)荷。

2 系統(tǒng)設(shè)備易出現(xiàn)的故障分析

生活污水主要是糞便和洗滌污水的混合物，集中排入城市下水道管網(wǎng)系統(tǒng)，輸送至污水處理廠進(jìn)行處理后排放。懸浮物和微生物較多，含有腐蝕性、有毒、有害、難以生物降解的污染物成分較少，因此，采取的工藝相對比較單一，多數(shù)采用生物化學(xué)法進(jìn)行處理。工藝及設(shè)備相對比較固定，易出現(xiàn)的故障和受損情況也比較固定[4]。

2.1 傳統(tǒng)工藝常見問題

一是污水流量不暢，不能正常出水。一般是由于雜物或是沉淀物比如脫落的膜和損壞的彈性立體填料等易損壞的纖維材料把接觸氧化池、沉淀池、消毒池、污泥池聯(lián)通管道或是孔口給堵塞了。需要工作人員及時用加壓水或壓縮空氣沖洗；二是曝氣量不足，有時由于經(jīng)驗(yàn)不足曝氣風(fēng)機(jī)出口閥門沒有撥到正常位置，導(dǎo)致管道狹窄進(jìn)氣口氣體壓力不足，異物不能及時排出，滯留管道內(nèi)形成堵塞或有時曝氣頭因?yàn)檫^度使用，疲勞損壞，也會導(dǎo)致排氣不暢；三是混合液回流不暢，因?yàn)樯钗鬯膽腋∥镙^多，短期降解困難，若有前幾道的雜物不小心進(jìn)入混合液回流池中，可能進(jìn)入回流管道導(dǎo)致異物或閥門堵塞。需要盡快擰開閥門，用加壓水沖洗；四是由于長時間的運(yùn)轉(zhuǎn)，生活污水微生物較多，尤其是夏天，容易滋生附著物，對管道或是閥體的侵蝕破壞，尤其氧化條件充分的地方，很容易因?yàn)槌睗?、生物破壞?dǎo)致管道、閥體損害，需要及時更換。五是長時間的運(yùn)行，增加了水泵、格柵、離心機(jī)、污泥脫水機(jī)、曝氣機(jī)、微濾機(jī)、氣浮機(jī)等設(shè)備的工作負(fù)荷。周期性連續(xù)振動帶來的磨損、熱氧化，電機(jī)、儀器儀表加上一些潮濕的有氧化學(xué)反應(yīng)等，使得設(shè)備很容易被破壞、老化。電氣類的曝氣風(fēng)機(jī)、提升泵和一旦被損壞，易出現(xiàn)短路，形成電流過大，斷路開關(guān)自動斷開，整個工況都受到影響。

2.2 膜生物反應(yīng)器易出現(xiàn)的問題

MBR作為取代二沉池的膜生物反應(yīng)器，它利用了膜的細(xì)微孔徑在一定壓力下實(shí)現(xiàn)泥水分離，但是要把這樣的原理應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，還需要注意很多問題。在MBR工程運(yùn)行過程中，就膜生物反應(yīng)器本身來講，由于物理、化學(xué)、生化作用或機(jī)械作用，反應(yīng)器膜會遭到污染，膜污染本身是一個不可逆的過程，所以膜組件的產(chǎn)水量會隨運(yùn)行時間呈現(xiàn)逐步衰減的過程；膜受污染后由于離線清洗時間較長且在清洗周期內(nèi)都無法連續(xù)產(chǎn)水，容易導(dǎo)致膜彈性受損，清洗周期縮短；溫度變化對膜影響較大，低溫運(yùn)行膜通量、產(chǎn)水量會下降，透水性會受到抑制，且不同的膜產(chǎn)品對低溫的穩(wěn)定性差異也較大，受四季自然溫度變化，水處理能力變化很大；耐水量沖擊負(fù)荷能力差，難以承受較大的水量沖擊負(fù)荷。目前，新工藝因?yàn)閮r格等因素市場占有率相對低，生化處理部分與后續(xù)膜分離系統(tǒng)的銜接缺乏具體工程應(yīng)用信息反饋，前端預(yù)處理、污泥和空氣系統(tǒng)與膜分離特點(diǎn)相結(jié)合進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整與設(shè)計經(jīng)驗(yàn)還不足，導(dǎo)致全流程設(shè)計經(jīng)驗(yàn)和參數(shù)不全，控制儀表和設(shè)備的選擇沒有參考資料，標(biāo)準(zhǔn)化的操作指引國內(nèi)還沒有統(tǒng)一，都在摸索實(shí)施，這些都降低了MBR工藝的運(yùn)行效果，影響了膜的壽命及本身的能耗，同時也影響了生物化學(xué)處理，這些問題需要今后進(jìn)一步去改進(jìn)。

3 系統(tǒng)設(shè)備管理維護(hù)措施

城鎮(zhèn)一體化使得人口過度聚集，需處理的生活污水量大，工作周期時間長，水中雜質(zhì)復(fù)雜，工作環(huán)境潮濕易腐蝕，伴隨不停的振動。要保持處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行就必須建立一套管理科學(xué)和定期保養(yǎng)制度，要實(shí)行專人負(fù)責(zé)，定期有人檢查，及時最好保養(yǎng)，才能延長使用壽命。一是保證污水中的大固體物質(zhì)不能進(jìn)入設(shè)備，以免堵塞管道和孔口，損壞水泵。

5 結(jié)語

處理設(shè)備是生活污水處理質(zhì)量的關(guān)鍵要素，我國每年會產(chǎn)生大量需要處理的生活污水，作為第二水源，這些污水若被凈化循環(huán)利用，可以有效緩解工業(yè)、農(nóng)業(yè)等用水壓力。為此，針對污水的處理要根據(jù)水質(zhì)特征，合理設(shè)計工藝處理流程，采用性能對應(yīng)的設(shè)備，同時分析研究工藝設(shè)備的易發(fā)故障，提高排除能力，最大限度降低設(shè)備故障發(fā)生率，維護(hù)設(shè)備穩(wěn)定和高效運(yùn)行，做到減少維護(hù)成本和人力支出，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益雙提升。