農(nóng)村社區(qū)生活污水處理設(shè)備選天環(huán)凈化設(shè)備

粉廢水時(shí)，在微生物和活性炭的協(xié)同作用下，不僅可以提高活性炭的吸附容量，而且還可以增強(qiáng)有機(jī)物質(zhì)和微生物的接觸時(shí)間，大大增加了被生物降解的幾率。本研究將活性炭吸附法和微生物絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)組合，利用載體吸附固定絮凝劑的同時(shí)，增強(qiáng)微生物處理淀粉廢水的活性，活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)還可以為微生物提供棲息地，使微生物能夠耐受外界的不良環(huán)境，使得處理效果達(dá)到。

1、實(shí)驗(yàn)的主要儀器與藥品

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

冰箱、滅菌鍋、電熱爐、電子天平、振蕩器、水浴鍋、pH計(jì)、濁度儀、培養(yǎng)箱等。

1.2 實(shí)驗(yàn)藥品及試劑

1.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品

活性炭、牛肉膏、瓊脂、NaCl、葡萄糖、蛋白胨

從圖2可以看出，活性炭單獨(dú)處理廢水的濁度去除率比較低，只有38.71%，微生物絮凝劑單獨(dú)處理和兩者結(jié)合處理的濁度去除率相差不大，微生物單獨(dú)處理為80.96%，活性炭吸附固定微生物為81.64%，但兩者都比活性炭單獨(dú)處理的效果好。因?yàn)樘幚淼氖堑矸蹚U水，淀粉作為大分子有機(jī)物，會(huì)因?yàn)榛钚蕴靠讖叫《鵁o(wú)法被吸附，而且微生物絮凝劑作為一種高效、無(wú)二次污染的絮凝劑明顯占有很大的優(yōu)勢(shì)。活性炭吸附微生物絮凝劑后與絮凝劑單獨(dú)作用的效果相差不大，這是因?yàn)槲⑸镄跄齽┍晃胶螅呀?jīng)堵住了活性炭的一部分孔，影響活性炭直接對(duì)廢水的處理，所以兩者的濁度去除率相差不大。但利用活性炭作為載體，不僅有利于微生物絮凝劑對(duì)廢水的處理，而且漂浮在廢水中的絮凝劑更加容易沉降下來，也可以省去后續(xù)處理的許多麻煩，所以利用活性炭吸附固定微生物絮凝劑是一個(gè)更好的選擇。

3.1.3 不同用量比例對(duì)吸附固定效果的影響

按照2.3.3的實(shí)驗(yàn)方法，通過改變活性炭吸附微生物絮凝劑的用量比例，測(cè)其廢水濁度，并計(jì)算濁度去除率，從而確定吸附固定的用量比例。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

、硫酸銨、尿素、酵母膏、可溶性淀粉

豆制品生產(chǎn)廢水主要來源于浸豆、泡豆及蒸煮、壓濾廢水和沖洗廢水，該廢水屬于高濃度有機(jī)廢水，有機(jī)物含量高，可生化性強(qiáng)，直排環(huán)境污染嚴(yán)重。根據(jù)文獻(xiàn)資料，豆制品廢水處理易出現(xiàn)以下問題:①該企業(yè)屬于間歇生產(chǎn)方式，水量和水質(zhì)不均勻，排水時(shí)間較集中;②高濃度廢水在厭氧處理水解酸化段易酸化，是控制難點(diǎn);③好氧階段，如采用活性污泥法，易產(chǎn)生污泥膨脹。因此，豆制品生產(chǎn)廢水能源化利用顯得非常重要。

安徽壽縣是的豆腐之鄉(xiāng)，安徽某豆制品有限公司主要從事豆制品生產(chǎn)銷售，日產(chǎn)各類豆制品260t，其生產(chǎn)廢水有機(jī)物含量高，其中黃漿水CODCr一般在20000～30000mg/L，泡豆水的CODCr為1200～2000mg/L，其他廢水CODCr相對(duì)較低;廢水的C∶N∶P平均為100．0∶4．7∶0．7，可生化性達(dá)到0．6～0．7，大都污染物為可降解有機(jī)物，適合微生物的生長(zhǎng)。為落實(shí)好環(huán)境保護(hù)的要求，必須對(duì)其生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，筆者提出厭氧發(fā)酵(沼氣)—生物膜法處理工藝，以便實(shí)現(xiàn)廢水的能源化處理，同時(shí)達(dá)到環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

1、處理水量、進(jìn)水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)

1．1 日處理水量

項(xiàng)目擴(kuò)建后廢水產(chǎn)生量300m3/d，其中黃漿水150m3/d、清洗水150m3/d，取日變化系數(shù)1．2，則系統(tǒng)日處理廢水量為360m3/d。按24h運(yùn)行，則15m3/h，其中黃漿水7．5m3/h。

1．2 進(jìn)水水質(zhì)

濃度的黃漿水pH為4～6，SS≤6600mg/L，CODCr≤30000mg/L，BOD5≤14000mg/L。普通清洗水pH為6～8，SS≤130mg/L，CODCr≤220mg/L，BOD5≤76mg/L。

1．3 出水水質(zhì)

①厭氧發(fā)酵采用兩段式，產(chǎn)酸和產(chǎn)氣段獨(dú)立進(jìn)行，提高效率，同時(shí)對(duì)產(chǎn)氣段又分4級(jí)降解，可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)降解效果，快速降解COD值到1000mg/L以下。

②2組2條生產(chǎn)線輪換進(jìn)料，檢測(cè)和調(diào)試系統(tǒng)獨(dú)立進(jìn)行，有助于提高生產(chǎn)效率，如有不良結(jié)果出現(xiàn)，可以及時(shí)調(diào)節(jié)，具備應(yīng)急功能。

③充分利用水力條件，注意管道布列，減少動(dòng)力消耗，全套裝置功率僅為4．55kW•h。

④預(yù)設(shè)除酸、除氨系統(tǒng)，當(dāng)兩段厭氧首池酸化時(shí)，可以投加堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)，當(dāng)USR末端池氨氮濃度過高，可以采用化學(xué)方式予以去除，以此實(shí)現(xiàn)不良工況可調(diào)可控。

⑤與公共衛(wèi)生間連建，糞便水直接進(jìn)入系統(tǒng)處理，處理后的中水引入沖廁，形成循環(huán)，大大改變了衛(wèi)生環(huán)境，節(jié)約水資源。

⑥USR末端池具有較高的氨氮含量，可直接回用農(nóng)田，此沼液不僅具備普通沼液的生物肥效，其氮元素含量更高。

5、構(gòu)筑物及設(shè)備

5．1 集水井

設(shè)計(jì)規(guī)模為3m×3m×3m，地下鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)污水泵2臺(tái)，一用一備，1．5kW，揚(yáng)程7m，管徑65mm。設(shè)置氣浮機(jī)裝置一臺(tái)，采用溶氣氣浮法，將大量空氣溶于水中，形成溶氣水，通過釋放器驟然減壓快速釋放，產(chǎn)生大量微細(xì)氣泡與水中污染物質(zhì)黏附成絮體上浮，從而迅速去除水中懸浮物質(zhì)，達(dá)到凈化的目的。

5．2 調(diào)節(jié)池

該單元主要是水質(zhì)均和、平衡水量，削減高峰水量對(duì)后續(xù)處理單元的沖擊負(fù)荷，以期降低水量變化對(duì)處理效果的影響，設(shè)計(jì)規(guī)模為3m×3m×3m，地下鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)污水泵2臺(tái)，一用一備，1．5kW，揚(yáng)程7m，管徑65mm。

5．3 沉淀池

該單元主要是利用重力的作用使廢水中的懸浮物、生物處理后產(chǎn)生的污泥或生物膜與水分離，形成泥水界面。平流沉淀池3m×7m×1．5m，地下鋼砼結(jié)構(gòu)，斜底板;平面負(fù)荷取1．3。

5．4 USR反應(yīng)池

在高濃度廢水處理工藝中，廢水的厭氧生物處理是指在沒有游離氧的情況下，以厭氧生物為主對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解的一種處理方法，成功的厭氧水解工段去除效率可達(dá)到50%以上。在厭氧生物處理過程中，厭氧處理技術(shù)是一個(gè)關(guān)鍵步驟，復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的小分子化合物，同時(shí)釋放出能量，大部分能量以甲烷(CH4)的形式出現(xiàn)，如果厭氧消化過程，最終產(chǎn)物均為CH4、CO2及NH3。該單元可降解有機(jī)物提取水中有效元素能源化利用，同時(shí)也為后續(xù)好氧處理做了很重要的前期處理。

結(jié)合理論計(jì)算和工程經(jīng)驗(yàn)，推薦USR總池容3000m3，有效容積2400m3，地埋隧道式推流結(jié)構(gòu)，水力總停留時(shí)間16d。設(shè)置二組隧道式沼氣池，每組長(zhǎng)30m(設(shè)5個(gè)分區(qū)，每區(qū)長(zhǎng)6m)，池深4m，單拱跨度10m，拱高1m，全鋼砼結(jié)構(gòu)，半地下式。設(shè)置低速推流器2臺(tái)，出渣系統(tǒng)2套，人孔12套，生物填料900m3，正負(fù)壓保護(hù)器12套，氣體檢測(cè)系統(tǒng)1套，沼液檢測(cè)系統(tǒng)1套，池內(nèi)水流農(nóng)村社區(qū)生活污水處理設(shè)備選天環(huán)凈化設(shè)備溝通12套，沼氣收集系統(tǒng)2套，脫氮回流設(shè)施2套，加套系統(tǒng)12套。

5．5 預(yù)曝氣池

該單元為厭氧環(huán)境轉(zhuǎn)換好氧環(huán)境節(jié)點(diǎn)。設(shè)計(jì)規(guī)模為5m×5m×4m，地下鋼砼結(jié)構(gòu);設(shè)污水泵2臺(tái)，一用一備，1．5kW，揚(yáng)程7m，出口75mm。

5．6 生物膜池

廢水中存在的各種有機(jī)物以膠體狀、溶解態(tài)的有機(jī)物為主，作為微生物的營(yíng)養(yǎng)源，與厭氧方法不同，廢水的好氧生物處理是一種有氧的情況下，以好氧微生物為主對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解處理。這些有機(jī)物經(jīng)過一系列的生物反應(yīng)，最終以CO2和水無(wú)機(jī)物質(zhì)穩(wěn)定下來，達(dá)標(biāo)排放。設(shè)計(jì)規(guī)模為12m×5m×4．5m，地下鋼砼結(jié)構(gòu);設(shè)置生物填料160m3，回流泵2臺(tái)，曝氣系統(tǒng)一套，風(fēng)機(jī)2臺(tái)，一用一備，污泥泵2臺(tái)。

5．7 二沉池

該單元主要通過靜置使污泥進(jìn)一步濃縮，將各個(gè)處理單元產(chǎn)生的剩余污泥匯集。設(shè)計(jì)規(guī)模為3m×3m×4m，地下鋼砼結(jié)構(gòu);設(shè)污泥泵2臺(tái)，一用一備，1．5kW，揚(yáng)程10m，出口50mm。

5．8 干化池

進(jìn)過污泥濃縮后的污泥需要進(jìn)一步處理，含水率仍然在98%以上，采用污泥干化場(chǎng)的方式可以減少對(duì)機(jī)械壓濾機(jī)等設(shè)備的需求，但需要一定的場(chǎng)地。設(shè)計(jì)規(guī)模為10m×10m×1m，地上磚結(jié)構(gòu)，3座輪換使用，總有效面積300m2;底部設(shè)置砂石濾層，利用現(xiàn)有干化設(shè)施，濾液回流到預(yù)曝氣池。

5．9 控制房

普通磚瓦平房20m2，設(shè)置門窗、空調(diào)、辦公桌椅、滅火器等。

5．10 濕式氣柜

配400m3濕式氣柜，存儲(chǔ)甲烷氣(沼氣)，恒壓恒流供給后續(xù)鍋爐燃燒使用。

5．11 沼氣鍋爐

配2t/h純沼氣蒸汽鍋爐一臺(tái)，系統(tǒng)提供沼氣含量約65%，低位燃燒值2．3×107J，滿足豆制品生產(chǎn)需求。

5．12 脫硫、凝水及安全水封

配脫硫、凝水、安全水封及沼氣計(jì)量裝置各2套。

5．13 加熱系統(tǒng)

在各室采用鍍鋅管制作加熱盤管，采用熱水循環(huán)加熱方式，保證冬季系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在35℃工位，提高發(fā)酵效果。

5．14 運(yùn)行調(diào)節(jié)系統(tǒng)

運(yùn)行調(diào)節(jié)是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，預(yù)設(shè)pH、甲烷、揮發(fā)性有機(jī)酸、水溫、污泥濃度等監(jiān)控系統(tǒng)。

6、消防、環(huán)保與安全設(shè)計(jì)

6．1 消防設(shè)計(jì)

該工程作為整個(gè)生產(chǎn)項(xiàng)目的公用輔助項(xiàng)目，消防統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，在此不單獨(dú)設(shè)計(jì)。

6．2 節(jié)能設(shè)計(jì)

該工程設(shè)計(jì)節(jié)能措施主要有:污水處理構(gòu)筑物布置緊湊，注意高程布置，減少聯(lián)絡(luò)管渠的水頭損失;設(shè)備選型杜絕采用國(guó)家公布的淘汰產(chǎn)品，選用高效率、低能耗的設(shè)備產(chǎn)品;重視計(jì)量、儀表、監(jiān)控設(shè)計(jì)使用，整個(gè)系統(tǒng)能根據(jù)不同的水量和工況調(diào)整設(shè)備運(yùn)行情況，既實(shí)現(xiàn)污水的處理效果，又達(dá)到節(jié)能目的。

6．3 環(huán)境保護(hù)

6．3．1 施工期環(huán)境影響的緩解措施。

6．3．1．1 工程施工棄土的管理。

土方工程施工中產(chǎn)生的土方，應(yīng)本著因地制宜的原則，首先考慮為該工程利用回填，余土就近填入農(nóng)村道路修建。

6．3．1．2 噪音防護(hù)。

施工期間噪音主要為運(yùn)輸車輛的喇叭聲、電動(dòng)機(jī)聲、混凝土攪拌聲等。晝間施工時(shí)要盡量避免各種施工機(jī)械同時(shí)啟動(dòng)，減少對(duì)周圍環(huán)境的影響，夜間不施工。

6．3．2 污水處理站對(duì)外部環(huán)境的影響。

6．3．2．1 污水處理站排放的尾水。

污水處理站內(nèi)部的生產(chǎn)污水主要為污泥干化池濾液等，返回調(diào)節(jié)池，進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，不會(huì)產(chǎn)生新的污染。污水處理站排放的尾水即出水，按照工程設(shè)計(jì)出水水質(zhì)能達(dá)到排放要求，回用于農(nóng)田。

6．3．2．2 噪聲。

主要噪聲源為水泵機(jī)組和風(fēng)機(jī)，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要水泵采用潛污泵，非潛污泵采取減震降噪措施;采用低噪聲回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)，并在底座均加減震措施，進(jìn)出氣管上加裝消音器和可曲繞橡膠接頭外，把噪聲控制到最小程度，噪聲對(duì)環(huán)境影響不大，可達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348—90)中的要求。

7、工程節(jié)能、保溫

7．1 節(jié)能措施

污水處理系統(tǒng)消耗的能源主要是電能，其中又以工藝設(shè)備為重中之重，為降低指標(biāo)、減少單位污水處理的成本，設(shè)計(jì)中采取的節(jié)能措施有:通過選擇合理的工藝路線，減少污水提升的次數(shù)，以減低單位污水處理的能耗;注意設(shè)備的合理搭配，處理系統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備選用成熟的高效節(jié)能機(jī)電產(chǎn)品，可使整個(gè)系統(tǒng)始終處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

7．2 保溫措施

該工程無(wú)需保溫措施，不影響工程運(yùn)行。

系統(tǒng)排水執(zhí)行《農(nóng)業(yè)灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中水作標(biāo)準(zhǔn):pH6～9、SS≤150mg/L、CODCr≤200mg/L、BOD5≤80mg/L。

2、設(shè)計(jì)依據(jù)

《農(nóng)業(yè)灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084—1992)、《地表水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)、《給排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ69—84)、《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014－2006)、《環(huán)境工程手冊(cè)—廢水卷》高等教育出版社、《水處理工程師手冊(cè)》化學(xué)工業(yè)手冊(cè)、《環(huán)境設(shè)備材料手冊(cè)》(第二版)冶金工業(yè)出版社、《沼氣工程設(shè)計(jì)規(guī)范》NY5074—2009、《水解酸化反應(yīng)器污水處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2047—2015)。

、無(wú)水乙醇、氯化鈣，所有實(shí)驗(yàn)藥品均為分析純。

1.2.2 試劑及其配制方法

2∶1體積的乙醇配制：準(zhǔn)確量取100mL的無(wú)水乙醇和50mL的去離子水，混勻并倒入試劑瓶中備用。

淀粉廢水配制：稱取10g可溶性淀粉于研缽中，加入少許去離子水調(diào)成糊狀并研細(xì)，移至1000mL量筒中，加水至刻度。充分?jǐn)嚢?，靜止24h，用虹吸法仔細(xì)將上層液體移至試劑瓶中備用。

5%的氯化鈣溶液配制：稱取5g無(wú)水氯化鈣溶于95mL的去離子水中，充分?jǐn)嚢璨⒁浦猎噭┢恐袀溆谩?/span>

2、實(shí)驗(yàn)方法

2.1 活性炭的洗滌與篩分

將活性炭放入500mL的燒杯中，加入適量的水進(jìn)行洗滌，然后放置在電熱爐上煮沸1h并置于120℃的烘箱中干燥12h后備用。將洗滌好的活性炭倒入篩網(wǎng)中進(jìn)行篩分，將其篩分為12目以下、12～24目、24～40目、40～60目、60目以上5種類型活性炭備用。

2.2 微生物絮凝劑的制備

取北郊污水處理廠的活性污泥作為菌種來源，用接種環(huán)挑取細(xì)菌于試管中，加入去離子水，制成菌懸液并準(zhǔn)確配成1×10-1～1×10-5的稀釋度，然后將配制好的菌懸液各1mL加入相應(yīng)的無(wú)菌培養(yǎng)皿中，倒入溶化后的牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基混合搖勻，于35℃進(jìn)行菌種的富集培養(yǎng)，并觀察平板菌落特征。采用平板劃線法分離純化獲得單一菌種，將固體培養(yǎng)基內(nèi)的單菌用接種環(huán)挑取接入到液體培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，將條件控制為溫度30℃、搖床轉(zhuǎn)速120r/min、pH值7左右，發(fā)酵1～2天得到發(fā)酵液。將發(fā)酵液均勻倒入離心管中，放入離心機(jī)以4000r/min離心30min，取上清液于無(wú)菌小試管中加入等體積2∶1的乙醇洗滌后置于冰箱中分離出微生物絮凝劑備用。

2.3 活性炭吸附固定微生物絮凝劑條件探究

2.3.1 活性炭粒徑大小的選取

分別稱取0.5g12目以下、12～24目、24～40目、40～60目、60目以上5種類型的活性炭于250mL錐形瓶中，加入3mL微生物絮凝劑，置于振蕩器中振蕩1h，待活性炭吸附固定微生物絮凝劑后取出，分別加入2mL5%的CaCl2溶液和100mL配制好的淀粉廢水，置于振蕩器反應(yīng)1h并靜置30min后，取其上清液測(cè)定濁度，并計(jì)算濁度去除率。根據(jù)計(jì)算出的濁度去除率，確定出活性炭的粒徑大小。

2.3.2 活性炭吸附固定微生物絮凝劑處理有機(jī)廢水優(yōu)勢(shì)探究

利用2.3.1中選取出的40～60目的活性炭，分別將吸附固定好的活性炭、未處理的活性炭0.5g、微生物絮凝劑3mL置于3個(gè)250mL的錐形瓶中，分別加入2mL5%的CaCl2溶液和100mL配制好的淀粉廢水，置于振蕩器反應(yīng)1h并靜置30min后，取其上清液測(cè)定濁度，并計(jì)算濁度去除率。根據(jù)計(jì)算出的濁度去除率，分析活性炭吸附固定微生物絮凝劑的優(yōu)勢(shì)。

2.3.3 活性炭吸附固定微生物絮凝劑的用量比例

通過2.3.1確定出活性炭粒徑大小為40～60目，各稱取0.5g于6個(gè)250mL錐形瓶中，并分別加入2mL、3mL、4mL、5mL、6mL微生物絮凝劑置于振蕩器中振蕩1h，待活性炭吸附固定微生物絮凝劑后取出，再加入2mL5%的CaCl2溶液和100mL配制好的淀粉廢水，置于振蕩器中振蕩1h后取出錐形瓶并沉淀30min，取其上清液測(cè)定濁度，并計(jì)算濁度去除率。根據(jù)計(jì)算出的濁度去除率，確定出活性炭和微生物絮凝劑的用量比例。