农村分散式生活污水一体化处理设备现状和设计要点,该文是关于研究现状本科论文开题报告范文与生活污水和分散式和设计要点有关大学毕业论文范文.
研究现状论文参考文献：
王学文,李世军
（中国辐射防护研究院,山西 太原 030006）
摘 要：针对农村分散式生活污水的水质水量特点,综述了国内外一体化污水处理设备研究现状,并在此基础上,提出了新型一体化污水处理设备的设计要点,即：利用高效微生物强化技术来提升改造传统工艺,通过处理效率的提升,实现降低设备投资成本的目的,同时配以全自动运行、监控显示控制系统,实现设备的易操作、少维护功能,最终形成适合山西省农村分散式生活污水处理的设备与技术,为今后新型、高效设备的研发与推广提供了依据,具有重要的社会意义和经济意义.
关键词：生活污水；农村生活污水；一体化污水处理设备；高效微生物强化
中图分类号：X703；X799.3文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2017.05.117
随着山西省农村基础建设逐步完善,生活污水带来的环境问题也逐渐显现,如何选择适宜的治理技术与设备对农村生活污水进行处理已成为农村地区迫在眉睫的主要问题[1].农村生活污水处理模式可分为集中和分散两种[2],由于山西省农村居民居住较为分散,受地理和经济条件制约,更宜采用分散处理模式,这就需要大量的、点对点的小型一体化污水处理设备.目前,国内一体化污水处理设备应用较为广泛,但处理工艺存在一些不足,使其在农村地区的推广受到限制[3].本文针对农村分散式生活污水的水质水量特点,论述了一体化污水处理设备的研究现状,并在此基础上,提出了改进提升的设计要点,为以后新型、高效设备的研发与推广提供依据.
1 农村生活污水水质水量特点
1.1 农村生活污水排放现状
生活污水是农村污染的重要组成部分,未经处理的生活污水通过点源和非点源排放,将各类污染物带入河流,严重污染了各类水源,导致出现了包括蓝藻、水华在内的诸多生态环境问题[4].相对于较完善的城市污水收集处理体系而言,农村地区由于排水管网不健全、经济基础薄弱等原因,较大规模地集中处理处置生活污水在现阶段并不可行.考虑到农村生活污水分散性、水量小的特点,利用小型一体化污水处理设备是较适合我国国情的一个解决方案[5].
1.2 农村生活污水水质水量特点
农村生活污水一般来源于4个方面,即厨房污水、生活洗涤污水、厕所污水及其他污水[6].不同类型生活污水的成分特征和污水水量存在较大差异,主要组成和特征见第118页表1.
农村生活污水水质与农村的地理环境、经济发展水平、生活习惯等多种因素有关.根据已有的调查数据分析,大部分农村生活污水的性质相差不大,污水的水质也比较稳定,相对于城市污水,其有机物、氮、磷等营养物含量较高[7],通常情况下,化学需氧量（COD）为150～300 mg/L,生化需氧量（BOD）为60～150 mg/L,氨氮含量（NH3-N）为30～45mg/L,固体悬浮物浓度（SS）为150～250 mg/L左右,一般不含有毒物质,污水中还含有合成洗涤剂以及细菌、病毒、寄生虫卵等,不同时段的水质也不同.农村的生活污水水量一般都比较小,排放比较分散,变化幅度大,一天之中在上午、中午、下午都有一个高峰时段[8],夜间基本不外排水.高峰时段的出现与季节、当地农村的生活习惯等因素有关.
2 一体化污水处理设备研究现状
一体化污水处理设备迄今已有超过4０ a的研究历史,目前日本、欧美等国家和地区已将其广泛应用于城镇生活污水和部分工业废水处理.近年来,我国学者对一体化污水处理设备进行了广泛的研究,取得了较大的成绩,设备采用的工艺从原来单一的活性污泥法或生物膜法逐渐发展到多种方法结合的复合工艺[9].
2.1 国外研究现状
国外对分散式农村生活污水处理的研究起步较早,从20世纪70年始,美国、日本、欧洲等发达国家和地区根据自身特点开发了不同形式的小型污水处理装置对乡村的污水进行治理,取得了很好的成效.美国自19世纪中叶开始建设农村污水处理设施,2002年针对分散处理技术颁布了《分散式污水处理系统应用手册》.挪威形成了以序列间歇式活性污泥法、移动床生物膜反应器、生物转盘、滴滤池技术为主,并结合化学絮凝除磷的集成式污水净化装置,如Uponor,BioTrap和Biova等工艺.日本开发的净化槽能去除氮和磷,同时获得高质量出水,在无排水系统的边远乡村和分散式生活污水处理中得到了广泛应用.德国从2003年起开始进行分散式市政基础设施系统项目研究,利用膜生物反应器净化偏远村镇生活污水.目前,分散式农村生活污水处理技术在上述这些国家的运用较为成熟[10].
2.2 国内研究现状
一体化污水处理设备自20世纪80年代初引进我国以来,初步形成了以江苏省、浙江省为代表的工艺开发与设备生产制造企业.总的来看,对该技术的研究主要集中在主体工艺的改进、工艺流程的优化组合和填料性能的提高等方面[11],但同时也存在以下问题：首先,对于农村地区间歇性进水的点源污染问题,存在无水情况下曝气过度或有进水情况下曝气不足的情况,造成运行时间较长、能耗偏高.其次,经一体化污水处理设备处理过的污水若要达到国家规定的回用标准,则所需投资及运行成本较高.目前我国农村地区普遍面临经济基础薄弱、投资和运行费用短缺、管理人员经验不足、管理体制不健全等现状,因此,应根据农村生活污水的实际特点,向高度集中化、自动化、系列化、成套化方向发展,因地制宜,研发出高效、低耗、污泥量少、一次性投资低、运行费用低、处理效果稳定、维护管理成本合理的一体化污水处理设备,从源头上控制水体富营养化形成条件,保障农村地区饮用水的安全,满足农村地区生活污水处理的切实需要.
3 新型一体化污水处理设备设计要点
针对国内外研究现状与存在的缺点和不足,本文提出的新型一体化污水处理设备设计要点的核心是利用高效微生物强化技术,提升改造传统工艺（A2O生物脱氮除磷工艺、MBR活性污泥工艺）,通过处理效率的提升,实现降低设备投资成本的目的,同时配以全自动运行、监控显示控制系统,实现设备的易操作、少维护功能.
3.1 设计要点
1）筛选适用于农村生活污水处理的高效菌种,以提高系统稳定性.根据农村生活污水的特点,筛选出相应的菌群,提高对污染负荷的承受能力,满足农村污水间歇式处理、长期运行免维护的特点.根据不同的出水水质需求,改造提升A2O和膜处理工艺,使出水分别达到GB18918—2002 城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级A,或GB/T18920—2002 城市污水再生利用 城市杂用水水质中的相关回用标准.
2）选择设计适用于一体化污水处理设备的材料及结构,以降低污水处理设备的成本.目前一体化污水处理设备大多采用一次性加工焊接成形工艺和现场可拼装式组合工艺,应针对山西省晋北、晋中、晋南三类地区的实际需求,对设备多种功能单元进行集成组合与优化设计,同时结合工艺的改进与提升,降低污水处理设备的成本.
3）开发适用于农村和小城镇污水处理的自动控制方式,以提高系统操作性.考虑到农村技术人员和管理人员缺乏、污水处理存在间歇性的特点,采用计算机自动控制技术,提高工作效率,降低人工费用.在自动控制中采用数字控制方式替代传统的变频电机调节方式对污水量进行调节,提高市场竞争力.
3.2 工艺流程
1）出水满足一级A标准时,一体化污水处理设备采用的工艺流程见图1.
2）出水满足回用标准时,一体化污水处理设备采用的工艺流程见图2.
3.3 研制路线
新型一体化污水处理设备研制路线见图3.
4 结论
1）我国农村污水处理市场需求巨大,但技术与产业支撑能力却相对薄弱,亟需通过顶层设计指导和规范技术应用.目前一体化污水处理设备应用的工艺种类繁多,在江苏省和浙江省一带已有一定的应用基础,但尚未形成规模化、标准化、品牌化,且多数村镇污水处理设施处理成本偏高,也在一定程度上制约了一体化污水处理设备在广大农村地区的推广应用.
2）本文研制开发的新型一体化污水处理设备,不但符合目前国内外发展趋势,而且还能满足山西省广大农村地区生活污水处理的实际需求,其核心是利用高效微生物强化技术来提升改造传统工艺,通过处理效率的提升,实现降低设备投资成本的目的,同时配以全自动运行、监控显示控制系统,实现设备的易操作、少维护功能,最终形成适合山西省农村分散式生活污水处理的设备与技术,具有重要的社会意义和经济意义.
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