给水排水丨山地村镇污水处理技术研究探讨何强

山地村镇污水处理技术探讨何强重庆大学2016.12.9第十一届中国城镇水务大会2016.12.09主要内容12山地村镇污水处理现状及问题35山地村镇污水处理建议1山地村镇污水处理技术研究与示范2016.12.091山地村镇污水处理现状及问题（1）区域性水质差别大。对重庆151处乡镇进水水质进行分析统计，COD浓度最高值与最低值比值130倍；总磷浓度最高值与最低值比值1600倍；氨氮浓度最高值与最低值比值1048倍；总氮浓度最高值与最低值比值160倍。项目pH化学需氧量总磷氨氮总氮动植物油悬浮物无量纲mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L浓度值6.53～8.4012.3～16000.032～51.40.10～104.81.12～1780.04～21.311.5～29776表1污染物浓度范围值1.1山地村镇污水特点2016.12.091山地村镇污水处理现状及问题上游养殖场，酒厂村镇集市山泉水混入管网检查井聚集区排污口聚集区排污口2016.12.09（2）进水水量波动呈规律性。村镇生活较为规律，所产生的水量主要集中在早上6-8点，中午12-13点，晚上17-20之间，各季节之间略有差异。Kh=1.981山地村镇污水处理现状及问题1.1山地村镇污水特点2016.12.09（3）村镇污水春秋季水质相对接近，冬季水质浓度相对较高，夏季相对浓度水平偏低。春季夏季秋季冬季1山地村镇污水处理现状及问题1.1山地村镇污水特点2016.12.09重庆市178个村镇污水处理厂的污水处理工艺主要有15种。包括人工快渗、AO工艺、SBR系列、氧化沟工艺、SBR系列、一体化组合工艺、兼氧膜工艺、逆向曝气工艺、曝气生物滤池、生物接触氧化、生物转盘、水解酸化、人工湿地、等工艺。其中以人工湿地为主要的工艺类型，占34%。人工湿地1.2山地村镇污水处理技术工艺多样1山地村镇污水处理现状及问题2016.12.091山地村镇污水处理现状及问题1.2山地村镇污水处理技术现状人工湿地工艺预处理+一体化设备生物转盘AO+滴滤人工快渗工艺2016.12.09贵州（六盘水市钟山区）、宁夏（灵武市、青铜峡市赵渠新村、中卫市沙坡头区）、西藏（日喀则市桑珠孜区）等地进行调研。六盘水市钟山区那罗村六盘水市钟山区大地社1山地村镇污水处理现状及问题贵州村镇污水处理现状地点规模工艺六盘水钟山区那罗村500m3/d一体化设备+人工湿地六盘水市钟山区大地社20m3/d一体化设备2016.12.09地点规模工艺出水指标丹棱县农村污水处理设施10户厌氧-兼氧-人工湿地《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）丹棱县顺龙乡50m3/dPASG工艺运行达到一级B标准丹棱县龙埂村100m3/d厌氧+人工快渗+人工湿地设计一级B标准西充县莲池镇300m3/d厌氧+三级人工湿地设计出水水质达一级A标西充县双凤镇2000m3/dA2/O+人工湿地设计出水水质达一级A标西充县常林乡木角庙村27500m3/d组合式氧化沟工艺，A2/O+D型滤池运行达到一级B标准西充县城南湿地公园30000m3/d湿地公园出水水质达到一级A成都市新都区农村50m3/d，200m3/dA2O一体化处理设备，接触氧化+人工湿地设计一级B标准，污水收集率较低1山地村镇污水处理现状及问题四川村镇污水处理现状丹棱县顺龙乡丹棱县龙埂村西充县莲池镇2016.12.09序号项目单位标准限值监测家数达标家数超标家数超标率（%）1pH无量纲6-9696900.0%2化学需氧量mg/L60797278.9%3总磷mg/L2005年12月31日前建设1.578334557.7%2006年1月1日起建设14氨氮mg/L8（15）79661316.5%5总氮mg/L2078582025.6%6动植物油mg/L3797811.3%7悬浮物mg/L2077641316.9%备注括号外数值为水温12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。总磷评价标准按2006年1月1日起建设排放限值。采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准对70个左右污水处理厂的出水进行评价，pH均达标，动植物油有轻微超标。总磷、总氮、悬浮物、氨氮和化学需氧量均超标，超标率分别为57.7%、25.6%、16.9%、16.5%和8.9%。处理工艺达标的难点在于TN、TP。1山地村镇污水处理现状及问题1.2山地小城镇污水处理技术存在问题2016.12.09对监测的70家左右乡镇污水处理设施达标情况的工艺分析，总磷超标的有14种，总氮9种，悬浮物9种，氨氮8种，化学需氧量6种。有6种工艺（曝气+人工快渗、人工湿地、生物接触氧化法、生物转盘等工艺）存在氨氮、总磷、总氮、悬浮物等多种污染物均超标排放情况。1.3山地小城镇污水处理技术问题人工快渗工艺1山地村镇污水处理现状及问题2016.12.09处理工艺监测个数总磷超标个数总氮超标个数悬浮物超标个数氨氮超标个数COD超标个数（个）（个）（个）（个）（个）（个）A/O工艺11　　　　A2/O工艺2　　　　　Carrouse12000氧化沟1　　　　　CASS54　1　1CCQ33333　CSBR1　　　　　HASN工艺11114　21奥贝尔氧化沟1　　　　　高效复合式厌氧+短程消化1　　　　　高效厌氧+逆向生物曝气76522　　1曝气+人工快渗111111曝气+人工湿地21　　　　曝气生物滤池1　　　　　人工快渗1184　　　人工湿地105131　生物接触氧化法22　112生物转盘111　11水解酸化2　　　　　厌氧+接触氧化+人工湿地71　1　1厌氧+人工湿地4　　　　　氧化沟2　　1　　预处理+人工湿地11　　　　合计774519131171.3山地小城镇污水处理技术问题2016.12.09地点级别主要污染物指标pHBOD5（mg/L）COD（mg/L）SS（mg/L）NH3-N(mg/L）TN(mg/L）TP(mg/L）10个人工快渗污水处理站出水6.8-7.130-11057-18225.2-36.55.7-19.510.8-31.41.4-3.5接触氧化污水处理站出水7.125-9860-11037.620.331.74.65个人工湿地处理站出水7.0-7.130-7955-17929.8-65.41.17-136.6-30.90.36-3.75个好氧一体化组合工艺污水处理站出水6.0-6.730.5-49.068.9-80.816.5-18.05.7-14.016.9-22.71.1-2.1《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标6-91050105（8）150.5一级B标6-92060208（15）201.0二级标准6-9301003025（30）——3.0三级标准6-96012050————5.0对典型山地区域的污水处理站出水进行检测分析，与《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002对比情况如下：1.3山地小城镇污水处理技术问题1山地村镇污水处理现状及问题2016.12.091.3山地村镇污水处理技术问题（1）采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准对现状污水处理站进行评价，综合达标情况不理想。（2）目前山地小城镇污水处理技术种类较多，但工艺总体在总氮和总磷达标上有困难。（3）自主开发和一体化设备的处理工艺技术处理水平参差不齐，加强对一体化设备等处理技术的认证工作。（4）山地小城镇污水处理管理维护水平普遍不高，技术的选用适应山地特色，维护管理简单的技术。（5）山地小城镇污水处理厂的配套管网建设滞后，普遍存在错接、乱接、堵塞、渗漏等问题，应加强管网建设与维护。1山地村镇污水处理现状及问题2016.12.09Ø集污水输送与净化为一体Ø利用自然地形落差进行无能耗的跌水充氧Ø跌水曝气式污水输送处理渠道净化效能高Ø工艺简单、投资低、管理简便技术特征解决的问题Ø解决了常规污水处理工艺应用于山地小城镇工艺复杂、流程长、投资运行费用高、占地大、管理复杂的问题2山地村镇污水处理技术研究与示范2.1自然跌水曝气下水道处理+人工湿地技术（1）自然跌水曝气下水道处理技术2016.12.092山地村镇污水处理技术研究与示范2.1自然跌水曝气下水道+人工湿地技术（1）自然跌水曝气下水道处理技术在跌水高深比、跌水流量、跌水沟渠内填料填充率对跌水曝气充氧效果影响试验研究基础上，开展了基于响应面的跌水曝气充氧效果因素综合影响研究，基于反应-扩散理论、Monod理论、ASM模型，对重庆市武隆县仙女山镇的跌水曝气下水道沟渠建立了各基质的降解动力学模型，20.510.6451.161400S0.4370.061SnTiiitoutSe2016.12.092山地村镇污水处理技术研究与示范2.1自然跌水曝气下水道+人工湿地技术（1）自然跌水曝气下水道处理技术项目单位参数值渠道高深比H/h1.33~6渠道流速vm/s0.75~5.0渠道流量Qm3/h1.2~2.4填料填充率D%/有效容积20~40渠道粗糙系数n--0.014跌水曝气下水道主要设计参数预处理池跌水曝气处理渠道进水出水栅渣及无机砂定期清理外运2016.12.09（2）竖向折流式人工湿地处理技术Ø污水处理效能高，管理简易Ø占地面积小,堵塞少，布水系统简化，投资及运行费用低Ø组合工艺对低温城镇污水具有良好的适应性技术特征解决的问题Ø提高了人工湿地处理效能；Ø为山地低温地区污水处理提供经济适用技术。2山地村镇污水处理技术研究与示范2.1自然跌水曝气下水道处理+人工湿地技术2016.12.09Ø强化自然复氧能力，处理效能高，脱氮能力强Ø改善系统的堵塞Ø简化了布水系统，布水均匀Ø占地少、投资运行费用低、管理方便技术特征解决的问题Ø解决了连续流人工湿地运行负荷低、硝化和脱氮效能低，避免了布水不均、短流、堵塞，以及占地面积大等问题（3）序批式人工湿地处理技术2山地村镇污水处理技术研究与示范2.1自然跌水曝气下水道处理+人工湿地技术2016.12.092山地村镇污水处理技术研究与示范人工湿地TN进出水及去除率逐日变化曲线人工湿地磷进出水及去除率逐日变化曲线研究考察了序批式人工湿地间歇和连续两种进水方式对其处理效能的影响。研究表明，进水方式对TN去除效能影响显著，对COD、NH4+-N去除影响不显著。在水温18℃～25℃，负荷38gCOD/(m2·d)条件下，采用“进水10min-反应12h-排水10min-排空闲置4h”的间歇进水方式时，可使进水COD、NH4+-N、TN分别为306mg/L、65mg/L、73mg/L的生活污水，出水达到45mg/L、7mg/L、19mg/L，去除率分别为85％、89％、74（3）序批式人工湿地处理技术2.1自然跌水曝气下水道处理+人工湿地技术2016.12.09格栅序批式调节沉淀池进水出水栅渣一级序批式人工湿地二级序批式人工湿地接触池污泥渗滤干化池外运处置项目单位参数值COD负荷g/m3·d65~110水力停留时间h8~24，排空闲置时间h4~12床体深度m0.50~2.0填料粒径mm5~40单位处理水量占地:2~5m2/m3污水；单位投资:1000~1500元/m3；污水处理运行费用:0.08~0.15元/立方米。序批式人工湿地工艺流程图序批式人工湿地主要设计参数2山地村镇污水处理技术研究与示范2016.12.09A渠B渠污水处理厂示范工程1：武隆仙女山镇谭家沟污水处理工程-跌水曝气下水道沟渠工艺Ø工程地点：重庆市武隆仙女山镇谭家沟Ø工程规模：1200m3/d，处理渠道长2Km落差88米Ø出水稳定达到国家二级标准，COD可稳定达到一级B标准Ø处理费用：0.022元/m3污水Ø集污水输送与净化为一体Ø利用自然地形落差进行无能耗的跌水充氧Ø跌水曝气式污水输送处理渠道净化效能高Ø工艺简单、投资低、管理简便2山地村镇污水处理技术研究与示范2016.12.092山地村镇污水处理技术研究与示范COD去除效果TP去除效果SS去除效果示范工程对COD