營區(qū)污水處理成套技術(shù)研究與應(yīng)用
摘要：環(huán)境保護(hù)是我國的基本國策,，隨著 社會 、 經(jīng)濟(jì) 的 發(fā)展 ,，人們的環(huán)境意識不斷增強(qiáng),，對環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求。軍隊的環(huán)境保護(hù)是國家環(huán)境保護(hù)的重要組成部分,，在全軍環(huán)辦領(lǐng)導(dǎo)下,，克服了總經(jīng)費(fèi)十分有限的不利局面，在治理營區(qū)污染方面取得了很大成績,，尤其是近幾年來,，集中財力整治了全軍一批重點(diǎn)污染源，為全軍營區(qū)污水治理提供了技術(shù)保證,。同時通過對環(huán)保技術(shù)研發(fā)工作的投入,，開發(fā)出整套適合部隊環(huán)境保護(hù)特點(diǎn)的污水處理技術(shù)及配套設(shè)備，建立了不同規(guī)模,、不同城市的營區(qū)污水處理示范工程,，積累了寶貴的工程設(shè)計和運(yùn)行管理經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞：營區(qū) 污水處理 成套技術(shù)
1 概述
環(huán)境保護(hù)是我國的基本國策,，隨著社會,、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的環(huán)境意識不斷增強(qiáng),，對環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求,。軍隊的環(huán)境保護(hù)是國家環(huán)境保護(hù)的重要組成部分，在全軍環(huán)辦領(lǐng)導(dǎo)下,，克服了總經(jīng)費(fèi)十分有限的不利局面,，在治理營區(qū)污染方面取得了很大成績，尤其是近幾年來,，集中財力整治了全軍一批重點(diǎn)污染源,，為全軍營區(qū)污水治理提供了技術(shù)保證。同時通過對環(huán)保技術(shù)研發(fā)工作的投入,，開發(fā)出整套適合部隊環(huán)境保護(hù)特點(diǎn)的污水處理技術(shù)及配套設(shè)備,，建立了不同規(guī)模、不同城市的營區(qū)污水處理示范工程,，積累了寶貴的工程設(shè)計和運(yùn)行管理經(jīng)驗,。
目前 全軍待治理的營區(qū)生活污水和 醫(yī)院 污水污染源約3260個,，且多數(shù)位于全國環(huán)境重點(diǎn)治理區(qū)域內(nèi)，未來幾年的任務(wù)十分繁重,，而本 研究 成果為部隊營區(qū)不同規(guī)模的生活污水和醫(yī)院污水污染治理提供了技術(shù)保障和運(yùn)行管理經(jīng)驗,。
2 營區(qū)污水治理的特點(diǎn)
2.1 特點(diǎn)
全軍部隊除了部分位于大中城市，具有較完善的市政管網(wǎng)系統(tǒng),，不需要自行建立污水處理系統(tǒng)外,，多數(shù)位于市郊或遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的偏遠(yuǎn)地區(qū)。有部隊駐扎的地方就有污水排放,，這些污水如果未經(jīng)處理直接排入地面水體或當(dāng)?shù)剞r(nóng)田,，會對當(dāng)?shù)氐?自然 環(huán)境和部隊自身的環(huán)境造成污染，而且時常因污染 問題 引發(fā)軍民糾紛,。
營區(qū)污水處理一般歸營房部門管理,，也是一項新的工作 內(nèi)容 ，專業(yè)人員十分缺乏,，污水處理工程的投資主要由全軍環(huán)辦下?lián)?，但運(yùn)行費(fèi)用營房日常管理費(fèi)中沒有這一項。此外,，我軍部隊分布在全國各地,，氣候條件差異較大，因此,，在投資十分緊張,、運(yùn)行費(fèi)用無專門出處而專業(yè)人員嚴(yán)重缺乏的條件下，如何搞好軍隊的營區(qū)污水處理,，對工程設(shè)計和工藝選擇提出了很高的要求,。
2.2 營區(qū)污水處理規(guī)模的劃分
根據(jù)軍隊編制和駐扎情況，污水量最大的多為試驗基地如酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心和新疆核試驗基地等,，人口規(guī)模在萬人以上,，日排放各類污水達(dá)萬噸多。中等規(guī)模的試驗基地污水排放量多在4000～5000m3/d,，如太原衛(wèi)星發(fā)射中心,、白城兵器試驗中心等。一般軍事院校,、大的研究機(jī)構(gòu),、大機(jī)關(guān)駐地其污水排放量為2000～3000m3/d，如西安陸軍學(xué)院,、石家莊陸軍學(xué)院,、總參某部八局等。以上單位除部隊官兵外還有家屬,，因此,，污水排放量較大,，污染物濃度較高，而一般野戰(zhàn)部隊(團(tuán)級單位)駐地污水量多為200～300m3/d,，營以下單位污水量多為50 m3/d左右,，其他規(guī)模的污水量比較少,，不具有典型性,。
3 主要工藝及特點(diǎn)
由于部隊作息時間有較強(qiáng)的 規(guī)律 性，營區(qū)生活污水水質(zhì)水量變化較大,，野戰(zhàn)部隊的污水濃度通常偏低,，COD一般為180mg/L左右，家屬區(qū)較多的單位COD偏高,，一般為280mg/L左右,。污水處理工藝選擇應(yīng)根據(jù)水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn),，本著投資少,、操作管理簡單，運(yùn)行費(fèi)用低的指導(dǎo)思想進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃,， 科學(xué) 設(shè)計,。
近十年來，軍隊環(huán)保專家在吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù),、經(jīng)驗的基礎(chǔ)上緊密結(jié)合部隊特點(diǎn),，開發(fā)出一整套較完善的營區(qū)污水處理技術(shù)及配套設(shè)備，同時解決部隊?wèi)?zhàn)士流動性大,、操作管理水平不高的實際情況,，解決了營區(qū)生活污水污染問題，部分實現(xiàn)了廢水資源化,，對促進(jìn)部隊水資源規(guī)劃,，實現(xiàn)部隊可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
3.1 小型一體化設(shè)備(鋼結(jié)構(gòu))
3.1.1 設(shè)備簡介
小型一體化設(shè)備多為鋼結(jié)構(gòu),，單臺處理能力為5m3/h,，每天若工作10小時，日處理水量50m3,2臺即為100 m3,。由于作戰(zhàn)部隊晚上一般污水排放量很少,，同時也為了降低操作管理強(qiáng)度，一般設(shè)計時考慮每天工作時間不超過10小時,。通常所采用的工藝是：
污水→鋼篦子→提升泵→埋地式一體化設(shè)備→出水達(dá)標(biāo)排放
其中一體化設(shè)備包括了生物接觸氧化和沉淀功能,，曝氣方式為鼓風(fēng)曝氣。
3.1.2 設(shè)備特點(diǎn)
施工周期短,，處理效果好,，不受季節(jié) 影響 ,，管理相對簡單，缺點(diǎn)是設(shè)備投資高(噸水投資高于2000元/m3污水),，不便于維修,。
3.1.3 使用條件
該工藝適用于營區(qū)土地資源緊張，施工周期有嚴(yán)格限制時采用,。
3.2 埋地式SBR工藝
3.2.1 工藝簡介
該工藝適用范圍廣,，日污水處理能力80～1000m3均可。對于水量小的營區(qū)如200 m3/d以下時,，可考慮采用鋼結(jié)構(gòu),，但成本較高，也可以做成混凝土結(jié)構(gòu),，多以后者為主,。典型工藝流程為：
污水→鋼篦子→埋地式SBR反應(yīng)池→排水提升泵→出水達(dá)標(biāo)排放
3.2.2 工藝特點(diǎn)
工藝十分簡單，其中曝氣反應(yīng),、沉淀和排水功能均在一個池子內(nèi)完成,，地面可以綠化。曝氣方式主要采用水下射流曝氣機(jī),，也可采用鼓風(fēng)曝氣,。該工藝對水質(zhì)水量變化適應(yīng)能力強(qiáng)，處理效果好,，出水可以回用,，且工程投資小，運(yùn)行成本不高,，在我國南方,、北方均具有廣泛的適用性。該工藝已在南京軍區(qū) 電子 對抗團(tuán)使用(噸水投資1200元),。
3.2.3 使用條件
污水處理量80～1000m3/d,，地域不受限制。
3.3 一體化氧化溝工藝
3.3.1 工藝簡介
一體化氧化溝工藝是活性污泥法的一種,，它將反應(yīng),、沉淀功能合為一體，布置緊湊,，通過轉(zhuǎn)刷進(jìn)行曝氣充氧,，適合連續(xù)進(jìn)水。
工藝流程一般設(shè)計為：
污水→鋼篦子→提升泵→一體化氧化溝→出水達(dá)標(biāo)排放
大型污水處理廠氧化溝多為分建式,，即沉淀池與曝氣池分開,，并設(shè)污泥回流系統(tǒng)，以保持曝氣區(qū)污泥的濃度,。
3.3.2 工藝特點(diǎn)
采用轉(zhuǎn)刷曝氣大大簡化了處理系統(tǒng),，沉淀與曝氣池的合建較好地實現(xiàn)了污泥回流的無外動力化,，因此管理比較簡單，處理效果較好,，可實現(xiàn)部分脫氮除磷功能,。該工藝適合小型污水處理站，其缺點(diǎn)是污水站露天布置,，水溫冬季受氣溫影響顯著,，池面甚至?xí)Y(jié)冰。該工藝已在南京軍區(qū)高炮團(tuán)投入使用,。
3.3.3 適用條件
污水處理量150～1000 m3/d,，冬季氣溫不小于4℃。
3.4 生物濾池—植物糖處理工藝
3.4.1 工藝簡介
生物濾池屬于膜生物處理工藝范疇,，微生物附著在填料的表面，通過填料間的空隙進(jìn)行自然通風(fēng),，供給微生物氧氣,，以促進(jìn)微生物的新陳代謝并氧化分解污染物。典型工藝流程為：
污水→格柵→提升泵→生物濾池→沉淀池→植物塘→出水回用或排放
該工藝通過固定式旋轉(zhuǎn)布水器使污水均勻分布在填料表面,，池底留有通氣孔,，污水自上而下，空氣自下而上,，污水從而得到凈化,。生物膜不斷生長并脫落，泥水經(jīng)沉淀分離,，出水排放,，污泥定期外排。
3.4.2 工藝特點(diǎn)
污水需提升進(jìn)入生物濾池,，通過布水器均勻布水,，并需做好預(yù)處理工作，防止顆粒物堵塞布水器和生物填料,。其出水自流進(jìn)入水生植物塘,，利用植物的光合作用通過根系吸收水中的養(yǎng)分進(jìn)一步降低污水中有機(jī)物的含量，夏季出水清澈透明可以回用,，冬季達(dá)標(biāo)排放,。該工藝主要優(yōu)點(diǎn)是不需要供氧設(shè)備，因此,，運(yùn)行成本低廉,，投資也較低，管理方便,，剩余污泥量小,，但受氣溫影響較大,。
3.4.3 適用條件
污水量1000m3/d以上，具有較大的土地面積可以利用,，在我國南方 應(yīng)用 效果較好,，北方冬季處理效果有所降低。該工藝已應(yīng)用于北京軍區(qū)石家莊陸軍學(xué)院(3000m3/d),，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心10000 m3/d生活污水生態(tài)處理工程的前期設(shè)計工作正在進(jìn)行中,。
3.5 CASS工藝
3.5.1簡介
CASS(Cyclic Activated Sludge System)工藝是近年來國際公認(rèn)的處理生活污水及 工業(yè) 廢水的先進(jìn)工藝。該工藝最早在國外應(yīng)用,，為了更好地將其引進(jìn),、消化，開發(fā)出適合我國國情的新型污水處理新工藝,，我院環(huán)保中心于1994年在實驗室進(jìn)行了整套系統(tǒng)的模擬試驗,，分別探討了CASS工藝處理常溫生活污水、低溫生活污水,、制藥和化工等工業(yè)廢水的機(jī)理和特點(diǎn)以及水處理過程中脫氮除磷的效果,，獲得了寶貴的設(shè)計參數(shù)和工藝運(yùn)行經(jīng)驗。我院將研究成果成功地應(yīng)用于處理生活污水及不同種工業(yè)廢水的工程實踐中,，取得了顯著的社會和環(huán)境效益,。典型工藝流程為：
污水→格柵→提升泵→CASS池→出水回用或排放
3.5.2 工藝特點(diǎn)
其基本結(jié)構(gòu)是：在序批式活性污泥法(SBR)的基礎(chǔ)上，反應(yīng)池沿池長方向設(shè)計為兩部分,，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū),，后部為主反應(yīng)區(qū)，其主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置,。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi),，微生物能通過酶的快速轉(zhuǎn)移機(jī)理迅速吸附污水中大部分可溶性有機(jī)物，經(jīng)歷一個高負(fù)荷的基質(zhì)快速積累過程,，這對進(jìn)水水質(zhì),、水量、pH和有毒有害物質(zhì)起到較好的緩沖作用,，同時對絲狀菌的生長起到抑制作用,，可有效防止污泥膨脹;隨后在主反應(yīng)區(qū)經(jīng)歷一個較低負(fù)荷的基質(zhì)降解過程。整個工藝集曝氣,、沉淀,、排水等過程在同一池子內(nèi)周期循環(huán)運(yùn)行，每一個工作周期微生物處于好氧—缺氧周期性變化之中,，因此,，CASS工藝具有較好的脫氮效果。該工藝省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng);同時可連續(xù)進(jìn)水，間斷排水,。
3.5.3 適用范圍
CASS工藝可應(yīng)用于大型,、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛;連續(xù)進(jìn)水的設(shè)計和運(yùn)行方式,，一方面便于與前處理構(gòu)筑物相匹配,，另一方面控制系統(tǒng)比SBR工藝更簡單。
對大型或分期建設(shè)的污水處理廠而言,，CASS反應(yīng)池設(shè)計成多池模塊組合式,，單池可獨(dú)立運(yùn)行。當(dāng)處理水量小于設(shè)計值時,，可以在反應(yīng)池的低水位運(yùn)行或投入部分反應(yīng)池運(yùn)行等多種靈活操作方式;由于CASS系統(tǒng)的主要核心構(gòu)筑物是CASS反應(yīng)池,，如果處理水量增加,，超過設(shè)計水量不能滿足處理要求時,，可同樣復(fù)制CASS反應(yīng)池,，因此CASS法污水處理廠的建設(shè)可隨業(yè)主的發(fā)展而發(fā)展，它的階段建造和擴(kuò)建較傳統(tǒng)活性污泥法簡單得多,。目前該工藝已在部隊營區(qū)污水處理中得到廣泛應(yīng)用如北京航天城污水處理廠(近期7200m3/d,，遠(yuǎn)期14400m3/d)、總裝備部指揮技術(shù)學(xué)院(2000m3/d),、總參三部八局(3000m3/d)、西安陸軍學(xué)院(2000m3/d),、總參陸航局(2000m3/d)等,。
3.5.4 經(jīng)濟(jì)性
實踐證明，CASS工藝日處理水量小則幾百立方米,，大則幾十萬立方米,，只要設(shè)計合理，與其它 方法 相比具有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,。它比傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)省投資20%-30%,，節(jié)省土地30%以上。當(dāng)需采用多種工藝串聯(lián)使用時,，如在CASS工藝后有其它處理工藝時,，通常要增加中間水池和提升設(shè)備,將影響整體的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，此時,，要進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,，以確定采用CASS工藝還是其它好氧處理工藝。
由于CASS工藝的曝氣是間斷的,，利于氧的轉(zhuǎn)移,，曝氣時間還可根據(jù)水質(zhì)、水量變化靈活調(diào)整，均為降低運(yùn)行成本創(chuàng)造了條件,?？傮w而言，CASS工藝的運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)活性污泥法低,。
3.6 無動力污水處理工藝
3.6.1 工藝簡介
通過合理利用 自然 地勢高差,，在不消耗動力條件下，污水通過生物厭氧處理和植物塘處理,，出水即可達(dá)標(biāo)排放,。
工藝流程：
污水→沉淀池→厭氧濾池→氧化塘→出水排放
污水自流進(jìn)入沉淀池，去除顆粒物后,，進(jìn)入地埋式厭氧濾池,，通過厭氧微生物對有機(jī)物的分解，降低污水中污染物的濃度,，通過氧化塘進(jìn)一步去除污染物實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放,。
3.6.2 工藝特點(diǎn)
利用地勢高差，污水全部為自流,，沒有曝氣設(shè)備,，只是定期排泥時利用污泥泵吸出。工藝運(yùn)行成本接近零,，無需專人管理,，投資運(yùn)行效果穩(wěn)定。冬季受溫度 影響 ,，但通常出水可達(dá)標(biāo)排放,。該工藝已在蘭州417團(tuán) 應(yīng)用 。
3.6.3 適用條件
污水量通常在400m3/d以下,，污水排放地勢高差在6m以上,，可用面積較大，處理要求不高,。
3.7 污水回用
水資源緊缺是世界性 問題 ,，我國近幾年來水價上漲幅度之大有目共睹， 目前 北京市的居民用水已達(dá)2.9元,，不久水價還要上漲,。從現(xiàn)實及 發(fā)展 的眼光來看，污水處理及回用是必經(jīng)之路,。我軍很多部隊營區(qū)位于干旱地區(qū),，缺水嚴(yán)重，同時為營造綠色營區(qū),，建設(shè)了大面積的營區(qū)綠地,，隨著水資源保護(hù)的呼聲越來越高，部隊營區(qū)的污水經(jīng)過處理回用于綠化和沖洗車輛不僅保護(hù)了環(huán)境，而且可以變廢為寶,、增收節(jié)支,，獲得明顯的 經(jīng)濟(jì) 效益，具有廣泛的應(yīng)用前景,。目前總參三部八局,、總裝指揮技術(shù)學(xué)院、北京軍區(qū)特種大隊,、石家莊陸軍學(xué)院,、成都軍區(qū)坦克旅等進(jìn)行了污水回用，主要工藝包括：混凝過濾+消毒工藝,、生態(tài)處理工藝等,取得了較好的節(jié)水效果,。
4 結(jié)論與建議
通過我軍環(huán)保科研單位的聯(lián)合努力,，目前已形成了一套完善的適合部隊特點(diǎn)的污水處理技術(shù),，并研制出配套的關(guān)鍵設(shè)備。該套污水處理工藝可適用于不同規(guī)模,、不同氣候,、不同處理標(biāo)準(zhǔn)要求，具有管理方便,、投資合理,、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，將會為我軍環(huán)保事業(yè)發(fā)揮更大的作用,。
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