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强化型化粪池在分散污水治理中的应用

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强化型化粪池在分散污水治理中的应用

随着环境排放要求的提高和厌氧污水处理技术的发展,化粪池逐渐被落后于技术之列。升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧折流板反应器(ABR)和厌氧滤床(AF)等是厌氧污水处理技术的典型,现在也出现利用这些技术对常规化粪池进行改造的强化型化粪池,通过改变化粪池的结构和运行方式等,可以显著提高化粪池的处理效果,满足乡村分散污水的治理需求。

3. 1沼气化粪池

沼气化粪池是在传统化粪池基础上进行改造,使其具备严格的厌氧环境。生活污水中的有机物经过厌氧微生物分解,大部分转换成甲烷和二氧化碳,进而达到部分去除污水中可生化有机物的目的,同时杀死污水的虫卵、病原菌等,还能获得清洁的能源,产生的沼渣、沼液可以用作肥料。调查结果显示,沼气化粪池一肥料利用的方法对COD ,TNTP的去除率分别达87. 36% ,78%94 %,而三格式化粪池的仅为48. 51 % ,6. 83%24 %。然而沼气化粪池只能用于高浓度的粪便污水处理,对于混合排放的常规生活污水则不适用。

3. 2 UASB型化粪池

升流式厌氧污泥床反应器( upflow anaerobicsludge blanket, UASB )是目前发展最快、应用最广泛的厌氧发酵反应器。UASB型化粪池(UASB-ST) ,是荷兰Letting教授在UASB的原理基础上,对常规化粪池进行改进,即在常规化粪池的顶部设置气//固三相分离器,并且采用上升流式进料,进而提高悬浮固体的去除率,也能提高溶解性组分的生物转化率,如图3所示。UASB型化粪池较常规化粪池的有机物去除效率更高,可以得到更好的出水水质。UASB型化粪池反应器的排泥周期较长,12年清掏1次即可。

LETTINCA等首次在芬兰和印尼周边利用UASB型化粪池处理粪便污水。AL-SHAYAH等和AL-JAMAL等在中、低温条件下利用UASB型化粪池处理高浓度生活污水,研究发现在17. 3℃条件下可以达到53% TCOD76% BODS的去除效果;温度越高,处理效果越好。LOUSTARINEN等〔is〕在低温条件下利用UASB型化粪池处理黑水与厨余垃圾混合物,发现10℃条件下两相UASB型化粪池可以去除97%TSS91%TCOD。

近年来,真空厕所技术在全世界各地得到了较为广泛的应用,其利用排污管道内的负压差将粪尿和少量冲洗水吸人到收集箱内,与常规水冲厕所相比可显著节水80% - 90%。与常规生活污水相比,真空厕所收集的黑水属于高浓度粪便污水,其与厨余垃圾统称为家庭生物性废弃物。利用UASB型化粪池处理源分离收集的家庭生物性废弃物被证明是可行的, KUJAWA-ROELEVELD等利用UASB型化粪池对真空厕所收集的浓缩黑水进行处理,发现在15℃和25℃条件下,HRT30 d时的COD去除率分别为61%78% ;KUJAWA-ROELEVELD等继续利用UASB型化粪池处理浓缩黑水与厨余垃圾混合物,发现UASB型化粪池的渣液分离效果较好,在25℃条件下COD去除率可达80%

3. 3填料型化粪池

填料型化粪池是利用填料对常规化粪池进行升级,其中填料可供微生物附着生长,也可起到过滤效果,因此填料型化粪池内形成2个独立的单元:化粪池单元和填料单元,如图4所示?;喑氐ピ诜⑸恋?、厌氧发酵作用,随后出水以不同方式通过填料单元,有机物再次被厌氧微生物截留(过滤)、吸附和分解,最后达到稳定化。在化粪池单兀填充填料也是填料型化粪池的一种?;喑氐ピ谧坝懈咝У蕴盍?,利用隔板分为多格式,微生物在填料上附着生长,从而使污水与微生物的接触面积增加,提高反应效率;出水在沉淀室内澄清后排出。

  SHARMA等在印度利用填料型化粪池处理生活污水,以陶粒(10 - 12 mm)作为填料。研究发现在不同有机负荷条件下,COD去除率为(88. 63. 7 ) % , TSS去除率为(91. 29.7)%,病原菌等也得到了去除(90% ),并且发现填料型化粪池对负荷波动具有一定的耐受能力。CHEN等在我国哈尔滨地区也进行了类似的研究,利用弹性立体填料处理生活污水,在两个不同温度阶段的COD去除率均比常规化粪池提高10% 。 KAMEL等设计五格式填料型化粪池处理生活污水,污水依次进人不填充填料的第1 、2室,而后升流式通过填充砾石的第3 ,4室,最后降流式通过填充砾石的第5室,并直接排人到土壤中。结果发现第四室出水的细菌总数减少了97%以上,其中埃希氏大肠菌计数为l0^210^3 MPN ·(100 mL)-1,且根据WHO污水回用农田指南建议,出水可用于非限制灌溉。填料型化粪池可以作为分散污水处理的备选技术。近年来,我国江苏地区也尝试将三格式化粪池扩增为四格式、五格式化粪池,在新增格子中放上碎石、沙子、土壤,再种上一些根茎植物,强化污水处理效果。

 

3. 4折流板型化粪池

利用厌氧折流板(anaerobic baffle reactor,ABR)技术对传统化粪池进行改造,可以提高污水与微生物之间的传质效率,进而提高处理效率。根据其进水方式和结构的不同,分为2:ABR型化粪池(ABR-ST)和升流化粪池一ABR组合反应器(UST-ABR) 。 ABR型化粪池是在常规化粪池内安装折流板,将其分为几个单独的室,并且通过折板形成自下而上的水流,从而提高出水水质,如图5所示。而UST-ABR则包含2个单元:升流化粪池单元和厌氧折流板单元,如图6所示。在升流化粪池单元内主要发生沉淀和厌氧发酵反应,升流式运行方式可以通过重力沉淀和污泥床截留作用来提高悬浮物的物理去除效果,再进一步被厌氧菌所分解;厌氧折流板单元是强化单元,进一步将剩余挥发性脂肪酸和小分子有机物等转化成沼气。

陈志强等在我国哈尔滨地区低温条件下利用ABR型化粪池处理生活污水,结果发现在不同H RT时,与常规化粪池相比ABR型化粪池的COD去除率提高了12%21 % o。NASR等也得到了类似的结果。利用折流板对传统化粪池进行改造具有埋地式、施工简单和节能等优点。

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