太阳能污水处理新技术研究与分析

太阳能微动力污水处理系统的工艺设计
1.1 设计原则
　　在充分了解实际的农村村镇运行水质、水量并充分参考类比村镇的处理工艺的基础上，本文认为该污水处理工艺设计应采用如下原则：
①以农村村镇总体规划建设为指导，结合污水处理系统工艺特点，充分考虑内外结合，使污水处理项目成为一个完整的、统一的工程项目。
②选择稳妥可靠、技术先进、投资省、运行费用低、管理简便、运行灵活的污水处理设备和仪器，为本污水处理系统的运行创造良好的条件。
③按照环保政策的要求进行设计，出水达到一级B排放标准。
1.2 乡镇污水处理工艺确定
　　　通过以上对农村村镇污水水质、水量特点的具体分析、处理工艺经济技术比较以及排放标准的要求，我们认为项目设计具有以下几个特点：
①该村镇排放污水具有一定的间歇性，水质、水量的不稳定性，需进行一定调节稳定措施。
②污水处理采用工艺必须稳定可靠，处理效果好，运行费用合理，管理维护方便，减少人为因素对处理效果的影响。
③在村的各户排污点污水宜尽量集中处理，提高效率，避免分散处理，增加成本与运行管理费用，如管网增加投入较大，可适当增加处理点。
　　排放污水含有机质多、浓度较高且悬浮物含量较大，污水B/C=0.30～0.50,可生化性较好，同时在本工程中出水水质要求较高。
　　因此，我们从投资规模适度、处理效果稳定可靠、管理维护方便、运行费用合理等角度出发，结合在该类污水处理工程方面的实践经验，具体太阳能微动力处理工艺流程。

1.3工艺流程简述
　　首先，生活污水集中收集后首先进入污水处理系统内的格栅井，内部设有过滤格栅，对污水中悬浮物进行处理去除。经过格栅处理后水中粗粒、不溶性COD、SS等大大降低，栅渣通过人工定期清理外运安全处理。
　　经过滤格栅去除部分悬浮物，以及大颗粒悬浮的有机、无机等物质后的污水，进入厌氧池，在此利用厌氧微生物降解污水中的有机物，使大分子复合链的有机物氧化为小分子单链的有机物。污水和从沉淀池回流的含磷污泥，在厌氧状态下释放出磷，在太阳能好氧池内可吸收大量的磷，从而通过排放污泥进行去磷。污水中的部分氨氮，在太阳能好氧池内被转化为NH3-N。经过回流泵污水进入缺氧池，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放至空气，从而去除氨氮。
　　在经过太阳能好氧反应后，污水中的污染有机物已经被微生物基本消解，混合液流入沉淀池进行沉淀处理。为保证生化池的污泥浓度，将沉淀池的污泥回流到前池中。
　　经沉淀池处理后的水已是合格的水，为保证处理出水的稳定性及提高出水水质，设计出水经过多介质池进行吸附过滤后再进行排放。
　　多介质池后出水后即可稳定的达到《城镇污水处理厂污染物排版标准》（GB18918－2002）一级B标准，达标排放。
1.4设计的工艺削污
　　本系统各单元设计处理效果见下表。
表5-3 系统各单元预期处理效果表
项目 CODcr BOD5 SS NH3-N TP
污水进水 浓度（mg/L） ≤350 ≤150 ≤200 ≤30 ≤4
厌氧池
出水 浓度（mg/L） 150 60 100 30 4
去除率（%） 57 60 50 / /
太阳能曝气池出水 浓度（mg/L） ≤50 ≤10 ≤10 ≤5 ≤0.5
去除率（%） 67 83 90 83 87
二、除臭系统设计
　　该类污水及生化池中含有多种致臭物质。污水处理系统产生的臭气主要化学物质是硫化氢（H2S）、氨、甲硫醇类等，主要来自生化污水和污泥。
2.1臭气对环境的影响
　　污水处理系统中污水、污泥产生的臭气主要成分，见表2-1、表2-2，某些恶臭物质的臭气强度与浓度的关系，详见表2-3。从表中看出一般污水处理系统的臭气经过大气扩散进入空气中的污染物浓度是较低的。本污水处理系统处理水量较小，产生恶臭比较轻。但为消除臭气污染影响，在污水处理站内以及厂周设置绿化隔离带，减少臭气的污染影响。
表2-1 污水产生的主要臭气种类
污水产生的臭气种类 50m 100m 200m 300m
氨 g/m3 0.6 0.1 <0.1
级别 2 1 0
硫化氨 g/m3 0.006 0.0005 <0.0005
级别 2 1 0

表2-2 污泥产生的主要臭气种类
污泥产生的臭气种类 50m 100m 200m 300m
氨 g/m3 2 1 0.6 0.1
级别 3 2.5 2 1
硫化氨 g/m3 0.06 0.02 0.006 0.0005
级别 3 2.5 2 1

　　　 表2-3 污水产生臭气的影响范围
臭气强度 0级 1级 2级 2.5级 3级 3.5级 4级 5级
嗅觉感受 感觉不到臭味 勉强可感到臭味 易感到微弱臭味 感到明显臭味 感到较强臭味 感到强烈臭味
名 称 浓度P·P·M
氨 <0.1 0.1 0.6 1.0 2.0 5.0 10.0 100
甲硫醇 <0.0001 0.0001 0.0007 0.002 0.004 0.01 0.03 0.2
硫化氢 <0.0005 0.0005 0.006 0.02 0.06 0.2 0.7 3
甲基硫 <0.0001 0.0001 0.002 0.01 0.05 0.2 0.3 2
甲二硫 <0.0003 0.0003 0.003 0.009 0.03 0.1 0.3 3
三甲胺 <0.0001 0.0001 0.001 0.005 0.02 0.07 0.2 3
丙烯醛 <0.002 0.002 0.01 0.05 0.1 0.5 1.0 10.0
苯乙烯 <0.03 0.03 0.2 0.4 0.8 2 4 20

2.2防止有害气体对外部环境造成污染的措施
　　本文设计采取下列强化技术保障措施防止有害气体的环境影响：a.总图设置根据风向采取卫生分区布置；b.全部进出水管线地下埋设、水处理构筑物有条件全部地埋化；c.考虑在空地上种植刺槐、假俭草、竹节草等一些能吸收有害物质的灌木及地被植物；d.对臭气的主要来源地生化池四周进行植被种植，隔绝及吸附臭气。
三、结束语
根据一年多的运行调试，出水水质情况良好，具体浮动见下表：
平均CODcr(mg/L) 平均NH3-N(mg/L) 平均总P(mg/L)
生活污水原水 350 8.9 0.6
太阳能微动力系统出水 48 2.43 0.15
数据来源 25组数据 25组数据 25组数据
去除率 86.3% 73% 75%
　　
　　据此，本农村村镇太阳能微动力处理技术，解决了常规微动力处理技术采用常规电，需要电费，需要专业操作维护人员进行操作管理的不便。解决了湿地处理技术占地面积大，季节性强，植被维护投入大的缺点。也解决了无动力处理技术出水水质差，对氮磷去除差，有臭味的缺陷。
　　此太阳能微动力技术的投入费用与常规农村生活污水处理技术可降低10~20%，而运行采用绿色太阳能，运行费用为0，是其它处理工艺所不能比拟的。
　　所以，无论从经济性、可靠性出发，本技术都是解决当前农村污水处理难题的有效途径。
　　浙大水业有限公司经过五年的时间，几千例乡镇、村污水处理站的建设和运行，实践论证结果，太阳能处理污水技术成熟、可靠、安全并有一下诸多亮点

　　　　太阳能微动力污水处理系统具有下列特点：
　　　　
　　　（一）采用太阳能绿色能源，符合国家产业政策。
　　　（二）光电一体化技术的运用，采用太阳能提供动力，无需用电，几乎无运行费用，同时，保证系统长期稳定运行，通过与电网的有效结合，削峰填谷，既符合国家政策导向，又实现运行成本最小化。
　　　（三） 增加了回流与曝气，具有脱氮除磷功能，出水水质好。
　　　（四）采用了A2/O工艺。可计入国家节能减排计划。
　　　（五）微电脑自动控制系统与远程在线监控系统的运用，实现在线通讯，远程故障报警、远程故障排除等，无需人管理，解决了乡镇和农村缺乏专业运行管理人员的现实问题，整个系统可以实现无人值守。
　　　（六）无噪声、臭氧等二次污染
　　　（七）系统结构紧凑、占地面积小，大大节省了土地资源，地面上可以做绿化。
　　　（八）除本方案介绍的太阳能光电一体技术外，带有储电功能的太阳能技术也是污水工程常用的选择。该技术完全脱离市政电网单独运行，系统运行所需电力全由太阳能板提供，但需增加储电系统，满足在阴雨天等光照不足的条件下系统正常运行，蓄电系统可以满足连续7天阴雨天气供电功能。