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风电场升压站污水处理设计
2016-07-08  点击:7

泰源环保摘抄

随着我国风电项目的快速建设与发展,特别是大规模风电场的逐年增多,风电场升压站生活污水处理问题也逐渐变得严重,我国水资源污染日益严重,引发一系列相关问题,被社会高度重视。经过调查,在风电场建设及运行过程中,绝大多数风电场的生活污水经过隔油池、化粪池的简单处理后排放到自然环境中,污染了周围环境。随着**可持续发展战略的深入,**环境质量标准、排放标准的不断完善,原有简单的处理工艺已经无法满足需要,所以要求对风电场升压站生活污水进行更进一步的处理。

  1 处理工艺比较

  对于风电场升压站污水处理工艺的选择,需要考虑的主要因素有经济承受能力的强弱、管理水平的高低、规划对污水处理程度的要求、占地面积的大小、地形地势条件、气候条件、污水排放的状况、受纳水体的状况以及污水的再利用水平等。目前,由于风电场地理位置相对较偏远,不在区域市政污水管网的覆盖范围内,致使风电场升压站产生的生活污水是直接排入江河湖泊等水体中,从而导致水体的大面积污染。根据风电场升压站生活污水排放的特点,结合现有技术水平,对升压站生活污水的污水处理工艺的选择,主要考虑技术可行、投资较少、出水水质稳定达标、易于管理、见效快的处理工艺。结合工程的建设经验,对风电场升压站生活污水处理提出以下几种工艺,即净化沼气池工艺、一体化生活污水处理工艺、人工湿地污水处理工艺和人工快速渗滤工艺等进行比较。

  1.1 净化沼气池工艺

  净化沼气池是一种小型的、分散式地对污水进行处理的有效装置,该工艺是在传统的化粪池和沼气池的基础上,经过不断地研发产生出来的,是一种采用厌氧消化和氧过滤相结合的处理工艺。净化沼气池由三部分基本结构组成,分别是预处理区域、前处理区域、后处理区域。生活污水中含有大量的有机物,该工艺使大部分有机物在厌氧发酵反应后产生沼气,经过发酵后的生活污水再进入该工艺的兼性消化过滤池,生活污水剩余部分未分解的有机物在此阶段将会进一步降解。在整个过程中,由于沉淀,剩余的小部分有机质和产生的活性污泥一同回流到厌氧发酵池内,可以提高厌氧发酵过程的处理效果,最终达到对生活污水进行净化处理的目的。该工艺具有投资少、运行工程中不需要能源消耗、管理简单、产生清洁能源沼气等优点。

  净化沼气池工艺具有诸多优点的同时,也具有其相应的局限性,其局限性主要表现在:该工艺是以产生沼气并加以利用为主要目的,由此导致处理后的出水水质差,同时也不能有效地去除生活污水中的氮和磷,处理后的出水也不能再进行中水回用,因此不满足污水的达标排放要求。除此之外,该工艺只有当冬季地下的水温保持在5℃以上时,含有畜禽养殖废水及种植废水的处理效果才会较好。

  1.2 一体化生活污水处理工艺

  一体化生活污水处理工艺是20世纪80年代以来兴起、应用比较多的一种小型污水处理工艺,该处理工艺以当代比较可靠、成熟的“A/O”二级生化处理工艺为主要组成部分,主要组成部分为:一次沉淀池、Ⅰ/Ⅱ级接触氧化池、二次沉淀池、污泥浓缩池,该工艺包括使生物降解氧化、污水污泥沉降、氧化消毒等先进工艺,而且具有投资较少、占地面积少、出水水质稳定达标、污泥产生量较少、抗冲击能力强、易于操作、管理简单等诸多优点。

  一体化生活污水处理工艺具有诸多优点的同时,也具有其相应的局限性,其局限性主要表现在:生活污水处理量较小,如鼓风机、水泵等设备位于地下且与污水接触,导致设备易被腐蚀破坏,由于如鼓风机、水泵等设备的运行产生噪音较大,土建的施工技术要求相对较高。

  1.3 人工湿地污水处理工艺

  人工湿地污水处理工艺是20世纪末发展并广泛应用的污水处理工艺,该工艺发源于美国、加拿大、德国、法国、英国、西班牙、瑞典、瑞士、挪威、奥地利、意大利、芬兰等欧美**。人工湿地污水处理工艺是由人为的建造,并对其进行控制运行的具有沼泽湿地特点或与其地相类似的地面,将需要处理的污水、污泥在人为控制情况下,有规律地投配到经过人工建设改造的人工湿地上去,使污水与污泥沿一定方向流动,在这个过程中进行处理,该过程主要利用的是土壤介质、人工介质、植物介质、微生物介质的物理、化学、生物三方面的相互协同作用,对流入的污水、污泥进行有效处理的一种污水处理工艺。该工艺具有脱氮除磷能力较强、处理出水水质好、整个过程运行维护简单方便、易于管理、投资少、运行费用低等优点。

  人工湿地污水处理工艺在具有诸多优点的同

  时,也具有其相应的局限性,其局限性主要表现在:

  1.3.1主要制约因素:土地的可利用性。人工湿地污水处理工艺去除污水的负荷率只是污水常规处理工艺的负荷率的1/10,甚至可能是几十分之一,但占用的土地面积大,而风电场土地资源十分紧张,因而无法利用。

  1.3.2影响人工湿地污水处理工艺有效运行的最重要因素是气候条件。我国南方地区冬季、夏季气候变化相对较小,所以对该工艺影响相对较小,但是在北方地区,冬季、夏季气候变化剧烈,尤其冬季气温低,导致植物大量死亡、土壤和水中微生物大量死亡,使得人工湿地污水处理工艺运行效率低。

  1.3.3 由于污水、污泥能够通过土壤的渗透作用,进入到土壤和地下水,导致土壤和地下水的污染。   1.4人工快速渗滤污水处理工艺

  人工快速渗滤污水处理工艺是以传统的土地渗滤污水处理工艺为基础,结合物理、化学、生物技术的发展而发展起来的。该工艺通过采用渗透性能更好的渗滤介质,比如天然河砂、陶粒、活性炭、煤矸石等作为渗滤介质,代替传统工艺中的渗滤介质——天然土壤层,从而使系统的水力负荷得到了有效提高。人工快速渗滤污水处理工艺把传统的土地渗滤工艺和人工湿地工艺的原理相结合,该工艺一般会采用淹水与落干相互交替运行的方式,达到使其内部浅层滤料层保持厌氧环境与好氧环境相互交替的环境,为氧化还原反应创造有利条件,从而使该处理系统具有其他处理工艺所不具备的污染物净化处理功能。人工快速渗滤污水处理工艺作为一种新型的污水处理技术,该工艺的污染物处理机理还没有被完全研究透彻。经过许多工程的实际运行经验以及研究人员的相关研究表明:人工快速渗滤污水处理工艺对污水中的COD、BOD、NH3-N、SS的处理效果很好。人工快速渗滤污水处理工艺的水力负荷相对较高,可达到1~3m3/d,与传统土地渗滤系统相比,具有显着缩小工程占地面积的特点;而且运行过程中通过干湿交替运行方式,使整个系统内的氧气通过自然充氧进行补充,去掉人工曝气环节,使运行过程中能耗相比传统工艺要低,同时减少了噪声对环境的污染,从而运行费用相对较低,在一定程度上克服了传统工艺如土地渗滤系统渗滤的诸多缺点(如处理负荷低、处理过程中容易堵塞、容易对土地和地下水产生污染等)。

  人工快速渗滤污水处理工艺具有其相应的局限性,其局限性主要表现在:对污水、污泥中的TN、TP的去除效果较差。

  1.5 其他

  除上述四种工艺外,还有很多传统的污水处理工艺,如传统活性污泥法、奥贝尔氧化沟、SBR、曝气生物滤池、接触氧化及MBR等工艺方法。传统工艺方法具有处理效率高、效果好等优点,但也具有建筑物基建技术水平要求高、建筑物基建成本高、运行维护管理相对复杂、占地面积庞大、能耗相对较高等缺点。

  2 处理工艺选择

  近期,根据实地调查及以往的工作经验,对风电场升压站生活污水的特点及组成有了一定的了解,总结出风电场升压站生活污水的主要特点:人口集中,且人数不超过40人,管网收集系统不健全(基本无市政污水管网),粗放型排放;用水量小,排放量小,约超过10m3/d;水质及水量随季节、昼夜波动不大;只包含生活污水,污水水质简单,如表1所示;COD、氮、磷等营养物质含量较高,污水可生化性好。

  根据不同处理工艺的比较以及风电场升压站生活污水的水质特点,选择一体化生活污水处理工艺。该工艺具有占地少、出水水质稳定、污泥产量少、抗冲击能力强、易于管理等优点。符合风电场项目的实际情况,满足风电场升压站生活污水处理的需要。

  以新建风电场为例,本风电场升压站污水排放量为10m3/d,污水浓度见表1。要求污水处理后达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。

  根据升压站生活污水的特点,本项目全套生活污水处理设备主要包括调节池、水解酸化兼氧池、接触氧化池、二沉池、消毒池、污泥池等,同时还应包括相应的水泵、管路、阀门、填料、电气自控装置等。

  2.1 工艺流程

  2.2 工艺流程特点

  2.2.1 工艺简单,稳定可靠,操作维修方便,无需进行大量污泥回流。

  2.2.2 运行周期灵活可变,耐冲击负荷性

  能强。

  2.2.3 能实现同时硝化/反硝化以去除污水中CODCr,并能实现过度生物氧化,处理效率高,出水水质好。

  2.2.4 调节池设置事故旁通,以供紧急、特殊情况下使用。

  2.2.5 通过对沉淀池表面负荷、有效水深、滑泥斗倾角等设计参数合理选择,从而提高了固液分离的效果。

  2.2.6噪声源主要来自机电设备,本设计采用先进的液下潜污泵,并采取有效的消声、隔音、减振等措施,噪声能控制在城市区域环境噪声标准的二类标准(白天≤60dB,夜间≤50dB)。

  2.2.7 整套系统实行全自动免维护控制,节省人员费用。

  2.2.8 设计的各个水池均是全封闭结构,废气通过管道集中高空排放。

  本工程的实践表明,一体化生活污水处理工艺与其他处理技术相比,具有占地面积小、出水水质好、抗冲击能力强、运行安全可靠、便于管理、运行费用低等优势,同时也遵循了节能

化原则,因此更适用风电场升压站生活污水处理。此外,在对风电场升压站生活污水处理的同时,还要充分考虑污水回用的可能性,可再生水可用作景观或环境用水,实现水资源的循环利用。

  3 结语

  风电场升压站生活污水处理在我国水污染的控制工程中占有举足轻重的地位。选择适合风电场升压站生活污水处理的技术,具有非常重要的意义。结合国内风电企业财力普遍比较雄厚、技术管理水平普遍比较高的现实状况,风电场升压站生活污水处理技术的选择应以占地面积小、出水水质好、抗冲击能力强、运行安全可靠为原则,兼顾便于管理、运行费用低等优势。因此一体化生活污水处理工艺是相对适宜的技术选择,但是不排除选择处理效果更为优良的生活污水处理技术,因地制宜,亦不排除本文所述处理技术以外的可行技术。

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