1 Caracteristici și cerințe de epurare a apelor uzate în orașele mici
1.1 Caracteristicile apelor uzate din orașele mici
Caracteristicile apelor uzate din orașele mici sunt determinate de diverși factori. Datorită dimensiunii reduse a populației și ratei scăzute de penetrare a apei de la robinet în orașele mici, debitul de canalizare este în general de 3000-30000 m3/zi. Nivelul de dezvoltare industrială și agricolă din orașele mici determină faptul că peste 50% din apele uzate sunt ape uzate menajere, iar apele uzate industriale sunt în principal ape uzate provenite din prelucrarea produselor agricole. Prin urmare, conținutul de azot și fosfor din apă este ridicat, practic nu există metale grele și substanțe toxice și nocive în apă, iar calitatea apei și volumul de apă din canalizare fluctuează foarte mult. Proprietățile apelor uzate din majoritatea orașelor mici nu sunt foarte diferite, printre care CBO5 este de 100-150 mg/L, CCO este în general de 250-300 mg/L, iar SS este de aproximativ 200 mg/L.
1.2 Cerințe privind tehnologia de epurare a apelor uzate în orașele mici
Cerințele pentru epurarea apelor uzate în orașele mici sunt determinate de caracteristicile apelor uzate și de condițiile din orașele mici în sine. În primul rând, din cauza fluctuațiilor mari ale calității și cantității apelor uzate din orașele mici, scara stațiilor de epurare este, de asemenea, mică, iar coeficientul de variație în timp este mare, procesul de epurare a apelor uzate în orașele mici trebuie să aibă o capacitate puternică de a rezista la încărcări șocante. În al doilea rând, din cauza puterii economice slabe a orașelor mici, procesul de epurare a apelor uzate selectat ar trebui să încerce să obțină costuri de operare scăzute și costuri de construcție scăzute, și practic nu ar trebui adăugate sau sunt utilizate puține substanțe chimice. În același timp, producția de nămol a procesului ar trebui să fie cât mai mică posibil pentru a reduce poluarea secundară și costul epurării nămolului. În al treilea rând, orașele mici nu au personal profesionist în epurarea apelor uzate, așa că procesul de epurare ar trebui să fie simplu și ușor de operat și întreținut.
2 Procese adecvate pentru epurarea apelor uzate în orașele mici
Procesul de epurare a apelor uzate în orașele mari s-a dezvoltat relativ matur. Comparativ cu orașele mari, orașele mici sunt limitate de puterea economică și de propriile regiuni, iar dezvoltarea tehnologiei de epurare a apelor uzate este relativ lentă. Din situația de mai sus, se poate observa că punctele centrale ale epurării apelor uzate în orașele mici sunt: fluxul procesului este simplu de operat și ușor de întreținut. Acum introduceți câteva procese adecvate pentru epurarea apelor uzate în orașele mici și propuneți tendința de dezvoltare a proceselor de epurare a apelor uzate în orașele mici.
2.1 Sistem natural de epurare a apelor uzate
Sistemele comune de purificare a apelor uzate naturale includ iazuri de stabilizare, sisteme de tratare a terenurilor și sisteme de tratare a zonelor umede.
2.1.1 Iazul de stabilizare. Iazul de stabilizare, cunoscut și sub denumirea de iaz de oxidare sau iaz biologic, este un sistem de purificare a apelor uzate construit natural sau artificial, cu caracteristici de investiții reduse, operare și gestionare simple și economie de energie. Țările din întreaga lume au început să studieze iazurile de stabilizare la începutul secolului al XX-lea și s-au dezvoltat rapid după anii 1950. Cercetările din țara mea privind iazurile de stabilizare au început la sfârșitul anilor 1950. Până în prezent, iazurile de stabilizare care au fost construite și puse în funcțiune sunt aproape peste tot în țară. Iazurile de stabilizare pot fi împărțite în iazuri aerobe, iazuri facultative, iazuri anaerobe, iazuri aerate și iazuri de tratare profundă, în funcție de tipul de microorganisme din apa iazului. Comparativ cu alte procese, iazurile de stabilizare au următoarele avantaje: În primul rând, costul de tratare este scăzut. Iazul de stabilizare are o structură simplă, o perioadă scurtă de construcție, un consum redus de energie pentru tratare, operare și întreținere convenabile și cost redus, astfel încât costul de tratare a apelor uzate al iazului de stabilizare este scăzut. În al doilea rând, datorită volumului mare al iazului de stabilizare, acesta poate rezista la fluctuațiile volumului apelor uzate și are o adaptabilitate puternică și rezistență la impact. Este potrivit pentru cerințele procesului de epurare a apelor uzate în orașele mici. În al treilea rând, iazul de stabilizare poate utiliza din plin lacurile, iazurile etc. locale existente. Prin urmare, poate fi adaptat la condițiile locale pentru a atinge scopul epurării apelor uzate. În al patrulea rând, producția de nămol a iazului de stabilizare este mică, reducând astfel poluarea secundară și costul tratării și eliminării nămolului. Datorită avantajelor menționate mai sus ale iazurilor de oxidare, procesul de oxidare a fost utilizat pe scară largă. Cu toate acestea, iazurile de oxidare au și unele dezavantaje și limitări: ocupă o suprafață mare, eficiența tratării este relativ scăzută, pot produce mirosuri și pot reproduce țânțari și muște și nu sunt potrivite pentru a fi construite în apropierea zonelor rezidențiale.
2.1.2 Sistem de epurare a apelor uzate. Sistemul de epurare a apelor uzate se referă la un proiect ecologic care utilizează ecosistemul terestru compus din sol, microorganisme și plante, cum ar fi terenurile agricole și forestiere, pentru a purifica complet poluanții. Acesta poate realiza utilizarea resurselor și inofensivitatea apelor uzate, în timp ce tratează apele uzate urbane. În prezent, procesele utilizate în mod obișnuit sunt sistemul de infiltrare lentă, sistemul de infiltrare rapidă, sistemul de curgere de suprafață, sistemul de epurare a apelor umede și sistemul de infiltrare subterană. Printre sistemele de epurare a apelor umede, cel mai utilizat și mai matur este sistemul de epurare artificială a zonelor umede. Cele cinci părți indispensabile ale sistemului artificial al zonelor umede sunt o matrice permeabilă, plante care pot crește în apă saturată și matrice anaerobă, corpul de apă, animalele nevertebrate sau vertebrate și populațiile microbiene aerobe sau anaerobe. Sistemul de epurare a apelor umede utilizează aceste părți pentru a trata poluanții prin filtrare fizică, adsorbție și depunere fizică, adsorbție fizică și chimică, reacție chimică și precipitare, metabolism microbian și biodegradare a materiei organice.
Avantajele sistemului de epurare a apelor uzate sunt: În primul rând, sistemul de epurare a apelor uzate poate promova circulația nutrienților plantelor în apele uzate, iar substanțele utile din acestea sunt reutilizate prin creșterea culturilor. În al doilea rând, costul capital de construcție al sistemului de epurare a apelor uzate este scăzut, putând fi utilizată pe deplin terenul și depresiunile. În al treilea rând, funcționarea și gestionarea sistemului de epurare a apelor uzate este convenabilă, iar consumul de energie este redus. În al patrulea rând, nămolul este utilizat pe deplin și există o poluare secundară mai mică. Sistemul de epurare a apelor uzate are unele dintre avantajele menționate mai sus, dar și unele dezavantaje. Dacă nu este proiectat corespunzător, va polua solul și apele subterane, în special cu metale grele și otrăvuri organice, ceea ce duce la o scădere a calității produselor agricole. De asemenea, va emite mirosuri neplăcute, va reproduce țânțari și muște și chiar va afecta sănătatea umană.
2.1.3 Sistem de tratare a zonelor umede. Similar sistemului de tratare prin purificare naturală menționat mai sus, principalele avantaje ale zonelor umede artificiale sunt operarea simplă, investițiile reduse și consumul redus de energie. Cu toate acestea, suprafața lor este relativ mare. Prin urmare, sistemele de tratare a zonelor umede artificiale sunt mai potrivite pentru orașele mici din zonele agricole unde terenul nu este prea îngrășător.
2.2 Procesul șanțului de oxidare
Șanțul de oxidare este un nou tip de metodă de nămol activ inventată de inginerii olandezi în anii 1950, bazată pe metoda nămolului activ cu aerare întârziată. Conform caracteristicilor structurale ale șanțului de oxidare, inventatorilor și brevetelor, șanțul de oxidare poate fi împărțit în diferite tipuri. Cele mai comune sunt șanțul de oxidare Carusel, șanțul de oxidare alternant, șanțul de oxidare cu două șanțuri pentru îndepărtarea fosforului și îndepărtarea azotului, șanțul de oxidare cu trei șanțuri, șanțul de oxidare ObraI și șanțul de oxidare integrat. Pe baza șanțului de oxidare tradițional utilizat pentru îndepărtarea COD și BOD, șanțul de oxidare de a doua generație are și funcția de îndepărtare a azotului și a fosforului, ceea ce îmbunătățește considerabil perspectivele de aplicare ale șanțului de oxidare. Procesul șanțului de oxidare are următoarele avantaje: În primul rând, datorită numărului mic de structuri din șanțul de oxidare, nu este necesară construirea rezervorului de sedimentare primar și a rezervorului de digestie a nămolului, astfel încât procesul de tratare este simplu, iar operarea și gestionarea sunt convenabile. În al doilea rând, șanțul de oxidare este potrivit pentru apele uzate industriale cu concentrație mare, poate rezista la impactul calității și cantității apei și depășește dezavantajul inhibării activității bacteriilor din nămolul activ de către apele uzate industriale cu concentrație mare. În al treilea rând, atunci când este necesară îndepărtarea azotului și a fosforului, șanțul de oxidare are avantajul reducerii costurilor de operare și a consumului de energie în comparație cu procesele tradiționale de îndepărtare a azotului și a fosforului. În al patrulea rând, calitatea apei efluente este bună, iar funcționarea este stabilă. Cu toate acestea, deoarece rezervoarele de sedimentare primară și rezervoarele de digestie a nămolului nu sunt în general construite, procesul șanțului de oxidare crește sarcina rezervorului de reacție, ceea ce va crește într-o oarecare măsură consumul de energie. În același timp, deoarece dispozitivul de aerare al șanțului de oxidare, cum ar fi aeratorul de suprafață sau peria de aerare și alte piese mecanice, trebuie întreținute în mod regulat, volumul de muncă de întreținere este mare.
Procesul 2.3SBR
Procesul de secvențiere a nămolului activ în reactorul discontinuu este denumit SBR, cunoscut și sub numele de proces secvențial intermitent cu nămol activ. Rezervorul de reacție SBR este sistemul central al procesului. Omogenizarea, sedimentarea primară, biodegradarea și sedimentarea secundară au loc toate în rezervorul de reacție SBR. Acesta realizează degradarea eficientă a materiei organice prin funcționare intermitentă. Ca tehnologie de tratare a nămolului activ, principalele avantaje ale SBR sunt: În primul rând, există puține echipamente de tratare a procesului, nu există rezervor de sedimentare secundară și sistem de returnare a nămolului, astfel încât funcționarea este simplă și ușor de gestionat. În al doilea rând, nu este afectat de umflarea nămolului. În al treilea rând, are o rezistență puternică la încărcări șocate. În al patrulea rând, poate realiza stări aerobe, anoxice și anaerobe alternante și are efecte bune în îndepărtarea azotului și a fosforului. Datorită caracteristicilor de mai sus, sistemul SBR este mai potrivit pentru tratarea apelor uzate în orașele rurale mici cu volum mic de apă, surse punctuale dispersate și deversare intermitentă de poluanți. Dar, în același timp, procesul SBR are și unele dezavantaje care nu pot fi ignorate. Deoarece adâncimea de decantare este în general de 1 până la 2 m, pierderea de sarcină la ridicarea apelor uzate este relativ mare. Echipamentul are cerințe stricte pentru controlul automat, astfel încât cerințele pentru personalul de management sunt, de asemenea, relativ ridicate. În același timp, deoarece procesul SBR nu are un rezervor de sedimentare primar, este ușor să se producă spumă într-o anumită măsură.
2.4 Procesul de oxidare prin contact biologic
Metoda de oxidare prin contact biologic este un proces de tratare biologică constând în materiale de umplere imersate în ape uzate și un sistem de aerare artificială. În condiții aerobe, apele uzate intră în contact repetat cu biofilmul de pe suprafața materialei de umplere pentru a le purifica. Avantajele metodei de oxidare prin contact biologic sunt: În primul rând, procesul are o rezistență puternică la încărcări șocante, nu necesită echipamente de returnare a nămolului, nu este afectată de expansiunea nămolului și produce mai puțin nămol. În al doilea rând, biomasa pe unitatea de volum este mare, deci capacitatea de tratare este relativ mare. În al treilea rând, deoarece procesul are mai puține echipamente, operațiunea este simplă și ușor de întreținut. Cu toate acestea, pentru orașele mici, costul acestui proces este relativ ridicat și nu este ușor să se distribuie uniform apa și aerul. Deși există mai puține echipamente, structura este relativ complexă, ceea ce crește dificultatea proiectării și construcției. Prin urmare, la selectare, este necesar să se ia în considerare situația reală a orașelor mici.
2.5 Hidroliză anaerobă - filtru biologic cu sarcină mare
Hidroliza anaerobă - filtru biologic cu sarcină mare este un proces de tratare dezvoltat în ultimii ani pentru a se adapta caracteristicilor epurării apelor uzate din orașele mici. Acest proces schimbă în principal procesul de pretratare de la rezervorul de sedimentare primară tradițional la filtrul de hidroliză anaerobă și, în același timp, a adus inovații tehnice importante în structura procesului său, bazată pe filtrul biologic tradițional cu sarcină mare. Procesul modificat are avantajele unei sarcini mari și a unei eficiențe ridicate, iar prin adoptarea unui nou tip de umplutură de modul din plastic cu porozitate ridicată, suprafață de atașare mare și performanță ridicată de distribuție a apei secundare, sistemul de returnare a efluentului din filtru este anulat, reducând astfel considerabil consumul de energie al costurilor de operare și de investiții în construcție. Ca proces nou, biofiltrul cu hidroliză anaerobă - sarcină mare are următoarele avantaje remarcabile: În primul rând, comparativ cu metoda obișnuită cu nămol activ, producția de nămol din acest proces este mult redusă, ceea ce reduce într-o oarecare măsură costul tratării și eliminării nămolului și reduce, de asemenea, poluarea secundară. În al doilea rând, deoarece sistemul de tratare a procesului integrează rezervorul de sedimentare primară, rezervorul de aerare, instalațiile de returnare a nămolului și instalațiile de alimentare cu oxigen, procesul de tratare a apelor uzate este simplu, iar gestionarea și operarea sunt simple. În al treilea rând, procesul are o capacitate puternică de a rezista la sarcini șocante. Aceste avantaje determină faptul că biofiltrul cu sarcină mare de hidroliză anaerobă poate îndeplini cerințele de canalizare din orașele mici din țara mea.
3 Concluzie
Prin compararea proceselor de epurare a apelor uzate menționate mai sus în orașele mici, se pot trage următoarele concluzii: epurarea apelor uzate în orașele mici ar trebui să înceapă cu economisirea costurilor și o gestionare convenabilă pentru a selecta procesele de epurare a apelor uzate care să maximizeze beneficiile economice, de mediu și sociale. Prin urmare, diferite orașe ar trebui să aleagă procese adecvate în funcție de propriile caracteristici. Pentru orașele cu o utilizare redusă a terenurilor, pot fi selectate sisteme artificiale de epurare a apelor umede. Practica a dovedit că sistemele artificiale de epurare a apelor umede nu numai că economisesc investiții și au efecte bune de epurare, dar ajută și la înfrumusețarea mediului ecologic. Este una dintre cele mai bune soluții pentru procesele de epurare a apelor uzate în orașele mici. Din perspectiva costurilor, procesul de șanț de oxidare și echipamentele de proces SBR sunt simple, investițiile în infrastructură sunt mici, iar ocuparea terenului este mică. Prin urmare, acestor procese ar trebui să li se acorde prioritate pentru epurarea apelor uzate în orașele mici. Judecând după tendința de dezvoltare din ultimii ani, cerințele tehnice pentru epurarea apelor uzate în orașele mici sunt investiții reduse, consum redus de energie, operare și gestionare convenabile și eficiență ridicată. Acestea au devenit tendința inevitabilă a dezvoltării tehnologiei de epurare a apelor uzate în orașele mici. De exemplu, noile procese dezvoltate în ultimii ani, cum ar fi hidroliza anaerobă - filtrul biologic cu sarcină mare, sunt reprezentanți de succes. Cu sprijinul tehnologiei, guvernul ar trebui să continue să își intensifice eforturile, să combine spiritul principal al „Cel de-al doisprezecelea Plan cincinal național pentru protecția mediului” și să consolideze eficient sistemul de epurare a apelor uzate în orașele mici, astfel încât să facă cu adevărat o treabă bună în ceea ce privește alimentarea cu apă și epurarea apelor uzate.
Potrivit pentru testarea efectului de tratare a apei din stațiile de epurare din orașele mici, se recomandă instrumentul de testare rapidă a calității apei de la Lianhua Technology.
1. Instrument de detectare rapidă a COD, utilizând spectrofotometria cu digestie rapidă, metoda dicromatului de potasiu, digestia probei la 165 de grade timp de 10 minute și apoi rezultatele colorimetrice, această metodă este ușor de utilizat, nu necesită operatori profesioniști, furnizează valori rapide, iar rezultatele sunt precise.
2. Testerul rapid BOD LH-BODK81, utilizând metoda electrodului microbian, este mai convenabil și mai rapid decât BOD5 tradițional, oferă rezultate în 8 minute, folosește metoda de microinjecție cu curent constant continuu, volum mic de colectare a probei, fără reactivi de pretratare adăugați, zero poluare prin deversare secundară, potrivit pentru ape de suprafață, ape uzate menajere și ape uzate industriale, fără efecte toxice evidente asupra microorganismelor.
3. Testerul portabil de solide în suspensie LH-P3SS utilizează fotometria pentru a detecta rapid conținutul de solide în suspensie din probe, citirea directă a concentrației și folosește sistemul de operare dedicat din seria Qinglan, dezvoltat de companie. Sistemul are avantajele unei operări simple, a afișajului intuitiv și a funcțiilor complete. Deține brevetul software independent 2023SR0910797.
Data publicării: 27 mai 2025
