泰源營區生活污水處理設備
摘要：環境保護是我國的基本國策，隨著社會、經濟的發展，人們的環境意識不斷增強，對環境保護提出了更高的要求。軍隊的環境保護是國家環境保護的重要組成部分，在全軍環辦領導下，克服了總經費十分有限的不利局面，在治理營區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污染源，為全軍營區污水治理提供了技術保證。同時通過對環保技術研發工作的投入，開發出整套適合部隊環境保護特點的污水處理技術及配套設備，建立了不同規模、不同城市的營區污水處理示范工程，積累了寶貴的工程設計和運行管理經驗。
1 概述
環境保護是我國的基本國策，隨著社會、經濟的發展，人們的環境意識不斷增強，對環境保護提出了更高的要求。軍隊的環境保護是國家環境保護的重要組成部分，在全軍環辦領導下，克服了總經費十分有限的不利局面，在治理營區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污染源，為全軍營區污水治理提供了技術保證。同時通過對環保技術研發工作的投入，開發出整套適合部隊環境保護特點的污水處理技術及配套設備，建立了不同規模、不同城市的營區污水處理示范工程，積累了寶貴的工程設計和運行管理經驗。
目前全軍待治理的營區生活污水和醫院污水污染源約3260個，且多數位于全國環境重點治理區域內，未來幾年的任務十分繁重，而本研究成果為部隊營區不同規模的生活污水和醫院污水污染治理提供了技術保障和運行管理經驗。
2 營區污水治理的特點
2.1 特點
全軍部隊除了部分位于大中城市，具有較完善的市政管網系統，不需要自行建立污水處理系統外，多數位于市郊或遠離城鎮的偏遠地區。有部隊駐扎的地方就有污水排放，這些污水如果未經處理直接排入地面水體或當地農田，會對當地的自然環境和部隊自身的環境造成污染，而且時常因污染問題引發軍民糾紛。
營區污水處理一般歸營房部門管理，也是一項新的工作內容，專業人員十分缺乏，污水處理工程的投資主要由全軍環辦下撥，但運行費用營房日常管理費中沒有這一項。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、運行費用無專門出處而專業人員嚴重缺乏的條件下，如何搞好軍隊的營區污水處理，對工程設計和工藝選擇提出了很高的要求。
2.2 營區污水處理規模的劃分
根據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星發射中心和新疆核試驗基地等，人口規模在萬人以上，日排放各類污水達萬噸多。中等規模的試驗基地污水排放量多在4000～5000m3/d，如太原衛星發射中心、白城兵器試驗中心等。一般軍事院校、大的研究機構、大機關駐地其污水排放量為2000～3000m3/d，如西安陸軍學院、石家莊陸軍學院、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，而一般野戰部隊（團級單位）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，其他規模的污水量比較少，不具有典型性。
3 主要工藝及特點
由于部隊作息時間有較強的規律性，營區生活污水水質水量變化較大，野戰部隊的污水濃度通常偏低，COD一般為180mg/L左右，家屬區較多的單位COD偏高，一般為280mg/L左右。污水處理工藝選擇應根據水質、水量及排放標準，本著投資少、操作管理簡單，運行費用低的指導思想進行統籌規劃，科學設計。
近十年來，軍隊環保專家在吸收國內外先進技術、經驗的基礎上緊密結合部隊特點，開發出一整套較完善的營區污水處理技術及配套設備，同時解決部隊戰士流動性大、操作管理水平不高的實際情況，解決了營區生活污水污染問題，部分實現了廢水資源化，對促進部隊水資源規劃，實現部隊可持續發展具有重要意義。
3.1 小型一體化設備（鋼結構）
3.1.1 設備簡介
小型一體化設備多為鋼結構，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度，一般設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→埋地式一體化設備→出水達標排放
其中一體化設備包括了生物接觸氧化和沉淀功能，曝氣方式為鼓風曝氣。
3.1.2 設備特點
施工周期短，處理效果好，不受季節影響，管理相對簡單，缺點是設備投資高（噸水投資高于2000元/m3污水），不便于維修。
3.1.3 使用條件
該工藝適用于營區土地資源緊張，施工周期有嚴格限制時采用。
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。對于水量小的營區如200 m3/d以下時，可考慮采用鋼結構，但成本較高，也可以做成混凝土結構，多以后者為主。典型工藝流程為：
污水→鋼篦子→埋地式SBR反應池→排水提升泵→出水達標排放
3.2.2 工藝特點
工藝十分簡單，其中曝氣反應、沉淀和排水功能均在一個池子內完成，地面可以綠化。曝氣方式主要采用水下射流曝氣機，也可采用鼓風曝氣。該工藝對水質水量變化適應能力強，處理效果好，出水可以回用，且工程投資小，運行成本不高，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電子對抗團使用（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、沉淀功能合為一體，布置緊湊，通過轉刷進行曝氣充氧，適合連續進水。
工藝流程一般設計為：
污水→鋼篦子→提升泵→一體化氧化溝→出水達標排放
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，并設污泥回流系統，以保持曝氣區污泥的濃度。
3.3.2 工藝特點
采用轉刷曝氣大大簡化了處理系統，沉淀與曝氣池的合建較好地實現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，可實現部分脫氮除磷功能。該工藝適合小型污水處理站，其缺點是污水站露天布置，水溫冬季受氣溫影響顯著，池面甚至會結冰。該工藝已在南京軍區高炮團投入使用。
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行自然通風，供給微生物氧氣，以促進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，泥水經沉淀分離，出水排放，污泥定期外排。
3.4.2 工藝特點
污水需提升進入生物濾池，通過布水器均勻布水，并需做好預處理工作，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分進一步降低污水中有機物的含量，夏季出水清澈透明可以回用，冬季達標排放。該工藝主要優點是不需要供氧設備，因此，運行成本低廉，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，在我國南方應用效果較好，北方冬季處理效果有所降低。該工藝已應用于北京軍區石家莊陸軍學院（3000m3/d），酒泉衛星發射中心10000 m3/d生活污水生態處理工程的前期設計工作正在進行中。
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的處理生活污水及工業廢水的先進工藝。該工藝最早在國外應用，為了更好地將其引進、消化，開發出適合我國國情的新型污水處理新工藝，我院環保中心于1994年在實驗室進行了整套系統的模擬試驗，分別探討了CASS工藝處理常溫生活污水、低溫生活污水、制藥和化工等工業廢水的機理和特點以及水處理過程中脫氮除磷的效果，獲得了寶貴的設計參數和工藝運行經驗。我院將研究成果成功地應用于處理生活污水及不同種工業廢水的工程實踐中，取得了顯著的社會和環境效益。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
其基本結構是：在序批式活性污泥法（SBR）的基礎上，反應池沿池長方向設計為兩部分，前部為生物選擇區也稱預反應區，后部為主反應區，其主反應區后部安裝了可升降的自動撇水裝置。在預反應區內，微生物能通過酶的快速轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，這對進水水質、水量、pH和有毒有害物質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；隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程。整個工藝集曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內周期循環運行，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。該工藝省去了常規活性污泥法的二沉池和污泥回流系統；同時可連續進水，間斷排水。
3.5.3 適用范圍
CASS工藝可應用于大型、中型及小型污水處理工程，比SBR工藝適用范圍更廣泛；連續進水的設計和運行方式，一方面便于與前處理構筑物相匹配，另一方面控制系統比SBR工藝更簡單。
對大型或分期建設的污水處理廠而言，CASS反應池設計成多池模塊組合式，單池可獨立運行。當處理水量小于設計值時，可以在反應池的低水位運行或投入部分反應池運行等多種靈活操作方式；由于CASS系統的主要核心構筑物是CASS反應池，如果處理水量增加，超過設計水量不能滿足處理要求時，可同樣復制CASS反應池，因此CASS法污水處理廠的建設可隨業主的發展而發展，它的階段建造和擴建較傳統活性污泥法簡單得多。目前該工藝已在部隊營區污水處理中得到廣泛應用如北京航天城污水處理廠（近期7200m3/d，遠期14400m3/d）、總裝備部指揮技術學院（2000m3/d）、總參三部八局（3000m3/d）、西安陸軍學院（2000m3/d）、總參陸航局（2000m3/d）等。
3.5.4 經濟性
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，只要設計合理，與其它方法相比具有一定的經濟優勢。它比傳統活性污泥法節省投資20%-30%，節省土地30%以上。當需采用多種工藝串聯使用時，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備,將影響整體的經濟優勢，此時，要進行詳細的技術經濟比較，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，利于氧的轉移，曝氣時間還可根據水質、水量變化靈活調整，均為降低運行成本創造了條件。總體而言，CASS工藝的運行費用比傳統活性污泥法低。
[NextPage]
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，出水即可達標排放。
工藝流程：
污水→沉淀池→厭氧濾池→氧化塘→出水排放
污水自流進入沉淀池，去除顆粒物后，進入地埋式厭氧濾池，通過厭氧微生物對有機物的分解，降低污水中污染物的濃度，通過氧化塘
進一步去除污染物實現達標排放。
3.6.2 工藝特點
利用地勢高差，污水全部為自流，沒有曝氣設備，只是定期排泥時利用污泥泵吸出。工藝運行成本接近零，無需專人管理，投資運行效果穩定。冬季受溫度影響，但通常出水可達標排放。該工藝已在蘭州417團應用。
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2.9元，不久水價還要上漲。從現實及發展的眼光來看，污水處理及回用是必經之路。我軍很多部隊營區位于干旱地區，缺水嚴重，同時為營造綠色營區，建設了大面積的營區綠地，隨著水資源保護的呼聲越來越高，部隊營區的污水經過處理回用于綠化和沖洗車輛不僅保護了環境，而且可以變廢為寶、增收節支，獲得明顯的經濟效益，具有廣泛的應用前景。目前總參三部八局、總裝指揮技術學院、北京軍區特種大隊、石家莊陸軍學院、成都軍區坦克旅等進行了污水回用，主要工藝包括：混凝過濾+消毒工藝、生態處理工藝等,取得了較好的節水效果。
4 結論與建議
通過我軍環保科研單位的聯合努力，目前已形成了一套完善的適合部隊特點的污水處理技術，并研制出配套的關鍵設備。該套污水處理工藝可適用于不同規模、不同氣候、不同處理標準要求，具有管理方便、投資合理、運行成本低等特點，將會為我軍環保事業發揮更大的作用。
