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生活污水沼气池净化技术

一、 生活污水沼气池的功能
生活污水沼气池是一种分散处理生活污水的新型装置,它适用沼气净化系统于近期无力修建污水处理厂的城镇和农村。通常冬季地下水温能保持在5℃以上的地区,或在池上建日光温室升温能够达到这个温度的地区,都可以修建沼气池来对生活污水进行处理。
这里所说的生活污水,是指人们在日常生活中排放的含有大量有机物lipp罐和微生物的废水,它主要包括厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水和冲洗厕所用水。面广量大、成份复杂是它的主要特点,很适合进行厌氧处理。据测算,经处理的污水,均能沼气工程公司达到国家标准所规定的污水无害化排放标准,因此,可直接用于农田灌溉或排入江河水域中。生活污水沼气池还可以产生部分沼气,但由于数量很少,回收成本相对较高,所以在实际生活中我们一般不再对这些沼气进行回收利用。
二、 生活污水沼气池的池型结构和工艺流程
1.池型结构
生活污水沼气池有条形、矩形和圆形3种池型,在建池前,通常要根据工程现场地面和地形情况选用不同的池型结构。
例如有些地方将前处理池设计为与家用水压式沼气池相似的圆形池,后处理池仍采用方形或长方形池,经实践证明,这样可以方便施工和有效地收集沼气。池型虽然不同,但它们都由以下功能区构成:
(1)预处理区
预处理区的主要功能是去除污水中的残渣。
(2)前处理区
前处理区的功能是把粪便污水和生活污水中的有机质在该区进行厌氧发酵,延长粪便在装置中的滞留时间。如果污水量较多,可以在前处理区内挂上软性填料作为微生物的载体,发挥厌氧接触发酵的优势。
厌氧池的有效池容约占总有效池容的50%~70%,池的几何形状可根据地理位置设计修建,池的底部深浅不同,这样可以便于污泥、沉降的有机物与虫卵回流集中,经过充分降解并消灭虫卵。同时,在前处理区的出水口还设置着过滤器,进一步过滤污水中的悬浮物。
(3)后处理区
后处理区是应用上流式过滤器进行兼性消化,通过多级过滤与好氧分解,使污水获得进一步处理,达到国家污水综合排放二级以上标准。
2.工艺流程
生活污水沼气池可以根据粪便污水和其他生活污水是否共用管道,将污水流程分为分流制和合流制两种。
(1) 分流制
这里所说的分流制是指将粪便污水与其他生活污水用两个独立的管道系统分别排入净化沼气池中的工艺流程。这就是分流制污水沼气池流程图:
其他生活污水-----> 格栅截留井-----> 沉砂井--------------------->
粪便污水-----> 格栅截留井-----> 沉砂井----->前处理区1 ---->前处理区2 -----> 后处理区-----> 排放或接好氧处理。
(2) 合流制工艺
这里所说的合流制是指将粪便污水与其他生活污水用同一个管道系统排入净化沼气池中的工艺流程。这就是合流制污水沼气池流程图:
生活污水-----> 格栅截流井-----> 沉砂井-----> 前处理区-----> 后处理区-----> 排出或接好氧处理 。
分流制工艺由于采用不同的管道来输送生活污水,成本比较高,所以通常在居民户数较多、人口分布较集中的小城镇应用比较普遍。合流制工艺成本较低、施工方便,很适合在广大农村推广普及。下面,我们就以合流制工艺为例,来为大家介绍一下生活污水沼气池的建池技术。
三、 生活污水沼气池的施工工艺
1.池容确定
生活污水沼气池容积的确定,可以参考以下标准:
每20~30户居民适用的沼气池总容积为40~50立方米;50~60户居民适用的建池总容积为80~90立方米;100~120户居民适用的建池总容积为160~180立方米。
2.选址
池容确定好以后,还要选择合适的地方建池。通常要将沼气池选在低洼的地方,每户居民通过暗渠与污水净化沼气池连通。暗渠上盖水泥盖板,一般深30~40厘米,向着沼气池方向倾斜,使污水能够依靠重力自由流到池中。
3.放线
放线挖坑是保证建池质量的第一关,施工人员必须按规定的尺寸设计施工。在选定的池坑区域内,先平整好场地,确定主池中心位置,根据设计图纸在地面上画出生活污水沼气池的平面布置,做到准确地定位放线。
4.池坑开挖为了便于安放建池模具或利用砖模浇筑池体,减少材料损耗,对于土质良好的地区可采用直壁开挖池坑,取土时由四周向中间开挖,边挖边修整池坑,直到达到设计深度为止。池坑挖好后,在池底中心直立中心杆及活动杆,校正池体各部位的弧度。
5.池底施工土方开挖完成后,经人工清基找平、削整成型,即可进入池底施工。施工时,先在池底铺一层碎石或卵石,然后在上面浇灌混凝土垫层,要求垫层厚20厘米。搅拌混凝土时,应按设计配合比投料,并严格控制好用水量。拌制时最好采用机械搅拌,搅拌最短时间不得少于90秒。工程量小时可用人工拌和,人工拌和的质量要求是:不能有可见原状砂粒,色泽必须均匀一致。混凝土应连续铺设,一般间隔时间不得超过2小时。铺设后,应采用插入式振捣器将混凝土捣实,移动距离不大于其作用半径的1.5倍。在振捣的同时,用铁锹将混凝土表面削平、拍实。混凝土捣实削平后,在上面纵横交错地铺一层钢筋,并将钢筋的交错点用铁丝绑扎牢固,这样可以使池底更加坚固耐用。钢筋铺好后,再铺厚约20厘米的一层混凝土,然后用平板振捣器连续振捣,直到混凝土层出浮浆为止。通过上面的介绍,我们可以发现,整个池底是整体浇筑,一次成型。混凝土铺筑完毕,养护7天左右就可以进行下一步施工了。
6.前处理区施工
前处理区由两个立式圆柱形沼气池组成,采用圆形结构,不仅受力性能好,而且死角小,能够充分利用甲烷进行厌氧发酵。两个池子同时施工,施工时,要根据沼气池的平面布局,砌筑内圈和外圈双层砖砌墙体,墙体之间留有一定的空隙,等砌到5~6层砖的高度时,向两层墙体之间插钢筋和浇筑混凝土,并开始回填外层的土。等砌到池圈梁高度时,将钢筋弯制成圆拱形并绑扎在一起,以此作为池拱施工的依据。当池墙砌到占总高度1/3左右时,安装进水涵管,安装时,要求进水涵管与池墙呈30度角。
在用砖混组合法砌筑池拱时,一般采用“单砖漂拱法”施工,从周边开始向壳顶呈放射状或螺旋状环绕壳体对称浇筑。浇筑时,应选用规则的优质砖。砖要预先浸湿,但不能湿透,漂拱用的水泥砂浆要用粘性好的1:1细砂浆。砌砖时砂浆应饱满,并用钢筋靠扶或吊重物等方法固定。为了保证池盖的几何尺寸,在砌筑时应用曲率半径绳校正。池顶盖漂完后,用1:3的水泥砂浆填补砖缝,边砌边用粒径0.5~1厘米的细石混凝土现浇3~5厘米厚,经过充分拍打、提浆、抹平后,再用1:3的水泥砂浆粉平收光。使砖砌体和细石混凝土形成一个整体结构体,以保证池体的整体强度。沼气池建好后,拆除两池之间的一段交叉墙体,使两个池体能够连通到一起。
7.后处理区施工
后处理区是上流式过滤器,经过多级过滤与好氧分解,使污水获得进一步处理。在进行前处理区施工的同时,也可以进行后处理区的墙体施工。墙体的施工要求是:在砌砖前12~24小时,将砖浇水润湿,砌筑时保持内潮外干;墙体砌筑应做到横平竖直,内外搭接,上下错缝,左、右相邻对平,并做到浆满缝直墙面平。要保证灰浆饱满,尤其要注意竖缝灰浆的饱满度,砌体不得有漏浆而出现的通孔,灰缝应控制在8~10毫米。当砌筑到60~70厘米高时,将墙体脚下掏出的土回填,用来支撑墙体。墙体转角处和交接处应同时砌筑。砌筑砂浆应随拌随用,水泥砂浆应在拌完后1.5小时内用完。在砌筑过程中,应按设计要求留好连通孔。另外,在砌净化池池墙的同时,要在离地35厘米处,将砖向池内伸出砖墙而形成一道边梁,以便安装过滤板。为了使生活污水得到充分的过滤,施工时,还可以在后处理区的最后多建一个池子,在池的两内侧,与侧墙呈直角交错地砌几道隔墙,这样可以减缓水流速度。
8.预处理区施工
预处理区包括格栅截流井和沉砂池。格栅截流井与沉砂池之间应设置格栅。格栅由钢筋制作,密度根据各地具体情况而定,一般在1.5~2厘米之间。格栅的主要功能是去除体积较大的渣滓,如布条、动植物残体、塑料制品、砖瓦碎片等。沉砂池可去除较小颗粒的渣滓,如沙、炉渣等。沉砂池的形状,选用方形、矩形、圆形都可以。墙体施工的方法与后处理区相同。
9.密封防腐层施工
我们这里所说的密封防腐层施工,主要是指对前处理区两个厌氧发酵池的内表面进行的密封防腐处理。首先对池体内表面进行仔细处理,如果混凝土结构表面凹凸不平深度大于10毫米,要用水灰比0.5~0.6的水泥砂浆补平,然后用钢丝刷将混凝土表面打毛,清除表面残留的灰浆。处理完成后,统一对池体刷水灰比0.5~0.6的纯水泥砂浆1~2遍。池体内表面处理完成后,应分别按照施工要求,使用“四层做法”抹灰:先用1:2的水泥砂浆均匀涂刷池体7~8毫米厚,边抹边用力压实和抹平。最后一道砂浆表面初凝后,应进行第2次抹灰,用1:1.5水泥砂浆抹5~6毫米厚,要使水泥砂浆薄薄地压入第1层,以使第1、2层结合牢固,水泥砂浆初凝前,用抹子将表面抹平、压实,这样可以起骨架作用。第2层抹灰初凝后抹压第3层,用1:1水泥砂浆抹3~4毫米厚。池体转角交接处,抹灰应做成圆弧形,圆弧半径一般为50毫米。在抹某一层砂浆时,必须一次抹完,不要留施工缝。抹压要平整,注意揉浆、收压等工序,以消除起壳、起砂、或裂缝等现象。第4层抹灰用1:2.5水泥砂浆抹4~5毫米厚。水泥砂浆施工后,用沼气池密封涂料涂刷池体内表面。在沼气池内壁涂刷涂料可使它的内表面形成一层连续性均匀的薄膜,从而堵塞和封闭混凝土和砂浆表面层的孔隙和细小裂缝,防止漏气发生。
10. 工艺设备及管道施工
密封防腐层施工完成后,经过合理养护,待池体变得坚固了就可以安装过滤板了。过滤板由钢筋混凝土分块浇铸而成,大小由池体大小决定。在放入多级折流池之前,要在过滤板上均匀地打一些能够使水流通过的布水孔,然后将这些过滤板安放到多级折流池的边梁上。其中,靠近上一级池的过滤板上面要打一个比较大的孔,孔的尺寸与所插入管道的尺寸相匹配。
生活污水净化池所用管道为PVC管,根据污水的流量选择合适的管道直径。安装前,先将直管用三通管连接,为了防止漏水,要在连接处涂上一圈强凝胶,使管道组装牢固。将组装好的管道安装在事先留好的连通孔中,管道与净化池结构交接处用混凝土填补缝隙。此外,为了在使用过程中抽渣方便,有些施工单位在多级折流池每级池的侧面开1个孔,斜插入1根抽渣管,管子穿过过滤板,与池底保持一段距离,以防池底残渣堵塞管道。再在折流池开孔外侧修建1个小池子作为抽渣池。
管道安装好后,下一步工作就是往过滤板上投放填料。填料主要包括卵石、碎石、粗砂、木炭等,在施工过程中可以按照施工工艺进行选择。所有填料在投放前,都要冲洗干净。下面我们以4级折流池为例,来为大家介绍一下填料的投放方法。投放填料时,在多级折流池的第1个池中投放比较大的卵石、石块,第2个池中投放稍小一点的石子,第3个池中投放更小的石子,最后一个池中先投放粗砂,然后在粗砂上面投放木炭。由于木炭的比重比较小,所以最好先将它们装到蛇皮袋子里,袋口用绳扎紧,再投放到池中。木炭投放好后,再在上面投放一层细砂。每级折流池的填料投放厚度都在30~40厘米左右。另外,有些地方砂石资源比较丰富,可以在每级折流池的过滤板上都先投放一层比较大的卵石,然后在卵石上投放一层细石,最后铺一层细砂。
生活污水沼气池施工完成,经验收合格后,就可以投放使用了。您看,全村的生活污水通过管道流入池中,经过沼气池的净化,就变成了汩汩的清水从另一边流出。因此,村里人形象地将这种生活污水沼气池称为“变脸池”。
 
 
 
 
 
作者:杭州清城环保工程有限公司
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