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隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展,環(huán)境污染已從城市迅速向農(nóng)村蔓延。我縣是農(nóng)業(yè)縣,素有“珍珠之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。但與此同時(shí),農(nóng)業(yè)方面的污染也比較嚴(yán)重,特別是由農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的農(nóng)村污水污染,顯得格外突出。農(nóng)村水污染造成的環(huán)境污染以不再局限于對(duì)農(nóng)村水資源的危害。它還會(huì)污染土壤,對(duì)農(nóng)作物的生長和農(nóng)產(chǎn)品的安全,造成嚴(yán)重的危害。
要做好農(nóng)村污水的管控,首先就必須搞清污水的來源,從源頭抓起。農(nóng)村污水的主要來源有:居民的生活污水,養(yǎng)殖污水(養(yǎng)殖有畜禽養(yǎng)殖和漁業(yè)養(yǎng)殖),過度使用肥料產(chǎn)生的污水,有殘留農(nóng)藥和超標(biāo)農(nóng)藥產(chǎn)生的污水。為避免這些農(nóng)村污水污染,給人們的生產(chǎn)生活帶來更大的隱患,就必須重視這些污水源的處理、加強(qiáng)農(nóng)村地區(qū)的污水收集排放和處理的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、減少農(nóng)村污水的直接排放。這也是當(dāng)前建設(shè)新農(nóng)村中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
二、農(nóng)村污水處理技術(shù)及其具體應(yīng)用
就農(nóng)村污水處理方面而言,我國起步較晚,但近年來,隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng),特別在推進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展后,逐漸認(rèn)識(shí)到農(nóng)村污水處理問題的嚴(yán)重性,并逐步開始研發(fā)和使用一些實(shí)用、環(huán)保、成本低廉的污水處理技術(shù)。常用的農(nóng)村污水處理技術(shù)主要有以下幾種:
1.1厭氧沼氣池處理技術(shù)及其應(yīng)用
在我國農(nóng)村污水處理的實(shí)際運(yùn)用中,最普遍、節(jié)約、環(huán)保的污水處理方式就是厭氧沼氣池。厭氧沼氣池的污水處理機(jī)制大體如下所述:污水中的大部分有機(jī)物經(jīng)過厭氧池發(fā)酵之后,污水中的大部分有機(jī)物會(huì)被分解為沼氣(即氣體甲烷)和無機(jī)物,以達(dá)到凈化的目的,處理過的污水可用來澆灌農(nóng)作物,產(chǎn)生的沼氣可用來沐浴、照明和家用炊能源。在沼氣池上方建設(shè)豬圈牛圈等,還可為家畜提供熱源。且農(nóng)村中有大量可用來制作沼氣的原材料,如農(nóng)作物殘料和人畜糞便等。將這些誒材料全用于制作沼氣的原材料,還可減少處理這些廢棄物的煩惱。農(nóng)作物殘料經(jīng)過厭氧沼氣池發(fā)酵后,其能量利用率比直接燃燒要高出四至五倍,而沼液、沼渣還可以用來做飼料,也可以提高其營養(yǎng)物質(zhì)和能量的利用率,再者,經(jīng)過處理的糞便還可以用做土地肥料,因其中所含有的無機(jī)物并未流失。沼氣池建設(shè)成本低廉,一個(gè)普通家用型的沼氣池,建造成本約為1000元上下,后續(xù)無需支出資金,但后續(xù)收益卻是可觀的,可代替照明、家用炊能源、供熱等,且排放出的水水質(zhì)更佳。
1.2穩(wěn)定塘處理技術(shù)及其應(yīng)用
穩(wěn)定塘污水處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):(1)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)較低,系統(tǒng)耗能極低;(2)可充分利用地形資源,減少資金投入;(3)實(shí)現(xiàn)生態(tài)循環(huán),無需處理泥污;(4)可將污水資源化,減少浪費(fèi)。但也存在一些缺點(diǎn),如,污水處理效果受天氣影響較大,池塘有機(jī)負(fù)荷較低,穩(wěn)定塘占地面積較大等。但隨著相關(guān)研究的不斷加深,也研發(fā)和發(fā)展了很多種穩(wěn)定塘組合,并進(jìn)一步完善了穩(wěn)定塘的處理效果,如藻類池塘、水生植物池塘、多級(jí)串聯(lián)塘和搞基綜合塘系統(tǒng)等。在我國一些嚴(yán)重缺水的地區(qū),穩(wěn)定塘是實(shí)現(xiàn)污水資源化有效利用的切實(shí)可行的方法,近年來逐漸成為我國著力推廣的污水處理技術(shù)之一。
1.3土壤滲濾處理系統(tǒng)及其應(yīng)用
土壤滲濾處理系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)不影響地面構(gòu)造,即景觀;(2)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及運(yùn)行管理費(fèi)用低廉;(3)去除N、P等營養(yǎng)物質(zhì)的能力很強(qiáng);(4)處理出的水質(zhì)較好,可用于回收利用或直接利用等。該系統(tǒng)是利用自然生態(tài)系統(tǒng)的凈化功能,直接將污水有控制地澆灌到土壤層中,依靠土壤、植物的生物、化學(xué)、物理的吸附、固定、對(duì)污水中N、P等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收等作用,對(duì)污水進(jìn)行凈化處理。將污水中復(fù)雜的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭衫玫暮唵斡袡C(jī)物和無機(jī)物,化有害為無害,避免了食物鏈和地下水資源的污染,同時(shí)還將污水再利用。
二、農(nóng)村污水處理對(duì)策分析
2.1農(nóng)村污水處理的不足之處
針對(duì)目前農(nóng)村的污水污染問題,需要社會(huì)各界人士及國家方面的關(guān)注和高度配合,要注意以下可能出現(xiàn)的問題:
2.1.1盲目套用城市污水處理模式;
城市污水處理系統(tǒng)處理的污水量較大,因此規(guī)模也很大,造價(jià)自然不會(huì)低,且管理程序復(fù)雜。再者,城市人口較農(nóng)村人口集中數(shù)十倍,甚至數(shù)百倍,城市污水處理系統(tǒng)所需承載的工作量是農(nóng)村污水處理系統(tǒng)無法比擬的,因此兩者存在本質(zhì)上的區(qū)別。農(nóng)村污水處理系統(tǒng)傾向于造價(jià)低、管理方便快捷、適用于小農(nóng)小戶的類型。若盲目地將城市污水處理系統(tǒng)用在農(nóng)村污水處理之上,可能會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)資金和物資,且還達(dá)不到預(yù)想效果的后果,更加不利于農(nóng)村的污水處理事業(yè)的發(fā)展。
2.1.2選取不適合地區(qū)的污水處理模式
各個(gè)地區(qū)都擁有各自不同的自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境,各個(gè)村落的污染情況不盡相同,適合的污水處理模式也不一定相同,因此選取正確的污水處理模式是必要的,否則會(huì)達(dá)不到污水處理的目的。
2.2對(duì)農(nóng)村污水處理的對(duì)策
2.2.1增加對(duì)污水處理技術(shù)的資金和管理模式的介紹與評(píng)價(jià);
在面對(duì)農(nóng)村污水處理的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí),首先,技術(shù)工作者要加強(qiáng)對(duì)污水處理器材的資金預(yù)測(cè),并盡量降低,以符合農(nóng)民的承受能力。其次,也要加大對(duì)管理模式的教授,使農(nóng)民真正懂得如何管理污水處理裝置,這樣才能增加農(nóng)民對(duì)污水處理系統(tǒng)的熟悉程度,最大限度的發(fā)揮污水處理系統(tǒng)的作用。
2.2.2增加對(duì)不足技術(shù)的分析總結(jié),不斷總結(jié)歸納經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),以求研究出更適合農(nóng)村污水處理的技術(shù);
污水處理技術(shù)的推廣,是由污水處理技術(shù)是否符合人們的需求決定的。只有一次性投入低、能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、可長期使用、實(shí)用性較高的污水處理技術(shù)才能獲得推廣,由此可知,研發(fā)出先進(jìn)科學(xué)的、低成本的污水處理技術(shù)更適合農(nóng)村發(fā)展。
2.2.3國家財(cái)政可加大對(duì)農(nóng)村污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的輔助力度;
要想治理農(nóng)村污水污染問題,國家財(cái)政和政策的大力支持是不可或缺的重要因素。農(nóng)村資金力量較薄弱,很多無法承受較高的污水處理基礎(chǔ)設(shè)施置辦金額。此時(shí),要是有國家政策的積極引導(dǎo)和國家財(cái)政的大力支持,那么農(nóng)村污水處理事業(yè)就事半功倍。再者也可以在某種程度上增加政府在人們心中的地位,真正樹立為人民服務(wù)的形象。
然而,農(nóng)村污水治理不是一朝一夕就能完成的事業(yè),需要長時(shí)間的觀察處理,還需要不斷的研究和發(fā)展,不可急于一時(shí)。還需要更進(jìn)一步的探索和宣傳,將環(huán)保意識(shí)深深植入農(nóng)民心中和生產(chǎn)生活中,從發(fā)根本上解決農(nóng)村污水問題。
摘要:針對(duì)農(nóng)村生活污水已經(jīng)成為影響中國農(nóng)村水環(huán)境質(zhì)量主要因素之一的現(xiàn)狀,從適合中國農(nóng)村生活污水分散式處理的思維人手,介紹了我國現(xiàn)今主要的分散式生活污水處理技術(shù)的原理、特點(diǎn)、不足及其應(yīng)用現(xiàn)狀。
關(guān)鍵詞:農(nóng)村生活污水 處理技術(shù) 問題
1、農(nóng)村生活污水處理的現(xiàn)狀不容樂觀
隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,農(nóng)村生活污水排放量增大,使農(nóng)村地區(qū)環(huán)境狀況日益惡化,農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量明顯下降,直接威脅著廣大農(nóng)民群眾的生存環(huán)境與身體健康,制約了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展,農(nóng)村環(huán)境狀況令人擔(dān)憂。我國有96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng),生產(chǎn)生活污水隨意排放。89%的村莊將垃圾堆放在房前屋后、坑邊路旁甚至水源地、泄洪道、村內(nèi)外池塘, 無人負(fù)責(zé)垃圾收集與處理。目前全國農(nóng)村每年有超過 2500 萬噸的生活污水直接排放,造成河流、水塘污染,影響村民居住環(huán)境,嚴(yán)重威脅農(nóng)民的身體健康。農(nóng)村污水處理的特征首先是處理率低,其次是間歇排放,排量少且分散,第三是氮磷濃度高及含有大量的營養(yǎng)鹽、細(xì)菌、病毒等,這些都給農(nóng)村污水的收集和處理帶來了一定的難度。
2、農(nóng)村生活污水處理常用工藝介紹
2.1 好氧生物處理工藝
適用于小量污水處理的好氧生物處理工藝主要有生物接觸氧化、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、序批式反應(yīng)器(SBR)等。我國農(nóng)村生活污水處理應(yīng)用較多的好氧生物處理工藝是生物接觸氧化法。生物接觸氧化法是在生物濾池的基礎(chǔ)上,通過接觸曝氣形勢(shì)改良而演變出的一種生物膜處理技術(shù)。生物接觸氧化技術(shù)是介于活性污泥法和生物膜法之間的處理技術(shù)。在填料表面上培養(yǎng)微生物,形成生物膜,并采用與曝氣池相同的方法向微生物供氧,污水流過時(shí)與填料上的生物膜接觸,通過微生物的新陳代謝作用降解污水中的污染物從而達(dá)到凈化的目的。生物接觸氧化工藝占地面積小、處理負(fù)荷高、污泥產(chǎn)量少、抗沖擊能力強(qiáng)、維護(hù)管理簡便。生物接觸氧化工藝對(duì)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,在間歇運(yùn)行條件下仍能保持良好的處理效果,對(duì)于水量不均勻的農(nóng)村生活污水處理更具有實(shí)際意義。然而對(duì)于農(nóng)村生活污水來說生物接觸氧化工藝的投資和運(yùn)行費(fèi)用偏高,所以此工藝適合于我國南方及東部城市化速度快、比較富裕的農(nóng)村推廣應(yīng)用。
2.2 人工濕地和穩(wěn)定塘系統(tǒng)
2.2.1 人工濕地工藝
人工濕地污水處理工藝是 20 世紀(jì)七八十年展起來的一種污水生態(tài)處理技術(shù)。由于它能有效地處理多種多樣的廢水,如生活污水、工業(yè)廢水、垃圾滲濾液、地面徑流雨水等,且能高效地去除有機(jī)污染物,氮、磷等營養(yǎng)物,重金屬,鹽類和病原微生物等多種污染物。具有出水水質(zhì)好,氮、磷去除率高,運(yùn)行維護(hù)管理方便,投資及運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn),近年來獲得迅速的發(fā)展和推廣應(yīng)用。人工濕地是模擬自然濕地的人工生態(tài)系統(tǒng),它是一種由人工建造和監(jiān)督控制的、類似沼澤地的地面,并且人為地將石砂、土壤、煤渣等一種或幾種介質(zhì)按一定比例構(gòu)成基質(zhì),并有選擇性地植入植物的污水處理生態(tài)系統(tǒng)。通過人工濕地系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化作用。目前用于農(nóng)村生活污水處理的人工濕地主要形式有,表面流和潛流形人工濕地。這兩種濕地運(yùn)行費(fèi)用低下,建造、運(yùn)行和維護(hù)簡單;建造、運(yùn)行和維護(hù)簡單,同時(shí)具有水力負(fù)荷與污染負(fù)荷較大的特點(diǎn),對(duì) BOD、COD、SS及重金屬的處理效果較好,衛(wèi)生條件好,少有惡臭和滋生蚊蠅的現(xiàn)象。由于人工濕地工藝受季節(jié)變化影響較大,氣溫的降低會(huì)影響人工濕地的正常運(yùn)行,低溫對(duì)有機(jī)物和氨氮的去除影響是比較明顯的,特別是對(duì)氨氮的去除,因此人工濕地適用于我國南方平均氣溫較高的農(nóng)村處理生活污水,而對(duì)于北方寒冷地區(qū)的農(nóng)村來說則不太適合。
2.2.2 穩(wěn)定塘系統(tǒng)
穩(wěn)定塘是經(jīng)過人工適當(dāng)修整的土地,設(shè)圍堤和防滲層的污水池塘,主要依靠自然生物凈化功能使污水得到凈化的一種污水處理技術(shù)。穩(wěn)定塘的污水凈化過程類似與天然水體的自凈過程,主要通過在污水中存活的微生物的代謝活動(dòng)和塘內(nèi)水生植物及多種生物的共同作用,使有機(jī)污染物得到降解。根據(jù)塘內(nèi)溶解氧含量及微生物特性,穩(wěn)定塘工藝可分為:好氧塘、兼性塘和厭氧塘。穩(wěn)定塘對(duì)于農(nóng)村生活污水處理來說具有明顯的優(yōu)點(diǎn):可以充分利用地形,工程簡單而且施工周期短、易于施工,投資??;能夠?qū)崿F(xiàn)污水資源化,使污水處理與利用相結(jié)合,塘內(nèi)可種植經(jīng)濟(jì)植物也可放養(yǎng)水生動(dòng)物,如蝦、魚、水禽等,而形成綜合處理塘;污水處理能耗少,維護(hù)方便,成本低。穩(wěn)定塘也有其固有的缺點(diǎn)如:占地面積大;污水處理效果受季節(jié)、氣溫、光照等自然因素影響較大且處理效果不夠穩(wěn)定;易于散發(fā)臭氣、滋生蚊蠅。今年來隨著研究的深入,開發(fā)出了高效藻類塘和組合塘工藝,在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的不足之處。
3、我國農(nóng)村生活污水處理對(duì)策探討
3.1 加強(qiáng)規(guī)劃
在推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)過程中,應(yīng)加強(qiáng)綜合規(guī)劃和專業(yè)規(guī)劃的制定,根據(jù)規(guī)劃來系統(tǒng)地開展污水治理工作,避免廢棄工程。
3.2 運(yùn)行費(fèi)用
市、區(qū)財(cái)政應(yīng)對(duì)污水處理工程運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)貼。調(diào)查結(jié)果顯示,目前村委會(huì)和村民對(duì)污水處理費(fèi)雖有一定的承受能力,但都不愿意承擔(dān),多數(shù)區(qū)縣運(yùn)行費(fèi)用來源不清,另一方面由于目前國家對(duì)于農(nóng)村排污既沒有排污收費(fèi)政策,也沒有污水處理補(bǔ)償政策,要求村民承擔(dān)污水處理費(fèi)不合理,也不現(xiàn)實(shí),急需市、區(qū)相關(guān)部門出臺(tái)政策,以保證設(shè)施的長期運(yùn)行,并建議市、區(qū)財(cái)政給予相應(yīng)補(bǔ)貼,村民或村委會(huì)可以負(fù)擔(dān)部分污水處理費(fèi)用,以提高村民的責(zé)任感,市、區(qū)根據(jù)污水處理站運(yùn)行情況,出臺(tái)獎(jiǎng)勵(lì)政策,作為對(duì)村民的補(bǔ)償。
3.3 完善管理
在推進(jìn)新農(nóng)村污水治理的過程中,要建管并重,注重管理,建立行之有效的運(yùn)行管理機(jī)制,保證新農(nóng)村污水治理工程的長期穩(wěn)定運(yùn)行。
4、結(jié)論與建議
目前農(nóng)村生活污水任意排放,造成流域等水體污染,同時(shí)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展趕不上城鎮(zhèn),地區(qū)特點(diǎn)突出等,因此新農(nóng)村污水處理系統(tǒng)建設(shè)迫切需要經(jīng)濟(jì)、高效、自動(dòng)化高的一體化處理系統(tǒng),以適應(yīng)我區(qū)農(nóng)村污水的多樣性等。在選擇工藝時(shí),要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,如水質(zhì)、水溫、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素,綜合考慮確定具體工藝。
參考文獻(xiàn):
[1]李松濤.鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)是農(nóng)村水污染最大來源.中國青年報(bào),2006,9,14.
關(guān)鍵詞:處理現(xiàn)狀;工藝;農(nóng)村生活污水
中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
前言
長期以來,對(duì)農(nóng)村生活污染重視不足,缺乏有效的農(nóng)村生活污水治理技術(shù)和管理手段,導(dǎo)致大量未經(jīng)處理的農(nóng)村生活污水的隨意排放,已造成大范圍水體受到污染,使水污染形勢(shì)日益嚴(yán)重,廣大農(nóng)村的水環(huán)境污染問題日顯突出。全國90%以上的村莊沒有污水收集和處理系統(tǒng),大部分生活污水未經(jīng)任何處理任意向環(huán)境排放,造成周邊地表水、地下水的嚴(yán)重污染。
1 我國農(nóng)村生活污水特點(diǎn)
我國農(nóng)村地區(qū)相對(duì)居住人口較少,分布廣而且分散,生活污水水質(zhì)水量波動(dòng)性大,排水管網(wǎng)很不健全;村鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)力量薄弱;缺乏污水處理專業(yè)人員[1]。我國在農(nóng)村生活污水處理技術(shù)方面的研究,主要針對(duì)這些現(xiàn)狀特點(diǎn),選擇的處理工藝應(yīng)滿足抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、宜就近單獨(dú)處理、建設(shè)費(fèi)用低、運(yùn)行費(fèi)用低、操作管理簡單等要求[2]。
與城市生活污水相比較,農(nóng)村生活污水具有自身特色:分散性;無統(tǒng)一污水收集管網(wǎng);以家庭生活污水為主。
2 幾種農(nóng)村生活污水處理工藝的比較
農(nóng)村生活污水處理技術(shù)多種多樣,在實(shí)際應(yīng)用較多的主要有:厭氧處理系統(tǒng)、土地處理系統(tǒng)、人工濕地處理系統(tǒng)、穩(wěn)定塘及小型一體化設(shè)備處理系統(tǒng)等。
2.1 厭氧沼氣處理系統(tǒng)
生活污水厭氧沼氣池是采用厭氧發(fā)酵技術(shù)和兼性生物過濾技術(shù)相結(jié)合的方法,在厭氧條件下將生活污水中的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和水,達(dá)到凈化處理生活污水的目的,并實(shí)現(xiàn)資源化利用。沼氣池作為污水資源化單元,其副產(chǎn)品沼渣和沼液是含有多種營養(yǎng)成分的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥,如果直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,可回用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,或后接污水處理單元進(jìn)一步處理。
該技術(shù)適用于單戶或聯(lián)戶的分散處理,如果有畜禽養(yǎng)殖、蔬菜種植和果林種植等產(chǎn)業(yè),可形成適合不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的沼氣利用模式。
2.2 人工濕地
對(duì)于居住分散的農(nóng)村地區(qū),若進(jìn)行污水集中處理,不僅鋪設(shè)管網(wǎng)難度大,而且處理費(fèi)用高,不適合經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)較低的農(nóng)村地區(qū)。因此,可采用小型人工濕地處理工藝進(jìn)行農(nóng)村生活污水的處理。該工藝可就地處理分散型生活污水,有較強(qiáng)的適應(yīng)性,投資少,運(yùn)行費(fèi)用低,無需專人管理,處理效果受氣候影響小,且衛(wèi)生條件好,無惡臭。
人工濕地主要通過內(nèi)設(shè)填料和植物的共同作用來完成對(duì)污水的凈化過程。根據(jù)水流方式的不同,人工濕地可分為表面流濕地、潛流濕地和垂直流濕地3種。濕地的面積、填料的選擇和植物的生長情況直接影響人工濕地的處理效率。
植物的選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)和進(jìn)出水水質(zhì)等因素確定,使植物在不同季節(jié)交替生長,保證濕地系統(tǒng)的常年正常運(yùn)行。常用作人工濕地系統(tǒng)的植物有水葫蘆、水芹菜、睡蓮、荷花、馬蹄蓮、美人蕉、香蒲、燈心草、菖蒲等。如圖1所示。
圖1 人工濕地原理圖
2.3 穩(wěn)定塘
穩(wěn)定塘是經(jīng)過人工修整,設(shè)有圍堤和防滲層的池塘,通過塘內(nèi)水生生態(tài)系統(tǒng)的自然生物凈化功能使污水得到凈化。為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益或環(huán)境效益,塘內(nèi)可種植經(jīng)濟(jì)植物或觀賞性水生植物,可美化環(huán)境,但必須及時(shí)打撈衰敗植物;也可放養(yǎng)水生生物,產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。穩(wěn)定塘對(duì)COD、總氮、總磷的去除率分別在60%、30%、20%~30%。系統(tǒng)維護(hù)簡單,運(yùn)行費(fèi)用低。穩(wěn)定塘易孳生蚊蠅,應(yīng)盡量遠(yuǎn)離居民點(diǎn)。需定期清掏底泥并處理,做好塘底和四壁的防滲。其處理效果受氣溫變化影響較大,在北方寒冷地區(qū)不宜采用。
2.4 小型一體化污水處理裝置
農(nóng)村生活污水小型一體化污水處理裝置一般為一體化地埋式設(shè)備,包括地埋箱體、污水提升泵、污泥回流泵、生化處理成套設(shè)備(可采用SBR、MBR、CASS 等工藝)、供氧風(fēng)機(jī)以及自控裝置。小型一體化污水處理裝置具有占地面積小,抗沖擊能力強(qiáng),維護(hù)管理方便,模塊化設(shè)計(jì),運(yùn)行方式靈活等優(yōu)點(diǎn),并可實(shí)現(xiàn)全面自控,基本實(shí)現(xiàn)無人管理狀態(tài)下的自動(dòng)運(yùn)行。
目前小型一體化污水處理裝置采用的工藝多種多樣,但其建設(shè)噸水投資較高,不適宜在經(jīng)濟(jì)水平較低的地區(qū)使用。
3 結(jié)語
農(nóng)村水污染問題伴隨著各湖泊的污染的日益嚴(yán)重才逐漸被重視。在對(duì)農(nóng)村生活污水進(jìn)行處理時(shí),各地區(qū)因地制宜,酌情選擇,依據(jù)農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)力量,選擇高效率、低能耗、低成本的工藝。據(jù)資料,廣州周邊農(nóng)污治理項(xiàng)目業(yè)已大規(guī)模開展,主要采取厭氧+人工濕地的處理方式,目前在實(shí)施方面取得了較好的進(jìn)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 蔣克彬, 彭松, 張小海,等.農(nóng)村生活污水分散式處理技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.
關(guān)鍵詞:人工濕地;農(nóng)村污水;環(huán)境污染;生態(tài)處理
Abstract: in order to coordinate the construction of the new socialist countryside, to strengthen rural water environment regulation, change the rural sewage disorder to discharge the current situation, to improve farmers' living environment and health level, all levels of the government vigorously promote rural sewage treatment work, artificial wetland ecological wastewater treatment technology is one of the important measures. Based on an engineering example to simple analysis of rural sewage ecological treatment process.
Keywords: artificial wetland; Rural sewage; Environmental pollution; Ecological treatment
中圖分類號(hào): X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-2104(2013)
前言
本實(shí)例工程位于廣州市蘿崗區(qū),工程性質(zhì)屬于雨污分流改造工程,即對(duì)農(nóng)村排水系統(tǒng)進(jìn)行改造,改變污水亂排亂放污染河涌水體環(huán)境的情況,達(dá)到農(nóng)村污水雨污分流以及保護(hù)環(huán)境的目的。由于該工程位置距離周邊的市政污水系統(tǒng)比較遠(yuǎn),污水收集后排往市政污水系統(tǒng)造價(jià)較高且實(shí)施難度較大(污水管道埋深較大,需采用頂管方式施工),故考慮采用人工濕地污水生態(tài)處理工藝對(duì)污水進(jìn)行就地處理,處理后達(dá)標(biāo)水質(zhì)就近排入河涌。
農(nóng)村現(xiàn)狀排水特點(diǎn)分析
農(nóng)村現(xiàn)狀排水體制基本上為合流制,一般都是采用明溝排水,一到晴天排水溝就會(huì)惡臭難聞;一到下雨天,某些排水能力不足的溝渠就會(huì)污水橫流,環(huán)境污染嚴(yán)重。
不少農(nóng)村在新建房屋和舊房衛(wèi)生設(shè)施改造中,雖然建有蓄糞池,但卻沒有排放設(shè)施,造成蚊蠅滋生,污水四溢,臭氣逸散,導(dǎo)致周邊環(huán)境惡化。
農(nóng)村周邊河涌往往兼任著灌溉渠功能,隨著農(nóng)村污水排入河涌污染水體的日漸嚴(yán)重,也逐步對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉水造成了嚴(yán)重的污染。
靠近水源保護(hù)區(qū)的部分農(nóng)村污水沒有得到有效的處理,其污水直接排入水源地成為水源水的污染源之一。
很多農(nóng)村生活污水就近排入村內(nèi)水塘,導(dǎo)致水塘富營養(yǎng)化嚴(yán)重,散發(fā)惡臭,對(duì)周邊環(huán)境污染嚴(yán)重。
農(nóng)村生活污水一般包括洗滌、洗漱和廚房廢水以及人、畜、家禽糞尿和禽畜養(yǎng)殖廢水。相對(duì)與城鎮(zhèn)生活污水而言,農(nóng)村生活污水具有分布散、污染物成分簡單、易處理、水量變化大等特點(diǎn)。
污水量及水質(zhì)
1、污水量
根據(jù)相關(guān)資料得知工程區(qū)域內(nèi)綜合生活用水量指標(biāo)為150L/cap?d,生活污水量為總用水量的80%。設(shè)計(jì)范圍內(nèi)人口數(shù)約為2000人,污水地下水的滲入系數(shù)取10% 。由此可算得污水量Q=264m3/天。
2、污水水質(zhì)
農(nóng)村生活污水含有機(jī)物質(zhì)、氮磷營養(yǎng)物質(zhì)、懸浮物及病菌等污染成分,各污染物的濃度分別為:
CODcr=200mg/L,BOD5=120mg/L,NH3-N=25mg/L,SS=150mg/L,TP=2.5mg/L
污水處理工藝
1、工藝選擇
根據(jù)村莊所在區(qū)位、人口規(guī)模、集聚程度、地形地貌、排水特點(diǎn)以及排放要求、經(jīng)濟(jì)承受能力等具體條件,因地制宜地來選擇處理工藝,并充分利用地形地勢(shì)、可利用的水塘及廢棄洼地,盡量采用生物、生態(tài)組合處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)污染物的生態(tài)降解和氮、磷的生態(tài)去除,以降低污水處理能耗,節(jié)約建設(shè)、運(yùn)行成本。本工程選擇的處理工藝為:
厭氧水解+人工濕地處理工藝
2、處理流程
農(nóng)村生活污水的處理流程一般先采用物理方法去除呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì),然后再利用生物或生態(tài)方法依次去除懸浮固體、膠體物質(zhì)及溶解性物質(zhì)。污水處理流程可分為三個(gè)階段:
第一階段主要是去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物(SS),常用沉淀、過濾等物理,配套的處理設(shè)施有沉砂池、格柵等。經(jīng)過本階段處理后的污水,BOD能去除30%左右,但對(duì)溶解性污染物質(zhì)去除效果不明顯。
第二階段主要是降解和去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)性污染物質(zhì)(BOD和COD物質(zhì)為主),常用厭氧水解、接觸氧化等生物處理方法。
第三階段主要是進(jìn)一步去除第二階段所未能有效去除的污染物質(zhì),其中包括氮、磷等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的物質(zhì)等。常用的方法有人工濕地、穩(wěn)定塘等生態(tài)處理方法,起到強(qiáng)化去除污染物的作用。
本工程工藝處理流程見下圖:
3、處理單元
(1)格柵池
去除污水中體積較大的固體雜物,保護(hù)下游設(shè)備,柵距20mm。
(2)提升泵坑
由于進(jìn)水管水位比較低,故需使用提升泵把污水提升進(jìn)入?yún)捬醭亍?/p>
(3)厭氧池
厭氧池是利用厭氧微生物的水解和產(chǎn)酸作用,將污水中的固體、大分子和不易生物降解的有機(jī)物降解為易于生物降解的小分子有機(jī)物,使污水在后續(xù)的處理單元以較少的能耗和較短的停留時(shí)間下得到處理。
厭氧池工藝參數(shù)為:
有效水深:2.85米
水力停留時(shí)間:不小于6小時(shí)
清理方式:定期人工清掏以保持工藝正常運(yùn)行,清掏周期一年一次
(4)人工濕地
A.基本原理
人工濕地是一種通過人工設(shè)計(jì)、改造而成的生態(tài)型污水處理系統(tǒng),主要由基質(zhì)、水生植物和微生物三部分組成。人工濕地對(duì)污水的處理綜合了物理、化學(xué)和生物的三種作用,濕地系統(tǒng)成熟后,填料表面和植物根系將由于大量微生物的生長而形成生物膜,廢水流經(jīng)生物膜時(shí),大量的懸浮物被填料和植物根系阻擋截留,有機(jī)污染物則通過生物膜的吸收、同化及異化作用而被去除。濕地系統(tǒng)中因植物根系對(duì)氧的傳遞釋放,使其周圍依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài),保證了廢水中的氮、磷不僅能被植物和微生物作為營養(yǎng)充分而直接吸收,而且還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對(duì)磷的過量積累作用將其從廢水中去除。
B.人工濕地的分類
根據(jù)布水方式的不同或水在系統(tǒng)中流動(dòng)方式的不同分為以下三種類型:
①表面流人工濕地
②水平潛流人工濕地
③垂直潛流人工濕地
本工程選用的是水平潛流人工濕地。
C.功能
人工濕地具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn),不僅可以有效而經(jīng)濟(jì)的凈化水質(zhì),充分降解污水中的有機(jī)污染物和氮、磷,而且植物能兼容綠化建設(shè),改善生態(tài)環(huán)境。
D.結(jié)構(gòu)
人工濕地由池體、填料、植物、布水管、集水管和防滲系統(tǒng)等組成。池體一般采用磚混結(jié)構(gòu),填料采用不同粒徑的碎石,防滲系統(tǒng)宜采用防滲膜。
本工程濕地采用一級(jí)人工濕地、二級(jí)人工濕地處理工藝,人工濕地規(guī)模為880m3,深度為1.2m。濕地填料分五層:分別選用碎石、卵石、粗沙、中沙、種植土,粒徑30~50mm。
E.常用植物
濕地床種植多種植物:再力花、菖蒲、香根草、風(fēng)車草、鳶尾、梭魚草、鳳眼蓮、荷花、千屈菜、水蠟燭、紙沙草、美人蕉、花葉蘆竹等。本工程選用再力花、香根草、美人蕉、花葉蘆竹四種植物。
濕地植物對(duì)污染物的吸收、吸附及其根際效應(yīng)是實(shí)現(xiàn)污水處理的重要途徑,應(yīng)在植物生長旺季及時(shí)收割,在春季、秋季進(jìn)行換茬,以確保處理效果,冬季要及時(shí)清理枯萎植物。殘?bào)w應(yīng)及時(shí)運(yùn)走或作相應(yīng)合理處理。動(dòng)植物油類、懸浮物等的積累是影響人工濕地系統(tǒng)正常運(yùn)行的主要威脅之一,因此應(yīng)對(duì)濕地進(jìn)水口及其表面的雜質(zhì)進(jìn)行清理,防止二次污染。
4、處理效果
經(jīng)過人工濕地生態(tài)處理后出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求,設(shè)計(jì)出水水質(zhì)如下:
CODcr≤100mg/L,BOD5≤30mg/L,NH3-N≤15mg/L,SS≤30mg/L,TP≤1.5mg/L
結(jié)論
本工程在農(nóng)村排水改造中結(jié)合工程實(shí)際因地制宜地選用人工濕地生態(tài)處理工藝對(duì)污水進(jìn)行處理,在出水水質(zhì)滿足要求的前提下既可以降低工程造價(jià),又可以達(dá)到改善農(nóng)村生活環(huán)境的目的。
參考文獻(xiàn):
[1] 《廣州市農(nóng)村生活污水處理適用技術(shù)指引》(修訂版) 廣州市污水治理工程管理辦公室、廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院,2010.10
關(guān)鍵詞:無動(dòng)力生態(tài)系統(tǒng);厭氧生物技術(shù);處理機(jī)理;工藝流程
中圖分類號(hào):X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):16749944(2013)10015903
1引言
四川省遂寧市船山區(qū)旗山村,西鄰古老而歷史悠久的觀音故里靈泉寺,東鄰河?xùn)|新區(qū),緊鄰涪江支流聯(lián)盟河,是一個(gè)典型的城鄉(xiāng)結(jié)合部,國道318線穿村而過,山清水秀,景色宜人,歷史悠久,綠蔭成林。自2004年以來,永興鎮(zhèn)緊緊抓住遂寧城區(qū)東擴(kuò)、河?xùn)|新區(qū)開發(fā)建設(shè)的機(jī)遇,充分發(fā)揮交通便利、離城近的優(yōu)勢(shì),以依托城市、服務(wù)市民為指導(dǎo),在沿G318線一帶打造休閑觀光旅游業(yè),先后引進(jìn)麒山農(nóng)業(yè)、麒山鐘秀、好越多園藝、蒲園生態(tài)、草木之間、三棵樹等,走上了發(fā)展觀光休閑旅游業(yè)的興村之路。要建設(shè)新農(nóng)村就要將農(nóng)村污水處理技術(shù)提高和發(fā)展,旗山村污水處理工藝的形成是建設(shè)新農(nóng)村的必然和需要。
2農(nóng)業(yè)污水概述
2.1農(nóng)村污水來源
農(nóng)村污水是指人們?nèi)粘I钪挟a(chǎn)生的各種污水,如各種洗滌污水、廚房廢水和人畜糞便等,是農(nóng)村水體污染的主要污染源。由于農(nóng)村地區(qū)生活污水處理系統(tǒng)建設(shè)普遍比較落后,大部分生活污水都直接進(jìn)入河流、湖泊和水庫中,對(duì)水體造成了嚴(yán)重的污染。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前有96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng),生產(chǎn)、生活污水隨意排放。農(nóng)村污水除處理率低這一顯著特點(diǎn)外,間歇排放,排量少且分散,是農(nóng)村污水的又一典型特征。此外,農(nóng)村污水氮磷濃度高且含有大量的營養(yǎng)物、細(xì)菌、病毒等。
2.2農(nóng)業(yè)污水的組成和種類
2.2.1農(nóng)田徑流水
農(nóng)田徑流是雨水或灌溉水流過農(nóng)田表面后排出的水流,是農(nóng)田廢水的主要來源。農(nóng)田徑流水中主要含有N、P、農(nóng)藥等污染物,施用于農(nóng)田而未被植物吸收利用或未被微生物和土壤固定的氮肥,是農(nóng)田徑流中N的主要來源。農(nóng)田徑流中的N還來自土壤的有機(jī)物、植物殘?bào)w和施用于農(nóng)田的廄肥等。農(nóng)田徑流中農(nóng)藥的含量一般不高,流失量約為施藥量的5%左右。農(nóng)田徑流水中N、P的有效攔截是減少農(nóng)業(yè)面源污染,緩解水體富營養(yǎng)化的重要途徑。
2.2.2農(nóng)村生活污水
隨著人們對(duì)農(nóng)村生活廢水檢測(cè)和處理越來越關(guān)注,農(nóng)村生活污水處理技術(shù)逐漸成熟,工藝呈現(xiàn)出多樣性。而現(xiàn)階段,我國小城鎮(zhèn)污水處理率還不到10%,農(nóng)村地區(qū)生活污水的處理率更低,絕大部分生活污水未經(jīng)處理直接排放。廢水檢測(cè)目前仍存在著認(rèn)識(shí)上的不足,導(dǎo)致農(nóng)村生活污水治理存在一個(gè)較大的難點(diǎn),即基建投資以及運(yùn)行費(fèi)用較大,農(nóng)村經(jīng)濟(jì)實(shí)力以及技術(shù)力量很難滿足常規(guī)城市生活污水處理廠的技術(shù)要求等。因此,急需要開發(fā)高效、低能耗、低成本的農(nóng)村生活污水無害化與資源化處理技術(shù),引進(jìn)適合我國國情的國外發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)與工藝,解決農(nóng)村生活污水污染問題。
2.2.3規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖廢水
畜禽業(yè)是我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,畜禽養(yǎng)殖業(yè)大力發(fā)展所帶來的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重, 不僅影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展, 而且還危及生態(tài)安全, 已成為人們普遍關(guān)注的社會(huì)問題。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的糞便和污水造成地表水、地下水、土壤和環(huán)境空氣的嚴(yán)重污染, 直接影響了人們的身體健康和正常生產(chǎn)生活。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)未經(jīng)處理的污水中含有大量污染物質(zhì), 其污染負(fù)荷很高, 這種高濃度有機(jī)廢水直接排入或隨雨水沖刷進(jìn)入江河湖庫,大量消耗水體中的溶解氧,使水體變黑發(fā)臭,嚴(yán)重者導(dǎo)致魚塘及河流喪失使用功能。養(yǎng)殖污水長時(shí)間滲入地下, 使地下水中的硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮濃度增高, 地下水溶解氧含量減少, 有毒成分增多, 導(dǎo)致水質(zhì)惡化,危及周邊生活用水水質(zhì)。高濃度污水還可導(dǎo)致土壤孔隙堵塞, 造成土壤透氣、透水性下降及板結(jié)、鹽化, 嚴(yán)重降低土壤質(zhì)量, 甚至傷害農(nóng)作物, 造成減產(chǎn)和死亡。只有通過廢水檢測(cè)和治理才能科學(xué)發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖, 才能推動(dòng)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。
2.3農(nóng)村污水對(duì)環(huán)境的影響
農(nóng)村生活污水嚴(yán)重破壞水環(huán)境,同時(shí)也影響人體健康。由于農(nóng)村衛(wèi)生設(shè)施落后,人糞尿往往直排,直接對(duì)水體造成嚴(yán)重污染;農(nóng)村習(xí)慣以散養(yǎng)方式飼養(yǎng)畜禽,畜禽糞便散落村莊,通過降雨很容易進(jìn)入水體從而產(chǎn)生污染。人畜糞便中有很多腸道傳染病菌和寄生蟲,由于農(nóng)村自來水普及程度不高,很多人以自然水體為飲用水源,如果農(nóng)村居民的生活飲用水受到人畜糞便污染,很可能會(huì)發(fā)生霍亂、傷寒、痢疾、蛔蟲病、血吸蟲病等病癥,嚴(yán)重影響人們的身體健康。
3旗山村農(nóng)業(yè)污水厭氧生物處理技術(shù)
3.1厭氧生物處理概況
厭氧生物處理利用厭氧微生物的代謝過程,在無需提供氧氣的情況下把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物和少量的細(xì)胞物質(zhì),這些無機(jī)物主要包括大量的生物氣(即沼氣)和水。沼氣的主要成分是約2/3的甲烷和1/3的二氧化碳,是一種可回收的能源。
厭氧生物處理既是一種低成本的廢水處理技術(shù),又是把廢水的處理和能源的回收利用相結(jié)合的一種技術(shù)。這種技術(shù)可以同時(shí)生產(chǎn)能源和保護(hù)環(huán)境,例如,處理過的潔凈水能被用于魚塘養(yǎng)魚、灌溉和施肥;產(chǎn)生的沼氣可作為能源;剩余污泥可以作為肥料并用于土壤改良。
3.2厭氧生物處理機(jī)理及主要設(shè)備
3.2.1厭氧生物處理機(jī)理
厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的微生物化學(xué)過程,主要依靠水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成,由此粗略地將厭氧消化過程劃分為3個(gè)連續(xù)階段,即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。
第一階段為水解酸化階段。復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物在細(xì)菌外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機(jī)物,然后滲入細(xì)胞體內(nèi),分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸、醇、醛類等。這個(gè)階段主要產(chǎn)生較高級(jí)脂肪酸。
第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的作用下,第一階段產(chǎn)生的各種有機(jī)酸被分解轉(zhuǎn)化成乙酸和H2,在降解有機(jī)酸時(shí)還形成CO2。
第三階段為產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷細(xì)菌將乙酸、乙酸鹽、CO2和H2等轉(zhuǎn)化為甲烷。
3.2.2厭氧生物處理設(shè)備
厭氧生物處理的常用設(shè)備有傳統(tǒng)消化池、單級(jí)浮動(dòng)蓋消化池、沼氣池等。在旗山村污水處理工藝是無動(dòng)力生態(tài)方法,采用的是傳統(tǒng)消化池和沼氣池。
3.3厭氧生物處理影響因素
(1) 溫度:甲烷細(xì)菌對(duì)溫度的變化十分敏感,溫度是影響厭氧生物處理的主要因素。厭氧消化,根據(jù)細(xì)菌對(duì)溫度的適應(yīng)范圍可分為3類:低溫消化(5~15℃),中溫消化(30~35℃),高溫消化(50~55℃)。旗山村農(nóng)業(yè)污水厭氧處理選擇的中溫消化,消化池和沼氣池一般都新建在地面以下,從而達(dá)到冬暖夏涼的中溫消化環(huán)境。
(2)pH值:甲烷細(xì)菌生長最適宜的pH值范圍是6.8~7.2。若pH值低于6或高于8,正常消化就遭到破壞,污水進(jìn)入?yún)捬跸到y(tǒng)前的pH值應(yīng)調(diào)節(jié)到7左右,系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)密切關(guān)注pH值的變化,并采取適當(dāng)控制措施。
(3)碳氮比:污泥中有機(jī)物的碳氮比(C/N)對(duì)消化過程也有影響。一般碳氮比為(10~20)∶1時(shí)消化效果最好。農(nóng)村沼氣池,用糞便消化時(shí)含氮量過高,必須適時(shí)投加雜草、秸稈,以及提高碳氮比,增加產(chǎn)氣量。
4旗山村農(nóng)業(yè)污水生物穩(wěn)定塘處理技術(shù)
4.1生物穩(wěn)定塘概況
穩(wěn)定塘舊稱氧化塘或生物塘,是一種利用天然凈化能力對(duì)污水進(jìn)行處理的構(gòu)筑物的總稱。其凈化過程與自然水體的自凈過程相似。通常是將土地進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯ば拚?,建成池塘,并設(shè)置圍堤和防滲層,依靠塘內(nèi)生長的微生物來處理污水。主要利用菌藻的共同作用處理廢水中的有機(jī)污染物。穩(wěn)定塘污水處理系統(tǒng)具有基建投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、維護(hù)和維修簡單、便于操作、能有效去除污水中的有機(jī)物和病原體、無需污泥處理等優(yōu)點(diǎn),在我國,特別是在缺水干旱的地區(qū),是實(shí)施污水的資源化利用的有效方法,所以穩(wěn)定塘處理污水近年來成為我國著力推廣的一項(xiàng)新技術(shù)。
4.2生物穩(wěn)定塘凈化原理
穩(wěn)定塘是一種利用天然水中存在的微生物和藻類,對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行好氧、厭氧生物處理的天然或人工池塘的總稱。凈化原理主要包括以下幾個(gè)方面。
稀釋作用:在風(fēng)力、水流與濃度差的作用下,與塘類污水混合。
沉淀與絮凝作用:水力作用降低而沉淀;微生物及其分泌物與污染物質(zhì)絮凝。
好氧微生物的代謝:主要是細(xì)菌,但隨負(fù)荷降低細(xì)菌作用降低。
厭氧微生物的代謝:能經(jīng)歷厭氧水解、產(chǎn)氫產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷的全過程。
浮游生物及藻類物質(zhì):光合作用與降解作用。
水生植物:吸收與產(chǎn)氫作用。
4.3生物穩(wěn)定塘工藝及特點(diǎn)
旗山村農(nóng)業(yè)污水處理采用的是無動(dòng)力的兼性塘。
兼性塘的深度較大,大約在1.0~2.5m。上層是好氧區(qū),藻類的光合作用和大氣復(fù)氧作用使其有較高的溶解氧,由好氧微生物起凈化作用;中層的溶解氧逐漸減少,稱兼性區(qū)(過渡區(qū)),由兼性微生物起凈化作用;下層塘水無溶解氧,稱厭氧區(qū),沉淀污泥在塘底進(jìn)行厭氧分解。水力停留時(shí)間5~30d。
5旗山村農(nóng)業(yè)污水土地處理技術(shù)
5.1土地處理技術(shù)概況
在旗山村污水處理的土地處理技術(shù)主要是污水濕地處理技術(shù),20世紀(jì)70~80年代之前,往往不敢嘗試將濕地作為主要的污水處理系統(tǒng),30年來,以砂石為介質(zhì)、有蘆葦?shù)戎参锉桓采w的人工濕地系統(tǒng)才逐漸開發(fā)利用起來。其基建費(fèi)用及能耗低,能保持較高的水力負(fù)荷,對(duì)不同類型污水具有光譜去污能力。形成良好的生態(tài)環(huán)境景觀,并有一定的經(jīng)濟(jì)效益。
5.2土地處理系統(tǒng)的凈化原理
濕地處理技術(shù)凈化機(jī)理:物理沉降,根際截留,化學(xué)沉淀,土壤及其微生物、植物的吸收與生物代謝,陽光及其植物分泌物的滅活作用等。
6旗山村農(nóng)業(yè)污水處理技術(shù)
6.1農(nóng)業(yè)污水處理工藝流程
6.2農(nóng)業(yè)污水處理工藝特點(diǎn)
(1)利用自然落差所形成的無動(dòng)力生態(tài)工藝,大大節(jié)省了動(dòng)力消耗、基建投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
(2)運(yùn)行、維護(hù)、維修簡單。
(3)BOD去除率高,脫氮除磷效果好。
(4)很好地實(shí)現(xiàn)了廢水處理和水資源回收的良性循環(huán)。
7結(jié)語
隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,農(nóng)民生活水平得到了極大的改善,農(nóng)村生活方式發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變,而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活過程中產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢水直接影響人們的生活質(zhì)量和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的速度,選擇合適的方法對(duì)其因地制宜地選擇有效的處理技術(shù),是新農(nóng)村建設(shè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。
參考文獻(xiàn):
[1] 賀延齡.廢水的厭氧生物處理[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1998.
(2)二級(jí)處理(生化處理)技術(shù)
以去除有機(jī)污染物、氮、磷以及病原微生物為主,常用方法為生物處理法、生化處理法、生態(tài)處理法。
(3)三級(jí)處理(深度處理)技術(shù)
以深度凈化為目的,進(jìn)一步去除殘余的細(xì)小懸浮物、氮、磷、有機(jī)污染物等,并進(jìn)行脫色、除臭、殺菌、消毒等處理,常用方法為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法。
三、農(nóng)業(yè)廢水處理工程技術(shù)分類的應(yīng)用
農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù)的選用必須綜合考慮當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、廢水來源及其處理后的用途。在我國,農(nóng)業(yè)廢水的來源主要包括農(nóng)村生活污水、規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)廢水和農(nóng)田徑流水等三個(gè)方面,不同的廢水來源要求采用不同的處理技術(shù)和工藝,根據(jù)再生水的具體用途,來確定廢水處理的深度或水平。在進(jìn)行農(nóng)業(yè)廢水處理工程設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中,可以依據(jù)農(nóng)業(yè)廢水處理工程技術(shù)分類列表,選擇適宜的單項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的技術(shù)集成、工藝流程設(shè)計(jì)和實(shí)施方案制定。
1、農(nóng)村生活污水
農(nóng)村生活污水是指人們?nèi)粘I钪挟a(chǎn)生的各種污水,如各種洗滌污水、廚房廢水和人畜糞便等,是農(nóng)業(yè)廢水的主要來源之一。農(nóng)村生活污水中的氮、磷、硫含量較高,且含有大量的營養(yǎng)鹽、細(xì)菌和病毒等,同時(shí)還具有間歇排放、排量少且分散的特征。因此,在進(jìn)行農(nóng)村生活污水處理技術(shù)和工藝選擇時(shí),要根據(jù)不同地區(qū)、不同經(jīng)濟(jì)水平、村莊所處區(qū)位、人口規(guī)模、聚集程度、地形地貌、排水特點(diǎn)及排放要求等情況,選擇適宜的單項(xiàng)技術(shù)和工藝方法進(jìn)行系統(tǒng)集成。常用語農(nóng)村生活污水處理的單項(xiàng)技術(shù)主要由格柵、沉淀池、氧化溝、塔式生物濾池、生物接觸氧化池、人工濕地系統(tǒng)等。
2、規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)廢水
規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廢水主要由尿液、殘余的糞便、飼料殘?jiān)蜎_洗水等組成,其中含有大量的氮、磷、懸浮物、致病菌、重金屬元素和抗生素殘留等,屬于高有機(jī)物濃度、高氮磷含量和高有害微生物數(shù)量的“三高”廢水,同時(shí)還具有強(qiáng)烈的惡臭氣味,是造成我國農(nóng)村地區(qū)水體、農(nóng)田以及生活環(huán)境污染的重要來源。因此,在進(jìn)行養(yǎng)殖場(chǎng)廢水處理工程建設(shè)時(shí),要根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)的種類、規(guī)模、養(yǎng)殖方式、再生水利用途徑、周邊自然條件等情況,選擇對(duì)“三高”污染物具有一定針對(duì)性的處理技術(shù)和工藝。如厭氧技術(shù)是畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廢水處理過程中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù),它可以有效去除廢水中大量的可溶性有機(jī)污染物,殺死病原菌。養(yǎng)殖廢水的一般處理工藝是固液分離一厭氧消化一好氧處理,主要包括格柵、固液分離機(jī)、沉砂池、調(diào)節(jié)池、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、厭氧折流板反應(yīng)器、厭氧生物轉(zhuǎn)盤、穩(wěn)定塘、土地處理系統(tǒng)等技術(shù)和工藝。養(yǎng)殖廢水處理后的出水可以用于圈舍沖洗水或者農(nóng)田安全灌溉,是緩解當(dāng)前農(nóng)村水資源緊缺的有效方法之一。
3、農(nóng)田徑流水
農(nóng)田徑流水(又叫農(nóng)田尾水)是指農(nóng)田中流出的地表徑流水,屬于農(nóng)田中的過剩水分,其來源主要有灌溉過剩水、降雨、地下水的補(bǔ)給等多種,其中含有大量氮、磷和營養(yǎng)鹽,個(gè)別灌區(qū)還含有大量的農(nóng)藥等。農(nóng)田徑流水的資源化處理和利用可以有效緩解灌區(qū)水資源浪費(fèi)和地表、地下水體污染問題。根據(jù)農(nóng)田徑流水特殊的排放方式和污染物組分,可以采用自然生物處理技術(shù)和方法,如生態(tài)攔截型溝渠、人工濕地系統(tǒng)等。
關(guān)鍵詞:城市污水廠;污水處理;工藝
中圖分類號(hào):TU11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3198(2008)02-0293-02
建設(shè)城市污水處理廠是水資源利用和水污染控制的必然趨勢(shì),是可持續(xù)發(fā)展要求的必然結(jié)果。而污水處理廠工藝的選擇,直接關(guān)系到建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用的多少、處理效果的好壞、占地面積的大小、管理上的方便與否等關(guān)鍵問題。因此,在進(jìn)行污水處理廠設(shè)計(jì)時(shí),必須做好工藝方案的比較,以確定最佳方案。
處理廠工藝是指在達(dá)到所要求的處理程度的前提下,污水處理各單元的有機(jī)組合。確定污水處理廠工藝的主要依據(jù)是所要達(dá)到的處理程度,而處理程度則主要取決于接受處理后污水的水體的自凈能力或處理后污水的出路。因此,各個(gè)地區(qū)、各個(gè)城市的具體情況不同,需求不同,選擇的工藝亦有所不同。每種處理工藝方法均有其各自的特點(diǎn)及適應(yīng)范圍,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐母鞣N不同條件和要求選擇處理形式。
1 活性污泥法
活性污泥法是水體自凈的人工強(qiáng)化,是使微生物群體在曝氣池內(nèi)呈懸浮狀,并和污水接觸而使之凈化的方法。包括標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法、STEP 曝氣法、長時(shí)間曝氣法、分段式曝氣法、限制曝氣法以及AB 法等傳統(tǒng)活性污泥法的改型和AO 法、AOO 等近年來開發(fā)高效脫氮除磷工藝。目前,活性污泥法占主導(dǎo)地位,適用于處理生活污水所占比重較大的城市污水,但隨著如AO 法、AOO 法、AB 法等新工藝的開發(fā),對(duì)于工業(yè)污水成份比較高的污水的處理效果也有了提高。
1.1 傳統(tǒng)活性污泥法
優(yōu)點(diǎn): ①不宜采用物理化學(xué)方法處理的廢水,BOD 去除率可達(dá)95 %以上。②建設(shè)投資額高,但處理的動(dòng)力費(fèi)較低。缺點(diǎn):所需停留時(shí)間長,設(shè)備龐大,基建投資大,因而要加各種構(gòu)筑物,使各種構(gòu)筑物容積增大,從而使處理廠面積增大,增加管理人員及管理難度。發(fā)展方向: ①為了廢水體系的組分、濃度均勻化,重新估價(jià)預(yù)處理,重新研究調(diào)整槽。②探討選擇活性污泥微生物系的菌種。③活性污泥法的設(shè)備中引入儀表化和擬定管理指標(biāo)。
1.2 間歇式活性污泥法
近幾年來隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)展以及城鎮(zhèn)自身的發(fā)展,下水道設(shè)施已呈現(xiàn)出大城市轉(zhuǎn)向中小城市、農(nóng)村小鎮(zhèn)的趨勢(shì),小規(guī)模污水處理設(shè)施逐步增加,農(nóng)村小城鎮(zhèn)對(duì)于改善生活環(huán)境條件的要求越來越迫切了。
小規(guī)模污水處理設(shè)施與大規(guī)模處理設(shè)施比較,它的自然條件和社會(huì)條件大不相同,因此,必須研究采用適于小規(guī)模污水處理設(shè)施,用以取代過去的大規(guī)模處理方式。小規(guī)模污水處理應(yīng)具備如下特點(diǎn): ①容易運(yùn)行管理; ②維修方便; ③建設(shè)費(fèi)用低; ④出水水質(zhì)良好。經(jīng)過國內(nèi)外一些污水處理廠(如日本千葉縣的大原町污水凈化廠等) 的多年實(shí)踐證明,間歇式活性污泥法正是一種能滿足這些條件的處理方法。間歇式活性污泥法是采用一個(gè)處理池進(jìn)行曝氣、沉淀、排出處理水,使設(shè)備簡單化、小型化,池內(nèi)流態(tài)分明,運(yùn)行管理方便,可做到無人運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)于流入污水的負(fù)荷變動(dòng),有緩沖能力,處理性能穩(wěn)定,不僅能去除有機(jī)物質(zhì)和懸浮固體而且脫氮效果好。間歇式活性污泥法具有代表性的方式,一般設(shè)2 個(gè)曝氣沉淀池,連續(xù)進(jìn)入混合污水,各自錯(cuò)開半個(gè)周期進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)行一個(gè)周期為6h,周而復(fù)始,反復(fù)進(jìn)行。
1.3 AB 工藝法
AB 工藝法也稱為吸附生物降解法,是20世紀(jì)70年代中期首先在德國興起的,是傳統(tǒng)活性污泥法的一種改型。從許多污水廠資料中表明該工藝在處理難降解的工業(yè)廢水或較高濃度的城市污水處理方面,它與普通活性污泥法相比,有特殊的凈化機(jī)制和多方面的優(yōu)越性。它把傳統(tǒng)活性污泥法的曝氣池分為兩段――A 段和B 段,A 段在對(duì)有機(jī)物質(zhì)吸附、吸收、氧化三種方式中,前兩者起主要作用,而B 段主要由后兩者起作用,特別是氧化作用占主要地位。
從工藝流程來看,AB 工藝的主要特征是: ①AB 工藝不設(shè)初沉池,污水經(jīng)細(xì)格柵、沉砂池后直接進(jìn)入A 段曝氣池; ②設(shè)置中間沉淀池,使A 段和B 段污泥嚴(yán)格分開,單獨(dú)回流,保持各自的菌群特征; ③AB 工藝的A 段曝氣吸附池以高負(fù)荷運(yùn)行,污泥泥齡較短,B 段曝氣池以低負(fù)荷運(yùn)行; ④AB 工藝的A 段曝氣池可以根據(jù)污水組分進(jìn)行兼氧或好氧運(yùn)行,改善污水的可生化性,這樣大大降低B 段曝氣池的負(fù)荷。因此,AB 工藝兩段曝氣池的總?cè)莘e比傳統(tǒng)活性污泥法的曝氣池顯著減小。
1.4 AO 法及AOO 法
AO 法及AOO 法是近年來開發(fā)出的生物脫氮除磷新工藝,與傳統(tǒng)的化學(xué)和生物脫氮除磷相比,它還有效提高了BOD、COD、SS 的出水指標(biāo)。AO 法是缺氧、好氧的簡稱,AOO 法是厭氧、缺氧和好氧的簡稱,脫氮是在缺氧段完成的,除磷則要求有厭氧段。AO 法主要是脫氮,AOO 法可以同時(shí)去除氮、磷。這兩種工藝都要求污水充分曝氣,使含氮有機(jī)物充分硝化,所以必須降低污泥負(fù)荷,延長曝氣時(shí)間和增大鼓風(fēng)量。根據(jù)天津東郊污水處理廠和沈陽市北部污水處理廠的實(shí)踐,采用AO 工藝比傳統(tǒng)活生污泥流程的曝氣池容積、二沉池容積、回流污泥量、鼓風(fēng)量和曝氣裝置數(shù)量都增大一倍左右,而且由于該工藝要求比較低的污泥負(fù)荷,否則不足以達(dá)到污泥好氧穩(wěn)定,所以AO 法將帶來基建投資和電耗的大幅度增加。AOO 法在缺氧段前面還加有一個(gè)厭氧池,以達(dá)到對(duì)磷的有效去除效果,基建費(fèi)用與電耗比AO 工藝更高點(diǎn)。
2 生物膜法
污水的生物膜處理法是與活性污泥法并列的一種好氧生物處理技術(shù)。它是土壤自凈的人工強(qiáng)化,是使微生物群體附著在其他物體表面上呈膜狀,并讓它和污水接觸而使之凈化的方法。包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法等形式。
3 下水道內(nèi)部處理
污水中含有微生物和容易同化的有機(jī)物,因此,如果污水處于一種需氧狀態(tài)(存在溶解氧),則大部分有機(jī)物逐漸氧化為二氧化碳或轉(zhuǎn)化成新的細(xì)菌細(xì)胞。當(dāng)污水在壓力管道中長時(shí)間輸送時(shí),就中斷了大氣中氧的供給,所剩余的溶解氧迅速被用光,短時(shí)間后特殊的微生物就開始將硫酸鹽還原成硫化氫,因而此時(shí)的污水就稱為腐化污水。當(dāng)這種污水同空氣再次接觸時(shí),會(huì)釋放出硫化氫,并在下水道的管壁上氧化成硫酸鹽,從而造成嚴(yán)重的危害與腐蝕。
4 序批式曝氣法(SBR 法)
序批式曝氣法(SBR) 是一種古老的工藝,最初是在一個(gè)池中間歇進(jìn)水、間歇曝氣,然后沉淀、排水、排泥,處理工序相當(dāng)簡化。如采用延時(shí)曝氣的SBR 法,還可省去污泥消化、沼氣貯存利用工序,整個(gè)污水廠只需要幾個(gè)構(gòu)筑物。目前,我國只在一些規(guī)模不大的城市污水廠應(yīng)用,規(guī)模為每天10 000m3 以下,但由于其突出的簡易特點(diǎn),已顯示出管理簡單、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),引起人們廣泛的重視。該工藝不僅工藝簡單,而且對(duì)水量水質(zhì)的變化有很強(qiáng)的適應(yīng)性,可以省去調(diào)節(jié)池,不存在污泥膨脹的危險(xiǎn),污泥沉降性好,可以脫氮除磷,出水水質(zhì)好,占地省,在一定規(guī)模下造價(jià)省,運(yùn)行費(fèi)用低。它的缺點(diǎn)是進(jìn)水、曝氣倒換頻繁,且由于排出裝置,國內(nèi)尚未形成該工藝,發(fā)展有一定限制,一直未能推廣。但仍是兩種很有潛勢(shì)的工藝,逐漸受到重視。SBR工藝近年來發(fā)展很快,已出現(xiàn)多種改型,目前常用的有以下幾種型式: ①傳統(tǒng)間歇進(jìn)水,間歇曝氣,這種型式對(duì)水量水質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng),水量變化很大,水型污水廠最為適用。②連續(xù)進(jìn)水,間歇曝氣,對(duì)進(jìn)水不加控制,但必須使其不影響沉淀。③雙池串聯(lián),連續(xù)進(jìn)水,前池連續(xù)曝氣,后池間歇曝氣,從后池往前池回流混合液以保持污泥濃度。后兩種形式均為連續(xù)進(jìn)水,可用于較大型污水處理廠。
關(guān)鍵詞
小型化;分散式;生態(tài)透析;活性污泥法;MBR;人工濕地
一般而言,污水處理模式有集中式和分散式兩種。集中式的污水處理模式一貫作為市政工程中常用的污水處理模式,主要用于收集和處理較大流量的污、廢水,而“分散”的概念在20世紀(jì)末才逐漸受到人們的關(guān)注和研究。目前,我國主要的污水處理方式是集中式污水處理,對(duì)分散式污水處理的研究和應(yīng)用尚不夠深入,對(duì)分散式污水處理模式也缺乏明朗的概念和整體把握,僅停留在污水處理簡單的小型化認(rèn)識(shí)階段,這樣造成了分散式處理和集中式處理在工藝技術(shù)上的混淆和區(qū)分困難。因此,本文著重論述了集中式和分散式污水處理的概念、技術(shù)和發(fā)展?fàn)顩r,并對(duì)它們進(jìn)行了綜合對(duì)比和分析展望。
1集中式污水處理廠的現(xiàn)狀和研究
1.1發(fā)展歷程和現(xiàn)狀
以污水處理廠為主要代表的集中式污水處理模式,是城鎮(zhèn)污水處理的主要方法。截至2015年6月底,全國設(shè)市城市、縣累計(jì)建成污水處理廠3802座,污水處理能力達(dá)1.61億m3/d。從國內(nèi)外城市污水廠建設(shè)的發(fā)展歷史來看,在人口密集的大城市,建設(shè)集中式污水廠是污水處理的主要途徑。
目前污水廠采用的技術(shù)是活性污泥法,該技術(shù)于1914年誕生,由英國的愛德華?阿登(Ardern E)和威廉?洛克特(Lockett w T)發(fā)明,并于同年在曼徹斯特市建立了全球首座活性污泥法污水處理試驗(yàn)廠,于1916年在美國正式建立第一座活性污泥法污水廠,這一技術(shù)奠定了至今100多年污水處理技術(shù),雖然在某些工藝上有改進(jìn)但本質(zhì)上和形式上沒有取得大的飛躍。
我國污水處理技術(shù)起步早,推廣晚,發(fā)展迅猛。隨著活性污泥法污水處理的成功和逐漸傳播,在1921年上海建設(shè)了中國第1座污水處理廠一上海北區(qū)污水處理廠,并在1926年和1927年又分別建設(shè)了上海西區(qū)、東區(qū)污水廠。直到改革開放以后,才在西安、太原、北京等地建設(shè)少數(shù)污水廠。近20年來中國污水處理數(shù)量猛增,到2014年3月底,中國占有的污水處理廠日處理能力達(dá)到1.54億m3/d,已經(jīng)超過了美國(約1.15億m3/d),位居全球首位。
隨著“水十條”的頒布,在污水處理、全面控制污染物排放等多方面進(jìn)行強(qiáng)力監(jiān)管并啟動(dòng)嚴(yán)格問責(zé)制,鐵腕治污將進(jìn)入“新常態(tài)”,必將對(duì)我國的生態(tài)文明建設(shè)和“美麗中國”建設(shè)、環(huán)境保護(hù)以及社會(huì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,意義重大。
1.2特征和效果
集中式污水處理是把各種城市生活污水收集輸送到污水廠,采用物理、化學(xué)、生物等綜合技術(shù)逐級(jí)處理,處理達(dá)標(biāo)后再排入自然水域(如圖1),其最主要特征是:大建設(shè)、大收集、大處理和大排放。
污水廠是解決城市水資源和水污染的有效途徑之一。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部通報(bào)的2015年第二季度污水處理設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行情況顯示,全國城鎮(zhèn)污水廠累計(jì)處理污水126.2億m3,累計(jì)削減化學(xué)需氧量(COD)總量326.7萬噸,平均削減COD濃度達(dá)到259.1mg/L。山東省新泰污水處理廠,當(dāng)進(jìn)水COD、SS、NHa-N濃度各在一定范圍時(shí),各指標(biāo)去除率:COD有73.750,SS有87.36%,NHa-N有85.47%,各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。如果對(duì)新泰污水廠獲得的環(huán)境效益進(jìn)行定量的估算,按遠(yuǎn)期滿負(fù)荷處理3萬噸/天污水計(jì),每年可減少向環(huán)境排放總磷38.3t、氨氮219t、SS1861.5t、COD2956.5t。
綜上所述,污水處理廠能有效處理城區(qū)的生活污水、工業(yè)廢水等,對(duì)削減污染物、減少排污總量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境起到良好的作用。
1.3弊端分析
污水廠引領(lǐng)了污水處理的首次革命,100年來對(duì)環(huán)境保護(hù)起了很大的作用,但是,隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求越來越高,淡水資源越來越緊缺,以及人民生活要求越來越高,城市管理要求越來越規(guī)范的情況下,弊端和技術(shù)的滯后性和毒副作用已經(jīng)越來越凸現(xiàn),具體分析如下。
1)污水處理投資成本高
污水廠的投資包括三大部分:收集管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)、征地費(fèi)、廠區(qū)建設(shè)費(fèi)。征地費(fèi)因地塊而異,基本在上億元(如廣州獵德污水廠,若作為商業(yè)用途,價(jià)值500億元),基建費(fèi)用2000~5000元/噸,管網(wǎng)鋪設(shè)費(fèi)用5~10倍基建費(fèi)用。根據(jù)已建、在建污水廠的實(shí)際情況,建成一座處理規(guī)模達(dá)50萬噸/天的污水處理廠,僅一次性投資費(fèi)用在7.5~10億元;又如,已經(jīng)投入資金1.98億元,原計(jì)劃于2005年年底建成的安徽省安慶市第一座污水處理廠,因經(jīng)濟(jì)問題和管網(wǎng)配套設(shè)施跟不上等原因,爛尾至今悄無聲息。因此,采用集中式污水處理模式來處理城鎮(zhèn)污水,對(duì)于經(jīng)濟(jì)尚不發(fā)達(dá)的我國大部分城鎮(zhèn)來言,是不堪重負(fù)的。
2)污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用高
污水廠無論采用哪種處理工藝的運(yùn)行方式,其主要成本為能源消耗、藥劑消耗、管網(wǎng)收集和維修費(fèi)用、污水和污泥處理費(fèi)用、人員費(fèi)用等。目前污水廠的綜合運(yùn)行費(fèi)用包含:管網(wǎng)收集費(fèi)用2~2.5元/噸,污水處理費(fèi)0.8~1.4元/噸,污泥處理費(fèi)500~1000元/噸(干污泥),人工費(fèi)10~50人/廠,藥劑費(fèi)用45~150元/天,電費(fèi)0.5~1度/噸,共需3~3.5元/噸。例如,首創(chuàng)股份2013年的污水處理業(yè)務(wù)成本中,動(dòng)力消耗和人工成本以及管網(wǎng)維修,分別占污水處理成本的27.95%、12.24%和34.02%,三者占污水處理總成本的74.21%;廣州東區(qū)污水處理廠工程投資約7000萬元,但年總運(yùn)行成本費(fèi)就達(dá)1000多萬元;廣州獵德污水處理廠(四期)規(guī)模為56萬m3/d,其每立方米的運(yùn)行費(fèi)用1.05元,年運(yùn)行費(fèi)用高達(dá)2.146億元,如此高的運(yùn)行費(fèi),隨著物價(jià)、人工的持續(xù)高漲,政府投資壓力只增不減。
3)管理復(fù)雜
設(shè)備多、人員多、專業(yè)技術(shù)要求高。污水廠涉及水質(zhì)檢測(cè)與安全生產(chǎn)、污水泵、水處理機(jī)械設(shè)備、電器儀表、自動(dòng)控制、物理化學(xué)法工藝等運(yùn)行管理,需要大量的專業(yè)人才去管理和維護(hù)。其次,要添加化學(xué)物質(zhì)同時(shí)需要對(duì)污泥進(jìn)行處理,造成管理復(fù)雜,可控性較差,風(fēng)險(xiǎn)性較大。
4)浪費(fèi)土地資源
大型污水廠占地面積幾十到幾百畝,如京溪地下凈水廠占地面積27畝、廣州石井污水廠占地面積328畝、廣州獵德污水廠占地585畝?,F(xiàn)代城市寸地寸金,中心城區(qū)更是寸金難求,這些污水處理廠的大面積占用是對(duì)寶貴的土地資源浪費(fèi)嚴(yán)重。
5)二次污染
污水廠的最大弊端是產(chǎn)生大量的污泥和臭氣,而其中處理每萬噸水產(chǎn)生污泥5t~6t。2010年底,污泥產(chǎn)生量接近2200萬噸,而且其中有80%沒有得到妥善處理;專家預(yù)估到2015年底,污泥產(chǎn)生量將為3359萬噸,能無害化處理的不足25%;這些污泥是造成垃圾圍城的主要來源之一,加重了生態(tài)環(huán)境的惡化等問題。污水中的污染物被污泥富集,含有大量的有機(jī)物、重金屬和氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)以及病毒微生物、寄生蟲卵等有毒有害物質(zhì),如果不經(jīng)有效處理處置,就會(huì)對(duì)水體和土壤造成“二次污染”。
6)中水未能回用,水資源白白浪費(fèi)
我國水資源分布不平衡,人均擁有淡水量約為世界平均水平的1/4,水資源嚴(yán)重匱乏。污水廠對(duì)處理過的“中水”直接排放,這種“大排放”是對(duì)淡水資源的巨大浪費(fèi);而且,排放的“中水”含大量氮、磷污染物一非常有利于藻類繁殖的營養(yǎng)物,這些排放到江河湖泊的“中水”,若無法得到較為充分的稀釋,會(huì)引起水體中藻類的爆發(fā)。
7)大開馬路,對(duì)社會(huì)造成嚴(yán)重影響
“拉鏈馬路”是指道路挖了填、填了挖的現(xiàn)象。污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)高低起伏、轉(zhuǎn)彎或地質(zhì)松軟度不同,造成管網(wǎng)下沉破裂、堵塞,或者建筑工地的紅泥未處理直接進(jìn)入管道,由于泥沙沉淀造成收集管網(wǎng)堵塞,導(dǎo)致馬路不斷地需要開腸破肚、清理堵塞或修復(fù);因此有大型污水廠的城市就必然造成“拉鏈路”。
8)規(guī)劃與實(shí)際運(yùn)行的矛盾。存在“大馬拉小車”的廠容量超過實(shí)際處理量,產(chǎn)能被閑置;或者存在“小馬拉大車”的廠容量小于處理量,污水處理不了排入江河,造成河道污染。污水廠大投資、大建設(shè)、大排放、大耗能的缺點(diǎn)越來越突出,是國際、國內(nèi)學(xué)術(shù)討論的熱點(diǎn)問題,雖然目前集中式污水處理系統(tǒng)是市場(chǎng)的主流,但在可持續(xù)發(fā)展思潮的影響下,不少學(xué)者和業(yè)內(nèi)人士目前正在反思該工藝存在的缺陷,繼而將研發(fā)、應(yīng)用的熱點(diǎn)轉(zhuǎn)向小型化和分散式、源頭化處理的新技術(shù)和新方向。
2小型化、分散式污水處理研究
分散式循環(huán)利用污水處理技術(shù)是指從污染點(diǎn)源進(jìn)行處理、循環(huán)利用,盡可能減少對(duì)外排放,及從每一戶家庭、每一棟樓、每一個(gè)小區(qū)、每一條自然村的污水作為獨(dú)立單元進(jìn)行處理和循環(huán)利用,不向江河、湖泊排放,從而達(dá)到節(jié)能減排,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,充分利用淡水資源的目的。
分散式污水處理技術(shù)因具有因地制宜、占地面積少、工程費(fèi)用少、管網(wǎng)建設(shè)費(fèi)少、環(huán)境影響較小、靈活多樣等優(yōu)點(diǎn)外,還具有如下兩大優(yōu)勢(shì):一是能節(jié)能減排,增加淡水資源的供應(yīng),緩解我國淡水資源的不足,具有重要的戰(zhàn)略意義;二是職責(zé)明確,能夠厘清污染源的來源與責(zé)任,政府可以因此減少大量的公共投資,轉(zhuǎn)為由個(gè)人或企業(yè)自己承擔(dān)治污的經(jīng)費(fèi)。這些特點(diǎn)使得其成為一種新型的、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的污水處理技術(shù)。
2.1傳統(tǒng)小型化、分散式污水處理研究
目前傳統(tǒng)小型化、分散式污水處理主要有3大類:活性污泥法小型化及改良工藝的A2/0、MBR和小型人工濕地處理。
2.1.1 A2/O工藝優(yōu)勢(shì)與弊端
1)優(yōu)點(diǎn)
(1)工藝流程簡單,運(yùn)行效果穩(wěn)定可靠,壽命長,且具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力,適合水質(zhì)、水量變化較大的污水處理。
(2)厭氧一缺氧一好氧3種不同的工藝環(huán)境條件和數(shù)種微生物菌群的有機(jī)配合,在去除污水中BOD污染的同時(shí),還能有脫氮除磷,具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
2)缺點(diǎn)
(1)除磷效果差,一般達(dá)不到一級(jí)B的排放標(biāo)準(zhǔn),通常情況下要加藥物進(jìn)行除磷處理。
(2)工藝流程較長,處理構(gòu)筑物多,能耗大、處理水量越小造價(jià)越高。
(3)要有復(fù)雜的設(shè)備、電氣、化學(xué)藥物添加,還有污泥、臭氣、蚊蟲產(chǎn)生,所以運(yùn)行操作的難度較大,需要專門技術(shù)人員運(yùn)行管理。
2.1.2 MBR工藝優(yōu)勢(shì)與弊端
1)優(yōu)點(diǎn)
(1)對(duì)懸浮物和濁度有著較好的去除效果。
(2)污泥產(chǎn)量比A2/0工藝低。
2)缺點(diǎn)
(1)膜組件費(fèi)用高,MBR的基建投資遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)污水處理A2/0工藝。
(2)膜污染的清洗和膜組件的更換工藝復(fù)雜,需要專業(yè)人員進(jìn)行操作。
(3)能耗高:MBR處理需要壓力抽水和反沖洗工藝,耗能較大,比A2/0工藝耗能高。
(4)除磷效果差,整體水質(zhì)指標(biāo)只可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn),若提高排放標(biāo)準(zhǔn),必須添加化學(xué)藥劑。
(5)壽命短,一般的材料壽命3~5年,就必須更換,較好材料的膜,8年左右就得更換。
2.1.3人工濕地技術(shù)優(yōu)勢(shì)與弊端
1)優(yōu)點(diǎn)
(1)單次投資少、管理簡單、運(yùn)行費(fèi)較低,適應(yīng)于短期農(nóng)村污水處理。
(2)材料來源廣,就近可得。
(3)具有獨(dú)特的綠化環(huán)境功能,成規(guī)模的人工濕地可迅速增加綠化率。
2)缺點(diǎn)
(1)壽命期短,長期累加投資大,一般只能用5~6年,又要重新投資建設(shè)。而初期6~9個(gè)月凈化效果較差,處理床植物根系尚未完全成熟;4年以后處理效果變差,由于植物根系太過發(fā)達(dá),在系統(tǒng)中出現(xiàn)飽和密實(shí)和水流短路現(xiàn)象,造成污水難以充分接觸根系,污染物難以被植物充分吸收。這時(shí)候必須翻底更換系統(tǒng),重新投資建設(shè)。
(2)對(duì)濃度較高的生活污水,處理效率較差,難以達(dá)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。此外,管道收水難全面,管道易被壓爛導(dǎo)致污水外流。
(3)占地面積大,應(yīng)用范圍較窄,只適應(yīng)于農(nóng)村污水的短期處理。而且,濕地容易被農(nóng)村居民用作養(yǎng)殖場(chǎng)放養(yǎng)禽類、牲畜等,其排泄物容易破壞人工濕地的穩(wěn)定。
(4)若遭受洪水災(zāi)害或泥沙水覆蓋后,人工濕地易堵塞,而喪失污水處理功能。
(5)每5~6年翻新產(chǎn)生的污泥難以處理,產(chǎn)生二次污染。
(6)濕地植物存在病蟲害,并且濕地往往是蚊蠅的孳生地,特別在登革熱的發(fā)生區(qū),濕地是要重點(diǎn)防治的地方。
(7)僅適應(yīng)于南方溫度較高的地域。
2.2先進(jìn)型小型化、分散式污水處理技術(shù)一生態(tài)透析技術(shù)
2.2.1產(chǎn)生背景
生態(tài)透析技術(shù)啟發(fā)于“蜿蜒理論”,靈感來源于古代先賢的“曲成萬物”理論和國內(nèi)外例子。
2.2.2技術(shù)原理
生態(tài)透析技術(shù)依托系統(tǒng)科學(xué)的原則和生態(tài)學(xué)的原理,通過對(duì)自然界河流山川的蜿蜒和生物豐富多樣性的人工模擬,采用比表面積大的改性高分子材料作為載體,將河川彎曲的特性微型化,進(jìn)而構(gòu)成無數(shù)彎彎曲曲的細(xì)小河流,從而建立了一個(gè)有益于“微生物一浮游生物(微型小動(dòng)物)一小動(dòng)物”各個(gè)生物群落生態(tài)位協(xié)同匹配的生態(tài)鏈及生態(tài)系統(tǒng),在人工控制強(qiáng)化各個(gè)生態(tài)因子的條件下,使流經(jīng)本系統(tǒng)的污水或臭氣中的有機(jī)污染物被快速降解,轉(zhuǎn)化為N2、C02、02、H20和少量的無機(jī)殘?jiān)?,?shí)現(xiàn)污水的“三無處理”。
2.2.3特點(diǎn)
生態(tài)透析技術(shù),無論在技術(shù)上還是理論上,均取得重大的突破,屬于世界原創(chuàng)性,該技術(shù)的特點(diǎn)。
1)“三化”:小型化、分散化、源頭化。
2)“三無”:無有機(jī)污泥、無臭氣、無化學(xué)添加。
3)“兩低”:投資抵、運(yùn)行費(fèi)用低。
4)“一快”:建設(shè)安裝時(shí)間短,項(xiàng)目完成快。
5)耐用性:設(shè)備壽命30年,無需維修。
6)出水水質(zhì)好:經(jīng)生態(tài)透析技術(shù)處理的污水,其出水水質(zhì)可滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)(GB 18920-2002)》標(biāo)準(zhǔn)和達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),甚至一些水質(zhì)或指標(biāo)能達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 38382002)》的III類以上。
3探討分析
現(xiàn)行集中式污水處理廠規(guī)模的日漸龐大凸顯出各種弊端,逐漸成為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的障礙,而傳統(tǒng)技術(shù)的小型化又有諸多的缺陷條件,未能滿足日益增長的人民群眾的生活要求和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。目前無論在國際還是國內(nèi)的學(xué)術(shù)上都在探討研究把污水變?yōu)橘Y源、與環(huán)境和諧發(fā)展的嶄新污水處理革命性技術(shù),這種污水處理工藝應(yīng)該具備以下原則。
1)小型化、分散化、源頭化的實(shí)現(xiàn)模式,適用于一棟樓、小區(qū)等點(diǎn)源污水排放的循環(huán)利用,可徹底切斷進(jìn)入水環(huán)境(河流、湖泊等)中的污染源。
2)技術(shù)要求滿足無化學(xué)添加、無有機(jī)污泥產(chǎn)生、無臭氣排放,對(duì)環(huán)境無二次污染,對(duì)生態(tài)環(huán)境良好。
3)設(shè)施耐用性強(qiáng),使用壽命長。
4)經(jīng)濟(jì)效益好,投資、運(yùn)行費(fèi)用低。
5)操作簡單,安裝和維護(hù)方便。
6)循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的國家戰(zhàn)略目標(biāo)。
按照這些原則的污水處理技術(shù),才可能成為未來小型化污水處理時(shí)代的革命者和領(lǐng)導(dǎo)者。
4污水處理技術(shù)的未來展望
集中式和分散式污水處理模式均是非常重要的水處理方式。在走進(jìn)微時(shí)代的今天,小型化的污水處理、分散式的處理模式符合世界發(fā)展大方向、大趨勢(shì)。分散式、小型化污水處理技術(shù)符合中國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)際,實(shí)現(xiàn)區(qū)域性的可持續(xù)發(fā)展,也順應(yīng)國際上污水生態(tài)處理的新潮流。
1)分散式污水治理模式為資源節(jié)約和發(fā)展可持續(xù)環(huán)境保護(hù)提供了極大可能。推進(jìn)先進(jìn)型的分散式污水治理工藝,可對(duì)河流、湖泊等水域最大可能的實(shí)現(xiàn)零排放。水污染防治狀況將從對(duì)河流的治理轉(zhuǎn)變?yōu)楹佑恐卫磉M(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)樾^(qū)污水治理,從而徹底切斷排入水環(huán)境中的污染源,河流、湖泊的治理觀念由此轉(zhuǎn)變。
2)分散式、小型化污水處理模式是實(shí)現(xiàn)國家節(jié)能減排、建設(shè)生態(tài)文明與美麗中國等偉大戰(zhàn)略的催化劑和生產(chǎn)力工具。采用先進(jìn)型的分散式污水處理技術(shù)治理城鎮(zhèn)污水能實(shí)現(xiàn)國家節(jié)能減排的偉大戰(zhàn)略,可使人均水資源量增加,并極大地改善生態(tài)環(huán)境。
關(guān)鍵詞:市政污水;處理工藝;回用技術(shù)
中圖分類號(hào):R123文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
伴隨著城鎮(zhèn)化水平的快速發(fā)展,城市居民人口的不斷遞增,城市污水的排放量逐年增大,這些污水成分復(fù)雜,有害物質(zhì)較多,如果直接排放,將會(huì)對(duì)如果不對(duì)這些污水采取有效的處理就直接對(duì)其排放,會(huì)對(duì)人民群眾切身利益的大氣、水、土壤等造成污染,極大破壞了人類生存的水資源環(huán)境和生態(tài)環(huán)境,影響和威脅我們的日常生活和長遠(yuǎn)發(fā)展。本文對(duì)市政污水處理工藝與回用技術(shù)進(jìn)行了探討。
一、市政污水處理工藝分析
1、曝氣氧化溝
氧化溝是一種活性污泥處理系統(tǒng),其曝氣池呈封閉的溝渠型,所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法,它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠,又稱循環(huán)曝氣池。氧化溝的生物反應(yīng)池是采取連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池,在該反應(yīng)池中存在一條閉合的曝氣渠道,而混合液在該渠道中可進(jìn)行連續(xù)循環(huán)。一般情況下,在延時(shí)曝氣的條件下,才可進(jìn)行氧化溝的使用。在氧化溝中設(shè)置有曝氣和攪動(dòng)裝置,通過該裝置可進(jìn)行方向控制,并對(duì)反應(yīng)池中的物質(zhì)提供水平速度,在該動(dòng)力下,閉合式渠道中的液體會(huì)產(chǎn)生攪動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)作用。相比于傳統(tǒng)的活性淤泥法,氧化溝法具有的優(yōu)點(diǎn)有:水力停留時(shí)間長、有機(jī)負(fù)荷低以及淤泥齡長等,因此在氧化溝法中并不需要用到調(diào)節(jié)池、初沉池以及淤泥消化池。氧化溝對(duì)于污水的處理效果較好,并且具有獨(dú)特的水力學(xué)特征和工作特性,主要有以下幾點(diǎn):首先,氧化溝具有推流和完全混合的特點(diǎn),對(duì)于短流具有很好的限制作用,并且有較好的緩沖能力。其次,氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度。再次,氧化溝內(nèi)部配置著不同功率的曝氣裝置,不同功率的搭配能夠很好進(jìn)行氧的傳遞,有利于進(jìn)行液體混合和淤泥絮凝。最后,氧化溝中設(shè)備的功率較低,具有良好的能源利用率。氧化溝中是通過溶解氧的不均勻分布,并產(chǎn)生好氧區(qū)和缺氧區(qū)的交替循環(huán)作用而實(shí)現(xiàn)脫氮的目的。在脫氮的過程中,并不需要外加碳源,因此氧化溝是非常經(jīng)濟(jì)的。但是單元的氧化溝對(duì)磷的消除效果不佳,因此可以在氧化溝中好氧區(qū)和缺氧區(qū)中在增設(shè)一個(gè)厭氧區(qū),在一個(gè)池中集合三個(gè)區(qū),可以在保留氧化溝優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)脫氮除磷效果的提高。
2、改良交替式活性污泥法
組合交替式活性污泥法(UNITANK)是以SBR工藝為基礎(chǔ)的一種變型工藝,它囊括了傳統(tǒng)活性淤泥法和SBR的特點(diǎn),不僅能夠像傳統(tǒng)活性淤泥法一樣可以在恒定水位下連續(xù)流運(yùn)行,同時(shí)也具備了SBR系統(tǒng)的有點(diǎn)。在除磷時(shí)要求設(shè)備能夠達(dá)到絕氧狀態(tài),但是在改良交替式活性污泥法中沒有設(shè)置專門的厭氧區(qū),因此在污水處理實(shí)際操作中除磷效果不佳。在對(duì)UNITANK法不斷的研究中,總結(jié)以往的工程經(jīng)驗(yàn),以UNITANK法為基礎(chǔ),提出了改良交替式活性污泥法。在這種工藝中,對(duì)進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)行了簡化,同時(shí)也設(shè)置有厭氧區(qū),增加了淤泥回流。改良交替式活性污泥法工藝從根本上實(shí)現(xiàn)了除磷效果的提高。該法具有的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn):首先,改良交替式活性污泥法對(duì)于充氧的效果進(jìn)行改進(jìn),同時(shí)改良了氧的傳遞設(shè)備,提高了傳遞效率,從而節(jié)約了能源的損耗。其次,改良交替式活性污泥法采用了沉淀排水方式,改善了出水條件,簡化了出水程序,整個(gè)反應(yīng)池的深度得到了增加了,從而節(jié)省了占地面積。再次,改良交替式活性污泥法中有效活性淤泥的比例得到了提高,與傳統(tǒng)的活性淤泥法相比,減小了反應(yīng)池土建池容。最后,與傳統(tǒng)的活性淤泥法相比,生物除磷效果得到了大大的提高。
3、生物處理方法的應(yīng)用
按照處理過程中有無氧氣的參與和生物反應(yīng)器中微生物的生長狀態(tài)等不同方式分類,可以將污水生物處理技術(shù)可以分類好氧處理工藝和厭氧處理工藝以及以活性污泥為代表的懸浮生長工藝和以生物膜法為代表的附著生長工藝,最常用的處理方式為厭氧處理工藝和生物膜法。
(1)厭氧處理技術(shù)
厭氧處理工藝的反應(yīng)容器體積小、耗能低、簡單方便,成為了城市生活污水處理的主要方法之一。但是,傳統(tǒng)厭氧處理工藝在運(yùn)用過程中也受到一些限制,主要是因?yàn)槌鞘猩钗鬯奈廴疚餄舛缺容^低,所以,人們對(duì)傳統(tǒng)厭氧處理工藝進(jìn)行了改進(jìn)試驗(yàn),并取得了重大的進(jìn)展。
(2)生物膜法處理技術(shù)
生物膜法是通過將無聲無息附著在惰性濾料上,形成膜狀的生物污泥,從而對(duì)污水起到凈化效果的生物處理方法。生物膜法早在20世紀(jì)六十年代就已經(jīng)出現(xiàn),當(dāng)初主要在處理工業(yè)廢水中應(yīng)用,有高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池等技術(shù)工藝。經(jīng)過幾十年的發(fā)展之后,生物膜法逐漸擴(kuò)展了接觸氧化法等現(xiàn)代生物膜技術(shù),并廣泛的應(yīng)用于印染、紡織、化纖等工業(yè)廢水的處理當(dāng)中。但是由于大型池的均勻布水布?xì)獯嬖诩夹g(shù)困難,因此沒有在城鎮(zhèn)污水處理中得到廣泛的應(yīng)用。后來,隨著高負(fù)荷生物濾池/固體接觸法和生物曝氣濾池法等生物膜法技術(shù)的出現(xiàn),表明了生物膜法在城鎮(zhèn)污水處理中有著良好的發(fā)展前景。生物膜法成本低,并且還具有耐沖擊,運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡單等優(yōu)點(diǎn),因此在我國的城市污水處理應(yīng)用前景十分廣闊。
二、市政污水回用技術(shù)分析
1、市政污水回用SBR技術(shù)處理系統(tǒng)分析
廢水處理系統(tǒng)采用的是一種間歇式的活性污泥法(SBR),整個(gè)工藝流程具有較為突出的特點(diǎn),即處理工序的過程不是連續(xù)一致的,而是根據(jù)時(shí)間安排進(jìn)行具體的控制,具有較為明顯的間歇性和周期性。處理市政污水時(shí),污水分批按照次序進(jìn)行進(jìn)水和曝氣反應(yīng),然后經(jīng)過沉淀和排水、閑置等流程,具體的處理過程是在同一個(gè)池中、周而復(fù)始反復(fù)地完成的。具體來說,SBR系統(tǒng)的基本操作流程為:
(1)進(jìn)水
打開進(jìn)水口處的閥門,先利用粗格柵對(duì)需要處理的污水進(jìn)行過濾,然后通過水泵,再用細(xì)格柵進(jìn)行第二次過濾,過濾完成后可以排放至SBR池中進(jìn)行下一道工藝。
(2)反應(yīng)
當(dāng)污水達(dá)到一定的水位后關(guān)閉進(jìn)水閥門,然后啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī),開始進(jìn)行曝氣處理。在曝氣的同時(shí)利用潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾眠M(jìn)行攪拌和混合。
(3)沉淀
當(dāng)曝氣達(dá)到一定程度后即可自動(dòng)停止,關(guān)閉空氣閥門以及潛水?dāng)嚢杵骱突亓魑勰啾?。然后開始進(jìn)行重力沉淀和逆水分離。
(4)排水
當(dāng)SBR池水位達(dá)到最高水位并完成沉淀后,將SBR池中處于上部的清液排放到池外。排放的過程要緩慢,并利用潷水器。池里的水位恢復(fù)到開始處理時(shí)的水位時(shí),即可停止排放。然后,將SBR池下部沉淀的污泥排放到制定的污泥池中。SBR系統(tǒng)涉及到的各種工藝流程和相關(guān)技術(shù)都較為復(fù)雜,所以,各種老式設(shè)備工藝往往很難滿足系統(tǒng)的實(shí)際需求,此時(shí),我們可以利用PLC技術(shù),加大提高SBR系統(tǒng)的工作效率,并簡化整個(gè)操作流程。
2、市政污水回用類型
(1)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用水需求是城市污水發(fā)展的前景之一,同時(shí)城市污水中的礦物質(zhì)對(duì)農(nóng)作物生長有一定的幫助,因此,在城市污水經(jīng)過深度處理之后用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉是沒有問題的。
(2)用于工業(yè)生產(chǎn)
工業(yè)生產(chǎn)用水的需求非常大,在發(fā)達(dá)工業(yè)城市中存在很多工業(yè)生產(chǎn)的企業(yè),工業(yè)生產(chǎn)用水完全可以采用處理之后的城市污水,對(duì)于水資源來說是一種深度的節(jié)省,但是,在工業(yè)廢水的排放過程中一定要注意環(huán)境的保護(hù),要對(duì)污水進(jìn)行治理后再排放。
(3)用于城市綠化
水資源在不斷地減少,而城市發(fā)展過程中又需要對(duì)城市的綠化、景觀做好維護(hù),這些需要大量的水資源。在城市景觀中,建筑后期的養(yǎng)殖都需要大量的水資源,因此,采用城市處理的污水進(jìn)行城市景觀的綠化就節(jié)省了很多的水資源,同時(shí)體現(xiàn)了水資源處理的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
三、城市污水回用的可持續(xù)發(fā)展
1、從觀念意識(shí)上提高污水的再利用
當(dāng)前,隨著社會(huì)的發(fā)展,人們的環(huán)保意識(shí)持續(xù)提升,已經(jīng)清晰認(rèn)識(shí)到加強(qiáng)污染治理和污水再利用的重要性,但是對(duì)于再利用的用途有著不少顧慮,畢竟這些污水在最初都是生活廢水,其中不少含有重金屬、病原菌、有毒物質(zhì)等,在再利用過程中涉及到城市居民生活的方方面面,如果不消除他們的這些顧慮,不明確利害關(guān)系,清晰闡述對(duì)于市民日常生活和身心健康的影響,就無法最大程度地得到市民的支持。因此,加大宣傳力度的時(shí)候,除了有關(guān)污水資源化知識(shí)的宣講,還要組織一些現(xiàn)場(chǎng)參觀活動(dòng),讓市民觀看污水處理設(shè)施和回收再利用的過程,讓他們親身感受到處理再回收帶來的便利以及不會(huì)對(duì)市民生活與健康帶來危害與負(fù)面影響,形成公眾對(duì)再利用的理性認(rèn)識(shí),消除他們的顧慮,獲得積極支持。
2、完善污水回用體系的建立
依靠法律法規(guī)的強(qiáng)制性力量加強(qiáng)監(jiān)督與管控是我市城市污水再利用的重要措施。立法的完善要在國家相關(guān)法律法規(guī)的基礎(chǔ)上,結(jié)合本地區(qū)實(shí)際情況,出臺(tái)可行性強(qiáng)的措施,確保各類工程的安全、順利運(yùn)行。目前,我國的法律法規(guī)體系還不夠完善,相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還有所缺漏,但是,這并不妨礙我們借鑒國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),輔助管控與監(jiān)督本地區(qū)實(shí)際運(yùn)行。我們要在國家政策支持和引導(dǎo)下,依據(jù)相關(guān)律法加強(qiáng)對(duì)污水再利用準(zhǔn)則、水質(zhì)要求和水處理方面的約束與限制,做到有法必依、執(zhí)法必嚴(yán)、違法必究。在相關(guān)部門和企業(yè)積極鼓勵(lì)創(chuàng)新和探索實(shí)踐中,加強(qiáng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的技術(shù)開發(fā),為未來的發(fā)展創(chuàng)造更好的前景。
3、加強(qiáng)回用技術(shù)的開發(fā)
污水處理對(duì)環(huán)境保護(hù)和人們的日常生活十分重要,但運(yùn)行成本高,各污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益普遍較差。所以,積極應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)污水處理工藝的半自動(dòng)和全自動(dòng)的監(jiān)控,有效提高污水處理廠的技術(shù)水平,合理使用和配置各種污水處理設(shè)備,具有非常重要的意義。我們要針對(duì)SBR污水處理系統(tǒng)具體工藝流程的特點(diǎn)和要求進(jìn)行分析,并利用PLC技術(shù),很好地實(shí)現(xiàn)SBR法污水處理工藝的自動(dòng)控制。
結(jié)束語
市政污水的處理和回用對(duì)節(jié)約水資源,保護(hù)環(huán)境,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和生活的可持續(xù)發(fā)展等都具有非常重要的意義。市政污水處理的企業(yè)應(yīng)該充分掌握各污水處理方式對(duì)污水進(jìn)行回用處理,造福于民。
參考文獻(xiàn)
[1]簡健文.廣州市政污水處理工藝研究與分析[J].廣東化工,2013,(04):30-31.
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