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關鍵詞:生活污水處理 技術開發 問題探討
社會主義新農村建設是指在社會主義制度下,按照新時代的要求,對農村進行經濟、政治、文化和社會等方面的建設,最終實現把農村建設成為經濟繁榮、設施完善、環境優美、文明和諧的社會主義新農村的目標。社會主義新農村建設是我國現代化進程中的一個重大歷史任務,建設社會主義新農村是統籌城鄉經濟社會發展、推進農業現代化、深化農村改革、發展農村公共服務事業、千方百計增加農民收入的根本出路。建設新農村是要改善鄉村人居環境,使農民的居住環境得到合理規劃;構筑新設施是要改善農村的生產、生活基礎服務設施,其中的生活污水處理設施是很重要的規劃建設。
一、生活污水處理技術的現狀
(一)生物接觸氧化法
生物接觸氧化法,是一種介于活性污泥法和生物膜法的污水生物處理技術,兼備兩者的優點。其主要構筑物為生物接觸氧化池,池內充填填料。已經充氧的污水以一定的流速流經被其浸沒的填料,在填料上形成生物膜。污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的作用下,有機污染物得到去除,污水得到凈化。由于池內具備適于微生物棲息增殖的良好環境條件,因此,生物膜上生物相豐富、食物鏈長、微生物濃度高、活性強,不產生污泥膨脹,污泥生成量少,且易于沉淀。生物接觸氧化法具有多種凈化功能,除有效地去除有機物外,如運行得當,還能夠脫氧和除磷。 (二)兩段活性污泥法
兩段活性污泥法,簡稱AB法。該法把污水管道、污水處理廠視為一個污水處理系統。其工藝特點是:不設初淀池,A段高負荷,B段低負荷,A、B兩段污泥分別回流,充分利用污水管道中的微生物,為不同時期生長的優勢微生物種群創造良好的環境條件,讓其充分發揮作用,耐沖擊負荷能力強,處理效果穩定。其主體工藝流程為:原污水格柵頂曝氣調節池A段曝氣池A段沉淀池B段曝氣池B段沉淀池排放,該類設備,采用自吸式射流曝氣機、無支架的污泥懸浮型生物填料、側向流坡形斜板沉淀池等先進技術。BOD5去除率為90%,COD去除率為80%。
(三)序批式活性污泥法
序批式活性污泥法,簡稱SBR法。原則上,SBR法的主體工藝設備只有一個間隙反應器,在一個運行周期中,按運行次序,分為進水、反應、沉淀、排水和閑置五個階段。SBR法的關鍵設備潷水器的研制,已取得長足的發展。目前常用的潷水器,有虹吸式、旋轉式和套筒式三種。SBR法工藝簡單、節省費用,理想的推流過程使生化反應推力大、效率高,運行方式靈活,脫氮除磷效果好,沒有污泥膨脹,耐沖擊負荷、處理能力強。其主體工藝流程為:原污水調節池SBR反應池消毒池出水
(四)厭氧生物濾池
厭氧生物濾池是一種內部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理裝置。厭氧微生物附著載體的表面生長,當污水自下而上升式通過載體所構成的固定床層時,在厭氧微生物作用下,污水中的有機物得以厭氧分解,并產生沼氣。厭氧生物濾池有多種變型,填料的發展迅速,其工藝流程為:進水沉淀池厭氧消化池厭氧生物濾池拔風管氧化溝進氣出水井排水,污水經沉淀池預處理后進入厭氧消化池進行水解和酸化,可提高污水的可生化性,為后續處理創造條件。在拔風系統作用下,生物濾池處于兼氧狀態,阻止了污水中甲烷細菌的產生,使整個系統仍處于酸性階段,而氧化溝內溶解氧一般可穩定在1.5~2.8mg/L,污水在此進一步好氧處理。該工藝的實質類似于A/O法,但兼性厭氧生物濾池使厭氧段得到強化。拔風系統是處理過程的關鍵。其主要優點是不耗能、造價低、管理簡單、無噪聲、無異味、掛膜快、剩余污泥量少、出水水質好、運行效果穩定。
二、新農村住宅小區污水處理技術存在的問題
新農村住宅小區生活污水就其處理技術而言,可以采用目前城市污水處理的成熟技術和工藝,但住宅小區生活污水處理,有其自身的特點,應予考慮。
1.住宅小區污水流量小,可生化性好,宜優先采用生物膜法處理技術。生物膜法具有生物相豐富、微生物濃度高、食物鏈長、不會發生污泥膨脹、污泥沉降性能好等優點,適用于小量的污水處理。過去擔心的堵塞問題,在采用新型填料后已基本解決。 2.住宅小區用地緊張,應優先考慮占地省的污水處理工藝,并在設計中采取一定措施。目前,一般設計成地下式或半地下式,形成地下為污水處理站,地面為綠地或花壇的格局,可以美化環境。但這樣設計時,應注意埋深、提升設備、通風要求和臭氣處理等問題。
3.隨著對出水水質要求的提高,單一工藝難以滿足需要,組合式污水處理技術和設備得以發展。目前的組合方式,主要有多級好氧處理、厭氧+好氧處理、厭氧+缺氧處理等。從降低能耗、回收生物能方面來看,厭氧生物處理有著廣闊的前景。污水中的有機物質本身都具有一定的潛在能量。厭氧處理時,一方面,勿需氣充氧,可降低能耗;另一方面,其生成物--沼氣,可回收利用,供小區采暖和供熱,形成小區生態平衡系統,這是比較理想的發展趨向。
4.住宅小區建設工程工期要求緊,污水處理設施由構筑物向設備的轉化,似是一種必然趨勢。采用裝配式污水處理設備,安裝簡捷,工期短,便于維護。引進法國的一種小型污水處理站,主要設備全是散件,現場裝配,其中,暖氣池和沉淀池由10塊小件組成,從土方開挖到開始調試,僅用20天就完工。國內小型污水處理設備的生產廠家如雨后春筍,但良莠不齊。多數生產廠家設計、研究、測試化驗力量較弱,很難保證出廠產品的質量,售后服務也比較差。國家應加強這方面的監控管理。
5.由于受小區管理人員人數和專業素質的限制,應優先選用運行維護管理較方便的工藝,并努力提高運行管理自動化程度。 三、小結
新農村住宅小區生活污水處理站,為防止污染,保護水環境,起到了積極的作用。盡管城市污水處理的發展趨勢,是集中處理取代分散處理,但是小型生活污水處理技術,在我國目前正在進行的新型城鎮化建設中,還將存在相當長的時期,所以,其技術開發和設備研制應予以高度重視,在規劃新農村建設時的生活污水處理方面要因地制宜、相互借鑒。
參考文獻
[1]羅,郭靜,張大群,厭氧序批式活性污泥法(ASBR)特性分析.給水排水,1997.
【關鍵詞】農村;生活污水;處理;實用;技術
前言
農村生活污水是指農村居民生活過程中糞便及其沖洗水、洗浴污水和廚房污水以及一些農村分散養殖過程中所產生的污水。一般來說,農村生活污水與城市污水不同,在排放方式、水質和水量等方面具有其自身特性,主要特點是:成分復雜,含有一定量的氮、磷,可生化性較高,基本不含重金屬和有毒有害物質,因此,常采用生物處理方法處理農村生活污水。從處理模式的角度劃分,農村生活污水處理技術可分為集中式處理和分散式處理;從處理工藝的角度劃分,農村生活污水處理技術可分為好氧生物處理、厭氧生物處理和污水土地處理等。
1 農村生活污水處理模式
(1)集中式處理是指通過管網將村莊內所有農戶產生的生活污水集中收集,輸送至某一固定地點后集中處理的模式。該模式有兩種實施方案,一種是將收集的農村生活污水統一接入鄰近的市政污水管網,利用城鎮污水處理廠統一處理,這種處理模式投資省、建設周期短、見效快、管理方便,但只適用于符合高程接入要求,且距離市政污水管網較近地區農村生活污水的集中處理;另一種集中式處理是在村莊附近建設一處農村生活污水處理設施,將村莊內所有農戶產生的污水集中收集輸送至此集中處理,這種模式適用于規模較大、人口居住密集、經濟條件較好、村鎮企業或旅游業發達、處于水源保護區內的單村或聯村污水集中處理。
(2)分散式處理是指以“化整為零”核心,將較大的區域劃分為若干較小的區域,分區收集農戶污水,以各個較小區域為處理單元單獨處理農村生活污水的處理方式。該模式常采用小型或一體化污水處理設備、污水自然處理技術等工藝處理農村生活污水,具有布局靈活、施工簡單、管理方便、出水水質有保障等諸多優點,已經成為國內外處理生活污水的新理念。分散式處理適用于規模較小、人口居住分散、污水不易集中收集地區農村生活污水的處理。
2 農村生活污水處理技術
基于我國農村地區普遍欠發達,缺乏污水處理專業人員的現狀,結合農村生活污水可生化性高、水質、水量波動性大等特點,農村生活污水處理方式不能照搬或套用城鎮生活污水的處理模式,需結合農村地區實際情況和生活污水特點進行科學決策,在具體選擇農村生活污水處理方式時,一般遵循因地制宜、便于維護和管理、運行費用低廉、工藝流程簡單等原則。
(1)厭氧生物處理:厭氧生物處理技術的優點主要有以下幾方面,節省動力消耗;對營養物的需求量小,減少了補充氮、磷營養的費用;處理設施占地面積小;污泥產量低;可以降解好氧過程中不可生物降解的物質;可處理水質波動性較大的污水;可產生大量的沼氣作為燃料等。在某些情況下,出水水質不能滿足排放要求,需要后處理才能得到較高的處理要求;低溫下動力學速率低;不能去除廢水中的氮和磷。
(2)人工濕地污水處理技術與其他污水處理技術相比,人工濕地具有諸多明顯的優點,如:投資少,建設、運行費用低;易于維護,技術含量低;.污水處理系統組合的多樣性、針對性;緩沖容量大,處理效果好;同時具有環境效益、經濟效益及社會效益等。但人工濕地也存在不足,如:占地面積相對較大;處理效果受氣候、溫度變化影響較大;如設計或管理不當,容易產生堵塞現象等。
(3)污水處理工藝組合技術。農村污水處理以處理成本低、氮磷去除效果好為原則,在有明顯的冬冷夏熱條件的地區,采用污水組合工藝,可達到較高的處理要求。李先寧等研究開發了“厭氧水解、跌水充氧接觸氧化、折流人工濕地組合技術”、“厭氧發酵、生態土壤及蔬菜種植組合技術”及“塔式蚯蚓生態濾池組合技術”等污水處理核心技術,并根據示范區實際條件結合其它輔助技術將污水處理技術進行合理組合優化,形成農村污水處理技術集成系統,該系統具有除磷脫氮效果好、投資運行費用低及維護管理方便等特點,有利于處理農村生活污水;同樣,利用其它生態組合工藝如表面流人工濕地、潛流人工復合生態床和生態塘、滴濾池/人工濕地、人工濕地技術、人工濕地等處理農村生活污水,也取得突破進展。因此,因地制宜地對污水處理技術進行合理組合及優化,在農村生活污水處理中較好的發展前景。
(4)凈化槽可以分為用于處理一家一戶生活污水的“小型凈化槽”和用于處理樓房、住宅小區生活污水的“大中型凈化槽”,在中國農村,可以村為單位設計適合的凈化槽。凈化槽有多種類型及處理工藝,可分為接觸曝氣、旋轉圓板、散水濾床、標準活性污泥等。
(5)傳統穩定塘處理技術優點是:運行維護費低,系統基本不耗能;可充分利用地形,節省投資;無需污泥處理;可實現污水資源化。但也存在諸多缺點,比如:處理效果受氣候條件影響大;有機負荷低,占地面積大等。隨著研究的逐步深入,發展了很多新型塘和組合塘工藝,進一步強化了穩定塘的優勢。如高效藻類塘、水生植物塘、多級串聯塘和高級綜合塘系統。在中國,特別是在缺水干旱地區,穩定塘是實施污水資源化利用的有效方法,近年來成為中國著力推廣的一項技術。
(6)氧化溝是一種活性污泥法工藝,結合了活性污泥法推流和完全混合的特點,有利于克服短流和提高緩沖能力。污泥產量小,性質穩定。工藝流程簡單,構筑物少,占用土地面積也少,便于管理。
3 結語
我國農村人口眾多、居住分散、人民生活水平參差不齊,在選擇污水處理技術時應結合當地農村實際情況,以投資省、運行費用低、工藝操作簡便、維護保養方便和出水水質好等經濟實用型處理方式,采用科學設計、污水治理技術優勢互補,通過合理組合和優化,達到改善農村生態環境的目的。
參考文獻:
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[關鍵詞] 污水處理廠;清潔;工藝;分析
[作者簡介] 黃紅志,廣東省惠州市環境保護局,廣東 惠州,516008;羅志勇,廣州市銳迪能源科技有限公司,廣東 廣州,511400
[中圖分類號] TU992.25 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-7723(2012)02-0025-0003
水資源污水是環境污染的主要形式,由于水資源關系著人們的日常生活質量,水污染制約了經濟社會的和諧發展,不利于人類長期生存。城市現代化改造工程實施后,國家投資污水處理廠建設,以滿足城市污水處理的設施需求。但隨著城市污水量的持續增加,中小型污水處理廠已適應不了大量污水處理的操控要求。新時期,一批大型城市污水處理廠投入使用,深入分析處理廠的清潔工藝,有助于改善污水處理廠的運行效率,為城市和諧發展創造有利的條件。
一、大型污水處理廠的特點
我國社會主義早期發展以“粗放型”經濟模式為主,經濟效益增收以犧牲環境為代價,短期發展成效無法適應社會可持續發展的指標要求。為了實現國民經濟“穩定、健康、持續”的發展,國家積極制定了科學的發展策略,以“集約型”經濟理念為指導,在提升國民經濟收入水平的同時完善了環境體制。大型污水處理廠的建立促進了城市環境工作的改善,相比中小型污水處理廠,其主要特點集中表現在:
(一)污水存量大
改革開放前期,我國國民經濟收入水平偏低,各項科技研究工作收獲頗少,制約了環境改造工程的推廣實施。盡管建立了中小型污水改造工程,但在污水處理方面未取得理想的成果。以小型污水處理廠為例,其蓄存的污水量僅占大型處理廠的30%~40%,顯然適應不了城市污水產出量的處理標準。大型污水處理廠存儲量巨大,滿足了城市污水處理工作的操作要求。
(二)處理難度高
大型污水處理廠不僅在污水量指標上大幅度提升,廠內的基礎設施也更加齊全,所采用的處理工藝流程相對完善。一般情況下,大型污水處理廠既可以簡單地凈化城市生活污水,對于工業企業生產活動產生的污水也可以起到較好的凈化作用,處理工藝的難度更大。如:大型處理廠配備了水資源循環系統,部分凈化后的水資源可重新輸送使用,協調了城市水資源的分配利用。
(三)清潔任務重
城市經濟的快速發展促進了國民經濟收入水平的提高,由此產生的環境問題也受到了政府部門的關注。為了緩解城市地區面臨的污水問題,投資建設大型污水處理廠是必不可少的,廠內面臨的污水處理任務也更加繁重,給污水處理廠的工作造成了巨大的壓力。調查顯示,按照1萬噸水5噸80%濕泥,我國污泥日產量可達5.75萬噸,年濕泥產量2098.75萬噸。
(四)設備壽命短
據了解,我國城市大型污水處理廠的污水處理能力超過1.2億立方米/日,每日面臨的污水處理工作相當繁重,為城市綠化改造提供了諸多幫助。高負荷的污水處理作業,導致污水處理廠設備壽命減短,既影響了污水處理系統的正常運作,也增加了處理廠運營資金的投入。延長設備使用壽命是未來污水處理工程需要考慮的重點內容,加強廠內設施的更新維護是極為關鍵的。
二、優化污水處理工藝的必要性
當前,國家正加大污水處理廠建設的投資金額,國內大部分城市均有特定的污水處理區域。政府報告顯示,截至2010年,全國設市城市、縣城及部分重點建制鎮累計建成城鎮污水處理廠超過2400座,充分顯示了國家對污水處理工程的重視。因此,大型成熟污水處理廠需不斷調整污水清潔模式,通過優化污水處理工藝提高處理廠的運行效率。
(一)提高效率
傳統污水處理工藝僅限于當前城市發展的需要,為城市區域的綠化發展提供了相匹配的除污系統。科學發展觀規劃國內改革,未來農村地區的改造活動更加頻繁,農村經過一段時間的調整也會轉變為城市。如果依舊堅持現有的大型污水處理廠規模,顯然不利于農村地區的城市化改造。優化改進污水處理工藝提升了廠內作業的效率,從人力、物力、財力等方面簡化工藝流程,推廣更加先進的工藝模式。
(二)減少污染
根據目前城市現代化改造發展趨勢,今后城市污水產量將會日趨增多,生活污水、工業污水會成為城市水資源污染的兩大來源。生活污水來源于人們日常生活產生的廢水,其污染成分相對較少。工業污水中含有大量的有害元素,未經處理隨意排放會造成嚴重的污染問題,尤其是重金屬及化學元素的危害更大。大型污水處理廠經過工藝改造,可進一步加強工業廢水的凈化程度,減少工業廢水污染,實現生活污水循環利用。
(三)創造收益
優化污水處理工藝創造的收益體現在兩方面,即環境收益、經濟收益。其必要性體現在:首先,城市建立大型污水處理廠,對城區內污水的凈化處理發揮了極其重要的作用,維持了水資源調配的均衡性,營造了優越的城市環境;其次,傳統處理工藝經過優化改造后,在簡化操作流程的同時也提升了廠內操作的效率,降低了污水處理系統的調控難度。從經濟角度考慮,先進工藝的引入也減少了經營成本,創造了豐厚的經濟收益。
三、污水處理廠常用的處理工藝
鑒于科學技術對城市大型污水處理廠建設的指導作用,廠內管理人員及操作人員需堅持技術創新思想,結合國內外現有的污水處理技術調整工藝模式,制定更加科學、高效、節能的污水處理方案。國內污水處理廠已掌握了多項污水處理工藝,如:活性污泥工藝、生物除磷工藝、循環曝氣工藝等等,這些先進的工藝方案融合了物理、化學等多方面學科知識。
(一)活性污泥工藝法
考慮到污水內部混合雜質的物理特性,采用活性污泥法進行污水處理是一種簡單、易操作的工藝方案,如圖1。盡管城市建立了大型污水處理廠,但其在工藝流程上還需加強改進,以此滿足不同污水資源處理的需要。活性污泥法結合物理學原理,對廠內蓄積的污水進行物理分離,如:把較大的污染顆粒與水質分離,從而發揮出凈化污水的效果。該方法是最早運用于污水處理操作,僅適用于常規的污水處理操作,不適合運用于高質量要求的污水處理。比較常見的活性污泥法有氧化塘法、集成生化加過濾法、增加流動載體法等。
(二)循環曝氣工藝法
循環間歇曝氣工藝充分發揮高負荷氧化溝處理效率高的優點,又充分利用序批式活性污泥污水處理工藝出水好的特點,保證了系統出水達到國家污水排放一級標準在除去有機污染物方面的要求。在投資和運行費用上比通常以除去有機污染物為主的二級生物污水處理系統降低30%左右,是適合我國現階段污水處理要求的工藝技術。
(三)旋轉接觸氧化法
旋轉接觸氧化污水處理工藝技術是在生物轉盤技術基礎上,結合生物接觸氧化技術優點發展起來的新一代好氧生物膜處理技術。旋轉接觸氧化污水處理工藝技術和成套設備提供了一種簡單和可靠的污水處理方法。整個污水處理系統中的轉軸是唯一的轉動部分,一旦機器出了故障,一般機械人員都可以進行維修。
(四)連續循環曝氣系統
連續循環曝氣系統工藝(CCAS)是一種連續進水式SBR曝氣系統,如圖2。污水處理工藝CCAS是在序批式處理法(SBR)的基礎上改進而成。CCAS污水處理工藝對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。
(五)曝氣生物濾池
從綜合效益方面看污水處理工藝的優化,其適應了社會主義科學發展觀的要求,加快了新時期城市綠化改造的建設進度。曝氣生物濾池是在生物濾池處理裝置中設置填料,通過人為供氧,使填料上生長大量的微生物。這種污水處理工藝流程裝置由濾床、布氣裝置、布水裝置、排水裝置等組成。曝氣裝置采用配套專用曝氣頭,產生的中小氣泡經填料反復切割,達到接近微控曝氣的效果。由于反應池內污泥濃度高,處理設施緊湊,可大大節省占地面積,減少反應時間。
(六)生物除磷工藝法
利用化學物質及相關的物質反應,也能促進污水處理廠凈化水資源的效率。磷元素是工業污水中比較常見的元素,如果凈化處理不徹底會影響到水資源的循環利用質量。傳統污水處理工藝屬于通用型的操作方案,對磷元素凈化過濾缺乏針對性的方案。長期生產實踐中,污水處理廠逐漸掌握了一套生物除磷工藝法。此工藝方法的目的是清除污水中的含磷有機物,從而達到水資源凈化的作用。由于生物除磷工藝屬于化學性處理方法,要求操作人員熟練掌握化學理論,結合污水廠實際操作的需要設計工藝方案。
四、結 論
綜上所言,當前國內市場經濟體制深化改革,城市現代化建設步伐也隨之加快。環境工程是城市計劃改造的重點項目,水資源污染是嚴重的環境問題,若處理不當將會給人們的日常生活造成不利的影響。大型污水處理廠的建立滿足了城市污水處理的需要,擺脫了傳統中小型污水處理工藝的不足,在設備、技術、工藝等方面均實現了較大的突破。污水處理操作人員應熟練掌握不同的工藝方案,結合污水處理的具體要求選擇工藝流程,以此適應城市環境改造的規劃要求。
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今年,江蘇省人大常委會把檢查《江蘇省水資源管理條例》實施情況作為監督工作的重點,9月底召開的常委會第25次會議專門聽取和審議執法檢查報告,大家對水資源管理工作尤其是農村水環境問題給予了極大的關注,提出了不少好的意見建議。對農村生活污水治理問題,我在南京、蘇州工作時就很重視,這次利用帶隊開展執法檢查的機會,又專門走訪了蘇州、徐州、南通等市部分縣區,實地調研江蘇農村生活污水治理現狀,參觀考察一些治理設施和項目,座談聽取部分企業和基層干部群眾的意見建議,親身感受到治理后的明顯成效。江蘇是全國推進農村生活污水治理起步較早的省份之一,2007年就著手啟動農村生活污水治理試點,無錫太湖藍藻事件后,結合太湖流域水污染治理、農村環境整治、美麗鄉村建設等工作,農村生活污水治理工作力度得以進一步加大。截至目前,全省已有6500多個規劃發展村莊生活污水得到有效處理,其中,太湖流域就有4000多個,說明蘇南地區在這方面走在全省前列。但總體上看,江蘇農村污水治理仍處于起步階段,治理模式仍在不斷探索中,尤其是蘇南、蘇中、蘇北不僅經濟發展差距較大,在農村生活污水治理方面也呈現不同特點,需要及時總結經驗、排查問題、剖析原因、找準關鍵,方能更好地推進。我認為,目前有這么幾個問題值得重視。
污水處理設施建設不到位。對農村生活污水處理,蘇南和蘇中地區基本上能夠做到集中處理和分散處理相結合,但一些地方仍存在設施重復建設、不合理建設的現象,缺乏科學的、系統的新農村布點規劃和農村污水處理規劃指導。有的地方污水處理設施是建了,但配套管網建設跟不上,未能發揮應有的功能作用。特別是目前蘇北農村,不少地方由于缺少資金投入,污水處理設施嚴重不足。
農村污水收集難度大。農村生活污水分散、量小、不穩定,污水收集節點多、收集難。同時,農村生活污水治理直接面對千家萬戶,項目實施必須符合村民自治的相關要求,而江蘇農村情況又千差萬別,生活污水收集難度較大。
項目實施過程中問題多。雖然單個農村污水治理項目投資規模小,但立項、用地、環評、規劃、招投標、施工許可等審批環節一個都不少。農村生活污水處理設施選址一般在農田、池塘、綠化等區域,有些因條件所限,會涉及基本農田,需進行用地調整才能組織實施,協調難度大。農村生活污水處理項目完全按照工程基本建設程序辦理,需辦理國土、規劃、招投標、施工許可證等,手續繁雜,周期較長。
建設運行維護不規范。目前,除國家試點縣(市、區)以外,大多數地區是以鄉鎮為主體建設運行維護,縣及以上予以補助和監督考核,而鄉鎮普遍缺乏專業人才、技術力量,造成施工安裝質量缺乏有效監管,運行維護缺經費、缺制度支撐,導致前一階段已建設施穩定運行比例較低。
污染物排放標準未明確。目前,農村生活污水治理的排放標準只能參照執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》,國家和省級層面均缺乏能夠體現鄉村特色、符合農村特點的排放標準。
面對廣大人民群眾迫切要求改善農村生態環境、加強生活污水治理的期盼,我們沒有任何理由觀望懈怠,應從江蘇實際出發,明確目標、科學規劃,分類推進、規范管理,盡快取得重點突破,進一步美化農村人居環境,推動農村大地更加美麗宜居,切實增強農村群眾對生態文明建設的獲得感。
進一步提高思想認識。2015年年底,江蘇被住房城鄉建設部列入全國首批村莊生活污水治理試點省份,全國首批100個試點縣(市、區),江蘇占了16個,數量最多。今年初,江蘇省委、省政府提出,到2020年,全省村莊生活污水治理得到有效推進,實現撤并鄉鎮集鎮區所在地村莊生活污水治理全覆蓋,蘇南地區規劃發展村莊、蘇中地區行政村村部所在地村莊、蘇北地區規模較大的規劃發展村莊生活污水治理覆蓋率達到90%以上。從調研情況看,我認為,結合生態文明建設要求和農民生活方式現代化的迫切需求,經過前一階段的實踐,江蘇已具備逐步擴大試點示范范圍、提升治理實效的基本條件。這方面,浙江經驗值得認真學習和借鑒。浙江省委、省政府這幾年在水環境治理方面確定“五水共治、治污先行”的思路,提出農村生活污水治理是打贏“五水共治”攻堅戰的關鍵,要求從2014年開始,全面鋪開全省有治理任務的83個縣(市、區)的農村生活污水治理工作,用3~4年時間使全省農村生活污水治理村覆蓋率達到90%以上,農村受益率達到70%以上。鑒于這項工作的復雜性和系統性,建議以江蘇省政府的名義召開全省性會議部署任務,出臺文件,傳導壓力,整體推進。各級黨委、政府要統一思想,全力以赴,不折不扣抓好落實。同時,要充分利用電視、報紙、網絡等媒介,讓廣大群眾直觀了解治理作用,爭取廣大群眾的理解支持,激發廣大群眾“自力更生、共建家園”的積極性,形成人人關心、齊抓共管的良好氛圍,使農村生活污水治理工作成為全社會的自覺行動。
進一步突出規劃引領。搞好農村生活污水治理,科學規劃是重要前提。省有關部門要及時指導各地開展鎮村生活污水排放現狀情況調查,全面掌握全省農村污水管道接納現狀、周邊受納水體環境質量、城鎮污水處理廠規模能力等信息。在摸清家底、理清現狀的基礎上,堅持城鄉、區域統籌,依據優化后的鎮村布局規劃,以縣(市、區)為單位組織編制生活污水治理專項規劃和行動計劃,因地制宜選擇治理模式和處理技術,明確治理目標、時序、措施等。從調研情況看,可以采用以下三種治理模式:一是接管優先模式。位于城鎮周邊和鄰近城鎮污水管網的農村,優先考慮將農村生活污水接入城鎮污水管網統一處理。蘇州常熟、張家港等地,通過編制鎮村生活污水治理專項規劃,打破行政區域界限合理布局鄉鎮污水處理廠,如常熟市69%、張家港市95%的農戶生活污水納入城鎮管網處理。二是相對集中處理模式。不具備接管條件、居住相對集中且排放要求較高的農村,采取相對集中處理的模式,將一定范圍內的農戶生活污水統一收集后,就近建設適宜工藝的小型污水處理設施集中處理。蘇州吳中區金庭鎮引進德國一體化小型獨立處理設施,尾水達到一級B標準,一部分用于農田澆灌,一部分用于山林防火,一部分達標后排放。南通如皋市著重推進農民集中居住點生活污水治理,已建成小型農村污水處理設施74座。三是相對分散處理模式。居住相對分散、管網建設難度較大的其他農村,采用分散處理的模式,就地就近對單戶或多戶生活污水進行收集后,通過戶用凈化槽、戶用型生活污水處理標準化模塊、生態衛生戶廁等分散式的處理設施進行處理。常熟市引進消化日本凈化槽技術,對單戶或多戶生活污水進行處理,每臺設備費用近2萬元,每天運行成本僅需2角多,老百姓承擔的費用不算高;徐州市以省級試點示范農村為實施重點,除已建成小型污水處理設施150余座以外,對于分散農村采用三格式、四格式化糞池外接人工濕地處理。
進一步實施一體推進。農村生活污水治理是一項公益性建設事業,經濟回報幾乎沒有,資金籌措壓力很大。目前,農村生活污水治理以鄉鎮為主體建設運行維護的狀況不可持續,全省鄉鎮經濟發展狀況參差不齊,特別是蘇北地區鄉鎮一級財力普遍缺乏。建議:一是明確實施主體。要以縣(市、區)為單位,依據農村生活污水治理專項規劃和行動計劃,統一優選實施方案,采用項目總承包、PPP合作等形式,由專業化公司、機構(一個或數個)負責轄區內農村生活污水治理設計、施工安裝、運行維護等全過程建設管理,強化農村生活污水治理一體化推進、專業化建設、常態化管護,保證農村生活污水應收盡收,治理后的尾水穩定達標排放。二是擴大試點范圍。在首批16個國家試點縣(市、區)基礎上,開展并逐步擴大省級試點縣(市、區)范圍,每個設區的市至少有1個試點縣(市、區)。三是加大獎補力度。省級財政加大對農村生活污水治理的獎補力度,整合中央財政有關項目資金,不能各部門各搞一套,形成不了支持合力,解決不了實際問題。四是創新投融資機制。通過政府委托代建、購買服務等方式,因地制宜利用PPP模式,鼓勵相關企業參與建設和管理,探索農村居民適當繳費的公用設施管護經費保障制度,多渠道籌措農村生活污水治理建設運行維護經費。五是完善政策配套。支持農村公益項目建設用地,簡化規范農村公益項目基本建設程序,探索推行特許經營權制度,盡量縮短項目審批時限,落實項目法人責任制、招標投標制、建設監理制和合同管理制。
進一步嚴格督查考核。推進農村生活污水治理工作,重在抓好落實,必須建立健全嚴格的督查考核機制。一是明確年度目標任務。要將農村生活污水治理合格率納入城鄉發展一體化、全面建設小康社會的指標考核體系,作為地方政府年度責任目標考核的重要內容。開發建設覆蓋省、市、縣、鄉鎮、村級的農村生活污水治理信息管理系統和處理設施遠程自動化監控系統,實時跟蹤分析各地農村生活污水治理工作進展情況和實施成效。二是建立協調推進機制。既明確牽頭部門,也確定各部門職責,建立協調機制,加強分工配合,共同把這項工作推向深入。三是健全績效考評制度。明確按效果付費的績效考評,在處理設施的進水端和出水端設置取樣檢測井,強化工程驗收和后期運行維護的跟蹤監測,保證處理設施的穩定運行。四是嚴格執行獎懲規定。對任務完成好、成績突出的單位和個人給予表彰,對措施不力、工作進展緩慢的單位和個人給予批評。
關鍵詞:農村;生活污水;處理;現狀
1.前言
農村生活污水是農村居民活動排放的生活污水(人糞尿、洗滌洗浴廚用后廢水等)。農村生活污水的處理技術,簡單地說,指為使排入某一水體的污水達到再次利用的水質要求,而通過一定的科學方法將污水中對生活或環境有害的物質進行清除、降解或無害化處理,使這些污水變成能夠再被人們利用的技術。目前,國內外的專家學者對農村生活污水的處理方式進行了許多有益研究與探索。
2.國外農村生活污水處理技術研究現狀
目前,全歐洲已有1萬多處,北美有2萬多處人工濕地污水處理系統,亞洲、澳洲和拉美也在興建越來越多的人工濕地污水處理系統并投入使用。在歐洲農村有許多個人工濕地污水處理反應器正在運轉,規模小的僅處理一家一戶排放的污水,例如別墅區建筑,濕地面積僅40m2。
日本和瑞典的專家提出了基于循環理念的生態衛生(Ecosan)處理模式即進行尿液分離、糞便的限制儲存和無害化處理,并循環利用尿液和無害化的糞便將其養分回歸土壤。它強調生活污水應視為資源通過物質流循環加以綜合利用。
韓國農村水污染控制主要采用生物膜法(34%),這與生物膜法管理方便、出水水質較穩定、污泥產量低等有關。此外,還有高效組合工藝、深度處理工藝、序列間歇式活性污泥法(SBR)、A/O法和土地處理工藝。針對水資源緊缺的現狀,仍約有14%的韓國農村污水處理設施對污水進行深度處理,以滿足回用的要求。
3.國內農村生活污水處理技術研究現狀
近年來,隨著和諧社會理念的提出和新農村建設的推廣,國內也對農村生活污水處理技術進行了許多卓有成效的研究。
(1)以厭氧發酵為核心的生物處理技術
污水中的大部分有機物經厭氧發酵達到凈化目的,常用的有生活污水凈化沼氣池、地埋式無動力生活污水處理裝置和厭氧折板濾池等。
鄭戈等研究認為:生活污水凈化沼氣工程具有投資分散、易于建造、不專門占用土地、運行不耗能和具有較好的社會效益等特點,是現今適合我國國情的一條分散處理中小城鎮居民生活污水的有效途徑。
浙江、江蘇大力發展以沼氣為紐帶的各類生態模式來處理小城鎮生活污水,實行種養業有機結合,重點推廣“一池三改”戶用沼氣,“豬-沼-菜(漁、林果)”生物鏈工程,使農民的基本生活、生產單元內部的能源、物流實現生態良性循環,取得了良好的效果。
埋地式生活污水凈化裝置是1996年度國家環保最佳實用技術A類產品。1992年以來,在江蘇、上海、廣東,湖北、安徽等地區廣泛推廣使用,取得了一定的社會環境效益。該裝置具有合理的工藝流程,主要技術特點顯著,采用A/O法污水處理工藝流程,以獨到的配水和通氣系統,獲得了良好的污水處理效果,與傳統的化糞池工藝相比具有更多的實際功用。它還具有投資省、效果好的優點。
劉操等對厭氧折板濾池在農村生活污水處理效果研究表明:常溫下啟動厭氧折流板濾池處理農村生活污水是完全可行的。
(2)以土地處理為主的處理技術
該技術是利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理有效處置污水,常用的有人工濕地處理系統、慢速土地滲濾處理系統等。污水土地處理系統與其它污水生物處理技術相比具有投資省、節能、運行費用低 等優點,并且,污水在被處理的同時作為一種資源被加以利用。
人工濕地處理系統運行簡單,處理效果良好,不僅能去除有機物,而且能除磷脫氮和去除重金屬,在資源條件許可的條件下是一種十分可行的污水處理方法。該方法在我國的北京、深圳和天津等地有應用實例,效果良好。
白永剛等對太湖地區農村生活污水采用自然凈化原理,滴濾池與人工濕地相結合的技術進行處理,認為該技術具有投資低、能耗和運行成本低、管理簡單等特點,同時考慮了資源化的方向,比較適合農村地區的實際情況。
姜立暉等認為:我國農村應因地制宜地采用多元化的污水處理模式。選擇工藝模式時要考慮:滿足當前達標處理與今后再生利用需要;處理技術經濟適用;運行操作簡便,日常維護管理簡單。認為可以采用人工濕地、穩定塘、土壤滲濾等幾種適合農村實際的污水處理工藝技術。
(3)好氧處理技術
MBBR(好氧移動床生物膜反應器)是國家農業部在上世紀80年代初從意大利引進的專用于農村水污染治理的一種高效污水處理技術。張亮等對其處理效果研究表明:處理效率高、能耗低、出水水質穩定、耐沖擊負荷能力強、結構緊湊、體積小、不需要污泥回流、不發生堵塞、不需要反沖洗、維護管理相當簡單,尤其適用于農村生活污水的處理,具有廣泛的應用前景。
4.結語
我國農村數量多、規模小、集聚散、地形雜,農村污水處理設施的建設受村莊的分布狀況、經濟水平、技術力量、生活方式等許多因素的影響,不可能按照統一的固定模式處理村莊的生活污水。
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關鍵詞:生活污水;智能化;處理;技術研究
引 言:城市節奏的加快,促使環境的污染現象愈發嚴重,三廢的排放也是越來越令人害怕,三廢中的廢水就是一個需要很大人力物力的凈化板塊,所以,在經濟發展猛烈的今天,污水處理廠的數目也越來越多,這是順應時代的需求,也是維持嘗試生態系統穩態的必要發展方向。
1. 生活污水的現狀極其特點
生活污水的排放是一個持續的過程,居民的衣食住行都離不開水資源的利用,由此生活污水的排放量和頻率一直也是居高不小,污水也很容易滋養生物生活污水的成分中主要含有一些高氮和高磷化學物質,其中會有一些對人或者家禽有害的微生物,只要以細菌病毒為主,當然,污水中也還有一些因生物放大的原理所形成的重金屬,這些物質都是有害的,所以污泥的處理時,一定要對重金屬和有害微生物做好鑒定和提取工作,所以生活污水及時出現凈化處理,有害微生物和重金屬都有超標的現象,這些污水在特定的流域和排放方式下最終肯定會形成支流流入大型河道中,造成整體水源的污染,所以現在不管是大城市還是農村,對于水源的質量和純凈度都是耳熟能詳的話題,專業處理污水的體系和部門發展的都不夠完善,但與此同時,現代居民對生活質量要求頗高,居民對生活用水的需求也越來越高,前后之間形成的沖撞就越來越強烈,總體來說,就是我國污水處理的水平和速度難以滿足現代人們的生活水資源的安全。污水成分濃度較低且日益復雜,波動性大;
農村地區人口大都分散居住,沒有排水管網,集中收集處理難度大。
2.污水處理技術的簡介
污水處理技術的開展往往是建立在當地經濟條件和基本情況的基礎之上的,對因此,自然條件、地理位置、生活習慣的較大差異都會使得污水處理系統存在偏差,所以,不管是農村還是城市,不管是生活污水還是工業污水,污水的處理講究因地制宜,恰如其分,以廣東省廣州市番禹區某鄉村污水處理為例進行說明污水處理的基本模式。
2.1 將生活污水地下自動連續處理技術
生活污水地下自動連續處理技術,是將每戶人家的生活污水就地進行獨立處理的技術,是針對每一家或者說獨立用戶使用的。沒加每戶的污水通過實現在地下配置好裝置系統,這類裝置系統對于微生物、重金屬的吸收和過濾有良好的過濾和吸附功能,如此已達到污水處理的目的,這種處理系統是建立在沒加每戶的地下系統,地下污水處理系統對溫度要求不高,而且系統是裝配在地下,所以,不需要地上的資源,也不用考慮溫度和天氣的影響。
2.2 生活污水土地處理技術
生活污水土地處理系統與地下處理系統存在差異,它主要是將將污水集中到層次合適的土層中,利用D層的滲透和擴散作用達到降污的效果,這種凈化污水的系統利用土層自我降污的能力,因此,投入成本不多,操作不難,但是對于土層的吸收能力要事先做好實驗檢驗,土層的選擇最好選擇在無人居住的地方,土層上方盡量避免再次建造地基,所以,這種污水處理系統比較適用于土地資源極其豐富的農村或者偏遠地區。
2.3 生活污水凈化沼氣技術
污水廠對污水沼氣技術的處理流程一般采用污泥濃縮工藝,主要是首先將初沉污泥進行濃縮,盡量減少污泥的體積,無下一步做好充分的準備;其次是將濃縮的污泥進行厭氧消化,厭氧消化主要使用的微生物就是厭氧性細菌,在缺氧的條件下,通過酒精發酵形成可以再次利用的沼氣,這種污水凈化方式在我國東北農村表現的極為突出,生活污水處理技術,這種技術節能減排,實現物質和能量的重新配置,成本不高,目前在農村頗受歡迎。
三種污水處理技術各有利弊,有的成本較高,有的只能集中處理,有的在農村適合,那么,對于城市污水如何處理,或者說,如何給予以上污水處理技術,選擇一套適合農村和城市,又能節能減排,便捷操作的污水處理系統呢?
3 污水的智能化處理案例
工藝的優化和設備的精選直接決定了污水處理線路的投資成本和工作繁瑣程度,我國很多污水處理工廠都沒有這種節能減排的意識,采用傳統的思維和方法,不節能的機械設備,對污泥的處理往往只是應付政府要求做做表面工作,所以,污泥的節能降耗措施,首要的就是引進高精密度、節能的機械設備智能化小型生活污水處理系統(CompactWastewater Treatment System 簡稱 CWT) 是一種高效集成式污水生物處理一體化設備。該設備廣泛適用于各種中小規模分散污染源,這種處理技術基本上兼具以上處理系統的優勢,因為利用到智能化技術,所以污水處理的操作便捷,智能化污水處理系統的處理流程主要有進水泵和出水泵,中間的處理技術原理與地下處理技術大同小異,CWT 污水處理系統具有一體化設計、結構緊湊、占地面積小、建設投資少、處理效果好、全自動運行、無人看管等優勢。由此,以廣東省廣州市番禹區某鄉村污水處理為例進行說明污水處理的基本模式。
從實際案例結果就不難得出,污水智能化處理裝置處理污水的效果顯著,污水中的常見污質含量得到有效過濾,,不僅從根本上節能,還可以通過智能化一鍵操作,大大地減少人力物力,從長遠的角度考慮,可實施可持續的效益提升。
參考文獻
關鍵詞:城鎮生活污水處理工藝廣東省
中圖分類號: U664 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著廣東省城鎮化的水平不斷提高,城鎮人口密度的增加和人們經濟活動的日趨頻繁。污水的排放量更呈迅速上升趨勢,大量未經處理的污水任意排放,導致了大范圍水體受到污染,使水污染形勢日益嚴重,小城鎮和廣大農村的水環境污染問題日顯突出。“十二五”期間廣東省水污染總量減排的重點領域主要是繼續加強城鎮污水處理設施的建設和運行管理,規劃新擴建污水處理廠合共277個,其中,設市城市污水處理廠63個,新增處理能力165萬噸/日;縣城污水處理廠18個,新增處理能力25.5萬噸/日;建制鎮污水處理廠196個,新增處理能力396萬噸/日。合計新增處理規模586.5萬噸/日。
1 城鎮的污水排放
到2010年底,廣東省共有建制鎮1151個,鎮區人口l501萬。城鎮的人口聚集和經濟輻射作用為全省社會和經濟發展做出了重要貢獻。
生活污水是小城鎮污水的主要成分。由農村轉入城鎮的居民在生活方式上發生了很大的變化。生活廢棄物的循環利用率大大降低。如農村居民的人糞尿基本上都經過一定的發酵處理后作為有機肥施入農田,其中的氮、磷等養分經過作物利用和土地處理后進入水體的數量大大減少。而在小城鎮,由于水沖廁所的普及,人糞尿大多就近排入水體,或經化糞池簡易處理后再排入水體,其中的污染物大多直接或間接進入水環境。此外,城鎮居民用水量也高于農村居民,這也意味著城市化過程中生活污水的排放量也會有所提高。因此,城市化過程不可避免地導致氮、磷等營養物質排放量的增加。由此可見,如果小城鎮的生活污水排放得不到妥善的處理,區域水環境質量就難以實現根本的改善。
2 小城鎮污水處理存在的問題
與大中城市不同,小城鎮的污水處理設施具有特殊性。①人口少、負擔的排水面積和處理規模小。②一天內水量、水質時變化系數較大。③小城鎮排水體制基本以雨污合流的截流式排水系統為主,整個排水管網系統比較分散,覆蓋范圍相對較小,缺乏統一的規劃設計,使污水收集比較困難。④經濟發展水平偏低,經濟承受能力弱,可供選擇的使用技術少。且由于處理規模小而造成工程建設費及運營費用相對較高。⑤自動化程度較高,但同時技術人員缺乏,難以保證較高自動化要求。
2.1水量規模小
廣東省共有1151個建制鎮,其中2萬人以上的建制鎮有169個,平均鎮區人口1.3萬人,每人日均用水量約220升,污水排放系數以0.8計,則大部分建制鎮的每天生活污水排放量為150~3500t。
2.2進水水量與水質在時間上變化大。
小城鎮污水一般由居民日常生活、小型餐飲服務、小型輕工業和手工業生產以及公共衛生服務設施排放的污水組成,每天不同時段水質、水量變化較大且比較集中,特別是早、中、晚做飯時間,污水量隨生活用水量的變化而急劇變化。
2.3城鎮污水收集存在的困難
管網建設不健全。由于小城鎮大都缺乏科學規劃,地形復雜,居住分散,道路狹窄,各種用地布局不合理,污水收集不完善,致使小城鎮排水管網的建設往往長期滯后于污水廠的建設,或管網的建設標準低,造成污水漏失、地下水滲入或明渠輸送污水等現象,且多為合流制,雨污混流就近排入天然水體,這些都使污水收集比較困難,建設污水收集系統的投資相對較大。
2.4城鎮污水處理廠建設與運營資金問題
污水處理是資金密集型型工程,不僅需要投巨資建設污水處理廠和相應的污水收集管網,而且污水處理廠的日常運行費用也非常高昂。此外,小城鎮經濟發展水平偏低,對專業技術人員的吸引力有限,也會影響污水處理廠的管理和維護工作。因此,目前絕大多數小城鎮不具備建設和運營污水處理廠的經濟承受能力。
3小城鎮生活污水處理的對策
3.1合理選擇小城鎮污水處理工藝,研究小城鎮污水處理關鍵技術
適合小城鎮污水處理的工藝包括活性污泥法、SBR法、氧化溝、A/O法、A/O2法和人工濕地法等多種處理工藝,各有其利弊。小城鎮污水處理工藝除須具有運行穩定、維護方便、抗沖擊負荷能力強、基建和運行費用低等特點外,還要考慮的是小城鎮的污水負荷、可生化性、下游水體的環境容量等。對于下游有封閉、敏感水體的小城鎮,需要考慮除磷脫氮工藝,其他直排大江大河的則重點考慮BOD的處理,以節省投資。由于經濟實力和人員素質的原因,小城鎮污水處理系統不應該追求自動控制程度,而宜采用人工控制和自動控制相結合的方法,使系統關鍵部位的運行狀態處理常時監控狀態,以便于監控和維護。此外,所選擇的工藝還要便于升級提高,這樣將來需要提高污水處理的工藝時就可以減少二次投入。
3.2完善小城鎮污水收集系統
小城鎮污水收集系統是小城鎮水環境改善的關鍵環節之一,必須科學合理的確定適于小城鎮特點的污水排放體制,提高污水管網系統的管理水平。
(1)合理選擇小城鎮污水排放體制。小城鎮排水體制的選擇宜根據當地具體條件因地制宜,充分分析當地自然條件和現有設施情況、資金因素、管理水平.科學合理地選擇排水體制。其中小城鎮的地理地貌特征對污水排放體制的影響突出,主要為山地小城鎮、水網小城鎮等,因此.需根據小城鎮特征開展污水排放體制研究。確定其經濟合理的排水體制方案。
(2)提高排水管網管理水平。根據小城鎮自身特點,建立一個統一的科學管理體制,設置獨立部門來負責污水處理和排水管道的建設。管理和日常維護工作,加強排水設施的維護。做好排水管網維修疏浚工作,保證設備、設施完好,充分發揮現有排水設施的作用。
3.3污水處理廠的運營機制
資金短缺是制約小城鎮污水處理能力的最主要因素,近來很多學者探討了BOT模式融資建設小城鎮污水處理系統的可行性,認為小城鎮污水處理廠規模小、投資少,為BOT模式提供了有利條件。但這一模式目前可能并不適用小城鎮生活污水的處理,因為私人資本的進入是以追求利潤為目的的,而小城鎮污水處理廠由于規模小、運行成本相對較高,通過對數量有限的居民增收水費來回收成本并獲取回報很難實現。事實上上述學者所舉的運作實例均是那些鄉鎮工業比較發達,以處理工業廢水為主的小城鎮,其利潤主要通過對排污企業收費獲得。所以對于以生活污水為主的小城鎮,現階段還必須主要依靠政府投資、銀行貸款、企業集資和信托融資相結合的方法,多渠道籌集基建基金。因此,各級政府必須充分認識小城鎮污水排放對區域水環境質量的危害,重視和大力支持小城鎮污水處理工作,提供優惠條件,吸引各種來源的資金。
3.4充分利用自然和人工濕地處理生活污水
利用濕地處理生活污水具有投資少、能耗低、效果好的優點。廣東省濕地資源十分豐富,全省濕地面積18071平方千米,占全國濕地面積的5%。而在熱帶、亞熱帶季風性濕潤氣候條件下,全省熱量充裕,十分有利于各種水生植物的生長,應用自然和人工濕地的技術處理小城鎮生活污水有著廣闊的發展前景。廣東省中山、肇慶、東莞、佛山等市均建有人工濕地污水處理廠,為我省污水處理開辟一條經濟有效的新途徑。應在此基礎上認真分析和總結該方法的適用性,揚長避短,在全省范圍內加以推廣。
4結語
根據廣東省環境保護廳編制的《廣東省“十二五”主要污染物總量控制規劃》的要求,“十二五”期間繼續推進污水處理設施建設。中心鎮和水源保護區內建制鎮、重要沿江與河流上游城鎮、重點流域建制鎮加快啟動污水處理設施建設;其他地區推廣因地制宜的分散型處理工藝,鼓勵具備條件的城鎮相鄰地區污水處理設施共建共享。并已規劃在建制鎮新建污水處理廠196個,新增處理能力396萬噸/日。因此,廣東省小城鎮的生活污水處理廠建設工作任重而道遠,各級政府必須給予高度重視并及早采取有效措施,建成生活污水處理廠,改善小城鎮生產和生活環境,這樣才能夠提高小城鎮建設水平,不斷增強其綜合競爭力。
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關鍵詞:農村生活污水;處理工藝;對比分析;適用性;浙江省
中圖分類號:X799.3 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2016)14-3597-04
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.14.015
Abstract: As the rural water environment deterioration has become increasingly serious,it is becoming a key and difficult point to explore an appropriate treatment process for rural domestic sewage. Through investigating the status of the rural domestic sewage discharges and common treatment processes in Zhejiang province, this study gave the systematic and comparative analysis of the treatment process of rural domestic sewage through the aspect of cost and the advantages as well as the disadvantages. Several useful advices were put forward towards the treatment process of the rural domestic sewage in Zhejiang province.
Key words: rural domestic sewage; treatment process; comparative analysis; applicability; Zhejiang province
浙江省現有農村人口較多,超過全省總人口的60%。隨著工業化、城鎮化的加快推進,工業污染、農業面源污染、農村生活污染明顯加劇,部分農村生活污水直接排放,缺乏有效治理,導致農村水生態環境日益惡化[1]。與城鎮相比,農村人口居住分散,生活污水收集系統和處理設施缺乏,零星的分散式污水處理設施的運行和管理也不到位。農村供水事業不斷發展,由于淋浴、洗衣機、沖廁等衛生設施的普及,農村生活排水不斷增加[2]。有些未經處理的生活污水任意排放,自流到地勢低洼的河流、湖泊及排水溝渠塘等地表水體中,嚴重威脅水環境健康[3]。
目前,浙江省農村生活污水排放特點表現:①排放面廣且分散,難以收集。大多數村莊分散、農民住房分散,使得農村生活污水排放分散,難以收集后集中處理;②水量水質波動大。農村生活污水水量、水質根據用水及生活習慣差異而不同,具有間歇排放特點,早、中、晚是排水高峰;③污染物類型相對簡單。農村生活污水中污染物主要是可降解的有機污染物,可生化性好,一般不含有毒有害物質,相對易處理;④排放量逐年增大。隨著農民生活水平的提高以及農民生活方式的逐步城市化,污染物的排放總量不斷增加,抽水馬桶和洗衣機的普及,生活污水的產生量也將隨之增大;⑤農家樂污水逐年增多。農家樂污水以節假日為排放高峰,其產生的餐飲污水含油量比一般的農家廚房污水要高很多,且水質水量波動大,對污水處理技術及管理提出了更高的要求[4]。
浙江農村生活污水的特點,決定了絕大部分農村生活污水在現階段不能納入城鎮污水處理廠處理,而需通過就近新建農村生活污水處理設施來治理,所選污水處理工藝應抗沖擊負荷能力強,且宜選擇就近獨立處理的方式。同時,污水處理應充分考慮造價低、運行費用少、低能耗或無能耗的工藝。此外,所選工藝應具有運行管理簡單和維護方便的特點[5]。
近年來,浙江省通過全面推進“千村示范、萬村整治”工程和美麗鄉村建設,不斷加大農村環境綜合整治力度,有效改善了農民的生產生活條件[6]。2013年,浙江省委省政府做出了“五水共治”的重大決策,決心以治水為突破口,打好轉型升級“組合拳”,其中農村生活污水治理是“五水共治”工作的重要內容之一。通過全面控制浙江省農村生活污水污染,加強農村生活污水的收集、處理和資源化利用,積極探索并全面實施適應農村實際的污水綜合治理將是浙江省水污染防治的重要保障工作。為此,對浙江省農村生活污水排放處理工藝進行了系統分析比較,并針對浙江各地域的自然和經濟社會狀況,提出了適于不同區域環境條件的農村生活污水處理工藝。
1 材料與方法
1.1 浙江省農村生活污水處理工藝問卷調查
2014年6月在浙江省開展了縣(市、區)農村生活污水治理情況的問卷調查,主要包括居民戶數、污水來源、污水處理工藝等內容。其中66個縣(市、區)反饋了問卷,其中包含377個村莊采用的生活污水處理典型設施。
1.2 浙江省農村生活污水處理效果現場調查
2014年6-7月和2015年3月分別取平湖市、嘉興市和安吉縣3個地方調研,并選取了6個農村污水處理設施分別對進口和出口進行水質采樣和監測。
其中,pH采用電位法(GB/T 22592-2008)測定,COD采用重鉻酸鹽法(GB11914-89)測定,總磷采用鉬酸銨分光光度法(GB11893-89)測定,氨氮采用納氏試劑分光光度法(GB7479-87)進行測定。
2 結果與分析
2.1 浙江省農村生活污水處理工藝類型
根據調查問卷反饋結果,目前浙江省農村污水處理工藝主要包括人工濕地、厭氧、厭氧+人工濕地/氧化塘、地埋式微動力一體化土地處理、A2/O、A/O工藝、A/O+膜處理、膜生物反應器(MBR)、 A2/O(A/O)+人工濕地、凈化槽等。
在反饋的典型設施(樣本數377個)中,厭氧+人工濕地處理工藝應用最多,占48.4%,A/O處理技術位居第二,占統計總數的40.3%。
2.2 處理工藝對比分析
按照不同的污水處理效果,選取浙江省六項有代表性的農村生活污水處理工藝進行系統研究,分別為人工濕地、厭氧+人工濕地、A/O、A/O+人工濕地及A2/O+人工濕地、凈化槽。對以上幾種工藝從投資成本、適用范圍、優缺點、處理效果等方面進行了對比分析,以期為不同區域環境條件的農村生活污水處理工藝提出合適的對策建議。
2.2.1 人工濕地 人工濕地是由填料(基質)、植物和微生物組成的復合系統,該系統依靠物理、化學和生物的三重協同作用,通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污染物的高效凈化,同時通過營養物質和水分的生物地球化學循環,促進綠色植物生長并使其增產,實現廢水的資源化和無害化[7]。工藝流程見圖1。
2.2.2 厭氧+人工濕地 通過厭氧過程對污水中的有機污染物進行消化后進入人工濕地,污染物在人工濕地內經過濾、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除[8]。工藝流程見圖2。
2.2.3 A/O A/O脫氮除磷工藝是一種常見的污水處理工藝。廢水經連續厭氧、好氧運行去除水中COD(化學需氧量)、SS(固體懸浮物)、TN(總氮)、TP(總磷)等污染物,其特點是通過污水回流實現同步脫氮除磷的效果[9]。工藝流程見圖3。
2.2.4 A/O+人工濕地 利用A/O技術與人工濕地相結合,利用厭氧菌/好氧菌等微生物在缺氧/有氧條件下,去除廢水中的有機污染物,同時人工濕地利用土壤、植物以及微生物等生態系統污染物質良性循環達到污水凈化作用[10]。工藝流程見圖4。
2.2.5 A2/O+人工濕地 A2/O+人工濕地工藝是從A/O工藝發展而來的污水生物處理工藝,工藝中的生物處理部分均指生物接觸氧化法。生活污水首先進入厭氧池,在厭氧的環境中將大分子的有機物轉成小分子有機物和穩定的沉渣[11]。兼氧池中通過機械攪拌進一步完成有機物的水解酸化,為后續好氧接觸氧化創造良好的條件。好氧池中同樣懸掛填料,污水浸沒全部填料,填料上附著生長的微生物形成生物膜,污水流經生物膜時,污水中的懸浮物、有機物、氨氮、總氮等污染物被去除,再經人工濕地進一步去除氮磷及有機物,或經后續的二沉池去除懸浮物和剝落生物膜。適用于村域自建區域型、集中式農村污水處理。工藝流程見圖5。
2.2.6 凈化槽 凈化槽是一種小型生活污水處理裝置。用于分散型生活污水或者類似生活污水的處理[12]。污水進入凈化槽后,沉淀分離槽進行預處理,去除比重較大的顆粒及懸浮物,提高污水的可生化性;預過濾槽內裝有填料,在填料上的厭氧生物膜的作用下,去除可溶性有機物;曝氣槽集曝氣、高濾速、截留懸浮物和定期反沖洗為一體。沉淀槽溢水堰設置了消毒裝置,對出水進行消毒處理。凈化槽不僅能從源頭解決農村一家一戶生活污水的污染問題,而且還能促進農村自來水化的有效實施,提高農村生活質量和環境質量[13]。
2.3 浙江省農村生活污水處理排放測定
通過對平湖、嘉興、安吉等地的實地調研、采樣和試驗分析,6個農村污水處理設施的主要處理結果見表1。前4個農村處理設施工藝的設計標準均為《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)中一級B標準,但從實測結果來看,氨氮和總磷不能穩定達標。第5個農村處理設施工藝(凈化槽)的污水處理效果較好,基本能達到一級A標準,凈化槽具有很好的污水處理效果,但是投資和運行成本較高,只能在有條件的農村地區推廣。第6個農村處理設施工藝和第5個處理工藝一樣,都是凈化槽,但明顯處理效果不佳。因此可以得出無論采用哪種技術,必須在合理的規劃、正確選擇排放標準、污水能正常收集、工程建設質量合格、日常維護有人管等前提下,才能保證處理設施的正常運行和出水水質達到設計標準,才不至于出現“曬太陽工程”等問題[14]。
2.4 處理工藝適用范圍及優缺點分析
按照問卷調查反饋情況,并結合實地調研和試驗監測結果,對浙江省主要采用的幾種典型工藝類型從投資成本、適用范圍、優缺點、處理效果等方面進行了對比分析,結果見表2。
3 小結與討論
鑒于農村生活污水的特性,其治理方式應因地制宜,為科學選擇農村生活污水治理模式和技術,統籌考慮城鄉統籌發展、經濟社會狀況、環境功能區劃和農村人口分布等因素,并在分析水源保護區、自然保護區、水源涵養區、生態源頭地區、江河流域等地區的生態敏感程度、環境容量和自凈化能力基礎上,確定農村生活污水排放標準,科學選擇效率優先、經濟實用、維護簡便、循環利用的農村生活污水處理工藝[15]。
污水處理工藝的選取可根據各自特點和實際情況單獨或結合使用,實現農村生活污水的低費用運行和污染治理的雙重目標[12]。在實際調研和上述分析的基礎上,筆者給出了浙江省農村生活污水處理工藝選擇的建議:①對于平原地區的經濟較發達縣(市、區)(由于人口集聚程度高、土地資源緊張、且對運行費用有一定承受能力),可選擇采用的主要治理工藝包括A/O(A2/O)+人工濕地、厭氧+活性污泥法、MBR膜處理工藝、凈化槽等。②對于位于山區的經濟欠發達縣(市、區),由于人口密度較低,經濟水平有限,生態環境重要性較高,可選擇采用的主要治理工藝包括人工濕地、厭氧+人工濕地、A/O等。③而對于海島縣,由于經濟較發達,旅游景點相對較多,可選擇采用的主要治理工藝包括人工濕地、A2/O+人工濕地、A/O、凈化槽等。
另外,在農村生活污水處理工程設計前,還應對污水的水質特征、污染物構成進行詳細調查或測定,從而作出合理的分析預測[16]。提出切實可行的農村生活污水治理模式及長效管理機制,從而達到改善農村水環境的目的[17]。
加強浙江省農村生活污水治理工作,積極探討適應該省不同區域農村特點的生活污水處理可行方案,對全面提高該省農村水環境質量有積極意義。通過分析研究,根據不同的人口密度和經濟情況,提出了適于該省3種不同類型農村生活污水處理工藝建議方案,為浙江省農村生活污水處理提供了參考借鑒。
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關鍵詞:農村生活污水;人工濕地;工藝流程特點;技術指標;管網設計
收稿日期:2010-06-04
作者簡介:林喜芳(1973―),男,廣東吳川人, 工程師,主要從事農村污水處理技術研究。
中圖分類號:X703
文獻標識碼:B
文章編號:1674-9944(2010)07-0136-03
1 引言
隨著農村經濟的發展,農村地區生活水平不斷提高,農村生活污水引起的面源污染問題也日益嚴重,而面源污染是造成湖泊富營養化重要原因之一。近幾年隨著湖泊富營養的加劇,農村的污染治理問題逐步被提到日程上來,因此找到適合于農村生活污水處理技術顯得尤為重要。合理整治農村的污水十分必要,這不僅是我國“十一五”計劃目標,也是改善農村環境質量,提升整體形象的需要,同時也是保護人民群眾健康安全和保護水資源的要求。
2 農村生活污水特點及處理技術分析
2.1 農村生活污水水質調查
根據廣州市環境保護局的統一部署,廣州市環境保護工程設計院對廣州市7000多個自然村,約301萬農村人口生活習慣、用水設施、用水特點進行調查研究,發現農村多數住宅排水管出戶前為雨污分流,生活污水排入市政排水系統前均經過化糞池(簡單厭氧發酵)處理。生活污水主要來自農家的廁所沖洗水、廚房洗滌水、洗衣機排水、淋浴排水及其他排水等,因此生活污水主要含纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質等有機類物質和含有氮、磷等無機鹽類。污染物平均濃度見表1。
表1 污染物平均濃度
污染物項目BOD5CODcrSSNH3-NTPpH
濃度單位mg•L-1mg•L-1mg•L-1mg•L-1mg•L-1
水質50~12560~200100~20010~251.0~2.56~8
由于生活污水中污染物以有機物為主,同時生活污水中還含有許多微生物,對有機污染物進行分解,因而生活污水是不穩定的、生物可降解的和易腐爛的,如果不經處理直接排放到環境中去則會引污染起環境。
2.2 農村生活污水處理工藝
生活污水中的污染物是以有機物為主,其生化性較好,通常情況下生活污水的處理都是采用生物處理的方法。根據廣州市農村聚居的特點,一般以自然村為單位,村莊人口從幾十人到幾千人不等,村莊間的距離從幾公里到幾十公里,不同村莊的村民生活方式、經濟結構等相對比較獨立。經過長時間的調研后決定取消處理集中污水的方式,以自然村為單位結合現狀排水特點行分散處理。生污污水分散處理適用于廣東地區農村現狀經濟情況,具有如下的特點。
(1)農村的經濟結構均以自然村為單位,污水處理站的管理及設備的維護費用需由村民分擔,通常是村內集體經費支持,故分散處理符合廣東地區農村的經濟方式。
(2)根據我國土地政策,農村土地均屬于農民所有,故集中后的污水處理廠選址比較困難。
(3)道路的建設落后于經濟發展,當前農村道路已經無法滿足村民出行的要求。集中處理的污水管網須在狹窄的村道上進行污水管網的施工,給村民的出行造成不便。
通過對農村污水的長期投入和研究,并總結已竣工的部分農村污水處理站的運行情況。農村污水處理工作必須與村民思想方法和村民的文化素質相結合,污水處理站必須運行費用低,出水水質高(不低于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級B標準),污水處理站須設置成綠化園林景觀帶。因此推薦人工濕地為主要的好氧處理工藝,根據進水水質情況,分別選擇與厭氧發酵池、厭氧水解、接觸氧化渠等相結合,常用的主要工藝流程舉例如下。
2.2.1 厭氧水解池――人工濕地
(1)工藝流程。
進水一級厭氧池二級厭氧水解池人工濕地出水
圖1 “厭氧水解池――人工濕地”工藝主要構筑物
(2)技術特點。通過多級厭氧池對污水中的有機污染物進行多級消化后進入人工濕地,污染物在人工濕地內經過濾、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除。
2.2.2 接觸氧化渠――人工濕地
(1)工藝流程。
圖2 “厭氧水解池――接觸氧化――人工濕地”工藝主要構筑物
(2)技術特點。人工濕地技術上進行的改進,通過在厭氧水解池后增加接觸氧化工藝段,提高氮磷的去除率。該技術工藝簡單,無動力損耗,維護管理方便。
2.2.3 厭氧水解池――人工濕地――生態溝
(1)工藝流程。
生活污水厭氧水解池人工濕地生態溝出水
圖3 “厭氧水解池――人工濕地――生物溝”工藝主要構筑物
(2)技術特點。生活污水進入厭氧水解池,截流大部分有機物,并在厭氧水解作用下,被分解成小分子有機物和穩定的沉渣。厭氧水解池出水進入人工濕地,污染物在人工濕地內經過濾、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除。生態溝利用水生植物的生長,吸收氮磷,進一步降低有機物含量。
該工藝采用生物、生態結合技術,可根據農村自身情況,因勢而建,無動力消耗。厭氧水解池可利用現有凈化沼氣池改建或參照三格化糞池新建,生態溝可利用現有河塘、溝渠進行改建。
2.3 農村污水工藝設計技術指標
對已運行的從化市、增城市、廣州市白云區農村污水進行總結,發現污水在主工藝池中停流的時間對出水的水質有重要的影響。如從化市的草埔村,總的停留時間為26h,出水水質BOD5為21mg/L,CODcr為63mg/L。廣州南沙區的蘆彎村,總停留時間為28h,出水水質BOD5為17mg/L,CODcr為58mg/L。出水水質可達或高于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級B標準。經過對廣東省300多個在運行的農村污水設計參數的分析,農村污水處理工藝參數建議如下。
(1)一級厭氧池(厭氧活性污泥)處理,水力停留時間24~30h,二級厭氧水解池(厭氧掛膜)水力停留時間4~8h,污泥清掏周期360d。接觸氧化渠水力停留時間24~28h。人工濕地水力停留時間24~36h,水力負荷0.2~0.6m3/m2•d。
(2)厭氧水解池水力停留時間4~8h,污泥清掏周期360d。人工濕地水力停留時間24~36h,水力負荷0.2~0.6m3/m2•d,生態渠水力負荷0.3~0.6m3/m2•d。
2.4 管網設計與地形高程相結合
農村污水運行費用均要求低成本并采用無動力設計,因此管網設計時管道的埋深必須嚴格控制。廣東省農村的地形多為丘陵,給污水管網建設提供了條件。房屋相對整齊,兩側有排水明溝,因此對廣東省農村污水管的改建主要雨污分建,通過改造的形式把現狀的明溝改造為雨水渠,新增污水收集管網系統。此方法不但能解決污水對環境的污染,同時也避免農村生活垃圾對污水水質的影響。
(1)管渠的接駁點。農村一般無獨立的排污管網,住宅排污管從化糞池出來后接入室外排水明溝,因此污水管網建設必須從住宅的化糞池開始,沿街坊排至污水處理站。
(2)排水管線布置原則。生活污水排放管道應根據農村建筑物的布置情況,結合排水流向、街坊、地形高程、減少埋深、自流排出的原則布置。宜沿道路和建筑物周邊平行布置,主排水管道應布置在接支管較多一側。
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(3)排水管道管材選擇。根據農村污水流量少、排放不均勻、管網施工困難等特點,排水支管一般采用UPVC或HDPE排水管,管徑一般為φ150mm或φ200mm。主干管可用混凝土或雙壁波紋管。
2010年7月
綠 色 科 技
第7期
(4)排水管道流速及坡度。農村生活污水普遍為流量少,排水不均勻,管道設計為重力非滿流,流速須大于淤積流速0.60m/s。最小的設置坡度,φ150mm為0.005,φ200mm為0.004。
(5)窨井及檢查井設置。生活污水排放管道在支管接入處,需設窨井,排水管道線上隔一段要設檢查井,以方便維護疏通。
3 結語
對于我國廣大農村地區,居民居住分散,難以建立完備的管網系統,經濟力量薄弱,缺乏污水處理專業人員。人工濕地的污水處理工藝,適合我國南方的氣候特點,廣東位于北回歸線北側,年平均氣溫為20.7℃,夏季長,幾乎無冬季,濕地的植物一年四季都有綠色,能有效地吸收有機物及為有機物的降解提供氧料。該處理系統工藝流程簡單,出水水質好,抗沖擊能力強,無需采用人工曝氣、污泥回流、混合攪拌等措施,也就不存在大型的處理機械和復雜的操作控制系統,所以運行工作極為簡單,不需要大量訓練有素的操作管理人員,非常適宜目前我國農村迫切需要經濟、高效、節能、技術先進可靠的污水處理工藝和技術。此外,小型分散式污水處理裝置具有布局靈活、施工簡單、管理方便、出水水質保障等特點,也不失為解決農村分散式污水處理的有效途徑。
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