我國小規(guī)模生活污水處理技術(shù)現(xiàn)狀
發(fā)布日期：2016-10-18 點(diǎn)擊：943
目前，我國村鎮(zhèn)生活污水處理率很低，已成為區(qū)域水環(huán)境的重要污染源。其主要原因除了經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡、村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)投入較少外，更重要的是現(xiàn)有分散污水處理工藝不符合中國國情，致使已建成的污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行率很低。
生活污水 中含氮、磷、硫多，致病細(xì)菌多。而且也不符合實(shí)際情況，這些污水基本上都是由小規(guī)模生活污水處理廠來解決。
然而，為了減少用地和降低投資，我國大部分現(xiàn)有人工濕地案例的用地僅為2m2—3m2/噸水•天，有的甚至更少。其后果是這些濕地系統(tǒng)僅可在運(yùn)行初期短暫正常運(yùn)行(除非實(shí)際污水量很小)，大部分系統(tǒng)因?yàn)檠鯕夤⿷?yīng)不足、厭氧菌大量繁殖而變成黑臭污水潭。此外，人工濕地對(duì)磷的去除效果較差，在低溫條件下不能正常運(yùn)行甚至失效。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國有19000多個(gè)建制鎮(zhèn)，60多萬個(gè)行政村，250多萬個(gè)自然村(統(tǒng)稱為村鎮(zhèn))，其污水排放量約占我國生活污水總排放量的55%。村鎮(zhèn)污水來源分散，難于集中，只能通過建設(shè)小規(guī)模污水處理設(shè)施(日處理數(shù)噸至數(shù)千噸)就近處理。為了便于維護(hù)和降低污水處理廠運(yùn)營的人力成本，我國城市污水處理廠的規(guī)模往往很大(日處理數(shù)10萬噸，甚至過百萬噸)。而我國鎮(zhèn)級(jí)污水處理廠的日處理規(guī)模一般為數(shù)百噸至數(shù)千噸，一座日處理2000噸的污水廠的運(yùn)行費(fèi)用約為100-150萬元/年。
由于我國土地資源珍貴、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)(村鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)承受能力更小)、缺少小規(guī)模污水處理設(shè)施的運(yùn)行保障機(jī)制、氣候條件的地域性和季節(jié)性變化大，上述技術(shù)均不能滿足國情要求，在我國適用性差。因此，亟需研發(fā)和推廣占地面積小、投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、管理維護(hù)簡便、處理效果好的小規(guī)模污水處理技術(shù)。
城市大型污水處理廠普遍采用生化處理技術(shù)工藝，例如按間歇曝氣方式來運(yùn)行的“序批式活性污泥法”(SBR)、建立在序批式活性污泥法基礎(chǔ)上的“周期循環(huán)活性污泥法”(CASS)、膜生物反應(yīng)器(MBR)、具有良好脫氮除磷效果的“厭氧-缺氧-好氧法”(A2/O)等及其衍生技術(shù)。這些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小、氣候適應(yīng)性強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定，但缺點(diǎn)也很明顯，包括運(yùn)行能耗大、管理維護(hù)復(fù)雜、污泥產(chǎn)生量大等。
經(jīng)驗(yàn)表明，如將這類工藝用于村鎮(zhèn)污水處理，由于其運(yùn)行費(fèi)用高、管理維護(hù)難度大，我國大部分村鎮(zhèn)將難以承受，會(huì)導(dǎo)致采用這類技術(shù)建成的村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施普遍閑置。因此，目前我國村鎮(zhèn)污水處理中大量采用土地生態(tài)處理技術(shù)，其中以人工濕地應(yīng)用最廣。
人工濕地是一種工程方案，利用地下人工介質(zhì)中棲息的植物、植物根系、微生物，以及填料介質(zhì)所具有的物理、化學(xué)特性，將污水凈化的技術(shù)工藝。我國現(xiàn)有的人工濕地污水處理系統(tǒng)以潛流式為主，由于沒有動(dòng)力曝氣，氧氣在水中的溶解度很低、擴(kuò)散速率小，主要依靠植物根系泌氧(≤3g/m2濕地)，供氧能力很差。國內(nèi)外大量研究和實(shí)踐證明，日處理1噸生活污水需濕地面積10m2以上。以人工濕地應(yīng)用案例較多的捷克為例，195個(gè)人工濕地的平均占地面積為5.1m2/PE(populationequivalent，人口當(dāng)量)。美國環(huán)保署則建議日處理1噸生活污水采用15m2—20m2人工濕地。
此外，傳統(tǒng)地下滲濾技術(shù)用地面積很大(>20m2/噸水•天)，難以在我國推廣應(yīng)用。為了減少用地面積，人們采用人工土填料代替原生土壤，使日處理1噸污水的占地面積減少到10—15m2。即使這樣，其占地面積仍然很大，并且還增加了工程建設(shè)成本。
地下滲濾污水處理技術(shù)，又稱為化糞池系統(tǒng)(Septictanksystems),因其突出的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境優(yōu)勢(shì)，是北美、澳洲等地污水分散處理的首選技術(shù)。然而，由于設(shè)計(jì)欠佳、未考慮不同土壤類型差異、缺少維護(hù)等原因，部分地下滲濾系統(tǒng)處理效果較差;同時(shí)，由于非飽和帶中缺少碳源，從而抑制了反硝化脫氮，最終導(dǎo)致硝酸鹽滲入地下水，這被認(rèn)為是正常運(yùn)行的地下滲濾系統(tǒng)最為普遍的環(huán)境危害。此外，我國部分地區(qū)也采用了其他技術(shù)。
穩(wěn)定塘技術(shù)是由若干自然或人工挖掘的池塘組成，通過菌藻、水生生物等綜合作用而實(shí)現(xiàn)污水凈化的目的，其具有基建投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)簡單、不產(chǎn)生污泥等優(yōu)點(diǎn)，但傳統(tǒng)穩(wěn)定塘占地面積大、受氣候影響大，出水水質(zhì)一般也不能達(dá)到較嚴(yán)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。生物接觸氧化法在我國部分地區(qū)應(yīng)用較多，兼有活性污泥法及生物膜法的特點(diǎn)，該法在池內(nèi)設(shè)置填料，進(jìn)行淹水曝氣，污水與填料表面的生物膜充分接觸，使污水得到凈化。生物接觸氧化法占地面積小，但能耗較高、管理維護(hù)復(fù)雜、對(duì)總氮和總磷去除效果較差。
中國目前城市生活污水主要由各個(gè)城市的污水處理廠負(fù)責(zé)，但是村鎮(zhèn)的生活污水處理如果還是按照大型污水處理工藝來處理，其難點(diǎn)較多。
人類生活過程中產(chǎn)生的污水，是水體的主要污染源之一。生活污水主要是城市生活中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾、糞便等，多為無毒的無機(jī)鹽類。
“非爾脫”(FILTER)污水處理系統(tǒng)源自澳大利亞，是一種“過濾、土地處理與暗管排水相結(jié)合的污水處理與再利用系統(tǒng)。其原理類似于種植農(nóng)作物的垂直流人工濕地，由于以土壤做濾料，水力停留時(shí)間較長，對(duì)生活污水的處理效果好，適用于土地資源豐富、可以輪作休耕的地區(qū)。該系統(tǒng)受氣候和作物生長季節(jié)限制，水力負(fù)荷低、用地面積大，此外還需修建控制排水量的泵站，成本較高。
為了克服單一技術(shù)的不足，有些采用組合工藝處理農(nóng)村生活污水。例如生物接觸氧化+人工濕地、厭氧處理+人工濕地等，組合工藝能夠獲得更好的處理效果，但是建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用往往更高，使其在我國推廣受限。
