杨 勤,张震宇,李英文
(大理汉龙莱科环境工程有限公司,云南 大理 671000)
洱海是云南省9大高原湖泊之一,平均水深11 m,最大水深21 m,其淡水储备量为30亿m3。近年来资源过量开发和面源污染又使洱海面临富营养化威胁,究其主导原因是人类活动的强度远超过湖泊自身调节能力和湖泊系统急剧变化的外在表现[1]。洱海湖滨带也成了消减入海污染物的最后屏障[2],但是其抗冲击负荷小,日益增加的高浓度的有机污染物和无机污染物已大大超出了其自净能力,所以必须采取有效的环保污水处理设施来消减大量入湖污染物。
由于洱海流域村落特殊的地理环境和湖滨带的特点,开发新型高效的组合式污水处理设备有十分重要的作用,其适用于处理分散型生活污水,且占地面积小,能减少湖滨带土地的占用。
湖滨带是水陆生态交错带的一种类型,是指相邻的陆地生态系统与水域生态系统之间的过渡带,具有重要的生态、社会和经济价值[3]。湖滨带的功能主要包括3个方面[4]:①环境功能,包括湖滨带的截污、过滤、改善水质、控制沉积和侵蚀;②生态功能,包括湖滨带的保持生物多样性、鱼类繁殖、鸟类栖息的场所,调节洪水、稳定相邻生态系统;③经济和美学价值,包括资源再生、改善环境,独特的娱乐、休闲场所,教育科研、美学、经济效益等。
洱海湖滨带的现状主要表现在以下4点:洱海湖滨带生态系统功能下降;生物多样性减少;非点源污染和面源污染严重;经济发展和湖滨带保护矛盾突出。
目前生活污水处理使用的工艺多为活性污泥法[4],其基本原理是以悬浮在水中的活性污泥为主体,在微生物生长有利的条件下和污泥充分接触,通过自身的代谢,经过硝化和反硝化作用消除污水中的有机和无机污染物,使污水得到净化。
目前使用的污水处理技术有人工砾石床、人工湿地(潜流湿地和表流湿地)[5]、土壤净化槽[6,7]、蚯蚓生态池[8]等。这些工艺在处理效果上虽然能达到排放标准,但存在占用的面积大、运行管理复杂、一次性投入高等问题,这使得污水处理和洱海湖滨带的保护相矛盾。
组合式新型生活污水处理设备主要适用于污水收集困难、处理难度大、污染较为严重地区生活污水的处理。主要处理方法采用目前比较成熟的生化处理技术——生物接触氧化法。此工艺能够适应多种环境,在各种条件下发挥其作用。
其技术特点包括:系统运行稳定、可靠,抗冲击负荷能力强;污水处理设备占地面积小,可埋入地下,地表可作为绿化或广场用地;模块化安装,建设周期短,见效快;设计灵活,可根据不同的条件、规模进行组合使用;出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准;污水可就地处理,节省管网费用;无需专人管理,运行维护简单;设备为全封闭结构,无噪声无异味,对周围环境无影响。
该新型组合式生活污水处理设备是在传统的三格式净化槽和一体化净化槽的基础上进行改进的,通过2级厌氧和2级好氧完全混流曝气相结合,达到净化分散型生活污水的目的。工艺流程图见图1。
图1 组合式污水处理系统工艺流程
(1)集水井。收集生活污水,在前面设置格栅,起到收集污水、隔离较大漂浮物和沉淀作用。
(2)一级厌氧池。在这一池中安放有大量的球形填料,污水进入后充分与附着在填料上的微生物膜接触,在厌氧菌和兼性菌等的作用下将较大的有机物分解为小分子物质,防止较高浓度的BOD悬浮物进入第二级厌氧池,同时也增加了一级厌氧的微生物浓度。
(3)二级厌氧池。进一步降解污水中的有机物,使经过第一池的厌氧反应更加完全,除去进水中的沉积物,减少进入好氧池的污泥量,为下一步进行好氧反应做准备。
(4)一级完全混流曝气池。经过厌氧处理的污水进入曝气池进行完全混流曝气,经过附着在波形填料上的微生物的吸附、降解,进行接触氧化进一步消减生活污水中的 CODCr、BOD5。
(5)二级完全混流曝气池。第二级曝气池的容积和曝气量都比第一级要小,这是由于经过第一级曝气后污水中的污染物越往后浓度越低,减小曝气量可以节约用电量,便于低污染浓度下微生物的生长和挂膜。
(6)沉淀消毒池。经过好氧曝气池处理过的水进入沉淀池进行沉淀并消毒后便可以进行达标排放。
该新型组合式生活污水处理设备设计和安装均十分方便灵活,可以根据不同处理规模组合使用。以单台日处理量15 t的设备为例,湖滨村落污水处理规模在15 t/d以下的,只需要安装一台设备;湖滨村落污水处理规模在15~30吨/天的,需两台设备并联;湖滨村落污水处理规模在45~60t/d的,需4台设备并联,具体应用组合以图2至图4为例。
图2 单台模式
图3 两台并联
图4 四台并联
实际应用中考虑规模不等的处理量,通过两台或者多台并联使用,能够满足多种实际的需要,经过处理后的生活污水进入洱海湖滨带,在进行深度处理后将达到消减N、P的作用。
组合式污水处理设备在实际的应用中突出了它处理效率高、抗冲击负荷强、占地面积小能根据实际处理规模进行组合应用的特性,在如今日益减少的洱海湖滨带的保护中表现出了它的优势和地位,这将成为今后洱海流域分散型生活污水处理工艺的主流。
[1]王云飞,潘红玺,吴庆龙,等.人类活动对洱海的影响及对策分析[J].湖泊科学,1999,11(2):123~128.
[2]叶 春,金相灿,孔海南,等.农村面源污染型湖滨带的生态恢复[J].水资源保护,2007,23(3):37~39.
[3]颜昌宙,金相灿.湖滨带的功能及其管理[J].生态环境,2005,14(2):294~298.
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[5]苏利茂,赵雪莲.无动力式生物净化槽装置技术的分析[J].北京水务,2007(3):61~63.
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[8]方彩霞,罗兴章,郑 正,等.改进型蚯蚓生态滤池处理生活污水研究[J].中国给水排水,2009,25(1):22 ~25.