孙显根柯海鹏
(1富阳市环保局 浙江富阳 311400 2浙江商达环保有限公司 浙江杭州 310000)
富阳市农村生活污水治理主要工艺及选用原则
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(1富阳市环保局 浙江富阳 311400 2浙江商达环保有限公司 浙江杭州 310000)
浙江省在2013年底开展“五水共治”,拟通过3~5年时间,实现农村生活污水治理全覆盖。笔者结合富阳市实际,在详细调研基础上,针对性的对治理工艺进行了探讨,并对工艺选用提出了原则性意见,以期对全市污水治理工作开展起到指导作用。
农村生活污水;无动力厌氧生物处理;微动力好氧生物处理;人工湿地
富阳市总面积1831.22 km2,有“八山、半水、分半田”之称;其设乡、镇、街道24个,有276个行政村。2013年的年末全市户籍总人口65.9万人,其中农业人口52.8万人。其具体水环境情况如下:
1.1 地表水环境
地表水环境质量基本保持稳定,局部有所改善,平原河网水质仍不容乐观。根据2013年全市24个乡镇(街道)中断面水质不合格的乡镇(街道)有6个,占25%。
1.2 饮用水源
饮用水源是一种极重要的战略资源,对支撑市域经济发展和保障社会稳定具有极重要作用。该市饮用水源水质总体保持良好,所有挥发性、半挥发性有机物及有机磷、有机氯农药均未检出,全市24个乡镇(街道)的集中式生活饮用水水源全部达标。
1.3 地下水
经对24个乡镇井水的水质取样检测氨氮、耗氧量、菌落总数、总大肠菌群4个指标,24个监测点有11个不达标,主要超标指标为氨氮和大肠杆菌等。
从富阳市水环境情况可以看到,农村生活污水治理工作甚为迫切。农村生活污水直接排放,造成水体中氮、硫、磷的含量增高,引起水体富营养化,严重破坏水环境;由于农村卫生设施落后,人粪尿往往直排,对水体造成严重污染(如氨氮和大肠杆菌超标)。故拟通过农村生活污水治理,改善水环境,促进农村生活方式的转变及生活品质的提高。
农村生活污水包括冲洗马桶水(粪坑水)、洗涤和淋浴用水、厨房炊事用水。由于富阳市农村目前缺少污水收集设施,或者已有设施多为雨污合流,故随着雨水的冲刷,生活污水常随着地表雨水流入河流、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体,其中有机物含量大、分布分散是其主要的特点。
2.1 水质特点
与城市或集镇相比,农村人口集聚程度差,分布广,决定了污水分布较为广泛的特点;大部分农村生活污水的水质情况相差不大,水中基本上不含有重金属和有毒有害物质,污水浓度低,含一定量的氮、磷,水质波动大,可生化性强;由于生活习惯原因,不同时间段的水质指标略有不同;其中粪坑或抽水马桶排放的污水水质较差。人们无意识的排放和雨水的冲刷,使大量的有机质和N、P等物质流入河流、池塘和地下水体,如果不加以处理利用,常常会引起地表水富营养化,地下水受污染,给人们的身体健康带来不利影响。
2.2 水量特征
一般农村的生活污水水量比较少,但变化系数大;居民生活规律相近,导致农村生活污水排放量早晚比白天大,夜间排水量小,甚至可能断流,水量变化明显,即无水排放呈不连续状态,具有变化幅度大的特点,在上午、中午、下午都有一个高峰时段。
3.1 人工湿地处理
利用现有的农田灌排渠道与附近的洼地和沼泽地等,建设人工湿地处理系统。人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理,使污水处理达到工程化、实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、生长有象芦苇、香蒲等沼泽生植物的土地上,利用植物根系的吸收和微生物的作用,并经过多层过滤,来达到降解污染、净化水质的目的,它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系,以及介质所具有的物理、化学特性,将污水净化的天然与人工处理相结合的复合工艺。
人工湿地处理系统工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、运行费用低。但是占地面积大,且易受气候影响,表面径流引起臭味比较大。
富阳市特点是“八山、半水,分半田”,土地资源珍贵,单独采用湿地系统由于占用土地多原因,目前主要是与其它处理工艺组合使用,起到处理的强化和达到景观效果。
3.2 无动力厌氧生物处理
通过采用无动力厌氧生物膜技术,利用厌氧微生物分解污水中的有机污染物(COD和BOD等),去除悬浮物。该工艺流程简单,不耗能,一般全部埋于地下,也无需专人管理,基本无日常运行费用的支出。与微动力好氧生物处理相比,因为污水在厌氧装置中停留时间比微动力好氧的停留时间要长一倍以上,构筑物容积大,投资相对高。该工艺技术目前还存在一些问题,主要表现在生物处理效率较低,尤其表现为氮磷基本不能去除,在一定程度上限制了其应用。
在富阳市农村生活污水治理中,对于日处理规模在10m3以内的,一般采用厌氧无动力处理工艺;主要再结合人工湿地处理,经过处理后污水一般达到城镇污水厂一级B排放标准后或综合排放标准的二级排放要求,再排入水质要求相对低的水体或排入农业灌溉系统、或林业浇灌回用。
3.3 微动力好氧生物处理
好氧生物处理工艺众多,各有优缺点,选择时要根据实际情况仔细论证和比选,注重经济适用,目前富阳市主要采用的是A2O处理工艺,A20法具有脱氮、除磷功能。通过风机等设备给污水曝气输氧,培养生物菌种和微生物,通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质,少部分合成为细胞物质,促使微生物增长,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以净化排放。生物处理法和自然处理系统比较,占地面积小,抗气候等外界影响的能力强,建设的地点选择范围大,处理稳定,处理效率高。但基建投资、运行成本要高于自然处理系统。
适用于对处理后排放水质要求较高的村庄或水量达到日处理15m3以上规模的,采用好氧微动力处理工艺。一般该工艺与人工湿地组合使用后达到城镇污水排放标准的一级A,然后排入自然水体中。
3.4 化粪池和人工湿地组合工艺
由于农村农户分散,对于5户之内或单独户的处理,采用化粪池和人工湿地组合工艺,通过化粪池主要对粪坑水起到灭菌化消化作用,最大程度的用做肥料浇灌。多余污水排出后进入人工湿地,简单处理后排入灌溉渠道或林业浇灌使用,实现资源化。
3.5 纳入城镇污水管网
对于离城镇集中污水厂或工业污水厂5 km范围内的村庄,能纳管的尽可能纳管处理,通过城镇污水厂集中处理的优势,确保达标排放。
由于农村人口居住分散、人口密度较低、污水排放面源较大等特点,城市常规的污水集中处理模式并不适用[1]。总之,农村生活污水处理工艺的选择要因地制宜,要根据所处功能区划位置,合理确定排放标准基础上,考虑达标排放或回用,并应注重经济适用、运行成本低和管理维护简单。经过近一年来的实践,富阳市所采用的处理工艺及选用原则对该市农村生活污水治理工作开展起到了积极的指导作用。
[1]侯慧.我国农村生活污水处理现状及建议[J].资源节约与环保, 2014(2):138-139.
孙显根(1969—),男,工程师,浙江富阳人,大学毕业,主要从事环保技术及政策方面研究管理。