陈新萍
(河源市市区城南污水处理厂,广东 河源 517000)
以往的生活污水处理一般采用活性污泥法,就目前的情况来看,虽然该方法能够去除污染物,但城市生活污水普遍存在碳源不足的问题,如果仍旧沿用该方法,就会使得脱氮效率较低,从而难以实现污水的达标排放。若是继续进行深度处理,会大大增加污水处理厂的运行成本,还会扩大占地面积。为了降低处理成本,同时构建节能、高效的深度污水处理系统,笔者就生活污水处理工艺进行了具体分析。
我国第一家污水处理厂建于20世纪20年代,与国外相比,起步较晚。随着工业化发展和人口激增,城镇水污染问题愈发严重,当前社会各界高度重视生活污水的处理问题。
现阶段,政府频频出台相关政策法规,用于污水治理,近些年,我国污水处理发展较快并取得了一定成效。据调查,至2014年我国城镇污水处理厂的数量已经超过了6000家,全年污水处理量持续增加,呈现出连年增长的趋势。我国环保法规及相关政策日趋完善。“十三五”规划纲要明确提出,在全国范围内切实开展污染防治行动计划,深入实施大气、水、土壤三个“十条”,力求减少城市重污染,同时加强流域综合治理,进一步整治水质较差的湖泊。
随着经济全球化脚步的加快,我国经济差距逐渐缩小,但城市、乡镇、农村的污水处理率是依次递减的。城市污水处理过于饱和,而小城镇的污水处理还有很大的发展空间。
根据实际情况,必须遵守因地制宜的原则,选择相适宜的污水处理工艺。具体来讲,污水处理厂要结合当地的实际环境和其他条件,如气候特点、污水去向以及受纳水体的实际功能等方面,若想实现污水的综合利用,就需要结合多种污水处理工艺。
选择城市污水处理工艺时,污水排放标准也是影响因素之一,而污水的污染物排放浓度同样会受到外界因素的影响,包括环境的实际容量、受纳水体的环境功能质量标准以及国家相关部门和地区的排放标准。因此,需要根据设计要求确定污水处理工艺所达到的效果和效率,目的是为了保障污水处理效果处于相对稳定的状态。如果想要综合利用城镇排放的污水,污水处理工艺必须达到一定的用户用水要求,这就要进行全面考虑。除了受纳水体以外,污水处理厂和自然环境的平衡性也是不容忽视的,需要确保污水处理厂的运行不会对周围居民的生活造成影响。为了避免产生二次污染,污泥需要进行深度处理。
城市污水处理厂属于市政基础设施工程,主要是向人民群众服务。通常情况下,污水处理厂的占地面积大,需要高额的投资来维持。因此,选择污水处理工艺时,人们需要以过硬的科学技术为支撑,确保各项工艺的成熟和可行性。所有污水处理工艺必须验证稳定性后方可使用。
在选择污水处理工艺时,人们需要考虑其经济性,遵循经济合理原则,确保污水处理厂的正常运行。一般情况下,污水处理厂多建在近郊区,布置较为紧密,再加上征地费用低,这些因素都会影响污水处理工艺的确定。污水处理厂要合理控制投资成本和运行成本,在保证运行稳定性的同时,尽可能降低综合成本,实现节能减耗。
现阶段,不论是在水体质量方面还是设计方面,我国城镇污水处理厂日常处理的生活污水存在较大差异,其主要原因有两点。一是污水收集管网不配套,污水收集系统不完善,污水分流制并未落到实处;二是污水处理工艺的设计并未充分考虑污水水质。
中小规模的城镇污水处理技术所用到的设施都是人工修建的,有小部分仍旧采用自然净化体系。当前,不同的污水处理工艺各有优缺点,笔者分析了几种主要的处理工艺,并结合自身工作经验,探究工艺深化的具体措施。
氧化沟法主要是通过延时曝气来处理污水,曝气池呈沟渠形,封闭性较好,污水和活性污泥混合液在循环流动的过程中实现净化[1]。该方法在污水处理中得到了广泛应用,具有以下特点。
一是氧化沟工艺的实施流程简单,不需要设置沉淀及污泥回流系统以及相关构筑物和设备,减少了多个处理环节,这样既可以节省投资,还能够提高运行管理效率;二是氧化沟的承受量较大,能够承受大水量的冲击负荷,即便是高浓度的废水,其也能够起到循环稀释的作用;三是能够有效脱除氮和磷,污水处理效果好,甚至已经超过国家二级处理标准,污水处理的稳定性与可靠性较高;四是氧化沟工艺的污水处理效果良好,除了污泥量少之外,其性质也较为稳定。
厌氧水解-高负荷生物滤池组合处理工艺指的是,在预处理过程中摒弃传统的初沉池,采用厌氧水解滤池,并对其进行创新,其工艺构造更加符合处理要求。该工艺具有高负荷、高效率的优点,运用新型塑料模块填料,其具有高空隙率、高附着面积和高二次布水性能,传统的滤池出水回流系统被取消,不仅提高了污水处理效率,还有助于降低运行成本。厌氧水解池本身就能够分解污泥,好氧生物滤池中的生物膜也能够起到良好的辅助作用,这样大大降低了剩余污泥的产率,也就降低了二次污染的可能性,不需要再消耗更多的污水处置费用。厌氧水解-高负荷生物滤池处理系统结合了多种设施的优点,进一步简化了污水处理流程,使得污水处理更加便捷,能够承受较强的冲击负荷,对于城镇居污水处理厂来说十分实用。
与大中城市相比,小城镇在污水处理方面更加倾向于生态处理工艺,城镇内有不少荒地、洼地、废塘、沼泽地以及农田灌排渠道,人们可以充分利用这些优势,因地制宜,从而实现污水的循环利用。在生态系统的作用下,污水处理与利用同步进行,这种处理方法是无害的,城镇水体也实现了良性循环,为可持续发展奠定了基础[2]。调查结果显示,目前城镇污水治理就利用了多种生态处理系统,如蚯蚓生态滤池、生态塘处理系统和人工湿地处理系统等,城镇水资源环境逐渐变好。
生态塘处理系统主要是利用了太阳能源,将水生生物种植在塘中,在此基础上进行水产培养和水禽养殖,人工生态系统由此形成。在太阳能的作用下,生态塘中的多条食物链不断升级,在物质转移的过程中实现能量的转化。此外,塘中的多种有机污染物也得到了降解与净化,得到的再生水资源可以循环利用,实现了生态效益和经济效益的双赢。生态塘处理系统具有小投资、低费用、便于维护的特点,其运行过程稳定,唯一不足之处就是需要一定的场地。该处理系统普遍应用于发达国家,近些年不少发展中国家也引入了此法,将城镇中的天然养鱼塘、天然废塘利用起来,形成生态塘处理系统,不仅实现了污水的有效处理,还达到了二次循环利用的目的。
人工湿地处理系统起源于20世纪70年代,主要是依托自然生态系统,将物理、化学和生物三者统一起来,共同作用于污水处理与净化。人工湿地处理系统多利用了坡度较低的洼地,再进行土壤填充,最终形成填料床[3]。由于填料床中有缝隙,废水可以在其中流动。除此之外,填料床床体表面也可以培育植物,如果处理得当,那么其不仅具有美观性,还能够带来一定的经济效益。在污水处理方面,其性能较为良好,在这种独特的动植物生态环境作用下,污水净化效果更加突出。
蚯蚓生态滤池是借助人工力量,将其建立在滤床中,在蚯蚓和其他微生物的共同作用下,处理城镇污水中的各类物质。这种方法具有良好的经济性,能够有效地处理污水。以蚯蚓为代表的微型动物在该系统中发挥了重要作用,其本身具有多种功能,既能净化污水,还可以处理污泥。该工艺早期在法国和智利进行了验证,后来又在中国上海进行了试验,并在实际环境中大规模应用,取得了不错的成效。该工艺造价低廉,不需要消耗过多的电能,能够去除污水中的BOD5(五日生化需氧量)和SS(悬浮物)等物质,氨氮去除率较高,广泛应用于中小城镇。
调查发现,低C/N城市污水处理需要耗费过多的能量,其处理效率也不如人意。人们需要结合实际情况,综合运用多种处理技术,如同步硝化反硝化、驯化富集低溶解氧硝化污泥以及短程反硝化厌氧氨氧化联用等,力求通过深度处理解决低C/N生活污水处理过程中存在的问题,这种装置遵循节能降耗的原则,处理效率也得到提升[4]。具体处理流程是:首先优化进水方式,并将生活污水分为两股,两股水依次进入两个SBR中,其中第一个SBR富集驯化低溶解氧全程硝化污泥,充分发挥有机碳源的作用,进一步强化系统的同步硝化反硝化效果;而在第二个SBR中,由于第二股生活污水已经含有有机碳源,此时还原第一个SBR反应器出水中的硝态氮,得到亚硝态氮,再由厌氧氨氧化菌进行自养脱氮处理,即便其中存留了部分硝态氮,也可以通过该设备在下一个处理周期中去除。这样不但消除了硝态氮积累的可能性,而且提高了总氮去除率。
当前,我国经济飞速发展,人们生活水平不断提高,生活污水量排放量逐年增加,污水处理问题也日益严峻。城镇污水处理厂不仅要具备保护水环境的意识,还要贯彻落实可持续发展战略,针对污水处理过程中的不足,通过加强监督和规范处理的方式,严格开展污水处理工作。