乡村振兴战略下定西市农村污水治理及资源化之路

2023-09-03 10:12定西市生态环境信息统计中心甘肃定西743000
特种经济动植物 2023年7期
关键词:定西市污水处理污水

●白 云 (定西市生态环境信息统计中心 甘肃 定西 743000)

1 农村污水治理的特点

1.1 单个村落污水处理量小

农村的人口密度低,村民居住也相对分散,所以每个村的污水处理需求量不大,每日的人均生活污水排放量在80~100 kg。在定西市一个300户约1000人的自然村,每天全部排水量也不超过100 t,且村与村之间由于地形结构的差异性较难做到集中收集,污水处理规模较小且较为分散。

1.2 水质水量波动较大

农村工业、矿业不多,农村污水主要以生活污水及畜禽养殖产生的污水为主。生活污水包括厨余污水、洗涤污水以及厕水。其中厨余污水富含易降解的有机物,如蛋白质、淀粉以及菜叶、泥沙等悬浮物和大量的油脂,而洗涤污水和厕水中则富含大量的氮磷元素,容易引起水体富营养化[1]。污水排水量较大的时间段在早晨和傍晚,夜间基本不产生污水排放。

1.3 可生化性较好

农村各种化学污染物的浓度较低,存在大量的畜禽养殖业、农业。废水中营养成分较多,因此污水的可生化性较好。例如,定西市畜禽养殖每年产生粪污产量为1653.86万吨,其中897.94万吨为污水,液体污水通过建立逐级的沉淀以及氧化作用后用于还田,达到排放标准后可以用于农业灌溉以及水产养殖。

1.4 收集难度大

每个村落的地形结构具有多样性特点,且村里的户与户之间距离远,落差大,建设污水收集的管网有时候需要穿洞跨桥,高低落差大时还需要泵引。因此管网建设成本较大,一般是由政府出资进行污水处理收集设施的建设,要持续投入资金负责后续的设施管理运行和维护,才能保证农村污水处理设施长期稳定有效的运作。

2 农村生活污水处理工艺

随着现代科技的迅速发展,出现了应用生化、物化、生态等多种处理技术的废污综合处理系统,如生物氧化处理、人造湿地、一体化膜生物反应、微生物滤床等。农村常用的污水处理的技术有如下几种:

2.1 人造湿地

人造湿地是通过事先的规划与设计,利用水、植物以及微生物三者通过基质固定进行组合去模拟自然湿地的生态环境而形成的处理系统,植物可以吸附污水中的氮磷以及部分重金属元素,微生物可以通过硝化作用分解氨氮以及部分污水中的油脂。人造湿地处理污水的优点是建设成本以及后期的维护管理成本较低,适合财政紧张的地区采用。

2.2 生物氧化处理

生物氧化处理是使用生物膜的吸附和截留进行污水治理的方法,生物膜安装在池子里,通过曝气提供微生物生存条件、使其可以附着在生物膜上,污水经过生物膜后与微生物接触进行生化反应,达到处理污水的效果。该方法的污水处理能力较强,但同时易受低温环境影响。

2.3 一体化膜生物反应

一体化膜生物反应是糅合了污泥法和膜分离两种技术,微生物由于生物膜的截留作用而停留在反应器中进行生化作用,而难降解的有机物大分子也会被膜过滤截留实现分离,使生物反应器内的污泥具有较高的浓度,从而达到高硝化能力,实现高效率的污水处理。缺点是建设和后期维护管理成本较高,操作过程需具备一定的专业能力。

2.4 地下渗滤复合技术

地下渗滤复合技术是利用透水性好的碎石块以及砖土等组成生物处理构筑,再利用过滤膜、微生物协同处理污水,污水中的不溶性颗粒物被填充材料截留,而水溶性的化学污染物通过微生物生化作用以及生物膜的吸附效果去除。另外,地下渗滤复合技术还会增加预处理和深度处理的单元。污水首先通过沉淀厌氧的预处理,然后被散水管输送至生物过滤池,最后再经过地下的渗滤单元进行深度处理最终出水。该技术的去污能力强,能起到深层去污效果,但是对氮磷的消除作用不强,因此可以搭配其他处理技术如人造湿地等进行联合处理。

2.5 土壤型微生物滤床技术

土壤型微生物滤床技术是利用技术挑选和培养出具有高效除污能力的微生物,将这些功能性微生物与优良高效的矿化填料融合,形成带有大容量的阳离子交换能力以及微生物亲和性的填料——微生物复合体,将复合体嵌套在多床层结构的生物滤床,可以搭建出高效的分别具有好氧、厌氧、兼氧层的微生物单元床层,使硝化反应和反硝化过程同步进行,可以最大限度地消除污水中的氮磷污染物[2]。

3 定西市农村污水治理策略

3.1 因地制宜完善农村污水规划

根据乡村振兴战略要求,针对定西市农村地形多样化、农村规模以及污水排放量存在的差异性、各村庄的经济发展情况等,按照实际情况因地制宜、合理科学地制定农村污水治理方案,需要考虑以下几个因素。

3.1.1 运营维护简单定西市的农村污水排放量较小,且水质水量波动较大,日处理量仅几十吨,所以仅需要小规模的污水治理设施,因此不能照搬市政污水处理的日处理量上万吨的污水处理厂的工艺。大型污水处理设施在农村难以稳定运行且造成浪费,农村污水处理设施的重点应该放在方便日后维护以及长久的运行上。例如,定西市安定区目前拥有一座日供水500 t的再生水加水站,用于城区建筑施工用水、园林景观绿化灌溉、道路清扫洒水以及市区生态景观设施维护。通渭县也启动了一项城区污水处理厂尾水利用工程,通过管道将尾水运送至南山储蓄池用于南山绿化,工程已完成主体建设。而其他县及乡镇农村地区,也在响应乡村振兴战略,积极推进污水的资源化利用,有序提升农村生态环境发展质量。

3.1.2 抗冲击负荷强农村污水高峰期在早晚,水量和水质日变化大,污物浓度瞬间峰值高,因此需要选择抗负荷能力强的污水治理工艺进行农村污水的治理。传统城市污水处理的活性污泥曝气法在农村污水治理中并不适用,较为合适的工艺有人造湿地、生物氧化处理、微生物滤床等技术。

3.1.3 技术经济性好目前,定西市到乡镇级别有121个行政村纳入城镇污水处理系统,对另外107个搬迁安置行政村配套了完善的污水管网以及相应人工湿地污水处理系统。如此庞大的污水治理系统,面临着后续维护和运行的大量资金问题。定西市的农村财政较为薄弱,专项资金紧缺且收费困难,因此要优先建设成本低、运行费用低、维护成本低,同时辐射面广,容易维护运行、操作简单的污水治理系统,由易到难、由浅入深、由点到面,在基本建设全市重要的农村污水处理系统后再进行深度查漏补缺。技术较为复杂、维护成本高的如超滤、反渗透处理技术不适宜使用在农村污水治理,可以考虑人造湿地,生物氧化处理等方式。在陇西县菜子镇桦林村新建的小型污水处理站,维护比较简单且管理成本较小,一年运行维护费在人民币5万元左右,包括了管理人员的薪资,运行的电费,以及设施维修费用。

3.2 多管齐下加速污水治理系统建设

农村污水的治理是一项长期的、需要投入大量资金进行建设和维护的工程,乡镇政府没有足够的资金去建设和维护,可能会导致污水处理站最后成为一个摆设而没有发挥实际作用。因此,一方面需要加大专项资金的投入,另一方面要积极进行社会资本的合作模式,引导资本参与农村污水治理,拓展渠道多管齐下从市场寻求融资。政府鼓励引导市场的资本投入农村生活污水治理,从单一政府主导向多元化投资融资、多方参与的转变,发挥政府的撬动作用,可以采取资本金注入、财政贴息、低价甚至无偿提供设施原材料等方式支持农村污水处理工程的建设。在制度方面,由于农村污水处理设施一般会占用农用地,因此政府可以适当简化用地的审批程序并加快项目的审批时间,对农村建设的基础项目提供更多支持以吸引社会资金投入进来。可以尝试乡镇政府与社会资本联合设立农村发展基金,摸索推广政府和社会资本的合作模式,以解决政府农村建设专项资金紧缺的难题[3]。在引导资本参与农村污水治理的同时不仅要重建设,更要重维护和运行,可以进一步规划污水处理设施的产权归属,探索第三方运营模式负责设施的维护和运行,同时接受政府监管,明确运营费用来源,确保农村污水处理设施能够长期稳定运行,发挥治理效果[4]。

4 总结

定西市政府积极推进农村生态建设,因地制宜建成了大量农村污水处理系统实现了农村污水的集中或分散处理,促进了农村的生态环境健康发展。但是在项目的后续运行维护过程中存在资金不到位、设施疏于管理维护等问题,需要在未来加大资金投入运行,并积极探索第三方运营模式,确保农村污水治理系统的良好稳定运行。

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