關(guān)于我國小城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)的探討

葉　晟

摘要:隨著國家經(jīng)濟(jì)的增長,小城鎮(zhèn)建設(shè)也得到長足發(fā)展。但城鎮(zhèn)建設(shè)帶來了城鎮(zhèn)環(huán)境的破壞,即污水排放量的增加。文章介紹了我國小城鎮(zhèn)污水處理的情況,分析了污水處理工藝的特點(diǎn),介紹了經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、易行的小城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞:小城鎮(zhèn)建設(shè);污水處理技術(shù);工藝技術(shù)

中圖分類號:TV992文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)23-0144-02

小城鎮(zhèn),顧名思義就是介于城鄉(xiāng)之間較小的城鎮(zhèn)。小城鎮(zhèn)的發(fā)展水平標(biāo)志著社會城市化進(jìn)程的程度,是當(dāng)今和諧社會,以人為本的重點(diǎn)體現(xiàn)。

一、小城鎮(zhèn)污水處理現(xiàn)狀

(一)我國小城鎮(zhèn)污水處理現(xiàn)狀

改革開放以來,我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,1978～2000 年建制鎮(zhèn)由2178 個增至20312個,目前全國小城鎮(zhèn)近48000個,小城鎮(zhèn)的快速發(fā)展普遍面臨著水資源污染、環(huán)境惡化的趨勢,到2010年城鎮(zhèn)排污量將增加到300億噸。部分小城鎮(zhèn)污水處理在國家支持下得到解決,但小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)總體水平落后,資金匱乏,大中城市傳統(tǒng)污水處理技術(shù)和工藝(總成本為0.60～0.70元/m3),許多小城鎮(zhèn)無法承受。因此,研究開發(fā)適用我國中小城鎮(zhèn)污水處理的經(jīng)濟(jì)型技術(shù)與工藝已勢在必行。

(二)小城鎮(zhèn)污水處理面臨的問題

1.一些小城鎮(zhèn)雖然已經(jīng)建成了污水處理廠,但大部分小城鎮(zhèn)還沒有專項污水治理的系統(tǒng)規(guī)劃。

2.小城鎮(zhèn)污水處理工程建設(shè),因缺乏資金往往使當(dāng)?shù)刂鞴懿块T“望而生畏”。

3.我國現(xiàn)有建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最小規(guī)模,即第V類,在(1～5)×104m3/d,而小城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模最常見的是1×104m3/d以下,通常是在2000～5000 m3/d,所以現(xiàn)有設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不配套。

4.小城鎮(zhèn)污水處理受工業(yè)污水的沖擊大。部分工業(yè)企業(yè)以已交納污水處理費(fèi)為由,超標(biāo)、超總量排污,使小城鎮(zhèn)污水處理廠難以接納。

5.小城鎮(zhèn)污水處理廠的運(yùn)營缺乏有效約束機(jī)制,環(huán)境監(jiān)管難到位。已建成的小城鎮(zhèn)污水處理廠95%以上仍由政府包辦,半數(shù)以上污水處理廠未按規(guī)定安裝在線監(jiān)測裝置。

6.污水收集管網(wǎng)建設(shè)滯后,雨污不分,生活與工業(yè)污水不分,整體效率低下。據(jù)調(diào)查已運(yùn)用的污水處理廠的處理能力不到設(shè)計能力的66%,其中因污水收集管網(wǎng)不配套而難以運(yùn)行的占36%之多。

7.污泥處理問題嚴(yán)重。小城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥處理往往不落實(shí),隨意堆放污泥,使污水處理廠本身成為污染區(qū)。

二、小城鎮(zhèn)污水處理適用工藝技術(shù)

(一)小城鎮(zhèn)污水處理工藝技術(shù)應(yīng)滿足的條件

污水處理工藝技術(shù)是依據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量狀況及受納水體環(huán)境容量或者排放標(biāo)準(zhǔn),確定除污染物的項目與數(shù)量,從而選擇合適的污水處理工藝技術(shù)。處理工藝一般應(yīng)能滿足以下條件:

1.應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)沖擊負(fù)荷的能力,去除效率高。

2.簡便易行、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)管理方便,利用當(dāng)?shù)丶夹g(shù)和管理力量。

3.應(yīng)具有能方便地改變其處理流程的能力。

4.基建投資和運(yùn)行費(fèi)用低、節(jié)省能耗,基本上不投加藥劑或投加藥劑量很少。

5.污泥產(chǎn)量少。

(二)小城鎮(zhèn)污水處理適用工藝技術(shù)

目前,適宜于小城鎮(zhèn)污水處理的工藝主要分為兩類,即人工構(gòu)筑物處理和自然凈化系統(tǒng)。前者包括普通活性污泥法、SBR法及其變形氧化溝、AB法、A2/O法、厭氧水解-高負(fù)荷生物濾池、生物—生態(tài)過濾、強(qiáng)化一級處理工藝,沼氣池凈化技術(shù)和地埋式無動力污水處理工藝;后者包括穩(wěn)定塘處理,人工濕地系統(tǒng),溝渠凈化系統(tǒng)以及污水土地處理。

下面介紹幾種小城鎮(zhèn)常用的污水處理適用工藝技術(shù)。

1.強(qiáng)化一級處理技術(shù)。強(qiáng)化一級處理技術(shù)是在一級處理工藝基礎(chǔ)上,通過投加化學(xué)絮凝劑等強(qiáng)化措施去除污水中各種污染物,它可在短時間內(nèi)以較少的投資和較低的運(yùn)行費(fèi)用大幅度削減污染負(fù)荷,出水接近二級排放標(biāo)準(zhǔn)。工藝具有以下特點(diǎn):

(1)能有效去除多種污染物。

(2)投資和運(yùn)行費(fèi)用低,基建費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用只有常規(guī)方法55%和65%左右。

(3)適應(yīng)水量和水質(zhì)的波動,可根據(jù)來水的不同而調(diào)節(jié)藥劑用量,確保出水的水質(zhì)。

(4)運(yùn)行和管理簡單無須復(fù)雜的操作系統(tǒng),既可以單獨(dú)運(yùn)行,也可以作為過渡措施。

強(qiáng)化一級處理工藝可分為化學(xué)強(qiáng)化一級處理工藝(CEPT)和生物強(qiáng)化一級處理工藝。大量試驗和運(yùn)行結(jié)果表明: CEPT法對城鎮(zhèn)污水中的SS、BOD細(xì)菌、TP和重金屬去除率分別可達(dá)90%、50%～70%、80%～90%、80%～90%和90%以上,特別是在除磷方面,CFPT的出水TP可低于1.0mg/L,這是生物除磷工藝很難達(dá)到的,如結(jié)合后續(xù)生物處理工藝,出水水質(zhì)可低于0.5mg/L。CEPT在寒冷地區(qū)有生物處理工藝無法比擬的優(yōu)勢生物強(qiáng)化一級處理工藝由于應(yīng)用微生物及其分泌物良好的絮凝性能,具有對環(huán)境無污染、生態(tài)安全性高等特點(diǎn)。

2.SBR法。SBR工藝即序列間歇式活性污泥法,采用周期交替運(yùn)行的工作方式,每個周期的循環(huán)過程包括進(jìn)水、反應(yīng)(曝氣)、沉淀、排放和待機(jī)等5個工序,每個工序與特定的反應(yīng)條件相聯(lián)系,這些反應(yīng)條件促進(jìn)污水物理和化學(xué)特性有選擇地改變,使污水得到完全處理。SBR工藝具有以下特點(diǎn):

(1)SBR工藝流程簡單、管理方便、造價低。SBR工藝只有一個反應(yīng)器,不需要二沉池,不需要污泥回流設(shè)備,一般情況下也不需要調(diào)節(jié)池,因此要比傳統(tǒng)活性污泥工藝節(jié)省基建投資30%以上,而且布置緊湊,節(jié)省用地,很適合小城鎮(zhèn)采用。

(2)處理效果好。SBR工藝反應(yīng)過程是不連續(xù)的,是典型的非穩(wěn)態(tài)過程,但在曝氣階段其底物和微生物濃度變化是連續(xù)的(盡管是處于完全混合狀態(tài)中),隨時間的延續(xù)而逐漸降低。

(3)SBR工藝可以很容易地交替實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧的環(huán)境,并可以通過改變曝氣量、反應(yīng)時間等方面來創(chuàng)造條件提高除磷脫氮效率。

(4)污泥沉降性能好。SBR工藝具有的特殊運(yùn)行環(huán)境抑制了污泥中絲狀菌的生長,減少了污泥膨脹的可能。同時由于SBR工藝的沉淀階段是在靜止的狀態(tài)下進(jìn)行的,因此沉淀效果更好。

(5)SBR工藝獨(dú)特的運(yùn)行工況決定了它能很好地適應(yīng)進(jìn)水水量、水質(zhì)波動。

SBR工藝的主要發(fā)展形式有ICEAS工藝、CASS工藝、UNITANK工藝及MSBR工藝(DAT-IAT工藝、IDEA工藝)等。

3.氧化溝法。氧化溝是一種曝氣池呈封閉的溝渠形的延時曝氣工藝,污水與活性污泥混合液在溝渠中循環(huán)流動,其有機(jī)負(fù)荷一般低于0.1kgBOD /(kgMLSS.d)。氧化溝工藝具有以下特點(diǎn):

(1)工藝流程簡單,構(gòu)筑物和設(shè)備少,不設(shè)初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以省去單獨(dú)的二沉淀及污泥回流系統(tǒng),運(yùn)行管理簡便,運(yùn)行費(fèi)用低。

(2)能承受水量、水質(zhì)的沖擊負(fù)荷,對濃度較高的廢水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。這主要是由于氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環(huán)稀釋水量大。

(3)具有一定的脫氮除磷能力,處理效果優(yōu)于國家二級處理標(biāo)準(zhǔn),工作穩(wěn)定可靠。

(4)污泥量少、性質(zhì)穩(wěn)定。

近年來,氧化溝工藝發(fā)展形式有卡魯塞爾氧化溝、交替工作氧化溝(T型氧化溝、D型氧化溝等)、奧貝爾氧化溝及一體化氧化溝(BMTS式氧化溝、船式氧化溝及側(cè)溝式氧化溝)等。

4.生態(tài)塘處理工藝。生態(tài)塘是以太陽能為初始能源,通過在塘中種植水生作物,進(jìn)行水產(chǎn)和水禽養(yǎng)殖,形成人工生態(tài)系統(tǒng)。在太陽能的推動下,通過生態(tài)塘中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級傳遞、轉(zhuǎn)化,將進(jìn)入塘中的有機(jī)物和營養(yǎng)物進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化。最后不僅去除污染,而且以水生作物、水產(chǎn)的形式作為資源回收,凈化的污水也作為再生水資源予以回收利用,使污水處理與利用結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)污水的資源化。

生態(tài)塘處理工藝技術(shù)具有以下特點(diǎn):

(1)適合不同的處理規(guī)模,基建費(fèi)用低廉。生態(tài)塘系統(tǒng)沒有復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備,工程十分簡易,基建費(fèi)用只有常規(guī)處理方法的1/2或1/3。

(2)出水水質(zhì)穩(wěn)定,回用領(lǐng)域廣。出水一般可以達(dá)到二級排放標(biāo)準(zhǔn),如果設(shè)計了脫氮除磷的功能,出水甚至可以達(dá)到三級排放標(biāo)準(zhǔn)。

(3)材料來源廣,就近可得。生態(tài)塘系統(tǒng)不需要任何材料,動植物均為土著種類。

(4)運(yùn)行費(fèi)用低。生態(tài)塘系統(tǒng)無須額外動力,運(yùn)行費(fèi)用只有常規(guī)工藝的10%～50%。

(5)管理十分簡單,維護(hù)容易。設(shè)計良好的小型污水生態(tài)塘系統(tǒng)幾乎不用管理與維護(hù)。

如小城鎮(zhèn)附近有可利用的天然養(yǎng)魚塘、天然廢塘等條件,可考慮采用該處理系統(tǒng)。

5.人工濕地處理工藝。人工濕地處理技術(shù)是利用物理、化學(xué)和生物的三重作用來實(shí)現(xiàn)對污水的凈化。它是在一定的長寬比及底面坡度的洼地中,由土壤和按一定坡度充填一定級別的填料,廢水在填料床縫隙中或在床體的表面流動,并在床體表面種植具有處理性能好、成活率高、抗水性強(qiáng)、生長周期長、美觀及具有經(jīng)濟(jì)價值的水生植物,對廢水進(jìn)行處理。與常規(guī)活性污泥法相比,污水人工濕地處理工藝具有以下特點(diǎn):

(1)不需曝氣充氧和投加化學(xué)藥劑,耗能小,處理成本低廉。

(2)不產(chǎn)生污泥,不設(shè)二沉池,操作維護(hù)簡單,工程造價低。

(3)能承受較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷,處理效果好,并能有效去除金屬元素。

(4)可以美化環(huán)境,建立全新理念的生態(tài)污水廠。

人工濕地處理污水具有高效率、低投資、低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、低維持技術(shù)、占地少、低能耗等優(yōu)點(diǎn),是小城鎮(zhèn)污水處理的適宜工藝技術(shù)。

6.蚯蚓生態(tài)濾池。蚯蚓生態(tài)濾池利用在濾床中建立的人工生態(tài)系統(tǒng),對各種形態(tài)的污染物質(zhì)通過蚯蚓和其他微生物的協(xié)同作用進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)化。通過該人工生態(tài)系統(tǒng)的合理設(shè)計,既可高效、低能耗地去除污水中的污染物質(zhì),又可避免剩余污泥等二次污染物的產(chǎn)生,是一種全新概念的污水處理工藝。該工藝在上海成功地進(jìn)行了中型試驗和生產(chǎn)性規(guī)模應(yīng)用。該工藝造價和電耗低廉,處理效果好,在具有好的BOD5 和SS去除功能的同時,對氨氮去除率高,對于我國目前經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)比較薄弱的中小城鎮(zhèn)具有較大的應(yīng)用潛力。

三、結(jié)語

小城鎮(zhèn)污水治理不僅是小城鎮(zhèn)發(fā)展的需要,同時也是流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要。由于小城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金短缺,從業(yè)人員的技術(shù)和管理水平低,污水處理廠必須經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能和簡便易行。上述幾種處理工藝有一定的優(yōu)勢,但也各有不足,應(yīng)根據(jù)小城鎮(zhèn)污水的特性、收集方式、排放水體狀況、設(shè)計用地等實(shí)際情況進(jìn)行選擇,以節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)用,利于水環(huán)境保護(hù)和小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介:葉晟(1980- ),男,廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校助理講師,全國物業(yè)管理企業(yè)經(jīng)理,研究方向:土木工程、物業(yè)管理。