分散式污水處理技術(shù)研究進(jìn)展及應(yīng)用論述

趙剛

摘要：近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益加劇。生活水污染成為環(huán)境污染中的重要部分。很多地區(qū)無配套的管網(wǎng)渠道與生活污水處理設(shè)施，直接將污水排放至自然水體中，對(duì)人們生活造成了嚴(yán)重的影響。本文對(duì)研究了新型生活污水分散式處理技術(shù)，分析了其在污水處理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：分散式污水處理;應(yīng)用研究

污水處理系統(tǒng)分為分散式與集中式兩種，絕多數(shù)城市選用集中式污水處理系統(tǒng)，適用于收集處理大流量的污水，具有處理規(guī)模大，運(yùn)行成本高等特點(diǎn)。農(nóng)村地區(qū)，軍隊(duì)駐區(qū)，機(jī)場(chǎng)等處于市郊區(qū)生活污水，具有污水產(chǎn)量小等特點(diǎn)，不適宜進(jìn)行集中處理。國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者倡導(dǎo)污水分散處理方式，實(shí)現(xiàn)水平衡與水循環(huán)。

1 分散式污水處理技術(shù)相關(guān)研究

目前農(nóng)村生活污水分散式處理技術(shù)為物理法與生物法兩類，物理法中較成熟的工藝等城市污水治理常用工藝，存在投資大，管理復(fù)雜等缺陷，在農(nóng)村生活處理體系中只利用生化處理法。隨著新農(nóng)村建設(shè)進(jìn)行，農(nóng)村分散人口向中小型行政村落集中。適宜采用單區(qū)分散式處理模式，其處理工藝分為自然生態(tài)系統(tǒng)與人工生物處理技術(shù)。在選擇處理工藝中應(yīng)減少處理設(shè)施的投資運(yùn)行成本。根據(jù)實(shí)際情況選擇處理工藝[1]。

澳大利亞的污水處理系統(tǒng)將土地處理與暗管排水結(jié)合，通過土地處理降低污水中氮磷等元素。用暗管將其用于農(nóng)牧土地。美國(guó)人口居住分散，分散式生活污水處理工藝得到廣泛應(yīng)用。加州地區(qū)超半數(shù)的污水處理設(shè)施為分散式污水處理方式。90年代末，美國(guó)研發(fā)了高效藻類塘技術(shù)，通過藻類微生物降解污染物質(zhì)促進(jìn)微生物繁殖，從而去除有機(jī)污染物。有效去除氮磷等元素，此技術(shù)在德法等國(guó)有廣泛應(yīng)用。

隨著我國(guó)新農(nóng)村經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，農(nóng)村環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，據(jù)全國(guó)污染普查公告顯示，農(nóng)村面臨污染排放的COD占全國(guó)總量的43.7%，農(nóng)村面污染逐漸成為我國(guó)污染的主要來源。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)農(nóng)村年生產(chǎn)生活污水總量超90億噸。多數(shù)地區(qū)未采取有效的處理方式處理。造成河流地下水等自然水體污染。對(duì)農(nóng)村居民生活健康帶來很大的影響。

中國(guó)農(nóng)村生活污水分散式處理技術(shù)發(fā)展緩慢，常見的技術(shù)有凈化沼氣池，人工濕地等。凈化沼氣池在污水處理時(shí)可產(chǎn)生附帶經(jīng)濟(jì)價(jià)值，得到國(guó)家住建部大力支持[2]。因生活污水需混合高負(fù)荷污染物，單獨(dú)處理效果不佳。人工濕地基礎(chǔ)通過土壤過濾吸附與微生物吸收代謝達(dá)到污水無害化利用的目的。此技術(shù)被廣泛應(yīng)用。蚯蚓生態(tài)濾池近年來引入中國(guó)，其利用蚯蚓與微生物協(xié)同共生生態(tài)系統(tǒng)處理污水，具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，得到我國(guó)充分的發(fā)展改進(jìn)。

2 分散式污水處理技術(shù)分析

分散式污水處理技術(shù)是一種新型的經(jīng)濟(jì)環(huán)保污水處理系統(tǒng)。具有占地面積小，環(huán)境影響小，靈活多樣等特點(diǎn)。發(fā)達(dá)國(guó)家在分散式污水處理系統(tǒng)的研究較為豐富，我國(guó)對(duì)此方面的研究應(yīng)用起步較晚。分散式污水處理技術(shù)主要采用包括好厭氧生物處理與自然生物處理技術(shù)【3】。

2.1 好厭氧生物處理技術(shù)

我國(guó)對(duì)小型二級(jí)污水處理裝置技術(shù)研究始于80年代末期，污水先經(jīng)格柵與觸沉，后經(jīng)厭氧等生物處理單元，經(jīng)沉淀后排放。無動(dòng)力地埋式污水處理裝置位于地下，工藝簡(jiǎn)單，不需電動(dòng)系統(tǒng)。工藝流程由初沉池，經(jīng)厭氧污泥床至厭氧生物濾池，水力停留時(shí)間大于24H。此裝置處理污水投資約2000元/（m3·t）SS去除率為60%左右[3]。處理后污水達(dá)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

微動(dòng)力地埋式污水處理裝置主要包括厭氧反應(yīng)區(qū)，沉淀區(qū)與接觸氧化區(qū)。污染物經(jīng)生物膜上微生物新陳代謝作用去除。其耐沖擊符合較強(qiáng)，經(jīng)設(shè)計(jì)后裝置可全自動(dòng)化操作?？刹捎肁2/O工藝。地埋式微動(dòng)力污水處理裝置投資為3000元/T左右，COD去除率達(dá)75%左右。

膜生物反應(yīng)器是生物處理單元與膜分離單元結(jié)合的新型水處理技術(shù)，通過保持較低污泥負(fù)荷方式減少污泥量，污泥齡可達(dá)30d以上。MBR有截留作用，系統(tǒng)有較好的硝化效果，具有耐沖擊負(fù)荷高，出水水質(zhì)穩(wěn)定。剩余污泥量少等優(yōu)點(diǎn)【4】。

2.2 自然生物處理技術(shù)

人工濕地處理技術(shù)在歐洲應(yīng)用較多。1903 年，英國(guó)建立首個(gè)用于處理污水的濕地，人工濕地處理技術(shù)由人工建造與控制運(yùn)行，自80年代開始我國(guó)北京等地建立了人工濕地工程。人工濕地利用生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物污水的高效凈化。

人工濕地分為垂直水平潛流濕地與表面流濕地，SFW（表面流人工濕地）水力負(fù)荷較低。SSFW（潛流人工濕地）保濕性較好，但其控制較復(fù)雜。VFW（垂直流人工濕地）兼具二者的優(yōu)點(diǎn)，但其建造要求較高。

人工濕地優(yōu)勢(shì)是投資少，運(yùn)營(yíng)成本低，人工濕地建設(shè)成本約為傳統(tǒng)污水處理廠的1/5左右?？伸`活選用不同基質(zhì)組合。人工濕地污染物去除效率高，P去除率高于90%，人工濕地栽種大量水生植物，具有綠化環(huán)境的作用。

2.3 新型生態(tài)處理技術(shù)

蚯蚓生態(tài)濾池與生態(tài)廁所是新型污水生態(tài)處理技術(shù)。蚯蚓能分泌纖維素酶，脂肪酶等多種酶類。對(duì)大多有機(jī)物有較強(qiáng)的分解作用。許多學(xué)者將蚯蚓引入人工生物濾池，形成蚯蚓生態(tài)濾池。

蚯蚓生態(tài)濾池核心工藝是打造適合多種微生物生存的環(huán)境，處理轉(zhuǎn)化污水中各種形態(tài)污染物，生態(tài)濾池中蚯蚓對(duì)濾床起到清掃作用。促進(jìn)濾床碳氧分解，蚯蚓可提高生物活性作用。蚯蚓生態(tài)濾池對(duì)COD等去除率達(dá)80%以上。其具有工藝過程與設(shè)備簡(jiǎn)單，易操作維護(hù)管理等特點(diǎn)。但蚯蚓有冬眠與夏眠的習(xí)性，應(yīng)用蚯蚓生態(tài)濾池處理污水會(huì)導(dǎo)致出水階段不穩(wěn)定。

市政下水道污糞是生活污染物的主要來源，社會(huì)大力倡導(dǎo)綠色環(huán)保，促進(jìn)生態(tài)廁所的構(gòu)建。生態(tài)廁所強(qiáng)調(diào)污染自凈與資源循環(huán)利用。能充分利用各種資源，其采用鋸末或秸稈為微生物繁殖場(chǎng)所，其產(chǎn)物可作為土壤改良劑。生態(tài)廁所操作管理較嚴(yán)格，生態(tài)廁所運(yùn)營(yíng)最佳操作條件溫濕度為55%左右，混合頻率20次/d，生態(tài)廁所無需水媒介運(yùn)輸糞便，此廁所基礎(chǔ)建設(shè)為水沖廁所的1.5倍，運(yùn)行用水量為水沖廁所的2/3，有機(jī)物降解率約為92%，生態(tài)廁所總費(fèi)用低于水沖廁所，可實(shí)現(xiàn)生活污染物最大資源化。

2.4 其他處理技術(shù)

其他處理模式主要有厭氧沼氣處理技術(shù)，我國(guó)9.3 億人口分布于廣大農(nóng)村地區(qū)【5】。我國(guó)農(nóng)村地域分布分散，農(nóng)村生活污水包括人畜排泄沖洗污水等，農(nóng)村生活污水是典型的分散式污水。厭氧沼氣處理技術(shù)將作物秸稈排入沼氣池，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷混合氣體，其沼渣與沼液可作肥料。

厭氧沼氣池為玻璃鋼，混凝土結(jié)構(gòu)等形式，厭氧沼氣池具有操作維修方便，無動(dòng)力要求等特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其實(shí)際應(yīng)用中沼氣池內(nèi)污水停留時(shí)間較長(zhǎng)。

分散式處理為發(fā)展可持續(xù)環(huán)保與節(jié)能提供了很大的可能，極大限度節(jié)省排水管網(wǎng)基建費(fèi)用，提升泵站費(fèi)用。減少輸送中的大量浪費(fèi)。分散式污水處理技術(shù)擁有廣闊的發(fā)展前景。我國(guó)農(nóng)村常用的厭氧沼氣池處理技術(shù)發(fā)展多年，但其發(fā)展空間仍有很大。人工濕地與生態(tài)廁所在我國(guó)部分農(nóng)村與城市有所應(yīng)用，生態(tài)廁所可實(shí)現(xiàn)污染物零排放。已在多個(gè)國(guó)家得到推廣應(yīng)用。其系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)化是未來研究重點(diǎn)。MBR技術(shù)與其他工藝結(jié)合提高了對(duì)氮磷的去除率，具有良好的應(yīng)用前景。

結(jié)語(yǔ)

污水分散式處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用研究成熟，在未來有廣闊的應(yīng)用前景。污水處理工藝的優(yōu)選與實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況與處理水質(zhì)要求等因素有關(guān)，本文研究了分散式污水處理技術(shù)進(jìn)展，闡述了分散式污水處理的概念與系統(tǒng)組成，提出了分散式污水處理技術(shù)的研究方向。

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