溫卯紅
(1.太原理工大學,山西 太原 030024;2.山西省環(huán)境工程設計院(有限公司),山西 太原 030000)
隨著國家大力推進新農(nóng)村建設,農(nóng)民生活質(zhì)量得到大幅度提升,人們對周圍生存環(huán)境的質(zhì)量要求也越發(fā)嚴格。農(nóng)村生活污水的種類主要分為洗滌污水、廚房污水、廁所污水及家庭禽畜等產(chǎn)生的污水[1]?,F(xiàn)階段,農(nóng)村生活污水主要特點為:1) 污水排放量持續(xù)增加。部分農(nóng)村新建房屋內(nèi)安裝有衛(wèi)生間,因此沖洗廁所及洗浴用水使得農(nóng)村污水排放量占比增加。2) 農(nóng)村生活污水排放一般比較分散,導致收集起來較為困難。且一天內(nèi)不同時刻排放量波動較大。3) 農(nóng)村生活污水中主要成分為有機物、氮磷、懸浮物及病菌等。其中廁所污水及禽畜類污水有機物濃度高,COD大。廚房污水和洗滌污水中含有的氮磷物質(zhì)較多[2]。
由于遠離城鎮(zhèn)的大部分農(nóng)村生活污水統(tǒng)一納入城鎮(zhèn)污水處理廠進行統(tǒng)一處理目前還無法實現(xiàn),當前大部分農(nóng)村處理廁所污水的方式是通過化糞池進行厭氧發(fā)酵,其他污水則直接排至院外地面或通過村民自家院里敷設的溝渠,排至街道、農(nóng)田或河道等[3],給農(nóng)村周圍環(huán)境帶來不同程度的污染。因此,找出適合不同農(nóng)村地區(qū)的污水處理技術(shù)至關(guān)重要。
人工濕地污水處理技術(shù)是將污水排放至種植有生命力強的洼地,洼地便成為包含有植物、微生物以及水系的一個完整的自然生態(tài)系統(tǒng)。人工濕地利用這種強化的生態(tài)處理系統(tǒng),不僅能夠通過物理、化學、生物作用去除污水中的COD、氮磷、SS、金屬鹽等污染物,還增加了當?shù)氐木G化面積,使當?shù)氐沫h(huán)境得到改善和美化[4]。
膜生物反應器是一種生物處理和膜分離的組合技術(shù),膜本身具備的截留作用,能夠保證生物反應器內(nèi)存在大量的微生物,保證了微生物的泥齡,使微生物的分解作用達到最大化。同時,污水經(jīng)膜進行泥水分離,泥水分離效果較好,出水水質(zhì)較高。膜生物反應器將生物處理技術(shù)和膜分離結(jié)束緊密結(jié)合,充分利用二者互補的作用,提高了污水處理效果[5]。
厭氧發(fā)酵技術(shù)是指厭氧條件下,微生物對污水中的有機物進行分解,從而去除污水中的有機物。厭氧發(fā)酵技術(shù)適用于含有機物濃度高的污水,如人畜糞便污水等。當前厭氧發(fā)酵技術(shù)在農(nóng)村應用較多的設施是化糞池和沼氣池。其中,厭氧發(fā)酵技術(shù)應用于沼氣池不僅能夠高效降解污水中的有機物,系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣還可以進行發(fā)電,同時污水經(jīng)厭氧發(fā)酵處理后,出水和污泥還可作為農(nóng)作物肥料,施于農(nóng)田[4]。由于厭氧發(fā)酵技術(shù)處理高濃度污水效果良好,管理和維護費用較低,且能夠進行二次回收利用能源,已成為當前及較長一段時間內(nèi)農(nóng)村生活污水處理最為普遍的方法。
一體化污水處理設備包括格柵+厭氧+缺氧+好氧等工藝。生活污水排入一體化污水處理設備時,首先經(jīng)過格柵,一體化設備設格柵的目的是去除污水中一些大的漂浮物。然后出水進入?yún)捬醭?,厭氧條件下,微生物通過發(fā)酵降解污水中的大部分有機物,同時提高有機物的可生化性。另外,除磷菌能夠分解體內(nèi)含有的聚磷,分解過程中可以獲得一部分能量,并通過PHB的形式存儲在體內(nèi)。污水經(jīng)厭氧處理后進入太陽能好氧池,好氧池中存在大量的好氧菌,它能夠進一步降解污水中的有機物。此外,好氧池中生長有大量的硝化菌,硝化菌能夠?qū)钡D(zhuǎn)化變硝態(tài)氮的形式。同時,好氧條件下,除磷菌能夠分解PHB獲得能量,使污水中的磷轉(zhuǎn)移到污泥中,最后通過排泥將其除去。好氧池污水回流至缺氧池,缺氧池中的反硝化細菌通過反硝化作用將污水中的硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氮氣,最終從水中脫除。一體化污水處理設備具有高效的脫氮除磷效果,且COD去除率較高,污水經(jīng)該設備處理后,出水水質(zhì)較好。一體化設備占地面積小,處理效率高,出水水質(zhì)好,但由于其運行費用高,能耗大,并未能得到廣泛使用[6]。
1) 當前,對農(nóng)村生活污水的處理研究還不夠深入,不能靈活應用污水處理技術(shù)。很多農(nóng)村地區(qū)生活污水處理直接照搬城市污水處理技術(shù),雖然達到較高的出水水質(zhì),但由于運行成本較高,未能得到普遍應用。對此,應強化對農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的研究,結(jié)合當?shù)氐淖匀坏乩項l件,提出適合本地區(qū)的經(jīng)濟有效的污水處理技術(shù)。同時當?shù)卣畱哟笪鬯幚碣Y金投入力度,盡快完善農(nóng)村污水處理系統(tǒng)。
2) 農(nóng)村居民對生活污水直接排放給其帶來危害認識不清,對當?shù)卣岢奈鬯卫砘顒雍苌訇P(guān)注,并不能積極參與進去。對此,當?shù)卣畱贫ńy(tǒng)一的污水排放標準,相繼實施污水排放監(jiān)管措施,以法制的形式約束農(nóng)村居民。而且需要定期廣泛地對農(nóng)村居民開展關(guān)于農(nóng)村生活污水的危害及治理教育宣講活動,提高居民的積極性、參與性。
3) 農(nóng)村地區(qū)沒有單獨的雨水排放系統(tǒng),夏季雨量充沛時,若雨水和生活污水混合收集,統(tǒng)一處理,將會使生活污水處理成本大幅度提高[7]。而雨水除初期雨水外,其余時段的水均可通過道路兩邊敷設的溝渠排走。因此,要將農(nóng)村生活污水和雨水收集系統(tǒng)分開設置。
在缺水的農(nóng)田附近建立蓄水池,將達到一定標準的處理后的生活污水收集起來,在旱季或缺水時作為灌溉水用于農(nóng)田,實現(xiàn)污水的資源化利用。此外居民應該提高自身的環(huán)保意識,將洗菜、洗臉等廢水收集起來用來進行二次使用。從源頭上減少生活污水的排放。
城市和農(nóng)村地區(qū)的生活污水組分和數(shù)量相差很大,因此,必須結(jié)合農(nóng)村當?shù)氐淖匀坏乩項l件,提出適合本地區(qū)的經(jīng)濟有效的污水處理技術(shù)。同時,要增強農(nóng)村居民的節(jié)約用水及生活污水治理意識,盡可能從源頭上減少污水排放,同時將將生活污水回用,實現(xiàn)水資源的最大化利用。