生活污水處理進(jìn)展

青島市生態(tài)環(huán)境局即墨分局 毛秀香

一、生活污水處理現(xiàn)狀

（一）生活污水特點

當(dāng)前我國生活污水具有排放總量大、污染嚴(yán)重、有機物含量高且排放量小、粗放、分散等特征。

農(nóng)村地區(qū)排放量有逐年增長的趨勢。生活污水隨意排放，致使農(nóng)村河道水環(huán)境、河網(wǎng)地下水水質(zhì)持續(xù)、快速惡化。

廁所沖水、洗滌用水及廚房污水等的主要污染物為病菌、懸浮物、氮磷和COD。生活污水排放具有顯著的早晚雙峰特征及早、中、晚三峰特征，大多生活污水屬粗放型排放，水質(zhì)、水量波動大，間歇排放日變化系數(shù)易受地理環(huán)境、氣候以及作物生長、污水排放管網(wǎng)等多因素影響。

（二）生活污水處理情況

住建部相關(guān)資料顯示，截至2018年6月，我國城市和農(nóng)村生活污水處理率分別僅為89.34%和78.47%。在生活污水處理方面，居民環(huán)保意識淡薄，加之各地區(qū)經(jīng)濟水平不一，污水處理技術(shù)應(yīng)用及人工生態(tài)處理系統(tǒng)、自然生態(tài)處理系統(tǒng)建設(shè)工作依然受多方面因素制約，難以準(zhǔn)確對生活污水污染負(fù)荷進(jìn)行定量評估與定性分析，從而影響到生活污水處理技術(shù)發(fā)展及污水處理方案設(shè)計、工藝選擇等。此外，我國大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)人口居住分散且獨立，生活污水處理效率低下。

二、生活污水處理技術(shù)進(jìn)展

如圖1所示，目前國內(nèi)外分散式生活污水處理技術(shù)分為主體處理工藝、初級處理工藝及分步處理系統(tǒng)和一體化處理系統(tǒng)等，主要用于處理生活污水中的部分有機物、N、P污染元素及固體懸浮物等。

圖1 生活污水處理技術(shù)研究體系

（一）生活污水一體化處理系統(tǒng)進(jìn)展

一體化系統(tǒng)是一種小型的生活污水處理技術(shù)裝置，其集成了深度處理設(shè)備、二級處理設(shè)備及污水預(yù)處理裝置等。常見的生活污水一體化處理系統(tǒng)有凈化槽、氣升回流設(shè)備以及接觸氧化反應(yīng)器等。學(xué)者趙迎迎采用生物接觸氧化裝置與土地滲濾技術(shù)裝置處理TN、TP等主要污染物，去除率高達(dá)80%以上；[1]秦學(xué)、耿曉玲等通過對一體化氣升回流式接觸氧化反應(yīng)器進(jìn)行強化脫氮、硝化液回流，TN去除率在原來的基礎(chǔ)上提高約20%。[2]學(xué)者符東通過優(yōu)化、改進(jìn)氣升回流一體化分散型生活污水處理技術(shù)裝置，進(jìn)一步改善沉淀區(qū)、厭氧區(qū)及好氧區(qū)的容積比，使TN、NH4+-N及COD處理效率分別提高約60%、90%和80%。[3]

（二）土壤滲濾處理技術(shù)進(jìn)展

土壤滲濾處理技術(shù)主要由土壤慢速滲濾、快速滲濾及地下滲濾組成，其主要技術(shù)原理是基于“土壤-植物-微生物”構(gòu)成生活污水土壤滲濾處理復(fù)合系統(tǒng)，并通過吸附、降解及吸收三個工藝環(huán)節(jié)，使生活污水得到徹底凈化。[4]

王波等通過土壤慢速滲濾系統(tǒng)處理生活污水，使COD、TN、TP、NH4+-N等元素的平均去除率分別提高約89.5%、80.7%、89.2%及85.7%。[5]學(xué)者程鵬飛等通過研究并應(yīng)用土壤快速滲濾系統(tǒng)處理生活污水，指出溫度及季節(jié)等因素會影響濾池出水水質(zhì)穩(wěn)定性，進(jìn)而降低NH4+-N和SS在人工快速滲濾系統(tǒng)中的去除率。[6]

（三）人工濕地處理技術(shù)進(jìn)展

該技術(shù)融合了生物技術(shù)、化學(xué)技術(shù)及物理技術(shù)等，綜合采用微生物、植物及人工介質(zhì)等協(xié)同作用對生活污水進(jìn)行處理。其中，微生物、植物和濕地基質(zhì)等對生活污水中的N、P的轉(zhuǎn)化與去除作用效果尤為明顯。[7]

有研究顯示，采用人工濕地處理技術(shù)處理生活污水，基于反硝化與硝化作用，能夠使污染物中N的實際去除率提高約35%～50%以上，但是因人工濕地缺乏生物碳源，溶解氧的能力十分有限，所以要想提高污水中N元素的去除率，必須通過藻塘與人工濕地相結(jié)合的方法，增加水體中的溶解氧含量。[8]

（四）穩(wěn)定塘處理技術(shù)進(jìn)展

穩(wěn)定塘處理技術(shù)主要用于微生物降解、沉降、轉(zhuǎn)化、截濾等，作為一種經(jīng)人工修整形成的防滲層和圍堤結(jié)構(gòu)，其在生活污水處理中，受pH值以及環(huán)境溫度等因素影響，會降低對NH4+-N的去除效率。

學(xué)者張亞雷、吳德禮基于凹凸棒土-穩(wěn)定塘模式在我國農(nóng)村嚴(yán)寒地區(qū)進(jìn)行生活污水處理試驗，通過改進(jìn)穩(wěn)定塘，使生活污水中TP、NH4+-N及COD的平均去除率分別提高約84.1%、87.7%和91.5%。

（五）蚯蚓生物濾池技術(shù)進(jìn)展

這種技術(shù)近年才興起，主要基于蚯蚓和微生物的協(xié)同作用，促進(jìn)有機物分解轉(zhuǎn)化及土壤通氣透水性能等。這種技術(shù)能夠通過蚯蚓活動有效促進(jìn)污水、污泥的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)有機物分解，增強濾層通透性能，可有效彌補傳統(tǒng)生物濾池處理生活污水時存在的易堵塞等技術(shù)不足。

（六）膜生物反應(yīng)器進(jìn)展

膜生物反應(yīng)器是一種新形態(tài)的廢水處理系統(tǒng)，其通過生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)的結(jié)合，采用膜組件取代傳統(tǒng)沉淀池，生活污水中的大分子難降解有機物及活性污泥都可通過膜分離技術(shù)截留。國外學(xué)者Aina和Adetinuke等分別采用氣升式厭氧膜生物反應(yīng)器及一體化立式膜生物反應(yīng)器對生活中的污水進(jìn)行處理，結(jié)果表明懸浮載體復(fù)合膜生物反應(yīng)器與生物帶載體復(fù)合膜生物反應(yīng)器在生活污水處理中的效果不同，COD及NH4+-N的實際去除率分別高達(dá)98%和96%。

三、各種分散式生活污水處理技術(shù)對比

詳細(xì)對比情況見表1。

表1 不同生活污水處理技術(shù)對比

四、結(jié)論與建議

綜上研究分析表明，現(xiàn)階段，國內(nèi)外應(yīng)用較為先進(jìn)及普遍的生活污水處理方式適用范圍、運行成本及工藝存在較大差異。通過相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，人工生態(tài)處理系統(tǒng)維修復(fù)雜、運行管理成本高，而自然生態(tài)處理系統(tǒng)綜合費用低，但易受自然因素制約和影響，去污效果見效慢，運行管理過程不穩(wěn)定。

因此，在生活污水處理過程中，應(yīng)“因地制宜”，優(yōu)化選比，結(jié)合自然、社會、經(jīng)濟等因素，選擇處理效果好、經(jīng)濟性強及過程易于管理的生活污水處理技術(shù)，加強污水處理技術(shù)應(yīng)用研究，提高生活污水處理綜合水平與效益。