吳 昊杭州市市區(qū)河道監(jiān)管中心,浙江杭州 310000
分散式污水處理改善城市周邊水環(huán)境的探討
吳 昊
杭州市市區(qū)河道監(jiān)管中心,浙江杭州 310000
據住建部統計,2012年我國58萬個行政村中分散式污水處理率僅為8%,未處理的污水總量是城市集中污水處理量的1.5倍。分散式污水處理是緩解我國城市總體水污染的重要途徑,本文以污水處理系統模式作為研究對象,了解分散式污水處理技術研究成果,探討分散式污水處理在改善城市周邊水環(huán)境的作用。
分散式污水處理;生物濾池;河道水環(huán)境
逐水而居,依水而生,幾乎每一個城市周圍都會存在多條河道水系,或為水源、或為運輸、或為景觀,河道水環(huán)境在城市建設發(fā)展中有著重要作用。與市區(qū)相比,城市周邊的城郊農村布局分散、地形多變、污水變化系數大,很難做到像城市一樣的污水集中收集處理,我國城市周邊水系普遍污染超標,由于水系溝通、污染擴散,影響城市總體水環(huán)境質量。據統計,2012年我國58萬個行政村中分散式污水處理率僅為8%,未處理分散污水總量是城市集中污水處理量的1.5倍。因此,探討適合城市周邊的污水處理模式具有重要意義。
污水處理一般有集中式和分散式兩種系統模式。集中式污水處理規(guī)模大、建設周期長、運行成本高,適用于城市城鎮(zhèn)等污染源集中、污水量大的區(qū)域,是我國城市污水處理主要模式?!笆濉币詠?,我國城市集中式污水已基本得到有效控制。但如城郊結合部、農村、部隊駐地、旅游區(qū)等城市周邊區(qū)域往往遠離城市污水管網,產生的污水較城區(qū)分散、日變化量大,不適宜納入城市統一集中處理,對于此類污水,國內外都普遍提倡采用污水分散處理模式,將污水就地收集、就地處理、就地回用,污水回用不僅僅能夠將城市水環(huán)境中污染問題有效緩解,也能夠增加城市水資源,緩解城市水資源短缺壓力,對于水環(huán)境污染治理具有顯著的成效[1]。
通常污水集中處理模式中,水資源需經過水源地—用戶—污水處理廠—中水用戶至少3次運輸,運輸過程依靠污水管網及泵站,建設維護成本高,且在長期運行中,存在一定的破損、泄漏污染地下水的風險,有一定局限性。分散式污水處理能夠突破傳統污水處理模式中的局限,讓污水在處理完畢后有效回用,并且因分散式污水處理在實際應用中與外部水體距離短,能夠有效縮短污水處理回用過程中的運輸距離,降低污水運輸風險[2],彌補傳統處理模式短板。使用分散式污水處理技術對于城市周邊污水做階段性處理,將水資源排入最近河道水系中,不僅能緩解水環(huán)污染壓力,還能強化河道水體自凈能力,從而提升城市周邊整體水環(huán)境質量。
分散式污水處理因占地少、設置靈活、節(jié)省管網建設維護、環(huán)境影響小、適用面廣等優(yōu)點,而成為一種新型、經濟且環(huán)保的污水處理系統模式[3]。在分散式污水處理系統研究及應用上,美國、日本、德國等處于前沿,可為我國提供先進經驗和技術支撐。
美國在20世紀70年代就開始在污水處理中使用源頭控制措施,現場回收利水資源,并由此創(chuàng)建了多個分散式污水處理機構[4-5]。目前美國在實際分散式污水處理過程中更加強調節(jié)能與生態(tài)[6],南卡羅萊納州分散式污水處理系統的使用率達到54%,通過多種方式,美國的分散式污水處理率已達96%。
日本戰(zhàn)后經濟快速發(fā)展伴隨著大量環(huán)境問題,為此投入了大量資金用于發(fā)展污水處理系統[7],建成了以污水處理廠及凈化槽兩套系統為主的污水處理系統,其中凈化槽即典型的分散式污水處理系統,可進行現場處理,不依賴管網,特別適合處理城市周邊區(qū)域的分散式污水。得益于深度凈化槽技術廣泛應用和配套法律保障,2009年日本全國污水處理率已達91.5%[8]。
德國從20世紀80年代年開始,大力發(fā)展分散式污水處理系統,形成了集中、分散相結合的污水處理模式,目前共有各型污水處理廠約7 400座,其中分散式的中小型污水處理廠占最大比重[9]。
分散式污水處理一般采用厭氧、好氧生物處理和人工生態(tài)處理技術等生物處理技術,實際應用中,應綜合考慮城市周邊污水特點、地形、經濟等因素,針對性選取工藝模式。
3.1 厭氧、好氧生物處理技術
厭氧、好氧生物處理是我國小型污水處理的主要技術,即利用厭氧、好氧微生物分解水中有機污染物,結合格柵、沉淀等物理處理后排放。一般有滴濾池、接觸氧化(曝氣)、沼氣池(無動力)、微動力地埋式污水處理裝置、生物膜(MBR)等具體技術應用,其中生物膜(MBR)技術因其處理效果好(深度除氮磷)、易維護、剩余污泥少、占地少等優(yōu)點,在分散式污水處理和回用領域得到了普遍應用,并結合其他工藝,形成了如好氧+厭氧+缺氧序式MBR、淹沒復合式MBR、生物移動床MBR、循環(huán)間歇活性淤泥法MBR等組合工藝模式,不僅強化了處理效果,提高了氮磷去除率,也延長了膜的使用壽命。
3.2 人工生態(tài)處理技術
主要有人工濕地、穩(wěn)定塘、土地快速滲透處理和生態(tài)浮床技術。其中穩(wěn)定塘和土地快速滲透因存在易污染土壤、地下水等二次污染隱患,并不適于城市周邊。人工濕地處理技術成熟,即人工建造運行模擬沼澤的生態(tài)系統,利用系統中植物、微生物、基質產生的生物、化學、物理協調作用,過濾、分解、吸收水體中的污染物質,達到城市污水效果[10],人工濕地建設運行成本低,僅為傳統污水處理廠的1/10至1/2,還可根據污水類別,靈活選取不同基質與植物的組合,達到最佳處理效果[11]。生態(tài)浮床處理結合植物吸收和生物膜技術,對于消減城市及周邊富營養(yǎng)化水體有著良好效果。同時,因種栽大量水生植物,人工濕地、生態(tài)浮床還具有獨特的綠化景觀效果,特別適用于城市周邊的環(huán)境景觀提升。
分散式污水處理是一種適合城市周邊污水處理的模式,我國應借鑒國際先進經驗,結合實施地人口規(guī)模、地形條件、經濟基礎、環(huán)境景觀等方面情況,因地制宜地選擇具體工藝組合模式,處理和利用結合,實現污水無害化、資源化,最終實現城市整體水環(huán)境的良性循環(huán)。
[1]郝曉地,張向萍,蘭荔.美國分散式污水處理的歷史、現狀與未來[J].中國給水排水,2008(22):1-5.
[2]王琳,張炯,方娟.分散式污水處理單元改善城市河道水環(huán)境的嘗試[J].安全與環(huán)境工程,2008(1):50-53.
[3]呂宏德.分散式污水處理系統的特征及其應用[J].環(huán)境科學與管理,2009,34(8):113-115.
[4]范彬,成沾瑋,劉超.美國和日本鄉(xiāng)村污水治理的組織管理與啟示[J].中國給水排水,2009,25(10):6-14.
[5]宋超山.基于快速城市化的分散式污水處理模式研究[D].西安:西北大學,2010.
[6]王陽,石玉敏.分散式污水處理技術研究進展[J].環(huán)境工程技術學報,2015(2):168-174.
[7]李劍屏,吳俊奇,向連城,等.遼河保護區(qū)分散式污水處理技術應用與展望[J].環(huán)境工程技術學報,2012,12 (28).
[8]水落元之,小柳秀明,久山哲雄.日本分散型生活污水處理技術與設施建設狀況分析[J].中國給水排水,2014 (2):116-120.
[9]李劍屏,吳俊奇,向連城,等.遼河保護區(qū)分散式污水處理技術應用與展望[J].環(huán)境工程技術學報,2014(2):116-120.
[10]赫爾曼·哈恩,宋永會.城市給水和污水系統:歷史、現狀和未來[J].科技導報,2006(7):5-9.
[11]劉超翔,胡洪營.人工復合生態(tài)床處理低濃度農村污水[J].中國給水排水,2002,18(17):1-4.
X52
A
1674-6708(2016)168-0140-01
吳昊,杭州市市區(qū)河道監(jiān)管中心,研究方向為城市河道管理。