余運(yùn)紅
(廣州鵬凱環(huán)境科技股份有限公司,廣州 511400)
農(nóng)村生活污水治理是農(nóng)村人居環(huán)境整治的主攻方向之一,補(bǔ)齊農(nóng)村環(huán)境治理的短板,減輕未經(jīng)處理直接排放引起的環(huán)境污染,改善農(nóng)村人居環(huán)境,建設(shè)美麗宜居鄉(xiāng)村,因地制宜做好農(nóng)村生活污水的處理,勢(shì)在必行。
農(nóng)村生活污水具有污水量小、比較分散、水量變化大、污水濃度低且變化大、可生化性好等特點(diǎn)。目前,我國(guó)農(nóng)村污水處理存在以下問(wèn)題:處理規(guī)模小、征地難、資金有限及缺乏專業(yè)運(yùn)行人員[1-3]。
受污水來(lái)源、廁所沖洗方式和季節(jié)用水特征等因素影響,農(nóng)村生活污水水質(zhì)不斷變化,因此在確定農(nóng)村生活污水水質(zhì)時(shí),應(yīng)以調(diào)查的實(shí)測(cè)值為基礎(chǔ),實(shí)地調(diào)查困難或無(wú)調(diào)查數(shù)據(jù)時(shí),可參考表1中數(shù)值進(jìn)行適當(dāng)取值。通常,沖廁排水濃度高,盥洗排水和廚房排水濃度低。
表1 農(nóng)村居民生活污水水質(zhì)參考取值
農(nóng)村生活污水處理技術(shù)可分為預(yù)處理、生物處理、自然生物處理,各階段常用處理工藝類型及作用如表2所示[4-6]。
表2 農(nóng)村生活污水常用處理工藝
牢固樹(shù)立“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”的發(fā)展理念,按照“減量化、資源化、無(wú)害化、生態(tài)化”等原則,兼顧地區(qū)統(tǒng)籌、適度集中,因地制宜地制定農(nóng)村生活污水處理技術(shù)路線,確保出水水質(zhì)滿足受納水體及環(huán)境的功能性要求。
農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的選擇主要考慮治理區(qū)域水環(huán)境污染程度、水環(huán)境容量以及地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。人口密度大、經(jīng)濟(jì)水平高、土地資源緊張、水環(huán)境污染嚴(yán)重、水環(huán)境容量小的農(nóng)村地區(qū),提高排水標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)選擇處理效果好、占地面積小的好氧生物處理技術(shù);經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、人口密度低、環(huán)境容量大的的農(nóng)村地區(qū),結(jié)合運(yùn)行管理水平,應(yīng)優(yōu)先采用運(yùn)行成本相對(duì)低的微動(dòng)力或無(wú)動(dòng)力處理技術(shù)。
農(nóng)村污水處理模式分為戶級(jí)污水處理、連戶級(jí)污水處理、村級(jí)污水處理和鎮(zhèn)級(jí)污水處理等四種模式。其規(guī)模分別如下:戶級(jí)(1.5 ~3.0 m3/d)、聯(lián)戶(5.0 ~10.0 m3/d)、村級(jí)(10.0 ~500 m3/d)和鎮(zhèn)級(jí)污水處理廠(500 m3/d 以上,一般低于10 000 m3/d)。處理規(guī)模應(yīng)根據(jù)村落分布特點(diǎn)、地形特點(diǎn)、自留地的位置等因素合理確定,要滿足村民對(duì)水質(zhì)改善的需求[1-3]。
5.2.1 戶級(jí)污水處理工藝基本要求
戶級(jí)污水處理設(shè)施宜采用集約式小型污水處理裝置,裝置標(biāo)準(zhǔn)參考《戶用生活污水處理裝置》(CJ/T 441-2013)[7-8]。污水進(jìn)入集約式小型污水處理裝置之前應(yīng)進(jìn)行沉淀預(yù)處理,可利用已建成的化糞池作為預(yù)處理單元。當(dāng)采用集約式小型污水處理裝置出水不能滿足要求時(shí),宜增加自然生物處理。
以去除有機(jī)物為主要目的時(shí),可采用好氧生物處理裝置,或厭氧生物膜+人工濕地等自然生物處理組合設(shè)施。當(dāng)要求去除有機(jī)物和總氮時(shí),宜采用缺氧與好氧生物處理組合設(shè)施。
廁所糞便污水單獨(dú)處理時(shí),可采用集約式小型污水處理裝置或化糞池+自然生物處理工藝。居民洗衣、淋浴及廚房洗滌等低濃度生活污水可直接采用人工濕地處理后排放或綜合利用。
5.2.2 戶級(jí)污水處理工藝推薦
(1)三格化糞池+人工濕地(含農(nóng)田)。適用對(duì)象:農(nóng)村生活污水不易集中收集處理的分散性農(nóng)戶。工藝流程如圖1所示,該技術(shù)在我國(guó)農(nóng)村廁所改造工程應(yīng)用較多,多用于南方種植水田的山區(qū)。
圖1 污水初級(jí)處理工藝流程
山區(qū)村莊居住分散、村內(nèi)道路狹窄、地質(zhì)條件特殊等原因使污水不易集中收集,可采用上述污水處理模式,即污水先經(jīng)過(guò)三格化糞池處理后直接排入農(nóng)田,或進(jìn)入人工濕地。
農(nóng)村戶廁的三格式化糞池容積一般在1.5 m3左右,容量較小,應(yīng)防止雨水進(jìn)入化糞池造成池體內(nèi)的污水溢出。三格化糞池出水中污染物濃度高,為了避免污染環(huán)境,三格化糞池出水不能直接排入村莊周邊水系。
(2)厭氧+自然生物處理組合工藝。該工藝適用于年平均溫度在10℃以上同時(shí)有可供利用閑置土地的地區(qū)。農(nóng)村生活污水經(jīng)過(guò)化糞池處理后有污水外排時(shí),可以在化糞池后進(jìn)行自然生物處理單元處理,但是考慮到化糞池屬于初級(jí)處理,處理后的出水濃度仍然較高,應(yīng)在自然生物處理單元之前增加厭氧生物處理單元,將固體物質(zhì)降解為溶解性物質(zhì),大分子物質(zhì)降解為小分子,降低自然生物處理單元的負(fù)荷,便于后續(xù)處理。常用的厭氧生物膜池常選用的自然生物處理單元有穩(wěn)定塘和人工濕地等,具體工藝流程如圖2所示。
圖2 厭氧+生態(tài)組合工藝流程
(3)生物處理工藝。該工藝適用于土地資源比較緊張、沒(méi)有或很少閑置土地且對(duì)排水水質(zhì)要求較高地區(qū)的散戶。生物處理單元一般采用生物接觸氧化工藝,為了強(qiáng)化脫氮效果,生物接觸氧化技術(shù)可以采用分段進(jìn)水,污水經(jīng)過(guò)處理后可直接排放或者通過(guò)進(jìn)一步的生態(tài)處理后排放。該工藝優(yōu)點(diǎn)是出水水質(zhì)好,占地面積小,缺點(diǎn)是需要定期維護(hù)管理。工藝流程如圖3所示。
圖3 生物處理工藝流程
5.3.1 村級(jí)污水處理工藝基本要求
以去除有機(jī)物為主要目的時(shí),可采用好氧生物處理設(shè)施。要求去除有機(jī)物和總氮時(shí),宜采用缺氧與好氧生物組合設(shè)施。要求去除有機(jī)物、總氮和總磷時(shí),宜采用缺氧與好氧生物組合設(shè)施,結(jié)合化學(xué)除磷單元。當(dāng)采用生物處理設(shè)施出水不能滿足要求時(shí),宜增加自然生物處理工藝。
5.3.2 村級(jí)污水處理工藝選擇
(1)單一生物處理工藝。該工藝適用于具有可利用閑置土地有限的地區(qū)。單一生物處理技術(shù)工藝流程如圖4所示。生物處理單元技術(shù)應(yīng)采用好氧生物處理技術(shù),常采用有生物接觸氧化工藝、A/O 工藝、生物轉(zhuǎn)盤(pán)工藝。其中,生物接觸氧化工藝適用于處理規(guī)模低于200 m3/d,當(dāng)處理規(guī)模大于500 m3/d 時(shí),可以考慮采用生物轉(zhuǎn)盤(pán)工藝和生物濾池工藝。為保證處理效果,好氧生物處理單元對(duì)溶解氧濃度要求較高,好氧池的溶解氧濃度應(yīng)保持在2.0 mg/L 以上。
圖4 單一生物處理工藝流程
(2)生態(tài)組合技術(shù)處理工藝。該工藝適用于對(duì)出水水質(zhì)要求高且有可利用土地的地區(qū)。生態(tài)組合處理工藝流程如圖5所示。當(dāng)對(duì)出水水質(zhì)有更高要求時(shí),生物處理工藝出水水質(zhì)達(dá)不到當(dāng)?shù)厮w環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),或者在環(huán)境敏感地區(qū),采用自然生物處理作為深度處理工藝,一般采用人工濕地、穩(wěn)定塘、土地慢濾等工藝。
圖5 生態(tài)處理技術(shù)為主的村落污水處理工藝流程
部分村莊距離城鎮(zhèn)較近,且具備將污水重力輸送至城鎮(zhèn)污水處理廠的能力,應(yīng)優(yōu)先考慮將生活污水接入城鎮(zhèn)污水處理廠統(tǒng)一處理。村莊污水通過(guò)管道輸送到城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)。城鎮(zhèn)污水處理工藝可參照《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014-2006),根據(jù)具體排水水質(zhì)要求,選擇污水處理工藝。
為有序推進(jìn)國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)和美麗鄉(xiāng)村建設(shè),補(bǔ)齊農(nóng)村環(huán)境治理的短板,人們要因地制宜做好農(nóng)村人居環(huán)境綜合整治工作,防止農(nóng)村生活污水未經(jīng)處理直接排放而引起環(huán)境污染,切實(shí)改善農(nóng)村居民生活條件。同時(shí),結(jié)合農(nóng)村生活污水特點(diǎn)和現(xiàn)狀處理存在的問(wèn)題,要以人居環(huán)境綜合整治為目標(biāo),因地制宜選擇農(nóng)村生活污水處理工藝。結(jié)合經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素,當(dāng)前要積極推廣能耗少、成本低、效率高及易維護(hù)的農(nóng)村污水處理工藝,同時(shí)鼓勵(lì)采用生態(tài)處理工藝。