摘 要:根據(jù)實(shí)地調(diào)研佛山農(nóng)村污水現(xiàn)狀和處理設(shè)施技術(shù)工藝,比選出適合在本地推廣應(yīng)用的農(nóng)村分散式污水處理技術(shù)。
關(guān)鍵詞:農(nóng)村生活污水處理;水解酸化; 組合式復(fù)合生物濾池;人工濕地
一、前言
當(dāng)前農(nóng)村生活污水所引起的面源污染日益嚴(yán)重,農(nóng)村生活污水處理工程在順德、高明、三水已迅速興起。廣東省環(huán)保部門印發(fā)的《南粵水更清行動(dòng)計(jì)劃2013-2020年》指出,廣東將重點(diǎn)開展農(nóng)村水環(huán)境整治項(xiàng)目?,F(xiàn)全市214座農(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施涵括市場上各種工藝,基本未納入規(guī)范化管理;部分農(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施建設(shè)進(jìn)展緩慢。為探索出一套更適合佛山市農(nóng)村生活污水治理方式,我們深入現(xiàn)場實(shí)地走訪村居了解農(nóng)村污水現(xiàn)狀,調(diào)研各種工藝的匹配性,因地制宜,根據(jù)污水量大小、經(jīng)濟(jì)條件、地形情況比選出更優(yōu)處理工藝。
二、佛山市農(nóng)村污水情況摸底
1.佛山市農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀
據(jù)統(tǒng)計(jì),佛山市有603個(gè)村委會(huì),約 309 萬農(nóng)村人口,隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)村污水排放量也日益增大,但由于農(nóng)村污水收集管網(wǎng)建設(shè)滯后,導(dǎo)致農(nóng)村生活污水未能有效收集處理而直接排放,造成內(nèi)河涌污染程度越來越大,農(nóng)村生活污水所引起的面源污染日益嚴(yán)重。
目前佛山市已建成農(nóng)村污水處理設(shè)施統(tǒng)計(jì)有200多座,。
2.佛山農(nóng)村地區(qū)污水呈現(xiàn)的特點(diǎn)
佛山農(nóng)村地區(qū)污水在總體上呈現(xiàn)出如下特點(diǎn):
(1)污水排入村前塘
大部分自然村生活污水排入村前塘,基本按每一條巷接一條排水支管進(jìn)村前塘;而部分直接排入河涌,只有少部分自然村的污水有單獨(dú)的排放口。
(2)統(tǒng)一收集難度較大
人口多的自然村由于居住分散,其生活污水一般流入幾個(gè)村前塘,由于距離較遠(yuǎn),地勢高差較大,排放口眾多且分散,難以統(tǒng)一收集。
3.水質(zhì)、水量
(1)農(nóng)村生活污水構(gòu)成
農(nóng)村生活污水包括洗滌、洗浴和廚用廢水及人、畜糞尿和家禽養(yǎng)殖廢水等。相對城鎮(zhèn)生活污水,農(nóng)村生活污水具有分布散、污染物成分簡單、易處理,水量變化大等特點(diǎn)。
(2)水量狀況
農(nóng)村居民生活用水量受生活條件(給水系統(tǒng)、衛(wèi)生器具完善程度、水資源利用方式等)、生活習(xí)慣等因素的直接影響。在調(diào)查分析當(dāng)?shù)鼐用竦挠盟F(xiàn)狀、經(jīng)濟(jì)條件、用水習(xí)慣、發(fā)展?jié)摿Φ葼顩r的基礎(chǔ)上確定為:居住較為集中、衛(wèi)生設(shè)施與排水管網(wǎng)相對完善的村莊,生活污水排放量一般為總用水量的 75%-90%。
4.水質(zhì)特征
農(nóng)村生活污水含有機(jī)物質(zhì)、氮磷營養(yǎng)物質(zhì)、懸浮物及病菌等污染成分,各污染物排放濃度一般為:COD 為 60~200mg/L,NH3-N 為 10~25mg/L,總氮 TN 為 20~40mg/L,總磷 TP 為 1.0~2.5mg/L。
三、目前在本地廣泛應(yīng)用的兩種技術(shù)比較
1.“水解酸化+人工濕地”工藝
水解酸化:是利用水解細(xì)菌作用,將難以降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì),提高污水的可生化性,使污水在后續(xù)的人工濕地中可以較短的停留時(shí)間得到處理,從而提高污水處理效率,并減少了人工濕地的工程投入。
人工濕地:污水經(jīng)過提升泵加壓后通過穿孔布水管網(wǎng)由濕地底部向上滲透、經(jīng)過填料的吸附過濾、微生物的新陳代謝和濕地植物的吸收作用。水平潛流人工濕地采用一端布水、一端出水,污水在水里作用下由一端向另一端滲透,在填料、微生物和植物的多重作用下,水質(zhì)得到進(jìn)一步改善。
工藝優(yōu)點(diǎn):能去除COD、BOD5,投資費(fèi)用省,運(yùn)行時(shí)無能耗,運(yùn)行費(fèi)用很低,維護(hù)管理簡便,水生植物可以美化環(huán)境,增加生物多樣性。
工藝缺點(diǎn):污染負(fù)荷低,占地面積大,設(shè)計(jì)不當(dāng)容易堵塞,處理效果受季節(jié)影響,脫氮除磷效果較差,隨著運(yùn)行時(shí)間延長除磷能力逐漸下降。
工藝適用范圍:尤其適用對于資金短缺、土地面積相對豐富的農(nóng)村地區(qū)以及深度處理。
2.“組合式復(fù)合生物濾池+人工濕地”工藝
生活污水經(jīng)管網(wǎng)收集自流進(jìn)入集水池,通過提升泵依次進(jìn)入復(fù)合生物濾池、中間池和水平潛流人工濕地,凈化的污水就近排入河道。復(fù)合濾池濾料為火山巖和陶粒,濾料水力負(fù)荷為4.0 m3/m3?d;中間池對濾池出水的懸浮物和脫落的生物膜碎屑進(jìn)行沉淀,以保證人工濕地的長效運(yùn)行;人工濕地填料層為高效脫磷型填料;通過濕地系統(tǒng)內(nèi)的水生植物和微生物的協(xié)同作用,達(dá)到進(jìn)一步凈化水質(zhì)。
濾池不需人工曝氣,用電主要消耗于污水的提升,平均噸水耗電0.1度,而大型污水處理廠和傳統(tǒng)污水處理工藝平均噸水耗電0.2~0.7度,系統(tǒng)不需要加藥和定期清洗,主要設(shè)備為潛污泵一臺(tái),操作管理十分簡便,運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。運(yùn)行成本以人工費(fèi)和污水提升電費(fèi)為主,噸水運(yùn)行費(fèi)用一般不超過0.15元。
優(yōu)點(diǎn):效果好,能有效去除COD、BOD5,脫氮除磷效果好,應(yīng)用范圍廣,運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
缺點(diǎn):占地面積較大,季節(jié)適應(yīng)性與穩(wěn)定性較差。
四、技術(shù)適用性選擇
根據(jù)佛山市的地理與氣候特征,考慮到目前該地區(qū)水環(huán)境污染的嚴(yán)重性及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異,污水處理技術(shù)的選擇上應(yīng)有針對性:
1.以去除有機(jī)污染物為主要目的的污水處理設(shè)施或污水站
對于土地資源豐富,對出水水質(zhì)要求不高,或出水用于農(nóng)用,污水處理以去除COD和懸浮物為主要目,而對污水中氮磷指標(biāo)要求不高的地區(qū),可以優(yōu)先選擇以下工藝:“水解酸化+人工濕地”工藝;
這種工藝具有投資少,運(yùn)營成本低,維護(hù)簡單,可以實(shí)現(xiàn)無人值守等特點(diǎn)。適用于污水量少,以新農(nóng)村建設(shè)、村容村貌整治的生活污水處理設(shè)施或污水站的工藝選擇。
2.以去除氮、磷為主要目的的污水處理設(shè)施或污水站
對于飲用水水源地保護(hù)區(qū)、風(fēng)景或人文旅游區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、重點(diǎn)流域等環(huán)境敏感區(qū),污水處理不僅需要去除COD和懸浮物,還需要對氮、磷等營養(yǎng)元素進(jìn)行控制,防止區(qū)域內(nèi)水體富營養(yǎng)化,出水直接排放到附近水體或回用。污水處理以去除COD、TN和TP為目的的地區(qū),污水處理工藝可以優(yōu)先采用以下工藝:“組合生物濾池+人工濕地”工藝;
這種工藝具有投資省,占地面積少,處理效果好,出水水質(zhì)有保證等優(yōu)點(diǎn),高負(fù)荷地下滲濾污水處理復(fù)合技術(shù)及“組合生物濾池+人工濕地”工藝的運(yùn)行費(fèi)用比較低,可以實(shí)現(xiàn)無人值守,但其污水處理規(guī)模一般在500t/d以下,相對較小。
五、結(jié)論
佛山大部分農(nóng)村地區(qū)具有經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、人口密度大、土地資源緊張、水環(huán)境污染嚴(yán)重、水質(zhì)性缺水問題突出等特點(diǎn),因此,在選擇農(nóng)村污水處理工藝時(shí),應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)水平、污水的排放要求,并結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件、氣候條件等因素,因地制宜地選擇的選擇合適的工藝,而不是一味地選擇高標(biāo)準(zhǔn)的污水處理工藝。選擇出水水質(zhì)達(dá)標(biāo),設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,維護(hù)管理簡單,運(yùn)行能耗低的工藝會(huì)越來越受關(guān)注。
參考文獻(xiàn):
[1] 李煥文,賴樹錦.新型生物濾池濾料對農(nóng)村生活污水處理效果分析[J].環(huán)球人文地理,2017(8):204-205
[2] 鄧臘.農(nóng)村生活污水水質(zhì)特征與處理技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2015,8(17):243-245
[3] 馬魯銘,王云龍,劉志剛等.南方農(nóng)村生活污水處理目標(biāo)及工藝模式探討[J].中國環(huán)境科學(xué),2013,33(1):118-122
[4] 尹軍,崔玉波.人工濕地污水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006
[5] 池金萍,安麗.農(nóng)村生活污水處里實(shí)用技術(shù)新進(jìn)展[J].云南環(huán)境科學(xué),2004,23(4):8-10
作者簡介:
蟻煥鈿(1984.04) 佛山水務(wù)環(huán)保股份有限公司 環(huán)境保護(hù)工程師。