周 游
(江蘇融新環(huán)境科技有限公司,南京 210000)
小城鎮(zhèn)的水源通常是地下水和地表水,相關(guān)研究表明,北方小城鎮(zhèn)多以地下水為主要水源,南方則多用地表水[1]。調(diào)研發(fā)現(xiàn),江蘇的蘇錫常地區(qū)實(shí)施區(qū)域供水前的275 座鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠中,地下水水廠有187 座;江蘇省東臺(tái)市現(xiàn)有農(nóng)村集鎮(zhèn)集中供水設(shè)施28 處,均為地下取水。但是,小城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)普遍缺少統(tǒng)籌規(guī)劃、資金投入不足、設(shè)備水平較低以及管理體制不健全,導(dǎo)致小城鎮(zhèn)污水收集率低、排水管網(wǎng)系統(tǒng)不完善。
隨著城市化進(jìn)程的加快,各種“城市病”愈發(fā)明顯,主要表現(xiàn)為資源匱乏、環(huán)境污染加劇、交通擁堵等。面對(duì)這些負(fù)面效應(yīng),發(fā)展規(guī)模小、人口密度低的小城鎮(zhèn)成為城市化建設(shè)的必然趨勢(shì)。積極發(fā)展小城鎮(zhèn)能夠使人口分配更加合理,減少或消除城市與農(nóng)村之間的差距,同時(shí)對(duì)大城市起到保護(hù)的作用,對(duì)人口向城市的遷移起到緩沖作用。我國的小城鎮(zhèn)有別于其他國家,仍然是城市與鄉(xiāng)村的經(jīng)濟(jì)紐帶,也是區(qū)域的行政、工業(yè)和商業(yè)中心。但是由于小城鎮(zhèn)自身的特點(diǎn),我國小城鎮(zhèn)發(fā)展程度低,功能布局欠佳,產(chǎn)業(yè)層次低,存在與承載力不相匹配的環(huán)境污染。
小城鎮(zhèn)的水污染來源主要有居民生活排水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污染物和生活垃圾污染等。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我國小城鎮(zhèn)的生活污水處理比例仍然較低,2013年僅為18.9%,在污水處理過程中,接近50%的污染物實(shí)際上轉(zhuǎn)移到污泥中,導(dǎo)致嚴(yán)重的二次污染。據(jù)調(diào)查,我國小城鎮(zhèn)周邊地表水體的環(huán)境質(zhì)量大部分為V 類或劣V 類。造成小城鎮(zhèn)地表水污染的主要原因是小城鎮(zhèn)污水直接排入地表水體。另外,小城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)不健全,導(dǎo)致污水的地表滯留時(shí)間長(zhǎng),引起下滲,造成地下水的污染[2]。
小城鎮(zhèn)水污染控制缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃,水污染治理缺乏科學(xué)的目標(biāo)引導(dǎo)。因此,筆者結(jié)合相關(guān)技術(shù)研究及實(shí)際經(jīng)歷,總結(jié)小城鎮(zhèn)水污染控制和治理經(jīng)驗(yàn)。
科學(xué)設(shè)置水環(huán)境整治目標(biāo)是小城鎮(zhèn)水環(huán)境系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。水污染整治目標(biāo)的設(shè)置需要遵循一定原則:要符合國家及相關(guān)地區(qū)的總目標(biāo),結(jié)合所在流域水體的水環(huán)境功能要求,與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平相適應(yīng)的環(huán)境改善需求一致,與當(dāng)?shù)匾?guī)劃的目標(biāo)和要求一致。在水污染控制與治理中,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是關(guān)鍵,特別是污水收集系統(tǒng)、雨水排除系統(tǒng)、污水處理設(shè)施和污泥處理處置設(shè)施等。小城鎮(zhèn)污水收集系統(tǒng)要統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè),以免僅僅關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施,導(dǎo)致污水收集不足,處理設(shè)施難以滿負(fù)荷運(yùn)行。如果污水不能有效收集,就仍然會(huì)造成水環(huán)境污染。
小城鎮(zhèn)的現(xiàn)代化發(fā)展需要科學(xué)的城鎮(zhèn)規(guī)劃,以污水處理為核心的水污染控制與治理同樣如此,其以可利用的環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)和整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃為指導(dǎo),以獲得最佳經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的綜合效益為最終目的。通過分析污染的發(fā)生、減量、排污體制、污水處理和水體質(zhì)量的關(guān)系,通過系統(tǒng)的調(diào)查、檢測(cè)、評(píng)測(cè)、模擬和優(yōu)化決策等研究,最終確定符合小城鎮(zhèn)的水污染控制與治理規(guī)劃,規(guī)劃框架如圖1所示。
水污染的控制與治理系統(tǒng)包括污水收集、輸送、處理、排放和實(shí)現(xiàn)再生利用等內(nèi)容。小城鎮(zhèn)要進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè),以保證水污染控制與治理效果,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的長(zhǎng)期運(yùn)行和維護(hù)。因此,人們需要從技術(shù)、小城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)與管理兩方面進(jìn)行綜合比較,確定合適的系統(tǒng)方案。小城鎮(zhèn)的水污染控制與治理系統(tǒng)有三種模式,即集中式系統(tǒng)模式、分散式系統(tǒng)模式、因地制宜的組合模式等。
圖1 小城鎮(zhèn)水污染控制與治理規(guī)劃框架
2.2.1 集中式系統(tǒng)模式
集中式系統(tǒng)模式是將城鎮(zhèn)所在區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的污水通過統(tǒng)一的污水收集輸送管網(wǎng)匯集到污水處理廠,進(jìn)行集中處理。這里所說的集中式是相對(duì)的,一個(gè)大型城鎮(zhèn)可以建設(shè)若干集中式污水處理廠。
2.2.2 分散式系統(tǒng)模式
分散式系統(tǒng)模式是指將各個(gè)居民區(qū)或者村鎮(zhèn)產(chǎn)生的污水進(jìn)行就近處理。在設(shè)施、技術(shù)、管理到位的前提下,這是一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的污水處理系統(tǒng)。該模式的污水收集管道內(nèi)水流一般不穩(wěn)定,主要取決于用戶的用水特點(diǎn)。污水處理一般采用小型裝置,出水的排放和回收更加便利。
2.2.3 因地制宜的組合模式
因地制宜的組合模式,是指根據(jù)實(shí)際需要,將集中式和分散式兩種系統(tǒng)模式優(yōu)化組合形成的一種彈性模式。從統(tǒng)籌規(guī)劃和建設(shè)方面來看,集中式系統(tǒng)模式有利于解決小城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模方面的問題,分散式污水系統(tǒng)有利于解決小城鎮(zhèn)污水處理覆蓋面方面的問題。分散式系統(tǒng)可以作為集中式系統(tǒng)的有效補(bǔ)充。
三種處理系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。
表1 水污染控制與治理系優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比
小城鎮(zhèn)的污水控制與治理技術(shù)主要分為5 類,即污水收集技術(shù)、污水處理技術(shù)、雨水收集及利用技術(shù)、水體生態(tài)修復(fù)技術(shù)和污泥治理技術(shù)。
2.3.1 污水收集技術(shù)
首先要建立完備的污水排放體制,有效提升污水收集效果。常見的污水排放系統(tǒng)有合流制、分流制和混合制三種形式。目前,小城鎮(zhèn)的糞便污水收集方式仍然比較落后。小城鎮(zhèn)要組織人員專門收集旱廁糞污,進(jìn)行堆肥再利用;對(duì)于集中水沖廁所,要建立化糞池,待沉淀穩(wěn)定后,上清液污水收集后進(jìn)行系統(tǒng)處理,沉積物定期清理。雜排水系統(tǒng)一般與糞便污水系統(tǒng)相輔相成,二者很少單獨(dú)收集。
2.3.2 污水處理技術(shù)
小城鎮(zhèn)的污水主要是生活污水,下面主要討論小型污水處理技術(shù)。污水處理技術(shù)包括化糞池、活性污泥法、生物濾池、人工濕地、穩(wěn)定塘、土地污水處理、厭氧床、水消毒處理和深度處理等技術(shù)。人們要結(jié)合城鎮(zhèn)污水特點(diǎn),選擇不同的污水處理技術(shù)?;钚晕勰喾ㄊ且环N主要污水處理技術(shù),不僅適用于大中城市,也適用于小城鎮(zhèn)。傳統(tǒng)活性污泥法、AO 工藝、A2/O工藝適用于大中型污水廠。筆者總結(jié)了適用于小城鎮(zhèn)的小規(guī)模污水處理技術(shù):SBR 工藝、CASS 工藝、厭氧溝工藝和MBBR 工藝等。
2.3.3 雨水收集和利用技術(shù)
雨水主要從屋面雨水、路面雨水、綠地雨水三個(gè)維度進(jìn)行收集。其中,屋面雨水以回收為目的;道路雨水早期以截流為目的,后期以收集回用為目的;綠地雨水水質(zhì)較好,以儲(chǔ)存回用為目的。雨水處理技術(shù)分為物化法處理、滲透處理、生態(tài)法處理三類。雨水綜合利用能夠使小城鎮(zhèn)減少內(nèi)澇,增強(qiáng)抗旱能力。
2.3.4 生態(tài)修復(fù)技術(shù)
生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要包括人工濕地修復(fù)、水生植物修復(fù)、水生動(dòng)物修復(fù)、生物膜法修復(fù)和生態(tài)浮床等技術(shù)。生態(tài)修復(fù)技術(shù)是利用特定的水生生物吸收、轉(zhuǎn)化或降解水污染物,達(dá)到水環(huán)境凈化、恢復(fù)的效果。
2.3.5 污泥處理
污泥處理是對(duì)污泥進(jìn)行減量化、穩(wěn)定化和無害化的處理過程,主要包括脫水處理和穩(wěn)定化處理。處理完成后的污泥采用衛(wèi)生填埋、污泥焚燒和土地利用等技術(shù)進(jìn)行處置,還可以進(jìn)行資源再利用,如農(nóng)業(yè)肥料利用、受損土壤修復(fù)和沼氣發(fā)電等。
甪直鎮(zhèn)位于江蘇省蘇州市,是歷史文化名鎮(zhèn)。該地區(qū)的工業(yè)主要是紡織業(yè)和化工業(yè)。隨著近年來社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,其人口激增,對(duì)水環(huán)境質(zhì)量保持造成了巨大壓力,水環(huán)境污染問題也日益突出。該城鎮(zhèn)工業(yè)污染和生活污染都比較嚴(yán)重,屬于復(fù)合型污染。在進(jìn)行工程治理時(shí),采用室外負(fù)壓抽吸收集技術(shù),選擇重力和負(fù)壓收集相結(jié)合的污水收集方式,收集率達(dá)到85%。當(dāng)?shù)毓I(yè)廢水占比較高,有機(jī)組分復(fù)雜,治理工程以“水解酸化—活性污泥—混凝沉淀—生物活性炭”作為主體處理工藝,出水達(dá)到一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。然后,通過固體廢物處理資源化、降雨徑流污染控制、污染水質(zhì)河道改善等工程,甪直鎮(zhèn)有效節(jié)約水資源146 萬m3/a,COD、TP、NH3-N 污染負(fù)荷削減率分別達(dá)到30.74%、50.92%、47.10%,水體流速提高近一倍,檢測(cè)斷面95%的水質(zhì)達(dá)到地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)V 類,水體環(huán)境得到顯著改善。
在城市化推進(jìn)的過程中,小城鎮(zhèn)要做好水污染控制與治理工作。本文通過調(diào)研小城鎮(zhèn)水污染現(xiàn)狀,分析總結(jié)了小城鎮(zhèn)水污染控制和治理技術(shù),同時(shí)結(jié)合實(shí)際案例,說明城市化過程中小城鎮(zhèn)水污染控制與治理的重要意義。