崔立莉,謝寅盼,焦 莉
(1.河北建筑工程學(xué)院市政與環(huán)境工程系,河北 張家口 075000;2.河北省水質(zhì)工程與水資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北 張家口 075000)
水是人類最寶貴的自然資源之一,隨著人口的增加,水資源的使用量也逐年增加,同時(shí)產(chǎn)生了大量的生活污水和生產(chǎn)污水,給環(huán)境帶來(lái)巨大壓力。當(dāng)前,水資源短缺和水環(huán)境污染已成為制約我國(guó)當(dāng)前城鎮(zhèn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要因素,城鎮(zhèn)污水的處理將關(guān)系到城鎮(zhèn)居民的生活環(huán)境和健康水平,在現(xiàn)代社會(huì),隨著公眾和政府環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng),污水資源回收再利用被認(rèn)為是滿足當(dāng)前和未來(lái)水需求的最佳策略[1]。
最新發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》提出,現(xiàn)有的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行改造,2020年底前達(dá)到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)或再生利用要求[2]。因此,選擇合理的城鎮(zhèn)污水處理工藝,實(shí)現(xiàn)污水資源的循環(huán)使用,是解決水資源短缺的有效方法。
污水資源化是指對(duì)各種污水進(jìn)行處理使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)是污水資源最豐富的國(guó)家,實(shí)施污水資源化可以有效緩解我國(guó)的水環(huán)境危機(jī),是促進(jìn)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要決策[3]。
因地制宜采用適合的污水處理工藝,簡(jiǎn)化并優(yōu)化水處理工藝,促進(jìn)污水的資源化,對(duì)提高水處理技術(shù)發(fā)展水平至關(guān)重要;將處理后的污水用于綠地灌溉、農(nóng)業(yè)灌溉、城鎮(zhèn)雜用等方面,可以拓寬污水資源化的途徑,提高污水資源的利用效率[4]。
城鎮(zhèn)污水主要是生活污水和一定量的工業(yè)污水[5],很難管理。由于城鎮(zhèn)污水的收集和排放管道分散,大量污水很難集中處理。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,工業(yè)廢水也逐年增加,一些小工廠不具備專業(yè)的污水處理設(shè)備,甚至有的工廠偷偷將污水排入地下管道,造成地下水水質(zhì)的污染。
污水處理包括物理處理、化學(xué)處理和生物處理,其中物理和化學(xué)處理很難將污水中含有的部分難降解有機(jī)物和N、P等物質(zhì)去除。因此,目前采用較多的一般是生物處理工藝,即通過(guò)微生物的新陳代謝作用對(duì)污水進(jìn)行處理,具有較高的去除率。我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理應(yīng)用最廣泛的污水處理方法主要有厭氧-缺氧-好氧法(A2/O)、氧化溝工藝、循環(huán)活性污泥法(CASS)以及厭氧-好氧法(A/O)[6]。
2.2.1 厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝
A2/O工藝是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱。污水處理過(guò)程中,A2/O工藝存在厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境,同時(shí)在各類微生物菌群的配合下,具有同步脫氮除磷及去除COD的功能[7]。
A2/O工藝具有水力停留時(shí)間短、抗沖擊負(fù)荷、運(yùn)行穩(wěn)定、污泥沉降性能好等特點(diǎn),存在耗能高、沼氣回收利用收益低、污泥回流量大等缺點(diǎn)。
2.2.2 氧化溝工藝
氧化溝工藝是一種懸浮生物處理技術(shù),其曝氣池是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠,呈封閉的溝渠型[8],能夠凈化滲入其中的污水,氧化溝工藝在城鎮(zhèn)污水處理中應(yīng)用較為廣泛。
氧化溝工藝具有成本低、耗能低、方便管理、工藝流程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
2.2.3 循環(huán)活性污泥法(CASS)
CASS工藝集反應(yīng)、沉淀、排水、功能于一體,微生物在好氧、缺氧、厭氧的周期性變化中對(duì)污染物進(jìn)行降解,從而去除污染物,同時(shí)具有較好的脫氮、除磷功能。
CASS工藝具有占地面積小、建設(shè)費(fèi)用低、能耗低、管理方便、運(yùn)行費(fèi)用省等特點(diǎn)。
2.2.4 厭氧—好氧法(A/0)
A/O工藝除了使有機(jī)污染物得到降解外,還具有一定的脫氮除磷功能。將厭氧水解技術(shù)用于為活性污泥的前處理,所以A/O法是改進(jìn)的活性污泥法。
A/O工藝具有成本低、操作簡(jiǎn)單、容積負(fù)荷高等特點(diǎn),同時(shí)具有運(yùn)行費(fèi)用高、難降解物質(zhì)的降解率較低等缺點(diǎn)。
加快建設(shè)城鎮(zhèn)污水處理廠,提高城鎮(zhèn)污水處理效率,可以有效緩解水資源緊缺,實(shí)現(xiàn)污水的資源化利用。在建立城鎮(zhèn)污水處理廠時(shí),必須考慮增加水處理的深度,不僅要加大N、P等植物營(yíng)養(yǎng)物及其他有毒有害有異味的污染物的去除率,防止水體的富營(yíng)養(yǎng)化,同時(shí)對(duì)污水的處理不能僅停留在最終的排放達(dá)標(biāo),還必須從源頭抓起,將先進(jìn)的科技成果應(yīng)用到水處理領(lǐng)域,遵守國(guó)家政策,處理污水至排放標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)污水的資源化。
城鎮(zhèn)污水資源化是指將城鎮(zhèn)污水作為一種資源來(lái)回收,提高城鎮(zhèn)污水的回收率,減少污水排放,節(jié)約有限的水資源。城鎮(zhèn)污水具有污水類型復(fù)雜、污水量大等特點(diǎn),這就要求城鎮(zhèn)污水處理廠要結(jié)合實(shí)際,收集污水并處理污水,促使處理后的污水循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)污水的資源化利用。
城鎮(zhèn)污水經(jīng)過(guò)處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),可以促進(jìn)水的循環(huán)利用,對(duì)于減少污染物的排放和緩解環(huán)境危機(jī)具有重要意義,因此,如何高效利用水資源、促進(jìn)水的循環(huán)使用,是當(dāng)前必須解決的重大問(wèn)題,而城鎮(zhèn)污水的資源化利用則是最為可行的發(fā)展趨勢(shì)[2]。
水資源的短缺會(huì)影響人們的生產(chǎn)和生活,進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,制約城鎮(zhèn)化的進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)污水資源化利用是解決城鎮(zhèn)缺水的有效途徑。因此,污水資源化對(duì)我國(guó)尤為重要,不僅可以緩解水資源緊缺,還可以減輕水環(huán)境污染[9]?!熬G樹青山就是金山銀山”,實(shí)現(xiàn)污水資源化對(duì)維護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。實(shí)踐證明,污水資源化可以減少污水排放量、改善生態(tài)環(huán)境,保障國(guó)家的高質(zhì)量發(fā)展。
城鎮(zhèn)污水資源化應(yīng)充分考慮資源的可持續(xù)利用、污廢水排放的削減和環(huán)境的承受能力。
隨著我國(guó)對(duì)水環(huán)境和水資源質(zhì)量要求的不斷提高,如何促進(jìn)城鎮(zhèn)污水資源化成為城鎮(zhèn)需要越來(lái)越重視和越來(lái)越深入思考和研究的問(wèn)題。
如何提高污水回用率,進(jìn)而提高水資源利用率,是我國(guó)需要認(rèn)真考慮的問(wèn)題,從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度而言,實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)的污水資源化,同時(shí)也為提高了資源可持續(xù)利用率,改善人類賴以生存的環(huán)境,實(shí)現(xiàn)人與自然協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
促進(jìn)城鎮(zhèn)水體環(huán)境的整體提升,推動(dòng)生態(tài)文明的發(fā)展是現(xiàn)在迫切需要解決的問(wèn)題,所以選擇合理高效的污水處理技術(shù)顯得尤為重要。以上所提出的污水處理方式均被廣泛應(yīng)用,發(fā)展前景較好,具有很多優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也存在著一些缺點(diǎn),需要在實(shí)踐中不斷地進(jìn)行完善,達(dá)到高效的處理效果[10]。
促進(jìn)城鎮(zhèn)水體環(huán)境的整體提升,推動(dòng)生態(tài)文明的發(fā)展是現(xiàn)在迫切需要解決的問(wèn)題。城鎮(zhèn)污水的資源化利用可以減輕水環(huán)境的污染,維系良好的水環(huán)境,推進(jìn)水資源的可持續(xù)利用。在水環(huán)境質(zhì)量和公眾健康等方面發(fā)揮了重要的作用。