快速城市化視角下的分散式污水處理模式

李賀風 魏榕

摘 要:隨著城市化進程的日益加快,城市環境污染問題越演越烈,其中又以水環境問題的發生頻率最高,因此日益凸顯的水污染問題已經成為影響我國城市化可持續發展的重要因素。城市污水分散式處理模式能夠因地制宜地對污水進行處理,具有低成本和可持續的優勢,因此對其展開研究具有重要的意義。

關鍵詞:城市化污水分散處理模式對策

中圖分類號:X7 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0144-01

1城市污水分散處理模式的介紹

城市污水分散處理模式是指在相對狹小的區域內建設小型污水處理設施,適用于居住比較分散的城市區域及偏遠地區,這些地區受到地理環境和經濟因素的影響,不適于進行污水集中式處理,因此選擇因地制宜就地處理的方式。

相較于污水集中式處理,城市污水分散處理模式具有以下特征:(1)由于城市污水分散處理模式受規模限制比較小,在選址方面受環境因素的制約較小,在處理技術上的選擇也比較多,因此它具有建設方式靈活且建設周期較短的特點;(2)相較于污水集中式處理,城市污水分散處理模式不需要龐大的管網進行污水的收集和長距離輸送,因此減少了管網的建設和維護費用;(3)城市污水分散處理模式可以根據小范圍污水的水質,靈活采用合理的處理技術,同時可以實現中水的就地會用,因此極大地提高了水資源利用率。

2城市污水分散處理模式的構建

2.1 城市污水分散處理模式的技術分析

適用于城市污水分散處理模式的處理技術,主要包括以下兩個大類。

第一類是人工處理技術。人工處理技術是利用機械和自動化設備,實現對污水處理過程的靈活控制和調節,加快污染物的降解速度,它又可以分為以下幾種。

(1)A2O工藝。A2O工藝是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝,當污水進入厭氧池后,聚磷菌在污水中的可生物降解大分子有機物被兼性厭氧菌轉化為揮發性脂肪酸時會主動吸收環境中的揮發性脂肪酸。當污水進入缺氧池后,反硝化細菌會對污水中可生物降解有機物進行反硝化處理,從而達到去碳和脫氧的目的。當污水進入好氧池后,聚磷菌會主動吸收污水中的溶解磷,從而達到去鱗的目的。

(2)氧化溝工藝。氧化溝工藝中,在兩個定位的曝氣裝置間溶解氧的濃度,會沿流程逐漸降低,好氧狀態的混合液可以逐步過渡到下一個缺氧狀態,因此好氧和厭氧交替的現象會在氧化溝中出現,達到同步脫氮除磷的目的。

(3)SBR工藝。SBR工藝主要有進水、反應、沉淀、排水、排泥和閑置期五個階段,它將曝氣池和二沉池的功能集中于一池,兼有水質水量調節、固液分離和微生物降解等功能。SBR具有工藝流程簡單、脫氧除磷效果較好和對進水水質和水量的波動具有較好適應性的優點,但是工藝對自控系統要求較高,反應池和設備閑置率較高。

(4)生物接觸氧化法。生物接觸氧化法是在生物濾池的基礎上,通過接觸曝氣演變成的一種污水生物處理技術,由氧化池、填料、布水裝置和曝氣系統四個部分組成。生物接觸氧化的作用機理為生物膜凈化、吸附阻留和食物鏈作用,它同時具備生物濾池和活性污泥法的優點。

(5)曝氣生物濾池。當采用曝氣生物濾池對污水進行處理時,微生物會吸附在載體表面,當污水流經載體表面時,通過微生物對有機營養物質的吸附、氧氣向生物膜內部的擴散以及生物膜內發生的生物氧化作用,使污染物質得到氧化分解。

(6)MBR工藝。MBR工藝就是將生物工程和膜分離工程有機結合起來的膜生物反應器,它通過高效膜分離技術取代生物處理中的二沉池,出水水質相當于二沉池出水再加超濾的效果,因此幾乎能將所有的微生物截留在生物反應器中,使得出水有機污染物濃度降到最低,能夠有效去除氨氮。

第二類是自然處理技術。自然處理技術是利用土壤—植物—水系統,通過其中的物理、化學和生物過程,凈化污水中的可降解有機物,卻可以回收利用氮磷等營養物質和水作為資源,從而實現污水處理的無害化和資源化。自然處理技術又可以分為以下兩類。

(1)土地處理技術。土地處理技術包含慢速滲透、快速滲透、地下滲濾和人工濕地四類。慢速滲透是投配到種有植物的土壤表面的污水在流經土壤表面以及在土壤—植物系統內部垂直滲濾工程中得到凈化的土地處理技術;快速滲透是投配到滲濾性良好的土壤表明的污水在下滲透過程中由于一系列物力、化學、生物作業而得到凈化;地下滲濾是投配到經一定構造、距地面50cm深和擴散性能良好的土層中的污水通過毛管浸潤,在土壤滲濾作用下向周圍運動且達到處理回用的要求;人工濕地主要是利用基質—微生物—植物復合生態系統的物理、化學和生物的三重協調作用,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對廢水的高效凈化。

(2)穩定塘。穩定塘是一種半人工的生態系統,其凈化污水的原理與自然水域自凈機理相似。穩定塘利用污水通過藻類和細菌的共同作用,使溶解性有機物逐漸減少,藻類細胞和惰性生物殘渣逐漸增加并隨水排除,最后不僅去除污染物,而且以水生作物、水產的形式作為資源回收,凈化的污水也作為再生水資源予以回用,使污水處理與利用結合起來,實現污水處理資源化。

2.2 城市污水分散處理模式的構建

構建某一區域污水處理模式分為四個步驟:區域的特征分析、區域污水排放的特征分析、處理技術的選擇、對不同類型的區域推薦匹配技術。本文以達標排放分散處理技術模式為例,詳細介紹其構建過程如下。

(1)區域的特征分析。達標排放分散處理技術模式主要適用于不在城市集中管網規劃范圍內的小面積住宅、寫字樓和賓館等區域,這些區域污水處理裝置建設多為所屬單位自籌資金,因此所選技術必須經濟且高效易行;這些區域用地緊張,因此所選技術的耗地面積要小;這些區域與污水處理裝置安裝地點間相隔不遠,因此必須盡力減少異味和噪聲對用戶可能帶來的影響。

(2)區域污水排放的特征分析。這些區域污水排放量較少,排放大多集中在白天,多為生活污水,污染物中以有機物和SS為主,氮磷含量較低,因此可采用生化處理。

(3)處理技術的選擇。由于這類區域污染物的氮磷含量較低,以有機物和SS為主,因此可以選擇二級強化處理工藝A2O工藝、氧化溝、SBR及MBR;此類區域污水處理設施的占地面積不宜過大,因此可以優選SBR及MBR;此類區域污水處理裝置建設多為所屬單位自籌資金,因此優選使用經濟的SBR。

(4)對不同類型的區域推薦匹配技術。根據上述的分析,認為排水執行二級排放標準時可選擇曝氣生物濾池、生物接觸氧化法;當排水執行一級排放標準時選擇SBR工藝。

參考文獻

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