文/奎一平 朱 丹 李麗娟
在本文中,筆者對洱海流域的農村生活污水現場進行了調查,并在村里調查了污水的來源和處理的方法,了解了廢水的特點和排放模式。同時,也對各種污水處理技術的適應性及其制約因素進行了分析(其中包括地形、土地利用情況、人們生產生活水平以及排水投資情況)。在這個基礎之上,提出了適合農村的各種污水綜合治理方法。
洱海是云南的第二大的高原淡水湖,它屬于大理白族自治州,流域面積為2565平方公里。洱海是大理市的主要水源,同時具有調節氣候,防洪和灌溉等作用,是大理人民的“母親湖”。近年來,洱海的水污染和富營養化趨勢加劇,洱海的形勢相當嚴峻,保護與管理難度增大。根據多年來的觀察,在洱海湖非點源污染區域的污染負荷占80%左右,是洱海污染的主要污染源,特別是在農村生活污水,也是控制洱海流域非點源污染的關鍵。
近年來,隨著“集中式和分散式處理相結合”的原則對洱海污水進行了處理,大理市54000方規模的污水處理已經完成,污水管網長達250公里。因此,大理市的重要集鎮河、下關鎮和豐益市的污水處理統一在洱源縣污水處理廠進行處理,大理開發區的污水進入污水處理廠進行處理后成功達到了排放標準。一年的廢物生產量為277000噸,生產約1385萬噸的污水,垃圾產生量約56900噸。農業非點源污染負荷的總氮含量為4702.01噸,磷450.85噸。在98.5%個自然村中幾乎沒有污水處理設施,隨著生活水平的提高,自來水系統的完善,大量污水沒有經過任何處理就直接排放到了自然界中,造成污染物的積累,與地表徑流進入河流和湖泊的,最終進入洱海。
洱海流域村鎮水通常以河水、湖水、地下水等作為水源;溪流和湖泊附近的村莊依靠方便、多流的湖泊;其他地區則多使用地下水。調查過程中將洱海附近村莊的用水現狀作為參照分區。
洱海南部地區:洱海南部地區的城鎮,主要是指鳳儀鎮,該村主要使用自然水或自來水(自來水分別來自洱海或山泉水)。使用自來水通常是距離洱海較近的村民,位于林山或位于山區的村民,則多用山泉水,通過簡單的沉淀過程直接使用。其他地區的水多來自地下水。
洱海東部地區:洱海東部山區,山高坡陡,為西高東低,總體地勢相對明顯。十八溪水質良好且水量豐富。可以建一些中游水塔,從十八溪村直接用水塔引流。但十八溪下游的水質收到污染,該村下游(洱海地區)只能使用地下水作為水源。洱海北部地區水資源十分豐富,河流域水系比較發達,河流和湖泊是村莊生活用水的主要來源。
(1)污水排水的形式:在洱海流域內多個村莊和城鎮污水的排放方式主要為兩類:直接灑到溝里,最簡單直接,使用這種方式的村莊里往往是沒有溝渠或運河的,經濟條件差,村里路面以土路為主。引水入溝:采用這種方式的鄉村通常擁有完善的溝渠設施,經濟水平較高。水渠的類型:根據建筑材料:水泥土,石,碎石樁。根據是否有蓋板分:分為明溝和暗溝,前者主要由板巖或鋼絲網組成。根據污水的流動路徑,污水溝可分干渠,支渠,每個家庭的污水都是經由支路進入主渠,洱海附近村落一般有1-2個主溝。
(2)污水排放途徑:有三種排放方式在洱海流域應用:直接潑在地上;進入到村溝;進入洱海。直接潑在地面上:村民的生活污水直接灑在地面上,用自然蒸發法排放污水,水分蒸發后會有污染物沉積;雨水過多會將污染物排放到溝渠或農田;排入村溝:兩種類型的溝渠,一種常年有水流,溝渠穿過村莊;另一種渠,污水流量較小或無流量,雨水徑流容易形成;直接進入洱海:往往村莊毗鄰洱海,污水直接排入洱海。
目前,國內外現有的廢水處理技術及工藝有各種不同的流程,有其自身的特點,每種技術都有其應用的條件和最佳的使用范圍。為在洱海流域的農村因地制宜地使用各種污水處理技術,讓它可以更容易地被當地采用和接受。因此,對污水處理技術應用狀況進行研究是非常重要的。在本次調查中,包括了選擇的過程和技術應用這兩個必要內容。
(1)選擇的原則:在確定污水處理技術方案過程中應遵循以下原則。①使用成功率高的技術方案,特別是有示范和可以借鑒的區域試驗案例。②選擇技術時應滿足該農村環境污染的特點,應對河流污染時應考慮經濟效益,結合治理意圖以及自然環境等因素綜合考慮,促進技術的推廣。③所選擇的技術應該是工藝相對簡單的,運行要求穩定,管理上要求方便可行。④最小成本原理,使用投資少,運行費用低,處理效果好的技術方案。洱海地區由于村莊眾多,都有各自不同的特點。還應該考慮到經濟水平、地形、排水條件和農村公共意愿等因素,再確定污水的處理工藝,目前適合鄉鎮污水處理的方案有以下幾種:土壤凈化槽;人工濕地;沼氣收集;一體化凈化槽。
(2)處理技術簡介。
①土壤凈化槽法。土壤凈化槽的使用方法,即增加土壤潤濕性的方法,利用了毛細現象和土壤虹吸現象,把污水中容易溶解的污染物快速有效的分離,然后利用土壤內的好氧和厭氧微生物分解有機物,轉化為如C,N,P等簡單無機物,再被天然植物吸收,充分利用物質循環,將其變成自然生態系統內的一個重要環節。該方法是一種投資少,運行可靠,充分體現環保新生態的處理技術,操作也相對簡單。在過濾過程中,利用了水的滲透現象,攔截了土壤中的污水和一些污染物,使之在好氧微生物降解土壤中得到分解,再被植物降解。
②沼氣收集處理方法:沼氣是一種科學合理的生物能源,是廢物利用中最好的方式之一,經濟方便,資源豐富,用途廣泛,具有效益顯著的特點。沼氣是由牲畜和家禽糞便、秸稈在合適的pH值下和其他有機物質作用,在適當的條件下,通過各種細菌分解而成的可燃混合氣,這個工程中存在著氧化或還原反應,但建設沼氣池需要占用一定的土地面積,還要規整填料和挖渣操作。
③人工濕地處理方法:人工濕地是基于生態工程技術實現天然濕地凈化功能的技術,長期使用能充分調動自然界自身的物理化學作用實現對污水的凈化作用。人工濕地在建設中需要種植美人蕉、竹子、蘆葦和其他植物,把污水匯聚成類似沼澤的濕地。當污水流經濕地,通過砂和土壤的過濾,激發了各種根際微生物的活性,再通過沉淀、吸附、硝化和反硝化作用,使水得到凈化,減少了污染,轉變了水質。定期需對植物進行收割以去除多余的營養物質。其建設成本較低,資本投資和運行成本低,但需要足夠的土地面積。
④綜合凈化槽技術的處理方法:一體化凈化槽是一種分散式生活污水凈化裝置,等效于一個小型的污水處理廠,實現了污水處理系統設備的精簡化。凈化箱可以設置在地上和地下,凈化槽是不需要特殊的管理,能自行實現有效的污水處理,有一些特殊的凈化槽還具有良好的脫氮除磷效果。經過一體化凈化槽處理的水質可以達到二級處理水平。
凈化池通常采用生化處理工藝,通過沉淀,分離,凈化和消毒,最終達到排放標準。
目前許多村鎮雖已修建了庭院污水處理系統及土壤凈化槽,但就目前的調查結果來看,運行效果并未達到最佳。從調查與研究結果來看,主要是由于各村鎮未建立起完備的污水收集設施而導致各類凈化設備運行效果不理想。若能合理建設相應的管網,將其與已建成的凈水設施相聯系,應該可以加強目前現有的設施的使用效率,有效地降低洱海入湖污染。