潘潔強
摘要:經過三十多年的改革開放,國家在很多領域都發展的很快,但追求經濟效益的同時卻犧牲了環境。政府雖已逐漸意識到經濟模式的弊端,也在全國各大中小城市、鄉鎮都建立了完善的污水處理廠,但對于既無市政污水管道也無能力處理污水的廣大近郊區域的農村,其生活、禽畜糞便、小工廠廢水的直接排放污水仍是一個亟待解決的問題。
關鍵字:污水處理;人工濕地;膜處理;
前言
我國農村污水存在分布廣,地區差異大;污水水質、水量波動大以及排水官網不健全等問題。政府也在治理上存在資金投入少,缺乏專業污水處理人員以及對雨污水資源缺乏利用的問題。因此在農村生活污水處理上,需因地制宜的采取多元化處理模式解決以上問題。
以廣州地區的近郊區域集中村落為例,根據厭氧池后的末端處理方式不同,目前主要采用的農村污水末端處理模式有穩定塘處理、人工濕地處理和膜技術處理。
一、穩定塘污水處理模式
塘工藝根據村莊自身情況因勢而建,無動力消耗,穩定塘可利用現狀水塘改建。采用現狀水塘作為穩定塘時,宜增設植物浮床設施,以提高生態塘處理效率,使得水生植物易于管理,防止富營養化污染。
該工藝出水水質可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918—2002)一級B標準。日常需安排1人不定期維護,厭氧水解池每年清掏1次,穩定塘需定期清理塘底淤泥并曬塘。工藝設計參數:厭氧水解池水力停留時間>6h;污泥清掏周期為1年;穩定塘水力負荷為0.1~0.2m3/(m2·d)。
穩定塘工藝需有足夠場地的使用面積,但前期總體投資最小,維護管養問題較少,較適用于污水濃度較小,如村落范圍巨大純農業型居住區。主要缺點是出水水質較一般,穩定塘存在臭味大,蚊蟲縈繞,環境不美觀。目前已有設計單位提出改良措施,在穩定塘里再安置阿科蔓人工水草,最終出水效果也較理想,普遍能達到一級B標準。
二、人工濕地污水處理模式
人工濕地是近年來廣州各農村最先推廣進行實施的偏遠地區無城市污水管網農村污水末端就地處理設施,是種迅速發展的生物--生態治污技術。污水先經厭氧池厭氧水解后直接由植物吸收分解有機物,其顯著特點就是其對有機污染物有較強降解能力,廢水中不溶性有機物通過濕地沉淀、過濾作用,可很快被截留進而被微生物利用;廢水中可溶性有機物則可通過植物根系生物膜吸附、吸收及生物代謝降解過程而被分解去除。隨處理過程不斷進行,濕地床中微生物繁殖生長通過對濕地床填料定期更換及對濕地植物收割而將新生有機體從系統中去除。
人工濕地是個綜合生態系統具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、耗電低、運行費用低等特點,其應用生態系統中物種共生、物質循環再生原理結構與功能協調原則在促進廢水中污染物質良性循環前提下充分發揮資源生產潛力防止環境再次污染獲得污水處理與資源化最佳效益。它具有環境效益、經濟效益及社會效益,是種較好的廢水處理方式。
人工濕地因水流方式差異可分三類:表面流濕地,潛流濕地和垂直流濕地。
表面流濕地是種污水從濕地表面漫流而過的長方形構筑物,結構簡單,工程造價低。但污水在填料表面漫流易滋生蚊蠅,對周圍環境會產生不良影響,且其處理效率較低;潛流濕地系統中污水在填料縫隙間滲流,可充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其他作用處理污水,由于水平面在覆蓋土層或細砂層以下,衛生條件較好,故被廣泛采用;垂直流濕地污水沿垂直方向流動,氧供應能力較強,硝化作用較充分,占地面積小,可實現較大水力負荷長期運行。由于垂直流濕地可方便地采用工程手段來改善系統供氧狀況提高布水均勻性,營造更加有利于硝化和反硝化發生系統環境,故越來越受到人們重視。
目前廣州地區大面積使用的是潛流型濕地,但由于我國人工濕地技術還不完善,逐漸暴露出些問題,在我參與調查的白云區幾十條農村污水處理設施條件來看,主要存在如下問題:
(1)設計參數與實際調試運行參數存在差距,如人工濕地水力負荷、污染物負荷與濕地面積大小關系等。因限制于農村管網布置難度,很多村實際完成收集管道匯水量遠遠達不到設計來水量,部分濕地處理池種植植物因缺少營養來源枯萎;
(2)隨人工濕地運行,污水中懸浮物被截留下來,營養物質不斷積累,植物腐爛,加上農村缺乏技術管理,更易產生淤積,阻塞現象,導致濕地水流不暢,最終系統崩潰;
(3)冬季溫度較低,微生物活性下降,植物死亡,使得處理效果明顯下降。
三、膜生物反應器污水處理模式
膜生物反應器是將膜分離技術中超微濾組件與污水生物處理工程中生物反應器相互結合而成的新處理工藝,揉和了膜處理技術和生物處理技術。該裝置具有集裝式功能:
(1)將缺氧池、MBR生物反應池、污泥池、清水池和設備操作間集成在一大箱體內,結構緊湊,流程簡潔,占地面積小(只有傳統工藝1/3-1/2)、增量擴容方便,自動化程度高,操作維修簡便,且可隨時隨地移動,即可將本裝置直接運至處理目標所在地,直接規模化進行處理,而無需進行二次施工;
(2)集污水處理和凈水工藝流程于同一裝置,可淺埋于地下也可放置地表;處理基本無污泥產生,對周圍環境無影響;運行效果好、可靠性高、出水水質穩定、運行費用較少;
(3)耐沖擊負荷、對污染物去除效率高、硝化能力強,可同時進行硝化、反硝化,兼具脫氮除磷功能,非常適合處理新農村建設的污水、分散式污水,出水可回用也可直接達標排放,能滿足不同用戶不同水質需求。據農村污水水質特點,通過膜技術處理水質前后對比如下表:
膜技術在處理水質上存在較大優勢,處理排放水質可達到一級A標準,但處理膜本身需定期進行更換,存在一定管理困難,需廠家定期管理更換,同時抽水泵電費仍需村民自行承擔,需一定后期持續投入。
四、總結語
據這么多年農村污水治理工程推進實施及完成效果來看,不論是采取哪種污水處理模式,或多或少都存在些弊端,關鍵要立足于農村污水水量、水質及場地情況,選擇適合本地的處理方式。同時農村污水運行中,定期維護、保養,及時發現問題,及時處理才能讓整個處理設施長久有效發揮效益。
參考文獻:
[1]《廣州市農村污水治理工程指引2008》;
[2]《 水處理技術》第36卷第五期- 阿科蔓人工水草生態處理技術在農村生活污水治理中的應用;