溫卯紅
(1.太原理工大學,山西 太原 030024;2.山西省環境工程設計院(有限公司),山西 太原 030000)
隨著國家大力推進新農村建設,農民生活質量得到大幅度提升,人們對周圍生存環境的質量要求也越發嚴格。農村生活污水的種類主要分為洗滌污水、廚房污水、廁所污水及家庭禽畜等產生的污水[1]。現階段,農村生活污水主要特點為:1) 污水排放量持續增加。部分農村新建房屋內安裝有衛生間,因此沖洗廁所及洗浴用水使得農村污水排放量占比增加。2) 農村生活污水排放一般比較分散,導致收集起來較為困難。且一天內不同時刻排放量波動較大。3) 農村生活污水中主要成分為有機物、氮磷、懸浮物及病菌等。其中廁所污水及禽畜類污水有機物濃度高,COD大。廚房污水和洗滌污水中含有的氮磷物質較多[2]。
由于遠離城鎮的大部分農村生活污水統一納入城鎮污水處理廠進行統一處理目前還無法實現,當前大部分農村處理廁所污水的方式是通過化糞池進行厭氧發酵,其他污水則直接排至院外地面或通過村民自家院里敷設的溝渠,排至街道、農田或河道等[3],給農村周圍環境帶來不同程度的污染。因此,找出適合不同農村地區的污水處理技術至關重要。
人工濕地污水處理技術是將污水排放至種植有生命力強的洼地,洼地便成為包含有植物、微生物以及水系的一個完整的自然生態系統。人工濕地利用這種強化的生態處理系統,不僅能夠通過物理、化學、生物作用去除污水中的COD、氮磷、SS、金屬鹽等污染物,還增加了當地的綠化面積,使當地的環境得到改善和美化[4]。
膜生物反應器是一種生物處理和膜分離的組合技術,膜本身具備的截留作用,能夠保證生物反應器內存在大量的微生物,保證了微生物的泥齡,使微生物的分解作用達到最大化。同時,污水經膜進行泥水分離,泥水分離效果較好,出水水質較高。膜生物反應器將生物處理技術和膜分離結束緊密結合,充分利用二者互補的作用,提高了污水處理效果[5]。
厭氧發酵技術是指厭氧條件下,微生物對污水中的有機物進行分解,從而去除污水中的有機物。厭氧發酵技術適用于含有機物濃度高的污水,如人畜糞便污水等。當前厭氧發酵技術在農村應用較多的設施是化糞池和沼氣池。其中,厭氧發酵技術應用于沼氣池不僅能夠高效降解污水中的有機物,系統產生的沼氣還可以進行發電,同時污水經厭氧發酵處理后,出水和污泥還可作為農作物肥料,施于農田[4]。由于厭氧發酵技術處理高濃度污水效果良好,管理和維護費用較低,且能夠進行二次回收利用能源,已成為當前及較長一段時間內農村生活污水處理最為普遍的方法。
一體化污水處理設備包括格柵+厭氧+缺氧+好氧等工藝。生活污水排入一體化污水處理設備時,首先經過格柵,一體化設備設格柵的目的是去除污水中一些大的漂浮物。然后出水進入厭氧池,厭氧條件下,微生物通過發酵降解污水中的大部分有機物,同時提高有機物的可生化性。另外,除磷菌能夠分解體內含有的聚磷,分解過程中可以獲得一部分能量,并通過PHB的形式存儲在體內。污水經厭氧處理后進入太陽能好氧池,好氧池中存在大量的好氧菌,它能夠進一步降解污水中的有機物。此外,好氧池中生長有大量的硝化菌,硝化菌能夠將氨氮轉化變硝態氮的形式。同時,好氧條件下,除磷菌能夠分解PHB獲得能量,使污水中的磷轉移到污泥中,最后通過排泥將其除去。好氧池污水回流至缺氧池,缺氧池中的反硝化細菌通過反硝化作用將污水中的硝酸鹽轉化成氮氣,最終從水中脫除。一體化污水處理設備具有高效的脫氮除磷效果,且COD去除率較高,污水經該設備處理后,出水水質較好。一體化設備占地面積小,處理效率高,出水水質好,但由于其運行費用高,能耗大,并未能得到廣泛使用[6]。
1) 當前,對農村生活污水的處理研究還不夠深入,不能靈活應用污水處理技術。很多農村地區生活污水處理直接照搬城市污水處理技術,雖然達到較高的出水水質,但由于運行成本較高,未能得到普遍應用。對此,應強化對農村生活污水處理技術的研究,結合當地的自然地理條件,提出適合本地區的經濟有效的污水處理技術。同時當地政府應加大污水處理資金投入力度,盡快完善農村污水處理系統。
2) 農村居民對生活污水直接排放給其帶來危害認識不清,對當地政府提倡的污水治理活動很少關注,并不能積極參與進去。對此,當地政府應制定統一的污水排放標準,相繼實施污水排放監管措施,以法制的形式約束農村居民。而且需要定期廣泛地對農村居民開展關于農村生活污水的危害及治理教育宣講活動,提高居民的積極性、參與性。
3) 農村地區沒有單獨的雨水排放系統,夏季雨量充沛時,若雨水和生活污水混合收集,統一處理,將會使生活污水處理成本大幅度提高[7]。而雨水除初期雨水外,其余時段的水均可通過道路兩邊敷設的溝渠排走。因此,要將農村生活污水和雨水收集系統分開設置。
在缺水的農田附近建立蓄水池,將達到一定標準的處理后的生活污水收集起來,在旱季或缺水時作為灌溉水用于農田,實現污水的資源化利用。此外居民應該提高自身的環保意識,將洗菜、洗臉等廢水收集起來用來進行二次使用。從源頭上減少生活污水的排放。
城市和農村地區的生活污水組分和數量相差很大,因此,必須結合農村當地的自然地理條件,提出適合本地區的經濟有效的污水處理技術。同時,要增強農村居民的節約用水及生活污水治理意識,盡可能從源頭上減少污水排放,同時將將生活污水回用,實現水資源的最大化利用。