湖南地埋式一體化污水處理設備裝置
兼性塘設在前,在兼性塘中,大分子的難降解有機物被分解為易降解的有機物,被后續(xù)設備中的微生物和動植物吸收降解。兼性塘中種植風眼蓮和菹草,風眼蓮在溫暖季節(jié)繁殖較快,其龐大根系有很強的富集重金屬能力,當生長旺盛時,其叢葉覆蓋水面,可造成塘下層相對缺氧,有利于厭氧就對污染物的厭氧降解。既能凈化水質,又能綜合利用。至于菹草,除去污能力外,還是沉水植物,喜低溫,秋季發(fā)芽,冬春生長,不受氧化塘塘面結薄冰的影響,較適合冬季氧化塘運轉需要。
在好養(yǎng)塘中種植草蘆、香蒲和浮萍,草蘆和香蒲是挺水植物,其水下莖桿可供著生藻固著。同時草蘆有較強的去NH3-N能力,可植于塘中,并且草蘆和浮萍是冬季去污的植物,可解決冬季植物生長緩慢,處理效率低的問題。好養(yǎng)塘出水中的藻類、水生植物等可作為魚類的養(yǎng)料。進入蘆葦塘進一步凈化后,出水可作農田灌溉水。
技術特點:采用厭氧+兼氧+過濾組合工藝,地埋式安裝、保溫性能好、產(chǎn)生污泥量少,垂直流無動力、管理方便;COD去除率達80%以上,總氮去除率40%左右。裝置采用玻璃鋼制作,產(chǎn)品成套系列化(1~10戶)、產(chǎn)品安裝方便。
糞尿分集式生態(tài)改廁適用于居住分散,有草木灰來源的農村地區(qū)。包括便器、儲尿容器與糞池,尿的儲存需保證密閉與低溫,用3-5倍水稀釋后直接用于農作物施肥;糞池需在使用前加10cm厚的灰土,便后加灰(草木灰、干爐灰、細沙土、鋸末或稻殼等),用量約為糞便量的2-3倍。
沼氣化改廁適用于庭院式畜類養(yǎng)殖的農村地區(qū)。包括便器與發(fā)酵池,發(fā)酵池容積達到貯糞1個月以上。新農村治污模式包括改廁不外排、污水集中處理、接入市政管網(wǎng)與規(guī)?;B(yǎng)殖業(yè)糞污資源化四種模式。
因此,在目前工業(yè)點源水污染已經(jīng)基本得到有效控制的形勢下,農業(yè)農村面源污染已成為影響地表水質量的主要因素。對農業(yè)農村面源污染的治理已刻不容緩。
(1)三格式化糞池改廁適用于居住分散,有小面積菜園的農村地區(qū)。包括便器、管道、三格化糞池等,三格化糞池用磚砌水泥粉壁面或水泥現(xiàn)澆,預制均可,容積達到貯糞2個月為宜,1至3格容積比例為2:1:3。
(1)小型污水處理設備包括MBR、CWT等,適用于經(jīng)濟條件較好、可利用土地較少的農村地區(qū)污水集中處理。
造價運行:一次性約1800元/戶,基本無運行費用。適用范圍:適合于分散型、收集管網(wǎng)難以敷設,有農業(yè)利用的地區(qū)。應用試點:建德市乾潭鎮(zhèn)后山灣村,已安裝52臺,經(jīng)建德市環(huán)保局檢測,CODCr為92mg/L,已正常運行近一年。
原理:該工藝具有較高的COD和NH3-N去除率
技術原理:土壤凈化法通過土壤過濾、吸附、離子交換、氧化還原、沉淀、土壤微生物吞噬、氧化降解,其分泌的抗菌素的殺菌作用以及植物根系對氨、磷等營養(yǎng)物的吸收,能高效地去除多種污染物。出水水質優(yōu)于二級生化處理系統(tǒng)的出水,甚至能達到生活雜用水標準。
(3)事實上,面源污染更多地與農業(yè)、農民和農村相聯(lián)系。我國農村過量和不合理地使用nong藥、化肥,小規(guī)模畜禽養(yǎng)殖的畜禽糞便,以及未經(jīng)處理的農業(yè)生產(chǎn)廢棄物、農村生活垃圾和廢水等,都是造成面源污染的直接因素。常規(guī)生物處理包括生物濾池、氧化溝、SBR等工藝,適用于規(guī)模較大的單村與聯(lián)村污水集中處理。 接入市政管網(wǎng)模式適用于距離衛(wèi)星城、建制鎮(zhèn)與集鎮(zhèn)較近(5km以內)的農村地區(qū),排水就近接入市政管網(wǎng)進行集中處理。
環(huán)保界關注的新話題。一些發(fā)達國家在控制面源污染方面積累了一定經(jīng)驗,取得了一定的成效。相對而言,面源污染進入中國環(huán)保議程的時間較晚,與中國面源污染的嚴重情形很不相稱。整體上講,目前中國的面源污染控制仍處于研究和規(guī)劃階段。有限范圍內的一些治理項目主要側重于從工程技術的角度分析面源污染的成因并實驗相應的治理方案,取得的實際效果還非常有限。
我國從上個世紀80年始開展生活污水分散處理技術的開發(fā)和研制工作,許多形式各異的無動力或微動力的低能耗型一體化污水處理裝置得到應用,但目前該分散技術的使用率較低,還存在許多問題。一方面,生物處理效率較低,尤其表現(xiàn)為氮磷去除率很低。氮磷污染是導致水體富營養(yǎng)化的主要原因,如果在此技術上不能取得突破,這類技術的應用前景必然會受到限制。另一方面,目前實施的分散污水處理只是初步實現(xiàn)了分散污水的收集、處理和排放,遠未實現(xiàn)分散處理的真正目的——再利用(Reuse),即將污水就地處理和就地回用,實現(xiàn)污水資源化。鑒于農村生活污水的問題日益嚴重,迫切需要采取積極的措施。一些人口密集的欠發(fā)達地區(qū)也認識到,如果不對農村生活污水采取有效處理,會觸發(fā)農村醫(yī)療和經(jīng)濟建設等方面的系列問題,甚至造成傳染病的產(chǎn)生與擴散,因而,提高了對農村生活污水處理問題的重視程度。
在我國農村生活污水處理的實踐中,通用、節(jié)儉、能夠體現(xiàn)環(huán)境效益與社會效益結合的生活污水處理方式是厭氧沼氣池。它將污水處理與其合理利用有機結合,實現(xiàn)了污水的資源化。污水中的大部分有機物經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣,發(fā)酵后的污水被去除了大部分有機物,達到凈化目的;產(chǎn)生的沼氣可作為浴室和家庭用炊能源;厭氧發(fā)酵處理后的污水可用作澆灌用水和觀賞用水。在農村有大量可以成為沼氣利用的原材料:農作物秸稈和人畜糞便等。研究表明,農作物秸稈通過沼氣發(fā)酵可以使其能量利用效率比直接燃燒提高4~5倍;沼液、沼渣作飼料可以使其營養(yǎng)物質和能量的利用率增加20%;通過厭氧發(fā)酵過的糞便(沼液、沼渣),碳、磷、鉀的營養(yǎng)成分沒有損失,且轉化為可直接利用的活性態(tài)養(yǎng)分——農田施用沼肥,可替代部分化肥。沼氣池工藝簡單,成本低(一戶約需費用一千元左右),運行費用基本為零,適合于農民家庭采用。而且,結合農村改廚、改廁和改圈,可將豬舍污水和生活污水在沼氣池中進行厭氧發(fā)酵后作為農田肥料,沼液經(jīng)管網(wǎng)收集后,集中凈化,出水水質達到國家標準后排放。
沼氣池處理技術已在我國一些地方得到了有效推廣和使用。浙江全省有352個村實施了生活凈化沼氣工程,累計建成沼氣池83.3萬立方米,年處理生活污水8 170萬噸,年產(chǎn)沼氣4 295萬立方米,年可替代標準煤近3萬噸。四川省結合新農村建設,開展“鄉(xiāng)村清潔工程”,以戶或聯(lián)戶為單元,建設沼氣池和生活污水厭氧凈化池,有效解決人畜糞便、生活污水、垃圾污染等農村環(huán)境難題,出現(xiàn)家園清潔和村容整潔的新面貌。
在我國,特別是在缺水干旱地區(qū),穩(wěn)定塘是實施污水資源化利用的有效方法,近年來成為我國著力推廣的一項技術。與傳統(tǒng)的二級生物處理技術相比,高效藻類塘具有很多獨特的性質,對于土地資源相對豐富,但技術水平相對落后的農村地區(qū)來說,是一種較具推廣價值的污水處理技術。采用高效藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農村生活污水,CODcr的平均去除率在70%以上,氨氮(NH3-N)的平均去除率高達93%,磷的平均去除率為55%;陳鵬采用高效藻類塘處理城市生活污水,取得了穩(wěn)定的處理效果:CODcr、BOD5、NH3-N和TP的平均去除率分別達到75%、60%、91.6%和50%。
與之相近的一種定義認為,面源污染“是指溶解的和固體的污染物從非特定的地點,在降水(或融雪)的沖刷作用下,通過徑流過程而匯入受納水體(包括河流、湖泊、水庫和海灣等),并引起水體的富營養(yǎng)化或其它形式的污染”。
地下土壤滲濾法在我國日益受到重視。中科院沈陽應用生態(tài)所“八五”、“九五”期間的研究表明,在我國北方寒冷地區(qū)利用地下土壤滲濾法處理生活污水是可行的,且出水能夠作為中水回用[16](P111-119);1992年北京市環(huán)境保護科學研究院對地下土壤毛管滲濾法處理生活污水的凈化效果和綠地利用進行了研究[17](P4-7);清華大學在2000年國家科技部重大專項中,首先在農村地區(qū)推廣應用地下土壤滲濾系統(tǒng)[18](P57-61),取得了良好效果:對生活污水中的有機物和氮、磷等均具有較高的去除率和穩(wěn)定性,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分別大于80%、90%、90%和98%。
面源污染帶來的直接后果,就是地表水質量嚴重下降;水源水質污染增加了城市供水風險和處理成本;農村生活用水困難,相當比例的農村人口飲用不潔水,農村人口的基本生活質量難以得到保障;水生動植物消亡,生態(tài)平衡遭到破壞。 除此以外,浙江、廣東、天津和江蘇等地還分別在無動力、地埋式厭氧處理系統(tǒng)、雨污分離管網(wǎng)輸送集中處理和生物投菌治理污水等技術方式應用方面進行了探索與嘗試,也都取得了一定的進展。
自然處理適用于可利用土地較多的農村地區(qū)的污水集中處理。原理:有機污染物經(jīng)厭氧處理得到降解,厭氧池適合降解COD、BOD,NH3-N、P指標在人工濕地進一步降低,終所有污染指標達標排放。原理:通過生物根系上附著的微生物降解有機污染物,植物吸收污水中的N、P元素達到凈化水質的目的。
保護好農村水環(huán)境是保障農業(yè)生產(chǎn)發(fā)展、創(chuàng)建優(yōu)美鄉(xiāng)村的基礎。開展農村生活污水治理工作是改變農村生活污水無序排放現(xiàn)狀、改善農民生活條件和建設社會主義新農村的需要。我國有60多萬個行政村、250多萬個自然村,居住生活著2億多農戶,由于各地情況千差萬別,農村生活污水處理不能實行一刀切的政策,必須要因地制宜、分類指導,提出符合各地實際的生活污水處理方式與措施。
要充分利用國家新農村建設的良好政策環(huán)境,加強各地農村生活污水的處理工作?;谵r村生活污水污染產(chǎn)生的多方面原因,要結合新農村建設中改廁、改廚和改圈的工作,配套建設污水處理設施。要在相關政策法規(guī)的制定、監(jiān)督管理的配合和農村水污染綜合治理技術支撐體系的建立等方面綜合采取措施,加強污染源控制,推進污水處理設施建設和有效運轉,實現(xiàn)農村水環(huán)境的改善。
各地農村的經(jīng)濟社會發(fā)展水平、區(qū)域特點、自然地理條件和環(huán)境目標不盡相同,絕大部分農村應采用經(jīng)濟有效、簡便易行、節(jié)約資源、工藝可靠并能夠與當?shù)刈匀画h(huán)境高度融合的污水處理技術,因地制宜地使生活污水排放與處理無害化和資源化。
由于我國農村面廣人多,生活污水處理技術具有長期的效益與廣大的市場,必須動員大專院校和科研機構加強相關技術的研究。針對當前處理技術存在的主要問題,研究和開發(fā)新型的三低一高(低能耗、低、低成本和高效率)的分散型污水資源化處理技術,并提高污水處理深度,增加脫氮除磷的功能以控制水體富營養(yǎng)化。
農村生活污水處理具有較強的公益性,而且需要一定規(guī)模的資金投入,單靠農民自身投入有一定困難。要結合新農村建設的實踐,采取國家扶持、地方補助、農民支持和企業(yè)參與等方式,廣泛籌集資金,形成多元化投入、多渠道動員的參與機制,使生活污水處理工程能夠順利付諸實施和運轉。
(五)加強對農村生活污水處理建設的規(guī)劃
要在吸取和借鑒國外先進技術的基礎上,有效結合厭氧、好氧生物人工處理技術與自然凈化系統(tǒng),規(guī)劃與各地農村經(jīng)濟水平、區(qū)域特點、自然條件、環(huán)境目標相適應的生活污水處理工藝和行之有效的運行管理模式。
(六)規(guī)范市場準入標準,限制劣質設備進入市場
目前我國小型污水處理裝置的市場競爭非常激烈,存在惡性競爭現(xiàn)象,而且設計不規(guī)范,缺乏統(tǒng)一的技術要求和設計標準,對運行管理缺乏考慮,為將來的運行管理帶來了很大的風險和隱患。應該結合我國國情,參照國外經(jīng)驗,提出針對分散性污水處理的技術標準、設計規(guī)則與操作規(guī)范,使工程設計標準化和運營管理規(guī)范化,促進新成果的市場化和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。
加強工程監(jiān)督管理,提高處理設施的建設質量和運行質量,確保處理后的污水能達標排放。造價運行:以300人的村子為例,一次性約10萬元,基本無運行費用。適用范圍:適合管網(wǎng)收集的相對集中的農民住宅小區(qū)近年來,隨著地方經(jīng)濟實力的增強,尤其是發(fā)達省份在經(jīng)濟發(fā)展到一定階段以后,逐步認識到農村生活污水處理問題的重要性,并開始采用一些實用、合理、低能耗和低運行費用的技術來處理污水;
目前,北京、深圳等城市都采用了這一技術處理生活污水。云南省澄江縣撫仙湖邊的馬料河濕地工程于2003年10月建成運行,每天可凈化污水4萬多立方米,凈化后的水質優(yōu)于地表水三類標準。有關研究表明,在進水污染物濃度較低的條件下,人工濕地對BOD5的去除率可達85%~95%,對CODcr的去除率可達80%以上,對磷和氮的去除率分別可達到90%和60%。
生活污水治理應與當?shù)氐慕?jīng)濟結構調整相結合,發(fā)展綠色、無公害的產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品,在生態(tài)治污的過程中有效開發(fā)利用動植物資源,實現(xiàn)水的良性循環(huán)、水資源的可持續(xù)利用以及促進動植物的繁育生長。
這些集成技術和設備因其低成本、高效率、無動力或微動力等顯著特點,具有在集中供水條件下處理農村生活污水的潛在優(yōu)勢。所謂面源污染,是相對于點源污染而言的一種水環(huán)境污染類型。美國將其定義為“污染物以廣域的、分散的、微量的形式進入地表及地下水體?!边@里的微量是指污染物濃度通常較點源污染低,但其總負荷卻非常巨大。
在一些村莊分布密集、經(jīng)濟發(fā)展水平較好的農村地區(qū),高效強化的微動力生態(tài)處理集成技術與設備具有極大的技術經(jīng)濟優(yōu)越性;其他集中供水的廣大農村地區(qū),則可根據(jù)其社會經(jīng)濟發(fā)展狀況和水環(huán)境保護目標的要求,通過改造農村的河道、水塘和濕地,構建適度強化的無動力復合生態(tài)處理集成系統(tǒng)。通常,點源污染主要包括工業(yè)廢水和城市生活污水污染,這類污染一般有固定的排污口集中排放;相比之下,面源污染則起源于分散、多樣的地區(qū),地理邊界和發(fā)生位置難以識別和確定,隨機性強、成因復雜且潛伏周期長。