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關于生態(tài)技術處理村鎮(zhèn)污水的研究與應用
關鍵詞:村鎮(zhèn)生活污水 污水處理 生態(tài)技術 研究論文摘要:分析了適合南方地區(qū)的村鎮(zhèn)污水處理工藝,具體推薦生物接觸氧化池+水生植物綜合處理工藝處理村鎮(zhèn)生活污水。給出了該工藝處理村鎮(zhèn)生活污水的主要參數(shù),提出了應該注意的問題。
加強生態(tài)保護是建設生態(tài)文明的必然要求。隨著我國市、縣級生活污水處理廠紛紛建成投產,村鎮(zhèn)生活污水如何得到切實可行的處理將成為推動農村環(huán)境保護和節(jié)能減排工作的一個重要環(huán)節(jié)。村鎮(zhèn)的基礎設施建設落后,污水往往未經處理便直接排入地表水系,除生活污水外,還包括畜禽養(yǎng)殖、水產養(yǎng)殖、農藥及化肥等污水,這些污水已成為新的區(qū)域性水環(huán)境的重要污染源,也是湖庫富營養(yǎng)化的重要原因之一,因此合理地處理村鎮(zhèn)污水措施,對保護有限的淡水資源,改善農村地區(qū)環(huán)境質量,解決農村地區(qū)的飲用水安全問題有著重要的意義。
1 適合南方地區(qū)特點的村鎮(zhèn)污水處理工藝
村鎮(zhèn)污水處理應結合實際情況確定切實可行的處理工藝,普遍應用于市縣污水處理廠的管網(wǎng)收集廢水,進入傳統(tǒng)污水處理廠處理達標排放的思路,因為存在著基建費用高、能耗大、剩余污泥量大、運行費用高等問題,在絕大多數(shù)的村鎮(zhèn)很難得到廣泛的應用。村鎮(zhèn)污水的處理應遵循“三低一少”的思路,即投資低、運行費用低、操作管理要求低,產泥量少的污水處理技術應重點考慮。同時要結合南方地區(qū)的具體情況,選擇適合廣大農村地區(qū)的工藝因地制宜地進行。我國南方省份的特點是降雨量大,水系發(fā)達,池塘魚塘眾多,水生植物種類繁多,四季常青,這為生態(tài)技術的廣泛推廣應用提供了極為有利的條件。污水的生態(tài)處理技術是指運用生態(tài)學原理,采用工程學手段對污水進行治理的方法。該技術在國外已得到相當規(guī)模的應用,我國的環(huán)境研究單位也多采用此技術處理村鎮(zhèn)污水。但是如何通過不同的污水處理單元的優(yōu)化配置,把微生物、水生植物進行有序的組合,構建一個多元生物生態(tài)凈化系統(tǒng),充分利用生物的凈化功能和多元生物協(xié)同作用去除污染物,并達到我國對生活污水脫氮除磷的要求,卻是該技術面臨的關鍵問題。
比較廣泛應用的人工濕地處理技術和穩(wěn)定塘處理技術,均存在著一些技術缺陷,如濕地在連續(xù)運行數(shù)年之后,易產生淤積、阻塞現(xiàn)象,使水力傳導性、濕地處理效果和運行壽命降低。穩(wěn)定塘雖然構造簡單,維護管理容易,但是作為主處理單元,很難達到國家要求的標準。因此,結合我國南方區(qū)域的特點,推薦采用一種新型的村鎮(zhèn)污水處理模式,即利用農村閑置的魚塘對污水采用生物接觸氧化曝氣處理+水生植物綜合處理的工藝。該工藝的處理設施由污水沉淀—調節(jié)塘—推流復合式接觸氧化池—二級水生植物凈化塘組成。其凈化系統(tǒng)全部利用村鎮(zhèn)的溝塘,對原有農村的生態(tài)環(huán)境及功能的破壞極小,在原有的水塘或者魚塘的基礎上,增加環(huán)保材料載體的浮島濕地,并鑲嵌優(yōu)選植物種類,如在浮島濕地、塘邊及淺灘種植菖蒲、水芹、鳶尾梭魚草、再力花等挺水植物,塘底則種植苦草、伊樂藻等沉水植物,形成四季常綠,保持持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)凈化能力。
2 接觸氧化—水生植物塘綜合處理工藝介紹
2·1 工藝流程簡介
該工藝是采用接觸氧化與植物凈化為核心技術的生態(tài)凈化工藝。村鎮(zhèn)生活污水可利用當?shù)氐呐潘疁辖浉駯胚M入污水沉淀塘,污水沉淀塘可利用當?shù)佤~塘改造。污水在沉淀塘中沉淀,去除部分懸浮物,經潛污泵提升至折流式接觸氧化池,在該池中利用好氧微生物進行生化反應,去除有機物并硝化除氨氮,然后流入植物凈化系統(tǒng)。污水經前面工藝處理后, NH3-N、SS、COD基本都能達到排放標準,但是TP濃度仍偏高,并且仍有一些殘留的硝態(tài)氮。植物凈化塘的主要作用就是去除TP和殘留的N,利用植物的根本吸收作用以及根系周圍的微生物消化分解作用,去除N、P,使之達標排放。
2·2 主要構筑物功能與污水凈化機理
2·2·1 污水調節(jié)沉淀塘
針對整個鎮(zhèn)區(qū)的污水,根據(jù)農村生活污水的特點和排放,對SS等進行初步的沉淀,均勻水質,均化水量,同時起到對污水中的泥沙等物質的沉淀作用。
2·2·2 折流式生物接觸氧化池
為方便構筑物的布置采用折流式,構筑物的水的流態(tài)采用推流式,池底設微空曝氣軟管,容積負荷為0·76kgCOD/m3·d,水力停留時間為2~2·5h。主要去除COD、氨氮等污染物,單元處理后污染物濃度大為降低,為后續(xù)的水生植物凈化塘提供低負荷的水質條件。
2·2·3 水生植物凈化塘
該塘分兩級,一級由生態(tài)浮島濕地濾床和塘底鑲嵌組合種植的沉水植物組成。接觸氧化池出水進入環(huán)保填料載體浮島濕地濾床區(qū),經過填料載體中的挺水植物及濕生植物根系、微生物、動物等代謝吸收、酶解、吸附、沉淀、過濾等作用,污水被進一步凈化。二級為挺水植物和沉水植物凈化塘,同樣采用可自我演替的鑲嵌種植技術,植物量采用一級的60% ~70%。該塘還兼有二次沉淀池的作用。該工藝的運行效果決定于水生植物的選取,選取水生植物時應盡可能優(yōu)選當?shù)仄贩N適當考慮引進外來優(yōu)良品種,并考慮以下因素:
(1)具有較好的水質凈化功能,應選擇水生植物對污水中的污染物質去除能力強的,根系比較發(fā)達的水生植物;
(2)應選擇耐污能力強、抗凍抗熱能力強、抗病蟲害能力強的植物;
(3)考慮物種間的合理搭配,應根據(jù)環(huán)境條件和植物群落的特征,按照一定比例在空間分布和時間分布方面進行鑲嵌種植,使一年四季均有優(yōu)勢物種存在,確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定可持續(xù)運轉。優(yōu)選并合理搭配各種植物是該工藝取得良好處理效果的關鍵。
2·3 技術分析
該工藝的建設成本低廉,以5000t/d的處理能力,總投資在120萬元左右,僅相當于同等規(guī)模的污水處理廠投資的1/3,因為利用村鎮(zhèn)的原有溝渠收集污水,可以完全省去管網(wǎng)建設的投資,符合村鎮(zhèn)建設污水處理設施的實際情況。運行費用0·26元/,t大大低于傳統(tǒng)污水處理廠的運行費用。設施建成投產后,可以明顯控制污染物質向水體排放,以3000t/d處理污水能力計算,每年大致可以減少COD 142350kg,氨氮8870kg,總磷3066kg,對全省的節(jié)能減排工作有較大幫助,同時減少了生活污水對村鎮(zhèn)居民賴以生存的地表水源的污染,有效控制水體的富營養(yǎng)化,可節(jié)省國家對水環(huán)境的整治費用。
3 該工藝相對于傳統(tǒng)污水處理工藝的優(yōu)勢分析
該工藝首先由南京市環(huán)境環(huán)境保護研究院應用于南京市附近的一個村鎮(zhèn)做為試點,取得理想的處理效果。在引入福建省后,經重新篩選鑲嵌當?shù)貎?yōu)勢植物后用于鎮(zhèn)污水處理,取得較好的處理效果,相對于傳統(tǒng)的污水處理工藝在處理村鎮(zhèn)廢水方面優(yōu)勢明顯。除具備投資省,運行費用低的資金優(yōu)勢外,還有一些其他的優(yōu)點:操作簡便,不需要復雜的自控系統(tǒng);若設計合理,植物鑲嵌搭配得當,其處理廢水的效果穩(wěn)定、有效、可靠,出水的BOD、SS明顯優(yōu)于二級生物處理出水,可與三級處理媲美,完全可以穩(wěn)定達到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的一級B標準,而且具備較強的脫磷能力;更適合小流量及間歇排放的污水,耐污能力及水力負荷強,抗沖擊負荷性能好;處理污水的同時也可以美化景觀,為野生動植物提供良好的環(huán)境。
4 結語與建議
隨著節(jié)能減排工作的不斷深入,以及國家對生態(tài)保護要求的不斷提高,農村生活污水處理被日漸重視,現(xiàn)行的污水處理廠采用的工藝不適合村鎮(zhèn)使用,因此研發(fā)適合村鎮(zhèn)的污水處理方法與技術勢在必行。該工藝因建設費用低、運行管理費用低、操作管理簡便而適合村鎮(zhèn)的污水處理,并且在我國已有成功投產運行的實例,技術可靠。建議在當?shù)叵嚓P科研設計部門對該工藝進行認真的研究論證的前提下,重點篩選出適合當?shù)貧夂驐l件的水生植物,并建設一至兩套示范工程,該工藝在當?shù)剡\行的經驗,為將來大規(guī)模處理村鎮(zhèn)污水做好技術儲備。
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[1] 種云霄,胡洪營,錢易·大型水生植物在污水處理中的應用研究進展[ J]·環(huán)境污染治理技術與設備, 2003, 4 (2)
[2] 胡小兵,王磊剛·Living Machine高級生態(tài)工程系統(tǒng)
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