孫顯根柯海鵬
(1富陽市環保局 浙江富陽 311400 2浙江商達環保有限公司 浙江杭州 310000)
富陽市農村生活污水治理主要工藝及選用原則
孫顯根1柯海鵬2
(1富陽市環保局 浙江富陽 311400 2浙江商達環保有限公司 浙江杭州 310000)
浙江省在2013年底開展“五水共治”,擬通過3~5年時間,實現農村生活污水治理全覆蓋。筆者結合富陽市實際,在詳細調研基礎上,針對性的對治理工藝進行了探討,并對工藝選用提出了原則性意見,以期對全市污水治理工作開展起到指導作用。
農村生活污水;無動力厭氧生物處理;微動力好氧生物處理;人工濕地
富陽市總面積1831.22 km2,有“八山、半水、分半田”之稱;其設鄉、鎮、街道24個,有276個行政村。2013年的年末全市戶籍總人口65.9萬人,其中農業人口52.8萬人。其具體水環境情況如下:
1.1 地表水環境
地表水環境質量基本保持穩定,局部有所改善,平原河網水質仍不容樂觀。根據2013年全市24個鄉鎮(街道)中斷面水質不合格的鄉鎮(街道)有6個,占25%。
1.2 飲用水源
飲用水源是一種極重要的戰略資源,對支撐市域經濟發展和保障社會穩定具有極重要作用。該市飲用水源水質總體保持良好,所有揮發性、半揮發性有機物及有機磷、有機氯農藥均未檢出,全市24個鄉鎮(街道)的集中式生活飲用水水源全部達標。
1.3 地下水
經對24個鄉鎮井水的水質取樣檢測氨氮、耗氧量、菌落總數、總大腸菌群4個指標,24個監測點有11個不達標,主要超標指標為氨氮和大腸桿菌等。
從富陽市水環境情況可以看到,農村生活污水治理工作甚為迫切。農村生活污水直接排放,造成水體中氮、硫、磷的含量增高,引起水體富營養化,嚴重破壞水環境;由于農村衛生設施落后,人糞尿往往直排,對水體造成嚴重污染(如氨氮和大腸桿菌超標)。故擬通過農村生活污水治理,改善水環境,促進農村生活方式的轉變及生活品質的提高。
農村生活污水包括沖洗馬桶水(糞坑水)、洗滌和淋浴用水、廚房炊事用水。由于富陽市農村目前缺少污水收集設施,或者已有設施多為雨污合流,故隨著雨水的沖刷,生活污水常隨著地表雨水流入河流、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體,其中有機物含量大、分布分散是其主要的特點。
2.1 水質特點
與城市或集鎮相比,農村人口集聚程度差,分布廣,決定了污水分布較為廣泛的特點;大部分農村生活污水的水質情況相差不大,水中基本上不含有重金屬和有毒有害物質,污水濃度低,含一定量的氮、磷,水質波動大,可生化性強;由于生活習慣原因,不同時間段的水質指標略有不同;其中糞坑或抽水馬桶排放的污水水質較差。人們無意識的排放和雨水的沖刷,使大量的有機質和N、P等物質流入河流、池塘和地下水體,如果不加以處理利用,常常會引起地表水富營養化,地下水受污染,給人們的身體健康帶來不利影響。
2.2 水量特征
一般農村的生活污水水量比較少,但變化系數大;居民生活規律相近,導致農村生活污水排放量早晚比白天大,夜間排水量小,甚至可能斷流,水量變化明顯,即無水排放呈不連續狀態,具有變化幅度大的特點,在上午、中午、下午都有一個高峰時段。
3.1 人工濕地處理
利用現有的農田灌排渠道與附近的洼地和沼澤地等,建設人工濕地處理系統。人工濕地污水處理技術是一種基于自然生態原理,使污水處理達到工程化、實用化的新技術。將污水有控制地投配到土壤經常處于飽和狀態、生長有象蘆葦、香蒲等沼澤生植物的土地上,利用植物根系的吸收和微生物的作用,并經過多層過濾,來達到降解污染、凈化水質的目的,它是一種充分利用地下人工介質中棲息的植物、微生物、植物根系,以及介質所具有的物理、化學特性,將污水凈化的天然與人工處理相結合的復合工藝。
人工濕地處理系統工藝設備簡單、運轉維護管理方便、能耗低、運行費用低。但是占地面積大,且易受氣候影響,表面徑流引起臭味比較大。
富陽市特點是“八山、半水,分半田”,土地資源珍貴,單獨采用濕地系統由于占用土地多原因,目前主要是與其它處理工藝組合使用,起到處理的強化和達到景觀效果。
3.2 無動力厭氧生物處理
通過采用無動力厭氧生物膜技術,利用厭氧微生物分解污水中的有機污染物(COD和BOD等),去除懸浮物。該工藝流程簡單,不耗能,一般全部埋于地下,也無需專人管理,基本無日常運行費用的支出。與微動力好氧生物處理相比,因為污水在厭氧裝置中停留時間比微動力好氧的停留時間要長一倍以上,構筑物容積大,投資相對高。該工藝技術目前還存在一些問題,主要表現在生物處理效率較低,尤其表現為氮磷基本不能去除,在一定程度上限制了其應用。
在富陽市農村生活污水治理中,對于日處理規模在10m3以內的,一般采用厭氧無動力處理工藝;主要再結合人工濕地處理,經過處理后污水一般達到城鎮污水廠一級B排放標準后或綜合排放標準的二級排放要求,再排入水質要求相對低的水體或排入農業灌溉系統、或林業澆灌回用。
3.3 微動力好氧生物處理
好氧生物處理工藝眾多,各有優缺點,選擇時要根據實際情況仔細論證和比選,注重經濟適用,目前富陽市主要采用的是A2O處理工藝,A20法具有脫氮、除磷功能。通過風機等設備給污水曝氣輸氧,培養生物菌種和微生物,通過菌種和微生物把污水中的大部分有機物分解為無污染的二氧化碳、水等物質,少部分合成為細胞物質,促使微生物增長,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以凈化排放。生物處理法和自然處理系統比較,占地面積小,抗氣候等外界影響的能力強,建設的地點選擇范圍大,處理穩定,處理效率高。但基建投資、運行成本要高于自然處理系統。
適用于對處理后排放水質要求較高的村莊或水量達到日處理15m3以上規模的,采用好氧微動力處理工藝。一般該工藝與人工濕地組合使用后達到城鎮污水排放標準的一級A,然后排入自然水體中。
3.4 化糞池和人工濕地組合工藝
由于農村農戶分散,對于5戶之內或單獨戶的處理,采用化糞池和人工濕地組合工藝,通過化糞池主要對糞坑水起到滅菌化消化作用,最大程度的用做肥料澆灌。多余污水排出后進入人工濕地,簡單處理后排入灌溉渠道或林業澆灌使用,實現資源化。
3.5 納入城鎮污水管網
對于離城鎮集中污水廠或工業污水廠5 km范圍內的村莊,能納管的盡可能納管處理,通過城鎮污水廠集中處理的優勢,確保達標排放。
由于農村人口居住分散、人口密度較低、污水排放面源較大等特點,城市常規的污水集中處理模式并不適用[1]。總之,農村生活污水處理工藝的選擇要因地制宜,要根據所處功能區劃位置,合理確定排放標準基礎上,考慮達標排放或回用,并應注重經濟適用、運行成本低和管理維護簡單。經過近一年來的實踐,富陽市所采用的處理工藝及選用原則對該市農村生活污水治理工作開展起到了積極的指導作用。
[1]侯慧.我國農村生活污水處理現狀及建議[J].資源節約與環保, 2014(2):138-139.
孫顯根(1969—),男,工程師,浙江富陽人,大學畢業,主要從事環保技術及政策方面研究管理。