水庫(kù)飲用水水源地徑流區(qū)污水處理技術(shù)

張水榮

（大理白族自治州生態(tài)環(huán)境局祥云分局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，云南 大理 672100）

水資源在人類(lèi)生活中占據(jù)著重要地位，但隨著化工業(yè)等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，水資源污染的情況持續(xù)增加，已成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題[1]。通常，城市污水主要來(lái)自各個(gè)工業(yè)企業(yè)排放的化學(xué)污水，其排放量較大；而農(nóng)村污水主要來(lái)自畜禽養(yǎng)殖業(yè)等方面，其排放量同樣不可忽視。在城市污水處理中，普遍采用生物法進(jìn)行處理，是在消除化學(xué)污染物的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)污水的處理效果；而在農(nóng)村污水處理中，普遍采用典型的處理模式，所以無(wú)法針對(duì)污水的特點(diǎn)進(jìn)行因地制宜的處理[2]。由此可以看出，無(wú)論是處理城市污水還是處理農(nóng)村污水，均無(wú)法進(jìn)行有針對(duì)性的處理，導(dǎo)致污水中仍然存在較多的污染物，且污染物的濃度與標(biāo)準(zhǔn)濃度相距甚遠(yuǎn)[3]。因此，針對(duì)目前的污水處理現(xiàn)狀，本文研究了水庫(kù)飲用水水源地徑流區(qū)的污水處理技術(shù)。在此研究中，主要是通過(guò)減少可見(jiàn)污染物、不可見(jiàn)污染物以及水中病毒等方式，最大限度地提高水庫(kù)飲用水水源地徑流區(qū)的污水處理效果。

1 水庫(kù)飲用水水源地徑流區(qū)的污水處理技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 提取徑流區(qū)污水的生化特征

在污水處理的過(guò)程中，生化處理至關(guān)重要。根據(jù)污水處理標(biāo)準(zhǔn)，得出BOD5、COD、NH4-N、Cr（NO3）3、KMnO4、氟化物、硫化物等為污水主要生化物質(zhì)的結(jié)論。其中，BOD5與COD的濃度超過(guò)0.45 mg/L，則很容易去除；濃度在0.30～0.45 mg/L的范圍內(nèi)，則較容易去除；濃度在0.25～0.30 mg/L的范圍內(nèi)，則較難去除；但濃度低于0.25 mg/L，則不宜去除[4]。由于不同的污染物具有不同的生化特征，其去除方式也不同，具體方式如圖1所示。

圖1 污染物特征

通過(guò)圖1看出，SS是懸浮在水面上的污染物，通過(guò)沉淀處理即可消除；BOD5與COD是微生物，可通過(guò)吸附作用與代謝作用完成微生物的降解即可去除；NH4-N是以離子的形式存在于污水中，可通過(guò)離子交換的方式即中和N3-，實(shí)現(xiàn)NH4-N的去除[5]；其他污染物屬于生物或化學(xué)污染物質(zhì)，通過(guò)生物化學(xué)法即可消除。

1.2 去除污水中的好氧生物與厭氧生物

污水中的好氧生物與厭氧生物是較為難去除的微生物。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行區(qū)分：可與O2發(fā)生反應(yīng)的生物為好氧生物；不能與O2發(fā)生反應(yīng)的為厭氧生物[6]。因此，在去除污水中好氧生物與厭氧生物的過(guò)程中，主要分為兩個(gè)步驟。第一步，去除好氧生物，主要是在水中注入O2，使Fe2+、Fe3+、Mg2+、Zn2+等離子與O2反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：

由式（1～4）中得到的MgO、ZnO、FeO、Fe2O3等物質(zhì)沉淀后會(huì)溶解，即可實(shí)現(xiàn)好氧生物的去除；第二步，去除厭氧生物，首先是利用電子穿梭介質(zhì)溶解可以氧化的生物，然后再利用菌體蛋白激發(fā)厭氧生物的活性，使厭氧生物轉(zhuǎn)化為好氧生物，最后重復(fù)好氧生物去除的步驟，即可實(shí)現(xiàn)好氧生物與厭氧生物去除的目標(biāo)。

1.3 消毒處理污水中的病原物質(zhì)

為了實(shí)現(xiàn)水庫(kù)飲用水水源地徑流區(qū)污水的高效處理，本文將污水處理技術(shù)的最終步驟設(shè)定為消毒處理污水中的病原物質(zhì)。主要是因?yàn)樵谌コ薆OD5、COD、NH4-N、Cr（NO3）3、KMnO4、氟化物、硫化物、好氧生物、厭氧生物等污染物，污水中還會(huì)存在病原性真菌、病毒、蟲(chóng)卵等病原體[7]。在實(shí)際的處理過(guò)程中，可通過(guò)物理加熱、冷凍、紫外線、微波殺菌等方式，對(duì)病原體進(jìn)行初步消毒；而殘存的病原體，是利用氧化劑、I2-KMnO4等氧化劑，與Ag2+、Cu2+等離子活性劑進(jìn)行二次消毒處理。考慮到污水的二次利用性能，將消毒用劑選定為NaClO，主要是消除掉病毒與蟲(chóng)卵孢子，從而使處理后的水質(zhì)更加適用于二次利用。通過(guò)對(duì)污水病原物質(zhì)進(jìn)行消毒處理，最大限度地保障了水質(zhì)的安全性，這對(duì)于水庫(kù)的用水安全具有重要作用。

2 實(shí)例分析

為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的污水處理技術(shù)是否具有實(shí)用價(jià)值，以祥云縣云南驛鎮(zhèn)百長(zhǎng)村委會(huì)的三甲水庫(kù)為例，對(duì)其污水處理效果進(jìn)行分析。其具體分析過(guò)程及分析結(jié)果如下。

2.1 水庫(kù)概況

祥云縣云南驛鎮(zhèn)百長(zhǎng)村委會(huì)的三甲水庫(kù)總庫(kù)容為817.4萬(wàn)m3，水庫(kù)較小。該水庫(kù)年平均水位在2 015 m左右，取水量為2 500 t/d，計(jì)劃供水規(guī)模為5 000 m3/d，供水覆蓋范圍為云南驛鎮(zhèn)以及周邊村落，供水人口在70 000人左右。該水庫(kù)的地理位置如圖2所示。

圖2 三甲水庫(kù)地理位置

通過(guò)圖2可以看出，三甲水庫(kù)在地理位置上與賓川縣、彌渡縣相鄰，地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，地形錯(cuò)落有致，滇西四大平壩之一的云南驛壩即位于縣境中部。該區(qū)域的氣候條件適宜，四季不明顯，最高溫度在31.5 ℃左右，最低溫度在6 ℃左右。在全年溫度相差不大的環(huán)境下，降雨集中在6～10月，水資源較為匱乏。因此，三甲水庫(kù)的構(gòu)建勢(shì)在必行。在此條件下，本文選取溶解氧、COD、BOD5、NH4-N、Cu、Zn、Se、As、Hg、Cd、Pb、石油類(lèi)、揮發(fā)酚、Fe、Mn、Cr（NO3）3、KMnO4、總磷、氟化物、硫化物等20個(gè)水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)水庫(kù)水質(zhì)情況進(jìn)行分析，具體情況詳見(jiàn)表1。

如表1所示，按照I類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)探查水庫(kù)水質(zhì)情況，其中，溶解氧、COD、NH4-N、Pb、揮發(fā)酚、KMnO4、總磷、硫化物等污染物濃度均超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)濃度，所以，水庫(kù)水質(zhì)較差。

表1 水庫(kù)水質(zhì)情況表

2.2.分析結(jié)果

在上述條件下，使用本文設(shè)計(jì)的污水處理技術(shù)進(jìn)行水庫(kù)水質(zhì)處理，其結(jié)果詳見(jiàn)表2。

通過(guò)表2可以看出，祥云縣云南驛鎮(zhèn)百長(zhǎng)村委會(huì)的三甲水庫(kù)在應(yīng)用本文設(shè)計(jì)的技術(shù)后，在標(biāo)準(zhǔn)濃度一致的前提下，實(shí)際污染物的濃度均達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)濃度，由此可以證明本文設(shè)計(jì)的污水處理技術(shù)去除效果較佳。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們生活水平得到了大力提升。但城鄉(xiāng)的使用水量持續(xù)增加，導(dǎo)致生活污水的產(chǎn)生量也逐漸增加。以目前的情況來(lái)看，部分地區(qū)存在著各項(xiàng)污水處理設(shè)施不完善，污水處理效果不佳等問(wèn)題。基于此，本文研究了水庫(kù)飲用水水源地徑流區(qū)污水處理技術(shù)這一課題，并通過(guò)提取水質(zhì)特征、去除相關(guān)污染物、消毒處理水質(zhì)等方面，實(shí)現(xiàn)了污水的高效處理。同時(shí)，又以祥云縣云南驛鎮(zhèn)百長(zhǎng)村委會(huì)的三甲水庫(kù)為例，驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的污水處理技術(shù)效果更佳的結(jié)論，以期為減少水環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)水資源的有效回收與利用提供一定參考。