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【关键词】农村生活污水 污水收集 污水处理
1.生活污水的特征与及出水水质要求
生活污水主要来自于厨房、沐浴、洗涤和冲厕等,污水的数量、成分、污染物浓度和农村居民的生活习惯和生活水平密切相关。通常农村生活污水主要有如下特征:有机物含量较高,可生化性好,重金属物质含量低,水质水量变化大。
针对当地生活污水排放的特征,需要在保证出水水质满足国家排放标准的前提下,满足“经济、高效、简便易行”的原则,根据实际情况选取污水处理工艺。在我区工程建设中,工程区域内农村生活污水经污水收集管网收集后统一进入分散式污水处理站,各处理站处理后的尾水就近排入附近河道中,受纳水体为镇、村级河道。出水水质要求按照《上海市农村生活污水处理工程出水水质暂行规定》中的标准执行,对于水源保护区,处理尾水应当达到规定的一级标准;对于非水源保护区,处理尾水应当达到规定的二级标准。
2.农村污水收集方法
我国大部分农村缺乏完善的排水设施,因此需要结合当地地形条件、因地制宜的采用不同模式收集污水,主要有以下的方式:
2.1 住户分散收集模式
单户收集模式适用于住户居住分散,地势起伏的农村地区。划分不同区域,单户或邻近的几户铺设污水管网,将厨房和厕所污水经过管道排到自己建造的粪池后沼气池中。
2.2 镇村集中收集模式
这种模式的适用条件是地势平缓,居住集中的农村地区。镇村统一铺设污水管网,污水进行收集后,进入镇村污水处理站集中收集。
2.3市政统一收集模式
这种模式适用于镇村内有市政污水管道直接穿过,或是依靠重力流一次排入市政管网的农村地区。镇村统一铺设污水管网,污水收集后接入附近的市政管网,进入污水处理厂统一处理。
我区工程建设按照纳管优先原则,根据各镇、村地理位置,周围有或相距已建市政污水管网较近的市政污水管道的采取优先纳管,不能纳管根据污水水量和水质,选用先进、可靠、经济、有效的就地处理技术,达标排放。
3.农村污水处理技术
3.1技术选择原则
由于农村地区经济技术薄弱,缺少足够的资金和专业的技术管理人员,所以农村生活污水处理方式不能套用城镇污水处理方式,须结合农村实情和生活污水特点科学决策,在选择农村生活污水处理方式时,应当遵循以下原则。
3.1.1 因地制宜原则
农村生活污水处理不能拘泥于一种方式,需要结合镇村的人口、地形、气候、排放要求和经济水平等要素,通过分析选择简单、经济的处理技术。如在经济发达、用地不足的镇村可选择厌氧、好氧组合而成的一体化处理设施;在用地充裕、气候适宜的地区,可选择人工湿地的生态处理技术。
3.1.2 维护管理简便原则
在经济技术相对落后的农村地区,由于缺乏专业技术人员,往往发生生活污水处理设施建成投产后却无法实现科学维护和管理的现象。因而在农村适宜选择维护需求量少,日常操作简单,管理便捷的处理技术。
3.1.3 减低运营费用原则
由于我国农村的生活污水处理设施费用十分受限,缺少稳定的经费来源,城镇污水处理中最常采用的好氧处理技术运营费用高,限制了其在农村地区的推广应用。因此,在符合条件的区域,应当尽可能采用生态或厌氧和生态处理技术,实现污水处理耗能的最大效益。
3.2 污水处理技术方法
目前,我国生活污水处理技术可分为三类:生物处理技术、生态处理技术和物化处理技术。
3.2.1 生物处理技术
3.2.1.1 好氧生物处理技术
依据污泥的生长状态,好氧生物处理技术可分为活性污泥法和生物膜法两大类。其中活性污泥法的运营成本较高并存在污泥膨胀问题,不适合在农村地区使用,而生物膜法易于维护管理且没有污泥膨胀问题,在用地不足时可选择采用。
3.2.1.2厌氧生物处理技术
厌氧生物处理技术无需曝气充氧,产泥量小,是一种成本低,易管理的污水处理技术,满足了农村生活污水的技术要求
①污水净化沼气池。污水净化沼气池是由沼气池和厌氧生物滤池串联组成,可由几户合建或单建,这种污水净化沼气池的处理效果显著,具有布置灵活、出水水质稳定的优点。
②厌氧生物滤池。由于厌氧生物滤池的工程投资和运行成本低,且对维护人员要求低,目前已在农村广泛应用。
③复合厌氧处理技术。这是结合了厌氧活性法和厌氧生物膜法的处理技术,经由厌氧活性污泥和生物膜的共同作用,污水中污染物的除去效率大大提高,这种技术已成功应用于农村生活污水处理。
3.2.2 生态处理技术
①人工湿地。人工湿地处理系统来自于对自然湿地的模拟,通过利用自然生态系统中植物、基质和微生物的共同作用实现水的净化。人工湿地处理系统具有净化效果好、工艺设施简单、维护管理便捷、运营成本低的优势,适用于远离城市污水管网、缺乏资金和人才但土地资源丰富的农村地区。
②土地处理。土地处理技术是在人工调控下利用土壤、植物和微生物的协同作用下实现净化水和回收利用污水中营养物质的处理方法。由于地下渗滤系统布水设施隐藏于地下,无损地面景观,受天气影响小。缺点是负荷控制不当会造成堵塞;防渗不好就会污染地下水;此外若是设计进出水系统埋于地下,投资成本相对较高。
③稳定塘。稳定塘是经过人工适当休整后的污水池塘,它利用自然水体的的自净原理,使污水中的污染物进行多级转换、降解和去除。稳定塘的投资少、成本低,无需污泥处理,缺点是负荷低、占地大、受气候影响大、处理效果不稳定。
3.2.3 物化处理技术
污水物化的处理方法有:混凝、气浮、吸附、离子交换、电渗析、超滤等。其中混凝技术相对符合农村要求。它的优势是能够根据污水中污染物的性质,选择合适的絮凝剂确保污水中的污染物高速去除。但对有机物和氮的处理能力较弱且在运营过程中需要不断投放药剂,因而运营成本较高。
近年来,在配合我区社会主义新农村建设、村庄改造建设中,根据区内各镇选定工程区域实际先后采用了“(交大滤池+高负荷人工湿地)工艺”、“土壤渗滤污水处理系统工艺”等一体化污水处理装置等多项较成熟技术的农村生活污水处理工程。
4.结束语
随着环境污染的日益加剧,农村已成为我国环境整治的新阵地。农村的生活污水已成为破坏农村环境的主要污染源。我国十分重视农村生活污水收集和处理技术研究工作,不断开发了许多技术方法和工艺,并在实际工程中推广应用,为农村环境质量改善提供重要技术支持。做好农村污水污泥处理问题,防止产生第二次污染,需要在已有的工作基础上,根据各地自然环境、经济条件和技术条件,立足实际建立具有地域特点的完整技术体系。
参考文献
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[2]张增胜,杨耀芳,徐功娣.农村生活污水分手处理技术研究进展[J].污水防治技术.2008,21(6):65-67.
地埋式无动力农村生活污水处理工程是一项以农村能源技术为主的生态环境项目,旨在贯彻落实农村可再生能源建设的要求,以“生态家园富民计划”为抓手,以保护自然资源、改善农业生态环境等目标,结合“百千”工程,通过对农居、乡镇企业等所排生活污水的集中治理,使农村的面貌焕然一新,经济、能源、投资环境等方面的工作上一个新台阶,从而达到农村社会、经济、环境的可持续发展。近年来,通过新农村建设农村生活污水治理工作有了一定进展,但农村生活污水治理既是新农村建设中一个难题,也是农村环境治理的一个重点。本文分析了__*市农村生活污水治理现状,提出__*市农村生活污水治理对策。
一、__*市农村生活污水处理的现状
近年来,__*市通过生态市建设,工农业污染得到有效遏制,城市污水处理设施已逐步完善,生态环境有了明显改善。农村生活污水处理问题已提上议事日程,正逐步开展治理。20__年~20__年,全市在39个村或集镇进行了农村生活污水处理工程,推广无动力生活污水净化沼气池__30立方米,年污水处理能力到达139万吨,为全市的农村生活污水治理启了个好头。然而农村生活污水治理工作仍落后于生态市建设的要求,在一些地方的新农村建设中,农村生活污水处理仍未被纳入村庄整体规划,农村生活污水治理工作仍任重而道远。
1、污水设施改造标准过低,明污转为暗污。虽然在新农村建设中,新建了漂亮的公厕,部分农户家中也有了简易的污水处理设施,但由于目前全市农村及集镇大部分没有污水集中处理设施,改建后的设施真正达到无害化标准者甚少。所谓的“三格式”,实际为直排式。生活污水绝大部分不经任何处理,直接排入了河道或排出室外空地后任意渗入地下,少部分经化粪池简单处理后任意渗入地下,严重污染河水和井水,从明污转为暗污,致使一些河道和水塘成了天然的集污池。
2、少数铺设污水管道的集镇和农村,一般采用雨污合流的排水体制,污水由明渠或明沟形式任意排放,而且沟渠的排水断面普遍偏小,常被垃圾堵塞,街巷污水漫流,严重影响周围环境。随着__*市农村居住人口不断增加,生活污水产生量呈快速增长趋势,这已给__*市的地表水环境质量带来严重的危害。“70年代淘米洗菜,80年代洗衣灌溉,90年黑致癌,新千年代熏臭无奈!”这是老百姓对河道水塘水质变化的感官评价,也是河道水塘水质逐年恶化的见证。水体的污染,使富春江流域水环境的保护雪上加霜,并直接或间接地严重威胁着工农业生产和人们的生活与健康。
3、布局不够合理,水资源浪费严重。目前,在农村由于水资源相对丰富,节约用水的意识相对不强。而且农村生活污水的处理,注重形式、应付检查者居多,治标不治本。各集镇行政村缺乏系统整体的、科学合理的规划布局,设施不到位、资源浪费现象严重。冲洗厕所座便器的水都是自来水,然排出去的水却是污水。特别在一些地区,由于属于砂石土壤,极易污染地下水或下游的河道水。“世界上没有垃圾,它是放错地方的资源;世界上也没有污水,它是排错方向的财富”。生活污水原本就是最稳定的水资源和最好的有机肥源,当用水和需水量增加时,污水的产生量和可再利用量的潜力也更大。中国有句俗语“肥水不流外人田”。而今,却把这些供应最稳定的宝贵的“肥水”当作“废水”排向了河海,成了水污染的主要污染源之一。
二、__*市农村生活污水处理的对策建议
党的十七大提出了:“建设生态文明,基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。循环经济形成较大规模,可再生能源比重显著上升。主要污染物排放得到有效控制,生态环境质量明显改善。生态文明观念在全社会牢固树立。”这对农村环境提出了新的更高的要求。因此,我们要抓住建设新农村和构建和谐社会这个契机,全面落实科学发展观,广泛应用环保节能技术,农村生活污水不仅要减量化排放、无害化处理,更要资源化利用;不仅要节约处理成本,更要减轻农民负担,增加农民收入,从而把农村生活污水治理工作推上一个新台阶。为此对新时期农村污水治理工作,提出如下建议:
1、科学规划,因地制宜建设镇村污水处理设施
针对__*市地形多样,村庄数量多,规模小,分布散,经济状况各异等特点,__*市农村生活污水处理方案的规划,必须从实际出发,因地制宜。既要结合各农村特点,兼顾农村之间较大的差异性,又要考虑到城市与乡村发展的非均衡性与高度关联性,强调城乡发展的整体性、互补性和协同性,合理建设镇村污水处理设施。
首先应当确定其生活污水的处置方式采用分散型、集中型或是分散型与集中型的有机结合。若为集中型处理,则有必要建立完善的排水管道收集系统。对于少数城中村及城区周边镇村,距离市政污水管网较近的,即可纳入城市排水体系统一处理。即村庄内所有农户污水经污水管道集中收集后,统一接入邻近市政污水管网,利用城镇污水处理厂统一处理村庄污水,达到投资省、施工周期短、见效快、统一管理方便等效果。对于其他大多数中心镇和行政村,应从资源化利用角度出发,采用分散治理和集中治理相结合的方式,设计合理的处理方法,尽量减少基础投入和处理成本,有效提高污水资源利用率。如对布局分散、规模较小、地形条件复杂、污水不易集中收集的村庄,可采取分散处理模式,即将农户污水按照分区进行收集,以稍大的村庄或邻近村庄的联合为宜,每个区域污水单独处理,采用中小型污水处理设备或自然处理等形式处理村庄污水,以达到布局灵活、施工简单、管理方便、出水水质有保障等效果。而对村庄布局相对密集、规模较大、经济条件好、镇村企业或旅游业发达、处于水源保护区内的单村或联村可采取集中处理模式,即对所有农户产生的污水进行集中收集,统一建设处理设施,统一处理村庄全部污水。
2、就地处理,大力推广先进适用技术
秉着“投资节省、技术成熟、工艺简便、运行成本低、运行过程简便、便于维护保养、符合农村生产生活实际”的原则,__*市农村生活污水要以就地处理为重点,大力推广先进适用技术,降低处理成本,提高资源利用率。根据__*市农村经济发展状况和地形特点,参考省内外农村生活污水处理经验,生态净化沼气处理、地埋式无动力厌氧处理、厌氧与人工湿地联合处理、利用管道密封厌氧处理等技术模式较适合于__*市农村生活污水处理。其具有就地处理及排放,排污管网费用省,运行费用低(基本为零),不需专人管理, 不耗能,不占地,投资分散,资金易于筹集等特点。更重要的是,处理后出水能达到国家二级标准,可以回用。不仅节约水资源,还大大地改善居住环境卫生,提高人们的健康水平。上述技术在我市洞桥、新登等地有了成功的实践。
3、引污入地,大力发展有机农业
处理后的生活污水(沼液)是农产品安全生产的首选有机肥料。其一部分可就地直接回用,作为肥料用于园内绿地,既解决了绿化灌溉必需的水、肥问题,还可杀灭一些危害植物的害虫。其余的可作为生产无公害、有机农产品的优质液态复合肥的主要原料。在农作物需肥水季节,可将生活污水生物消化转化的废液,用地埋管送到农田、果园、蔬菜大棚等处,通过地下渗灌等方式,为农作物提供氮、磷、钾和有机营养物质。在农作物不需肥水季节,将污水厌氧消化废液用一体化污水处理设施进行生物处理和深度净化,达到国家规定排放标准,进入农田各种支渠,渗入地下,涵养农田水分,或进入生态湿地、人工湖等贮存,供干旱时使用。这样,水资源得到科学合理的充分利用,有效保护农村美丽的家园不受污染。同时也科学合理提高污水有机肥料资源的利用率,减少养分资源的浪费,既解决了农村生活污水处理,还可以降低化肥的使用,节约农业生产成本,增加农民收入,促进农业的可持续发展。
关键词:农村 环境污染 环境保护
中图分类号:X592 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)008―128-02
随着我国社会经济的发展,在城市环境逐步改善时,农村污染问题却越来越突出。在在工业化城镇,农村环境质量下降与经济社会发展已形成了强烈的反差。农村环境污染问题对农村社会发展和农民福利改善的阻碍也将日趋明显,解决农村目益突出的环境问题已迫在眉睫。
1 农村环境保护涵义
农村环境是指以农村居民为中心的乡村区域范围内,各种天然的和人工改造的自然因素的总体0。它包括该区域内的土地、大气、水、植物、交通、设施等。农村环境保护是指对农业或农村环境资源的保护与管理活动。农村环境是农业环境的中心,也是保护农村经济和社会持续、协调发展的需要,对于提高农村环境质量水平,促进农村经济、社会和环境可持续发展均具有重要意义。
2 农村环境污染现状
目前在农村中,农药、化肥使用造成水质变坏、土壤污染、大气不同程度的污染,严重影响了农业产品的质量,危害农业生产,严重影响居民健康。主要表现在以下方面:
(1)农产品化肥、农药的污染。化肥、农药使农村环境,如耕地和地下水等受到污染,严重制约了农产品质量提高。我国化肥、农药的使用量排世界第一。化肥使用量按播种面积算,达40t/km2,远远超过发达国家的25t/km2的上限。此外,由于化肥流失率比较高的原因,不仅使农田土壤污染,还对加重了水体的有机污染。
(2)农村生活污水污染严重。农村的生活污水大多不经任何有效的处理,直接排放到农村的河流与地面上,最终对饮用水以及地下水源造成污染。我国的污染灌溉面积由1980年的5100km2增至2005年的45000km2,约占全国总灌溉面积的11%。农村每年产生的约为130亿吨的农村生活垃圾几乎全部在露天中存放,这直接导致农村周围的环境质量污染下降。
(3)养殖污染严重。农村畜、禽等的养殖基本上为无序分散,大量污染物未处理直接排放到环境当中,造成当地地下水环境污染,成为农村环境污染新的污染源,对居民健康造成了极大的威胁。
(4)乡镇企业布局不是很合理。工业废气、废液、废渣的污染非常严重。目前,农村工业化已成为现实趋势,工业污染物导致环境破坏,这直接导致污染治理难度的加大,破坏了农村的自然环境。乡镇企业的废水和固体废物等主要污染物排放量呈逐年增加的趋势,总量已经占到了污染总量的64%以上,再加上布局的不规范,也导致工业废弃物的处理程度明显比其他污染物处理程度要低很多。
3 农村环境污染防治中存在的主要问题
3.1资金不足制约着污染的治理
由于资金投入严重不足,导致农业生产资料的产品结构不能适应发展现代生态农业的需要。城市环境污染向农村扩散,而农村从财政渠道却得不到污染治理和环境管理能力的资金,也难申请到专项治理排污经费。
3.2打破了传统农业的布局
在农村,以前发展养殖业一般以户为单位,养殖规模不大,能够将种植与养殖联系起来,将养殖中产生的粪便可以作为绿色肥料,能够被植物吸收,减少了污染。随着养殖业规模的扩大,农村养殖业发展壮大,规模化养殖已成为一种趋势,动物的粪便不能与种植业很好的联系起来,处理不当,这直接导致了环境污染。有的地区进行水产养殖,由于向池塘中投放鱼饵饲料、肥料等,这也在一定程度上导致了水环境的污染。
3.3对环境保护的意识不够强
没有加强环保意识,使在农业生产过程中,只关注农产品质量,而对农药化肥使用对土壤环境的严重污染却没有注意。。目前,农民对合理用药与施肥的认知不够,测土配法施肥不合理,只单纯地加大剂量盲目施肥,滥施农药,结果造成化肥农药利用率不高,还污染了环境。
3.4没有一个完善的监管体系,管理人员素质不高
目前,环保部门缺乏一个完善的监管体系,没有对工作管理人员进行正规的培训,导致管理人员的素质不高,而且也缺少对农产品的标准化生产操作规程的制定与质量检测。
4 农村环境污染治理对策与措施
4.1加强宣传,提高人们的思想认识
把广大农民群众发动起来是农村环境污染防治的关键,让他们积极地去保护与关注周围的生态环境,真正掌握科学的污染防治技术。让村民利用各种媒体,通过各种有效方式,开展贴近实际、贴近生活、贴近群众的环保宣传和科普教育,宣传环境保护的意识,以不断提高人们的思想认识。
4.2加强领导,划定责任区域
把农村环境污染防治作为社会主义新农村建设工作的重要组成部分,进一步明确各单位的职责。环境保护部门切实加强对农村环境污染防治工作的统一监督管理,研发农村生活污水生态化处理的技术研究,抓紧研究制订农村环境污染防治的规划;农经部门对养殖业、种植业等污染防治工作和水产养殖业污染防治工作负责,努力加快农业废弃物的资源化利用步伐;建设部门加大农村村镇环境基础设施建设力度,切实抓好农村生活垃圾收集处置系统的长效管理,完善投入运行机制:水利部门要加强对河道的整治工作,开展生态河道建设;镇乡、街道作为辖区范围内的全面管理者,也应切实加强镇乡、街道的环境保护队伍建设,落实专门机构和专门人员,建立完善的镇乡、街道环境管理的体制,可以考虑把农村环境污染防治工作作为乡镇长环境保护目标责任制考核的重要内容,真正做到责任、措施、投入“三到位”。
4.3完善环境立法,加强对环境的监管
农业农村的污染防治必须要做到有法可依、依法治理。完善环境保护的法律法规,加速对农业环保的环境立法。作为政府部门要及时出台相关政策与措施,如农村污染物处理办法、化肥使用管理规定等措施,能够对农村污染的防治与治理起到一定的作用。增强农村环境污染防治措施的可操作性;重视加强与完善农村土地承包的使用规定的相关条款,做好土地的使用权管理,注重加快发展发展现代生态农业与污染治理相结合0。对农村的养殖业与养殖农户制定相关的措施,如建立许可证制度,不定期对养殖业进行环境影响评价,对不遵守或不达标的用户,村集体有权对其暂停养殖的处罚,令其整改,以实现环境污染物排放的达标。要对农村养殖户进行规范统一管理,对环境违法事件进行查处。
4.4开展农村环境综合整治工作
要及时开展农村环境综合整治工作,加强对环境的管理与监督,坚决杜绝违反相关规定,严重污染农村环境的行为。本着企业出资、群众出力、政府出台有关政策的原则,政府及有关
部门加强协调和落实。一是要加强畜禽养殖污染治理,将养殖总量限制在一定的范围内,削减限养区内畜禽数量,全面完成规模化养殖场(户)的治理任务:努力加快推进生态养殖小区建设,大力推广生态养殖技术、“一场一厂”畜禽粪便资源化处理模式和“猪一沼一作物”等能源生态农业模式。二是加强水产养殖污染防治,积极推行生态型、健康型水产养殖模式,建设一批绿色水产品基地;全面禁用高毒高残留农药,建设一批化肥农药减量增效控污示范区。三是因地制宜推进农村生活污水处理,加快农村改水改厕进程,实施好百万农户生活污水净化沼气工程和农村生活污水生态化处理试点。四是完善农村生活垃圾收集处理系统,出台农村卫生保洁收费制度;五是全面完成“万里清水河道工程”,坚持生态治水理念,开展河道整治及生态河道建设,定期对河道清淤、清障和清除水面漂浮物,并通过道路硬化、沟渠硬化、块石护岸、生物护岸来控制水土流失,美化环境。积极创建生态村镇,努力提高农村生态建设和环境保护的整体水平,共同来搞好农村环境综合整治工作。
4.5大力发展绿色农业
控制农业面源污染必须发展绿色农业,发展绿色农业必须依靠科技进步。充分发挥科技、农业、环保等部门的技术优势,联合和依托高等院校、科研院所,积极开展绿色农业研究与建设。近期以发展绿色农业为目标,建立无公害农产品基地为基础,着重加快无公害产品(绿色食品和有机食品)建设步伐。一是制定并严格执行各类无公害农产品包括基地、生产、流通、储运加工过程中的环境标准和技术、质量要求,加快无公害农产品标准的贯彻实施。二是加强无公害农产品的技术指导,按标准建立无公害产品基地,增施有机肥料,减少化肥用量,采用生物农药和生物技术综合保防治病虫害,严禁高毒高残留农药使用,减少农药使用量。三是按照一定程序对有一定规模的生产者进行资格认定,对符合要求者发给证书和标志,准予生产和经营。四是畅通绿色市场通道,加强市场监管,一方面确保无公害农产品的市场渠道,设立专柜和专业市场,让无公害产品真正体现其市场价值,鼓励和引导农民的无公害种养积极性;另一方面加强市场监督管理和产品质量检测,为市场提供“放心菜”、“放心肉”、“放心粮”,满足社会对农产品安全质量的要求,提高无公害农产品的市场占有率和经济效益。
关键词:生活污水处理;实用技术;措施
近年来,随着我国经济的飞速发展,日趋严重的水污染问题已经成为人类健康、社会经济可持续发展的重大障碍,水污染治理已到了亟待解决的程度。要解决水污染,必须认真解决好城镇生活污水的治理问题。笔者根据多年的水处理工作经验,认为处理生活污水比较实用的技术和措施主要有以下几种:
1、活性污泥处理技术
活性污泥法是一种生物处理流程,它靠氧化和分解有机物初步净化污水,然后依靠其强大的凝聚力和沉降性能快速彻底地使活性污泥从混合液中分离出来,从而得到澄清的出水。该法应用极为广泛,不仅处理能力高而且出水水质好。但是这种污水处理法往往因为能耗大,管理复杂以及基建和运行费用高,而且设备不能满足高效低耗的要求,在处理过程中容易出现污泥膨胀的现象,所以在满足环境效益和社会效益的需要方面有所欠缺,因此在建设过程中和实际运行中都受到某种程度的限制。
2、生物接触氧化技术
生物接触氧化,是一种介于活性污泥法和生物膜法的污水生物处理技术,兼备两者的优点。其主要构筑物为生物接触氧化池,池内充填填料。已经充氧的污水以一定的流速流经被其浸没的填料,在填料上形成生物膜。污水与生物膜广泛接触,在生物膜上微生物的作用下,有机污染物得到去除,污水得到净化。由于池内具备适于微生物栖息增殖的良好环境条件,因此,生物膜上生物相丰富、食物链长、微生物浓度高、活性强,不产生污泥膨胀,污泥生成量少,且易于沉淀。生物接触氧化法具有多种净化功能,除有效地去除有机物外,如运行得当,还能够脱氧和除磷。生物接触氧化法的关键部位是填料。传统的蜂窝状塑料管较易堵塞,现在常采用吊挂式软性填料和悬浮或半悬浮球形填料,能有效地防止堵塞,且面积较大,处理效果好。
3、“复合水解-生物滤池”处理技术
该工艺由清华大学提出,其基建投资省,运行成本较低,出水水质可满足排放要求,尤其适合于目前国情的小城镇污水处理。本处理技术适用于小城镇的废水处理并具有以下特点:建设费用和运行费用低,易于管理,维护简便,与小城镇社会经济发展水平相适应;处理技术与工艺能综合吸收最新技术,体现高科技的成果,同时保持低费用、有效、经济适用;符合《城市污水处理及污染防治技术政策》,处理后出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的标准,并可根据实际情况进行工艺调整,进行污水回用。该技术与其他工艺相比较,其基建投资、运行费用都相对较低,适用于我国现阶段部分地区的中小城镇,对于采用BOT模式建设的污水处理厂尤为适宜。
4、好氧生物处理系统
好氧生物处理系统是新农村污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理工艺众多,各有优缺点,选择时要根据实际情况仔细论证和比选,注重经济适用。生物处理法就是通过风机等设备给污水输氧,培养生物菌种和微生物,通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质,少部分合成为细胞物质,促使微生物增长,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以净化排放。如SBR法,集曝气、沉淀、排水功能于一体,不断地转换,省去了传统的污泥回流设备,大大降低了建设费用;A20法具有脱氮、除磷功能,还有如生物转盘处理工艺、膜生物反应器处理工艺等。生物处理法和自然处理系统比较,占地面积小,抗气候等外界影响的能力强,建设的地点选择范围大,处理稳定,处理效率高。
5、生物膜技术
在污水生物处理中,生物膜技术一直占据主导地位。生物膜技术主要是通过污水接触生物膜后,微生物在介质表面附着形成生物膜,有机污染物被微生物溶解并吸附转化,污水得到净化,所需氧化一般直接来自大气。该技术具有效果好、资金少、费用低等特点,其主要是采取微生物菌种的培养,制成有效的制剂,将这种制剂投入到污水中就会出现生物膜,以对水质实施净化处理。目前生物膜法因其具有耐冲击负荷性能好,在污水处理中具有强的竞争力,而且这种处理法的产泥量低因而占地面积也不大,便于运行管理,污水处理效率高等,这些优点使得它被越来越广泛的应用。
6、接触氧化技术
接触氧化技术是城市生活污水预处理方法之中极具发展潜力的方法之一,而且目前这种方法已经得到了很广泛的应用,尤其是在水的深度处理方面具有极好的应用前景,另外对难生物降解的有机废水的处理也有一定的优势。目前常用的氧化法主要有催化氧化法、化学氧化法、湿式氧化法、光催化氧化法等。采用多点进水创造厌氧好氧环境,同时补充碳源,可有效提高对氮素、磷素的去除效果;间歇性曝气营造缺氧环境,同时降低能耗,可有效降低运行曝气所需动力的费用。
7、人工湿地处理系统
有条件的村庄,应充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地和沼泽地等,建设人工湿地处理系统。污水湿地处理系统分自然和人工湿地处理系统,自然湿地就是自然的沼泽地,人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理,使污水处理达到工程化、实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、生长有象芦苇、香蒲等沼泽生植物的土地上,利用植物根系的吸收和微生物的作用,并经过多层过滤,来达到降解污染、净化水质的目的,它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系,以及介质所具有的物理、化学特性,将污水净化的天然与人工处理相结合的复合工艺。湿地处理系统工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低、对进水负荷的适应性强,能耐受冲击负荷,净化出水水质良好、稳定。
8、稳定塘技术
采用塘内种植植物的方式,可有效减少臭味对周边环境的影响。提高污染物去除效果的措施有一下两种:第一种,化粪池+植物自然塘,其工艺特点:清洁,无恶臭,不滋生蚊蝇;可利用废弃的沟洼池塘、河道,选址简单;无运行动力费用,维护简单,维护费用低;第二种,化粪池+曝气氧化糖,其工艺特点:便于因地制宜,基建投资少;运行维护方便,动力能耗较低;与一般稳定塘相比体积小,占地省,HRT短;无臭味,耐冲击负荷较强。
随着人们生活水平的提高,对出水水质的要求也有了提高,单一工艺难以满足需要,组合式污水处理技术得以发展。从降低能耗、回收生物能方面来看,厌氧生物处理有着广阔的前景。污水中的有机物质,其本身都具有一定的潜在能量。厌氧处理时,一方面,勿需嚗气充氧,可降低能耗;另一方面,其生成物为沼气,可回收利用,供住户采暖和供热,形成一个生态平衡系统,是比较理想的发展方向。■
参考文献
[1]何新生;耿颖;徐洪斌;孙震宇;我国农村生活污水处理技术评析[J];广东农业科学;2010年10期
[2]胡恒祥;吕伟娅;梁磊;王晓玲;农村地区生活污水处理技术研究[J];安徽农业科学;2010年31期
深圳属资源型缺水城市,供水主要依靠境外东江调水,而前海合作区位于供水网络的最远端,供水成本较高,供水安全性较难保障。并且,随着东江流域社会经济发展相应的水资源需求的不断提高,深圳市东江取水的量与质均会受到进一步的影响。“开源”已成为满足前海合作区日益增长的用水需求的必要手段。为经济建设提供稳定的供水,为经济快速、持续、健康发展保证供水安全,非传统水资源的开发利用将成为解决近期前海供需水缺口的重要途径。
一、国外中水回用的情况
1.新加坡
新加坡天然水资源缺乏,约一半的用水依赖进口(主要由马来西亚的Johor河川配水至新加坡)。目前,除积极评估开发海水淡化为另一供水来源外,已实际将生活污水净化处理后产生的再生水,作为工业及民生的另一用水来源。
目前在新加坡,再生水采用微滤( Microfiltration)+反渗透(Reverse Osmosis)+紫外线杀菌(UV Disinfection)处理达到饮用水标准,其主要用途,一是直接提供工业用水,另一则为补注水库与雨水混合。再生水并不直接入户,而是作为水库水经过沉淀过滤等饮用水的处理流程,再配送供民生用水。这样既保障了再生水作为新水源使水资源充分得到利用,而又因为实际上经过两次高水平的处理流程,避免了使再生水对于用户产生安全隐患,并且弥补了在RO工艺中去除的微量矿物,有益于健康和饮水口味,更可以得到民众的接受和认可。
2.以色列
以色列以色列地处干旱和半干旱地区,面积约2万平方公里,人口约420万,水资源总量21.5亿立方米,人均年水资源占有量仅为476m3,严重缺水。以色列再生水利用最突出的特点是它已经把再生水作为国家水量平衡的重要组成部分。以色列把回用所有污水列为一项国家政策,100%的生活污水和 72%的市政污水已经回用。以色列十分重视水资源的合理利用,并根据地区条件和社会经济结构采取不同的水回用原则。在农业灌溉用水方面,由于水质要求较低,故污水处理的出水优先回用于农业灌溉,42%的再生水直接回用于灌溉,30%回灌地下和排入河道供间接回用,其余的用于工业和城市杂用。回灌地下的再抽出至管网系统,输送到南部地区,最南部地区甚至将它作为饮用水源。
对农作物、蔬菜、果树的灌溉水质制定了较严格的水质标准并进行卫生监测。 由于大范围的污水回用,对于包括回用水技术在内的节水技术、回用水水质以及污水回用产生的生态和流行病学问题,在以色列受到极大的重视。
3.美国
美国的城市污水处理等级基本上都在二级以上,处理率达到100%。美国的城市污水再生利用范围涉及农业、工业、地下水回灌和景观娱乐等方面,其比例大致为62% 用于各种灌溉和景观,31.5%用于工业,5%用于地下水回灌,1.5%用于娱乐、渔业等。美国再生水利用模式的突出特点是集中处理回用,很少直接用于城市生活杂用。再生水利用工程主要分布于水资源短缺、地下水严重超采的西南部和中南部的加利福尼亚、亚利桑那、得克萨斯和佛罗里达等州。各州的再生水标准不一,并且针对不同的回用对象所制定的标准也不一样,但标准都很严格。美国城市污水回用所占比重不高,范围不广,推行比较慎重,对水质控制较严格。
1998 年美国国家研究理事会(USA National Research Council)认为,有计划的非直接饮用淡水资源的再利用对再生水资源来说是可行的,但必须经过认真、 彻底、详细的工程评估,包括污染物监测、健康安全检验、系统可靠性评价等。只有当其他措施包括其他淡水水源、非饮用水再利用等在评价后由于技术或经济上不可行的时候,非直接饮用水的再利用才可以成为最后的选择手段。
可见,新加坡、以色列、美国等回用水技术发达的国家对于回用水直接用于城市杂用都十分慎重,除非利用其他水源均不可行,回用水一般不用于可能与人有直接接触的场所。
二、中水利用系统分类
目前,城市污水再生利用系统主要有在种类型:建筑中水系统、集中型系统、小区型系统。
1.建筑中水系统
在一栋或几栋建筑物内建立的中水系统。建筑中水系统一般设在建筑物内部,中水原水为污染程度较低的冷却水、游泳池排水、沐浴水、盥洗水、洗衣排水等优质杂排水。这样就需要建筑物内安装两套排水系统。
建筑中水系统投资和运行费用都较高,但建成后能持久应用的为数不多,北京市运转较好的只占30%。深圳市早在1992年底分布实施了《深圳经济特区建筑中水设施建设管理暂行办法》,但目前仅有中银大厦的建筑中水设施尚在运行中,日处理规模为480m3/d。
原因主要有以下几方面:
(1)作为中水水源的洗涤污水与冲厕、绿化等杂用水水量难以平衡,有时原水不够,须向中水贮水池补充大量自来水,管理复杂,使用不便;反之,处理后的中水过剩,白白排放,造成浪费。
(2)往往运行不正常,水质水量不稳定,用户难以放心使用。中水处理设备工艺及管理水平不高,水质水量不稳定,常常停产,用户往往在建了中水系统后,还要保留原自来水系统。
(3)一般在经济上并不合算。各自独立建设的中水处理系统规模太小,而建筑中水的投资和成本与水量关系很大,规模越小,费用越高。对每个宾馆和公共建筑都单独设中水处理设施,不仅造价高,单位水处理成本高,其运行管理也将是个大问题。并且,建筑内需设立两套排水系统,以便于单独收集优质杂排水作为中水水源,又增加了造价。
由此可见,建筑中水的模式并不适用于深圳的使用环境,故此模式不在本研究的考虑范围之内。
2.集中型系统
集中型系统以市政污水处理厂的二级出水作为原水,经过中水处理厂处理,通过在市政道路下的中水管道进入用户。
当对城市污水采取分区集中回供时,与开发其它水资源相比,在经济上是有优势的。
(1)比远距离引水便宜。将城市污水处理到可以回用作杂用水的程度,其基建投资只相当于从 30km 外引水;若处理到可回用作较高要求的工艺用水,其投资相当于从40~60km 外引水。而前海合作区位于深圳市西部,处于东江引水的最远端,以本地区的污水处理厂二级出水作为杂用水源水明显更为经济合理。
(2)中水回用距离近。前海合作区的范围内的南山污水处理厂的深度处理设施已经开始施工,设计每天的处理能力有5万m3,其工业用户尚未确定,工业用户管道也未设计施工,除去河道景观补水的用量,完全可以满足片区内的冲厕需要。而南山污水厂距离片区内的最远点也仅为4km,回用距离小,结合合作区内的道路建设布置回用水管网,可以节省投资,十分经济。
(3)比海水淡化经济。 城市污水中所含的杂质少于0.1 %,而且可用深度处理方法加以去除;而海水则含有3.5 %的溶解盐和大量有机物,其杂质含量为污水二级处理出水的35倍以上。因此无论基建费或单位成本,海水淡化都超过污水回用。
(4)污水回用既节约了水资源也消除了环境污染,其经济效益是双重的。
3.小区型系统
小区主要指居住小区,也包括院校、机关大院等集中建筑区。
介于建筑中水系统和集中型系统之前的一种中水利用系统。当小区的污水量达到一定的规模,并且小区与中水厂距离远,采用市政中水管集中供水不经济时,可考虑此种系统。
三、中水回用目标
不同类型的建筑,通常对水的使用目的有所不同,因此,利用中水冲厕的回用水管道,在规划设计时应有所侧重。下表对住宅、宾馆饭店、办公教学楼、公共浴室、餐饮业的建筑的分项给水情况做了粗略统计(《建筑中水设计规范(GB50336-2002)》,P6)。
各类建筑物分项给水百分率(%)
注:沐浴包括盆浴和淋浴。
由上表分析,冲厕水用水量比例最高的建筑为办公楼、教学楼一类的公共建筑,达到总用水量的60%以上,而对于居住住宅,冲厕水量仅占其生活用水量的20%左右。并且相对于在公共建筑中厕所分布较集中的情况,住宅小区里需要敷设的中水管道要明显复杂,管线长度也要更长些。可见,公共建筑采用中水冲厕的经济性要高于住宅小区内的中水冲厕。
另外,考虑到住宅小区内存在二次装修、业主私自改造回用水管等情况,可能会造成用户误饮误用,建议普通小区内不引入回用水管道,仅在物业管理水平较高的办公楼、商场、教学楼、政府部门等建筑内采用中水冲厕。
四、水质
采用南山污水处理厂的深度处理出水作为冲厕水,其水质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质(G18920-2002)》中对冲厕水的要求,具体数据见下表。
南山污水厂中水、景观环境用水、冲厕水水质对比
由于回用水中仍含有一定量的BOD、COD、氮磷等营养物质,其停留时间不宜超过5天,在水温超过25℃时,静止停留时间不宜超过3天,当中水静置时间过长,水箱中的水就会滋生细菌水质变得黑臭。这就使厕所长时间无人使用时(如房屋空置或假期),要求房主把水箱中的水放空,否则会产生令人不快的异味,并且会使空气中微生物数量增加,对人体产生不良影响。
五、用水安全
水是生命之源,人们每天的生产生活都离不开水。水质的安全性关系到社会发展的稳定,然而由于水质受到污染而引发的水传染疾病时有发生。如2003年的SARS,经世界卫生组织调查,香港疫情最为严重的淘大花园,便是由于污水管道分离器和接头出现了问题,使带有非典病毒的污水水滴通过排水管道系统中强大的向上垂直气流进入住户房间,最终导致300多住户集体感染非典。还有令人闻之胆寒的超级细菌,英国科学家在今年4月7日公布的一份研究报告中称,他们在新德里市的饮用水中发现了多种超级细菌,由于携带了一种特殊的基因,这些细菌能抵御几乎所有的已知抗生素。居民用水的安全问题已经不容忽视。
由水引发的传染性疾病是在三种情况下造成的,一是人们的饮用水被细菌、病毒等病原体污染,在人们吃水用水时把病原体传染给人,发生疾病,并可以沿着用水范围出现流行,比如霍乱、伤寒;二是水中带有特殊的病原体,人在下水时,病原体从皮肤侵入人体,引起疾病,比如血吸虫病、钩端螺旋体病;三是在外环境水域中是有细菌生长的,污染的空调冷却水,形成空调器水雾被人吸入致病,比如军团菌病。
由于再生水中还存在一定的病原微生物和化学物质,在回用的过程中通过空气传播、直接接触、误饮误用等方式使人体健康存在安全隐患,具体影响途径分析见表。
再生水回用对人体健康和生态系统的影响途径分析
再生水对人体的健康存在诸多安全隐患,在使用时必须从源头到用户严格控制其水质,确保其水质达标,一旦发现水质存在问题,应立即停止使用换用备用水源,以免造成不良的后果。
六、建议
考虑到中水入户的安全性及经济性,建议本次规划的中水冲厕用户为具有良好物业管理水平的公共建筑,如办公楼、购物中心、教学楼、政府部门等。中水采用南山污水处理厂深度处理的出水,中水管道结合道路的建设在共同沟中统一布管。公共建筑中的中水管道要与建筑同时设计、同时施工、同时使用。具体实施过程中还应从以下几个方面进行完善。
1.加强安全管理。
回用水中水管道上不得装设取水龙头。当装有取水接口时,必须采取严格的防止误饮、误用的措施,如警示标牌等。中水管道、水箱等设备外部应涂天酞蓝色(PB09),并于显著位置标注“杂用水”字样。绿化、浇洒、汽车冲洗宜采用有防护功能的壁式或地下式给水栓。
2.建立完善的价格机制,利用价格优势对再生水利用起到推动作用。
深入贯彻《深圳市人民政府关于加强雨水和再生水资源开发利用工作的意见》,制定合理的,具有引导作用的中水价格。“收取的雨水和再生水费应略低于同期的原水费,不得利用收取雨水和再生水费代收任何其他费用。用户使用城市雨水和再生水系统的,免收污水处理费、水资源费,3年内的水费予以减半收取;用户从已有用水设施改用雨水和再生水的,可按改造后的雨水和再生水资源利用规模给予一定奖励。缴纳的市政雨水和再生水费统一交市财政部门,经市水务部门核实成本后拨付给雨水和再生水运营机构。运营初期,收取的雨水和再生水费不足以弥补雨水和再生水运营成本时,由财政予以补贴,以确保雨水和再生水价格优势,鼓励用户使用再生水替代自来水。”
3.加大投资力度,加快再生水管网设施建设,优化再生水管网布置。
结合环状水廊道的景观补水管线,尽量使再生水管线覆盖整个前海合作区,与新建道路统一设计统一施工,减少建设投资费用。充分利用共同沟,使管线的使用和维护更加方便,避免错接。
4.严格控制中水水质
除严格按照《城市污水再生利用城市杂用水水质(G18920-2002)》中对冲厕水的要求进行水质检测外,还要在条件允许的情况下,严格控制以下几项指标:严格控制生物学综合指标(主要是用来评价和控制再生水中的病原微生物),预防流行性传染病的大范围爆发;严格控制综合生物毒性指标(主要是用来评价和控制再生水中的化学污染物),防止污染物直接或间接威胁人体健康,危害生态系统;严格控制特异性指标(主要是用来评价除毒性效应外的其他生物效应、生物累积效应、化学物质的内分泌干扰性等);严格控制挥发性有机化合物,再生水中的VOCs挥发后可能通过各种途径对人体健康造成威胁。
5.建议加强再生水全过程跟踪管理
确定再生水专门管理部门,将出厂水质、管网布置、使用监管等统一协调管理,明确不同部门之间的责任,加强部门之间的协调与沟通。特别要加强对再生水全过程的监督管理。对再生水出厂后到达使用终端的水质全过程监管,避免再生水达不到使用标准而造成的一些负面影响。