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關(guān)于生態(tài)技術(shù)處理村鎮(zhèn)污水的研究與應(yīng)用
關(guān)鍵詞:村鎮(zhèn)生活污水 污水處理 生態(tài)技術(shù) 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(yīng)該注意的問(wèn)題。
加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)是建設(shè)生態(tài)文明的必然要求。隨著我國(guó)市、縣級(jí)生活污水處理廠紛紛建成投產(chǎn),村鎮(zhèn)生活污水如何得到切實(shí)可行的處理將成為推動(dòng)農(nóng)村環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。村鎮(zhèn)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后,污水往往未經(jīng)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(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)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(kù)富營(yíng)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(duì)保護(hù)有限的淡水資源,改善農(nóng)村地區(qū)環(huán)境質(zhì)量,解決農(nóng)村地區(qū)的飲用水安全問(wèn)題有著重要的意義。
1 適合南方地區(qū)特點(diǎn)的村鎮(zhèn)污水處理工藝
村鎮(zhèn)污水處理應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況確定切實(shí)可行的處理工藝,普遍應(yīng)用于市縣污水處理廠的管網(wǎng)收集廢水,進(jìn)入傳統(tǒng)污水處理廠處理達(dá)標(biāo)排放的思路,因?yàn)榇嬖谥ㄙM(fèi)用高、能耗大、剩余污泥量大、運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題,在絕大多數(shù)的村鎮(zhèn)很難得到廣泛的應(yīng)用。村鎮(zhèn)污水的處理應(yīng)遵循“三低一少”的思路,即投資低、運(yùn)行費(fèi)用低、操作管理要求低,產(chǎn)泥量少的污水處理技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)考慮。同時(shí)要結(jié)合南方地區(qū)的具體情況,選擇適合廣大農(nóng)村地區(qū)的工藝因地制宜地進(jìn)行。我國(guó)南方省份的特點(diǎn)是降雨量大,水系發(fā)達(dá),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(shù)的廣泛推廣應(yīng)用提供了極為有利的條件。污水的生態(tài)處理技術(shù)是指運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理,采用工程學(xué)手段對(duì)污水進(jìn)行治理的方法。該技術(shù)在國(guó)外已得到相當(dāng)規(guī)模的應(yīng)用,我國(guó)的環(huán)境研究單位也多采用此技術(shù)處理村鎮(zhèn)污水。但是如何通過(guò)不同的污水處理單元的優(yōu)化配置,把微生物、水生植物進(jìn)行有序的組合,構(gòu)建一個(gè)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(dá)到我國(guó)對(duì)生活污水脫氮除磷的要求,卻是該技術(shù)面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。
比較廣泛應(yīng)用的人工濕地處理技術(shù)和穩(wěn)定塘處理技術(shù),均存在著一些技術(shù)缺陷,如濕地在連續(xù)運(yùn)行數(shù)年之后,易產(chǎn)生淤積、阻塞現(xiàn)象,使水力傳導(dǎo)性、濕地處理效果和運(yùn)行壽命降低。穩(wěn)定塘雖然構(gòu)造簡(jiǎn)單,維護(hù)管理容易,但是作為主處理單元,很難達(dá)到國(guó)家要求的標(biāo)準(zhǔn)。因此,結(jié)合我國(guó)南方區(qū)域的特點(diǎn),推薦采用一種新型的村鎮(zhèn)污水處理模式,即利用農(nóng)村閑置的魚塘對(duì)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(shè)施由污水沉淀—調(diào)節(jié)塘—推流復(fù)合式接觸氧化池—二級(jí)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(duì)原有農(nóng)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(chǔ)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(lè)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(jiǎn)介
該工藝是采用接觸氧化與植物凈化為核心技術(shù)的生態(tài)凈化工藝。村鎮(zhèn)生活污水可利用當(dāng)?shù)氐呐潘疁辖?jīng)格柵進(jìn)入污水沉淀塘,污水沉淀塘可利用當(dāng)?shù)佤~塘改造。污水在沉淀塘中沉淀,去除部分懸浮物,經(jīng)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(jìn)行生化反應(yīng),去除有機(jī)物并硝化除氨氮,然后流入植物凈化系統(tǒng)。污水經(jīng)前面工藝處理后, NH3-N、SS、COD基本都能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),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(dá)標(biāo)排放。
2·2 主要構(gòu)筑物功能與污水凈化機(jī)理
2·2·1 污水調(diào)節(jié)沉淀塘
針對(duì)整個(gè)鎮(zhèn)區(qū)的污水,根據(jù)農(nóng)村生活污水的特點(diǎn)和排放,對(duì)SS等進(jìn)行初步的沉淀,均勻水質(zhì),均化水量,同時(shí)起到對(duì)污水中的泥沙等物質(zhì)的沉淀作用。
2·2·2 折流式生物接觸氧化池
為方便構(gòu)筑物的布置采用折流式,構(gòu)筑物的水的流態(tài)采用推流式,池底設(shè)微空曝氣軟管,容積負(fù)荷為0·76kgCOD/m3·d,水力停留時(shí)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(fù)荷的水質(zhì)條件。
2·2·3 水生植物凈化塘
該塘分兩級(jí),一級(jí)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(jìn)入環(huán)保填料載體浮島濕地濾床區(qū),經(jīng)過(guò)填料載體中的挺水植物及濕生植物根系、微生物、動(dòng)物等代謝吸收、酶解、吸附、沉淀、過(guò)濾等作用,污水被進(jìn)一步凈化。二級(jí)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(shù),植物量采用一級(jí)的60% ~70%。該塘還兼有二次沉淀池的作用。該工藝的運(yùn)行效果決定于水生植物的選取,選取水生植物時(shí)應(yīng)盡可能優(yōu)選當(dāng)?shù)仄贩N適當(dāng)考慮引進(jìn)外來(lái)優(yōu)良品種,并考慮以下因素:
(1)具有較好的水質(zhì)凈化功能,應(yīng)選擇水生植物對(duì)污水中的污染物質(zhì)去除能力強(qiáng)的,根系比較發(fā)達(dá)的水生植物;
(2)應(yīng)選擇耐污能力強(qiáng)、抗凍抗熱能力強(qiáng)、抗病蟲害能力強(qiáng)的植物;
(3)考慮物種間的合理搭配,應(yīng)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(shí)間分布方面進(jìn)行鑲嵌種植,使一年四季均有優(yōu)勢(shì)物種存在,確保整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。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(guān)鍵。
2·3 技術(shù)分析
該工藝的建設(shè)成本低廉,以5000t/d的處理能力,總投資在120萬(wàn)元左右,僅相當(dāng)于同等規(guī)模的污水處理廠投資的1/3,因?yàn)槔么彐?zhèn)的原有溝渠收集污水,可以完全省去管網(wǎng)建設(shè)的投資,符合村鎮(zhèn)建設(shè)污水處理設(shè)施的實(shí)際情況。運(yùn)行費(fèi)用0·26元/,t大大低于傳統(tǒng)污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用。設(shè)施建成投產(chǎn)后,可以明顯控制污染物質(zhì)向水體排放,以3000t/d處理污水能力計(jì)算,每年大致可以減少COD 142350kg,氨氮8870kg,總磷3066kg,對(duì)全省的節(jié)能減排工作有較大幫助,同時(shí)減少了生活污水對(duì)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(yíng)養(yǎng)化,可節(jié)省國(guó)家對(duì)水環(huán)境的整治費(fèi)用。
3 該工藝相對(duì)于傳統(tǒng)污水處理工藝的優(yōu)勢(shì)分析
該工藝首先由南京市環(huán)境環(huán)境保護(hù)研究院應(yīng)用于南京市附近的一個(gè)村鎮(zhèn)做為試點(diǎn),取得理想的處理效果。在引入福建省后,經(jīng)重新篩選鑲嵌當(dāng)?shù)貎?yōu)勢(shì)植物后用于鎮(zhèn)污水處理,取得較好的處理效果,相對(duì)于傳統(tǒng)的污水處理工藝在處理村鎮(zhèn)廢水方面優(yōu)勢(shì)明顯。除具備投資省,運(yùn)行費(fèi)用低的資金優(yōu)勢(shì)外,還有一些其他的優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)便,不需要復(fù)雜的自控系統(tǒng);若設(shè)計(jì)合理,植物鑲嵌搭配得當(dāng),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(jí)生物處理出水,可與三級(jí)處理媲美,完全可以穩(wěn)定達(dá)到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn),而且具備較強(qiáng)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(fù)荷強(qiáng),抗沖擊負(fù)荷性能好;處理污水的同時(shí)也可以美化景觀,為野生動(dòng)植物提供良好的環(huán)境。
4 結(jié)語(yǔ)與建議
隨著節(jié)能減排工作的不斷深入,以及國(guó)家對(duì)生態(tài)保護(hù)要求的不斷提高,農(nóng)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(shù)勢(shì)在必行。該工藝因建設(shè)費(fèi)用低、運(yùn)行管理費(fèi)用低、操作管理簡(jiǎn)便而適合村鎮(zhèn)的污水處理,并且在我國(guó)已有成功投產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)例,技術(shù)可靠。建議在當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)科研設(shè)計(jì)部門對(duì)該工藝進(jìn)行認(rèn)真的研究論證的前提下,重點(diǎn)篩選出適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件的水生植物,并建設(shè)一至兩套示范工程,該工藝在當(dāng)?shù)剡\(yùn)行的經(jīng)驗(yàn),為將來(lái)大規(guī)模處理村鎮(zhèn)污水做好技術(shù)儲(chǔ)備。
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[1] 種云霄,胡洪營(yíng),錢易·大型水生植物在污水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[ J]·環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備, 2003, 4 (2)
[2] 胡小兵,王磊剛·Living Machine高級(jí)生態(tài)工程系統(tǒng)
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