生態技術處理村鎮污水的研究與應用

關于生態技術處理村鎮污水的研究與應用

　　關鍵詞:村鎮生活污水　污水處理　生態技術　研究
　　論文摘要:分析了適合南方地區的村鎮污水處理工藝,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生活污水。給出了該工藝處理村鎮生活污水的主要參數,提出了應該注意的問題。
　　加強生態保護是建設生態文明的必然要求。隨著我國市、縣級生活污水處理廠紛紛建成投產,村鎮生活污水如何得到切實可行的處理將成為推動農村環境保護和節能減排工作的一個重要環節。村鎮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,還包括畜禽養殖、水產養殖、農藥及化肥等污水,這些污水已成為新的區域性水環境的重要污染源,也是湖庫富營養化的重要原因之一,因此合理地處理村鎮污水措施,對保護有限的淡水資源,改善農村地區環境質量,解決農村地區的飲用水安全問題有著重要的意義。
　　1　適合南方地區特點的村鎮污水處理工藝
　　村鎮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收集廢水,進入傳統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,在絕大多數的村鎮很難得到廣泛的應用。村鎮污水的處理應遵循“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的具體情況,選擇適合廣大農村地區的工藝因地制宜地進行。我國南方省份的特點是降雨量大,水系發達,池塘魚塘眾多,水生植物種類繁多,四季常青,這為生態技術的廣泛推廣應用提供了極為有利的條件。污水的生態處理技術是指運用生態學原理,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模的應用,我國的環境研究單位也多采用此技術處理村鎮污水。但是如何通過不同的污水處理單元的優化配置,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凈化系統,充分利用生物的凈化功能和多元生物協同作用去除污染物,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定塘處理技術,均存在著一些技術缺陷,如濕地在連續運行數年之后,易產生淤積、阻塞現象,使水力傳導性、濕地處理效果和運行壽命降低。穩定塘雖然構造簡單,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,結合我國南方區域的特點,推薦采用一種新型的村鎮污水處理模式,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。其凈化系統全部利用村鎮的溝塘,對原有農村的生態環境及功能的破壞極小,在原有的水塘或者魚塘的基礎上,增加環保材料載體的浮島濕地,并鑲嵌優選植物種類,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,保持持續的生態系統凈化能力。
　　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凈化工藝。村鎮生活污水可利用當地的排水溝經格柵進入污水沉淀塘,污水沉淀塘可利用當地魚塘改造。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。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　污水調節沉淀塘
　　針對整個鎮區的污水,根據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保填料載體浮島濕地濾床區,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選當地品種適當考慮引進外來優良品種,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,應根據環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,使一年四季均有優勢物種存在,確保整個系統穩定可持續運轉。優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,僅相當于同等規模的污水處理廠投資的1/3,因為利用村鎮的原有溝渠收集污水,可以完全省去管網建設的投資,符合村鎮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,對全省的節能減排工作有較大幫助,同時減少了生活污水對村鎮居民賴以生存的地表水源的污染,有效控制水體的富營養化,可節省國家對水環境的整治費用。
　　3　該工藝相對于傳統污水處理工藝的優勢分析
　　該工藝首先由南京市環境環境保護研究院應用于南京市附近的一個村鎮做為試點,取得理想的處理效果。在引入福建省后,經重新篩選鑲嵌當地優勢植物后用于鎮污水處理,取得較好的處理效果,相對于傳統的污水處理工藝在處理村鎮廢水方面優勢明顯。除具備投資省,運行費用低的資金優勢外,還有一些其他的優點:操作簡便,不需要復雜的自控系統;若設計合理,植物鑲嵌搭配得當,其處理廢水的效果穩定、有效、可靠,出水的BOD、SS明顯優于二級生物處理出水,可與三級處理媲美,完全可以穩定達到國家《城鎮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境。
　　4　結語與建議
　　隨著節能減排工作的不斷深入,以及國家對生態保護要求的不斷提高,農村生活污水處理被日漸重視,現行的污水處理廠采用的工藝不適合村鎮使用,因此研發適合村鎮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。建議在當地相關科研設計部門對該工藝進行認真的研究論證的前提下,重點篩選出適合當地氣候條件的水生植物,并建設一至兩套示范工程,該工藝在當地運行的經驗,為將來大規模處理村鎮污水做好技術儲備。
:
[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高級生態工程系統

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