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關(guān)于生態(tài)技術(shù)處理村鎮污水的研究與應用
關(guān)鍵詞:村鎮生活污水 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(wèn)題。
加強生態(tài)保護是建設生態(tài)文明的必然要求。隨著(zhù)我國市、縣級生活污水處理廠(chǎng)紛紛建成投產(chǎn),村鎮生活污水如何得到切實(shí)可行的處理將成為推動(dòng)農村環(huán)境保護和節能減排工作的一個(gè)重要環(huán)節。村鎮的基礎設施建設落后,污水往往未經(jīng)處理便直接排入地表水系,除生活污水外,還包括畜禽養殖、水產(chǎn)養殖、農藥及化肥等污水,這些污水已成為新的區域性水環(huán)境的重要污染源,也是湖庫富營(yíng)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(huán)境質(zhì)量,解決農村地區的飲用水安全問(wèn)題有著(zhù)重要的意義。
1 適合南方地區特點(diǎn)的村鎮污水處理工藝
村鎮污水處理應結合實(shí)際情況確定切實(shí)可行的處理工藝,普遍應用于市縣污水處理廠(chǎng)的管網(wǎng)收集廢水,進(jìn)入傳統污水處理廠(chǎng)處理達標排放的思路,因為存在著(zhù)基建費用高、能耗大、剩余污泥量大、運行費用高等問(wèn)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(chǎn)泥量少的污水處理技術(shù)應重點(diǎn)考慮。同時(shí)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(jìn)行。我國南方省份的特點(diǎn)是降雨量大,水系發(fā)達,池塘魚(yú)塘眾多,水生植物種類(lèi)繁多,四季常青,這為生態(tài)技術(shù)的廣泛推廣應用提供了極為有利的條件。污水的生態(tài)處理技術(shù)是指運用生態(tài)學(xué)原理,采用工程學(xué)手段對污水進(jìn)行治理的方法。該技術(shù)在國外已得到相當規模的應用,我國的環(huán)境研究單位也多采用此技術(shù)處理村鎮污水。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,構建一個(gè)多元生物生態(tài)凈化系統,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,并達到我國對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。
比較廣泛應用的人工濕地處理技術(shù)和穩定塘處理技術(shù),均存在著(zhù)一些技術(shù)缺陷,如濕地在連續運行數年之后,易產(chǎn)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(jiǎn)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(diǎn),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(yú)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(tài)環(huán)境及功能的破壞極小,在原有的水塘或者魚(yú)塘的基礎上,增加環(huán)保材料載體的浮島濕地,并鑲嵌優(yōu)選植物種類(lèi),如在浮島濕地、塘邊及淺灘種植菖蒲、水芹、鳶尾梭魚(yú)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,保持持續的生態(tài)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(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。村鎮生活污水可利用當地的排水溝經(jīng)格柵進(jìn)入污水沉淀塘,污水沉淀塘可利用當地魚(yú)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,去除有機物并硝化除氨氮,然后流入植物凈化系統。污水經(jīng)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(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?chē)奈⑸锵纸庾饔?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(gè)鎮區的污水,根據農村生活污水的特點(diǎn)和排放,對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
為方便構筑物的布置采用折流式,構筑物的水的流態(tài)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(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,為后續的水生植物凈化塘提供低負荷的水質(zhì)條件。
2·2·3 水生植物凈化塘
該塘分兩級,一級由生態(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,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(shí)應盡可能優(yōu)選當地品種適當考慮引進(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,應選擇水生植物對污水中的污染物質(zhì)去除能力強的,根系比較發(fā)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(chóng)害能力強的植物;
(3)考慮物種間的合理搭配,應根據環(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)勢物種存在,確保整個(gè)系統穩定可持續運轉。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,僅相當于同等規模的污水處理廠(chǎng)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(wǎng)建設的投資,符合村鎮建設污水處理設施的實(shí)際情況。運行費用0·26元/,t大大低于傳統污水處理廠(chǎng)的運行費用。設施建成投產(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(shí)減少了生活污水對村鎮居民賴(lài)以生存的地表水源的污染,有效控制水體的富營(yíng)養化,可節省國家對水環(huán)境的整治費用。
3 該工藝相對于傳統污水處理工藝的優(yōu)勢分析
該工藝首先由南京市環(huán)境環(huán)境保護研究院應用于南京市附近的一個(gè)村鎮做為試點(diǎn),取得理想的處理效果。在引入福建省后,經(jīng)重新篩選鑲嵌當地優(yōu)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(yōu)勢明顯。除具備投資省,運行費用低的資金優(yōu)勢外,還有一些其他的優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)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(yōu)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(chǎng)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(shí)也可以美化景觀(guān),為野生動(dòng)植物提供良好的環(huán)境。
4 結語(yǔ)與建議
隨著(zhù)節能減排工作的不斷深入,以及國家對生態(tài)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(chǎng)采用的工藝不適合村鎮使用,因此研發(fā)適合村鎮的污水處理方法與技術(shù)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(jiǎn)便而適合村鎮的污水處理,并且在我國已有成功投產(chǎn)運行的實(shí)例,技術(shù)可靠。建議在當地相關(guān)科研設計部門(mén)對該工藝進(jìn)行認真的研究論證的前提下,重點(diǎn)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(jīng)驗,為將來(lái)大規模處理村鎮污水做好技術(shù)儲備。
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[1] 種云霄,胡洪營(yíng),錢(qián)易·大型水生植物在污水處理中的應用研究進(jìn)展[ J]·環(huán)境污染治理技術(shù)與設備, 2003, 4 (2)
[2] 胡小兵,王磊剛·Living Machine高級生態(tài)工程系統
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