关于我国小城镇污水处理技术的探讨

叶　晟

摘要:随着国家经济的增长,小城镇建设也得到长足发展。但城镇建设带来了城镇环境的破坏,即污水排放量的增加。文章介绍了我国小城镇污水处理的情况,分析了污水处理工艺的特点,介绍了经济、高效、节能、易行的小城镇污水处理技术。

关键词:小城镇建设;污水处理技术;工艺技术

中图分类号:TV992文献标识码:A

文章编号:1674-1145(2009)23-0144-02

小城镇,顾名思义就是介于城乡之间较小的城镇。小城镇的发展水平标志着社会城市化进程的程度,是当今和谐社会,以人为本的重点体现。

一、小城镇污水处理现状

(一)我国小城镇污水处理现状

改革开放以来,我国城镇化进程加快,1978～2000 年建制镇由2178 个增至20312个,目前全国小城镇近48000个,小城镇的快速发展普遍面临着水资源污染、环境恶化的趋势,到2010年城镇排污量将增加到300亿吨。部分小城镇污水处理在国家支持下得到解决,但小城镇经济总体水平落后,资金匮乏,大中城市传统污水处理技术和工艺(总成本为0.60～0.70元/m3),许多小城镇无法承受。因此,研究开发适用我国中小城镇污水处理的经济型技术与工艺已势在必行。

(二)小城镇污水处理面临的问题

1.一些小城镇虽然已经建成了污水处理厂,但大部分小城镇还没有专项污水治理的系统规划。

2.小城镇污水处理工程建设,因缺乏资金往往使当地主管部门“望而生畏”。

3.我国现有建设标准最小规模,即第V类,在(1～5)×104m3/d,而小城镇污水处理规模最常见的是1×104m3/d以下,通常是在2000～5000 m3/d,所以现有设计规范标准不配套。

4.小城镇污水处理受工业污水的冲击大。部分工业企业以已交纳污水处理费为由,超标、超总量排污,使小城镇污水处理厂难以接纳。

5.小城镇污水处理厂的运营缺乏有效约束机制,环境监管难到位。已建成的小城镇污水处理厂95%以上仍由政府包办,半数以上污水处理厂未按规定安装在线监测装置。

6.污水收集管网建设滞后,雨污不分,生活与工业污水不分,整体效率低下。据调查已运用的污水处理厂的处理能力不到设计能力的66%,其中因污水收集管网不配套而难以运行的占36%之多。

7.污泥处理问题严重。小城镇污水处理厂的污泥处理往往不落实,随意堆放污泥,使污水处理厂本身成为污染区。

二、小城镇污水处理适用工艺技术

(一)小城镇污水处理工艺技术应满足的条件

污水处理工艺技术是依据进水水质、水量状况及受纳水体环境容量或者排放标准,确定除污染物的项目与数量,从而选择合适的污水处理工艺技术。处理工艺一般应能满足以下条件:

1.应具有较强的适应冲击负荷的能力,去除效率高。

2.简便易行、运行稳定、维护管理方便,利用当地技术和管理力量。

3.应具有能方便地改变其处理流程的能力。

4.基建投资和运行费用低、节省能耗,基本上不投加药剂或投加药剂量很少。

5.污泥产量少。

(二)小城镇污水处理适用工艺技术

目前,适宜于小城镇污水处理的工艺主要分为两类,即人工构筑物处理和自然净化系统。前者包括普通活性污泥法、SBR法及其变形氧化沟、AB法、A2/O法、厌氧水解-高负荷生物滤池、生物—生态过滤、强化一级处理工艺,沼气池净化技术和地埋式无动力污水处理工艺;后者包括稳定塘处理,人工湿地系统,沟渠净化系统以及污水土地处理。

下面介绍几种小城镇常用的污水处理适用工艺技术。

1.强化一级处理技术。强化一级处理技术是在一级处理工艺基础上,通过投加化学絮凝剂等强化措施去除污水中各种污染物,它可在短时间内以较少的投资和较低的运行费用大幅度削减污染负荷,出水接近二级排放标准。工艺具有以下特点:

(1)能有效去除多种污染物。

(2)投资和运行费用低,基建费用和运行费用只有常规方法55%和65%左右。

(3)适应水量和水质的波动,可根据来水的不同而调节药剂用量,确保出水的水质。

(4)运行和管理简单无须复杂的操作系统,既可以单独运行,也可以作为过渡措施。

强化一级处理工艺可分为化学强化一级处理工艺(CEPT)和生物强化一级处理工艺。大量试验和运行结果表明: CEPT法对城镇污水中的SS、BOD细菌、TP和重金属去除率分别可达90%、50%～70%、80%～90%、80%～90%和90%以上,特别是在除磷方面,CFPT的出水TP可低于1.0mg/L,这是生物除磷工艺很难达到的,如结合后续生物处理工艺,出水水质可低于0.5mg/L。CEPT在寒冷地区有生物处理工艺无法比拟的优势生物强化一级处理工艺由于应用微生物及其分泌物良好的絮凝性能,具有对环境无污染、生态安全性高等特点。

2.SBR法。SBR工艺即序列间歇式活性污泥法,采用周期交替运行的工作方式,每个周期的循环过程包括进水、反应(曝气)、沉淀、排放和待机等5个工序,每个工序与特定的反应条件相联系,这些反应条件促进污水物理和化学特性有选择地改变,使污水得到完全处理。SBR工艺具有以下特点:

(1)SBR工艺流程简单、管理方便、造价低。SBR工艺只有一个反应器,不需要二沉池,不需要污泥回流设备,一般情况下也不需要调节池,因此要比传统活性污泥工艺节省基建投资30%以上,而且布置紧凑,节省用地,很适合小城镇采用。

(2)处理效果好。SBR工艺反应过程是不连续的,是典型的非稳态过程,但在曝气阶段其底物和微生物浓度变化是连续的(尽管是处于完全混合状态中),随时间的延续而逐渐降低。

(3)SBR工艺可以很容易地交替实现好氧、缺氧、厌氧的环境,并可以通过改变曝气量、反应时间等方面来创造条件提高除磷脱氮效率。

(4)污泥沉降性能好。SBR工艺具有的特殊运行环境抑制了污泥中丝状菌的生长,减少了污泥膨胀的可能。同时由于SBR工艺的沉淀阶段是在静止的状态下进行的,因此沉淀效果更好。

(5)SBR工艺独特的运行工况决定了它能很好地适应进水水量、水质波动。

SBR工艺的主要发展形式有ICEAS工艺、CASS工艺、UNITANK工艺及MSBR工艺(DAT-IAT工艺、IDEA工艺)等。

3.氧化沟法。氧化沟是一种曝气池呈封闭的沟渠形的延时曝气工艺,污水与活性污泥混合液在沟渠中循环流动,其有机负荷一般低于0.1kgBOD /(kgMLSS.d)。氧化沟工艺具有以下特点:

(1)工艺流程简单,构筑物和设备少,不设初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以省去单独的二沉淀及污泥回流系统,运行管理简便,运行费用低。

(2)能承受水量、水质的冲击负荷,对浓度较高的废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。

(3)具有一定的脱氮除磷能力,处理效果优于国家二级处理标准,工作稳定可靠。

(4)污泥量少、性质稳定。

近年来,氧化沟工艺发展形式有卡鲁塞尔氧化沟、交替工作氧化沟(T型氧化沟、D型氧化沟等)、奥贝尔氧化沟及一体化氧化沟(BMTS式氧化沟、船式氧化沟及侧沟式氧化沟)等。

4.生态塘处理工艺。生态塘是以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生作物,进行水产和水禽养殖,形成人工生态系统。在太阳能的推动下,通过生态塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化,将进入塘中的有机物和营养物进行降解和转化。最后不仅去除污染,而且以水生作物、水产的形式作为资源回收,净化的污水也作为再生水资源予以回收利用,使污水处理与利用结合起来,实现污水的资源化。

生态塘处理工艺技术具有以下特点:

(1)适合不同的处理规模,基建费用低廉。生态塘系统没有复杂的机械设备,工程十分简易,基建费用只有常规处理方法的1/2或1/3。

(2)出水水质稳定,回用领域广。出水一般可以达到二级排放标准,如果设计了脱氮除磷的功能,出水甚至可以达到三级排放标准。

(3)材料来源广,就近可得。生态塘系统不需要任何材料,动植物均为土著种类。

(4)运行费用低。生态塘系统无须额外动力,运行费用只有常规工艺的10%～50%。

(5)管理十分简单,维护容易。设计良好的小型污水生态塘系统几乎不用管理与维护。

如小城镇附近有可利用的天然养鱼塘、天然废塘等条件,可考虑采用该处理系统。

5.人工湿地处理工艺。人工湿地处理技术是利用物理、化学和生物的三重作用来实现对污水的净化。它是在一定的长宽比及底面坡度的洼地中,由土壤和按一定坡度充填一定级别的填料,废水在填料床缝隙中或在床体的表面流动,并在床体表面种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物,对废水进行处理。与常规活性污泥法相比,污水人工湿地处理工艺具有以下特点:

(1)不需曝气充氧和投加化学药剂,耗能小,处理成本低廉。

(2)不产生污泥,不设二沉池,操作维护简单,工程造价低。

(3)能承受较强的冲击负荷,处理效果好,并能有效去除金属元素。

(4)可以美化环境,建立全新理念的生态污水厂。

人工湿地处理污水具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、占地少、低能耗等优点,是小城镇污水处理的适宜工艺技术。

6.蚯蚓生态滤池。蚯蚓生态滤池利用在滤床中建立的人工生态系统,对各种形态的污染物质通过蚯蚓和其他微生物的协同作用进行处理和转化。通过该人工生态系统的合理设计,既可高效、低能耗地去除污水中的污染物质,又可避免剩余污泥等二次污染物的产生,是一种全新概念的污水处理工艺。该工艺在上海成功地进行了中型试验和生产性规模应用。该工艺造价和电耗低廉,处理效果好,在具有好的BOD5 和SS去除功能的同时,对氨氮去除率高,对于我国目前经济基础比较薄弱的中小城镇具有较大的应用潜力。

三、结语

小城镇污水治理不仅是小城镇发展的需要,同时也是流域生态环境保护的需要。由于小城镇基础设施建设资金短缺,从业人员的技术和管理水平低,污水处理厂必须经济、高效、节能和简便易行。上述几种处理工艺有一定的优势,但也各有不足,应根据小城镇污水的特性、收集方式、排放水体状况、设计用地等实际情况进行选择,以节约投资和运行费用,利于水环境保护和小城镇经济的可持续发展。

参考文献

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作者简介:叶晟(1980- ),男,广西理工职业技术学校助理讲师,全国物业管理企业经理,研究方向:土木工程、物业管理。