慈溪市农村生活污水及整治措施的探讨
2010-02-12徐春峰
徐春峰
(宁波大学 建筑工程与环境学院,浙江 宁波 315211)
随着慈溪市农民生活水平的不断提升,生活污水的排放量也不断增加,增大了污水处理的难度。农村生活污水的排放不当造成的环境污染,不仅造成农村环境和农村水源的潜在安全隐患,还加剧了淡水资源的危机,使耕地灌溉得不到有效保障,危害农民的生存发展[1]。因此,以慈溪市农村生活污水为例,通过对该市农村生活污水整治措施的探讨,以期找出符合大多数农村的高效、低费用的生活污水整治措施。
1 排放现状
根据宁波市发改委对宁波市1 578户农户的调查结果,人均日排放生活污水量100 L左右。2007年,慈溪市农村人口120.16万人,则生活污水排放量4 385.8万 t·a-1。生活污水中 CODCr平均浓度为 350 mg·L-1,氨氮平均浓度为 35 mg·L-1,总磷平均浓度为5.0 mg·L-1,则CODCr产生量为1.54 万 t·a-1,氨氮产生量为1 535 t·a-1,总磷产生量为219.3 t·a-1。通过各种模式的生活污水处理和农村公厕粪便集中沼气处理中心建设,对农村生活污水污染排放也有削减作用。各类污染物的削减量为 CODCr 0.13 万t·a-1,氨氮 118 t·a-1,总磷17.5 t·a-1。因此,慈溪市农村生活污水排放量约为4 385.8万t·a-1,CODCr排放量为 1.41万t·a-1,氨氮排放量为1 417 t·a-1,总磷排放量为 201.8 t·a-1。
2 水质特征
农村生活污水具有与城市污水不同的特点。该市农村生活污水主要是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水,水量因地区经济程度的差异而不同。农村生活污水一般具有排量少,所含有机物浓度相对偏高,日变化系数大 (一般在3.0~5.0之间),间歇排放等特点。农村用水一般以河水、井水和自来水三者结合使用。自来水为饮用水源,河水、井水作为辅助用水用于衣物洗涤、冲刷地面等[2]。该市农村生活污水氨氮排放量要远远大于CODCr排放量和总磷排放量,由氨氮、磷等超标引起的水体富营养化现象在该市农村地区比较严重。
3 整治措施
基于慈溪市农村生活污水排放现状和水质特征,该市农村污水整治措施可以包括2个方面:农村生活污水治理和农村生活污染治理。
3.1 农村生活污水治理
3.1.1 模式选择
由于农村地域发展不平衡,不同地域间农村差别较大,加之农村地区长期以来形成的居住方式、生活习惯等方面的差异,使得污水处理方式不能过于单一,而应根据农村具体现状、特点、风俗习惯以及自然、经济与社会条件,因地制宜地采用多元化的污水处理模式。针对农村分散居住的特殊情况,考虑农村的现实经济与自然条件,农村生活污水的处理宜采用接入市政污水管网统一处理和分散处理 2 种模式[3]。
接入市政污水管网统一处理模式,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。该处理模式具有投资省、施工周期短、见效快、管理方便等特点。适用于距离市政污水管网较近,符合接入要求的村庄生活污水处理。
污水分散处理模式,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;或者将农户污水进行联户或独户收集。污水收集后,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。该处理模式具有布局灵活、施工简单、管理方便等特点。适用于村庄布局分散、规模较小、地形条件复杂、污水不易集中收集的村庄污水处理。
3.1.2 技术选择
满足当前达标处理与今后再生利用需要。针对农村地区的地形地势、道路交通条件以及居民住宅建设布局等具体不同情况,探索因地制宜的农村污水收集处理方式,既解决当前村庄污水达标处理排放问题,又充分考虑今后污水处理回用的需要,节约水资源、保护水环境,促进农村地区的社会经济发展与资源、环境相协调,这是确定农村地区污水处理方式首先应考虑的因素。
处理技术经济适用。农村污水处理技术的选择要量力而行,充分考虑到农村地区财力状况薄弱、农民实际承受能力较低这一普遍情况,处理工艺的选择不能盲目攀比,不能一味地选择时髦先进、处理效果好、自动化控制水平很高的处理工艺,而着重应该考虑选用既成熟可靠,又适合农村特点和实际的污水处理适用技术。
运行操作简便,日常维护管理简单。针对广大农村地区经济基础薄弱、从业人员技术水平和管理水平较低的现状,污水处理技术选择应特别注重选用简便易行、运行稳定、维护管理方便,利用当地技术和管理力量能满足正常运行需要的处理工艺。
为满足以上3个重点考虑因素,选择2种农村生活污水处理常用组合工艺:厌氧预处理与人工湿地组合工艺,生物接触氧化与人工湿地组合工艺。
厌氧预处理与人工湿地组合工艺。针对农村生活污水处理的要求及工艺现状,考虑厌氧处理与人工湿地结合,以厌氧处理工艺为预处理措施,降解污水中大部分有机物,降低人工湿地进水污染物负荷,沉降无机SS(悬浮物);人工湿地进一步去除氮、磷等营养物质和有机物,发挥各自优势,使整个系统有较高的去除率并能长期稳定运行。湿地栽种美人蕉。一个约10 m2的垂直流人工湿地,在湿地水力负荷约0.20 m3·m-2·d-1,水力停留时间约1.5 d时,CODCr、总磷、总氮平均去除率为86.52%、82.50%、74.76%,出水平均浓度为43.87、0.44、8.28 mg·L-1,都能达到或优于城镇污水处理厂污染物排放的一级A类标准(GB18918—2002),与单独厌氧法处理相比,氮磷去除率提高很多[4]。
厌氧接触氧化与垂直流人工湿地组合工艺结合了厌氧生物处理与人工湿地各自的优点,通过厌氧接触氧化池预处理,极大地降低了人工湿地进水有机负荷及SS浓度,有效克服人工湿地淤堵的弊端,延长湿地使用寿命,并使系统出水水质达到了较高的水质标准。
生物接触氧化与人工湿地组合工艺。农村生活污水经过细格栅去除漂浮物和悬浮物后,进入集水调节池以达到均衡原水水质水量的目的,然后用污水泵提升至生物接触氧化池。生物接触氧化池内设置填料,底部采用空气管曝气。已经充氧的污水浸没全部填料,并以一定的速度流经填料。填料上长满生物膜,污水与生物膜相接触的过程中,水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜,随水流到沉淀池后被去除,污水得到净化。经生物接触氧化处理后,污水中大部分有机物得到了去除。沉淀池出水进入人工湿地处理,进一步去除磷、氮营养盐。采用潜流型人工湿地,平面尺寸为1.8 m×6.0 m,床深为80 cm,中间利用隔墙形成交替流,人工湿地上栽种芦苇、菰米等具有高效脱氮除磷功能的水生型植物。处理后的出水直接外排[5]。
生物接触氧化与人工湿地组合工艺结合农村生活污水的特点及农村地区的实际状况,具有脱除有机物及脱氮除磷功能,能够因地制宜、就近处理且进水COD、总磷、总氮浓度变化对去除率影响不大,系统具有较强的抗负荷能力,且该工艺具有投资省、能耗低、维护管理简便等优点,是处理农村生活污水的一种简单适用的方法。
2种组合工艺的相同点是因农村土地资源丰富,经济效益高,都采用人工湿地处理技术。对CODCr、总磷、总氮去除效率比较高,适合去除农村生活污水污染物。2种组合工艺的不同点是厌氧预处理与人工湿地组合工艺是以厌氧处理工艺为预处理。而生物接触氧化与人工湿地组合工艺底部采用空气管曝气,是在好氧的条件下进行处理。这2种组合工艺考虑了农村生活污水的特点及农村地区的实际状况,选择具有脱除有机物及脱氮除磷功能,能够因地制宜、就近处理,旨在为科学处理农村生活污水提供参考。
3.2 农村生活污染治理
3.2.1 农村厕所改造
以清除简易户厕、建设卫生厕所为重点,结合农村污水处理工程建设,推进农村改厕及人、畜(禽)粪便无害化处理。化粪池的建设和改造,原则上要保证所有农户都配套规范的化粪池,对于已建有化粪池的住户应视其状况,对不符合要求的化粪池应进行改建或购买安装成套的化粪池;在住户较为集中的区域,可考虑就近几户合用1个标准化粪池或集中建设1个大容积标准化粪池,以减少投资和占地。确保所有居民的生活污水经过化粪池预处理后,再通过排水管网收集进入污水处理设施。
3.2.2 农村服务业污水治理
开展农村旅游服务点、餐饮经营点、浴室、高速公路服务区、风景名胜区、旅游度假区、商住别墅区等污水治理状况检查,大力推进第三产业排污单位污水治理设施的建设和管理,确保污水达标排放或经综合利用达到零排放。加强对“农家乐”旅游点的环境监管,严把新建农家乐项目环评审批关,落实环境保护“三同时”制度,连片开发的“农家乐”建成生活、餐饮污水集中治理设施。
3.2.3 农村垃圾治理
深入推进城乡垃圾一体化收集处置体系建设,积极开展现有生活垃圾处理设施的无害化改造或封场,确保集中收集的农村生活垃圾得到及时无害化处置。积极开展清洁乡村行动,进一步推进农村环境卫生综合整治,继续对农村环境脏、乱、差等现象全面开展集中整治,消除卫生“死角”,进一步完善保洁队伍和垃圾收运设施建设,加快实现生活垃圾日产日清。建立健全长效卫生管理制度,努力实现生活垃圾无害化处理的全覆盖。对位于山区村庄,进一步加强季节性农业废弃物 (例如笋壳、杨梅等)的管理和资源化利用。有条件的村庄,积极推进垃圾分类收集,能够就地消纳的生物性有机垃圾以就地处理为主。对村庄河道、农村生活污水细格栅调节池生物接触氧化沉淀池人工湿地出水池塘、沟渠和道路两旁的垃圾进行集中清理,消除污染危害。
实施环卫设施提升工程,对农村地区现有的不合理垃圾收集点进行清理和改造,避免生活垃圾遭受风吹雨淋,避免垃圾和渗滤液进入河道,造成二次污染。对现有较简陋的中转站进行改造,使垃圾中转站全部达到城市环卫设施配置标准要求。完成垃圾中转站渗滤液和恶臭的二次污染治理;重点督查建筑垃圾中转站的有序运行和建筑垃圾乱堆、乱排现象。
4 小结
通过对慈溪市农村污水排放现状和水质特征分析,提出相应农村生活污水整治措施,包括农村生活污水治理和农村生活污染治理。
其中农村生活污水治理有污水处理模式选择以及污水处理技术选择。污水处理模式选择是根据农村具体现状、特点、风俗习惯以及自然、经济与社会条件,因地制宜地采用多元化的污水处理模式;在选择污水处理技术时要考虑是否满足当前达标处理与今后再生利用需要、经济性、运行操作性等因素。提出厌氧预处理与人工湿地组合工艺和生物接触氧化与人工湿地组合工艺作为处理慈溪市农村生活污水的推荐技术。农村生活污染治理主要是通过对农村厕所改造、农村服务业污水治理以及农村垃圾治理,从污染源头进行控制,来实现农村生活污水的治理。
总之,以慈溪市农村生活污水为例,通过对该市农村生活污水整治措施的研究,为农村生活污水整治提供依据,对推动社会主义新农村的建设,具有重要的现实意义。
[1]梁祝,倪晋仁.浙江省农村生活污水处理技术与政策选择[J].中国地质大学学报,2007(3):84-89.
[2]白永刚,吴浩汀.太湖地区农村生活污水处理技术初探[J].电力环境保护,2005,21(2):44-45.
[3]周瑾.浅谈新农村规划的污水处理模式[J].中国农村水利水电,2008(7):27-28.
[4]陈和平,张慎,朱建林,等.厌氧接触氧化池/垂直流人工湿地处理农村生活污水[J].宁波大学学报:理工版:2008(4):28-32.
[5]向速林.农村生活污水处理的组合工艺试验研究[J].安徽农业科学,2008,36(2):667-678.