探索农村污水治理技术路线
2020-06-24罗勤
罗勤
(贵阳建筑勘察设计有限公司,贵州贵阳 550081)
近年来,随着经济的快速发展和城镇化进程的推进,农民的生活水平有了很大程度的提高。但大部分农村没有完善的排水系统,产生的污水沿路面、边沟及自然沟渠直接排至附近水体,水体受到严重污染、水体富营养化加重,影响居民的生活环境质量,甚至危害到饮水安全等。
目前,我国农村广泛存在厨房、洗涤、冲厕等生活污水及畜禽散养废水直接排放的现象[1]。很多地区已认识到农村污水处理的重要性,污水如果不能得到及时、有效的处理,会造成农村地区水环境质量下降,还会造成传染病的产生与扩散,危害身体健康。通过长时间的探索,采用一些实用、低能耗、低运行费用及少维护的技术来处理污水;根据污水处理技术的适用条件及处理程度,农村地区生活污水治理技术路线可分为集中式和分散式,乡镇聚集区以集中式为主、村庄以分散式为主。
1 农村生活污水现状
近年来,随着国家对环境污染的重视、治理力度在加大,要加强城镇污水处理设施建设力度、全国污水处理水平明显提高。2016年底,国家发改委及住建部联合印发了《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》(发改环资[2016]2849号),到2020年底,城市污水处理率达到95%、县城不低于85%、建制镇达到70%(中西部地区力争达到50%)。2017年4月,贵州省发改委及住建厅印发了《贵州省“十三五”城镇污水处理及再生水利用设施建设规划》(黔发改环资 [2017]594号),到2020年,城市污水处理率达到95%、县城不低于85%、建制镇达到50%。
目前我国乡镇约4.5万个,很多集镇位于重要河段或湖泊,水体功能要求高。乡镇的建设与排水设施建设不同步、排水设施不完善,大部分污水沿道路边沟或自然沟渠直接排入水体,造成环境严重污染,影响居民的健康生活质量。近年来,国家对农村基本农田实行特殊保护,建设项目除特殊需求外不得使用;加之黔东南州榕江县很多乡镇是山区地形,用于污水处理厂建设的土地资源紧缺。通过长时间的探索,找到一种PASG地埋式园艺化生活污水处理工艺,该处理构筑物采用全地埋式,地表经绿化后打造成花园、作为居民休闲娱乐的场所,节约土地、提升当地居民生活品质[2]。
2 PASG地埋式园艺化生活污水处理工艺
2.1 PASG工艺简介
地埋式园艺化高效污水处理系统,简称PASG(P-地埋式,A-以厌氧处理为主,S-以综合生物池为辅,G-园艺化)工艺,是一种地埋式生活污水处理专利技术[3-4]。本工艺采用能耗低、剩余污泥量少的二级处理工艺路线,三级处理为砂滤和消毒;具有出水水质好、运行成本低、无二次污染等优点,出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。
PASG技术是由原成都科技大学环保科技研究所所长杨靖霞教授开发并完善的新技术。PASG工艺正是源于传统的厌氧、好氧活性污泥法和生物膜法,对三种工艺取长补短、综合应用,以弥补传统工艺不足之处。
在厌氧池内接种厌氧微生物种群菌体,池内安装有供菌体附着生长的组合填料、以提高厌氧微生物总量和接触反应效率。污水采用推流式通过池内填料层,有机污染物被厌氧微生物经水解、酸化作用降解为小分子物质,通过硝化液回流进行反硝化脱氮,并降解有机物转化成二氧化碳和水。通过对厌氧环境酸碱度、负荷率等参数的调控,有机物去除率和氮的氨化率可达80%。
在综合生化池内接种优选菌种,填充颗粒状硬质催化填料及缓释催化剂,以控制优势菌群有利于脱氮除磷的生长方向。通过控制曝气量和溶解氧浓度,实现细菌群落的厌氧、兼氧、好氧并存的反应环境,通过硝化和反硝化等过程去除污水中氨氮和有机物;同时水中滋生的原生动物,使磷富集并最终脱离水体。
2.2 工艺优势
(1)采用膜法生物处理工艺,污泥停留时间长,剩余污泥量少,其后端的污泥处理和处置费用低。
(2)膜法生物处理工艺耐冲击负荷强,瞬时水量和水质的波动不会对系统造成严重影响,特别适合水质波动大的乡镇污水处理。
(3)厌氧池可对污染物进行水解酸化作用,进一步提高污水的生化性,整体提高有机污染物的去除效果。
(4)综合生化池供氧设置在池体顶顶板下部、沿垂直方向自上而下通过填料层,经池底集气管收集外排;非传统的池底曝气、水阻小,要求的风机风压低(2kPa左右),低功率的离心风机就能满足供氧要求。
(5)处理构筑物为地埋式,环境和卫生条件好,基本无臭气逸出。
(6)构筑物地面上部可二次复用,如种植庄稼、修建居民休闲娱乐广场等,土地利用率高。
2.3 工艺原理
生活污水通过市政管网收集、重力流输送进入隔渣提升池,池内设置格栅拦截污水中的大颗粒漂浮物后,污水由水泵提升至沉砂池、沉积水中的砂粒,通过排砂泵排出;污水自流进入厌氧池进行水解、酸化处理,少部分出水作为沉砂池的孔板隔渣装置冲洗水、剩余污水通过工艺泵提升进入综合生化池进行生化反应。生化池出水部分回流至厌氧池,利用池内环境及碳源、将污水中的硝态氮还原为氮气外排,同时去除有机物;生化池出水经过滤、次氯酸钠消毒后排至水体。
系统产生的栅渣、污泥排至污泥干化池自然干化后,外运处置,具体工艺流程如图1所示。
图1 工艺流程
2.4 工艺设计
2.4.1 设计进出水水质
结合城镇经济发展水平、规模和人口变化等,参考类似污水处理厂运行情况,定威乡污水处理厂设计进水水质如表1所示。根据环评批复及相关文件,出水受纳水体为都柳江(重点流域),处理后出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准排入都柳江,如表1所示。
表1 设计进出水水质
2.4.2 主要建(构)筑物
设计处理规模为400m3/d,主要建(构)筑物有隔渣提升池、沉砂池、厌氧池、综合生化池、集水池、二沉池和清水池各1座、钢筋混凝土,埋地覆土0.8m;明渠1座、钢筋混凝土,半地埋;污泥干化池和辅助用房各1座、砖砌,地上式;具体尺寸如下:
(1)隔渣提升池:L×B×H=3.1m×3.0m×4.5m
(2)沉砂池:L×B×H=4.71m×1.0m×4.5m
(3)厌氧池:L×B×H=4.76m×2.26m×4.5m
(4)综合生化池:L×B×H=22.5m×10.0m×3.6m
(5)集水池:L×B×H=4.71m×1.51m×5.1m
(6)二沉池:L×B×H=3.0m×3.0m×5.1m
(7)清水池:L×B×H=4.1m×1.41m×5.1m
(8)明渠:L×B×H=5.0m×0.5m×1.5m
(9)污泥干化池:L×B×H=1.86m×1.56m×1.0m
(10)辅助用房:L×B×H=11.7m×3.9m×3.3m
厂区总平面效果图如图2所示。
3 结语
乡镇生活污水经PASG工艺处理后,出水稳定达到一级A标准。构筑物地埋、地面上部可二次复用,如种植庄稼、修建居民休闲娱乐广场等,充分利用土地资源。
图2 厂区总平面效果