新时期我国农村污水处理研究
2020-10-14王治彪
王治彪
[摘 要] 本文从污水处理现状、不同污水处理工艺的应用以及污水处理的地理分布三方面分析我国农村污水处理现状。研究发现污水处理厂数量众多,主要处理方法是自然净化和填埋,在此基础上本文对污水处理的可持续发展提出建议,以供参考。
[关键词] 农村;污水;处理工艺
[中图分类号] X799.3 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909(2020)10-111-2
目前,水污染已成为一个严峻的问题,尤其是我国。造成水污染的普遍因素有很多,包括我国人口超负荷、经济快速增长、工业化和城市化进程加快以及基础设施建设资金投入不足等。在过去的几十年中,我国地表水和地下水受到了工业、生活污水及农业活动的严重污染,全国废水排放量大幅上升,只增不减。因此,污废水的处理迫在眉睫。目前,我国农村污水处理厂根据不同情况采用了不同的污水处理工艺,包括常规的活性污泥处理、间歇式反应器、氧化沟等。
1 我国农村污水处理现状和存在的问题
作为水环境保护最重要的手段之一,污水处理得到了越来越多的重视。近年来,随着各种环境保护政策的出台,我国污水处理厂的建设也加快了步伐。2007—2012年,我国城市污水处理厂数量从1 258个迅速增加至3 340个。其中,超大型污水处理厂占比3%,通常建于大型城市;大型污水处理厂占比13%,通常建于大中型城市;中小型污水处理厂占比75%,数量最多,一般建在中小型城市。与城市污水处理相比,由于不同的区域条件、人口密集、污水量、无严格人畜分离和排放去向等诸多因素限制,农村污水处理厂数量很少,污水处理率仅为10%左右,污水收集处理与相关技术标准有很大差距,难以改善人居环境、有效保护水生态环境。
我国村镇地区地势复杂,需要实施人工作业,加大了施工难度,而且传统土建形式污水处理厂工作量较大,所以施工周期较长。虽然市面上一些一体化污水处理设备具有施工周期短的特点,但是由于体积庞大,一些现代化建设薄弱的村镇没有可以通行大型运输设备的公路,导致一体化污水处理设施所需要的大型机械设备根本无法进入水源地。并且大部分农村污水处理处于初步探索阶段,已经建成的污水处理设施由于缺乏专业的技术人员,运行状况难以保证,部分设施损坏后得不到及时修缮,难以达到高效、长久使用的目的。另外,农村污水处理规模和出水质量需求随着政策的出台会越来越高,对现有的污水厂进行改造或扩建非常烦琐,如果厂区重新规划或厂区搬迁,则污水处理厂只能报废处理,造成资源浪费。
2 不同废水处理工艺及其应用
影响废水处理的因素很多,如不同工艺的特点、自然条件、社会环境等。污水处理工艺的选择取决于多种因素,包括处理效率、能源效率、成本、土地可利用性等。
在我国的污水处理厂中,氧化沟是使用最广泛的技术,选择氧化沟工艺的污水處理厂占比29.21%。除了氧化沟外,A2/O也是使用较多的工艺,占比25.45%。在设计处理能力方面,A2/O工艺的设计处理能力最大,约为33.20%,其次是氧化沟工艺,约为28.20%。对于中小型污水处理厂,氧化沟工艺、SBR工艺及其改性技术是最佳选择。农村经济落后、管理水平低,氧化沟没有一级沉淀池或二级沉淀池,基础设施建设简单,管理方便。对于大型和超大型污水处理厂,使用常规的活性污泥处理及其改良技术(如A2/O,A/O)更为合适。当污水处理厂的规模超过一定阈值时,单位废水处理的投资就会减少,因此,对于城市污水处理厂,首选常规活性污泥处理及其改良技术。由于我国人口超过13亿人,并且有数十个城市的人口超过100万人,因此大型污水处理厂的建设在我国更受欢迎。
污泥处理也是我国主要的环境问题之一,通过媒体频繁报道引起了公众的广泛关注。但关于污泥生产、处理和处置的基本信息尚不完善。约15%的污水处理厂没有污泥数据记录,这暴露了污泥处理环节的缺失。尽管大多数污水处理厂都配备了污泥处理设施,但超过80%的污泥没有得到适当的处理。此外,许多污水处理厂没有明确报告其污泥处理办法。目前,我国所采用的污泥处理和处置工艺有以下几种:污泥增稠、污泥脱水、污泥厌氧消化、污泥堆肥、污泥干燥焚烧、污泥卫生填埋场和污泥资源化利用等。厌氧消化具有能量回收和污泥稳定等优势,已在发达国家广泛使用,但在我国的污水处理厂中厌氧消化的应用比例不足3%。堆肥也是一种有效的处理方法,但农业农村部对于污泥土地使用产生的潜在健康危害高度关注,相应的法律法规严重限制了污泥堆肥的使用。目前,我国对于污泥的处置仍以卫生填埋为主。
3 污水处理厂的地理分布
污水处理厂的建设及其处理能力具有明显的区域分布特征。大部分城市生产总值比农村高,人口相对集中,污水处理厂数量较多,处理能力较高。农村“老小村”“空心村”现象普遍,所占生产总值和人口的比重较低,污水处理厂数量较少,处理能力也较低。此外,污水处理厂处理能力的区域分布特征比污水处理厂数目的区域分布特征更加显著。就每个污水处理厂的平均实际容量而言,农村地区的平均容量最低,表明农村污水处理厂无法占主导地位,这一特征与当地较低的生产总值和人口密度相符。
农村污水处理厂利用率较低的原因主要有以下3点:将污水引入污水处理厂的管道不足,支持污水处理厂建设的资金不足,农村无法负担污水处理设施建设和维护运营资金需求。随着城镇化、新农村建设的迅速发展,污水处理建设进程逐步加快,会极大地改善污水处理厂利用率低的问题,使污水处理厂的产能利用率得到显著提高。
4 新时期我国农村污水处理建议
我国是一个农业大国,也是一个人口大国。新时代,对于我国农村污水处理,首先政府层面要制定强有力的法规与措施,充分利用多媒体等方式进行宣传,提高全民环保意识,鼓励农户积极参与;支持和监督农村污水处理厂的运行和维护,加强对先进典型案例的宣传,发挥好典型示范作用,增强公众节水、洁水意识,增强公众保护水生态环境的责任意识。其次,规划完善农村污水处理厂的建设选址,明确具体的改造方案,制定适合农村的污水处理排放标准,规划适合农村的污水处理管网。最后,大力运用智慧化管控技术,实现远程在线管控,降低运行成本,鼓励利用再生水。