一体化污水处理技术在老挝学校生活污水净化中的应用
——以南塔省立中学为例
2021-08-13李江平khamlath甄晓云
郭 苹,李江平,张 伟,khamlath,武 捷,甄晓云
(1.云南省生态环境对外合作中心,云南 昆明 650000;2.云南利鲁环境建设有限公司,云南 昆明 650091;3.老挝南塔省自然资源与环境厅,老挝 南塔省 999012)
0 引言
2015年,老挝南塔省自然资源和环境厅与中国云南省环保厅在昆明签署环境保护合作备忘录[1]。中老双方在农村环境整治领域,水污染治理与控制,保护区生物多样性跨境保护,环境管理培训和能力建设等多个领域开展相关合作研究。
在“一带一路”不断推进的过程中,经过多年调查研究分析发现,就老挝目前的技术水平状况而言,很难以现有的自身条件来解决污水处置的问题。老挝南塔省(Luang Namtha)地处老挝西北部地区,其北部地区和中国云南省西双版纳州接壤,西邻缅甸。老挝南塔省省立中学位于南塔省南塔县城,现有师生2000余人,是南塔省唯一一所省立中学。由于该校没有完善的污水处理设备,生活污水未经处理直接排放,不仅对师生身体健康造成了威胁,还导致了周边汇入湄公河的河流水体污染。
本文以老挝南塔省中学为研究对象,通过实施生活污水处理系统,配套污水收集系统和中水回用系统,实现中学排水系统的雨污分流,实现污水收集率70%以上,并使生活污水处置后回用于绿化。期望通过南塔省立中学污水处置为未来南塔省生活污水处理起到示范作用。
1 南塔省省立中学概况
南塔省是老挝北方的一个省会,地处老挝上寮,南塔省西南地区和博胶省交界,西北部地区和缅甸接壤,南塔省东南与老挝乌多姆塞省毗连,老挝东北部与中国云南省相交。老挝南塔省立中学位于南塔省,周边有小河流向西或南汇流最终进入湄公河。南塔省立中学现有教室38间,2064名学生,79名老师,6间宿舍,1座图书馆,1座办公室,44间浴室,8间商店,厕所为水冲厕。所有生活污水排放均设有化粪池。现状生活污水四处散排,严重影响周边环境及周边河流水质。
2 出水水质选择
老挝制定了《水污染防治法》《地面水环境质量标准》《水污染物排放标准》等多部相关法律。1996年4月老挝政府审议通过新的《水污染防治法》,但老挝国家的排放标准相对而言执行的还不是那么严格[2]。老挝南塔省立中学生活污水由卫生间、浴室和厨房排水构成,与国内城镇生活污水不同之处在于,其厨房仅供教职工使用,人数较少,但其污水构成与国内城镇污水区别不大,因此,设计进水水质参考国内城镇生活污水取值。
由于老挝并没有相对严格的污水处置参考标准,为了实现生活污水处理工程的示范作用,以高标准、严要求、高质量为设计准则,污水处理后的出水,综合参考国内《GB 18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标结合《GBT 18920-2002城市污水再生利用城市杂用水水质》中的城市绿化质量标准[3],设计水质详见表1。
表1 老挝南塔省立中学污水处理站设计进出水水质 (mg/L)
3 生活污水处理量预测
老挝南塔省立中学生活用水供水方式为集中供水,根据现场实地调查学校用水情况,非住宿人员用水定额取30L/d·人,污水收集率取0.9,污水排放系数取80%[4];住宿人员用水定额取70L/d·人,污水收集率取0.9,污水排放系数取80%[5]。即:生活污水量Q1=N1×A×B×80%(注:N1为学校人口数量;A为用水定额;B为生活污水的收集率)。
经计算,现状生活污水为47.15m3/d,考虑到以后人数会有所增加,将污水处理规模取为50 m3/d。
4 工艺方案选择
4.1 污水处理工艺简介
生活废水中主要含有机物、磷等营养元素,当前国内外废水处理的方式主要有:湿地处理方法、生化处理方法以及物理化学处理法。物理化学法除磷效果好,对有机物及氮的去除效果不理想,单独使用的运行成本较高,并会带来污泥处理及二次污染等问题[5];湿地处理法占地面积较大,一般以污染物削减量作考核指标,对低浓度废水的净化效果较好,污染削减能力较低;二级生化处理法是目前污水处理厂采用的生活污水主要处理方式,工程投资较高,运行管理成本高,出水一般以污水处理厂污染物综合排放标准为考核指标,相对湿地处理法的污染物削减能力较高。
4.2 污水处理工艺选择
省立中学的污水为传统的生活污水,污染物质主要为CODCr、BOD5、TP、TN、SS和粪大肠菌群,根据省立中学的实际情况和污水处理要求,根据污水处理的几种工艺技术,进行对比分析,各污水处理工艺主要优缺点详见表2。
表2 污水处理工艺比选分析
依据以上对废水处理的比选及本建设项目点无充裕的用地总面积的实际状况,从运行、操作单纯考虑,此次采纳的生产工艺为A2/O废水处理。
4.3 A2/O处理工艺说明
A2/O工艺技术(AAO工艺技术、AAO法),为英文Anaerobic-Anoxic-Oxic单词的首字母简写(厌氧-缺氧-好氧),其技术是一种常用的二级污水处理工艺,具有同步脱氮除磷的作用,可用于二级污水处理或三级污水处理;后续增加深度处理后,出水可作为中水回用,具有良好的脱氮除磷效果[6]。
图1 南塔省立中学污水处理设计图
厌氧、缺氧、好氧过程在A2/O工艺流程中,既可以在不同的设备中运行,亦能在同一设备的不同部位完成。譬如,在氧化沟工艺技术中,可以通过控制转刷的供氧量让各段分别处在厌氧、缺氧、好氧状态,也可使设备在不同状态间歇运行。一般的,使工艺在厌氧-缺氧-好氧系统间运行的各种运行控制手段和方法都属于A2/O工艺。
4.4 A2/O处理站型式选择
测算省立中学生活污水处理规模,为50m3/d的小规模,拟以一体化A2/O处理设备为主,预处理和中水回用设施单独建设,考虑到一体化设备的体积和重量问题,需要针对进水增设水解酸化池。
图2 南塔省立中学污水处理设备工艺流程设计图
表3 污水处理工艺技术性能比选
5 管网布设
污水收集管网。现状省立中学的生活污水排放均设有化粪池,因此,污水收集管网可采用管、井直接接收化粪池出水,进而可实现省立中学的雨污分流。管道采用DN200钢丝骨架HDPE管,配套Φ700 HDPE沉泥检查井,检查井设置间距25m。
回用管网。回用管网主要服务于校内草坪、操场和校园内其他绿化。草坪内设置两排自动浇撒喷头,设置间距10m;其余回用管道沿道路边和操场边布置,主管采用Φ110镀锌钢管,支管采用Φ60镀锌钢管。
6 污水处理示范工程建设
在澜湄合作基金的支持下,澜沧江-湄公河环境合作中心联合澜沧江-湄公河环境合作云南中心等相关合作单位,于2018年为老挝南塔省省立中学捐赠并安装了一套日处理50t的一体化A2/O+MBR膜处理设备及前端处理池一套,污水收集管235m,回用管道554m。建成后学校生活污水处理率达到100%,处理后废水可循环利用,无外排、二次污染等问题。
经过处理的污水可循环利用,切实解决了全校师生长期以来的排污难问题,受到学校师生的认可。项目建成后,为保证建设项目的运行与维护,同时对南塔省省立中学管理人员进行了设备原理及使用方法培训,并开展实际操作训练与答疑,保证培训质量。
图3 南塔省立中学污水处理布置见平面布置设计图
图4 南塔省立中学污水处理设施建设及培训
7 总结
2018年1月,在柬埔寨金边召开的澜沧江-湄公河合作第二次领导人会议通过的《澜沧江-湄公河合作五年行动计划(2018-2022)》,正式提出“推动澜沧江-湄公河环境合作中心建设,制定《澜沧江-湄公河环境合作战略》,实施绿色澜湄计划”[7]。中老环境合作示范项目是“绿色澜湄计划”的组成部分之一。
本文根据学校实际情况提出了学校生活污水的处理方案,建成后学校污水处理率可达到100%,且处理后废水可循环利用,无外排,污水处理工程处理成本低,占地面积小,建设投资少。通过开展示范工程建设和能力建设项目,加强了与老挝南塔省的沟通交流,建立了良好的合作网络,提高了中国在老挝项目的影响力,为中国在老挝未来环境项目开展提供了良好的示范效应;加强了中老双方环境合作项目的务实开展,丰富了澜沧江-湄公河环境合作机制,为澜沧江-湄公河合作第三次领导人会议提供了成果支撑。同时为今后老挝南塔省乃至老挝生活污水处置提供了可行性参考,推动实现了区域可持续发展,再续了各国“同饮一江水,命运紧相连”[8]的深厚情谊。