村鎮(zhèn)生活污水處理是指對農(nóng)村村莊和小鎮(zhèn)的村民生活污水和生產(chǎn)廢水的處理。隨著我國農(nóng)村生活水平的不斷提高,以及農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)副產(chǎn)品加工等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,村鎮(zhèn)的污、廢水排放已嚴(yán)重破壞了農(nóng)村的生態(tài)平衡。但目前的污廢水治理仍較落后,部分鎮(zhèn)區(qū)未建生活污水處理廠,污水和雨水一并進(jìn)入合流管道,就近排入河道,使河道、湖泊受到嚴(yán)重污染,進(jìn)行污水處理已迫在眉睫。

村鎮(zhèn)由于其社會(huì)組織結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和生活水平與生活習(xí)慣等,與城鎮(zhèn)相比尚有較大的不同和差距,決定了村鎮(zhèn)生活污水處理與城鎮(zhèn)生活污水處理相比,不僅在水質(zhì)、水量及建設(shè)規(guī)模上有所不同,而且在處理工藝選擇、工程建設(shè)與投資、運(yùn)行管理的模式等方面也有較大的區(qū)別。故不能盲目按照城鎮(zhèn)污水處理工程建設(shè)的模式。

如何選擇村鎮(zhèn)生活污水的處理技術(shù),關(guān)鍵問題是要適應(yīng)目前村鎮(zhèn)的實(shí)際情況,除能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求;更重要的是建設(shè)投資要省,運(yùn)行管理要方便,運(yùn)行費(fèi)用要低。

因此提出“村鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)整合研究”的設(shè)想,即選擇目前已經(jīng)成熟可行適合村鎮(zhèn)的污水處理技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合,以達(dá)到村鎮(zhèn)生活污水處理的目標(biāo)。

1　生活污水凈化沼氣池

生活污水凈化沼氣池是在化糞池和沼氣池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,解決了化糞池處理效果差、沉積污泥多、沼氣池沼氣回收率低的弊端。江蘇省在如皋、靖江等地試點(diǎn)、推廣生活污水凈化沼氣池獲得了一定成效。為了加快推廣步伐,2004年編制了新的《生活污水凈化沼氣池》圖集(蘇S 03—2004)。

1.1　池型布置

生活污水凈化沼氣池的工藝流程為:生活污水→前置處理區(qū)Ⅰ→前置處理區(qū)Ⅱ→后處理區(qū)→排出。其布置見圖1。

前置處理區(qū)分為Ⅱ級,設(shè)計(jì)成兩座密閉的圓柱形沼氣池,在該區(qū)生活污水進(jìn)行厭氧分解、泥水分離;污泥沉積于池底進(jìn)行腐化分解。為了加強(qiáng)厭氧接觸效果,在前處理Ⅱ區(qū)池內(nèi)掛硬性填料。沼氣池的有效容積為污水通過停留容積和污泥部分沉積容積之和,污水容積按停留時(shí)間48~72 h計(jì)算,污泥沉積容積按污泥清掏周期360 d計(jì)算。

后處理區(qū)為生物濾池,設(shè)計(jì)成矩形折流式生物濾池,分成4格,每格水頭差20 cm,污水從下向上串聯(lián)折流通過濾床,污水通過濾膜上好氧、兼性微生物的分解代謝和合成代謝進(jìn)一步降解污染物質(zhì)。池中濾料選用石灰石碎石,厚度為400~500 mm。第一、二格為粗濾料,粒徑5~40 mm;第三格為中濾料,粒徑5~20 mm;第四格為細(xì)濾料,粒徑5~15mm。每格碎石后處理區(qū)的有效容積可按(0.4~0.5)沼氣池有效容積計(jì)算。凈化沼氣池前設(shè)格柵,以阻攔污水中較大的漂浮物。沼氣池為密閉池,池頂設(shè)活動(dòng)蓋板和蓄水圈、蓋板兩道頂蓋,活動(dòng)蓋板上有沼氣導(dǎo)管,可將沼氣用塑料軟管引出。在出水管上端部位布置DN150 PVCU進(jìn)氣管(進(jìn)口設(shè)防護(hù)罩),使池內(nèi)水面與大氣相通,保證好氧和兼性微生物的降解效果。

1.2　處理效果

如皋、靖江、淮安環(huán)境監(jiān)測站對凈化沼氣池的檢測結(jié)果見表1~表3。

表1~表3的數(shù)據(jù)表明,生活污水凈化沼氣池出水應(yīng)屬基本或接近達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2　人工濕地

2.1　特點(diǎn)

人工濕地有自由水面型(FWS)和潛流型(SFS)兩類。由于潛流型人工濕地處理效果好、受氣溫影響相對較少、衛(wèi)生條件好等原因而采用較多。潛流型人工濕地根據(jù)污水的流動(dòng)方向又分成水平流和垂直流兩種。前者對BOD5、CODCr、SS、重金屬等污染物處理效果好,后者脫氮、除磷效果較好。人工濕地處理系統(tǒng)投資低,處理效果好,管理和維護(hù)簡單,基本不用能源消耗,運(yùn)行費(fèi)用僅為常規(guī)處理的1/10,抗沖擊性能強(qiáng),適合廣大農(nóng)村地區(qū)、小城鎮(zhèn)地區(qū)的污水處理。

2.2　構(gòu)造

潛流式人工濕地構(gòu)造由進(jìn)水區(qū)、處理區(qū)、出水區(qū)三部分組成,并且底部應(yīng)做好防滲層。垂直流人工濕地構(gòu)造示意見圖2。

處理區(qū)為人工濕地工作區(qū),為保證流程的長度和水流均勻,一般設(shè)計(jì)成上向流分格串聯(lián)運(yùn)行。每格中的基質(zhì)采用礫石或卵石,顆粒由下而上遞減,基質(zhì)厚度取60~80 cm。底層厚20 cm,粒徑40~60mm,為粗碎石層;中層厚30 cm,粒徑20~40 mm,為中碎石層;上層厚15 cm,粒徑10~30 mm,為細(xì)碎石層。

進(jìn)水區(qū)與集水區(qū)的布置應(yīng)盡量保證布水和集水均勻,避免在池內(nèi)形成死水區(qū)和短流。人工濕地的防滲層很重要,應(yīng)保證污水處理過程中污水不向外滲漏,防止污水對地下水的污染和影響周圍環(huán)境衛(wèi)生。一般濕地應(yīng)選在厚土層地區(qū),厚土層上再設(shè)防滲層,防滲層可用粘土、膨脹土、瀝青和油氈鋪設(shè),現(xiàn)在也有做高密度聚乙烯樹脂塑料膜鋪墊。

人工濕地的植物品種對人工濕地的處理效果影響很大,所以濕地設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意床內(nèi)植物的選擇和栽培。植物選擇通常選擇根系發(fā)達(dá),根莖粗壯的植物;光合作用好、輸氧機(jī)能強(qiáng)的植物;當(dāng)然也應(yīng)考慮到植物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和觀賞性。

3　村鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)整合方案與實(shí)踐

3.1　技術(shù)整合方案

通過對村鎮(zhèn)污水處理技術(shù)的調(diào)研和分析,認(rèn)為目前生活污水凈化沼氣池是一種比較適用的處理技術(shù)。它具備處理效果較好,可分散性建設(shè),運(yùn)行和維護(hù)簡單,管理工作量少,運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。但也存在運(yùn)行、維護(hù)管理問題和技術(shù)的“保安”措施問題。生活污水處理就其工作性質(zhì)來說應(yīng)屬社會(huì)公共、公益事業(yè),在污水處理工作推向市場的同時(shí),國家財(cái)政仍給予一定的政策和優(yōu)惠,包括投資補(bǔ)貼。但村鎮(zhèn)污水處理還是需要一定的運(yùn)行、管理工作和必要的投資與運(yùn)行費(fèi)用。要想真正解決村鎮(zhèn)生活污水處理問題,應(yīng)從管理體制上盡快出臺(tái)相應(yīng)的措施,建立一種新的農(nóng)村污水處理管理機(jī)制,包括監(jiān)督檢測、建設(shè)、日常管理。而且這一管理機(jī)制也必須是社會(huì)公益性的,和城市的機(jī)制一致,必要的費(fèi)用開始有政府撥款,隨著村鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,生活水平提高,再逐步推向市場。只有如此,才能保證村鎮(zhèn)污水處理建得成,管理得好,真正發(fā)揮社會(huì)效益和環(huán)境效益。關(guān)于生活污水凈化沼氣池的技術(shù)“保安”措施是鑒于以下幾方面的原因。首先目前村鎮(zhèn)污水處理的運(yùn)行管理不到位,這就只能從加強(qiáng)技術(shù)的安全保證度來補(bǔ)救。另一方面生活污水凈化沼氣池處理效果的安全保證度不高。從檢測數(shù)據(jù)分析,達(dá)標(biāo)的富余量不多,很多是勉強(qiáng)達(dá)標(biāo)、接近達(dá)標(biāo)或是有的項(xiàng)目達(dá)標(biāo);其次是系統(tǒng)資料很少;其三是凈化沼氣池的后處理區(qū)生物濾池的好氧、兼性微生物的分解、合成代謝功能,有必要進(jìn)一步改善和提高。

就此,對村鎮(zhèn)污水處理技術(shù)整合提出了如下方案:①生活污水凈化沼氣池→污水灌溉;②生活污水凈化沼氣池→氧化塘;③生活污水凈化沼氣池→微動(dòng)力接觸氧化池;④生活污水凈化沼氣池→人工濕地。

其中方案一和方案二,只要有合適的應(yīng)用場合,可以直接選用。

方案三將埋設(shè)于地下的生物濾池改為微動(dòng)力接觸氧化池,后處理區(qū)處理效果將有大的提高,污水經(jīng)沉淀后排放應(yīng)該說是“安全”的。但要增加動(dòng)力設(shè)備和能耗,只要條件許可,可以選用。

方案四將埋設(shè)于地下的生物濾池改為敞開的人工濕地,有較好的處理效果,且不必增加動(dòng)力能耗,是優(yōu)選的推薦方案。

3.2　推薦方案的實(shí)施

選擇了如皋、靖江兩地能源辦共同進(jìn)行生活污水凈化沼氣池+人工濕地試點(diǎn)實(shí)施工作,要求完成如下研究內(nèi)容:①工藝設(shè)計(jì)參數(shù)、組合型式,全年四季運(yùn)行的處理效果測定;②對環(huán)境的影響;③最佳布置形式和濕地的構(gòu)造;④人工濕地植物品種的選擇和栽種經(jīng)濟(jì)性植物的探討;⑤運(yùn)行、維護(hù)和管理與運(yùn)行費(fèi)用;⑥合理造價(jià)�，F(xiàn)試點(diǎn)實(shí)施試驗(yàn)工作進(jìn)行順利,試點(diǎn)的選點(diǎn)工作已經(jīng)確定,結(jié)合試點(diǎn)的地形分建與合建兩種池型的施工設(shè)計(jì)圖紙已經(jīng)完成,試點(diǎn)現(xiàn)場施工已經(jīng)開始,待工程建設(shè)投產(chǎn)后,試驗(yàn)研究工作將全面展開。

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