住建部北方中心主任劉俊新:村鎮污水處理模式與適用技術
住建部農村污水處理技術北方研究中心
劉俊新主任
8月7-8日,住建部農村污水處理技術北方研究中心主任劉俊新,在由《水工業市場》雜志和焦點水網共同承辦的第四屆中國農村和小城鎮水環境治理論壇演講中提到,村鎮污水處理經常被放在一起講,但實際上村莊污水處理和城鎮污水處理的內容和含義,包括收集方式都是不同的,技術和處理模式也有很大區別。污水處理模式與污水收集方式有關,由于污水排放的特征不同,導致其處理模式完全不同。
村莊污水主要為農戶生活污水、畜禽養殖廢水及鄉村企業排放的廢水等,小城鎮污水主要來源于城鎮居民生活污水、公共設施排放的污水及工業企業排放的工業廢水。生活污水指居民日常生活中廚房、洗滌、沖廁、洗澡等產生的污水,公共設施排水指娛樂場所、賓館、浴室、商業網點、學校和機關辦公室等地方產生的污水。本文所提到的污水主要指生活污水。
村鎮排放強度和排放規律的區域差異非常大,東部、西部、山區、平原等不同地區的自然與經濟條件不同,導致各地村鎮的污水排放特征差異很大,遠遠大于不同地區城市之間的差異。由于用水標準低于大城市,人均污水排放量低于大城市,而且農村人均污水排放量低于小城鎮,所以在農村污水處理設計方面,要充分考慮排水量的差異,否則可能造成設計規模過大。在一些鄉鎮企業比較發達的地區,對村莊污水的影響也是非常大的。
相對城市來講,村鎮人口少、規模小,所以其污水排放系數的變化比較大。工業和畜禽養殖廢水、日變化系數等對村鎮污水都有很大的影響,所以選擇農村污水技術時,要考慮到非常多的因素。同時,農村由于庭院、農田對居民一般生活與糞尿排水的消納,其排放系數一般在0.3-0.6之間,遠低于城鎮0.8左右的排放系數,導致排放系數差異進一步加大。旅游風景區的主要污染源來自旅游業及相關產業,其特征是污染物產生量隨旅游旺季和淡季的變化顯著波動。像云南地區,一個村莊在旅游旺季的時候,一天接待的游客可能是上千人,旅游淡季的時候一天的游客可能只有幾十個人。這樣的話,污水處理裝置要適用于不同的污水處理量,是一個非常大的考驗。
污水處理模式與污水收集方式有關。對小城鎮來講,它是趨于一種集中居住的方式,以排水管網的集中方式收集,但明渠排水方式受地下水入滲和暴雨徑流的影響很大。盡管目前小城鎮排水系統尚不完善,但健全鎮區雨水與污水收集管道系統是必然趨勢。小城鎮基本是以管網收集、集中處理為主;少量居民社區采用分散處理,再生水回用。
由于污水排放的特征不同,導致其處理模式完全不同。農村污水排放有多種方式,主要以直接排放為主。農村污水排放分散,大規模管網收集污水有困難,且經濟上不合算。農村污水處理模式根據村莊的情況不同,分為分散處理模式和村落集中處理模式,而城鎮近郊區的農村則納入城鎮排水管網。
一、小城鎮污水處理適用技術
從農村北方研究中心調查的結果來看,可以說小城鎮和農村的污水處理適用技術是完全不一樣的。小城鎮污水處理廠規模通常較小,污水量與水質變化大,從建設費用來講,不能采用大城市建設核算費用,通常其單位水量建設與運行費用高。許多小城鎮經濟發展水平低,經濟承受能力弱,因此很多效果很好、技術比較先進的設備,在經濟上就很難承受。小城鎮污水廠常用工藝有:A2/O工藝、氧化溝工藝、SBR工藝、生物膜工藝,此外,還有MBR、曝氣生物濾池、百樂卡、生物轉盤等工藝。小城鎮的污水處理工藝五花八門,應根據小城鎮的具體情況,因地制宜進行選擇。
隨著水質要求的提高,小城鎮污水在某些地區,比如直接排放到比較敏感的水域或者對水環境要求比較高的地區,就需要對污水做進一步深度處理。主要有廠內強化處理和廠外構建生態系統兩種深度處理模式。
二、農村污水處理適用技術
有些農村污水處理是把城市污水處理小型化,實際上,在管理方面也缺乏相應的規范標準,缺乏長效運營管理機制,住建部村鎮司在常熟建立一個村莊污水示范,把以上幾個方面結合起來,綜述如下:
1、預處理技術
常用預(初級)處理技術歸納起來,包括化糞池、厭氧生物膜技術。主要通過微生物的厭氧發酵作用,去除糞便污水或其他生活污水中部分懸浮物、有機物和病原微生物,可有效降低后續處理單元的有機污染負荷。
2、生物處理技術
常用生物處理技術,包括生物接觸氧化池、氧化溝、SBR、凈化槽。主要采取一定的人工措施,創造適宜環境,使微生物大量增殖,有效去除污水中懸浮物、有機物、氮和磷等污染物。
3、生態處理技術
常用生態處理技術,包括人工濕地、氧化塘(穩定塘)、土地滲濾、生態浮島。主要可去除污水中的懸浮物、有機物、氮和磷等污染物,通常在生物處理之后對污水進行深度凈化。
三、農村污水處理技術選擇
1、選擇原則
單一技術通常難以滿足達標排放或回用水質的要求,需要根據進水水質特點、排放要求以及一定的環境條件選擇合適的單元技術進行組合,形成適宜的組合技術(工藝)。從這個角度來講,按污水處理模式選擇:散戶(單戶或多戶)、村莊污水集中處理,宜根據污水處理規模選擇適宜的技術。對于便于統一收集污水的村落,通過技術經濟對比和環境影響評價后,宜采用村落集中污水處理站。
2、按污水處理要求選擇
不同的方式對處理技術的選擇是不一樣的,所以要考慮污水處理的實際要求,比如:非旅游區,人口居住密度低,水環境容量較大,污水處理主要以去除有機物COD和懸浮物SS為主;重點河流、湖泊、水源地、旅游景區村落,污水處理在去除COD和SS之外,還要考慮去除氮和磷等營養元素,以防止周邊水體的富營養化;以回用為目的,需要滿足相應的回用水質標準。
3、主要選配依據
土地資源、經濟狀況、進水水質、水環境現狀、出水排放要求、地形和氣候等。因地制宜,根據技術的特點和適用范圍,結合當地條件進行選配。盡量利用地形,污水采用重力自流和跌水充氧,以降低運行費用。污水處理工程不僅要滿足相關排放要求,還要注重景觀美化、環境協調。