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探讨农村水处理常用方法及现状

 

  为了便于维护和降低污水处理厂运营的人力成本,我国城市污水处理厂的规模往往很大(日处理数10万吨,甚至过百万吨)。而我国镇级污水处理厂的日处理规模一般为数百吨至数千吨,一座日处理2000吨的污水厂的运行费用约为100-150万元/年。经验表明,如将这类工艺用于村镇污水处理,由于其运行费用高 、管理维护难度大,我国大部分村镇将难以承受,会导致采用这类技术建成的村镇水处理技术设施普遍闲置。因此,目前我国村镇污水处理中大量采用土地生态处理技术,其中以人工湿地应用最广。
  1.人工湿地污水处理技术
  人工湿地是一种工程方案,利用地下人工介质中栖息的植物、植物根系、微生物,以及填料介质所具有的物理、化学特性,将污水净化的技术工艺。我国现有的人工湿地污水处理系统以潜流式为主,由于没有动力曝气,氧气在水中的溶解度很低、扩散速率小,主要依靠植物根系泌氧(≤3g/m2湿地),供氧能力很差。国内外大量研究和实践证明,日处理1吨生活污水需湿地面积10m2以上。以人工湿地应用案例较多的捷克为例,195个人工湿地的平均占地面积为5.1m2/PE(populationequivalent,人口当量)。美国环保署则建议日处理1吨生活污水采用15m2—20m2人工湿地。然而,为了减少用地和降低投资,我国大部分现有人工湿地案例的用地仅为2m2—3m2/吨水•天,有的甚至更少。其后果是这些湿地系统仅可在运行初期短暂正常运行(除非实际污水量很小),大部分系统因为氧气供应不足、厌氧菌大量繁殖而变成黑臭污水潭。此外,人工湿地对磷的去除效果较差,在低温条件下不能正常运行甚至失效。
  2.地下渗滤污水处理技术
  地下渗滤污水处理技术,又称为化粪池系统(Septictank systems),因其突出的经济和环境优势,是北美、澳洲等地污水分散处理的首选技术。然而,由于设计欠佳、未考虑不同土壤类型差异、缺少维护等原因,部分地下渗滤系统处理效果较差;同时,由于非饱和带中缺少碳源,从而抑制了反硝化脱氮,最终导致硝酸盐渗入地下水,这被认为是正常运行的地下渗滤系统最为普遍的环境危害。此外,传统地下渗滤技术用地面积很大(>20m²/吨水•天),难以在我国推广应用。为了减少用地面积,人们采用人工土填料代替原生土壤,使日处理1吨污水的占地面积减少到10—15m²。即使这样,其占地面积仍然很大,并且还增加了工程建设成本。
  3.其他污水处理技术
  稳定塘技术是由若干自然或人工挖掘的池塘组成,通过菌藻、水生生物等综合作用而实现污水净化的目的,其具有 基建投资少、运行费用低、维护简单、不产生污泥 等优点,但传统稳定塘 占地面积大、受气候影响大,出水水质一般也不能达到较严的污染物排放标准。
  生物接触氧化法在我国部分地区应用较多,兼有活性污泥法及生物膜法的特点,该法在池内设置填料,进行淹水曝气,污水与填料表面的生物膜充分接触,使污水得到净化。生物接触氧化法 占地面积小,但能耗较高、管理维护复杂、对总氮和总磷去除效果较差。
  “非尔脱”(FILTER)污水处理系统 源自澳大利亚,是一种“过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水处理与再利用系统。其原理类似于种植农作物的垂直流人工湿地,由于以 土壤做滤料,水力停留时间较长,对生活污水的处理效果好,适用于土地资源丰富、可以轮作休耕的地区。该系统 受气候和作物生长季节限制,水力负荷低、用地面积大,此外还需修建控制排水量的泵站,成本较高。为了克服单一技术的不足,有些采用组合工艺处理农村生活污水。例如生物接触氧化+人工湿地、厌氧处理+人工湿地等,组合工艺能够获得更好的处理效果,但是建设和运行费用往往更高,使其在我国推广受限。
  由于我国土地资源珍贵、经济欠发达(村镇的经济承受能力更小)、缺少小规模污水处理设施的运行保障机制、气候条件的地域性和季节性变化大,上述技术均不能满足国情要求,在我国适用性差。因此,亟需研发和推广 占地面积小、投资小、运行费用低、管理维护简便、处理效果好的小规模水处理系统
  我国农村污水治理的现状
  1、农村污水治理的工程量大、需求复杂
  农村基础设施建设长期亏欠, 因此很多农村污水治理工程项目不仅要建设室外排水设施(包括污水收集管道和污水处理设施),还可能会延伸到室内的卫生改造,其工程量大、结构独特、施工复杂, 从而增加了农村污水治理的工程量。
  2、 农村污水治理工程的单位建设成本和运行成本高
  一般来说, 以村落为主要集聚形态的农村, 其人口规模与居住密度都大大低于城市, 除土地成本以外, 相同出水水质要求下污水治理设施的单位建设成本和运行成本普遍高于城市。我国大部分农村土地资源并不丰富,污水处理工艺不可能大量采用占地指标很高的土地处理法。
  农村污水治理工程在很多情况下是对现有村庄的改造, 涉及对现有道路和绿化等设施的破坏与恢复,从而使农村污水治理工程的单位造价大幅提升。总体而言,按人均或户均投入计算, 农村污水治理的成本要高于城市污水治理的成本。
  3、 农村污水治理存在体制障碍
  首先, 政府管理体制不畅。农村污水治理尚未形成完整有序的政府管理体系, 在客观上造成投资效率低下、 资金浪费严重。农村污水治理在管理功能上涉及基础设施、卫生健康、 环境保护、 水利与水源、 农村与农业等多个方面, 然而目前政府管理体制并未将污水治理系统的多个环节和多种功能按照不同政府部门的管理职能进行有机结合,农村污水治理同时存在条块分割、 组织不力、 监管缺位等现象。
  其次, 行业管理体制缺失。污水处理有集中处理和分散处理两种方式, 集中处理主要适用于居住密度和人口规模均较大的城镇,分散处理主要适用于居住密度和人口规模均较小的农村地区以及不适合通过主干管网连通收集的城镇片区。集中处理和分散处理的管理需求、技术需求与环境约束存在很大不同,适合作为两个行业区别对待, 这也是国外通行的做法。无论是城镇还是农村, 两种处理方式都可以适用, 但需要从技术经济和生态环境的角度进行对比和选取。结合我国农村实际,考察国外发展趋势, 采取分散式农村污水处理势在必行。然而, 我国目前尚未将分散污水处理作为一个相对独立的行业部门来管理, 现有的适用于城市的污水处理行业管理体制与农村污水处理的需求不相适应,导致规划、 监管与技术标准等缺失, 严重制约了农村污水治理的有效开展。
  最后, 组织实施成本高。农村污水处理需要大量采用分散污水处理的方式, 对组织实施的要求高于城市污水集中处理, 到目前为止我国尚未有成熟的经验。农村污水治理具有农村工作的一般性特征,与城市相比, 农村情况复杂, 农村居民的整体素质和基层干部的管理水平不及城市, 使得农村污水治理组织实施的难度高于城市。因此, 农村污水治理组织实施成本高于城市污水治理。
  
 

策划撰写:未知
责任编辑:姗姗
2017-01-05
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