浅析乡镇污水治理现状及处理技术

浅析乡镇污水治理现状及处理技术 摘 要：文章首先介绍乡镇污水的特点及治理现状，提出几种适合于乡镇污水的处理技术，为乡镇污水处理技术的选择与应用提供参考。 关键词：污水治理； 厌氧水解； 人工湿地；环境保护 随着城市劳动力、用地等成本因素的影响，大量产业逐渐向乡镇和农村转移，给经济不发达的小城镇地区带来了严峻的环境压力。同时，乡镇诸多来源于畜禽养殖业、水产养殖业、农产品加工等产业的高浓度有机废水在组成成分与排放方式上与城市污水相异，单纯照搬城市污水处理工艺与设计参数很容易导致处理效果不佳及运行费用较高等问题。因此，基于乡镇污水的特点及处理现状，探讨具有针对性的治理工艺技术在当下具有重要的现实意义。 1 乡镇污水的特点及治理现状 1. 1 水量、水质波动大 乡镇工业化水平较低，当地居民、作坊、餐饮业的生活污水及微型工业企业的生产废水构成了污水主要组成部分，其具有总水量小，易生化处理，水中基本不含重金属和有毒有害物质，氮、磷、COD 含量较高等特点。在区域差异上，经济欠发达的乡镇主要产生生活污水及少许养殖废水，可生化性良好；而在发展较快的乡镇则因建设有一定量的工厂，生活污水由于参杂工业废水而可生化性较低。在日变化上，大多数建制镇的污水量为1000～2000m/ d，由于居民生活作息时间较为趋同与乡镇企业生产作业的不连续性，使日污水水量变化系数远在城市值之上，其通常可取1. 5～2. 5。 1. 2 污水收集困难 基于长期以来乡镇地区的社会经济发展相对滞后及地形复杂、居住分散、道路狭窄、用地布局不合理的客观现状，污水收集系统普遍存在规划落后，设施老化、缺损，管理不到位等问题，增加了污水收集难度。乡镇排水系统大多采用雨污合流排水体制，通常做法为在街道边修筑加盖板的排水渠系统或通过散排的方式排放污水及雨水。此外，由于管网年久失修及质量较差，出现不同程度的破损现象，造成污水外流或地下水混入，降低污水可生化性，加大了后续处理负荷和难度。 1. 3 采用工艺不合理、资金短缺 乡镇污水处理所采用的工艺五花八门，水平参差不齐，缺乏全局统筹规划，一些污水处理工艺的配套与乡镇实际排污量不相符，甚至随意套用城市污水处理厂的建设与运行模式，造成资源浪费与设施维护管理困难。同时，乡镇地区经济实力有限，缺少设施运营管理资金保障体系，很多项目建成后成为“晒太阳”工程。 2 乡镇污水处理技术 2. 1厌氧水解―高负荷生物滤池 厌氧水解―高负荷生物滤池是一种将微生物体系附着于滤料或填料上形成生物膜从而使其对污染物质进行吸附、降解处理的环保技术。该技术采用的塑料模块填料具有高孔隙率、高附着面积、高布水性能和抗堵塞性，处理后出水的各项指标均满足国家排放标准。厌氧水解―高负荷生物滤池由粗细格栅、废水沉砂池、厌氧水解滤池、高负荷生物滤池、二次沉淀池等构成，工艺上具有以下特点： （1）在处理效果上，一方面经过水解池处理后污水理化性质发生了很大的变化，酸化后出水COD/ BOD的比值可达到 0. 48 ～0. 55，平均提高 10%～20%，可生化性得以提高，无需再设初沉池； 一方面，该系统的 COD 去除率可达75%～85% ，SS去除率可达 85%～95% ，均可满足城镇污水二级处理的出水要求。（2）在污泥产率上，由于高负荷生物滤池中的生物膜对污染物除了具有好氧生物同化作用外，还具有一定的厌氧异化分解作用，使污泥的产率大大低于普通活性污泥法，在一定程度上降低了污泥处理处置成本。（3）由于水解池对有机物具有较高的去除率，使后续构筑物水力停留时间缩短，有效减小了构筑物的体积，降低了运行能耗，节约了建造成本。 2. 2蚯蚓生态滤池 蚯蚓生态滤池是近年来国外新开发的一种利用蚯蚓个体大、易繁殖、能富集污染物、能作为环境污染状况指示生物等优点将其投放入生物过滤器中以进行污染物处理及废物循环利用的绿色污水处理技术。蚯蚓生物滤池具有物理过滤、吸附、好氧分解、污泥处理等功能。该技术常用的为塔式蚯蚓生态滤池，其可与水解酸化池和人工湿地连用，由多个塔层组成，每层以土壤为滤料层，土壤层下是不同粒级、不同种类的填料。在功能上一方面利用蚯蚓吞食污染物提高滤料孔隙率，增加反应比表面积，改善反应器填料的通透性，进一步促进污水中有机质的降解，降低污泥产率，解决滤池中可能出现的污泥堵塞问题； 另一方面，蚯蚓与微生物具有协同作用，蚯蚓在滤池内的活动与分泌物能有效地提高微生物的活性，促进有机污染物的分解与转化。滤床中增殖的的蚯蚓可作为农村家禽养殖的饲料，其排泄物具有较丰富的有机物和氮、磷、钾等营养元素，矿化度高，稳定性好，可作为高效农业化肥及土壤改良剂使用。该技术运行费用低，设施结构简单，实现了污水与污泥的同步处理，是一种资源循环利用型的绿色处理技术，特别适合在农村、乡镇地区推广应用。 近年来，蚯蚓生物滤池在法国和智利有较快发展，中国和日本也有该技术的研究工作。例如： 在中国重庆有人研究利用蚯蚓和土壤处理系统处理人工配制的有机废水，取得一定成效； 汤丽华等构建了两段式蚯蚓强化快速渗滤系统，通过改变水力负荷等运行条件，分析探讨了其对系统堵塞作用及出水水质的影响。然而该技术仍处于初级阶段，对其工艺的作用机理尚缺乏系统的研究，如滤池中微生物多样性情况，蚯蚓在滤池中的繁殖、生长特征，净化效果的影响因素等。这些问题的研究有益于进一步完善蚯蚓生态滤池工艺。 2. 3 人工湿地 人工湿地主要由铺设于构筑物底部的填料与具有良好污水处理效果、成活率高、生长周期长的水生植物组成，将污水以推流式平漫或水平渗滤的方式引入其中，使其通过填料―水生植物―微生物三者的物理、化学、生物协同作用实现对污水的净化处理。人工湿地处理系统的净化机理是多方面的，包括：物理过滤、物理吸附与沉积、植物吸附吸收、微生物代谢、有机物的生物降解等，其中填料一般由土壤、细沙、砾石、灰渣等构成，为植物和微生物提供生长介质，通过沉淀、过滤、吸附去除污染物； 植物包括挺水植物、沉水植物、浮水植物，主要起到固定床体表面、防止淤泥淤塞，对污染物具有吸收、代谢、积累作用； 优势微生物主要有产碱杆菌属、黄杆菌属等，可由自身的生长与变异吸收和分解有机物质、有毒物质、氨氮等。 2. 4 地下渗滤系统 地下渗滤系统是将污水通过埋在地下的散水管间歇性投配到具有一定构造和良好扩散性能的土层中，污水在土壤的毛细管浸润和渗滤作用下向周围渗透扩散，通过土壤的物理截留吸附、微生物氧化降解等作用使污染物得到去除。由于地下渗滤系统为地埋式，避免了蚊虫滋生、臭气扩散等卫生问题，不影响地表环境和景观，是城市小区、乡镇农村小规模污水现场处理和回用的理想技术。 地下渗滤系统通常可以和调节池、厌氧滤池连用，可分为渗滤坑式地下渗滤系统、渗滤管式或渗滤腔式地下渗滤系统、土壤毛管地下渗滤系统、地下渗井地下渗滤系统等。在近 30年来，该技术的应用在世界范围内普遍受到重视。如李英华的研究表明，干湿交替运行的土壤地下渗滤系统可以提高系统的复氧能力，使微生物更有利于降解有机污染物，降低系统堵塞的可能。郑向勇等认为渗滤腔式地下渗滤系统的渗滤腔体可由硬质塑料、玻璃钢、砖、石头等构成。然而在当下该工艺仍存在容易堵塞、占地面积大、除磷能力有限等不足之处。 2. 5以接触氧化工艺为代表的地埋式一体化设备污水处理技术 地埋式污水处理设备是将目前较为成熟的生化处理技术组合在一起并埋在地下以进行污水综合处理的设备，其具有占地面积小、投资省、噪音低等诸多优点，在乡镇地区有较好的应用前景。 目前，该技术可分为接触厌氧法、SBR 法、A/O 法、A/ O法等，其中 ZW 一体化地埋式污水处理装置就是典型的代表。其为一种完全混合式的生化反应器，主要结构是中心曝气区和污泥沉淀消化区。污水在曝气的作用下达到完全混合的状态，处理后的污水通过下部导流缝进入沉淀区。整个过程连续进水、间歇曝气，处理效果好，污泥产量少，对环境污染小，适用于受资金限制不宜建污水处理厂的中小乡镇。主要构筑物有细格栅、潜污泵、调节池、ZW 一体化设备等。国内对于地埋式一体化污水处理技术的研究起步较晚，但仍取得了一些进展。如 20 世纪80年代末期CL型地埋式不耗电生活污水处理装置在化粪池的基础上增添了兼性生物滤池和氧化沟工艺，处理效果大大提高。 3 结束语 乡镇污水处理是当下乡镇地区污染整治的重点，也是实现乡镇经济可持续发展的关键。介于乡镇污水具有水量水质不稳定、收集相对困难等特点与污水处理工艺需要尽可能低的建设运营成本的现实要求，应充分结合乡镇实际财政水平、产业布局、污水特征等因素因地制宜地选取合适的污水处理工艺。 参考文献 [1] 王志强，李黎，罗海霞，等. 农村生活污水处理技术研究[J]. 安徽农业科学，2012，40（ 5） ： 2957-2959. [2] 邢美燕. 蚯蚓生物滤池处理城市合流污水工艺性能研究[D]. 上海：同济大学，2008. [3] 冯发明.浅谈小城镇污水治理及 CAST 工艺技术[J].科技与企业，2011（12）. [4] 何小娟，李旭东. 沸石潜流湿地去除氨氮的运行模式研究[J]. 化工环保，2004，24（ S1） ： 70-72. 5