快速城市化視角下的分散式污水處理模式

李賀風(fēng) 魏榕

摘 要:隨著城市化進(jìn)程的日益加快,城市環(huán)境污染問題越演越烈,其中又以水環(huán)境問題的發(fā)生頻率最高,因此日益凸顯的水污染問題已經(jīng)成為影響我國(guó)城市化可持續(xù)發(fā)展的重要因素。城市污水分散式處理模式能夠因地制宜地對(duì)污水進(jìn)行處理,具有低成本和可持續(xù)的優(yōu)勢(shì),因此對(duì)其展開研究具有重要的意義。

關(guān)鍵詞:城市化污水分散處理模式對(duì)策

中圖分類號(hào):X7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)06(b)-0144-01

1城市污水分散處理模式的介紹

城市污水分散處理模式是指在相對(duì)狹小的區(qū)域內(nèi)建設(shè)小型污水處理設(shè)施,適用于居住比較分散的城市區(qū)域及偏遠(yuǎn)地區(qū),這些地區(qū)受到地理環(huán)境和經(jīng)濟(jì)因素的影響,不適于進(jìn)行污水集中式處理,因此選擇因地制宜就地處理的方式。

相較于污水集中式處理,城市污水分散處理模式具有以下特征:(1)由于城市污水分散處理模式受規(guī)模限制比較小,在選址方面受環(huán)境因素的制約較小,在處理技術(shù)上的選擇也比較多,因此它具有建設(shè)方式靈活且建設(shè)周期較短的特點(diǎn);(2)相較于污水集中式處理,城市污水分散處理模式不需要龐大的管網(wǎng)進(jìn)行污水的收集和長(zhǎng)距離輸送,因此減少了管網(wǎng)的建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用;(3)城市污水分散處理模式可以根據(jù)小范圍污水的水質(zhì),靈活采用合理的處理技術(shù),同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)中水的就地會(huì)用,因此極大地提高了水資源利用率。

2城市污水分散處理模式的構(gòu)建

2.1 城市污水分散處理模式的技術(shù)分析

適用于城市污水分散處理模式的處理技術(shù),主要包括以下兩個(gè)大類。

第一類是人工處理技術(shù)。人工處理技術(shù)是利用機(jī)械和自動(dòng)化設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理過程的靈活控制和調(diào)節(jié),加快污染物的降解速度,它又可以分為以下幾種。

(1)A2O工藝。A2O工藝是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝,當(dāng)污水進(jìn)入?yún)捬醭睾?聚磷菌在污水中的可生物降解大分子有機(jī)物被兼性厭氧菌轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸時(shí)會(huì)主動(dòng)吸收環(huán)境中的揮發(fā)性脂肪酸。當(dāng)污水進(jìn)入缺氧池后,反硝化細(xì)菌會(huì)對(duì)污水中可生物降解有機(jī)物進(jìn)行反硝化處理,從而達(dá)到去碳和脫氧的目的。當(dāng)污水進(jìn)入好氧池后,聚磷菌會(huì)主動(dòng)吸收污水中的溶解磷,從而達(dá)到去鱗的目的。

(2)氧化溝工藝。氧化溝工藝中,在兩個(gè)定位的曝氣裝置間溶解氧的濃度,會(huì)沿流程逐漸降低,好氧狀態(tài)的混合液可以逐步過渡到下一個(gè)缺氧狀態(tài),因此好氧和厭氧交替的現(xiàn)象會(huì)在氧化溝中出現(xiàn),達(dá)到同步脫氮除磷的目的。

(3)SBR工藝。SBR工藝主要有進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、排泥和閑置期五個(gè)階段,它將曝氣池和二沉池的功能集中于一池,兼有水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、固液分離和微生物降解等功能。SBR具有工藝流程簡(jiǎn)單、脫氧除磷效果較好和對(duì)進(jìn)水水質(zhì)和水量的波動(dòng)具有較好適應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn),但是工藝對(duì)自控系統(tǒng)要求較高,反應(yīng)池和設(shè)備閑置率較高。

(4)生物接觸氧化法。生物接觸氧化法是在生物濾池的基礎(chǔ)上,通過接觸曝氣演變成的一種污水生物處理技術(shù),由氧化池、填料、布水裝置和曝氣系統(tǒng)四個(gè)部分組成。生物接觸氧化的作用機(jī)理為生物膜凈化、吸附阻留和食物鏈作用,它同時(shí)具備生物濾池和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。

(5)曝氣生物濾池。當(dāng)采用曝氣生物濾池對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí),微生物會(huì)吸附在載體表面,當(dāng)污水流經(jīng)載體表面時(shí),通過微生物對(duì)有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸附、氧氣向生物膜內(nèi)部的擴(kuò)散以及生物膜內(nèi)發(fā)生的生物氧化作用,使污染物質(zhì)得到氧化分解。

(6)MBR工藝。MBR工藝就是將生物工程和膜分離工程有機(jī)結(jié)合起來的膜生物反應(yīng)器,它通過高效膜分離技術(shù)取代生物處理中的二沉池,出水水質(zhì)相當(dāng)于二沉池出水再加超濾的效果,因此幾乎能將所有的微生物截留在生物反應(yīng)器中,使得出水有機(jī)污染物濃度降到最低,能夠有效去除氨氮。

第二類是自然處理技術(shù)。自然處理技術(shù)是利用土壤—植物—水系統(tǒng),通過其中的物理、化學(xué)和生物過程,凈化污水中的可降解有機(jī)物,卻可以回收利用氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水作為資源,從而實(shí)現(xiàn)污水處理的無害化和資源化。自然處理技術(shù)又可以分為以下兩類。

(1)土地處理技術(shù)。土地處理技術(shù)包含慢速滲透、快速滲透、地下滲濾和人工濕地四類。慢速滲透是投配到種有植物的土壤表面的污水在流經(jīng)土壤表面以及在土壤—植物系統(tǒng)內(nèi)部垂直滲濾工程中得到凈化的土地處理技術(shù);快速滲透是投配到滲濾性良好的土壤表明的污水在下滲透過程中由于一系列物力、化學(xué)、生物作業(yè)而得到凈化;地下滲濾是投配到經(jīng)一定構(gòu)造、距地面50cm深和擴(kuò)散性能良好的土層中的污水通過毛管浸潤(rùn),在土壤滲濾作用下向周圍運(yùn)動(dòng)且達(dá)到處理回用的要求;人工濕地主要是利用基質(zhì)—微生物—植物復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)調(diào)作用,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的高效凈化。

(2)穩(wěn)定塘。穩(wěn)定塘是一種半人工的生態(tài)系統(tǒng),其凈化污水的原理與自然水域自凈機(jī)理相似。穩(wěn)定塘利用污水通過藻類和細(xì)菌的共同作用,使溶解性有機(jī)物逐漸減少,藻類細(xì)胞和惰性生物殘?jiān)饾u增加并隨水排除,最后不僅去除污染物,而且以水生作物、水產(chǎn)的形式作為資源回收,凈化的污水也作為再生水資源予以回用,使污水處理與利用結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)污水處理資源化。

2.2 城市污水分散處理模式的構(gòu)建

構(gòu)建某一區(qū)域污水處理模式分為四個(gè)步驟:區(qū)域的特征分析、區(qū)域污水排放的特征分析、處理技術(shù)的選擇、對(duì)不同類型的區(qū)域推薦匹配技術(shù)。本文以達(dá)標(biāo)排放分散處理技術(shù)模式為例,詳細(xì)介紹其構(gòu)建過程如下。

(1)區(qū)域的特征分析。達(dá)標(biāo)排放分散處理技術(shù)模式主要適用于不在城市集中管網(wǎng)規(guī)劃范圍內(nèi)的小面積住宅、寫字樓和賓館等區(qū)域,這些區(qū)域污水處理裝置建設(shè)多為所屬單位自籌資金,因此所選技術(shù)必須經(jīng)濟(jì)且高效易行;這些區(qū)域用地緊張,因此所選技術(shù)的耗地面積要小;這些區(qū)域與污水處理裝置安裝地點(diǎn)間相隔不遠(yuǎn),因此必須盡力減少異味和噪聲對(duì)用戶可能帶來的影響。

(2)區(qū)域污水排放的特征分析。這些區(qū)域污水排放量較少,排放大多集中在白天,多為生活污水,污染物中以有機(jī)物和SS為主,氮磷含量較低,因此可采用生化處理。

(3)處理技術(shù)的選擇。由于這類區(qū)域污染物的氮磷含量較低,以有機(jī)物和SS為主,因此可以選擇二級(jí)強(qiáng)化處理工藝A2O工藝、氧化溝、SBR及MBR;此類區(qū)域污水處理設(shè)施的占地面積不宜過大,因此可以優(yōu)選SBR及MBR;此類區(qū)域污水處理裝置建設(shè)多為所屬單位自籌資金,因此優(yōu)選使用經(jīng)濟(jì)的SBR。

(4)對(duì)不同類型的區(qū)域推薦匹配技術(shù)。根據(jù)上述的分析,認(rèn)為排水執(zhí)行二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可選擇曝氣生物濾池、生物接觸氧化法;當(dāng)排水執(zhí)行一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)選擇SBR工藝。

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