城市一体化污水处理范文
时间:2023-12-21 17:18:20
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篇1
关键词:氧化沟 试验 脱氮
氧化沟技术具有构筑物简单和运行管理方便等优点,在污水处理工程中被广泛采用。美国EPA对不同类型生物处理法的运行情况的调查结果表明,不同工艺出水BOD5小于20mg/L的时间占总运行时间百分数分别是:氧化沟90%;鼓风曝气70%;生物滤池60%[1]。由此可见,氧化沟的处理效果比其它生物处理方法稳定。氧化沟的特点是低负荷运行,因此有机物可以有效去除而且对氨氮完成硝化。但传统的氧化沟中由于溶解氧浓度较高而没有反硝化发生,总氮(TN)去除率通常在30%~40%。实际上,氧化沟的循环运行方式非常适合于脱氮,它不需要为反硝化而增设回流系统,通过调节曝气量使氧化沟内形成缺氧区和好氧区,可使脱氮效果明显提高,总氮去除率大于90% [2]。因此,其基建和运行费用均低于其它生物脱氮工艺[3]。
本研究采用新型斜板沉淀池一体化氧化沟处理城市污水,工艺简单,操作简便,不需设污泥回流系统,曝气转刷是唯一的机械设备,设备利用率100%。由于污泥龄长,污泥呈高度矿化状态,排出的剩余污泥较稳定,不需要消化,经浓缩后可直接脱水。研究中对该氧化沟的处理效果以及主要影响因素进行考察。
1 试验条件与方法
本研究为实验室小型试验,试验装置如图1所示。氧化沟全长1.6m,有效水深0.3m,有效容积41L。污水首先由高位水箱经转子流量计流入氧化沟中,迅速与沟内的原有混合液混合,经多次循环后,与进水等量的混合液在沉淀池内固液分离,经出水堰排出。由于试验模型较小,没有适当规格的曝气转刷可以安装,所以在氧化沟的一端转弯处设一台搅拌机,以推动混合液在沟内循环流动,搅拌浆的形式类似于曝气转椎,在平面圆盘上固定6片浆板。搅拌机的转速在100~250转/分钟之间调节。为了调节氧化沟内溶解氧的浓度,在进水口前设置一充氧提升多用泵。试验中采用底部设有特殊进水整流过渡区的斜板沉淀池作为沟内合建的沉淀池,沉淀池占氧化沟总体积6%。
试验运行共历时9个月,处理水量1.6~5.6L/h,相应的系统总水力停留时间为7-25小时。水温随季节变化,为10~27℃。在试验期间,氧化沟的污泥龄大于20天,MLSS 2~2.8g/l,MLVSS 1.4~1.9g/l。COD负荷为0.183~0.327 kg/kgVSS×d,NH3-N负荷为0.019~0.033 kg/kgVSS×d。
试验污水取自哈尔滨市的主要纳污水体马家沟河,污水水质如表1所示,为典型的城市污水。试验运行期间每日监测的项目有:水温、溶解氧、SV%、pH、CODcr、NH3-N、NO2--N和NO3--N。每周监测的项目有:SS、MLSS、MLVSS,并用显微镜观察微生物生长情况。限于实验条件,BOD5、TKN、TP只在试验条件发生较大变化时进行监测。水质分析方法采用标准分析方法[4]。
表1 试验污水水质 项目 范围 项目 范围 COD (mg/L) 258.9~407.5 NH3-N (mg/L) 18.2~30.5 BOD5 (mg/L) 100.3~144.8 NO2--N (mg/L) 0.02~0.2 SS (mg/L) 60~160 NO3--N (mg/L) 0.01~0.55 pH 6.0~7.2 TKN (mg/L) 23.8~41.2 TP(mg/L) 4.5~8.6 CODcr∶TKN 10∶1 2 结果与讨论
2.1有机物的去除
试验工艺进出水中COD浓度及其去除效率如图2所示。由图可见,进水COD浓度为259~388 mg/L,出水COD浓度保持在18.1~42.7 mg/L,去除效率在90%以上。此外,试验装置出水BOD5浓度为16.7mg/L,去除效率为88.5%。出水SS低于35mg/L。
2.2生物脱氮
生物脱氮过程是在好氧条件下硝化菌将氨氮氧化为硝态氮(亚硝酸盐氮和硝酸盐氮),然后在缺氧条件下通过反硝化菌的作用将硝态氮转化为氮气从水中逸出。氧化沟具有高硝化效率,通过适当调节,在氧化沟内形成好氧段和缺氧段,可以完成脱氮过程[2]。图3是本研究中不同缺氧段比例情况下总氮去除效率的试验结果。由试验结果可知,在本试验条件下,当缺氧时段所占比例为40~60%时可达到最高的TN去除率,因此在实际运行中可控制好氧区和缺氧区各占氧化沟容积的一半。
在试验中发现,当原水中氨氮浓度较高时,若只进行硝化反应,而无反硝化发生时,氧化沟内混合液的pH值下降,当碱度不足时将抑制硝化反应的进行。通过调节出现反硝化时段后,由于反硝化反应产生一定量的碱度,可使硝化效率提高。因此,在氧化沟内完成反硝化反应,对硝化反应具有促进作用。反硝化以有机物为碳源,利用硝态氮中的氧,在缺氧状态下的去除BOD5和COD,可减少曝气装置的供氧量,从而节约能源。此外,经过反硝化,活性污泥能够避免在沉淀池中因停留时间长或死角出现反硝化而使污泥块状上浮的现象,使沉淀效果更理想。
因此,在氧化沟内同步完成硝化和反硝化,可以起到一功多能的作用。工程应用中的氧化沟水流循环一周耗时约5-10分钟,只要采用合理布置曝气机台数或调节曝气转刷淹没深度即可实现缺氧区和好氧区同时存在。
2.3冲击负荷对处理效果的影响
城市污水的水量水质随季节变化幅度很大,尤其是合流制排水系统,在夏季时受到暴雨冲击,水量可增加到3倍,污染物浓度降低一半。因此污水处理厂的工艺系统应具有一定的抗冲击负荷能力。氧化沟系统负荷较低,对入流水浓度和水量的变化具有较大的承受能力,处理水质稳定。
表2为试验运行期间,水质水量变化导致负荷变化对系统处理效率的影响的试验结果。从表2可以看出,当进水流量增加到5.6L/h (正常流量的2倍),COD浓度407.5 mg/L(正常浓度的1.5倍),COD 污泥负荷为0.738 kg/kgVSS.d,出水COD浓度为62.5mg/L,去除效率仍然在84.7%。进水NH3-N 浓度为41.2mg/L,NH3-N 污泥负荷为0.075kg/kgVSS.d,出水NH3-N浓度 14.5mg/L,均低于国家的污水排放标准[5]。
篇2
关键词: 污水处理;工艺;回用技术;
中图分类号:TU992文献标识码: A
引言:我国经济正处于快速发展时期,各种工业废水大量产生。如果一些工业污水治理净化不达标,就会造成水资源的污染。同时,随着城市化进程不断加快,人口的不断增加,也使得生活污水量增长迅速。城市污水处理是环境工程中的重要环节,关系到建设环境友好型社会的进程,关系到生态文明建设的步伐。受多种因素影响,我国城市污水处理形势严峻,污水处理效果差,难以达到排放标准,在处理过程中又产生了噪声、臭味的污染。因此,加强城市污水处理研究,对加快环境质量改善和提高居民生活水平,有着十分重要的现实意义和生态效益。
一.城市污水处理影响因素
1.城市污水管网是城市污水处理系统中的重要组成部分。在新建地区排水系统一般采用分流制,根据当地规划的实施情况和经济情况分期建设。现有合流制排水系统按照规划的要求实现雨污分流改造,这样不仅可以控制初期雨水污染,而且能有效减少由于雨水量过大造成的溢流。在降雨量较低的干旱地区,可以考虑使用合流制排水系统。截流倍数较大时,会使截流干管、提升泵站以及污水厂的造价增加,同时造成进入污水厂的污水水质和水量在晴天和雨天时的差别很大,给运转管理带来较大的困难。因此,在污水处理厂工艺设计和设计参数的选择上,应对该水量、水质变化进行科学的分析和校核,并对各处理单元和关键工艺参数进行监测和控制,确保出水水质的合格。
2.在污水处理的过程中,会产生大量的污泥,其数量约占处理水量的3‰~5‰左右,是水处理工程中不可避免的副产物,而这些污泥中含有寄生虫、病原体、重金属等有毒有害物质,如若没有得到科学化处理,甚至是随意丢弃,势必会对环境造成严重的二次污染,因此对污泥减量化,稳定化,无害化处理处置是整个水处理系统不可缺少的环节。
3.污水处理厂的臭气也会对环境造成二次污染。严重的气味,不仅影响操作人员的健康,也给周围的居民带来环境污染。因此,应根据环境影响评价的要求采取合理有效的除臭措施。例如:新建污水处理厂应对污泥浓缩池、储泥池、脱水机房、污泥储运间采取封闭措施,通过补风抽气并送到除臭系统进行除臭处理,达标排放。
二.污水处理技术分析
从环境保护的角度出发,污水处理厂工艺选择应采用资源利用率高、污染物产生量少、有利于综合利用、能够达到城市水污染控制目标的清洁生产工艺。污水处理厂清洁生产的量化指标包括处理单位水量占地面积、处理单位水量能耗(包括电、燃煤或燃气、燃油、蒸汽、压缩空气)、自用水率、污泥产生率等。
1.生物膜法
生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。生物膜法包括生物接触氧化法、生物转盘、生物滤池(普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池)等。
生物膜法的优点是不产生污泥膨胀,产生的污泥量较少,抗冲击负荷的能力较强,运行管理较方便。缺点是处理后的水较浑浊,有机物去除率较低,需要较多的填料和填料支承结构。
2.氧化沟工艺
氧化沟工艺是活性污泥法的变形工艺,沟中的微生物以废水中的有机物为食物,并使之无机化。在氧化沟系统中,通过转刷(转盘或其他曝气设备),使泥水混合物在环状的渠内循环流动,依靠转刷推动废水混合液流动并进行曝气。其基本特征是跑道型循环混合式曝气池。氧化沟工艺具有工艺流程简单,可以不设初沉池,污泥平均停留时间较长,剩余污泥量少,且剩余污泥在沟内已经得到一定程度稳定,可不设污泥消化装置;处理效果稳定,出水水质好;基建和运行费用低等特点。
3.污水的回用工艺
城市污水处理应考虑与污水资源化目标相结合,在城市污水处理过程中,经处理达标的污水可作为城市第二水资源回用于工业及市政清扫绿化,是解决水资源紧缺的一条有效途径。在考虑污水处理厂规划建设时,宜同步规划污水回用工程的建设。在进行污水回用工程评价时,需对回用污水用途做出分析,探究污水回用的可行性,并预测在污水回用过程中可能会出现的环境问题。城市污水处理过程中,污水回用的途径是多方面的,大致可分为农业用水(包括林、牧、渔业)、城市杂用水、工业用水、环境用水和补充水源水。目前最先进的处理工艺是采用膜技术,如MBR工艺,MBR技术是国际上新兴并迅速发展的一项水处理技术,其特点是将膜分离技术与生物技术进行了高效有机的结合,是用膜分离取代二沉池的沉淀分离。由于膜分离可以将全部微生物截留在反应池中,可使曝气内污泥浓度提高到8000-10000mg/l,效率高、负荷大,在达到同样处理效果的前提下曝气池体积小,处理时间短,可节省占地面积。反应器内污泥龄长,剩余污泥少,运行管理方便。出水水质良好且稳定,可以直接回用。
三.一体化污水处理技术在城市污水处理中的应用
1.一体化污水处理技术最重要的两种类型
1)序批式活性污泥法(SBR)。该工艺是一种按照一定的时间顺序间歇式操作的污水生物处理技术,也是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,反应机理及去除污染物的机理与传统的活性污泥法基本相同,只是运行方式有所不同。SBR按照进水、曝气、沉淀、排水、闲置等五个工序顺序进行,运行一次为一个周期,周而复始。可根据水量水质的变化调整各时间段的时间,或根据需要调整或增减处理工序,以保证出水水质符合要求。一般不设初沉池,生物降解和泥水分离在一个反应器内完成,处理流程短,占地小。
2)间歇式延时循环曝气系统(ICEAS)。
该工艺是一种连续进水的改进型 SBR工艺,采用连续进水(沉淀期和排水期保持不间断进水)和间歇排水的运行方式,有机物的降解消化作用、硝化和反硝化作用、除磷、固液分离等均在一个反应池中进行,无污泥回流和混合液的内循环,能耗低。此外,污泥龄长,污泥沉降性能好,剩余污泥少。
2.一体化污水处理技术的特点
一体化污水处理技术作为一种新型的污水处理技术,对于我国国情而言,具有独特的优势。采取中小规模的治理方式、分散式分布,符合我国人口分布特点和污水排放情况,可以更有效地实现污水的治理效果。总体而言,一体化污水治理技术具有如下特点:
1)相对较低的治理成本。一体化污水处理技术对管网输送建设要求不高,在进行污水处理时对基础设施的硬性要求也比较低,处理构筑物设计简单,可很方便地进行施工,安装运输简单。
2)运用广泛,安装方式多样。一体化污水处理中设备可以有多种安装方式,可以安装于地面,也可以将设备埋于地下,多种安装方式大大减少了占地面积,减少了对地表的破坏,减少了对特殊地形地貌的破坏,有助于当地生态人文景观的保护。
3)较高的污水处理效率。
经过实践检验,一体化污水处理工艺对污水可以实现循环利用,大大降低了污水的排放量。而且,排放出的污水更易达到规定标准,相对于传统污水处理方法更具技术优势。
四.结语
. 社会在前进,科学技术在发展,客观环境也在不断出现新情况、新问题,因此不仅在政治思想方面要与时俱进,科学技术也要与时俱进,不断调整,不断翻新,不断前进。污水处理工艺是环境建设重要技术,应十分重视规划建设的合理性,切实做好环境影响评价,防止项目可能造成的二次污染和带来的环境破坏,真正发挥其改善城市环境的作用。我们要不断提高和完善污水处理技术,研究开发行之有效的工艺技术,从而达到水资源循环利用的目的。 参考文献:
[1]尹军,谭学军.污水污泥处理处置与资源化利用[M].北京:化学工业出版社,2005.
[2]孙小平.我国城市污水处理的现状及发展对策[J].中国科技信息,2006.
[3]李燕城,吴俊奇主编. 水处理实验技术[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,2004
篇3
关键词:污水处理 城市污水
城市污水是城市发展中的产物。城市污水的早期处理是通过污水收集系统收集排放到附近下游水体,使其经过水体的稀释和自然净化变污为清,变成我们可以循环利用的资源。但是随着城市社会经济发展的规模越来越大,排放的污水越来越多,水质越来越复杂,水体有限的自然净化能力已经不堪污水治理的重负了。大量的污水倾泄入水体和土壤,破坏了水体和土壤的自然生态,使水体物种消失、鱼虾绝迹、变成了臭河死湖,土壤里重金属和有毒物质富集,污染物通过食物链危害我们的身体健康,造成巨大的经济损失,制约了城市社会经济的可持续性发展,使我们不得不开展污水处理工程,改善自己的生存环境。
国际上,大规模的水污染治理是在第二次世界大战后,随着50年代经济蓬勃发展带来的60年代日益严重的环境污染而展开的,如英国的泰晤士河和欧洲的莱茵河等水系的污染和治理就是典型的例子。在污水处理设施中城市排水管线和污水处理厂的兴建和运行是在水污染控制中发挥着骨干作用。至70年代末,美国投入了数千亿美元兴建了18000余所城市污水处理厂,英国、法国、德国各耗费了巨额资金兴建了7000至8000座城市污水处理厂,这些污水处理厂的投入运行对这些国家的水体污染改观起了关键的作用,也为人类治理水污染积累了丰富的经验。80年代,这些国家的污水处理水平又有进一步提高,兴建了一批具有脱氮除磷功效的设施,对水体质量改善和水环境保护起了重大的作用。
我国从70年代提出“环境保护是我国的基本国策”后,兴建了一批污水处理设施和城市污水处理厂,特别是在改革开放以来,在工业废水治理和城市污水处理方面取得了一些进展。据1995年统计,在全国643座城市中,已经投入数百亿元资金建成了大中型城市污水处理厂167座,其中包括像天津市纪庄子污水处理厂、天津市东郊污水处理厂、北京市高碑店污水处理厂、上海市苏州河污水截流工程等国内外知名的特大型城市污水治理项目。这些污水治理项目已经在水体污染、改善水体环境方面发挥了突出的作用,并推动了我国城市污水处理技术的发展和积累了大量的建设管理经验。但是这些进展与我国社会经济发展的速度相比还很不适应,与环境治理发达国家相比还有很大差距。目前,在全国684个城市中我国仅有200余座在建和建成的城市污水处理厂,并且集中在80多个城市中,全国大约还有600个城市没有城市污水处理厂,全国城市污水处理率目前仅达到20%左右,这一状况与国家提出“至2000年使水环境污染不断恶化的趋势得到控制,至2010年使总体环境质量得到改善”的发展目标是不相称的。全国城市污水处理情况见表1。作为发展中国家,我们现在还没有美国、德国、法国那样的经济实力,投入那样多的资金用于城市污水处理工程,但是我们应该在加快发展经济的同时,研究和分析别人的经验和技术,在治理控制水污染工作中,少走弯路,发挥有限资金的最大效用,力争改善我们自己生存和发展的生态环境。 全国城市污水处理情况表
表1 年度变化 1978 1991 1996 2000 2010 污水排放总量(亿m3/a)
299 353 402 514 污水平均增长率(%)
3.3 3.3 2.5 污水处理总量(万m3/a)
194 538 2753 5640 污水处理率(%)
2.4 5.6 25 40 污水厂投资(亿元)
355 490 污水厂数量(座)
35 134 187 数百座 城市污水处理技术经济特点
我国的污水治理工作是从工业废水治理开始的,近30年来,我们建造和运行了成千上万座工业废水处理站,这些技术和经验在今后大规模的城市污水处理工程中是可以借鉴的。
工业废水处理的特点是:针对性强,技术变化多。主要技术有隔油、气浮、混凝、沉淀、重力过滤和膜过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电解、电渗析、反渗透等专用技术来分离减少工业废水中的油、色、重金属、有毒有害物质,在工业废水治理中也常常用到水解酸化、接触氧化、表面曝气、纯氧曝气、厌氧和好氧活性污泥法等生化技术。
由于工业废水处理设施一般规模小、技术性强,工艺组合灵活,结构通常为钢制,即使内部管线穿插较多,运行维护也不太困难。工业废水处理在技术上是与城市污水处理类同的,但是如果把工业废水处理设施的设计思路简单地套用在城市污水处理工程中会带来很多预想不到的问题。
城市污水处理厂的特点是规模大、占地大、设施尺寸大、单元多,处理设施通常为钢筋混凝土结构,因此相应地要求整体工艺构成要简单,单体设施构成也要简化,尽量减少管线穿插和复杂结构,以便减少全厂设施设备的维修管理总量。正因为城市污水处理设施规模大,投入多,它的结构坚固简单,使用年限长,规模效益好,单位处理成本较低,运行效果比较稳定,在环境治理上发挥的作用突出,因此一经确定要搞城市污水处理工程时,要根据城市污水处理工程的特点,借鉴他人的经验与技术,慎重选择工艺、考虑方案,即:整体工艺构成要简单,单体设施构成要简化,便于维护,便于运行,能耗尽可能低,占地尽可能省,运行效果要稳定。
近几十年在国内外城市污水处理工程实践中,采用较多的城市污水处理工艺有传统活性污泥法,吸附再生法、分段进水法、AB法、A/O法、A/A/O法、SBR法、氧化沟法、一体化池(UNITANK)等等,而各种工艺中又有一些变化了和改进了新形态。几种不同污水处理工艺技术特点见表2。 几种不同污水处理工艺技术特点
表2 工艺名称 污泥负荷
(kg BOD/(kg MLVSS·d)) MLSS
(mg/L) 停留时间
(h) 特点 传统工艺 0.2~0.4 1500~3000 4~8 出水水质较好、污泥不稳定 分段进水 0.2~0.4 2000~3500 3~5 负荷适应性强、污泥不稳定 吸附再生 0.2~0.6 2000~8000 3~5 负荷适应性强、污泥不稳定 氧化沟 0.05~0.3 3000~6000 8~36 耐负荷、水质好、污泥较稳定 序批池 0.05~0.3 1500~5000 12~50 耐负荷、水质好、污泥较稳定 一体化池 0.05~0.3 1500~5000 12~50 耐负荷、水质好、污泥较稳定 A/O法 0.05~0.2 2000~3500 6~15 水质好、耐负荷、污泥较稳定 A/A/O法 0.1~0.25 2000~3500 6~12 水质好、耐负荷、污泥较稳定 AB法 0.3~5 1500~3000 3~5 针对高浓度进水、污泥不稳定
以上列举的这些城市污水处理工艺,其核心设施—曝气池都是敞开的,一般在池底装有曝气器或者在池面装有曝气机,设施结构较为简单,便于检修和维护,其中:
AB法由于采取了两次生化处理,工艺的单元构成较复杂,产生的污泥也不稳定,需要污泥处置设施对其进行稳定化处理和处置,管理环节多,建设投入比较多(1500~2000元/(m3/d)),污水处理单位成本也高(0.7~1.0元/m3)。但是,由于该工艺是针对高浓度城市污水处理而设计的,去除单位污染物的建设投入和运行消耗并不高,是一种特殊场合宜用的城市污水处理工艺。
传统活性污泥法、分段进水法、吸附再生法属于中等负荷的污水处理工艺,该工艺出水水质稳定且较好,运行管理比较简单,但是由于污泥不稳定,需要增加设施进行稳定化处理,增加了运行管理环节,加大了基建投入(1000~2000元/(m3/d)),但是污泥产生的沼气可用来发电或直接驱动鼓风机,使污水处理总能耗低(0.15~0.20 kWh/m3),运行成本低(0.25元/m3左右),由于其明显的经济性,特别是在大型城市污水处理项目建设中(>20万m3/d),是国内外广泛采用的城市污水处理工艺。
氧化沟、序批池(SBR)、一体化(UNITANK)都是属于低负荷污水处理工艺,出水水质非常好。由于负荷低、一般不再设置初沉池,而二沉池也往往和曝气池组合为一;由于泥龄长、污泥较为稳定,一般可以不再作稳定化处理而直接处置或者应用,省去了污泥稳定化设施,大大简化了工艺构成,使运行管理非常简单,但是负荷低、泥龄长也使生化部分大大增加,增加了污水处理设施的建设投入,提高了能耗(0.28 kWh/m3左右),提高了运行消耗成本。这一类工艺还有一个特点是负荷变化范围宽,在需要的时候也可以按中等负荷运行,适应城市水污染治理的阶段需要。这一类工艺比较适合规模较小(<20万m3/d),技术力量较薄弱的中小城市的城市污水处理。
随着人们对水环境保护的关注不断提高,政府对城市污水处理厂也提出了更高的水质要求。为了在降解BOD污染物的同时也能去除造成水体富营养化的氮和磷,国内外近几年较多地采用了生物脱氮除磷处理技术——A/O法和A/A/O法。这两种工艺既可以在传统的活性污泥法、分段进料法上应用,也可以在氧化沟、序批池(SBR)和一体化法(UNITANK)中使用,以进一步提高出水水质。
以上是城市污水处理所采用的主体工艺,除此之外,在实际的城市污水处理工程中,完整的污水处理工艺还应包括预处理部分、一级处理部分、污泥处理部分以及最终的污泥处置部分、深度处理部分。而且,这些部分的设施、设备的选择和考虑也是构成城市污水处理厂技术经济指标的重要内容,是建设管理好一座城市污水处理厂并使其发挥应有的环境效益、经济效益、社会效益的重要因素。
城市污水处理厂的预处理部分通常包括格栅除污机、水泵和除砂设备。格栅除污机的作用是截流大块物质以保护后续水泵设备管线正常运行。多数城市污水处理厂的进水泵房前设置两道格栅,前一道为粗格栅,后一道为细格栅。为了节省资金,一般粗格栅为手动而细格栅为自动。粗格栅的栅条间距为100~250mm,细格栅的栅条间距为10~25mm。格栅的种类很多:有链条式、钢丝绳式、液压式、回转式、步进式和弧形格栅,过去国内采用较多的是链条式和钢丝绳式格栅,效果不好,因此在80年代90年代国内进口了一批自动格栅,近几年回转式和步进式两种自动格栅采用较多,使用效果较好,而且国内制造的产品质量也很高。
城市污水预处理的第二个组成部分是进水泵房。进水泵房的作用是通过抽升和泵送污水提高水头以保证污水可靠重力流过后续的建在地面上的各种处理构筑物,由于潜水泵房构成简单、建设投入少,管理简便,近几年潜水泵采用较为普遍。
城市污水预处理的第三个重要组成是除砂设施,其作用是去除污水中裹携的砂、石和大块颗粒物,以减少在后续管线中的沉淀,避免堵塞;减少在后续构筑物中的沉淀,避免形成死区,影响构筑物的功效;减少在后续物料输送中的混杂量,降低设备磨损和损坏,对于那些有污泥消化系统的城市污水处理厂,除砂系统运行效果的好坏至为重要。对那些没有污泥消化系统的城市污水处理厂,如果除砂系统运行不稳定,使设施中大量积砂,终将造成停水清砂,影响设施运行,增加清理养护费用。在我国城市污水处理厂中,采用的除砂设施主要有:平流沉砂池,曝气沉砂池和最近几年新出现的漩涡沉砂池,其中曝气沉砂池除砂效果最好,而漩涡沉砂池运行卫生条件比较好。
一级处理设施主要是初次沉淀池,目的是通过它将污水中的悬浮物沉降去除,减少后续处理的能耗,和二次沉淀池一样,其池形有圆形和方形两种。圆形池运行稳定,但占地较大;方形池占地少,能耗小,但是对刮吸泥机的质量依赖较高。目前国内已经可以制造较高质量的桥车式刮吸泥机,应该尽快开发链条式刮吸泥机。对于采用低污泥负荷的序批式(SBR)、一体化池(UNITANK)、氧化沟等活性污泥法工艺的城市污水处理厂,通常不再设置初次沉淀池,而有时甚至连二次沉淀池也省略合并到曝气池中去了。
二级处理是污水处理的主体工艺,主要由曝气池和二次沉淀池组成,目的是通过微生物的新陈代谢将污水中大部分污染物变成二氧化碳和水,微生物随后同净化的污水一起流入二次沉淀池,微生物沉淀在池底,而净化的水则源源不断地通过出水堰流出污水处理厂,汇入周围的水体。二级处理中使用的设备也是整个城市污水处理厂的心脏设备,主要是鼓风机、曝气机和曝气器。中小型污水处理厂可以使用多级低速离心风机和陶磁曝气头,这样鼓风机噪声小、曝气头充氧效率高;采用氧化沟工艺的可以采用转刷或转碟;大型污水处理厂最好使用单级高速离心风机,以便控制和优化鼓风机的送风量,节能降低成本。离心风机、曝气机和曝气头国内都可以制造。
污泥处理和污泥处置主要包括浓缩、消化、脱水、堆肥和农用及填埋。在我国浓缩、脱水技术是较成熟的,国产浓缩搅拌栅和污泥脱水机都可以使用,但是应该尽早开发出可用的浓缩脱水一体化机。
当污水处理厂采用污泥消化技术时,污泥得到了稳定、肥效得到了改进,不仅有利于污泥的进一步处置和利用,还减少了污泥脱水中絮凝剂的用量;污泥消化产生的沼气可以用来发电,1 m3的污泥(含水率约96%)可产生10m3左右的沼气,可发12 kWh左右的电,余热还可以用来加热污泥,总的能量利用率达到70%以上,可补充城市污水处理厂20%~40%的电耗和节省相当大的一部分煤耗,有很好的效益,对降低城市污水处理的运行成本将起到较重要的作用。但是,在我国的187座城市污水处理厂中,有污泥消化设施的不多,稳定运行和发电的不多。这里有技术上的原因,也有管理上的原因,还有方方面面的限制,因此我国在这一方面应积极总结经验教训,努力推广和发展这一技术,在大型城市污水处理厂的建设中,应争取多建造污泥消化设施。
在中小型城市污水处理厂中,特别是采用低负荷工艺的污水处理厂,泥已经基本稳定,在没有重金属和有害物质污染的条件下,经过脱水之后应经过进一步处置后争取农用。近几年我国在污泥制肥方面有不少成功的,深度也已经开发制作了一些专用堆肥和制肥设备,应该继续努力,扩大规模,推广污泥资源的再利用。表3是国外部分国家的污泥处置的情况。 国外部分国家污泥处置情况
表3 国家 农用(%) 填埋(%) 焚烧(%) 其他(%) 美国 24 15 27 34 德国 25 60 10 5 法国 27 53 20 - 意大利 34 55 11 - 英国 51 16 50 28 荷兰 53 29 10 8 丹麦 56 14 30 - 西班牙 61 10 - 29 葡萄牙 80 12 - 8
深度处理是为了满足高标准的受纳水体要求和回用于工业等特殊目的而进行处理,通用的技术有混凝沉淀和过滤,有时还要加氯消毒。随着城市社会经济的高水平发展,深度处理是未来社会的需要。
除了以上技术因素之外,城市污水处理设备的国产化,城市污水处理厂的体制和机制改革,运行管理人员的素质水平和岗位设置数量,附属设施的数量,社会化服务的水平,厂区绿化等公共工程的考虑也是决定城市污水处理厂现代化水平和总体经济指标的重要因素。因此在评价某项城市污水处理工程的经济技术性能时,在比较了不同的污水处理工艺和选用的设施设备质量的基础上,还要考虑到上述非技术因素和当地的具体条件与要求,才能得出科学和实事求是的结果。 结论
(1)城市污水处理设施规模大,投入多,结构坚固简单,使用年限长,规模效益好,单位处理成本较低,运行效果比较稳定,在环境治理上发挥的作用突出,因此要根据当地的条件和处理要求,借鉴他人的经验与技术,慎重选择工艺、考虑方案。
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关键词:环境工程污水处理措施技术分析
1城市生活污水的构成及其危害
城市生活污水当中主要包含了含氮化合物、有机物、大量固体悬浮物、菌类生物体以及一些重金属离子,如果无法合理的对城市生活用水进行环保化处理,直接将其向天然水体当中排放,可能会造成天然水体出现毒性化和富营养化,长期累积可能会出现生态、环境恶化等问题,尽管当前某些城市在生活污水方面进行了一级物理处理和二级生化处理,然而因为城市生活污水在组成成分方面相对较为复杂,导致经过技术处理的生活污水依然出现总磷和总氮偏高等问题,这些总磷总氮偏高的生活污水向天然水体当中排放,逐步深入到地下水当中,如果人一旦饮用,可能会出现中毒的问题。
2城市生活污水处理技术特点
2.1难以控制时刻变化的污染负荷
从当前的角度分析,人们的生活方式变得越来越丰富,在水方面的需求也逐步开始增加,于是在生活污水的组成成分方面也开始变得越来越丰富和复杂,另外在四季气候变化的过程中,某些污染物会出现超标等情况,在控制污染负荷的工作方面带来了非常严峻的考验,在这样条件下,不管是选择处理方法还是设定处理计划都多多少少存在一定的难度。
2.2处理技术受外界影响很大
分析当前很多城市的污水处理技术,都源于对前人经验的总结以及一些实验分析,但环境的不同会影响处理的结果,导致不同处理结果的出现,在操作的时候往往会出现外界因素的干扰,另外,文化经济的不同、人们日常生活习惯的不同,也在一定程度上影响处理的技术结果。
3城市生活污水的处理技术分析
3.1传统活性泥技术
传统活性泥技术主要是通过活性泥物质来清除城市生活污水当中的有机物,活性泥技术在应用的过程中,主要是将回流活性泥和污水放入曝气池当中,通过灌入空气等方式进行操作,让污水和活性泥在空气的条件下融合出现一定的生物化学反应,在此过程中需要把曝气池当中的混合液进行二次分离沉淀操作,这样就可以完全分离操作,将其转变为可以向外排放的净水,活性泥在进行二次分离操作之后,还可以通过回流装置向曝气池当中回流,以达到重复利用的效果。
3.2序批式活性泥法
序批式活性污泥法也被叫做SBR法,在城市生活污水处理的过程中是非常常用的一种处理工艺,SBR法主要是通过大量的微生物分解水中的污染物,SBR法在反应池当中进行反应,不单单具有曝气池的基本功能,还可以具有沉淀池的沉淀功能,其优势在于处理成本低,而且占地面积小,能够让城市污水得到有效的处理,SBR法在城市污水处理的过程中,需要将生活污水排入到反应池当中利用反应池进行反应和沉淀,排出污水当中的上层清液,让污水在SBR的操作下符合污水排放的具体要求。
3.3生物曝气过滤技术
生物曝气过滤法在操作的过程中主要通过生物过滤的方式来进行污水的处理,在池中往往会添加一些微生物,以及可以刺激微生物快速生长的颗粒性滤料,利用这些微生物以及这些颗粒性滤料的共同作用,进一步让城市生活污水得到净化,在使用生物曝气过滤的技术的过程中能够进一步处理生活污水,并且进行硝化反应,有效地将氨氮等化合物去除,确保在生活污水处理的过程中其水平能够符合要求。
3.4一体化氧化沟技术
一体化氧化沟技术在操作的过程中需要通过曝气池和沉淀池共同处理,通过一体化氧化沟技术来处理污水的过程中,注意需要把船性沉淀池设置在氧化沟中,这样能够促进两者之间相互配合完成污水的处理工作。一体化氧化沟技术在使用的过程中利用的主要是力学原理,当船性沉淀池内部压力超过船外压力的过程中,水流会逐步从上到下进行流动,最终的结果是船性沉淀池出现一定的活性沉淀污泥,可以在水流的条件下,顺着船底向沟中流入,进行清除工作。
3.5厌氧-缺氧-好氧活性污泥法
厌氧-缺氧-好氧活性污泥法可以有效清理污水当中的磷氮物质,清除作用非常明显,在处理含有磷氮的污水的过程中此法使用非常广泛,在污水处理的过程中如果想要使用厌氧-缺氧-好氧活性污泥法,需要进一步划分厌氧区、缺氧区与好氧区,在活性污泥微生物的条件下,进行污水的硝化、反硝化与生物除磷的操作。
3.6生物膜法处理技术
生物膜法处理技术主要是进行城市污水的深水处理,利用好氧处理情况下的转盘技术,可以进一步清除城市污水中含有的有机物。如果在反应的过程中氧气充足,生物膜法处理技术可以及时清除一些有机物,所以广泛应用于反硝化脱氮磷、污水有机物中。
4城市生活污水处理发展的建议和对策
4.1建立完善的运营、管理机制,提高管理水平
对城市污水的处理工作进行重视,在污水处理厂运营管理的过程中,重视财政投入,建立起符合要求的城市污水处理厂,由专门的经营管理单位进行自主经营,独立核算,让政府对城市污水处理方面的积极性提高,通过一些污水处理厂特许经营制度以及项目代建制度,制定相应的优惠政策,依照产业化的方式进行城市污水处理厂的发展,在建设过程中需要符合城市供水排水及污水处理的需要,让政府的负担减轻,加快污水处理的发展速度。
4.2发展污水处理新技术,提高自动化水平
积极通过一些城市污水处理的方法,在设计和实际运行的过程中进一步累积经验,对可再生技术、污水处理新技术以及一些污泥处理新技术等进行强化,进一步加强基础设施的自动化,引进一些先进的技术手段,让污水处理的效率提高。
4.3建设环保型污水处理厂,促进城市污水的再生利用
在建设城市污水处理厂的过程中,首先需要对污水处理厂的自身环境危害程度进行考虑,建设环保型污水处理厂,只有如此才能符合污水处理的具体要求,变害为利,对污水处理后的水资源可再生利用进行重点考虑,确保污水处理厂能够发挥出应有的作用。
4.4积极满足城市居民日常生活
污水处理工作与城市居民的生活息息相关,如果无法符合城市污水处理的具体要求可能会导致异常严重的污染事件,从而造成各种各样的问题,无法在短期内将这些问题解决,还会导致地方稳定受到影响。如在污水处理系统出现问题的过程中,城市居民往往会出现无水可用或者用水短缺等情况,除了需要对我国居民的节约用水意识进行强化之外,应进一步让城市环境污水处理工程的建设质量符合要求,确保人们的正常生活。需要依照城市居民的看法观点进行相应的调查研究,通过明察暗访等方式,对环境工程的建设质量和建设效率进行强化,从多个角度保证城市居民的日常用水。
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关键词:城乡建设;一体化发展;城市规划
Abstract: the integration of urban and rural areas construction is the two years to start get popular a kind of economic and social development train of thought, the proposed and implement the party and the country is to implement the scientific concept of development, China's social development mode of the experience of the crystallization of the wisdom of the collective. This article emphatically from the point of view of environmental protection on the development pattern of thinking, to evaluate its feasibility of environment.
Keywords: urban and rural construction; Integration development; Urban planning
中图分类号:TU984文献标识码:A 文章编号:
一、产生的时代背景
中国自从改革开放以来,一直走得是城市、农村各自发展的城乡分割开来的城市二元体系结构,这一社会结构在当时是适应了中国的经济发展实际情况,很好地促进了社会生产力的发展。这一时期,中国主要进行城市建设,经济社会发展主要集中在城市,对于农村的发展,主要就是实行和发展乡镇企业,由于农业技术水平的提高,农村剩余劳动力不断增多,乡镇企业的发展远远解决不了富余劳动力,在这种情况下,大量农村劳动力涌入城市尤其是南方沿海城市,这为中国城市的发展提供了充裕的廉价劳动力,同时广大农民也由于进入城市打工,解决了工作问题,为家庭带来了更多的财富。
由于中国经济的不断发展,中国的劳动力成本不断上涨,南方城市的这种劳动密集型经济发展模式越来越体现出规模不经济来,同时越来越多的农民工涌入城市,给城市带来越来越大的环境压力,同时每年的打工流、返乡流,对交通、环境的压力也越来越重。
在这种情况下,打破城乡二元体系结构,进行城乡一体化建设,使城市、农村综合发展,是解决当前经济发展、环境保护问题的毕由之路。
二、发展的情况
城乡一体化的发展也是一个不断发展、不断总结经验教训,逐步进步的过程。
在城乡一体化发展的过程中,主要存在着两种实践方向。一种实践是把农村并入城市,把村庄当做一个个社区,把由城市通向农村的道路进行硬化,对村庄进行改造,尤其是基础设施方面,实现农村垃圾“组保洁、村收集、镇转运、县处理”的机制,建立分散型的农村生活污水处理厂。
还有一种实践是对农村的村庄进行适当合并,以几个发展较好的中心村庄为聚居点,进行社区化建设,建立城市社区,由于几个村庄进行合并,人口达到一定规模,形成规模效应,相当于一个个小型的卫星城,以另一种方式实现了城乡一体化。
三、城乡一体化建设的优缺点
由于城乡一体化建设在我国是一种新兴的事物,国外也没有完全相同的模式可以借鉴,我们只能摸着石头过河,在实践中进行摸索,不断发展不断进行自我完善。
从现阶段的发展情况来看,优缺点都存在。
前一种实践,也可以说是农村环境综合整治。在这一点上,我国南北方都进行过,不过相对而然,北方主要是围绕村村通工程开展的,而南方走得就比较远了,在农村通路、通水等基础上,逐步把农村作为社区纳入城市管理体系,建设垃圾收集系统,建设城镇污水处理厂,收集周围乡村和建制镇本身的污水,在没有通污水管网的农村社区,建立简易的污水处理厂,对生活污水、养殖废水进行处理。这种做法的好处是搬迁涉及少,在原有的农村自然聚居点进行环境整治,只是个别小的村庄合并到大的村庄,改造比较容易,而且南方属于亚热带地区,全年温度比较高,微生物活动不容易受到抑制,有利于分散污水处理厂的建设,且建设成本比较低,不用考虑冬季保温问题;不好的地方就是,建设的规模比较大,建设速度比较慢,且污染治理的技术水平普遍比较低,环境面源污染的风险比较大。
后一种实践,相对来说,更适应于北方。北方的聚居村落比较多,比较分散,每个村落人口也不算多,在这种情况下,搞村村通工程只能解决基本的通行等问题,但是对于深层次的环境污染问题,却没有办法解决。搞集中化社区建设,是从根本上解决农村污染问题的出路。
首先从生活上来说,建立了集中化的社区,居民生活垃圾的收集处理,就变得规范简便易行,不用投入巨大的人力、物力、财力,进行各村的垃圾箱投放、每天的出车四处收集垃圾,从运营效率上得到提高,节约了能源。
其次,设立了集中化的社区,可以减少污水管网的铺设,同时更容易把生活污水收集起来,在集中建设的高标准的污水处理厂中进行处理,污水处理水平比较高,降低环境污染负荷,因为北方不像南方,一年有四季之分,简易的污水处理厂冬季运行不便,且成本高,效率低。
再次,建立集中化社区,对于农村的生产污染也能起到很好的控制作用。
农村人口的适当聚居,有利于社会化管理,在聚居的基础上,有人要发展养殖业,我们就可以有条件建立专业化的养殖小区,统一管理,对产生的污染物的处理也可以有多种高效率的处理方式进行选择。可以采用新型技术直接处理粪便形成肥料;也可以建设沼气池,发展沼气系统,既提供沼气能源,又提供肥料。这就有利于从根本上解决农村环境的面源污染问题。
还有,人口的集中,有利于土地的集中管理,便于规模化种植,有利于集中有限的人力、物力和财力,提高生产技术水平、实施测土配方施肥,减少农业种植的效率低、环境污染严重的问题。
农业种植、畜禽养殖的集中管理,带来的是资金的汇集、新型技术的采用、能源的节约、污染物排放的减少和资源的综合利用,带来的是社会化大生产的进步,这也是与当今我国的生产力发展要求相适应的生产方式,必将进一步促进我国生产力的大发展,实现人民富裕和谐。
这种发展模式优点很多,但是缺点也比较明显,那就是是搞集中化建设,先期建设资金一次性投入比较高,需要解决资金来源问题。
四、对未来发展方式的一点思考
目前来说,我们要全面了解我们所处的当地的实际情况,因地制宜地发展农村。
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[关键词]工业化;水处理技术;污水处理
随着的经济的发展,水资源越来越贫乏,产生水危机的根本原因是水的社会循环超出了水的自然循环可承载的范围。因此,我们必须充分尊重水的自然运动规律,合理地使用水资源,这就要求我们从“取水一输水一用户一排放”的单向开放型的用水模式转变为“节制地取水一输水一用户一再生水”的反馈式循环流程,提高水的利用效率。实现这一重大用水模式的转变,加强污水再生利用是关键。以下对几种常见的污水处理方法进行了分析:
1.生物处理(活性污泥法)
生物处理中采用的处理工艺有:氧化塘法:Carrousel,交替式,Orbal.Phostrip法,Phoredox法,SBR法、AB法、生物流化床法、ICEAS法、DAT-IAT法、CASS(CAST,CASP)法、UNITANK法、MSBR法、A/O法、A2/O、A3/O、UCT法、VIP法、UASB法、一体化生化法、好氧污水处理、生物流化床污水处理、固定化细胞技术污水处理、生物铁法、投加生长素法、集成生化加过滤法、增加流动载体法、深井曝气法、生物滤池法、生物转盘法、塔式生物滤池的生物膜法等等的城市污水一级、二级、深度处理法。
2.化学强化生物除磷污水处理工艺
污水处理过程中,我国的主要河流和湖泊由于受磷污染,富营养化严重,国家环保局为控制磷污染,对磷排放制定了比较严格的标准。化学强化生物除磷污水处理工艺以除去污水中有机污染物和各种形态的磷为主,此污水处理工艺将化学除磷和生物除磷一体化,通过厌氧消化生物系统中活性污泥产生挥发性有机酸,作为聚磷菌生长的基质或称之为营养物,使聚磷菌在活性污泥中选择性增殖,并将其回流到生物系统中,使生物污水处理系统工作在高效除磷状态;同时污泥在厌氧条件下产生的磷释放,通过化学除磷消除。这是一种高效市政污水处理工艺技术,满足了我国现阶段,为解决水体富营养化,需要在常规二级污水处理基础上进一步除磷的要求。
3.曝气生物滤池生活污水处理工艺流程
污水处理工艺流程简介:曝气生物滤池,就是在生物滤池处理装置中设置填料,通过人为供氧,使填料上生长大量的微生物。这种污水处理工艺流程装置由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头,产生的中小气泡经填料反复切割,达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高,处理设施紧凑,可大大节省占地面积,减少反应时间。
4.循环间歇曝气污水处理工艺
我国经济发展水平各地相差较大,经济发展滞后的城市还不能拿出很多资金用于污水治理,因此,怎样利用有限的资金,降低环境污染,是很多城市政府面临的问题。在污水处理方面,直到不久前,一些城市还采用一级或一级强化处理工艺技术,出水达不到国家二级排放标准对除去有机污染物的要求。循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点,又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点,保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低30%左右,是适合我国现阶段污水处理要求的工艺技术。
5.连续循环曝气系统工艺
连续循环曝气系统工艺(Continuous Cycle Aeration System)是一种连续进水式SBR曝气系统。污水处理工艺CCAS是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式处理法)的基础上改进而成。CCAS污水处理工艺对污水预处理要求不高,只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池,除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成,出水可达标排放。
污水处理工艺CCAS上独特的优势:a曝气时,CCAS污水处理的污水和污泥处于完全理想混合状态,保证了BOD、COD的去除率,去除率高达95%;b“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率达80%以上,保证了出水指标合格;c沉淀时,整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态,使出水悬浮物极低,低的值也保证了磷的去除效果。
6.旋转接触氧化污水处理工艺
旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上,结合生物接触氧化技术优点发展起来的新一代好氧生物膜处理技术。旋转接触氧化污水处理工艺技术和成套设备提供了一种简单和可靠的污水处理方法。整个污水处理系统中的转轴是唯一的转动部分,一旦机器出了故障,一般机械人员都可以进行维修。系统生物量会根据有机负荷的变化而自动补偿。附在转盘上的微生物是有生命的,当污水中的有机物增加时,微生物随之增加,相反,当污水中的有机物减少时,微生物随之减少。所以这污水处理系统的工作效果不容易受到流量和负荷的突然变化和停电的影响。运行费用低,只有其他曝气污水处理系统耗电的八分之一到三分之一。占地面积仅相当常规活性污泥法一半。由于生物系统中生长的微生物种类多,能够高效处理各种难降解工业污水。
7.A/O生物滤池污水处理工艺流程
污水处理工艺流程简介:由于我国小城镇居住点分散,污水源分布点多量少,城镇级污水厂的规模多低于10000吨/日。目前国内大中型城市污水处理厂经常采用的污水处理工艺有传统活性污泥法、A2/O、SBR、氧化沟等,如果以这些技术建设小城镇污水处理厂会造成由于居高不下的运行费用,无法持续运行。必须针对小城镇的特点采用投资省,运行费用低,技术稳定可靠,操作与管理相对简单的工艺。
8.MBFB膜生物流化床工艺
YBFB工艺用于污水深度处理,能在原有污水达标排放的基础上经过生物流化床和陶瓷膜分离系统,进一步降低COD、NH-N、浊度等指标,一方面可直接回用,另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺,替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程,同时有机物含量的降低大大提高RO膜使用寿命,降低回用水处理成本,无机陶瓷膜分离系统,是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统,和其它的有机膜、无机膜相比,具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势。
篇7
【关键词】高效菌;一体化工艺;降雨径流;地下水保护;新技术;经济效益
前言
2015年,柯桥区实现地区生产总值1200.11亿元,其中印染企业贡献突出。但印染企业偷漏排污水,对附近居民造成了巨大的伤害,为此造成的矛盾也时有发生。作为转型升级的战略工程、腾笼换鸟的示范工程、改善环境的民生工程,柯桥区印染产业集聚升级工程被寄予厚望集聚不是简单搬迁,而是借集聚进行升级。柯桥区的目标是将滨海印染产业集聚区打造成全国印染产业绿色生态示范园区,即全区50%以上纺织印染装备达到国际先进水准;主要产品质量标准达到国际先进水平,每米印染布附加值年均提高10%以上;单位增加值能耗年均下降5%,单位增加值用水量、COD排放量等指标明显下降等等。
城市污水是通过下水管道收集到的所有排水,是排入下水管道系统的各种工业废水、生活污水和城市降雨径流的混合水。本文针对以上三种污水来源以及地下水保护四方面分别加以阐述,并对未来可能在污水处理应用的新技术予以概括。
1 工业废水
工业废水是生产过程中排出的废水,包括生产工艺废水、循环冷却水冲洗废水以及综合废水。由于各种工业生产的工艺、原材料、使用设备的用水条件等的不同,工业废水的性质千差万别。相比较于生活废水,工业废水水质水量差异大,具有浓度高、毒性大等特征,不易通过一种通用技术或工艺来治理,往往要求其在排出前在厂内处理到一定程度。
2015年,柯蚯实现全部工业总产值3971.83亿元,其中规模以上工业总产值3478.32亿元,增长2.5 %。全部工业实现主营业务收入3880.30亿元,其中规模以上工业实现主营业务收入3386.79亿元,增长2.9%。实现规模以上战略性新兴产业产值939.95亿元,占比为27.0%。大纺织业实现产值2263.76亿元,增长5.4%;实现利润120.75亿元,增长16.9%。印染行业是绍兴市柯桥区的支柱产业,但也面临环保等各方面的压力。如何有效降低以印染企业为主的工业废水对环境造成的危害,是摆在每个排水工作者面前的严峻课题。
1.1高效菌处理
用微生物处理工业废水是一种高效、节能和绿色的污水处理技术。其中,活性污泥法经过近百年的发展,在工艺上已非常完善,应用也越来越广泛。通常,运用该技术处理污水时会产生大师剩余污泥量。为了处理这些污泥,在工艺设计时就要增加大量与污泥分享和污泥浓缩相关的构筑物和设备。另外,为了处理这些污泥,还必须建造污泥填埋或焚烧系统,不但成本升高,还会对环境造成二次伤害。
为此,应筛选优势菌群:分解污染物的能力强; 耐受性和抗毒性强;有效抑制丝状菌生长;使用过程中不变异。通过试用,对工业废水处理效果好,系统维护管理简便;出水水质好,污泥大量减少。
存在的问题与解决方案
(1)总磷去除率低
运用高效菌处理方法后导致不排泥,致使总磷的去除率比较低,出水中的总磷含量不能达到一级A排放标准。通过基于气浮法的化学沉淀法、水生植物吸收法和流动性复合载体法可有效降低磷含量,具体采用哪种方法还需针对实际情况加以试验确定。
(2)依附多孔载体
目前,选用大孔海绵作填料,将高效菌依附其上。虽然价格便宜,附载微生物的效果好,但海绵浮力大,很难固定。通常,采用固定支架,但施工周期长,维修困难,新型快速拆装填料模块还在进一步实验当中。
2 生活污水
生活污水是人们日常生活中排出的水。它是从住户、公共设施(饭店、宾馆、影剧院、体育场馆、机关、学校和商店等)和工厂的厨房、卫生间、浴室和洗衣房等生活设施中排放的水。这类污水的水质特点是含有较高的有机物,如淀粉、蛋白质、油脂等,以及氮、磷、等无机物,此外,还含有病原微生物和较多的悬浮物。相比较于工业废水,生活污水的水质一般比较稳定,浓度较低。
近年来,柯桥地区的经济发展和居民生活水平提高较快,水资源消急剧增加。生活污水排放量也不断增大。生活污水的任意排放,不但会对流经河流造成污染,而且对饮用水安全构成潜在威胁。
生活污水与居民生活环境、经济水平、用水量等因素相关。一般而言,生活污水性质相差不大,但一天内的水质波动较大,可生化性良好。污水中含有的合成洗涤剂、细菌、病毒和寄生虫卵等,在一天中的不同时段也有所差异。
城市排水管理规划和管理相对规范,农村生活污水因排放点分散、水质水量变化幅度大、有机物和氮、磷含量高的特点,特别适合开展集预处理、生物处理、沉淀和消毒等为一体的生活污水处理装置。一体化A/O工艺、一体化MBR工艺、一体化氧化沟工艺、一体化生态组合工艺和一体化生物滤池系统等高效低能、污泥量少、一次性投资低、运行费用低、处理效果稳定、维护管理运行成本合理,对于从源头上控制水体富营养化形成条件,保障农村地区饮用水安全,满足农村地区生活污水处理的切实需要都具有非常重要的意义。
3 降雨径流
降雨径流是由降水或冰雪融化形成的。对于分别敷设污水管道和雨水管道的城市,降雨径流汇入雨水管道,对于采用雨污水合流排水管道的城市,可以使降雨径流与城市污水一同加以处理,但雨水量较大时由于超过截留干管的输送能力或污水处理厂的处理能力,大量的雨污水混合液出现溢流,将造成对水体更严重的污染。
根据柯桥降雨径流形成的特点及其与排水系统的关系,可从三方面加以控制:
3.1源头削减
在地表径流产生的源头采用一些工程性及非工程性的措施削减径流量,以降低进入径流的污染物总量。总体而言,通过源头削减不仅简单经济,而且效果较好。通常采用的工程性措施包括绿屋顶、雨水罐、透水铺面、植被过滤带、植草沟、入渗沟、砂滤池和生物滞留池等。以上几种措施的污染控制机理有所不同,因此在实际选用时要根据适宜去除的污染物和去除功效加以甄别。
非工程性措施包括加强城市固体废弃物管理、合理清扫街道、绿化工作中控制化肥和杀虫剂的使用、定期清洁下水道口及完善相应法律法规、加强宣传教育和公众参与。
3.2管路控制
当雨污水进入市政管网系统但尚未排入污水处理厂或受纳水体之前要针对管网溢流和雨水口排放带来的负荷,针对分流制系统中的(初期雨水)、合流制管网中的混合污水溢流以及分流制系统污水管网的溢流,分别采取:减少入流入渗或改善水力条件来提高既有管网的存储能力、改造雨水口、安装旋流分离器和雨水调蓄池等措施来加以控制。
3.3末端处理
在分流制雨水管网末端、雨水径流进入受纳水体之前的污染控制措施,或者用在分流制雨水管网末端且本身就是径流最终出路的措施,以及在合流制系统的污水处理厂中用来应对雨季污染负荷的措施。该类技术包括入渗池、干式滞留池、湿式滞留池、雨水湿地、滨水缓冲区,以及雨污合流体系中污水处理厂的就地调蓄和雨季专用系统等。
为_到城市水污染物减排的整体目标和效果,上述各种径流污染控制措施通常需要组合使用。受到用地类型、开发强度、人口密度、管网设施建设情况、占地面积、景观和谐程度等因素影响,不同措施之间可以有多种方式的组合,在空间上也有多种布局的可能性。因此,相应的污染控制效果和成本会有所不同,在设计和应用时需做好单项措施的筛选和总体方案的评估优化工作。
4 地下水保护
地下水资源是在一定期限内能提供给人类使用的,且能逐年得到恢复的地下淡水量,是水资源的重要组成部分。因此,在利用地下水资源时一定要注意开采量不得超过补给量。否则,将会给区域经济和社会生态造成严重危害,导致区域生态环境形成恶性循环。
柯桥区境内水资源的主要来源是雨水,常年雨量充沛,其年内时间分配随季节交替变换,差异明显:
1)2012年柯桥区按平均降雨量计算地表径流量为15.2272亿立方米,地下水资源3.0597亿立方米,两者重复计算水量2.0565亿立方米,按年末户籍人口72.72万计算,人均水资源占有量2231.9立方米。
2)2013年度柯桥区平均降水量为1581.4毫米,总水资源量为10.7669亿立方米,其中地表水资源量为9.9436亿立方米,地下水资源量为2.4331亿立方米,两者重复计算量为1.61亿立方米。全年全区总供水量为4.9681亿立方米,总用水量也为4.9681亿立方米,总耗水量为2.6492亿立方米。
3)2014年全市地下水资源量14.3254亿立方米,比多年平均(13.5300亿立方米)偏多5.9%,比上年(14.1689亿立方米)偏多1.1%,其中平原区(计算面积1990.4平方公里)地下水资源量4.4581亿立方米,山丘区(计算面积6174.2平方公里)10.0902亿立方米。地下水与地表水资源重复计算量12.2747亿立方米。
以上数据反映出随着柯桥经济建设的发展,对地下水的需求量也越来越大。为避免出现以及缓解对雨水资源的过度开采,应以区域城镇地下水管理为重点,建议地下水资源网络,逐步完善地下水开发利用审批制度。
柯桥区首个地下水监测站建设项目于2014年12月动工兴建,至2015年3月完成设备安装,于4月接入全省水利通信平台。该地下水监测站项目位于柯桥活水工程管理中心,主要包括土建凿深井施工和地下水位采集系统两方面建设内容,已通过省级技术验收,并正式投入运行。该项目可直接监控地下水动态变化情况,使地下水资料的采集更趋现代化,也将为柯桥区地下水资源评价、管理和保护提供重要的技术依据。柯桥境内地表水源相对丰富,加上丰富的客水资源,为全区社会经济的发展与稳定提供较优越的水源条件。水资源问题应从战略的调试引起各级政府的重视,在进行地下水的开发与利用时,要注重地下水开采的方式、加强地下水信息监控管理、善用水文地质环境,并做好地下水超采回灌。
5 新技术应用
污水会带来种种危害,加大对其的处理力度非常重要。目前,有几种新技术已经开始在污水处理厂应用:
5.1光催化氧化技术
以半导体作为主要的催化剂,通过导带中电子所具备的还原特性及价带中所产生空穴的氧化性,可将水体中的OH-和H2O氧化成OH自由基。这种自由基具有超强的反应能,对水中有机物的多种键均有极强的破坏作用。通过该技术能把多种难以降解的有机物氧化成二氧化碳和水等无机物。
对于有机污染物含量高、毒性大及多种难以降解有机物的印染废水处理和化工、医药和洗涤等行业中表面活性剂废水处理,该技术都具有较好的应用效果。
5.2VBF技术
VBF即蚯蚓生物滤池技术,是一种新型的污水处理技术。相对于传统的生物滤池而言,其环保性更高、处理效果更佳。该技术工艺流程简单,整个处理流程既不需要建设初沉池和二沉池,也不需要配套的曝气池,降低了建设和运行成本,具有良好的经济效益。通过采用蚯蚓生物滤池技术简化了处理流程,并且减少了剩余的污泥量,减轻了二次污染。不仅降低了能耗,而且不会产生臭味。可以在城市集中污水处理厂应用,也适用于各个污染源处。
5.3超声波联用技术
超声波在水中可以传送很远的距离,且具备杀菌和消毒的作用。在对污水进行处理时,可利用超声波的空化、弥散及机械等作用。作为一种新型污水处理技术,其既可单独使用,也可与其他处理工艺联用。与零价铁联用,可使PCP降解速度获得大幅度提升,使废水中苯胺的去除率达到90%以上;与光催化联用,可以使其反应有效面积大幅度增加,有助于光催化反应活性的提升。二者在功能上相互补充,能够将DOC的去除率提升到62%左右; 与臭氧联用,可以使臭氧降解有机物的能力得到显著提升。在降解废水中的结晶紫时,通过两种技术联用能使TOC的去除率达到89%以上。
6 结论
对于大纺织占有较大比重的柯桥而言,污水处理厂作为处理污水的重要场所,其采用的技术先进与否直接关系到污水处理效率和效果。在进行污水处理的同时 ,若条件允许,应在现有处理工艺基础上进行改进和完善,引入一些新的处理技术。同时做好地下水保护,不但能够给污水处理厂带来一定的经济效益,而且还能提高社会效益和环境效益。
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篇8
“城乡一体化的好处,在于实现管理变为一个主体实施,在整个管理的协同中,包括在成本的降低方面有很大的好处。”博川水务投资有限公司总经理李顺说。这种方式可以解决长期以来四川省农村饮水和污水处理单打独斗的问题。
该项目率先在全省水务行业提出城市与乡镇、供水与排水、存量与增量“三个一体化”的操作思路,形成统一标准、统一管理的新模式,成为水务PPP项目的新标杆。值得一提的是,该项目是四川省PPP引导基金参股的首个PPP项目。该项目实施后将成为四川省城乡供排水一体化示范项目,今后将逐步在四川全省推开。
项目背景 :四川省内最低水费价格 绵竹水厂运营困难
绵竹市有城市供水厂5座,由绵竹市供排水公司运营,目前基本能实现自收自支,每年制水量在3.5万~4.0万吨/日,售水量约在2.2万吨/日,漏损率在43%左右,漏损率偏高。绵竹市居民水价为1.2元/吨,为目前四川省内最低水费价格。绵竹市共有乡镇供水厂22座,由绵竹市水务局委托各乡镇运营。目前乡镇供水厂制水量在2.3万吨/日,实际售水量在1.1万吨/日,漏损率超过50%,漏损率较高。绵竹市乡镇供水由乡镇人民政府直管的有4处,由村集体管理的有6处,承包或委托经营管理的有11处。各供水厂(站)通过简易听证会,制定区域内供水价格,执行水价从0.8元/吨到2元/吨不等,水价不统一。
据当地水务局统计资料,绵竹市各乡镇供水厂(站)运营较为困难,绝大多数乡镇供水厂(站)处于亏损状态。由于乡镇供水厂(站)运营困难,部分水厂存在水质不达标的情况,造成农村饮水安全问题。乡镇供水厂管网长度约2100公里,管网长期无专人管理,存在私拉乱接现状,也是漏损率较高的主要原因。
2015年6月,d竹市正式出台《关于实行最严格水资源管理制度的实施意见》,建立了“三条红线”目标控制指标和责任落实制度,公布了绵竹市用水总量、用水效率、重要江河湖泊水功能区水质达标率控制目标等。最严格水资源管理制度建立了“三条红线”。一是确立了水资源开发利用控制红线,至2030年,绵竹年用水总量控制在3.03亿立方米以内。二是确立用水效率控制红线,到2030年,万元工业增加值用水量降低到27立方米以下,农田灌溉水有效利用系数达到0.6以上。三是确立水功能区限制纳污红线,到2030年主要污染物入河湖总量控制在水功能区纳污能力范围之内,同时,水功能区水质达标率提高到95%以上。
项目概况 :总投资约5.65亿元 3~4年建成
基于此背景,绵竹市政府提出构建绵竹市城乡供排水一体化项目。基本思路是整合现有供排水资源体系,统一规划立项,采用PPP模式运营,提高城乡供排水的系统性、协调性、共享性与经济性。
绵竹市城乡供排水一体化PPP项目的实施机构为绵竹市住房和城乡建设局,民营资本方为博川水务投资有限公司。项目总投资约5.65亿元,其中:存量资产评估价值3.5亿元,涉及22座乡镇供水厂、5座城区供水厂、5座乡镇已建污水处理厂和1座园区已建污水处理厂,拟采用TOT方式(转让―经营―移交)运作;拟新建项目投资约2.15亿元,涉及新建13座乡镇污水处理厂、3座园区污水处理厂、1座乡镇供水厂,拟采用BOT方式(建设―运营―移交)运作;存量项目中设备老化、管网漏损、管线连接不合理的资产拟由社会资本进行更新改造,采用ROT方式(改建―运营―移交)运作。项目总投资中资本金比例约50%,其中:政府指定机构出资占比10%,社会资本出资占比90%;总投资中另一个50%拟通过融资渠道解决。
绵竹市财政局组织并聘请来自项目管理、行业、财政、金融、工程技术、风险管理、法律领域8位专家形成专家组评价意见。专家组建议应有计划对项目规模进行整合。在融资方面,项目投资总额5.56亿元,其中10%由政府平台公司出资入股,社会资本股本金占比90%;拟贷款比例50%,约2.8亿元。“本项目涉及多个子项目,需要考虑到每一个子项目的可融资性差异,进行均衡,让每个PPP项目都具有一定的可融资性,最终实现整个项目的可融资。”中国水环境集团四川公司总经理王东尔建议。
根据专家测算,政府不仅通过与社会资本合作实现3.5亿元存量收益,每年还可通过项目公司实现对其他基础设施工程的投资。同时,本项目政府可行性缺口补助平均每年支付4763万元,支出峰值出现在2020年,金额为7735.8万元,年度财政支出占比控制在一般公共预算支出的2.5%以内,未突破财政部提出的每一年度全部PPP项目占一般公共预算支出比例应当不超过10%的要求。随着绵竹市年公共预算支出基数增长,PPP项目占比会进一步降低,财政承受能力论证通过。
示范项目亮点 :四川省PPP引导基金参股首个PPP项目
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关键词:城市污水处理厂;低负荷;除磷剂;曝气量
中图分类号:X131.2 文献标识码:A 文章编号:1005-569X(2009)01-0036-04
1 引 言
污水处理厂作为环境保护的重要市政设施,在污染治理、保护环境中发挥了巨大的作用。自上世纪80 年代以来,随着水污染问题的日趋严重,城市污水处理厂的建设有了较快发展。然而已建成的城市污水处理厂在实际投产运营过程中仍然存在问题。本文以某污水处理厂为例,总结了该厂工艺运行过程中遇到的一些常见问题并提出了相应的对策。
2 重庆市永川区污水处理厂工艺介绍
重庆市永川区污水厂采用A2O一体化氧化沟工艺,设计处理量为60000吨/天,整个处理系统由两组独立的A2O一体化氧化沟组成。A2O一体化氧化沟工艺有明显的厌氧、缺氧、好氧工艺段,是80年代在传统活性污泥法基础上发展的先进处理方法。它利用厌氧条件下,聚磷菌体内的ATP进行水解,放出H3PO4和能量,形成ADP,即:
ATP+H2OADP+H3PO4+能量
这样,有助于聚磷菌在耗氧条件下过剩摄取H3PO4。缺氧条件下硝酸氮(NO3-N)和亚硝酸氮(NO2-N)在反硝化菌的作用下,被还原为氮气(N2)和成为细胞的组成部分,得以去除。好氧条件下,一方面水中的有机氮和氨态氮在O2的作用下转化为硝酸氮和成为细胞的组成部分,得以去除,另一方面聚磷菌进行有氧呼吸,不断地氧化分解其体内储存的有机物,同时不断地通过主动运输的方式,从外部环境向其体内摄取有机物,由于氧化分解,又不断地放出能量,能量为ADP所收获,并结合H3PO4而合成ATP(三磷酸腺苷),即:
ADP+H3PO4+能量ATP+H2O
除一小部分是聚磷菌分解其体内聚磷菌盐而取得的外,大部分是聚磷菌利用能量,在透膜酶的催化作用下,通过主动运输的方式从外部将环境中的H3PO4摄入体内的,摄入的H3PO4一部分用于合成ATP,另一部分则用于合成聚磷酸盐,完成磷的过剩摄取,去除水中总磷。[1]它具有处理效果稳定,节约能源和运行费用低等优点。缺点是处理过程较复杂、处理构筑物种类多;工程调整不方便。[2]
3 存在问题及对策
3.1 低温运行
温度对微生物的生物活性有着决定性的影响,污水处理中的微生物绝大部分适宜生长在20~35℃的环境中。在适宜的温度范围内,温度越高,微生物的活性越强,处理效果也越好;反之,温度越低,生物活性就越差。因此生物处理系统夏季较冬季的处理效率要高[3]。如表1所示,为某污水处理厂在不同季节的水处理效果。
由表1可知,温度对各项指标的去除效果有一定的影响。其中温度对TN的去除影响最大,因为TN主要是靠微生物的反硝化去除。调试运行中,调整曝气,控制曝气池中溶解氧在1.0左右;提高混合液(MLSS)浓度有效的提高了指标的去除率。另外,延长反硝化时间将会提高TN的去除率[4]。适当的增加化学除磷剂投放量,可以提高TP的去除率[5]。
3.2 低负荷运行
调试过程中遇到污泥负荷过低的情况,体现在进水BOD5值低,微生物生长缺乏炭源,C:N、C:P比值不合理,造成出水水质不达标。解决方案:调节进水流量,增长水力停留时间;减少沉砂池运行时间,提高生物池进水BOD5值;控制曝气量,因为低负荷下曝气过量会导致聚磷菌细胞内的聚β- 羟基丁酸(PHB)含量下降,导致磷的吸收速率和吸磷量下降[6];保证进水连续,避免微生物在听进水后厌氧分解,损耗有机物。
3.3 低水量运行
污水处理厂在建设投产后因为配套管网建设不合理等因素造成进水水量偏低或间歇进水,低水量运行对污水处理厂运行造成严重的影响:一方面延长污水在生物池的水力停留时间,导致曝气过量,污泥结构松散,影响出水水质;另一方面增长污水在二沉池的水力停留时间,由于二沉池有大量活性污泥,耗氧速度快,二沉池很快进入厌氧环境,大量的PO盐释放进入水体,从而失去除磷效果。
图2为出水在投加除磷剂后TP随时间的变化。可以看出水中TP的浓度在0.5小时后与时间成正比的。这可以证明如果二沉池污泥停留时间过长会影响工艺除磷效果。
解决方案:加大管网维护力度,加快次级管网建设,增大污水的收集率,保证进水水量符合工艺设计要求;控制污泥回流,缩短污泥在二层池的停留时间。
3.4 除磷剂的使用
污水处理厂在运行过程中,进水呈现低碳、高氮磷的特性,传统的活性污泥法往往无法同时兼顾脱氮和除磷。如果要维持高效脱氮,则不能达到高效除磷的目的,而且磷的去除效果受碳源、污泥龄、污泥回流比、回流污泥中溶解氧浓度等因素制约。运行过程中,为了兼顾脱氮除磷,会辅以化学除磷剂,使出水氮磷均达标排放[7,8]。但是,现在多数污水处理厂忽视了化学除磷对脱氮效果的影响。经试验,在化学除磷剂投加量不合理的情况下,会影响微生物的反硝化脱氮。图3、图4反应了添加除磷剂,对除水中TN含量的影响(图4中的脱氮速率值是对图3中的多项式对应点求导数得出)。
分析得出,化学除磷剂会影响微生物的活性,在运行过程中不能为了去除TP而盲目的投加化学除磷剂,要解决这个问题,应在工艺调试过程中进行小试,以得出最佳的化学除磷剂投加量。[9]
3.5 曝气量的控制
曝气供氧是活性污泥法处理污水过程中最关键的一个步骤,氧气在气水界面的传递受污水水质、水温、氧分压等因素影响。在污水处理厂运行时,供氧量应严格控制,供氧过低会对微生物的生理活性产生影响,使微好氧菌异常,导致污泥膨胀,影响出水水质;二曝气过量会导致有机污染物分解过快,从而是微生物缺乏营养,活性污泥易于老化,结构松散,同样影响出水水质。而且供氧过高还会造成能源的浪费,提高污水处理成本。解决这个问题应分析多个方面因素,通过计算得出适合每座污水处理厂自己的曝气供氧方案。现在已有改良实例,通过改变传统工艺的传统曝气方式,以达到达标排放,节约能源[10,11]。
4 小 结
A2O工艺是污水处理工艺中较成熟的工艺,但也会受多方面条件影响和制约,包括水温、水量等客观因素,也包括自身管理等主观原因。只有在实际运行中总结和分析自身的情况,才会使工艺运行正常,实现达标排放。
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篇10
关键词:农村建筑;环境保护;污水;生活垃圾;生态策略
中图分类号:D912.6文献标识码: A
1 前言
近几年随着经济的发展,广西农村建筑整体得到了很大的改善,农村面貌也发生了较大的变化。但是农村的环境保护,在农村农业生态环境和聚居地生态环境方面产生了不少问题,如:乡镇企业的废水、废气、废渣不经任何处理直接排放或仅简单处理后排放,造成了村庄周围土壤、大气和水体的严重污染。农村畜禽屠宰的废物废水直接排入下水道、水渠、河流;农民放养的畜禽任意在村中排泄粪尿;生物残体、固体废物乱堆放,雨水冲刷进入水体,生物残体腐烂发酵,有害藻类孳生,池塘富营养化,化肥和农药的不合理使用,不但对农村的生态环境造成严重污染,而且还影响了农村居民的身体健康。
农村建筑的环境保护工作主要集中在污水和生活垃圾的治理,生态策略要体现可持续发展原则,必须充分考虑资源与环境的承载能力,建立长远的发展观,协调人、建筑、环境的关系,强调建筑与人文、环境及科技的和谐统一发展。应在农村建筑的整个生命周期(物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除过程)中,从生态的角度实现高效率地利用资源,最低限度地影响环境。
2 农村污水治理生态对策探讨
2.1 农村污水污染现状
广西农村多分布在丘陵区,村民房屋依山地而建,农村基础设施建设相对滞后,除了城镇周边的农村地区用上了自来水以外,其他大部分农村地区的主要用水仍为河水、井水及山泉水,农村生活污水无序排放现象严重。长期将未经处理的生活污水排入农田和河流,将会加大农村地区周围水环境的自净负荷,污水排放超过环境承载力,造成村庄周边自然水体水质下降,从而导致水质污染问题,进而影响村民安全用水威胁村民的身体健康,引发传染病流行。
2.2 农村污水特点
农村污水的主要特点为:①农村污水主要为生活污水和以农产品为原料的加工污水的混合污水,基本上不含重金属和有毒有害物质,含有一定量的氮和磷,可生化性好,但水质水量变化较大;②农村地区人口居住分散,住房建设缺乏整体规划,自然村落布局零散,排污口设置无规律,大部分没有排水收集管网,污水集中收集处理难度较大。
2.3 农村污水治理生态对策
农村建筑污水治理的生态对策主要针对农村居民的生活污水提出收集处理的要求,应采取源头控制的原则方针,着重从生活污水的收集模式、污水处理技术这两方面开展环境保护工作。广西农村地区的经济承受能力及地理环境的特殊性,决定了其不能照搬采用城市和北方地区解决环境问题的模式。
广西农村地区生活污水现状存在污染源分散的特点,因此,农村污水收集模式应因地制宜,采用“集中处理与分散处理相结合”的原则,选择合适的污水收集模式,主要有以下几种:
①庭院收集排放模式:由于广西山多,平原少,属典型的喀斯特地貌,而且广西境内地区之间经济发展极不平衡,存在部分村民居住点住户分散、高程落差大、地势复杂,不适宜建设管网或沟渠收集污水,可以散户为单元就地收集处理生活污水,优先考虑采用单户或几户的庭院收集排放模式,具有灵活性高、投资少、周期短、见效快等特点,对生态环境脆弱的广西山区农村污水收集处理有现实意义。
②分散收集排放模式:在广西农村地区,大部分住户分散,相互之间距离远,地势起伏,将污水收集到一起集中处理,难度很大,甚至需要进行污水局部提升。为了有效治理污水并节省工程投资,可采用分散收集的模式。该模式可根据村庄的居住密度、地势坡度、沟渠路桥位置等,将每个村划分为大小不同的区域,各农户污水按照分区进行收集,每个区域污水单独处理,单独排放或回用,适用于村庄布局分散、规模较小、地形条件复杂、污水不易集中收集的村庄污水处理。
③集中收集排放模式:通过铺设全村污水管网,将污水收集后,再进入污水处理站集中处理,为城市污水收集的主要形式,具有占地面积小、处理彻底、出水水质标准高、抗冲击能力强、运行安全可靠、出水水质好等特点。该模式适用于村庄布局相对密集、规模较大、经济条件好、村镇企业或旅游业发达、处于水源保护区内的单村或联村污水处理。
污水处理生态策略最高的目标是实现资源消耗减量化、产品价值再利用和废弃物质再循环,从可持续发展的角度看,水资源的利用要实现从“供水—用水—排水”的单向线性水资源代谢系统向“供水—用水—排水—污水回用”的闭环式水资源循环系统过渡。然而,目前由于“污水回用”的建设成本还相对较高,要求的技术工艺也较为复杂,因此,在非缺水地区现在还不提倡采取这种措施,而在水源型缺水地区且经济条件允许的情况下,才建议考虑选择污水回用方案。
农村生活污水处理系统可以分解为污水收集、污水处理和生态净化三个步骤,主要以污水处理关键技术为中心,因地制宜地进行各单项技术的优化组合与系统化,同时把污水处理与农村环境的生态修复、生态整治以及农田灌溉回用和景观用水需求等有机结合起来,从而达到既处理生活污水、又改善生态环境的目标,体现污水处理与生态环境建设相结合的理念。
根据广西农村地区的区域特征和水污染控制的特征,农村污水处理技术应选择投资较低、运行费用较低、便于运行管理的技术,并综合考虑污水治理与利用相结合;在对水环境要求较高的农村,应采用生物生态结合的工艺。常见的农村生活污水处理系统分为自然净化系统和人工处理系统两种。推荐采用人工湿地、土地渗滤、厌氧生物膜技术、生物接触氧化池、氧化沟活性污泥法、生物滤池作为广西农村污水处理的常规技术;将化粪池和沼气池作为污水处理的预处理技术。有条件的农村宜合理利用丘陵地区的高差减少污水处理设施的动力消耗。
目前广西农村生活污水工艺尚处于起步阶段,并未形成完整的工艺体系,各种处理工艺还在不断地尝试与探索。随着社会主义新农村建设的持续进行,广西农村生活污水处理工艺定会快速发展,同时也会极大地改善农村生活污水处理状况和农村水环境。农村污水的处理应满足当前达标处理与今后再生利用的需要,针对农村地区的地形地势、道路交通以及居民住宅建设布局等具体情况。探索因地制宜的农村污水处理模式与技术,既解决当前村庄污水达标处理排放问题,又充分考虑今后回用的需要。
3 农村垃圾治理生态对策探讨
3.1 农村生活垃圾污染现状及特点
农村生活垃圾是指生活在村、屯的农村居民在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物,包括厨余垃圾等有机垃圾,纸类、塑料、金属、玻璃、织物等可回收废品,砖石、灰渣等不可回收垃圾等。近年来,广西已在大力开展农村垃圾收集、运输、处理设施建设,目前已在75个县(市)开展垃圾“农村收集、乡镇运输、县城处理”试点。但在一些偏远农村,由于无法纳入城乡一体化垃圾处理系统,垃圾“围村堵河”现象堪忧。特别是随着城市环保意识不断增强,城市环保执法力度不断加大,为节省成本,城市的污染工业、工业废弃物、城市垃圾往往选择向近郊和农村转移,以致农村环境逐渐被污染,使碧水蓝天、空气清新的农村生态环境遭到不同程度的破坏。
农村生活垃圾与城市垃圾有许多共同点,同时也有其特殊性,主要表现为:垃圾产生源高度分散、产生密度低,交通落后,集中收运处理困难。因此,农村生态建筑中对生活垃圾的处理以保障公共环境卫生和人体健康、防止环境污染为宗旨,遵循“减量化、资源化、无害化”原则,强调农村生活垃圾处理应源头减量、分类收集、强化回收、分类处理。
3.2 生活垃圾处理模式
广西农村建筑基于生态及可持续视角,考虑集中和分散的生活垃圾处理模式,偏远农村采取“户分类—村收集—村处理”的村屯分散处理模式,让垃圾不出村、不出屯,就地科学处理,创建良好的农村生态环境。根据广西农村的体制、经济状况等现状,可将农村生活垃圾处理分为城乡一体化垃圾处理模式和村屯就地垃圾处理模式二种,有条件的农村应优先采用城乡一体化垃圾处理模式。
村屯就地垃圾处理模式:村屯就地垃圾处理模式即生活垃圾通过“户分类、村收集、村处理”来运作的垃圾处理模式,适用于布局分散、经济欠发达、交通不便,与距离垃圾处理场(厂)太远而无法纳入城乡一体化垃圾处理模式的乡、镇、村、屯。采用村屯就地垃圾处理模式的地方,应遵循“因地制宜、一村一策”的原则,合理选择简易堆肥、沼气池和水泥窑协同处置、热解、焚烧、简易填埋等单一或组合方式处理生活垃圾。
城乡一体化垃圾处理模式:即生活垃圾通过“户分类、村收集、镇转运、县市处理”的方式纳入县级以上垃圾无害化处理系统来运作的垃圾处理模式。它原则上适用于处于垃圾处理场(厂)周边约30公里范围以内、与城市间运输道路60%以上具有县级以上道路标准的乡、镇、村、屯以及位于环境敏感区的村庄。对采用城乡一体化垃圾处理模式的农村,由转运工人负责将转运站收集的垃圾运输至县市垃圾处理场(厂)进行无害化处理。垃圾运输过程中应尽量保持封闭或覆盖,避免遗撒。从乡镇转运到县市垃圾无害化处理场(厂)的垃圾,由无害化处理场(厂)按国家标准、规范进行处理。
3.3 生活垃圾处理
农村建筑生活垃圾的生态对策为及时收集、清运垃圾,保持村庄整洁,是针对对生活垃圾处理的一般性要求,以改善村庄普遍缺乏垃圾收集设施、垃圾随意弃置的现状,对村庄环境生态治理提出垃圾应收集清运的具体管理要求。
目前,能够对垃圾进行无害化、减量化和资源化处理处置的技术主要有卫生填埋、堆肥、焚烧。从工艺技术角度分析,各系统所追求的目标相互一致,各有利弊,技术难易程度差异较大。农村建筑的生活垃圾处理,生态策略上侧重于居民的垃圾产量控制、分类收集等源头处理。而整个农村地区的生活垃圾处理应统筹考虑生活垃圾分类收集、生活垃圾转运、生活垃圾处理设施建设、运行监管等重点环节,这需要国家、各级政府落实生活垃圾收运和处理过程中的污染控制,着力构建“城乡统筹、技术合理、能力充足、环保达标”的生活垃圾处理体系。
垃圾处理技术往往是与受经济发展水平限制,投资费用较大的垃圾焚烧技术在我国农村实用性较差,而垃圾填埋以其处理成本低,适用范围广的特点较易在农村推广,同时,农村生活垃圾堆肥技术也有广泛的应用。生活垃圾处理工作应纳入国民经济和社会发展计划,采取有利于环境保护和综合利用的经济、技术政策和措施,促进生活垃圾处理的产业化发展。
4 农村环境保护工作生态对策探讨
农村建筑的生态理念应当从村庄建设发展和生态环境规划开始,以确保实现土地节约利用、改善农村生态环境、展现自然乡村景观、促进人文生态建设、合理配置各类设施的可持续发展目标。大力开展农村的环境保护工作是大势所趋、人心所向,是改变农村污染物无序排放现状、改善农民生活条件和建设社会主义新农村的需要。广西农村各地情况千差万别,污染物的治理必须因地制宜、分类指导,应根据村庄所处区位、人口规模、集聚程度、地形地貌、排水特点及排放要求、经济承受能力等具体情况,提出符合广西农村各地实际的污染物处理方式和利用措施的生态策略。
农村建筑环境保护工作的生态策略的基本原则要体现可持续发展,在农村建筑全生命周期中尽量与自然环境和谐统一,强调建筑环境与自然环境的协调共存、有机结合,从源头上减少污染物的排放,体现出对自然资源的索取少,能源消耗小,对环境影响小,循环利用率高的新特征。实现人与生态的完美结合。因此农村建筑应着重生态建设与规划设计的结合,强调建筑环境与自然环境的协调共存、有机结合,从村庄选址、场地布局、道路交通、服务设施配套等村庄建设发展问题,和景观生态格局、生态环境修复、空气污染防治、绿地规划等生态环境规划中,体现出对自然资源的索取少,能源消耗小,对环境影响小,再生利用率高的新特征。
参考文献:
[1] 佟庆远,等.新农村生态建设与环境保护设计[M].北京:中国社会出版社.2006.
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