上海市農(nóng)村生活污水處理模式及效果分析

戚浩強 吳軍新 席彥凱 王思嘉

摘要:隨著我國城市的發(fā)展,生活污水處理率也在不斷提高,農(nóng)村地區(qū)生活污水問題也就日趨突出,通過分析當(dāng)前農(nóng)村生活污水處理方法的利弊和條件,總結(jié)了上海農(nóng)村生活污水的基本處理模式以及該模式下所達(dá)到的效果。

關(guān)鍵詞:農(nóng)村生活污水污水處理模式

中圖分類號:TV7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(b)-0133-03

改善農(nóng)村地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量,提高農(nóng)村居民的生活水平,是目前農(nóng)村建設(shè)、發(fā)展的主要任務(wù)。改革開放30多年以來,上海農(nóng)村地區(qū)的面貌發(fā)生了巨大的變化,同時當(dāng)?shù)鼐用竦纳罘绞揭哺淖兞?。曾?jīng)用作肥料的生活污水,如今水質(zhì)性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生變化,很難作為肥料來循環(huán)利用。然而隨著人口的相對集中、廚房、抽水馬桶等城市化設(shè)施的普及,農(nóng)村村落社區(qū)的生活污水對附近河道污染問題及由此產(chǎn)生的公共衛(wèi)生安全問題逐漸的顯現(xiàn)出來[1]。農(nóng)村生活污水量大且廣泛是造成河道水質(zhì)惡化的重要原因,所以,調(diào)研上海農(nóng)村生活污水的現(xiàn)狀,考察上海農(nóng)村生活污水的處理模式,對于改善上海市民的生活環(huán)境有著現(xiàn)實且重要的意義。

1 上海農(nóng)村生活污水的現(xiàn)狀

1.1 直接排放

上海散落的居民,生活污水未經(jīng)任何處理就直接排放到村落附近的河道中。有些居民排放到土地上的生活污水看似已經(jīng)蒸發(fā)掉了,最終還是通過滲流作用進入村落附近的河道中。另外,上海農(nóng)村有很多外來務(wù)工人員,他們租住當(dāng)?shù)氐睦戏孔?這些老房子當(dāng)中很多都沒有抽水馬桶等衛(wèi)生設(shè)備,他們就將糞便等排泄物直接傾倒入附近的河道中[2]。直接排放不僅使居民造成了不便,也給上海的城市帶來的很大的影響。

1.2 經(jīng)過一級處理后排放

目前上海農(nóng)村地區(qū)的一級生活污水處理設(shè)備為化糞池,絕大多數(shù)自然村落房屋都建有三格式的化糞池。新農(nóng)村建設(shè)都規(guī)劃采用雨水、污水分流的方法,要求每棟房屋后都建有標(biāo)準(zhǔn)的三格式化糞池。雨水通過專門的管道匯集,之后就直接排放到附近的河道,污水通過污水管道直接進入化糞池處理。

1.3 經(jīng)過二級處理后排放

上海農(nóng)村生活污水經(jīng)過二級處理后排放的情況分兩種。一種是生活污水已被納為市政污水,由附近的污水處理廠處理后排放,這部分村落房屋比較集中并且附近就有污水處理廠,從而處理起來比較方便。另一種是村內(nèi)已經(jīng)建立了污水處理設(shè)備,生活污水匯集后經(jīng)過該設(shè)備處理后直接排放到附近河道中,一般情況下都能達(dá)到二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

如今,上海農(nóng)村生活污水大部分是不經(jīng)過任何處理或經(jīng)過化糞池簡單處理后直接排放到附近河道,其中很多的化糞池都是居民自行建造的,不符合標(biāo)準(zhǔn)。這不僅污染了河流使地下水受到威脅,還對農(nóng)村生活污水的處理造成很大的困擾。因此,如何對農(nóng)村污水進行經(jīng)濟有效的處理就顯得十分重要了。

2 上海農(nóng)村生活污水處理模式

目前應(yīng)用上海農(nóng)村生活污水處理的技術(shù)主要有土壤滲濾、生物濾池、水生態(tài)處理、接觸氧化+人工濕地、人工濕地、生物濾池+人工濕地、SBR一體化等,其中土壤滲濾處理技術(shù)最為廣泛,2009年、2010年和2011年應(yīng)用比例分別為48%、50%和56%,生物濾池+人工濕地技術(shù)則次之,應(yīng)用比例分別為29%、29%和30%,其他應(yīng)用技術(shù)比例都不是很高,基本都在10%以內(nèi)。

從區(qū)(縣)看,閔行、嘉定、寶山、奉賢、松江、金山等六個區(qū)基本上都采用土壤滲透技術(shù),部分應(yīng)用了其他的技術(shù);青浦采用土壤滲透和生物濾池+人工濕地兩種技術(shù);而崇明采用分散型和綜合型兩種技術(shù)。

2.1 土壤滲濾

土壤滲濾系統(tǒng)是日本開發(fā)的一種淺層土壤處理系統(tǒng),將污水有控制地投入到具有一定構(gòu)造、距地面有一定深度以及有良好擴散性能的土層中,這樣污水在土壤毛管浸潤和滲濾作用下向四周運動,并在土壤-微生物-植物系統(tǒng)的綜合凈化作用下,可以達(dá)到循環(huán)利用,且達(dá)到處理利用要求的一種土壤處理系統(tǒng)[3]。

污水先經(jīng)化糞池或其他預(yù)處理構(gòu)筑物去除大型懸浮物,然后通過布水管和毛細(xì)材料的虹吸作用,將污水均勻分布于根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)人工配制,通水透氣性能良好的人工土壤中,人工土壤中聚集著各種微型動植物和大量微生物,在這些需氧微生物和厭氧微生物的協(xié)同代謝作用下,污水中的有機物被吸附、降解和轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水,有機氮被分解轉(zhuǎn)化為氮氣或硝酸鹽,污水因此得到凈化和除臭,凈化的出水通過底部集水管收集、排放或再利用,并起到了循環(huán)利用的作用,工藝流程圖見圖1。

工藝流程圖見圖1。

2.2 生物濾池

生物濾池是生物膜處理的一種方法,農(nóng)村生活污水經(jīng)過格柵去除較大懸浮物后,再經(jīng)提升井進入預(yù)處理池進行曝氣處理,處理后的出水進入生物濾池,通過濾料的截留以及填料表面的生物膜,以過濾、生物吸附絮凝與生物氧化作用凈化廢水。

該工藝可以維持高的水力負(fù)荷和保留高的生物量濃度來減少環(huán)境沖擊,還能促進微生物生長并且產(chǎn)泥量少、具有管理方便、投資和運行成本低、氧利用率高、出水水質(zhì)好,抗沖擊負(fù)荷能力強等眾多優(yōu)點。工藝流程圖見圖2。

2.3 SBR一體化裝置

序批式活性污泥法(SBR)處理工藝為:進氣曝氣沉淀排水。生活污水進過化糞池處理后,由定時運行的污水泵將污水提升進入一體化處理裝置進行充氧曝氣,利用裝置中的微生物降解水中有機物、氨氮的含量,經(jīng)過一定時間的沉淀后排出上層清水。

2.4 人工濕地組合技術(shù)

多種人工濕地組合工藝在上海農(nóng)村污水分散處理中得到了大量的應(yīng)用,尤其是生物濾池-人工濕地和接觸氧化-人工濕地系統(tǒng)。生活污水經(jīng)過格柵的預(yù)處理和均化池的調(diào)節(jié),進入生物處理部分(接觸氧化池、生物濾池、活性污泥法)除去部分懸浮物和有機污染物后,經(jīng)管道流入人工濕地,人工介質(zhì)、利用土壤、植物和微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用對污泥、污水進行進一步的處理。

3 上海農(nóng)村生活污水處理模式效果

3.1 樣本選取

選取每種工藝具有代表性的試點項目作為數(shù)據(jù)采集樣本(表1)。

3.2 各個樣本污水處理后的效果

從達(dá)標(biāo)率角度分析,由表2可知,6個樣本中COD、BOD5、NH3-N、TP的出水濃度都符合“關(guān)于印發(fā)《上海市農(nóng)村生活污水處理工程建設(shè)績效考評暫行辦法》的通知”(滬水務(wù)〔2010〕323號)中“上海市農(nóng)村生活污水處理工程出水水質(zhì)暫行規(guī)定”的二級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其中聯(lián)民村符合其一級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);同時,也符合“城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”(GB 18918-2002)中的出水水質(zhì)的二級標(biāo)準(zhǔn),由此可以表明污水處理模式處理效果的穩(wěn)定和出水水質(zhì)波動小。

不同工藝比較,土壤滲濾和生物濾池處理效果是最好的,而且處理后的出水水質(zhì)也非常好。首先從消減率角度分析,農(nóng)村污水處理模式對COD和BOD5兩種污染物質(zhì)的去除率相對較高,去除效果相對地也比較穩(wěn)定,但對NH3-N和TP的去除效果卻不甚理想。但值得一提的是,農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)中存在進水水質(zhì)中的某些指標(biāo)優(yōu)于出水水質(zhì)的現(xiàn)象,尤其是SBR一體化處理模式,這可能是因為活性污泥法在去除有機物的過程中又釋放出氨氮和磷,并且由于家庭排放的生活污水中NH3-N和TP的濃度不高,這種現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率比COD和BOD5相對要高,因此對污水處理系統(tǒng)的去除率統(tǒng)計可能會產(chǎn)生一定的影響。

比較相同工藝(圖3和圖8),由表2也知,聯(lián)合村和拓林金海兩個村莊的服務(wù)人口、占地面積和處理水量都相差很小,但聯(lián)合村各項指標(biāo)的去除率都高于拓林金海。可能是聯(lián)合村管理比較合理,村民環(huán)保意識比較強等原因。

4 結(jié)語

(1)在技術(shù)上5種工藝均適用于農(nóng)村生活污水處理,能實現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)濟上由于缺乏統(tǒng)一的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)成本,費用也偏高,需要進一步降低成本才能更好地應(yīng)用于農(nóng)村,實現(xiàn)最合理的實際應(yīng)用。

(2)農(nóng)村污水處理系統(tǒng)的技術(shù)難點主要表現(xiàn)在對污染物NH3-N和TP的去除率低,處理效果不穩(wěn)定;主要表現(xiàn)在污水處理站點“量大、面廣、點散”,維護工作量大,對采取怎樣的污水處理模式才能最大程度地保持污水處理系統(tǒng)長效的運行存在困惑。目前以污水處理系統(tǒng)對NH3-N和TP的削減效果,如果想滿足更高排放標(biāo)準(zhǔn)(如水源保護區(qū)),如今仍存在一定的難度,因此有必要加強污水處理系統(tǒng)對NH3-N和TP的去除效果的研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 王鵬飛,張翔,徐偉.上海松江地區(qū)農(nóng)村生活污水處理模式的選擇[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,8:217～219.

[2] 蘭虹,郭運動,謝冰,等.上海新農(nóng)村建設(shè)中生活污水污染現(xiàn)狀及處理對策[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2008,33(4):5～9.

[3] 高拯民,李憲法.城市污水土地處理利用設(shè)計手冊.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1991.