分散式生活污水污染源治理技術(shù)

摘要:從分散式生活污水污染源的特征分析入手,介紹了分散式生活污水污染源治理技術(shù)的現狀,指出了當前分散式生活污水污染源治理工作中存在的一些問(wèn)題,并在此基礎上,探討了分散式生活污水污染源治理方案確定的三原則,提出了治理方案的選擇及其進(jìn)一步做好分散式生活污水污染源治理的有關(guān)建議。

關(guān)鍵詞:分散式污染源,生活污水,治理,問(wèn)題

當前,隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展,在加速城市化進(jìn)程的同時(shí),使相關(guān)的工業(yè)、農業(yè)、養殖業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展,形成了許許多多分散式生活污水污染源,而且其中的大部分污染源都不能納入未來(lái)的城市污水收集系統或城市污水處理廠(chǎng),這些分散式生活污水污染源所產(chǎn)生或排放的污水由于因得不到很好的治理,隨意就地排放,對地面水環(huán)境所造成的污染和對水生生態(tài)造成的破壞正日漸突出,為此,建設部和國家環(huán)境保護總局于2000年發(fā)布了《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》,要求“對不能納入城市污水收集系統的居民區、旅游風(fēng)景點(diǎn)、度假村、療養院、機場(chǎng)、鐵路車(chē)站、經(jīng)濟開(kāi)發(fā)小區等分散的人群聚居地排放的污水和獨立工礦區的工業(yè)廢水,應進(jìn)行就地處理達標排放�！睅啄陙�(lái),在這一政策的指導下,使不少分散式生活污水污染源得到了有效治理,但也出現了不少問(wèn)題,本文就此類(lèi)分散式生活污水污染源或與之相類(lèi)似有機生產(chǎn)廢水的治理技術(shù)、原則與方法進(jìn)行分析,以便于助推這一政策的進(jìn)一步貫徹實(shí)施。

1　分散式生活污水污染源的特征

1.1　種類(lèi)多分布廣以上政策

以上政策中對分散式生活污水污染源的種類(lèi)及范圍進(jìn)行了基本界定,但除此以外,還包括單獨經(jīng)營(yíng)的酒店、樓宇、餐館、酒家以及高速公路服務(wù)站等等。分散式生活污水污染源按其排水水質(zhì)、水量的相似程度,可以大致分為3 類(lèi):餐類(lèi);賓館類(lèi);居住小區劃類(lèi)。以上這些污染源因其不同的生產(chǎn)性質(zhì),再加上規劃上的不盡合理,分布十分廣泛,既有分布于城市近郊的,也有分布于城市遠郊的;既有分布于山前、平原的,也有分布于江、河、湖邊的。因此而構成了一個(gè)無(wú)序的點(diǎn)狀污染體系。

1. 2 　給排水同源
許多遠離城區的旅游區由于開(kāi)發(fā)超前,不但沒(méi)有配套建設污水處理系統,也沒(méi)有配套建設自來(lái)水系統,因此,往往這些建在湖邊的或河邊的賓館、餐館、酒家等,將周?chē)�的河流或湖�?即作為飲用水的供水水源,又作為排水的受納水體。顯然,這些分散式生活污染源的治理及其是否達標排放,不僅關(guān)系到旅游區這些地表水體水環(huán)境的保護,而且關(guān)系到當地旅游資源的可持續利用和發(fā)展。

1. 3 　水質(zhì)水量變化大
分散式生活污水污染源的排水量一般不大,一般的餐飲類(lèi)或賓館類(lèi)的排水量最大不會(huì )超過(guò)200m3/ d。對于居住區而言,如果按每人每天用水0. 15～0. 25L[1 ] ,排水0. 12～0. 20L 計算,一個(gè)5000 人的居住小區的最大排水量也僅約600～1000m3/ d。但由于受人們作息時(shí)間、節假日等生活方式的影響和制約,有些旅游區污染源的排水量在不同的時(shí)間段,因客流量的不同而不同,其變化規律是,進(jìn)餐時(shí)間、周末、節假日期間為排水高峰期,排水量大,其它時(shí)間為排水低峰期,排水量小,尤其是餐飲類(lèi)、賓館類(lèi),作者曾對某一旅游區某賓館的排水量進(jìn)行過(guò)統計,有時(shí)高峰期和低峰期的排水量要相差10 倍以上[1 ] 。
分散式污水污染源排放的主要污染物為動(dòng)植物油類(lèi)、COD、BOD5 、SS、TN、TP 等,其總的水質(zhì)情況為,COD < 1000mg/ L ,BOD5 < 500mg/ L 、SS < 500mg/ L ,TN 為25～85 mg/ L , TP 為9～14 mg/ L 。但不同的污染源,其排水水質(zhì)有差異,水質(zhì)的變化主要受分散式生活污染源的性質(zhì)所影響,譬如餐飲類(lèi)污水,由于其中含有大量的廚余物、油脂類(lèi)等耗氧性物質(zhì),因此其污染物排放濃度一般要比賓館類(lèi)和居住小區類(lèi)的高,尤其是動(dòng)植物油類(lèi)。以上3 類(lèi)污染源的排水水質(zhì)如表1 所示[2 - 4 ] 。

1. 4 　污水的可生化性好
由表1 可以看出,各類(lèi)分散式生活污水污染源的BOD5/ COD 比值一般在0. 4 左右,高的可以達到0. 7左右,具有較好的可生化性,可以適用或采用各類(lèi)生物化學(xué)方法進(jìn)行處理。

2 　治理技術(shù)的現狀及其存在的問(wèn)題

2. 1 　治理技術(shù)的現狀
分散式生活污水污染源由于排水量不大,可生化性好,目前一般采用國內研制的小型污水處理裝置進(jìn)行處理,也有采用構筑物式的,其工藝主要為接觸氧化法、改進(jìn)型活性污泥法等,這類(lèi)技術(shù)和裝置的應用約占市場(chǎng)的90 %以上[5 ] ,其次為近年發(fā)展起來(lái)的間歇式活性污泥法(SBR) [6 ]和膜生物反應器(MBR) [7 ]等方法,以上各類(lèi)主要處理技術(shù)的工藝及其特征、應用范圍如表2 所示。

改進(jìn)型活性污泥法按處理裝置或設施的運行情形又分“耗能型”和“非耗能型”,表2 中所列工藝特征及適用范圍屬“耗能型”�！胺呛哪苄汀备倪M(jìn)型活性污泥法工藝常建成混凝土構筑物,也有做成套設備的,一般采用埋地式無(wú)動(dòng)力生活污水處理裝置,這類(lèi)裝置的主要特點(diǎn)是整個(gè)處理設施可置于地下、工藝運行不耗能、管理方便、污泥量少。不足之處是處理裝置占用地下空間大。它對SS 的去除率3 50 % , 當進(jìn)水COD ≤500mg/ L 時(shí),其處理出水的去除率可達到50 %左右,但一般很難保證COD ≤100mg/ L 或達到一級排放標準,對氮磷的去除效果也不理想, 一般約為20 %左右[8 ] 。有人曾對某省13 個(gè)地市建成投入運行的52 套此類(lèi)裝置的處理效果進(jìn)行了抽檢與分析,而所調查的52 套裝置均不在城市排水管網(wǎng)覆蓋地區,其出水均直接排向Ⅲ類(lèi)水體,結果表明,SS 的去除率為64. 33 % ,而COD、BOD5 、磷酸鹽的去除率分別只有53. 73 %、54. 05 %、21. 00 %; 相對于《污水綜合排放標準》GB8978 —1996 中的一級排放標準,SS 的達標率全省平均為75. 1 % ,其它幾個(gè)指標則均在50 %以下[9 ] 。實(shí)踐證明,此類(lèi)處理裝置只有在排水水質(zhì)要求不高時(shí)方可選用。目前在選用改進(jìn)型活性污泥法時(shí),一般采用“有動(dòng)力”或“微動(dòng)力”A/ O、A2/ O 工藝。

2. 2 　存在的主要問(wèn)題[8 ,10 ]

2. 2. 1 　針對性不強
由于國內除磷脫氮技術(shù)一直不夠成熟,因此受傳統治理技術(shù)和設計理念的束縛,在對象生活污水這類(lèi)有機污水的治理上,許多設計單位和成套設備制造商只重視COD、BOD5等一類(lèi)有機污染物的去除,而忽視了脫氮除磷。實(shí)際工作中,在對待位于湖濱直排的這一類(lèi)生活污染源的治理上,如果在設計或設備選型上沒(méi)有針對性地采取相應的脫氮除磷措施,即使COD、BOD5等指標治理達標了,但仍不能滿(mǎn)足現有水體功能要求,經(jīng)治理后的排放水仍可導致湖泊的富營(yíng)養化。

2. 2. 2 　設計參數選擇不當
水質(zhì)、水量是一項污水治理工程最基礎的設計參數。由于生活污水治理的歷史長(cháng)、案例多、用水排水情況又具有一定的規范性、普遍性,并積累了不少的經(jīng)驗數據,因此許多設計單位在取得這兩項參數時(shí)一般都不經(jīng)過(guò)實(shí)測,而是憑經(jīng)驗估計,或根據相關(guān)數據類(lèi)比、推算,尤其是對水量,有時(shí)只考慮其排水的一般情況,而忽視了高峰期和低峰期排水量的差異,往往得出的結論與實(shí)際相差甚遠,因而設計的調節池尺寸不準、有的甚至根本不設調節池,致使處理設施對污水水質(zhì)、水量變化的適應性較差。再就是對餐飲一類(lèi)的污染源,往往在設計時(shí)對動(dòng)植物油類(lèi)的濃度考慮過(guò)低,弱化了裝置的隔油功能,從而影響整個(gè)處理裝置的處理效果。

2. 2. 3 　產(chǎn)生的污泥未妥善處理
正是由于這部分污水污染源的分散性,因此對于裝置產(chǎn)生的污泥在設計上大都沒(méi)有采取相應措施,加上在實(shí)際工作中管理不善,一方面沒(méi)能定期清理而影響裝置的處理效果,另一方面對于清理出來(lái)的污泥也沒(méi)能很好的集中處理,往往也容易產(chǎn)生二次污染。

2. 2. 4 　處理裝置運營(yíng)管理不善
污水處理工作對建設單位而言,一般屬附屬性工作,由于環(huán)保意識的淡薄,業(yè)主大多雇傭非專(zhuān)業(yè)人員管理,因此往往由于操作人員沒(méi)能?chē)栏癜床僮饕幊滩僮骰虿僮鞑划?造成裝置在運行過(guò)程中性能不穩定、設備故障多,導致處理效果差。

2. 2. 5 　成套裝置設備質(zhì)量較差
由于利益的驅動(dòng),許多成套處理裝置的設計參數和設備選材都沒(méi)能達到設計要求,再加上設計、管理上的一些原因,許多處理裝置在運行過(guò)程中都達不到設計壽命,要么不停地更換部件,要么經(jīng)常停機,從而影響整個(gè)處理裝置的運轉。

2. 2. 6 　基建投資成本偏高
目前分散式生活污水處理裝置的基建投資成本約為1600～2000 元/ m3污水,有的甚至超過(guò)2000 元/ m3污水,接近和超過(guò)集中式二級污水處理廠(chǎng)建設投資成本(約2000 元/ m3污水左右) ,其造價(jià)相對偏高。這一問(wèn)題業(yè)已成為推進(jìn)分散式生活污染源治理上的一個(gè)主要問(wèn)題。因此如何優(yōu)化組合工藝、采用新技術(shù),降低成本,增強處理效果,又成了做好分散式生活污水污染源治理的一個(gè)新課題。

3 　治理方案的確定

3. 1 　治理方案確定的原則
就某一分散式生活污水污染源而言,如何因地制宜、有針對性地確定好其治理方案,使各方面達到最優(yōu),顯然是排放標準的符合性、技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟上的合理性是三個(gè)不可缺少的原則。

3. 1. 1 　標準符合性原則
就目前我國的技術(shù)、經(jīng)濟水平而言,將污染源治理后達標排放是其主要目的。因此在確定一項污水治理工程的設計方案時(shí),應將受納水體的排放標準作為其首要條件,尤其是湖濱直排區的污染源,在設計時(shí)應充分考慮湖泊的水域功能,考慮脫氮除磷措施,并嚴格按排放標準確定各項設計參數,確保治理設施投入運營(yíng)后各項污染物達標排放。尤其是氮、磷的排放一定要達到水域功能要求。

3. 1. 2 　技術(shù)可行性原則
在實(shí)際的治理工作中,一般是基于受納水體的功能與其相應的排放標準來(lái)選擇相應的治理技術(shù),譬如對于湖濱直排區污染源的治理就必須選擇具有脫氮除磷的治理技術(shù),尤其是Ⅲ類(lèi)水體或比Ⅲ類(lèi)水體要求更為嚴格的水體,否則,即使COD、BOD5等指標治理達標了,而實(shí)際上并沒(méi)有達到水體功能要求。治理技術(shù)的可行性是污染源是否能夠真正得到有效治理、使受納水體環(huán)境質(zhì)量切實(shí)得到有效保護的關(guān)鍵。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3. 1. 3 　經(jīng)濟合理性原則
選擇一項可行的治理技術(shù)使某一污染源經(jīng)治理后達標排放,尤其是對那些排放標準要求較高的受納水體,往往需要較高的經(jīng)濟投入,這恰巧是許多建設業(yè)主所不愿意的,因此實(shí)際工作中就要做多方案的技術(shù)、經(jīng)濟綜合比較分析,對于有土地可利用的落后地區,可選擇工程處理與土地自然處理相結合的處理方式,以確立治理工程最優(yōu)的性?xún)r(jià)比,力求真正達到“以較少的投入,獲得最大的產(chǎn)出”,從而獲得經(jīng)濟與環(huán)境雙贏(yíng)。

3. 2 　治理方案的選擇與確立
基于以上對現有治理技術(shù)以及治理方案確定原則的分析,考慮到國內將逐步提高對脫氮除磷的要求,因此就分散式生活污水污染源治理方案的主體工藝選擇而言,對于位于河邊、湖濱直排區的和屬于發(fā)達地區的污染源的治理,應選擇改進(jìn)型活性污泥法、間歇式活性污泥法、膜生物反應器法等;對于遠離河邊、湖濱非直排區的和屬于經(jīng)濟落后地區的污染源的治理,可以選擇接觸氧化法等,但對于有條件的地區,也應選擇以上具有脫氮除磷的方法。各種方法在工程上既可采用混凝土構筑物實(shí)現,也可采用一體化裝置實(shí)現。具體設計、建造時(shí)可因地制宜靈活優(yōu)選,其總的原則應是在保證排水水質(zhì)達標或滿(mǎn)足水域功能要求的前提下,在技術(shù)上可行,在經(jīng)濟上合理。（中國礦業(yè)大學(xué)煤炭資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗室）

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