循环经济思路处理灾区污水.doc

应用循环经济思路，对灾区安置点生活污水进行生态化处理的工程设计实践众所周知，2008年5月12日，发生了震惊世界的大地震。结合灾后恢复重建工作，成都市进一步深化城乡环境综合治理工作，实施了灾后重建安置点污水生态治理工作。下面对灾后重建安置点污水处理系统设计过程中的情况一一介绍，希望能对广大同仁及新农村建设者有所帮助。安置点生活污水治理主要对象为集中安置点，与传统农村自然村落相比，又有其新的特点，与目前农民新村建设、城乡统筹建设农村新型社区等类似。做好该类型的污水处理系统建设，对于社会主义新农村的建设具有重要的借鉴和指导意义。集中安置点、因此，该部分安置点的雨污分流做的较好，污水的收集系统比较完备。但需注意洗涤用水、生产用水的收集排放，这需要建筑设计在给排水系统时就要考虑收集，洗衣机排水不要直接接阳台雨水管道，以免造成含磷废水无序排放。如其它季节性生产经营用水量较大时（如洗蔬菜、水果等），应注意防范。并应在处理设施前考虑增设调节池。灾后重建安置点的污水处理系统，既要按农村生活污水来考虑，又有所区别，并有其自身的特点：一、农村生活污水分析传统农村生活污水以往都是作为农田肥料来使用的，生活污水中的有机物在农田中被农作物吸收，转化为农作物的营养物质，很少流失到水体中去，因此，对环境影响不大。但随着我国经济社会的快速发展，农民经济收入的不断提高，农民的生活方式也发生了巨大的变化，随着自来水的普及，卫生洁具、洗衣机、沐浴设施等走进平常百姓家。农村的人均日用水量和生活污水排放量急增，产生了大量生活污水；同时由于化肥的大量使用，减少了传统的农家肥的使用。造成农村生活污水失去了消化途径，使得近年来农村生活污水的无序排放，成为农村环境的重要污染源，造成农村河道水体变黑发臭、鱼虾绝迹、蚊蝇孳生。生活污水中病菌虫卵引起疾病传播，使群众的身体健康受到极大的影响。农村生活污水的特点：农村生活污水：包括厨房洗涤、淋浴、洗衣等废水以及冲洗厕所等污水，其中又以厨房洗涤、冲洗厕所的污水为主。其主要污染物是有机物和氮、磷等营养物质，其水质特征是水质稳定但浑浊、色深且具有恶臭，呈微碱性，一般不含有毒物质，含有大量的细菌、病毒和寄生虫卵，可生化性高。农村生活污水的特点：厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水和冲洗厕所用水，这些用水分散，其中有机物含量大是其主要的特点。 1水质特点。（1）农村村镇人口较少，分布广泛且分散，大部分没有污水排放管网；（2）农村生活污水浓度高，所含有机物浓度相对偏高，COD最高浓度平均达到500mg/L，变化大；（3）大部分农村生活污水的性质相差不大，水中基本上不含有重金属和有毒有害物质（但随着人们生活水平的提高，部分生活污水中可能含有重金属和有毒有害物质），含一定量的氮、磷，水质波动大，可生化性强；（4）不同时段的水质不同；（5）厕所排放的污水水质较差，但可进入化粪池用作肥料。 （6）来源多：与城市不同，农村用水一般以河水、井水和自来水三者结合使用，自来水为饮用水源，河水、井水作为辅助用水用于衣物洗涤、冲刷地面、饲养家禽等。除了来自人粪便、厨房产生的污水外, 还有家庭清洁、生活垃圾堆放渗滤而产生的污水。2水量特征。（1）一般农村的生活污水量都比较小，除小城镇外，农村人口居住分散，水量相对较少，相应地产生的生活污水量也较小。与城市相比，农村居民用水量及排水量较少，排水量一般为100L /人.天，；（2）变化系数大，居民生活规律相近，导致农村生活污水排放量早晚比白天大，夜间排水量小，甚至可能断流，水量变化明显，即无水排放呈不连续状态，具有变化幅度大的特点；（3）在上午、中午、下午都有一个高峰时段。3规模与农村自然村落不一样，灾后重建的集中安置点一般与原有的农村人口分散，人口数量多，没有任何生活污水的收集和处理设施，这使农村生活污染源成为影响水环境的重要因素。严重污染了农村地区居住环境，河、湖等水体普遍受到污染，饮用水水质安全受到严重威胁，直接危害农民的身体健康，严重影响农村地区的环境卫生，极易导致一些流行性疾病的发生与传播。而广大灾后重建安置点建设过程中，各级领导都相当重视，明确提出要把灾后重建作为一次改善农村面貌、提升人居环境的重大机遇，因此在安置点建设适合家乡村特点的就地处理分散型点源生活污水治理是必然选择。 二、工艺选择污水处理工艺的选择应满足处理规模、污水特征、出水水质及排放水体等要求。同时，还应结合当地污水特点有针对性地选择适宜的处理工艺。通常情况下生活污水的处理都是采用生物处理的方法，城市污水除磷脱氮工艺不适合农村小型污水处理站，而适用于农村的小型污水除磷脱氮技术在国内外仍处于探索阶段。在中国目前的经济水平下，选择污水治理的技术也应该量力而行。由于农村分散居住的特殊情况，生活污水的处理宜采用相对集中污水处理系统。主要针对相对集中居住的中心村、中心镇、自然村或生产小组，建设配套管网收集系统及污水处理单元设施。采用相对集中生活污水处理系统就地处理而不远距离输送至城镇污水处理厂，无论从经济角度还是从管理角度来看都是可行的。安置点生活污水处理工艺选择的指导思想由于农村生活污水中的污染物是以有机物为主，其生化性较好。必须结合农村污水作为农业生产的有机肥料这一重要特性来来考虑，选择相应工艺是农村污水资源化的重要指导思想。要摸索出合适农村小型污水处理的实用技术，要考虑四个方面的问题。首先是资金问题，初期投资及运行管理费用较低；其次就是操作及运行管理简单，因为农村的条件有限，只有简单的操作和管理才合适农民使用；再次就是低能耗，高效率，氮磷资源化。还有就是处理过程产生可观的经济回报。安置点的建设过程中污水处理工艺选择应配合污水资源利用这一大目标展开。这是实践科学发展观、循环经济的具体体现，也是城乡可持续发展、协调发展的重要举措。工艺适用性环境影响运行费用 管理水平使用场合（二）人工湿地一般由人工基质（多为碎石）和生长在其上的沼生植物（芦苇、香蒲、灯心草和大麻等）组成，是一种独特的“土壤植物微生物”生态系统, 利用各种植物、动物、微生物和土壤的共同作用，逐级过滤和吸收污水中的污染物，达到净化污水的目的。人工湿地污水处理技术是一种自然生态处理方法，利用土壤、植物和微生物等生态系统的综合作用完成废水的深度处理，可除去废水中残留的有机物，截留悬浮固体，并利用植物吸收N、P。人工湿地处理技术被认为是控制面源污染的一种低费用、实用有效的工艺。人工湿地处理系统具有较好的脱氮功能，主要是通过水生植物吸收、微生物的硝化和反硝化以及氮的挥发等途径来实现的。由于人工湿地内极少产生剩余污泥，因此聚磷菌类细菌除磷在此无实用意义，人工湿地主要是通过人工土壤固磷及植物根系吸收除磷两种方法去除磷6。人工湿地污水处理系统对负荷变化的适应能力强、维护简单，对于污水中有机物及氮、磷的去除率较高，适合农村生活污水的处理特点，在农村地区易于将其推广。目前，国内也有利用该技术处理小城镇污水、污染河道水、村镇污水及面源污水的成功实例。目前，北京、深圳等城市都采用了这一技术处理生活污水。云南省澄江县抚仙湖边的马料河湿地工程于2003 年10 月建成运行，每天可净化污水4万多立方米，净化后的水质优于地表水类标准。有关研究表明 , 在进水污染物浓度较低的条件下，人工湿地对BOD5的去除率可达85%95% , 对CODCr的去除率可达80%以上，对磷和氮的去除率分别可达到90%和60%。（三）人工生态绿地污水处理系统是人工湿地的一种，是在人工湿地技术基础上发展起来的一种高效污水生态处理新技术，该技术是在欧盟援助中国环境技术项目基础上的中国化的产物，与引进之初相比，无论是占地面积、处理效率、表面植被、内部结构设置、防堵设计等多方面参数均与原技术相比有很大改善。该技术采用人工绿地构成微生物、植物、动物共生的拟自然强化生态系统来净化污水，无需外在过多干预即可长期保持稳定运行。该技术应用简单，小到一家一户，在到数万人的社区或城镇，只需规划中的部分绿地，表面种植绿色植物，污水经植物的吸收、微生物降解、组合自然填料过滤以及离子交换等复合协同作用，出水水质可达国家排放标准；且所用能耗以太阳能、生物能为主，因此可最终实现污水的零排放，零费用运行。该污水生态处理系统外观为景观绿地或菜地，可栽种绿草、鲜花、蔬菜等作物，表层无臭水横流、无臭气四溢等环境问题，并可根据周围环境景观要求统一设计。该污水生态处理系统日常管理简单，只需定期对表面茂盛生长的植物进行修剪即可，并且电控方式简单可靠，基本无需维护。并且针对常规人工湿地易堵塞、维护工作量大的缺陷，本技术结合对过滤技术的研究，对系统进行了防堵塞设计和反冲洗水力结构设计，使得该技术具有更强的适应性。 (六)结论灾区安置点农村生活污水的处理应当参考国内相关城市的农村污水处理实际工程经验，结合各安置点的具体情况，采用技术成熟、处理效果好的工艺。就目前国内农村生活污水处理工艺而言，人工湿地及稳定塘均有应用，技术相对较为成熟。但这两种工艺各有优缺点，有其一定的适用性。各安置点农村生活污水究竟采用何种工艺进行处理，需要在工程实施时进行技术经济比较后确定。另外，生态工程技术的共同缺点在于占地面积大，处理效果不稳定，城市污水处理厂的经验和单一的生态工程技术都无法解决农村小型生活污水处理的难题。通过对当前构建的各类型污水处理系统进行比较，以上工艺A2/O、生物膜法、SBR法中，氧化沟、A2/O曝气法的流程较复杂，成本高；SBR工艺投资和运行成本较高；设备材料多，设备闲置率高，运行管理复杂；氧化沟工艺投资和运行成本高，充氧设备要求高动力消耗大，设备数量多维护工作量大；人工快渗占地面积大，处理点环境差，吨水处理费用相对较高。因此本方案设计暂排除了A2/O曝气法、SBR法、T型氧化沟法、人工快渗法等常规工艺。通过分析城市污水处理和乡村污水处理的不同之处，结合国际上的研究现状，我们认为必须将生物方法与生态工程有机结合，才能既节省成本和运行费用，又能达到稳定的除磷脱氮效果。根据这种指导思想，我们推荐主导工艺为厌氧预处理+跌水曝气+人工生态绿地+生态塘生物生态组合型的处理技术。如安置点地方有限，可考虑采用微曝气预处理+人工生态绿地的生物生态组合工艺。核心工艺采用由德安集团研究开发的人工生态绿地，该技术是在复合垂直流的湿地系统基础上进行了进一步的改进和创新，工艺简单，结合自然环境，协调，与周围环境相统一。该工艺主要依靠生态单元去除氮磷，一方面通过在填料层的中下层形成硝化反硝化环境生物脱氮，另一方面使其作为水生植物和蔬菜的营养物质被利用。夏季种植空心菜，冬天种植水芹菜。并通过厌氧和跌水曝气生物接触氧化的方法来降解去除有机物。 由于采用跌水方式充氧，能够满足接触氧化池内微生物降解污染物的需氧量，节省了曝气能耗，且系统维护简便，简化了运行。该工艺流程简单，不需要污泥回流，该安置点有地形优势，可无动力运行，能耗很低；整个工艺流程的各个阶段分工明确：厌氧段有效降低有机物浓度，好氧段保证有机物的高效去除率；绿地生态系统可利用水中氮磷高效产出水生蔬菜，构建生态性农业。作为一种具有独创性的新型农村生活污水处理技术，它具有流程简单、投资低、能耗和运行成本低、管理简单等特点。同时考虑了资源化处理的方向，生物生态组合工艺在处理污水的同时，还产生可观的经济效益，与农村特点紧密结合，比较适合于农村地区的实际情况，适合在广大农村推广。对灾区安置点排水状况的认识：1、 灾后重建安置点基本分为两种类型：一为坝（平原）区安置点，一为山区安置点，在实施就地处理的小型污水处理设施时均有其优缺点：A、坝区安置点实施污水处理工程时，因地形以平地为主，设计施工时比较整齐划一，但由于排放口与污水处理设施之间无自然高差可利用，因此运行费用一般较山区稍高。B、山区安置点一般都有自然地形高差（2m左右即可）可利用，直接运行费用甚至可以为零。但由于地形复杂，可供建设污水处理设施的用地紧张，因此设计要求较高，对设计部门和施工单位都有较高的要求，需因地制宜地设计施工。而且有些山区安置点位于水源或河道上游，排放要求较高，基本都要做回用要求，因此吨水投资单价较坝区要高。2、 由于灾区安置点均为集中安置，因此，安置点内的雨污分流做的较好，污水的收集情况应该是比较完备的。但需注意洗涤用水、生产用水的收集排放，这需要建筑设计在给排水系统时就要考虑收集，洗衣机排水不要直接接阳台雨水管道，以免造成含磷废水无序排放。如其它季节性生产经营用水量较大时（如洗菜、水果等），应注意防范。并应在处理设施前考虑增设调节池。3、 安置点污水排放周期可能与城市小区不一样，量小,但排放时间较较集中，一般应考虑早晨、中午、晚饭三个用水高峰期，4、 如安置点位于旅游区内，安置点内可能会有农家乐等经营性餐饮设施等，应考虑对其经营审批时即提出环保要求，同时严格要求做好隔油池等设施，并及时清理，以免因油污量过大，导致沼气净化池及后续生态化处理设施失效。（因油污漂浮在水面，形成厌氧层，堵塞管道，极易造成所有污水生物处理设施失效。灾后安置点污水处理设施情况说明：从目前了解情况来看，灾区安置点排水分为如下几种类型：一为50户以上的安置点，又按照沼气净化池建设与否分为两类，未建设沼气净