當前,隨著我國經濟的發展,在加速城市化進程的同時,使相關的工業、農業、養殖業以及第三產業也得到了迅猛的發展,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的城市污水收集系統或城市污水處理廠,這些分散式生活污水污染源所產生或排放的污水由于因得不到很好的治理,隨意就地排放,對地面水環境所造成的污染和對水生生態造成的破壞正日漸突出,為此,建設部和國家環境保護總局于2000年發布了《城市污水處理及污染防治技術政策》,要求“對不能納入城市污水收集系統的居民區、旅游風景點、度假村、療養院、機場、鐵路車站、經濟開發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廢水,應進行就地處理達標排放。”幾年來,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,但也出現了不少問題,本文就此類分散式生活污水污染源或與之相類似有機生產廢水的治理技術、原則與方法進行分析,以便于助推這一政策的進一步貫徹實施。
1 分散式生活污水污染源的特征
1.1 種類多分布廣以上政策
以上政策中對分散式生活污水污染源的種類及范圍進行了基本界定,但除此以外,還包括單獨經營的酒店、樓宇、餐館、酒家以及高速公路服務站等等。分散式生活污水污染源按其排水水質、水量的相似程度,可以大致分為3 類:餐類;賓館類;居住小區劃類。以上這些污染源因其不同的生產性質,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。因此而構成了一個無序的點狀污染體系。
1. 2 給排水同源
許多遠離城區的旅游區由于開發超前,不但沒有配套建設污水處理系統,也沒有配套建設自來水系統,因此,往往這些建在湖邊的或河邊的賓館、餐館、酒家等,將周圍的河流或湖泊,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,不僅關系到旅游區這些地表水體水環境的保護,而且關系到當地旅游資源的可持續利用和發展。
1. 3 水質水量變化大
分散式生活污水污染源的排水量一般不大,一般的餐飲類或賓館類的排水量最大不會超過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間段,因客流量的不同而不同,其變化規律是,進餐時間、周末、節假日期間為排水高峰期,排水量大,其它時間為排水低峰期,排水量小,尤其是餐飲類、賓館類,作者曾對某一旅游區某賓館的排水量進行過統計,有時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植物油類、COD、BOD5 、SS、TN、TP 等,其總的水質情況為,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,其排水水質有差異,水質的變化主要受分散式生活污染源的性質所影響,譬如餐飲類污水,由于其中含有大量的廚余物、油脂類等耗氧性物質,因此其污染物排放濃度一般要比賓館類和居住小區類的高,尤其是動植物油類。以上3 類污染源的排水水質如表1 所示 。
1. 4 污水的可生化性好
由表1 可以看出,各類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生物化學方法進行處理。
2 治理技術的現狀及其存在的問題
2. 1 治理技術的現狀
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、改進型活性污泥法等,這類技術和裝置的應用約占市場的90 %以上 ,其次為近年發展起來的間歇式活性污泥法(SBR) 和膜生物反應器(MBR) 等方法,以上各類主要處理技術的工藝及其特征、應用范圍如表2 所示。
改進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”。“非耗能型”改進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,一般采用埋地式無動力生活污水處理裝置,這類裝置的主要特點是整個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 % , 當進水COD ≤500mg/ L 時,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 。有人曾對某省13 個地市建成投入運行的52 套此類裝置的處理效果進行了抽檢與分析,而所調查的52 套裝置均不在城市排水管網覆蓋地區,其出水均直接排向Ⅲ類水體,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 % ,其它幾個指標則均在50 %以下 。實踐證明,此類處理裝置只有在排水水質要求不高時方可選用。目前在選用改進型活性污泥法時,一般采用“有動力”或“微動力”A/ O、A2/ O 工藝。
2. 2 存在的主要問題
2. 2. 1 針對性不強
由于國內除磷脫氮技術一直不夠成熟,因此受傳統治理技術和設計理念的束縛,在對象生活污水這類有機污水的治理上,許多設計單位和成套設備制造商只重視COD、BOD5等一類有機污染物的去除,而忽視了脫氮除磷。實際工作中,在對待位于湖濱直排的這一類生活污染源的治理上,如果在設計或設備選型上沒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,但仍不能滿足現有水體功能要求,經治理后的排放水仍可導致湖泊的富營養化。
2. 2. 2 設計參數選擇不當
水質、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、案例多、用水排水情況又具有一定的規范性、普遍性,并積累了不少的經驗數據,因此許多設計單位在取得這兩項參數時一般都不經過實測,而是憑經驗估計,或根據相關數據類比、推算,尤其是對水量,有時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、水量變化的適應性較差。再就是對餐飲一類的污染源,往往在設計時對動植物油類的濃度考慮過低,弱化了裝置的隔油功能,從而影響整個處理裝置的處理效果。
2. 2. 3 產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,因此對于裝置產生的污泥在設計上大都沒有采取相應措施,加上在實際工作中管理不善,一方面沒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的污泥也沒能很好的集中處理,往往也容易產生二次污染。
2. 2. 4 處理裝置運營管理不善
污水處理工作對建設單位而言,一般屬附屬性工作,由于環保意識的淡薄,業主大多雇傭非專業人員管理,因此往往由于操作人員沒能嚴格按操作規程操作或操作不當,造成裝置在運行過程中性能不穩定、設備故障多,導致處理效果差。
2. 2. 5 成套裝置設備質量較差
由于利益的驅動,許多成套處理裝置的設計參數和設備選材都沒能達到設計要求,再加上設計、管理上的一些原因,許多處理裝置在運行過程中都達不到設計壽命,要么不停地更換部件,要么經常停機,從而影響整個處理裝置的運轉。
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2000 元/ m3污水,接近和超過集中式二級污水處理廠建設投資成本(約2000 元/ m3污水左右) ,其造價相對偏高。這一問題業已成為推進分散式生活污染源治理上的一個主要問題。因此如何優化組合工藝、采用新技術,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,顯然是排放標準的符合性、技術上的可行性、經濟上的合理性是三個不可缺少的原則。
3. 1. 1 標準符合性原則
就目前我國的技術、經濟水平而言,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,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 技術可行性原則
在實際的治理工作中,一般是基于受納水體的功能與其相應的排放標準來選擇相應的治理技術,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,尤其是Ⅲ類水體或比Ⅲ類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,而實際上并沒有達到水體功能要求。治理技術的可行性是污染源是否能夠真正得到有效治理、使受納水體環境質量切實得到有效保護的關鍵。
3. 1. 3 經濟合理性原則
選擇一項可行的治理技術使某一污染源經治理后達標排放,尤其是對那些排放標準要求較高的受納水體,往往需要較高的經濟投入,這恰巧是許多建設業主所不愿意的,因此實際工作中就要做多方案的技術、經濟綜合比較分析,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的性價比,力求真正達到“以較少的投入,獲得最大的產出”,從而獲得經濟與環境雙贏。
3. 2 治理方案的選擇與確立
基于以上對現有治理技術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達地區的污染源的治理,應選擇改進型活性污泥法、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現,也可采用一體化裝置實現。具體設計、建造時可因地制宜靈活優選,其總的原則應是在保證排水水質達標或滿足水域功能要求的前提下,在技術上可行,在經濟上合理。
(審核編輯: 小王子)
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