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進行污水處理工作時要繳納一定的價內稅,起本質就是和處理費用相關的各種稅金。目前,我國處理污水的企業(yè)屬于事業(yè)單位的范疇,處理工作中獲得的污水處理費也屬于行政收費,因此不用繳納其他稅金,我國的污水處理企業(yè)將來會實現企業(yè)化,那么在污水處理工作中就要繳納營業(yè)稅、城市維護建設稅、教育費附加等各項稅金。對污水處理的營業(yè)額所收取的稅款就是營業(yè)稅,依據污水處理的總利潤,根據低稅率額算出總稅款。
二、污水處理費的制定管理
在污水處理費管理工作的整個過程中,都必須以相關的規(guī)定為依據,通常使用“兩部制”收費方法,要保證確定的污水處理費能體現處理服務的意義,還要平衡好對水的需求,要與我國的收費政策一致。
(一)污水處理費制定的原則
1污水處理費應能補償成本。進行成本補償工作時要注意下列兩點:①合理確定貨幣價值量的總額,要在一個科學的范圍內;②要合理分析貨幣價值量補償與實物補償間的關系,維持好兩者間的平衡。2污水處理費中應包含合理盈利。將污水處理工作中各個工作者的流動成果以貨幣形式體現出來就是盈利。盈利是實際收取的處理費與成本間的差額,有稅金及利潤兩大方面。依據國家的稅法向國家交付的金額為稅金,它是為了幫助國家積累資金。利潤則要在污水處理費的總額中減去各項成本和稅金支出,它可以為企業(yè)的發(fā)展提供源源不斷的動力。確定污水處理費時要本著科學盈利的原則,也就是要根據社會資金的平均利潤率來確定。3污水處理費應形成合理差價。用戶差價即根據用戶的差異來確定費用。生活用水、行政企業(yè)和學校的用水都是不以盈利為目的的,所以在對這些用戶收取水費時,就要本著微利的原則,即稍稍大于成本即可。但是對于那些以盈利為目標的企業(yè)比如商店、酒店等,就要將污水處理費用制定的高些,以保證污水處理工作能夠獲得預期的利潤。
(二)污水處理費的“兩部制”
1污水處理費“兩部制”的必要性。污水處理系統(tǒng)的建設、維修及管理費用都要通過用戶所繳納的污水處理費來實現回收及增值。容量污水處理費,就是根據用戶的實際用水量建設耗費的資金、維修費、管理費等為依據確定污水處理費。企業(yè)收取容量污水處理費,除了能夠回收企業(yè)在建設期間以及污水處理系統(tǒng)運營期間投入的成本,還能夠保證用戶嚴格依照自家的實際用水總量來申報最大污水處理量,避免污水處理系統(tǒng)的容積過大而被閑置,保證污水處理系統(tǒng)的工作效率并降低運營成本。污水處理系統(tǒng)的設立是為了科學的處理污水,工作時肯定會需要多種設備、大量電力和勞動力,因此污水處理單位初期需投入大量的運營資金。分析目前的市場經濟規(guī)律發(fā)現,污水處理企業(yè)最科學的工作方式是依據污水排量的差異來制定階梯處理費收取制度,這樣能促進污水處理企業(yè)更好的發(fā)展?,F今較科學的工作方式是收取稱量污水處理費,其制定依據是系統(tǒng)運行中投入的費用總額和污水處理總量。收取稱量污水處理,可以很好的體現“多用水多交費”的公平交易原則,不僅能夠增強用戶的合理用水和節(jié)約用水觀念,還能夠保護環(huán)境。2定額累進計量污水處理費。定額累進計量收取污水費的工作方式是以具體的標準來制定用戶的用水定額的,若用戶的用水總量大于這個定額,就需要對高出部分收取更高的污水處理費用。但是實際用水總量小于該定額時,則應對節(jié)約部分實行獎勵。我國現今的污水處理費管理現狀是不能將費用定的很高,可是總體的水資源總量又是非常匱乏的,所以使用定額累進計量收取法是最合適的。價格較低的定額水量,可以保證居民的基本生活用水,還能減輕居民的生活負擔,對于超出的部分收取高價,很好的體現了節(jié)能的思想,有助于提高用戶在日常生活中的節(jié)水意識。借助價格的杠桿作用來激勵用戶節(jié)水的方式為定額累進收取污水處理費。現今的大部分水源都用于供給人們的基本生活用水,從節(jié)約用水的角度分析發(fā)現,居民生活用水是有著很大的節(jié)水潛力的,并且工作難度也不大,但是非居民生產用水在總水量中占得比例較小,并且變數大,靜態(tài)定額不能很好的管理水量的動態(tài)變化,所以不使用定額累進計量污水處理費的收費方式。使用定額累進計量法收取污水處理費的首要前提是合理設定基本的用水定額。在制定這一標準時,要先確定人均用水量,然后根據每戶的人數來確定各戶用水量。在收取定額累進污水處理費時,要科學的確定級數,因為技術過少無法體現價格杠桿的作用,導致熱能的浪費;但級數太多又會使污水處理費體制更加復雜,對社會的發(fā)展產生不利的影響。通常情況下,在定額累進計量污水處理費系統(tǒng)中都將級數分為3級。第一級要能保證居民的日常生活用水量和污水處理系統(tǒng)的運行成本,主要是為了收回成本。第二級級數則要以提高居民的生活質量為標準,利潤也是比較低,是第一級的1.5倍。第三級級數按市場價格滿足某些特殊需要來確定,收費應是第一級的2倍,或者等于經營性污水處理費。
三、結語
1.1供試材料和堆肥方式
1.1.1污泥來源和條垛式堆肥技術于2008、2010年同季采集(均在夏季),初始城市污泥均來自北京高碑店、盧溝橋及吳家村污水處理廠的混合污泥,并進行條垛式堆肥處理,溫度50~60℃,之后濃縮、脫水,大約25~30d后成為腐熟的干污泥.然后風干、碾碎,過篩,把污泥中的較大塊物體等進行細化,經過篩選使之粒度達到60~80目,備用測定.以上以A型堆肥污泥表示.
1.1.2污泥來源和高速活性堆肥工藝于2012、2013年同季采集(均在春季),初始城市污泥均來自北京市昌平區(qū)南口污水處理廠的污泥,并采用一種高速活性堆肥工藝進行處理(high-raterecoveryoforganicsolidwtessystem,HiRosSystem).該工藝采用機械熱化學穩(wěn)定及活化法,處理工藝中的所有反應釜、儲槽、傳送器等均為密閉系統(tǒng),在高溫高壓下,完全殺菌及殺寄生蟲性、并可分解有毒有機化合物,有效去除重金屬危害,從而將有機固體廢棄物轉化為無味無臭、高品質的有機肥.之后再進行風干、碾碎及過篩,把污泥中的較大塊物體等進行細化,經過篩選使之粒度達到60~80目,備用測定.以上以B型堆肥污泥表示.
1.2測定方法
供試A、B型堆肥污泥的理化性質均采用常規(guī)測定方法[19];pH采用pH酸度計法(HANNA,pH211酸度計);汞(Hg)、砷()含量的測定采用原子熒光光度計測定(AFS3000,北京科創(chuàng)海光儀器有限公司);全磷、全鉀及Cu、Zn和Cd等其他金屬或元素含量的測定均采用酸溶-等離子發(fā)射光譜法測定(等離子發(fā)射光譜儀IRISIntrepidⅡXSP,美國Thermo公司).每個測定項目均設置3個重復,最后算平均值,并以干基表示.以上測定在國家林業(yè)局森林生態(tài)環(huán)境重點實驗室進行.
2結果與分析
2.1堆肥污泥的營養(yǎng)含量如表1和表2所示,在A型(條垛式)和B型(高速活性)堆肥污泥中均含有可觀的營養(yǎng)含量,且不同類型堆肥污泥和年份間的各項營養(yǎng)指標均表現出較大的差異.A、B型污泥的有機質、全氮、全磷和氮磷鉀總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)與往年相較均有所增加,譬如A型污泥的氮磷鉀總養(yǎng)分在2010年較2008年增加了15.6%,B型污泥的氮磷鉀總養(yǎng)分在2013年較2012年增加了29.7%;而A型污泥的速效氮和全鉀與往年相較則表現為減少,譬如A型污泥的速效氮含量在2010年較2008年減少了50.7%,與之相反的是B型污泥的速效氮和全鉀則比往年都有所增加.由表1和表2所示,A、B型堆肥污泥不同年份的pH平均值分別為7.1和7.2,有機質的平均值分別為203338.0mg•kg-1和298531.5mg•kg-1,氮磷鉀總養(yǎng)分(即N+P2O5+K2O)平均值分別為41111.7mg•kg-1和65901.5mg•kg-1.以上A、B型污泥各項營養(yǎng)指標的平均值與表3比較而言,A型堆肥污泥的有機質含量達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-農用泥質》(CJ/T309-2009)中A、B級污泥和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-土地改良用泥質》(GB/T24600-2009)的標準要求,但未達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-園林綠化用泥質》(GB/T23486-2009)中的有機質標準要求,而A型污泥的pH和氮磷鉀總養(yǎng)分以及B型污泥的pH、有機質含量和氮磷鉀總養(yǎng)分均符合各城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置類型的標準限值要求。
2.2堆肥污泥的營養(yǎng)元素含量和重金屬污染由表4和表5所示,A、B型堆肥污泥中不僅含有豐富的營養(yǎng)元素,同時也含有諸多重金屬,而且不同年份間的各元素/金屬總量均呈現明顯的差異.2010年與2008年比較而言,A型污泥中Cu、Zn、Ca、Fe、Mg和Na的總量均表現為增加,而Mn則有所減少;2013年與2012年相較而言,B型污泥中的Cu、Zn、Ca、Na、Al、Cd、Cr、Hg、S的總量均明顯增加,而Mn、、B、Pb、Fe、Ni、Mg總量則有所減少.另外,各金屬/元素的總量在A、B型污泥中亦呈現較大的差異.譬如,A型污泥不同年份的Zn、Fe總量平均值較B型污泥的分別高出85.9mg•kg-1和1913.0mg•kg-1;而B型污泥不同年份的Mn、Mg總量平均值較A型污泥的分別高出819.3mg•kg-1和8827.1mg•kg-1。從不同污泥處置類型中重金屬的控制限值可知(見表6),我國的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-農用泥質》(CJ/T309-2009)中A級污泥的標準限值,在各種污泥處置類型中是最為嚴格的.由表4和表5所示,A、B型堆肥污泥不同年份的Cu總量平均值分別為188.5mg•kg-1(范圍為183.4~193.6mg•kg-1)和188.6mg•kg-1(范圍為135.2~241.9mg•kg-1)以及Zn總量平均值分別為896.1mg•kg-1(范圍為781.5~1010.7mg•kg-1)和810.2mg•kg-1(范圍為755.0~865.4mg•kg-1),與我國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置類型的標準限值比較得知(見表6),其不僅符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-土地改良用泥質》(GB/T24600-2009)和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-園林綠化用泥質》(GB/T23486-2009)中的Cu、Zn總量的標準限值要求,而且遠低于最為嚴格的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-農用泥質》(CJ/T309-2009)中A級污泥的標準限值(即總Cu<500mg•kg-1和總Zn<1500mg•kg-1).A型堆肥污泥中的Cd、Cr、Pb、和B的總量(僅為2010年數值)分別為2.9、82.0、105.1、17.0和42.1mg•kg-1(見表4);如表5所示,B型堆肥污泥不同年份的Cd總量平均值為2.8mg•kg-1(范圍為2.6~3.0mg•kg-1)、Cr總量平均值為140.1mg•kg-1(范圍為130.1~150.0mg•kg-1)、Pb總量平均值為69.2mg•kg-1(范圍為67.9~70.5mg•kg-1)、總量平均值為7.9mg•kg-1(范圍為5.4~10.4mg•kg-1)以及B總量平均值為80.2mg•kg-1(范圍為78.7~81.6mg•kg-1).上述A、B型污泥中的重金屬含量與表6中的標準限值比較得知,各金屬總量均達到了我國各類型污泥處置的標準限值要求(見表6),其中包括達到最為嚴格的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-農用泥質》(CJ/T309-2009)中A級污泥的標準限值要求(即總Cd<3mg•kg-1、總Cr<500mg•kg-1、總Pb<300mg•kg-1、總<30mg•kg-1).但是,B型堆肥污泥的Hg、Ni總量存在超標的情形,且不同年份間存在明顯的差異(見表5).具體而言,B型污泥不同年份的Hg總量平均值為12.8mg•kg-1以及2012年的Hg總量為7.1mg•kg-1,符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-農用泥質》(CJ/T309-2009)中B級污泥的標準限值要求(即總Hg<15mg•kg-1),以及《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-土地改良用泥質》(GB/T24600-2009)和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-園林綠化用泥質》(GB/T23486-2009)中的中性和堿性土壤(pH≥6.5)的標準限值要求(即總Hg<15mg•kg-1),但其它的標準限值要求則不符合(見表6);Hg總量在2013年為18.4mg•kg-1,對任何污泥處置類型中的限值要求均不符合.另外,B型污泥2013年的Ni總量為120.0mg•kg-1,符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-農用泥質》(CJ/T309-2009)中B級污泥的標準限值要求(即總Ni<200mg•kg-1),以及《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-土地改良用泥質》(GB/T24600-2009)和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-園林綠化用泥質》(GB/T23486-2009)中的中性和堿性土壤(pH≥6.5)的標準限值要求(即總Ni<200mg•kg-1),但其它的標準限值要求均不符合(見表6);B型污泥不同年份的Ni總量平均值為246.4mg•kg-1和2012年為372.8mg•kg-1(見表5),均不符合任何污泥處置類型中的限值要求(見表6).
3討論
城市污泥通過制肥,不僅可解決農田、園林及綠地急需的有機肥料的來源問題,同時也能尋求城市污泥的合理處置途徑,并成為最有效的資源化途徑之一.近年來,我國污泥資源化處置技術投產項目顯著上升,其中農業(yè)對污泥制肥的吸納量很大,且污泥制肥資源化處置技術的應用已占30%,具有較好的發(fā)展前景.已有研究表明,污泥經堆肥處理后,可使污泥中腐殖質含量增加,而腐殖質因含有多種多樣的官能團從而吸附重金屬,或者改變重金屬的化學形態(tài),促使污泥中重金屬穩(wěn)定化,即大多數重金屬以穩(wěn)定殘渣態(tài)或以殘渣態(tài)和有機結合態(tài)兼具的形式存在,從而降低生物毒性和土壤的污染風險.特別是堆肥污泥相較其它處理方式(譬如厭氧消化和顆粒污泥)而言,堆肥過程更有利于降低Mn、Ni及Zn等的有效性.由此說明,堆肥處理是降低污泥在農田、土地改良及園林綠化中重金屬污染風險的重要途徑.北京不同城鎮(zhèn)污水處理廠堆肥污泥(即A、B型),不僅含有較為豐富的有機質和植物所需的氮、磷等多種營養(yǎng)元素及微量元素,而且污泥的一些營養(yǎng)成分/元素諸如有機質、全氮、全磷和氮磷鉀總養(yǎng)分等含量與往年相比均有所增加.據馬學文等[26]對全國范圍111個城市共193個污水處理廠污泥營養(yǎng)含量的調查可知,有機質、氮、磷、鉀的平均含量分別為41.15%、3.02%、1.57%、0.69%,除了北京地區(qū)A、B型堆肥污泥的磷含量平均值與全國平均水平基本相當外,其有機質、氮和鉀含量均低于全國平均水平,但A、B型污泥的有機質、氮、磷含量比往年均有所增加則與全國的略增走向是一致的.在B型堆肥污泥中,Cu含量比往年有所增加,而Pb含量則比往年有所減少.這與我國城市污泥中Cu、Pb含量在短期的趨勢一致[26].但是,從長期而言,我國城市污水處理廠污泥中Cu含量則是下降趨勢[27].除Hg、Ni有超標現象外,A、B型污泥的其他重金屬含量均低于我國最為嚴格的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置-農用泥質》(CJ/T309-2009)中A級污泥的標準限值,這與姚金玲等對我國東北、華北、華東和西北地區(qū)116家污水處理廠污泥的研究結果一致.另據張麗麗等[27]對我國城市污泥中重金屬分布特征及變化規(guī)律的研究結果表明,近10年,污泥中Ni、Cd、Hg含量的超標倍數最高.這與本研究B型堆肥污泥中存在Hg、Ni超標現象相吻合.此外,來自北京不同污水處理廠的A、B型堆肥污泥,其營養(yǎng)和重金屬/元素含量存在著明顯的差異.即污泥的不同來源可能是主要原因;亦可能受其它因素諸如污水處理規(guī)模、處理工藝和運行條件以及污泥堆肥工藝的影響[11].另有研究表明,污泥成分有時會因工藝過程和分析技術而產生顯著的差異.而今后,北京地區(qū)A、B型堆肥污泥的資源化應用中,一方面,可能面臨著潛在的Hg、Ni環(huán)境污染情況,需要優(yōu)先關注;另一方面,則需要進一步探索污泥堆肥過程中重金屬鈍化的調控措施,從而最大限度地降低重金屬的危害,譬如可利用鐵氧化菌對一些重金屬進行生物浸礦,可能是污泥制肥的一種可行策略,以及在堆肥過程中加入石灰等物質亦能降低重金屬的有效性.另外,除了污泥資源化應用中的重金屬污染外,還有一些因素諸如糞大腸菌群菌、多環(huán)芳烴(PAHs)等影響著污泥處置類型的選擇,而本研究未涉及這些方面,因此還需進一步研究和分析北京堆肥污泥中其他污染物的含量,從而進行合理、有效的污泥處置.
4結論
現場控制單元實時采集各個終端站傳送的各類數據和信號,通過人機界面展現設備工藝運行情況,包括工藝流程圖、系統(tǒng)供電圖、工藝參數、電氣參數、電氣設備運行狀態(tài)等;操作站以人機對話方式指導操作,相關人員按照界面提示操作設備;在進行數據處理時,要嚴格校驗檢測來自各現地控制單元的實時數據和設備狀態(tài)信息,對故障報警信息進行突出和集中顯示。中央控制單元實現系統(tǒng)具有強大的故障檢測和診斷功能,能夠有效分析和檢測出各種常見故障。它通過收集和整理各現地控制單元的數據及狀態(tài)信息的方式,有效地判斷了數據的準確性和可靠性,并可根據具體需要生成數據報表、歷史數據、歷史曲線等。遠程人機終端,能夠實時顯示各現地控制單元的狀態(tài)。通過總網絡控制計算機及通訊裝置;根據從中控站上傳的分站數據進行系統(tǒng)的分析,實時刷新系統(tǒng)的相關數據和畫面;能夠對系統(tǒng)的運行數據和記錄進行智能分析,在保證能耗不變的情況下實現效益最大化;最重要的是系統(tǒng)采用分層分布式控制方式,降低總線網絡的通訊負荷、通訊誤碼率,同時使網絡結構更清晰、檢修維護更方便。
2系統(tǒng)特點
2.1系統(tǒng)結構特點系統(tǒng)基礎通訊網絡為光纖冗余環(huán)型工業(yè)以太網,可根據具體要求增加或刪除任意一個節(jié)點,同時影響其他通訊設備的功能。系統(tǒng)采用先進的監(jiān)控操作站技術進行控制,它能夠支持系統(tǒng)在不同網絡條件正常運行,實現了多對象、多任務、多用戶操作。同時,控制系統(tǒng)能夠利用其自我診斷功能進行故障診斷,判斷故障部位。在系統(tǒng)發(fā)生故障后,I/O的狀態(tài)會返回到系統(tǒng)根據工藝要求預設置的狀態(tài)上。
2.2系統(tǒng)功能優(yōu)點在分配相應的權限之后,現場任意分站點任一設備的啟、停、數據讀取等操作都可由中央控制室和云端系統(tǒng)進行控制。系統(tǒng)具備各種通用工業(yè)通信接口,如CAN工業(yè)總線接口、以太網絡接口、IDE接口、和USB接口等等;操作系統(tǒng)和監(jiān)控軟件采用知名工控品牌,具備冗余、容錯及災難性恢復的功能。
2.3系統(tǒng)集網特點將具備條件的污水廠接入物聯(lián)網自動系統(tǒng)后,云端平臺將具備可以查看多個污水廠的權限。實現轄區(qū)內所有污水廠的集中管理,對水量、水質等信息進行綜合分析,集中處理,并制作數據統(tǒng)計報表,統(tǒng)計下發(fā)報警信息,形成一個自下而上反饋、自上而下監(jiān)控、多方分管、集中控制的高效、有序的控制結構。
3系統(tǒng)控制方式
3.1現場控制級在現場控制級的智能控制柜負責管理子站點下屬所有設備的運行、數據采集、視頻采集的工作。在智能控制柜上有手動和自動兩種控制模式,就地控制系統(tǒng)手動模式具備最高權限。能夠直接操作現場設備,而不需要經過中央控制室授權。這種方式拜托了以前中控系統(tǒng)復雜的管理體系?,F場人員只需要獲取授權密碼進行解鎖,然后切入手動模式即可,安全可靠。
3.2中央控制級系統(tǒng)具有多安全等級、操作權限設置、口令確認、設備連鎖、自動報警等功能,并按照實際需要對重大事件進行到責任人,保證了系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。系統(tǒng)具有操作權限設置功能,可根據具體的操作需要,進行權利分配,有效地避免了設備的誤動。此外,系統(tǒng)還具有軟件自診斷功能,可以對相關設備進行故障診斷,一旦發(fā)現故障部位,系統(tǒng)便通過報警系統(tǒng)啟動報警程序,報警畫面隨之彈出。系統(tǒng)可以及時將故障畫面完整記錄下來,以供使用者按照故障的時間、次序、名稱等順序進行查詢。
3.3網絡控制級現場控制級完成了工控信號的采集,中央控制級完成了數據的分析、處理及匯總,網絡控制級最終將控制系統(tǒng)接入物聯(lián)網,實現了污水站系統(tǒng)整體的網絡的云端鏈接。系統(tǒng)由監(jiān)控管理級、過程控制級和現場級組成。系統(tǒng)的分級控制功能體現在對管理權限和報警信息的及時準確有效分配;充分考慮網絡安全的需要,嚴格加密系統(tǒng)逐級分配管理權限,使管理工作井然有序。
4結束語
城市污水處理廠的主要建設內容有硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括污水收集系統(tǒng)和處理系統(tǒng),污水收集系統(tǒng)包括城區(qū)污水收集管網、污水輸送管道及污水提升泵站;污水處理系統(tǒng)包括污水處理工程的構筑物、配套的泵站、設備、自控系統(tǒng)等。軟件系統(tǒng)包括設計的處理規(guī)模和處理工藝,處理規(guī)模即日處理的污水量,處理工藝即處理工藝技術、路線、自控性能等。
2城市污水處理廠對環(huán)境的影響
2.1對生態(tài)的影響
由于城市污水處理廠通常建在城市周邊的郊區(qū),從城區(qū)收集的污水需要通過輸送的管道及污水提升泵站方可送到污水處理廠,輸送管道的建設將破壞穿過的土地、河流等生態(tài)系統(tǒng),其建設過程中產生的棄土堆置不僅需要占用土地,同時還破壞土地原有的生態(tài)系統(tǒng)。在城區(qū)的污水管網建設和改造中,施工過程的噪聲、粉塵、施工廢水對城區(qū)居民產生影響,產生的棄土對占用土地生態(tài)系統(tǒng)產生影響。
2.2惡臭的影響
城市污水處理廠的惡臭主要來源于格柵、泵房、沉砂池、反應池、污泥池等,由于廢水中含有氮、硫、氯、磷等污染物,隨著廢水的腐殖發(fā)酵產生如NH3、CH3S?螄OH、H2S等,形成惡臭。
2.3噪聲的影響
城市污水處理廠的噪聲源主要有風機、水泵及水流等,尤其是風機的噪聲,聲級高達105dB。盡管一般情況城市污水處理廠遠離居民區(qū),對周圍的居民區(qū)影響很小,但對于操作人員,長期處于強噪聲的工作環(huán)境中可能導致耳聾,并對人體的中樞神經、植物神經產生損害。
2.4污泥的影響
城市污水處理中產生污泥,一般情況下為污水處理量的1%~2%,污泥的發(fā)生量大。污泥中不僅含有大量的病原體、微生物、寄生蟲、病菌及有機物,還含有汞、鉻、鎘、鉛等重金屬,處理不當將對土壤、地下水、地表水等產生影響。
2.5排水的影響
城市污水處理廠處理后的最終排水對收納的水體產生影響。城市污水經正常處理達標的情況下,排水進入河流后在排水口附近形成一段混合區(qū),在此混合區(qū)內,水質不能達到相應的水質標準,對該段河流的水體功能產生不良影響,影響沿線居民的生產、生活。尤其是非正常工況下,污水經處理后不能達標排放,在收納排水的水體將形成很大的超標帶,并將對沿線的生產、生活帶來嚴重的影響。
3防治對策
3.1合理選址
城市污水處理廠選址,要根據城區(qū)總體規(guī)劃要求,選擇城區(qū)的下風向、收納廢水河流的下游、遠離居民區(qū);在排水口設置時,按照水源保護區(qū)設置的要求避開集中式飲用水源的取水口、漁業(yè)養(yǎng)殖等。
3.2建設花園式廠區(qū)
在廠區(qū)因地制宜種植花草樹木,充分利用不同植物對污染物的吸收作用。如利用地衣、山楂、夾桃竹、丁青等吸收二氧化硫,女貞、美人蕉、大葉黃吸收氯氣,水葫蘆、浮萍、金魚藻等吸收水中的汞、鉛、鎘,闊葉植物吸收大氣中的飄塵。在污水處理廠建設中,將綠化、人工湖、景點與處理構筑物、出水相結合,既能減少污染對環(huán)境的影響,又可美化廠區(qū)。
3.3建設全封閉式污水處理廠通常對惡臭主要處理方法有焚燒法、催化氧化法、吸附法等,將發(fā)生惡臭的構筑物安置于室內,通過引風設備收集惡臭氣體,再將臭氣采取相應的凈化措施,不僅可以吸收惡臭氣體,廠房還對噪聲起到封閉隔離降低效果。
3.4選擇合理設備
既要根據所在地的自然條件和經濟狀況,選擇經濟可行的處理工藝設備,滿足處理效果要求和經濟承受能力;還要采用先進的自動化控制系統(tǒng)和全線監(jiān)控系統(tǒng),減少人工操作,避免因人為因素對處理效果的影響。
3.5確定合理建設規(guī)模
在城市污水處理廠建設中,要按照城市的發(fā)展規(guī)劃和環(huán)境保護規(guī)劃,合理確定規(guī)模,分步實施。
3.6選擇合理的工藝
污水處理廠的處理工藝應根據原水水質、出水要求、處理規(guī)模、運行成本、自然條件和社會狀況等因素慎重考慮。不同的工藝技術都有其優(yōu)點、特點、適用條件和不足之處,因此,工藝選擇應符合技術合理、經濟節(jié)能、易于管理、重視環(huán)保等方面的要求。
3.7污泥的處置
污泥處置應按減量化、資源化、無害化的處置原則,首先對污泥進行濃縮脫水,減少污泥發(fā)生量;再通過消化、厭氧,去除污泥中的有機物、病菌和微生物等,并對污泥進行成分測定,達到要求后可以進行堆肥,充分利用污泥中豐富的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分,如不能利用,則進行無害化填埋處置。
3.8城市污水的深度處理
為減輕城市污水處理廠的排水對收納水體的不良影響,節(jié)約水資源、保證水資源的持續(xù)利用,可對污水進行深度處理后重復利用。尤其是缺水地區(qū),對污水進行深度處理后重復利用,是解決淡水資源的重要途徑。
所謂深度處理,就是在污水經過物化生化處理、達到排放標準后,對污水進一步采取處理措施,降低水中的污染物,使水質接近或優(yōu)于可以直接利用的水質,如居民生活中的水、工業(yè)冷卻水、道路綠化澆灑水、農田灌溉用水等。通過城市污水的深度處理,使污水達到重復使用,節(jié)約水資源,減輕對收納水體的污染。
論文關鍵詞城市污水;環(huán)境影響;工藝技術;防治對策;深度處理
論文摘要分析了城市污水處理廠的環(huán)境影響,提出相應的防治對策,以期正確引導城市污水處理廠的建設。
1.1污水處理水平和方法
生化處理,同初級處理一樣,采用的是傳統(tǒng)的生化技術。生化技術的主要工作原理是利用污泥本身。在污泥中存在著一些對有機質的化學結構有破壞作用的特殊細菌和真菌,如此一來對污水中的BOD和病菌能降低十分之一左右。舉個例子來說,農村新能源中的沼氣,就是采用的厭氧技術的處理污水的,在污泥中厭氧菌的作用下,有機質就會在被處理,在這個過程中沼氣就產生了。深度處理,是對二級處理的優(yōu)化過程。除了一級中的化學絮凝劑、二級中的活性炭,還會投放一些交換樹脂,或者是進行一些反滲透的工藝,污水中的殘留的溶于水的糖分、鹽類和一些碳水化合物,達到殺菌消毒的效果。當地的社會經濟發(fā)展水平和污水來源及其處理后的用途是污水處理技術的選用必須考慮的。農村地區(qū)的污水來源主要是生活污水,主要成分就是各種固體的懸浮物,還有一些病原菌等有機污染物。經過處理后的污水即再生水,可以用來灌溉農田、澆花澆樹、美化環(huán)境、觀賞水池、拖地洗車等生活生產的各個方面。
1.2生活污水的處理系統(tǒng)
1.2.1集中處理系統(tǒng)。主要是傳統(tǒng)的物理手段,比如在農村建立污水處理廠,通過地下管道等把生活污水集中到一起,然后進行?;蛘呤情_放一塊森林或濕地,根據土地與地下水聯(lián)結的特點,或者是植物(主要是大樹)的自身凈化作用進行處理。
1.2.2分散處理系統(tǒng)。主要是科學的化學手段,也是建立一個污水處理廠。不過在廠子里,采用攔截、沉淀、消毒、殺菌等方式,對收集起來的污水采取高度化的科學手段進行,使得處理的結果更安全。隨著經濟的發(fā)展,科學技術日趨完善,這種分散的污水處理系統(tǒng)越來越受到管理者和技術人員的青睞。
2農村污水處理問題
在我國從20世紀80年代,就開始對生活污水分散處理技術進行了研發(fā)工作,能源消耗上采用的是微動力或無動力,也創(chuàng)造性地發(fā)明了一些污水處理裝置,由于技術的不成熟,因此在實際應用上不盡人意。
2.1赤潮現象抑制技術不穩(wěn)
由于水中含有的磷和氮元素超標,水體就會出現赤紅色,導致魚蝦大量死亡。這就是我們所說的赤潮,也就是水體富營養(yǎng)化。目前我們國家的污水處理系統(tǒng)中還不能完全突破這種生物處理技術,因此對未來的發(fā)展也是大為不利的。
2.2再生水的回收利用不完善
雖然現在的分散處理技術已經能夠對污水進行有效處理后的排放工作。但是沒有實現再生水的就地應用,不僅造成了水資源的浪費,還造成了科學技術的價值大打折扣。農村地區(qū)面對嚴重的生活污水窘狀,不得不采取一些行之有效的措施。在發(fā)達地區(qū),人民越來越清醒地認識到生活污水對生活質量帶來的弊端,處理生活污水成為其工作的中心之一。在對生活污水處理上,采取了一些實效性很強的措施,利用耗能較低費用較少的經濟實惠的實用技術。在經濟稍微不發(fā)達的地區(qū),尤其是在人口集中區(qū),人民也意識到了生活污水帶來的困擾,因此在尋求如何有效地處理生活污水技術上,也有了實際的行動。
3污水處理系統(tǒng)選擇
污水處理系統(tǒng)有集中處理和分散處理兩種模式。不同的地區(qū)有不同的特點,因此采用的手段也不盡相同。適合集中處理模式的地區(qū)有:東部沿海地區(qū)、村落密集地區(qū)、污水量大地區(qū);適合分散處理模式的是村落較分散的山區(qū)。對于排水設施不健全的北方和中部地區(qū),也要采取一些措施:安裝帶有節(jié)水器的衛(wèi)生馬桶、修建沼氣池、鏈接污水管網絡。
4農村污水處理投入和產出效益分析
4.1農村污水處理工程投入
4.1.1集中處理系統(tǒng)的投資。污水深度處理的工程費與要求的出水水質是密切相關的。污水處理的投入與出水水質是成正比的。一般而言,污水處理廠的建設工程費用和運行費用比較高,土地處理系統(tǒng)和人工濕地系統(tǒng)的處理費用相對較低。
4.1.2分散處理系統(tǒng)的投資。目前的成套模塊化生活污水納濾膜污水處理設備,每套售價在幾萬到十幾萬不等。4.2農村污水處理效益分析
4.2.1經濟效益。利用再生水灌溉農田、澆花洗車,可以減少對干凈淡水資源的使用;同時也能降低臟亂差的環(huán)境造成疾病帶來的損失,增加當地的經濟效益。
4.2.2能源效益。污水處理裝置都采用微動力,對能源消耗較小,而且在二級處理時還會產生沼氣,可以用來燃燒發(fā)電等,產生巨大的能源效應。
4.2.3環(huán)境效益。污水橫流,破壞了居民的生活環(huán)境。治理生活污水,不僅改善了居住環(huán)境,還能夠提高人民的生活質量。
4.2.4社會效益。污水處理后帶動了經濟的發(fā)展、能源的增長、環(huán)境的提升,在促進人與自然的和諧發(fā)展上,在經濟與環(huán)境的和諧發(fā)展上,在農業(yè)與工業(yè)的和諧發(fā)展上,都有客觀的社會效益。
5結語
1.1污水處理量與污水處理率2011年貴州省全年污水排放總量55619萬m3,各污水處理廠全年實際處理污水量45615萬m3,污水平均處理率82.01%。從市(地)污水處理情況看(見表1),貴陽市、畢節(jié)市和黔東南州城鎮(zhèn)污水處理率較高,高于85%;遵義市、安順市、黔西南州和黔南州的城鎮(zhèn)污水處理率低于80%,處理率相對較低。從各地級市城市污水處理看,平均污水處理率87.52%,高出全省城鎮(zhèn)污水處理率5.5個百分點。其中畢節(jié)市和貴陽市污水處理率高于95%;遵義市和六盤水市低于80%。從各污水處理廠的處理情況看,污水處理率低于60%的污水處理廠有開陽、湄潭、習水、仁懷、玉屏、安龍、普定、鎮(zhèn)寧、長順、龍里等30座污水處理廠,其中晴隆、望謨、普定三縣的污水處理率低于30%。
1.2污水處理負荷率全省各污水處理廠平均處理負荷率73.19%,有51座污水處理廠的負荷率高于80%,其中負荷率高于90%的污水處理廠有小河污水處理廠(一期)(100.07%)、龍里縣污水處理廠(111.75%)等25座,但金陽、盤縣、紅果、赤水、仁懷、茅臺、萬山、興義頂效、晴隆黃果樹、劍河、黃平、鎮(zhèn)遠等18座污水處理廠的負荷率低于50%,其中紅果(25.08%)、德塢(16.05%)、遵義北部(26.76%)、興義頂效(28.33%)、晴?。?1.33%)、黃果樹6座污水處理廠的負荷率低于30%。從各市(地)污水處理負荷率看,貴陽市、畢節(jié)市、黔南州的城鎮(zhèn)污水處理廠平均污水處理負荷率高于80%,而六盤水市和黔西南州的城鎮(zhèn)污水處理廠平均污水處理負荷率低于55%。相當部分城鎮(zhèn)污水處理廠運行負荷率不高。
1.3運行效果2012年52座城鎮(zhèn)污水處理廠COD實際進水范圍為97~550mg/L,進水平均值為194.85mg/L;COD出水范圍為11~58mg/L,出水平均值為26mg/L;COD去除率范圍為69.89~94.89%,去除率平均值為86.34%。BOD實際進水范圍為32~160mg/L,進水平均值為80.51mg/L;BOD出水范圍為4~20mg/L,出水平均值為9.41mg/L;BOD去除率范圍為44.23~94.74%,去除率平均值為85.98%。氨氮實際進水范圍為7.67~60mg/L,進水平均值為26.2mg/L;氨氮出水范圍為0.40~9.94mg/L,出水平均值為4.27mg/L;氨氮去除率范圍為17.24~98.90%,去除率平均值為84.14%。出水COD、BOD、氨氮均達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)一級B標準的要求。TP實際進水范圍為0.12~8.81mg/L,進水平均值為2.69mg/L;TP出水范圍為0.14~1.19mg/L,出水平均值為0.68mg/L;TP去除率范圍為32.61~96.97%,去除率平均值為71.77%。除顏村、仁懷、安龍、凱里4座城鎮(zhèn)污水處理廠出水總磷超標外,其他污水處理廠均達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)一級B標準的要求。從不同工藝總磷的去除率看,氧化溝、IBR、活性污泥法、曝氣生物濾池、A-TF工藝的總磷去除率在75%左右,效果較好;而AB法的總磷去除率不足40%,相對較差。
1.4減排情況2012年52座城鎮(zhèn)污水處理廠共削減COD78039.25噸,減排效果顯著。其中,貴陽市COD削減總量最大,削減量占到了貴州全省的35%左右;遵義市和畢節(jié)市次之,二者占到了貴州全省的25%左右;黔西南州、安順市和六盤水市的COD削減量較少,三者全年削減量占到不足貴州全省的13%。從不同處理工藝看,活性污泥法單位建設規(guī)模COD削減量最高,曝氣生物濾池次之,而生物濕地法、AB法等較差。全年52座城鎮(zhèn)污水處理廠BOD、氨氮、總磷削減量分別為22874.17噸、5806.40噸、547.05噸。不同地市、不同工藝BOD、氨氮、總磷削減情況與COD情況類似,但總磷削減以AB法和A-TF法較差。
1.5單位能耗、藥耗貴州省2012年各污水處理廠能耗統(tǒng)計結果顯示,污水處理廠單位能耗范圍為0.02~1.33kwh/m³,單位能耗范圍跨度較大;全省單位能耗平均為0.35kwh/m³,其中,單位能耗低于0.20kwh/m³的污水處理廠有小河、新莊、花溪、鎮(zhèn)遠等12座污水處理廠,其中多為貴州省大中型污水處理廠;單位能耗于高于0.45kwh/m³的污水處理廠有赤水、仁懷市、下午屯、晴隆、從江、雷山、三穗等16座污水處理廠,基本為小型污水處理廠。說明污水處理廠運行能耗與污水處理廠建設規(guī)模關系較為密切。不同處理工藝單位能耗統(tǒng)計見圖4,生物濕地、IBR工藝單位能耗高,單位能耗在0.50kwh/m3左右;氧化溝、曝氣生物濾池、微波處理三工藝單位能耗介于0.35~0.42kwh/m3之間;AB工藝、SBR工藝和A-TF工藝單位能耗較省,均低于0.20kwh/m3.貴州省2012年各城鎮(zhèn)污水處理廠單位藥耗范圍為0.06~1.70g/m³,單位藥耗平均為0.41g/m³,單位處理水量藥耗的跨度范圍也較大;其中,單位藥耗低于0.20g/m³的污水處理廠有小河(二期)、二橋、花溪、朱家河、顏村、龍坑、榕江等18座城鎮(zhèn)污水處理廠;單位藥耗高于0.80g/m³的有遵義北部、仁懷、興仁、織金、赫章、岑鞏、麻江、三穗8座城鎮(zhèn)污水處理廠,這些城鎮(zhèn)污水處理廠多為一體化氧化溝、IBR等工藝。不同處理工藝技術單位藥耗統(tǒng)計見圖5,AB工藝、A-TF工藝以及SBR、活性污泥法、生物濕地和微波處理單位藥耗較省,單位藥耗在0.20g/m3及以下;而HASN工藝、A/O工藝、IBR工藝和氧化溝單位藥耗在0.40g/m3及以上。由此可知,污水處理工藝技術對單位污水處理藥耗有明顯的影響。
1.6單位運行成本貴州省2012年各污水處理廠運行成本統(tǒng)計顯示,污水處理廠單位運行成本較高的有晴隆、普安、紅果、劍河、從江等11座污水處理廠,這些污水處理廠多為IBR、一體化氧化溝工藝的小型污水處理廠。不同處理工藝技術的單位運行成本統(tǒng)計見圖6,IBR工藝、生物濕地工藝運行成本達1.0元/m³以上,氧化溝、HASN工藝、活性污泥法工藝運行成本在0.75~0.85元/m³之間,SBR、曝氣生物濾池工藝運行成本在0.55~0.65元/m³之間,A/O工藝、AB工藝和A-TF工藝運行成本在0.30~0.45元/m³之間,微波處理單位運行成本低于0.10元/m³??芍鬯幚韱挝贿\行成本與污水處理工藝、建設規(guī)模密切有關。
2貴州省已建城鎮(zhèn)污水處理廠普遍存在的問題
2.1排水系統(tǒng)建設相對落后目前貴州省98座城鎮(zhèn)污水處理廠中,合流制2座、分流制37座、混流制59座,雨污合流制和混流制占了62.24%。至2011年底,貴州省排水管網建設總規(guī)模為5976.84km,其中污水管網長度3124.91km、雨水管網長度1568.41km、雨污混流制管網長度1283.52km。其中雨污合流制管網長度比例在50%以上的城鎮(zhèn)有修文、清鎮(zhèn)、六盤水市、遵義市、綏陽、都勻市等共23個市縣。從區(qū)域分布看,黔南州雨污合流制管網所占比例達50.89%、安順市達46.19%、遵義市達40.57%、銅仁地區(qū)達36.21%、六盤水市達31.88%。
2.2建設規(guī)模偏小因貴州缺乏長期積累的污水水量資料,城鎮(zhèn)污水處理廠設計往往基于規(guī)劃面積、人口和工業(yè)發(fā)展的預測及其生活污水量、工業(yè)廢水量和公建、商業(yè)設施污水量所占的比例計算確定污水量,由于貴州社會經濟發(fā)展相對落后,致使水量計算估值趨于保守,城鎮(zhèn)污水處理廠建設規(guī)模普遍偏小。根據2011年污水處理負荷率低于60%的城鎮(zhèn)污水處理廠與2012年污水處理負荷率高于90%的城鎮(zhèn)污水處理廠比較,修文、綏陽、湄潭、天柱、獨山、龍里、甕安共7座污水處理廠在列,管網建設有所完善的新建污水處理廠馬上面臨擴建問題,說明部分城鎮(zhèn)污水處理廠建設規(guī)模論證上存在不夠合理的地方。
3結論
油田在處理含油污水時,污水會先進入到調節(jié)隔油池中,之后進入加壓溶氣氣浮,工作人員會將適量的化學藥劑添加到氣浮進水管路上,在提升泵提升的情況下,污水就能夠與化學藥劑充分的混合,在溶氣氣泡的帶動下,含油污水中的懸浮物和油顆粒就會與化學藥劑發(fā)生反應并共同上浮,實現了油水分離。從氣浮池中出來的水之后會進入到油水分離器中,雜質會被吸附,油分也會被全部去除,之后出來的污水會進入到SBR反應池中,其具體的處理流程框圖如圖1所示。(1)調節(jié)隔油池。在調節(jié)隔油池中的廢水,一些重量較大的顆粒就會發(fā)生沉淀,而重量較輕的顆粒則會漂浮到表面,其也起到了均勻水質的作用;(2)浮油回收。重量較輕的油粒在調節(jié)隔油池中會漂浮到表面,并且形成一層浮油層,而為了有效的去除表面的浮油,在這里會設置一個浮油吸收器,從而將浮油全部回收;(3)加壓容器氣浮。在這里不但可以有效的去除污水中的油類物質和懸浮物,同時還能夠降低生物需氧量和化學需氧量的含量;(4)SBR反應池。作為一種新型的活性污泥污水處理技術,SBR反應池不但能夠大幅度降低生物需氧量的含量,同時還能夠有效的去除污水中含有的細菌。
2油田含油污水處理流程的評價
在我們對某油田的含油污水處理工作進行調查和研究時,我們監(jiān)測到其污染物分別為石油類物質、硫化物、COD、SS以及揮發(fā)酚等,而污水的pH值是達標的。在分析含油污水的監(jiān)測結果時,我們發(fā)現超標最為嚴重的兩類物質是SS和石油類污染物。結合上述所介紹的油田含油污水的處理工藝,我們應先將SS和石油類污染物去除干凈,先將含油污水引入到調節(jié)隔油池中,從而粗略的去除SS和石油類污染物,采用調節(jié)隔油池時,其處理量大并且處理效果好,同時也很好的節(jié)約了成本。針對我國含有污水的處理現狀,油水分離器對進水水質是有著嚴格的要求的,SS不應超過150ppm,而含油量不應超過400ppm,所以,在油水分離器和調節(jié)隔油池之間就應設置氣浮法除油,對含油污水進行再一次的處理,氣浮法能夠有效的去除污水中的懸浮物,而通常的做法就是在油水分離器和調節(jié)隔油池之間增加一個加壓容器氣浮處理。經過這樣的處理流程后,污水中的懸浮物和含油量就都是符合國家標準的了,而為了更好的降低硫化物的含量,還應將適量的化學藥劑加入到從調節(jié)隔油池中出來的污水中。
從油水分離器中出來的污水含有大量的致病菌,易導致疾病的蔓延和傳播,同時污水中的生物需氧量的含量也是不達標的,而加入SBR反應池的目的就是要有效處理污水中所含有的大量細菌。在處理細菌的同時,SBR反應池還能降低生物需氧量的含量,經過這樣的處理流程,污水中的各類物質的含量即可符合國家的排放標準。
3結語
我國農村生活污水治理還處于初期階段,農村污水治理工作仍然十分艱巨。全國各地開展了不少的農村污水治理工程的建設,但所建設的污水處理設施的出水水質標準不一,噸水建設投資費用差距很大。上世紀末,我國在農村配置了許多形式各異的無動力或微動力的低能耗型一體化污水處理裝置。一體化污水處理裝置存在占地面積小、自動化程度較高、管理方便、工期較短等優(yōu)點,但目前該技術也存在許多問題。一方面,生物處理效率較低,尤其表現為氮磷去除率很低,氮磷污染是導致水體富營養(yǎng)化的主要原因。另一方面,目前實施的分散污水處理只是初步實現了分散污水的收集、處理和排放,遠未達到再利用的目的,即達到將污水就地處理和就地回用,實現污水資源化的目的。因此,農村污水處理技術應滿足以下要求。
①基建投資少,運行費用低。目前城市污水處理工藝已相對成熟,但其污水處理設施基建費用和運行費用高,不適合在農村地區(qū)推廣。污水處理的運行費用一般包括:電費、藥劑費用、人員費、定期修理費用等,較高的運行費用最終將導致“建得起,轉不起”的尷尬局面。因此,基建投資少是保證污水處理設施在農村地區(qū)推廣的前提,運行費用低則是保證污水處理設施持續(xù)正常運行的重要條件。
②工藝多樣化。我國南北地域氣候差異大,且居住方式和生活習慣有很大不同,因此污水處理工藝應呈現多樣化,以適應建設地區(qū)的氣候和水質、水量等條件的變化。
③運行操作簡單、效果穩(wěn)定。農村污水處理設施的日常運行,大都需要由村民自主管理來完成。而村民的技術知識水平和管理操作水平相對較低,且缺少專業(yè)技術人員,因此農村地區(qū)的污水處理設施應該采用運行管理簡單且成熟穩(wěn)定的污水處理工藝。
2污水處理措施
2.1污水處理模式
農村生活污水處理大體上有3種模式:
①接入市政管網模式,適用于靠近城鎮(zhèn)或靠近城鎮(zhèn)污水管網的農村,將生活污水集中收集后輸送到城鎮(zhèn)的污水處理廠進行處理,有這種條件的村莊,應優(yōu)先考慮這種模式;
②集中聯(lián)片處理模式,若接入城鎮(zhèn)污水廠管網條件不可行,單村或者集中聯(lián)片的幾個村莊集中收集污水后,規(guī)劃建設污水處理設施;
③單獨分散處理模式,因居住分散、地形復雜、污水難以集中收集,宜以組團為單元,分區(qū)收集污水,每個區(qū)域污水單獨處理。所以,污水處理模式應采取“銜接地方規(guī)劃、合理利用資源、聽取群眾意見、科學規(guī)劃設計”的原則來確定。
2.2污水處理工藝
目前,國內外污水處理技術從工藝原理上基本可分為自然處理系統(tǒng)和生化處理系統(tǒng)兩類。自然處理系統(tǒng)主要是利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理進行污水處理的系統(tǒng),或稱為生態(tài)處理系統(tǒng)。常用的有:人工濕地處理系統(tǒng)(水平流、垂直流)、地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)、塘處理系統(tǒng)等。生化處理系統(tǒng)又分為好氧生化處理和厭氧生化處理。好氧生化處理主要是通過動力給污水充氧,培養(yǎng)好氧微生物菌種,利用好氧微生物的分解,消耗吸收污水中的有機質、氮及磷等。常用的有活性污泥法、A/O法、生物轉盤法、SBR法等。厭氧生化處理主要是利用厭氧微生物的代謝過程,在無需氧氣的情況下把有機污染物轉化為無機物。常用的有厭氧接觸法、厭氧濾池、UASB升流式厭氧污泥床等。針對農村地區(qū)特點,常用污水處理技術有以下幾種。
1)人工濕地處理技術。有條件的村莊,可充分利用現有的農田灌排渠道與附近的荒地、廢塘、洼地和沼澤地等,建設人工濕地處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般由人工基質和生長在其上的沼生植物(蘆葦、香蒲等)組成,是一種獨特的“土壤一植物一微生物”生態(tài)系統(tǒng),利用各種植物、動物、微生物和土壤的共同作用,逐級過濾和吸收污水中的污染物,達到凈化污水的目的。濕地處理系統(tǒng)工藝設備簡單、管理方便、能耗低、工程基建低、運行費用低,能耐受沖擊負荷,凈化出水水質良好、穩(wěn)定。缺點是占地面積大,需要解決土壤和水中的充分供氧及受氣溫和植物生長季節(jié)的影響等問題。人工濕地可與穩(wěn)定塘等其他工藝聯(lián)合運用,例如重慶大學的蔡明凱等人采用厭氧生物濾池-人工濕地-生態(tài)塘工藝處理養(yǎng)殖廢水,經過各單元的處理,CODcr去除率約為80.30%,SS去除率約為94.69%,NH3-N去除率約為73.39%,TP的去除率約為86.78%,出水濃度能夠達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B標準。
2)地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)。適合于農戶居住的土地較分散,且村莊周邊往往有閑置荒地。地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)是一種基于自然生態(tài)原理,予以工程化、實用化而創(chuàng)造出的一種小規(guī)模污水凈化工藝技術,是將污水有控制地投配到經過一定構造、距地面約50cm深和具有良好擴散性能的土層中,投配污水緩慢通過布水管周圍的碎石和砂層,在土壤毛管作用下向附近土層中擴散。表層土壤中有大量微生物,作物根區(qū)處于好氧狀態(tài),污水中的污染物質被過濾、吸附、降解。由于負荷低,停留時間長,水質凈化效果好。地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)建設容易、維護管理簡單、基建投資少、運行費用低;把整個處理裝置放在地下,不損害景觀,不產生臭氣。缺點是占地面積大,易滋生蚊蠅,冬季運行效果差。清華大學在2000年國家科技部重大專項中,首先在農村地區(qū)推廣應用地下土壤滲濾系統(tǒng),并取得了良好效果:對生活污水中的有機物和氮、磷等均具有較高的去除率,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分別達到80%、90%、90%和98%。
3)好氧生物處理系統(tǒng)。好氧生物處理系統(tǒng)是現階段污水處理中最常用的一種處理技術。好氧生物處理工藝眾多,各有優(yōu)缺點。選擇時要根據實際情況仔細論證和比選,注重經濟適用。生物處理法就是通過風機等設備給污水輸氧,培養(yǎng)生物菌種和微生物。通過菌種和微生物把污水中的大部分有機物分解為無污染的CO2、水等物質,少部分合成為細胞物質,促使微生物增長,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以凈化排放。如SBR法,集曝氣、沉淀、排水功能于一體,不斷地轉換,省去了傳統(tǒng)的污泥回流設備,大大降低了建設費用;A2O法具有脫氮、除磷功能,還有如生物轉盤處理工藝、膜生物反應器處理工藝等。生物處理法和自然處理系統(tǒng)比較,占地面積小,抗氣候等外界影響的能力強,處理穩(wěn)定、效率高,但基建投資、運行成本要高于自然處理系統(tǒng)。
4)厭氧生物處理系統(tǒng)。厭氧生物處理技術是在厭氧條件下,兼性厭氧和厭氧微生物群體將有機物轉化為CH4和CO2的過程,又稱為厭氧消化。污水厭氧生物處理工藝按微生物的凝聚形態(tài)可分為厭氧活性污泥法和厭氧生物膜法。厭氧消化無需攪拌和供氧,動力消耗少;能產生大量含甲烷的沼氣,可用于發(fā)電和家庭燃氣;可高濃度進水,保持高污泥濃度。厭氧處理工藝在我國有很長的歷史,我國農民在古代早已開始應用厭氧發(fā)酵技術漚制糞肥,進行糞便無害化處理,而且至今仍在應用。我國是世界上利用厭氧消化技術制取和利用沼氣最早的國家之一。現在,厭氧沼氣池處理污水技術在我國中東部地區(qū)應用較廣。厭氧沼氣池將污水處理與沼氣的利用有機結合,實現了污水的資源化,是最能體現環(huán)境效益和社會效益結合的農村生活污水處理方式。農村地區(qū)可根據實際情況,采取沼氣池與其他污水處理工藝組合使用的模式來處理生活污水。江蘇省常州地區(qū)采用了“污水沼氣凈化處理+人工濕地”的污水處理方法,它在原來水壓式沼氣池的基礎上加以改進和提高,采取適當的過濾、沉淀和人工濕地的方法,目前這種污水處理模式在當地成效較顯著。經過各單位處理后,氨氮去除率達93%,總磷去除率達86%,出水水質能達到《污水綜合排放標準》一級B排放標準;其建設成本每戶約2500元,年維護費12.5元/人,非常經濟。為此建議將厭氧沼氣池作為農村生活污水初級處理措施與其他污水處理工藝組合使用,同時要重視對沼氣池出料口出沼液的收集和處理。
2.3污水收集系統(tǒng)
污水收集系統(tǒng)基本上由污水收集管網和調節(jié)構筑物構成。污水管道的選擇根據技術經濟比較,建議DN<400mm的污水管道采用UPVC(硬聚氯乙烯)雙壁波紋管,500mm≤DN≤600mm的采用PE(聚乙烯)雙壁波紋管,DN≥800mm采用鋼筋混凝土排水管。下面主要對調節(jié)構筑物中化糞池與調節(jié)池進行說明。
1)化糞池?;S池是污水收集系統(tǒng)中的重要單元,應避免化糞池滲漏引起的二次污染。農村改廁工作已成為農村衛(wèi)生工作的重點,大部分農戶建有沖水式衛(wèi)生廁所,污水經過廁所進入化糞池,然后進入村莊污水管網。但多數化糞池結構過于簡單,多采用12磚墻,沙漿抹面,從表面看做到了防滲,但由于化糞池埋深淺,經過1a凍融后,化糞池多數會出現滲漏,給污水收集帶來困難。所以,村民家中化糞池應根據實際加以維修和改造,避免滲漏,確保污水能進入污水管網。
2)調節(jié)池。水量變化大是農村污水的特點之一,白天幾個時段集中排水,夜間基本沒有排水。若污水收集系統(tǒng)中不設調節(jié)池,水量、水質將都難以有效調節(jié)。水量大時,一方面由于污水沒有出路,只能直排,另一方面污水處理系統(tǒng)必須根據水質變化情況,不斷調整運行參數,增加了管理難度。所以在污水收集系統(tǒng)中必須設調節(jié)池,并且調節(jié)池容積應足夠大,水力停留時間達到6~8h為宜。
2.4污泥處置
在污水處理過程中會產生污泥,污泥中含有大量的有毒物質,如寄生蟲卵、病源微生物、細菌、合成有機物及重金屬離子等。污泥處理就是要使污泥減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用。由于農村污水處理站規(guī)模一般較小,產生的剩余污泥也相對較少,單獨對污泥進行脫水或壓榨處理既不經濟也不合理,只能妥善儲存,累積到一定量后拖走處理。建議農村污水處理站對污泥處理采用“村收集,鎮(zhèn)運輸,縣處理”的模式,各村將剩余污泥貯存于污泥池,所屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)有關部門統(tǒng)一安排環(huán)衛(wèi)吸糞車運走,送至區(qū)縣集中處理。建議設計一個較大的污泥儲存池,能儲存污水處理站半年左右的剩余污泥量。
3結語