摘要:从分散式生活污水污染源的特征分析入手,介绍了分散式生活污水污染源治理技术的现状,指出了当前分散式生活污水污染源治理工作中存在的一些问题,并在此基础上,探讨了分散式生活污水污染源治理方案确定的三原则,提出了治理方案的选择及其进一步做好分散式生活污水污染源治理的有关建议。
关键词:分散式污染源,生活污水,治理,问题
当前,随着我国经济的发展,在加速城市化进程的同时,使相关的工业、农业、养殖业以及第三产业也得到了迅猛的发展,形成了许许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纳入未来的城市污水收集系统或城市污水处理厂,这些分散式生活污水污染源所产生或排放的污水由于因得不到很好的治理,随意就地排放,对地面水环境所造成的污染和对水生生态造成的破坏正日渐突出,为此,建设部和国家环境保护总局于2000年发布了《城市污水处理及污染防治技术政策》,要求“对不能纳入城市污水收集系统的居民区、旅游风景点、度假村、疗养院、机场、铁路车站、经济开发小区等分散的人群聚居地排放的污水和独立工矿区的工业废水,应进行就地处理达标排放。”几年来,在这一政策的指导下,使不少分散式生活污水污染源得到了有效治理,但也出现了不少问题,本文就此类分散式生活污水污染源或与之相类似有机生产废水的治理技术、原则与方法进行分析,以便于助推这一政策的进一步贯彻实施。
1 分散式生活污水污染源的特征
1.1 种类多分布广以上政策
以上政策中对分散式生活污水污染源的种类及范围进行了基本界定,但除此以外,还包括单独经营的酒店、楼宇、餐馆、酒家以及高速公路服务站等等。分散式生活污水污染源按其排水水质、水量的相似程度,可以大致分为3 类:餐类;宾馆类;居住小区划类。以上这些污染源因其不同的生产性质,再加上规划上的不尽合理,分布十分广泛,既有分布于城市近郊的,也有分布于城市远郊的;既有分布于山前、平原的,也有分布于江、河、湖边的。因此而构成了一个无序的点状污染体系。
1. 2 给排水同源
许多远离城区的旅游区由于开发超前,不但没有配套建设污水处理系统,也没有配套建设自来水系统,因此,往往这些建在湖边的或河边的宾馆、餐馆、酒家等,将周围的河流或湖泊,即作为饮用水的供水水源,又作为排水的受纳水体。显然,这些分散式生活污染源的治理及其是否达标排放,不仅关系到旅游区这些地表水体水环境的保护,而且关系到当地旅游资源的可持续利用和发展。
1. 3 水质水量变化大
分散式生活污水污染源的排水量一般不大,一般的餐饮类或宾馆类的排水量最大不会超过200m3/ d。对于居住区而言,如果按每人每天用水0. 15～0. 25L[1 ] ,排水0. 12～0. 20L 计算,一个5000 人的居住小区的最大排水量也仅约600～1000m3/ d。但由于受人们作息时间、节假日等生活方式的影响和制约,有些旅游区污染源的排水量在不同的时间段,因客流量的不同而不同,其变化规律是,进餐时间、周末、节假日期间为排水高峰期,排水量大,其它时间为排水低峰期,排水量小,尤其是餐饮类、宾馆类,作者曾对某一旅游区某宾馆的排水量进行过统计,有时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为动植物油类、COD、BOD5 、SS、TN、TP 等,其总的水质情况为,COD < 1000mg/ L ,BOD5 < 500mg/ L 、SS < 500mg/ L ,TN 为25～85 mg/ L , TP 为9～14 mg/ L 。但不同的污染源,其排水水质有差异,水质的变化主要受分散式生活污染源的性质所影响,譬如餐饮类污水,由于其中含有大量的厨余物、油脂类等耗氧性物质,因此其污染物排放浓度一般要比宾馆类和居住小区类的高,尤其是动植物油类。以上3 类污染源的排水水质如表1 所示[2 - 4 ] 。
1. 4 污水的可生化性好
由表1 可以看出,各类分散式生活污水污染源的BOD5/ COD 比值一般在0. 4 左右,高的可以达到0. 7左右,具有较好的可生化性,可以适用或采用各类生物化学方法进行处理。
2 治理技术的现状及其存在的问题
2. 1 治理技术的现状
分散式生活污水污染源由于排水量不大,可生化性好,目前一般采用国内研制的小型污水处理装置进行处理,也有采用构筑物式的,其工艺主要为接触氧化法、改进型活性污泥法等,这类技术和装置的应用约占市场的90 %以上[5 ] ,其次为近年发展起来的间歇式活性污泥法(SBR) [6 ]和膜生物反应器(MBR) [7 ]等方法,以上各类主要处理技术的工艺及其特征、应用范围如表2 所示。
改进型活性污泥法按处理装置或设施的运行情形又分“耗能型”和“非耗能型”,表2 中所列工艺特征及适用范围属“耗能型”。“非耗能型”改进型活性污泥法工艺常建成混凝土构筑物,也有做成套设备的,一般采用埋地式无动力生活污水处理装置,这类装置的主要特点是整个处理设施可置于地下、工艺运行不耗能、管理方便、污泥量少。不足之处是处理装置占用地下空间大。它对SS 的去除率3 50 % , 当进水COD ≤500mg/ L 时,其处理出水的去除率可达到50 %左右,但一般很难保证COD ≤100mg/ L 或达到一级排放标准,对氮磷的去除效果也不理想, 一般约为20 %左右[8 ] 。有人曾对某省13 个地市建成投入运行的52 套此类装置的处理效果进行了抽检与分析,而所调查的52 套装置均不在城市排水管网覆盖地区,其出水均直接排向Ⅲ类水体,结果表明,SS 的去除率为64. 33 % ,而COD、BOD5 、磷酸盐的去除率分别只有53. 73 %、54. 05 %、21. 00 %; 相对于《污水综合排放标准》GB8978 —1996 中的一级排放标准,SS 的达标率全省平均为75. 1 % ,其它几个指标则均在50 %以下[9 ] 。实践证明,此类处理装置只有在排水水质要求不高时方可选用。目前在选用改进型活性污泥法时,一般采用“有动力”或“微动力”A/ O、A2/ O 工艺。
2. 2 存在的主要问题[8 ,10 ]
2. 2. 1 针对性不强
由于国内除磷脱氮技术一直不够成熟,因此受传统治理技术和设计理念的束缚,在对象生活污水这类有机污水的治理上,许多设计单位和成套设备制造商只重视COD、BOD5等一类有机污染物的去除,而忽视了脱氮除磷。实际工作中,在对待位于湖滨直排的这一类生活污染源的治理上,如果在设计或设备选型上没有针对性地采取相应的脱氮除磷措施,即使COD、BOD5等指标治理达标了,但仍不能满足现有水体功能要求,经治理后的排放水仍可导致湖泊的富营养化。
2. 2. 2 设计参数选择不当
水质、水量是一项污水治理工程最基础的设计参数。由于生活污水治理的历史长、案例多、用水排水情况又具有一定的规范性、普遍性,并积累了不少的经验数据,因此许多设计单位在取得这两项参数时一般都不经过实测,而是凭经验估计,或根据相关数据类比、推算,尤其是对水量,有时只考虑其排水的一般情况,而忽视了高峰期和低峰期排水量的差异,往往得出的结论与实际相差甚远,因而设计的调节池尺寸不准、有的甚至根本不设调节池,致使处理设施对污水水质、水量变化的适应性较差。再就是对餐饮一类的污染源,往往在设计时对动植物油类的浓度考虑过低,弱化了装置的隔油功能,从而影响整个处理装置的处理效果。
2. 2. 3 产生的污泥未妥善处理
正是由于这部分污水污染源的分散性,因此对于装置产生的污泥在设计上大都没有采取相应措施,加上在实际工作中管理不善,一方面没能定期清理而影响装置的处理效果,另一方面对于清理出来的污泥也没能很好的集中处理,往往也容易产生二次污染。
2. 2. 4 处理装置运营管理不善
污水处理工作对建设单位而言,一般属附属性工作,由于环保意识的淡薄,业主大多雇佣非专业人员管理,因此往往由于操作人员没能严格按操作规程操作或操作不当,造成装置在运行过程中性能不稳定、设备故障多,导致处理效果差。
2. 2. 5 成套装置设备质量较差
由于利益的驱动,许多成套处理装置的设计参数和设备选材都没能达到设计要求,再加上设计、管理上的一些原因,许多处理装置在运行过程中都达不到设计寿命,要么不停地更换部件,要么经常停机,从而影响整个处理装置的运转。
2. 2. 6 基建投资成本偏高
目前分散式生活污水处理装置的基建投资成本约为1600～2000 元/ m3污水,有的甚至超过2000 元/ m3污水,接近和超过集中式二级污水处理厂建设投资成本(约2000 元/ m3污水左右) ,其造价相对偏高。这一问题业已成为推进分散式生活污染源治理上的一个主要问题。因此如何优化组合工艺、采用新技术,降低成本,增强处理效果,又成了做好分散式生活污水污染源治理的一个新课题。
3 治理方案的确定
3. 1 治理方案确定的原则
就某一分散式生活污水污染源而言,如何因地制宜、有针对性地确定好其治理方案,使各方面达到最优,显然是排放标准的符合性、技术上的可行性、经济上的合理性是三个不可缺少的原则。
3. 1. 1 标准符合性原则
就目前我国的技术、经济水平而言,将污染源治理后达标排放是其主要目的。因此在确定一项污水治理工程的设计方案时,应将受纳水体的排放标准作为其首要条件,尤其是湖滨直排区的污染源,在设计时应充分考虑湖泊的水域功能,考虑脱氮除磷措施,并严格按排放标准确定各项设计参数,确保治理设施投入运营后各项污染物达标排放。尤其是氮、磷的排放一定要达到水域功能要求。
3. 1. 2 技术可行性原则
在实际的治理工作中,一般是基于受纳水体的功能与其相应的排放标准来选择相应的治理技术,譬如对于湖滨直排区污染源的治理就必须选择具有脱氮除磷的治理技术,尤其是Ⅲ类水体或比Ⅲ类水体要求更为严格的水体,否则,即使COD、BOD5等指标治理达标了,而实际上并没有达到水体功能要求。治理技术的可行性是污染源是否能够真正得到有效治理、使受纳水体环境质量切实得到有效保护的关键。。
3. 1. 3 经济合理性原则
选择一项可行的治理技术使某一污染源经治理后达标排放,尤其是对那些排放标准要求较高的受纳水体,往往需要较高的经济投入,这恰巧是许多建设业主所不愿意的,因此实际工作中就要做多方案的技术、经济综合比较分析,对于有土地可利用的落后地区,可选择工程处理与土地自然处理相结合的处理方式,以确立治理工程最优的性价比,力求真正达到“以较少的投入,获得最大的产出”,从而获得经济与环境双赢。
3. 2 治理方案的选择与确立
基于以上对现有治理技术以及治理方案确定原则的分析,考虑到国内将逐步提高对脱氮除磷的要求,因此就分散式生活污水污染源治理方案的主体工艺选择而言,对于位于河边、湖滨直排区的和属于发达地区的污染源的治理,应选择改进型活性污泥法、间歇式活性污泥法、膜生物反应器法等;对于远离河边、湖滨非直排区的和属于经济落后地区的污染源的治理,可以选择接触氧化法等,但对于有条件的地区,也应选择以上具有脱氮除磷的方法。各种方法在工程上既可采用混凝土构筑物实现,也可采用一体化装置实现。具体设计、建造时可因地制宜灵活优选,其总的原则应是在保证排水水质达标或满足水域功能要求的前提下,在技术上可行,在经济上合理。（中国矿业大学煤炭资源教育部重点实验室）
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