国内外分散式污水处理技术比较

我国人口大多居住在小城镇和农村,农村污水对水环境的污染日益受到重视。除西部地区污水处理率较低外,我国农村污水处理率普遍提高。但我国地域辽阔,不同区域乡镇、村庄的环境条件、生活习惯、经济状况差异很大。如何因地制宜做好分散式污水处理,发达国家的经验值得借鉴。

我国主要的分散式污水处理技术

我国农村污水处理技术主要有以下几种(见图1):生物膜技术、活性污泥处理技术、生态处理技术、土地处理技术、生物与生态组合处理技术。目前,农村污水处理技术已达到一定的应用程度,并有成功的运行管理案例。从污水处理规模来看,日处理水量一般在500吨以下。

1.农村污水处理技术优缺点

在农村污水处理实践中,各工艺技术均表现出以下优缺点:

活性污泥法:控制灵活,可自动控制,但户均成本较高,需有专门人员操作维护。

人工湿地技术:建设成本低,但去除率低,运行管理不便。

土地处理:建设、运行、维护简单,成本低,但可能污染地下水,且需要长期的运行维护管理。

生物转盘+植物床:适合南方地区,但操作维护较困难。

小型污水处理站:接近城镇生活污水的处理方式。优点是出水水质好,缺点是不能满足农村农业污水的处理需求。

虽然一些地方正在推广“无动力”农村污水处理技术,但“动力”污水处理技术仍然占有很大比例。目前,很多农村地区土地是分户到户,公用土地很少,经济发达地区土地利用率很低。动力化程度高,可用于污水处理的土地资源较少。因此,“动力化”污水处理技术在土地利用较少、经济发达、对水质要求高的地区有很好的应用前景。节能降耗的污水处理技术已成为乡镇分散式生活污水处理技术的发展趋势。

2.农村污水处理技术组合模式

我国农村污水处理技术组合主要有以下三种模式:

第一种模式是MBR或接触氧化或活性污泥工艺。污水先进入化粪池,再进入生物处理单元,最后排入周边水体回用。农村污水回用较为常见。

第二种模式是厌氧+人工湿地或厌氧+池塘或厌氧+土地,即在化粪池之后采用厌氧单元,经过生态处理后排入环境或进入农业利用。

第三种模式是活性污泥+人工湿地、活性污泥+池塘、接触氧化+人工湿地、或接触氧化+土地处理,即在化粪池后采用好氧、曝气装置,并增设生态处理单元,强化脱氮除磷。

在实际应用中,第一种模式所占比例最大,达到了61%左右。

以上三种模式中,MBR处理效果较好,适合一些对水质要求较高的地区,但运行成本相对较高。人工湿地和厌氧技术的运行成本和建设成本很低,但综合考虑,需要增加曝气工序才能达到更理想的出水效果。

国外应用的分散式污水处理技术

1.美国

在管理体制和技术要求方面,美国的分散式污水处理在相对完善的框架下运作。目前,美国分散式污水处理系统主要有以下技术:

化粪池。化粪池加土地处理是国外常用的技术。据德国调查数据,约32%的污水适合土地处理,其中10-20%不合格。不合格的原因可能是系统污染了地下水,例如:使用时间过长;水力负荷过大;设计安装问题;运行管理问题等。

砂滤。砂滤是美国非常常用的污水处理技术,可以达到很好的去除效果。

好氧处理。美国多采用好氧处理,处理规模一般为1.5-5.7t/d,采用生物转盘法或活性污泥法。近年来,美国也非常重视氮磷的有效利用。美国大部分氮存在于废水中。通过早期分离,降低后续处理成本至关重要。

此外,还有消毒、营养物去除、源头分离、N、P的去除和回收等。

2.日本

日本的分散式污水处理技术相对来说以化粪池处理系统比较知名,日本的生活污水来源与我国有些不同,主要按照洗衣废水、厨房废水分类收集。

日本的化粪池多安装在不适宜管网收集、人口密度相对较低的地区,化粪池的设计针对不同的人群和参数。虽然目前的化粪池正在一代代更新换代,但仍然以水槽式为主。经过AO反应器、厌氧、除氧、好氧、沉淀、消毒等工艺后,应该说化粪池运行正​​常。日本化粪池的相对成功应用不仅仅是技术问题,而是在完善的法律框架下建立了相对完善的管理体系,形成了相对成功的案例。目前,我国已有化粪池的应用案例,应该说在东南亚也有市场。东南亚的印度尼西亚、菲律宾等国家也受到日本分散式污水处理政策的影响。马来西亚和印度尼西亚都制定了本国的化粪池技术规范和指南,但在实践中这些规范和指南可能并不适合其当前的经济发展现状。

3.欧盟

事实上,欧盟内部既有经济技术发达的国家,也有一些经济技术落后的地区,在经济发展水平上与中国国情相似。欧盟在经济上取得突破后,也在努力提升污水处理水平,并于2005年通过了针对小型分散式污水处理的欧盟标准EN12566-3。这个标准应该说是一种因地制宜、因地制宜地选择不同处理技术的方法,主要包括化粪池和土地处理。在其他系列标准中,还包括综合设施、小型污水处理厂和预处理系统等。

4.印度

简单介绍了几个发达国家的案例后,我来介绍一下与我国经济欠发达地区比较接近的东南亚发展中国家的情况。印度的生活污水主要来自厨房废水。在污水处理方面,目前东南亚地区应用最为广泛的是化粪池技术。但普遍的问题与我国类似,即各类水体污染十分明显。在印度政府的支持下,有效扩大化粪池规模的行动和项目正在开展,化粪池处理规范和接触氧化技术已经到位。

5.印度尼西亚

印尼地处热带,虽然农村经济发展较为落后,但当地居民的生活污水主要排入河流,因此马来西亚、泰国、越南等国农村卫生状况不容乐观。印尼化粪池的应用占比达50%,并且也制定了相关政策,推动印尼化粪池的使用规范和标准。

国外先进经验

简单总结一下,发达国家确实有很多先进的经验值得我国学习借鉴:发达国家的标准化体系非常完善和规范,有高效的运营管理体系,包括专业培训和公民教育,同时发达国家的污水处理原则非常明确。

具体包括:(1)明确污水处理责任,同时国家通过资金、政策等方式支持分散污水处理;(2)建立公正、规范、高效的行政管理和行业管理体制,保证分散污水处理的有效发展和长效运行;(3)提高分散污水设施建设和运营的规模化、社会化、专业化水平,确保效益、降低成本、便于监管;(4)专业化建设;(5)宣传教育和公民参与项目等。

在实际应用过程中,总结成功的经验,吸取失败的教训,实现我国分散污水处理技术的可持续发展。

克雷安托普


发布时间:2023年4月13日