農(nóng)村生活污水治理實(shí)踐與探索

時(shí)間:2022-07-23 08:51:32

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農(nóng)村生活污水治理實(shí)踐與探索

1引言

原為嘉興城市郊區(qū)的秀洲區(qū)建區(qū)以來,因經(jīng)濟(jì)落后、基礎(chǔ)設(shè)施不完善、社會環(huán)保意識差等原因,農(nóng)村生活污水污染一直未有效控制,且有逐步擴(kuò)大的趨勢。2014年,浙江省委省政府出臺《關(guān)于深化“千村示范、萬村整治”工程扎實(shí)推進(jìn)農(nóng)村生活污水治理的意見》,將農(nóng)村生活污水處理工作擺在重要位置,對工作提出前所未有的高標(biāo)準(zhǔn)和高規(guī)范要求。為扎實(shí)深入推進(jìn)農(nóng)村生活污水的處理,嘉興市秀洲區(qū)政府出臺《農(nóng)村生活污水治理政策實(shí)施細(xì)則》,按照“全覆蓋、廣受益,納管優(yōu)先、鼓勵(lì)集中”原則要求,全面開展農(nóng)村生活污水治理,通過三年(2015~2017年)時(shí)間的新建、擴(kuò)建和擴(kuò)建,全區(qū)農(nóng)村生活污水治理設(shè)施通過新建和擴(kuò)面改造基本實(shí)現(xiàn)秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水規(guī)范化治理全覆蓋(87個(gè)村,秀洲區(qū)已完成28830戶)。本文主要對秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)情況、處理工藝技術(shù)、實(shí)施效果分析、運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)及其存在的問題進(jìn)行分析,旨在豐富農(nóng)村生活污水處理經(jīng)驗(yàn),推動農(nóng)村生活污水處理工作縱深推進(jìn)。

2秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水和設(shè)施建設(shè)情況

秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水主要是沐浴洗滌、廚房和廁所排放的污水,該污水含有一定量的氮和磷,洗滌劑、細(xì)菌、病毒、寄生蟲成分較多,重金屬和有毒有害物質(zhì)含量較低,因人口居住分散,人口數(shù)量相對較少,產(chǎn)生污水量也較小,不同時(shí)段水質(zhì)和水量變化較大。通過2016~2017年的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,秀洲區(qū)排放的大部分農(nóng)村生活污水的性質(zhì)差不多,農(nóng)村生活污水的CODcr濃度30~400mg/L、氨氮濃度5~65mg/L、總磷1~5mg/L,BOD5濃度15~150mg/L,色度(稀釋倍數(shù))≤60倍,懸浮物≤60mg/L,BOD5/CODcr的比值一般為0.4~0.7,由圖1可知,秀洲區(qū)共有污水處理設(shè)施約665座,秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水覆蓋率達(dá)到了100%。農(nóng)村生活污水處理能力大于50m3/d、30~50(含)m3/d、10~30(含)m3/d、小于10(含)m3/d分別為33座(占比5%)、48座(占比7%)、284座(占比43%)、28座(占比4%);泵站設(shè)施272座,占比41%??梢钥闯鲂阒迏^(qū)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施規(guī)??傮w較小,54%屬于小型污水處理站或者分散性污水處理站;41%設(shè)施為泵站,主要負(fù)責(zé)收集農(nóng)村生活污水并輸送至就近的污水處理廠。從設(shè)計(jì)能力上來看,秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水日均處理能力約3.2萬t/d,其中分散處理能力1.5萬t/d,集中處理1.8萬t/d。2017年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示農(nóng)村(不包含主城區(qū)、高新區(qū))生活污水約26000t/d,污水年均產(chǎn)衡量為實(shí)際處理能力的81%,能夠滿足秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水的處理能力需求。

3污水處理的主體工藝

秀洲區(qū)為嘉興市主城區(qū),隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,污水處理廠等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為完備,轄區(qū)內(nèi)建設(shè)并成功運(yùn)營的38家污水處理廠(其中9家為國控),2015~2017年污水處理廠均進(jìn)行了擴(kuò)容和提標(biāo)改造工作,秀洲區(qū)集中處理的污水能力增加至1.8萬t/d,具備農(nóng)村生活污水集中收集處理的能力。為合理配置資源、節(jié)約投資和提高污水處理效率,秀洲區(qū)共建成并投入運(yùn)營267個(gè)泵站,區(qū)域分布詳見表1。對污水處理廠附近農(nóng)村區(qū)域(一般不大于2km)的生活污水進(jìn)行集中收集,并輸送至污水處理站處理,2017年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明集中收集輸送至污水站的生活污水量約為1.2萬t,總量占全區(qū)農(nóng)村生活污水總量的45%,污水處理站的工藝一般為“混凝沉淀+氣浮+A/O生化工藝”。對布局分散、污水不易集中收集、工業(yè)企業(yè)較少的村莊采用較多的農(nóng)村區(qū)域,將生活污水分區(qū)域統(tǒng)一收集,由各區(qū)域污水自行負(fù)責(zé)處理。根據(jù)調(diào)研,在農(nóng)村生活污水處理中較為成功應(yīng)用的主要有AAO、膜生物反應(yīng)和“微動力+濕地”處理工藝,例如寧夏農(nóng)村生活污水處理過程中主要應(yīng)用了“A/O、AAO”等處理工藝[1],江蘇農(nóng)村生活污水處理中以“A/O、AA/O、生態(tài)處理”工藝為主[2],“AAO、微動力+生態(tài)”處理工藝在臨安區(qū)得到廣泛應(yīng)用[3],并取得良好的處理效果。秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水分散處理處理的設(shè)計(jì)施工,參照成功案例并結(jié)合秀洲區(qū)自身實(shí)際,技術(shù)工藝和區(qū)域分布詳見表1由表1可知,秀洲區(qū)主要采用了AAO處理技術(shù)工藝(占比45%),共建有383個(gè)污水處理站;少部分采用“微動力+濕地”處理模式工藝(占比2%),對于少量污水濃度較大的生活污水,采用膜生物反應(yīng)器處理(占0.5%)。

4秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水處理效果分析

2017年3月~2018年1月,對秀洲區(qū)3種污水處理工藝示范點(diǎn)站點(diǎn)進(jìn)行了采樣,每2個(gè)月1次,按照國標(biāo)法或者環(huán)保部檢測標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)測,監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果見表2。由表2可知,農(nóng)村生活污水集中輸送至污水處理站的處理效果較好,污水處理站的工藝“混凝沉淀+氣?。獳/O生化工藝”對化學(xué)需氧量、氨氮和總磷的平均去除效率分別為93%、94%、90%,從農(nóng)村生活污水集中處理的實(shí)踐效果,集中收集輸送至污水廠處理效果最好。其次,AAO處理工藝化學(xué)需氧量、氨氮和總磷的均去除效率分別為84.1%、82.0%、73.4%;微動力+濕地技術(shù)也展現(xiàn)出良好的應(yīng)用價(jià)值,化學(xué)需氧量、氨氮和總磷的去除效率分別為72%、77%、64%;對于少數(shù)濃度較高的污水處理點(diǎn),采用生物膜處理工藝,化學(xué)需氧量、氨氮和總磷三項(xiàng)指標(biāo)的去除效果分別為91.8%、90.5%、85.5%??傮w來講,秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水處理工藝較為成熟,2017年綜合達(dá)標(biāo)率為91%(糞大腸菌群除外)。從2015年~2018年4月交接斷面出境(6個(gè))和市控?cái)嗝妫?個(gè))數(shù)據(jù)來看,15個(gè)相關(guān)斷面持續(xù)改善,交接斷面平均水質(zhì)實(shí)現(xiàn)三類水,市控?cái)嗝嫫骄|(zhì)達(dá)到四類水,全面消除劣五類和五類水體,展現(xiàn)出良好的環(huán)境效益。

5建設(shè)、運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)及其問題分析

5.1建設(shè)資金經(jīng)驗(yàn)圖。A2O處理對化學(xué)需氧量、氨氮和總磷的去除效率資金投入是秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水處理解決的關(guān)鍵,針對政府資金投入大、工程質(zhì)量監(jiān)管難度高、后期運(yùn)維困難多等問題,秀洲首創(chuàng)并應(yīng)用BOT模式(即“Build-Operate-Transfer”,建設(shè)-經(jīng)營-轉(zhuǎn)讓)。在對設(shè)計(jì)單位、主要管材、化糞池改造等三項(xiàng)實(shí)現(xiàn)區(qū)級統(tǒng)一為BOT模式招標(biāo)打好基礎(chǔ)上,秀洲區(qū)下發(fā)了《秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水治理政策實(shí)施細(xì)則》等政策文件,對不同治理模式采取差別化補(bǔ)助政策。采用接入城鎮(zhèn)和工業(yè)污水管網(wǎng)處理模式的項(xiàng)目,區(qū)以上財(cái)政按項(xiàng)目投資的65%予以補(bǔ)助;集中式治理模式,予以60%的補(bǔ)助;聯(lián)戶式及單戶式治理模式,予以50%的補(bǔ)助。在治理模式上優(yōu)先考慮入管網(wǎng)和集中式,最后是高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)分散式處理系統(tǒng)。分散式處理處理設(shè)施通過進(jìn)行統(tǒng)一建設(shè)、運(yùn)行維護(hù),實(shí)現(xiàn)建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)一體化,中標(biāo)單位負(fù)責(zé)對管網(wǎng)、終端進(jìn)行全面維護(hù)時(shí)間為10年。政府部門對分散處理設(shè)施則分五年回購,資金回報(bào)率為五年期貸款基準(zhǔn)利率上浮30%以下,有效緩解了區(qū)級和鎮(zhèn)級級財(cái)政短期支付的壓力。5.2運(yùn)維管理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。2生物膜處理對化學(xué)需氧量、氨氮和總磷的去除效率圖3A2O處理對化學(xué)需氧量、氨氮和總磷的去除效率對采用集中模式處理的農(nóng)村生活污水的運(yùn)維主要考核雖在鎮(zhèn)級單位和污水處理廠,加大對污水處理廠(或處理站)的監(jiān)督性監(jiān)測力度,2017年自監(jiān)控以污水處理廠能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,在農(nóng)村生活污水處理中起到了示范作用。分散式處理處理設(shè)施由于建設(shè)之初,采用了BOT模式通過進(jìn)行統(tǒng)一建設(shè)、運(yùn)行維護(hù),實(shí)現(xiàn)建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)一體化,中標(biāo)單位負(fù)責(zé)從“農(nóng)戶接戶工程—化糞池建設(shè)—廚房隔油池建設(shè)———管道收集建設(shè)———處理終端設(shè)備建設(shè)———后期運(yùn)行維護(hù)”的整體打包建設(shè),避免責(zé)任分散和推脫,確保治污系統(tǒng)運(yùn)行高效。自2018年開始運(yùn)行維護(hù)已應(yīng)用用“互聯(lián)網(wǎng)+”的模式,利用物聯(lián)網(wǎng)、戶臺加人工的模式對農(nóng)村生活污水處理的處理站點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,建立污水收集處理自動報(bào)信系統(tǒng),將水量、電量、風(fēng)機(jī)、水泵等運(yùn)行情況發(fā)送至相關(guān)管理人員,做到全天候監(jiān)控管網(wǎng)運(yùn)行情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問題。2017年以來的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水處理達(dá)標(biāo)率為91%(糞大腸菌群除外),較好地達(dá)到了處理需求。5.3冬季去除效率降低問題低及其對策。秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水在處理實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),溫度較低的季節(jié)污染物去除效率降低明顯,以生物膜處理(圖2)、A2O處理(圖3)為例,兩種農(nóng)村生活污水處理方法冬季的去除效率比春~秋季的均值低10%以上。原因溫度低的條件下活性污泥中微生物的代謝活動較低,菌體所吸收的各種污染成分不能充分代謝,故農(nóng)村生活污水處理設(shè)施出水污染物濃度會比春~秋季偏高。針對冬季活性污泥微生物代謝活動降低問題,可以通過活性污泥的培養(yǎng)和馴化逐步提高低溫條件下微生物的代謝能力?;钚晕勰嗍侵饕?xì)菌、原生動物和藻類微生物群體微生物群體,主要分為好氧活性污泥和厭氧活性污泥?;钚晕勰嗟牡蜏伛Z化培養(yǎng)活性污泥微生物,低溫條件下通過多輪培養(yǎng),微生物通過自身代謝選擇,會逐漸積累起期望的特性,并最終在數(shù)量上占據(jù)優(yōu)勢成為優(yōu)勢菌種。

6結(jié)論

6.1秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水處理工藝技術(shù)總結(jié)。秀洲區(qū)農(nóng)村生活污水集中處理所采用的“混凝沉淀+氣?。獳/O”生化工藝,分散處理“AAO”工藝(占比45%)、“微動力+濕地”工藝(占比2%)和膜反應(yīng)處理(占0.5%),能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活污水的處理后排放,其技術(shù)工藝實(shí)踐給類似地區(qū)的提供了很好的借鑒經(jīng)驗(yàn),起到了示范帶動作用。6.2運(yùn)維管理和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。在國內(nèi)首先用用采用了BOT模式對農(nóng)村生活污水處理設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一建設(shè)和運(yùn)行維護(hù),實(shí)現(xiàn)了從“農(nóng)戶接戶工程—化糞池建設(shè)—廚房隔油池建設(shè)—管道收集建設(shè)—處理終端設(shè)備建設(shè)—后期運(yùn)行維護(hù)”的整體打包建設(shè)。運(yùn)行維護(hù)引用“互聯(lián)網(wǎng)+”的模式,利用物聯(lián)網(wǎng)、戶臺加人工的模式對農(nóng)村生活污水處理的處理站點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,建立污水收集處理自動報(bào)信系統(tǒng)。政府部門對分散處理設(shè)施則分五年回購,有效緩解了區(qū)級和鎮(zhèn)級級財(cái)政短期支付的壓力,降低了政府對農(nóng)村生活污水治理工程建設(shè)監(jiān)管的難度及復(fù)雜性,秀洲區(qū)農(nóng)村污水處理,開創(chuàng)了我國農(nóng)村生活污水處理的新模式。

參考文獻(xiàn):

[1]王建.寧夏農(nóng)村生活污水治理工程實(shí)用技術(shù)研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué),2013.

[2]張悅,段華平,孫愛仱,等.江蘇省農(nóng)村生活污水處理技術(shù)模式及其氮磷處理效果研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2013,32(1):172~178.

[3]楊佳男.臨安市農(nóng)村生活污水治理研究[D].杭州:浙江農(nóng)林大學(xué),2017.

作者:張川 侯保兵 汝偉 陳大偉 胡俊 黃煉鋒 單位:1.嘉興國文檢測有限公司 2.嘉興市秀洲區(qū)污水處理有限責(zé)任公司 3.嘉興市秀洲區(qū)“五水共治”領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室