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邹东雷:北方高寒地区村镇污水处理技术现状及实用技术分析

时间:2018-10-15  点击:137 次 字号+  字号-
      2018年9月7日,“第八届中国农村和小城镇水环境治理论坛暨第二届村镇环境科技产业联盟论坛”于上海召开(相关链接:曲久辉、杭世珺、刘俊新等行业大家干货不断,第八届中国农村和小城镇水环境治理论坛上海开幕)。吉林大学环境与资源学院环境工程系教授邹东雷带来题为《北方高寒地区村镇污水处理技术现状及实用技术分析》的报告,报告就我国北方高寒地区村镇污水处理现状,适合北方地区的污水处理技术分析,以及北方地区村镇污水治理存在问题等内容展开讨论。本文为《水工业市场》根据报告内容整理而成,仅供大家参考。

吉林大学环境与资源学院环境工程系教授邹东雷

北方地区村镇污水处理现状

      2016年,我国有近60万个行政村,多数行政村排水和污水处理设施严重不足。近几年农村污水处理率增长迅速,但处理生活污水的行政村比例也仅仅占到22%左右。根据建设部《村庄人居环境现状与问题》调查报告,我国96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统,大量未经处理的污水直接排放,对纳污水体和土壤造成了极大污染,并且会严重威胁地下水安全和农村居民的身体健康。与城镇污水相比,农村生活污水面广分散、排放随意,这些特点要求农村生活污水处理不能直接照搬城镇污水处理技术或方式,必须建立适合农村特点的处理方法。

      北方高寒地区主要包括黑龙江省、吉林省和辽宁省、内蒙古自治区等,这些地区的乡镇自然现状有以下特征:

      (1)寒冷季节时间长,每年有5-6个月处于低温期,温度在零下20℃以下时间每年约2-3个月,最低甚至可以到达零下30℃以下;

      (2)吉林省山区较多,村镇规模小,住户分散,乡村污水收集困难;

      (3)乡镇基础设施缺乏,特别是管网建设几乎空白;

      (4)不同季节水质变化大,污染物含量范围为180-900mg/L;

      (5)枯水期长,且春旱严重。

      浑江区地处吉林省东南部,长白山麓,西接通化市通化县,北于柳河县交界,南与集安市接壤,东临江源县和临江市,东南与朝鲜民主主义共和国隔江相望,边境线长45公里,是白山市政府所在地。浑江区下辖8街道、4镇、55个行政村,村镇人口少且居住分散,多山区,污水收集非常困难。


      另外,正在进行中的还有公主岭的5个污水处理厂项目,项目详情如下表所示:


      从上表可以看出,这5个镇的污水处理厂最大的处理规模只有3000T/d,与长三角地区等15000-20000T/d的污水处理厂规模相比较小,这就是东北高寒地区的常见规模。同时地区基础设施差,管网建设几乎空白,现有的管网规模最大的是怀德镇,大概有十几公里,最少的仅有三公里左右,需要新建的管网大概是现有的1-2倍,而且雨污不分流。

      最后,北方寒冷地区农村污水来源主要包括4方面:

      (1)来自生活中的污水。基本上不含重金属和有毒有害物质,氮、磷含量较高;

      (2)化肥农药的使用导致水体水质恶化;

      (3)畜禽养殖业粪便、废弃物及畜禽宰杀废水的排放引起了严重的水污染问题;

      (4)少量乡镇企业排放未经治理或者治理不达标的污染物对水体也会产生二次污染。

适合北方地区污水处理技术分析

      常用的农村污水处理技术主要分3类,包括好氧生物处理、厌氧生物处理以及土地处理系统,其基本原理、主要技术、适用范围以及优缺点如下表所示:


      北方高寒地区经济相对落后,并且污水排放量小,但是因为冬季气温偏低,导致人工湿地等生态处理工艺有较长时间运行效果不佳。冬季时人工湿地只作为储水池,不对污水进行处理,夏季再进行处理。吉林地区采用潜流式人工湿地和表面流人工湿地串联的工艺对农村污水进行处理,冬季基本不出水,取得了较稳定的处理效果。采取保温措施,目前采用比较多的有植物覆盖、冰雪覆盖、薄膜法或温棚覆盖。人工湿地多种植芦苇、香蒲、菱白和灯芯草等湿地植物,在冬季低温时,湿地处理效率下降。因此,如何选择适合冬季气候条件的植物、提高低温条件下人工湿地对水中污染物的处理效率也是人工湿地研究领域的一个重要内容。

      基于此,针对高寒地区村镇污水治理技术应该注重以下几个方面: 一要注重北方地域和气候环境特点,即地域特点、气候特点和适用条件。 二要注重操作运行简单稳定,即无论农村和小城镇,专业技术人员匮乏,生活污水处理技术的稳定性和无人值守,应该是首选技术。 三要注重技术可推广性。技术先进、易于后期的运营维护,便于推广。

      尽管很多常见工艺设计合理,但是针对小规模乡镇污水处理厂的处理,特别是北方高寒地区的混合污水处理,应具备以下特点:

      (1)处理技术抗冲击负荷能力强;

      (2)处理技术出水水质好,稳定达标(一级A、北京地标B);

      (3)处理技术产泥量低或者极少;
  
      (4)包括厌氧区和污泥区处理技术或者装置没有任何臭味;

      (5)全智能远程监控运行,无人值守,多个村镇污水处理系统的管理和运行;

      (6)结构简单,依据场地条件结构布局灵活多变,设备量少(无沉淀池、无污泥外回流系统),能耗低,维护工作量小;

      (7)综合运行成本较低;运维人员少。

高寒地区村镇污水治理存在的问题

      综上所述,高寒地区村镇污水治理存在以下问题:

      (1)政府及管理部门意识需要加强;

      (2)地方政府经济能力限制;

      (3)乡镇村专业技术人员缺乏,运维管理能力非常弱;

      (4)商业模式选择和技术选择时遇到很多问题。

      (5)地域情况差别大,用同一国家标准要求,不尽合理;

      (6)第三方运维环境急需改善;

     (7)不能仅仅考虑生活污水问题,需要把垃圾、畜禽养殖、农业废弃物及资源循环利用相结合,统筹考虑;

      (8)招标过程不能以最低价最为衡量标准,应该从技术及长期运维服务能力等方便考虑。

村镇污水治理的几点建议

      以流域为中心、统筹规划整体治理;以国家标准为基础,因地制宜制定不同的标准;以县为最小单元,采用同类技术、智慧运行管理模式进行全域管理;对所建设污水厂站从规划、建设、运维进行全过程评估和验收;政府、企业、第三方运维模式;政府监督管理和长期运维投入的保障。

      本文根据邹东雷在“第八届中国农村和小城镇水环境治理论坛暨第二届村镇环境科技产业联盟论坛”的主旨报告整理,未经本人审阅。
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