國內外分散式污水處理技術比較

我國大部分人口生活在小城鎮和農村,農村污水對水環境的污染日益引起人們的關注。除西部地區污水處理率較低外,我國農村污水處理率普遍提升。然而,我國幅員遼闊,不同地區鄉鎮的環境條件、生活習慣、經濟條件差異很大。如何因地制宜做好分散式污水處理,已開發國家的經驗值得學習。

我國主要分散式污水處理技術

我國農村污水處理技術主要有以下幾類(見圖1):生物膜技術、活性污泥處理技術、生態處理技術、土地處理技術、生物與生態結合處理技術。應用程度高,有營運管理的成功案例。從污水處理規模來看,水處理能力普遍在500噸以下。

一、農村污水處理技術的優缺點

在農村污水處理實務中,各製程技術表現出以下優缺點:

活性污泥法:控制靈活,自動控制,但每戶平均成本較高,需專人操作及維護。

人工濕地技術:建造成本低,但去除率低,運作管理不便。

土地處理:施工、維運簡單,成本較低,但可能污染地下水,需長期維運管理。

生物轉盤+植物床:適合南方地區,但操作維護困難。

小型污水處理站:接近城市生活污水的處理方法。優點是出水水質好,缺點是無法滿足農村農業污水的需求。

儘管一些地方正在推廣「非動力」農村污水處理技術,但「動力」污水處理技術仍佔很大比例。目前,很多農村地區土地分配到戶,公有土地很少,經濟發達地區的土地利用率很低。高、可用於污水處理的土地資源少。因此,「動態」污水處理技術在用地少、經濟發達、水質要求高的地區具有良好的應用前景。節能降耗的污水處理技術已成為鄉鎮分散式生活污水處理技術的發展趨勢。

2.農村污水處理技術組合模式

我國農村污水處理技術組合主要有以下三種模式:

第一種模式是MBR或接觸氧化或活性污泥法。污水先進入化糞池,然後進入生物處理單元,最後排入周圍水體回用。農村污水回用較為普遍。

第二種模式是厭氧+人工濕地或厭氧+池塘或厭氧+土地,即厭氧單元在化糞池後使用,經過生態處理後排放到環境中或進入農業使用。

第三種模式是活性污泥+人工濕地、活性污泥+池塘、接觸氧化+人工濕地或接觸氧化+土地處理,即化糞池後採用好氧、曝氣裝置,並增設生態處理單元強化除氮、除磷。

在實際應用中,第一種模式所佔比例最大,達61%)。

在上述三種模式中,MBR處理效果較好,適用於一些水質需求較高的地區,但運作成本相對較高。人工濕地和厭氧技術的運作成本和建造成本很低,但如果綜合考慮,需要增加曝氣過程才能達到更理想的出水效果。

國外應用的分散式污水處理技術

1. 美國

從管理體系和技術要求來看,美國的分散式污水處理在比較完善的框架下運作。目前,美國的分散式污水處理系統主要有以下技術:

化糞池。化糞池和土地處理是國外常用的技術。根據德國調查數據顯示,約32%的污水適合土地處理,其中10-20%不合格。故障原因可能是系統污染了地下水,如:使用時間過長;液壓負載過大;設計和安裝問題;營運管理問題等

砂濾器。砂濾是美國非常常用的污水處理技術,可以達到很好的去除效果。

有氧治療。美國多應用好氧處理,處理規模一般為1.5-5.7t/d,採用生物轉盤法或活性污泥法。近年來,美國也非常重視氮磷利用的有效處理。美國的大部分氮存在於廢水中。透過早期分離來降低後續處理成本非常重要。

此外,還有消毒、去除養分、源頭分離、氮磷去除與回收等。

2. 日本

日本分散式污水處理技術比較有名的就是化糞池處理系統。日本的生活污水來源與我國有些不同。主要依照洗衣廢水和廚房廢水分類收集。

日本的化糞池安裝在不適合管網收集的地區以及人口密度相對較低的地區。化糞池是針對不同的人群和參數而設計的。雖然現在的化糞池正在一代又一代地更換,但仍然以水槽為主。經過AO反應器、厭氧、除氧、好氧、沉澱、消毒等過程後,應該說A化糞池處於正常運作狀態。日本化糞池比較成功的應用不僅是技術問題,而是在完整的法律架構下有較完善的管理體系,形成了比較成功的案例。目前我國已有化糞池的應用案例,應該說東南亞也有市場。東南亞、印尼、菲律賓等國也受到日本分散污水處理政策的影響。馬來西亞和印尼制定了各自國內的化糞池技術規範和指南,但在實踐中這些規範和指南可能不適合其當前的經濟發展狀況。

3.歐盟

事實上,歐盟內部有一些經濟技術已開發國家,也有一些經濟技術落後地區。從經濟發展來看,它們與中國國情相似。在取得經濟突破後,歐盟也努力改善污水處理,並於2005年通過了歐盟小型分散污水處理標準EN12566-3。這個標準應該說是因地制宜、地理條件等,選擇不同的處理技術,主要包括化糞池和土地處理。其他系列標準還包括綜合設施、小型污水處理廠和預處理系統。

4. 印度

在簡單介紹了幾個已開發國家的案例後,我再介紹一下距離我國經濟欠發達地區比較近的東南亞發展中國家的情況。印度的生活污水主要來自廚房廢水。在污水處理方面,化糞池技術目前在東南亞應用最為廣泛。但整體問題與我國類似,就是各類水污染十分明顯。在印度政府的支持下,有效擴大化糞池規模的行動和計畫正在進行中,並制定了化糞池處理和接觸氧化技術的規範。

5.印尼

印度尼西亞位於熱帶地區。雖然農村經濟發展相對落後,但當地居民的生活污水主要排入河流。因此,馬來西亞、泰國、越南等國農村衛生狀況並不樂觀。印尼化糞池的應用佔50%,他們也制定了相關政策,推動印尼化糞池的使用規範和標準。

國外先進經驗

簡單總結一下,已開發國家確實有許多先進經驗值得我國借鏡:已開發國家的標準化體系非常完善且規範,有高效率的營運管理體系,包括專業訓練和公民教育。而已開發國家的污水處理原則是非常明確的。

具體包括:(1)明確污水處理責任,同時國家透過資金和政策支持污水分散處理;制定相應標準,規範和指導分散式污水處理;(二)建立公平、規範、高效率的行政管理及產業管理體系,並保障分散式污水處理的有效發展及長期運作;(三)提高分散式污水設施建設營運規模化、社會化、專業化水平,保證效益、降低成本、便於監管;(4)專業化(5)宣傳教育及公民參與計畫等。

在實際應用過程中,總結成功經驗和失敗教訓,實現我國分散式污水處理技術的永續發展。

蘭托


發佈時間:2023年4月13日