KATSENOVICH 等分析评价了种植有植物的兼性塘长期

点击次数:149   更新时间2019-06-03     【关闭分    享:

  快速城市化在带动经济、社会迅猛发展的同时带来了城市水环境严重破坏的问题,日益激化了水资源供需矛盾。水体污染可分为两大类:点源污染与非点源污染。非点源污染主要是面源污染,是指污染物在降水径流淋洗与冲刷大气的作用下以广域分散的形式进入受纳水体引发的水体污染。PRAKASH等采用遥感和GIS技术建立模型,发现城郊结合部住宅区是硝酸盐污染的最强来源。我国晋江流域非点源氮磷负荷研究发现:非点源氮负荷为12 298.95t/a,主要来自畜禽养殖、农田径流和农村生活污水,其贡献率分别为31.72%、26.38%和17.44%;非点源磷负荷为667.04t/a,主要来自土壤侵蚀、农田径流和农村生活污水,其贡献率分别为43.27%、21.10%和12.25%。另有研究证实中国绝大数流域,如太湖、滇池等,面源中的城郊与农村地区分散性生活污水排放、农田径流等是造成水体污染的主要原因,其贡献率总计超过70%,远高于来自工业生产和城市生活排污造成的点源污染。

  近年来,城市地区环保资金投入巨大,管网不断完善、污水处理厂大批兴建以及相关法律法规逐步完善与落实,城市水体污染控制取得了一定成果,但是黑臭河道整治、景观水复原等仍是较发达东部城市急需解决的问题,而分散式面源生活污水是其重要污染来源。相比于集中式点源污染治理,面源污染治理是一个更加复杂与困难的问题。城市面源生活污水主要是城郊地区与上游农村地带无序排放的生活污水,考虑到这些地区人口居住相对分散,管网建设投资大,采用集中式污水处理厂处理效益不高。因此,探求经济、实效的分散式生活污水处理法成为恢复和维护城市水环境的关键之一。

  针对面源生活污水处理的研究在国外早已展开。美国于20世纪70年代初期开始研究并在公共卫生和环保界达成共识,认为分散式的处理系统将作为一种永久性的处理方法用于分散式面源污染治理,而且近年来也一直致力于提高其处理效率,尤其重视开发和应用就地处理系统。美国约25%的废水采用分散式的处理系统,其中最普遍的分散式处理系统是在化粪池后加一个亚土层过滤系统。挪威鉴于居民房屋分布比较分散且很多是建立在岩石上,无法采用土地渗滤进行污水的就地处理,因而发展了以SBR、生物转盘、移动床生物膜反应器等技术为主,并结合化学絮凝除磷的集成式小型污水净化装置。日本净化槽技术到目前已经发展了50多年,至2005年净化槽的服务人口数约1 093万人。澳大利亚开发了一种过滤和灌溉作物的污水土地处理系统,称为“FILTER”,污水通过灌溉土地处理后得到净化,再利用地下暗管将其汇集和排出。BDOUR等对地中海城市地区可持续的污水处理与回用技术总结中认为,氧化塘、湿地、上流式厌氧污泥反应器和土壤含水层处理技术是最合适的技术。HUG 等认为,分散式处理方式在很多地区能有效替代集中式污水管网和污水处理厂,并且建立了相关模型用于集中监控分散式离线处理方式获得的处理效果。

  我国面源污染研究早期主要对滇池、太湖等进行探索性研究。近年来,众多专家学者也对从外国引进的净化槽技术、FILTER工艺、人工湿地等技术进行了多方探讨和尝试。但是,目前我国大部分城郊及农村地区还没有较完善的分散式污水处理设施,即使是沿海经济较发达的城郊及农村地区,家庭排放的生活污水一般只经过化粪池简单处理,而化粪池无法有效去除污染物,加之下垫面越来越多地被水泥、柏油等覆盖,污染物下渗受到限制,更多的污染物通过汇流进入附近流域的河流或水库。

  在分散式面源生活污水处理方面,江苏省江阴市走在国内前列,于2009年11月确立对无法接管且规划保留的居民点的生活污水,采用高效、低耗、经济和维护简单的污水处理技术。我国城镇、农村经济水平不及西方发达国家,生活习惯的差异造成污水成分差异较大,同时国外对技术产权的保护与限制,使得国内无法直接利用国外现有技术来解决国内面源生活污水处理的难题。目前而言,因地制宜的分散式生态污水处理方法具有处理效果稳定、投资少、管理简单等优点,不仅适合我国当前的国情,而且符合生态化、可持续发展的趋势,得到了越来越多专家学者的认可,被认为是一种极具潜力的处理方法。

  分散式面源生活污水治理主要采用人工湿地、稳定塘和土地处理等3种生态处理技术。

  人工湿地系统在生活污水治理方面的成效已经被国内外众多专家学者证实。吴昊等对四川广元昭化镇人工湿地应用于农村污水中主要污染物去除效果及运行经济性进行了比较分析,表明污水COD、氨氮、总氮、总磷的去除率分别可以达到82.2%、65.7%、55.0%、94.0%,一次投资费用和运行费用都较小。MERLIN 等全面评价位于法国高海拔地区已运行6年的垂直流人工湿地,用于处理边远山区的生活污水,证实该种方法是一种可以用于边缘地区替代常规污水处理方法的生态技术。SOLANO等研究了应用湿地作为长久性方案处理小乡村生活污水,只需经过前期简单去除粗砂、重固体和漂浮物质,单一湿地系统即可作为长期的生活污水处理方法。STEER等研究评价了美国俄亥俄州住宅人工湿地系统处理污水的效能,湿地系统能达到美国环境保护署对于污染物减量化的要求,其中出水BOD低于30mg/L,去除率达到89%;总悬浮固体低于30mg/L,去除率达到79%;每100mL出水大肠杆菌低于1 000个;磷排放质量浓度1mg/L,去除率50%;氮排放质量浓度1.5mg/L,去除率16%。

  国内外专家学者对稳定塘及其与其他工艺结合的联合工艺应用于面源生活污水处理做了不少研究工作。周炜峙等认为,对于部分受地形限制无法纳入城市市政系统的村镇生活污水,采用厌氧水解—稳定塘工艺的出水水质可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级B标准。ZHAO等在稳定塘中增加了人造纤维作为载体,发现有机物、氨氮的去除效果得到了很大的提升,出水水质明显好于单一稳定塘,并且相对稳定。BONOMO等为找到一种可靠、简易、低成本的小型废水处理系统,研究了以浮萍为基础的稳定塘处理村镇或社区污水的效果,TSS 去除率为55%~88%,COD去除率大于75%,但是冬季降至60%,总氮的去除只能在外部曝气的条件下获得,总磷的去除效果不明显。KATSENOVICH 等分析评价了种植有植物的兼性塘长期用于净化处理农村生活污水的效能,系统COD 平均去除率为76%,BOD5为93%,TSS为80%,氨氮为89%,同时发现随着季节的变化,氧化塘中的微生物群落也发生了明显变化。1/3

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