“對于中國農村及分散污水處理系統的建設及運營,不能照搬現有的大型城市污水處理廠模式,而要尋找一個適合我國國情且工藝簡單、設施設備少、維護費用低的系統模式。只有這樣,大批的分散污水處理裝置及系統才能建得起,用得上,管得住。”這是江蘇力鼎環保工程有限公司副總工程師徐路遙對農村污水處理的工藝選擇及運行方式的理解。許多從事過農村污水治理工程實踐的業內人士都有此同感。
談到農村污水處理技術選擇,中國人民大學環境學院副院長王洪臣表示,不能建一批不能運行或不好運行的花架子設施。農村污水治理的客觀要求可以概括為3點:第一,簡單;第二,抗沖擊負荷;第三,低能耗。
遠程監控實現區域管理
據介紹,采用物聯網技術遠程監控,可實現對分散的農村污水處理設施的區域管理。通過遠程監控系統,使現場專業保障人員值守變為無人值守模式,技術保障由一般人員服務變為專家遠程服務模式,實現分散污水設施的集中管理,可最大程度減少現場對專業人才的需求,也解決了農村污水處理運行專業技術人員供不應求的實際問題。
為便于監測,污水處理站的檢測及控制方法要做一系列調整:一是將變量(水質、水量)轉換為常量。為減少系統變量,利用調節池及定量提升泵對氧化單元實施定量供水,在需要時通過遠程進行回控調整,這就使進入氧化池的水質、水量由變量變成了常量,系統變得簡單了。二是將直接檢測轉換為間接檢測——通過SS(活性污泥濃度)估算進出水COD、BOD。找出生活污水中SS與COD、BOD的關系,建立數學模型,為現場快速檢測及工藝參數遠程調整提供基本參考依據。三是通過分析大氣溫度與氧化池水溫之間的關系曲線,提前預測在氣溫變化時水溫的高低,并通過遠程監控系統,適時進行工藝調整,即使冬季也能保持穩定的處理效果。四是將直接控制轉換為間接控制——對溶解氧的直接監控轉換為對風機運轉時間的控制。通過測定溶解氧的衰減曲線,決定風機間歇供氣的時間,降低能耗,必要時可通過調整風機運行制度,間接進行溶解氧遠程回控。這種過程控制的遠程監控系統適用對象可以是政府環保管理部門、科研及工藝設計人員、水處理系統運行人員。
因地制宜選擇處理模式
農村生活污水來源包括:沖廁污水、廚房廢水、洗浴廢水、清掃廢水、家庭畜禽養殖廢水。抽樣調查和測算結果表明,農村污水排放有多種方式,主要以直接排放為主,占61.85%,網管收集后排放的占33.75%,處理后排放的只占18.3%。可見農村生活污水直排量大,處理程度低。但由于農村庭院、農田對一般生活污水和糞尿的消納,其排放系數一般為0.3-0.6之間,遠低于城鎮。
由于農村污水排放量、排放方式地區的差別性很大,因此處理技術的選擇和處理設施運行管理要點也是不同的。目前的技術指導(分地區)也多為原則性的,需要更多的成功實例做為可操作的工程范本。
在我國,目前鄉鎮小型污水處理廠工藝單元多采用氧化溝、生物膜單元和人工濕地等生態單元組合;村落小型分散式污水處理設施工藝單元采用:人工濕地、自然處理系統、一體化污水處理設施。它們的共同特點是:工藝運行簡單穩定、投資少、管理要求水平低。
有序治理達標排放
目前我國農村污水排放沒有統一的標準和作為污染物減排的參照。這樣一來,也就失去了對農村地區污水處理效果的評價標準。環保考核目標難以統一。由于農村生活污水處理設施在建設規模、工藝選擇及運行管理方面與城市污水處理設施的較大差異,鑒于此,中國環境科學研究院研究員夏訓峰提出,農村地區的污水排放標準不宜完全按照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》執行,應制定適合農村實際情況的生活污水排放標準。
已頒布并正在執行的水污染物排放標準約35部,其中僅寧夏回族自治區和福建、江西兩省出臺了農村生活污水排放標準。浙江、江蘇、湖北、北京等省市出臺的地方農村生活污水處理實用技術指南、技術導則規定中的標準,涉及到農村地區污水處理的調節池、污水凈化沼氣池、人工濕地、穩定塘的相關規定。
從已公布的地方標準來看,各地有各地的特點:有的地區標準對污染物排放主要指標(COD總氮、總磷)制定了新的排放限值,根據受納水體的不同,分別采取一級、二級和三級標準。幾級標準均低于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》同級限值,三級標準出水主要用于農田灌溉。有的地區排放標準中并沒有對各項指標制定新的標準限值,而是根據農村經濟水平和受納水體的不同,提出應該參照哪個標準執行。還有的地區并沒有考慮農村經濟水平,而是以標準實際執行的難易程度而制定本地區農村污水排放標準。
有專家指出,農村生活污水排放標準的制定要充分考慮農村地區技術經濟和管理水平以及消納渠道,在指標選取上以營養物為主,其他次要指標從簡控制;明確區分分散式和集中式兩種處理模式的劃分依據,并針對分散處理和集中處理模式進行標準分級,同時對集中治理按照排水去向進行分級。