生活污水處理方法范文
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篇1
【關鍵詞】農(nóng)村;生活污水;處理技術方法
我國農(nóng)村每年產(chǎn)生的生活污水量比較大,并且根據(jù)相應的調(diào)查結果表明,農(nóng)村生活污水絕大多數(shù)未經(jīng)過科學的處理,沒有安裝相應的污水處理系統(tǒng)與排水處理系統(tǒng),農(nóng)村的生活污水基本上都是隨意排放,進而給農(nóng)村的環(huán)境帶來了嚴重的污染,因此,需要對其污水處理技術的方法加強研究,這對于農(nóng)村的發(fā)展來將有著重要的現(xiàn)實意義。
一、農(nóng)村生活污水處理的現(xiàn)狀
1、自然處理
我國農(nóng)村生活污水一般包含人們的糞便、廚房以及家庭清潔或者是生活垃圾等產(chǎn)生的污水,人們對這些生活污水進行處理時,經(jīng)常是按照土壤、植物、微生物的相互作用對其進行處理,這種處理方式屬于一種自然處理,是通過土壤、植物的過濾與吸收作用,結合微生物的分解作用,對生活污水進行凈化。但是這種自然處理技術,在排水時生活污水都是未經(jīng)過任何處理,就直接排放到了地面、下水道以及河流中,對水源造成了嚴重污染[1]。
2、生物處理
因為近年來農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提升,原來自然處理生活污水的方式也得到了進一步優(yōu)化,人們開始利用生物處理技術來對生活污水加以凈化,主要就是利用微生物的特有的新陳代謝功能,將生活污水中的有機物清除掉。但是在利用生物處理之后,人們還是將生活污水直接用于農(nóng)業(yè)灌溉,并沒有再做進一步處理,加之生物處理技術的不成熟,未將污水凈化徹底,導致水體中的微生物與有機物嚴重超標。
二、農(nóng)村生活污水處理技術選用原則
1、因地制宜
在農(nóng)村開展生活污水處理,必須要結合該區(qū)域的實際情況,選用合適的處理技術。農(nóng)村地區(qū)的人口、地形、地質(zhì)、氣候以及經(jīng)濟水平等,因地域地理位置的不同,存在很大差別,所以在選用污水處理技術時,也應當因地制宜的選用合適的處理技術。例如,用地比較受限、經(jīng)濟比較發(fā)達的農(nóng)村地區(qū),可以選擇應用好氧與厭氧相組合的處理設備,而針對氣候條件良好、用地也比較充足的農(nóng)村地區(qū),可以選用穩(wěn)定塘與人工濕地等處理技術[2]。
2、管理簡易
當前我國農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟雖然已經(jīng)有了很大改善,但是在技術方面還存在欠缺。例如,在農(nóng)村建設起處理生活污水的基礎設施,由于專業(yè)技術的匱乏,使其在建成之后不能正常得以應用,更不要說能夠?qū)ζ溥M行科學的管理了。所以,農(nóng)村生活污水處理技術方法在選用時,一定要遵循管理簡單容易的原則,這樣才能真正發(fā)揮出污水處理技術的作用。
3、花費造價低
當前我國很多農(nóng)村地區(qū)針對生活污水處理并不重視,同時針對其成本造價也缺少相對穩(wěn)定的經(jīng)費來源,例如,很多農(nóng)村地區(qū)在進行生活污水處理時,經(jīng)常會選用好癢處理技術,但是該項處理技術運行所需的成本費用太高,因此勢必會在應用時受到資金的限制。所以,在開展農(nóng)村生活污水處理時,應盡可能選用花費造價低的處理技術,將污水處理的能量消耗降到最低。
三、農(nóng)村生活污水處理技術方法
1.1生物處理技術
1.1.1沼氣池
在農(nóng)村建設沼氣池,可以起到凈化污水的作用。建立沼氣池可以是幾戶居民一起建立,或者是單戶居民自己建立,布置相對比較靈活,農(nóng)村生活污水通過這種沼氣池凈化之后,能夠有效改善水質(zhì),甚至可以達到國家規(guī)定污水排放的二級標準。
1.1.2生物濾池
這里的生物特指厭氧生物,濾池的結構與氧化池非常相似,唯一的區(qū)別在于生物濾池的池頂是密封的。生物濾池還有其他方面的優(yōu)勢,如,前期投資較少,不用花費過多經(jīng)費,進行維護的工作人員不需要過硬的專業(yè)技術,因此在農(nóng)村得到了廣泛應用[3]。
1.2好癢處理技術
1.2.1氧化法
氧化法具體是指生物接觸氧化法,它是由生物濾池經(jīng)過改良之后得到的一種新型處理技術,實際操作簡單方便,因此比較適合在農(nóng)村進行推廣使用。我國各區(qū)域由于環(huán)境與地理位置的不同,在溫度、經(jīng)濟水平以及出水率等方面也存在很多差異,所以針對農(nóng)村氣溫比較低、出水較難以及用地受限的農(nóng)村地區(qū),可以推廣應用氧化法。
1.2.2蚯蚓生物濾池
蚯蚓生物濾池就是利用了蚯蚓的特性,提升了土壤的通氣性與透水性。這種污水處理技術是一種低耗能、高效率的處理技術,能夠有效去除生活污水中的污染物,減少污泥的產(chǎn)生率。在很多農(nóng)村地區(qū)開展應用蚯蚓生物濾池,實際上有很大優(yōu)勢,因為蚯蚓在農(nóng)村的農(nóng)田中比較常見,所以該項處理技術相比于其他處理技術,存在一定的優(yōu)勢,可以大量推廣應用,已解決農(nóng)村生活污水的處理問題。
2、生態(tài)處理技術
2.1人工濕地
人工濕地這種處理技術主要是對自然濕地進行模擬,利用自然環(huán)境中的植物、微生物以及基質(zhì)之間的協(xié)作,對生活污水進行有效處理。人工濕地是通過土壤與填充料組合而成,在床表面種植上水生植物,使其構成一個簡易的生態(tài)系統(tǒng)。
這種處理技術對農(nóng)村生活污水進行處理,能夠達到非常好的凈化效果,同時人工濕地的構建也比較簡單,管理起來較為容易,不用花費過多費用,雖然會占用較大的土地面積,但是能夠起到良好的環(huán)境效益,因此適合居住較為集中、經(jīng)濟水平較低、土地資源充足的農(nóng)村地區(qū)。
2.2穩(wěn)定塘處理技術
穩(wěn)定塘在人們的整修下設置了圍堤與防滲層,通過水生物的特有的凈化功能,對生活污水起到一個凈化作用。穩(wěn)定塘在修建時不會花費過多費用,使用時成本較低,沒有污泥處理,但是卻需要占用大面積的土地,很容易受到氣候變化的影響,因此,農(nóng)村地區(qū)想要使用該種處理技術,還需要考慮本地區(qū)的實際情況。
結束語:
通過上述內(nèi)容,我們從中可以看出,農(nóng)村生活污水處理技術的選用與研究,都應當結合農(nóng)村地區(qū)的實際情況,考查農(nóng)村地區(qū)的地理環(huán)境以及經(jīng)濟水平,對于農(nóng)村住戶較為分散的地區(qū),可以建議人們使用沼氣池對生活污水進行處理,對于住戶比較集中的地區(qū),可以建議人們使用生物濾池或者是穩(wěn)定塘等對污水進行處理。選用正確、合理的污水處理技術,有助于提高農(nóng)村人們的生活質(zhì)量。
參考文獻:
[1]王志強,李黎,羅海霞,陳文清. 農(nóng)村生活污水處理技術研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學,2012,05:2957-2959.
篇2
關鍵詞:生活污水;處理方式;回收利用;
中圖分類號:C35文獻標識碼: A
前言:
由于我國城市化進程的快速發(fā)展,城鎮(zhèn)人口急劇增加,加上我國過去過多地把環(huán)境污染防治的重點放在工業(yè)污水污染防治上,城市生活污水的污染防治相對滯后。本文簡單介紹了城市生活污水的來源和主要特點,并針對處理方法及回收利用途徑進行了以下綜述:
一、城市生活污水的來源和主要特點
生活污水主要來自家庭、商業(yè)、機關學校、旅游服務業(yè)及其他城市公用設施。城市生活污水污染物含量主要是有機物,如淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素、糖類、礦物油等,其中COD (化學需氧量)、BOD(生化需氧量)、TKN(凱氏氮)、TN(總氮)、TP(總磷)也較高。生活污水經(jīng)一級物理處理、二級生化處理后COD、BOD、TKN、NH3一N等大幅度降低,但TN、TP仍較高,排入水體后易造成水體的富營養(yǎng)化,使藻類大量生長繁殖,造成赤潮和水華。20世紀下半葉,地表水的富營養(yǎng)化問題凸現(xiàn)出來。富營養(yǎng)化表現(xiàn)為由于排放入河流的氮(N)和磷(P)引起的藻類及其他水生植物大規(guī)模的爆發(fā)。到60年代人們已清晰地意識到為了限制富營養(yǎng)化必須去除污水中的氮、磷。污水氮、磷去除的實際需要,使二級生物處理技術進入了具有除磷脫氮功能的二級生物處理階段?,F(xiàn)代的城市污水處理廠的處理對象,不僅包括COD、BOD和SS,還有氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),這就要求在同一個污水處理系統(tǒng)中同時具備多種功能。
二、城市生活污水的構成及危害
城市生活污水與工業(yè)生產(chǎn)所做的污水不同,城市生活污水是指人類日常生活中所排放的污水的總稱。城市生活污水具有排放量大、污染類別多的顯著特征。其來源渠道是家庭、商業(yè)以及城市公共設施等,主要是由洗滌污水以及糞便構成的。城市每人每日排出的生活污水量大約為150L―400L,其質(zhì)量與人們的生活水平有著密切的關系。
生活污水的主要污染物是有機物,比如淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)、糖類、礦物油以及纖維素等物質(zhì),其中化學需氧量、生化需氧量、總氮、總磷以及凱氏氮的量比較高。生活污水通過污水處理廠的一級物理處理和二級生化處理之后,極大地降低了生化需氧量、化學需氧量、凱氏氮以及氨氮的量,但是總氮、總碟還是比較高。
一旦含氮量和含磷量比較高的污水排入到自然界中,容易引起水體的富營養(yǎng)化,從而造成藻類的大量生長繁殖,情況嚴重時甚至會引發(fā)赤潮和水華。氮和磷有助于促使藻類植物大量生長和繁殖,但當藻類大量死亡時,容易造成水體腐敗發(fā)臭,致使水質(zhì)惡化,嚴重污染環(huán)境。
三、生物處理方法及其應用
污水生物處理過程是指利用微生物的新陳代謝把污水中存在的各種溶解態(tài)或膠體狀態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害化物質(zhì)。按照處理過程中有無氧氣的參與,污水的生物處理技術可分為好氧處理工藝和厭氧處理工藝;按照污水處理生物反應器中微生物的生長狀態(tài),污水的生物處理技術又可分以活性污泥為代表的懸浮生長工藝和以生物膜法為代表的附著生長工藝。其中厭氧處理工藝和生物膜法較為常用。
1.生物膜法處理技術
生物膜法是與活性污泥法并存的另一種生物處理工藝,是一類生物處理方法的總稱。在生物膜法中,微生物依附在載體表面,生長形成膜狀,當污水流經(jīng)過載體的表面以及在與生物膜進行接觸的過程中,微生物則會吸附、穩(wěn)定廢水中的有機污染物并且將其轉(zhuǎn)變?yōu)镠2O、CO2、NH3等物質(zhì),最終達到凈化污水的目的。與傳統(tǒng)活性污泥法相比,生物膜法具有微生物相多樣化,生物的食物鏈長,并能存活世代時間較長的微生物等優(yōu)點。而且其微生物量多,處理能力大,凈化功能也能顯著提高。生物膜法耐沖擊負荷,對水質(zhì)、水量變動具有較強的適應性,并能處理低濃度的廢水;污泥沉降性能良好,易于固液分離;剩余污泥產(chǎn)量少,降低污泥處理與處置費用;易于運行管理,減少污泥膨脹等問題。但生物膜法也存在一些缺陷,比如需要較多的填料和支撐結構,在不少情況下基建投資超過活性污泥法,而且其出水常常攜帶較大的脫落的生物膜片,大量非活性細小懸浮物分散水中使處理水的澄清度降低等。但綜合比較來看,生物膜反應器還是有著活性污泥法等其他處理工藝不可代替的優(yōu)勢。
2.厭氧處理工藝
厭氧處理工藝具有反應器體積小,規(guī)模靈活,工藝簡單,耗能低(僅為好氧工藝的10%~15%),產(chǎn)生的污泥量小(為好氧工藝的10%~l5%),處理過程中對營養(yǎng)物的需求低等多種優(yōu)點,是城鎮(zhèn)生活污水處理的首選方法之一。但是,城鎮(zhèn)生活污水中較低的污染物濃度,則成了傳統(tǒng)厭氧處理工藝在城鎮(zhèn)生活污水處理中廣泛應用的首要限制因素。為了解決這一技術難題,人們對傳統(tǒng)厭氧處理工藝進行了長期的各種改進試驗。改進后的厭氧處理技術在處理低濃度城鎮(zhèn)生活污水時,無論是在試驗室水平還是在應用水平上,均取得了重要突破。為城鎮(zhèn)生活污水處理提供了一種新途徑,但是否完全可行,有待進一步研究。
四、城市生活污水的發(fā)展趨勢
隨著未來經(jīng)濟城鎮(zhèn)化的發(fā)展,生活污水將會產(chǎn)生得更多,而人們因為自己的生存環(huán)境和健康問題,必須要有優(yōu)質(zhì)的水源,這將成為一個迫在眉睫不能不去解決的問題。因此對未來怎樣作好生活污水的處理,要作好一個初步估計的整體規(guī)劃,然后根據(jù)實際的需求作好回收利用。
1. 作好管網(wǎng)的規(guī)劃工作
要作好城市污水處理的工作,就要進行長期規(guī)劃和短期規(guī)劃兩項規(guī)劃。從長期的規(guī)劃來看,要能滿足未來日益增多的生活污水處理的需要;從短期來看要能滿足目前生活污水處理的需要。如果只顧長期,則有可能出現(xiàn)設備閑置的現(xiàn)象造成浪費;而如果光顧短期,則未來的設備根本無法滿足幾年后的需要,也造成設備的浪費。只有做好兩方面的規(guī)劃才能使生活污水處理有效率地進行。
2. 逐步作好管網(wǎng)配套工作
生活污水的處理,不僅僅要在新的污水處理廠中進行,對舊的污水處理廠處理生活污水的能力也要逐步的改善,這才能滿足生活污水處理的需求。因此,要摸清目前污水處理廠中設備的情況,逐漸恢復已經(jīng)破損的設施。而管網(wǎng)不配套,這是污水處理效率不高的一個重要原因,那么可以根據(jù)主干管道的情況,進行分區(qū)域,然后按實際情況對每片區(qū)域做好舊管分流改造的計劃。
3.對生活污水進行集中處理
生活污水在排水管道排放,最后在污水處理廠進行處理,這是目前生活污水處理的方式。然而,這不一定是最有效率的對污水進行集中處理的方式,那么,可以根據(jù)各種實際情況,對生活污水進行截流,使生活污水能夠更加集中,然后直接送進污水處理廠,那么即降低了運營成本又能提高污水處理的效率。
總結:
就目前的狀態(tài)來說,生活污水處理之所以非常困難,與對污水處理態(tài)度不夠、處理效率不高、設施管理不夠、資金投入不夠等各方面都有關系,而重點,還是要對生活污水處理有一個重視的態(tài)度,并加大資金的投入,這才是使生活污水處理能得到有效處理的根源。再然后,通過做好摸索設施的改進、加強設施的管理、提高管理水平等方面的工作,才能真正達到目的。
參考文獻:
[1] 李閆何景萍生活污水處理技術特點與工藝分析黑龍江科技信息2011(5).
篇3
【關鍵詞】城鎮(zhèn)生活污水;處理技術;難點;應用
水是人類生存和發(fā)展過程中不可或缺的一種資源,對人們的生活有非常重要的影響。但是,水資源的合理利用以及污水處理方面的問題一直未受到人們的充分重視,很多人沒有認識到污水排放的危害,隨意排放未經(jīng)處理的污水,使污水的排放量居高不下,嚴重破壞著人們的生態(tài)環(huán)境,也影響了人們的身體健康,這是與可持續(xù)發(fā)展的理念相違背的。因此,我們必須認識到污水處理技術的重要性,在城鎮(zhèn)中大力推廣和應用污水處理技術,更好地解決目前城鎮(zhèn)發(fā)展過程中遇到的水資源污染的問題,改善水質(zhì),提高對生活廢水的處理率,為城鎮(zhèn)人民提供更安全、更可靠、更清潔的水資源。
1.城鎮(zhèn)生活污水的影響
在城鎮(zhèn)中,水資源的主要污染源是生活廢水,這也是水污染治理工作中的難點所在。隨著我國科技水平的不斷提高,人們對水資源的要求也越來越高,不斷進步的生活方式和生活要求需要使用大量的化學用品,這些化學消費品一旦被排放到水中,將會對水資源造成惡劣的影響。當前,城鎮(zhèn)生活污水的成分越來越復雜多樣,處理的難度也在不斷加大,這給污水處理技術的使用造成了一定的困難,必須不斷改善污水處理技術,否則將會對環(huán)境產(chǎn)生很大的破壞作用。此外,在很多城鎮(zhèn)生活廢水中,還摻雜著一定數(shù)量的工業(yè)廢水,這使得城鎮(zhèn)生活污水的成分越來越復雜,也加大了生活污水的處理難度。工業(yè)污水和生活廢水在處理難度和處理要求上存在著很大的差異,以往被認為容易處理的生活污水,現(xiàn)階段在處理難度和處理技術方面都發(fā)生了很大的變化,必須采用較為先進的處理方法和處理措施才能夠滿足城鎮(zhèn)發(fā)展的需要,降低城鎮(zhèn)生活污水的危害。
根據(jù)相關專家的統(tǒng)計,生活污水由于形成的原因不同,在處理難度和處理方法上有很大的差異,必須分別采取有針對性的措施,才能夠妥善地處理。例如,經(jīng)衛(wèi)生間排出的廢水就與普通的生活廢水有很大的不同,它在對環(huán)境的污染方面危害更大,一些污染成分的含量也更高。衛(wèi)生間廢水通常在晚上較為集中,有著相對穩(wěn)定的排放時間。再比如,廚房里的廢水也有著較高的污染成分,污水處理的難度和要求也比較高,很多城鎮(zhèn)的污水處理技術在廚房廢水的排放高峰期無法滿足污水處理的需要,相關的設備和處理技術需要進一步完善,這樣才能滿足城鎮(zhèn)生活污水處理的需求。總而言之,城鎮(zhèn)生活污水的排放與城鎮(zhèn)居民的生活規(guī)律息息相關,因此,在污水處理方面,需要與當?shù)鼐用竦奶攸c和排放規(guī)律相結合,只有這樣才能因地制宜,使污水處理技術更符合當?shù)爻擎?zhèn)生活的要求。
2.城鎮(zhèn)生活污水處理的難點
當前,根據(jù)城鎮(zhèn)生活污水處理要求的變化,城鎮(zhèn)生活污水處理技術在發(fā)展過程中遇到的難點問題主要表現(xiàn)在:
2.1污水的成分越來越復雜,危害程度更大
隨著城市化進程的不斷加快,城鎮(zhèn)生活廢水的排放量也在逐步加大,這些生活污水中有很多復雜的成分,在處理難度上有很大的變化,由于這些污水的成分發(fā)生了較大的變化,對于環(huán)境的影響和作用也越來越大,一旦處理不好,將會對環(huán)境造成非常惡劣的影響。因此,必須不斷改進和完善已有的污水處理設施和處理技術,不斷引進和推廣新型的、先進的污水處理技術,滿足城鎮(zhèn)生活污水處理的需求,并確保這些污水處理技術具有很強的可行性和可操作性,相關設備能夠正常運行。但是,很多城鎮(zhèn)的污水處理技術還存在著很多問題,不能滿足現(xiàn)階段污水處理的要求,在處理技術和處理設備方面還有待改進。
2.2污水處理方法和技術的選擇受當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平的制約
污水處理方法和處理技術的應用,需要一定的經(jīng)濟條件做支持,這也是提高城鎮(zhèn)生活污水處理技術的基礎條件。但是,由于城鎮(zhèn)的發(fā)展程度和經(jīng)濟水平方面存在著很大的差異,很多城鎮(zhèn)的經(jīng)濟條件不足以購買先進的污水處理設備,在人力、物力和財力方面都很有限,這就限制了污水處理技術在這些城鎮(zhèn)中的發(fā)展。
2.3很多污水處理方法和處理技術在實施起來有一定的難度
當前,我國污水處理的技術水平還不夠高,與國外其他發(fā)達國家相比還存在著很大的差距。很多污水處理技術未經(jīng)受過實踐的檢驗,只是在實驗室中顯示出了一定的效果,但是在具體應用中可能會受到其他因素的影響,在實施起來可能達不到預先的設想。
2.4受自然條件的影響較大
污水處理設備和技術的應用,與城鎮(zhèn)當?shù)氐淖匀粭l件也有著很大的關系。在應用處理技術和處理方法的過程中,容易受到自然條件的影響。例如,溫度、風力和土壤等方面,都可能會對污水處理的效果產(chǎn)生負面影響,進而使污水處理技術不能充分發(fā)揮作用。
3.污水處理技術在城鎮(zhèn)污水處理中的應用
3.1膜分離技術在城鎮(zhèn)污水處理中的應用
現(xiàn)階段,隨著科學技術水平的發(fā)展,膜分離污水處理技術也得到了快速的發(fā)展,在很多污水處理上發(fā)揮了很大的作用。這種技術在處理污水方面有其獨特的優(yōu)點,主要采用微濾的方法或者是超濾的方法,對污水中難以降解的微生物進行處理,可以對生活廢水中的微粒以及其他的化學因子進行有效的降解,并且能夠防止這些微粒附著在管道內(nèi)或者是其他污水排放設施內(nèi),提高污水處理的質(zhì)量與水平。經(jīng)實踐證明,這種污水處理技術可以有效處理城鎮(zhèn)污水中的膜污染,將廢水中難以去除的微粒進行清除。
3.2強化一級處理技術在城鎮(zhèn)污水處理中的應用
與其他污水處理技術相比,強化一級污水處理技術也有著非常明顯的優(yōu)勢,是一種不可替代的污水處理方法。此外,這種污水處理技術還有著簡便、經(jīng)濟、成本低的特點,能夠有效降低污水中的懸浮固體,使處理過的污水能夠達到排放的標準,這種方法可以結合其他方法共同使用,會發(fā)揮更好的效果。但是,在利用這種方法的過程中,要注意其中的難點問題。在處理污泥方面一直是困擾著這一技術的難題,如何有效地處理其中產(chǎn)生的污泥,如何將這些污泥資源化,是目前需要解決的問題。
3.3生物處理技術在城鎮(zhèn)污水處理中的應用
這種技術是一種新型的污水處理技術,可以充分發(fā)揮微生物的作用,利用新陳代謝的原理將污水中難以處理的物質(zhì)降解為無害的物質(zhì)。根據(jù)生物處理技術要求的差異,我們可以將生物處理方法劃分為多種類型,需要根據(jù)不同技術的特點和污水處理的要求合理選擇。例如,對于厭氧處理技術來說,最大的優(yōu)勢在于操作簡便,對于能源的消耗也比較低,可以有效處理城鎮(zhèn)生活污水中的低濃度的水,但是這種處理技術需要克服對溫度的要求,否則就會增加成本投入,限制這一技術的推廣與使用。
4.結語
水資源對人類來說是一種珍貴的資源,是一種不可再生的資源,如何做好水資源的循環(huán)利用和重復利用才是解決城鎮(zhèn)生活污水的治本之策。為此,應當加強對城鎮(zhèn)生活污水資源化的研究,使生活廢水得到有效的轉(zhuǎn)化,使這些廢水能夠再次利用。此外,應當注意污水處理過程中對于人們身體健康的影響,確保污水處理技術不會對環(huán)境造成影響。
【參考文獻】
[1]安寧寧.城市生活污水處理技術趨勢[J].天津化工,2009(05).
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關鍵詞:農(nóng)村;生活污水;處理;現(xiàn)狀
1.前言
農(nóng)村生活污水是農(nóng)村居民活動排放的生活污水(人糞尿、洗滌洗浴廚用后廢水等)。農(nóng)村生活污水的處理技術,簡單地說,指為使排入某一水體的污水達到再次利用的水質(zhì)要求,而通過一定的科學方法將污水中對生活或環(huán)境有害的物質(zhì)進行清除、降解或無害化處理,使這些污水變成能夠再被人們利用的技術。目前,國內(nèi)外的專家學者對農(nóng)村生活污水的處理方式進行了許多有益研究與探索。
2.國外農(nóng)村生活污水處理技術研究現(xiàn)狀
目前,全歐洲已有1萬多處,北美有2萬多處人工濕地污水處理系統(tǒng),亞洲、澳洲和拉美也在興建越來越多的人工濕地污水處理系統(tǒng)并投入使用。在歐洲農(nóng)村有許多個人工濕地污水處理反應器正在運轉(zhuǎn),規(guī)模小的僅處理一家一戶排放的污水,例如別墅區(qū)建筑,濕地面積僅40m2。
日本和瑞典的專家提出了基于循環(huán)理念的生態(tài)衛(wèi)生(Ecosan)處理模式即進行尿液分離、糞便的限制儲存和無害化處理,并循環(huán)利用尿液和無害化的糞便將其養(yǎng)分回歸土壤。它強調(diào)生活污水應視為資源通過物質(zhì)流循環(huán)加以綜合利用。
韓國農(nóng)村水污染控制主要采用生物膜法(34%),這與生物膜法管理方便、出水水質(zhì)較穩(wěn)定、污泥產(chǎn)量低等有關。此外,還有高效組合工藝、深度處理工藝、序列間歇式活性污泥法(SBR)、A/O法和土地處理工藝。針對水資源緊缺的現(xiàn)狀,仍約有14%的韓國農(nóng)村污水處理設施對污水進行深度處理,以滿足回用的要求。
3.國內(nèi)農(nóng)村生活污水處理技術研究現(xiàn)狀
近年來,隨著和諧社會理念的提出和新農(nóng)村建設的推廣,國內(nèi)也對農(nóng)村生活污水處理技術進行了許多卓有成效的研究。
(1)以厭氧發(fā)酵為核心的生物處理技術
污水中的大部分有機物經(jīng)厭氧發(fā)酵達到凈化目的,常用的有生活污水凈化沼氣池、地埋式無動力生活污水處理裝置和厭氧折板濾池等。
鄭戈等研究認為:生活污水凈化沼氣工程具有投資分散、易于建造、不專門占用土地、運行不耗能和具有較好的社會效益等特點,是現(xiàn)今適合我國國情的一條分散處理中小城鎮(zhèn)居民生活污水的有效途徑。
浙江、江蘇大力發(fā)展以沼氣為紐帶的各類生態(tài)模式來處理小城鎮(zhèn)生活污水,實行種養(yǎng)業(yè)有機結合,重點推廣“一池三改”戶用沼氣,“豬-沼-菜(漁、林果)”生物鏈工程,使農(nóng)民的基本生活、生產(chǎn)單元內(nèi)部的能源、物流實現(xiàn)生態(tài)良性循環(huán),取得了良好的效果。
埋地式生活污水凈化裝置是1996年度國家環(huán)保最佳實用技術A類產(chǎn)品。1992年以來,在江蘇、上海、廣東,湖北、安徽等地區(qū)廣泛推廣使用,取得了一定的社會環(huán)境效益。該裝置具有合理的工藝流程,主要技術特點顯著,采用A/O法污水處理工藝流程,以獨到的配水和通氣系統(tǒng),獲得了良好的污水處理效果,與傳統(tǒng)的化糞池工藝相比具有更多的實際功用。它還具有投資省、效果好的優(yōu)點。
劉操等對厭氧折板濾池在農(nóng)村生活污水處理效果研究表明:常溫下啟動厭氧折流板濾池處理農(nóng)村生活污水是完全可行的。
(2)以土地處理為主的處理技術
該技術是利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理有效處置污水,常用的有人工濕地處理系統(tǒng)、慢速土地滲濾處理系統(tǒng)等。污水土地處理系統(tǒng)與其它污水生物處理技術相比具有投資省、節(jié)能、運行費用低 等優(yōu)點,并且,污水在被處理的同時作為一種資源被加以利用。
人工濕地處理系統(tǒng)運行簡單,處理效果良好,不僅能去除有機物,而且能除磷脫氮和去除重金屬,在資源條件許可的條件下是一種十分可行的污水處理方法。該方法在我國的北京、深圳和天津等地有應用實例,效果良好。
白永剛等對太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水采用自然凈化原理,滴濾池與人工濕地相結合的技術進行處理,認為該技術具有投資低、能耗和運行成本低、管理簡單等特點,同時考慮了資源化的方向,比較適合農(nóng)村地區(qū)的實際情況。
姜立暉等認為:我國農(nóng)村應因地制宜地采用多元化的污水處理模式。選擇工藝模式時要考慮:滿足當前達標處理與今后再生利用需要;處理技術經(jīng)濟適用;運行操作簡便,日常維護管理簡單。認為可以采用人工濕地、穩(wěn)定塘、土壤滲濾等幾種適合農(nóng)村實際的污水處理工藝技術。
(3)好氧處理技術
MBBR(好氧移動床生物膜反應器)是國家農(nóng)業(yè)部在上世紀80年代初從意大利引進的專用于農(nóng)村水污染治理的一種高效污水處理技術。張亮等對其處理效果研究表明:處理效率高、能耗低、出水水質(zhì)穩(wěn)定、耐沖擊負荷能力強、結構緊湊、體積小、不需要污泥回流、不發(fā)生堵塞、不需要反沖洗、維護管理相當簡單,尤其適用于農(nóng)村生活污水的處理,具有廣泛的應用前景。
4.結語
我國農(nóng)村數(shù)量多、規(guī)模小、集聚散、地形雜,農(nóng)村污水處理設施的建設受村莊的分布狀況、經(jīng)濟水平、技術力量、生活方式等許多因素的影響,不可能按照統(tǒng)一的固定模式處理村莊的生活污水。
參考文獻:
[1] 李偉國, 劉建鋒, 梁師俊. 浙江省農(nóng)村生活污水處理技術的選用原則與處理模式[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展. 2008(5): 81-86.
[2] 星. 運用人工濕地技術治理水環(huán)境污染[J]. 寧波通訊. 2006(8): 22-23.
[3] 吳文學, 郝陽, 張利偉等. 中國農(nóng)村小型分散式污水處理系統(tǒng)研究[J]. 能源及環(huán)境. 2006(19): 56-57.
[4] 潘濤, 王涵. 生態(tài)衛(wèi)生(Ecosan )-生活污水資源化利用理念及其應用[J]. 甘肅科技. 2003, 19(07): 8586.
[5] 農(nóng)村污水處理國際研討[J]. 中國建設信息. 2006(09): 1718.
[6] 周律, 李秉浩, 李佳. 韓國農(nóng)村排水系統(tǒng)的建設和管理[J]. 環(huán)境污染與防治. 2009, 31(6): 89-9195.
[7] 鄭戈, 李景明, 劉耕. 生活污水凈化沼氣工程在新農(nóng)村建設中的作用與發(fā)展對策[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2006, 22(10): 268-270.
[8] 陳新和. 大力實施"三清"工程扎實推進生態(tài)農(nóng)業(yè)縣建設[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展. 2005(6): 57.
[9] 劉操, 何剛, 廖日紅. 厭氧折板濾池處理農(nóng)村污水研究[J]. 化學工程與裝備. 2010(1).
[10] 曹杰. 人工濕地對農(nóng)村生活污水的處理效果研究[D]. 浙江大學, 2007.
[11] 白永剛, 吳浩汀. 太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水處理技術初探[J]. 電力環(huán)境保護. 2005, 21(2): 44-46.
篇5
[關鍵詞]生活污水;技術
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)20-0369-01
一、概述
由于社會經(jīng)濟的發(fā)展,人類對潔凈水的需求量不斷增加,合理利用現(xiàn)有水源,保護現(xiàn)有水源不受污染,治理生活和工業(yè)廢水以及污水回用,不僅是我國城鄉(xiāng)面臨的當務之急,而且是當今世界性問題。由于我國城市化進程的快速發(fā)展,城鎮(zhèn)人口急劇增加,加上我國過去過多地把環(huán)境污染防治的重點放在工業(yè)污水污染防治上,城市生活污水的污染防治相對滯后。隨著城市污水排放量增加,環(huán)境基礎設施建設又跟不上城市化發(fā)展速度,致使城市生活污水成為水污染的一個重要來源。因此,如何處理城市生活污水是一個值得關注的大問題。
二、目前污水處理的干擾和構成因素
1. 城市污水管網(wǎng)絡的設計
城市地下水地質(zhì)條件的復雜,導致在城市污水處理的過程中,要充分的考慮特殊地形的影響,也就是說如果由于地下水流向的影響,導致一些地區(qū)的管道設計形式會受到限制和制約,所以在設計的過程中,有關部門應該充分的考慮這些因素,選擇最合理的設計方案做好污水的排放。
2. 垃圾滲濾液的危害
在城市的污水處理的過程中,污水本身以及其他的城市垃圾產(chǎn)生的各種濃度較高的廢水,也容易給污水處理的質(zhì)量造成影響,也就是說在對垃圾和污水進行統(tǒng)一的集中管理的過程中,有關部門應該重視對污水和垃圾的分離。尤其是我國的一些中小城市,在垃圾處理的過程中,污水和垃圾的處理區(qū)域比較集中,這種情況下,有關部門必須要加強對污水的有效管理。
3.污泥的的臭氣污染嚴重
污水經(jīng)過各種不同工藝處理后,出水達到了國家規(guī)定的排放標準,但是在污水處理過程中產(chǎn)生的污泥卻未能得到妥善的處置,還會給環(huán)境造成二次污染;另外,污水廠的臭氣也是一個棘手的問題,嚴重的臭氣,既影響操作運行人員的身體健康,也給周圍居民生活環(huán)境帶來污染。
三、城市生活污水處理方法
1. 膜分離技術的應用分析
鑒于膜分離技術在污水處理中通過固液分離機制去除污染物和細菌方法有獨到的優(yōu)勢。人們對膜分離技術應用于給水和污水處理方面進行了多途徑的開發(fā)和應用。膜分離技術(如微濾、超濾)在城市生活污水處理應用方面也有了較大進展,已經(jīng)部分商業(yè)化用作回用水。
中空纖維膜微濾系統(tǒng),小規(guī)模處理生活污水,由于微生物降解了60%的TOC(總有機碳)。其中的懸浮顆粒和固體主要通過膜吸附作用從水中得以清除,結果使出水水質(zhì)中COD、BOD、TOC、SS(懸浮物)和濁度分別低于30mg/L、10mg/L、10mg/L、2mg/L和1NTU,滿足回用水標準。絮凝-吸附-微濾系統(tǒng)處理生活污水,出水可回用,出水水質(zhì)中濁度和COD分別為從18NTU、77mg,L降到0.5NUT、13ml。
膜污染是膜分離技術在污水處理應用中的一個難題。膜污染是指處理物料中的微粒、膠體、溶質(zhì)大分子由于物理化學相互作用或機械作用而在膜表面或孔內(nèi)吸附、沉積,造成膜孔經(jīng)變小或堵塞,使膜產(chǎn)生透過流量和分離特性發(fā)生不可逆變化,導致處理水的質(zhì)量和數(shù)量下降。膜污染防治技術目前主要有:
對濾液進行前處理。各種混凝土技術對濾液進行前處理能有效去除有顆粒物。強化一級處理工藝與膜技術聯(lián)合作用能有效降低膜污染。
改善操作環(huán)境,有關研究證實雙向攪動、物理沖洗、改變曝氣等方式能有效降低膜污染。
定期對膜組件進行清洗。盡管如此,膜污染還是隨使用時間的延長而增加。直到現(xiàn)在,膜污染仍是制約膜技術在處理城鎮(zhèn)生活污水應用中的最重要因素。防治膜污染而采取的種種措施使膜法水處理耗能相對較高。故與其他水處理方法結合應用的新型、低能耗合成膜法水處理工藝成為水處理領域研究的熱點之一。
膜生物反應器就是由膜分離技術與生物反應器結合的生物化學反應處理系統(tǒng)。就膜生物反應器處理生活污水,從能耗角度(特別是曝氣和循環(huán)泵的費用上)研究了一體式和分體式兩類反應器,結果表明:在處理特殊廢水(如N濃度高廢水)和廢水回用情況下膜反應器是非常有效的,但分體式的耗能要高于一體式,而后者的膜建設和維護費用則較高。加壓浸沒式膜生物反應器是膜生物反應器研制過程中的又一進展。通過抬高進水水位,利用膜組件外部水的壓力形成壓力差,并串聯(lián)一個厭氧硝化池除N,可使其能耗大大降低。該反應器在處理城市生活污水時的連續(xù)運行結果證實:
膜在連續(xù)運行400d期間,經(jīng)過清洗,處理效果穩(wěn)定;BOD、T0C、SS、TN和TP的平均去除率分別為99%、93%、100%、79%和74%;短期抗沖擊能力顯著;平均耗能低,為2.4kWh/m。
應用膜生物反應器和中空纖維膜分離組件,該裝置在小規(guī)模污水處理運行中,無污泥排放、有機物高度穩(wěn)定化,通過控制曝氣速率,脫氮效率高達90%。對曝氣的方式加以改進,以增大膜得通量。在膜生物反應器中加入鋁鹽或沸石,結果表明能有效降低膜污染,同時除磷、脫氮效果明顯??傊?,通過開發(fā)新型有機、無機及復合經(jīng)濟型膜材料,采用經(jīng)濟、有效手段防止膜污染,加強膜技術與其它水處理技術聯(lián)合應用,可大大促進分離技術在城鎮(zhèn)生活污水處理中的實際應用。
2.生物處理方法的應用分析
污水生物處理過程是指利用微生物的新陳代謝把污水中存在的各種溶解態(tài)或膠體狀態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害化物質(zhì)。按照處理過程中有無氧氣的參與。污水的生物處理技術可分為好氧處理工藝和厭氧處理工藝;按照污水處理生物反應器中微生物的生長狀態(tài),污水的生物處理技術又可分以活性污泥為代表的懸浮生長工藝和以生物膜法為代表的附著生長工藝。
厭氧處理工藝。厭氧處理工藝具有反應器體積小,規(guī)模靈活,工藝簡單,耗能低(僅為好氧工藝的10%~15%),產(chǎn)生的污泥量?。楹醚豕に嚨?0%~15%),處理過程中對營養(yǎng)物的需求低等多種優(yōu)點,是城鎮(zhèn)生活污水處理的首選方法之一。但是,城鎮(zhèn)生活污水中較低的污染物濃度。則成了傳統(tǒng)厭氧處理工藝在城鎮(zhèn)生活污水處理中廣泛應用的首要限制因素。為了解決這一技術難題,人們對傳統(tǒng)厭氧處理工藝進行了長期的各種改進試驗。改進后的厭氧處理技術在處理低濃度城鎮(zhèn)生活污水(COD
結束語
城市污水處理的效果不僅僅關系到城市所在地周邊的環(huán)境保護,更關系到下游城市人們的身體健康以及經(jīng)濟發(fā)展。加快城市污水處理建設,加快城市污水處理新技術的應用,促進城市和諧發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展路線的實施。是目前我國城市污水處理相關部門的首要任務。
參考文獻
篇6
關鍵詞:SBR法;附屬污水處理廠;系統(tǒng)流程
中圖分類號:X752文獻標識碼: A
1 煤礦生活污水的特點及產(chǎn)生原因
煤礦生活污水主要來自煤礦工業(yè)廣場浴室排水、辦公室、單身宿舍和食堂排水,以及居住區(qū)和醫(yī)院排水等,其水質(zhì)與城市生活污水相比,具有BOD濃度較低和排水相對集中的特點。一般情況下,煤礦生活污水BOD5在100~200mg/L左右,但是,有的煤礦生活污水BOD5達到60mg/L,甚至更低。造成這種現(xiàn)象的原因有兩點:①煤礦生活污水中,浴室排水量很大,而且用水非常集中;②少數(shù)煤礦由于管理不善,使部分井下排水混入生活污水管網(wǎng)。當生活污水BOD濃度比較低時,活性污泥中微生物細胞生長繁殖所需的營養(yǎng)物質(zhì)不足,會降低生活污水處理效果,一般情況下,BOD5不宜低于100mg/L。針對以上情況,對于新建礦井,應在排水系統(tǒng)設計時采取措施,杜絕井下排水進入生活污水系統(tǒng)的可能性,浴室排水盡可能單獨處理回用。對于老礦井,也應加強管理,或?qū)ΜF(xiàn)有系統(tǒng)進行改造,做到分系統(tǒng)排水,分別處理。
根據(jù)我國現(xiàn)有煤礦生產(chǎn)結構情況,一般情況下一個煤礦單獨建設一個小型污水處理站,日處理能力為幾百至幾千立方米。煤礦污水處理原則上應選用處理效果穩(wěn)定、產(chǎn)泥量少、節(jié)能和操作運行管理方便的處理方法,生活污水處理方法有很多,如傳統(tǒng)活性污泥法、生物接觸氧化法等。本文主要介紹SBR法,并以某煤礦附屬污水處理廠為例,說明了SBR法在煤礦污水處理廠的應用情況,結果表明,污水凈化效果較好。
2 SBR工藝及其特點
SBR是序列間歇式活性污泥法(Sequencing BatchReactor Activated Sludge Process)的簡稱,是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術,又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同, BR技術采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩(wěn)定生化反應替代穩(wěn)定生化反應,靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。其主要特征是在運行上的有序和間歇作,SBR技術的核心是SBR反應池,采用可變?nèi)莘e,強調(diào)有機物的去除效率和脫氮除磷的要求,并且具有獨特的模塊化設計,因此廣泛應用于城市小區(qū)污水處理。其工藝特點是:①出水質(zhì)量高,池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài),凈化效果好;②對沖擊負荷的適應性強,池內(nèi)有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩沖作用,有效抵抗水量和有機污物的沖擊;③活性污泥性能好,剩余污泥處理簡便;④操作管理及維修簡單;⑤工藝流程簡單、布置緊湊,投資和占地面積少;⑥能耗低。
3 SBR法應用于煤礦生活污水處理的工程實踐
3.1污水處理工藝思路
以某煤礦為例,生活污水排放量平均在300~500m3/d,平均流量在8~20m3/h,最大流量為25m3/h,考慮到生活污水量較小,確定污水廠設計處理量為500m3/d,采用先進的SBR污水處理工藝,對生活污水進行處理后達標排放。經(jīng)過近半年的運行,該系統(tǒng)具有運行費用低、處理效果好、自動化操作、維修簡便、占地面積小等優(yōu)點,且可確保全部生活廢水實現(xiàn)達標排放。
3.2 處理系統(tǒng)流程
污水處理系統(tǒng)流程圖見圖1。
圖1生活污水處理工藝流程圖
污水處理系統(tǒng)說明:
1)格柵井。建在調(diào)節(jié)池內(nèi)的7.0m×0.65m×2.2m格柵井1座,GS-100型提籃格柵2套,用來截留粗大的雜物,以免影響泵的運行并減輕后續(xù)處理設施的負荷,使之運行正常。
2)調(diào)節(jié)池。SBR 法一般不需要設置調(diào)節(jié)池,但考慮本工程生活污水排放的不均衡性,及生活污水需提升進入SBR反應池的實際情況,本工程設置調(diào)節(jié)池用來調(diào)節(jié)原水水質(zhì)、水量,以保證后續(xù)處理設施的正常運行。調(diào)節(jié)池為全地下式鋼砼結構,設計容量為400m3,尺寸為6.m×10.45m×3.5m,水力停留時間≥8h;3臺提升泵(Q=50m3/h,H=8m,N=2.2kW),2臺正常工作,1臺作為備用。
3)SBR反應池。SBR反應池是本工程的核心處理設施,采用全地下式碳鋼防腐結構,反應池共設2個,每個反應池尺寸為11m×3m×3m,有效容積為99m3;工藝處理每個周期為5.1h,其中進水1.1h、曝氣2h、沉淀1h、潷水1h;污泥負荷0.27kgBOD5/1kmLSS.d,污泥質(zhì)量濃度2000mg/L,溶氧效率12%,汽水比15∶1,氣量5.2m3/min。
4)消毒池。83m3的全地下式鋼砼結構接觸消毒池1座,尺寸為6.9m×3.45m×3.5m,水力停留時間為1h。
5)污泥池。17m3的全地下式鋼砼結構污泥池1座;2臺不銹鋼污泥提升泵(Q=7m3/h、H>15m、N=1.5kW)。
6)YSH―21型一體化生化設備2套。
7)4.2m×3.6m×3.2m型電器控制室1個,其中有RM-1型號電器控制柜1臺;RM-2型號自動控制柜1臺。
8)4.2m×3.6m×3.2m型消毒間1個,其中消毒設備1臺,高速過濾器(ZWSL-20、d1800 mm×3200 mm1臺,活性炭吸附裝置(D=0.6m、H=1.4m)1臺。
9)4.2m×3.9m×3.2m型風機房1個,其內(nèi)有鼓風機(Q=2.6m3/min、P=39.2kPa、N=5.5kW)3臺,2用1備。
3.3 系統(tǒng)工作原理
污水進入格柵調(diào)節(jié)池,廢紙、果皮、塑料制品等較大的懸浮物在此被截留后進入水解酸化調(diào)節(jié)池,在缺氧狀態(tài)下,不溶的復雜大分子有機物在水解菌及酸化菌的作用下分解為可溶的小分子有機物,污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量。調(diào)節(jié)池的污水經(jīng)泵提升進入SBR池, 通過曝氣系統(tǒng)向池內(nèi)供氧,此時有機污染物被微生物氧化分解。在經(jīng)過微生物降解后停止曝氣,微生物利用水中剩余的DO進行氧化分解。反應池也逐漸由好氧狀態(tài)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)化,開始反硝化反應。污泥逐漸沉到池底,上層水變清。當沉淀結束后,置于反應池末端的潷水器開始工作,自上而下平穩(wěn)地排出上清液。排出上清液后進入閑置階段,潷水器隨著水量的變化開始上升到原始的位置。為了保持適當?shù)奈勰酀舛?系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)生的污泥量排除相應的剩余污泥。通過這樣反復的周期循環(huán)來完成廢水的連續(xù)處理過程。
4 處理效果
系統(tǒng)設計進水BOD5為100~150mg/L,SS為150~200mg/L,調(diào)試完成后,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,SBR反應池出水各項指標均達到GB8978-965污水綜合排放標準6中一級排放標準要求,處理效果較好,對BOD、SS的去除率分別為92%、90%。SBR反應池出水再經(jīng)過濾、消毒處理后,水質(zhì)滿足中水回用水質(zhì)標準要求。
5 結語
1)與其它生化處理方法相比,SBR法具有生化處理的一般優(yōu)點。
2)SBR法適用于煤礦生活污水處理。
3)應用SBR法處理煤礦生活污水,可以節(jié)約工程基建投資, 降低處理費用, 同時易于實現(xiàn)自動控制,方便維護管理。
參考文獻:
[1] 秦建.SBR對于城市生活污水處理試驗研究[J].輕工科技,2013(11).
[2] 陳磊,郭光.SBR法在煤礦生活污水處理中的應用[J].煤炭工程,2006(01).
篇7
關鍵字:城市;污水;處理;
中圖分類號:U664 文獻標識碼: A
引言
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們居住條件、生活要求的提高,城市污水排放對江河湖海等自然水體的污染已經(jīng)達到非常危險的臨界點。正所謂“無水不污”雖然我國幅員遼闊山青水秀,資源廣博,但這不是我們大肆破壞污染環(huán)境的理由。我國的生態(tài)環(huán)境已被人類活動嚴重破壞,尤其是水的污染更為突出,我國水資源緊缺且時空分布不均,城市污水對自然水體的嚴重污染將嚴重制約我國經(jīng)濟的發(fā)展。隨著社會的進步和人民生活質(zhì)量的普遍提高,城市污水的凈化和處理成了人們?nèi)找骊P注的問題。而所謂的污水處理就是為使有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)、有用的物質(zhì),使水得到凈化人們利用各種設備和工藝技術把污染物質(zhì)從水中分離去除。
1.城市生活污水處理發(fā)展現(xiàn)狀
我國在改革開放后,隨著人口數(shù)量的增加、人均水資源量的銳減和區(qū)域水資源分布不均衡等因素,國家開始加強對水資源的保護和高效利用。1980年以后,我國的污水處理產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展狀態(tài),但目前,我國污水處理行業(yè)仍處在初級水平。據(jù)水利部門預測估計,2030年中國將達到世界公認的缺水警戒線:人均水資源將會降低至1760立方米,總?cè)彼繉⑦_400~500億m3。導致我國城市生活污水處理出現(xiàn)問題的原因有:
1.1存在“先污染,后治理”的環(huán)境保護思想,這種水資源保護意識的缺失是導致城市生活用水嚴重污染的主要因素;
1.2伴隨著城市化速度的加快,人民生活水平普遍提高,對于健康、衛(wèi)生等方面也有新的要求,使得城市生活用水量也隨著劇增;
1.3對于居民排放的生活污水處理,其處理的硬件設施還不齊全,尚不能對各城市區(qū)域的生活污水進行有針對性的處理;
1.4我國城市污水處理技術更新緩慢和處理設備維修不及時,是城市生活污水處理的直接原因。
2.水體污染的防治措施
2.1農(nóng)村生活污水治理方法
針對農(nóng)村生活污水,可以進行以下處理:生活污水一化糞池一厭氧池一人工濕地(種植根系發(fā)達、喜濕、吸收能力強的美人蕉、水蔥、葛蒲等植物)經(jīng)‘過濾”后排放的方法進行處理莊要適用于農(nóng)村分散生活污水處理建成后運行費用基本為零使用壽命在10年以上
2.2城市生活污水治理方法
針對城市生活污水河以進行以下處理:將城市生活污水輸送到城市周圍的農(nóng)村,利用農(nóng)村廣闊的土地來凈化城市生活污水將是一勞永逸與一舉多得的好方法。以日供應生活用自來水100W立方的大中型城市為例著通的污水處理設施造價1000元/立方建設成本10億年運營成本100W立方/天X365X0.5元/立方=-1.8億采用土壤凈化法建設成本1000元/立方,年運營成本100W立方/天X365 X0.1元/立方=0.4億同時年節(jié)約農(nóng)用水資源3.6億立方節(jié)約化肥約1萬噸/年減少農(nóng)藥用量5噸/年綜合效益可觀。
2.3生活污水處理新技術:分散式處理
生活污水渙散式生物集成處理體系是對于生活污水的一種新式、經(jīng)濟環(huán)保的處理體系該體系具有設備出資少、運轉(zhuǎn)成本低、裝置簡便等優(yōu)勢使用生物強化技能對污染物進行高效降解,可實現(xiàn)對生活污水就地、就近處理并到達水資源循環(huán)再生使用的目的。該體系作為傳統(tǒng)污水處理廠的污水處理的有效補充逐漸在鄉(xiāng)鎮(zhèn)寓居社區(qū)、賓館酒店、旅行景區(qū)、新農(nóng)村社區(qū)等范疇得到廣泛應用渙散式污水處理技能具有設備占地面積小、無須鋪設管網(wǎng)、設備集成度高級特點,因此基礎設施費用及土建費用在全體出資中占比較小漢30%左右,而約有70%的出資首要用于對污水處理設備的采購和裝置。
2.4工業(yè)污水的治理方法
一種處理工業(yè)污水的方法屬于污水處理技術領域。是將污水引往集水池對集水池末尾一格調(diào)節(jié)1H用一級溶氣水泵提升到一級壓力溶氣罐,同時吸入空氣和聚凝脫色劑將在一級壓力溶氣罐內(nèi)的一級飽和溶氣水驟然釋放到一級氣浮池,形成一級處理水片級處理水溢入緩沖池再在控制1H用二級溶氣水泵將一級處理水提升至二級壓力溶氣罐內(nèi),同時吸入空氣和聚凝脫色劑將二級壓力溶氣罐內(nèi)的二級飽和溶氣水驟然釋放到二級氣浮池形成二級處理水并自溢至沉淀池沉淀后排放;一、二級氣浮池中的浮泥入浮泥池壓濾成濾餅濾液回引至集水池。
3.污水處理典型的工藝技術
城市污水處理是指為改變污水性質(zhì)使其對環(huán)境水域不產(chǎn)生危害而采取的措施。城市污水處理一般分為級處理系應用物理處理法去除污水中不溶解的污染物和寄生蟲卵;二級處理系應用生物處理法將污水中各種復雜的有機物氧化降解為簡單的物質(zhì);三級處理系應用化學沉淀法、生物化學法、物理化學法等去除污水中的磷、氮、難降解的有機物、無機鹽等至于采取哪級處理比較合理應視對最終排出物的處理要求而定下面介紹幾種工藝技術。化學強化生物除磷污水處理工藝污水處理過程中,我國的主要河流和湖泊由于受磷污染,富營養(yǎng)化嚴重,國家環(huán)保局為控制磷污染對磷排放制定了比較嚴格的標準,這是一種高效市政污水處理工藝技術滿足了我國現(xiàn)階段,為解決水體富營養(yǎng)化需要在常規(guī)二級污水處理基礎上進一步除磷的要求。
4.我國城市污水處理工藝的發(fā)展方向
4.1MSBR技術
MSBR(改進型SBR)技術是集約化程度較高的污水處理技術,在體系的可靠性、土建工程量、總裝機容量、節(jié)能、下降運轉(zhuǎn)本錢和節(jié)省用地等方面均具有顯著的優(yōu)勢。MSBR體系的運轉(zhuǎn)原理如下:污水進入?yún)捬醭?,回流活性污泥中的聚磷菌在此進行充沛放磷,然后混合液進入缺氧池進行反硝化。反硝化后的污水進入好氧池,有機物被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再進入起沉積效果的SBR池,弄清后污水排放。此刻另一邊的SBR在1.5Q回流量的條件下進行反硝化、硝化,或進行靜置預沉?;亓魑勰嗍滓M入濃縮池進行濃縮,上清液直接進入好氧池,而濃縮污泥則進入缺氧池。
4.2污水的再次使用
城市污水處理應思考與污水資本化方針相結,在城市污水處理過程中,污水的再使用能夠作為城市第二水資本。再次使用于工業(yè)及市政清掃美化,是處理水資本緊缺的一條有效途徑。在思考污水處理廠計劃建造時,宜同步計劃污水再使用工程的建造。在進行污水回再使用工程評估時.需分對再使用的污水用途做出剖析,探究污水再使用的可行性,并預測在污水再使用過程中也許會呈現(xiàn)的環(huán)境問題。城市污水處理過程中,污水再使用的途徑是多方面的,大致可分為農(nóng)業(yè)用水(包含林、牧、漁業(yè)).城市雜用水、工業(yè)用水、環(huán)境用水和彌補水源水。當作為農(nóng)業(yè)用水、環(huán)境用水和彌補水源水時,應對也許發(fā)生的地面水、地下水、土壤及生態(tài)環(huán)境的影響作進一步的剖析。
4.3LM深度處理技術
LM領先的處理技術是一種新式的生態(tài)處理技術的基礎上,增加一個改進和高效曝氣瀉湖濕地兩個深加工單位,水的出水水質(zhì)達到生活雜項規(guī)范厭氧池加好氧池。其過程是:生物厭氧池、關閉好氧池、開放式好氧池、弄清池、濕地、紫外線殺菌器、水庫,或許經(jīng)過觸摸氧化池及生態(tài)有氧氧化池,而不是一個關閉的游泳池,打開好氧池。LM采用了領先的處理技術是污泥,運轉(zhuǎn)本錢低,易于辦理,并且還具有美化環(huán)境的功用。該辦法更經(jīng)濟相比其他的水處理技術。
結束語
總之,保護環(huán)境是我國的基本國策,只有保護好環(huán)境,才能保障我國的經(jīng)濟不斷的穩(wěn)定的發(fā)展。對于污水的處理既要做到有效的預防措施,又要采取各種方法積極治理。不但要做到有效處理,防止污染,更要實現(xiàn)循環(huán)利用,節(jié)約水資源。
參考文獻
[1]李海明.農(nóng)村生活污水分散式處理系統(tǒng)與實用技術研究[J].環(huán)境科學與技術,2013.
篇8
一、總體要求
進一步認清城鄉(xiāng)環(huán)境綜合治理“進村社”活動中生活垃圾、生活污水處理的重要意義,加快城鄉(xiāng)生活垃圾、污水處理設施建設。
二、目標任務
通過城鄉(xiāng)環(huán)境綜合治理“進村社”活動,推動生活垃圾、生活污水的有效處理,改變城鄉(xiāng)環(huán)境狀況,促進清潔家園建設。
三、工作內(nèi)容
(一)生活垃圾處理
在平原地區(qū)、經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)和旅游地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊垃圾處理推行“組保潔、村收集、鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運、縣處置”的方式。
在丘陵地區(qū)、盆周山區(qū)、沿江地區(qū)和地震災區(qū),縣域內(nèi)已建有垃圾集中中轉(zhuǎn)、處理設施并達到環(huán)保要求的地區(qū),城市周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊的垃圾應采用“組保潔、村收集、鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運、縣處置”的方式;運輸距離較遠的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊目前可采用就近資源化、無害化的處理方式,逐步實現(xiàn)集中收集、集中處理。
在民族地區(qū)生活垃圾處理推行集中與分散處理相結合的原則,力爭實現(xiàn)資源化、無害化。
生活垃圾處理工藝有衛(wèi)生填埋處理、堆肥化處理、焚燒處理和多元化垃圾綜合處理等。
(二)生活污水處理
平原、經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)和旅游地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水必須采用集中收集、集中處理方式;村莊分散農(nóng)戶以戶為單位采用分散處理方式,村莊集中聚居區(qū)根據(jù)經(jīng)濟情況,可采用聯(lián)戶集中或全集中處理方式。
丘陵地區(qū)、盆周山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在地的場鎮(zhèn)應集中收集、集中處理,在建設方面可采用運行可靠、投資少、運行費用低的處理方式;缺水地區(qū)處理達標后廢水盡量考慮農(nóng)用;人口相對集中的村莊或居民區(qū)可采用分散、聯(lián)戶集中或全集中處理方式;分散農(nóng)戶以戶為單位采用分散處理與農(nóng)用相結合的方式。
民族地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊生活污水應以分散與集中相結合的原則處理。
農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊生活污水處理有生化處理、自然處理或強化生化與自然處理相結合等方法,有沼氣池、化糞池、人工濕地等污水處理設施。各地根據(jù)實際情況,因地制宜選擇處理方式。
四、工作標準
(一)集鎮(zhèn):集鎮(zhèn)生活污水集中處理率必須≥70%,最低不得低于50%。集鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理率≥70%,最低不得低于50%。集鎮(zhèn)生活污水、垃圾集中收集、運貯、處理,依法有序。
(二)農(nóng)村:各種生活污水、垃圾依法集中收貯、運輸,按規(guī)定要求有效處理,不得亂排亂放。生活污水處理率≥70%,生活垃圾定點存放≥80%,秸稈綜合利用率≥60%。
五、保障措施
(一)加強領導,明確職責
各地政府要切實加強對生活垃圾、生活污水處理工作的領導,將目標任務細化分解到各鄉(xiāng)(鎮(zhèn))和村,明確具體責任人,納入對各級政府的目標考核。
(二)積極爭取,加大投入
加大對農(nóng)村生活垃圾、生活污水處理的投入,加快農(nóng)村基礎設施建設。
(三)加強宣傳,營造氛圍
充分利用各種新聞媒體,采取多種方式進行廣泛宣傳,提高農(nóng)民對農(nóng)村生活垃圾、生活污水處理工作的認識。
(四)加強指導,分類治理
分類對農(nóng)村生活污水和垃圾處理提出指導意見,做到因地制宜、以點帶面,選擇投資少、效果好、運行成本低的實用工程。
篇9
關鍵詞:新農(nóng)村建設;污水處理;組合技術
畢節(jié)地區(qū)位于貴州省的西北部,地處東經(jīng)105°36′-106°43′,北緯26°21′-27°46′之間,是一個資源富集的山區(qū),境內(nèi)山巒起伏,河流縱橫,擁有豐富的礦產(chǎn)資源、水能資源和旅游資源。近年來,畢節(jié)地區(qū)各項工作均取得了顯著成就。但農(nóng)村環(huán)境的改善并沒有得到明顯的提高,雖然畢節(jié)地區(qū)在積極開展新農(nóng)村建設,加大了對農(nóng)村環(huán)境的投入,在農(nóng)村生活污水治理方面卻幾乎是空白的,因此,在畢節(jié)地區(qū)新農(nóng)村建設中,加大對生活污水的凈化處理是十分必要的。
一、畢節(jié)地區(qū)農(nóng)村水環(huán)境污染現(xiàn)狀
(一)水環(huán)境污染十分突出。
目前,全區(qū)農(nóng)村水環(huán)境污染比較嚴重,有的河流不僅不能飲用,甚至不能滿足養(yǎng)殖、灌溉的要求。大多數(shù)河流已被污染,特別是有機污染超標率高。農(nóng)村飲用水大部分沒有得到有關部門的監(jiān)測,很多群眾不能喝到干凈達標的水。
(二)面源污染沒有得到有效控制。
由于化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、生長調(diào)節(jié)劑等農(nóng)用物資的不科學使用和處置,造成農(nóng)業(yè)面源污染嚴重?;?、農(nóng)藥大量流入河流、湖泊,對農(nóng)村地表水、地下水、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)已經(jīng)帶來了明顯的危害。
(三)畜禽糞便污染呈加劇趨勢。
目前,農(nóng)村大型養(yǎng)殖場普遍缺乏廢水處理設施。這些規(guī)?;男笄蒺B(yǎng)殖場糞便、污水的排放給環(huán)境帶來巨大壓力,造成畜禽場附近地區(qū)地下水中的硝酸鹽、氨氮超標和環(huán)境污染。
二、畢節(jié)地區(qū)農(nóng)村村鎮(zhèn)生活污水特征及處理要求
農(nóng)村的生活污水主要來自于三個方面,一是廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水;二是農(nóng)村養(yǎng)殖及畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞尿廢水;三是生活垃圾糞肥堆置滲濾而產(chǎn)生的污水。主要呈現(xiàn)以下特征:(1)農(nóng)村村鎮(zhèn)人口較少,分布廣而且分散,生活污水水質(zhì)、水量波動性大,排水管網(wǎng)很不健全,因此,所選污水處理工藝應抗沖擊負荷能力強,且宜就近單獨處理。(2)農(nóng)村經(jīng)濟力量薄弱,因此,污水處理應充分考慮造價低、運行費用少、低能耗或無能耗的工藝。(3)村鎮(zhèn)缺乏污水處理專業(yè)人員,所選工藝應運行管理簡單,維護方便。
三、農(nóng)村生活污水處理主要方式
針對農(nóng)村生活污水的特點,農(nóng)村生活污水的處理主要考慮土地處理,現(xiàn)行的土地處理方法主要有以下幾個:
(一)慢速滲濾工藝。
慢速滲濾工藝是將污水投配到種有作物的土壤表面, 污水在流經(jīng)土壤-植物系統(tǒng)垂直滲濾時得到凈化的土地處理工藝。它堅持處理與利用結合的方向。在實現(xiàn)污水資源化 、 無害化過程中,把環(huán)境效益和環(huán)境質(zhì)量控制問題放到重要的地位。通過嚴格的系統(tǒng)工程措施,達到預期的環(huán)境效益 。適用干旱、半干旱地區(qū)。
(二)快速滲濾工藝。
快速滲濾工藝是指將污水有控制地投配到具有良好滲濾性能的土壤表面,污水受重力作用迅速下滲過程中得到凈化的一種污水土地處理工藝。該工藝的特點之一是將滲濾池分為多個單元,使每個單元在淹水、落干狀態(tài)下交替運行,以保證滲濾土壤層好氧條件和凈化能力得以恢復,同時使截留在土壤表層中的可降解物質(zhì)充分降解,不致于引起土壤空隙的堵塞而降低其透水性。
(三)漫流工藝。
地表漫流系統(tǒng)是將污水有控制地投配到生長有多年生牧草坡度和緩、土 壤 滲透性能低的坡面上,污水在地表沿坡面緩慢流動過程中得以凈化的一種土地處理工藝。
(四)人工濕地處理系統(tǒng)。
濕地處理系統(tǒng)是將污水有控制地投配到土壤使之經(jīng)常處于飽和狀態(tài),濕地上生長有蘆葦、香蒲等沼澤生植物污水在沿一定方向流動過程中在耐水植物和土壤作用下得以凈化。
四、畢節(jié)地區(qū)農(nóng)村生活污水處理組合方式探討
農(nóng)村生活污水處理技術的選擇,必須要因地制宜、分類指導,提出符合各地實際的生活污水處理方式與措施。本文推薦一種農(nóng)村生活污水組合凈化技術,該技術采用沼氣池+人工濕地工藝,適合分散處理生活污水,具有投資少、無運行費用、管理方便等特點。該技術不同于傳統(tǒng)的沼氣池技術,污水經(jīng)處理后可達標排放。
(一)用途和功能。
生活污水組合凈化技術是分散處理生活污水的實用和有效的污水處理技術,適用于近期無力修建污水處理廠的農(nóng)村。生活污水包括廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水,其特點有三:一是沖洗廁所的水中含有糞便,是多種疾病的傳染源;二是生活污水濃度低;三是生活污水可降解性較好,適用于厭氧硝化制取沼氣。生活污水組合凈化技術是根據(jù)生活污水的上述特點,把沼氣池、沉淀過濾、人工濕地等處理技術融于一體而設計的處理裝置。
(二)主要構筑物和工作原理。
生活污水凈化技術由格柵、沉砂池、沼氣池、沉淀池、人工濕地組成。
糞便經(jīng)格柵去除粗大固體后,再經(jīng)沉沙池進入沼氣池,在這里糞便進行沼氣發(fā)酵,發(fā)酵后排除部分剩余污泥,再與新進入的糞便混合進行沼氣發(fā)酵。清夜則溢流入沉淀池,在這里與糞便以外的其他生活污水混合,沉淀后的污水進入人工濕地進行處理后達標排放。
(三)工藝參數(shù)。
生活污水凈化沼氣池設計依據(jù)每天所處理的污水量,污水量按100L/(人?日)左右計算,其中沖洗廁所用水量按20~30L/(人?日)計算,其他生活污水量為70~80L/(人?日)。污水滯留期為2~3天,污泥清掏周期為150天。
(四)運行管理。
合理設計、可靠施工、精心管理是確保生活污水組合凈化設施正常運行的主要環(huán)節(jié)。其中日常管理工作必須做到以下幾點:a.設立生活污水凈化池的地方,應實行專業(yè)化施工和承包管理,以保證正常運轉(zhuǎn);b.建立工程檔案和管理記錄;c.每年清掏污泥一次;d注意安全,避免發(fā)生火災,窒息事故。
五、結束語
本文所倡導的生活污水組合凈化技術是依托于畢節(jié)地區(qū)農(nóng)村環(huán)境的實際提出來的,據(jù)統(tǒng)計,截止2009年底,畢節(jié)地區(qū)農(nóng)村沼氣池的建設數(shù)達18.83萬座左右,這對于生活污水組合凈化設施的實施有直接的推動作用,同時,該技術在處理上也有技術保證,近年來,人工濕地處理技術越來越成熟,將人工濕地技術與沼氣池相結合,可以使生活污水處理后達標排放或回用于農(nóng)田灌溉等,對改善當前的農(nóng)村環(huán)境有一定的促進作用。
參考文獻
[1]姜立暉,劉廣奇 新農(nóng)村建設污水處理模式的選擇 建設科技2006(13)
篇10
關鍵詞:藥物和個人護理品;指示性藥物和個人護理品;特征污染源;溯源
作者簡介:梅雪冰,隋倩*,張紫薇,姚根吉,何夢達,陳智翀,呂樹光
(華東理工大學資源與環(huán)境工程學院,國家環(huán)境保護化工過程環(huán)境風險評價與控制重點實驗室,上海200237)
天然水環(huán)境中藥物和個人護理品(PPCPs)因具有危害生態(tài)環(huán)境和人體健康的風險而成為近年來關注的熱點問題[1-3].研究表明,PPCPs主要通過生活污水、城鎮(zhèn)污水處理廠出水[4-5]、畜牧或水廠養(yǎng)殖業(yè)廢水[6-8]、醫(yī)院廢水[9-10]、制藥企業(yè)廢水[11]等排放進入天然水環(huán)境.然而,對我國而言,各類污染源的排放特征如何,城市地表水中PPCPs的主要來源是什么尚無定論.污染來源不明確,使得無法對排放源進行有效控制,導致PPCPs長期持續(xù)地排放進入城市地表水環(huán)境中.
通過監(jiān)測天然水體中的指示性PPCPs(i-PPCPs),判斷地表水或地下水受生活污水、養(yǎng)殖廢水的污染程度,是近年來識別PPCPs排放源的一種新興方法[12].隨著分析檢測技術的進步,越來越多種類的PPCPs可以被檢出和定量,使得i-PPCPs的選擇范圍更廣;但另一方面,究竟選擇哪些物質(zhì)作為指示性物質(zhì),成為利用i-PPCPs開展溯源研究需要解決的首要問題.例如,德國聯(lián)邦教育與研究部的基金項目RiskWa(新興化合物和病原體在水循環(huán)中的風險管理)將不同排放源中i-PPCPs的篩選與識別確立為一項重要任務[13-15].然而在我國,有關i-PPCPs及其在PPCPs溯源方面應用的研究還十分有限.本文研究了PPCPs主要污染源的排放特征,識別和篩選了每種污染源的典型i-PPCPs,并對所選擇i-PPCPs在我國地表水溯源研究中的適用性進行了討論.
1研究方法
1.1特征污染排放源
城市水環(huán)境中PPCPs的主要來源為生活污水、城鎮(zhèn)污水處理廠出水、畜牧或水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)廢水、醫(yī)院廢水、制藥企業(yè)廢水等.一般而言,醫(yī)療廢水和制藥企業(yè)廢水納管進入城鎮(zhèn)污水處理廠,不直接向城市水環(huán)境排放;且制藥企業(yè)廢水受產(chǎn)品和工藝流程的影響,所含PPCPs差異明顯,無法篩選出通用性良好的i-PPCPs.因此,在本研究中,不將醫(yī)療廢水和制藥企業(yè)廢水作為待識別的特征污染排放源.而城鎮(zhèn)生活污水、城鎮(zhèn)污水處理廠出水和養(yǎng)殖廢水含有種類繁多的PPCPs,可能直接進入地表水環(huán)境,是城市地表水環(huán)境中典型的PPCPs特征污染排放源.因此,在本研究中,選定城鎮(zhèn)生活污水、城鎮(zhèn)污水處理廠出水和養(yǎng)殖廢水這三類排放源作為待追溯的城市地表水中PPCPs特征污染源.
1.2i-PPCPs的篩選標準
一般而言,i-PPCPs應當能在應用、來源、理化性質(zhì)或反應特性上與所指示的特征污染源具有較強的相關性[16].具體而言,所篩選的i-PPCPs應當盡可能符合下列標準:
(1)對特征污染源的指示作用需具有較強的普適性,即:i-PPCPs由特征污染源連續(xù)排放進入地表水水環(huán)境,不因采樣區(qū)域以及采樣模式的不同對溯源結果產(chǎn)生影響;
(2)對特征污染源的指示作用需具有較強的特異性,即:i-PPCPs在不同的特征污染源中呈現(xiàn)較明顯的濃度差異;
(3)在現(xiàn)有通用的實驗方法下需具有較低的檢出限和較高的檢出頻率;
(4)需具有高極性、低吸附性和低生物富集性.
1.3數(shù)據(jù)收集
收集了國內(nèi)外相關研究中提出或采用的i-PPCPs種類、總體濃度水平基礎數(shù)據(jù)及其所指示的排放源,作為本研究的重要基礎數(shù)據(jù)和信息.考慮到研究內(nèi)容的完整性和前沿性,所選取文獻發(fā)表時間為2003~2018年.設置檢索式為(indicat*+trace*+marker*)*(PPCPs+pharmaceutic*+antibiotic*),涉及的數(shù)據(jù)庫包括ISIWebofKnowledge、PubMed、Elsevier、Springer、Google學術搜索、中國知網(wǎng)、維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫、萬方數(shù)據(jù)、EI中國等.
2結果與討論
2.1i-PPCPs特征分析
2003~2018年間國內(nèi)外相關研究采用或提出的i-PPCPs及其所指示的排放源如表1所示.
由表1可知,相較于其他特征污染源,大多數(shù)研究中i-PPCPs所指征的排放源為生活污水,包括污水處理廠的進水和出水.
城鎮(zhèn)生活污水(污水處理廠進水)中涉及到的i-PPCPs種類較多,共有52種;且受消費方式的影響,不同國家的研究中選用的i-PPCPs差異也較明顯.例如,在瑞士,咖啡因在河流和湖泊中普遍存在,其濃度與生活污水中的人為負荷相關,且在大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠中能被有效去除,因此被用作指征生活污水(城鎮(zhèn)污水處理廠進水)的i-PPCPs[17];而在德國,地表水中人工甜味劑安賽蜜與未經(jīng)處理過的生活污水有較強的相關性,被作為該研究區(qū)域理想的i-PPCPs[16].
與進水相比,城鎮(zhèn)污水處理廠出水中所涉及的i-PPCPs種類大大減少,僅有19種.易生物降解的i-PPCPs如咖啡因、避蚊胺和甲氧芐啶等一般在城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)中能被有效去除,因此出水濃度顯著低于進水濃度;而卡馬西平、舒必利等去除率較低,出水濃度與進水濃度差異不大[49],常被用作指征污水處理廠出水的i-PPCPs.與進水i-PPCPs類似,不同國家選用的出水i-PPCPs差異也較為明顯,這與各國消費習慣以及所選擇的處理工藝有關.
相比而言,指征養(yǎng)殖廢水的i-PPCPs報道較少,僅中國臺灣[22]和美國[46]的相關研究有所提及.Lin等[22]在對臺灣水域中抗生素、激素和其他藥物的全面調(diào)查基礎上提出,磺胺類和四環(huán)素類抗生素是畜牧養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中最普遍的抗生素,可作為養(yǎng)殖廢水的指示物.其中,磺胺類藥物作為一種廣譜抗菌藥,在獸醫(yī)臨床和畜牧養(yǎng)殖業(yè)中應用最為廣泛.據(jù)統(tǒng)計,每年約有8000t磺胺類藥物被用作獸藥添加劑[54],而磺胺甲惡唑和磺胺嘧啶在磺胺類藥物中檢出濃度相對較高[55].
對表1中涉及到的i-PPCPs報道頻次(報道次數(shù)在所有文獻中的占比)進行統(tǒng)計,如圖1所示.卡馬西平和咖啡因的報道頻次最高,均超過50%,表明其通用性良好,是最常使用的i-PPCPs.一些i-PPCPs盡管報道頻次較高,但具有一定的區(qū)域特異性.例如,在日本,克羅米通的大量使用,導致其在城鎮(zhèn)污水廠出水和地表水中的濃度均高于傳統(tǒng)i-PPCPs,因而被用來指征該地區(qū)生活污水的排放源輸入[24],但它在普適性上存在缺陷,不一定適用于我國城市地表水中PPCPs的溯源.綜合考慮i-PPCPs的報道頻次(圖1)、在我國對應排放源和地表水中的檢出濃度和頻率[56-58]等,將卡馬西平、咖啡因、磺胺甲惡唑、磺胺嘧啶、避蚊胺、甲氧芐啶這六種i-PPCPs作為本研究的待篩選i-PPCPs.
CBZ-卡馬西平;CF-咖啡因;IBP-布洛芬;APAP-對乙酰氨基酚;SMX-磺胺甲惡唑;DCF-雙氯酚酸;NPX-萘普生;ATL-阿替洛爾;CTM-克羅米通;DEET-避蚊胺;SD-磺胺嘧啶;GF-吉非羅齊;TCS-三氯生;EE2-17α-炔雌醇;E2-17β-雌二醇;ACE-安賽蜜;E1-雌酮;HAD-對羥基苯甲酸;ERY-紅霉素;TP-甲氧芐啶;CA-氯貝酸;MTP-美托洛爾;NTC-尼古?。籗A-水楊酸;CFX-頭孢氨芐;VST-纈沙坦酸;OFX-氧氟沙星;AMX-阿莫西林;ATS-阿托伐他??;TM-百里香酚;DXP-苯海拉明;BF-苯扎貝特;PPF-丙泊酚;VA-丙戊酸;TPL-茶堿;PTM-醋氨酚;DZP-地西泮;IHX-碘苯六醇;FPF-非諾洛芬;NAD-非甾體抗炎藥;FNZ-氟康唑;CFX-環(huán)丙沙星;GA-佳樂麝香;MA-甲芬那酸;MMP-可待因;CTN-可替寧;CLR-克拉霉素;NFX-諾氟沙星;MPD-哌醋甲酯;PNZ-普羅吩嗪;PPN-普萘洛爾;KP-酮洛芬;SVT-辛伐他??;EM-乙胺酰胺;FDOM-熒光溶解有機物
2.2i-PPCPs的篩選
對上述6種待篩選i-PPCPs在我國三個特征排放源中的濃度進行整理,得到其在我國城鎮(zhèn)生活污水(污水處理廠進水)、污水處理廠出水和養(yǎng)殖廢水三個污染源中的平均濃度,如圖2所示.
可以看出,對生活污水和養(yǎng)殖廢水而言,待篩選i-PPCPs的指示性特征非常顯著.生活污水中咖啡因濃度水平(5280ng/L)遠高于其他i-PPCPs,而在養(yǎng)殖廢水中,磺胺甲惡唑(2976ng/L)和磺胺嘧啶(8323ng/L)濃度值較突出,使得它們更具有i-PPCPs的代表性.而城鎮(zhèn)污水處理廠出水中6種待篩選i-PPCPs的濃度差異不明顯.
比較各i-PPCPs在不同排放源中的濃度均值,可以發(fā)現(xiàn),咖啡因、磺胺甲惡唑等大多數(shù)i-PPCPs在三個特征排放源中的濃度平均值具有較大差異,說明其具有作為i-PPCPs的特異性.然而,在我國三個特征排放源的已有報道中,避蚊胺的濃度均值比較接近,差別不明顯.
采用多獨立樣本非參數(shù)檢驗中的Kruskal-Wallis檢驗方法(顯著水平為0.05)對待篩選i-PPCPs在三個特征污染源中的濃度差異進行顯著性分析,結果如表2所示.其中,由于咖啡因、甲氧芐啶、避蚊胺和卡馬西平在養(yǎng)殖廢水中的報道較少,不具備統(tǒng)計學意義上顯著性分析的條件[59],因此僅對其在生活污水(污水處理廠進水)和污水處理廠出水中的濃度差異進行顯著性分析.
由表可知,咖啡因和避蚊胺在污水處理廠進水和出水中濃度數(shù)據(jù)差異的P值均小于0.01,表明在統(tǒng)計學意義上進水與出水中的濃度存在極顯著的差異.而前已述及,避蚊胺在三種特征源中濃度平均值較接近,且其P值略高于咖啡因,因此,最終選擇咖啡因作為生活污水(污水處理廠進水)的i-PPCPs.
甲氧芐啶與卡馬西平的P值均大于0.05,說明其在污水處理廠進出水中差異不顯著,即在污水處理工藝中不能被有效地去除.而難降解PPCPs的穩(wěn)定存在正是污水處理廠出水穩(wěn)定輸入地表水的一個重要特征[49].兩者相比,卡馬西平的進出水濃度差異較甲氧芐啶更不顯著.此外,卡馬西平通用性良好,是國內(nèi)外普遍采用的指示性PPCPs,因此選擇卡馬西平為我國城鎮(zhèn)污水處理廠出水的i-PPCPs.
養(yǎng)殖廢水基質(zhì)特殊,成分復雜,咖啡因、甲氧芐啶、避蚊胺和卡馬西平在養(yǎng)殖廢水中濃度較低,不適合作為養(yǎng)殖廢水的i-PPCPs;而磺胺嘧啶和磺胺甲惡唑這兩個候選物質(zhì)中,磺胺嘧啶的顯著性分析結果更優(yōu).
實際上,在我國為數(shù)不多有關i-PPCPs的研究中,咖啡因和卡馬西平已被一些研究者采納,作為生活污水和污水處理廠出水的指示性物質(zhì)[12,53].例如,Yang等[12]通過篩選一系列與廢水有關的有機物,選擇出適用于珠江三角洲地區(qū)的指示性物質(zhì),并指出,咖啡因在城鎮(zhèn)污水處理廠中易于生物降解,在研究區(qū)域受污染的地表水中廣泛存在,而在背景地表水樣品中未檢出,因此建議將咖啡因作為地表水中生活污水(城鎮(zhèn)污水處理廠進水)來源的指示物質(zhì).針對我國東江流域開展的研究指出,卡馬西平因在污水處理廠和地表水環(huán)境中具有頑抗性,可以用作污水處理廠出水的i-PPCPs[53].
然而,目前我國尚無養(yǎng)殖廢水中i-PPCPs的研究報道.磺胺甲惡唑和磺胺嘧啶在我國養(yǎng)殖廢水中的濃度和檢出率都較高,具有對養(yǎng)殖廢水的指征作用.例如,研究發(fā)現(xiàn),北京[56]和湖北地區(qū)[60]養(yǎng)豬場廢水中磺胺甲惡唑和磺胺嘧啶的檢出濃度均可達到1000ng/L以上;浙江省某養(yǎng)殖場[61]磺胺嘧啶與磺胺甲惡唑檢出濃度更是達到5000ng/L.然而,如前所述,磺胺甲惡唑在三種特征源中的濃度差異并不顯著.這主要是由于除了獸用抗生素以外,磺胺甲惡唑也是一種人用抗菌劑[62-63],臨床應用廣泛.因此,磺胺甲惡唑在城鎮(zhèn)生活污水中也具有較高的濃度.相比而言,磺胺嘧啶在我國養(yǎng)殖場中普遍使用[54-55],且在城鎮(zhèn)污水處理廠進水和出水中的濃度水平顯著低于養(yǎng)殖廢水中的濃度水平(圖2);此外,養(yǎng)殖廢水中磺胺嘧啶的濃度還存在一定的季節(jié)性差異,夏季極顯著高于冬季,也是磺胺嘧啶作為i-PPCPs的一個指紋特性[64].因此,最終選擇磺胺嘧啶作為指征我國養(yǎng)殖廢水的i-PPCPs.
2.3i-PPCPs的應用
利用i-PPCPs的濃度可以初步判斷地表水中PPCPs的主要來源.以咖啡因為例,Yang等[53]以咖啡作為廢水示蹤劑,指示了珠江流域中PPCPs的主要來源是生活污水,并定量計算了污染水體中生活污水的貢獻率.
然而,在實際應用中,i-PPCPs的濃度易受到溫度、季節(jié)及降雨等因素的影響,從而增加了溯源結果的不確定性[65].尤其是使用單一i-PPCP來開展溯源研究時,受外在因素影響的可能性大,溯源的不確定性更大[66].因此,可以選擇多個i-PPCPs,利用其相互關系,指示某一特征污染源,有助于數(shù)據(jù)采集、處理、評估和解釋[16],提高溯源的準確性.例如,Sun等[49]對我國九龍江流域內(nèi)PPCPs的溯源研究中,采用了計算城市污水處理系統(tǒng)中易降解PPCPs(如對乙酰氨基酚、咖啡因等)與難降解PPCPs(如卡馬西平、酮洛芬等)比值的方法指征污染排放源.
利用本研究篩選出的i-PPCPs卡馬西平和咖啡因,通過計算研究區(qū)域污水處理廠進水、出水和地表水環(huán)境中i-PPCPs的比值,可以判斷地表水中PPCPs的主要排放源是生活污水(城鎮(zhèn)污水處理廠進水)或城鎮(zhèn)污水處理廠出水.
分別選擇了北京北運河[67]和上海黃浦江流域[68]為研究區(qū)域,以已有文獻報道的濃度,計算了咖啡因與卡馬西平的比值,如表3所示.計算結果表明,北京北運河和上海黃浦江中咖啡因與卡馬西平的比值介于城鎮(zhèn)污水處理廠進水與出水之間,表明城鎮(zhèn)污水廠進水是研究地區(qū)地表水中PPCPs的主要來源,與文獻中通過主成分-多元線性回歸分析(PCA-MLR)方法得到的溯源結果一致.
除了利用i-PPCPs的相互關系,對i-PPCPs進行聚類分析、多元線性回歸以及函數(shù)矩陣等數(shù)學方法也可以用于溯源研究.上述溯源研究目前尚處于起步階段[67,71],因此,在識別和篩選出不同特征污染源中i-PPCPs的基礎上,采用濃度、檢出率等多指標體系及跨學科分析方法,建立更為綜合、全面和有效的地表水環(huán)境中PPCPs的溯源方法,是未來溯源研究發(fā)展的方向之一,將有助于突破現(xiàn)有方法的局限性.
3結論
3.1咖啡因和卡馬西平分別是適用于我國生活污水(城鎮(zhèn)污水處理廠進水)和城鎮(zhèn)污水處理廠出水的i-PPCPs,與大多數(shù)國家的報道相一致.