贵州省威宁县草海镇城镇污水土地处理可行性初探董泽琴

釜泽琴:贵州省威宁县草海镇城镇污水土地处理可行性初探贵州省威宁县草海镇城镇污水土地处理可行性初探董泽琴(贵州省环境科学研究设计院)摘要:本文主要介绍了贵州省威宁县草海镇城俄污水的污染现状及治污的紧迫性,探讨了采用二段厌权一好权地沟式土地处理系统及人工湿地相结合的土地处理技术处理该城镇污水的可行性及工程方案。关键词:草海镇;城镇污水;士地处理1引言驰名中外的高原明珠、国家级自然保护区—草海位于贵州省威宁县县城西南面,是贵州省内面积最大的天然淡水湖泊,也是国内一个典型的高原湿地生态系统。然而,近年来随着社会、经济的迅速发展,城镇人口增多,威宁县城每天约有3ooom3生活污水、部分工业废水未经任何处理即排入草海湖,致使湖水已受到污染。面对日益恶化的水质污染现状,为确保草海湖水不再受污染,保护草海自然湿地生态环境的良性循环,保障人民的身体健康,根据国家和贵州省保护草海的有关精神,草海镇的城镇污水必须进行治理,达标排放。本文通过对我国昆明市城市污水土地处理示范工程及深圳白泥坑人工湿地处理城市污水等工程的调研,及贵州省环境科学研究设计院与日本国立环境研究所共同开发的二段厌氧一好氧地沟式土地处理技术川,处理贵州省体委红枫湖水上训练基地生活污水示范工程研究、开发的基础上,结合草海镇的实际情况,提出可采用二段厌氧一好氧地沟式土地处理系统与人工湿地相结合的污水处理工艺处理草海镇污水,不仅能满足大幅度降解有机物,脱氮脱磷,治理污染的要求,又因其投资较省,项目实施具有可行性。现就项目中有关的几个问题加以论述。2草海镇及草海环境概况草海镇位于贵州省西部高原的威宁彝族回族苗族自治县,是威宁县的县级机关所在地及全县政治、经济、文化的中心,其地理位置为东经103036价一l以04535,月眯26030盯一2702656。草海镇气候属亚热带半湿润季风气候,全年平均气温为10.6℃,一月平均气温1.7℃,七月平均气温17石℃,极端最高气温为36.1℃,极端最低气温为一19石℃,多年平均降雨量为962.3mm,无霜期平均为204天,日照时数1801h。县城中心海拔为2237.5m,县内气候宜人,冬无严寒,夏无酷暑。中国水污染防治技术装备论文集2003年第九期全国小城镇污水处理技术(设备)交流与工程咨询研讨会hTocommunicationandPorjeetConsulatncySeminarofNationaloTwnW出teWaterTrea。”enteTehnoIogy(EquiPment)县城现状人口约2万人,至2010年城镇规划人口为10万人。县城紧邻草海、位于草海的东北面,而草海的西、南、东三面地势高,形成自然盆地,草海便成为县城污水的主要的天然泄水水体。3排污(水)现状及水质据调查,草海镇城区污水现状排量约为3000m3d/,由于县城排水管网不完善,污水主要靠原有的简易排水明沟顺自然地形分别流入主要的五条排水农灌渠后直接进入草海,未经任何处理。目前雨污混流,雨季雨水直接进入排水沟与污水混合后排入草海。由于威宁县工业基础薄弱,草海镇工业企业不多,城镇污水主要是以生活污水为主。目前排污口入水水质:BODS约为110一180m妙;CoD二约为180一25om留L;55约为140~一80mgL/;NH3一N约为25一35mg/L;即约为2一4mg/L.4污水土地处理系统技术方案按现有污水排放量以及至2005年预计排放量考虑,日处理污水量一期工程建议设计为5000m3d/。4.1处理工艺原理采用二段厌氧一好氧地沟式土地处理系统与人工湿地相结合的污水处理工艺,污水通过收集污水的五条主要农灌渠进行格栅沉淀、水解酸化及跌水曝气等前处理单元后,进入二段厌氧一好氧地沟式土地处理系统,降解有机物及氮、磷等物质,这项技术在日本已广泛运用,它的机理主要是将土壤的自然净化功能与生态工程技术方法相结合,通过土壤一植物系统的生物化学作用、物理吸附固定作用以及土壤的毛细管和虹吸作用,对污水资源与氮磷等营养元素进行去除或再利用,并同时降解污水中的有机物,以达到净化污水的目的。出水再进入沿草海湖周设置的人工构造湿地系统,进一步深度净化污水。人工构造湿地系统中可种植大型草本、水生植物,为保护草海湖的自然生态环境起到重要的作用,处理后达标的水最后排入草海湖。4.2工艺流程工艺流程见图1。农农灌渠流系统(格栅沉淀一一一一一一一一一一一一厌厌氧兼氧池一跌水曝气)))))人工构造湿地系统统排放或回用图1草海镇城镇污水土地处理流程示意图(l)预处理系统:利用原有五条农灌渠流沟,长各1000m,底宽lm,内设格栅(粗、中、细三道)沉淀、厌氧兼氧池和跌水曝气装置,去除污水中大部分大颗粒及悬浮固体,并降解污水中部分有机物质。(2)二段厌氧一好氧地沟式土地处理系统:占地面积约50000扩,共五组并联,内设过中国水污染防治技术装备论文集2003年第九期黄泽琴:贵州省成宁县草海镇城镇污水土地处理可行性初探滤槽、脱氮槽以及土壤处理地沟,BODS降解率可达90%,并能同时脱氮脱磷。处理系统设置于地下,地面全部可绿化。(3)人工构造湿地系统121:以种植大型草本、水生植物为主,采用潜流湿地处理池对污水进行深度处理。占地面积约1。。oo耐,共五个池子并联,BOD,降解率可达60%一80%,人工构造湿地系统沿草海湖周设置,形成保护草海的一道生态屏障。4.3主要投资和资金来源据初步测算,若采用土地处理方法处理草海镇污水,其建设投资约为5“.83万元(包括征地等费用),约为目前建设相同规模城市二级污水处理厂总投资的13/一25/,投资相对较省。这部分投资可以采取政府补贴一部分,环保贷款一部分和业主自筹一部分的方式解决;也可以采用国际通行的BOT方式筹措解决,大大减轻了政府全额投资的压力,为工程的实施提供了切实可行的思路。5环境与经济效益分析根据调研的资料,表l和表的出水水质情况及污水处理投资、表12分别列出常规二级污水处理厂和深圳白泥坑湿地工程等运行费用和占地指标的比较ls]。不同处理工艺出水水质比较表工程名称深圳某污水处理厂南海某污水处理厂深圳白泥坑人工湿地工程昆明市污水土地处理工程采用工艺鼓风曝气氧化沟人工湿地漫滤+湿地CODcr37.406.544.8034.904.8212.40`207.3010.50裹2不同处理工艺经济指标比较表工程名称处理水l(m3ld)总投资年运行费(万元)3300(万元)100吨水处理费(元)吨水占地(mZ),矛n甘9乙UZ,夕,`11,一深圳某污水处理厂南海某污水处理厂深圳白泥坑工程50X()0l00()031X()0.202002ùU一U.50oo36.242.90注:以上工程系九十年代初期前后建设,投资指当时工程费用。由上表可以看出,采用人工构造湿地以及土地处理工艺处理的出水水质,可以达到甚至超过常规二级污水处理厂的出水水质;并且在同一时期建设的污水处理工程经济指标的比较中,人工湿地系统建设投资最低,加上湿地系统基本不需耗能,因而其吨水处理费用仅为鼓风曝气及氧化沟工艺的10%;除占用土地稍多外,从总的经济指标比较分析,人工湿地、土地处理工艺具有较明显的优越性,尤其对于贫困地区的中小城镇污水处理而言,不失为一条切实可行的办法。6结语随着国民经济的发展和人口的迅速增加,水污染问题日趋严重,如何解决中小城镇水污染问题,以及如何在有限的资金情况下,采取有效的、低投入的技术来解决贫困地区中186中国水污染防治技术装备论文集2003年第九期全国小城镇污水处理技术(设备)交流与工程咨询研讨会hTecommuinca石onandPojreetConsulantcySeminarofN越ion目OTwnW理蛇eWa比rTeraitnentcTehnology(qEuiPment)小城镇的水污染问题,是目前我们正研究解决的问题,上面所探讨的采用二段厌氧一好氧地沟式土地处理与人工湿地相结合的技术,处理威宁县草海镇城镇污水,从工艺方法、出水水质、投资及运行费用方面是可行的,其研究已取得一定进展,但如进一步提高系统净化能力、简化处理流程、保持常年正常运转、以及土地资源再利用等方面尚在进一步深入研究中,目的是探寻出一条满足污水处理“二低一高一稳定”(投资低、运行费用低、处理效率高、运转稳定)的适宜贵州经济条件的污水处理方法,避免因资金问题而使污染得不到治理的局面。参考文献川新见正,有水组.污水的土城净化法研究总论【明.日本二毛管净化研究会,1984.50一53121孙铁晰,周思毅.城市污水土地处理技术指南【明.北京:中国环境科学出版社,1997.103一116l3]全国城市水源地保护与水污染控制技术及政策学术讨论会论文集[RI.华南环保研究所,1991.12(上接第229页)参考文献[1]K.Rajeshwar,etal二Eleeotrehemisytrandhteoviro刊ment[月.Joumiaof^PPliedElectroehemis铆,1994,(24):1077·10912[l马志毅,刘瑞强,等.电凝聚对悬浮物和有机物去除功效的试验研究.给水排水,1998,(24)11:37礴1sI]范彬,曲久辉,等.异养一电极一生物膜联合反应器脱除地下水中硝酸盐的研究.环境科学学报,2001,21(3):257一26241[许文林,王雅琼.固定电化学反应器处理含铜废水的研究.环境科学,1993,(l5)1:46礴9151杨卫身,等.微电解法降解染料的研究.上海环境科学,1996,15(:7)3-032,356[]赵少陵,等.活性炭纤维电极法处理印染废水的应用研究.上海环境科学,1997,16(:5)24·2771[王蓉沙,邓浩,等.电絮凝法处理油田污水.环境科学研究,1999,(12片3-0328[l周大佐.微生物法预处理微污染源水的试验研究.同济大学硕士论文,199791[曾抗美,史建福,等.用电絮凝法制备给水.水处理技术,1997,(23)3:169一174中国水污染防治技术装备论文集2003年第九期187