论文部分内容阅读
摘要：本文分析了国内外分散式污水处理技术的研究现状，总结了目前用于分散式污水处理的相关技术，通过分析目前国内农村污水处理存在的问题，对将来分散式污水处理的发展进行展望。
关键词：分散式污水处理;生态处理技术;膜生物处理技术
1 前言
随着国家对于环境保护的不断重视，在新颁布的“水十条”等环保政策的持续推动下，2020年城市污水处理率将达到95%，可以说城市、市政污水几乎饱和，集中式污水已基本得到有效控制。然而远离集中污水处理厂的区域、城镇等，由于具有污水量较小、水量水质波动大等特点，其污水尚未得到有效处置，引起的环境问题也日益凸显。根据规划，我国乡镇污水处理率依旧低于30%，甚至多数地区不足10%，因此进行分散式污水处理刻不容缓[1]。采用就地回用的分散式污水处理技术能够实现污水在源头控制，具有占地面积小、灵活方便、建设方便等优点，同时达标处理后可直接回流至生态水体中实现就地回用，满足可持续发展的理念。
2 国内外研究现状
2.1国外研究现状
国外发达国家的污水处理起步早，分散式污水处理也得到了较好、较快的发展，比较有代表性的是美国和日本。
分散式污水处理系统在美国得到了长足发展，分散式污水处理系统在佛蒙特州的应用达到了55%，东南部各州有1/3的住宅使用现场污水处理系统[2]。美国污水就地处理系统（OWTS）最早用于没有污水收集系统分散居住的农村家庭污水处理，其典型的处理工艺是化粪池-土壤吸附系统（ST/SAS）[3]。这种方法的基础是化粪池和土壤吸附，处理系统改造简单，化粪池出水经过一个配水井分配到埋于地下的穿孔管，形成渗滤土壤场地。由于不需要能耗和运行费用，被称之为“革新/替代技术”，实际是一种生态技术，同时由于费用低和管理简单，处理设施均埋于地下，不妨碍环境卫生条件，所以成为美国分散的农村家庭污水最常用的处理方法。
日本的分散式污水处理系统在六十年代以后有了快速发展。普遍采用的分散式污水处理系统为净化槽，尤其是合并处理净化槽[4]。净化槽由厌氧滤池、接触氧化池、沉淀池和消毒池组成，在厌氧滤池和接触氧化池中填充了生物填料。净化槽采用的处理工艺主要是厌氧过滤-接触曝气工艺和反硝化型厌氧过滤-接触氧化工艺，前者广泛应用于小型“Gappei-shori”净化槽系统，经过这个工艺处理后的出水BOD<20mg/L。近年来日本还开发出了具有固体处理单元的小型净化槽、新型膜分离净化槽和一些具有特殊功能的净化槽，并得到实际应用。
2.2国内研究现状
国内开始推广分散式污水处理始于20世纪80年代，提出了人工湿地、厌氧好氧组合工艺等技术。太湖流域还开展了“生态滤池组合工艺”、“厌氧发酵技术”等项目[5]。针对农村污水治理，已陆续出台了各地区农村生活污水处理设施排放标准，对于不同水量实行了不同的排放标准，日水量高于500吨的出水要求已与城镇污水排放标准靠拢。目前在国内广泛采用的工艺路线有人工湿地及一体化组合工艺产品。但各种工艺都有其存在的问题，传统的人工湿地工艺适用于农村小水量的污水处理工程，运维工作量极少，但出水要求已无法满足日益严格的环保标准。一体化组合工艺反应器，出水效果好，但需定期的维护，运行费用高。
3 分散型污水处理技术
目前分散式污水处理技术包括生态处理技术、生物处理技术及其组合工艺。
3.1 生态处理技术
生态处理技术是利用生态资源包括土壤、植物系统净化污水，其机理主要为土壤过滤截留、物理化学吸附，植物微生物摄取等，主要工艺包括人工湿地、土壤处理系统和稳定塘。
3.2 生物处理技术
利用微生物降解有机物等营养物质的作用达到净化水质的目的。分散式污水处理的生物处理技术主要有活性污泥法、生物膜法。
3.2.1活性污泥法
活性污泥法的工艺众多，应用于分散式污水处理的主要有AO及其组合工艺、SBR工艺（序批式生物反应器）和氧化沟工艺。该些工艺处理效果较好、稳定，但设备多，运维要求高，需专业管理。
3.2.2生物膜法
生物膜法主要有生物膜反应器（MBR）[6]、移动床生物膜反应器（MBBR）[7]、无泡曝气膜生物反应器（MABR）[8]。该些工艺通过膜法增强了污水中微生物的量或提供更优于不同的微生物生长的环境，使得其处理效果较传统的活性污泥法更好。
4 国内分散式污水处理展望
从我国颁布的一系列水环境治理条文看，分散式污水处理也逐渐在往集中式污水处理要求方向靠拢，未来在脱氮除磷、中水回用及节能降耗等将会不断发展起来。
4.1 脱氮除磷
从当前来看，对地表水的环境质量造成重要影响的问题，就是水体的氮磷超标。国家已经在各流域开展建立氮磷指标体系，目前城镇污水的处理厂大规模地开展了提标改造，氮磷控制指标得到了进一步地控制。针对氮磷污染在分散式污水处理中，未来将是最重要的控制方向，开发高效的除磷脱氮技术将是一大热门课题。
4.2 中水回用
分散式污水处理普遍适用于排放点散的农村地区，针对分散式的污水进行就地处理及回用，符合未来可持续发展的理念，回用的污水可用于灌溉，绿化、生活冲厕等。对于中国淡水资源匮乏的地区，污水就地处理及回用将是未来的重要发展方向。
4.3 基于互联网管理的标准化运维模式
目前在国内浙江等省的农村分散式污水处理终端已由第三方开展了多年的运维服务，但普遍存在运维方式被动，无法及时获悉污水处理站点的運行情况。未来采用互联网整合各个分散的污水站点的模式，能够有效改善目前存在的奔波于各个站点的路程消耗费用，并且符合未来的智慧水务发展方向。
参考文献
[1]邱国华，胡龙兴。污水处理一体化装置的研究现状与展望[J]. 环境污染治理技术与设备，2005， 6（5）： 7-15.
[2]郝晓地，张向萍，兰荔。美国分散式污水处理的历史，现状与未来[J]. 中国给水排水，2008， 24（22）： 1-5.
[3]Report to Congress on Use of Decentralized Wastewater Treatment Systems[R]. Environmental Protection Agency.
[4]水落元之，小柳秀明，久山哲雄，等。日本分散型生活污水处理技术与设施建设状况分析[J]. 中国给水排水，2012， 28（12）： 29-33.
[5]郭迎庆，黄翔峰，张玉先，等。太湖地区农村生活污水示范工程处理工艺的选择[J]. 中国给水排水，2009， 25（4）：6-9.
[6]黄霞，曹斌，文湘华，等。膜生物反应器在我国的研究与应用新进展[J]. 环境科学学报，2008， 28（3）：416-432.
[7]李佳，陈畅，平文凯。 移动床生物膜反应器（MBBR）技术解决方案及其应用[J]. 中国给水排水，2009， 25（20）： 63-66.
[8]韩振为，苏晓叶，纪志永，等。无泡曝气膜生物反应器在废水处理中的研究及应用[J]. 水处理技术，2007， 33（7）： 6-10.
关键词：分散式污水处理;生态处理技术;膜生物处理技术
1 前言
随着国家对于环境保护的不断重视，在新颁布的“水十条”等环保政策的持续推动下，2020年城市污水处理率将达到95%，可以说城市、市政污水几乎饱和，集中式污水已基本得到有效控制。然而远离集中污水处理厂的区域、城镇等，由于具有污水量较小、水量水质波动大等特点，其污水尚未得到有效处置，引起的环境问题也日益凸显。根据规划，我国乡镇污水处理率依旧低于30%，甚至多数地区不足10%，因此进行分散式污水处理刻不容缓[1]。采用就地回用的分散式污水处理技术能够实现污水在源头控制，具有占地面积小、灵活方便、建设方便等优点，同时达标处理后可直接回流至生态水体中实现就地回用，满足可持续发展的理念。
2 国内外研究现状
2.1国外研究现状
国外发达国家的污水处理起步早，分散式污水处理也得到了较好、较快的发展，比较有代表性的是美国和日本。
分散式污水处理系统在美国得到了长足发展，分散式污水处理系统在佛蒙特州的应用达到了55%，东南部各州有1/3的住宅使用现场污水处理系统[2]。美国污水就地处理系统（OWTS）最早用于没有污水收集系统分散居住的农村家庭污水处理，其典型的处理工艺是化粪池-土壤吸附系统（ST/SAS）[3]。这种方法的基础是化粪池和土壤吸附，处理系统改造简单，化粪池出水经过一个配水井分配到埋于地下的穿孔管，形成渗滤土壤场地。由于不需要能耗和运行费用，被称之为“革新/替代技术”，实际是一种生态技术，同时由于费用低和管理简单，处理设施均埋于地下，不妨碍环境卫生条件，所以成为美国分散的农村家庭污水最常用的处理方法。
日本的分散式污水处理系统在六十年代以后有了快速发展。普遍采用的分散式污水处理系统为净化槽，尤其是合并处理净化槽[4]。净化槽由厌氧滤池、接触氧化池、沉淀池和消毒池组成，在厌氧滤池和接触氧化池中填充了生物填料。净化槽采用的处理工艺主要是厌氧过滤-接触曝气工艺和反硝化型厌氧过滤-接触氧化工艺，前者广泛应用于小型“Gappei-shori”净化槽系统，经过这个工艺处理后的出水BOD<20mg/L。近年来日本还开发出了具有固体处理单元的小型净化槽、新型膜分离净化槽和一些具有特殊功能的净化槽，并得到实际应用。
2.2国内研究现状
国内开始推广分散式污水处理始于20世纪80年代，提出了人工湿地、厌氧好氧组合工艺等技术。太湖流域还开展了“生态滤池组合工艺”、“厌氧发酵技术”等项目[5]。针对农村污水治理，已陆续出台了各地区农村生活污水处理设施排放标准，对于不同水量实行了不同的排放标准，日水量高于500吨的出水要求已与城镇污水排放标准靠拢。目前在国内广泛采用的工艺路线有人工湿地及一体化组合工艺产品。但各种工艺都有其存在的问题，传统的人工湿地工艺适用于农村小水量的污水处理工程，运维工作量极少，但出水要求已无法满足日益严格的环保标准。一体化组合工艺反应器，出水效果好，但需定期的维护，运行费用高。
3 分散型污水处理技术
目前分散式污水处理技术包括生态处理技术、生物处理技术及其组合工艺。
3.1 生态处理技术
生态处理技术是利用生态资源包括土壤、植物系统净化污水，其机理主要为土壤过滤截留、物理化学吸附，植物微生物摄取等，主要工艺包括人工湿地、土壤处理系统和稳定塘。
3.2 生物处理技术
利用微生物降解有机物等营养物质的作用达到净化水质的目的。分散式污水处理的生物处理技术主要有活性污泥法、生物膜法。
3.2.1活性污泥法
活性污泥法的工艺众多，应用于分散式污水处理的主要有AO及其组合工艺、SBR工艺（序批式生物反应器）和氧化沟工艺。该些工艺处理效果较好、稳定，但设备多，运维要求高，需专业管理。
3.2.2生物膜法
生物膜法主要有生物膜反应器（MBR）[6]、移动床生物膜反应器（MBBR）[7]、无泡曝气膜生物反应器（MABR）[8]。该些工艺通过膜法增强了污水中微生物的量或提供更优于不同的微生物生长的环境，使得其处理效果较传统的活性污泥法更好。
4 国内分散式污水处理展望
从我国颁布的一系列水环境治理条文看，分散式污水处理也逐渐在往集中式污水处理要求方向靠拢，未来在脱氮除磷、中水回用及节能降耗等将会不断发展起来。
4.1 脱氮除磷
从当前来看，对地表水的环境质量造成重要影响的问题，就是水体的氮磷超标。国家已经在各流域开展建立氮磷指标体系，目前城镇污水的处理厂大规模地开展了提标改造，氮磷控制指标得到了进一步地控制。针对氮磷污染在分散式污水处理中，未来将是最重要的控制方向，开发高效的除磷脱氮技术将是一大热门课题。
4.2 中水回用
分散式污水处理普遍适用于排放点散的农村地区，针对分散式的污水进行就地处理及回用，符合未来可持续发展的理念，回用的污水可用于灌溉，绿化、生活冲厕等。对于中国淡水资源匮乏的地区，污水就地处理及回用将是未来的重要发展方向。
4.3 基于互联网管理的标准化运维模式
目前在国内浙江等省的农村分散式污水处理终端已由第三方开展了多年的运维服务，但普遍存在运维方式被动，无法及时获悉污水处理站点的運行情况。未来采用互联网整合各个分散的污水站点的模式，能够有效改善目前存在的奔波于各个站点的路程消耗费用，并且符合未来的智慧水务发展方向。
参考文献
[1]邱国华，胡龙兴。污水处理一体化装置的研究现状与展望[J]. 环境污染治理技术与设备，2005， 6（5）： 7-15.
[2]郝晓地，张向萍，兰荔。美国分散式污水处理的历史，现状与未来[J]. 中国给水排水，2008， 24（22）： 1-5.
[3]Report to Congress on Use of Decentralized Wastewater Treatment Systems[R]. Environmental Protection Agency.
[4]水落元之，小柳秀明，久山哲雄，等。日本分散型生活污水处理技术与设施建设状况分析[J]. 中国给水排水，2012， 28（12）： 29-33.
[5]郭迎庆，黄翔峰，张玉先，等。太湖地区农村生活污水示范工程处理工艺的选择[J]. 中国给水排水，2009， 25（4）：6-9.
[6]黄霞，曹斌，文湘华，等。膜生物反应器在我国的研究与应用新进展[J]. 环境科学学报，2008， 28（3）：416-432.
[7]李佳，陈畅，平文凯。 移动床生物膜反应器（MBBR）技术解决方案及其应用[J]. 中国给水排水，2009， 25（20）： 63-66.
[8]韩振为，苏晓叶，纪志永，等。无泡曝气膜生物反应器在废水处理中的研究及应用[J]. 水处理技术，2007， 33（7）： 6-10.