生活污水的分散式处理及回用

目前我国城市污水处理厂大都采用传统的活性污泥法二级处理工艺，其运行费用昂贵，且集中式城市污水处理技术对于城市周边地区以及污水管网无法到达的农村地区并不适用。而生活污水的分散式处理和回用，尤其适用于小区、学校、小城镇，其优势在于降低了地下输送管网建设费用，提高水的重复利用率。鉴于此，本文对生活污水的分散式处理及回用进行了探讨。

一、城市污水回用的目的和意义

城市污水是一种资源，污水回用的目的就是回收淡水资源以及污水中的其他能源和有用物质。从目前的情况看，污水回用主要是回收淡水资源。近些年来由于地面水和地下水的短缺导致了水资源的危机，城市再生水的开发利用受到了广泛的关注和重视。因此大力开发利用城市再生水，提高循环用水率，进行污水处理回用己经是当前缓解水资源危机重大措施。城市污水回用的意义有：

1、作为第二水源，可以缓解水资源紧张问题。由于全球性水资源危机正威胁着人类的生存和发展，世界上的许多国家和地区己开始对污水处理回用做出总体规划，以缓解水资源的紧张问题。污水经过适当处理后重复利用，不仅可促进水在自然界中的良性循环，还表现在城市污水就近可得，易于收集输送，水质水量稳定可靠，处理简单易行，作为第二水源比利用雨水和海水可靠的多。比如，回用的污水在工业生产过程中以循环给水系统代替直流给水系统，可使淡水消耗量和污水排放量减少几倍乃至几十倍；此外，也在农业生产过程中提高农业用水的利用率，发展循环用水、一水多用和污水回用技术。将处理后污水作为第二水源加以利用，是节约水资源的重大措施与对策，对我国国民经济的可持续发展有着十分重要的意义。

2、污水回用可减轻江河、湖泊污染，保护水资源不受破坏。污水回用是环境保护、水污染防治的主要途径，是社会和经济可持续发展战略、环境保护策略的重要环节。由污水回用所取得的环境效益、社会效益是很大的，其间接效益和长远效益更是难以估量的。

3、可减少用水费用及污水净化处理费用。以污水为水源的回用水净水厂的治水成本要低于甚至远远低于以天然水为水源的自来水厂，尤其以远距离调水更为突出。这是因为省去了水资源费用、取水及远距离输水的能耗与建设费用等。

二、生活污水的分散式处理及其技术分析

1、生活污水的分散式处理的优势

在进行大规模污水集中处理时，必然进行相应的管网建设，增加中途提升泵站，管理运行费用昂贵，实施缓慢。且在长距离的输水过程中污水的品质下降，可能到了终端用户时，回用水的水质己经达不到回用的要求。近年来大批生活小区、别墅在市郊建设起来，生活污水无法进入排水管网，而风景区、旅游区、工厂矿山、部队营房也存在生活污水和一些工业有机废水需就地处理达标排放或回用的问题。集中式污水处理的方法显然是有局限性的，它是以巨大的能量损失为代价，换来的仍然是岌岌可危的环境污染问题，水资源短缺问题和饮用水安全问题。时代的进步，社会的发展，环境的变迁都是认识领域发展的原动力，于是出现了新的哲学思想，即目前全世界科学家都积极倡导的污水分散处理的思想，就地处理就地回用，实现水平衡和水循坏。因此，当前形势要求必须开发高效节能的成套污水处理装置，使中小型污水处理工程设备化，对生活污水进行分散式处理。生活污水的分散式处理和回用，尤其适用于小区、学校、小城镇、旅游区等，可根据处理后的出水水质的不同，回用于农业灌溉、冲洗厕所、浇灌绿地、冲洗汽车等，其优势在于降低了地下输送管网建设费用，保证回用水的质量，提高水的重复利用率。

2、分散式生活污水的主要处理技术

（1）人工湿地

人工湿地是近20年发展起来的一种废水处理技术，它主要由人工基质填料和水生植物组成。

1）分类。

按照工程设计和水体流态的差异，人工湿地污水处理系统可以分为表面流湿地、水平流湿地和垂直流湿地三种主要类型，各类型在运行和控制等方面的诸多特征存在着一定的差异。其中，表面流湿地不需要砂砾等物质做填料，造价较低，但水力负荷也较低。水平潜流湿地的保湿性较好，对BOD、COD等有机物和重金属等去除效果好，受季节影响小，但控制较为复杂，脱氮除磷效果相对较差。垂直流湿地综合了前两者的特点，但其建造要求较高，至今尚未广泛使用。

2）人工湿地除污机理。

有机物的去除机理

人工湿地对有机污染物具有较强的去除能力。不溶性有机物通过在湿地基质中的沉积、过滤作用可以很快地被截留，进而被基质中的微生物分解或利用；可溶性有机物则通过植物根系的吸收和吸附，以及植物根际周围和土壤基质中微生物的分解代谢作用最终被降解去除。

氮的去除机理

人工湿地中氮的去除转化包括很多过程，一部分氮被植物吸收通过收割得以去除，也有一部分氮是通过物理化学途径而被去除，但大部分的氮是在微生物作用下通过硝化、反硝化作用而脱除。

磷的去除机理

人工湿地对磷的去除主要有以下四个途径：污水中一部分磷被植物吸收通过收割得以去除；一部分磷被基质通过吸附或离子交换作用截留去除；一部分磷作为微生物正常代谢所需要物质被磷细菌转化成溶解性无机磷，用于植物吸收；还有一部分磷被聚磷菌过量聚磷作用去除。人工湿地的优势主要有：l）投资少，建设、运营成本低廉；2）污水处理系统组合的多样性。根据污水中的污染物的种类、特征可以灵活选取不同的基质和植物的组合以达到最佳的效果；3）污染物去除效率高；4）独特的绿化环境功能。人工湿地同自然湿地一样，由于栽种有大量的水生植物，所以对环境起到了绿化的作用。人工湿地的主要缺点有：l）受气候条件限制较大；2）占地面积相对较大，一般为传统污水处理厂的2-3倍左右；3）容易产生淤积饱和现象。

（2）稳定塘

稳定塘是一类利用天然净化能力的生物处理构筑物的总称。

l）分类。

稳定塘根据其需氧（溶解氧浓度）状况和细菌同化废水中有机物所需的氧源进行分类，可分为好氧塘、兼氧塘、曝气塘和厌氧塘四大类。好氧塘指的是那些深度在1.0m以下的浅层塘，通过光合作用维系整个水体的好氧条件；兼性塘其底部是厌氧区，中间是兼性区，上层因光合作用和表面复氧作用为好氧区；曝气塘是利用表层曝气或机械扩散曝气进行充氧的废水塘；厌氧塘是承受高有机负荷的深塘，整个塘都处于厌氧环境。

2）稳定塘除污机理。

有机物的去除机理

不溶性有机物在塘系统中主要靠沉淀去除，溶解性有机物主要依靠细菌的氧化作用降解，在兼性塘和厌氧塘中发生厌氧生物转化。塘系统中有机物的去除主要取决于停留时间和塘内水温。

氮的去除机理

在塘系统中氮的去除是一个综合作用的结果，涉及的机理包括氨的挥发（取决于pH值）、藻类吸收、硝化/反硝化、污泥沉积以及池底的吸附等。

磷去除机理

如果不投加化学药剂来强化沉淀，塘系统对磷的去除效果几乎为零。投加诸如氯化铁或氯化铝的化学药剂，可以有效地将磷控制在0.lmg/L以下。稳定塘的优势主要有：l）能够充分利用地形，工程简单，基建投资省；2）能够实现污水资源化，使污水处理与利用相结合；3）污水处理能耗少，维护方便，成本低廉。稳定塘的主要缺点有：l）占地面积大；2）污水净化效果受季节、气温、光照等自然条件的影响；3）如果防渗处理不当，则地下水可能遭到污染；4）可能散发臭气并易于滋生蚊蝇。

三、分散式处理系统需要解决的几个问题

分散式污水处理系统也存在一定的不足，首先，由于缺乏大量的专门技术人员进行日常维护和管理，因此分散式污水处理系统经常出现出水不达标或者停运现象。其次，分散式污水处理系统的基建投资以及日常运行费用较高，因此如何降低基建投资和减少日常运行费用是开发分散式污水处理系统需要着重考虑的问题。