Большая часть населения моей страны проживает в небольших городах и сельской местности, и проблема загрязнения водных ресурсов сельскими сточными водами привлекает всё большее внимание. За исключением низкого уровня очистки сточных вод в западном регионе, в сельской местности моей страны уровень очистки сточных вод в целом вырос. Однако моя страна занимает обширную территорию, и экологические условия, образ жизни и экономическое положение городов и деревень в разных регионах сильно различаются. Опыт развитых стран в области децентрализованной очистки сточных вод с учётом местных условий заслуживает изучения.
Основная децентрализованная технология очистки сточных вод в моей стране
В моей стране в основном используются следующие типы технологий очистки сточных вод в сельской местности (см. рис. 1): биопленочная технология, технология очистки активного ила, технология экологической очистки, технология обработки почвы и комбинированная технология биологической и экологической очистки. Они широко применяются и имеют успешные примеры эксплуатации. С точки зрения масштаба очистки сточных вод, производительность очистки воды обычно составляет менее 500 тонн.
1. Преимущества и недостатки технологии очистки сточных вод в сельской местности
В практике очистки сточных вод в сельской местности каждая технология имеет следующие преимущества и недостатки:
Метод с использованием активного ила: гибкое управление и автоматический контроль, но средняя стоимость на домохозяйство высока, а для эксплуатации и обслуживания требуется специальный персонал.
Технология создания водно-болотных угодий: низкая стоимость строительства, но низкая скорость удаления и неудобства в эксплуатации и управлении.
Обработка земли: строительство, эксплуатация и обслуживание просты, а затраты невелики, но это может привести к загрязнению грунтовых вод и требует длительного управления эксплуатацией и обслуживанием.
Биологический поворотный стол + грядка: подходит для южного региона, но сложен в эксплуатации и обслуживании.
Малая станция очистки сточных вод: близка к методу очистки городских бытовых сточных вод. Преимущество заключается в хорошем качестве сточных вод, а недостаток — в том, что она не может удовлетворить потребности сельского хозяйства в сточных водах.
Хотя в некоторых местах продвигаются «неэнергетические» технологии очистки сточных вод в сельской местности, «энергетические» технологии очистки сточных вод по-прежнему составляют значительную долю. В настоящее время во многих сельских районах земля распределяется между домохозяйствами, и государственных земель мало, а уровень использования земли в экономически развитых районах очень низкий. Высокая, меньше земельных ресурсов, доступных для очистки сточных вод. Поэтому «динамическая» технология очистки сточных вод имеет хорошие перспективы применения в районах с меньшим землепользованием, развитой экономикой и высокими требованиями к качеству воды. Технология очистки сточных вод, которая экономит энергию и снижает потребление, стала тенденцией развития децентрализованной технологии очистки бытовых сточных вод в деревнях и городах.
2. Комбинированный вариант технологии очистки сточных вод в сельской местности
Комбинация технологий очистки сточных вод в сельской местности моей страны в основном имеет следующие три режима:
Первый режим — это МБР, контактное окисление или процесс с использованием активного ила. Сточные воды сначала попадают в септик, затем в установку биологической очистки и, наконец, сбрасываются в окружающий водоём для повторного использования. Повторное использование сточных вод в сельской местности более распространено.
Второй режим — анаэробный + искусственное водно-болотное угодье или анаэробный + пруд или анаэробный + земля, то есть анаэробная установка используется после септика, а после экологической очистки сбрасывается в окружающую среду или поступает в сельскохозяйственное использование.
Третий режим — активный ил + искусственное заболоченное место, активный ил + пруд, контактное окисление + искусственное заболоченное место или контактное окисление + обработка почвы, то есть после септика используют аэробные и аэрационные устройства, а также добавляют блок экологической очистки. Усиливают удаление азота и фосфора.
В практических приложениях на первый режим приходится наибольшая доля, достигающая 61%).
Из трёх вышеперечисленных методов МБР обеспечивает лучший эффект очистки и подходит для некоторых районов с высокими требованиями к качеству воды, но эксплуатационные расходы относительно высоки. Эксплуатационные расходы и стоимость строительства искусственных водно-болотных угодий и анаэробных технологий очень низкие, но при комплексном рассмотрении для достижения более оптимального результата очистки воды необходимо увеличить интенсивность аэрации.
Технология децентрализованной очистки сточных вод, применяемая за рубежом
1. Соединенные Штаты
С точки зрения системы управления и технических требований, децентрализованная очистка сточных вод в США функционирует в рамках относительно комплексной системы. В настоящее время децентрализованная система очистки сточных вод в США использует в основном следующие технологии:
Септик. Септики и очистка сточных вод — распространённые технологии за рубежом. Согласно данным исследований, проведённых в Германии, около 32% сточных вод пригодны для очистки сточных вод, из которых 10–20% не соответствуют требованиям. Причиной неисправности может быть загрязнение грунтовых вод системой, например: чрезмерное использование; чрезмерная гидравлическая нагрузка; проблемы проектирования и монтажа; проблемы управления эксплуатацией и т. д.
Песчаный фильтр. Песчаная фильтрация — очень распространённая технология очистки сточных вод в Соединённых Штатах, позволяющая добиться хорошего эффекта очистки.
Аэробная очистка. Аэробная очистка применяется во многих районах США, а объём очистки обычно составляет 1,5–5,7 т/сут. Используются методы биологической очистки с использованием вращающегося стола или активного ила. В последние годы в США также уделяется большое внимание эффективному использованию азота и фосфора. Большая часть азота в США содержится в сточных водах. Важно снизить затраты на последующую обработку за счёт раннего разделения.
Кроме того, проводится дезинфекция, удаление питательных веществ, разделение источников, а также удаление и восстановление азота и фосфора.
2. Япония
Технология децентрализованной очистки сточных вод в Японии довольно хорошо известна благодаря системе септик-отстойников. Источники бытовых сточных вод в Японии несколько отличаются от тех, что есть в моей стране. В основном они собираются по классификации прачечных и кухонных сточных вод.
Септики в Японии устанавливаются в районах, не подходящих для сбора сточных вод через трубопроводы, и где плотность населения относительно низкая. Септики проектируются для разных групп населения и параметров. Хотя существующие септики меняются из поколения в поколение, среди них по-прежнему преобладают сливные резервуары. После реактора АО, анаэробных, раскисляющих, аэробных, седиментационных, дезинфекционных и других процессов, следует отметить, что септик типа А находится в нормальном режиме эксплуатации. Относительно успешное применение септиков в Японии – это не просто техническая проблема, а относительно целостная система управления в рамках полной правовой базы, что является относительно успешным примером. В настоящее время септики применяются в нашей стране, и следует отметить, что существуют также рынки в Юго-Восточной Азии. Такие страны, как Юго-Восточная Азия, Индонезия и Филиппины, также подвержены влиянию политики децентрализованной очистки сточных вод в Японии. Малайзия и Индонезия разработали собственные внутренние технические спецификации и руководства для септиков, но на практике эти спецификации и руководства могут не соответствовать текущему уровню экономического развития этих стран.
3. Европейский Союз
Фактически, в ЕС есть как экономически и технологически развитые страны, так и отсталые регионы. С точки зрения экономического развития, они схожи с Китаем. Достигнув экономического прорыва, ЕС также активно работает над улучшением очистки сточных вод и в 2005 году принял стандарт ЕС EN12566-3 для маломасштабной децентрализованной очистки сточных вод. Этот стандарт, по сути, позволяет адаптировать меры к местным условиям, географическому положению и т. д., выбирая различные технологии очистки, в основном, включая септики и обработку почвы. Среди других стандартов – комплексные сооружения, малые очистные сооружения и системы предварительной очистки.
4. Индия
После краткого обзора опыта нескольких развитых стран позвольте мне рассказать о ситуации в развивающихся странах Юго-Восточной Азии, расположенных относительно недалеко от экономически неразвитых регионов моей страны. В Индии бытовые сточные воды в основном состоят из кухонных стоков. В настоящее время в Юго-Восточной Азии наиболее широко используется технология очистки сточных вод с помощью септиков. Однако общая проблема схожа с нашей: все виды загрязнения воды очевидны. При поддержке правительства Индии реализуются мероприятия и программы по эффективному масштабированию септиков, разработаны технические условия на очистку септиков и технологию контактного окисления.
5. Индонезия
Индонезия расположена в тропическом поясе. Несмотря на относительно отсталое развитие сельского хозяйства, бытовые сточные воды местных жителей в основном сбрасываются в реки. Поэтому состояние здоровья сельского населения в Малайзии, Таиланде, Вьетнаме и других странах оставляет желать лучшего. Использование септиков в Индонезии составляет 50%, и в стране также разработаны соответствующие меры по содействию внедрению норм и стандартов использования септиков.
Передовой зарубежный опыт
Подводя краткий итог, можно сказать, что развитые страны обладают большим передовым опытом, которому моя страна может поучиться: система стандартизации в развитых странах весьма полная и стандартизированная, а также существует эффективная система управления операциями, включающая профессиональную подготовку и гражданское образование, в то время как принципы очистки сточных вод в развитых странах весьма ясны.
В частности, следует: (1) уточнить ответственность за очистку сточных вод, и в то же время государство поддерживает децентрализованную очистку сточных вод посредством фондов и политики; сформулировать соответствующие стандарты для регулирования и руководства децентрализованной очисткой сточных вод; (2) создать справедливую, стандартизированную и эффективную систему административного управления и управления отраслью для обеспечения эффективного развития и долгосрочной эксплуатации децентрализованной очистки сточных вод; (3) улучшить масштаб, социализацию и специализацию строительства и эксплуатации децентрализованных канализационных сооружений для обеспечения выгод, снижения затрат и облегчения надзора; (4) специализация (5) рекламные и образовательные проекты, проекты по участию граждан и т. д.
В процессе практического применения успешный опыт и уроки неудач обобщаются для реализации устойчивого развития технологии децентрализованной очистки сточных вод моей страны.
Кр.антоп
Время публикации: 13 апреля 2023 г.