地埋式生活污水处理技术的应用与研究进展

引言        

水污染问题一直是我国最主要的环境问题，其主要来源于超标排放的工业废水和未经处理直接进入水体的生活污水[1]。随着我国城镇化步伐的加快，生活污水排放量的比重逐年增加。2006年，全国废水排放总量为537亿m3，其中生活污水排放量297.5亿m3，占污水排放总量的55.4%[2]。目前，国内大中型污水处理厂应用较多的生活污水处理工艺有传统活性污泥法、生物接触氧化法、A/O工艺、A/A/O工艺、氧化沟工艺等，处理效果良好，工艺纯熟。然而，它们都依赖于完善的排水管网和雄厚的资金支持，对于城市排水管网不能覆盖的生活小区、经济发展相对落后的广大农村、小城镇地区以及需要对特定污水进行单独处理的机构单位的污水处理来说就显得不是很适合。地埋式生活污水处理技术的出现弥补了这一缺陷，为小规模生活污水的处理开辟了一条新的途径。              

地埋式生活污水处理技术是指将污水处理设施中的主体构筑物埋在地下或半地下的污水处理技术。其主要有占地面积小、噪音低、无异味、受气候影响小、管理方便、处理效率高等特点。          

1 地埋式生活污水处理技术的类型及应用现状                

1.1地埋式无动力生活污水处理技术         

1.1.1 早期地埋式无动力生活污水处理技术   

我国自20世纪80年代末期到90年代中期开发出了一系列地埋式无动力生活污水处理技术，如生活污水处理沼气池、CL型地埋式不耗电生活污水处理装置、A-A2/O无能耗污水净化系统、HW系列无动力高效生活污水净化装置、GW自净式生活污水处理技术以及A2/O2无动力生活污水处理工艺等等。这些处理技术的主体工艺大都运用厌氧消化——好氧降解、两段生物膜法等传统理论使污水、粪便得以净化，污水按水力位能原理自行运行而无需外加动力。凭借投资省、无需运行费用、便于维护与管理等特点在国内部分省市得到广泛应用。其基本流程为：生活污水→厌氧消化→厌氧生物过滤→接触氧化→排放。          

1.1.2UUAR　

2005年浙江大学环境工程系的沈东升等人研究出了农村生活污水地埋式无动力厌氧达标处理技术（UUAR）。该技术采用生活污水自流的方式，应用厌氧生物膜技术及推流原理，采用内充固定空心球状填料的地下厌氧管道式或折流式反应器装置为唯一处理设备，利用附着于空心球状填料内外表面或悬浮的专门驯化专性厌氧或兼氧微生物去除生活污水中的有机污染物、病原菌和部分氮、磷，从而达到净化生活污水的目的[3]。出水水质稳定达到国家二级排放标准，无日常运行费用，适宜于农村生活污水的分散处理。

1.2 地埋式有动力生活污水处理技术              

1.2.1 早期地埋式有动力生活污水处理技术   

我国对地埋式有动力生活污水处理技术的研究同样始于20世纪80年代末期。1994年开发出的新型WSZ地埋式生活污水处理装置工艺流程为：污水→调节池→初沉池→接触氧化池→二沉池→消毒池。调节池停留时间为4-8h，为节省占地面积，初沉池和二沉池均采用竖流式沉淀池，接触氧化池内设置半软性填料，停留时间为2.5-3.2h；199年苏杨等人研究的高效生活污水净化槽技术是以传统化粪池为基础，在好氧区增设曝气装置，同时增设沉淀区并增加了污泥回流系统，此外，在第二厌氧区底部堆积部分漂浮填料以防止污泥流失，提高净化槽负荷。                  

1.2.2 A/O法+化学除磷法

生活污水经调节池均匀水质、水量后，连续流经缺氧池、好氧池、二沉池进行生化处理。在缺氧池中进行反硝化脱氮处理，在好氧池中进行去碳及硝化反应。在二沉池前投加化学药剂，利用化学法除磷。剩余污泥送至污泥浓缩池经污泥消化、稳定、浓缩后脱水处置，定期外运避免造成二次污染。出水满足《污水综合排放标准》GB8978-96中的城镇二级污水处理厂一级排放标准[4]。        

1.3 地埋式一体化小型生活污水处理技术      

地埋式一体化小型生活污水处理技术是指将处理规模较小，集污水处理工艺各部分功能，包括预处理、生物处理、沉淀、消毒等于一体的生活污水处理装置埋设于地下对生活污水进行处理的技术。目前，地埋式一体化处理技术按工艺划分有生物接触氧化法、SBR法、A/O及A2/O工艺等。处理装置可做成钢制定型设备整体敷设或钢混结构现场浇注[5]。

1.3.1 ZW一体化地埋式污水处理装置 

该装置由玻璃钢外壳和内胆组成中心曝气区和四周污泥沉淀消化区，再配以叶曝和电控柜组成一套完整的污水处理系统[6]。污水经预处理进入ZW一体化设备后，首先通过曝气使污水与原有混合液处于完全混合状态，使有机物高效降解。出水通过下部导流缝进入沉淀区，沉淀区呈双锥形截面，利于污泥沉淀。整套装置采用连续进水、间歇曝气的工艺，水力停留时间长达20h，出水水质能够达到国家城市污水处理厂污染物排放一级B标准（GB18918-2002）。工艺流程为：污水→细格栅→潜污泵→调节池→ZW一体化设备→合格排放。            

1.3.2 地埋式SBR工艺   

地埋式SBR工艺普遍用于处理小区生活污水。污水经格栅去除较大悬浮颗粒物后流入集水井，均匀水质后由提升泵输送至SBR反应池，有机物经好氧微生物的吸附、分解被降解为无机盐、水和二氧化碳。产生的剩余污泥经污泥消化池消化后由吸粪车抽走外运处理。该工艺与传统SBR工艺的区别在于滗水器采用动力提升式，而非传统的重力流；剩余污泥采用潜污泵输送至污泥消化池；曝气机采用潜水曝气机，进气管设有电控阀门。整个工艺结构简单，布置紧凑，节省占地，投资运行费用低，无需调节池和二沉池，不易发生污泥膨胀。出水能达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级排放标准。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。             

1.3.3 地埋式一体化生物滤池工艺   

2008年，东南大学的曹大伟等人开发了一套地埋式一体化生物滤池工艺。其主体为一体化结构，由缺氧池、生物滤池和沉淀池三部分组成。污水进入缺氧池后，沿折流板形成推流，出水通过半管式溢流布水器自流进入生物滤池。生物滤池通过拔风管进行自然通风，利用两级溅水盘强化充氧效果。出水流入沉淀池进行固液分离，上清液部分回流至缺氧池，其余排出体系。出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准。          

1.4  适用范围分析       

通过查阅文献和资料，从常见工艺、处理效果、投资运行费用和适用范围等方面对三种地埋式生活污水处理技术进行了比较，详见表1。 

2 结语        

地埋式生活污水处理技术工艺成熟、占地省、处理效果好、适用范围广，是城市污水处理系统的有益补充，为小型分散污染源生活污水的处理提供了新的途径。但同时从实际应用情况来看，该技术还存在一些不足，比如投资运行费用较高、缺少应急排放措施、设备使用寿命短等等。如能在这些问题上通过相应技术措施加以突破的话，地埋式生活污水处理技术将具更良好的推广应用前景。（吉林农业大学资源与环境学院）