近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快和人們對水環(huán)境質(zhì)量要求的提高，城鄉(xiāng)生活污水處理受到了廣泛關(guān)注。在技術(shù)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，分散式污水處理控制系統(tǒng)設(shè)施實(shí)現(xiàn)了種植的——的小型化，并已發(fā)展成為一種成熟的廢水分散處理技術(shù)，具有節(jié)能的——生態(tài)——景觀定位。

雖然全球城市化已經(jīng)非常明顯，但仍有近30億至35億人口生活在農(nóng)村地區(qū)。這些人中相當(dāng)一部分人的生活條件很差，甚至沒有合適的污水處理控制系統(tǒng)。污水處理控制系統(tǒng)可分為集中式和分散式，傳統(tǒng)污水處理廠是人口稠密城區(qū)的集中式污水處理系統(tǒng)。在人口分布稀少的農(nóng)村地區(qū)使用集中式污水處理將再次給這些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)帶來債務(wù)負(fù)擔(dān)，因?yàn)榻ㄔO(shè)污水處理控制系統(tǒng)廠花費(fèi)了大量資金。此時(shí)，分散的污水處理控制系統(tǒng)將是更合適的選擇。

分散式污水處理控制系統(tǒng)不僅適用于欠發(fā)達(dá)的發(fā)展中國家，而且在某些情況下，它們同樣適用于發(fā)達(dá)國家。近年來，發(fā)達(dá)國家城市中心的密度逐漸下降，人們逐漸開始向城市邊緣定居，此時(shí)，集中式污水處理廠的建設(shè)將不再適用。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署2002年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，25％的美國人口已經(jīng)在使用分散式污水處理系統(tǒng)。

　　小編合肥鴻昇自動(dòng)化將探討對比幾種典型的分散式污水處理控制系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)與適用性，以及如何進(jìn)行技術(shù)選擇與如何打破工程應(yīng)用瓶頸。

　　傳統(tǒng)與新型分散式污水處理工藝

　　傳統(tǒng)式工藝

　　傳統(tǒng)分散式污水處理控制系統(tǒng)技術(shù)包括濕地、好氧工藝(MBR、BCR等)、厭氧工藝(UASB等)。下表從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)等角度對比分析了以上分散式工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。

　　新型工藝——生物質(zhì)濃縮反應(yīng)器

　　BCR的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為一個(gè)曝氣反應(yīng)器，反應(yīng)器底部進(jìn)行微孔曝氣，廢水和微生物在反應(yīng)器內(nèi)呈懸浮態(tài)，出水為重力流。在帕維亞大學(xué)的試驗(yàn)中，BCR反應(yīng)器采用PorexTMradialfilter進(jìn)行固液分離，孔徑為5—20μm。由于介質(zhì)表面的粗糙度，有可能形成2—3厘米水頭損失。

　　根據(jù)帕維亞大學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用BCR反應(yīng)器，COD去除率為93—97%，脫氮率為75—79%。需要注意的是，實(shí)驗(yàn)流量只有22L/m?d，遠(yuǎn)低于操作流量(10—50L/m?d)，因此，實(shí)驗(yàn)期間系統(tǒng)過濾能力基本穩(wěn)定，無需反沖洗的前提下，可以穩(wěn)定運(yùn)行1年左右。而實(shí)際運(yùn)行條件下，常用膜材質(zhì)的孔徑約為0.1μm，3個(gè)月后系統(tǒng)過濾能力降低77%，需要更換膜或者進(jìn)行再生。帕維亞大學(xué)也指出，實(shí)際運(yùn)行結(jié)果有可能會(huì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差較大，具體處理效果取決于膜的種類、污水組分與操作工況。

　　分散式污水處理的可持續(xù)性分析

　　所謂“合適的技術(shù)”包括經(jīng)濟(jì)優(yōu)、環(huán)境友好、技術(shù)穩(wěn)定、公眾認(rèn)可等特性。設(shè)計(jì)“可持續(xù)性技術(shù)”需要從以下維度綜合考慮：

　　(1)技術(shù)：很大程度地發(fā)揮技術(shù)功能，確保整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)建、運(yùn)行和監(jiān)控。同時(shí)，要考慮技術(shù)應(yīng)對電力供應(yīng)、水資源短缺、洪澇等緊急事件時(shí)的穩(wěn)健性和盲點(diǎn)，以及技術(shù)對于現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施或社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的靈活性與適應(yīng)性;

　　(4)能源與資源：考慮建設(shè)和運(yùn)行所消耗的能源和資源，以及能回收利用的資源(例如將水、營養(yǎng)物返還農(nóng)業(yè))，同時(shí)綜合考慮再生資源(例如沼氣);

　　(2)經(jīng)濟(jì)：家庭以及社區(qū)的經(jīng)濟(jì)承受能力，包括建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)和必要的投資成本;

　　(3)健康與衛(wèi)生：將可能影響公共衛(wèi)生的病原體和有害物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)降至很低;

　　(5)社會(huì)文化和制度：社會(huì)接受度、便利性、合法合規(guī)。

　　分散式污水處理系統(tǒng)滿足以上全部維度要求，除此之外，還有占地緊湊、運(yùn)行靈活等。所以，分散性污水處理技術(shù)屬于可持續(xù)性技術(shù)，實(shí)際工程中具體工藝的選擇需要綜合考當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒌赜?、污水水質(zhì)、當(dāng)?shù)厮Y源與回用需求等特性。

　　集中式系統(tǒng)與分散式系統(tǒng)的對比與討論

　　投資成本

　　集中式污水處理系統(tǒng)的投資成本顯著高于分散式系統(tǒng)。集中式系統(tǒng)需要建設(shè)大規(guī)模的污水收集管網(wǎng)，其投資成本占據(jù)了總成本的80—90%。而管網(wǎng)的平均使用壽命為50—60年，到期更換、日常維護(hù)費(fèi)用都將增加投資成本。

　　運(yùn)行成本

　　集中式污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮峰值流量，會(huì)導(dǎo)致增加系統(tǒng)容量，降低處理效率;重力管網(wǎng)輸送過程中有可能因?yàn)榈叵滤肭衷斐蓮U水稀釋，增加處理費(fèi)用和能耗;長距離輸水導(dǎo)致泵站需求量更大，能耗更高，這三點(diǎn)直接導(dǎo)致運(yùn)營成本的增加。

　　水質(zhì)安全

　　集中式污水處理系統(tǒng)集中排放水量較大，可能引起受納水域的富營養(yǎng)化。而分散式系統(tǒng)由于排水量小，將降低富營養(yǎng)化概率。

　　監(jiān)測與管理

　　遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展大大助力分散式系統(tǒng)的監(jiān)測，使用遠(yuǎn)程控制設(shè)備，可以輕松實(shí)現(xiàn)運(yùn)行維護(hù)，無需大量駐場人員。

　　在管理方面，與集中式系統(tǒng)的管理“不可見性”不同，分散式系統(tǒng)的管理更需要聯(lián)合當(dāng)?shù)鼐用竦牧α?，公眾參與度的提升將有可能進(jìn)一步提高群眾的節(jié)水和環(huán)保意識。

　　發(fā)展角度

　　相較于集中式系統(tǒng)，分散式系統(tǒng)更適應(yīng)發(fā)展中國家農(nóng)村和社區(qū)的發(fā)展變化，以及人口增長。分散式系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施投資可以逐步進(jìn)行，無需一次到位。

　實(shí)現(xiàn)源分離

　　分散式系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)污水源分離，而集中式系統(tǒng)很難做到。通過采用新型衛(wèi)生潔具，可以在源頭進(jìn)行生活污水的黑水與灰水分離，這些廢水雖然流量小，但是含有大部分的COD(黑水中3000—10000mg/L)和營養(yǎng)物質(zhì)，以及幾乎全部的病原體和微量污染物。就近集中處理，一方面減少了環(huán)境中微量污染物如金屬和其他新興化合物(如藥品和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品)的分布;另一方面，很大程度提高本地系統(tǒng)的資源回收潛力。

　　分散式污水處理控制系統(tǒng)的應(yīng)用障礙分析

　　如今，在幾個(gè)歐盟國家(德國，荷蘭)的城市已經(jīng)建設(shè)了多個(gè)分散式污水處理系統(tǒng)示范項(xiàng)目，平均服務(wù)人口約為1000人，都取得了積極的成果。

　　但是，分散式污水處理控制系統(tǒng)的推廣應(yīng)用依然存在一定的障礙。

　　這些障礙除了土地可用性(主要針對濕地系統(tǒng))、成本和環(huán)境要求等因素之外，障礙來自人們對新事物的接受程度。通常情況下，改革系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本太高、缺乏具體的綜合經(jīng)驗(yàn)、對未知的不確定性，這些都會(huì)成為傳統(tǒng)思想中難以辯駁的因素。

　　分散式污水處理控制系統(tǒng)的倡導(dǎo)者主要是年輕的專業(yè)新秀，他們難以讓決策者和傳統(tǒng)的污水處理專業(yè)人員接受這些新概念。事實(shí)上，分散式污水處理系統(tǒng)在發(fā)展中國家的接受程度要高于發(fā)達(dá)國家，因?yàn)榘l(fā)展中國家較少存在預(yù)先技術(shù)的障礙，而發(fā)達(dá)國家的技術(shù)模式往往青睞于傳統(tǒng)的集中式污水處理系統(tǒng)。

　　但實(shí)際上，隨著大多數(shù)發(fā)達(dá)國家的城市水資源基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)壽命逐漸接近上限，甚至已超上限(通常為50-60年)，在未來十年中，大批的水資源基礎(chǔ)設(shè)施將面臨修復(fù)與翻新，而若能趁此機(jī)會(huì)將污水系統(tǒng)改造為分散式污水處理系統(tǒng)，將是一個(gè)適用于未來發(fā)展的長期解決方案。

　　結(jié)論

　　分散式污水處理技術(shù)由于其原位處理和便于資源回收利用而具有可持續(xù)性，這個(gè)特性在未來將會(huì)愈發(fā)顯著。集中式污水處理系統(tǒng)雖然目前可以滿足人口稠密地區(qū)的需求，但并不普適于未來發(fā)展。從發(fā)展趨勢來看，“未來城市”的新觀念很有可能將會(huì)明顯側(cè)重于分散式。

　　從技術(shù)研發(fā)的角度，分散式污水處理控制系統(tǒng)已被充分認(rèn)知，但技術(shù)到工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)移還略顯薄弱，管理者的“守舊心態(tài)”成了新技術(shù)的推廣應(yīng)用的主要障礙之一。而實(shí)際上對于決策者而言，選擇分散式污水處理系統(tǒng)是一次變革傳統(tǒng)的機(jī)會(huì)。借此機(jī)會(huì)，將陳舊的用水設(shè)施替換為可進(jìn)行污水源分離的新型設(shè)施。對于污水收集設(shè)施已經(jīng)急需更替或者重建的區(qū)域，將分散式污水處理系統(tǒng)納入備選范圍，這是改變傳統(tǒng)污水處理模式的良好契機(jī)。