农村生活污水范文

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农村生活污水

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1.1水环境特点与污染特征

苏州境内河网交织,湖泊众多,全市各级河道有2万多条,大小湖泊有300多个,水域面积占全市总面积的42.5%。太湖流域的6个大中型湖泊(湖泊面积≥40km2)中,80%的太湖湖区和50%的淀山湖湖区、阳澄湖和澄湖的全部湖区均在苏州市境内。苏州沿湖区域经济发达,人口密度大。其中,全市7472个农村集居点中有1727个在太湖一级保护区内,农村常住人口有48.22万人;位于阳澄湖水源水质保护区内的农村集居点有586个,农村常住人口为24.64万人。近年来,随着苏州城镇生活污水处理工程的有效实施,农村生活污水的直接排放以及农田灌溉退水等对区域河网水系污染以及太湖流域水环境的影响日益凸显。与城市生活污染以及工业点源污染相比,农村生活污染特征主要表现为:①污染面广且分散,难以收集;②污染物来源多,水质复杂,除了生活与生产排放的污水外,还包括人畜禽粪便以及生活垃圾堆放渗滤而产生的污水;③排放量增长快,变化幅度大;④处理设施缺乏,污水处理率低。总体而言,苏州市地表水污染属综合型有机污染,主要污染指标为NH3-N、TP、CODMn或COD。

1.2污染源调查

目前,苏州市现有农村户籍人口为357.6万人,其中农村常住人口约85.96万户,共计293.25万人。与城镇相比,苏州农村人口居住分散,生活污水收集系统和处理设施缺乏,零星的分散式污水处理设施的运行和管理也不到位。未经处理的生活污水任意排放,自流到地势低洼的河流、湖泊及排水沟渠塘等地表水体中,严重威胁区域乃至太湖流域水环境与生态。根据2008年苏州各区及县级市的农村人口在太湖一级保护区和阳澄湖一级保护区的分布情况及集居点分布可知,太湖一级保护区农村生活污水治理重点在于吴中区和吴江市,其农村生活污水排放量(分别为1380.0×104、1667.6×104m3/a)及污染物负荷均较大;阳澄湖一级保护区农村生活污水排放与治理重点在于相城区和常熟市(农村生活污水排放量分别为803.0×104、2415.9×104m3/a)。

1.3污水排放体制

随着我国社会和经济的发展,农村生活污水任意排放、生活设施不健全及相应的管理水平落后等原因,造成了农村水环境的恶化乃至对区域水环境的影响日益凸显的现状。据统计,农村生活源与农业面源占太湖富营养化污染物NH3-N、TP排放总量的比例分别为77%、66%[3]。农村生活污水的收集与排放直接影响生活污水的收集率和处理设施的运行效果,苏州农村生活污水主要存在三种排放体制,具体见图1。此外,排水系统的平面布置可分为直排式、分散式和集中式。图1苏州农村生活污水排水体制Fig.1DrainagesystemofruralsewageinSuzhou随着苏州城镇化水平的逐步提高,村庄较为密集的地区可能成为未来集聚化发展的农村社区。因此,其排水系统的规划可适当采用较高标准,并充分考虑未来发展的余地和具有一定的超前性,积极推行雨污分流排水体制。即使目前不具备建设雨污分流排水体制的经济能力,也应从长远规划着眼,先建设污水管网,并为未来雨水管网的建设留有余地,以实现远期逐步向雨污分流制过渡的目标。目前,苏州城镇新区一般实行雨污分流的排水体制,周边农村地区应与城市新区排水系统相协调,采取雨污分流制。对于地下适宜(具有坡度)的地区可考虑排水管网一次规划、分期施工的不完全分流制排水系统,即先修建分流制的污水排放系统,而缓建雨水排放系统。

2苏州农村生活污水治理的实施

2.1常用处理工艺的选择

与城镇相比,苏州农村地区人口密度相对较低,分布广而且分散,其生活污水与城市生活污水有所差异。农村用水一般以河水、井水和自来水三者结合使用,农村生活污水主要是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水,也包含生产经济活动的排水,水量因地区经济程度的差异而不同。农村生活污水一般具有排量小、所含有机物浓度相对偏高、日变化系数大(一般为3.0~5.0)、间歇排放等特点。因此,所选污水处理工艺应抗冲击负荷能力强,且宜就近独立处理的方式;同时,污水处理应充分考虑造价低、运行费用少、低能耗或无能耗的工艺;此外,所选工艺应具有运行管理简单和维护方便的特点。苏州农村污水处理独立设施目前所采用的工艺主要有22种,包括地埋式氧化工艺、地埋式微动力氧化沟、SBR、强化SBR、小型XSBR生活污水处理工艺、智能化小型膜生物反应器(KY-M)工艺、气升一体化高效处理工艺、KOT生物处理技术、生物转盘、A/O、地埋式A2/O、复合生物水处理技术、高效曝气生物滤池、塔式蚯蚓生态滤池、均流式生态复氧滤床+平流潜行生态湿地组合工艺、海沃特复合生物水处理系统(复合生物滤池+人工湿地)、生态湿地、分散式人工生态湿地床、微动力生化+景观绿地、多介质生态处理技术、人工生态绿地处理系统及A2O+MBR、AO+接触氧化、BAF一体机。可见,苏州各区县农村污水的处理工艺形式多样,多侧重于节约用地、运行费用低和处理高效的一体化系统,通常包含厌氧、好氧工序,强化了对氮磷营养物质的去除,以及采用土地生物处理系统等。此外,根据江苏省建设厅《农村生活污水处理适用技术指南(2008试行版)》的推荐,适于苏州等太湖流域农村生活污水处理技术的工艺包括“厌氧滤池—氧化塘—生态渠”、“厌氧—跌水充氧接触氧化—人工湿地”、“厌氧—滴滤池—人工湿地”、“厌氧—(接触氧化)—人工湿地”和“地埋式微动力氧化沟”等,这些处理工艺在苏州农村污水处理实践中均有所体现。

2.2苏州农村生活污水治理实施现状

截至2009年底,苏州累计完成476个农村集居点的生活污水治理工程建设,为农村集居点总数的6.4%,服务人口为26.1万人,为农村常住人口的8.9%。其中,166个集居点(服务人口为10.65万人)采用接管方式进行污水治理,通过敷设污水管网将集居点内的生活污水收集后输送至城镇污水处理厂进行处理;293个集居点(服务人口为15.20万人)采用建造独立处理设施的方式进行污水治理,通过敷设管网将集居点内的污水集中收集,就地建造独立处理设施进行处理;17个集居点(服务人口为0.28万人)采用分散型人工湿地的方式进行治理。建造的独立设施和人工湿地累计处理规模为2.86×104m3/d,累计投资达2.22亿元。其中,包括太湖一级保护区范围内的131个农村集中居住点,服务人口为3.8万人,为区域农村总人口的7.9%。61个集居点采用接管方式,其余70个集居点为独立设施,独立设施处理规模总计为3806m3/d,服务人口为1.8万人。阳澄湖水源水质保护区完成19个农村集中居住点的污水处理,服务人口为1.46万人,占区域内农村总人口的6.1%。12个集居点采用接管方式,其余7个集居点对污水进行收集后采用建造独立设施进行处理,独立设施处理规模为6265m3/d,服务人口为0.53万人。据调查统计、分析与测算,截至2008年苏州通过接管、建造独立设施或分散型人工湿地等污水治理工程,共完成26.1万农村人口的生活污水收集和处理,污染物削减量统计结果见表1。总的来看,苏州农村生活污水处理率仍然处于一个较低的水平,无论对于农村集居点或服务人口来说,生活污水处理率均不到10%,远低于城镇生活污水和工业废水的处理率。因此,对农村生活污水进行综合治理,改善区域水环境刻不容缓。

2.3生活污水处理工艺综合分析

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据有关资料显示,我国每年的废(污)水排放总量已经达到了620亿吨,其中大部分未经处理就直接排入江河湖泊,有近四分之一的湖泊受到了不同程度的污染,有近60%的城市没有污水处理厂,农村地区的生活污水基本上未经过处理就直接排放,农村生活污水治理已经影响到现代新农村的建设。我国是农业大国、人口大国,水资源严重短缺,水资源占有量仅2200立方米,为世界人均占有量的1/4,并被列为13个贫水国家之一。到2030年我国人均水资源占有量将从现在的2200立方米降到1700至1800立方米,需水量接近水资源可开发利用量,缺水问题将更加突出。目前,我县在开展社会主义新农村建设中,污水治理任重而道远。

一、农村水环境污染现状和特点

(一)农村水环境污染现状

农村水环境是指分布在广大农村的河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体的总称。我国总计有乡镇45412个,村民委员会739980个,乡村户数23692.7万户,乡村人口达91960万人。农村人口分散,人口数量多,没有任何生活污水的收集和处理设施,这使农村生活污染源成为影响水环境的重要因素。据测算,全国农村每年产生生活污水80多亿吨,严重污染了农村地区居住环境,农村大部分地区河、湖等水体普遍受到污染,饮用水水质安全受到严重威胁,直接危害农民的身体健康,严重影响农村地区的环境卫生,极易导致一些流行性疾病的发生与传播。据估算,农村环境问题每年造成的经济损失已超过千亿元,我国农村环境与生态状况令人担忧。

改革开放的三十多年来,我国农业生产能力获得了较大幅度的提高。畜禽散养户的不断增多,大量畜禽粪便没有处理就直接排放,粪便污染逐年加重。有资料显示,养殖一头猪所产生的废水是一个人的7倍,而养殖一头牛则是22倍。这些有机物未经处理,渗入地下或进入地表水,使水环境中硝态氮、硬度和细菌总数超标,严重威胁着居民饮用水的安全。

(二)农村污水特点

农村生活污水的特点:厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水和冲洗厕所用水,这些用水分散,农村没有任何收集的设施,随着雨水的冲刷,随着地表流入河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体,其中有机物含量大是其主要的特点。

1.水质特点。(1)农村村镇人口较少,分布广泛且分散,大部分没有污水排放管网;(2)农村生活污水浓度低,变化大;(3)大部分农村生活污水的性质相差不大,水中基本上不含有重金属和有毒有害物质(但随着人们生活水平的提高,部分生活污水中可能含有重金属和有毒有害物质),含一定量的氮、磷,水质波动大,可生化性强;(4)不同时段的水质不同;(5)厕所排放的污水水质较差,但可进入化粪池用作肥料。

2.水量特征。(1)一般农村的生活污水量都比较小,除小城镇外,农村人口居住分散,水量相对较少,相应地产生的生活污水量也较小;(2)变化系数大,居民生活规律相近,导致农村生活污水排放量早晚比白天大,夜间排水量小,甚至可能断流,水量变化明显,即无水排放呈不连续状态,具有变化幅度大的特点;(3)在上午、中午、下午都有一个高峰时段。

3.排放体制特征。农村生活污水一般呈粗放型排放。很多农村尚无完善的污水排放系统,污水沿道路边沟或路面排放至就近的水体。少部分地区具有完善的污水排放系统。

农村生活污水中有机物含量高,N、P含量增多。人们无意识的排放和雨水的冲刷,使大量的有机质和N、P等物质流入湖泊等水体,如果不加以处理利用,常常会引起富营养化,给人们的身体健康带来不利影响。

二、农村生活污水处理技术的选择

(一)污水处理技术路线

农村污水处理技术的选择要量力而行,充分考虑到农村地区财力状况薄弱、农民实际承受能力较低这一普遍情况,处理工艺的选择不能盲目攀比,不能一味地选择时髦先进、处理效果好、自动化控制水平很高的处理工艺,而着重应该考虑选用既成熟可靠,又适合农村特点和实际的污水处理适用技术。建议污水处理技术的选择优先达到两个目标:一是达标排放或回用;二是注重经济适用,运行成本低,管理维护简单。

目前国内外应用农村生活污水治理的处理技术比较多,名称也多种多样,但从工艺原理上通常可归为两类:第一类是自然处理系统。利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理,又称为生态处理系统,常用的有:人工湿地处理系统、地下土壤渗滤净化系统等;第二类是生物处理系统,又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理是通过动力给污水充氧,培养微生物菌种,利用微生物菌种分解、消耗吸收污水中的有机物、氮和磷,常用的有:普通活性污泥法、AO法、生物转盘和SBR法等。厌氧生物处理是利用厌氧微生物的代谢过程,在无需提供氧气的情况下把有机污染物转化为无机物和少量的细胞物质,常用的有:厌氧接触法、厌氧滤池、UASB升流式厌氧污泥床等。

(二)人工湿地处理系统

有条件的村庄,应充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地和沼泽地等,建设人工湿地处理系统。

污水湿地处理系统分自然和人工湿地处理系统,自然湿地就是自然的沼泽地,人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理,使污水处理达到工程化、实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、生长有象芦苇、香蒲等沼泽生植物的土地上,利用植物根系的吸收和微生物的作用,并经过多层过滤,来达到降解污染、净化水质的目的,它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系,以及介质所具有的物理、化学特性,将污水净化的天然与人工处理相结合的复合工艺。

湿地处理系统工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低、对进水负荷的适应性强,能耐受冲击负荷,净化出水水质良好、稳定。缺点占地面积大,易受气候影响,表面径流的臭味比较大。(三)地下土壤渗滤净化系统

分散的几户或十几户人家适合采用地下土壤渗滤净化系统。

地下土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理,予以工程化、实用化而创造出的一种新型小规模污水净化工艺技术,是将污水有控制地投配到经一定构造、距地面约50cm深和具有良好扩散性能的土层中。投配污水缓慢通过布水管周围的碎石和砂层,在土壤毛管作用下向附近土层中扩散。表层土壤中有大量微生物,作物根区处于好氧状态,污水中的污染物质被过滤、吸附、降解。所以地下渗滤的处理过程非常类似于污水慢速渗滤处理过程。由于负荷低,停留时间长,水质净化效果非常好,而且稳定。地下土壤渗滤净化系统建设容易、维护管理简单,基建投资少,运行费用低。整个处理装置放在地下,不损害景观,不产生臭气。

(四)好氧生物处理系统

好氧生物处理系统是新农村污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理工艺众多,各有优缺点,选择时要根据实际情况仔细论证和比选,注重经济适用。

生物处理法就是通过风机等设备给污水输氧,培养生物菌种和微生物,通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质,少部分合成为细胞物质,促使微生物增长,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以净化排放。如SBR法,集曝气、沉淀、排水功能于一体,不断地转换,省去了传统的污泥回流设备,大大降低了建设费用;A20法具有脱氮、除磷功能,还有如生物转盘处理工艺、膜生物反应器处理工艺等。生物处理法和自然处理系统比较,占地面积小,抗气候等外界影响的能力强,建设的地点选择范围大,处理稳定,处理效率高。但基建投资、运行成本要高于自然处理系统。

(五)厌氧生物处理系统

我国从上个世纪80年代开始开展生活污水厌氧生物法的开发和研制工作,许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化污水处理装置得到应用。如无动力地埋式生活污水处理装置采用无动力厌氧生物膜技术,工艺流程简单,不耗能,全部埋于地下,也无需专人管理。与好氧生物处理相比,无动力地埋式生活污水处理装置技术设备的基建投资略高于好氧处理,无日常运行费用的支出。

厌氧生物法目前技术上还存在一些问题,主要表现在生物处理效率较低,尤其表现为氮磷去除率很低,在一定程度上限制了其应用。

实践证明,以上方法都能很好的解决农村生活污水治理的问题,但在运用中要考虑到建设与运行成本等费用,要根据实际情况加以选择。

参考文献

[1]何刚,等.新农村污水治理工作的探讨[J].北京水务,2007,(6).

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毕节地区位于贵州省的西北部,地处东经105°36′-106°43′,北纬26°21′-27°46′之间,是一个资源富集的山区,境内山峦起伏,河流纵横,拥有丰富的矿产资源、水能资源和旅游资源。近年来,毕节地区各项工作均取得了显著成就。但农村环境的改善并没有得到明显的提高,虽然毕节地区在积极开展新农村建设,加大了对农村环境的投入,在农村生活污水治理方面却几乎是空白的,因此,在毕节地区新农村建设中,加大对生活污水的净化处理是十分必要的。

一、毕节地区农村水环境污染现状

(一)水环境污染十分突出。

目前,全区农村水环境污染比较严重,有的河流不仅不能饮用,甚至不能满足养殖、灌溉的要求。大多数河流已被污染,特别是有机污染超标率高。农村饮用水大部分没有得到有关部门的监测,很多群众不能喝到干净达标的水。

(二)面源污染没有得到有效控制。

由于化肥、农药、农膜、生长调节剂等农用物资的不科学使用和处置,造成农业面源污染严重。化肥、农药大量流入河流、湖泊,对农村地表水、地下水、农产品品质已经带来了明显的危害。

(三)畜禽粪便污染呈加剧趋势。

目前,农村大型养殖场普遍缺乏废水处理设施。这些规模化的畜禽养殖场粪便、污水的排放给环境带来巨大压力,造成畜禽场附近地区地下水中的硝酸盐、氨氮超标和环境污染。

二、毕节地区农村村镇生活污水特征及处理要求

农村的生活污水主要来自于三个方面,一是厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水和冲洗厕所用水;二是农村养殖及畜禽养殖产生的粪尿废水;三是生活垃圾粪肥堆置渗滤而产生的污水。主要呈现以下特征:(1)农村村镇人口较少,分布广而且分散,生活污水水质、水量波动性大,排水管网很不健全,因此,所选污水处理工艺应抗冲击负荷能力强,且宜就近单独处理。(2)农村经济力量薄弱,因此,污水处理应充分考虑造价低、运行费用少、低能耗或无能耗的工艺。(3)村镇缺乏污水处理专业人员,所选工艺应运行管理简单,维护方便。

三、农村生活污水处理主要方式

针对农村生活污水的特点,农村生活污水的处理主要考虑土地处理,现行的土地处理方法主要有以下几个:

(一)慢速渗滤工艺。

慢速渗滤工艺是将污水投配到种有作物的土壤表面,污水在流经土壤-植物系统垂直渗滤时得到净化的土地处理工艺。它坚持处理与利用结合的方向。在实现污水资源化、无害化过程中,把环境效益和环境质量控制问题放到重要的地位。通过严格的系统工程措施,达到预期的环境效益。适用干旱、半干旱地区。

(二)快速渗滤工艺。

快速渗滤工艺是指将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土壤表面,污水受重力作用迅速下渗过程中得到净化的一种污水土地处理工艺。该工艺的特点之一是将渗滤池分为多个单元,使每个单元在淹水、落干状态下交替运行,以保证渗滤土壤层好氧条件和净化能力得以恢复,同时使截留在土壤表层中的可降解物质充分降解,不致于引起土壤空隙的堵塞而降低其透水性。

(三)漫流工艺。

地表漫流系统是将污水有控制地投配到生长有多年生牧草坡度和缓、土壤渗透性能低的坡面上,污水在地表沿坡面缓慢流动过程中得以净化的一种土地处理工艺。(四)人工湿地处理系统。

湿地处理系统是将污水有控制地投配到土壤使之经常处于饱和状态,湿地上生长有芦苇、香蒲等沼泽生植物污水在沿一定方向流动过程中在耐水植物和土壤作用下得以净化。

四、毕节地区农村生活污水处理组合方式探讨

农村生活污水处理技术的选择,必须要因地制宜、分类指导,提出符合各地实际的生活污水处理方式与措施。本文推荐一种农村生活污水组合净化技术,该技术采用沼气池+人工湿地工艺,适合分散处理生活污水,具有投资少、无运行费用、管理方便等特点。该技术不同于传统的沼气池技术,污水经处理后可达标排放。

(一)用途和功能。

生活污水组合净化技术是分散处理生活污水的实用和有效的污水处理技术,适用于近期无力修建污水处理厂的农村。生活污水包括厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水和冲洗厕所用水,其特点有三:一是冲洗厕所的水中含有粪便,是多种疾病的传染源;二是生活污水浓度低;三是生活污水可降解性较好,适用于厌氧硝化制取沼气。生活污水组合净化技术是根据生活污水的上述特点,把沼气池、沉淀过滤、人工湿地等处理技术融于一体而设计的处理装置。

(二)主要构筑物和工作原理。

生活污水净化技术由格栅、沉砂池、沼气池、沉淀池、人工湿地组成。

粪便经格栅去除粗大固体后,再经沉沙池进入沼气池,在这里粪便进行沼气发酵,发酵后排除部分剩余污泥,再与新进入的粪便混合进行沼气发酵。清夜则溢流入沉淀池,在这里与粪便以外的其他生活污水混合,沉淀后的污水进入人工湿地进行处理后达标排放。

(三)工艺参数。

生活污水净化沼气池设计依据每天所处理的污水量,污水量按100L/(人?日)左右计算,其中冲洗厕所用水量按20~30L/(人?日)计算,其他生活污水量为70~80L/(人?日)。污水滞留期为2~3天,污泥清掏周期为150天。

(四)运行管理。

合理设计、可靠施工、精心管理是确保生活污水组合净化设施正常运行的主要环节。其中日常管理工作必须做到以下几点:a.设立生活污水净化池的地方,应实行专业化施工和承包管理,以保证正常运转;b.建立工程档案和管理记录;c.每年清掏污泥一次;d注意安全,避免发生火灾,窒息事故。

五、结束语

本文所倡导的生活污水组合净化技术是依托于毕节地区农村环境的实际提出来的,据统计,截止2009年底,毕节地区农村沼气池的建设数达18.83万座左右,这对于生活污水组合净化设施的实施有直接的推动作用,同时,该技术在处理上也有技术保证,近年来,人工湿地处理技术越来越成熟,将人工湿地技术与沼气池相结合,可以使生活污水处理后达标排放或回用于农田灌溉等,对改善当前的农村环境有一定的促进作用。新晨:

参考文献:

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①基建投资少,运行费用低。目前城市污水处理工艺已相对成熟,但其污水处理设施基建费用和运行费用高,不适合在农村地区推广。污水处理的运行费用一般包括:电费、药剂费用、人员费、定期修理费用等,较高的运行费用最终将导致“建得起,转不起”的尴尬局面。因此,基建投资少是保证污水处理设施在农村地区推广的前提,运行费用低则是保证污水处理设施持续正常运行的重要条件。

②工艺多样化。我国南北地域气候差异大,且居住方式和生活习惯有很大不同,因此污水处理工艺应呈现多样化,以适应建设地区的气候和水质、水量等条件的变化。

③运行操作简单、效果稳定。农村污水处理设施的日常运行,大都需要由村民自主管理来完成。而村民的技术知识水平和管理操作水平相对较低,且缺少专业技术人员,因此农村地区的污水处理设施应该采用运行管理简单且成熟稳定的污水处理工艺。

2污水处理措施

2.1污水处理模式

农村生活污水处理大体上有3种模式:

①接入市政管网模式,适用于靠近城镇或靠近城镇污水管网的农村,将生活污水集中收集后输送到城镇的污水处理厂进行处理,有这种条件的村庄,应优先考虑这种模式;

②集中联片处理模式,若接入城镇污水厂管网条件不可行,单村或者集中联片的几个村庄集中收集污水后,规划建设污水处理设施;

③单独分散处理模式,因居住分散、地形复杂、污水难以集中收集,宜以组团为单元,分区收集污水,每个区域污水单独处理。所以,污水处理模式应采取“衔接地方规划、合理利用资源、听取群众意见、科学规划设计”的原则来确定。

2.2污水处理工艺

目前,国内外污水处理技术从工艺原理上基本可分为自然处理系统和生化处理系统两类。自然处理系统主要是利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理进行污水处理的系统,或称为生态处理系统。常用的有:人工湿地处理系统(水平流、垂直流)、地下土壤渗滤净化系统、塘处理系统等。生化处理系统又分为好氧生化处理和厌氧生化处理。好氧生化处理主要是通过动力给污水充氧,培养好氧微生物菌种,利用好氧微生物的分解,消耗吸收污水中的有机质、氮及磷等。常用的有活性污泥法、A/O法、生物转盘法、SBR法等。厌氧生化处理主要是利用厌氧微生物的代谢过程,在无需氧气的情况下把有机污染物转化为无机物。常用的有厌氧接触法、厌氧滤池、UASB升流式厌氧污泥床等。针对农村地区特点,常用污水处理技术有以下几种。

1)人工湿地处理技术。有条件的村庄,可充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地和沼泽地等,建设人工湿地处理系统。该系统一般由人工基质和生长在其上的沼生植物(芦苇、香蒲等)组成,是一种独特的“土壤一植物一微生物”生态系统,利用各种植物、动物、微生物和土壤的共同作用,逐级过滤和吸收污水中的污染物,达到净化污水的目的。湿地处理系统工艺设备简单、管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低,能耐受冲击负荷,净化出水水质良好、稳定。缺点是占地面积大,需要解决土壤和水中的充分供氧及受气温和植物生长季节的影响等问题。人工湿地可与稳定塘等其他工艺联合运用,例如重庆大学的蔡明凯等人采用厌氧生物滤池-人工湿地-生态塘工艺处理养殖废水,经过各单元的处理,CODcr去除率约为80.30%,SS去除率约为94.69%,NH3-N去除率约为73.39%,TP的去除率约为86.78%,出水浓度能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。

2)地下土壤渗滤净化系统。适合于农户居住的土地较分散,且村庄周边往往有闲置荒地。地下土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理,予以工程化、实用化而创造出的一种小规模污水净化工艺技术,是将污水有控制地投配到经过一定构造、距地面约50cm深和具有良好扩散性能的土层中,投配污水缓慢通过布水管周围的碎石和砂层,在土壤毛管作用下向附近土层中扩散。表层土壤中有大量微生物,作物根区处于好氧状态,污水中的污染物质被过滤、吸附、降解。由于负荷低,停留时间长,水质净化效果好。地下土壤渗滤净化系统建设容易、维护管理简单、基建投资少、运行费用低;把整个处理装置放在地下,不损害景观,不产生臭气。缺点是占地面积大,易滋生蚊蝇,冬季运行效果差。清华大学在2000年国家科技部重大专项中,首先在农村地区推广应用地下土壤渗滤系统,并取得了良好效果:对生活污水中的有机物和氮、磷等均具有较高的去除率,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分别达到80%、90%、90%和98%。

3)好氧生物处理系统。好氧生物处理系统是现阶段污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理工艺众多,各有优缺点。选择时要根据实际情况仔细论证和比选,注重经济适用。生物处理法就是通过风机等设备给污水输氧,培养生物菌种和微生物。通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的CO2、水等物质,少部分合成为细胞物质,促使微生物增长,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以净化排放。如SBR法,集曝气、沉淀、排水功能于一体,不断地转换,省去了传统的污泥回流设备,大大降低了建设费用;A2O法具有脱氮、除磷功能,还有如生物转盘处理工艺、膜生物反应器处理工艺等。生物处理法和自然处理系统比较,占地面积小,抗气候等外界影响的能力强,处理稳定、效率高,但基建投资、运行成本要高于自然处理系统。

4)厌氧生物处理系统。厌氧生物处理技术是在厌氧条件下,兼性厌氧和厌氧微生物群体将有机物转化为CH4和CO2的过程,又称为厌氧消化。污水厌氧生物处理工艺按微生物的凝聚形态可分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法。厌氧消化无需搅拌和供氧,动力消耗少;能产生大量含甲烷的沼气,可用于发电和家庭燃气;可高浓度进水,保持高污泥浓度。厌氧处理工艺在我国有很长的历史,我国农民在古代早已开始应用厌氧发酵技术沤制粪肥,进行粪便无害化处理,而且至今仍在应用。我国是世界上利用厌氧消化技术制取和利用沼气最早的国家之一。现在,厌氧沼气池处理污水技术在我国中东部地区应用较广。厌氧沼气池将污水处理与沼气的利用有机结合,实现了污水的资源化,是最能体现环境效益和社会效益结合的农村生活污水处理方式。农村地区可根据实际情况,采取沼气池与其他污水处理工艺组合使用的模式来处理生活污水。江苏省常州地区采用了“污水沼气净化处理+人工湿地”的污水处理方法,它在原来水压式沼气池的基础上加以改进和提高,采取适当的过滤、沉淀和人工湿地的方法,目前这种污水处理模式在当地成效较显著。经过各单位处理后,氨氮去除率达93%,总磷去除率达86%,出水水质能达到《污水综合排放标准》一级B排放标准;其建设成本每户约2500元,年维护费12.5元/人,非常经济。为此建议将厌氧沼气池作为农村生活污水初级处理措施与其他污水处理工艺组合使用,同时要重视对沼气池出料口出沼液的收集和处理。

2.3污水收集系统

污水收集系统基本上由污水收集管网和调节构筑物构成。污水管道的选择根据技术经济比较,建议DN<400mm的污水管道采用UPVC(硬聚氯乙烯)双壁波纹管,500mm≤DN≤600mm的采用PE(聚乙烯)双壁波纹管,DN≥800mm采用钢筋混凝土排水管。下面主要对调节构筑物中化粪池与调节池进行说明。

1)化粪池。化粪池是污水收集系统中的重要单元,应避免化粪池渗漏引起的二次污染。农村改厕工作已成为农村卫生工作的重点,大部分农户建有冲水式卫生厕所,污水经过厕所进入化粪池,然后进入村庄污水管网。但多数化粪池结构过于简单,多采用12砖墙,沙浆抹面,从表面看做到了防渗,但由于化粪池埋深浅,经过1a冻融后,化粪池多数会出现渗漏,给污水收集带来困难。所以,村民家中化粪池应根据实际加以维修和改造,避免渗漏,确保污水能进入污水管网。

2)调节池。水量变化大是农村污水的特点之一,白天几个时段集中排水,夜间基本没有排水。若污水收集系统中不设调节池,水量、水质将都难以有效调节。水量大时,一方面由于污水没有出路,只能直排,另一方面污水处理系统必须根据水质变化情况,不断调整运行参数,增加了管理难度。所以在污水收集系统中必须设调节池,并且调节池容积应足够大,水力停留时间达到6~8h为宜。

2.4污泥处置

在污水处理过程中会产生污泥,污泥中含有大量的有毒物质,如寄生虫卵、病源微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等。污泥处理就是要使污泥减量、稳定、无害化及综合利用。由于农村污水处理站规模一般较小,产生的剩余污泥也相对较少,单独对污泥进行脱水或压榨处理既不经济也不合理,只能妥善储存,累积到一定量后拖走处理。建议农村污水处理站对污泥处理采用“村收集,镇运输,县处理”的模式,各村将剩余污泥贮存于污泥池,所属乡镇有关部门统一安排环卫吸粪车运走,送至区县集中处理。建议设计一个较大的污泥储存池,能储存污水处理站半年左右的剩余污泥量。

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