• 农村生活污水处理工艺应用现状和发展前景

农村生活污水处理工艺应用现状和发展前景

所属分类: 生活污水处理设备 | 发布日期:2019-10-24 03:10:56

我国是人口大国,农业大国。根据第五次人口普查,中国乡村人口超过8 亿。长期以来由于资金短缺和对污水处理意识的淡薄,绝大多数村庄没有排水渠道和污水处理系统,生活污水随意排放,从而造成了农村水环境的恶性...

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我国是人口大国,农业大国。根据第五次人口普查,中国乡村人口超过8 亿。长期以来由于资金短缺和对污水处理意识的淡薄,绝大多数村庄没有排水渠道和污水处理系统,生活污水随意排放,从而造成了农村水环境的恶性循环。对农村生活污水处理工艺进行研究,并寻找适合农村生活污水的处理工艺和运行模式,具有迫切的现实意义。

一 农村生活污水处理常用工艺介绍

目前我国研究并应用较多的农村污水处理工艺有:好氧生物处理、人工湿地和稳定塘系统、土地处理系统。

1 好氧生物处理工艺

适用于小量污水处理的好氧生物处理工艺主要有生物接触氧化、生物滤池、生物转盘、序批式反应器(SBR)等。我国农村生活污水处理应用较多的好氧生物处理工艺是生物接触氧化法。

生物接触氧化法是在生物滤池的基础上,通过接触曝气形势改良而演变出的一种生物膜处理技术。生物接触氧化技术是介于活性污泥法和生物膜法之间的处理技术。在填料表面上培养微生物,形成生物膜,并采用与曝气池相同的方法向微生物供氧,污水 流过时与填料上的生物膜接触,通过微生物的新陈代谢作用降解污水中的污染物从而达到净化的目的。生物接触氧化工艺占地面积小、处理负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、维护管理简便。生物接触氧化池又称浸没式生物滤池,1971年诞生于日本。生物接触氧化池由布水系统、滤床和布气系统组成。

生物接触氧化工艺对冲击负荷有较强的适应能力,在间歇运行条件下仍能保持良好的处理效果,对于水量不均匀的农村生活污水处理更具有实际意义。然而对于农村生活污水来说生物接触氧化工艺的投资和运行费用偏高,所以此工艺适合于我国南方及东部城市化速度快、比较富裕的农村推广应用。

2 人工湿地和稳定塘系统

1) 人工湿地工艺

工湿地污水处理工艺是20 世纪七八十年代发展起来的一种污水生态处理技术。由于它能有效地处理多种多样的废水,如生活污水、工业废水、垃圾渗滤液、地面径流雨水等,且能高效地去除有机污染物,氮、磷等营养物,重金属,盐类和病原微生物等多种污染物。具有出水水质好,氮、磷去除率高,运行维护管理方便,投资及运行费用低等特点,近年来获得迅速的发展和推广应用。

人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统,它是一种由人工建造和监督控制的、类似沼泽地的地面,并且人为地将石砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质,并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。通过人工湿地系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用。目前用于农村生活污水处理的人工湿地主要形式有,表面流和潜流形人工湿地。这两种湿地运行费用低下,建造、运行和维护简单;建造、运行和维护简单,同时具有水力负荷与污染负荷较大的特点,对BOD、COD、SS 及重金属的处理效果较好,卫生条件好,少有恶臭和滋生蚊蝇的现象。

由于人工湿地工艺受季节变化影响较大,气温的降低会影响人工湿地的正常运行,低温对有机物和氨氮的去除影响是比较明显的,特别是对氨氮的去除,因此人工湿地适用于我国南方平均气温较高的农村处理生活污水,而对于北方寒冷地区的农村来说则不太适合。

2) 稳定塘系统

稳定塘是经过人工适当修整的土地,设围堤和防渗层的污水池塘,主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水处理技术。稳定塘的污水净化过程类似与天然水体的自净过程,主要通过在污水中存活的微生物的代谢活动和塘内水生植物及多种生物的共同作用,使有机污染物得到降解。根据塘内溶解氧含量及微生物特性,稳定塘工艺可分为:好氧塘、兼性塘和厌氧塘。稳定塘对于农村生活污水处理来说具有明显的优点:可以充分利用地形,工程简单而且施工周期短、易于施工,投资省;能够实现污水资源化,使污水处理与利用相结合,塘内可种植经济植物也可放养水生动物,如虾、鱼、水禽等,而形成综合处理塘;污水处理能耗少,维护方便,成本低。稳定塘也有其固有的缺点如:占地面积大;污水处理效果受季节、气温、光照等自然因素影响较大且处理效果不够稳定;易于散发臭气.滋生蚊蝇。今年来随着研究的深入,开发出了高效藻类塘和组合塘工艺,在一定程度上弥补了传统稳定塘的不足之处。

3 土地处理工艺

污水的土地处理工艺是利用土壤-微生物-植物组成的生态系统的自我调控级人工调控的机制对污水中的污染物进行一系列物理、化学和生物净化过程,是污染物得到去除、转化,污水水质得到改善;并通过系统中营养物质和水分的循环利用,使绿色植物生长繁殖,从而实现污水的无害化、稳定化和资源化的生态系统工程。目前我国常用的农村生活污水土地处理工艺有人工快渗和土壤地下渗滤工艺。

1) 人工快渗污水处理工艺

人工快渗污水处理工艺是基于污水快速渗滤工艺研发出来的新型工艺。该工艺的快渗池内人工填充一定颗粒级配的天然介质,并掺入一定量的特殊填料,采用干湿交替的运行方式,保证较高的水力负荷(1.0-2.0m/d)的同时,又能满足污水处理的目的。在系统的正常运行中,人工快渗池中的滤料表面生长着生物膜。污水流经时,滤料中粘土性矿物和有机质的吸附作用以及生物膜的生物微絮凝作用,截留和吸附污水中的悬浮物和溶解性物质;同时高比表面积的滤料上的高浓度的生物膜可以降解污水中的污染物,使污水快速净化。人工快渗工艺对污染物的去除主要有过滤截留、吸附和生物降解过程。人工快渗工艺操作简单、运行管理方便、能耗低、建设投资和运行管理费用低,然而目前人工快渗工艺主要应用南方气温较高的地区,应加强完善系统在低温条件下的运行研究,以利于该技术的推广和应用。

2 )土壤地下渗滤工艺

土壤地下渗滤系统是日本开发的一种浅层土壤处理工艺。其工艺原理是将污水投配到具有一定渗透和扩散性能的土层中,利用土壤毛细管浸润扩散作用,使污水向周围土壤扩散和渗透,污染物通过土壤和植物组成的生态系统来降解和净化。地下渗滤工艺具有不影响地面景观、基建及运行管理费用低、运行管理简单、氮磷去除能力强、出水水质好、污水可回用等优点。

二 农村生活污水处理工艺的发展前景

根据我国农村的农户分布特点及农村水质水量特点,研发分散处理小水量的农村污水处理工艺,并且工艺需满足建设和管理运行费用低廉、低耗能、操作管理简便、处理稳定可长期使用、部分污水可再利用等要求。这是我国农村生活污水处理工艺发展的总体方向。

1 厌氧生物处理是农村生活污水处理工艺发展的潜在方向

厌氧生物处理主要是利用厌氧微生物的代谢过程,在无氧的条件下,把有机物转化为无机物和少量细胞物质。厌氧生物处理适用于处理不同浓度、不同性质的污水;其污泥产率低,所以可节省污泥处理费用。同时厌氧生物处理还具有低耗能、建设和运行管理费用低廉等优点。

2 生物-生态组合工艺是农村生活污水处理工艺发展的主要方向

组合工艺是目前污水处理技术发展的主要方向,若干个不同的单一工艺的组合实现优势互补,从而可以更好且高效地处理污水。对于农村生活污水,生态处理工艺(地下渗滤、人工湿地等)因其建设费用低、能耗低、运行管理方便等特点,所以其拥有广阔的发展前景;生物处理工艺可以弥补生态处理工艺受气候变化影响较大、处理效果不稳定等缺点。

3 借鉴国外的成功经验推动我国农村生活污水处理工艺的发展

美、日等发达国家的农村生活污水处理已取得巨大成功,将发达国家成熟的处理工艺与我国实际国情相结合,会促使我国农村生活污水处理工艺飞速发展。高级综合塘工艺、地沟式土壤渗滤工艺、净化槽工艺等都借鉴于发达国家,并将其成功地应用到我国农村生活污水处理之中,取得了不错的效果,由国外引进的污水处理技术在一定程度上推动了我国农村生活污水工艺的发展。

三 结束语

目前我国农村生活污水工艺尚处于起步阶段,并未形成完整的工艺体系,人们还在不断地尝试与探索。随着社会主义新农村建设的持续进行,我国农村生活污水处理工艺定会快速发展,同时也会极大地改善农村生活污水处理状况和农村水环境。

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