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农村生活污水处理技术及探讨

所属分类: 生活污水处理设备 | 发布日期:2019-11-23 10:11:35

“十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重要历史任务,明确了“生产发展,生活充裕,文明村落,清洁村落,民主管理”的建设目标。加强农村生活污水的处理,是整治农村的有机组成部分,是社会主义新农村建设的重要...

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“十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重要历史任务,明确了“生产发展,生活充裕,文明村落,清洁村落,民主管理”的建设目标。加强农村生活污水的处理,是整治农村的有机组成部分,是社会主义新农村建设的重要组成部分。农村生活污水造成的环境污染,不仅是农村水资源的潜在安全隐患,而且加重了淡水资源的危机,使耕地的灌溉无法得到有效保障,危及农民的生存和发展。因此,要加强农村生活污水收集,处理和资源设施建设,避免直接排放生活污水对农村水体,土壤和农产品的污染,确保农村水源安全和农民身心健康。 ,加强新农村建设基础设施建设。建设和推进乡村整治工作的重要内容,也是改善农村人居环境亟待解决的问题。

一、农村生活污水引起的环境问题
该国农村地区每年产生的生活污水超过80亿吨,而96%的村庄没有排水渠和污水处理系统,生活污水可以随意排放。有人描述了中国农村人类住区的现状:如果将全国的村庄合并成10个村庄,那么4个村庄就没有自来水; 3个村庄的猪圈或厕所里有一口井供人们饮用; 10个村庄所有的脏水都倒了。 9个村庄仍然使用传统的干厕; 9个村庄仍然找到垃圾填埋的地方; 4个村庄不能下雨; 5个村庄无法入夜。

中国农村生活污水具有以下特点:(1)广泛而分散。村庄分散的地理分布导致污水分散且难以收集。 (2)来源很多。除了来自人类垃圾和厨房的污水外,还有来自家庭清洁和家庭垃圾倾倒的污水。例如,太湖的洗衣废水占生活污水的21.6%,巢湖和滇池约占17.9%(P43-46)。 (3)快速增长。随着农民生活水平的提高和农村生活方式的改变,生活污水的产生量也在增加。 (4)处理速度慢。以浙江省丽水市的农村污染状况为例,该市农村居民每年产生的粪便和尿液总量约为180万吨,而化粪池处理的粪便和尿液的总量约为200万吨。 23.03万吨,治疗率仅为12.9%。

未经处理的生活污水随意排放,严重污染农村生态环境,直接威胁农民群众健康和农村经济发展。一方面,未经处理的生活污水流入低洼河流,湖泊和池塘的地表水体,严重污染了各种类型的水源。另一方面,生活污水也是疾病蔓延的源头,在某些地区很可能引起传染病。地方病和人畜共患病的发生和流行。目前,农村地区的自来水渗透率仅为34%左右,超过3亿农民存在饮水安全问题。在浙江省丽水市农户的水质采样结果中,大肠杆菌和浊度等主要指标在63份水样中占72%。水源的低水质与未经处理的农村生活污水的直接处理有直接的因果关系。

二、国外农村污水处理技术路线
废水处理的最高目标是实现资源消耗的减少,产品再利用(Reuse)和废物回收(Recycle)。水资源的使用应实现“供水-水-排水”的单向线性。水资源代谢系统过渡到“给水–排水–废水回用”的闭环水资源循环系统。分散式卫生与回用(DESAR)是一种对农村地区的分散式生活污水具有最佳综合效益的方法,其工艺简单,有效处理且易于操作和维护。它包括污水处理和回收。使用双重含义,尽可能强调营养素的本地加工和循环利用,世界上一些国家在农村地区分散生活污水处理技术的研究和应用方面积累了很多经验,值得学习。

(1)澳大利亚“ FILTER”污水处理和回用系统
该系统利用污水灌溉达到污水处理的目的,可以有效达到污染物去除和减少污水的双重目标,不仅可以满足农作物对水和养分的需求,而且可以减少氮,磷的含量钾和污水中的钾,避免将污水直接排入水体后,水体富营养化。该系统的总磷(TP),总氮(TN),生物需氧量(BOD5)和化学需氧量(CODcr)的去除率分别可以达到97%〜99%,82%〜86%,93%。 。和75%〜86%。

(2)土壤毛细渗透系统
该系统将污水分配到土壤表面具有一定结构的渗滤沟中,通过物理,化学,微生物降解以及植物的吸收和利用来处理和净化污染物。美国,日本,澳大利亚,以色列,俄罗斯和西欧一直非常重视该系统的研究和应用,并最终确定并序列化了工艺,纯化方法和建筑设施,并编制了相应的技术规格。该技术对悬浮物,有机物,氨氮,总磷和大肠杆菌的去除率高,一般可达70%〜90%,投资少,运行成本低,操作简便。保养。整个系统被埋在地下,不会散发出异味,可以确保冬季更稳定的运行,并有利于污水的现场处理和回用。因此,该技术在广大农村地区水资源供求矛盾日益紧张,生活污水污染日益严重的农村地区具有强大的技术和经济优势。同时,您可以查看中国污水处理工程网络的更多技术文档。

(3)建设湿地处理系统
该系统通常由人工基质(主要是砾石)和在其上生长的沼气植物(芦苇,香蒲,草皮和大麻)组成。它是一个独特的“土壤-植物-微生物”生态系统,利用每种植物,动物,微生物和土壤的结合,逐步过滤并吸收污水中的污染物,以达到净化污水的目的。该技术已在欧洲,北美,澳大利亚和新西兰等国家广泛使用。缺点是需要大量土地,解决了土壤和水中氧气供应充足以及温度和植物生长季节的影响的问题。

(4)生物膜技术
生物膜工艺是一种手动处理技术,主要用于分散生活污水处理,包括厌氧和好氧生物膜。厌氧或好氧微生物粘附在载体表面上,形成生物膜,以吸附和降解污水中的污染物,以达到净化目的。该方法设备简单,运行成本低,处理效率高。反应器通常由填料(载体),水分配装置和排水系统组成。所用的填料是无机的(陶粒,矿渣,活性炭等)和有机的(PVC,PP,塑料,纤维等)。目前,新的生物膜反应器和固定化微生物技术也得到了广泛的研究。

(5)稳定池
该技术主要利用细菌和藻类的联合作用去除污水中的污染物,具有投资少,运行成本低,维护简单,易于操作,有效去除污水中有机物和病原体,无污泥处理的优点。 。德国和法国分别拥有3,000个稳定池塘和2,000个稳定池塘,而美国则拥有成千上万个稳定池塘。美国的奥斯瓦尔德(Oswald)提出并开发了高效的藻类池塘,该方法最大程度地利用了藻类产生的氧气,充分利用了细菌与藻类之间的共生关系,并有效地处理了污染物 。

(6)一体化集成装置处理技术
发展集预处理、二级处理和深度处理于一体的中小型污水处理一体化装置,是国内外污水分散处理发展的一种趋势。日本研究的一体化装置主要采用厌氧—好氧—二沉池组合工艺,兼具降解有机物和脱氮的功能,其出水BOD5<20毫克/升、TN<20毫克/升,近年来开发的膜处理技术,可对BOD5和TN进行深度处理。欧洲许多国家开发了以SBR、移动床生物膜反应器、生物转盘和滴滤池技术为主,结合化学除磷的小型污水处理集成装置。

三、我国在农村生活污水处理方面的探索

我国从上个世纪80年代开始开展生活污水分散处理技术的开发和研制工作,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,但目前该分散技术的使用率较低,还存在许多问题。一方面,生物处理效率较低,尤其表现为氮磷去除率很低。氮磷污染是导致水体富营养化的主要原因,如果在此技术上不能取得突破,这类技术的应用前景必然会受到限制。另一方面,目前实施的分散污水处理只是初步实现了分散污水的收集、处理和排放,远未实现分散处理的真正目的——再利用(Reuse),即将污水就地处理和就地回用,实现污水资源化。鉴于农村生活污水的问题日益严重,迫切需要采取积极的措施。近年来,随着地方经济实力的增强,尤其是发达省份在经济发展到一定阶段以后,逐步认识到农村生活污水处理问题的重要性,并开始采用一些实用、合理、低能耗和低运行费用的技术来处理污水;一些人口密集的欠发达地区也认识到,如果不对农村生活污水采取有效处理,会触发农村医疗和经济建设等方面的系列问题,甚至造成传染病的产生与扩散,因而,提高了对农村生活污水处理问题的重视程度。

(1)厌氧沼气池处理技术

在我国农村生活污水处理的实践中,最通用、节俭、能够体现环境效益与社会效益结合的生活污水处理方式是厌氧沼气池。它将污水处理与其合理利用有机结合,实现了污水的资源化。污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气,发酵后的污水被去除了大部分有机物,达到净化目的;产生的沼气可作为浴室和家庭用炊能源;厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水。在农村有大量可以成为沼气利用的原材料:农作物秸秆和人畜粪便等。研究表明,农作物秸秆通过沼气发酵可以使其能量利用效率比直接燃烧提高4~5倍;沼液、沼渣作饲料可以使其营养物质和能量的利用率增加20%;通过厌氧发酵过的粪便(沼液、沼渣),碳、磷、钾的营养成分没有损失,且转化为可直接利用的活性态养分——农田施用沼肥,可替代部分化肥。沼气池工艺简单,成本低(一户约需费用一千元左右),运行费用基本为零,适合于农民家庭采用。而且,结合农村改厨、改厕和改圈,可将猪舍污水和生活污水在沼气池中进行厌氧发酵后作为农田肥料,沼液经管网收集后,集中净化,出水水质达到国家标准后排放。
沼气池处理技术已在我国一些地方得到了有效推广和使用。浙江全省有352个村实施了生活净化沼气工程,累计建成沼气池83.3万立方米,年处理生活污水8 170万吨,年产沼气4 295万立方米,年可替代标准煤近3万吨。四川省结合新农村建设,开展“乡村清洁工程”,以户或联户为单元,建设沼气池和生活污水厌氧净化池,有效解决人畜粪便、生活污水、垃圾污染等农村环境难题,出现家园清洁和村容整洁的新面貌。

(2)稳定塘处理技术

在我国,特别是在缺水干旱地区,稳定塘是实施污水资源化利用的有效方法,近年来成为我国着力推广的一项技术。与传统的二级生物处理技术相比,高效藻类塘具有很多独特的性质,对于土地资源相对丰富,但技术水平相对落后的农村地区来说,是一种较具推广价值的污水处理技术。李旭东等采用高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水, CODcr的平均去除率在70%以上,氨氮(NH3-N)的平均去除率高达93%,磷的平均去除率为55%(P61-64);陈鹏采用高效藻类塘处理城市生活污水,取得了稳定的处理效果:CODcr、 BOD5、NH3-N 和TP的平均去除率分别达到75%、60%、91.6%和50%。

(3)人工湿地处理技术

目前,北京、深圳等城市都采用了这一技术处理生活污水。云南省澄江县抚仙湖边的马料河湿地工程于2003年10月建成运行,每天可净化污水4万多立方米,净化后的水质优于地表水三类标准。有关研究表明(P1-8),在进水污染物浓度较低的条件下,人工湿地对BOD5的去除率可达85%~95%,对CODcr的去除率可达80%以上,对磷和氮的去除率分别可达到90%和60%。

(4)土壤渗滤技术

地下土壤渗滤法在我国日益受到重视。中科院沈阳应用生态所“八五”、“九五”期间的研究表明,在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法处理生活污水是可行的,且出水能够作为中水回用;1992年北京市环境保护科学研究院对地下土壤毛管渗滤法处理生活污水的净化效果和绿地利用进行了研究;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,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和稳定性,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分别大于80%、90%、90%和98%。

除此以外,浙江、广东、天津和江苏等地还分别在无动力、地埋式厌氧处理系统、雨污分离管网输送集中处理和生物投菌治理污水等技术方式应用方面进行了探索与尝试,也都取得了一定的进展。

四、加快农村生活污水处理的政策途径

保护好农村水环境是保障农业生产发展、创建优美乡村的基础。开展农村生活污水治理工作是改变农村生活污水无序排放现状、改善农民生活条件和建设社会主义新农村的需要。我国有60多万个行政村、250多万个自然村,居住生活着2亿多农户,由于各地情况千差万别,农村生活污水处理不能实行一刀切的政策,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。

(1)把农村生活污水的处理作为新农村建设的重要内容
要充分利用国家新农村建设的良好政策环境,加强各地农村生活污水的处理工作。基于农村生活污水污染产生的多方面原因,要结合新农村建设中改厕、改厨和改圈的工作,配套建设污水处理设施。要在相关政策法规的制定、监督管理的配合和农村水污染综合治理技术支撑体系的建立等方面综合采取措施,加强污染源控制,推进污水处理设施建设和有效运转,实现农村水环境的改善。

(2)因地制宜地确定各地生活污水处理的技术路线
基于我国农村普遍欠发达的现状,各地农村的经济社会发展水平、区域特点、自然地理条件和环境目标不尽相同,绝大部分农村应采用经济有效、简便易行、节约资源、工艺可靠并能够与当地自然环境高度融合的污水处理技术,因地制宜地使生活污水排放与处理无害化和资源化。在一些村庄分布密集、经济发展水平较好的农村地区,高效强化的微动力生态处理集成技术与设备具有极大的技术经济优越性;其他集中供水的广大农村地区,则可根据其社会经济发展状况和水环境保护目标的要求,通过改造农村的河道、水塘和湿地,构建适度强化的无动力复合生态处理集成系统。这些集成技术和设备因其低成本、高效率、无动力或微动力等显著特点,具有在集中供水条件下处理农村生活污水的潜在优势。

(3)继续加强农村生活污水处理技术的研究
由于我国农村面广人多,生活污水处理技术具有长期的效益与广大的市场,必须动员大专院校和科研机构加强相关技术的研究。针对当前处理技术存在的主要问题,研究和开发新型的三低一高(低能耗、低投资、低成本和高效率)的分散型污水资源化处理技术,并提高污水处理深度,增加脱氮除磷的功能以控制水体富营养化。

(4)多方筹集生活污水处理设施建设与运营的资金
农村生活污水处理具有较强的公益性,而且需要一定规模的资金投入,单靠农民自身投入有一定困难。要结合新农村建设的实践,采取国家扶持、地方补助、农民支持和企业参与等方式,广泛筹集资金,形成多元化投入、多渠道动员的参与机制,使生活污水处理工程能够顺利付诸实施和运转。

(5)加强对农村生活污水处理建设的规划
要在吸取和借鉴国外先进技术的基础上,有效结合厌氧、好氧生物人工处理技术与自然净化系统,规划与各地农村经济水平、区域特点、自然条件、环境目标相适应的生活污水处理工艺和行之有效的运行管理模式。生活污水治理应与当地的经济结构调整相结合,发展绿色、无公害的产业与产品,在生态治污的过程中有效开发利用动植物资源,实现水的良性循环、水资源的可持续利用以及促进动植物的繁育生长。

(6)规范市场准入标准,限制劣质设备进入市场
目前我国小型污水处理装置的市场竞争非常激烈,存在恶性竞争现象,而且设计不规范,缺乏统一的技术要求和设计标准,对运行管理缺乏考虑,为将来的运行管理带来了很大的风险和隐患。应该结合我国国情,参照国外经验,提出针对分散性污水处理的技术标准、设计规则与操作规范,使工程设计标准化和运营管理规范化,促进新成果的市场化和产业化的发展。加强工程监督管理,提高处理设施的建设质量和运行质量,确保处理后的污水能达标排放。

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