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近年來,隨著蘇北新農(nóng)村建設(shè)廣泛開展,村莊集聚模式迅速推進(jìn),也產(chǎn)生了相對集中的生活污水污染問題,由于水中含有大量的有機(jī)物及氮磷等元素,排入水體后會引起水體富營養(yǎng)化,造成受納水體水質(zhì)惡化,嚴(yán)重影響農(nóng)村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境[1],威脅農(nóng)村飲用水安全,加劇淡水資源的危機(jī)。因此加強(qiáng)農(nóng)村生活污水的收集、處理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 國內(nèi)外現(xiàn)有處理模式
1.1 國外先進(jìn)處理模式
查閱資料發(fā)現(xiàn),美國在上世紀(jì)九十年代就了《分散污水處理系統(tǒng)管理手冊》,引導(dǎo)地方政府和群眾在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b分散型污水處理系統(tǒng)并配合管理、維護(hù);澳大利亞采用“污水灌溉-土地凈化-地下暗管排水”的污水處理技術(shù);韓國多用小型、簡易、廉價(jià)的“土地-植物”濕地污水處理系統(tǒng)。
近十年來,英國、德國、法國、澳大利亞、巴西、荷蘭等國人工濕地發(fā)展迅速,成為中小城鎮(zhèn)的重要污水處理措施。目前,歐洲已有數(shù)以百計(jì)的人工濕地在運(yùn)行之中。
1.2 我國生活污水處理模式
我國農(nóng)村生活污水區(qū)別于城市生活污水,具有鮮明的特點(diǎn):農(nóng)村生活污水不僅包括洗滌、洗浴和炊飲污水及廁所糞尿,還包括家禽養(yǎng)殖廢水等;農(nóng)村生活污水非常分散、污染物成分簡單、有機(jī)污染物含量低、水量變化大等特點(diǎn)。目前,我國的農(nóng)村污水處理主要還是以分散式為主,多數(shù)農(nóng)村采用明渠或自然溝渠排放生活污水和雨水,少數(shù)地區(qū)建有化糞池,但化糞池出水由明渠排放,或就近排入水體。近年來,隨著國家新農(nóng)村建設(shè)戰(zhàn)略的實(shí)施,發(fā)達(dá)省份逐步意識到農(nóng)村污水處理的重要性,開始采用一些實(shí)用、合理、低能耗和低運(yùn)行費(fèi)用的技術(shù)來處理農(nóng)村污水,目前,我國農(nóng)村生活污水的分散式處理技術(shù)主要有以下幾種模式。
1.2.1 人工濕地處理模式
簡單的人工濕地系統(tǒng)由預(yù)處理單元和濕地單元組成。預(yù)處理單元目的主要是減少懸浮物,防治濕地填料堵塞,確保人工濕地系統(tǒng)的穩(wěn)定性,處理設(shè)施主要包括:格柵,沉淀池,人工濕地,對于污染物濃度較低的農(nóng)村生活污水效果較好[2]。
人工濕地處理工藝流程:生活污水-格柵-沉淀池-人工濕地-出水。人工濕地處理模式具有投資和運(yùn)行費(fèi)用低、管理維護(hù)簡便、具有景觀功能等優(yōu)點(diǎn),但是也有一些自身的缺點(diǎn),如:水利負(fù)荷較低、占地面積大;處理效果受氣候條件影響較大;脫氮效率不高;土壤中有機(jī)質(zhì)會積累而出現(xiàn)“營養(yǎng)飽和”現(xiàn)象。
1.2.2 活性碳污水處理技術(shù)
活性碳污水處理技術(shù)的主要工藝為:集水池-固液分離機(jī)-加藥池-厭氧池-初沉池-接觸氧化池-二沉池-出水[3]。
活性碳污水處理技術(shù)一方面可以有效遏制和削減農(nóng)業(yè)面源污染,改善養(yǎng)殖場以及周邊的生態(tài)環(huán)境,保證我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。另一方面,還可以通過有機(jī)污染物的資源化利用,使畜禽產(chǎn)品的生產(chǎn)成本較低,使產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模逐漸擴(kuò)大,從而增強(qiáng)市場競爭力,增加收入。
1.2.3 適度處理后資源化利用
資源化利用無需按照有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)對生活污水進(jìn)行處理,而是按照相關(guān)用途的不同,處理的程度以及對單項(xiàng)污染物的控制指標(biāo)也可不同。經(jīng)適度處理后的生活污水可做灌溉用水、養(yǎng)殖業(yè)的衛(wèi)生用水和環(huán)境用水等。其中灌溉所需的水量最大,且對污水的處理程度的要求相對較低,是比較容易實(shí)現(xiàn)的資源化利用途徑。
2 蘇北農(nóng)村處理模式探討及對策措施
2.1 處理模式探討
蘇北農(nóng)村生活污水排放量小,污染物濃度偏低,可生化性較好,可以采取簡易高效且低成本的處理方式,而單一的污水處理技術(shù)存在一定的弊端,我們可以借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的處理技術(shù),結(jié)合具體情況,采取農(nóng)戶分散處理技術(shù)為主,人工濕地處理方式相配合的模式;同時(shí),我國要加強(qiáng)污水的重復(fù)再利用,如用于灌溉農(nóng)田、樹木等。資源化利用是對生活污水最理想的處理形式,既減少水肥資源的浪費(fèi),又避免環(huán)境污染,同時(shí)還能減少污水處理的費(fèi)用。
【關(guān)鍵詞】生物生態(tài);生活污水;處理
隨農(nóng)村生活水平的不斷提高,農(nóng)村生活中所產(chǎn)生的污染物質(zhì)數(shù)量和種類都再不斷地增加。長期以來,由于工業(yè)化程度低、人口密度較小、環(huán)境容量較為富余。我國農(nóng)村環(huán)境問題并不顯著。近年來,我國的城市環(huán)境逐漸優(yōu)化,以此同時(shí)農(nóng)村污染問題卻逐漸向農(nóng)村轉(zhuǎn)移,這種情況在城鎮(zhèn)化程度較高的發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村尤為突出。各種污染嚴(yán)重的威脅了人類的健康,給他們的生活帶來了不可估量的影響。
1、國外農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀
目前,對城市生活污水的集中式處理工藝主要有A2O、UCT、SBR、氧化溝等f1:且均能達(dá)到較好的處理效果。我國農(nóng)村生活污水的特點(diǎn)恰恰是以分散式為主,但對分散式生活污水的研究較少,因此要處理好農(nóng)村生活污水,必須加強(qiáng)對分散式生活污水的處理工藝研究。在歐洲和北美有20.30%的人口利用小型污水處理系統(tǒng)。歐美國家使用的穩(wěn)定塘特別適用于小型污水處理,1983年穩(wěn)定塘數(shù)目就達(dá)7000座以上,其中90%建在人口少于5000的小城鎮(zhèn),但基本不具備除磷脫氮功能。
日本[1]從1977年開始實(shí)行農(nóng)村污水處理計(jì)劃。日本采用的小型污水處理系統(tǒng)多為日本農(nóng)村污水處理協(xié)會研制的JARUS模式,共有15種不同型號裝置。我們可以把它們分為兩種類型:一類采用生物膜法,污水通過塑料制成的濾層,上面附有微生物,通過生物膜后可去除污水中的BOD、SS、TP;另一類是采用浮游生物法,通過漂浮在污水中的微生物氧化作用,去除污水中的BOD、COD、SS、TN、TP。兩類方法都可使污水中污染物大幅降低。但該工藝投資較大,程序復(fù)雜,且沒有除磷效果,對改善水體富營養(yǎng)化效果不明顯,不適用我國農(nóng)村的現(xiàn)狀。
2、國內(nèi)農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀
我國從上個(gè)世紀(jì)80年代開始開展生活污水分散處理技術(shù)的開發(fā)和研制工作,在農(nóng)村配置了許多形式各異的無動力或微動力的低能耗型一體化污水處理裝置,但目前該分散技術(shù)的使用率較低,并且存在著許多問題[3]。一方面,生物處理效率較低,尤其表現(xiàn)為氮磷去除率很低,氮磷污染是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要原因。另一方面,目前實(shí)施的分散污水處理只是初步實(shí)現(xiàn)了分散污水的收集、處理和排放,遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)分散處理的真正目的—再利用(Reuse),即將污水就地處理和就地回用,實(shí)現(xiàn)污水資源化。目前我國農(nóng)村污水處理主要有以下幾種措施:
(1)厭氧沼氣池處理技術(shù)
在我國農(nóng)村生活污水處理的實(shí)踐中,最通用、節(jié)儉、能夠體現(xiàn)環(huán)境效益與社會效益相結(jié)合的生活污水處理方式是厭氧沼氣池。它將污水處理與其合理利用有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了污水的資源化。污水中的大部分有機(jī)物經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣,發(fā)酵后的污水被去除了大部分有機(jī)物,從而達(dá)到了凈化目的;產(chǎn)生的沼氣可作為浴室和家用能源;厭氧發(fā)酵處理后的污水可用作澆灌用水和觀賞用水。在農(nóng)村有大量可以成為沼氣利用的原材料:農(nóng)作物秸稈和人畜糞便等。研究表明:農(nóng)作物秸稈通過沼氣發(fā)酵可以使其能量利用效率比直接燃燒提高4-5倍;沼液、沼渣作飼料可以使其營養(yǎng)物質(zhì)和能量的利用率增加20%:通過厭氧發(fā)酵過的糞便(沼液、沼渣),碳、磷、鉀的營養(yǎng)成分沒有損失,且轉(zhuǎn)化為可直接利用的活性態(tài)養(yǎng)分—農(nóng)田施用沼肥,可替代部分化肥。沼氣池工藝簡單,成本低廉(一戶約需費(fèi)用一千元左右),運(yùn)行費(fèi)用基本為零,適合于農(nóng)氏家庭采用。結(jié)合農(nóng)村改廚、改廁和改圈,可將豬舍污水和生活污水在沼氣池中進(jìn)行厭氧發(fā)酵后作為農(nóng)田肥料,沼液集中凈化處理后達(dá)標(biāo)排放。
(2)穩(wěn)定塘處理技術(shù)
在我國,尤其是在干旱地區(qū),穩(wěn)定塘是實(shí)施污水資源化利用的有效方法,近年來我國著力推廣的這項(xiàng)技術(shù)。與傳統(tǒng)的二級生物處理技術(shù)相比,高效藻類塘有其非常獨(dú)特地一面,農(nóng)村土地資源豐富,但是技術(shù)非常落后,因此這一技術(shù)有非常高的推廣價(jià)值。高效藻類塘系統(tǒng)在處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水[4]的案例中,CODcr的平均去除率在70%以上,氨氮的平均去除率高達(dá)93%,磷的平均去除率為55%。跌水塔式生物濾池是處理系統(tǒng)中的主要構(gòu)筑物,它是由一個(gè)多層呈塔狀的圓形構(gòu)筑物構(gòu)成,設(shè)計(jì)塔筒本身可以形成拔風(fēng)作用[5],從而增加塔料中氧氣的傳輸效率。不同塔層之間的流體輸送主要以跌水的形式進(jìn)行,同時(shí)達(dá)到預(yù)曝氣的目的[6]-[8]。塔體自上而下塔徑變大,污水的處理負(fù)荷降低,形成高、中、低三個(gè)負(fù)荷區(qū)。高負(fù)荷區(qū)由于水力負(fù)荷較大,濾池不易堵塞,但處理程度低,適于對污水進(jìn)行“粗”處理 [9]-[11]。中、低負(fù)荷區(qū)水力負(fù)荷降低,污水停留時(shí)間延長,有利于對污水的“精細(xì)化”處理。不同塔層裝填不同塔料(沙礫和人工土)[12],不同的裝填高度[13]-[14],培養(yǎng)多層次的生物系統(tǒng)。
(3)土壤滲濾技術(shù)
地下土壤滲濾法近年來越來越被重視。中科院沈陽應(yīng)用生態(tài)所“八五”、“九五”期間的研究表明,在我國北方寒冷地區(qū)利用地下土壤滲濾法進(jìn)行污水處理是可行的,且出水能夠作為中水回用:清華大學(xué)在2000年國家科技部重大專項(xiàng)中,首先在農(nóng)村地區(qū)推廣應(yīng)用地下土壤滲濾系統(tǒng),并取得了良好效果[15]:對生活污水中的有機(jī)物和氮、磷等均具有較高的去除率和穩(wěn)定性,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分別人于80%、90%、90%和98%。除此以外,浙江、廣東、天津和江蘇等地還分別在無動力、地埋式厭氧處理系統(tǒng)、雨污分離管網(wǎng)輸送集中處理和生物投菌治理污水等技術(shù)方式應(yīng)用方面進(jìn)行了探索與嘗試,也都取得了一定的進(jìn)展。
目前,我國對農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的研究尚處于起步階段。我國對農(nóng)村污水的處理應(yīng)“因地制宜”,盡可能的采用經(jīng)濟(jì)、簡易、節(jié)能和有效的處理技術(shù)。其中經(jīng)常使用的處理技術(shù)或方法包括高效藻類塘、生態(tài)系統(tǒng)塘、土地處理系統(tǒng)等。其中,土地處理系統(tǒng)中的人工濕地技術(shù)應(yīng)用發(fā)展較快,且該工藝運(yùn)行簡單,處理效果良好,不僅能去除COD、BOD等有機(jī)物,而且還有很好的除磷脫氮效果,對防止水體的富營養(yǎng)化有著較大的作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 農(nóng)村污水治理;技術(shù)架構(gòu);頂層沒汁
文/范彬
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展向中等發(fā)達(dá)階段邁進(jìn),農(nóng)村污水治理已經(jīng)成為一項(xiàng)國家需求。根據(jù)調(diào)查,農(nóng)村和小城鎮(zhèn)污水對我國水體常規(guī)污染指標(biāo)(COD、總氮、總磷)的貢獻(xiàn)已經(jīng)超過城市污水,接近城市污水和工業(yè)廢水的總和。近年來我國一些先發(fā)展的地區(qū)、重點(diǎn)流域和中心城市周邊率先拉開普及農(nóng)村污水治理的序幕,在農(nóng)村污水治理方面取得一些成效,獲得一些經(jīng)驗(yàn)。但總體來說,支撐我國農(nóng)村污水治理的技術(shù)能力和管理能力還很弱,現(xiàn)狀投入和產(chǎn)出嚴(yán)重不對稱,其中設(shè)施建設(shè)質(zhì)量低下,技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)是一個(gè)重要原因。
農(nóng)村污水治理的技術(shù)架構(gòu)
當(dāng)前,一些發(fā)達(dá)地區(qū)已率先拉開普及農(nóng)村污水治理的序幕,然而當(dāng)前我國農(nóng)村污水治理的技術(shù)支撐能力卻處于低級、粗放階段,主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是管理者應(yīng)用和管理技術(shù)應(yīng)用的能力較低,二是行業(yè)企業(yè)提供合格產(chǎn)品與服務(wù)的能力較低;二者相互關(guān)聯(lián)。我國迫切需要開展國家層面的頂層設(shè)計(jì),迅速提升農(nóng)村污水治理的技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)生產(chǎn)和技術(shù)管理的能力,保障農(nóng)村污水治理的長遠(yuǎn)績效。
農(nóng)村污水治理技術(shù)的基本架構(gòu)如圖1所示,其中包含了5個(gè)層次的技術(shù)決策問題,分別是衛(wèi)生模式選擇、收集模式選擇、處理模式選擇、工藝模式選擇和技術(shù)形式選擇,這既是制定一個(gè)具體工程的技術(shù)方案時(shí)需要研究的問題,也是我國農(nóng)村污水治理技術(shù)頂層設(shè)計(jì)需要解決的核心問題。下面分別論述各個(gè)層次的技術(shù)路線選擇問題。
我國農(nóng)村污水治理技術(shù)的頂層設(shè)計(jì)構(gòu)想
衛(wèi)生模式
衛(wèi)生模式是人類處理處置自身所排放污染物(人體排泄物、生活污水、生活廢棄物)的基本理念及其技術(shù)手段,這些污染物主要以污水和垃圾兩種形態(tài)出現(xiàn)。
常規(guī)衛(wèi)生模式最初的目的是使污水垃圾遠(yuǎn)離人的生活處所,為了應(yīng)對在排放過程中出現(xiàn)的各類環(huán)境問題,常規(guī)衛(wèi)生模式逐步形成“廢棄一收集一處理一排放或處置”的固有技術(shù)格局。在常規(guī)衛(wèi)生模式下,污水所攜帶的污染物通過物理、化學(xué)或生化處理的方法得到分離、降解或礦化,從而使最終排水的水質(zhì)得到一定程度的恢復(fù)。常規(guī)衛(wèi)生技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的歷史長,衛(wèi)生效果好,技術(shù)成熟,是目前全世界普遍采用的衛(wèi)生模式。
由于常規(guī)衛(wèi)生模式植根于廢物或廢水“棄置”的思維,不僅生活污水和垃圾中的有用資源難以回用,而且由于“棄置”過程中不斷出現(xiàn)新的環(huán)境問題,使得“處理”的要求越來越高,工藝流程越來越長,處理成本也越來越高。生態(tài)衛(wèi)生的理念就是在這樣的背景下被提出,其基本的思路是將人體排泄物、餐廚垃圾等生物性廢棄物在排放的源頭與其他廢水或垃圾分離開來,單獨(dú)收集并通過資源再生處理回用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等途徑。目前基于生態(tài)衛(wèi)生的理念已經(jīng)開發(fā)出多種接近實(shí)用的技術(shù)路線,但是這一模式被廣為接受還要克服很多障礙,迫切需要政策性的扶持。
我國應(yīng)在穩(wěn)健應(yīng)用和適當(dāng)發(fā)展常規(guī)衛(wèi)生技術(shù)的基礎(chǔ)上,大力發(fā)展生態(tài)衛(wèi)生的技術(shù)。常規(guī)衛(wèi)生模式經(jīng)過約150年的發(fā)展,在追求人居生活衛(wèi)生方面已達(dá)到相當(dāng)?shù)母叨?,在污水處理方面也形成了非常完整成熟的技術(shù)體系,在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi),其在城鎮(zhèn)以及城鎮(zhèn)化水平較高的鄉(xiāng)村地區(qū)的主體應(yīng)用地位仍難以撼動。但常規(guī)衛(wèi)生模式是以大量物質(zhì)、能源的消耗以及生態(tài)環(huán)境的犧牲為代價(jià)。雖然為適應(yīng)不斷嚴(yán)格的環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn),常規(guī)衛(wèi)生模式下的污水垃圾處理處置技術(shù)在工藝上還在不斷擴(kuò)充、延展,在局部技術(shù)細(xì)節(jié)上也時(shí)有創(chuàng)新,但是總體技術(shù)已難以有大的突破。反之,對生態(tài)衛(wèi)生模式及其技術(shù)的研發(fā)才剛剛開始。由于我國有一半以上的人口需要按照現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)新建生活衛(wèi)生系統(tǒng),應(yīng)用和發(fā)展新技術(shù)的潛力非常巨大,有條件先于發(fā)達(dá)國家進(jìn)入污水垃圾處理的2.O時(shí)代。
收集模式
將生活污染物或污水收集起來是實(shí)現(xiàn)污水和垃圾治理的關(guān)鍵步驟,而且往往是投資需求最大的環(huán)節(jié)。
在常規(guī)衛(wèi)生模式下,將多大范圍的污水收集在一起進(jìn)行處理是農(nóng)村污水治理技術(shù)決策的一個(gè)難題。根據(jù)集中處理的程度,農(nóng)村污水收集的模式分為就地收集(處理)、村組收集(處理)和區(qū)域收集(處理)三種模式,其中區(qū)域收集(處理)模式有時(shí)也稱作納入城鎮(zhèn)管網(wǎng)系統(tǒng)收集處理模式,也是我們通常所說的集中收集(處理)。相對城鎮(zhèn)管網(wǎng)及污水處理廠這種大型的集中處理模式,就地收集處理和村組收集處理被稱為分散處理模式。
集中處理的優(yōu)點(diǎn)是污水處理廠具有規(guī)模效應(yīng),在污水處理環(huán)節(jié)的成本低、運(yùn)行維護(hù)簡便,但管網(wǎng)投資大,污水處理要求高,再生水回用困難。分散處理的優(yōu)點(diǎn)是管網(wǎng)投資?。ㄓ绕涫蔷偷靥幚恚?,便于處理后水的就地排放或利用,缺點(diǎn)是建設(shè)與運(yùn)行缺乏規(guī)模效應(yīng),需要精心組織、精心管理。
經(jīng)濟(jì)比較本來可以作為收集模式?jīng)Q策的主要依據(jù),但在實(shí)際工程中,受主客觀因素限制,在規(guī)劃階段對管網(wǎng)及污水處理設(shè)施建設(shè)與運(yùn)行成本的準(zhǔn)確預(yù)測并不容易做到,導(dǎo)致當(dāng)前在農(nóng)村污水治理過程中普遍存在收集模式選擇不當(dāng)?shù)膯栴}?,F(xiàn)實(shí)中存在兩種常見的不合理現(xiàn)象:一種現(xiàn)象是由于我國長期實(shí)行城鄉(xiāng)二元分割的社會管理體制,一些在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上確實(shí)具備條件納入城鎮(zhèn)管網(wǎng)收集范圍的村莊因體制障礙而不能納管處理,這種情況隨著城鄉(xiāng)區(qū)域分割界限的打破會有所好轉(zhuǎn):另一種情況是偏好集中處理方式,導(dǎo)致農(nóng)村污水治理投資過高,這種情況更應(yīng)引起重視,這一現(xiàn)象在目前正在開展農(nóng)村污水治理的發(fā)達(dá)地區(qū)較為常見。
分散處理的方式應(yīng)成為我國農(nóng)村污水治理優(yōu)先采用的方式,這一點(diǎn)很多管理者甚至專業(yè)人士都沒有認(rèn)識到。就技術(shù)發(fā)展而言,污水分散處理在出水效果、運(yùn)行維護(hù)的可靠性等方面均已經(jīng)完全達(dá)到集中處理的水平,在生態(tài)性及再生水回用等方面還有集中處理所不具備的優(yōu)勢,但分散處理在建設(shè)與運(yùn)行的行業(yè)管理與組織實(shí)施上又顯著不同于集中處理,尤其是對政府部門提出更精細(xì)化的管理要求。管理部門偏好集中污水處理方式,除觀念陳舊和懶政思維等因素外,與當(dāng)前我國分散污水處理技術(shù)產(chǎn)品與服務(wù)質(zhì)量低下有很大關(guān)系,但更深層次的原因在于我國農(nóng)村污水治理的政府管理體系、行業(yè)管理體系尚不健全,導(dǎo)致劣質(zhì)技術(shù)驅(qū)逐優(yōu)秀技術(shù)。這一問題必須通過農(nóng)村污水治理技術(shù)的頂層設(shè)計(jì),結(jié)合體制機(jī)制的完善和創(chuàng)新加以解決。
在針對老村開展污水治理時(shí),污水收集模式的選擇尤其需要慎重。我國絕大多數(shù)既有村莊都沒有建設(shè)完善的下水管道,但在開展污水治理前村莊綠化和道路硬化等工程基本上都已結(jié)束。在這種情況下,管網(wǎng)修建的成本可能會增加2~3倍。根據(jù)江蘇省常熟市的經(jīng)驗(yàn),其引進(jìn)日本凈化槽技術(shù)所實(shí)施的村莊污水治理工程,較之村組收集處理和區(qū)域收集處理模式在經(jīng)濟(jì)上均有顯著優(yōu)勢。日本在二次世界大戰(zhàn)后迅速推進(jìn)農(nóng)村污水治理,其中90%的農(nóng)村污水治理工程采用就地處理模式。日本的實(shí)踐表明,在各種集中收集程度不同的污水處理方式中,就地處理的成本僅次于百萬人規(guī)模的大型城市集中處理。這一經(jīng)驗(yàn)值得我國深入研究。
處理模式
根據(jù)主體污水處理設(shè)施的承載形式,常規(guī)衛(wèi)生模式下的農(nóng)村分散污水處理分為自然型處理模式和構(gòu)造型處理模式兩類。自然型處理即慣常所說的“生態(tài)處理”,主要是利用土地等自然資源構(gòu)建用于污水處理的裝置,通過強(qiáng)化在自然環(huán)境中的“生化一物化”過程使污染物得到降解并使水質(zhì)得到凈化。構(gòu)造型處理是以現(xiàn)場構(gòu)筑或工廠預(yù)制容器為主要載體并組合曝氣等動力設(shè)備的污水處理裝置,常見的構(gòu)造型處理技術(shù)基本上都是基于二級生化處理的原理。
構(gòu)造型處理和自然型處理的優(yōu)缺點(diǎn)是相對的。當(dāng)自然資源的“價(jià)格”較低時(shí),采用自然型處理有利于降低設(shè)施建設(shè)與運(yùn)行的成本,缺點(diǎn)是這種方式強(qiáng)調(diào)因地制宜,設(shè)施安裝不易標(biāo)準(zhǔn)化,處理效果受自然條件限制,可控性較差。構(gòu)造型反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是對自然資源占用較少,適應(yīng)性強(qiáng),處理效果可控,缺點(diǎn)是存在動力消耗。對于動力消耗問題應(yīng)正確看待。一般的構(gòu)造型分散污水處理技術(shù),折算到人均裝機(jī)功率約5瓦,在當(dāng)今家用電器普及的情況下,過分追求無動力運(yùn)行顯然意義不大。
我國農(nóng)村污水治理應(yīng)在重視因地制宜選用自然型處理技術(shù)的同時(shí),大力發(fā)展構(gòu)造型污水處理技術(shù)。當(dāng)前對自然型處理模式存在一種認(rèn)識誤區(qū),認(rèn)為自然型處理天生就是更具“生態(tài)效應(yīng)”、更“經(jīng)濟(jì)”的污水處理方式,甚至將其等同于景觀化的處理方式、免維護(hù)的處理方式。實(shí)際上只有在自然條件特別有利的情況下,自然型處理才具備與構(gòu)造型處理的比較優(yōu)勢。目前我國迫切需要開展農(nóng)村污水治理的地區(qū),往往都是人口密集、經(jīng)濟(jì)活動強(qiáng)度大的地區(qū),土地等自然資源并不豐富,有時(shí)候“價(jià)格”還很高。近年來,我國建成了為數(shù)不少的農(nóng)村自然型污水處理工程,但能夠真正發(fā)揮污水處理功效的比例較小。北美洲和澳大利亞地廣人稀,因而自然型處理方式的應(yīng)用較為成功。不過這些國家的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也表明,因安裝不當(dāng)和缺少必要的運(yùn)行維護(hù),很多自然型處理設(shè)施難以正常運(yùn)行,造成對地下水等的污染問題。通過社會化大生產(chǎn)可以大幅降低產(chǎn)品和服務(wù)成本,這是工業(yè)時(shí)代早就被證明了的事情,但對于我國即將開展的大規(guī)模農(nóng)村污水治理而言仍具有特別重要的意義。
工藝模式
構(gòu)造型處理技術(shù)的類型十分豐富,目前常見的污水處理主體工藝就有十幾種,每種主體工藝又衍生出多種組合工藝。即使是完全相同的工藝,不同公司出于競爭目的或自身偏好,又可能做成五花八門的形式。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前我國市場上常見的農(nóng)村污水處理的技術(shù)形式有30多種,全世界的分散污水處理技術(shù)在我國幾乎都能找到工程應(yīng)用的案例。如此龐雜的技術(shù)生產(chǎn)與技術(shù)應(yīng)用,對我國還處于起步階段的農(nóng)村污水治理而言絕非好事,一方面造成無序競爭,另一方面也由于缺少規(guī)模效應(yīng),加大了農(nóng)村污水治理的成本。
技術(shù)形式
我國農(nóng)村污水治理在鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí),應(yīng)集中應(yīng)用和重點(diǎn)發(fā)展少數(shù)幾種構(gòu)造型的分散污水處理技術(shù)。我國迫切需要對用于構(gòu)造型的分散污水處理工藝及其技術(shù)形式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,尤其是對工廠預(yù)制型的反應(yīng)器技術(shù)。對于農(nóng)村生活污水這一特定的處理對象而言,其污水特性、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和氣候溫度至少在一定的區(qū)域尺度上不存在大的變化,因而為技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用與生產(chǎn)提供了空間。日本在農(nóng)村分散污水處理技術(shù)方面早已形成非常完善的標(biāo)準(zhǔn)化體系,這方面也很值得我們學(xué)習(xí)。
頂層設(shè)計(jì)需要解決的關(guān)鍵問題
我國農(nóng)村污水治理技術(shù)的頂層設(shè)計(jì)需要著重解決兩方面的關(guān)鍵問題。
生態(tài)衛(wèi)生模式評價(jià)
生態(tài)衛(wèi)生模式特別適合用于我國的農(nóng)村污水和垃圾治理。生態(tài)衛(wèi)生的理念和技術(shù)大多源自于發(fā)達(dá)國家,但在其提出之時(shí),發(fā)達(dá)國家已基本建成覆蓋全部人口的常規(guī)排水系統(tǒng),使生態(tài)衛(wèi)生技術(shù)失去大規(guī)模應(yīng)用的機(jī)會。我國的國情與發(fā)達(dá)國家不同:一方面,我國是農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)村人口眾多且絕大多數(shù)農(nóng)村居民尚未擁有完善的污水垃圾處理設(shè)施,經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱但發(fā)展迅速,因此市場應(yīng)用的前景巨大;另一方面由于農(nóng)村生活和生產(chǎn)方式的改變,我國已成為全世界過量使用化肥最嚴(yán)重的國家,化肥生產(chǎn)、使用及其向環(huán)境水體的大量流失造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,僅經(jīng)濟(jì)上的損失就難以估量。因此,我國具備開發(fā)生態(tài)排水技術(shù)的迫切需求、技術(shù)能力和推廣應(yīng)用的優(yōu)勢。基于生態(tài)排水技術(shù)的研發(fā)生產(chǎn)與應(yīng)用,我國有望在污水治理技術(shù)領(lǐng)域擺脫“西方追隨者”的身份,成為世界衛(wèi)生技術(shù)發(fā)展的引領(lǐng)者。
目前生態(tài)衛(wèi)生模式的推廣應(yīng)用主要面臨兩個(gè)方面的障礙:一是技術(shù)不夠成熟,主要表現(xiàn)在室內(nèi)衛(wèi)生技術(shù)方面和系統(tǒng)技術(shù)的完整性方面;二是缺少應(yīng)用與發(fā)展的機(jī)會,這兩者其實(shí)是一個(gè)循環(huán)性的問題。生態(tài)衛(wèi)生模式所需的關(guān)鍵技術(shù)主要是源分離技術(shù)(室內(nèi)衛(wèi)生)、有機(jī)肥制造技術(shù)、有機(jī)農(nóng)業(yè)技術(shù)以及系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)。過去一些生態(tài)衛(wèi)生技術(shù)的實(shí)踐之所以失敗,最突出的一點(diǎn)是忽視了人對室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)施的基本要求。中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心在國家水專項(xiàng)的支持下,在常熟市古里鎮(zhèn)陳塘村實(shí)施了基于真空源分離的生態(tài)排水工程示范,并且通過區(qū)域化的集中運(yùn)行維護(hù)解決了系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)問題。示范工程運(yùn)行3年多,在室內(nèi)設(shè)施的衛(wèi)生性、舒適性和便利性方面得到村民的肯定,說明真空源分離技術(shù)是實(shí)現(xiàn)生態(tài)衛(wèi)生模式的理想技術(shù)途徑。生態(tài)排水的其他技術(shù)環(huán)節(jié),如有機(jī)肥制造和生態(tài)農(nóng)業(yè)等在目前并不存在不可逾越的技術(shù)障礙,但是作為一種創(chuàng)新的公共衛(wèi)生系統(tǒng)技術(shù),在已有技術(shù)的衛(wèi)生功能已經(jīng)為普通大眾慣于接受的情況下,其完善技術(shù)并且走向應(yīng)用,除需要研發(fā)、制造與工程服務(wù)行業(yè)的努力外,還需要普通大眾、市政管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多方面的支持與配套。沒有公共意志的組織與推動,這幾乎是難以想象的事情。
作為支持國家制定重大技術(shù)與產(chǎn)業(yè)政策的依據(jù),有必要對生態(tài)衛(wèi)生模式在環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)成本以及在產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展方面的比較優(yōu)勢進(jìn)行全面、綜合的評價(jià)。
構(gòu)造型分散污水處理技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化
無論是現(xiàn)在還是將來,基于常規(guī)衛(wèi)生模式的構(gòu)造型分散污水處理技術(shù)都會是我國農(nóng)村分散污水治理的重要技術(shù)模式。過多的工藝及技術(shù)形式實(shí)際上阻礙了農(nóng)村污水治理的有效開展與高效推進(jìn),標(biāo)準(zhǔn)化勢在必行。顯然,技術(shù)決策應(yīng)首先以技術(shù)評價(jià)為依據(jù)。雖然國內(nèi)外已經(jīng)開展了大量的有關(guān)農(nóng)村分散污水處理技術(shù)的評價(jià)研究,但是站在國家重大技術(shù)決策需求的角度,這一問題還沒有現(xiàn)成的答案。其次,技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化是一種妥協(xié)的藝術(shù)。在多種工藝和技術(shù)構(gòu)型都能達(dá)到相同的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果時(shí),為了通過批量的生產(chǎn)制造降低成本,就必須在不同工藝和技術(shù)構(gòu)型方面進(jìn)行取舍。在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方面,除了管理部門的引導(dǎo)外,行業(yè)協(xié)會應(yīng)充分發(fā)揮組織協(xié)調(diào)的作用。
自然型處理模式在我國也有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用空間。雖然這類技術(shù)強(qiáng)調(diào)因地制宜,但是從設(shè)計(jì)、安裝與運(yùn)行方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的管理也十分有必要。在這一方面,美國的經(jīng)驗(yàn)值得我們學(xué)習(xí)。
結(jié)語
1.1農(nóng)村污水的水質(zhì)特點(diǎn)
農(nóng)村的污水同城市污水的水質(zhì)有很大的區(qū)別,農(nóng)村中生活污水的來源主要包含:洗澡水、洗衣水、沖廁所水、做飯水等,這些污水中有機(jī)物的含量相對城市污水來講較低,包含的污染物為N、P、COD等,水質(zhì)較為穩(wěn)定。但是,在一些經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū),因其周邊存在工廠,產(chǎn)生的污水水質(zhì)同城市污水的水質(zhì)就較為相似,同偏遠(yuǎn)農(nóng)村的水質(zhì)情況不相同。最近幾年,我國增大了對城市污染的控制力度,許多城市污染嚴(yán)重的企業(yè)就搬遷至了農(nóng)村或郊區(qū),因此,將農(nóng)村的生活污水由單一的水質(zhì)特點(diǎn)轉(zhuǎn)變成了混合類型的污水。這就讓原本依靠環(huán)境自凈能力的農(nóng)村環(huán)境污染問題變得更為嚴(yán)重。當(dāng)前我國95%的農(nóng)村沒有建設(shè)污水收集及處理設(shè)施,少量農(nóng)村建設(shè)的污水收集設(shè)施也僅為排水管,并采用雨水及污水共同排放的系統(tǒng)。在南方一些經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū),建有化糞池,其產(chǎn)生的污水多利用明渠進(jìn)行排放,且未經(jīng)處理直接排放入水體中,這對地下水及地表水源都造成了不小的污染隱患。
1.2農(nóng)村污水的水量特征
農(nóng)村中,平均人口排放的污水量相對城市住戶較少,越是經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū),污水排放量就越少。另外,不同地區(qū)的農(nóng)村其污水排放的水量也不同,南方的污水排放水量一般高于北方。同時(shí),在相同地區(qū),因季節(jié)及其它原因排放的污水水量也不相同。因?yàn)槲覈?dāng)前農(nóng)村并沒有建設(shè)全面的污水收集體系,僅利用明渠或自然溝進(jìn)行污水排放,居民的洗菜污水、洗衣污水等也直接在進(jìn)行地面潑灑,所以,大量的生活污水進(jìn)入土壤中,造成了地下水的污染隱患。
1.3農(nóng)村污水在處理過程中存在的問題
在我國,農(nóng)村面積較大,分布較廣,人口差異也較高,一些農(nóng)村住戶高達(dá)上千人,一些則僅為幾十人,產(chǎn)生的污水每天水量都不相同,且連續(xù)不斷,因此,就無疑為污水的收集及處理工作增加了難度。同時(shí),在污水的運(yùn)輸過程中,有時(shí)會出現(xiàn)滲漏、蒸發(fā)、冒出等情況,進(jìn)而對沿線的土壤及水體形成二次污染。如果用城市的污水處理方法對農(nóng)村的污水進(jìn)行收集及處理,就需要建設(shè)相對較大的排水系統(tǒng),工程量巨大,消耗資金也較多,運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用也相對較高,是當(dāng)?shù)丶皣叶己茈y承受的。
2農(nóng)村污水處理的模式
2.1一體化埋式污水處理技術(shù)
一體化埋式污水處理技術(shù)是最近兩年新興的污水處理技術(shù),這種方法以厭氧生物作為處理主體,之后同生物濾池相連接,整體與A2/O相近,利用水解沉淀池、生物濾池及氧化槽共同構(gòu)成。這種污水處理方法的優(yōu)點(diǎn)在于其能耗低,抗沖擊性能強(qiáng),但其處理污水的水量不宜過大,且對施工要求偏高。一體化埋式污水處理技術(shù)多適用于人口相對密集的中、小型農(nóng)村。
2.2氧化塘技術(shù)
氧化塘是以自然塘為基礎(chǔ)演變而成的,其具有維護(hù)方便,結(jié)構(gòu)簡單,建設(shè)費(fèi)用低等特點(diǎn)。但因氧化塘的占地面積較為廣闊,因此,適用于經(jīng)濟(jì)相對低下、水源緊缺的村莊,同時(shí)適用于北方地區(qū)。
3總結(jié)
關(guān)鍵詞:農(nóng)村污水;污水治理;問題對策;技術(shù)措施
中圖分類號: R123 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
引言
由于農(nóng)村污水既影響到農(nóng)村居民的飲用水安全,又容易引起疾病的擴(kuò)散和傳染,對人民的生命安全產(chǎn)生了極大的威脅,因此,切實(shí)搞好新型農(nóng)村的污水治理工作是很有必要的,也是非常迫切的。
一、我國農(nóng)村水污染現(xiàn)狀及相關(guān)規(guī)劃
從上世紀(jì)九十年代以來,我國的污水治理主要集中在城市,然而,卻把農(nóng)村的污水處理給忽略掉了,致使我國大多數(shù)的農(nóng)村污水得不到有效的處理。以新疆為例,隨著近年來,農(nóng)村污水排放量的逐漸增大,再加上農(nóng)村大多數(shù)公共設(shè)施比較落后,導(dǎo)致大部分農(nóng)村的飲用水出現(xiàn)了問題,根據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查發(fā)現(xiàn),我國大約有一半數(shù)量的人口在飲用不干凈的水源。農(nóng)村的污水亂排放既破壞了自身環(huán)境對又污染了流經(jīng)的河流。鄉(xiāng)村的溝塘、水庫已呈相當(dāng)嚴(yán)重的富營養(yǎng)化,經(jīng)常有水污染事故的發(fā)生。并且,大部分水源地、生態(tài)保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)都在郊區(qū),周邊大都分布著農(nóng)村,因此,這些農(nóng)村的水環(huán)境的整治就顯得格外重要。目前,新疆農(nóng)村水環(huán)境污染已相當(dāng)嚴(yán)重,如果不及時(shí)的采取有效的治理措施,在采取控制措施時(shí)就需要投入更多的資金,而且,還會使越來越多的用水方案失去效用。此外,對人體健康的危害將是長期、無法挽回的。
自從“十一五”規(guī)劃中強(qiáng)調(diào)了新型社會主義新農(nóng)村建設(shè)以后,農(nóng)污水治理工作被提上日程?!笆晃濉逼陂g,我國已經(jīng)加大城鄉(xiāng)環(huán)保統(tǒng)籌力度,開展農(nóng)村環(huán)境綜合治理。
根據(jù)國家“十二五”全國村鎮(zhèn)污水治理規(guī)劃,從2010年起用大約30年時(shí)間,在中國90%的村鎮(zhèn)建立完善的排水和污水處理的設(shè)施與服務(wù)體系。到2020年,使30%的村鎮(zhèn)人口得到比較完善的公共排水服務(wù),并使中國各重點(diǎn)保護(hù)區(qū)內(nèi)的村鎮(zhèn)污水污染問題得到全面有效的控制?!笆濉逼陂g,全國村鎮(zhèn)污水治理率要提升10%。農(nóng)村污水連片治理將進(jìn)入攻堅(jiān)階段。
二、農(nóng)村生活污水的特征
(一)水量小、排放分散、水質(zhì)復(fù)雜
新疆大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)的供水設(shè)施簡陋、自來水普及率較低,特別是偏遠(yuǎn)山區(qū)等條件落后的農(nóng)村地區(qū),居民的用水得不到保障。此外,農(nóng)村地區(qū)的居民日常生活較為單一,農(nóng)村居民人均用水量遠(yuǎn)低于城市居民,農(nóng)村地區(qū)生活污水的人均排放量也遠(yuǎn)低于城市生活污水的排放量。目前,新疆房屋基本都屬于自建房,具有較大的隨意性,缺乏合理的總體布局規(guī)劃。因此,居民的生活污水排放方式存在諸多差異,有的生活污水排入明溝或暗渠,有的就近排入溪、河及湖泊,還有的農(nóng)戶將糞便等收集作為肥料,其余的用水直接潑灑,使其自然蒸發(fā)或滲入土壤。從總體來看,村鎮(zhèn)分布密度小和居民的建筑布局隨意導(dǎo)致了農(nóng)村的生活污水排放變得極為分散。
(二)農(nóng)村地區(qū)缺乏垃圾收集、處理設(shè)施,致使垃圾隨意堆放
農(nóng)村生活污水除了居民的家庭活動用水外,還混有垃圾堆放產(chǎn)生的污水和高濁度的雨水徑流等,匯集的污水水質(zhì)成分復(fù)雜。各類污水比例受生活條件狀況、生活習(xí)慣等因素影響而不同,并且隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,農(nóng)村家庭生活方式的改變,生活污水的來源會越來越多,水質(zhì)成分也勢必更加復(fù)雜。水質(zhì)水量隨地區(qū)和時(shí)間變化差異較大我國農(nóng)村居住環(huán)境和人文風(fēng)俗的差異導(dǎo)致不同農(nóng)村地區(qū)排放的生活污水水質(zhì)差別較大。
(三)生活污水中氨氮、溶解態(tài)磷等污染物濃度與居民經(jīng)濟(jì)條件、生活習(xí)慣、作息規(guī)律等密切相關(guān)。例如經(jīng)濟(jì)條件較好、肉類蛋白類食物消費(fèi)比例高的地區(qū),生活污水中的氨氮濃度較高,同時(shí)洗滌劑的大量使用致使生活污水中溶解態(tài)磷偏高;而經(jīng)濟(jì)條件較差的農(nóng)戶往往反復(fù)用水后再排放,導(dǎo)致化學(xué)需氧量濃度較高,且這些農(nóng)戶一般較少使用衛(wèi)生潔具和洗滌劑,產(chǎn)生的生活污水氮、磷含量不高。農(nóng)村生活污水的日變化系數(shù)較大,排放量的峰值一般出現(xiàn)在早晨、中午和晚上三個(gè)時(shí)段,在這些時(shí)間段中,居民的家庭活動往往比較集中,用水量也相對較大,污水中的氮、磷等主要污染物濃度的峰值也隨之出現(xiàn)。而在其他的時(shí)段,尤其是午夜至清晨這段時(shí)間,由于用水量的大幅減少,致使污水量很小,甚至出現(xiàn)斷流。農(nóng)村生活污水的排放量隨季節(jié)變化的規(guī)律表現(xiàn)為夏季較多,冬季較少。與排放量相反,主要污染物如化學(xué)需氧量、總氮和總磷的濃度變化規(guī)律為夏季較低,冬季較高。
三、農(nóng)村生活污水治理對策
完善農(nóng)村地區(qū)的污水收集體系農(nóng)村生活污水收集率低是我國大部分地區(qū)普遍存在的問題,解決農(nóng)村地區(qū)生活污水收集問題是治理農(nóng)村水環(huán)境的重要環(huán)節(jié)。隨著農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)條件增長以及國家對農(nóng)村生活污水的整治力度加大,許多地區(qū)已在完善生活污水收集管網(wǎng),在一些經(jīng)濟(jì)條件較好的新農(nóng)村,已經(jīng)具備較完整的收集和處理體系?,F(xiàn)有的收集處理方式主要可分為三類:農(nóng)戶分散收集處理、村鎮(zhèn)集中收集處理、統(tǒng)一收集歸入市政管網(wǎng),不同收集模式的概況。
(一)污水分類收集也是農(nóng)村生活污水處理的一個(gè)有效途徑
在國外,對生活污水分離處理的應(yīng)用模式已較為成熟,將“黑水”和“灰水”分開處理,一定程度上可降低處理難度,還能達(dá)到中水回用的目的。有條件的農(nóng)村地區(qū)可以借鑒生活污水分類收集處理的模式,“黑水”經(jīng)過收集池收集后可農(nóng)用,“灰水”經(jīng)收集處理后可中水回用或直接排放,以達(dá)到減少處理量,降低建設(shè)運(yùn)行成本的目的。
(二)制定有針對性的處理標(biāo)準(zhǔn)
污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)直接影響著污水處理設(shè)施的工藝選擇和投資規(guī)模,間接關(guān)系到污水處理設(shè)施管理和運(yùn)行費(fèi)用。合理地制定污水處理排放標(biāo)準(zhǔn),對農(nóng)村生活污水處理具有十分重要的作用。目前,農(nóng)村生活污水處理的出水水質(zhì)可參照的排放標(biāo)準(zhǔn)有:《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918―2002)、《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084―2005)、《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T18921―2002)、《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB11607―89)等。但是針對村鎮(zhèn)生活污水處理排放的標(biāo)準(zhǔn)仍然缺失,需要制定合理的排放標(biāo)準(zhǔn),明確村鎮(zhèn)污水的處理目標(biāo),從而權(quán)衡水環(huán)境質(zhì)量要求和建設(shè)投資及運(yùn)行費(fèi)用。此外,排放標(biāo)準(zhǔn)的制定需要充分考慮我國各地區(qū)的差異,例如我國東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件較好,公共基礎(chǔ)設(shè)施較完善,可根據(jù)出水用途與去向靈活選擇排放標(biāo)準(zhǔn);西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件較落后,農(nóng)村人口數(shù)量較多,水環(huán)境容量較大,可以適當(dāng)放寬排放標(biāo)準(zhǔn),降低處理要求;北方地區(qū)相對南方地區(qū)較干旱,水資源不夠豐富,水環(huán)境容量也較小,相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該較嚴(yán)格,并且鼓勵(lì)和引導(dǎo)污水處理回用。
(三)合理選擇污水處理技術(shù)
農(nóng)村生活污水的處理技術(shù)形式多樣、工藝成熟,但只有因地制宜的污水處理技術(shù)才能真正達(dá)到控制農(nóng)村水污染的目的。目前已有一些低成本、易管理的技術(shù),例如穩(wěn)定塘。穩(wěn)定塘是一種利用天然凈化能力的生物處理構(gòu)筑物的總稱,有機(jī)物主要通過微生物降解、有機(jī)物吸附、有機(jī)顆粒的沉降和截濾作用去除。穩(wěn)定塘在農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用比較廣泛,尤其是高效藻類塘式穩(wěn)定塘技術(shù)。
高效藻類塘是美國加州大學(xué)伯克利分校的Oswald等在20世紀(jì)50年代末提出并發(fā)展的,它是在傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種改進(jìn)形式,強(qiáng)化利用藻類的增殖來產(chǎn)生有利于微生物生長和繁殖的環(huán)境,形成更緊密的藻-菌共生系統(tǒng),同時(shí)創(chuàng)造一定的物化條件,達(dá)到對有機(jī)碳、病原體,尤其是氮和磷等污染物的有效去除,適合于農(nóng)村面源污染控制。
高效菌藻塘系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水除磷效果及其強(qiáng)化措施是發(fā)現(xiàn),高效菌藻塘和水生生物塘水力停留時(shí)間分別為8和4d,進(jìn)水總磷濃度1.7~17.1mg/L,出水總磷濃度全年平均值為3.33mg/L,高效菌藻塘系統(tǒng)的除磷能力欠佳;通過降低水生生物塘內(nèi)水深、采用廢棄石膏作為填料構(gòu)建了新型復(fù)合水生生物塘,水力停留時(shí)間為1.6d條件下,復(fù)合水生生物塘出水總磷可保持在1mg/L以下,可達(dá)到GB18918-2002一級B排放標(biāo)準(zhǔn)。
在農(nóng)村生活污水處理工藝選擇方面,不僅要考慮處理效果、費(fèi)用,還需要考慮工藝的適用性以及技術(shù)應(yīng)用的工程建設(shè)是否存在問題,只有這樣才能保證污水處理設(shè)施能夠達(dá)到正常的治理效果和使用年限。
(四)加強(qiáng)對污水處理設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)和管理
維持污水處理設(shè)施的長期有效運(yùn)行,需要長期穩(wěn)定的資金投入,以滿足污水處理系統(tǒng)運(yùn)行的日常維護(hù)和定期檢查工作所需。中央財(cái)政應(yīng)加大對農(nóng)村環(huán)境綜合整治的支持力度,進(jìn)一步完善污水處理設(shè)施及配套管網(wǎng)建設(shè),提高污水處理率。除此之外,還可設(shè)立獎(jiǎng)勵(lì)制度,通過以獎(jiǎng)代補(bǔ)的方式引導(dǎo)各地區(qū)加大對農(nóng)村生活污水的治理力度。地方財(cái)政則負(fù)責(zé)解決污水處理設(shè)施的建設(shè)和日常運(yùn)行維護(hù)所需要的資金。另外,可以向村民征收少量污水治理費(fèi)用,一方面提高村民的環(huán)境責(zé)任意識,另一方面可對污水的收集處理設(shè)施建設(shè)及維護(hù)提供支持。在污水處理系統(tǒng)運(yùn)行管理和維護(hù)方面,可以借鑒國外已成熟的方式,即承包給專業(yè)的第三方服務(wù)公司,由這些服務(wù)公司對設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行定期檢查,監(jiān)測運(yùn)行狀況及出水水質(zhì),地方政府則可提供專業(yè)培訓(xùn),以及對專業(yè)人員和服務(wù)公司進(jìn)行資質(zhì)認(rèn)證和監(jiān)管。
結(jié)束語
新疆農(nóng)村水體污染治理工作起步較晚,污水處理技術(shù)不多,加之廣大農(nóng)村的地區(qū)差異性,開發(fā)適合于不同農(nóng)村地區(qū)污水治理的新技術(shù)顯得尤為重要和緊迫。對于上述幾種污水處理技術(shù),各地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐乩淼孛病⒆匀画h(huán)境和經(jīng)濟(jì)狀況等因素酌情選擇。選擇農(nóng)村生活污水處理技術(shù)時(shí),要因地制宜,即技術(shù)本身的特征,如建設(shè)費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)、技術(shù)要求、管理難度、占地、能耗和處理效果等,與當(dāng)?shù)氐奶卣?,如地形、氣候、政府?cái)政收入、人均收入、人口密度、技術(shù)水平、出水用途等相匹配,實(shí)現(xiàn)成本的最小化和效用最大化,有效解決農(nóng)村環(huán)境污染問題,推動生態(tài)文明建設(shè)和社會主義新農(nóng)村建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)
引言:我國是農(nóng)業(yè)人口大國,農(nóng)村地域遼闊,人口達(dá)7億多人,每天產(chǎn)生生活污水?dāng)?shù)千萬噸,而且各村莊皆缺乏專門的污水收集處理設(shè)施,僅部分住戶建有化糞池或沼氣池系統(tǒng)對生活污水進(jìn)行簡單的發(fā)酵處理,大部分居民習(xí)慣于將生活污水隨意排放。污水不經(jīng)處理,直接流入附近的溪河,加劇水體污染,對周邊環(huán)境構(gòu)成不利影響,并威脅周邊群眾的身體健康。因此,重視與加強(qiáng)農(nóng)村地區(qū)的水污染治理工作,是改善和提高當(dāng)前農(nóng)村人居環(huán)境工作中最重要的工作之一。
一、農(nóng)村生活污水的現(xiàn)狀特點(diǎn)
(1)面廣、分散。村莊分散的地理分布特征造成污水分散,難于收集。
(2)來源多。除了來自人糞便、廚房產(chǎn)生的污水外,還有家庭清潔、生活垃圾堆放滲濾而產(chǎn)生的污水。例如,太湖洗衣廢水占生活污水的21.6%,巢湖、滇池大約為17.9%。
(3)增長快。隨著農(nóng)民生活水平的提高以及農(nóng)村生活方式的改變,生活污水的產(chǎn)生量也隨之增長。
(4)處理率低。以浙江省麗水市的農(nóng)村污染情況為例,每年全市農(nóng)村人糞尿產(chǎn)生總量約180萬噸,經(jīng)化糞池處理的量約為23.03萬噸,處理率僅為12.9%。
二、我國農(nóng)村污水處理技術(shù)
目前國內(nèi)外應(yīng)用農(nóng)村生活污水治理的處理技術(shù)比較多,名稱也多種多樣,但從技術(shù)上通??蓺w為兩類:第一類是自然處理系統(tǒng)。利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理,又稱為生態(tài)處理系統(tǒng),常用的有:人工濕地處理系統(tǒng)、地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)等;第二類是生物處理系統(tǒng),又可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理是通過動力給污水充氧,培養(yǎng)微生物菌種,利用微生物菌種分解、消耗吸收污水中的有機(jī)物、氮和磷,常用的有:普通活性污泥法、AO法、生物轉(zhuǎn)盤和SBR法等。厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過程,在無需提供氧氣的情況下把有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物和少量的細(xì)胞物質(zhì),常用的有:厭氧接觸法、厭氧濾池、UASB升流式厭氧污泥床等。
目前常見的處理技術(shù),有如以下幾種:
1、厭氧沼氣池處理技術(shù)
在我國農(nóng)村生活污水處理的實(shí)踐中,最通用、節(jié)儉、能夠體現(xiàn)環(huán)境效益與社會效益結(jié)合的生活污水處理方式是厭氧沼氣池。它將污水處理與其合理利用有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了污水的資源化。污水中的大部分有機(jī)物經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣,發(fā)酵后的污水被去除了大部分有機(jī)物,達(dá)到凈化目的。
產(chǎn)生的沼氣可作為浴室和家庭用炊能源;厭氧發(fā)酵處理后的污水可用作澆灌用水和觀賞用水。在農(nóng)村有大量可以成為沼氣利用的原材料:農(nóng)作物秸稈和人畜糞便等。研究表明,農(nóng)作物秸稈通過沼氣發(fā)酵可以使其能量利用效率比直接燃燒提高4~5倍;沼液、沼渣作飼料可以使其營養(yǎng)物質(zhì)和能量的利用率增加20%;通過厭氧發(fā)酵過的糞便(沼液、沼渣),碳、磷、鉀的營養(yǎng)成分沒有損失,且轉(zhuǎn)化為可直接利用的活性態(tài)養(yǎng)分――農(nóng)田施用沼肥,可替代部分化肥。沼氣池工藝簡單,成本低(一戶約需費(fèi)用一千元左右),運(yùn)行費(fèi)用基本為零,適合于農(nóng)民家庭采用。而且,結(jié)合農(nóng)村改廚、改廁和改圈,可將豬舍污水和生活污水在沼氣池中進(jìn)行厭氧發(fā)酵后作為農(nóng)田肥料,沼液經(jīng)管網(wǎng)收集后,集中凈化,出水水質(zhì)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)后排放。 沼氣池處理技術(shù)已在我國一些地方得到了有效推廣和使用。例如,浙江全省有352個(gè)村實(shí)施了生活凈化沼氣工程,累計(jì)建成沼氣池83.3萬立方米,年處理生活污水8 170萬噸,年產(chǎn)沼氣4 295萬立方米,年可替代標(biāo)準(zhǔn)煤近3萬噸。四川省結(jié)合新農(nóng)村建設(shè),開展“鄉(xiāng)村清潔工程”,以戶或聯(lián)戶為單元,建設(shè)沼氣池和生活污水厭氧凈化池,有效解決人畜糞便、生活污水、垃圾污染等農(nóng)村環(huán)境難題,出現(xiàn)家園清潔和村容整潔的新面貌。
2、好氧生物處理系統(tǒng)。
好氧生物處理系統(tǒng)是新農(nóng)村污水處理中最常用的一種處理技術(shù)。好氧生物處理工藝眾多,各有優(yōu)缺點(diǎn),選擇時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況仔細(xì)論證和比選,注重經(jīng)濟(jì)適用。
生物處理法就是通過風(fēng)機(jī)等設(shè)備給污水輸氧,培養(yǎng)生物菌種和微生物,通過菌種和微生物把污水中的大部分有機(jī)物分解為無污染的二氧化碳、水等物質(zhì),少部分合成為細(xì)胞物質(zhì),促使微生物增長,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以凈化排放。如SBR法,集曝氣、沉淀、排水功能于一體,不斷地轉(zhuǎn)換,省去了傳統(tǒng)的污泥回流設(shè)備,大大降低了建設(shè)費(fèi)用;A20法具有脫氮、除磷功能,還有如生物轉(zhuǎn)盤處理工藝、膜生物反應(yīng)器處理工藝等。生物處理法和自然處理系統(tǒng)比較,占地面積小,抗氣候等外界影響的能力強(qiáng),建設(shè)的地點(diǎn)選擇范圍大,處理穩(wěn)定,處理效率高。但基建投資、運(yùn)行成本要高于自然處理系統(tǒng)。
3、穩(wěn)定塘處理技術(shù)
在我國,特別是在缺水干旱地區(qū),穩(wěn)定塘是實(shí)施污水資源化利用的有效方法,近年來成為我國著力推廣的一項(xiàng)技術(shù)。與傳統(tǒng)的二級生物處理技術(shù)相比,高效藻類塘具有很多獨(dú)特的性質(zhì),對于土地資源相對豐富,但技術(shù)水平相對落后的農(nóng)村地區(qū)來說,是一種較具推廣價(jià)值的污水處理技術(shù)。
4、人工濕地處理技術(shù)
農(nóng)村生活污水經(jīng)化糞池處理后,上清液通過集水管道進(jìn)入進(jìn)水井,經(jīng)過格柵流入沉淀池,經(jīng)沉淀的上清液用泵揚(yáng)入一級人工濕地,而后再進(jìn)入二級人工濕地,二級人工濕地的出水回流至清水池,可供綠化、灌溉,也可溢流至附近坑塘。
該系統(tǒng)主要是利用有機(jī)質(zhì)、礫石、沙以及礦物質(zhì)等人工介質(zhì)分層填充,表面栽種處理性能好、成活率高、耐水性強(qiáng)、成長周期長的植物蘆葦,形成一個(gè)獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)。穩(wěn)定運(yùn)行后,填料和植物根系以及附著生長的微生物形成復(fù)雜的根脈生態(tài)系統(tǒng)。通過物理的沉降、過濾,化學(xué)的沉淀、吸附和分解,微生物降解代謝,植物的吸收等過程進(jìn)行去除污染物。具有效率高、投資和運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理簡便等特點(diǎn),在高程合適的條件下可以實(shí)現(xiàn)零能耗。
5、MBR工藝技術(shù)
膜生物反應(yīng)器MBR(Membrane Bio-reactor)是20世紀(jì)末發(fā)展起來的高新技術(shù),它是膜分離技術(shù)和活性污泥生物技術(shù)的結(jié)合,其高效的固液分離使出水水質(zhì)良好,懸浮物和濁度接近于零,生活污水處理后可直接回用。
污水首先經(jīng)化糞池厭氧消化,降低有機(jī)物負(fù)荷?;S池安置在農(nóng)戶庭院附近,化糞池的出水經(jīng)過管道收集至污水處理站。經(jīng)格柵去除雜質(zhì)后自流進(jìn)入調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)池中設(shè)提升泵將污水提升至膜池,膜池里包括細(xì)格柵和反應(yīng)器,最終由抽吸泵將處理水排出系統(tǒng)。除此以外,浙江、廣東、天津和江蘇等地還分別在無動力、地埋式厭氧處理系統(tǒng)、土壤滲濾技術(shù)、污分離管網(wǎng)輸送集中處理和生物投菌治理污水等技術(shù)方式應(yīng)用方面進(jìn)行了探索與嘗試,也都取得了一定的進(jìn)展。
結(jié)束語
目前中國污水處理行業(yè)仍處于發(fā)展的初級階段,污水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴(kuò)張,而全國城鎮(zhèn)污水處理率不高,對于農(nóng)村而言仍沒有具體污水處理廠。根據(jù)我國農(nóng)村現(xiàn)狀,數(shù)量多、規(guī)模小、集聚散、地形雜,農(nóng)村污水處理設(shè)施的建設(shè)受村莊的分布狀況、經(jīng)濟(jì)水平、技術(shù)力量、生活方式等許多因素的影響,不可能按照統(tǒng)一的固定模式處理村莊的生活污水。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】太陽能微動力;農(nóng)村生活污水處理;無動力多級厭氧發(fā)酵系統(tǒng);全自動微動力;人工濕地處理系統(tǒng)
農(nóng)村污水治理受地理?xiàng)l件、生活方式、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度等多方面因素的影響,一直是環(huán)境保護(hù)中的一道難題。中國長期城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)導(dǎo)致在污水處理方面城鄉(xiāng)之間差別顯著:在城市,污水不但有完善的收集、處理技術(shù)和設(shè)施,而且國家頒布系統(tǒng)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)加以控制;而占全國總面積近90%的廣大農(nóng)村,96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)[1]。統(tǒng)計(jì)顯示,中國農(nóng)村每年產(chǎn)生的生活污水量約為80 億t[2]。未經(jīng)處理的生活污水通過點(diǎn)源和非點(diǎn)源排放,將各類污染物帶入河流,嚴(yán)重污染各類水源,導(dǎo)致出現(xiàn)了包括藍(lán)藻、水華等諸多生態(tài)環(huán)境問題。中國農(nóng)村人口數(shù)量大,居住分散,造成農(nóng)村生活污水量大且難于收集,并且由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高,大部分農(nóng)村地區(qū)沒有采取任何生活污水的收集和處理措施。農(nóng)村污水已經(jīng)對農(nóng)村地區(qū)居住環(huán)境和人群身體健康造成了越來越大的威脅,成為了威脅國家水環(huán)境安全的重要因素。由于農(nóng)村生活污染源分散,不易集中,村鎮(zhèn)居民環(huán)保意識差,加上經(jīng)濟(jì)水平相對落后,治理上也存在較大困難。因此,農(nóng)村生活污水已成為影響水體環(huán)境質(zhì)量的重要污染源。目前中國75%的天然和人工水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化[3],而且這一趨勢正在不斷惡化中。如何治理農(nóng)村生活污水已成為國家和廣大民眾關(guān)心的焦點(diǎn)之一。
目前,國內(nèi)采用的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)主要有無動力多級厭氧發(fā)酵技術(shù)、人工濕地污水處理技術(shù)及常規(guī)微動力技術(shù)等。
1.無動力多級厭氧發(fā)酵系統(tǒng)
無動力多級厭氧發(fā)酵系統(tǒng)主要由2格以及2格以上的厭氧池串聯(lián)組成,其中各池之間靠管道連通,污水在池內(nèi)停留的時(shí)間為5~7天。生活污水經(jīng)過厭氧處理,生活污水中懸浮物可以沉淀,難降解有機(jī)污染物被厭氧微生物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物。該系統(tǒng)工藝流程簡單,抗沖擊能力強(qiáng),運(yùn)行簡便,非常適宜目前我國當(dāng)前資金短缺、能源不足的農(nóng)村生活污水處理;但占地面積大、出水水質(zhì)不理想。
2.人工濕地處理系統(tǒng)
人工濕地處理系統(tǒng)是由人工優(yōu)化模擬濕地系統(tǒng)而建造的具有自然生態(tài)系統(tǒng)綜合降解凈化功能,且人為監(jiān)督控制的廢水處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)景觀效果好,投資省,但要較大的土地面積來保證處理效果,而且人工濕地構(gòu)造較為復(fù)雜,如何既能保證處理出水水質(zhì)又能在缺少運(yùn)維管理的情況下不發(fā)生堵塞等較為普遍的情況仍然不能很好的得到解決。
3.全自動微動力
“全自動微動力”污水處理工藝以成熟可靠的A2/O工藝為基礎(chǔ),通過在生化池中掛設(shè)生物填料,增大污泥負(fù)荷,增加微生物著床面積,提高污水處理效率。
污水在厭氧池中進(jìn)行水解酸化過程,增加污水B/C,提高污水可生化性,減小后續(xù)反應(yīng)時(shí)間與處理能耗;缺氧池內(nèi)利用兼氧微生物來降解廢水中的污染物,反硝化菌成為優(yōu)勢菌種,進(jìn)行反硝化反應(yīng),實(shí)現(xiàn)污水的脫氮;在好氧池中,通過適當(dāng)曝氣,有機(jī)物被好氧微生物進(jìn)一步生化降解,濃度繼續(xù)下降;同時(shí)氨氮被硝化,聚磷菌在好氧條件下大量吸收污水中的磷并貯存于體內(nèi),最后通過沉淀池排放剩余污泥達(dá)到系統(tǒng)除磷的目的;最后進(jìn)入濕地濾池,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等共同作用進(jìn)行深化處理。
該工藝根據(jù)農(nóng)村居民的生活規(guī)律及來水量特點(diǎn),間歇性的開啟曝氣、回流等設(shè)備,使污水處理系統(tǒng)在滿足出水水質(zhì)的前提下最大程度的節(jié)省能耗。整個(gè)系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程通訊實(shí)現(xiàn)自動控制,無需專人值守,具有自動化程度高、占地面積小、污水處理效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但該系統(tǒng)后續(xù)的運(yùn)營管理要求較高且產(chǎn)生一定的運(yùn)行費(fèi)用(主要是電費(fèi)),在農(nóng)村地區(qū)缺乏專業(yè)工程技術(shù)人員的條件下很難長時(shí)間正常穩(wěn)定運(yùn)行。
4.太陽能微動力污水處理技術(shù)
太陽能微動力污水處理技術(shù)由浙江浙大水業(yè)有限公司聯(lián)同浙江大學(xué)共同研究開發(fā),該工藝以傳統(tǒng)“A2/O”工藝為基礎(chǔ),根據(jù)太陽能光伏發(fā)電的特點(diǎn),吸納“A2/O”工藝中的關(guān)鍵因素整合開發(fā)形成的一種全新工藝,整套工藝的動力來源由太陽能微動力污水處理設(shè)備。該設(shè)備以太陽能為能源,利用太陽能光伏板光電轉(zhuǎn)換技術(shù),為污水處理中的曝氣、攪拌、回流等提供動力。同時(shí),將設(shè)備運(yùn)行管理智能化,通過遠(yuǎn)程通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控,達(dá)到遠(yuǎn)程控制、無人值守的目的。以適應(yīng)農(nóng)村基層缺乏專業(yè)技術(shù)管理人員的實(shí)際情況。
工藝流程說明
集中收集而來的污水首先進(jìn)入污水處理系統(tǒng)內(nèi)的厭氧池,在厭氧池內(nèi)污水完成水解酸化過程、產(chǎn)乙酸過程。通過水解和酸化過程,提高原污水的可生化性,從而減少后續(xù)反應(yīng)的時(shí)間和處理的能耗。
經(jīng)過厭氧池處理的污水進(jìn)入缺氧池。缺氧池內(nèi)利用兼氧微生物來降解廢水中的污染物。從好氧池回流的硝化液含有一定的溶解氧,改變了污水中的溶氧濃度,使污水形成較好的缺氧環(huán)境,反硝化菌在缺氧池利用新進(jìn)入的污水中豐富的有機(jī)物作碳源進(jìn)行反硝化反應(yīng),將回流混合液中的大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣,實(shí)現(xiàn)污水的脫氮。
接著污水進(jìn)入生物接觸氧化池,對污水中的有機(jī)物實(shí)行進(jìn)一步的降解。設(shè)計(jì)采用生物接觸氧化法作為好氧處理的工序。生物接觸氧化法又稱淹沒式生物濾池,是活性污泥法與生物濾池復(fù)合的生物膜法,池內(nèi)設(shè)有填料,填料上長滿生物膜,經(jīng)過人工曝氣的污水以一定的流速流過池內(nèi)填料,通過與生物膜的不斷接觸,在生物膜的作用下,污水得到凈化。在生物接觸氧化池中,通過曝氣設(shè)備對池內(nèi)污水進(jìn)行適當(dāng)曝氣,在生物接觸氧化池內(nèi)進(jìn)行好氧生化處理。在好氧生化處理中,有機(jī)物被微生物進(jìn)一步生化降解,濃度繼續(xù)下降;氨氮被硝化,NH3-N濃度顯著下降,隨著硝化過程的進(jìn)行,污水中NO3-N的濃度增加;活性污泥中聚磷菌在好氧條件下大量吸收污水中的磷,把它轉(zhuǎn)化成不溶性多聚正磷酸鹽在體內(nèi)貯存起來,最后通過沉淀池排放剩余污泥達(dá)到系統(tǒng)除磷的目的。
在經(jīng)過接觸好氧反應(yīng)后,污水中的污染有機(jī)物已經(jīng)被微生物基本消解,進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀,利用重力沉降將污水中的懸浮顆粒從水中去除,降低污水中懸浮物的濃度。
經(jīng)沉淀池處理后的水最后進(jìn)入濕地濾池進(jìn)行深化處理,濕地處理技術(shù)依靠物理、化學(xué)、生物的協(xié)同作用完成水的凈化過程,通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對水的高效凈化。
對于產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)底泥,定期清理后,可放入堆肥場進(jìn)行堆肥,堆肥熟化后再作為有機(jī)肥進(jìn)行利用。
5.結(jié)語
太陽能微動力污水處理系統(tǒng)具有下列特點(diǎn):
(一)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小,大大節(jié)省了土地資源,有效防止了土地資源的浪費(fèi)。
(二)采用太陽能綠色能源,符合國家產(chǎn)業(yè)政策,并明顯降低運(yùn)行成本。
(三)采用微電腦全自動控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程通訊,與全自動微動力處理工藝相比,運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行管理方便、出水水質(zhì)穩(wěn)定。
適合在農(nóng)村污水處理領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
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[2] 嚴(yán)巖,孫宇飛,董正舉,等.美國農(nóng)村污水管理經(jīng)驗(yàn)及對我國的啟示.
關(guān)鍵詞:生活污水處理工藝散戶處理
Abstract: the rural sewage including washing, bath, kitchen cooking, feces and rinse and drain the water. Rural sewage contains a lot of nutrient, bacteria and viruses, generally do not contain toxic substances, but easy to groundwater pollution, causing the lake eutrophication, reduce the quality of the water of the river. This paper on the rural life in the water treatment technology are discussed, the hope can this area of research which pushed forward!
Keywords: sewage treatment process retail processing
中圖分類號:G812.42文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
現(xiàn)在部分農(nóng)村已經(jīng)有了排污措施,雖然大部分還不系統(tǒng)、完善,但是,一些好的做法還是值得推廣的。
一、群策群力,科學(xué)處理
農(nóng)村污水處理技術(shù)的選擇要量力而行,充分考慮到農(nóng)村地區(qū)財(cái)力狀況薄弱、農(nóng)民實(shí)際承受能力較低這一普遍情況,處理工藝的選擇不能盲目攀比,不能一味地選擇時(shí)髦先進(jìn)、處理效果好、自動化控制水平很高的處理工藝,而著重應(yīng)該考慮選用既成熟可靠,又適合農(nóng)村特點(diǎn)和實(shí)際的污水處理適用技術(shù)。
1、化糞池
化糞池是一種利用沉淀和厭氧微生物發(fā)酵的原理,以去除糞便污水或其他生活污水中懸浮物、有機(jī)物和病原微生物為主要目的的小型污水初級處理構(gòu)筑物。污水通過化糞池的沉淀作用可去除大部分懸浮物(SS),通過微生物的厭氧發(fā)酵作用可降解部分有機(jī)物(COD、BOD5),池底沉積的污泥可用作有機(jī)肥。但化糞池處理效果有限,出水水質(zhì)差,一般不能直接排放水體,需經(jīng)后續(xù)好氧生物處理單元或生態(tài)技術(shù)單元進(jìn)一步處理。
化糞池的優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、易施工、造價(jià)低、維護(hù)管理簡便、無能耗、運(yùn)行費(fèi)用省、衛(wèi)生效果好?;S池的不足:沉積污泥多,需定期進(jìn)行清理;沼氣回收率低,綜合效益不高;化糞池處理效果有限,出水水質(zhì)差??蓮V泛應(yīng)用于華北地區(qū)農(nóng)村生活污水的初級處理,特別適用于生態(tài)衛(wèi)生廁所的糞便與尿液的預(yù)處理。
2、沼氣池
沼氣池是采用厭氧發(fā)酵技術(shù)和兼性生物過濾技術(shù)相結(jié)合的方法,在厭氧和兼性厭氧的條件下將生活污水中的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和水,達(dá)到凈化處理生活污水的目的,并實(shí)現(xiàn)資源化利用。
沼氣池的優(yōu)點(diǎn):污水凈化沼氣池相比較化糞池來講,污泥減量效果明顯,有機(jī)物降解率較高,經(jīng)歷厭氧、兼性、好氧多種條件改變,處理效果好,管理方便,投資少、見效快。沼氣池的不足:污水凈化沼氣池需由專人管理。該技術(shù)適用于一家一戶或聯(lián)戶的分散處理,如果有畜禽養(yǎng)殖、蔬菜種植和果林種植等產(chǎn)業(yè),可形成適合不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的沼氣利用模式。
3、穩(wěn)定塘處理工藝
穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)的污水凈化過程類似與天然水體的白凈過程,是一種利用水體自然凈化能力處理污水的生物處理設(shè)施。Bonomo 等在研究浮萍穩(wěn)定塘系統(tǒng)處理村鎮(zhèn)或社區(qū)污水中,發(fā)現(xiàn)TSS 去除率可達(dá)80 % ,COD 去除率大于75 % ,但氣溫下降,COD 去除率降到60 %[2]。
塘處理系統(tǒng)具有基建投資省、年運(yùn)行費(fèi)用低、管理維護(hù)方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)點(diǎn),不足之處就是地面積大、污水處理效果受季節(jié)、氣溫、光照等自然兇素影響較大且處理效果不夠穩(wěn)定。適用于在干旱、半干旱地區(qū),資金短缺、土地面積相對豐富的農(nóng)村地區(qū)??煽紤]采用荒地、廢地、劣質(zhì)地,以及坑塘和洼地等建設(shè)穩(wěn)定塘處理中低污染物濃度的生活污水。
4、無動力地埋式處理工藝
生活污水首先進(jìn)入?yún)捬跸?,污水中的懸浮物沉降下?成為污泥,污泥通過一定時(shí)間的自然發(fā)酵,有機(jī)物得到降解。浙江大學(xué)沈東升研究表明:在水力停留時(shí)間1天及常溫條件下,農(nóng)村生活污水中COD,BOD5,SS,TN,TP和大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)及 蛔蟲卵的平均去除率分別達(dá)到66%~68.3%,70%~76.8%,80%~ 90.2%,18%~23.0%,33%~35.2%,95%~99.8%,37%~82.9%和 78.7%~100%[5]。適宜于農(nóng)村生活污水的分散處理。 反應(yīng)系統(tǒng)對大水量沖擊敏感,暴雨對其的影響極大,北方建設(shè)項(xiàng) 目需要考慮防凍,增加投資成本。
二、針對實(shí)際,靈活處理
1、散戶污水處理
散戶是指污水不便于統(tǒng)一收集處理的單一或幾戶農(nóng)戶,其污水宜采用分散處理技術(shù)就地處理排放或回用。我國北方冬季較寒冷,農(nóng)村生活污水處理設(shè)施應(yīng)為地埋式或進(jìn)行其它保溫處理。地埋式設(shè)施應(yīng)安裝在凍土層以下。在居住分散、地形復(fù)雜、不便于管道收集的地區(qū)可采用單戶或多戶分散處理方式;新建村莊及旅游度假村等可建立污水處理站進(jìn)行集中處理。污水處理技術(shù)的選擇優(yōu)先達(dá)到兩個(gè)目標(biāo):一是達(dá)標(biāo)排放或回用;二是注重經(jīng)濟(jì)適用,運(yùn)行成本低,管理維護(hù)簡單。 即使是散戶處理,也應(yīng)該面對實(shí)際,對癥下藥。對污水處理要求不高的地區(qū)可以采用化糞池或沼氣池處理,處理后的污水可用來灌溉、施肥,但其出水中污染物濃度高,因此不宜直接排入村落周邊水系。經(jīng)濟(jì)條件一般,對出水要求高,有較大面積閑置土地或周邊有廢舊坑塘的農(nóng)戶應(yīng)選擇生態(tài)處理技術(shù),在化糞池后、生態(tài)單元前增設(shè)厭氧處理單元,降低生態(tài)處理單元的負(fù)荷,生態(tài)處理單元技術(shù)宜采用人工濕地、生態(tài)濾池等處理技術(shù);也可以選用無動力地埋式處理工藝。
2、集中污水處理
距離污水處理廠較遠(yuǎn),但有完善的污水收集系統(tǒng)的農(nóng)村,特別是進(jìn)行新農(nóng)村社區(qū)建設(shè)的農(nóng)村,應(yīng)進(jìn)行雨污分流,自建污水處理系統(tǒng),人口較少,污水產(chǎn)生量小(≤10m3/d)的時(shí),應(yīng)選用化糞池+植物穩(wěn)定塘或厭氧池+接觸氧化池。污水產(chǎn)生量大于10m3/d,小于200m3/d時(shí),應(yīng)選用復(fù)合厭氧+人工濕地或污水凈化沼氣池+人工濕地。污水產(chǎn)生量大于3000m3/d時(shí),應(yīng)選用化學(xué)絮凝+人工濕地或復(fù)合厭氧+接觸氧化池。
總之,污水的處理應(yīng)面對實(shí)際,以適用為原則,同時(shí),科研人員還得在處理工藝上繼續(xù)下工夫,使污水處理相對運(yùn)行規(guī)范、管理完善,污水處理運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì),污水處理的效果更有保障!
參考文獻(xiàn):
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2、沈東升,賀永華,馮華軍,等.農(nóng)村生活污水地埋式無動力厭氧處理技術(shù)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2005,21(7):111-115.
關(guān)鍵詞:新農(nóng)村建設(shè);污水處理;組合技術(shù)
畢節(jié)地區(qū)位于貴州省的西北部,地處東經(jīng)105°36′-106°43′,北緯26°21′-27°46′之間,是一個(gè)資源富集的山區(qū),境內(nèi)山巒起伏,河流縱橫,擁有豐富的礦產(chǎn)資源、水能資源和旅游資源。近年來,畢節(jié)地區(qū)各項(xiàng)工作均取得了顯著成就。但農(nóng)村環(huán)境的改善并沒有得到明顯的提高,雖然畢節(jié)地區(qū)在積極開展新農(nóng)村建設(shè),加大了對農(nóng)村環(huán)境的投入,在農(nóng)村生活污水治理方面卻幾乎是空白的,因此,在畢節(jié)地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中,加大對生活污水的凈化處理是十分必要的。
一、畢節(jié)地區(qū)農(nóng)村水環(huán)境污染現(xiàn)狀
(一)水環(huán)境污染十分突出。
目前,全區(qū)農(nóng)村水環(huán)境污染比較嚴(yán)重,有的河流不僅不能飲用,甚至不能滿足養(yǎng)殖、灌溉的要求。大多數(shù)河流已被污染,特別是有機(jī)污染超標(biāo)率高。農(nóng)村飲用水大部分沒有得到有關(guān)部門的監(jiān)測,很多群眾不能喝到干凈達(dá)標(biāo)的水。
(二)面源污染沒有得到有效控制。
由于化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、生長調(diào)節(jié)劑等農(nóng)用物資的不科學(xué)使用和處置,造成農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重?;?、農(nóng)藥大量流入河流、湖泊,對農(nóng)村地表水、地下水、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)已經(jīng)帶來了明顯的危害。
(三)畜禽糞便污染呈加劇趨勢。
目前,農(nóng)村大型養(yǎng)殖場普遍缺乏廢水處理設(shè)施。這些規(guī)?;男笄蒺B(yǎng)殖場糞便、污水的排放給環(huán)境帶來巨大壓力,造成畜禽場附近地區(qū)地下水中的硝酸鹽、氨氮超標(biāo)和環(huán)境污染。
二、畢節(jié)地區(qū)農(nóng)村村鎮(zhèn)生活污水特征及處理要求
農(nóng)村的生活污水主要來自于三個(gè)方面,一是廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水;二是農(nóng)村養(yǎng)殖及畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞尿廢水;三是生活垃圾糞肥堆置滲濾而產(chǎn)生的污水。主要呈現(xiàn)以下特征:(1)農(nóng)村村鎮(zhèn)人口較少,分布廣而且分散,生活污水水質(zhì)、水量波動性大,排水管網(wǎng)很不健全,因此,所選污水處理工藝應(yīng)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),且宜就近單獨(dú)處理。(2)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)力量薄弱,因此,污水處理應(yīng)充分考慮造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用少、低能耗或無能耗的工藝。(3)村鎮(zhèn)缺乏污水處理專業(yè)人員,所選工藝應(yīng)運(yùn)行管理簡單,維護(hù)方便。
三、農(nóng)村生活污水處理主要方式
針對農(nóng)村生活污水的特點(diǎn),農(nóng)村生活污水的處理主要考慮土地處理,現(xiàn)行的土地處理方法主要有以下幾個(gè):
(一)慢速滲濾工藝。
慢速滲濾工藝是將污水投配到種有作物的土壤表面, 污水在流經(jīng)土壤-植物系統(tǒng)垂直滲濾時(shí)得到凈化的土地處理工藝。它堅(jiān)持處理與利用結(jié)合的方向。在實(shí)現(xiàn)污水資源化 、 無害化過程中,把環(huán)境效益和環(huán)境質(zhì)量控制問題放到重要的地位。通過嚴(yán)格的系統(tǒng)工程措施,達(dá)到預(yù)期的環(huán)境效益 。適用干旱、半干旱地區(qū)。
(二)快速滲濾工藝。
快速滲濾工藝是指將污水有控制地投配到具有良好滲濾性能的土壤表面,污水受重力作用迅速下滲過程中得到凈化的一種污水土地處理工藝。該工藝的特點(diǎn)之一是將滲濾池分為多個(gè)單元,使每個(gè)單元在淹水、落干狀態(tài)下交替運(yùn)行,以保證滲濾土壤層好氧條件和凈化能力得以恢復(fù),同時(shí)使截留在土壤表層中的可降解物質(zhì)充分降解,不致于引起土壤空隙的堵塞而降低其透水性。
(三)漫流工藝。
地表漫流系統(tǒng)是將污水有控制地投配到生長有多年生牧草坡度和緩、土 壤 滲透性能低的坡面上,污水在地表沿坡面緩慢流動過程中得以凈化的一種土地處理工藝。
(四)人工濕地處理系統(tǒng)。
濕地處理系統(tǒng)是將污水有控制地投配到土壤使之經(jīng)常處于飽和狀態(tài),濕地上生長有蘆葦、香蒲等沼澤生植物污水在沿一定方向流動過程中在耐水植物和土壤作用下得以凈化。
四、畢節(jié)地區(qū)農(nóng)村生活污水處理組合方式探討
農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的選擇,必須要因地制宜、分類指導(dǎo),提出符合各地實(shí)際的生活污水處理方式與措施。本文推薦一種農(nóng)村生活污水組合凈化技術(shù),該技術(shù)采用沼氣池+人工濕地工藝,適合分散處理生活污水,具有投資少、無運(yùn)行費(fèi)用、管理方便等特點(diǎn)。該技術(shù)不同于傳統(tǒng)的沼氣池技術(shù),污水經(jīng)處理后可達(dá)標(biāo)排放。
(一)用途和功能。
生活污水組合凈化技術(shù)是分散處理生活污水的實(shí)用和有效的污水處理技術(shù),適用于近期無力修建污水處理廠的農(nóng)村。生活污水包括廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水,其特點(diǎn)有三:一是沖洗廁所的水中含有糞便,是多種疾病的傳染源;二是生活污水濃度低;三是生活污水可降解性較好,適用于厭氧硝化制取沼氣。生活污水組合凈化技術(shù)是根據(jù)生活污水的上述特點(diǎn),把沼氣池、沉淀過濾、人工濕地等處理技術(shù)融于一體而設(shè)計(jì)的處理裝置。
(二)主要構(gòu)筑物和工作原理。
生活污水凈化技術(shù)由格柵、沉砂池、沼氣池、沉淀池、人工濕地組成。
糞便經(jīng)格柵去除粗大固體后,再經(jīng)沉沙池進(jìn)入沼氣池,在這里糞便進(jìn)行沼氣發(fā)酵,發(fā)酵后排除部分剩余污泥,再與新進(jìn)入的糞便混合進(jìn)行沼氣發(fā)酵。清夜則溢流入沉淀池,在這里與糞便以外的其他生活污水混合,沉淀后的污水進(jìn)入人工濕地進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)排放。
(三)工藝參數(shù)。
生活污水凈化沼氣池設(shè)計(jì)依據(jù)每天所處理的污水量,污水量按100L/(人?日)左右計(jì)算,其中沖洗廁所用水量按20~30L/(人?日)計(jì)算,其他生活污水量為70~80L/(人?日)。污水滯留期為2~3天,污泥清掏周期為150天。
(四)運(yùn)行管理。
合理設(shè)計(jì)、可靠施工、精心管理是確保生活污水組合凈化設(shè)施正常運(yùn)行的主要環(huán)節(jié)。其中日常管理工作必須做到以下幾點(diǎn):a.設(shè)立生活污水凈化池的地方,應(yīng)實(shí)行專業(yè)化施工和承包管理,以保證正常運(yùn)轉(zhuǎn);b.建立工程檔案和管理記錄;c.每年清掏污泥一次;d注意安全,避免發(fā)生火災(zāi),窒息事故。
五、結(jié)束語
本文所倡導(dǎo)的生活污水組合凈化技術(shù)是依托于畢節(jié)地區(qū)農(nóng)村環(huán)境的實(shí)際提出來的,據(jù)統(tǒng)計(jì),截止2009年底,畢節(jié)地區(qū)農(nóng)村沼氣池的建設(shè)數(shù)達(dá)18.83萬座左右,這對于生活污水組合凈化設(shè)施的實(shí)施有直接的推動作用,同時(shí),該技術(shù)在處理上也有技術(shù)保證,近年來,人工濕地處理技術(shù)越來越成熟,將人工濕地技術(shù)與沼氣池相結(jié)合,可以使生活污水處理后達(dá)標(biāo)排放或回用于農(nóng)田灌溉等,對改善當(dāng)前的農(nóng)村環(huán)境有一定的促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn):
[1]姜立暉,劉廣奇 新農(nóng)村建設(shè)污水處理模式的選擇 建設(shè)科技2006(13)