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目前我國在農村生活污水處理工作上存在著明顯的不足,例如實施深度遠達不到有效控制生活污水造成的水環境污染,污水處理設備存在技術上及功能上的不足等,在具體的抽樣調查工作中不難發展各種存在于農村生活污水處理工作上的問題,都嚴重制約著我國水資源環境的健康發展。我國開始投入對農村生活污水處理工作的全面推進始自2008年,從這時起無論是國家還是地區都提高了對農村生活污水處理迫切性的認識,并且將生活污水處理工作作為重點工作內容來落實并推廣。根據統計結果,我國2014年的數據顯示農村生活污水處理工作的落實深度顯現明顯的不統一狀態,一些重點保護區域的生活污水處理率明顯高于普通生活區的污水處理率,以蘇州幾個農村的統計數據為例,太湖地區屬于一級重點水環境保護區域,附近的生活污水處理率達到了85%,而遠離太湖區域的農村平均生活污水處理率僅僅達到了60%,這說明雖然農村生活污水處理工作已經有了較深入的落實,然而未被處理的污水仍然在很大程度上對我國的水環境造成繼續污染。另外同一區域的污水處理也存在著不均勻的狀態,根據抽樣調查結果采取同樣的污水處理技術及設備投入的同一區域的幾個情況相似的農村,在生活污水處理率上存在顯著差別,有的農村明顯有著高污水處理率,但整體數據以農村人口為參數來計算的話,生活污水處理率仍然處于低水平。最后,設備維護及功能保持的問題,這可以說是影響農村生活污水處理的最重要原因之一,沒有完整處理功能的設備必然會直接影響污水處理率,根據數據調查結果目前我國農村平均有20%以上的設備處于不能正常運行的狀態,無論是設備本身的功能不完善還是設備處于損壞待維修狀態,都直接減小了生活污水處理率。
二、我國農村生活污水處理技術類型
(一)人工濕地體系
由于農村的生活污水處于一種排放極為分散的狀態,因此統一處理存在著非常大的實施難度,同時農村生活污水的類型多種多樣使處理難度更大。人工濕地體系是一個通過自然的生物凈化作用來實現的污水凈化處理,通過人工建立起一個完整的生態系統,以濕地的形式為依托加入各種生物形成能夠有序運轉的生態小環境,然后利用生物之間、生物與環境之間、生物與污水之間發生的各種作用來實現對污水的凈化處理。人工濕地體系的處理技術需要首先進行污水的預處理,然后再進行濕地系統的凈化,最終使凈化效果達到國家標準處理水平。
(二)快速滲濾
快速滲濾技術也是一種非常簡單的污水處理技術,它是通過對生活污水量的控制來實現污水的快速滲濾,即建立起一個未消滲濾層并將污水分散的污水收集在一起進行統一的定量處理。這種方法需要建造一個滲濾層由各種具有吸附性能的成分及生物、化學物組成,通過對污水的作用使其中的污染成分被濾除。這種方法對于農村來說非常適用,成本低、技術要求低、易于實現。
(三)一體化氧化溝
這種處理技術融合了沉淀分離、曝氣氧化、污泥回流等多種處理功能,將傳統的污水處理過程進行了一體化綜合控制,使得農村分散的各種不同種類的污水能夠得到統一的有效處理。一般來說這種體系的建立包含了所有的污水處理需求,避免了因各種功能分離造成的設備體系繁雜、維護管理工作繁瑣等問題。對于農村生活污水處理需求來說一體化氧化溝處理技術能夠更好的節省空間,自動化的處理更契合了當代人的需求。
(四)生物接觸氧化處理
這是能夠生物作用來實現對污水的自動凈化,是依賴于一套生物膜工藝組成的處理體系,這種體系的建立通過處理容器內設計生物膜,通過污水與生物膜的接觸來實現污水的凈化作用,污染物被生物作用利用能夠減少污泥量。這種處理方法的技術性要求較高,同時污水處理效果也最好,被凈化處理過的水質能夠用作城市綠化用水。
三、污水分散處理適用方式比較和優化選擇
以上幾種分散污水處理方式都能夠在農村實現,每一種處理方式都有著自身的優劣勢,如何對不同的處理方式進行選擇和搭配來實現最佳的污水處理系統建設方案,是本文所關注的重點。農村的生活污水分散性強,而且種類多樣、處理難度一般較大,因此選擇容易實現的處理方式非常重要。人工濕地技術能夠很好的滿足農村污水分散性強、水量不固定的各種需求,同時簡單的后期管理與維護也降低了因技術含量高而帶來的處理實施困難,而且這種處理方法的成本很低,適合經濟水平較低、氣候比較濕潤的南方農村地區。快速滲濾技術要建立起一個污水滲濾體系,這要求土質上能夠滿足污水快速滲透的要求,所以對區域性的土質要求比較高,只有在透水性高的地區才能夠選擇這種處理方式,但同時這種方法也能夠很好減少處理成本,施工簡易,能夠將分散的農村污水進行高效處理。一體化氧化溝也是一種農村生活污水分散處理的主要方法之一,一般需要簡單的設備、很少的占地面積就能夠實現,同時操作管理簡單,能夠被廣泛應用,針對農村分散居住的情況建立多個處理體系,有效處理生活污水,只是這種處理系統的建立需要足夠的技術支持。生產接觸氧化由于運用了生物膜工藝,因此是最為綠色和環保的污水處理方式,在農村分散化的污水排放情況下,這種處理技術能夠非常易于污水處理目的的實現,同時污水處理效果極佳。
關鍵詞:農村生活污水;污水處理工程;工程設計;農村水環境;生態環境 文獻標識碼:A
中圖分類號:X703 文章編號:1009-2374(2016)34-0104-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.34.051
近幾年,中國經濟快速發展帶動了中國農村的發展,各種家用電器進入平常農村百姓的家,農村人均日用水量也急劇上升,最終導致大量的生活污水產生,未經過處理的生活污水排放出來,不僅污染環境,對農村人民群眾的身體健康也造成威脅。我國一直注重于城市污水的處理,其治理的工程設計也是依據城市污水的特點,但農村人口相對分散、污水面廣、污水來源多,城市的污水處理方法無法適用于農村生活污水處理方法。所以根據農村生活污水的特點設計更符合農村地區實際情況的污水處理工程,對于建設新農村解決“三農”問題更具現實意義。
1 農村生活污水的特點
1.1 農村生活污水過于分散
農村居民居住不集中,村莊過于分散,生活污水排放也分散,而且很多農村的污水排放系統并不完善,沒有污水排放和處理系統,污水產生后沿大路排放到河里或附近水源地,造成污水排放分散,收集困難。
1.2 農村生活污水來源廣
農村生活污水一部分來自于人畜的排泄物、廚房污水,還有的來自于家庭清潔、沐浴和生活垃圾堆放產生,給農田和果樹施肥,農藥滲進土壤,下雨沖刷帶出來的水也是含有污染物的。
數據顯示,目前我國農村每年產生生活污水80億t,沒有排水管道和污水處理系統的村莊占到96%,農村生活污水帶來的污染情況非常嚴峻。
1.3 增長速度與處理率不成正比
農村人口增長速度較快,并且農民生活水平的提高和生活方式的改變,導致農村生活污水增長速度變快,而大部分村莊沒有排水管道和污水處理系統,高產出低效能,加劇了農村生活污水處理的壓力。
2 工程設計選址
針對農村生活污水的各種特點發現,處理農村生活污水工程設計的選址十分重要。選址合理正確才能保證農村生活污水得到有效處理,一個正確的選址,既能提高污水處理的效率和效果,又能節約工程設計的成本。工程設計選址的要求:第一,工程設計選址應選擇污水收集區域的下游,利用重力自流就可以避免采用提升泵,節約了成本;第二,工程設計選址要比附近河流、湖泊的水平面位置更高,更利于外排處理后的污水;第三,避免占用農田,最好選擇荒地進行污水處理
工程。
3 選取工藝設計參數
3.1 水量設計
目前是按照《給水排水設計手冊》第五冊《城鎮排水》中的污水量標準及變化系數的規定來計算農村生活污水處理污水量的,意思就是以當地用水定額的多少來決定居民生活污水定額和綜合生活污水定額,最后的確定還需綜合考慮建筑內部排水設施水平和排水系統普及程度等因素,一些排水系統完善的區域用水定額可以達到90%,其他區域的用水定額按80%計算。參考城市污水處理工程設計的用水定額在80%~85%之間,由于農村大部分地區的改廁工作還未進行,導致生活污水直接滲漏進土里,難以收集,所以給農村生活污水工程設計的用水定額只能在60%~70%之間。
3.2 水質設計
3.2.1 進水水質設計:農村生活污水處理工程設計與城市生活污水處理工程設計有很大區別,農村與城市在自然條件、經濟規模、群眾生活習慣等方面都有較大區別,所以導致了農村生活污水隨季節、天氣和晝夜的變化而變化,變得更加復雜。進水水質的設計必須符合當地農村的自然條件、經濟規模和群眾生活習慣等。
3.2.2 出水水質設計:農村生活污水處理工程設計必須考慮各方面的標準對農村環境的適用性和工程投資的效益比,所以建議農村生活污水設計出水水質采用《污水綜合排放標準》中的一級排放標準。
4 農村生活污水處理工程工藝選擇
目前處理生活污水的工藝有很多,從工藝原理來進行分類可以分為兩大類:第一類叫做自然處理系統,其方法是把污水排放到土壤中,土壤和植物會過濾和吸收污水中的微生物并分解污染物,達到處理污水的目的,常用的有人工濕地處理法;第二類叫做生物處理系統,專門處理好氧生物,首先給污水充氧,培養微生物菌種,微生物菌種在進行分解的時候會同時消耗和吸收污水中的有機物、氮和磷,常用的有活性污泥法等。
4.1 人工濕地處理法
人工濕地是一個生物過濾凈化系統,這個系統用礫石和植物組成。人工濕地處理法的工作原理是:在人工濕地填料表面有一層微生物膜,植物在土壤下有根系,在這兩者的共同作用下,污水中的有機物質可以徹底沉降、吸收然后分解,而氮和磷等營養元素在植物的吸收下也能夠被去除一大部分。在農村可以因地制宜地建設人工濕地,充分利用農村的土地和植物資源,串聯或并聯的形式都能滿足人工濕地的建設或者兩者合并使用,保證人工濕地負荷與利用率,達到處理農村生活污水的目的。
4.2 好氧生物處理法
好氧生物處理污水的方法是在污水中放入風機等設備給污水充氧,在污水下培養微生物菌種,微生物菌種能夠把污水中大部分有機物分解為二氧化碳和水等無污染的物質,污水中的其他部分則被合成為細胞物質,促使微生物增長,最后只剩下污泥,污泥被排出后,生活污水最終得到凈化后再排放。
以上兩種生活污水處理工程優點在于因地取材,降低了工程建設成本,工作原理相對簡單,維護方便,減少技術投入。在實際建設時還可以將人工濕地的建設與農村生態環境相結合,形成生態農村的良性循環。經過研究和實踐證明,這兩種污水處理方法更適合農村生活污水處理工程設計。
5 設計污水管網
現階段農村生活污水的處理只重視污水處理系統的建設,卻忽視了污水管線、管網的建設,導致污水接入率低,并沒有起到處理生活污水的作用,對生活污水進行管網設計,能更有效地進行生活污水處理。生活污水管網的設計,在理論上基本都是按照《室外排水設計規范》和《鎮(鄉)村排水工程技術規程》進行的。規程中要求污水管最小管徑是200mm,最小設計坡度為3‰;在管道交匯處、管道拐彎處、管徑和坡度改變處以及直線管段上每隔20~30m處設置檢查井;最好在非機動車道下埋設污水管道,并且覆土深度必須大于0.7m,其他路面下埋設的污水管道深度最低也不宜小于0.4m。農村的地勢比城市更復雜多變,有一部分農村是在山區,以上設計原理對山區的農村適用性很強,但是也有一部分農村在平原地區,污水管網設計最小設計坡度為3‰并不適用于平原地區,所以在污水管網設計時,要根據農村的地勢情況進行設計,平原地區的管道坡度就應該適當減小,才能提高污水排放的效率。
6 結語
對農村生活污水進行有效處理能在保障農村人民群眾用水、飲水安全的同時有利于我國環境保護工作的開展,也是建設新農村的一項重要工作。但農村生活污水處理工程必須依據農村生活污水的特點進行設計,保障工程設計的選址合理和管網設計合理,才能使農村生活污水處理工程高效發揮作用。經過對農村污水處理工程設計的實踐證明,厭氧池聯合人工濕地工藝比較適合農村生活污水處理。
參考文獻
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1.1因地制宜
每個農村的實際情況不同,必須因地制宜的選擇污水處理模式,根據當地的人口、地形地貌、地質特點、氣候、排放要求和經濟水平,來選擇使用何種污水處理方式,在開展污水處理建設之前,必須通過技術經濟分析和比較,選擇有效、簡單、操作性強的技術。
1.2維護管理簡便
農村地區人才缺乏,經濟落后,基礎設施跟不上,導致一些生活污水設施建設完成后,卻無法正常的投入使用,相關設施也得不到維護。因此,在農村宜選用維護需求量少、日常管理簡單的處理技術。
1.3運行費用低廉
總體上說,我國農村地區的生活污水處理設施很不完善,主要是缺少經費來源,加上一些污水處理技術在農村地區受到限制,所以,要在有條件的地區采用生態或厭氧處理法,將污水處理的能耗降低到最小。
1.4工藝流程簡單
一些農村雖建立了生活污水處理系統,但維護和管理問題突出,對于農村地區,還是要使用工藝流程簡單、工藝環節少以及方便管理的設施。一般來說,農村生活污水處理系統最好不設初沉池和二沉池,可采用較大體積的均化池代替調節池和初沉池,利用生態處理法或生物膜法省去二沉池,可節省管理費用,減少管理規模。
2農村生活污水處理技術
2.1生態處理技術
生活污水的處理,是基礎保護生態環境,減少資源浪費而采用科技手段進行的控制污染的措施。我們通過污水處理,將有用的水資源應用到土地中,利用土壤—植物—微生物復合系統的物理、化學、生物學和生物化學特征,對污水中的水、肥資源加以回收利用,降低污水中的污染物,預防水土、土壤的污染。現代污水處理技術以土地為基礎,以土壤介質的凈化作用為核心,在污水處理中,重視污染成分的分離,關注植物—微生物共存體系與處理環境或介質的相互關系,從生態的角度去考慮污水處理。
2.1.1慢速滲濾生態處理系統
這種技術是將污水分配到種植農作物的土壤中,讓污水流過土壤,而植物系統的垂直滲濾就能達到凈化污水的作用,那些有用的成份還能被用作肥料,促進植物的生長。在污水處理時,所分配出去的污水一部分被修復植物吸收,還有的在滲入底土時,其中污染物被土壤介質截獲,或者被植物吸收、固定,或被土壤中的微生物轉化、降解,最后污染物成為無毒成份。
2.1.2快速滲濾生態處理系統
與上述污水處理方式相似,將污水分配到具有良好滲濾性能的土壤表面,污水經土壤表面向土壤底部流動,逐漸被土壤中的生物氧化、硝化、反硝化、過濾、沉淀、氧化和還原,最后,實現凈化污水污染物的目的。這種污水處理方法已經成為生活污水處理的主要方式,不僅被用于大城市,一些中小城市、城鎮、農村也得到廣泛使用,尤其是農村地區,利用農村地區資源豐富的優勢,達到生物污水處理的目的。
2.1.3人工濕地處理系統
人工濕地是對自然濕地的模擬,主要利用自然生態系統中植物、基質和微生物三者的協同作用,實現水質的凈化。我們利用土壤和按一定級別充填的填料組成人工濕地,并在濕地表面組建一個植物生長的自然生態系統,人工濕地雖然要占用大量土地面積,但工藝簡單、維護管理方便、運行費用低,生態環境效益顯著,因此,很適合遠離城市,地勢空曠的農村地區,也由于其投入資金少,不需要高級管理人才和技術人才,可被農村地區廣泛應用。
3結語
[關鍵詞]生活污水 現狀原因 策略建議
中圖分類號:U284.2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)01-0322-01
近年來,隨著我國新型城鎮和農村建設政策的推行,我國農村的經濟建設和農民生活水平有了明顯的提高和改善,農民的居住環境和農村的基礎建設也得到了很大的改進。但是農村污水的排放量日益增加,主要原因在于大多數農村缺乏排水通道和污水處理系統,大部分生活污水都隨意排放,或流進村外河流、閑置的大坑,或排出室外后任意流入街內等待自然滲入地下,只有很少一部分得到人為的處理后被利用。這種現象長期得不到處理和改善,就給農村環境保護工作帶來很大的困擾,不僅污染了河水和生活用水,還直接危害著農民群眾的生存環境和身體健康,從而影響并制約了農村經濟的發展。基于以上所提到的現象,本人就結合自己多年的工作經驗,就農村環境保護和污水處理方面的內容進行了探討,僅供同行們參考。
一、我國農村生活環境污水處理的現狀
農村污水產生的渠道是居民生活過程中的廚房污水、洗浴污水和糞便的沖洗水等等,其難于處理的主要原因體現在以下幾方面:
1、大部分村民的環保意識薄弱,對生活污水所造成的危害認識不到位;
2、雖然近年來國家對新城鎮的建設投入的力量和資金有所增大,但對農村生活污水處理方面投入還有所欠缺,造成農村污水處理效率較低;
3、農村環境保護的人才缺乏,缺乏特定的負責環保的機構;
4、受農村經濟發展水平和人為因素的制約,農村生活污水處理的技術得不到很好的改進和提高;
5、 農村生活污水處理的工藝與技術在很大程度上受農村的自然地理條件的影響,不能很好的發揮其作用;
6、因農村居住地不集中,再加上人們的環保意識參差不齊,給農村生活污水處理帶來很大的不便;
二、對農村生活環境污水處理的策略和建議
1、加大農村環境保護的宣傳力度,增強農民環保意識
農民群眾的環保意識較差,是環境污染物的制造者,同時也是環境保護治理工作的受益人。因此,喚起農民群眾的環保意識和加大環保的宣傳力度至關重要。例如可以通過廣播、報紙和宣傳板報的形式將環保宣傳落實到位,深入到每個家庭,讓他們意識到農村生態環境的保護關乎到他們每個人的切身利益,關系到人們的身體健康和生活水平的提高。關注農村環境建設就是關心自己賴以生存的家園,就是為自己的子孫后代謀福利。
2、建立并完善農村環境管理機構,制定切實可行的法律法規
目前,農村的環境管理機構缺乏或者不夠健全,如果想做好農村環境保護并使農村污水處理工作做到位,做到實處,除了樹立并增強農民群眾的環保意識之外,就是要建立并完善農村環境管理機構。例如在各個鄉鎮、農村建立環保所,全權負責所管轄區的環境保護工作,做好有效的監督和管理,對出現的問題要及時解決,好的方面要做好宣傳,樹立良好的典型。除此之外,要制定關于農村環境保護的法律法規,把一些故意制造環境污染的現象納入到相應的法律法規中,從而規范人們的行為,使環境保護的意識真正植入人心。
3、加大農村生活污水治理系統建設資金的投入
若想增強農民群眾的環保意識,加大環境保護的力度,如果沒有相應的硬件建設,農村污水處理根本就不能做到位。因此加大農村生活污水治理系統建設資金的投入,就顯得尤為重要了。例如村、鎮的環境保護管理機構應投入一定的資金,在一些重要的街口或人口密集的地方發放垃圾桶或建設垃圾池,在幾個集中的街道安排一名環衛工人,及時對垃圾進行歸類和運輸,對一些污染性很強的垃圾要集中處理,嚴禁禁止人們將一些生活垃圾投放到河流中,污染河水,甚至污染了生活用水。還可以投入資金幫助人們群眾挖置下水道,集中處理生活污水,預防二次污染。
4、加強農村生活污水管網建設
農村生活污水處理應按照新農村建設的總體規劃,根據農村各方面的實際情況,具體可以采取以下措施:一是根據居民生活區的地理特點,采取相應的方法,對不能鋪設污水管網的地方,可采用明溝再加蓋板進行密封的形式,這樣雨水可以利用漫流的方式進水排水;如果是大的溝渠,可在溝渠內安裝收集管;如果居民生活區內有充足的空間可直接鋪設污水管網,但一定要注意盡量減少埋沒深度,以達到降低成本的目的。
5、處理農村生活污水時,一定要根據農村的實際情況
一是對布局密集、規模較大的村莊,處理污水時,要采用集中處理的模式。把對農戶產生的污水要集中收集在一個統一的處理設施內,然后進行統一處理。這樣可以達到占地小、運行安全、成本小、出水水質好的效果。
二是處理農村污水時,首先要對污水進行生化處理,然后還可以在污水處理池子的上方栽種一些根系發達,相對容易茁壯成長的植物。這些植物可以吸收污水中分解出的有機物,從而達到污水凈化的目的。
三是建立生活污水凈化池沼氣。在農村,建立沼氣池不僅很方便也很環保。最重要的是采用厭氧發酵技術,將生活中的污水完全凈化,并且處理過的污水還可以再次利用,對農民來說,非常經濟實用。
四是充分利用氧化塘。氧化塘具有處理污水的功效,并且構造簡單,維護起來非常簡易方便,是一種具有實效性且節能的污水凈化系統。生活中的污水在塘內經過長時間的貯存后,借助微生物的代謝,在菌藻相互作用下,使有機污染物得到分解和去除。氧化塘的有效使用,值得借鑒和推薦。
五是人工濕地生活污水處理技術的使用。濕地可根據形成的條件分為人工濕地和自然濕地。顧名思義自然濕地是在自然狀態下形成的,而人工濕地是在自然濕地的基礎上而研發的一項技術。和自然濕地相比較,人工濕地更加強化了濕地功能,它能有效地將污水分配到長有多種植物的土地上,污水中有機物通過過濾、吸附等作用,促進微生物分解,從而實現污水的高效凈化。
綜上所述,農村環境保護及污水處理,關鍵要根據具體實情選擇相應的處理方法和技術,應本著經濟、高效、節能、簡單易行的原則,實現農村污水資源化和無害化的宏偉目標。
參考文獻
關鍵詞:新農村建設;污水處理;組合技術
畢節地區位于貴州省的西北部,地處東經105°36′-106°43′,北緯26°21′-27°46′之間,是一個資源富集的山區,境內山巒起伏,河流縱橫,擁有豐富的礦產資源、水能資源和旅游資源。近年來,畢節地區各項工作均取得了顯著成就。但農村環境的改善并沒有得到明顯的提高,雖然畢節地區在積極開展新農村建設,加大了對農村環境的投入,在農村生活污水治理方面卻幾乎是空白的,因此,在畢節地區新農村建設中,加大對生活污水的凈化處理是十分必要的。
一、畢節地區農村水環境污染現狀
(一)水環境污染十分突出。
目前,全區農村水環境污染比較嚴重,有的河流不僅不能飲用,甚至不能滿足養殖、灌溉的要求。大多數河流已被污染,特別是有機污染超標率高。農村飲用水大部分沒有得到有關部門的監測,很多群眾不能喝到干凈達標的水。
(二)面源污染沒有得到有效控制。
由于化肥、農藥、農膜、生長調節劑等農用物資的不科學使用和處置,造成農業面源污染嚴重。化肥、農藥大量流入河流、湖泊,對農村地表水、地下水、農產品品質已經帶來了明顯的危害。
(三)畜禽糞便污染呈加劇趨勢。
目前,農村大型養殖場普遍缺乏廢水處理設施。這些規模化的畜禽養殖場糞便、污水的排放給環境帶來巨大壓力,造成畜禽場附近地區地下水中的硝酸鹽、氨氮超標和環境污染。
二、畢節地區農村村鎮生活污水特征及處理要求
農村的生活污水主要來自于三個方面,一是廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水;二是農村養殖及畜禽養殖產生的糞尿廢水;三是生活垃圾糞肥堆置滲濾而產生的污水。主要呈現以下特征:(1)農村村鎮人口較少,分布廣而且分散,生活污水水質、水量波動性大,排水管網很不健全,因此,所選污水處理工藝應抗沖擊負荷能力強,且宜就近單獨處理。(2)農村經濟力量薄弱,因此,污水處理應充分考慮造價低、運行費用少、低能耗或無能耗的工藝。(3)村鎮缺乏污水處理專業人員,所選工藝應運行管理簡單,維護方便。
三、農村生活污水處理主要方式
針對農村生活污水的特點,農村生活污水的處理主要考慮土地處理,現行的土地處理方法主要有以下幾個:
(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, 污水在流經土壤-植物系統垂直滲濾時得到凈化的土地處理工藝。它堅持處理與利用結合的方向。在實現污水資源化 、 無害化過程中,把環境效益和環境質量控制問題放到重要的地位。通過嚴格的系統工程措施,達到預期的環境效益 。適用干旱、半干旱地區。
(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。該工藝的特點之一是將滲濾池分為多個單元,使每個單元在淹水、落干狀態下交替運行,以保證滲濾土壤層好氧條件和凈化能力得以恢復,同時使截留在土壤表層中的可降解物質充分降解,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。
濕地處理系統是將污水有控制地投配到土壤使之經常處于飽和狀態,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、畢節地區農村生活污水處理組合方式探討
農村生活污水處理技術的選擇,必須要因地制宜、分類指導,提出符合各地實際的生活污水處理方式與措施。本文推薦一種農村生活污水組合凈化技術,該技術采用沼氣池+人工濕地工藝,適合分散處理生活污水,具有投資少、無運行費用、管理方便等特點。該技術不同于傳統的沼氣池技術,污水經處理后可達標排放。
(一)用途和功能。
生活污水組合凈化技術是分散處理生活污水的實用和有效的污水處理技術,適用于近期無力修建污水處理廠的農村。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是根據生活污水的上述特點,把沼氣池、沉淀過濾、人工濕地等處理技術融于一體而設計的處理裝置。
(二)主要構筑物和工作原理。
生活污水凈化技術由格柵、沉砂池、沼氣池、沉淀池、人工濕地組成。
糞便經格柵去除粗大固體后,再經沉沙池進入沼氣池,在這里糞便進行沼氣發酵,發酵后排除部分剩余污泥,再與新進入的糞便混合進行沼氣發酵。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,沉淀后的污水進入人工濕地進行處理后達標排放。
(三)工藝參數。
生活污水凈化沼氣池設計依據每天所處理的污水量,污水量按100L/(人?日)左右計算,其中沖洗廁所用水量按20~30L/(人?日)計算,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)運行管理。
合理設計、可靠施工、精心管理是確保生活污水組合凈化設施正常運行的主要環節。其中日常管理工作必須做到以下幾點:a.設立生活污水凈化池的地方,應實行專業化施工和承包管理,以保證正常運轉;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,避免發生火災,窒息事故。
五、結束語
本文所倡導的生活污水組合凈化技術是依托于畢節地區農村環境的實際提出來的,據統計,截止2009年底,畢節地區農村沼氣池的建設數達18.83萬座左右,這對于生活污水組合凈化設施的實施有直接的推動作用,同時,該技術在處理上也有技術保證,近年來,人工濕地處理技術越來越成熟,將人工濕地技術與沼氣池相結合,可以使生活污水處理后達標排放或回用于農田灌溉等,對改善當前的農村環境有一定的促進作用。
參考文獻
[1]姜立暉,劉廣奇 新農村建設污水處理模式的選擇 建設科技2006(13)
確定11項主要控制指標及限值
根據農村生活污水主要來源、水質特征等,《標準》確定了pH值、色度、化學需氧量、生化需氧量等11項主要控制指標及限值。
《標準》提出,應根據村莊所處區位、人口規模、聚集程度、地形地貌、排水特點及排放要求,結合當地經濟承受能力等,采用適宜的污水收集和處理模式進行農村生活污水處理。
對分布在城鎮周邊、可將生活污水納入城鎮污水管網的農村,應將農村生活污水納入城鎮污水處理廠進行集中處理。提倡推廣應用新技術、新材料、新工藝、新設備處理農村生活污水,不得使用國家明令淘汰的材料與技術,在污水收集時,要注意雨污分流,鼓勵農村生活污水處理達標后再利用。污水處理達標后用于農田灌溉的,應設置水量調蓄設施。
為便于對農村水污染控制進行分類指導,《標準》根據各地農村的經濟狀況、基礎設施、自然環境條件,把農村劃分為發達、較發達、欠發達類型。
排入國家、省確定的重點流域以及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域的,處理后的生活污水要達到國家一級排放標準中的A標準。對于發達、較發達型農村,當出水排入地表水Ⅲ類功能水域(劃定的飲用水水源保護區和游泳區除外)、海水二類功能水域時,執行國家一級排放標準的B標準,欠發達型農村執行國家二級排放標準。當出水排入地表水Ⅳ、Ⅴ類功能水域或海水三、四類功能海域時,執行國家三級排放標準。
農村衛生所污水須自行經過消毒處理后,方可納入農村生活污水處理系統進行處理。
這個排放標準具有強制性
《標準》明確,農村生活污水主要包括洗滌、洗浴和廚廁排水,不包括鄉鎮企業工業廢水和規模化畜禽養殖業廢水。
“與一些參照性標準不同,該標準屬于地方法規,具有強制性,農村地區已建和在建的污水處理設施都要達到規定的排放標準。”省環保廳有關負責人表示,我省農村人數眾多,短期內所有農村都達到這個標準很難,但是《標準》的實施,為環境監管提供了技術法規,也會促使各地加快農村生活污水處理設施建設。
為配合標準的順利實施,省環保廳制定了生活污水處理技術指南,提出了適宜的污水處理技術組合模式,包括三格化糞池+好氧膜生物處理、生物接觸氧化+水平潛流人工濕地+穩定塘等,以保證指標限值的實現。
據介紹,我省是農業大省,全省7000多萬人口中農業人口超過5000萬人,農村地區每年會產生大量生活污水,這些污水幾乎沒有經過處理就排放到環境中,給流域環境造成了巨大壓力,給農村面貌、居民飲用水安全帶來嚴重威脅,農村生活污水的防治和管理已經迫在眉睫。
關鍵詞:收集處理模式;生活污水;處理技術選擇;生物接觸氧化技術
中圖分類號:x703 文獻標識碼:a
1 收集處理模式
根據處理規模可將農村分散生活污水處理劃分為單戶規模、多戶規模和村莊規模,本文主要研究農村單戶生活污水的治理。從污水的產生、收集、處理及資源化的全過程考察,農村分散型生活污水處理主要有兩種收集處理模式:一是黑灰水混合收集處理模式,二是黑灰水分離收集處理模式。
(1)黑灰水混合收集處理模式
黑灰水混合收集處理模式是將家庭產生的幾種廢水如廚房污水、洗衣污水、洗浴污水、沖廁污水等全部匯合在一起,混合收集、處理。這種收集處理模式主要存在于經濟條件比較好的農村地區,這些地區一般已實現自來水入村入戶,沖水馬桶等用水器具也普遍安裝。該種方式以水作為載體,將糞便或廚余進行稀釋和輸送,省去了旱廁等黑水收集處理系統,比較衛生方便,受到農戶的青睞。但是其缺點是用水量大大增加,忽略了黑水、灰水的資源化回用;另外黑水、灰水混合后處理難度加大。
(2)黑灰水分離收集處理模式
黑灰水分離收集處理模式是指在農戶污染源產生點對黑水、灰水進行分類收集、分類處理及回收利用。該處理方式的優點是污染物從源頭分開,可根據不同污染物的特性采用不同的處理方法,不需耗用大量的水輸送糞便,不僅減少了水資源的消耗,降低了處理量和處理難度,也有利于廢物的資源化利用。主要缺點是收集處理系統比較復雜,費用較高。
有專家提出,除了黑灰水需要分離處理外,黑水中的糞便和尿液也應進行分離處理,由此,基于尿液分離的源頭控制衛生概念近年來在歐洲一些國家興起,這不僅可有效回收氮、磷等植物營養元素,而且可簡化后續污水處理工藝流程。將尿液分離后直接、間接利用是目前歐洲一些國家(如瑞典、丹麥、德國、奧地利、荷蘭等國)分散式污水處理的一個熱點研究方向。
黑灰水分離收集處理模式以及糞便、尿液分離收集處理模式符合全過程環境管理理論的產生源控制優先原則,有利于節約用水、污水的資源化利用以及降低處理難度,是目前農村分散型生活污水處理的推薦模式。因此,在農村生活污水處理中,應盡量采用沼氣池廁所、堆肥式、糞尿分集式等生態衛生廁所;在水沖廁所后,應采用沼氣凈化池和戶用沼氣池等方式處理糞便污水,產生的沼氣應加以利用;盡量使用糞便與生活雜排水分離的新型生態排水處理系統;宜采用沼氣池處理糞便,采用氧化塘、濕地、快速滲濾及一體化裝置等技術處理生活雜排水;在沒有建設集中污水處理設施的農村,不宜推廣使用水沖廁所,避免造成污水直接集中排放,在上述地區應盡量使用非水沖式衛生廁所。
隨著農村地區生活水平的提高,水沖廁的運用越來越廣泛,要實現黑灰水分離以及尿液糞便分離具有一定的困難,不符合人們的日常生活習慣,從實際情況出發,我國農村生活污水按灰水、黑水和灰黑混合水三種水質分別處理是比較現實合理的。
2 農村分散型生活污水處理技術選擇
(1)農村分散型生活污水處理技術的選擇原則
針對農村分散型生活污水的特點以及其處理的難點,在選擇處理技術時,應遵循以下原則:
① 因地制宜
農村地區,經濟條件較弱,應充分利用農村的地形地勢、可利用的水塘及廢棄洼地,優先采用節能降耗、管理方便的生態處理技術,在土地面積有限的情況系,可采用生物生態組合處理技術實現污染物的生物降解和氮、磷的生態去除,以降低污水處理能耗,節約建設、運行成本。此外,還應結合當地農業生產,加強生活污水的源頭削減和尾水的回收利用。
② 抗沖擊負荷能力強
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農村生活污水水質水量變化很大。當污水排放量較小時,容易造成處理系統的資源浪費,污水排放量大時,容易超出污水處理系統的處理負荷,造成出水惡化,所以,應盡量選擇抗沖擊負荷能力強的污水處理技術。
③ 管理維護簡單
農村居民的文化程度相對較低,對污水處理技術了解較少。復雜的污水處理系統操作復雜,農村居民可能由于知識有限而無法管理,這樣裝置出了問題后就可能無人修理、維護,進而退化、毀壞,失去凈水功能。因此應選用運行管理簡單,維護方便的污水處理工藝。
④ 低耗高效
由于大部分農村居民收入相對較低,農村生活污水處理設施的建設費用主要來自政府的投資和支持,因此生活污水的處理應盡量選用造價較低、運行費用省、管理費用少的工藝。
⑤ 占地面積相對較小
農村地區雖然土地面積較廣,但是對有些農村地區來說,大部分是山地、丘陵,可供農村居民生活、生產所用的土地很少,考慮到農村今后的發展,應節約土地。應考慮采用占地面積較小的污水處理工藝。
⑥ 無二次污染
在城市污水處理中,在使水質得到凈化的同時,有時也會帶來空氣污染、蚊蟲增多、化學藥劑污染等其它環境問題,因而,在農村生活污水處理中,應盡量選擇無二次污染或少二次污染的處理工藝。
總體來說,農村生活污水處理方式,應結合農村當地的地理條件、經濟條件、環境條件、管理水平綜合考慮,生活污水處理方式必須符合經濟、高效和簡便易行的原則。
(2)農村單戶生活污水處理技術比選
農村分散型生活污水處理技術可大體上分為生物、生態技術兩種,生物技術主要指活性污泥法、生物膜法、厭氧生物濾池法、化糞池法等,生態技術主要指氧化塘、人工濕地、土地滲濾等。
針對農村土地稀少,生態處理方式受限的情況,許多學者提出了組合生態與生物處理方法的模式,經實踐驗證其不但處理效率高,而且占地面積小、能源消耗低,非常適用于農村分散型生活污水的處理。生物生態組合模式主要包括化糞池或沼氣池+生態處理組合技術、化糞池或沼氣池+生物處理組合技術、生物+生態深度處理組合技術三種形式。其中化糞池或沼氣池對后續生態工藝往往只是起到一個預處理的作用,處理效果有限,負荷減低作用也有效,其往往不能有效達到減少系統占地面積大的問題。因此,通常所說的生態+生物組合技術中的生物技術往往指的是好氧生物技術,好氧生物技術主要有活性污泥法、sbr法、膜生物反應器法、生物濾池法、接觸氧化法等。
在大城市中,a2o工藝、膜生物反應器、sbr等工藝應用比較廣泛。但是對于農村地區來說,a2o工藝能耗較高、對管理水平要求也高,另外其抗沖擊負荷能力有限,易產生污泥膨脹等問題,使它不適合水質水量變化都非常大的農村生活污水處理;膜生物反應器法處理效果較好,但是價格非常昂貴,此外其容易發生膜堵塞,需要定期更換,農村地區由于缺少專業的技術人才,其維護是一個大問題;sbr法的一個突出缺點是自動化控制要求較高,同膜生物反應器一樣,在農村地區缺少專業的技術人才;生物濾池法由于能耗低、運行簡單、無廢棄污泥問題等特點被有些學者推薦用于農村生活污水處理,但是生物濾池法也有它的缺點,例如供氧條件較差,填料易堵塞,易滋生蚊蠅等,另外其抗沖擊負荷能力也比較差,這影響了它對水質水量變化大的農村分散型生活污水的處理。
生物接觸氧化技術對水質、水量波動具有較強的適應性,這已經在很多實際工程運用中得到證實。與活性污泥法相比,生物接觸氧化法不僅能夠處理高濃度生活污水,也能處理低濃度生活污水,另外,其所產生的剩余污泥較少,不需污泥回流,無污泥膨脹等問題。接觸氧化法所具有的這些優點,使其對于土地資源比較緊張的農村地區的生活污水處理具有一定的優勢。
結語
本文介紹了農村分散型生活污水收集處理模式,分析了農村生活污水處理技術選擇本文考慮對接觸氧化法進行一定的改進優化,在保證其處理效果的基礎上盡量降低其運行成本,使其適用于農村單戶生活污水的處理。
參考文獻
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新農村是近年來國家為加快農業村屯經濟發展步伐而提出的新型農村模式的簡稱。其一是將分散和偏遠的村屯集中,形成以人群聚集,商業繁榮為主體的集鎮。雖有集鎮功能甚至規模,但其意義更為寬泛,諸多方面存在自己的特點,這里不作過多陳述。新農村通過人口的聚集增加,促進了經濟的繁榮發展,也帶來了污水排放量的隨之增大,當地環境污染狀況加重,環境承載能力受到考驗。但事物的存在有利也有弊,新農村的建設發展,促使集鎮對環境污染治理投入資金成為可能,同時生活污水量的增大對于規模化治污也帶來了可能。
據有關資料顯示,我國每年的廢(污)水排放總量已經達到了近700億噸,其中大部分未經處理就直接排入江河湖泊,有近1/4的湖泊受到了不同程度的污染,農村地區的生活污水基本上未經過處理直接排放,農村生活污水治理和排放已經影響到現代新農村的建設。我國是農業大國、人口大國,水資源嚴重短缺,水資源占有量僅2 200億立方米,為世界人均占有量的1/4,并被列為13個貧水國家之一。目前,我國在開展社會主義新農村建設中,由于起步晚,因此污水治理任重而道遠。
一、新農村水環境污染現狀和特點
1.新農村水體環境污染現狀。新農村接近于城鎮和農村,其水體環境既有廣大農村的河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體,也有城鎮污水管網和污水處理廠等。我國農村人口分散,人口數量多,幾乎沒有任何生活污水的收集和處理設施,這使農村生活污染源成為影響水環境的重要因素。新農村建設中,要求農村發展與環境相和諧,這就是說污染治理將是新農村建設中至關重要的一項內容。所以,新農村作為以新建為主的現代化農村,其污水排放和治理要優于現有的鄉鎮,更強于直排為主的村屯。其排放濃度和排放量將減少,甚至達到污水綜合排放標準,污染環境程度大大降低。據測算,全國農村每年產生生活污水80多億噸,由于新農村建設將使這個廢水排放量減少1/5左右,減少農村環境問題每年造成的經濟損失已超過百億元。
2.新農村污水特點。新農村生活污水包括:廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水,這些用水集中,由于有新的集水設施,地表流入河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體污染物濃度和量將減少。
①水質特點。一是新農村村鎮人口增加,村內建有污水排放管網;二是農村生活污水濃度低,變化大;三是新農村生活污水的性質相差不大,水中基本上不含有重金屬和有毒有害物質,含一定量的氮、磷,水質波動大,可生化性強;四是不同時段的水質不同,且廁所排放的污水水質較差,但可進入化糞池用作肥料。
②水量特點。新農村總體上生活污水量增加,但單戶排量將減小。污水變化系數大,居民生活規律相近且在一定時間內會出現排放高峰時段。
③排放體制特點。新農村生活污水排放由一般粗放型排放將轉變為具有完善的污水排放系統排放。
二、新農村生活污水處理技術的選擇
新農村污水處理技術的選擇要量力而行,其發展雖向現代化農村或現代化集鎮靠攏,但多方面因素限制,要著重考慮選用既成熟可靠,又適合新農村特點和實際的污水處理適用技術。建議污水處理技術的選擇優先達到兩個目標:一是達標排放或回用;二是注重經濟適用,運行成本低,管理維護簡單。
三、新農村生活污水處理方法
目前國內外應用農村生活污水治理的處理技術比較多,名稱也多種多樣,但從工藝原理上通常可歸為兩類:第一類是自然處理系統。利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理,又稱為生態處理系統,常用的有:人工濕地處理系統、地下土壤滲濾凈化系統等;第二類是生物處理系統,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,培養微生物菌種,利用微生物菌種分解、消耗吸收污水中的有機物、氮和磷,常用的有:普通活性污泥法、AO法、生物轉盤和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污染物轉化為無機物和少量的細胞物質,常用的有:厭氧接觸法、厭氧濾池、UASB升流式厭氧污泥床等。
四、新農村生活污水處理適宜選用的處理系統
1.好氧生物處理系統。好氧生物處理系統是新農村污水處理中最常用的一種處理技術。好氧生物處理工藝眾多,各有優缺點,選擇時要根據實際情況仔細論證和比選,注重經濟適用。
生物處理法就是通過風機等設備給污水輸氧,培養生物菌種和微生物,通過菌種和微生物把污水中的大部分有機物分解為無污染的二氧化碳、水等物質,少部分合成為細胞物質,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,不斷地轉換,省去了傳統的污泥回流設備,大大降低了建設費用;A20法具有脫氮、除磷功能,還有如生物轉盤處理工藝、膜生物反應器處理工藝等。生物處理法和自然處理系統比較,占地面積小,抗氣候等外界影響的能力強,建設的地點選擇范圍大,處理穩定,處理效率高。但基建投資、運行成本要高于自然處理系統。
2.厭氧生物處理系統。幾十年前,我國便廣泛開展了生活污水厭氧生物法的開發和研制工作,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得到應用。如無動力地埋式生活污水處理裝置采用無動力厭氧生物膜技術,工藝流程簡單,不耗能,全部埋于地下,也無須專人管理。與好氧生物處理相比,無動力地埋式生活污水處理裝置技術設備的基建投資略高于好氧處理,無日常運行費用的支出。
我國是一個農業大國,目前全國有行政村60多萬個、自然村250多萬個,農村人口多達6.7億[4]。其中,大部分的村莊都沒有完善的排水設施和合理的農村污水處理系統。同時,農村生活污水又具有氮、磷濃度高,含有大量的細菌、病毒,污水流量小,污染源分布散,變化性大等特點[5]。據調查,現階段城鎮污水處理廠采用的技術和運行模式無法適合用于農村污水的處理。大量的工業廢物、生活廢物、農業面源排放廢物等嚴重地污染了農村用水環境。農村污水的治理問題已經迫在眉睫。因此,迫切需要一套完整的、科學的綜合評價指標體系來對現階段各種污水處理工藝做出一個全面的、系統的評價,以便于針對不同的實際情況,都能選出一套“最優化”的方案應用于農村污水處理。此舉對于推動社會主義新農村建設有非常重要的現實意義。
1 綜合評價體系分析及AHP體系簡介
隨著人類社會的發展,污水處理工藝選擇的目的不再是僅僅對污水進行處理凈化,而是設計者對所處自然環境做出的可持續發展選擇。使污水處理工藝不僅可以凈化污水,而且可以更好地與自然和諧共存。污水處理工藝的選擇涉及到其所在地域的地理氣候、社會經濟發展情況、歷史文化,人文特征等多種因素,且諸多因素相互聯系、相互影響。因此評定一個工藝選擇的好壞,必須從系統論的觀點出發進行綜合評價,可以此來評定所選工藝的優劣程度。
AHP(The Analytic Hierarchy Process),即層次分析法,是美國T?L?Saaty教授于20世紀70年代首次提出的一種系統分析方法。其思路是:(1)建立模型:分析問題的性質,根據其希望達到的總目標,把問題層次化,將有關的各個因素按照不同特性由上往下分解成若干層次,逐級分解;(2)構造對比矩陣:對于率屬于同一層的每個因素之間互相比較,比較尺度按1~9進行分配(專家給出或調研所得)。根據結果構造出對比矩陣。(3)計算權向量并作一致性檢驗。若一致性檢驗通過,歸一后的特征向量作為權向量。否則重新構造對比矩陣。(4)計算組合權向量(最下層對目標)并作組合一致性檢驗。若檢驗通過,則可按此結果進行決策,否則更換模型,重復上述步驟再次進行。
本文結合我國國情以及采用技術的特點,嘗試利用AHP模型構建了有關“農村污水處理工藝方案擇優綜合評價指標體系”,并且可以利用幾種優良的綜合評價計算方法及程序,在計算機上直觀地得出某一被評價對象的優劣程度。便于設計者在綜合考慮各種影響因素的情況下,更加準確地制定出適合當地污水處理的工藝方案。
2 基于AHP法的綜合評價指標體系的建立
“優化設計”是指研究問題和尋求解決問題的最優方案,“最優”兩字理解為在給定條件下得到盡可能滿意的結果。農村污水處理工藝系統擇優綜合評價指標體系的AHP模型共分為四層,其層次結構模型的簡化框圖1所示。
2.1 總目標層
總目標層A:農村污水處理工藝方案擇優綜合評價指標體系。此評價體系從“技術--經濟―環保”復合生態理念出發,結合我國的國情和可持續發展的戰略目標,利用綜合指標評價法對農村污水處理系統做出全面評價。
2.2 子目表層
子目標層B:包括三個子目標。三個子目標是在充分考慮“技術―經濟―環保”和可持續發展的前提下提出的,目的在于通過綜合評價影響農村污水處理的各種因素,選擇出在農村現狀下的最優化的污水處理系統。
B1技術可行性―― 作為一種污水處理系統,其技術可行性至關重要。必須以處理效果優異,操作管理方便為原則,同時也應兼顧系統的運行安全穩定性能和可移植推廣性能。
B2經濟節約性―― 在處理農村污水中,經濟因素占有十分重要的影響地位。由于農村地區資金短缺,能源匱乏,管理不便等,因此,投資少,能耗低,運行費用低等具有經濟節約性的指標在整個評價體系中占有很大的比重。
B3環保節能性―― 一般來說,農村地區都具有良好的生態環境,但資源能源相對匱乏。因此,農村污水處理工藝必須與當地的生態環境相協調,同時具有良好的能源再生利用能力。
2.3 準則層
準則層C共有7個評價準則如下。
C1實用性:實用性主要是指處理工藝系統的處理能力處理效果。其決定了處理工藝的適用范圍和適應條件。實用性的優劣是評價一個處理工藝系統優劣的重要指標之一。
C2安全性:工藝系統的安全性決定了系統的穩定能力和服務壽命。這對農村污水處理影響深遠。安全性高的系統,既可以減小出現處理事故幾率,也可以避免頻繁的維修和新建污水處理設施。
C3通用性:通用性是評價一種處理工藝系統推廣應用到其他地方的評價指標。良好的通用性可以減少重復的設計工作,加快解決農村污水處理問題的速度。
C4建設費:建設費在農村污水處理投資中占有很大的比重。具有低基礎設施建設費和高處理效果的處理工藝系統是解決農村資金短缺與污水亟待處理這一矛盾的有效途徑之一。
C5運行費:污水處理系統的的運行費用高低,決定了處理工藝系統能否順利、持久的運行下去。由于農村地區地廣人稀,污水分布分散,這使得運行費用成為評價處理系統的重要指標之一。
C6自然環境:污水處理工藝對農村自然環境的影響也不容忽視,尤其是處理過程中產生的廢水、廢氣、廢渣對周圍環境影響巨大。
C7人居環境:污水處理工藝應該具有良好的節能減排的能力。一方面可以變廢為寶,為農村提供清潔再生能源;另一方面也應對農業生產產生積極的促就作用。
2.4 基本指標層
基本指標層D:該層是對準則層C的細化,共有21個評價指標。
D1:處理污水量是表征處理系統處理規模的參數指標。即在保證處理效果的前提下,處理系統內可以同時容納并進行處理的污水量。
D2:出水水質達標率出水水質達標率是全年出水水質達標天數與全年總運行天數之比。這是對處理效果穩定性能的評價指標。
D3:有機負荷率有機負荷率即BOD-負荷率。這表示了單位時間(天)內處理系統可降解達標的有機污染物的量。這是評價處理系統對有機污染物處理能力和速率的重要指標。
D4:N、P去除率農村污水中含有大量的氮、磷污染物,而且氮、磷對土壤和水環境影響巨大。因此,處理工藝必須具有很強的脫氮除磷能力,
D5:工藝復雜程度工藝復雜程度包括工藝原理和工藝施工建設兩方面的復雜程度。處理工藝系統的復雜程度越低,越有利于對其進行推廣使用。
D6:工藝成熟程度處理工藝的成熟程度是指工藝的技術原理、運行經驗的成熟性。對于越成熟的工藝,在推廣過程中遇到的問題才越有可能得到解決。
D7:自動智能程度一個具有遠程自動化控制的處理系統,在運行中會節省大量的運行費,從而更具有推廣優勢。
D8:模塊定型程度具有模塊化、定行化的處理系統更方便,也更容易大規模推廣到其他地方建設使用。
D9:抗沖擊能力處理工藝對突發性大流量、變水質污水的抵抗適應能力,決定了整個系統的安全性。應該盡量做到在突發性大流量、變水質情況下系統仍能較為穩定安全的運行。
D10:抗風險能力由于農村污水處理系統一般都處于室外。因此就要求處理系統應該對暴風、暴雨、暴雪、溫度驟變等自然風險具有很強的抵抗適應能力。
D11:初期基礎建設由于農村經濟因素限制,處理系統的初期建設費用高低會直接影響到該系統能否在當地建立。因此基礎建設費用低的處理系統會更受歡迎。
D12:儀器設備儀器設備成本對整個處理系統建設費的影響也不容忽視。優秀的系統應該沒有或者很小的儀器設備成本。
D13:占用土地農村污水處理系統一般都會占用較大的土地面積。以“先劣地后良田”為原則,盡量減少占用土地,也是降低造價的有效途徑之一。
D14:污水收集由于農村污水具有分散亂、難收集的特點。因此,合理優化農村污水的收集系統,提高污水收集能力,可以有效降低收集污水的成本。
D15:維護管理農村污水處理系統運行過程的維護管理,會消耗大量的人力資源和經濟成本,努力提高系統的自動化和遠程操作能力,可以大大降低維護管理費用。
D16:能源消耗農村的能源比較匱乏,使用能源的成本相對較高。少耗能或者不耗能的處理系統可以很大程度的節約能源,降低污水處理的經濟成本。
D17:殘余廢物處理污水處理系統的殘余物處理也會消耗大量的資金。減少殘余物的產量,使用合適的殘余物處理方法,可以有效的降低這部分的運行成本。
D18:廢氣影響污水處理過程中會產生一定的廢氣,這些廢氣對周圍的居民、家禽、牲畜以及農作物都會產生不良影響。因此處理工藝系統必須控制廢氣的產生和排放,以盡量減少廢氣排放為目標。
D19:廢液影響污水處理過程中產生的廢液,一般都是具有高濃度污染物的污染液。如果不對其進行有效的處理,其通過土壤下滲,會對當地的土壤、地下水及農作物產生嚴重的污染。因此必須嚴格控制盒處理廢液的產生和排放的過程。
D20:出水再利用一個優秀的污水處理工藝,其的處理出水應該符合一定的水質標準。通過利用處理出水進行農業灌溉、澆灑路面的方式進行再利用,既可以提高水資源的重復利用率,也可以達到節能建排的目的。
D21:能源再生在處理農村污水中污染物的同時,一般通過微生物作用會產生的一些能源,例如沼氣。廢渣肥料等。實現處理工藝的能源再生最大化,不僅可以節省能源,緩解農村能源緊缺的現狀,而且可以美化人居環境,產生更大的經濟效益。
3 結論
(1)本文針對農村污水處理工藝選擇的問題,提出了一種基于AHP模型的農村污水處理系統擇優評價體系。此法可考慮到農村污水處理過程中的各種因素,并將各因素分解至最基礎的元素。可深入、充分、合理地進行方案優選。此法的關鍵在于權重的賦值,即各類因素之間相對重要性的判斷,為保證數據的客觀公正,建議倚重于專家的意見。