农村生活污水分散处理技术(通用10篇)
农村生活污水分散处理技术 篇1
农村生活污水分散式处理技术浅析
摘要:综述了农村生活污水对环境的.污染问题,分析了利用分散式处理方式来处理农村生活污水的优势,并介绍了国内外农村生活污水处理的技术,着重介绍了我国厌氧技术应用的现状并分析了其发展.作 者:艾平 张衍林 袁巧霞 作者单位:华中农业大学工程技术学院,武汉,430070 期 刊:环境保护科学 ISTIC Journal:ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE 年,卷(期):, 34(6) 分类号:X7 关键词:农村生活污水 分散式污水处理 集中污水处理 厌氧处理
农村生活污水分散处理技术 篇2
1 当前农村的用水情况及污染问题
在我国, 农村的人口高达9亿左右, 平均一年形成的生活污水多达90亿吨, 根据2012年《村庄居民环境问题》的调查进行分析, 发现其中95%的农村没有建设污水回收及处理设施, 85%的农村居民将生活垃圾堆放在水源地、水塘等周边地区, 这些问题对饮用水及居民的身体健康都造成了一定的危害。调查中还显示, 我国农村的自来水使用率不及30%, 这是因为农村设备简陋, 供水能力较低, 且水质很难得到保证。对农村地区234个供水点及水窖进行检测, 发现其合格率只为8.82%, 对沿河一代的农村地区水源调查发现, 其都不同程度的遭受到生活污水及工业废水的污染, 周边人员都出现了一些水型病症, 严重的变成了癌症高发地区。农村的基础设施简陋, 生活污水任意排放, 再加上人们对于环保的认识普遍不足, 伴随着养殖业及畜牧业的不断发展, 环境方面必将面临严重污染。
2 农村污水的特征
2.1 农村污水的水质特点
农村的污水同城市污水的水质有很大的区别, 农村中生活污水的来源主要包含:洗澡水、洗衣水、冲厕所水、做饭水等, 这些污水中有机物的含量相对城市污水来讲较低, 包含的污染物为N、P、COD等, 水质较为稳定。但是, 在一些经济较为发达的农村地区, 因其周边存在工厂, 产生的污水水质同城市污水的水质就较为相似, 同偏远农村的水质情况不相同。最近几年, 我国增大了对城市污染的控制力度, 许多城市污染严重的企业就搬迁至了农村或郊区, 因此, 将农村的生活污水由单一的水质特点转变成了混合类型的污水。这就让原本依靠环境自净能力的农村环境污染问题变得更为严重。当前我国95%的农村没有建设污水收集及处理设施, 少量农村建设的污水收集设施也仅为排水管, 并采用雨水及污水共同排放的系统。在南方一些经济较为发达的农村地区, 建有化粪池, 其产生的污水多利用明渠进行排放, 且未经处理直接排放入水体中, 这对地下水及地表水源都造成了不小的污染隐患。
2.2 农村污水的水量特征
农村中, 平均人口排放的污水量相对城市住户较少, 越是经济不发达的地区, 污水排放量就越少。另外, 不同地区的农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。同时, 在相同地区, 因季节及其它原因排放的污水水量也不相同。因为我国当前农村并没有建设全面的污水收集体系, 仅利用明渠或自然沟进行污水排放, 居民的洗菜污水、洗衣污水等也直接在进行地面泼洒, 所以, 大量的生活污水进入土壤中, 造成了地下水的污染隐患。
2.3 农村污水在处理过程中存在的问题
在我国, 农村面积较大, 分布较广, 人口差异也较高, 一些农村住户高达上千人, 一些则仅为几十人, 产生的污水每天水量都不相同, 且连续不断, 因此, 就无疑为污水的收集及处理工作增加了难度。同时, 在污水的运输过程中, 有时会出现渗漏、蒸发、冒出等情况, 进而对沿线的土壤及水体形成二次污染。如果用城市的污水处理方法对农村的污水进行收集及处理, 就需要建设相对较大的排水系统, 工程量巨大, 消耗资金也较多, 运行及维护费用也相对较高, 是当地及国家都很难承受的。
3 农村污水处理的模式
3.1 一体化埋式污水处理技术
一体化埋式污水处理技术是最近两年新兴的污水处理技术, 这种方法以厌氧生物作为处理主体, 之后同生物滤池相连接, 整体与A2/O相近, 利用水解沉淀池、生物滤池及氧化槽共同构成。这种污水处理方法的优点在于其能耗低, 抗冲击性能强, 但其处理污水的水量不宜过大, 且对施工要求偏高。一体化埋式污水处理技术多适用于人口相对密集的中、小型农村。
3.2 氧化塘技术
氧化塘是以自然塘为基础演变而成的, 其具有维护方便, 结构简单, 建设费用低等特点。但因氧化塘的占地面积较为广阔, 因此, 适用于经济相对低下、水源紧缺的村庄, 同时适用于北方地区。
4 总结:
总而言之, 因为我国农村地域广阔、生态环境及经济发展都不相同, 因此, 进行农村污水处理时应结合自身特点, 选取合适的处理工艺, 保证污水处理合乎标准。因此, 对分散农村污水处理模式进行分析是值得相关工作人员深入探讨的事情。
参考文献
[1]彭举威, 汪诚文, 付宏祥等.分散农村污水处理模式分析[J].环境可持续发展, 2010 (01) .
[2]王庆永.农村污水处理现状及处理模式探讨[J].农技服务, 2012 (03) .
农村生活污水分散处理技术 篇3
【关键词】农村生活污水;处理技术;防治策略;环境
0.前言
我国农村地区生活污水处理率低,绝大部分的生活污水未经处理直接排放,农村污水治理工程非常少,很多处理技术仅仅处于示范研究的阶段。开发适合处理农村生活污水的治理技术所面临的不仅仅是技术的问题,还涉及到农村经济的问题。
1.国外研究技术现状
发达国家在20世纪70年代以后,点源和城市污染治理已基本完成,水污染防治和水环境保护的重点转向面源和农村,农村水环境的改善和面源污染防治日益受到政府和科技部门的重视。
1.1澳大利亚“FILTER”污水处理系统
1.2韩国湿地污水处理系统
韩国试验研究的湿地污水处理系统,实质上也是一种土地-植物系统,这种系统使污水中的污染物质经湿地过滤或被土壤吸收,或被微生物转变成无害物质。优点是需要的能源少,维护的成本低;缺点是需要占用大量的土地,并且需要解决土壤和水中的充分供氧问题以及受气温和植物生长季节的影响等。
1.3日本农村生活污水处理系统
日本处理农村生活污水的系统主要有:生物膜法、石井法、生态厕所法和毛细管土壤渗滤处理系统。生物膜法和石井法都是利用微生物氧化分解有机物为无机物的功能,选择适当的填料利于微生物的生长和繁殖,所需的设备简单,能源消耗低,成本和维护费用低,而处理污水的效率很高。生态厕所在不需要水冲的前提下,在座便器下方建造一个长方形池,内填充锯木屑作为载体,并辅以较小的动力搅拌,通过有氧微生物的发酵,将排泄物转化为无臭味的气体。
其他的处理技术还有法国蚯蚓生态滤池、“LIVINGMACHINE”生态处理系统等。
2.农村生活污水主要处理方法
国外先进的农村生活污水处理技术和经验有很多,都是经过了长时间的探索、实践而产生的,结合我国农村生活污水的特点,应该吸收和借鉴技术成熟、经济可行的技术来为我国农村生活污水处理服务。在此基础上,制定国家级的技术标准、设计规范与操作指南,使技术有标准可依。中国在农村污水处理方面开展研究较晚,随着经济实力的增强,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。主要有以下一些处理技术。
2.1厌氧沼气池处理技术
在中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。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。
2.2净化槽
净化槽可以分为用于处理一家一户生活污水的“小型净化槽”和用于处理楼房、住宅小区生活污水的“大中型净化槽”,在中国农村,可以村为单位设计适合的净化槽。净化槽有多种类型及处理工艺,可分为接触曝气、厌氧滤床接触曝气、旋转圆板、散水滤床、标准活性污泥等。
2.3污水土地处理系统
污水土地处理系统是一种将自然生态净化与人工湿地工艺相结合的小规模污水处理生态工程技术,对污水中的污染物实现净化并对污水及氮磷等加以利用。
2.4稳定塘
传统稳定塘处理技术优点是:运行维护费低,系统基本不耗能;可充分利用地形,节省投资;无需污泥处理;可实现污水资源化。但也存在诸多缺点,比如:处理效果受气候条件影响大;有机负荷低,占地面积大等。随着研究的逐步深入,发展了很多新型塘和组合塘工艺,进一步强化了稳定塘的优势。如高效藻类塘、水生植物塘、多级串联塘和高级综合塘系统。在中国,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,近年来成为中国着力推广的一项技术。
2.5人工湿地处理系统
人工湿地是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面,它利用自然生态系统中的物理、化学和生物三重协同作用来实现对污水的净化。具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、处理量灵活、能耗低和处理效果好的优点。广大农村地区可以根据地区的不同,选择合适的水生植物,这种方法更加适用于具有湿地的地区。
3.我国农村生活污水的防治策略
3.1完善农村环境保护的政策、法规、标准体系
在《全国农村环境污染防治规划纲要》(2007—2020年)中,到2010年,重点流域和区域、经济发达地区和欠发达地区力争完成村镇生活污水处理率分别达到30%、20%和10%;到2020年,重点流域和区域、经济发达地区和欠发达地区力争完成村镇生活污水处理率分别达到60%、50%和30%。要完成《纲要》目标,必须抓紧研究制定村镇生活污水、垃圾处理及设施建设的政策、标准和规范,逐步建立农村生活污染治理设施的投入和运行机制。对北方农业生产高度集约化地区、重要饮用水水源地、南水北调沿线、重要湖泊水域和南方河网地区等水环境敏感地区,制定并颁布污染物排放及治理技术标准。加快制定农村环境质量监测、评价标准。抓紧制定《农村环境保护条例》等法律法规标准,把农村环境保护纳入法制化管理轨道,有效防止污染与生态破坏。
3.2明确不同区域的功能定位和发展方向
依据各地区域、交通、资源环境承载力、经济和人口集聚条件等情况,划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类主体功能区。根据这四类不同的主体功能区,来调整农村的产业发展方向。
3.3加强环境基础设施及能力建设
建立和完善农村环境监测预警体系。按照《全国环境监测站建设标准》,积极推进县级监测站的常规监测能力建设。研究制定农村环境质量监测、统计、评价標准,开展农村环境质量评价工作,定期公布全国和区域农村环境状况。加强农村饮用水水源地、自然保护区、基本农田等重点区域的环境质量监测。加强危险化学品、危险废物、放射性废物监管,防范环境风险。督促各级政府和重点企业制定突发环境事件应急预案,配备必要应急设施,提高农村地区突发环境事件的应急处置能力。建设农村环境执法监督体系。按照《全国环境监察标准化建设标准》,加快县级环境监察机构标准化建设,提高机动性执法、现场取证、通信联络、信息处理、快速反应等配套执法能力,重点对中西部地区予以支持。到2010年,力争全国县级环保执法队伍基本达到能力建设标准化要求。强化农村地区环境监管和准入,禁止不符合区域功能定位和发展方向、不符合国家产业政策的项目在农村地区立项。严格建设项目环境管理,依法执行环境影响评价和“三同时”等环境管理制度。对造成农村生态破坏与环境污染的违法行为,严肃查处。加强环境安全检查,重点排查沿江沿河和人口密集区的石油、化工、冶炼等企业,消除环境隐患。
【参考文献】
[1]翟洪凯,窦宁,尹树红,等.浅析农村沼气发展中存在的问题和对策[J].现代农业,2007,(12):26-28.
农村生活污水处理工程与技术 篇4
贵州楚天环保有限公司
胡 文
摘 要:结合近年从事农村生活污水治理积累的知识和经验,同时借鉴国内其他省份农村生活污水处理的现状,对我省生活污水的处理技术进行思考和分析,针对贵州省的自然条件和经济条件,提出适合在我省推广的土地法、人工湿地、生物接触氧化法、稳定塘等农村生活污水处理工艺技术,并结合实际工作经验,对农村生活污水工程实施过程的注意事项和关键环节提出了的看法。土地法和人工湿地由于具有运行费用低的显著优势,特别适合在农村推广应用,但贵州的高原气候不能照搬沿海地区的实施方法,需要加以改进方可推广,特别是需要增加预处理措施,同时此类技术具有占地较多的缺点,对于受到场地限制的地方难以实施;生物接触氧化法由于受场地的限制较小,所以在多数地方均可推广,但此法运行费用较高,对农村来讲,其运行费用是一个难题;稳定塘技术由于占地最多,投资和运行费用都较低,但必须具备天然条件方可实施,往往是可遇不可求的。选择工艺技术不是难题,抓好工程实施细节往往比选择工艺更为关键。
关键词:农村生活污水 土地法 人工湿地 生物接触氧化法 前 言
随着经济的持续快速发展,环境污染总量增加较快,由于受环境总量的限制,农村环境污染问题逐渐显现出来,特别是农村生活污水对一些环境敏感水体所造成的污染比较突出,近几年,随着国家新农村建设战略的实施和环境所迫,在国内特别是东部经济发达省份实施了大量的农村生活污水处理项目,在我省也实施了少量的农村生活污水治理工程。目前农村生活污水处理处于起步阶段,国家还没有制定专门的标准和设计规范,项目实施基本上是参照城镇污水处理的有关规定在进行,但农村生活污水的水量、水质以及建成后的运行管理与城镇污水处理有着显著的差异,因此,对农村生活污水处理所选用的工程技术与城镇污水处理有很大差别,结合近年承接实施的部分农村生活污水处理工程,并借鉴同行的经验,对我省农村生活污水处理工程及技术进行探索,供大家参考。
目前,在我省农村生活污水处理工程中所选用的主要技术有:土地法污水处理技术、人工湿地污水处理技术、生物接触氧化法污水处理技术、稳定塘生物处理技术等。下面就这四种主要的工艺技术进行介绍,并对其优缺点进行对比。1.土地法污水处理技术 1.1土地法污水技术及应用情况
土地法污水土地处理技术是以土地作为主要处理系统的污水处理方法,是在人工调控下,把污水有控制地投配到土壤中,利用土壤系统的物理过滤、物理化学吸附、微生物降解等净化功能,对可降解污染物加以净化,对污水中的有机物和氮磷等污染物加以利用,实现污水无害化、资源化的生态工程技术。
贵州省环境科学研究设计院从日本引进该技术,并进行了大量的开发推广工作,积累了较多的经验,该技术毕竟是一种低负荷的污水生物处理技术,在前期的推广中,没有考虑预处理措施,致使系统出水水质不能稳定达标,后来对该系统增设了强化预处理措施,在污水浓度高时启动强化预处理,并增设了斜管沉淀,防止土壤堵塞,对布水装置也做了多次技术升级,目前该技术已经比较成熟。实施的工程实例有:安龙县污水处理厂、贵阳市朱昌镇污水处理厂、息烽县鹿窝污水处理站等。
1.2土地法污水处理技术的优缺点 1.2.1优点
(1)运行费用低,处理吨水只需0.1-0.2元;
(2)由于土地的过滤和吸附,除臭功能较强,同时对细菌的去除效率较高;(3)土地处理单元建成后可以覆土种植作物,可以获得一定的经济效益;(4)运行管理方便。1.2.2缺点
(1)占地面积大,在设置强化预处理措施时每天处理吨水仍然需要占地5㎡左右;
(2)由于占地面积大,土方工程量大,导致单位投资较高。一般每天处理吨水投资需要3000元左右。1.3土地法污水处理技术适用场所
场地条件许可的低浓度生活污水处理。为了防止处理单元的沉降,每个处理单元每天处理污水不宜超过300m3。2.人工湿地污水处理技术 2.1人工湿地技术及应用情况 人工湿地一般由人工基质(多为碎石)和生长在其上的水生植物(如芦苇等)组成,是一种独特的生态污水处理系统。人工湿地处理废水的净化机理十分复杂,至今仍不完全清楚。一般认为,人工湿地成熟以后,填料表面吸附许多微生物,形成大量生物膜,它们协同分布于池中的植物根系,通过物理、化学及生化反应三重作用净化污水。根据水流是否位于介质表面,人工湿地污水处理系统可分为表面流和潜流两种方式,在正常运行时,潜流式湿地表面是没有水流的。起源于上世纪50年代的人工湿地技术,经过几十年的发展,目前已经成为一个较为成熟的污水处理技术,在欧美发达国家已有较大规模的应用。
目前,贵州省内已实施了少量的人工湿地生活污水处理项目,本人实地考察过小河区和开阳县禾丰乡的两个人工湿地项目,在红枫湖和百花湖周边规划设计了大量的人工湿地污水处理项目,部分已经开始建设,估计未来几年我省将实施大量的人工湿地污水处理工程。2.2人工湿地污水处理技术的优缺点 2.2.1人工湿地污水处理技术的优点
(1)运行费用低;
(2)人工湿地单元上面种植的植物具有很好的景观作用;(3)运行管理方便。
2.2.2人工湿地污水处理技术的缺点
(1)占地面积大,每天处理吨水需要占地5-10㎡;
(2)由于占地面积大,土石方工程量大,导致单位投资较高,单位投资与土地法相当。
2.3人工湿地污水处理技术的适用场所
场地条件许可的低浓度生活污水处理。为了利于污水的均匀分布及尽可能长的水流路线,处理单元应分为多格,每一格的宽度尽量不超过3.5米。3.生物接触氧化法污水处理技术
3.1生物接触氧化法污水处理技术及应用情况
生物接触氧化法是以附着在填料上的微生物膜为主要处理基质,净化有机废水的一种高效水处理工艺。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于推流与完全混合共存的状态,以保证污水与污水中填料上附着的微生物膜充分接触。该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,此时,脱落的生物膜将随出水流出池外。
生物接触氧化法在工程实际应用过程中,一般前面设置水解酸化池,先将大分子有机物降解为小分子有机物,通过接触氧化池去除CODcr、BOD5、NH3-N及部分P,后续通过沉淀池去除悬浮物及化学法脱磷,确保水质达标。目前贵州省大多数厂矿企业生活污水处理采用该技术,该技术非常成熟,并且运行稳定。3.2生物接触氧化法的优缺点 3.2.1生物接触氧化法的优点
(1)容积负荷高、处理时间短、耐冲击负荷能力较强;(2)占地面积小,厂址选择的局限性较小;(3)投资省,建设周期和调试周期短。3.2.2生物接触氧化法的缺点
(1)运行费用较高。与上述土地法污水处理技术和人工湿地污水处理技术相比,由于风机曝气需要耗电,运行费用较高,一般在0.4-0.6元/吨。
(2)运行管理与土地法和人工湿地比较,相对复杂。3.3生物接触氧化法的适用场所
适用于所有中小型生活污水处理,特别是场地有限的地方。4.稳定塘生物处理技术
4.1稳定塘生物处理技术及应用情况
稳定塘也称为氧化塘,是一种利用水体天然净化能力对污水进行处理的方式。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整,建成池塘,并设置围堤和防渗层,依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。按照塘内微生物的类型和供氧方式来划分,稳定塘可以分为以下四类:
好氧塘:深度较浅,一般小于0.5m。塘内存在着细菌、原生动物和藻类,由藻类的光合作用和风力搅动提供溶解氧,好氧微生物对有机物进行降解。
兼性塘:深度较大,一般大于1m。上层为好氧区;中间层为兼性区;塘底为厌氧区,沉淀污泥在此进行厌氧发酵。
厌氧塘:塘水深度一般在2 m以上。
曝气塘:塘深大于2 m,采取人工曝气方式供氧,塘内全部处于好氧状态。
在我国,特别是在缺水干旱的地区,稳定塘是实施污水的资源化利用的有效方法,由于稳定塘是利用天然水体的天然净化能力来净化污水,处理时间很长,需要有足够的场地方可实施,该技术并没有成为主流的生活污水处理工程技术,在国内有部分工程实例,省内也有少量的工程实例。前段时间,部分新农村建设项目配套了稳定塘处理污水,但出水水质并没有严格按照国家排放标准进行设计,只能算是环境综合整治项目,而不能称为污水处理工程。
4.2稳定塘生物处理技术的优缺点 4.2.1稳定塘生物处理技术的优点
(1)稳定塘污水处理系统基建投资和运行费用低;(2)维护和维修简单,管理方便;
(3)一般稳定塘容积都较大,无需污泥处理。4.2.2稳定塘生物处理技术的缺点
(1)占地面积过多;
(2)气候对氧化塘的处理效果影响较大;(3)若设计或运行管理不当,则会造成二次污染。4.3稳定塘适用场所
适用于有足够容积的天然水塘的地方。5.应用上述污水处理技术的注意事项
5.1 选用土地法和人工湿地污水处理技术注意事项
土地法和人工湿地两种污水处理技术,属于同一类技术,主要适用于处理低浓度的生活污水,在应用过程中,要特别注意贵州多数地区海拨较高,气温气候条件与沿海地区有较大差别,不能照搬海拨较低、常年气温较高的东部沿海地区的做法,需要进行较大改进。为了确保水质稳定达标,预处理系统和布水系统很重要。
(1)在污水进水浓度较高、系统出水不能保证稳定达标的时候,需要开启预处理系统适当曝气,确保系统达标运行。
(2)在人工湿地和土地法污水处理系统前,应设置沉淀池,尽量去除污水中的悬浮物,杂质尽可能少进入,大大延长系统的使用寿命。
(3)人工湿地种植的植物对净化污水具有重要作用,尽可能种植一年四季交替生长的植物,否则冬季人工湿地的净化效率会很低。
(4)设计和施工必须保证布水的均匀性,否则,若产生较严重的短流,处理效果不能保证,严重的情况下,由于此类技术返工工程量太大,可能导致整个工程失败。
(5)对于风景区和生活小区的污水处理,以景观为主的地方,建设人工湿地有优势,其它地方则土地法有明显的优势,因为土地法覆土后可以种植作物,在获得一定经济收入的同时,可以大大减少土地补偿。5.2 选用生物接触氧化污水处理技术注意事项
(1)为了确保处理效果,一般是“水解酸化+接触氧化”结合起来应用。(2)曝气风机的选型很关键。如果风量太小,不能保证出水达标;如果风量太大,有可能导致生物膜脱落,生化过程不能正常运行,影响出水水质,且能耗高。6.结论及建议
(1)经上述分析比较,结合国内实施农村生活污水的经验,目前比较适合农村生活污水处理的工程技术主要有:土地法、人工湿地和生物接触氧化法三种。
(2)土地法和人工湿地对于有场地条件的地方可以优先考虑,其共同的优势在于运行费用低,管理方便。对于以景观为主的地方,建议选用人工湿地技术;对于景观要求不高的地方,建议选用土地法污水处理技术。选用这两种技术都一定要注意考虑预处理措施。
(3)生物接触氧化法适用于各种农村生活污水处理,投资较低,但运行管理相对复杂一些,运行费用也较高。在场地条件和投资受到限制的情况下,生物接触氧化法是首选。
(4)对于稳定塘技术,由于需要足够的场地,在土地越来越紧张的形势下,应慎重选用。
农村生活污水分散处理技术 篇5
易控节能型农村生活污水处理技术的研究
摘要:日益增多的农村生活污水已成为危害当地生态环境的`重要污染源之一.目前农村缺乏污水处理设施,而集中处理装置一次性投资大、运行维护费用高、操作管理复杂,很难在农村地区实施推广,研发投资少、易管理、高效率、长效化的节能型农村生活污水处理技术是目前农村环境整治中急需的关键实用技术.作 者:黄武 郑平 王志荣 赵光桦 作者单位:黄武,王志荣,赵光桦(浙江省农村能源办公室,浙江,杭州,310012)郑平(浙江大学,浙江,杭州,310000)
期 刊:中国科技成果 Journal:CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY ACHIEVEMENTS 年,卷(期):, 11(3) 分类号:X7 关键词:易控 节能 农村生活污水 技术人工湿地法处理农村生活污水浅析 篇6
[摘要]我国是农业大国,有八亿农业人口,很多农村面临生活污水失控的问题,由此带来地表水质量严重下降,农村生活用水困难,人们的健康受到影响,生态平衡遭到破坏,这是目前农村改善生活环境遇到的难题。文章从介绍人工湿地的概念,人工湿地的分类,人工湿地的构造,结合人工湿地处理生活污水的技术,浅析了人工湿地处理农村生活污水系统。
[关键词]农村生活污水;人工湿地
[中图分类号]X [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)08-0178-02
Constructed Wetland for Treatment of Rural Domestic Sewage Analysis Method
Zheng Junqi
Abstract: China is a large agricultural country, eight hundred million agricultural population, with the development of the rural living standards, rural domestic sewage is increasing, many rural faces life sewage control problem, the resulting a serious decline in the quality of surface water, rural living water problems, the health of the people affected, The ecological balance is destroyed, this is at present rural living environment problems.The paper introduced the concept of artificial wetland, the classification of Constructed Wetland, construction of artificial wetland, combination of artificial wetland wastewater treatment technology, analysis of the constructed wetland for treatment of rural domestic sewage system.Keywords: rural domestic sewage;constructed wetland
我国是农业大国,有八亿农业人口,很多农村面临生活污水失控的问题,由此带来地表水质量严重下降,农村生活用水困难,人们的健康受到影响,生态平衡遭到破坏,这是目前农村改善生活环境遇到的难题。农村生活污水处理问题是当前农村环境综合整治的重要内容。目前生活污水的生化处理技术已是十分成熟,可供选择的工艺有普通活性污泥法、氧化沟法和人工湿地等,以及一些演变工艺。这些工艺花样繁多,人们在不断探索和改进,力图使工艺更加高效和节能。
人工湿地系统是一个完整的生态系统,它形成了内部的良好循环并具有较好的经济效益和生态效益,具有投资低、出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积、改善和美化生态环境、维护和运行费用低廉等优点。这项技术适合我国国情,尤其适合南方广大中小城市、农村的污水处理,具有广阔的应用前景。人工湿地概念
湿地系主要自然或人工、长久或暂时之沼泽地,湿原,泥地或水域地带。湿地是陆地与水体之间的过渡地带,是一种高功能的生态系统,具有独特的生态结构和功能,对于保护生物多样性,改善自然环境具有重要作用。由于人类的不合理开发,湿地资源在我国受到很大破坏,在特殊时期和环境条件下,研究和建立人工湿地生态系统是对自然湿地生态系统的适度补充,也是对其功能退化的恢复性建设。
人工湿地是以人工建造和监督控制的、与沼泽地相类似的地面,通过自然生态系统中的物理、化学和生物三者协同作用以达到对污水的净化。湿地能净化污水,是自然环境中自净能力很强的区域之一,它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。人工湿地的分类
人工湿地根据湿地中主要植物形式可分为:(1)浮生植物系统;(2)挺水植物系统;(3)沉水植物系统。沉水植物系统还处于实验室阶段,其主要应用领域在于初级处理和二级处理后的精处理。浮水植物主要用于碳(N)、磷(P)去除和提高传统稳定塘效率。目前一般所指人工湿地系统都是指挺水植物系统。挺水植物系统根据水流形式可分为:自由表面流、潜流和竖流系统。自由表面流系统中,废水在湿地的土壤表层流动,水深较浅。与潜流和竖流系统相比,其优点是投资省,缺点是负荷低,夏季会滋生蚊蝇、散发臭味,目前已较少采用。潜流系统污水在湿地床的表面下流动,一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用,提高处理效果和处理能力;另一方面由于水流在地表下流动,保温性好,处理效果受气候影响较小,且卫生条件较好,是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统,但此系统的投资比自由表面流系统略高。人工湿地的构造
绝大多数自然和人工湿地由五部分组成:(1)具有各种透水性的基质,如土壤、砂、砾石;(2)适于在饱和水和厌氧基质中生长的植物,如芦苇;(3)水体(在基质表面下或上流动的水);(4)无脊椎或脊椎动物;(5)好氧或厌氧微生物种群。
人工湿地系统正是在这种有一定长宽比和底面坡度的洼地中由土壤和填料(如砾石等)混合组成填料床,废水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动,并在床体表面种植具有性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇、蒲草等)形成一个独特的动植物生态系统,对废水进行处理。
湿地植物具有三个间接的重要的作用:(1)显著增加微生物的附着;(2)湿地中植物可将大气氧传输至根部,使根在厌氧环境中生长;(3)增加或稳定土壤的透水性。植物通气系统可向地下部分输氧,根和根状茎向基质中输氧,因此可向根际中好氧和兼氧微生物提供良好环境。植物的数量对土壤导水性有很大影响,芦苇的根可松动土壤,死后可留下相互连通的孔道和有机物。不管土壤最初的孔隙率如何,大型植物可稳定根系的导水性相当于粗砂2~5倍。而土壤,砂,砾石基质具有:为植物提供物理支持;为各种复杂离子、化合物提供反应界面,为微生物提供附着。流动水体为动植物、微生物提供营养物质。人工湿地污水处理系统
人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单元组成。通过合理设计可将生化需氧量(BOD5)、悬浮物(SS)、营养盐、原生动物、金属离子和其它物质处理达到二级和高级处理水平。预处理主要去除粗颗粒和降低有机负荷。构筑物包括酸化池(双层沉淀池)、化粪池、组合塘、初沉池。人工湿地单元中的流态采用推流式、阶梯进水式、回流式或综合式。按进水方式可分为水平流(HF Horizontal-flow)和垂直流(VF Vertical-Flow)。
人工湿地的基本流程:阶梯进水可避免处理床前部堵塞,使植物长势均匀,有利于后部的硝化脱氮作用;回流式可对进水进行一定的稀释,增加水中的溶解氧并减少出水中可能出现的臭味。出水回流还可促进填料床中的硝化和反硝化作用,采用低扬程水泵,通过水力喷射或跌水等方式进行充氧。综合式则一方面设置出水回流,另一方面还将进水分布至填料床的中部,以减轻填料床前端的负荷。人工湿地的运行可根据处理规模的大小进行多种方式的组合,一般有单一式、并联式、串联式和综合式等。在日常使用中,人工湿地还经常与氧化塘等进行串联组合。人工湿地污水处理系统的特点
人工湿地系统具有如下优点:(1)建造和运行费用便宜;(2)易于维护,技术含量低;(3)可进行有效可靠的废水处理;(4)可缓冲对水力和污染负荷的冲击;(5)可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。
人工湿地不足之处:(1)占地面积大;(2)对生物学和水力学复杂性及重要工艺动力学参数研究不彻底;(3)易受病虫害影响。人工湿地系统在达到其最优效率时,需2~3个生长周期。人工湿地污染物的去除机理
人工湿地对废水的处理综合了物理、化学和生物三种作用。人工湿地运行稳定后,填料表面和植物根系中生长了大量的微生物形成生物膜,废水流过时,悬浮物被填料及根系阻档截留,有机质通过生物膜的吸附及同化、异化作用而得以去除。湿地床层中因植物根系对氧的传递释放,使其周围的微环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态,保证了废水中的氮、磷不仅能被植物及微生物作用营养成分直接吸收,还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用从废水中去除,最后通过湿地基质的定期更换或植物收割使污染物最终从系统中去除。人工湿地去除污染物的范围广泛,包括N、P、SS、有机物、微量元素、病原体等。
6.1 有机物的去除
人工湿地显著特点之一是对有机物有较强的处理能力。不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤可以很快从废水中截留下来,被微小生物加以利用;可溶性有机物则可通过生物膜的吸附及微生物的代谢过程被去除。研究表明:在进水浓度较低情况下,人工湿地对BOD5的去除率可达85%~95%。COD去除率可大于80%,城市污水通过湿地处理后,出水BOD5 在10 mg/L 左右。试验还表明:不溶性BOD5(约占总BOD5 的50%左右)和COD 在进水5 m的距离内可迅速地被去除;约90%的SS 在进水10 m以内得以去除。废水中大部分有机物最终被厌养微生物转化为CO2、H2O和少量的剩余微生物残体。
6.2 氮的去除
人工湿地处理系统对氮的去除作用包括基质的吸附、过滤、沉淀以及氨的挥发、植物的吸收和微生物硝化和反硝化作用。氮是植物生长的必需元素,废水中的无机氮包括NH3-N 和NO3-N,均可以被人工湿地中的植物吸收,合成植物蛋白质,最后通过植物的收割形式从人工湿地的废水中去除。一部分NH3-N 可转化成NH3 后,以气态的形式挥发到大气中。微生物的硝化、反硝化作用对氮的去除起重要作用。根据根区法理论,人工湿地植物中根毛的输氧,根区附近湿地土壤中连续出现好氧、缺氧、厌氧状态,为自养型好氧微生物(亚硝酸菌、硝酸菌)和厌养型微生物反硝化细菌大量的存在提供了条件,使要求好氧条件的硝化反应和要求厌氧的反硝化反应可以同时完成。另外,对硝化反应有抑制作用的是NH3-N、重金属、氰化物及有机物,人工湿地对这些物质也有一定的去除作用。因此人工湿地比一般污水处理系统具有较强的氮处理效率。根据试验实测结果,人工湿地中氨化细菌、亚硝化菌、硝化菌、反硝化菌数量都处于较高水平,因此人工湿地具硝化、反硝化、脱氮的良好基础和潜力。所以,人工湿地比传统活性污泥处理系统(一般无法完成反硝作用)具有更强的氮的处理能力。
6.3 磷的去除
磷和氮一样是生物的必需元素,但水体中磷又是富营养化的限制性元素,含量过高时又可造成藻类过度繁殖而成富营养化状态。废水中磷的存在形态取决于废水中磷的类型,最常见的是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐。人工湿地对磷的去除作用包括基质的吸收和过滤、植物吸收、微生物去除及物理化学作用。基质中的吸收和过滤对无机磷的去除作用,因填料不同而存在差异,若土壤中含有较多的铁、铝氧化物,有利于生成溶解度很低的磷酸铁或磷酸铝,使土壤固磷能力大大增加;若以砾石为填料的湿地,砾石中的钙可以生成不溶性磷酸钙而从废水中沉淀。
植物吸收无机磷和吸收无机氮一样,都是在吸收同化作用下,将无机磷变成植物体的组成部分,最后通过植物收割去除。微生物对磷去除包括对磷的正常吸收和对磷的过量积累,由于人工湿地根区附近土壤中不同的含氧状态而相当于许多A-A-O处理单元,使某些细菌种类在厌氧条件下吸收低分子的有机物(如脂肪酸),同时将细胞原生质中聚合磷酸盐异染粒的磷释放出来,提供必需的能量;又在好氧条件下,氧化所吸收的有机物,并提供能量,同时从废水中吸收超过其生长所需的磷,并以聚磷酸盐的形式成为微生物细胞的内含物而被贮存起来,因此人工湿地有较高的除磷效果。
由于湿地中植物光合作用光反应、暗反应交替进行,根系输氧的交替出现,以及系统内部不同区域对氧消耗量的差异,导致了系统中厌氧、好氧的交替出现,使磷的过量释放和过量积累得以完成。这是常规二级处理方式所难以满足的。人工湿地处理工艺流程
根据社会主义新农村建设的发展思路,并结合农村的排水系统现状、污水处理规模小等情况,为在降低工程投资和运行成本的同时,达到提高村中绿地建设面积,确保污水的处理达标排放,尤其是对污水中氮、磷的去除,并实现处理污水可作为农业灌溉用水,在前处理增加水解酸化池,形成“水解酸化+人工湿地”组合处理工艺。人工湿地处理污水主要工艺流程:污水→粗格栅→细格栅→沉砂池→综合调节池→水解酸化池→第一级人工湿地→第二级人工湿地→第三级人工湿地→达标排放。人工湿地技术在我国的应用研究及实例
我国在“七五”期间开始人工湿地的研究。1989年,国家环保局华南环境科研所与深圳东深供水局在深圳白泥坑建立人工湿地实验基地,占地18.9亩,处理3100 t/d的城镇综合污水,效果十分好。
1990年在北京昌平进行的自由水面流人工湿地。处理量为500t/d的生活污水和工业废水。
1990年,天津环保科研所建立11个实验单元研究芦苇湿地对城市污水的处理能力,并对水力负荷,有机负荷,停留时间及季节等与污水中主要污染物间规律进行探索。
华中农业大学李科德等采用人工模拟芦苇床处理生活污水,对其净化机理进行了研究。结果表明,芦苇根际具有较高的氧化还原电势,为好氧微生物的活动创造了有利条件。芦苇床内根际微生物数量与污染物去除率之间有明显相关性。污水中有机污染物是通过芦苇床内各种微生物协同作用去除;NH3-N主要是通过硝化反硝化连续反应去除;SS和P的去除主要通过沉淀、过滤、吸附、固结等理化作用而实现。芦苇床的优势菌属:假单胞菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属,原生动物以肾形虫居多。
中国环境科研院刘文祥在1994~1995 年,采用由漂浮植物、沉水植物、挺水植物及草滤带组成的人工湿地对控制农田径流污染进行了研究。占地1257 m2,利用低洼弃耕地改造而成。
中科院南京植物所采用人工湿地系统处理酸性铁矿废水,面积130 m2,流量0.5 m3/h,运行两个月表明:pH 由2.6 升到6.1,铜离子去除99.7%,铁离子去除99.8%,锰离子去除70.9%,运行费5~10 万元/年。
山东胶南市建设一座日处理6 万t 污水的人工湿地系统,占地1000 亩,工艺为:格栅-沉砂池-调节池-人工湿地-排海。此系统利用海边盐碱地,投资三千万元。
2005 年,浙江省长兴县在建设生态县过程中,开展农村生活污水处理示范工程项目,利用地下厌氧池及人工湿地法相结合的新型污水生态处理技术。经过处理就可以降低水中的化学需氧量,而这上面种植的美人蕉、黑麦草,根系发达、喜湿、吸收能力强,其扎根在人工沙层中,污水渗入沙层后,含氨氮的水体腐殖质、泥浆等物种被美人蕉发达的根系吸收并消耗掉。长兴县对14 个村和5 个集镇投入资金千万余元,实施了“人工湿地”处理。预计到2013 年,该县农村生活污水处理率将达到60%。
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(本文文献格式:郑君其.人工湿地法处理农村生活污水浅析
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农村生活污水分散处理技术 篇7
高速公路运营期主要水污染源及主要污染因子见表1。
一般来讲, 高速公路运营中综合性的服务区污水排放量最大, 污染物构成也较为复杂, 处理起来难度最大, 因此本文主要针对高速公路服务区污水处理技术进行探讨。
1 我国高速公路服务区生活污水处理技术概述
相对于通过庞大的运输管道将污水输送至污水处理厂的集中式污水处理系统, 污水的分散处理和再利用 (Decentralized Sanitationand Reuse, DESAR) 技术已经成为国内外生活污水处理的一种新概念, 可以有效降低生活污水处理成本[1]。采用DESAR技术具有节约资金、为分散社区提供适当解决方案、为生态敏感区域提供有效解决办法等优点[2]。鉴于高速公路服务区污水产生一般具有污染点多且远离城市、单个点位污水量小且位置独立、污水量随时段波动较大等特点, 分散式污水处理技术是高速公路服务区污水处理的必然选择。
我国早期高速公路附属区如收费站、服务区等对生活污水多采用旱厕和化粪池处理。旱厕多用于干旱或半干旱地区公路施工营地或已建成的服务区内, 化粪池多用于有一定卫生要求的水冲式厕所。旱厕和化粪池投资低、管理方便, 都是因地制宜的环保措施, 但其出水及沉积物除用于农田灌溉外, 难以达到有关污水排放标准的要求。
鉴于高速公路沿线设施生活污水排放量小, 一般小型生活污水处理器即可满足要求, 2000年以来我国不少高速公路开始尝试采用一体化生活污水处理器来处理服务区的生活污水。2003年, 京珠高速公路粤境北段一收费站首次采用将一体化生活污水处理器设备建于地下的方法, 既节约了宝贵的公路用地, 又满足了相关环境要求[3]。鉴于地埋式一体化生活污水处理器的诸多优点, 其逐渐成为我国高速公路服务区生活污水处理的首选。
由于高速公路服务区生活污水除COD、BOD外, 氨、氮、磷的浓度也比较高。孙杰、亓化亮等在采用一体化生活污水处理器的基础上, 分别采用厌氧水解—ICEAS工艺、厌氧—微氧工艺对氮、磷的去除做了进一步的试验研究[4,5]。
尽管地埋式一体化生活污水处理器在我国高速公路污水处理中应用较多, 但它仍然存在设备易腐蚀、动力耗费大、不能应对污水量变化、运行费用高、效果不理想等诸多方面问题, 而且由于设备埋于地下, 一旦出现设备故障, 维修将异常困难。为了解决这些问题, 张少强[6]等用气浮+水解酸化—接触氧化法替代了高速公路服务区普遍采用的地埋式污水处理器, 解决了设备腐蚀及停留时间不足的问题。宋夫才等[7]选用了SBR法 (序批式活性污泥法) 来处理高速公路服务区生活污水。此外, 陈肖飞等[8]提出将MBR法 (膜生物反应器法) 引入高速公路服务区污水处理中。相对地埋式一体生化处理设备, SBR和MBR法具有操作简单、处理效果好、适应高速公路服务区污水排放特点等优点, 但造价较高。
近两年来, 有关高速公路污水处理的技术方法有了进一步的创新, 运行成本低、管理方便、动力耗费少的污水处理技术已逐渐进入高速公路建设者的视野。
2007年和2010年, 张国臣[9]、赵福祥等[10]根据安徽省高速公路场站区污水处理实践, 提出可采用人工快速渗滤工艺 (Constructed Rapid Infiltration, CRI) 来处理服务区生活污水;张东辉等[11]则在云南省的多条高速公路上检验了生态滤料组合工艺在处理高速公路场站区生活污水方面的有效性。
纵观以往我国高速公路服务区污水处理技术, 其明显缺点是不能应对污水量动态变化、动力耗费大、运行管理费用较高及设备易损坏等问题。有鉴于此, 寻找处理和基建成本低、运行效果好、管理方便的分散式污水处理工艺就成为当前高速公路环境保护急待解决的问题之一。
2 高速公路服务区分散式污水处理技术研究
分散式污水土地处理技术 (包括土壤处理、地下渗滤等) 的突出特点是设备简单、管理方便、能耗低, 其费用仅有常规二级生物处理的1/2~1/10 (Gunn, 1994) , 非常值得在高速公路服务区污水处理中推广。
在我国, 生态土壤深度处理技术曾在北京钓鱼台国宾馆、上海交通大学闵行校区、浙江省温州市雁荡山风景区、湖北省武汉市解放公园、贵州省红枫湖风景区等场所的污水处理中得到应用[12], 在运行中无须电力、机械设备的情况下, 即可获得中水以上水质。地下渗滤系统则在云南省滇池、沈阳师范大学得到应用, 在运行中有一定动力消耗, 出水水质可达到生活杂用水绿化水质标准和湖泊类景观环境用水的再生水水质标准[13,14]。
2005年, 在广东渝湛高速公路建设中, 首次将土壤处理工艺应用到高速公路服务区生活污水处理中, 以人工强化的特殊好氧土壤滤床、厌氧土壤滤床为技术核心, 揉进现代厌氧、好氧强化处理技术, 结合生态草坪组合成生态土壤深度处理工艺。
为了试验土壤处理工艺的效果, 本次试验研究中选用的土壤滤床改良材料包括炉渣、稻壳、碳化稻壳、沸石、蛭石、粉煤灰、沙子、木炭等。经过多方面改进之后, 土壤处理工艺在渝湛高速公路仰塘服务区、高桥集中居住区、安铺养护工区、主线收费站等11处高速公路场站区开始设计施工并建设完成。
工程施工于2005年12月中旬结束, 随后就开始运行。研究人员分别于2006年3月8日、8月2日和8月8日先后对水质进行了3次监测。水质监测项目包括pH值、悬浮固体 (SS) 、有机物 (BOD和COD) 、氮、磷、石油类以及动植物油脂等。
从处理系统运营8个月后仰塘服务区的8次样品监测结果来看, 在污染物高负荷情况下, 出水水质除pH值基本无变化外, 其他污染物都有显著的去除效果, 污水处理前后各类污染物浓度对比见图1~图6。
研究结果表明, 在渝湛高速公路上采用生态土壤深度处理工艺来处理高速公路服务区污水, 有机物去除率平均在90%以上, 氨氮去除率平均在95%左右, SS和石油类的去除率变化较大, 但一般也在60%以上。出水水质相关项目均优于国家《污水综合排放标准》Ⅱ级标准, 完全达到了中水回用的目标。
在本次试验中, 也发现了部分不够理想的情况, 主要表现在系统运行初期 (2006年3月份) , SS的去除效果只有10%~50%, 氨氮的去除率也是从10%~70%不等, 各试验点数据差异很大。
据推测, 早期SS去除效果差主要是由于服务区污水中的SS主要以有机性的SS为主, 系统的开始阶段SS的去除仅依赖于物理截留, 而不是微生物的物化吸附或植物根系及分泌物的吸附、吸收、吞噬, 而系统正式运行后这一问题就会逐渐消失。
早期氨氮去除率较低的原因比较复杂。氮的去除包括有机氮氨化、硝化等必须依赖于微生物作用, 系统初始运行阶段土壤滤床中的微生物尚未驯化、植物根系吸收作用尚未完善、土壤团粒结构改变、有机碳优先降解等原因都有可能影响早期氨氮的去除效率。对于污染物负荷较低的装置来说, 系统较早进入稳定期, 处理效果相对较好;对污染物负荷较高的装置, 超出设计进水的氨氮浓度, 厌氧处理不够充分, 导致氨氮的处理效果不够理想。
3 结语
近20多年来, 在小型及分散污水处理方面发生了许多变革, 其中最显著的是新技术和硬件的发展以及采用新设备的老技术再使用。在应用于高速公路服务区的污水处理技术中, 一体化生活污水反应器和SBR法都属于典型的采用新设备的老技术再使用, 而MBR法和生态土壤处理用于污水处理则是最近出现的新技术。
渝湛高速公路服务区采用的生态土壤深度处理工艺, 则是属于典型的生态工程技术, 除投资较少、运行中无需电力机械设备、处理效果明显等优点外, 还将污水处理后中水用于草坪绿化和公厕冲洗, 取得了良好的生态效益和景观效果。对于系统运行初期氨氮去除效果较差的原因, 需要提前对污水进行充分的厌氧预处理, 或针对不同服务区的污染物负荷特点开展进一步的试验研究。
农村生活污水可以这样处理 篇8
“污水乱泼、垃圾乱丢”,这是时下一些农村的现实景象。2010年发布的第一次全国污染源普查结果显示,农村污染排放占了全国污染排放的半壁江山,因此,农村污染防治迫在眉睫。
近期一项针对广东省东江、北江、西江流域典型村庄生活污水排放情况的调查显示,目前这些地区96%的村庄没有污水排放管道和处理系统,仅部分住户建有化粪池或沼气池对生活污水进行简单处理,村民生活污水随意排放,并流入河流,威胁人民群众身体健康。
2011年,在广东省环保厅生态处指导下,广东省环境技术中心课题组编印了《广东省农村生活污水处理技术指引》,对各地农村生活污水处理工作进行有效技术指导。
一个原则
广东农村生活污水主要包括厨房污水、洗涤污水、畜禽养殖污水及其他污水,其中厨房污水和洗涤污水约占80~85%。农村生活污水的显著特征为来源分散,间歇排水,日变化系数较大;污水中有机物和氨氮、磷等营养物质浓度高,污水组成复杂,但一般不含有毒物质。
但是,鉴于我省农村现有的经济条件及农村生活污水特点,农村生活污水处理技术和设施应遵循从当地实际情况出发的原则,同时满足成本低、维护少、生态化和效果好四项基本要求。另外,考虑到农村居住的分散性和村落居住的相对集中性以及农村自然条件、环境承载力等差距,农村污水处理技术和设施还应做到应地制宜、分散与集中处理相结合。
两类模式
站在佛山禅城区南庄镇利华员工村污水处理站,我们看到的是一大片碧绿的草地,几十个水泥盖子,不知道的人还以为这里是块公共绿地。
这是因为,利华员工村污水处理站采用的是地埋式(有动力)污水处理设施,这个设施包含小型成套污水处理装置、地下渗滤系统等,有厌氧、好氧或组合工艺装置等。污水经过装置时,经过沉淀、厌氧水解、接触氧化或过滤、生物降解等处理方法得到了净化。这所有的装置都是埋入地下,成为一个小型的地下工程,上面的土地就被利用来种植绿化植物,这是该工艺的最大优点。而且设备运转时噪声小,产生的污泥也少,对周围环境影响非常小。
处理站系统运行全自动控制,现场设一级控制和中央控制系统,其进出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。不过,工程的造价相对就比较高了,利华员工村的系统占地420平方米,日处理规模200吨污水/日,工程投资(仅仅是工程的建设费用)达45万元。因此适宜于土地紧缺,农村新建居住小区,以及人口居住密集的珠三角农村地区。
与利华员工村相比,深圳光明新区观澜镇白花洞村的处理站就显得大气多了,工程占地面积达1500平方米。然而,这并不是白花洞村阔气,而是处理工艺的要求所致。
白花洞村采用“沉淀池+快速渗滤池污水处理工艺”,该工艺主要依靠渗滤系统发挥作用,污水经过渗滤系统接触氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀、氧化、还原等一系列生化作用得以净化。该工程的优点是投资费用省,平均一吨水的处理规模,费用比利华员工村低1000块钱,运行费用也仅是利华员工村的1/3,而且维护管理简便,植物可以美化环境。缺点为污染负荷较低,占地面积较大,夏季可能滋生蚊蝇。
一般来说,该技术适宜于土地较丰富、土壤渗透性较强且为粗粒结构的沙壤或沙土农村地区。白花洞村采用该技术时,所采用人工快速渗滤系统(CRI)是在快速渗滤系统的基础上,采用渗透性能良好的CRI介质(以一定级配的天然河砂为主,并掺入活性矿物填料)。该系统于2003年1月份通水运行,处理效率高,出水可满足绿化用水和冲洗厕中水回用要求。
三种组合
调节水解池,由池体、布水管组成,它依靠厌氧微生物的作用对污水中的有机物进行分解,将大分子有机物转化为小分子有机物,降低后续处理过程中的有机污染负荷。
人工湿地,一种通过人工设计、改造而成的生态型污水处理系统,主要由基质、水生植物和微生物三部分组成,利用生物的吸附作用,将废水中的污染物进行清除。
稳定塘,是对各种类型污水处理塘的总称,是一种利用天然池塘或洼地进行一定人工修整的污水处理构筑物。它利用有机物质的好氧菌氧化分解、有机物的厌氧消化或光合作用来实现对污染物的降解转化。
生物氧化,有机物质在生物体细胞内氧化分解产生二氧化碳、水,并释放出大量能量的过程称为生物氧化。
你可曾想到,这看似毫不相干的四种事物,一旦进行组合,竟然可以成为污水处理设施,而且组合还可以有多种选择。
第一种是调节水解、人工湿地与稳定塘的组合。该设施的出水水质较好,广州市花都区东镇李溪村采用此项技术,建造了规模为700吨污水/日的污水处理设施,服务人口约5770人,污水处理后出水主要污染物指标达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。
该技术首先使生活污水进入调节水解池,截留大部分悬浮物,并将大分子有机物分解成小分子有机物。调节水解池出水进入人工湿地,污染物在人工湿地内经过滤、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除。人工湿地出水进入稳定塘,通过自然氧化分解作用(或配合人工充氧)和水生生物的吸收作用,进一步降低水中污染物。
该工艺投资费用省,直接运行费用低(直接运行费用仅为含电费及人工费,每吨污水处理费用0.05元至0.10元),维护管理简便,出水水质较好,植物还可以美化环境。不过占地面积较大,比较适用于土地相对充足的农村地区。
第二种是调节水解、生物氧化与人工湿地(或稳定塘)的组合。这种组合,占地面积较小,对水质、水量波动有较强的适应性,对污染物的去除效果好。江门台山市川岛镇王府洲污水处理厂,处理的是旅游区生活污水,出水要求较高,采用的就是这种工艺组合。在2009年9月9~10日采样分析发现,当地进入旅游旺季时,处理池进水的各项污染物含量明显比平时提高,但是经过处理后,各项污染物都能够得到有效的去除,污染物浓度得到明显的降低。
工艺虽好,但是建设费用就比较高啦,它比第一种组合高大约1/4,运行费用高约1/2,系统运行管理相对较复杂。适用于出水要求较高的农村地区,尤其是人口居住密集、环境容量较小或者集中连片村庄的生活污水集中处理。
采用这种工艺,污水同样先经调节水解池去除悬浮物后,进入生物氧化池,通过曝气充氧,使氧气、污水和填料充分接触,填料上附着生长的好氧微生物可有效地去除污水中的有机物、氨氮等污染物。生物氧化池出水进入人工湿地或稳定塘,进一步强化处理。
第三种是调节水解与稳定塘的组合。在这种组合中,稳定塘成为主体。污水在塘内经过较长时间的停留、贮存,通过微生物的代谢活动、菌藻互相作用或菌藻、水生动植物的综合作用使有机污染物和其他污染物质得到降解和去除。
这种组合的建设投资、运行费用在三种组合中是最低的,大约是第一种组合的一半。而且便于实施,维护和管理简单。但是该工艺占地面积较大,出水水质不稳定,处理效果受进水水质、气候等因素的影响较大,因此适宜于土地充裕、有天然池塘、处理规模小、出水标准要求不高的农村地区。
广州增城市中新镇坑贝村采用的就是稳定塘工艺的工程,该村设两个污水处理站点,服务总人口600人,设计处理水量120吨污水/日,氧化塘占地面积约520平方米,污水经厌氧水解池和好氧池处理后,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。
农村生活垃圾处理方案 篇9
一、总体要求
(一)指导思想
深入领会《重庆市人民政府办公室关于印发重庆市农村生活垃圾治理工作实施方案(20xx―20xx年的通知》(渝府办发[20xx]203号)、《xx县人民政府办公室关于印发xx县农村生活垃圾治理工作实施方案的通知》(xx府办[20xx]98号)文件精神,进一步完善工作机制,全面推进农村生活垃圾治理工作,加快建设整洁卫生、环境优美、和谐宜居的美丽农村。
(二)工作目标
按照县上“五个一”的统一要求,完善管理机制,完成我镇农村存量生活垃圾治理工作目标任务,确保我镇90%以上农村生活垃圾得到集中处理。
20xx年1月至2月底,完成农村生活垃圾工作机制建设和摸底调查,制定20xx年度农村生活垃圾治理工作实施方案,全面启动农村生活垃圾治理工作。
20xx年3月至6月底,完成辖区内60%存量垃圾治理。
20xx年7月至11月底,完成辖区内所有存量垃圾治理,50%以上农村垃圾得到有效处理。完成3个贫困村农村生活垃圾专项治理及农村环境综合整治。
20xx年年底前,所有农村居民聚集点生活垃圾得到有效治理,70%以上农村生活垃圾得到有效处理。全面完成贫困村农村生活专项治理及农村环境综合整治。
20xx年年底前,除偏远散居农户外,基本实现农村生活垃圾集中处理全覆盖,90%以上农村生活垃圾得到有效处理。
二、主要任务
(一)目前现状
1、九龙村、无山村、建设村、红马村、龙潭村、五龙村、高治社区的河道、主干道两旁未发现明显暴露生活垃圾;亭子村、百步村、邓坪村、义和村、丰竹村、高治社区、建设村主干道两旁未发现明显暴露生活垃圾。
2、岔河村岔河子至岔河3组1.5公里河道地段、市场社区上拱桥至下拱桥1公里河道地段有明显暴露生活垃圾,规划区龙潭山庄桥下,马口湾堰塘外至赵大祝房前800米河沟地段、草坪村办公室及小学区域、摇钱沟至马口湾区域、市场社区、xx社区、华吉村、亭子村、食品组公路外河坎坝边有较多存量生活垃圾,收运困难较大。
(二)工作任务
1、对目前存在存量生活垃圾的村(社区)立即进行清运处理,以后按照县上“户集、村收、乡镇转运、区域处理”的模式,建立“五有”长效机制,不断完善我镇农村生活垃圾治理网络体系。
2、在全镇范围内广泛开展农村生活垃圾治理宣传教育工作,引导农村居民增加环境保护意识、社会公德意识,切实改善农村人居环境。
三、工作步骤
(一)筹备启动阶段(20xx年xx月至20xx年xx月)
20xx年1月底,按照县上通知要求,成立xx县xx镇农村生活垃圾治理领导小组,完成xx镇农村生活垃圾治理工作实施方案。20xx年2月底,我镇全面启动宣传动员工作,同时也启动了存量生活垃圾治理和设施设备采购建设相关工作。
(二)全面实施阶段(20xx年xx月至至20xx年xx月)
加大人财物投入,全面启动我镇农村生活垃圾治理工作,逐年完成治理目标任务。基本建成农村生活垃圾治理工作体系,全面实施农村生活垃圾治理工作,完成我镇所有存量垃圾清运处理工作。
(三)总结评估阶段(20xx年xx月至20xx年xx月)
对农村生活垃圾治理工作进行自检评估,总结经验,提出下一阶段工作目标和计划,形成长效管理机制,顺利迎接县上验收。
四、保障措施
(一)加强组织领导
我镇成立农村生活垃圾治理工作领导小组,专门解决我镇农村生活垃圾治理工作中出现的难题,必要时将召开镇领导班子集体办公会进行研究讨论解决。
各村村委是本次农村生活垃圾治理工作责任主体,应高度重视,要把农村生活垃圾治理工作纳入到重要日程上来,建立长效工作机制,落实责任,确保农村生活垃圾治理工作顺利推进。
(二)加强经费保障
农村生活污水分散处理技术 篇10
关键词:太湖;吴塘村;化粪池;接触氧化;人工湿地
2007年江苏省持续高温少雨,太湖水体富营养化严重,5月28日,太湖无锡段梅梁湾爆
发了大规模的蓝藻侵害,无锡市城区牵龙口水厂和南泉水厂的水源先后遭受污染而停用,严重威胁生活饮用水的安全。这次大规模的蓝藻爆发再次向人类敲响警钟,解决太湖流域的富营养化问题,寻找有效的对策,已成为迫在眉睫的重大任务。
太湖水体污染主要来源于内源和外源,内源主要是湖底淤泥和水体中营养物质;外源主要为城市生活污水、工业废水、降水等,来源众多且复杂,对太湖水体污染贡献大,因此本文主要研究外源的控制。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[1]。全国农村每年产生生活污水约80多亿吨,而96的村庄没有排水渠道和污水处理系统,生活污水随意排放[1]。太湖周边分布着大量的农村,农村生活污水对太湖富营养化贡献较大, 图1无锡市吴塘村
并且有分布广而且分散,水质、水量波动性大,水
中氮、磷含量较高等特征。
根据目前我国广大农村地区社会经济发展状况、污水处理与水环境保护要求,农村污水
处理主要采用化粪池、人工湿地、稳定塘、土壤渗滤、生物膜法等几种适合农村实际的污水处理工艺技术[2],其中化粪池因造价低和管理方便为大多数农村所采用。笔者尝试将人工湿地和生物膜法与化粪池结合起来,设计一套适合太湖周边农村地区的生活污水处理方式。1.研究区域的选择 2.处理工艺的选择
我国农村居住相对分散,经济力量也相对薄弱,部分经济条件比较好的农村修建的住宅大都安装了配套的卫生器具、给水管、排水管,设计了卫生间,可是缺乏完善的下水道系统 [3],大部分农村生活污水主要通过现有的截污沟渠直接排到附近水体里或者下渗至土壤里,成为水体主要的面源污染。对于农村的分散生活污水的处理方式,造价低廉、工艺简单、处理效果有保证、运行维护简便是首要的原则。目前农村实际中使用较多的污水处理技术主要有化粪池、人工湿地、稳定塘、土壤渗滤、生物膜法等。2.1化粪池
化粪池又名殷夫池,是20世纪初德国人创造的,作为我国城镇生活污水主要局部处理构筑物被普遍采用,在消除病原体、减少污染等方面曾经发挥了巨大的作用。化粪池的功能是接收、贮存家庭生活污水。池内分为漂浮层、淤泥层和中间清水层三个区域。它除了能截留生活污水中的粪便、纸屑和病原虫等杂质的50和去除BOD的20以外、还可以减轻污水处理厂的负荷或减轻对水体的污染。沉淀下来的污泥经3~12个月的厌氧分解、酸性发酵脱水熟化后能转化为稳定状态可清掏出做肥料[4]。目前化粪池的池型主要有旧式化粪池、改良式化粪池、立体多槽式化粪池、好氧曝气式化粪池、灭菌化粪池[5]、集成式生物化粪池[6]、无害化化粪池[7]、新型生物处理化粪池[8]等,化粪池的改造具有潜力。2.2人工湿地
人工湿地(ConstructedWetland)是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统,这是发达国家近十年来才兴起的生态处理法[9]。第一个完整的人工湿地试验始于1974年德国的Othfrensen湿地[10]。其基本原理是:在一定的填料上种美人蕉、富贵竹、芦苇等特定的植物,将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地上,当富营养化水(如生活污水等)流过人下湿地时,经沙石、土壤过滤和植物根际的多种微生物活动,使水质得到净化[9]。
人工湿地污水处理技术可处理氮、磷含量较高的污水,还可作为二级污水处理后接的深度处理工艺。人工湿地主要分为潜流人工湿地和表面流人工湿地。按水流方向又可分为垂直流人工湿地和水平流人工湿地。处理等量的污水,潜流系统用地要比表面流人工湿地少,运行维护简单。表面流人工湿地多发的臭味和蚊蝇滋生在潜流系统中很少出现[11][12]。人工湿地的缺点是需要大量土地,并要解决土壤和水中的充分供氧问题及受气温和植物生长季节的影响等问题。
垂直流人工湿地由下行流和上行流方式的两池组成。吴振斌、成水平等人对垂直流人工湿地小试系统进行测试,对受污染地面水体中的CODcr、BOD5和TSS的去除率分别为53.6、78.7和80.2。对细菌、总大肠菌、粪大肠菌和藻类的平均去除率分别达99.4、85.9、89.7和97.7。对KN、NH4+-N和TP的平均去除率分别为39.2、16.5和25.8[13]。参考该系统进行设计,可有效降低出水氮、磷含量,不难想象最终出水能达到水功能区划的要求。2.3稳定塘
利用稳定塘处理污水可充分利用地形,基建和维护费用低,并能实现污水的资源化,但占地面积大,处理效果易受气候影响,在我国难以普及[14]。太湖周边地区土地资源宝贵,且冬季气候较低,不利于使用。2.4土壤渗滤
该系统将污水投配到土壤表面具有一定构造的渗滤沟中,污染物通过物理、化学、微生物的降解和植物的吸收利用得到处理和净化。该技术对悬浮物、有机物、氨氮、总磷和大肠杆菌的去除率均较高,一般可达70~90,而且基建投资少、运行费用低、维护简便,整个系统埋在地下,不会散发臭味,能保证冬季较稳定的运行,便于污水的就地处理和回用该技术具有很强的技术和经济优势[1]。但是,该技术须保证处理效果,否则容易对地下水造成污染。2.5生物膜法
生物膜法有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化和生物流化床四种,是分散生活污水处理主要应用的一种人工处理技术,包括厌氧和好氧生物膜两种。厌氧或好氧微生物附着在载体表面,形成生物膜来吸附、降解污水中的污染物,达到净化目的。该方法设备简单、运行成本较低,处理效率高[1]。
3.接触氧化-湿地-无动力充氧化粪池设计 3.1化粪池体积设计
根据《给水排水设计手册第2册-城镇排水》和《02S701砖砌化粪池》上相关计算公式和设计要求,化粪池最小一般不小于2m3,水面到池底距离不小于1.3m,尺长不小于1m,池宽不小于0.75m。
本设计中化粪池有效容积只考虑前两格计算,容积比为3:2,取有效池长为2.0m;尺
高1.7m,其中保护层高度400mm;池宽取0.8m。故总容积为V=2.0×1.7×0.8=2.72m3。3.2下行流-上行流人工湿地设计
人工湿地的深度一般是按水生植物根系自然扩展的深度来设计的,多数为0.6~0.7m[15]。本设计人工湿地由串联的0.5m×0.8m×0.8m两个池组成。
填料:底层铺10cm厚的碎石(直径5mm左右),上层为砂(直径0~4mm)和土壤的混合,其中下行池砂土深0.6m,上行池砂土深0.5m,下行池填料高于上行池10cm。
水生植物:选择美人蕉和香蒲混合栽种。
进出水管线布置:进水干管为直径110mmPVC管,另设四根直径75mmPVC管,出水管布置方式相同[14]。
3.3结构设计和原理
笔者阅读了大量化粪池和人工湿地相关的文章,从中受到了一些启发,并尝试进行化粪 池改良设计及与人工湿地联用处理无锡市吴塘村生活污水。笔者构思的接触氧化-湿地-无动
力充氧化粪池处理流程和构造分别如图2和图3。
图2接触氧化-湿地-无动力充氧化粪池处理流程 4 1-腐化沉淀槽;2-厌氧接触氧化槽;3-最终沉淀槽;4-下行流-上行流人工湿地;5-无动力跌水充氧槽
图3接触氧化-湿地-无动力充氧化粪池
(1)腐化沉淀槽:粪便污水及其他生活污水混合后首先进入腐化沉淀槽。该槽占总有效容
积的75,为厌氧环境,污水中的有机物在此腐化,主要去除部分BOD5、SS和进行反硝化,污泥和比重较大的悬浮固体会沉淀到有一定的坡度底部,比重较轻的悬浮固体上浮至水面,中间层液体较原污水澄清。上层浮渣和底层污泥需定期清掏。
(2)厌氧生物接触氧化槽:该槽设在腐化沉淀槽右上侧出口前,槽中铺有厚度为20cm的填料层,填料上下为格栅,连同填料层做成盒子状,填料皆为永久性的刚性填料,无需更换,但可定期取出检查生物膜附着情况。底层和上层为直径50mm左右的鹅卵石,中间为塑料制成的多折片球型填料,材料密度要比水大,主要作用是过滤,附着生物膜,降低流速。
(3)最终沉淀槽:该槽与厌氧生物接触氧化槽用两个直径10cm的正方形孔相连,主要作用是进一步沉淀分离污水和污泥,以及去除BOD5、SS和进行反硝化,中间层清水通过莲蓬弯流至人工湿地。该槽也需定期清掏。此外上述三槽会产生甲烷、氨气、氮气等气体,需设通风管连通,由于甲烷纯度低,气体量少且难以分离,故通过通风管直接放空。
(4)下行流-上行流人工湿地:通过前面腐化沉淀槽,厌氧生物接触氧化槽和最终沉淀槽的处理,进入人工湿地的污染物负荷将有效降低,此人工湿地由串联的两个池组成,分别为下
行流和上行流。底层铺直径5mm左右的碎石连通两池,上层为土壤和直径0~4mm的砂混
合,下行池填料高于上行池10cm,以克服人工湿地的水头损失。一般的单一垂直流人工湿地水从上往下流,出水水位大大较低,在埋深较深且出水水位较低的无动力化粪池中使用,最终出水口很可能因过低而容易被淹没,而下行流-上行流人工湿地可以克服这个不足,能够提升水位,而且众多试验表明出水效果要比单一垂直流人工湿地好。水生植物可选择美人蕉和香蒲等普遍的植物,定期收割。下行流-上行流人工湿地相当于一般污水处理的深度处理,尤其在去氮除磷有很高的处理效率。
(5)无动力跌水充氧槽:该槽相当于出水前的集水槽有集配水功能,并且与大气相通,可通过里面三层铺有鹅卵石的表面粗糙的阶梯式跌水板进行复氧,可有效抑制水的发臭和提高透明度。出水最终通过截污沟渠排至附近水体或者下渗补给地下水,大大降低了对受纳水体的污染。
3.4经济可行性分析
无锡市吴塘村几乎每户都修建有化粪池,粪便污水与其他生活污水分流排放,接触氧化-湿地-无动力充氧化粪池无需采用好氧曝气和提升装置,仅通过污水的自流完成,无动力消耗,运行费用极低;管理方便,如普及太湖周边农村地区,当地政府环保相关部门可定期检查及安排吸粪车集中吸走底层污泥和撇去上层浮渣。接触氧化-湿地-无动力充氧化粪池的建造费用与传统旧式化粪池相比略高一些,但两者有着几乎相同的运行管理费用,对于吴塘村乃至太湖周边农村仍然是可承受的。4.总结
本设计着重创新,将人工湿地和生物膜法与化粪池结合起来,设计出生物接触氧化、人工湿地和无动力跌水充氧三者联合的接触氧化-湿地-无动力充氧化粪池。构思切实可行,今后有机会将试点进行试验而不断改进。通过对比其他相似的化粪池池型和人工湿地试验结果,不难想象接触氧化-湿地-无动力充氧化粪池出水水质较好,满足水功能区划的要求,甚至能达到一级B标准。从而可以减少对太湖周边地区地表水环境和地下水的污染,同时还能缓解太湖的富营养化问题,保障太湖流域的经济持续繁荣发展。
参考文献
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