分散式农村污水处理技术范例6篇

分散式农村污水处理技术

分散式农村污水处理技术范文1

关键词:农村生活污水;施工质量;堵塞;人工湿地模块化

中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:16749944(2016)02004503

1引言

由于过去农村长期粗放式的发展,致使我国农村约59万个村庄面临严重的环境污染问题。在环境污染治理方面,生活垃圾处理仅占1/3,生活污水处理更是不到10%。 2015年环保部指出:在“十三五”期间全国将新增完成13万个建制村环境综合整治,农村水污染整治刻不容缓。目前,针对经济发展相对落后、技术水平有限的农村地区,我国应用的主要分散式处理技术有土地处理技术、人工湿地技术、厌氧生物处理技术、稳定塘技术、生物膜处理技术以及膜反应器[1~4]。其中,人工湿地作为一种成本低、灵活、易于管理维护的分散式污水处理设施而获得更多关注[2,5~7],这也给发展中国家的生活污水处理提供了理想的选择[8]。研究表明:人工湿地对有机污染物有较高的处理效率[9],出水可通过农业灌溉等方式回用[10]。

然而,相比于排放集中的城市生活污水,农村生活污水因人口居住分散具有排放分散、污水量小[11,12]的问题,施工队伍的施工水平难以保证人工湿地生活污水的处理效果,同时,堵塞后的维护问题是阻滞人工湿地推广应用的最大障碍[13,14]。因此,在借鉴国内外人工湿地先进处理技术的基础上,立足于中国国情,国内学者在人工湿地的施工质量、堵塞等方面做了诸多探索。

2农村生活污水分散式处理现状

2.1农村生活污水的污染现状及水质特征

20世纪80年代开始,我国农村水环境质量不断恶化,近几年每年生活污水排放量有80亿t。目前农村水环境问题主要表现在:①工业点源污染,乡镇企业和集约化养殖场布局不当、污染治理力度不够导致的污染;②农业面源污染,现代农业生产手段的过度使用带来的污染;③生活源污染,乡镇等农村聚居点因缺乏规划和环境管理滞后造成的污染。其中,生活污水因人口居住分散、经济基础薄弱、地形条件复杂[15]不便进行集中处理。

农村生活污水是指农村居住分散的居民生活过程中粪便及其冲洗水、洗浴污水和厨房污水等[16,17],还包括一些农村分散养殖过程中所产生的污水。农村生活污水含有机物质、氮磷营养物质、悬浮物及病菌等污染成分,各污染物排放质量浓度一般为: CODCr为250~400 mg/L,氨氮为40~60 mg/L,TP为2.5~5.0 mg/L。中国农村生活污水主要水质特征有以下几点:农村村镇人口较少,分布广泛且分散,大部分没有污水排放管网;农村生活污水浓度低,变化大;大部分农村生活污水的性质相差不大,水中基本上不含有重金属和有毒有害物质,含一定量的氮、磷,水质波动大,可生化性强;不同时段的水质不同;厕所排放的污水水质较差,但可进入化粪池用作肥料[18]。因此,根据农村生活污水的水质特点,适合用生物法进行处理。

2.2农村生活污水分散式处理现状

目前,在农村生活污水的治理过程中,分散式污水处理已成为国内外生活污水处理的一种理念和方法[19]。国外较早对于农村生活污水分散处理技术展开了相关研究,并积累了一定经验[20],形成了较为完善的体系。

我国从20世纪80年代开始开展生活污水分散式处理的研究工作,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。在我国农村常用的分散式污水处理工艺主要有:化粪池、沼气发酵、垂直流人工湿地、土地快速渗滤系统、高效藻类糖等以及上述各种工艺的组合[21~26]。例如,在上海针对相对落后的松江地区使用稳定塘、土壤入渗的人工湿地系统、稳定塘处理系统处理农村生活污水,展现出良好的可行性[27];朱海波等[28]在陕西关中农村采用水解酸化池和人工湿地组合工艺,并提出冬季运行管理技术要点,确保了污水处理效果的稳定。

然而,受到经济条件和环保意识的限制,农村生活污水整体处理率仍然很低[1]。人工湿地作为一种灵活、成本低的分散式污水处理措施同样面临施工质量、堵塞的问题,这限制了人工湿地的推广应用[13,14,29]。

3模块化人工湿地在处理农村生活污水

中的应用我国第一座人工湿地于1987年建成[30],随后约有450座人工湿地系统相继建立。截至2012年,人工湿地已占农村生活污水的20%。但是堵塞问题往往制约着人工湿地的推广应用[31];同时,处理农村分散式农村生活污水的问题在于,工程量太小,专业施工队伍参与的积极性不高,由村里的施工队施工的质量难以得到保证。人工湿地模块化是解决以上问题的可行思路,通过模块化和系列化实现施工过程的标准化,可以有效解决人工湿地基质堵塞后的快速更换及农村施工队伍专业化程度不高的问题。在我国,现有的人工湿地模块化设计思路主要有以下3种。

3.1单元型模块化人工湿地

将人工湿地分为一个独立的填料单元,两个单元可以交替运行实现人工湿地的轮休以解决堵塞问题。

张统等[32]公开了一种快速装配式人工湿地填料单元,系统自上而下包括,土壤层、隔土层、承托层、人工填料单元层、卵石承托层、防渗层(图1),工厂可进行批量生产,方便装配施工,组建的人工湿地污水处理系统生物量大,水力停留时间短,处理效果好,并且系统不易堵塞、可修复、运行费用低、土地可复用。

3.2筐篮型模块化人工湿地

筐篮型人工湿地是指在不影响人工湿地内部水流前提下用一定尺寸的外部网状结构将基质一块块框起来,筐篮直接的缝隙利于供氧,同时方便人工湿地的施工及后续维护。章北平等[33]发明了一种长、宽、高为100~1 000 mm的盒状无盖筐篮结构(图2),壁厚2~4 mm,外框上有多个穿孔,可实现规模生产,质量稳定,便于现场安装施工,所用模块有多种尺寸,可根据实际情况进行改装和拆卸,能够节省人力物力,降低成本。

3.3粘结型模块化人工湿地

粘结型模块化人工湿地是指在尽量不影响人工湿地基质处理污水的情况下,用粘结剂将基质粘结起来做成块状基质并应用于人工湿地的技术。尧平凡[34]针对垂直潜流人工湿地堵塞问题提出表层布水系统基质模块化的思想,即用骨料、水泥、水、减水剂为原材料制备成多孔混凝土砖块,堵塞时可以实现快速更换,在施工

上解决堵塞问题;王晟等[35]利用高炉渣、粉煤灰、水泥为粘结剂发明了小型人工湿地的模块结构,模块分为有管模块和无管模块,有管模块中含穿孔管用于输送污水,无管模块不含穿孔管在湿地中起支撑、蓄水和布水作用,模块由套网、轻质填充料和穿孔管组成,易于搬运安装,可由非专业施工队伍完成,应用于农宅房前屋院;曾丽璇等[36]将电厂废弃物粉煤灰作为人工湿地填料的材料,结合碎石、水泥和萘系高效减水剂根据正交实验得到所用碎石级配10~16 mm,粗骨料∶水泥∶粉煤灰∶水的质量比为1∶0.15~0.20∶0.05~0.1∶0.06~0.08,减水剂按水泥和粉煤灰总质量的1%~2%添加,并应用于水平潜流湿地取得比传统人工湿地更好的处理效果。Park等[37]在多孔混凝土净化污水的实验中得出:浸泡在污水中的多孔透水混凝土的多孔结构提供了适于微生物生长的生存环境,可以去除90%的总悬浮颗粒物、65%的总磷和80%的总氮。因此,将多孔混凝土应用于人工湿地基质有广阔的应用前景。

2016年1月绿色科技第2期

4结论与展望

基于模块化设计思路的人工湿地充分考虑了我国农村施工水平的实际情况,利用核心技术集中生产模块化产品,然后将其应用于农村分散式生活污水,不仅人工湿地施工质量得到保证,而且无需专业的施工队伍,日后对于人工湿地产生的堵塞问题也可根据堵塞周期进行定期统一的更换,有利于长时间的维护管理。

目前,在农村生活污水分散式处理方面人工湿地模块化产品还没有统一的制备标准,包括原材料的选取、尺寸的统一、制备的工序等。单元型模块化人工湿地尺寸较大,现场布置会受限制;筐篮型模块化人工湿地基质筐篮的孔隙尺寸及密度可能会影响人工湿地进水的流动状态;粘结型模块化人工湿地中的粘结剂会改变基质成分,需要对模块化人工湿地生活污水处理效果进行大量的理论实验研究,并与传统人工湿地处理效果作比较,确保模块化人工湿地的可行性,为将来人工湿地在农村生活污水分散式处理中的推广提供参考价值。

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分散式农村污水处理技术范文2

关键词:饮用水源地 一体化膜生物反应器 污水处理

中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:

为了切实加强饮用水源地保护,建设好城市备用水源,杭州市余杭区政府2011年启动了饮用水源地环境综合整治工程。本项目地处杭州市余杭区东塘村,位于备用水源地三白潭(湖泊)水域中间。该区块污水排出将直接影响三白潭备用水源水质。根据现场调查,东塘村排水系统目前存在着以下问题:

(1)排水工程设施不完善

现状排水体制为雨污合流制,大多农居只有渗漏型的化粪池,合流污水就近分散排入附近水体。整个区块没有污水管道及污水泵站。

(2)近几年没有道路建设计划

东塘村现状均为村级道路,无列入建设计划的规划道路。

(3)污水收集管道建设困难

农居大多紧邻水体,四周空间狭窄,敷设污水管道困难。若将污水统一输送至现状污水系统,需建设大量长距离倒虹管,难于实施。

1、工程总体方案

由于三白潭农居地周边水网密布,将整个村落分隔成很多区块,没有条件敷设统一的污水收集干管。如果通过分片区泵站加压输送的方式,出水管道将穿越很多水塘或河道,需要设置很多倒虹管,施工非常困难,造价也较高,可实施性小。因此,项目范围内污水处理采用分散处理模式。

2、工程规模

根据东塘村地形现状,污水分散为24个片区进行处理。按分散后的各个片区分别进行远期污水量测算。污水量计算采用用水量乘产污系数。工程范围内共有农户306户。根据《镇(乡)村给水工程技术规程》(CJJ123-2008),结合本项目实际,最高日人均生活用水量指标取180升/人•日。产污率取0.85。计算得: 24个分散处理设施规模为3~40吨/天。合计污水量为216.1吨/日。

3、设计进出水水质

工程范围内没有工业企业,为典型农村生活污水。主要包括洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水。同时由于地处水源保护地,出水水质执行《城市污水再生利用、城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)标准。

参照周边及类似农村污水处理站进水水质,设计进出水水质如表1所示:

表1 设计进、出水水质

4、分散处理技术

4.1国内外分散处理技术主流工艺

分散处理技术在发达国家已有非常成熟的技术。近年来我国在滇池流域、太湖流域等农村污水处理也有不少成功的应用。目前常见的分散处理技术主要有:

(1)日本的净化槽和膜分离净化槽[1,2]

小型净化槽主要采用厌氧滤池与接触氧化池、生物滤池或移动床接触滤池的组合工艺;而膜分离净化槽一般由一级处理设备、膜分离组件、消毒设备等组成。

(2)欧洲的小型污水处理系统[3,4]

挪威等国家以SBR、移动床生物膜反应器、生物转盘、滴滤池技术为主,并结合化学絮凝除磷的集成式小型污水净化装置,如Upo2nor、BioTrap和Biovac等。

(3)澳大利亚的Filter处理系统[4]

澳大利亚的filter处理系统是将过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统。

(4)土地渗滤污水处理技术

土地处理系统是通过对污水合理投配, 充分利用土壤的吸附能力、土壤微生物降解能力及植物的吸收, 使污水得到净化的一种污水处理工艺 。

(5)氧化塘污水处理技术

氧化塘污水处理技术主要是利用菌藻的共同作用来去除污水中的污染物。

(6)人工湿地处理技术

人工湿地系统一般由人工基质(多为碎石)和生长在其上的沼生植物(芦苇、香蒲、灯心草和大麻等)组成,是一种独特的“土壤―植物―微生物”生态系统,利用各种植物、动物、微生物和土壤的共同作用,逐级过滤和吸收污水中的污染物,达到净化污水的目的。

(7)一体化埋地污水处理设施

一体化地埋式污水处理系统一般以厌氧生物处理为主, 后接兼性生物滤池, 系统类似A/A/O工艺, 主要由水解沉淀池、生物滤池和接触氧化槽组成。

(8)膜生物反应器

膜生物反应器是将生物处理和膜分离技术相结合而形成的高效污水处理新工艺。膜的孔径在0.1-0.4微米,具有高效的截留作用和分离作用,将微生物完全截留在反应器内,使废水中的污染物高效降解和高效分离,得到优质的出水。该工艺具有占地积小(可地埋),高效节能、智能化控制、能耗低、处理水质好、全自动运行等优点。

4.2分散处理技术选择

东塘村污水主要特点为:(1)农村污水日变化系数大、间歇排放;(2)东塘村由于水体多,可用于设置污水设置污水处理设施的空地较少;(3)地处饮用水源地,对污水处理程度要求高。

基于以上特点,应选择处理水质好、占地少、抗冲击负荷能力强、管理维护简单的污水处理工艺。对比上述主流分散处理技术各自特点,选择膜生物反应器为分散处理技术。

5、分散处理设施设计

5.1工艺流程

污水处理采用膜生物反应器技术,污水进入膜处理单元前,设置格栅和调节池。整体工艺流程为:

图1工艺流程图

5.2污水处理构筑物设计

共有24座分散处理设施,每座处理设施包括调节池、膜生物反应器一体化设备及设备间三部分。

(1)调节池

格栅、调节池合建为调节池,钢砼结构,地埋式。格栅采用人工格栅,栅条间隙采用2mm。调节池容积按停留时间大于12h确定。并设置微型潜水泵将污水提升至膜处理一体化设备。构筑物具体尺寸根据各分散处理规模和进水管标高确定。

(2)膜生物反应器一体化设备

膜处理采用一体化设备,处理单元包括预处理池、膜池、污泥池、清水池等。应同时具有去除有机物、脱氮除磷功能。并配置消毒设施和配备PLC控制柜。由于要求占地小,考虑采用一体化地埋设施。具体规模根据各分散片区污水量确定。

(3)设备间

设备间中设置风机、抽吸泵、PLC控制柜等。采用成套装置,有膜处理一体化设备厂商配套提供。设备间采用8m2。

6、污水收集管道设计

各片区污水收集管道采用d200 HDPE排水管。由于现状村间道路大多单一狭窄,施工时极易对居民出行造成影响。因此污水管道敷设尽量避开交通干道。

7、工程投资

工程内容主要为分散处理设施和对应收集管道建设,共24个片区。工程费用约为930万元,吨水投资约为4300元/吨。

8、结语

对于远离市政管网,没有截污纳管条件地区,污水处理采用分散处理模式。针对饮用水源地对污水处理程度要求高的特点,采用膜生物反应器。采用该处理工艺有出水水质优,占地少,管理简便等优点。

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分散式农村污水处理技术范文3

1苏州农村生活污水排放现状

1.1水环境特点与污染特征

苏州境内河网交织,湖泊众多,全市各级河道有2万多条,大小湖泊有300多个,水域面积占全市总面积的42.5%。太湖流域的6个大中型湖泊(湖泊面积≥40km2)中,80%的太湖湖区和50%的淀山湖湖区、阳澄湖和澄湖的全部湖区均在苏州市境内。苏州沿湖区域经济发达,人口密度大。其中,全市7472个农村集居点中有1727个在太湖一级保护区内,农村常住人口有48.22万人;位于阳澄湖水源水质保护区内的农村集居点有586个,农村常住人口为24.64万人。近年来,随着苏州城镇生活污水处理工程的有效实施,农村生活污水的直接排放以及农田灌溉退水等对区域河网水系污染以及太湖流域水环境的影响日益凸显。与城市生活污染以及工业点源污染相比,农村生活污染特征主要表现为:①污染面广且分散,难以收集;②污染物来源多,水质复杂,除了生活与生产排放的污水外,还包括人畜禽粪便以及生活垃圾堆放渗滤而产生的污水;③排放量增长快,变化幅度大;④处理设施缺乏,污水处理率低。总体而言,苏州市地表水污染属综合型有机污染,主要污染指标为NH3-N、TP、CODMn或COD。

1.2污染源调查

目前,苏州市现有农村户籍人口为357.6万人,其中农村常住人口约85.96万户,共计293.25万人。与城镇相比,苏州农村人口居住分散,生活污水收集系统和处理设施缺乏,零星的分散式污水处理设施的运行和管理也不到位。未经处理的生活污水任意排放,自流到地势低洼的河流、湖泊及排水沟渠塘等地表水体中,严重威胁区域乃至太湖流域水环境与生态。根据2008年苏州各区及县级市的农村人口在太湖一级保护区和阳澄湖一级保护区的分布情况及集居点分布可知,太湖一级保护区农村生活污水治理重点在于吴中区和吴江市,其农村生活污水排放量(分别为1380.0×104、1667.6×104m3/a)及污染物负荷均较大;阳澄湖一级保护区农村生活污水排放与治理重点在于相城区和常熟市(农村生活污水排放量分别为803.0×104、2415.9×104m3/a)。

1.3污水排放体制

随着我国社会和经济的发展,农村生活污水任意排放、生活设施不健全及相应的管理水平落后等原因,造成了农村水环境的恶化乃至对区域水环境的影响日益凸显的现状。据统计,农村生活源与农业面源占太湖富营养化污染物NH3-N、TP排放总量的比例分别为77%、66%[3]。农村生活污水的收集与排放直接影响生活污水的收集率和处理设施的运行效果,苏州农村生活污水主要存在三种排放体制,具体见图1。此外,排水系统的平面布置可分为直排式、分散式和集中式。图1苏州农村生活污水排水体制Fig.1DrainagesystemofruralsewageinSuzhou随着苏州城镇化水平的逐步提高,村庄较为密集的地区可能成为未来集聚化发展的农村社区。因此,其排水系统的规划可适当采用较高标准,并充分考虑未来发展的余地和具有一定的超前性,积极推行雨污分流排水体制。即使目前不具备建设雨污分流排水体制的经济能力,也应从长远规划着眼,先建设污水管网,并为未来雨水管网的建设留有余地,以实现远期逐步向雨污分流制过渡的目标。目前,苏州城镇新区一般实行雨污分流的排水体制,周边农村地区应与城市新区排水系统相协调,采取雨污分流制。对于地下适宜(具有坡度)的地区可考虑排水管网一次规划、分期施工的不完全分流制排水系统,即先修建分流制的污水排放系统,而缓建雨水排放系统。

2苏州农村生活污水治理的实施

2.1常用处理工艺的选择

与城镇相比,苏州农村地区人口密度相对较低,分布广而且分散,其生活污水与城市生活污水有所差异。农村用水一般以河水、井水和自来水三者结合使用,农村生活污水主要是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水,也包含生产经济活动的排水,水量因地区经济程度的差异而不同。农村生活污水一般具有排量小、所含有机物浓度相对偏高、日变化系数大(一般为3.0~5.0)、间歇排放等特点。因此,所选污水处理工艺应抗冲击负荷能力强,且宜就近独立处理的方式;同时,污水处理应充分考虑造价低、运行费用少、低能耗或无能耗的工艺;此外,所选工艺应具有运行管理简单和维护方便的特点。苏州农村污水处理独立设施目前所采用的工艺主要有22种,包括地埋式氧化工艺、地埋式微动力氧化沟、SBR、强化SBR、小型XSBR生活污水处理工艺、智能化小型膜生物反应器(KY-M)工艺、气升一体化高效处理工艺、KOT生物处理技术、生物转盘、A/O、地埋式A2/O、复合生物水处理技术、高效曝气生物滤池、塔式蚯蚓生态滤池、均流式生态复氧滤床+平流潜行生态湿地组合工艺、海沃特复合生物水处理系统(复合生物滤池+人工湿地)、生态湿地、分散式人工生态湿地床、微动力生化+景观绿地、多介质生态处理技术、人工生态绿地处理系统及A2O+MBR、AO+接触氧化、BAF一体机。可见,苏州各区县农村污水的处理工艺形式多样,多侧重于节约用地、运行费用低和处理高效的一体化系统,通常包含厌氧、好氧工序,强化了对氮磷营养物质的去除,以及采用土地生物处理系统等。此外,根据江苏省建设厅《农村生活污水处理适用技术指南(2008试行版)》的推荐,适于苏州等太湖流域农村生活污水处理技术的工艺包括“厌氧滤池—氧化塘—生态渠”、“厌氧—跌水充氧接触氧化—人工湿地”、“厌氧—滴滤池—人工湿地”、“厌氧—(接触氧化)—人工湿地”和“地埋式微动力氧化沟”等,这些处理工艺在苏州农村污水处理实践中均有所体现。

2.2苏州农村生活污水治理实施现状

截至2009年底,苏州累计完成476个农村集居点的生活污水治理工程建设,为农村集居点总数的6.4%,服务人口为26.1万人,为农村常住人口的8.9%。其中,166个集居点(服务人口为10.65万人)采用接管方式进行污水治理,通过敷设污水管网将集居点内的生活污水收集后输送至城镇污水处理厂进行处理;293个集居点(服务人口为15.20万人)采用建造独立处理设施的方式进行污水治理,通过敷设管网将集居点内的污水集中收集,就地建造独立处理设施进行处理;17个集居点(服务人口为0.28万人)采用分散型人工湿地的方式进行治理。建造的独立设施和人工湿地累计处理规模为2.86×104m3/d,累计投资达2.22亿元。其中,包括太湖一级保护区范围内的131个农村集中居住点,服务人口为3.8万人,为区域农村总人口的7.9%。61个集居点采用接管方式,其余70个集居点为独立设施,独立设施处理规模总计为3806m3/d,服务人口为1.8万人。阳澄湖水源水质保护区完成19个农村集中居住点的污水处理,服务人口为1.46万人,占区域内农村总人口的6.1%。12个集居点采用接管方式,其余7个集居点对污水进行收集后采用建造独立设施进行处理,独立设施处理规模为6265m3/d,服务人口为0.53万人。据调查统计、分析与测算,截至2008年苏州通过接管、建造独立设施或分散型人工湿地等污水治理工程,共完成26.1万农村人口的生活污水收集和处理,污染物削减量统计结果见表1。总的来看,苏州农村生活污水处理率仍然处于一个较低的水平,无论对于农村集居点或服务人口来说,生活污水处理率均不到10%,远低于城镇生活污水和工业废水的处理率。因此,对农村生活污水进行综合治理,改善区域水环境刻不容缓。

2.3生活污水处理工艺综合分析

截至2009年,综合苏州已运行的农村生活污水处理工程,统计得出其中污水处理独立设施的效成本分析和单位成本分析,具体结果见表3和表4。根据调查结果的测算,单位污水处理能力的平均建设投资为1.44万元/(m3•d-1)(根据财政部门统计数据得出),单位人口污水处理的平均建设投资约为1000元/人;从各区/市的具体情况来看,单位处理能力的平均运行费用为245元/(m3•d-1•a),单位人口污水处理的平均运行管理费用约为31元/(人•a)。随着农村生活污水处理工艺和技术的发展,在设备上要求一体化和系列化,具有结构紧凑、构成简单、易于施工、管理方便、运行费用低以及能够脱氮除磷等特点,这也是目前农村污水治理的重点与难点所在。因此,发展有较高水力负荷,并具备设备小型化、系列化,以及整合多种生物处理单元和工艺是农村生活污水处理技术发展的重点方向。分散式污水处理技术是当前治理农村生活污水的最佳适用技术。适合农村地区的分散式污水处理技术应具备工程投资省、运行费用低、管理维护方便、处理效果尤其是脱氮除磷效果好且无二次污染的特点。就江苏省范围而言,各种分散式生活污水处理技术现今处于不同的应用阶段,代表性的有净化槽、生物膜法、稳定塘、土地处理系统及其各种组合工艺。苏州各类分散式生活污水处理技术的综合比较如表5所示。可见,苏州现有农村生活污水处理技术多采用各种组合工艺,且大部分都采取土地处理作为后续深度脱氮除磷单元,因而占地面积较大。地埋式微动力氧化沟与净化槽不含土地处理单元,且构筑物设于地下,占地少是其显著优势。在处理出水水质方面,上述处理技术的出水水质均能达到GB18918—2002的二级排放标准。除地下渗滤工艺外,其他工艺均会产生剩余污泥,增加运行和维护成本。净化槽建设成本最高,而且需定期投药和排泥,其运行成本也较高。其他工艺的投资为600~3000元/m3,而且维护管理都较为简便,可以达到无人值守的要求。此外,现今应用的分散式污水处理工程的设计规模一般为5~800m3/d,苏州乃至江苏省其他农村地区的设计应用规模一般在200m3/d以下。苏州农村生活污水治理工程的综合效益体现在如下几方面:一是环境效益,能够削减农村污水排放污染物总量以及改善区域水环境与生态系统,可有效改善太湖流域区域生态环境,有利于区域水生生态系统的恢复和重建,提高对污染物降解净化能力和水源涵养能力。二是经济效益,农村生活污水处理后可作为河网的补给水源,其中部分经水系循环后可以作为农田灌溉、环境绿化用水;此外污水经净化后排入河网,能有效调节太湖河网区域生态环境需水平衡,具有间接经济效益。三是社会效益,农村生活污水治理工程对于逐步恢复太湖流域江南水乡景色意义重大,同时对于江苏乃至全国农村生活污水治理均有较好的示范作用,其社会效益显著。综上所述,苏州农村生活污水综合治理工程可以缓解农村生活污染现状,有助于实现区域污染物总量控制目标,有效降低太湖河网水系的污染程度,对于保障饮用水安全、改善人居环境、推进社会主义新农村建设、保障农村地区可持续发展均具有重要意义。

分散式农村污水处理技术范文4

关键词:生活污水处理工艺散户处理

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

中图分类号:G812.42文献标识码:A 文章编号:

现在部分农村已经有了排污措施,虽然大部分还不系统、完善,但是,一些好的做法还是值得推广的。

一、群策群力,科学处理

农村污水处理技术的选择要量力而行,充分考虑到农村地区财力状况薄弱、农民实际承受能力较低这一普遍情况,处理工艺的选择不能盲目攀比,不能一味地选择时髦先进、处理效果好、自动化控制水平很高的处理工艺,而着重应该考虑选用既成熟可靠,又适合农村特点和实际的污水处理适用技术。

1、化粪池

化粪池是一种利用沉淀和厌氧微生物发酵的原理,以去除粪便污水或其他生活污水中悬浮物、有机物和病原微生物为主要目的的小型污水初级处理构筑物。污水通过化粪池的沉淀作用可去除大部分悬浮物(SS),通过微生物的厌氧发酵作用可降解部分有机物(COD、BOD5),池底沉积的污泥可用作有机肥。但化粪池处理效果有限,出水水质差,一般不能直接排放水体,需经后续好氧生物处理单元或生态技术单元进一步处理。

化粪池的优点:结构简单、易施工、造价低、维护管理简便、无能耗、运行费用省、卫生效果好。化粪池的不足:沉积污泥多,需定期进行清理;沼气回收率低,综合效益不高;化粪池处理效果有限,出水水质差。可广泛应用于华北地区农村生活污水的初级处理,特别适用于生态卫生厕所的粪便与尿液的预处理。

2、沼气池

沼气池是采用厌氧发酵技术和兼性生物过滤技术相结合的方法,在厌氧和兼性厌氧的条件下将生活污水中的有机物分解转化成甲烷、二氧化碳和水,达到净化处理生活污水的目的,并实现资源化利用。

沼气池的优点:污水净化沼气池相比较化粪池来讲,污泥减量效果明显,有机物降解率较高,经历厌氧、兼性、好氧多种条件改变,处理效果好,管理方便,投资少、见效快。沼气池的不足:污水净化沼气池需由专人管理。该技术适用于一家一户或联户的分散处理,如果有畜禽养殖、蔬菜种植和果林种植等产业,可形成适合不同产业结构的沼气利用模式。

3、稳定塘处理工艺

稳定塘处理系统的污水净化过程类似与天然水体的白净过程,是一种利用水体自然净化能力处理污水的生物处理设施。Bonomo 等在研究浮萍稳定塘系统处理村镇或社区污水中,发现TSS 去除率可达80 % ,COD 去除率大于75 % ,但气温下降,COD 去除率降到60 %[2]。

塘处理系统具有基建投资省、年运行费用低、管理维护方便、运行稳定可靠等诸多优点,不足之处就是地面积大、污水处理效果受季节、气温、光照等自然凶素影响较大且处理效果不够稳定。适用于在干旱、半干旱地区,资金短缺、土地面积相对丰富的农村地区。可考虑采用荒地、废地、劣质地,以及坑塘和洼地等建设稳定塘处理中低污染物浓度的生活污水。

4、无动力地埋式处理工艺

生活污水首先进入厌氧消化池,污水中的悬浮物沉降下来 成为污泥,污泥通过一定时间的自然发酵,有机物得到降解。浙江大学沈东升研究表明:在水力停留时间1天及常温条件下,农村生活污水中COD,BOD5,SS,TN,TP和大肠菌群、细菌总数及 蛔虫卵的平均去除率分别达到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]。适宜于农村生活污水的分散处理。 反应系统对大水量冲击敏感,暴雨对其的影响极大,北方建设项 目需要考虑防冻,增加投资成本。

二、针对实际,灵活处理

1、散户污水处理

散户是指污水不便于统一收集处理的单一或几户农户,其污水宜采用分散处理技术就地处理排放或回用。我国北方冬季较寒冷,农村生活污水处理设施应为地埋式或进行其它保温处理。地埋式设施应安装在冻土层以下。在居住分散、地形复杂、不便于管道收集的地区可采用单户或多户分散处理方式;新建村庄及旅游度假村等可建立污水处理站进行集中处理。污水处理技术的选择优先达到两个目标:一是达标排放或回用;二是注重经济适用,运行成本低,管理维护简单。 即使是散户处理,也应该面对实际,对症下药。对污水处理要求不高的地区可以采用化粪池或沼气池处理,处理后的污水可用来灌溉、施肥,但其出水中污染物浓度高,因此不宜直接排入村落周边水系。经济条件一般,对出水要求高,有较大面积闲置土地或周边有废旧坑塘的农户应选择生态处理技术,在化粪池后、生态单元前增设厌氧处理单元,降低生态处理单元的负荷,生态处理单元技术宜采用人工湿地、生态滤池等处理技术;也可以选用无动力地埋式处理工艺。

2、集中污水处理

距离污水处理厂较远,但有完善的污水收集系统的农村,特别是进行新农村社区建设的农村,应进行雨污分流,自建污水处理系统,人口较少,污水产生量小(≤10m3/d)的时,应选用化粪池+植物稳定塘或厌氧池+接触氧化池。污水产生量大于10m3/d,小于200m3/d时,应选用复合厌氧+人工湿地或污水净化沼气池+人工湿地。污水产生量大于3000m3/d时,应选用化学絮凝+人工湿地或复合厌氧+接触氧化池。

总之,污水的处理应面对实际,以适用为原则,同时,科研人员还得在处理工艺上继续下工夫,使污水处理相对运行规范、管理完善,污水处理运行较为经济,污水处理的效果更有保障!

参考文献:

1、刘超翔. 人工复合生态床处理低浓度农村污水[J] .中国给水排水,2002 ,18 (7):1-4.

2、沈东升,贺永华,冯华军,等.农村生活污水地埋式无动力厌氧处理技术研究[J].农业工程学报,2005,21(7):111-115.

分散式农村污水处理技术范文5

关键词:农村污水;污水处理;处理技术

中图分类号:R123文献标识码: A

引言

随着我国社会和经济的不断发展,我国的环境污染问题也日益严重。尤其是在农村,水环境污染问题显得尤为突出。农村环境污染主要体现在水体污染严重、清洁水源稀缺、土壤质量下降、人居环境恶化、生态遭到破坏等方面。水环境污染问题尤为严重。我国在2010年进行了第一次全国污染源普查,结果表明,农村污染物排放量已占全国总量的50%左右,其中COD、TN、TP的排放量分别占总量的43%、57%和67%。而长期以来,由于治理资金短缺和对农村水环境保护意识的淡薄,农村地区的污水大多得不到有效处理最终给环境带来不可避免的污染。因此,农村污水问题亟待解决,研究农村污水的特征、处理工艺技术和水质指标等也具有很大的现实意义。

一、概述

1、农村污水的来源

农村污水是农村村庄和小镇的居民生活污水和生产废水的总称。它的来源主要包括农村居民日常生活废水和乡村企业排放的各种废水两个方面。农村居民日常生活废水包括厨房污水、衣物洗涤废水、冲厕水以及家禽排泄物等。其中,衣物洗涤废水中洗衣粉的使用大大加剧了农村氮、磷污染,使湖泊富营养化问题更加严重。

2、农村污水的特点

农村污水由于其分散性的特点,其水量、水质不同于城市生活污水,具有自身的特点。其主要特点有:①农村污水主要为生活污水和以农产品为原料的加工污水的混合污水,基本上不含重金属和有毒有害物质,含有一定量的氮和磷,可生化性好;②农村污水水量、水质变化大,且水量、水质在不同的居住区、不同的时间段有明显的差异;③农村地区人口居住分散,大部分农村没有排水收集管网,污水处理率较低且集中收集处理难度较大。

3、农村污水排放及收集处理途径

农村生活污水一般雨污混流排放,有调查显示约96%的村庄无排水沟渠和污水处理系统,污水沿着村庄道路沟渠或路面未经处理直接排入河流、湖泊收纳水体,有的生活污水甚至直接通过地渗排放,存在污染地下水等风险。介于农村污水排放现状,农村污水收集处理模式应因地制宜,采用集中处理与分散处理相结合的原则,选择合适的污水收集处理模式。目前,农村污水收集处理模式主要有集中收集处理模式、分散收集处理模式和管网截污收集处理模式三种,其中管网截污收集处理模式需要利用附近城镇的污水管网,并将农村的污水管网并入其中。

二、农村污水处理技术

中国农村水污染特征不同于城市和中小城镇,主要特点是污水水质区域差异大,污染源种类和数量多,污水水量小且排放分散,污染范围大和水质水量变化系数大等特点。农村生活污水处理技术的选择以经济、适用和简便为原则,综合分析技术本身的特征和当地的特征因地制宜,采用投资少、运行费用低、除污效率高、管理简便、容易维护、具有良好抗冲击能力的处理工艺或技术。

1、生物处理技术

1.1好氧生物处理技术。根据污泥的生长状态,好氧生物处理技术可分为活性污泥法和生物膜法两大类。其中,活性污泥法的运行成本较高,还存在污泥膨胀问题,因此不适合在农村地区使用。相比较而言,生物膜法更易于维护管理,且无污泥膨胀问题,可在用地受限时考虑采用。目前主要的好氧生物处理技术包括:生物接触氧化法、好氧生物滤池、蚯蚓生物滤池。

1.2厌氧生物处理技术。厌氧生物处理技术无需曝气充氧,产泥量少,是一种低成本、易管理的污水处理技术,能够满足农村生活污水处理的技术要求。目前主要的厌氧生物处理技术包括:污水净化沼气池、厌氧生物滤池、复合厌氧处理技术。

2、人工湿地处理技术

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。人工湿地处理污水是充分利用了“土壤―植物―微生物”系统的净化能力,既可去除有机污染物,又可去除造成水体富营养化的氮、磷等污染物。人工湿地处理系统分为表面流人工湿地处理系统和潜流人工湿地处理系统。表面流人工湿地是在深度约0.6-1.5m的浅池塘或渠道中种植各种形式的水生植物,包含挺水植物、沉水植物、浮叶植物及漂浮植物,其主要处理机制是利用不同水深及植栽密度的配置,可增加湿地生态的多样性以确保处理效率稳定,亦可通过各区域中好氧程度的不同,达到脱氮的功能。潜流人工湿地处理系统是在深度0.6-1.0m、底部坡度在0.5%-1.0%的沟渠或水池,铺设砾石或土壤后密植挺水植物,再导入污水并控制水面高度,使水面不暴露于空气中,即污水仅在介质中流动,没有开放水面区,其主要处理机制为利用附着在砾石或植物根系的微生物分解水中污染物。潜流式人工湿地因水流在底面流动更容易适应寒冷气候,适合在北方地区运行。但在北方地区运行的湿地,必须考虑冬季降温导致植物死亡和微生物失活而使人工湿地运行效率降低的问题。潜流人工湿地处理系统前端通常需要设置化粪池、初沉池等预处理设施,避免大型颗粒流入砾石床中堵塞孔隙,降低处理效能。

3、物化处理技术

污水的物化处理方法主要包括:混凝、气浮、吸附、离子交换、电渗析、反渗透和超滤等。在各种物化处理技术中,仅混凝技术相对符合农村要求,其最大优点是能够根据污水中污染物的性质,选取合适的絮凝剂,保证污染物质的高效去除。混凝技术对悬浮物、金属离子、胶体物质和无机磷去除效果好,但对有机物和氮的去除能力相对较弱,且运行过程中需要连续投加药剂,故运行成本较高。在我国农村地区,混凝技术主要用作生态处理系统的前处理措施或化学除磷,如上海市崇明县前卫村在人工湿地之前采用混凝强化处理技术,降低人工湿地处理负荷和保证处理效果。

4、先进的固定化微生物技术

固定化微生物技术之所以适用于农村地区是因为农村的生活污水中富含大量的有机污染物。我们所说的固定化微生物技术,其实就是一种将四处不断游离的细胞或者是酶利用化学或者是物理等手段使其固定在一个区域内保持活性,并持续利用的一种方法。该技术较为先进,由于其具备其他常见的污水处理技术不可比拟的优势,比如说投资少、技术简单、产污少等,因此,固定化微生物技术具有很高的应用前景,适合在农村地区推广使用。

结束语

总而言之,尽管我国已加大对农村地区污水处理工作的力度,但是收效甚微。我们应当充分认识到,净化农村污水不仅有利于当地居民的身体健康,而且对于推动我国新农村建设具有重要意义。因此,我们要根据农村地区的实际情况因地制宜,选择科学合理的技术进行生活污水的处理工作,有效解决农村污水污染问题,推动生态文明建设和社会主义新农村建设。

参考文献

[1]齐瑶,常杪.小城镇和农村生活污水分散处理的适用技术[J].中国给水排水.2008(24).

分散式农村污水处理技术范文6

论文摘要:目前,我国每年的废(污)水排放总量很大,其中大部分未经处理就直接排入江河湖泊,部分湖泊受到了不同程度的污染,有近60%的城市没有污水处理厂,农村地区的生活污水基本上未经过处理就直接排放,农村生活污水治理已经影响到现代新农村的建设。因此,农村环境污染越来越受到人们的关注。文章针对农村生活污水的实际情况,介绍了农村生活污水处理的一些技术与措施,期望能为我国农村污水治理分析的研究提供有益的借鉴作用。

据有关资料显示,我国每年的废(污)水排放总量已经达到了620亿吨,其中大部分未经处理就直接排入江河湖泊,有近四分之一的湖泊受到了不同程度的污染,有近60%的城市没有污水处理厂,农村地区的生活污水基本上未经过处理就直接排放,农村生活污水治理已经影响到现代新农村的建设。我国是农业大国、人口大国,水资源严重短缺,水资源占有量仅2200 立方米,为世界人均占有量的1/4,并被列为13个贫水国家之一。到2030年我国人均水资源占有量将从现在的2200立方米降到1700至1800立方米,需水量接近水资源可开发利用量,缺水问题将更加突出。目前,我县在开展社会主义新农村建设中,污水治理任重而道远。

一、农村水环境污染现状和特点

(一)农村水环境污染现状

农村水环境是指分布在广大农村的河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体的总称。我国总计有乡镇45412个,村民委员会739980个,乡村户数23692.7万户,乡村人口达91960万人。农村人口分散,人口数量多,没有任何生活污水的收集和处理设施,这使农村生活污染源成为影响水环境的重要因素。据测算,全国农村每年产生生活污水80多亿吨,严重污染了农村地区居住环境,农村大部分地区河、湖等水体普遍受到污染,饮用水水质安全受到严重威胁,直接危害农民的身体健康,严重影响农村地区的环境卫生,极易导致一些流行性疾病的发生与传播。据估算,农村环境问题每年造成的经济损失已超过千亿元,我国农村环境与生态状况令人担忧。

改革开放的三十多年来,我国农业生产能力获得了较大幅度的提高。畜禽散养户的不断增多,大量畜禽粪便没有处理就直接排放,粪便污染逐年加重。有资料显示,养殖一头猪所产生的废水是一个人的7倍,而养殖一头牛则是22倍。这些有机物未经处理,渗入地下或进入地表水,使水环境中硝态氮、硬度和细菌总数超标,严重威胁着居民饮用水的安全。

(二)农村污水特点

农村生活污水的特点:厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水和冲洗厕所用水,这些用水分散,农村没有任何收集的设施,随着雨水的冲刷,随着地表流入河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体,其中有机物含量大是其主要的特点。

1.水质特点。(1)农村村镇人口较少,分布广泛且分散,大部分没有污水排放管网;(2)农村生活污水浓度低,变化大;(3)大部分农村生活污水的性质相差不大,水中基本上不含有重金属和有毒有害物质(但随着人们生活水平的提高,部分生活污水中可能含有重金属和有毒有害物质),含一定量的氮、磷,水质波动大,可生化性强;(4)不同时段的水质不同;(5)厕所排放的污水水质较差,但可进入化粪池用作肥料。

2.水量特征。(1)一般农村的生活污水量都比较小,除小城镇外,农村人口居住分散,水量相对较少,相应地产生的生活污水量也较小;(2)变化系数大,居民生活规律相近,导致农村生活污水排放量早晚比白天大,夜间排水量小,甚至可能断流,水量变化明显,即无水排放呈不连续状态,具有变化幅度大的特点;(3)在上午、中午、下午都有一个高峰时段。

3.排放体制特征。农村生活污水一般呈粗放型排放。很多农村尚无完善的污水排放系统,污水沿道路边沟或路面排放至就近的水体。少部分地区具有完善的污水排放系统。

农村生活污水中有机物含量高,N、P含量增多。人们无意识的排放和雨水的冲刷,使大量的有机质和N、P等物质流入湖泊等水体,如果不加以处理利用,常常会引起富营养化,给人们的身体健康带来不利影响。

二、农村生活污水处理技术的选择

(一)污水处理技术路线

农村污水处理技术的选择要量力而行,充分考虑到农村地区财力状况薄弱、农民实际承受能力较低这一普遍情况,处理工艺的选择不能盲目攀比,不能一味地选择时髦先进、处理效果好、自动化控制水平很高的处理工艺,而着重应该考虑选用既成熟可靠,又适合农村特点和实际的污水处理适用技术。建议污水处理技术的选择优先达到两个目标:一是达标排放或回用;二是注重经济适用,运行成本低,管理维护简单。

目前国内外应用农村生活污水治理的处理技术比较多,名称也多种多样,但从工艺原理上通常可归为两类:第一类是自然处理系统。利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理,又称为生态处理系统,常用的有:人工湿地处理系统、地下土壤渗滤净化系统等;第二类是生物处理系统,又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理是通过动力给污水充氧,培养微生物菌种,利用微生物菌种分解、消耗吸收污水中的有机物、氮和磷,常用的有:普通活性污泥法、AO法、生物转盘和SBR法等。厌氧生物处理是利用厌氧微生物的代谢过程,在无需提供氧气的情况下把有机污染物转化为无机物和少量的细胞物质,常用的有:厌氧接触法、厌氧滤池、UASB升流式厌氧污泥床等。

(二)人工湿地处理系统

有条件的村庄,应充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地和沼泽地等,建设人工湿地处理系统。

污水湿地处理系统分自然和人工湿地处理系统,自然湿地就是自然的沼泽地,人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理,使污水处理达到工程化、实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、生长有象芦苇、香蒲等沼泽生植物的土地上,利用植物根系的吸收和微生物的作用,并经过多层过滤,来达到降解污染、净化水质的目的,它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系, 以及介质所具有的物理、化学特性,将污水净化的天然与人工处理相结合的复合工艺。

湿地处理系统工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低、对进水负荷的适应性强,能耐受冲击负荷,净化出水水质良好、稳定。缺点占地面积大,易受气候影响,表面径流的臭味比较大。

(三)地下土壤渗滤净化系统

分散的几户或十几户人家适合采用地下土壤渗滤净化系统。

地下土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理,予以工程化、实用化而创造出的一种新型小规模污水净化工艺技术,是将污水有控制地投配到经一定构造、距地面约50 cm深和具有良好扩散性能的土层中。投配污水缓慢通过布水管周围的碎石和砂层,在土壤毛管作用下向附近土层中扩散。表层土壤中有大量微生物,作物根区处于好氧状态,污水中的污染物质被过滤、吸附、降解。所以地下渗滤的处理过程非常类似于污水慢速渗滤处理过程。由于负荷低,停留时间长,水质净化效果非常好,而且稳定。地下土壤渗滤净化系统建设容易、维护管理简单,基建投资少,运行费用低。整个处理装置放在地下,不损害景观,不产生臭气。

(四)好氧生物处理系统

好氧生物处理系统是新农村污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理工艺众多,各有优缺点,选择时要根据实际情况仔细论证和比选,注重经济适用。

生物处理法就是通过风机等设备给污水输氧,培养生物菌种和微生物,通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的二氧化碳、水等物质,少部分合成为细胞物质,促使微生物增长,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以净化排放。如SBR法,集曝气、沉淀、排水功能于一体,不断地转换,省去了传统的污泥回流设备,大大降低了建设费用;A20法具有脱氮、除磷功能,还有如生物转盘处理工艺、膜生物反应器处理工艺等。生物处理法和自然处理系统比较, 占地面积小,抗气候等外界影响的能力强,建设的地点选择范围大,处理稳定,处理效率高。但基建投资、运行成本要高于自然处理系统。

(五)厌氧生物处理系统

我国从上个世纪80年代开始开展生活污水厌氧生物法的开发和研制工作,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。如无动力地埋式生活污水处理装置采用无动力厌氧生物膜技术,工艺流程简单,不耗能,全部埋于地下,也无需专人管理。与好氧生物处理相比,无动力地埋式生活污水处理装置技术设备的基建投资略高于好氧处理,无日常运行费用的支出。

厌氧生物法目前技术上还存在一些问题,主要表现在生物处理效率较低,尤其表现为氮磷去除率很低,在一定程度上限制了其应用。

实践证明,以上方法都能很好的解决农村生活污水治理的问题,但在运用中要考虑到建设与运行成本等费用,要根据实际情况加以选择。

参考文献

[1]何刚,等.新农村污水治理工作的探讨[J].北京水务,2007,(6).

[2]宁桂兴,高良敏.浅议农村生活污水处理模式[J].矿业科学技术,2007,(2).