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导语:在农村污水处理的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
1.1污水处理水平和方法
生化处理,同初级处理一样,采用的是传统的生化技术。生化技术的主要工作原理是利用污泥本身。在污泥中存在着一些对有机质的化学结构有破坏作用的特殊细菌和真菌,如此一来对污水中的BOD和病菌能降低十分之一左右。举个例子来说,农村新能源中的沼气,就是采用的厌氧技术的处理污水的,在污泥中厌氧菌的作用下,有机质就会在被处理,在这个过程中沼气就产生了。深度处理,是对二级处理的优化过程。除了一级中的化学絮凝剂、二级中的活性炭,还会投放一些交换树脂,或者是进行一些反渗透的工艺,污水中的残留的溶于水的糖分、盐类和一些碳水化合物,达到杀菌消毒的效果。当地的社会经济发展水平和污水来源及其处理后的用途是污水处理技术的选用必须考虑的。农村地区的污水来源主要是生活污水,主要成分就是各种固体的悬浮物,还有一些病原菌等有机污染物。经过处理后的污水即再生水,可以用来灌溉农田、浇花浇树、美化环境、观赏水池、拖地洗车等生活生产的各个方面。
1.2生活污水的处理系统
1.2.1集中处理系统。主要是传统的物理手段,比如在农村建立污水处理厂,通过地下管道等把生活污水集中到一起,然后进行。或者是开放一块森林或湿地,根据土地与地下水联结的特点,或者是植物(主要是大树)的自身净化作用进行处理。
1.2.2分散处理系统。主要是科学的化学手段,也是建立一个污水处理厂。不过在厂子里,采用拦截、沉淀、消毒、杀菌等方式,对收集起来的污水采取高度化的科学手段进行,使得处理的结果更安全。随着经济的发展,科学技术日趋完善,这种分散的污水处理系统越来越受到管理者和技术人员的青睐。
2农村污水处理问题
在我国从20世纪80年代,就开始对生活污水分散处理技术进行了研发工作,能源消耗上采用的是微动力或无动力,也创造性地发明了一些污水处理装置,由于技术的不成熟,因此在实际应用上不尽人意。
2.1赤潮现象抑制技术不稳
由于水中含有的磷和氮元素超标,水体就会出现赤红色,导致鱼虾大量死亡。这就是我们所说的赤潮,也就是水体富营养化。目前我们国家的污水处理系统中还不能完全突破这种生物处理技术,因此对未来的发展也是大为不利的。
2.2再生水的回收利用不完善
虽然现在的分散处理技术已经能够对污水进行有效处理后的排放工作。但是没有实现再生水的就地应用,不仅造成了水资源的浪费,还造成了科学技术的价值大打折扣。农村地区面对严重的生活污水窘状,不得不采取一些行之有效的措施。在发达地区,人民越来越清醒地认识到生活污水对生活质量带来的弊端,处理生活污水成为其工作的中心之一。在对生活污水处理上,采取了一些实效性很强的措施,利用耗能较低费用较少的经济实惠的实用技术。在经济稍微不发达的地区,尤其是在人口集中区,人民也意识到了生活污水带来的困扰,因此在寻求如何有效地处理生活污水技术上,也有了实际的行动。
3污水处理系统选择
污水处理系统有集中处理和分散处理两种模式。不同的地区有不同的特点,因此采用的手段也不尽相同。适合集中处理模式的地区有:东部沿海地区、村落密集地区、污水量大地区;适合分散处理模式的是村落较分散的山区。对于排水设施不健全的北方和中部地区,也要采取一些措施:安装带有节水器的卫生马桶、修建沼气池、链接污水管网络。
4农村污水处理投入和产出效益分析
4.1农村污水处理工程投入
4.1.1集中处理系统的投资。污水深度处理的工程费与要求的出水水质是密切相关的。污水处理的投入与出水水质是成正比的。一般而言,污水处理厂的建设工程费用和运行费用比较高,土地处理系统和人工湿地系统的处理费用相对较低。
4.1.2分散处理系统的投资。目前的成套模块化生活污水纳滤膜污水处理设备,每套售价在几万到十几万不等。4.2农村污水处理效益分析
4.2.1经济效益。利用再生水灌溉农田、浇花洗车,可以减少对干净淡水资源的使用;同时也能降低脏乱差的环境造成疾病带来的损失,增加当地的经济效益。
4.2.2能源效益。污水处理装置都采用微动力,对能源消耗较小,而且在二级处理时还会产生沼气,可以用来燃烧发电等,产生巨大的能源效应。
4.2.3环境效益。污水横流,破坏了居民的生活环境。治理生活污水,不仅改善了居住环境,还能够提高人民的生活质量。
4.2.4社会效益。污水处理后带动了经济的发展、能源的增长、环境的提升,在促进人与自然的和谐发展上,在经济与环境的和谐发展上,在农业与工业的和谐发展上,都有客观的社会效益。
5结语
关键词:农村污水;污水处理;探索实践
中图分类号:X52 文献标识码:A
1、概述
随着经济的发展,我国环境污染出现了从城市扩散到农村的新趋势,治理农村环境污染刻不容缓。农村环境污染问题包括垃圾乱堆乱放、污水乱排乱放和灰尘到处飞扬等,其中污水排放不合理引起的环境问题,是农村环境污染的主要表现,不仅造成水源地的安全隐患,而且加剧淡水资源的危机,甚至影响耕地灌溉,危害农民的生存发展。
农村污水是指农村地区居民在生活和生产过程中形成的污水,包括生产污水和生活污水两个方面。生活污水由厕所排放污水、洗浴、洗衣和厨房废水组成,生产污水由畜禽养殖业、水产养殖业、农产品加工等生产产生的高浓度有机废水组成。我国农村污水的特点是:生活污水比重大和集中收集处理难度大。农村污水主要是为生活污水,基本不含重金属和有毒有害物质,可回收利用,但水质水量变化较大;另外,我国农村人口居住分散,排水管网布置不齐全,集中收集处理难度较大。农村污水量大面广,污水中大量氮磷等污染物质,加重接纳水体污染,威胁农村饮水水质,影响居民居住环境,严重威胁农民身体健康,从而造成水资源浪费。
2、我国农村污水处理存在的问题
造成农村污水问题日益严重的原因,不止来自一个方面,而且是诸多因素共同的影响。下面分别从以下三个方面分别论述,即防治污水的意识淡薄、管理污水处理的条例缺失和处理污水问题的资金不足。
2.1意识的淡薄
关于农村污水处理问题中的意识淡薄问题,包括两个方面,一是村民对预防污水污染问题的意识淡薄,二是政府对治理污水问题的意识淡薄。村民意识的淡薄表现在将厕所处理污水、生活污水等随意排放在地面上,而没有通过专门处理的管道排放到固定的地点,当然这与设施的不齐备密切相关,但从调查的结果来看,村民在对于污水处理的概念很浅,甚至不认为污水应该处理后再排放,因为他们多年来的处理方式就是直接将污水排放在地面上,没有预防污水污染的意识。政府治理农村污水意识淡薄表现在,始终没有真正将制定的相关条例执行到每个农村点,甚至没有完善执行这种条例的思想,将农村污水污染问题一拖再拖,愈发严重。
2.2管理的缺失
目前,国家只重视编制城镇总体建设规划,忽视了与土地、环境、产业发展的有机联系,农村聚居点缺少规划,我国的环境管理体系主要是建立在城市和重要点源的污染防治上。农村的环境管理还存在管理机构匮乏、环境保护职能权限分割与污染性质不匹配、缺少基础的环境监测和统计工作等一系列问题。地方政府在对地区做发展规划的时候认识不足,规划之后,且大多忽略了环保要求,责任要求没有落实。同时,对于现阶段农村分散型污水处理问题,还没有相应的排放标准和技术规范。当然,在制定并执行这些标准和规范之前,首先应该解决的问题是,完善农村污水处理设施,这需要中央政府和地方政府的协调合作共同来完成。
2.3资金的不足
农村环保基础设施的建设滞后,其主要原因在于我国经济水平的相对落后,且将大部分注意力放在了城市化的进程上。大多数地区的乡镇政府难以承受建设及运行费用,而污水处理作为一项公益事业需要大量的资金投入,没有足够的资金就不能保证环保所需的必备设施,污水的处理自然不能够行动。从产业经济学角度分析,农村地区所采用的分散型污水处理规模小,难以市场化,对企业及社会资金缺少吸引力,急需相关政策的支持。
3、我国农村污水处理的模式和思考
我国地域发展不平衡,农村居住方式和生活习惯差别大,污水处理方式不能过于单一,而是应该根据农村的具体现状,采取的污水处理方式也要因地制宜。目前我国农村污水处理的模式主要有两种:集中处理模式和分散处理模式。
3.1集中处理模式
在农户相对集中、地势有一定落差的地区,可以借助地势优势,将各户产生的生活污水经隔栅井收集汇流,然后经过地埋式厌氧净化沼气池进行处理。充分利用周围的废塘、洼地,采用生态塘处理系统和湿地处理系统,减少土地占用,节省投资。分散处理模式的处理方法主要是化粪池法、稳定塘法和人工湿地法。
化粪池的功能是接收、贮存家庭生活污水并进行处理。池内分为漂浮层、淤泥层和中间清水层三个区域,能截留生活污水中的杂质、减轻污水厂处理的负担。沉淀下来的污泥经过厌氧分解和酸性发酵脱水熟化后能转化为稳定状态的肥料。稳定塘是利用地形建造的空间,可减少维护费用,但处理效果受到气候的限制,普及难度大。人工湿地是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统,这是一种新兴的生态处理法,可以处理氮磷含量较高的污水,主要有潜流人工湿地和表面流人工湿地两种。人工湿地的缺点是土地需求量大,并受到气温和植物生长季节的影响。
3.2分散处理模式
污水的分散处理模式,是对源于单独的住户和独立的社区及污水产生点的污水,进行收集、处理、排放的处理模式。针对多数农村地区布局分散的现状,先进的污水处理技术难以应用、经济力量薄弱又缺乏专业人员,因此适合采取因地制宜、运行费用低、便于维护的分散式污水处理方式。其中,主要的分散处理方法是生物膜法。
生物膜法分四种,分别是生物滤池、生物接触氧化、生物转盘和生物流化床,是分散生活污水处理的一个主要的人工处理技术,包括厌氧和好氧两种生物膜。污水处理的原理是微生物厌氧或好氧附着在载体表面,形成生物膜并吸附、降解污染物,达到净化的目的。该方法的优点是设备简单、成本低、效率高。
3.3关于污水处理的思考
考虑到我国广大农村地区的经济比较薄弱,科学合理地利用农村地区的天然净化前两是治理污染的可取措施。积极推广生活污水湿地处理模式,充分利用农村水田等的自净能力,开展清淤清洁的生态系统建设。对化粪池建设比较完善的村庄,可以增添污水净化设施,根据具体状况进行集中或分散处理。对于传统农业地区,则应在确保不污染饮用水源的前提下进行简单的垃圾集中填埋以及污水的汇集排放。
另外,在发展污水处理技术的同时,要不断完善管理体制,从中央到地方的相关部门要协作交流,共同确定当地的污水污染状况,并制定有效处理措施。拓宽融资渠道,是处理农村生活污水建设费缺乏的主要途径,这要求政府建立专项资金,从单纯靠财政性资金向多元投资、融资还贷、多方合作方式转变。解决了资金缺乏问题,配合完善的管理体制和先进的处理技术,我国农村污水处理问题定能迎刃而解。
总结
为加速我国新农村建设,保护农村生态环境,农村污水处理问题势在必行。农村污水处理既要满足当前达标处理,又要满足今后再生利用的需要。我国地域发展不平衡,对污水处理的要求也不同。我国近年来已经发展了诸多因地制宜的污水处理方法,但仍然不能满足彻底改善污水排放混乱的现状,因此需要进一步加强管理。在管理体制上,端正态度,认真整治;在处理技术上,要借鉴国外的先进技术,发展适合自己的处理方法。总之,在处理农村污水的问题上,对我国而言依然是任重道远。
参考文献
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[3]杨丽英,黄跃华等.浅析农村污水处理方式的选择[J].科技信息,2007.
关键词:生活污水;农村;处理技术;政策选择
中图分类号:S273.5 文献标识码:A 文章编号:
引言
“十二五”规划中进一步强调了建设社会主义新农村的历史任务,将“村容整洁”明确的纳入社会主义新农村的建设目标。近年来,随着国家政策在农村发展问题上的倾斜,农村基础设施建设速度不断加快,但是在环境建设方面,农村生活污水的处理仍然存在很多问题。由于农村生活污水产生的污染问题,以及由此引发的各种环境问题触目惊心。有效处理农村生活污水,改善人居环境已经成了建设社会主义新农村不可逾越的一个命题。合理收集、处理农村生活污水,不仅是新农村建设的重要内容,同时也是保证农村环境安全,确保农民身心健康的重要举措。
农村生活污水特征及处理现状
2.1农村生活污水特征
(1)水质特点
农村生活污水与一般的城市污水相比,具有水质稳定、污染成分单一的特点。农村生活污水中含有较多的有机物以及氮磷化合物,通常不含有有毒物质,污水中细菌、病菌以及寄生虫卵的含量也是比较高的。农村生活污水的水质还会随着季节的不同而产生比较大的变化。
(2)水量特征
农村生活污水通常情况下水量不大,而且间歇性比较大,一般在每天的早上、中午、晚上会各自出现一个高峰时段。
(3)排放体制特征
农村生活污水的排放方式呈现粗放式,根据2005年建设部对部分村庄进行的一项调查显示:全国绝大多数村庄没有系统的排水沟渠,也没有配套的污水处理系统,污水的排放多是依靠沿道路边的水沟或者路面渗透。
2.2农村生活污水处理现状
近年来随着人们对居住环境关注度的提升以及环保意识的加强,农村生活污水处理开始逐渐被重视。国外在农村生活污水处理上投入比较大,而且各种处理技术不仅成熟度高而且多样性好,能够针对不同的人居情况,采用适宜的污水处理措施。相比国外,现阶段我国农村污水处理还处于一种非常落后的阶段,农村污水处理率基本为零,绝大多数生活污水是通过路面水沟排放到就近的水体。农村生活污水处理没有一个系统的治理工程,在农村基础设施建设过程中,关于农村生活污水处理的设施也多是出于次要的地位。除了重视程度不够,农村生活污水处理面临的一个难题是,投资较大,经济效益差,运行费用高。我国社会主义新农村的建设可以说刚刚步入快车道,人们已经尝到了这种建设所带来的甜头,因此往往会忽视对生活污水的治理,重视经济效益忽视社会效益,加之农村整体经济实力薄弱,很难满足现代化生活污水处理的技术要求。因此,开发低能耗、高效率的农村生活污水处理技术,从国外引进适合于我国农村发展状况的污水处理工艺势在必行。
3、农村生活污水处理技术
3.1 生态处理技术
生态处理技术是将生态学原理以及工程学结合在一起,对生活污水进行处理的过程中注重二次利用的一种污水处理技术。具体的说,就是将生活污水进行一定程度的处理后排放到地面,然后依靠微生物——植物这一生物系统对含有污水的土壤进行降解,并充分利用溶解到土壤里的无机物,实现资源的回收利用。生态处理技术必须要依靠土地作为处理介质,是生物处理系统的进一步发展,它对于污水进行初步净化,有效地降低了污水处理的成本投入,同时充分利用生物净化系统,注重生态因子的优化调控特点,既处理了污水保护了环境而且变废为宝实现了资源的二次利用。
3.2 稳定塘处理技术
稳定塘污水处理技术,是由美国的生物学家Oswald率先提出并发展的。稳定塘污水处理技术相对于生态处理技术更为注重大自然的自我净化功能,稳定塘实际上是一种生物处理构筑物,在稳定塘中含有大量的菌藻,可以通过各种有氧作用或者无氧作用分解生活污水中的有机物。稳定塘处理技术的特点是,能够充分发挥当地的地形地貌特点,节省成本投入,而且运行维护费用低,不需要额外的能量消耗。近年来,以稳定塘技术为基础的高效藻类塘发展非常迅速,它依据菌藻共生关系,能够充分利用藻类产生的氧气,从而使得塘内一级降解动力学常数值非常的大,因此直接称之为藻类塘。目前,该技术在藻类丰富的太湖农村地区得到了广泛的应用。
3.3 一体化成套设备处理技术
一体化成套设备处理技术最大的特点就是相较于传统的生活污水处理技术,将污水的预处理、二次处理以及深度处理集于一体,处理效率高,效果好,该污水处理技术是现代农村生活污水处理的一种趋势。在一体化污水处理技术中,污水净化槽是非常关键的一个组成部分,对于污水净化槽的研究,日本开展的比较早,而且通过立法形式规定只要设立了水冲式厕所的地区,如果没有下水道系统,必须安装小型净化槽。而且,早在1955年,日本就开始研究中水会用设施,并在1980年开始广泛推广,为以后的一体化成套设备污水处理技术奠定了基础。一体化成套设备生活污水处理技术应用最为广泛的也是日本,大约有66%的用户都安装了与此技术相关的污水处理装置。
作为一体化成套设备处理技术的关键装置,净化槽主要利用厌氧滤池等生物滤池以及接触曝气池来实现对生活污水的处理,当前对于如何提升净化槽的脱氮功能成为污水处理研究的一个新课题。在欧洲很多国家都针对自身的特点开发了适合于自己的小型一体化污水处理设施。挪威用于处理生活污水的小型处理厂多达2500家,这是因为挪威的居民比较分散,有的甚至是依山而建,很难使用土地渗滤法来处理生活污水,因此小型的污水净化装置得到了广泛的应用。
4、关于农村生活污水处理的建议及对策
在建设社会主义新农村的进程中,做好农村水环境的保护是功在当代,利在千秋的重要举措,是实现可持续发展,达到“村容整洁”建设目标的大前提。在对农村生活污水进行处理时,要具有长远的战略性眼光,不能过分追求经济效益,要以农村环境保护为核心,改善人居条件为目标,实现又好又快的发展。我国目前有六十多万个行政村、二百五十多万个自然村,农村人口数量达到了8亿,因此,保护农村环境势在必行。农村生活污水处理不能采取一刀切的政策,要因地制宜,根据不同的村落所具有的独特的地形地况,合理的采取生活污水处理方式,争取以最小的投入达到最好的处理效果。
4.1 加紧落实相关政策
近年来国家针对农村环境保护出台了生态家园富民工程、乡村整洁工程等一系列关于整治农村生态环境的政策,要尽快将这些政策落到实处,真正发挥这些政策的指导作用。各级政府要积极响应国家的号召,将农村生活污水处理摆到一个重要的位置,并为农村生活污水处理提供强有力的政策支持。
4.2 提升应急处理能力
对于农村环境污染问题要制定相应的应急对策,积极开展污染源排查整治工作,对于生活污水污染要完善应对方案,不能置之不理,一拖再拖。对于容易发生的突发性污水污染事件,要进行风险评估判断,明确污染责任人,依据相关法律,责令其在一定期限内必须予以治理。
4.3 加快技术研发
相较于国外,现阶段我国农村污水处理还处于一种非常落后的阶段,绝大多数生活污水是通过路面水沟排放到就近的水体。这种落后的生活污水处理方式,严重束缚了社会主义新农村的建设,各大高校以及科研机构要联合攻关,加强技术交流,依托国家的相关政策,努力开展低能耗、高效率的生活污水处理技术;同时不断引进消化吸收国外先进的生活污水处理技术,制定一套适合于我国农村生活污水处理的方案。
4.4 增加资金投入
政府部门在我国社会主新农村建设中起到一个主导作用,因此要不断增加资金投入,对于生活污水处理企业进行相关财政资助。除了财政支持,政府部门还要多渠道,多手段筹集与生活污水处理相关的资金支持,通过建立专项资金的方式,形成针对农村生活污水处理的多元化投入。
5、结语
农村生活污水处理不当不仅给人们的生活带来诸多不便,威胁着农民的生存环境,也严重束缚着我国社会主义新农村的建设进程。相比国外,现阶段我国农村污水处理还处于一种非常落后的阶段,绝大多数生活污水是通过路面水沟排放到就近的水体。因此,各级政府必须加紧落实相关政策,多渠道筹集与生活污水处理相关的资金支持,同时各大高校以及科研机构也要联合攻关,加强技术交流,努力开展低能耗、高效率的生活污水处理技术方面的研究,从而不断推动我国农村生活污水处理事业的发展。
参考文献
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关键词: 农村污水;对策措施;处理设施
Abstract: the environmental pollution in rural areas has been paid more and more attention. This Article introduced rural sewage treatment technologies and measures from the actual situation of the rural sewage, and expectations for rural sewage treatment studies provide a useful reference.Key words: rural water; countermeasures; treatment facilities
中图分类号:U664.9+2 文献标识码: A 文章编号:
前言
农村分布散、规模小、条件差,很难形成聚集效益。绝大多数没有污水收集管线和处理设施,这已成为农村可持续发展的制约因素。农村污水的治理问题已经迫在眉睫。
农村生活污水水质的特点为污水的氮、磷浓度高, 并含有大量的营养盐、细菌、病毒等,基本不含重金属和有毒有害物质。此外农村生活污水水流量较小、日变化系数大、污染源分散、种类繁多、农村水环境问题情况复杂、排放系统不完善等特点都加大了处理难度。
一、适合农村污水处理的系统模式
我国农村污水处理不能延续城市集中收集和处理的老路,需要积极考虑可持续发展的新型模式。一般而言,传统的城市污水采用集中处理系统,其投资、运行费用较高,维护管理严格。农村地区不同于城市,其分布较为分散、公共基础条件差、经济水平低等特点,其选用的污水处理技术应当遵循集中处理与分散处理相结合,以分散处理为主;采用自然生态处理与人工处理技术相结合为原则。处理模式主要有分散、集中及接入市政管网统一处理模式三种, 应结合农村现状, 因地制宜选择合适的处理模式。
1、集中接入市政管网处理模式
村庄内所有农户污水经污水管道集中收集后,统一接入邻近市政污水管网,利用城镇污水处理厂统一进行处理。该处理模式投资省、施工周期短、见效快、管理方便。该处理模式仅需铺设接入市政管网的管道,适合于靠近城镇、经济基础较好,具备实现农村污水处理由“分散治污”向“集中治污、集中控制”转变条件的农村地区采用。但是该种模式管网的铺设费用较高且利用率比较低。
2、集中处理模式
集中处理模式,即将所有农户产生的污水集中收集, 集中建设一处处理设施处理全部污水。一般采用自然处理、常规生物处理等工艺形式。该处理模式具有占地面积小、抗冲击能力强、运行安全可靠、出水水质好等特点。适用于村庄布局相对密集、规模较大、经济条件好、村镇企业、旅游业发达或处于水源保护区内的农村污水处理。特别值得一提的是集中厌氧污水处理。集中厌氧处理模式是采用以厌氧消化为主的污水处理工艺,实行多级处理、自流排放,具有适用范围广、管理费用低、占地面积少、环境污染少、无需动力、能产生能源沼气等优点。近年来,厌氧消化技术在我国广大农村地区得到了较好地推广。
3、湿地处理模式
湿地处理模式通过独特的土壤―植物―微生物系统,综合处理污水,对氮、磷等有机质去除能力强、处理效果好,有效的将污水处理和水资源循环利用相结合,与传统污水处理工艺相比具有运行管理简单、投资省、运行费用低等优点。湿地处理系统可分为天然湿地系统和人工湿地系统。天然湿地系统利用天然洼淀、苇塘,并加以人工修整而成。人工湿地模式施工简便,比较适合农村分散处理。该模式主要由卵石、粗砂、细砂、微生物组成填料床,并在床体表面种植具有吸附污物能力的植物,利用过滤床中小石子的过滤作用和微生物的降解作用净化污水,水生植物将污水中的富营养物质吸收,有效去除污水中的CODcr、氮、磷等。
二、污水处理系统建设运行的难点
农村污水的排放具有点多、面广、量小、分散等特点, 治理难度很大。已建的村镇污水处理设施,均不同程度地存在着收集效率低、处理效果不理想、建设费用高等突出问题,制约了农村水污染控制工作的整体进程。
1、资金问题
农村生活污水治理设施属于公益性项目,需要大量公共财政资金投入。由于地方财政紧张,加上大部分农村集体经济薄弱,资金投入不足,导致工程无法实施或实施后达不到设计标准, 影响了工程进度或质量。
2、规划问题
农村人口居住分散,房屋布局凌乱,村庄规划滞后,尤其缺少环境基础设施的统一规划。基础设施水平较低造成了农村生活污水无序排放,化粪池建造不合规范造成污水收集的难度有时比污水处理本身难度还要大。对此,村镇建设的管理者应有足够的认识。
3、技术问题
虽然目前已经有多种污水处理技术在农村生活污水治理中得到了广泛应用,包括人工湿地、无动力厌氧技术等。但总的来说,这些生活污水处理技术还都存在一定的瓶颈。加上设施运行的管理缺位,使得技术上的缺陷问题更加突出。据村民反映,人工湿地在运行中堵塞现象时有发生;有动力的处理设施由于电费等运行费用在大部分村庄难以得到及时解决,处理效果也不太稳定。因此,特别需要研究开发建设成本低、处理效果好、运行无费用或低费用、适合分散型处置的处理技术。在选择适合的处理工艺地同时,一定要保证收集、输送工程同时进行,这是保证农村污水处理设施建成后正常运行的先决条件。这就使得污水收集的方法、技术手段、规范措施变得相当重要。
三、对策措施
农村水污染逐步加重的态势,应当引起社会各方面的广泛关注。针对存在的各种问题,提出了以下几项对策措施。
1、政府加大投入, 保障建设资金
治理农村生活污水关键是要解决筹资问题,采用政府拨款、世行贷款、民间资本等多种形式,不断加大对农村环境基础设施建设的投入、扩大投资渠道并使之常规化和制度化,建立有效的资金保障,满足农村污水治理设施建设和运行的资金需求。
2、合理规划农村污水处理设施建设
城市与乡村的发展具有高度关联性、互补性和协同性。要按照统筹城乡发展的思路,统筹考虑农村的环境基础设施建设,能纳入城镇体系的尽量纳入。要做好村镇建设的规划,将污水、垃圾处理等作为重要内容纳入村镇规划工作中,并留有建设余地。
3、选择合适的污水处理工艺
处理工艺的确定水处理工艺既要经济实用, 又要考虑当前达标处理与今后再生利用的需要。对一些以生活污水为主的农村, 污染物相对简单, 如有坑塘, 可以采用人工湿地、稳定塘、芦苇塘、氧化塘以及污水土地处理、污水灌溉等生态处理设施, 尽可能地降低基建投资, 减少运行费用。
对于规划采用集中处理模式的地区应该注意:① 农村污水处理厂的特征是规模小,水质水量变化大,其工艺设计绝不能套用城镇城市污水处理厂的经验。现在已经建成的不少工业废水处理设施运行不正常的教训,足以引起我们对农村污水处理设计难度的警惕。② 具有脱磷功能的厌氧-好氧组合处理工艺,充分发挥了厌氧技术节能、好氧技术高效的优势,已成为目前污水处理工艺发展的主要趋势。各种形式的厌氧-好氧组合工艺在节能和处理功能、效率等方面也各有所长。但究竟采取何种组合工艺形式,则需要由污水的水质、水量和所要达到的排放标准来决定。
结语:
在进行农村污水处理设施建设时既要采取综合措施,又要结合各地的实际情况,因地制宜选择恰当的处理模式,努力使农村污水治理工程取得最大经济效益、社会效益和生态效益。
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).
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关键词:农村;生活污水;污水处理
中图分类号:X703 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160432218
农村生活质量的提升,各种新型用水设备日益完善,在为人们生活带来便利的同时,也导致日常生活用水量与污水排放量不断增加。基于此为降低生活污水对环境的影响,就需要着重研究污水处理工艺,结合农村生活污水排放特点,选择最为合适的工艺技术,提高污水处理效果。
1 农村生活污水特点及现状
农村生活污水即日常生活中产生的污水,同时也包括学校、医院、旅店以及政府机关等正常运行产生的污水,再加上农业养殖禽畜的排泄物等。随着农村生活水平的提升,生活污水的排放量不断增加,如洗衣机、抽水马桶以及洗浴等生活设施的应用。并且因生活方式与季节等差异,导致农村生活污水水质不稳定,含有较多的病毒、洗涤剂、细菌以及寄生虫等,基本上不含有重金属或者有毒有害物质,具有较高的可生化性[1]。农村居民比较分散,污水排放区域具有随机性,排放时间与生活活动规律相符合。因为缺乏污水收集与处理设备,处理难度大且效果低,是现在需要重点解决的问题之一。
对于农村生活污水的处理,目前并没有统一的排放标准,加上经济因素限制,处理设施配套不完善,技术与管理力量不缺失,致使处理工作无法正常展开,即便是具有处理标准,也不具备相应执行的能力。即便是部分经济允许的农村地区,投入了相应的设备设施,但是技术支持不到位,处理工艺过于简单,如不具备污泥回流工序,且对去除N、P效果有限,很难达到专业处理标准。另外,责任主体不明也是目前所存问题之一,存在多头管理情况。污水处理系统的建设、维护、管理主体责任不明,缺乏相应管理体系与规章制度,并不能有效发挥出处理系统所具有的能力。且后期因维护不到位,很容易因管理不当而出现问题,在不能有效处理污水的情况下,还会造成资金浪费。因此对于农村生活污水的处理,需要建立并执行分级分类控制标准,严格控制污染物排放量。并要加大吸引资金力度,为建立污水处理系统做好准备。同时还要明确责任主体,提高对处理系统的运维管理,确保其能够充分发挥出所具有的能力。
2 农村生活污水处理工艺措施
2.1 土壤渗滤系统
此种工艺具有双重优点,效益性及经济性强,应用前景好。生活污水经该处理系统,大部分成分被滞留于渗滤处理池中,如有机质、氮和磷等,被植物根系所吸收,处理水流经植被的缓冲带,滞留沉降、植物吸收及反硝化等可去除有机质、氮和磷等,确保出水水质符合排放标准。
2.2 氧化塘处理工艺
此种工艺本质上就是利用天然水中所有的微生物、藻类等,对污水进行好氧、厌氧处理,实现污水净化效果,降低污水对环境的污染影响。现在应用的氧化塘工艺,重点需要做好水生净化植物的选择与培育,且通过合理设计组成曝气、净化植物与水产养殖等多个生物处理单元,形成一个完整的生态体系。可以利用天然的池塘来进行处理,或者是利用原有旧河道、沼泽地等来建设氧化塘,基建投资少,且处理体系中还可以养殖水产,池塘内水可以作为灌溉用水,提高了污水水肥资源应用效率,具有较高的综合利用效率。
2.3 组合型生物滤池
组合型生物滤池将地下渗滤―厌氧―生物复合滤池相结合,起到污水处理作用,同时具有低成本、低能耗、高去除率、维护简单和低土地占用等优点。生活用水中大杂质含量极少,无需设置集水池。管网收集污水后,可直接进到厌氧池,有机物浓度明显降低,后通过液位控制器对污水进行控制提升,经泵提升到多层复合型滤料生物滤池的顶部布水器内,通过与微生物接触,使有机物浓度进一步降低,并自然充氧;经过滤的水,一部分流进地下系统,去除氮磷后达标排放;另一部分回流,经反硝化,去除氮。此种组合工艺产生的环境效益较大,污水提升泵耗能较少,可实现微动力运行,且修建费用较低,管理维护简单,占地少。
3 结束语
各类生活污水处理工艺的应用,对改善农村生活状态,降低环境污染具有重要意义。想要进一步提高农村生活污水处理效果,需要结合当地实际情况,建立可行性高的执行标准,并拓展筹集资金的渠道,为引进与应用各项处理工艺做好准备,实现污水净化处理。
参考文献
论文摘要: 随着水体污染的日趋严重,农村生活污水处理已经提到日程上来。本文从生活污水净化沼气工程的技术特点和在新农村建设中的作用,提出几点对策和措施。
农村生活污水面广量大,治理难度较大,已逐步成为农村主要面源污染之一。近年来,浙江省各地结合“千村示范、万村整治”工作,配套建设了一批生活污
水集中净化沼气工程,取得了明显的治理效果。因此,建立沼气工程治理农村生活污水,是个行之有效的方法。
一、生活污水净化沼气工程方兴未艾
(一)生活污水净化沼气工程日趋成熟。20 世纪80 年代以来, 中国各级农村能源部门针对中小城镇生活污水的特点, 开始研究利用农村家用水压式沼气池代替城镇楼房住宅化粪池, 分散处理城镇生活污水和粪便的技术, 称为“城镇生活污水净化沼气池”。该技术由于投资分散、易于建造、可就近处理、不专门占用土地、效果好、易管理、运行不耗能和具有较好的环保效益等特点, 已在不少省、市(特别是南方各省市)得到积极推广应用, 收到满意的卫生效果和良好的社会环保效果, 是现今适合中国国情的一条分散处理城市居民生活污水的有效途径。
(二)生活污水净化沼气工程技术特点。生活污水净化沼气池是分散处理生活污水的新型构筑物, 适用于在近期内无力修建污水处理厂的中小城镇, 或城镇污水管网以外的单位、办公楼、居民点、旅馆、学校和公厕等。冬季地下水温能保持在5~9℃以上的地区, 或在池上建日光温室升温可达此温度的地区, 均可使用该技术来处理生活污水和粪便。我们通常所说的城镇生活污水主要具有以下三个特点: 一是冲洗厕所的生活污水中含有粪便等排泄物,是多种细菌和寄生虫的载体和疾病的传染源;二是生活污水浓度低, 其中干物质浓度为1%~3% , COD 浓度仅为500~1000 m göL;三是生活污水的可降解性较好,BOD5与COD之比为0.5~0.6,适用于厌氧消化制取沼气。城镇生活污水净化沼气池是根据生活污水的特点, 把污水厌氧消化、沉淀过滤等技术进行有机结合而设计的处理装置, 其性能明显优于普通化粪池。根据四川省寄生虫病研究所对六类建筑物的净化沼气池在运行1~ 4 年后进行的卫生效果调查表明: 经处理的生活污水水质粪大肠菌值> 10- 4, 寄生虫卵数0. 565~ 1. 074个öL , BOD5< 50 m göL , SS< 60 m göL , 色度< 100, 各项生化指标均达到《污水综合排放标准》(8978) 的一级现有标准和《粪便无害化卫生标准》(GB7959)。并且沼气池出水中无蚊蝇孽生, 每10~12户家庭生活污水所产生的沼气, 可供一户用作炊事燃料。
二、生活污水净化沼气工程产业化发展的主要障碍
(一)工程技术标准不统一。该技术自研究开发到工程化推广已20年,虽然国家建设部1990年发文将它列入“八五”科技成果第一批推荐推广项目,全国城市卫生检查评比标准也将它列为粪便无害化处理装置在全国推广。但到目前, 除四川等少数几个省搞了相关技术规范和地方标准,1990年中国沼气学会联合中国市政西南设计院出版了给排水试用图集《生活污水净化沼气池》外,国家级的相关技术规范、正式标准图集还未见出台。因此,各地在推广建设中, 出现很多非标准化、不规范的工作实例,使该项技术从质量到效果很难获得保证。
(二)缺乏必要的技术研究开发、工程示范推广工作经费。该项技术目前仅有农村能源主管部门给予少量的研究开发经费扶持, 很少得到其它方面的资金注入。事实上, 原有技术装置已经落后于社会的发展, 不能适应用户的需求。长期以来, 一些科研、开发部门由于缺乏经费, 无法开展研究和实验工作, 使该技术难于进一步提高完善; 工程推广部门也因无专项示范工作经费, 抓起感到力不从心。
(三)缺乏强有力的政策导向。目前国家和地方都有城镇居民生活、生产有机污水排放标准, 但由于各种原因, 多数地方在实际管理上不能按要求严格到位, 有些做法, 也仅流于形式。如目前一般与城镇居民住宅楼房配套建设的“格式化粪池”, 依现在居民生活水平, 按标准建造就已难适应环保需要, 可相当部分建筑商为节省投资, 还在有意减小容积和降低标准。污水净化沼气池处理效果虽好, 由于造价略高于“格式化粪池”, 又没有相关的政策扶持, 很难得到建设
单位认可和建筑商的青睐。
三、农村生活污水净化沼气工程发展对策分析
实践表明, 农村生活污水净化沼气工程是一种投资少, 效果好的小型分散化处理污水技术, 在当前农村无力建设集约化污水处理厂的情况下, 是农村地
区生活污水处理的最佳选择。以下提出对策:
(一)加强领导, 加大宣传力度, 进一步提高人们的能源环保意识。要真正实现农村生活污水净化沼气池的产业化发展, 首先要切实加强领导,各级政府应把农村生活污水净化沼气工程建设内容纳入新农村建设和发展规划, 通过经济杠杆的调节和政策的倾斜来引导和鼓励建设单位投资开发和建设生活污水净化沼气工程; 其次要加大宣传力度, 各级业务主管部门应积极通过各种途径, 如新闻媒体、技术讲座、组织交流研讨,兴建样板示范点等,对农村生活污水净化沼气池进行广泛、持久的宣传, 努力提高人们对该工程的认可度、推广度, 吸引更多的民间资金注入工程技术的研究、开发和示范推广工作。
(二)规范和完善农村生活污水净化沼气工程推广管理体制。由于生活污水净化沼气工程是我国农村能源主管部门和沼气科研机构开发并命名的,长期以来主要是靠各级农村能源主管部门在宣传生活污水净化沼气技术在农村环卫建设中的地位和作用,而建设、环保、卫生等部门略显被动。实事上,该工程的规范、建设和产业化发展与上述各部门紧密相关, 须得到他们的认同、配合和支持。因此,各部门应本着“求真、务实,有利于工作开展和管理”的原则, 明确分工, 确定职能部门和协作部门,实现职能到位, 各司其职, 各负其责, 密切合作, 切实为当地居民办实事, 共同促进农村生活污水净化沼气工程的产业化发展。
(三)完善工程技术工艺, 尽快出台国家或行业技术规范和标准。目前, 各地推广的“农村生活污水净化沼气工程”池型结构五花八门, 各种工艺流程也缺乏严格的科学依据。建议由国家主管部门适时组织安排召开专项技术研讨会, 召集各地有经验的技术人员和管理人员参加; 同时在研讨会的基础上组成专家组, 专门研究编制出适应新农村建设需要的标准图集以及相关的技术规程、规范, 以利早日进入建设领域普及推广。
(四)开展技术培训,抓好试点示范。生活污水净化沼气池技术是一个系统工程,涉及到建设、生物、环卫等多项技术。设计、施工和建后物业管理部门的技术人员应参加各级农村能源主管部门组织的技术培训,实行资质化管理。另外, 为使该技术能在全国范围内树立新形象, 利于工程推广普及, 建议国家有关部门在全国不同区域的中小城镇和农村地区建设一批标准的示范点。
参考文献
[1] 邓可蕴.中国农村能源综合建设理论与实[M ].北京:中国环境科学出版社.2001.
【关键词】村居污水;生活污水;处理技术
1.前言
目前,各地城镇污水处理厂随着的对环保的关注应运而生,但各地污水处理厂及配套污水收集系统的现状处理能力仅能满足城镇污水处理需求,暂且不能顾及农村的污水处理需求,因此有很多农村地区的工业废水和生活污水未经处理直接排入附近河道水体。其污染负荷超过了周边水系的自净能力,河水体的污染已日趋严重,水体污染,严重影响了人们的生产和生活环境,并直接影响当地水厂的取水安全。由此而知,做好农村生活污水处理的建设显得尤为重要和紧迫。
2.农村污水处理工程建设基础工作
农村地区污水管网和污水处理设施建设滞后,农村生活污水的水质水量也各不相同,污水处理工程的建设需根据当地环境和自然条件现状、经济承受能力等条件因地制宜做好调研基础工作,主要有以下几个方面:踏勘工程范围内各技术方案所涉及的地形地物,调查工程范围内内居民区分布、道路系统、河道现状和发展规划,走访相关部门,听取各部门的意见和要求,搜集社会经济、城市发展、交通运输以及地形、气象、水文、区内给排水现状和相关建设项目等基础资料,并对资料进行深入细致的研究,选取、比较污水处理工艺方案,联系设备厂家、索取有关产品特点、性能、价格等技术经济信息和资料,经过工艺计算、造价估算等。
3.农村生活污水处理工程技术探讨
农村污水处理工程的建设和运行不但耗资大,而且受多种因素的制约和影响,其中处理工艺的优化选择,对于污水处理工程的建设、确保污水处理的效果和降低运行费用发挥着至关重要的作用。因此有必要根据确定的标准和一般原则,从整体优化的观念出发,结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求,选择技术可行、经济合理的处理工艺技术,经全面技术经分析后,优选出适宜工艺为最佳方案,以此进行设计。
生活污水的处理方法有生物法、化学法、物理法以及土地法等。
从技术经济比较,生物法与其它方法相比,具有处理效率高,运行费用低,处理效果好,运行稳定、运行经验丰富等优点。所以,生物法被广泛应用。生物法主要分为活性污泥法和生物膜法,其中活性污泥法又因其具有处理效果稳定、运行经验丰富的特点而被更加广泛应用。活性污泥法自本世纪初被发明以来,发展迅速,变化很快。选择已经有许多种不同形式的活性污泥法污水处理技术,主要包括以下工艺:传统活性污泥法、缺氧好氧脱氮活性污泥法、厌氧好氧除磷活性污泥法、厌氧缺氧好氧脱氮除磷活性污、AB 两段活性污泥法、接触氧化活性污泥法、氧化沟法SBR以及CASS等。
如若对污水的出水标准要求较高,污水在经过生化反应并由沉淀池沉淀后的上清液还需要进行再处理以保证出水水质达到设计标准,目前广东省常用的后处理工艺包括人工湿地、稳定塘、快速渗滤池等。在以往的工程实例中,人工湿地受到青睐因其具有处理效果好,维护方便,工程基建和运转费用低,具有美学价值等优点。
4.工程案例
4.1 工程概况
某村庄总户数239 户,常住人口1066 人,外来人口425 人。用水量按200L/人・日,污水量为298.2m3/d。污水处理设计量取300m3/d,污水处理设施24小时运行。废水处理前污染物浓度及出水要求如表1。
4.2 本项目的重点、难点及注意事项
①对于磷的出水标准要求较高,采用化学除磷的方法。消毒采用次氯酸钠消毒的方法。②产生臭气的单元需覆盖并收集臭气,将收集的臭气引入后面的好氧生物处理池进行处理,尽量减少气味对周边居民的影响。
4.3 污水收集管网的布置
生活污水收集管布置采用DN300双壁波纹管。居民的生活污水经各自的排水管接入至附近的收集管,收集管汇集至收集总管,采用DN400双壁波纹管。然后自流至污水处理站。收集管道坡度按1‰布置。收集管网转角位置均设置一个Φ1000 的检查井,并每隔30m 设置一个Φ1000 的检查井。
4.4 污水处理工艺流程(见图1)
4.5 污水处理工艺流程简述
①污水经粗细格栅进入调节池进行水质水量调节,在调节池中设置潜水搅拌机,以防止污水在调节池中产生异味,同时充分均衡水质水量。②主体工艺采用厌氧+缺氧+好氧工艺。厌氧池内设置潜水搅拌机,二沉池1 底泥回流至厌氧池,释磷及快速吸收可溶性COD,可生化降解的大分子有机物在兼性厌氧的发酵细菌作用下转化为挥发性的脂肪酸。随后污水进入缺氧池,缺氧池采用升流式缺氧池形式,污水在缺氧池中与填料充分接触。反硝化细菌利用好氧池回流的混合液带来的硝态氮作为底物,同时利用污水中的有机物进行反硝化,达到同时降低有机物和脱氮的目的。随后污水进入生物接触氧化池,进行好氧处理。③生活污水经生化处理后,进入二沉池1,进一步降低污水中的污染物含量,二沉池1 底泥回流至厌氧池,出水自流进入二沉池2。为了达到除磷的目的,在二沉池2 前设置加药装置。④二沉池2分离出来的污泥用吸粪车定期清理外运处理。⑤二沉池2出水进入消毒池后通过投加次氯酸钠达到消毒目的后排入水体。
4.6 臭气处理工艺
由于废水量比较小,产生的臭气量也相对较少,将收集的臭气引入后面的好氧生物处理池,利用里面的废水进行吸收臭气中的成分,并进行稀释,从而不影响周边的环境。
4.7 整体外观设计
污水处理设施主体池体均为地埋式,控制、加药间(上锁)为框架结构、外墙贴瓷片、房顶琉璃瓦内墙涂料、地面铺瓷片。池体上面回填土方后种植草坪,并安装适当数量的石凳、石椅,方便附近的居民或工人休息。
图1
5.结语
农村污水处理,相对于城市集中污水处理,难度更大,而农村水污染情况日益严重,已对农村地区的水体、土地等自然环境产生严重影响着眼长远,合理规划农村污水处理设施建设也更需要引起重视。为建立和谐新农村,为农村居民创造更好的居住环境,保障农村生活质量提高,缩小城乡差距,我们应该要重视农村污水的治理,让农村河道变得水清鱼肥,使居民的生活水平大大的提高。
参考文献:
[1]《废水处理实用技术及运行管理》,李亚峰班福忱许秀红等编著,化学工业出版社, 2012.
关键词:农村污水;低耗能;无人值守一体化污水处理设备;远程监控;人工湿地;处理系统;构建与设计
中图分类号:R123文献标识码: A
一、引言:
低耗能无人值守一体化污水处理设备,利用A2O生化工艺,将调节池,厌氧段,缺氧段,好氧段,沉淀段,消毒段等全部集中到一体化设备中,选用先进技术设备,220V电机设备,适应农村用电水平,设备具有寿命长,工程建设快速,占地小,对周围环境适应性强等特点。人工湿地是一种人为的建构与监视控制以及自然湿地类似地,是人工石料,沙,土等一种或几种介质构成的矩阵。按一定比例,并选择性地植入植物生态污水处理系统。人工湿地具有良好的处理效果,低建设成本和运营成本,易于维护等优点,并获得了广泛的关注,人工湿地近年来成为一种新的废水处理技术,开展人工湿地技术的前提和基础是湿地的设计研究,这一直是人工湿地处理技术研究的重点。本文根据对低耗能无人值守一体化设备+人工湿地景观系统的构建与设计方面进行研究。
二、低耗能无人值守一体化设备+人工湿地景观系统工艺的构建与设计
1、低耗能无人值守一体化设备
(一)主要用电设备电机选用220V电压
农村普遍使用220V用电电压,低耗能无人值守一体化设备主要用电设备考虑农村用电水平,选用220V电机设备,适应农村现状,取电用电方便。系统选用电磁式鼓风机作为气源,噪音低,能耗低,故障率低,性能稳定,无需保养维护。
(二)系统应用新专利技术--电解除磷装置,确保出水水质达标
随着居民生活水平越来越高,农村污水中磷含量越来越高,确保系统出水磷含量达标,应用了新专利技术--电解除磷装置,电解除磷设备采用铁板或铝板作为电极,浸没在水中,通上直流电源后,阳极在电源作用下电解产生铁离子或铝离子,这些离子能与污水中的PO43-反应生产不溶性的化合物,然后通过固液分离将这些不溶化合物从污水中分离出去,随着沉淀及颗粒物得以去除,从而达到除磷的目的。电解除磷过程中磷的去除发生于沉淀、吸附和气浮等综合效应。本装置具有操作简单合理,实现除磷设备运行无人值守,与传统电解除磷设备、化学除磷方法需要人工配药,人工切换阀门等,相比省时省力,提高了除磷效率,降低了运行成本,更加节能环保,可以确保系统出水中磷含量达标,无需人工配药,降低劳动强度,新专利技术--电解除磷装置适应农村现状,全自动运行。
(三)系统高度集成,各处理单元可独立安装,占地面积小,对周围环境适应性强。
低耗能无人值守一体化污水处理设备,利用A2O生化工艺,将调节池,厌氧段,缺氧段,好氧段,沉淀段,消毒段等全部集中到一体化设备中,运输方便,寿命长,工程施工周期短,使用方便,根据实际现场情况,各处理单元可调整位置,单独放置,利用管道连接成一体,占地面积小,对各种地形及周围环境适应性强。设备运行状态远程监控,真正实现无人值守,设备运行稳定。低耗能无人值守一体化设备系统出水进入人工湿地景观系统,对系统出水可以储存利用,美好周围景观,提升农村环境资源价值。针对农村污水水量水质变化大的特点,低耗能无人值守一体化设备+人工湿地景观系统抗冲击负荷高,耐冲击性好,确保系统出水水质达标。
2、人工湿地景观系统
(一)湿地基质的构建
湿地的所有生物和非生物资源库中的植物生长基质载体,它会出现在各种连接成一个整体湿地内部流程。在污水净化过滤,沉淀和吸附污染物的过程。在人工湿地的设计中,需要考虑到从基质,粒径和三区的厚度类型建立矩阵。湿地各种不同的基材其净化效果也不同,朱夕珍,等用石英砂,粉煤灰和高炉矿渣为基质人工湿地,研究其对城市污水的净化效果,实验表明:对有机污染物的处理效果最好的是煤灰渣基质的人工湿地,COD和BOD5的去除率分别在71%~88%和80%~89%两个数值之间;高炉渣人工湿地的除磷效果最好,磷的总去除率到达83%~90%;而效果较差的石英砂人工湿地处理,COD、BOD5和 TP的去除率分别为36%~49%、65%~75%和45%~55%。富含Fe3+ 、Al3+ 、Ca2+ 等离子的基质容易通过配位体交换与污水中磷酸根离子发生吸附和沉淀反应,所以,污水以P为特征的,选择的基质最好为飞灰、页岩,次之是铝矾土、石灰石或膨润土等,泡沸石和油页岩对P的吸附能力有些差,不适合选择使用。污水有机污染物和悬浮物表征,常常作基质的会用土壤、细沙和砾石中一部分或多部分,就可以展现良好的效果。影响湿地系统水力传导性的主要原因是基质粒径的大小,直接关系到污染物在湿地中的停留时间和系统的空隙度。粒径大的基质,空隙度大,所能容纳的污水量也大,污水能在湿地内部受到较长时间的停留与吸收,对于污水净化是有帮助的。目前正在运行的人工湿地,基质粒径在0~30mm之间,经常参考的粒径范围是4~16mm,实践表明,粒径为8~16mm的基质,水力传导性好,适合植物的生长,处理效果好。
所述基板的厚度是一个重要的参数确定湿地横截面面积和污水处理的效果,通常需要根据物种的种植和确定根生长的深度,以确保必要的湿床需氧条件。现在实行的人工湿地,它的基质厚度一般是0.5~1.0m之间,大部分人工湿地的基质厚度一般是在0.6~0.8m之间。大部分垂直流湿地的基质层较厚在70~80cm之间,潜流湿地的基质厚度大概在60cm左右,表面流湿地对基质厚度的要求不太严格。
(二)构建人工湿地植物
植物在人工湿地中的作用有三个方面:一是直接吸收和利用营养物质的废水,过滤,吸附和一些有毒重金属和有害物质的富集;二是输送氧的需氧微生物的根区域,提供一个合适的环境的氧化还原各种生物化学反应的发生;三是增强和维持介质的水力传输。人工湿地中常选择使用挺水植物,这是因为挺水植物根系发达、生物量大、生长率高,在人工湿地中能起到固定床体表面、提供良好过滤条件、防止淤泥堵塞等作用。人工湿地植物的构建包括植物的选择、栽培和收割管理三个方面。在湿地植物种类常用的主要是芦苇,香蒲,菖蒲,灯心草,莎草和苔草,芦苇和香蒲是其中最多的应用。不同的植物对生活污水的净化效果是不一样的。长苞香蒲和水烛等大型植物具有很多发达的粗根和不定根,水净化效果都较好,而小香蒲根系不能与前者发展的水平相比较,它的效果是较差的水。含有高浓度污水的氨氮(氨氮24.7mg/ L的浓度),莎草,芦苇去除能力比香蒲显著较高的基础上,有机污染物去除污水能力比草和芦苇叶宽香蒲更好。因此,人工湿地植物的选择应考虑以下方面:一是生态可接受性,植物的选择是不是有害的杂草,对周围的自然环境,生态完整性不构成危害的基因;二是能够适应当地的气候条件,抗病虫害能有一定的能力;三是能忍耐污染物和水生的环境条件;四是容易繁殖和生长速度快;五是净化能力强。
总之,选择越来越多的人工湿地植物往往具有区域特色,耐沾污性,该品种的净化率。种植湿地植物多发生在春季和秋季,春季播种更有利于植物的成活和生长。栽培植物的主要靠自然移栽,直接种植和三个育苗移栽。移栽容易引入来自大自然杂草和限制的气候条件,一般发生在春季。直接种植湿地植物成活率高,但增长缓慢。移栽是国外普遍采用的方式,这样一来,植物的成活率高,生长快,整个湿地可以在短期内覆盖。种植密度增加氧气的植物可增强其能力,以帮助提高系统的氧含量,从而提高其效率。加强湿地管理,控制杂草,定期收获植物还有助于保持该系统的处理效果。
(三)人工湿地构造与工程参数
人工湿地和工程参数是核心湿地工艺设计,包括湿地床的配置和两个系统的水力特性。其中,湿地床结构设计包括两个宽高比和系统的底坡参数。液压系统的功能包括系统流程方法中水力负荷,有机污染负荷,污水停留时间。湿地床的长度通常为20〜50米。时间过长,易造成湿地床死了,让人很难调节水位,不利于植物生长。湿宽高比不是太大,建议控制3:1或更少,目前,1:1〜2:1大多数欧洲国家的湿地的纵横比,与土壤的系统之间,该纵横比应小于大于1。
湿地底面坡度的大小,需要根据矩阵的性质和湿地的大小来决定,目前湿地的设计,底部坡度,一般1%至7%,大多数在1%左右的砾石层湿地可取2%,0.5%或更少的表面流湿地,潜流人工湿地小于1%。
目前,人工湿地设计的机械特性是薄弱环节湿地工艺设计,没有统一的技术标准和设计规范,国外大部分的设计都是由简单的计算模型,并结合所获得的实际经验进行。一般来说,当液压系统进行设计负荷时,应考虑场地条件,污染物和水质降解动力学要求的气候,土壤条件,渗透性和植被类型,与由于在加工和夏季可行性设计湿地蒸发,蒸腾作用特别注意在干旱地区。通常情况下,潜流湿地水力负荷可达150〜500立方米/(公顷•d)中,名列前茅,在水力负荷187〜374立方米/(万hm2•d)所示。降低液压加载系统有利于提高水的效益。
人工湿地处理废水的性质和条件的变化,这一般为18〜110kgBOD5/(公顷•d)的有机污染负荷。湿地停留时间和治疗效果之间密切相关,停留时间太短,生化反应不充分,停留时间长,可导致水滞留和扩展厌氧区,治疗效果,一般为10〜20d中的影响。各种污染物的最好的治疗效果。欧洲国家建议使用以下参数水力特性:表面流人工湿地,有机污染负荷10。水平潜流人工湿地,有机污染负荷
三、结语
低耗能无人值守一体化设备+人工湿地景观系统,具有低能耗,技术先进,无人值守,全自动运行,远程监控,节省占地面积,对周围环境适应性强,抗冲击负荷高,耐冲击性好,确保系统出水水质达标。系统适应农村污水特点,对系统出水可以储存利用,美好周围景观,提升农村环境资源价值。随着设备不断进步,技术不断发展,相信会有更多新技术应用到农村污水处理系统中。湿地生态系统是一个完整的人工生态系统,它已经取得了不错的成绩,同时也不断地被研究,应用和发展。除了其投资少,操作简单,还具有低运行和维护成本,有良好的水质,一个巨大的绿色区,抗冲击力强,改善生态环境美化景观等。这项技术最重要的是,低耗能无人值守一体化污水处理设备+人工湿地景观系统非常适合污水处理和管理农村和小城镇,具有非常广阔的应用前景。我们的低耗能无人值守一体化设备+湿地污水处理系统技术还处于探索发展的阶段,需要技术创新,并从各个方面学习,现在面临着在技术发展中遇到的问题,需要进行不断的改造和加工技术,从而为确保我们的农村污水处理技术更好的发展。
目前中国农村生活污水处理率仅1.5%,其余几乎全部直接或者间接进入河道,这是造成周边水体污染的主要原因之一,另一方面由于农村生活污水没有固定的排放场所,所以都是处于无序排放状态,造成了污染点较为分散,不好治理的情况。据国家“十五”863 项目“河网区面源污染控制成套技术”的研究表明,面源污染中氮的排放负荷,农村生活污水占到25%;磷的排放负荷,农村生活污水占到34%,表明生活污水是农村面源污染的重要组成部分。
中国目前污水处理方式以集中式处理为主,这种处理方式需要建设大型的管网式污水收集体系和污水处理厂,实行污水的统一收集、输送、处理,投资较大,运行费用较高,且残余物污泥至今未能有十分理想的处理方法,易造成二次污染。显然,在我国广大农村地区,集中式处理系统因为管网铺设过长、投资大、处理负荷不足而难以推行。而现代农村随着人民生活水平的提高用水量增大,随之生活污水排放量增大,成分复杂,对水环境影响凸显,已成为社会经济发展的制约因素。寻找一条适合农村分散居民点污水处理方式以迫在眉睫。
农村居民点大多布局散乱,形成“满天星”式的分布格局。调查证实,很多村以前没有统一规划,由农户自发随意选址建房而形成居民点,房屋布局交错混乱,集中式污水处理系统因为管网铺设过长、投资大、处理负荷不足而难以在这些村落中推行,所以这些自然村的生活污水基本未经处理或仅经过化粪池便外排入沟渠、河道、池塘,同时由于农村生活污水中N、P含量高,大量进入池塘、河流等水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡,造成农村地表水体的不同程度的污染和富营养化。
二、分散污水处理国内外技术应用
(一)国外分散污水处理技术
在西欧、美国、日本这样高度工业化的国家,目前也有20%~40%的人口生活在乡村,这些国家对农村分散型生活污水处理的研究时间早,技术成熟,普遍采用的是,分散式污水处理和再利用系统。
1、日本—净化槽分散污水处理系统
日本只有38万km2的国土面积,其中4/5是山地,四面临海,淡水资源十分宝贵。由于是个国土资源贫乏的岛国,因而在分散式污水处理上走了一条与其他发达国家有所区别的道路,即高度集约化的污水处理,其实质就是城市污水处理厂的小型化、设备化和一体化。净化槽污水处理系统作为分散式生活污水处理的有效手段,在日本有着广泛的应用,并且随着技术的不断革新,可以满足不同的水质处理要求。据统计,2006年日本净化槽的利用人口是3083万人,占日本总人口的24.1%。
工艺流程:
净化槽通过合理的空间设计,集传统污水处理工艺的各部分功能于一体,装置内包括预处理、生物处理、沉淀、消毒、污泥处理5个单元。污水进入净化槽后,沉淀分离槽进行预处理,去除比重较大的颗粒及悬浮物,提高污水的可生化性;预过滤槽内装有填料,在填料上的厌氧生物膜的作用下,去除可溶性有机物;曝气槽集曝气,高滤速,截留悬浮物和定期反冲洗为一体。沉淀槽溢水堰设置了消毒装置,对出水进行消毒处理。
产品优势:
净化槽处理农村生活污水的应抗冲击负荷能力强,且宜就近单独处理,而且产品的处理工艺一体化,能够很有效的处理污水,达到很好的效果。
处理后的水质状况:
净化槽的出水水质标准是BOD在20 mg/L以下,COD在15 mg/L以下,TN在10 mg/L以下(因处理工艺而定),TP在1mg/L以下。
设备成本:根据日本测算,净化槽人均建设投资为15万日元(折合人民币1.1万元/人),污水处理成本(不含污泥处理)约500日元/m3,折合人民币约3.9元/m3。
运行优势:净化槽具有出水稳定,污染去除率高、污泥比较容易利用、安装不受地形的影响,时间短,见效快、具有比较强的抗震和抗灾性能等优良特点。
在中国推行的局限性:
通过研究发现该技术在中国广泛推广还存在着一定的问题
1) 如果按照日本的成型技术,投入成本和运行费用过高;
2) 国内与日本接轨的技术规范不健全,无法在中国大面积的推广施行;
3) 生了污泥的收集处置问题;
4) 后期管理维护,因无规章制度,缺乏技术人员,难以保证装置的正常运行。
2、澳大利亚—“FILTER”(非尔脱)污水处理系统
澳大利亚科学和工业研究组织(CSIRO)的专家于最近几年提出一种“过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”,称之为“FILTER”(非尔脱)高效、持续性污水灌溉新技术,其目的主要是利用污水进行作物灌溉,通过灌溉土地处理后,再用地下暗管将其汇集和排出。
工艺流程:在FILTER系统中,污水通过土体后,水中的污染物和土壤同时发生有机、无机物质的分解、合成、迁移、转化和繁殖过程。污染物在土壤中得以阻止、沉淀、吸附、吸收和分解转化,使污水中的物质除去或减少,使污水得到净化。
产品优势:该系统一方面可以满足作物对水分和养分的要求,同时降低污水中的氮、磷等元素的含量,使之达到污水排放标准;另一方面FILTER系统经过合理的设汁、构造和管理,预处理、贮存、布水、集水、植物和监测等构成了一个充分利用自然条件净化污水的系统,FILTER系统是一个“活的过滤器”使该系统具有高效、安全、可调控的特性。
处理后的水质状况:澳大利亚CSIRO与我国水利水电科学院和天津市水利科学研究所合作,曾在天津市武清县建立试验区,试验总面积2hm2,暗管埋深1.2m,两种处理的暗管间距为5m和10m,引取北京市初级处理后的污水和沿程汇集的乡镇生活污水,灌溉小麦。试验表明,97%-99%的磷通过土壤及农作物的吸收而被除去, 总氮的去除率达82%-86%,生物耗氧量的去除率为93%,化学耗氧量的去除率为75%-86%,排水暗管的间距小,则去污效率高。
运行优势:“FILTER”(非尔脱)系统实质上是以土地处理系统为基础,结合污水灌溉农作物,其对生活污水的处理效果好,运行费用低,特别适用于土地资源丰富、可以轮作休耕的地区,或是以种植牧草为主的地区。
在中国推行的局限性:该种处理方法受作物生长季节的限制,非生长季节作物不灌溉,污水处理系统就不能工作。暗管排水系统在中国多用于改良盐碱地和农田渍害,一般造价较高,若用于处理生活污水还需修建控制排水量的泵站,则造价更高,在农村推广应用有一定困难。
3、美国—高效藻类塘
高效藻类塘是由美国加州大学伯克利分校Oswald教授提出并发展的一种传统稳定塘的改进形式。高效藻类塘充分利用菌藻共生关系,对污染物进行处理,正因其最大限度地利用了藻类产生的氧气,塘内的一级降解动力学常数值比较大,故称之为高效藻类塘。在池塘的布局上,常采用“厌氧塘一兼性塘一好氧塘”的处理流程,有时还设置一个熟化塘以稳定出水质量。高效藻类塘技术在国外已经得到了广泛应用:以色列、摩洛哥、法国、美国、南非、巴西、比利时、德国、新西兰等国都有研究应用。
工艺流程:高效藻类塘工艺流程如下图所示。
进水沉淀池高效藻类塘水生生物塘出水
高效藻类塘工艺流程图
在高效藻类塘中,通过水中藻类和细菌的同化吸收作用以及氨氮的吹脱使污水中氮得到去除。高效藻类塘去除磷的途径主要包括微生物的同化吸收以及磷酸盐沉淀。在高效藻类塘处理单元后置水生生物塘可以进一步降低SS和氮磷等营养元素。
产品优势:高效藻类塘较传统的稳塘污水停留时间短,占地面积少;建设容易,维护简便,基建投资少,运行费用低;1BOD、N、P、病原体去除效率高。
处理后的水质状况:高效藻类塘内存在的菌藻共生体系使塘内溶解氧浓度较高(保持好氧状态),而pH值则存在周期性变化;对COD2的平均去除率可达70%,氨氮主要通过硝化作用去除,去除率>90% ,磷酸盐主要通过沉淀作用去除,去除率为50%。
运行优势:若高效藻类塘后接的是高等水生生物塘,则其中的水生生物不但可以除藻,降低出水的SS3,而且能进一步去除水中的氮磷,同时收割的高等水生植物可以作为优良的饲料和肥料。
在中国推行的局限性:高效藻类塘受环境因素影响明显,温度影响生物的组成、营养物的需求、新陈代谢和反应速率,pH影响生物的适应能力、离子输送和新陈代谢的速率;水体对光的吸收特性取决于水体特性、腐殖质、藻类和非生物性的悬浮物;气温过高或较低时,藻类的生长受到抑制从而影响处理效果,所以该技术仅适合在阳光充沛、气候温暖的地区推广。