摘要:本文根据农村生活污水的排放特征及污染现状,阐述了农村生活污水处理常用的技术,主要包括自然处理系统和生物处理系统, 分析了各处理系统常用处理技术的特点、应用现状及处理效果等,为农村生活污水处理技术的研究及开发提供了可靠的理论依据。
关键词:农村污水;水质特征;污染现状;自然处理;
引言
我国农业人口众多,农业村面积在国土面积中占比较大,即将到来的农业村人口约6亿,每百万人口每天都会产生计数万吨的生活污水[1]。 紧接着,农村的居民生活污水未经处理就被排泄,每个村庄的岸边都有未经处理过程以的生活污水,少数居民使用生活用水进行发酵处理,而大多数居民则随意排放生活用水[2]。 生活水未经处理,直接排入附近的河流,增加了河水的污染,对周围环境造成不利影响,并改善了周围居民的身体健康[3]。
1农村污水排放与污染现状分析
随着人民生活水平的不断提高,中国农村的生活污水排放量逐年增加,生活污水中的污染物日益复杂。 排放未经处理的生活污水不仅对饮用水源构成潜在威胁,而且对河流和湖泊构成威胁。 它是富营养化的重要原因,危及周围土壤和人类健康。 农村家庭污水主要来自洗涤污水,如洗衣和淋浴,厨房污水和冲厕污水。 我国现有的农村地区缺乏完整的下水道收集和排水网络系统。 他们大多数使用明渠或暗管收集雨水和污水。 设备简单,污水收集复杂[4]。
当前,中国的污水处理行业仍处于快速发展阶段,其污水处理能力未能跟上用水的快速增长,全国城市污水处理率不高。对于农村地区,尚无特定的污水处理厂[5]。由于我国农村地区众多,规模小,集聚和地形复杂,农村生活污水的特点是多种来源分散,增长迅速,处理率低[6],水质不稳定,水质低下。在不同时间不同,分布不均匀,水间歇性排放,水量变化系数大。由于村庄水处理设施的建设受村庄分布,经济水平,技术实力和生活方式等诸多因素的影响,因此不可能采用统一的固定模式来处理村庄的生活污水[7]。
2农村污水治理技术分析
当前,国外农村污水处理的常用技术是澳大利亚的“ FILTER”污水处理系统,美国的高效藻类池塘系统,法国的ecological生态滤池和日本的生物膜法。 国内外农村生活污水常用的处理技术主要包括:自然处理系统(人工湿地处理系统,地下土壤渗透净化系统等)和生物。其中的处理系统有(活性污泥法、A2/O法、厌氧接触法、厌氧滤池等)以及多工艺组合处理技术。
2.1自然处理系统
2.1.1人工湿地
人工湿地处理系统由于具有成本低、维护简单、环境友好型、无二次污染等特点,已在我国很多农村生活污水治理工程中得到应用,并取得了很好的效果。
根据调查,采用人工湿地处理系统处理的农村生活污水的排水质量可以达到农田排灌,绿化道路洒水,景观用水等城市污水排放标准的A级标准。投资和运行成本低,建设投资成本在200-600元/ m2左右,运行成本比其他污水处理技术便宜得多。人工湿地处理技术是一种生态修复技术,还具有绿化景观的功能,对农村环境具有美化作用[8]。此外,应结合各种农村生活污水系统的特征,地理位置和实际情况,合理选择人工湿地处理技术。您需要选择人工湿地的类型,填充物,植物组成等,以将人工湿地与景观建设和绿化相结合。水资源综合利用等功能的深入整合和发展,建立了长期稳定的农村生活污水处理技术。
2.1.2地下土壤渗滤
人地下土壤渗滤净化系统充分利用地表下土壤中的动物、植物根系、微生物等将污水进行净化,是一种小型的污水自然净化系统。具有建设和运行费用低、管理方便等特点,于20世纪90年代得到了迅速发展。
华文才[9]等,对上海金山区的农村生活污水,采用地下土壤渗滤技术进行试验研究,结果表明:系统在60mm/d的水力负荷下,出水可以达到回用水水质标准,且系统对可生化有机物的去除非常理想,去除率可达到80%以上,对氮磷的去除率可以达到95%以上。沈晓清[10]等,研究不同地下土壤渗滤处理系统面积对污水处理水质的影响,结果表明:出水水质随着土地处理面积的增大而变好,结合建设运营等方面因素,针对农村生活污水的不同处理需求,推荐处理系统面积为90~300m2。
2.2生物处理系统
农村生活污水处理技术中,生物法相对于物理法和化学法,具有能耗成本低、处理效率高、出水水质好,无二次污染等特点,是目前发展的主要方向。
2.2.1活性污泥法
活性污泥法诞生于20世纪初,利用生物酶和溶解氧的作用,来分解生活污水中的有机物,从而净化水质。
其处运行费用低,对BOD的去除率可以达到95%以上,但建设成本高、占地面积大、污泥停留时间长。王智超[11]等,对纯氧曝气活性污泥法处理农村生活污水技术进行了研究,结果表明:纯氧曝气活性污泥法抗冲击负荷能力强,对铵态氮、总磷的去除率可到达85%,且占地面积小,最佳的气水比为1:5.8~1:5,最佳的水力停留时间为1.3~2h。万树兴等,为提高活性污泥活性,向反应器中加入适量磁化后的铁氧体粉末,对农村生活污水中的氨氮去除效果进行研究,结果表明:投加铁氧体的反应器只需要6d就可以稳定运行,普通活性污泥反应器的启动至少8d;且投加铁氧体后氨氮的去除率可达到87%以上,远高于普通活性污泥法。
2.2.2A2/O法
A2 / O方法是由美国专家在1970年代开发的。 这是最简单的同时脱氮和脱磷过程。 它可用于二级或三级废水处理和中水回用。 整个水动力停留时间短,废水短,水质好,污泥不溶胀,结构简单,运行成本低。 难以进一步提高去除氮和磷的效果。
王琪等对倒置式A2/O工艺处理生活污水进行了研究,结果表明:C/N是影响反硝化的关键因素,C/N大于8.0时,脱氮效率可以达到80%以上,C/N小于6.0时,脱氮效率显著下降。方志华研究了结合使用A2 / O和人工湿地处理农村生活污水的方法。结果表明,该工艺对水质和水量变化的农村生活污水具有较高的适应性,处理效果高效稳定。出水水质优于城镇污水排放一级A标准。
2.2.3生物膜法
生物膜法是一种膜生物反应器,其生物种群数量与活性污泥法略有不同,但种类和数量要丰富得多,并且生物膜受水质变化和活性污泥剩余量的影响。 具有较强的抵御能力,可以承受较高的有机负荷,不会产生污泥膨胀,易于操作和管理,节省能源。陈芳[15],采用基于定向生物膜法的KDL一体化生活污水处理系统,将智能控制技术和物化处理技术集成处理惠州水口镇下源村生活污水。
结果表明:经处理后出水水质可以达到一级B标准,可以直接用于农业灌溉或回用,运行费用为0.2-0.4元/吨。钟有兵研究了多级生物催化氧化反应器在农村生活污水处理中的应用。 通过优化结构和选择填料添加菌株,提高了絮凝和沉淀性能,并降解了有机物,同时具有良好的脱氮除磷效果。
结语
随着环保要求的不断提高,以及农村生活污水在环境污染源比重的不断增加,农村生活污水大范围推广应用资源化、无害化的处理技术已迫在眉睫。根据经济技术条件,结合农村生活污水的自然状况,排放的实际情况,研究多元化、高效、低能耗、低成本、适应性强的综合治理技术已成为农村生活污水处理的重点发展方向。
参考文献
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作者简介:张希,男,1987年7月1日,单位:兰溪市城乡规划设计院有限公司,学历本科,助理工程师.