山市顺德区顺环市政工程设备有限公司
摘要:加强农村生活污水处理设施的管控不仅是建设我国新农村的关键一环,同时也是推动我国经济协调发展的重要前提。农村生活污水处理问题一直是困难农村生态环境治理的一大难题,由于农村没有完善的污水排放系统,农村居民大多数没有环保意识,且农村村民居住一般不集中,也很难做统一的污水排放管理,导致生活污水随意排放。大量的生活污水排放到江河湖水中,会导致水富营养化,对于江河湖水的生态系统带来严重的破坏;河水质量变差,也会蔓延至周边地层,甚至渗透至地下水系统,威胁人民的饮水安全。文章在分析农村生活污水来源的基础上,深入分析了农村污水处理工艺技术,以期为我国农村生活污水处理工艺的选择提供参考。
关键词:农村生活污水;分散式处理技术;处理
一、农村生活污水排放特点
农村生活污水主要包括黑水(人类粪尿和冲洗水)、洗浴水、洗衣废水和灰水(厨房废水)。农村生活污水未得到有效的处理,是影响农村生态环境质量的主要因素,制约我国农村人居环境的改善。农村生活污水的水质特征与地理环境、经济水平及生活习惯等因素有关,其水质性质与污水中污染物种类与城市生活污水基本相似,有机物、氮和磷等营养物质含量较高,可生化性好,基本不含重金属及有毒有害物质。根据实地调研发现,由于不同区域农村居民生活习性差异,农村生活污水在不同地区不同时间段,水质水量变化较大,且实际个人用水量远低于城镇居民用水量,尤其是偏远落后的地区。另外,农村污水排放时间较固定,三餐时间为用水高峰期,三餐之间和晚间用水量较低,甚至处于零排放状态。
二、农村生活污水来源
农村水污染的主要来源即生活污水和生产废水,其中生活污水是农村水污染的主要污染源。农村生活污水主要来自厨房污水、生活洗涤污水以及厕所污水这三个方面。
1.厨房污水
厨房污水主要包括淘米水、涮锅水、洗碗水、洗菜水等,此类污水占生活污水总量的16%,其中涮锅水与洗碗水占生活污水中COD与BOD最大比例。随着农民生活质量的提升,肉食品及油类食品在饮食中的比例逐渐增加,这就造成农村生活污水中油脂混合物和动植物脂肪的含量迅速增加,也造成厨房污水呈现复杂化。
2.洗涤污水
洗涤污水主要包括洗衣污水、洗浴污水及洗漱污水等,此类污水排放量极大,占整个农村污水量的46%,同时其中含有的NH3-N(0.4kg/(人•a))、TP(0.1kg/(人•a))也成为农村水体富营养化的主要因素。
3.厕所污水
厕所污水主要是厕所冲洗造成的污水。随着社会主义新农村建设的推进,经济条件较好的农村旱厕也进行了改造,而抽水马桶的普及也导致了大量的厕所污水的产生。厕所污水中的COD(27.5kg/(人•a))、NH3-N(4.4kg/(人•a))、TP(0.7kg/(人•a))远高于厨房污水和洗涤污水的指标。
三、农村生活污水的处理技术应用
依照农村生活污水处理方式的不同,主要划分为集中式处理与分散式处理两种。集中式污水处理模式的特点在于管线连接教程,埋深较大,而且具有较高的投资标准,更加适用于经济条件较好,且人口数量集中的农村。这对于在全国范围内展开农村生活污水处理技术的普及与选择具有一定的限制,所以本文仅对分散式污水处理技术展开讨论。当前农村分散式生活污水处理技术主要包括:人工湿地、厌氧沼气池、蚯蚓生物滤池、地下土壤渗滤、净化槽及一体化污水处理装置等方式。
1.人工湿地
人工湿地是通过人工模拟并强化自然湿地功能额一种处理工艺。人工湿地通常会处于饱和状态,并且有一定水生植物的生长,农村生活污水被人为的投配到土壤(填料)之中而产生的污水流动,通过土壤截留,植物根系的过滤、吸收、光合作用及输氧作用的化学、物理、生物的协同作用下,通过兼容性微生物分解达到污水净化的效果。采用人工湿地对农村生活污水处理之后,上清液通过一级人工湿地到二级人工湿地,最终回流至清水池,可大量的运用与灌溉和绿化,也可以溢流到附近的坑塘。人工湿地的优点:处理效果好,运行维护方便,投资费用低且操作简单。处理效果:对污水中生活污水中的COD、BOD、TP以及病原体都能够达到80%以上的去除率,对NH3-N具有60%的去除率。缺点:人工湿地由于占地面积较大,容易产生病虫害;而且由于北方在冬季时地区寒冷,导致人工湿地内的微生物和植物在处理人工生活污水效果大打折扣。
2.厌氧沼气池
厌氧沼气池在我国农村生活污水处理中得到了最广泛最普遍的应用。它主要是将沼气池内的污水、秸秆以及畜禽粪便经过微生物厌氧发酵,而产生大量的沼气。而沼气属于无毒、清洁、热值很高的可再生能源。发酵后的生活污水能够有效的去除大部分的有机物,实现生活污水的净化效果。
随着社会主义新农村,改厕、改厨、改圈的不断普及,农村生活污水以及猪舍污水在经过厌氧沼气池充分发酵之后,可以作为农田肥料,这有利于节省农民的耕地成本。目前浙江、四川多地沼气池处理技术得到有效的推广。沼气池优点:资源利用率高,处理效果好,占地小,操作简单。处理效果:对生活污水中的COD和BOD达到80%以上的去除率,NH3-N达到60%左右的去除率,对TP达到80%以上的去除率。缺点:为实现厌氧沼气池内微生物的厌氧发酵,需要长时间的停留生活污水,在处理之后出水的指标略低。
3.蚯蚓生态滤池
蚯蚓生态滤池是以生物滤池为基础,通过蚯蚓翻动来实现土壤透气性能的提升,在气体和水分充足的条件下,实现有机物的分解转化。蚯蚓生态滤池优点:有机物去除率高,运营管理简单,造价较低,污水污泥同步处理。处理效果:对生活污水中的COD和BOD去除率高达90%左右,TP和NH3-N去除率也在80%左右。缺点:蚯蚓生态滤池对生活污水中的TP去除率有较大的波动,且对温度要求比较敏感。
4.地下土壤渗滤
地下土壤渗滤是指对预处理的生活污水,间歇式分段投入的地表以下0.5米的土壤中,通过植物根系吸收,土壤截留以及微生物降解等实现对生活污水的处理。地下土壤渗滤运行原理在于农村生活污水在化粪池中进行厌氧处理之后,通过土壤渗滤管均匀的分布厌氧滤层进行渗透,通过污染物与水进行分离,将污染物截留在土壤中。地下土壤渗滤优点:处理效率高,投资费用低,不影响地面景观,出水水质标准高。处理效果:对生活污水中的CPD处理率达80%左右,且对生活污水中的BOD、TP、NH3-N实现90%的有效去除。缺点:地下土壤渗滤容易造成堵塞与地下水污染。
5.净化槽
生物净化槽是在厌氧-兼氧的环境下,采用膜处理、活性污泥,接触氧化以及消毒工艺,通过多种微生物的协同合作,有效的分解污水中的有机物,同时产生无污染的CO2,H2O以及CH4的过程。生物净化槽的工作步骤主要可以分为水解反应、发酵酸化以及产乙酸产甲烷三个阶段。生物净化槽装置优点:处理效果稳定,操作简单,体积小,出水水质好。处理效果:对污水中的COD有80%的去除率,BOD有90%的去除率。缺点:运营维护有一定的困难,安装和运行费用较高。
6.一体化污水处理装置
对农村已经设立了生活污水的收集设备,且能够达到几十立方以上污水量的前提下,可以采用一体化生活污水处理装置。此装置能够有效的对集中处理较难的农村生活污水进行分散处理。改良之后的一体化生活污水处理装置已经在实际工程中达到了比较理想的处理效果。当前的主要工艺包括A/O工艺、SBR工艺和MBR工艺。
6.1基于A/O工艺为主体的一体化设备
A/O工艺主要是通过在缺氧段进行异养菌水解酸化反应,以实现污水的可生性,进而降低好氧段的有机负荷。生活污水经过缺氧处理后,在好氧段的硝化菌能够将生活污水中的氨氮氧化转化成硝态氮。而且好氧段的聚磷菌能够大量的吸收生活污水混合液中的正磷酸盐。在经过好氧段处理之后的生活污水进一步回流到缺氧段。通过缺氧段与好氧段的交替反应,最终实现除磷脱氮的效果。
6.2基于SBR工艺为主体的一体化设备
SBR是通过进水、反应、沉淀、排水、闲置5个阶段,在一定的周期内进行缺氧与好氧工作的交替,间歇性的去除生活污水中污染物的目的。SBR工艺不需要像AO工艺一样设立专门的回流设备。其使用的曝气池容积较少,而且费用较低。
6.3基于MBR工艺为主体的一体化设备
MBR工艺是将膜分离工艺与活性污泥生物工艺进行结合,促使中空膜在生化池中产生浓度较高的活性污泥,进而实现分离生活污水污染物的效果。一体化污水处理装置优点:体积小,效率高,出水水质稳定,能够实现信息化自动管理。处理效果:A/O工艺的能够去除生活污水中,80%的COD,90%的BOD以及75%以上的TP和NH3-N;SBR工艺能够去除80%以上的COD、BOD和TP但是NH3-N的去除方面有较大的波动;MBR能够实现90%左右的COD、OD、NH3-N的去除率。缺点:SBR工艺对自控系统要求较高,不易于维护管理;MBR工艺容易产生膜堵塞,而增加运营成本。
结语
生活农村生活污水不仅对农村的水源地产生潜在的安全隐患,还可能会进一步加剧淡水资源危机,影响到农田耕地的有效灌溉,进而威胁到农民未来的生存和发展。农村生活污水处理效果与农民的生活环境具有直接的相关性,这也是关系到社会主义新农村建设与农村生活质量水平提高的有效落实。因此,农村生活水污染的治理任重道远。
参考文献:
[1]付笑凡,郑志宏.农村生活污水处理的现状与技术应用[J].科技创新 与应用,2019,9:161-165.
[2]梁梦芽.佛山市农村污水处理设施运行管理技术探讨[J].化工管理,2019(21):110-111.
[3]张丽荣.农村污水处理技术[J].化工设计通讯,2019,45(5):123-124.