摘要:近年来,农村生活污水排放量的增加以及水体的污染直接影响当地居民的饮水健康与生活质量,因此治理生活污水是改善人居环境、建设美丽乡村的关键之一。考虑到农村经济、技术及后期管理等因素,生态工程不失为一种经济有效且易于运行管理的解决方法。本文综述了分散式和集中式两类生活污水生态工程,比较了二者的核心技术及技术组合的优点与适用条件。研究结果可为中国农村生活污水问题的解决提供参考。
关键词:农村;生活污水;生态工程
中图分类号:X799 文献标识码:A
1 引言
近年来,我国农村经济发展迅速,农村产业结构不断丰富,村镇企业蓬勃发展,农民生活水平和消费观念日新月异。但是,经济发展也带来一定的污染问题,生活污水处理问题对新农村建设产生严重影响,限制了农村地区可持续发展。
2 农村生活污水特点
2.1 处理量较小
农村居民居住呈现出分散性强的现实特点,且随着城镇化进程的加快,单户农村人口数量越来越少,因此,农村生活污水人均排放量总体偏低,且单一污水处理量较少。尤其像河南这样的中原省份来说,大多农村的村民都有进城务工的现象,土地扭转给大农户耕种,农村常住人口长期要低于在册户籍人口。从实际水量监测情况来看,农村污水处理设施设计量要远远高于农村生活污水处理设施的实际收集、处理量。
2.2 水量变化大
从农村居民的日常生产生活特性来看,生活污水排放的时间段相对集中,即,主要集中于早晨、中午和晚餐三个时间段,这三个时间段的生活污水排放量要远远大于夜间及其他时间段的污水排放量,其他时间段甚至还存在断流现象。而且,农村生活污水污水排放量也伴随着季节性变化而变化,即,农忙时段的污水排放量要远远大于农闲时污水排放量,夏季的生活污水排放量要高于冬季污水排放量。可见,农村生活污水排放量会随着季节及时段的变化而变化,表现出非连续性、季节性和时段性特点,给农村生活污水处理增添了难度。
2.3 收集难度大
农村居民具有散居特点,户与户之间居住距离较远,农村生活污水的收集面积大,增添了农村生活污水收集难度。且,与城镇污水处理的大量资金支持不同,农村生活污水处理基础设施相对滞后,管网建设资金投入占农村生活污水治理较大比重,且,由于农村集体经济及村民收入较城镇相比较低,使得管网配套建设难以得到有效保障,配套管网建设资金无法足额保障,维护费用缺口较大,增加了农村生活污水收集难度。加之,农村生活污水量少,水量不稳定,导致农村生活污水处理设施运行处于间歇性,甚至是停止运行状态。
3 农村生活污水处理现状
目前国内大多数乡镇地区没有建立固定的垃圾场与污水处理厂,甚至没有垃圾桶。生活垃圾随处丢弃,污水随机排放的情况十分常见。随着农村的城市化进程加快,生活质量的不断提高,产生的垃圾也越来越多。许多农村地区对垃圾的处理方式,就是当垃圾积累到一定程度时将其直接焚化,但是,垃圾燃烧所产生有害气体不仅污染空气与水源,而且给人们的生活带来大麻烦。大多数农村地区洗涤和厨房用水未经处理直接排入沟渠,严重影响村庄环境,造成水质受到严重影响,不利于农村生态建设。
4 农村生活污水处理研究与分析
4.1 一体化AAO工艺
AAO工艺即为厌氧-缺氧-好氧污水处理工艺,污水经厌氧区释磷、缺氧区脱氮以及好氧区硝化及除磷3个阶段,可达到较好的脱氮除磷效果,且总水力停留时间(HRT)少于其他工艺。
该工艺设备结构简单,污水处理工作中的运营成本较低,适合于在大多数农村地区推广使用。AAO工艺中,缺氧池体积对污水处理效率影响显著,当缺氧池体积发生变化时,化学需氧量(COD)去除率随缺氧池体积的增加而增大,氨氮(NH3-N)去除率随缺氧池体积的增大而减小,总氮(TN)与总磷(TP)去除率随缺氧池体积的增大呈先增大后减小的趋势。
4.2 表面流处理方式
表面流人工湿地处理方式是利用填料表面漫流来处理生活污水的一种技术,该技术属于被动性的处理方式。在表面流人工湿地方式实际应用时需要将水层控制在相当的厚度,通常需要在处理系统周围建设具有相当高度的围墙,水生植物主要选择挺水型水生植物,水体中的氧气主要由水生植物光合作用和根系呼吸产生。当农村生活污水流入到表面流人工湿地处理系统中时,后面的污水会推动前面的污水缓慢地往前流动,在此过程中人工湿地中的水生植物和基料床形成的生物膜会对污水中的污染物质进行物理吸附和生化降解达到对生活污水处理的目的,处理后的污水会在系统末端流出。表面流人工湿地方式具有技术简单、便于操作和成本较低的优点,为该技术的应用和推广提供了有利条件。同时该技术在处理农村生活污水时需要较好的天气条件并且需要占据较大面积的土地,否则污水处理效果会受到明显影响,这些缺陷在一定程度上制约了该技术的应用范围。
4.3 沼气池+稳定塘(人工湿地)
沼气池的优点是系统运行稳定、节约能源、污泥产量少、运行管理简单和不受占地面积限制。缺点是出水水质的部分指标不能达到排放标准,污水停留时间长。沼气池+稳定塘(人工湿地)技术可以改善环境,同时可以产生沼气,节约能源。沼气池可结合人工湿地或稳定塘系统并利用人工湿地或稳定塘吸附降解污水中的N、P污染物,进一步净化污水。该组合工艺适用于资金短缺、相关设施不完善、专业管理和维护人员缺乏的地区。沼气池+人工湿地工艺对BOD5去除率保持在80%～90%,COD、NH3-N、TN去除率超过70%,SS、TP去除率超过65%,出水水质可达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级B标准。
4.4 一体化生物接触氧化工艺
生物接触氧化工艺由厌氧和好氧2部分反应器组成,内置附着生物膜的填料,通过生物膜的代谢分解作用去除水体污染物。该工艺在农村地区使用较为普遍,主要特点是出水水质稳定可靠、占地面积较小、安装简便。通过地埋式等简单保暖措施,可适用于北方寒冷地区农村污水的处理。日本净化槽是以水解+接触氧化为基础工艺的分散式生活污水处理一体化工艺,主要通过絮凝沉降、物理沉淀及微生物的降解等作用去除污水体中污染物,按用途不同可分为单独处理净化槽、合并处理净化槽、深度处理净化槽3类,日本净化槽是我国众多一体化装置设计和借鉴的原型,对推动国内一体化技术发展起到一定作用。
5 结束语
综上所述,农村环境污染治理项目关系到新农村建设的顺利实施。当前农村水体污染形势日益严峻,农村水体污染问题迫切需要得到治理。本文通过农村水体污染现状的调查与分析,总结了农村环境污染管理中存在的问题,并提出农村水体污染治理的建议。以期促进农村地区居民树立绿色发展理念,建设生态文明乡村,实现新农村绿色可持续发展,促进农村生态建设与经济建设的双赢。
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