摘要： 針對農村地區(qū)的生活污水特點, 分析了多種可行的污水處理技術。

關鍵詞： 農村生活污水, 污染, 技術

農村地區(qū)的生活污水直接影響到重要水源地的水質安全和農戶的健康衛(wèi)生, 因此, 農村的水環(huán)境整治成為各級政府和廣大民眾關心的熱點問題。為了實現(xiàn)對面源污染的有效控制, 遏制水環(huán)境富營養(yǎng)化趨勢, 對農村生活污水進行收集處理已迫在眉睫[1] 。

1 農村生活污水的特點和技術要求

1. 1 農村生活污水排放特點

農村生活污水具有與城市污水不同的特點: ! 排放分散且面廣。農村與城市相比, 其占地面積大, 人口不集中, 分布密度小。有的十戶八戶就是一個村, 即使是中心村, 相對也比較分散。所以污水排放相當分散, 排放面也較廣[ 2]。① 間歇排放、波動較大。農村居民沒有固定的上下班作息時間和相對穩(wěn)定的生活習慣, 因此, 農村生活污水的排放為不均勻排放, 瞬時變化較大, 日變化系數(shù)一般在3. 0~ 5. 0, 同時農村生活污水還具有早、中、晚不同時段相對集中排放等特點[ 2] 。② 水質相對穩(wěn)定。農村生活污水的水質比較穩(wěn)定, 有機物和氮、磷等營養(yǎng)物含量較高, 一般不含有有毒物質, 污水中還含有合成洗滌劑以及細菌、病毒、寄生蟲卵等。陳能汪等通過定點監(jiān)測分析發(fā)現(xiàn)農村生活污水總氮、總磷等各項水質指標濃度均很高, 人均年排放量為總氮1. 562 kg, 總磷0. 153 kg[3] 。

1. 2 農村生活污水處理技術要求

根據(jù)農村生活污水的具體特點, 農村生活污水處理技術要求如下: ① 低耗高效。由于大部分農村居民收入相對較低, 當前生活污水處理設施的建設主要來自政府的投資和支持, 因此生活污水的處理應充分考慮造價低、運行費用少、低能耗或無能耗、運行穩(wěn)定高效的處理工藝[ 2] 。② 低二次污染。農村生活污水處理設施的建立是為了消除農村生活污水直接進入環(huán)境而帶來的污染。其污水處理設施容易帶來空氣污染、蚊蟲增多等其他環(huán)境問題, 應盡量選擇低二次污染或無二次污染的處理工藝。③ 抗沖擊負荷能力強。由于農村生活污水排放水質不穩(wěn)定, 水量變化大, 為避免生活污水處理系統(tǒng)由于污水排放量的變化而造成系統(tǒng)資源浪費或者癱瘓, 應該選用抗沖擊負荷能力強的污水處理技術設備[2] 。④管理維護簡單。農村熟悉生活污水處理技術的專業(yè)人員較少, 應盡量選用運行、管理簡單, 維護方便的污水處理工藝, 能有效節(jié)省管理和維護的人力物力, 以保證系統(tǒng)建成后正常發(fā)揮功能。

2 農村生活污水處理工藝技術

2. 1 河浜處理技術

采用河浜原位增氧系統(tǒng), 加速水體復氧過程, 以提高水體的溶解氧水平, 恢復和增強水體中好氧微生物的活力。同時建立人工水草載體生物膜系統(tǒng), 把天然過程改變成為天然與人工過程的結合體。污水在河浜內通過微生物的代謝活動, 以及相伴隨的物理、化學和物理化學的過程, 使廢水中的有機污染物、營養(yǎng)元素和其他污染物質進行多級轉換、降解、去除, 從而實現(xiàn)廢水的無害化、資源化和再利用的目的。河浜污水處理工藝流程見圖1。

實施項目地陳巷浜位于江蘇常州市武進區(qū)漕橋鎮(zhèn), 治理河段的長度為560 m, 寬度為12 m, 設計水深3. 8 m, 水體容積為25 536 m3, 總排水量840. 3 m3 / d, 污水經處理后排入漕橋河。進水水質濃度: COD 271. 2 mg /L, 氨氮26. 6mg /L, TP 4. 3mg/L, SS 151. 3mg/L, pH值6~ 9; 出水水質濃度: COD% 60 mg /L, 氨氮% 8 mg /L, TP% 1 mg /L, SS% 20 mg /L, pH 6~ 9。項目投資為2 570 元/( m3·d ), 廢水處理運行成本為 0.11元/m3。

河浜處理技術具有以下優(yōu)點: ①利用現(xiàn)場地形條件, 將緩流納污河浜進行改造, 對污水進行生態(tài)處理, 取消農村污水管網(wǎng)建設, 達到了既克服在農村建設管網(wǎng)收集工程的困難, 又節(jié)省了大量建設資金。② 能收集流域內所有污水, 包括農業(yè)面源排水、養(yǎng)殖業(yè)廢水、雨水和流域內工業(yè)排水。③ 可以利用荒廢的河道、沼澤地、峽谷、廢棄的水庫等地段建設, 結構簡單, 大都以土石結構為主, 具有施工周期短、易于施工等優(yōu)點。④將天然廢棄河浜改造成曝氣魚塘, 進行生態(tài)養(yǎng)殖, 可產生一定的經濟效益。⑤ 河浜生態(tài)護岸、灌溉和排澇調水系統(tǒng)是專門設計用于利用河浜作為污水處理的設施, 也是一套水利調節(jié)系統(tǒng), 具有農業(yè)養(yǎng)殖、農業(yè)灌溉、防洪排澇、生態(tài)調水和生態(tài)護坡等功能。(整個工程的運行采用計算機編程控制, 具有設備自動運行、水質自動監(jiān)測、工藝參數(shù)自動調整、外排水量自動平衡等功能, 實現(xiàn)了無人值守, 維護保養(yǎng)費用低。) 整個工藝無污水提升, 除極少量河水復氧和計算機控制系統(tǒng)外, 不需要其他動力, 基本是無或微動力污水去碳、脫氮、除磷一體化生物處理系統(tǒng), 降低了日常運行費用。

2. 2 生物濾池- 表流人工濕地技術

生活污水通過管道匯集于生物濾池, 生物濾池內放置微晶納米復合濾料, 該濾料具有優(yōu)良的吸附性能和比表面積, 在微晶納米濾料表面提供優(yōu)越的微生物生存空間、污水較好的營養(yǎng)條件下, 微生物快速繁殖, 生物量劇增, 微生物物種多樣性增加, 在微生物分泌的粘性物質作用下, 微生物互相吸附, 在濾料表面形成大量高活性生物膜, 快速降解水中的污染物。在快速去污的同時, 微晶納米復合濾料的除臭、去色功能將明顯地體現(xiàn), 污水臭味大大降低, 水體透明度提高, 水體感官明顯改善。生物濾池的出水自流入表流人工濕地, 濕地內的有機生態(tài)系統(tǒng)對污水進行進一步的凈化, 通過水生植物的發(fā)達根系對污水中的氮、磷以及其他有機物進行吸收以降低水體中的氮、磷以及其他的污染物指標。工藝流程見圖2。

實施項目位于江蘇常州市武進區(qū)潘家仁莊村, 處理污水量50 t/d。進水水質濃度: COD 380 mg/L, 氨氮30 mg /L, TP 4 mg /L, SS 200 mg/L, pH 值6~ 9; 出水水質達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B的出水標準要求。項目投資為24 275元/ (m3·d), 廢水處理運行成本為 0.16元/m3。

該工藝需要布設管網(wǎng), 工程投資較大, 需要簡單的管理和維護。人工濕地占地面積較大, 適于中、小水量的污水處理。通過利用空曠、有一定自然坡度的洼地或經濟價值不高的荒地, 可減少土方量、有利于排水, 從而降低投資和能耗。在夏季濕地可能會滋生蚊蟲, 宜建在離居民居住地較遠的地區(qū)。

2. 3 地下土壤滲濾工藝技術

污水先經化糞池或其他預處理構筑物去除大型懸浮物, 然后通過布水管和毛細材料的虹吸作用, 將污水均勻分布于根據(jù)現(xiàn)場土質人工配制的通水透氣性能良好的人工土壤中, 人工土壤中聚集著大量微生物和各種微型動植物, 在這些需氧微生物和厭氧微生物的協(xié)同代謝作用下, 污水中的有機物被吸附、降解和轉化為二氧化碳和水, 有機氮被分解轉化為硝酸鹽或氮氣, 污水因此得到凈化和除臭, 凈化的出水通過底部集水管收集、排放或再利用。工藝流程見圖3。

項目分別位于常州市武進區(qū)雪堰鎮(zhèn)潘家城灣山區(qū)、共建村和潘家村, 服務人口分別為720、450和450人。進水水質濃度: COD 180mg/L, NH3-N 20mg/L, TP 3mg /L; 出水水質濃度指標: COD % 60 mg/L, NH3-N% 8 mg/L, TP% 1mg /L, SS% 20mg/L。工程投資3 000 元/(m3 · d) , 運行成本0.41元/m3。該工藝具有高效節(jié)能、占地面積小、耐沖擊負荷、運行管理方便等特點, 適用于用地緊張、經濟較為發(fā)達的農村地區(qū)。

3 結語

農村生活污水處理方式的選擇涉及自然地理環(huán)境、社會人文和經濟狀況等方面, 應在對污水特性、經濟指標、技術指標、運行管理和環(huán)境要素等主要影響因素分析的基礎上, 選用造價低、運行費用少、低能耗或無能耗、運行穩(wěn)定高效的處理工藝。

參考文獻

[ 1] 賈靜, 傅大放, 馬強, 等. 蘇南農村地區(qū)分散式污水的處理與回用[ J]. 中國給水排水, 2007, 23( 6) : 31- 34.

[ 2] 蘭虹. 上海市新農村建設中生活污水污染、管理及處理對策研究[ D]. 上海: 華東師范大學, 2008.

[ 3] 陳能汪, 張路平, 洪華生, 等. 九龍江流域農村生活污水污染定量研究 [ J]. 廈門大學學報: 自然科學版, 2004, 43( S1): 249- 253.

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