農(nóng)村生活污水處理模式的選擇分析
導(dǎo)讀:對(duì)農(nóng)村生活污水進(jìn)行收集處理已迫在眉睫。農(nóng)村水污染治理問題日顯突出。污水處理模式的影響因素。污染,農(nóng)村生活污水處理模式的選擇分析。
關(guān)鍵詞:農(nóng)村生活污水,污染,處理模式
1 前言
隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)村水污染治理問題日顯突出,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)面源污染的有效控制,遏制水環(huán)境富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì),對(duì)農(nóng)村生活污水進(jìn)行收集處理已迫在眉睫[1]。博士,污染。
農(nóng)村生活污水具有與城市污水不同的特點(diǎn):①排放分散且面廣。②間歇排放、波動(dòng)較大,日變化系數(shù)一般在3.0~5.0之間,同時(shí)農(nóng)村生活污水還具有早、中、晚不同時(shí)段相對(duì)集中排放等特點(diǎn)[2]。③水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定。有機(jī)物和氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物含量較高,污水中還含有合成洗滌劑以及細(xì)菌、病毒、寄生蟲卵等,一般不含有毒物質(zhì)。
根據(jù)目前已建成的農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的運(yùn)行情況,農(nóng)村生活污水處理方式從規(guī)模上看主要有四種模式,一種是集中處理法,將幾十戶、上百戶村民分散排放的生活污水通過管網(wǎng)或自然溝渠收集起來進(jìn)行集中處理;另一種是就地分散處理;第三種是集中加分散式;第四種是采用上述三種方法之一,污水處理后回用。
2 污水處理模式的影響因素
污水處理模式的選擇涉及自然地理環(huán)境、社會(huì)人文和經(jīng)濟(jì)狀況等多方面,本文主要考慮污水水質(zhì)、污水水量、地理地形、人口數(shù)量、居住聚散程度、投資大小、占地面積、日常運(yùn)行費(fèi)、排放標(biāo)準(zhǔn)、氣候、日常維護(hù)管理、處理效果和經(jīng)濟(jì)承受能力等主要影響因素。
3 污水處理模式選擇
本文以常州市武進(jìn)區(qū)洛陽鎮(zhèn)友誼村為例,該村現(xiàn)有居民440人,每戶都已建成有三格式化糞池對(duì)生活污水進(jìn)行初步處理,處理后的水通過簡(jiǎn)易地溝匯入村東、村南和村北的池塘里。這種方式已經(jīng)不能達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,需要建立新的污水處理設(shè)施。該村污水水質(zhì)指標(biāo)為COD400mg/L、氨氮30 mg/L、TP4 mg/L、SS250 mg/L、PH值為6-9。博士,污染。該村居住集中,周圍有少量河、溝,主要起排污排水作用,地勢(shì)平坦。該村經(jīng)濟(jì)水平一般。
3.1 權(quán)重的確定
本文選擇模糊方法進(jìn)行分析,在模糊分析中,權(quán)重是至關(guān)重要的,它反映了各個(gè)因素在綜合決策過程中所占有的地位或所起的作用;權(quán)重選取的合理性,直接關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性,直接影響綜合決策最后結(jié)果。
權(quán)重的確定主要從上述污水處理模式選擇的影響因素出發(fā),進(jìn)行定性討論分析,課題組同行打分和咨詢專家打分,對(duì)這兩方面分值(αi、βi)進(jìn)行代數(shù)求積并歸一化處理,得到修正后的權(quán)重Ai,即[3]:
Ai = (αi×βi)/ ∑(αi×βi)
可列出如下計(jì)算表格(表1)。
表1 權(quán)重計(jì)算結(jié)果表
Table 1 Weight calculation results
影響因素 | 同行打分 | 專家打分 | 計(jì)算結(jié)果 |
污水水質(zhì) | 8 | 7 | 0.107 |
污水水量 | 8 | 7 | 0.107 |
地理地形 | 7 | 7 | 0.094 |
人口數(shù)量 | 8 | 6 | 0.092 |
居住聚散程度 | 9 | 8 | 0.138 |
投資大小 | 7 | 8 | 0.107 |
占地面積 | 4 | 5 | 0.038 |
運(yùn)行費(fèi)用 | 7 | 8 | 0.107 |
排放標(biāo)準(zhǔn) | 4 | 4 | 0.031 |
氣候 | 2 | 2 | 0.008 |
日常維護(hù)管理 | 4 | 3 | 0.023 |
處理效果 | 5 | 4 | 0.038 |
經(jīng)濟(jì)承受能力 | 7 | 8 | 0.107 |
對(duì)于水質(zhì)來說,選擇COD、SS、氮、磷四個(gè)要素進(jìn)行分析,它們差不多具有同等的重要性,因此,本文近似認(rèn)為水質(zhì)的四個(gè)參數(shù)權(quán)重相同,都是0.25。博士,污染。
3.2 隸屬函數(shù)的確定
(1)污水水質(zhì)
①COD
農(nóng)村生活污水COD的含量一般為100-600mg/L,由此可組建判斷標(biāo)準(zhǔn)為(100, 300,500,700)。博士,污染。選用左、右半梯形分布,建立一元線性隸屬函數(shù):
μ1 =
;μ2 =
μ3 =
;μ4 =
把進(jìn)水COD400 mg/L代入上式計(jì)算出當(dāng)?shù)氐腃OD隸屬度向量:(0,0.5,0.5,0)。
②SS
農(nóng)村生活污水SS的含量一般為50-300mg/L,由此組建判斷標(biāo)準(zhǔn)(50,150,250,350),構(gòu)建隸屬函數(shù)如下:
μ1 =
;μ2 =
μ3 =
;μ4 =
把進(jìn)水SS 250mg/L,代入上式計(jì)算出當(dāng)?shù)氐腟S隸屬度向量: (0,0,1,0)。
(3)氨氮
農(nóng)村生活污水氨氮的含量一般為10-40mg/L,由此組建判斷標(biāo)準(zhǔn)(10,20,30,40),構(gòu)建隸屬函數(shù)如下:
μ1 =
;μ2 =
μ3 =
;μ4 =
根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)測(cè)的水質(zhì)含氨氮數(shù)值30mg/L,代入上式計(jì)算出當(dāng)?shù)氐牡碾`屬度向量: (0,0,1,0)。
(4)磷
農(nóng)村生活污水磷的含量一般為1-10mg/L,由此組建判斷標(biāo)準(zhǔn)(1,4,7,10),構(gòu)建隸屬函數(shù)如下:
μ1 =
;μ2 =
μ3 =
;μ4 =
根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)測(cè)的水質(zhì)含磷數(shù)值4mg/L,代入上式計(jì)算出當(dāng)?shù)氐牧椎碾`屬度向量: (0,1,0,0)。
水質(zhì)的權(quán)重向量A1 =(0.25,0.25,0.25,0.25),水質(zhì)的合成矩陣(隸屬度向量)為:V1=A1 ·T
=(0.25,0.25,0.25,0.25) ·
=(0,0.125,0.875,0)
(2)污水水量
在污水水量分項(xiàng)評(píng)價(jià)中,采用十分制給各方案打分,再利用下述公式計(jì)算隸屬函數(shù)[ 3 ]:
計(jì)算后污水水量的歸一化的合成矩陣(隸屬度向量)為:(0,0.667,0.333,0)
(3)其他因素
其它如地理地形、人口數(shù)量、居住聚散程度、投資大小、占地面積、日常運(yùn)行費(fèi)、排放標(biāo)準(zhǔn)、氣候、日常維護(hù)管理、處理效果和經(jīng)濟(jì)承受能力等因素的隸屬函數(shù)的建立方法與污水水量相同。
根據(jù)各隸屬函數(shù)式可計(jì)算出各對(duì)應(yīng)指標(biāo)的不同隸屬度(表2)。博士,污染。
表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬度計(jì)算表
Table 2 Membership degree of evaluation factors
處理方式 評(píng)價(jià)因素 | 權(quán)重值 | 隸屬度計(jì)算值 | |||
集中 | 分散 | 集中+分散 | 資源化 | ||
污水水質(zhì) | 0.107 | 0 | 0.125 | 0.875 | 0 |
污水水量 | 0.107 | 0 | 0.667 | 0.333 | 0 |
地理地形 | 0.094 | 0 | 1 | 0 | 0 |
人口數(shù)量 | 0.092 | 0 | 1 | 0 | 0 |
居住聚散程度 | 0.138 | 0 | 1 | 0 | 0 |
投資大小 | 0.107 | 0.1 | 0.8 | 0.1 | 0 |
占地面積 | 0.038 | 0 | 0.667 | 0.333 | 0 |
運(yùn)行費(fèi)用 | 0.107 | 0.5 | 0.063 | 0.437 | 0 |
排放標(biāo)準(zhǔn) | 0.031 | 0.333 | 0.333 | 0.334 | 0 |
氣候 | 0.008 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
日常維護(hù)管理 | 0.023 | 0.071 | 0.572 | 0.286 | 0.071 |
處理效果 | 0.038 | 0.167 | 0.167 | 0.333 | 0.333 |
經(jīng)濟(jì)承受能力 | 0.107 | 0.1 | 0.8 | 0.1 | 0 |
3.3 處理模式的確定
根據(jù)表2組建因素評(píng)判矩陣R:
R =
則B = A·R =(0.107,0.107,0.094,0.092,0.138,0.107,0.038,0.107,0.031,0.008,0.023,0.038,0.107)
=(0.096,0.644,0.243,0.017)
從計(jì)算結(jié)果可以看出分散式處理是最佳模式,其次是集中+分散式。博士,污染。
4 結(jié)語
農(nóng)村生活污水具有自己的特點(diǎn),其處理模式的選擇涉及自然地理環(huán)境、社會(huì)人文和經(jīng)濟(jì)狀況等方面,應(yīng)在對(duì)污水水質(zhì)、水量、地理地形、人口數(shù)量、居住聚散程度、投資大小、占地面積、日常運(yùn)行費(fèi)等因素綜合考慮的基礎(chǔ)上選擇適宜的處理模式。
參考文獻(xiàn):
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