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    农村生活污水处理技术研究进展(上)

    2021-11-10  来自: 环保水圈 浏览次数:48

    随着我国农村居民生活水平的迅速提高,使得农村生活污水的排放也在不断增加。大部分的村庄缺乏完善的排水渠道和污水处理系统,随意排放的生活污水对农村的生态环境造成严重污染,不仅对地下水造成严重威胁,而且引起湖泊氮、磷富营养化,甚至可能导致黑臭水体的产生。因此,加强农村生活污水治理十分迫切。针对农村生活污水的特征,结合当地经济社会情况,因地制宜地采用不同的农村生活污水分散式技术是解决农村水体环境污染问题的关键所在,也是改善农村生态环境的必要措施?;诖?,本文通过综述目前国内外分散式生活污水处理技术,以期能够探寻到适合我国农村地区生活污水分散处理的技术。


    农村生活污水

    一、农村生活污水现状

    1、农村生活污水特点

    由于农村人口居住分散,使得农村生活污水具有以下特点:

    1)总量大且不断增加,环境污染严重。随着我国新农村建设飞速发展,农村地区生产、生活污水的排放量也不断增长。据统计,2010年我国农村污水排放量约为90×108t,预计到2017年,我国农村污水排放量将达到148×108t。污水任意排放导致农村地区河网以及地下水水质持续快速恶化,农灌沟渠及农村河道水环境普遍为劣Ⅴ类,甚至许多河渠达不到农灌水质标准的要求。

    2)有机物含量高。农村生活污水主要是农村居民生活当中产生的厨房污水、洗涤用水及厕所冲水,其中COD、氮磷、悬浮物及病菌等为主要污染物,氨氮、总氮、总磷等污染指标浓度总体较高。

    3)水质水量波动大,粗放型排放。按照农村生活规律,污水明显表现为间歇排放且日变化系数较大,一般可达3.05.0,污水排放有着明显的早中晚三峰特征或早晚双峰特征;同时受作物生长、地理环境、气候等多种因素的影响,不同农村地区不同季节排放的水质水量均不同。另外,由于农村污水排放管网不完善,农村生活污水一般为粗放型排放,排放量小且分散。

    2、农村生活污水处理情况

    近年来,我国对环境问题的高度重视,污水的处理率不断提高。住建部统计数据显示,到2013年年底,我国城市污水处理率已近百分之九十,县城的污水处理率达百分之七十八,对生活污水进行处理的建制村仅为百分之五。目前,仅上海市的农村污水处理取得不菲成果,处理率达百分之四十三,为全国之首。导致我国农村生活污水处理困难的原因主要有:

    1)农村生活污水成分日益复杂,水质水量波动大,难以正确评估生活污水的污染负荷从而影响到污水处理方案的合理设计以及处理工艺的正确选择;

    2)农村居民环保意识薄弱,农村地区经济实力不一、地理条件各异,污水处理技术的选择受多方面因素的制约;

    3)我国农村人口居住相对分散独立,人口基数大、规模小、密度低。

    综上,农村生活污水处理不能效仿城市,应当选择规模小,成本和运行费低,管理维护简单方便的技术。

    二、农村生活污水处理技术

    20世纪80年代末,我国开始从事农村生活污水处理的研究工作。近年来,越来越多的污水处理技术在我国农村得到了应用和发展。目前,国内外现有的适用于分散式生活污水的工艺可分为一体化处理系统和分步处理系统,其中分步处理系统又可分为初级处理工艺和主体处理工艺。初级处理主要用于去除部分固体悬浮物。主体处理工艺主要用于去除N、P和部分有机物。

    1、一体化处理系统

    一体化污水处理设备是集污水预处理、二级处理和深度处理设备于一体的中小型污水处理技术装置。目前应用较为广泛的有接触氧化反应器、气升回流一体化装置、净化槽处理系统等。

    张俊等探讨将土地渗滤和生物接触氧化装置组合而成的一体化污水处理工艺,对TN、TP等污染物的去除率在百分之八十以上,并在上海宝山区、崇明县等郊区农村得到广泛应用。刘惠敏等研究开发的气升回流式一体化接触氧化反应器,将原有装置的TN利用曝气实现硝化液回流、强化脱氮,将TN 去除率增加了百分之二十。张媛媛等、周琦等针对分散型生活污水处理改进气升回流一体化工艺,改变好氧区、厌氧区和沉淀区的容积比,发现系统对COD、NH4+-N、TN 的去除率较高。

    净化槽处理系统是起源于日本的一种小型一体化生活污水处理装置,目前有百分之六十的日本人使用该技术对污水进行净化。国内引进、改造后净化槽,获得较好的处理效果。干钢等在日本净化槽的基础上,将膜式净化槽系统在浙江示范应用。系统对 COD、BOD5、NH4+-N、TPSS的平均去除率均达到很高标准,处理后出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)规定的一 级 A 标准。

    2、土壤渗滤处理技术

    土壤渗滤处理技术是利用土壤-植物-微生物复合生态系统,通过土壤的吸附、微生物的降解、植物的吸收作用,使污水得到净化的一种处理方法。目前,土壤渗滤处理技术主要分为慢速渗滤系统、快速渗滤系统、地下渗滤系统3种类型。

    1)土壤慢速渗滤系统

    土壤慢速渗滤系统是将废水缓慢投配到种植作物的土壤表面,废水在流经地表土壤-植物系统时得到充分净化的一种土地处理系统,但其水力负荷较小,处理污水能力有限。研究表明通过改进布水排水设施能提高土壤慢速渗滤系统的去除率。段增强等研究优化传统土地慢速渗滤处理系统的布水排水措施,使系统对TN、TP、COD、TOC、NH4+-N的平均去除率均较高。赵建芬等通过加大水力负荷,改进排水设施,使得慢速渗滤土地处理系统出水水质优良,除TN外各指标浓度达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)III类水质标准。同时,土壤渗滤系统对高浓度污水也有很好的去除效果。王振等开展高浓度较养猪废水的土壤慢速渗滤系统处理效果研究,结果表明,系统对TN的去除率达百分之八十点二,对TP、COD去除率均在百分之九十以上。

    2)土壤快速渗滤系统

    土壤快速渗滤系统是将污水投配到渗滤性良好的土壤表面,向下渗透过程中,污水通过生物过滤、沉淀、氧化、硝化、反硝化等一系列作用从而得到净化。北京昌平快速渗滤池运行稳定时对COD、NH4+-N、SS、BOD5、TN、TP去除率均可达到较高标准。此外,迅速发展起来的人工快速渗滤系统利用渗透性能好的河砂和特殊填料,代替了传统渗滤系统中的土层,提高水力负荷,减少占地面积,提高系统的富氧能力以及对污染物的去除效果。平玉焕等针对包气带进行研究,得出人工快速渗滤系统包气带对COD以及NH4+-N有很好的去除效果。王枫等对人工快速渗滤系统的研究,发现滤池出水水质稳定、良好,NH4+-NSS的去除率在百分之九十以上。但是,人工快速渗滤系统易受季节、温度等因素影响。冯绍元等对不同季节下人工快速渗滤系统进行研究,结果表明,在夏季高温时,系统对地表微污染水的净化效果较好,对CODNH4+-N的平均去除率分别为百分之四十五和百分之六十五;在冬季低温时,对CODNH4+-N的平均去除率只有百分之二十和百分之六十。

    3)土壤地下渗滤系统

    土壤地下渗滤系统布水设施埋于地下,不影响地面景观,受天气影响小。STEWART等研究地下土壤渗滤系统对农村生活污水去除效果,发现系统对BOD、COD、TN、SS的去除率很高。ROBERTSON等将地下土壤渗滤系统应用于澳大利亚农村生活污水的处理,试验表明系统对BOD、COD、TN、SS、TP的去除率也较高。液压加载率和污染物加载速率会影响土壤渗滤系统处理效果。LI等研究发现土壤地下渗滤系统的对污染物的去除率会随液压加载率和污染物加载速率增加而下降。

    综上可见,土壤渗滤系统具有工艺简单、去除率高等特点,适合于我国农村生活污水处理。

    关键词: 农村生活污水   研究进展   衡美   水处理  

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