文献综述-建德市下涯镇大洲村生活污水处理工程设计.doc

毕业论文：文献综述学生姓名：定稿时间：2014-04-20毕业论文（设计）文献综述 题目：农村生活污水处理技术文献综述学 院：环境科学与工程学院专 业：环境工程班 级：环工1001学 号：学生姓名：指导教师：二一四 年 四 月农村生活污水处理技术文献综述 摘 要：水体污染问题日渐突出，调查表明水中氮磷超标，多数原因来自农村生活污水乱排放。因经济发展原因，农村普遍没有完善的排水、收集和治理生活污水的设施与工艺。农村生活污水处理现已经引起广泛关注。结合以上农村生活污水处理遇到的问题，提出相关技术选择原则，并结合我国农村主流的生活污水处理技术，简要介绍了农村生活污水处理的实际工程案例。 关键词：农村生活污水 污水处理 生物处理 生态处理Summary of rural life wastewater treatment technologyAbstract: Water pollution problems have become increasingly prominent, the survey showed that most of the reasons for excessive nitrogen and phosphorus in the water were the chaos from rural sewage discharge. Development for economic reasons, there is no perfect rural general drainage, sewage collection and treatment facilities and processes. Recently, rural sewage treatment has caused widespread concern. Taking the above combination of problems encountered in rural sewage treatment into consideration, relevant technical selection principle was suggested.Finally,this paper briefly described the actual project case on the basis of introducing.the main rural sewage treatment technologies in China.Keywords: rural domestic Sewage treatment Biological Treatment Ecological treatment前言我国是农业大国，农村人口基数大，占全国人口的62%,农村面积辽阔，占全国面积的90%,但农村普遍没有完善的管渠排水系统1 、 收集和治理生活污水的设施与工艺。每年农村将未经处理的3000多万t2 无毒、有机生活废水直接排入自然水体中，致使自然水体污染，导致水华、蓝藻等生态破坏问题。生活废水形成的臭水沟，产生恶臭，滋生蚊蝇等，传播疾病，严重破坏地下水质量，危害人类的生命健康的同时也对人类的生存环境造成威胁。直到十一五规划期间人们才逐渐认识到，农村生活污水没有得到妥善处理直接排放才是江河水域的污染的主要原因。目前，我国尚没有成熟的工艺工程与技术应用于处理农村生活污水中,因此，加强污水收集和处理设施是有实际意义的。1.农村生活污水处理的现状与问题长期以来我国农村环保意识淡薄，污水处理设施普遍欠缺，96%的村庄没有管渠排水系统1 。随着70年代后我国经济的发展，农村生活水平提升的同时，农村生活污水排放量日渐增多。农村生活废水无法得到妥善处理。农村生活污水随意排放，农村水环境污染严重。污水渗透土壤进入地下后流进江河，从而产生对环境极大的危害。我国有七亿人饮用水源达不到合格标准，大肠杆菌超标86倍，众多池塘水库呈富营养化状态,全国污水断面检测，70%为IV类、V类、劣V类。全国水检测氮磷超标，而工业废水只贡献了其中的16%-18%3，我国农村面积占地基数大，分布呈分散性，水文地质等因素也有很多不同。农村生活污水宏观上总量大，实际上日水量小，存在间歇性，分散性等特点，也是处理农村生活污水急需解决的难题。由于农村生活污水主要来自于居民生活中的洗浴、厨房、冲洗等生活用水。其组成成分复杂，各成分浓度也不尽相同。除氮磷浓度较高外，如营养盐等成分浓度较低。这造成农村污水处理效率低的难题4-6 。 由于社会与文化差异，部分地区对农村生活污水处理设施设备存在抵制情绪。地质水文的差异性也会降低相关工艺的处理效果。最主要的在新农村改革推广过程中，即使注意了供水设备，往往也会忽略排水设施。就算设备健全的情况下，多数得不到专业人士的管理和使用，使很多设施得不到有效利用便被荒废。这些问题都是农村生活污水处理过程的中的绊脚石，不容忽视。2.农村生活污水处理工艺选择的原则值得注意的是农村生活污水是具有季节波动性的中低浓度的有机废水。在处理工艺的选择上，不应套用城市污水处理装置，更注重的应该是污水的收集及管渠需经济方便，在不破坏当地生态的情况下，符合当地的人文，水文，地貌等条件。在处理水质达到国家标准的同时，与循环经济挂钩，真正做到污水处理的再利用6。 对于排水管网的选择，考虑到经济适用性与灵活性，可考虑“集中处理和分散处理相结合”的方法。根本原则就是经济适用，灵活方便，易于维护。3.我国农村生活污水处理的主要技术农村生活污水处理技术的选择，一定要做到因地制宜，切实可行。通过大量资料分析与多年实际调查，横向与纵向比较，结合农村废水自身为低浓度且污染物成分较少的特征与农村地域辽阔的特点。考虑到农村地域环境、经济和人文因素。农村生活污水的治理更适合采用分散式处理的方式而不是类比城镇污水采用的集中收集治污模式。因为集中收集处理需要庞大的收集管网建设资金投入，既不能符合农村的经济特点，又不能符合农村分散式分布的地理特性。分散式处理的适用性在于它本身的两点优势：首先，快速见效且投资小，普通规模的管网收集系统即可达到要求，并在短建设周期内即可看到效果。其次，在我国北方水资源匮乏的地方，采用分散式处理，根据其处理后出水能方便回用的特点，可使用水压力得到有效缓解8 。分散式污水处理是在传统技术不断延伸发展的过程中，与物理化学、生物技术的交叉结合衍生而出9 。土地处理，人工湿地，稳定塘等为我国目前农村生活污水处理的主要技术。3.1 人工湿地人工湿地是一种生态功能复合体，仿照自然湿地设计，最大程度模仿自然湿地的结构，希望通过化学、物理和生物的共同作用，使污水在流动过程中得到净化。现较多应用潜流型湿地，因它较其它两种更卫生安全不易滋生蚊蝇，更不会产生难闻气体10 。人工湿地在国外与国内具有较多的应用案例，并且在国内取得不错的应用成果，如北京在20世纪80年代就有启用建设人工湿地达到控制污染的目的10-12 。人工湿地对COD、BOD5和TP的净化效果在80%以上13 。良好的除磷效果源于人工湿地本身的介质吸附和沉淀作用15,16。但遗憾的是对总氮（TN）的去除率仅在40%究其原因在于人工湿地的脱氮途径主要是硝化反硝化作用而非植物吸附14 。人工湿地因其低脱氮率适宜低浓度生活废水或处理后的废水需进一步脱氮除磷。在处理高浓度生活废水时，多作为后续生态处理单元用于组合工艺中。人工湿地本身具有景观价值、低运营费用和维护简单的优势11,17,18 。但有诸多因素限制其推广。人工湿地本身具有脱氮效率低，占地面积广的缺点，并且诸多净化机理尚未弄清，导致技术不成熟，使管理缺乏规范性。再者，植物死亡后会使营养物返回湿地，长期积累导致“营养饱和”大大降低磷的去除效果17,18 3.2土地处理土地处理技术是一种复合生态系统。它在人工调控下，利用物理、化学和生物做用，通过土壤一植物一微生物这三个环节净化污水。土地处理技术，可做到回收利用污水中营养物质，是一种符合清洁生产的处理方法22 。 土壤处理系统按照水流运动的流速和流动轨迹的差异进行划分。土壤处理系统可分为慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流和地下渗滤这四种处理系统19。其中地下渗滤系统又称为毛细管土地渗滤处理技术，较前三种更适用于农村生活污水。因为其布水设施埋于地下，具有受外界天气、气温影响小的优势，可广泛用于寒冷干旱的地方。例如北方农村。并且在海市宝山区罗店镇张墅村也取得了不错的效果，处理后水质达到GB 18918-2002一级B标准。但土地处理技术也有需要改进之处。比如，存在污染地下水的隐患；而且需要有经验的人进行操作，只有准确控制负荷才不会引起堵塞20 。 3.3稳定塘稳定塘是运用类似自然水体自净机理，通过微生物降解，从而去除污染物的污水池塘。污水中的污染物在稳定塘中经过微生物代谢、物理、化学和物化的过程进行多级转换，最终被降解20 。稳定塘于1901年被美国研发并推广，因为稳定塘本身具有低负荷，不稳定，受外界环境影响的缺点，因此被国内外发展改造，以强化其处理效果21,22。 如：目前已应用于太湖流域的高效藻类塘，相较传统氧化塘更稳定高效，且建造维护成本较低。高效藻类塘比传统氧化塘更高效源于塘内更为丰富的菌藻共生体系。这归功于其内置连续搅拌装置，使污水在做环型流动的时候，能够完全混合，从而调节污水中氧自由基浓度24。 高效藻类塘具有污水停留时间短，占地面积小的优势，并且能够最大程度的利用内部产生的氧气24。但由于高效藻类塘净化污水主要依赖内部藻类，所以藻类的需要的生存条件成为高效藻类塘的重要限制因素。而且，出水中会含有浮藻，所以还应添加藻类去除单元24。 高效藻类塘除在太湖流域有应用实例外，陈广等25 也进行了更为深入的研究。运行结果表明，高效藻类塘工艺对氨氮去除效果良好，但因不满足反硝化条件，所以总氮去除效果一般。所以，将高效藻类塘作为组合工艺其中一单元是很有必要的，视水质情况而定，最好不单独使用24 。 除高效藻类塘外，水生植物塘、多级串联塘都是处理效果强化后的新型池塘21,22 。 3.4厌氧水解、跌水充氧接触氧化、折板潜流式人工湿地组合技术23 这种组合技术主要适用于具备完善排水管网及收集污水的大型城镇。能处理有机物相对较高的污水。该工艺可分为三个单元：第一单元为厌氧水解池，污水经过该池进行预处理，从而达到减少溶解氧，脱氮的目的，降低部分有机物浓度；第二单元为跌水充氧接触氧化池，是整个工艺的主体部分，主要功能为降解有机物，且有很好的脱氮除磷效果；第三单元为人工湿地，用于进一步去处水中的有机物和无机营养部分。跌水充氧技术是由上海给排水研究所自主创新研发的农村生活污水处理技术。其创新性在于利用微型的污水提升泵的剩余扬程，通过分级达到自然充氧的目的。它能耗低，且不需曝气装置，大大减少投资费用。厌氧水解、跌水充氧接触氧化、折板潜流式人工湿地组合技术是生物技术与生态工程的结合，通过厌氧及好氧生物处理过程，使其能够很好的处理集中的高浓度生活污水，处理出水达到国家标准。3.5好氧生物处理技术早在20世纪初，有英国科学家意外发现，污水长时间连续通氧会产生污泥。而在有污泥的培养皿中，污水的净化效果会更好。后来这一发现被深入研究，最终发展为好氧生物处理技术。好氧生物处理技术，根据微生物的生长状态可分为两类：一类是悬浊态的活性污泥法；另一类是附着态的生物膜法26。 对于农村生活污水的处理通常使用生物膜法，因为要考虑投资、运行、维护和处理效果的诸多因素，活性污泥法要求较高，负荷控制不当极易引起污泥膨胀。而生物膜法限制较少，在实际运用中较多。3.5.1生物接触氧化法生物接触氧化法是对生物滤池的曝气形式进行优化的生物膜衍生技术27、28 最早应用于德国，但受当时工业限制而未得到推广，后日本、美国相继投入研发运行。在我国已有应用实例并取得不错效果，如广州市萝岗区埔心村、江苏泰州戴南镇董北村、宁夏平罗县渠口乡等29,30。生物接触氧化池可作为分散式农村污水开发的净化槽的好氧单元部分。因其易管理，占地面积小，处理效果好的特点，适用于南方等经济条件较好，对处理出水要求较高的城镇。3.5.2好氧生物滤池在上世纪80年代就研发出好氧生物滤池处理技术。在上世纪90年代，法国第一个将好氧生物滤池应用于实际。好氧生物滤池通过污水喷洒滤料，形成生物膜，达到吸附污水中污染物的作用31 。塔式生物滤池是好氧生物滤池的一种，相对于普通生物滤池、高负荷生物滤池32，它具有高效、节能环保、不受土地面积制约的优势，更适用于农村生活污水的处理。而且塔式生物滤池自上而下的污水流动方式，可使附着在滤料表面的生物膜去除污水中的悬浮固体和可溶性固体。3.5.3 蚯蚓生态滤池处理技术蚯蚓生态滤池处理技术是一种极具发展前景和经济效益处理技术。该技术利用蚯蚓的腐殖性和杂食性的特点，利用蚯蚓惊人的吞吃能力，将蚯蚓放在滤床上，增强传统滤池的处理污水效能。蚯蚓的引入增加了过滤层通透性、提高微生物活性的功能。相比传统生物滤池，能够有效解决土壤板结等问题33 早在上世纪90年代，法国就有蚯蚓生态滤池的应用实例。我国杨健34 等进行了深入研究。结果表明，蚯蚓生态滤池对高浓度城市污水处理效果良好。有机物去除率在80%以上，并能有效去除氨氮。韩润平等35,36 在填料上加以改良，用植物性与惰性混合而成的填料层替代原有的单一性材料，其能承受的水力负荷高出普通的生物滤池一倍。塔式蚯蚓生态滤池组合工艺由南京大学研发，在太湖周边农村推广，并取得不错的效果，高效脱氮除磷，降解有机物,受天气温度变化影响小35 不足之处是，蚯蚓对生存环境有要求，温度和土壤含水率限制了水力负荷的提高。为不使蚯蚓生存环境恶化，进水负荷不高于蚯蚓的摄食能力。3.6厌氧生物处理技术厌氧生物处理技术因其高效节能、对有毒物质的良好适应性而颇被研究人员青睐。因其低投资、易管理的特点被广泛应用于中国农村生活污水的处理，并取得不错的效果。厌氧生物处理技术与好氧相似，以微生物的凝聚态划分可厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法，且后者采用较多.3.6.1污水净化沼气池污水净化沼气池技术可处理高浓度有机废水，适合分散式户型，如禽畜业养殖等。其净化效果好，出水水质可达污水综合排放标准(GB 8978一1996)二级标准38 田洪春等38 曾连续三年跟踪检测，证明其出水水质达标，处理污水稳定。其布置灵活，但对温度要求较高，适用于冬季地下水温高于50oC的地区，如我国南部地区。在江浙蜀等农村都有较广泛应用。3.6.2复合厌氧处理技术复合厌氧处理技术适用于高浓度有机废水，能降解部分有毒物质，是在厌氧滤器(Anaerobic Filter)和上流式厌氧污泥床(Up flow Anaerobic Sludge Blanket)的基础上，由上海市政工程设计研究总院自主研发，凝聚该院多年之经验，经实际应用表明完全符合农村生活污水处理的实际需求。值得提出的是特殊轻质滤料层设计大大提高了该反应器的容积负荷。该技术具有极高的经济适用性。4结语农村污染问题已引起人们的广泛关注。通过检测得知，我国自然水系中有机物及无机盐的超标主要是农村废水未经处理直接排放所导致。农村地域广阔，经济条件相对较差，收集和排水设施大部分不具备，小部分不完善。因此，众多研究人员非常重视这一问题。根据农村排水的分散性与季节性，改进了诸多工艺与技术，在实际应用中取得了不错的效果，充分考虑到地域性与经济性的因素，在清洁生产的原则下，越来越多的技术投入使用，不止兼顾农村生活污水污泥处理问题，防止二次污染的产生，而且照顾到当地的经济效益。如人工湿地，不止改善农村的环境质量，更提高了农村的生活质量。对于技术的研发应始终遵守因地制宜的原则，考虑到经济适用和维护简单两个方面，做到建立具有当地特点的技术体系。参考文献1关亮炯.我国水污染现状及治理对策J 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