农村生活污水处理技术探讨.doc

农村生活污水处理技术探讨摘 要：农村的生活污水, 是造成农村水环境污染的原因之一, 也是造成湖泊富营养化的重要因素。针对中国农村生活污水排放分散、污染物浓度低的特点, 介绍了生活污水净化沼气池技术、稳定塘生活污水处理技术、人工湿地处理技术、土地渗滤处理系统和生物滤池技术等, 以及几种工艺先进、具有推广价值的生活污水处理技术的原理、技术特点, 为农村地区污水治理提供参考。关键词：农村生活污水 现状 处理技术 对策随着我国农村经济的发展和农村生活水平的不断提高，农村生活污水引起的环境污染日趋加重。目前，我国农村生活污水排放量每年约为80亿90 亿t，且不断增加，但处理情况却不容乐观。96 %的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生活污水随意排放，造成农村环境的严重污染，成为农村水源地潜在的安全隐患，加剧了淡水资源的危机。因此，对农村生活污水处理技术进行研究，寻找适合农村生活污水的处理工艺和运行模式，具有迫切的现实意义。1 农村生活污水概述农村生活污水是指居民生活过程中粪便及其冲洗水、洗浴污水和厨房污水等，此外，还包括一些农村分散养殖过程中所产生的污水。农村生活污水含有机物质、氮（N）磷（P）营养物质、悬浮物及病菌等污染成分，各污染物排放质量浓度一般为： CODCr为250 400 mg/L，氨氮为40 60 mg/L，TP 为2.5 5.0mg/L。与城镇污水处理相比，农村生活污水处理有其自身特点。首先，农村地区技术经济基础薄弱，缺少重组的资金和专业的技术管理人员，污水处理设施的日常运行和维护难以保证。其次，农村生活污水在排放方式、水质和水量方面具有自身特性，主要表现在：面广分散，收集困难；水量变化大，排放不均匀；可生化性好，几乎不含有毒有害有机污染物。2 农村生活污水处理现状近年来国外的专家学者对农村生活污水的处理越来越关注，农村生活污水处理技术逐渐成熟，工艺呈现出多样性。现阶段，我国小城镇污水处理率还不到10%，农村地区生活污水的处理率更低，绝大部分生活污水未经处理直接排放。国内对农村生活污水的治理随着三河、三湖污染的加重才刚刚兴起，但农村生活污水治理工程较少，很多处理技术也仅仅处在示范研究阶段。目前农村生活污水的治理存在一个较大的难点，即基建投资以及运行费用较大，农村经济实力以及技术力量很难满足常规城市生活污水处理厂技术要求等。因此，急需要开发高效、低能耗、低成本的污水资源化技术，引进适合我国国情的国外发达国家的先进技术与工艺，解决农村生活污水污染问题。3 农村生活污水处理技术3.1 技术选择原则农村地区经济技术薄弱，缺少充足的资金和专业的技术管理人员，因此农村生活污水处理方式不能照搬或套用城镇污水处理模式，须结合农村实情和生活污水特点科学决策。在具体选择农村生活污水处理方式时，一般应遵循以下原则。（1）因地制宜农村生活污水处理不能拘泥于一种或几种模式，关键要根据镇村的功能、人口、地形地貌、地质特点、气候、排放要求和经济水平等，通过技术经济分析和比较，因地制宜地选择简单、经济、有效的处理技术。如在经济发达、用地受限的镇村，可以选择由厌氧、好氧组合而成的一体化处理设备；在用地充裕、气候适宜的镇村，可以选择人工湿地、稳定塘等生态处理技术。（2）维护管理简便我国农村地区经济技术相对落后，缺乏专业技术人员，往往发生农村生活污水处理设施建成投产后无法实现科学维护与管理的现象。因此，在农村宜选用维护需求量少、日常管理简单的处理技术。（3）运行费用低廉目前，我国农村生活污水处理设施运行费用十分有限，缺少稳定经费来源，城镇污水处理中最常采用的好氧处理技术因运行费用高，在农村地区推广应用受到一定局限。因此，在条件允许的地区，应尽可能采用生态或厌氧处理法，做到污水处理能耗的最小化。（4）工艺流程简单农村生活污水处理设施规模小，维护管理不容易到位，因此其工艺流程不能太过复杂，要尽量减少工艺环节，以便于运行管理。一般来说，农村生活污水处理系统最好不设初沉池和二沉池，可采用较大体积的均化池代替调节池和初沉池，利用生态处理法或生物膜法省去二沉池。3.2 技术方法根据以上农村生活污水处理技术的选择原则，目前适合农村生活污水处理技术主要有生活污水净化沼气池处理技术、土地渗滤处理系统、稳定塘处理系统、人工湿地处理系统、生物滤池技术等。321 生活污水净化沼气池处理技术生活污水净化沼气池处理技术是利用有机物厌氧发酵的原理，在厌氧和兼性厌氧的条件下对污水进行处理的一种技术。这种技术在我国农村生活污水处理的实践中，是最通用、节俭、能够体现环境效益与社会效益结合的生活污水处理方式。污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水被去除了大部分有机物，达到净化目的; 产生的沼气可作为浴室和家庭用能源; 厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水。在我国，生活污水净化沼气池主要用于取代传统的化粪池，漆贯学等的课题研究认为生活污水净化沼气池技术的主要问题包括工艺设计不合理，运行稳定性难以保证，处理效果不及二级污水厂等。毛华海对生活污水净化沼气池池型、工艺改进进行了初探，提出了改进生活污水净化沼气池处理效果的3 个方向。目前，生活污水净化沼气池工艺已较为成型，曹军等对其工艺流程及施工流程进行了详细的介绍。322 土地渗滤处理系统土壤渗滤处理系统是利用自然系统的净化功能，将污水有控制地投配到土层中，通过“土壤 植物”系统的生物、化学、物理的吸附、固定，对污水资源及N、P 等营养元素再利用，对污水中的污染物进行降解。常用的技术有慢速渗滤处理系统和人工快速渗滤系统。3221 慢速渗滤处理系统慢速渗滤处理系统将废水利用到耕作土壤中，达到处理的目的，同时可以满足作物生长的需要。慢速渗滤处理系统渗滤速度慢，以污水的深度处理和利用水、营养物为主要目标，故污水净化效率高，出水水质优良，基本不产生二次污染。早期的慢速渗滤处理系统的研究主要以玉米 小麦系统的研究为主，这种工艺对氮的去除率达到70%，磷的去除率达到50%，且具有良好的经济收益。但考虑到传统的慢速渗滤系统的污水投配负荷一般较低，赵建芬等进行了污水慢速渗滤土地处理系统改进的试验研究，研究表明改进的慢速渗滤土地处理系统对悬浮物、有机物( CODCr) 、氨氮、总氮、总磷有很高的去处效果，分别达到了51 55%、84 76%、97 92%、91 78%、98 83%。3222 人工快速渗滤系统人工快速渗滤系统是在传统快速渗滤基础上发展起来的一项技术，它采用天然河沙作为主要渗滤介质，并掺入一定量的特殊填料，不仅继承了土地处理工艺建设成本和运营成本低，操作方便，管理简单的优点，和传统工艺相比，还大大地提高了水力负荷，不受土地等自然环境的影响，具有较高的工艺实用性，被认为是解决小流量生活污水的最适合、最可靠的途径。人工快速渗滤系统采用干湿交替的运转方式，传统的快速渗滤系统，一般采用1 3 d 淹水和4 10 d 落干的方式运行。邵坚等对人工快渗系统的运行方式进行了研究，研究表明通过缩短淹水周期，加大系统淹水和落干的频率，可以明显改善人工快渗系统的污染物去除效果。至今，人工快速渗滤系统污染物的去除机理尚未研究清楚，但普遍认为是在过滤截留、吸附和生物降解的协同作用。323 稳定塘处理系统稳定塘是一种经过人工修整而且设有围堤和防渗层的池塘，它主要利用水生生物系统，依靠自然生物净化功能，使污水得到净化。这种工艺基建费用低，运行费用低，无污泥处理，但同时存在有机负荷低、占地面积大、处理效果受气候条件影响大的缺点。为了提高稳定塘的处理能力和效果，研究者们提出并发展了高效藻类塘，最大限度地利用藻类产生的氧气，充分利用菌藻共生关系，对污染物进行高效处理。目前我国已在太湖地区建立了高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水的试验研究。324 人工湿地处理系统人工湿地，是一种为处理污水而采用工程手段模拟自然湿地系统建造的构筑物，在构筑物的底部，按一定的坡度填充选定级配的填料，如碎石、沙子等，在填料表层土壤中种植一些对污水处理效果好、成活率高、生长周期长、美观以及具有经济价值的水生植物，通过生态处理系统内的微生物和水生植物的协同作用，实现污染物的去除。人工湿地是一种经济、高效的处理系统，可用作处理农村生活污水。它的净化机理比较复杂，植被系统起着重要的作用。Li 等在太湖地区建立了水稻湿地系统，研究表明水稻湿地系统不仅具有对氮有很好的去除效果，而且还能节省化肥的使用和灌溉的水量。同时，填料也是人工湿地的重要组成部分，对于净化磷素污染物有重要作用。以上海市农村地区为例，人工湿地得到了广泛应用，9处垂直潜流人工湿地出水皆能达标排放。325 生物滤池技术生物滤池，是一种内部由碎石或塑料制品等惰性过滤材料填充，材料表面生长生物群落，污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，得以去除的生物反应器。其最大的特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池，具有池容小、占地面积小、出水水质好和流程简单等优点。童晶晶等研究表明，高效功能陶粒用作填充材料，生物滤池能取得更好的效果。此外，有研究者将生物物种蚯蚓引入生物滤池构成蚯蚓生物滤池，它是根据蚯蚓具有吞食有机物、提高土壤通气透水性能和促进有机物质的分解转化等生态学功能而设计的。在我国最早是陈旸等对其进行了研究，利用蚯蚓生物滤池处理城市生活污水初步试验的结果表明，当表面水力负荷为1 m3 /( m3d)时，以细木屑、泥炭、石英砂为滤料，污水的CODCr、BOD5、SS去除率分别为72 4%、72 8%、90 5%; 以粗木屑、泥炭、石英砂、谷壳为滤料，污水的CODCr、BOD5、SS 去除率分别为80 5%、87 5%、93 2%。326 组合工艺任何农村生活污水处理技术都有它的不足之处，为了取得更好的农村生活污水处理效果，往往将两种或多种处理技术进行联用，以期达到处理效果和经济性的最佳组合。唐晶等将生物和生态技术进行组合，对处理农村生活污水进行了研究，利用厌氧/跌水充氧接触氧化/水生蔬菜型人工湿地组合工艺处理农村生活污水取得了较好的去除效果，且处理效果很稳定。在云南泸湖当地的农村地区，也使用到了生物/生态技术，将氧化沟与人工湿地联用处理农村生活污水。吴迪等将厌氧工艺与生物膜技术结合，处理农村生活污水，出水水质良好，可用于农业灌溉和观赏性景观河道用水。武汉大学也有关于组合工艺处理农村生活污水的研究，研究证明了IST( Innovative Septic Tank)+ CMFB( Compound Media Filter Bed) 系统是一种处理生活污水可行的工艺。4 建议与对策4.1 加紧相关政策落实大力推行乡村清洁工程和生态家园富民工程等农村生态环境综合整治工程的实施，落实国家关于新农村建设以及改善农村生态环境的有关政策、规划和措施，为农村生活污水处理提供有力的政策支持和保障。4.2 加强应急处理能力建设对农村环境问题上加强组织领导和应急保障，完善应对方案和措施，搞好组织协调、应急物资保障和现场应急处置，积极开展污染源受损情况排查和环境风险评估判断，确保生活污水污染控制在最低限度。加强相关应急能力建设，建立相关组织协调体系，为农村污水处理提供有力的制度保障。4.3 加快相关技术研发农村生活污水污染是一个不可忽视的问题，需要迫切解决。目前国内农村生活污水处理技术主要还处于实验模拟阶段，因此，需要联合高等院校以及科研院所科研攻关力量，进行技术交流与合作，加快开发高效、低能耗、低成本的污水资源化技术，提高污水处理效率；引进适合我国国情的国外发达国家的先进技术与工艺，为农村生活污水处理提供有力的技术支持。4.4 加大资金投入力度农村生活污水的处理只靠单户农民很难实现，政府部门更需要加大农村环境综合整治的投资力度。除了采取国家扶持、地方资助的方式外，还需要多渠道筹集生活污水处理设施与运行的资金，建立专项资金，形成多元化投入，为保证农村生活污水处理工程的顺利运行提供有力的资金支持。5 小结为改变农村生活污水无序排放现状，积极开展农村生活污水治理研究是十分必要的，农村生活污水的管网收集是农村生活污水处理的前提，开发投资节省、运行费用低、操作管理简便的适用技术是农村生活污水处理的关键，落实建设资金和运行费用是农村生活污水处理的保障，政府部门应高度重视农村生活污水的有效治理，尽快建立相关标准及技术规范，加大投资力度，确保农村污水治理工程的长期稳定运行。参考文献1 苏东辉, 郑正, 王勇, 等. 农村生活污水处理技术探讨 J . 环境科学与技术,