农村生活污水分散处理技术研究进展

1、农村生活污水分散处理技术研究进展第2l卷第6期2021年12月污染防治技术POLLUT10NC0NTR0LTECHN0L0GYDec.,2021农村生活污水分散处理技术研究进展米张增胜',杨耀芳.,徐功娣,陈季华(1.东华大学环境科学与工程学院,上海200051;2.宁波海洋环境监测中心,浙江宁波315040;3.齐齐哈尔大学化工学院,黑龙江齐齐哈尔161006)摘要:对农村生活污水的特点进行了分析,总结了国内外农村生活污水分散处理技术的研究及应用状况,介绍了三种典型的分散处理技术,并指出这三种技术的有机组合,将成为未来农村生活污水分散处理技术开展的趋势.关键词:农村生活污水;分散处理

2、;人工湿地;快速渗滤;净化槽中图分类号:X703.1文献标识码:AResearchProgressonTechnologyforDecentralizedTreatmentofRuralDomesticSewageZHANGZengsheng,YANGYaofang,XUGongdi',CHENjihua(1.CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,DonghuaUniversity,Shanghai200051,China;2.MarineEnvironmentalMonitoringCenterofNingbo,Ningbo,Zhej

3、iang315040,China;3.CollegeofChemistryEngineering,QiqiharUniversity,Qiqihaer,Heilongjiang161006,China)Abstract:Thecharacteristicsofruraldomesticsewagewereanalyzed.Andtheresearchandapplicationoftechnologyfordecen?tralizedffeatmentofruraldomesticsewageathomeandabroadwassummarized,Threetypicaltechnologi

4、esfordecentralizedtreat?mentwel'erecommended,anditpointedoutthat,theorganiccombinationOfthethreetypicaltechnologiesfordecentralizedtreat-mentofruraldomesticsewagewouldbethetendencyofthefuturedevelopment.Keywords:ruraldomesticsewage;decentralizedtreatment;constructedwetlands;soilinfiltration;puri

5、ficationtank近年来,农村生活污水对河流湖泊等受纳水体造成严重的污染,已受到全世界的普遍关注¨.?农村地区由于缺乏足够的资金,无力建设生活污水的排水管网系统及集中的处理设施,或是由于居住比拟分散,生活污水不便收集集中处理,9O%以上的生活污水未经任何处理,直接就近排人河流湖泊.由于该污水中含有大量的有机物及N,P等元素,排入水体后,会引起水体中叶绿素a的含量呈现出数量级的上升,导致水体中的藻类大量繁殖,引发富营养化现象,造成受纳水体的水质恶化,严重影响了农村地区的生态环境,并对当地居民的特点,结合农村经济能力的实际情况,以及农村地区具体的自然环境,因地制宜的研究开发适合农村

6、生活污水分散处理的新技术与新工艺,是解决农村水污染问题的关键所在,也是改善农村水环境的必要措施.1农村生活污水的特征城市郊区的农村,由于经济开展水平低,管理落后,生活设施不健全,缺乏污水和垃圾处理的环保根底设施,再加上长期以来农民形成的不良生活习惯,如随意堆放垃圾,随地倾倒污水等,使得农村度等多方面因素的影响,农村生活污水呈现出与工的具体水质状况参见表l.表1农村生活污水水质状况指标BOD5CODSSNH4一NTNTP浓度/18032026551090255206025(n?L)收稿日期:20210820;修订日期:20211006基金工程:上海市科委"科技创新行动方案"工

7、程(07dz12408)作者简介:张增胜(1984一),男,安徽安庆人,博士研究生,主要从事水污染控制与生态修复研究.?农村生活污水的数量,成分,污染物浓度与当地村民的生活习惯,生活水平和用水量有关J.农村生活污水一般由洗涤用水,淋浴用水以及人畜粪便等构成,其特点为:(1)相对于城市生活污水而言,排放量较小;(2)有机物含量偏高,生化性较好;(3)氨氮(NH一N)含量偏高;(4)因污水直接排放,冲刷土壤,浊度特别高;6.0.农村人口居住比拟分散,没有任何生活污水收集和处理的措施,使农村生活污水成为影响水环境的重要因素,而且随着农村生活水平的提高而加剧.农村生活污水正是由于以上的特征,使得污水集

8、中处理的模式很难在农村地区得以推广,因此适宜于农村生活污水的分散处理技术脱颖而出.2农村生活污水的分散处理污水的分散处理技术,已经成为国内外生活污水处理的一种新理念.污水分散处理技术,主要用于就地处理,或聚集处理和处置来自独户或相对集中的一小片住宅及商业区的少量生活污水.一般而言,污水分散处理系统的预处理构筑物为化粪池,便于别离污水中的可沉降固体垃圾,并进行而言,生活污水分散处理具有以下优点:(1)处理构筑物,一般因地制宜的设置在居民住宅附近,需要铺设的污水管道很少,基建费用低,投资少,建设周期短,见效快;(2)处理性能好,出水水质稳定,对有机物和N,P的去除率较高;'(3)适合人口密

9、度较低的农村地区,同时便于中水回用,缓解水资源危机;(4)能耗低,构筑物简单实用,管理维护方便.?2.2.1国外研究状况随着经济的开展,农民生活水平逐渐提高,面源污染排放却日益严重,早在30多年前,美国,日本等兴旺国家的环保人士就开在1987年制定了一系列有针对性的面源污染控制方案,又于2002年出版了污水分散处理系统应用手册.日本从1977年开始,实行农村生活污水分散处理方案,对不同形式的小型一体化污水分散处理设施进行了研究,并于2001年4月,实行了相关的新法律,以确保农村地区生活污水的净化处理.如今,日本已经研发出了两种比拟成熟的净化槽:一种是合并处理净化槽,主要针对洗涤和粪便等生活污水

10、的净化处理;一种是深度处理净化槽,它不仅可以降低有机物的含量,还有脱氮除磷的功能.此外,澳大利亚科学和工业研究组织(CSIRO)的专家提出了"FILTER"(非尔脱)污水分散处理技术.韩国国立汉城(现称首尔)大学农业工程系,研发了人工湿地污水分散处理技术.散处理的研究,始于20世纪80年代末期,与起步较早的兴旺国家和地区相比,在各方面都存在明显的差距,因此要加强国际交流,强化民众的环保意识,积极探索和研发适合中国农村地区的生活污水分散处理的新技术与新工艺.目前,国内关于农村生活污水分散处理的研究年¨,报道了采用快速渗滤技术来处理农村生活污水,适用于居民人数少,污水

11、量小的地区;中德生态城市规划和管理工程所采用的垂直潜流人工湿地,在江苏常州建立了农村生活污水分散处理的示范工程,为中国农村生活污水的净化,开辟了一条既科学经济,又简便可行的道路.根据农村生活污水波动性大,排水管网不健全的特点,及农村经济力量薄弱,缺乏污水处理专业人员的实际情况,因此分散处理技术要求工艺抗冲击负荷能力强,投资少,运行费用低,维护管理简单.一般而言,分散处理可以分为人工湿地处理技术,快速渗滤处理技术及净化槽处理技术.水处理技术已经有2O多年的历史,它具有投资少,能耗低,出水水质稳定,耐冲击力强和美化环境等优点,很快得到了国内外环保人士的认可,并普遍Hammer等对人工湿地作出了如下

12、的定义:一个经过人工设计和人为强化,通过模拟天然湿地,由植物,微生物,原生动物和基质构成的人造水生态系统.人工湿地可以分为外表流,水平潜流和垂直流湿地.湿地系统成熟以后,湿地植物根系和基质外表附着生长了大量的微生物,形成了生物膜,当污水流经时,有机物被吸收,悬浮物被拦截,同时氮,磷等元素被植物和微生物作为营养成分而直接吸收,还可以通过硝化,反硝化作用,及微生物对磷2021年12月张增胜等.农村生活污水分散处理技术研究进展?67?的过量积累作用,将其从污水中去除,最后通过定期更换湿地基质和收割湿地植物,到达最终去除污¨采用人工湿地技术,净化洗涤,粪便等生活污水,取得了很好的处理效果,对

13、BOD的去除率到达了93%,对TP的去除率到达了90%,对NH一N的去除率到达了70%.清华大学的刘超翔等¨,在滇池流域农村进行了人工湿地处理生活污水的试验研究,设计处理量为80m/d,对COD的去除率80%,对TN的去除率85%,对TP的去除率85%,出水水¨利用人工湿地处理农村生活污水,指出人工湿地技术要因地制宜的结合农村自身的特点,真正融人农村自身的生态系统中,以实现污水处理效果的最正确状态.但是,堵塞问题往往成为制约人工湿地处理技术发展的重要原因,因此如何解决堵塞问题,将成为今后研究开展的方向.2.3.2快速渗滤处理技术快速渗滤处理技术,是将污水有控制的流经具有良好

14、渗透性能的土地外表,在污水向下渗滤的过程中,受到过滤,沉淀,氧化复原及硝化反硝化等一系列物理,化学及生物的作用,从而得到净化的一种污水土地处理工艺.在快速渗滤系统运行中,污水是周期性的向渗滤土地灌水和休灌,使表层土壤处于淹水/枯燥,即厌灌期,表层土壤处于好氧状态,微生物将发生好氧"非尔脱"快速渗滤处理技术,对生活污水的处理效果好,运行费用低,特别适用于土地资源丰富,可以轮作休耕的地区,或是以种植牧草为主的地区.孙静等¨在实验室条件下,进行了快速渗滤处理技术净化生活污水氮,磷的研究,结果说明,TN的去除率稳定在87.36%一95.99%,TP的去除率稳定在84.07

15、%一97.85%,并得出了系统对TN和采用快速渗滤处理技术来净化农村生活污水,具有投资少,节省能源和材料,运行维护简单和净化效果稳定等优点.但在实际的工程应用中,快速渗滤处理技术可能会污染当地的地下水和地表水水源,对当地的水环境和土壤构成潜在威胁.2.3.3净化槽处理技术净化槽是一体化设备,其工艺步骤集中在一个槽内完成,各步骤之间用隔板隔开.净化槽处理技术的原理,是物理处理和生化处理相结合,通过微生物分解,物理沉淀和化学本,净化槽处理技术广泛应用于处理农村生活污水,处理性能好,出水BOD降到20ms/L以下,ss降到40ms/L以下,TN降到10ms/L以下,TP降到1mg/L以下16.199

16、4年,同济大学和清华大学开始对13本的净化槽技术进行研究.2005年,中国医药研究开发中心,立项建立污水治理和中水回用系统,应用无动力式生物净化槽技术,处理生活污水至中水水质,回用于浇灌绿地,冲洗厕所等,整个系统对COD的去除率在80%以上,出水中的COD,BOD,SS已到达?城市杂用水水质前,国内也有一些净化槽的生产厂家,但是并没有形槽处理技术来治理农村生活污水时,应该注重吸收日本的经验,形成具有自身特点的完整的管理系统.随着政府部门对加强农村生活污水排放的控的开展趋势来看,人工湿地处理技术,快速渗滤处理技术和净化槽处理技术的有机组合,将成为未来研究的重点,而在组合系统中,如何发挥各个子系统

17、的优势,将成为研究的难点.3结束语实践证明,在广阔的农村地区,分散处理系统比集中处理系统更能经济有效的改善农村的水环境.目前,中国农村生活污水分散处理技术的普及率比拟低,大力推广和普及分散处理技术,是实现全国农村地区的河流,湖泊清洁,进行社会主义新农村建设的最正确手段.参考文献tralizedRuralHealthSystems:aComparativeStudyfromNorth-eastBrazilJ.HealthPolicyandPlanning,2005,20(2):6979.MarkAShannon,PaulWBohn,MenachemElimelech,eta1.Sciencean

18、dTechnologyforWaterPurificationintheComingDecadesJ.Nure,2021(452):301320.MarkWang,MichaelWebber,BrianFinlaysonJonBarnett.RuralIndustriesandWaterPollutioninChinaJ.JournalofEnvironmentalManagement,2021,86(4):648659.朱亮,张文妍.农村水污染成因及其治理对策研究J.水资源保护,2002(2):1720.(下转第97页)】l2342021年12月郑一芳等.固定源废气监测工作的假设干问题探讨?

19、97?c=式中,c和G分别为第i时刻设施的浓度标准和排放速率标准,Q为该时刻设施的废气流量.如果能在共用烟囱上打孔监测,其监测结果可(为了了解各分管道净化设施的处理效率,或共用烟囱难打孔等原因),由于排放标准是针对总排放口的,必须算出共用烟囱外排的污染物排放浓度和排放速率.废气混合时,在没有发生化学反响前提下,共用烟囱的总废气流量Q和总排放速率G分别为各分管道实测的废气流量Q和排放速率G之和,由于涉及过剩空气系数O/,各分管道的污染物实测浓度c必须按各自监测的实测值和各自标准要求的折算成各自的排放浓度C,共同烟囱的污染物排放浓度c为:C?Q一Q参考文献】气和废气监测分析方法M.第4版.北京;中国环境科学出版社,2003.2GB5468-91,锅炉烟尘测试方法S.3中国环境监测总站?环境水质监测质量保证手册?编写组.环境水质监测质量保证手册M.北京:化学工业出版社.1994.4GB162971996.大气污染物综合排放标准S1.(上接第6