我國(guó)村鎮(zhèn)生活污水處理一般途徑

1、我國(guó)村鎮(zhèn)生活污水處理一般途徑3.農(nóng)村污水處理技術(shù)3.1人工濕地處理系統(tǒng)有條件的村莊，應(yīng)充分利用現(xiàn)有的農(nóng)田灌排渠道與附近的荒地、廢塘、洼地和沼澤地等，建設(shè)人工濕地處理系統(tǒng)。污水濕地處理系統(tǒng)分自然和人工濕地處理系統(tǒng)，自然濕地就是自然的沼澤地，人工濕地污水處理技術(shù)是一種基于自然生態(tài)原理，使污水處理達(dá)到工程化、 實(shí)用化的新技術(shù)。將污水有控制地投配到土壤經(jīng)常處于飽和狀態(tài)、 生長(zhǎng)有象蘆葦、 香蒲等沼澤生植物的土地上，利用植物根系的吸收和微生物的作用，并經(jīng)過多層過濾，來達(dá)到降解污染、 凈化水質(zhì)的目的，它是一種充分利用地下人工介質(zhì)中棲息的植物、微生物、植物根系，以及介質(zhì)所具有的物理、化學(xué)特性，將污水凈化的天然

2、與人工處理相結(jié)合的復(fù)合工藝。濕地處理系統(tǒng)工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、 運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方便、能耗低、工程基建低、運(yùn)行費(fèi)用低、對(duì)進(jìn)水負(fù)荷的適應(yīng)性強(qiáng)，能耐受沖擊負(fù)荷，凈化出水水質(zhì)良好、穩(wěn)定。缺點(diǎn)占地面積大，易受氣候影響，表面徑流的臭味比較大。3.2砂濾處理系統(tǒng)這種砂濾系統(tǒng)是土地處理系統(tǒng)的一種,它在構(gòu)建過程中一般采用沙子作為介質(zhì)，讓污水經(jīng)過沙體滲濾排出系統(tǒng),達(dá)到凈化的目的。它的凈化機(jī)制與其它土地處理系統(tǒng)大致相同。出水的SS，BOD，COD一般可達(dá) 80%以上.總氮、總磷去除率一般在 40%-80%，何江濤等對(duì)此處理系統(tǒng)進(jìn)行了闡述1，見表1 ：研究者系統(tǒng)尺寸（長(zhǎng)*寬*高）m水力負(fù)荷（m/d）去除率（%）G.G Chec

3、k等35*0.718*0.750.033-0.066BOD599:TOC85;TN:40-80;SS80Mikael Pell3*1.5*1.50.067COD90;TP:70;TN:433.3蚯蚓生態(tài)濾池處理系統(tǒng)本系統(tǒng)將農(nóng)戶現(xiàn)有的化糞池改造后或直接加以利用，用強(qiáng)化溝替代農(nóng)戶的溝渠或排污管，出水進(jìn)蚯蚓生態(tài)濾池，其工藝流程如圖1。本技術(shù)在國(guó)內(nèi)外研究的還不多， 同濟(jì)大學(xué)在其處理城市生活污水方面進(jìn)行了一些研究4 。 圖1. 生態(tài)濾池系統(tǒng)簡(jiǎn)易工藝流程圖濾池主要有布水裝置，生態(tài)濾床和排水裝置三部分組成。生態(tài)濾床從下層依次往上是：大石頭(鵝卵石,直徑4 -7 c m)，小石頭(直徑1-3 c m)，沙子和

4、土壤層，此層也可以說是蚓糞層 (vermi -casting )，是蚯蚓活動(dòng)的主要場(chǎng)所,土壤上面可以種植一些植物。3.4集中型污水處理厭氧-好氧工藝在較為發(fā)達(dá)的農(nóng)村,也可以考慮河海大學(xué)提出的滴濾床技術(shù),它適用于200戶左右集中型農(nóng)戶的污水處理系統(tǒng),主要工藝流程為：生活污水 化糞池 厭氧好氧滴濾床 深度處理生物塘 回用或排放此工藝特點(diǎn)：土壤自凈過程的人工強(qiáng)化；利用虹吸作用 ，無需單獨(dú)充氧，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用；可與其他技術(shù)組合使用。3.5改良SBR化學(xué)沉淀工藝序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Sludge Process, SBR）是一種新型的、在國(guó)內(nèi)外得到廣泛使用的水

5、處理技術(shù)。與常規(guī)的厭氧缺氧好氧（A2/O）或氧化溝等污水脫氮除磷工藝相比，SBR具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）可省去初沉池、二沉池和污泥回流系統(tǒng)，流程簡(jiǎn)單，占地面積小，基建投資省，維護(hù)管理也較為方便；（2）氧轉(zhuǎn)移速率高，工藝運(yùn)行能耗較低；（3）運(yùn)行方式靈活，同時(shí)具有除碳和脫氮除磷的功能；（4）污泥沉淀在靜止或接近靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，泥水分離效果較好，處理水質(zhì)優(yōu)于連續(xù)式活性污泥法，出水 SS 一般可小于10mg/L；（5）剩余污泥產(chǎn)量較少。因此，SBR 是一種具有廣闊應(yīng)用前景的水處理技術(shù)。現(xiàn)有針對(duì)碳、氮、磷的水處理方法中，有機(jī)物和氮可以通過厭氧-好氧 （A/O）、同時(shí)硝化反硝化 （SND）、短程硝化反硝化

6、（如 SHARON工藝）或者厭氧氨氧化（ANAMMOX）等方法加以去除，而如何去除廢水中的磷一直是一個(gè)難點(diǎn)。 國(guó)內(nèi)外研究人員針對(duì)磷的去除開展了大量研究，證實(shí)生物除磷輔助化學(xué)除磷是運(yùn)行穩(wěn)定、最為有效一種。城市污水除磷方法（彭永臻，2005；鄭興燦，2000）。因此，考慮到廢水中磷的去除，并結(jié)合SBR的工藝特點(diǎn)，擬開發(fā)改良型 SBR-化學(xué)沉淀工藝， 為節(jié)能省地型城鎮(zhèn)污水資源化處理技術(shù)提供一種可選擇的技術(shù)路線。改良型 SBR-化學(xué)沉淀工藝流程如圖2所示。圖2. 改良型SBR化學(xué)沉淀工藝流程圖改良型 SBR-化學(xué)沉淀工藝中，整個(gè)運(yùn)行過程包含兩次厭氧和好氧交替的循環(huán)過程。采用分段進(jìn)水的進(jìn)水方式，保證脫氮

7、效能，采用化學(xué)沉淀法作為輔助手段來確保出水磷濃度的達(dá)標(biāo)排放。部分原水首先進(jìn)入 SBR 的厭氧段，在此條件下，污泥中的聚磷菌水解體內(nèi)聚磷攝取有機(jī)物的同時(shí)將磷酸鹽釋放于水體中。 待釋磷過程充分完成后，將一定比例的廢水引至化學(xué)沉淀池，加鐵鹽或者鋁鹽等形成磷酸鐵（FePO4）、磷酸鋁（AlPO3）等沉淀而達(dá)到除磷的目的，經(jīng)沉淀處理后的廢水經(jīng)中間水池調(diào)節(jié)后，流回SBR池進(jìn)行好氧處理。為解決碳源缺乏對(duì)反硝化的不利影響，在第一個(gè)循環(huán)的好氧階段結(jié)束后，再次引入一定比例的原水，進(jìn)入第二個(gè)厭氧與好氧交替的循環(huán)。增強(qiáng)脫氮效果，最終實(shí)現(xiàn)除碳、脫氮和除磷的達(dá)標(biāo)排放。與目前國(guó)際上較為流行的UCT（University o

8、f Cape Town，南非開普敦大學(xué)開發(fā)）和 BCFS（biologisch chemisch fosfaat stikstof verwijdering，荷蘭Delft 理工大學(xué)開發(fā)）等污水脫氮除磷處理新工藝相比，改良型 SBR-化學(xué)沉淀工藝具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：（1）工藝流程短，利用單一SBR池實(shí)現(xiàn)廢水 BOD去除和脫氮除磷，減小了占地面積；（2）處理成本低，在確保廢水達(dá)標(biāo)排放情況下，針對(duì)部分廢水進(jìn)行除磷，降低了藥劑成本和污泥處理負(fù)荷；（3）化學(xué)除磷單元減輕了后續(xù)生物除磷的壓力，解決了除磷和脫氮在泥齡控制和碳源供求等方面相互沖突和制約的問題。因此，通過改良 SBR-化學(xué)沉淀工藝的開發(fā)，在確保能

9、夠使碳、氮、磷均達(dá)標(biāo)排放的前提下，可以減小占地、降低處理成本，切實(shí)達(dá)到了節(jié)能省地的目的，為城鎮(zhèn)污水處理提供了新的方法。4.簡(jiǎn)評(píng)上述方法各有優(yōu)劣，人工濕地法比較經(jīng)濟(jì)，管理方便，但是占地面積較大；砂濾處理系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)但是量較為有限；蚯蚓生態(tài)濾池處理系統(tǒng)中濾池能耗低，高效，可是受到蚯蚓生理活動(dòng)的影響；集中型污水處理系統(tǒng)效果好，但是生物處理效率較低，尤其表現(xiàn)為氮磷去除率很低，在一定程度上限制了其應(yīng)用;序批式活性污泥法管理方便，處理效果也很好，但經(jīng)濟(jì)性不高。實(shí)踐證明，以上方法都能很好的解決農(nóng)村生活污水治理的問題，但在運(yùn)用中要考慮到建設(shè)與運(yùn)行成本等費(fèi)用，要根據(jù)實(shí)際情況加以選擇。1 農(nóng)村污水治理的模式農(nóng)村地區(qū)居

10、住相對(duì)分散, 自然條件和經(jīng)濟(jì)條件千差萬別, 采取一種統(tǒng)一的污水治理模式絕無可能, 而應(yīng)該因地制宜, 根據(jù)村莊的具體實(shí)際來確定污水治理模式。筆者認(rèn)為, 可以按照以下的次序來選擇農(nóng)村的污水治理模式。1.1 接入城鎮(zhèn)污水處理廠對(duì)于靠近城鎮(zhèn)的村莊或者靠近城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)的村莊, 所有的生活污水集中收集后, 送入城鎮(zhèn)污水處理廠集中處理。適用于距離中心城、衛(wèi)星城、建制鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)較近( 5 km 以內(nèi)) , 符合高程接入要求的村莊污水處理。由于城鎮(zhèn)污水處理廠相對(duì)運(yùn)行規(guī)范、管理完善,而且污水處理的運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì), 污水處理的效果也更有保障, 有條件的村莊應(yīng)優(yōu)先考慮這種污水治理模式。在2006 年的新農(nóng)村污水治

11、理工作中, 海淀區(qū)門頭村和朝陽區(qū)高碑店村就將污水接入市政污水管網(wǎng)。在2007 年的新農(nóng)村污水治理工作中, 延慶縣盆窯村1 km外的鎮(zhèn)污水處理廠已經(jīng)竣工即將投入運(yùn)行, 設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中調(diào)查到這一因素, 否定了原有在污水收集管網(wǎng)末端建污水處理站的方案, 而是鋪設(shè)干管將村莊污水送入鎮(zhèn)污水處理廠集中處理。這樣設(shè)計(jì)不但工作上刪繁就簡(jiǎn), 而且建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用大大降低, 經(jīng)濟(jì)上更合理。1.2 單村或聯(lián)村污水集中處理村莊距離城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)比較遠(yuǎn), 或者接入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)的村莊污水干管投資較大, 或者高程上不合適需要污水提升, 單村或者居住集中的兩三個(gè)村莊采用污水集中收集后, 就地建污水處理設(shè)施處理。在平原區(qū),

12、如果地形地勢(shì)上沒有限制條件, 易采用污水集中處理。污水集中處理總是比污水分散處理更為經(jīng)濟(jì), 也更好管理。單村污水集中處理是一種主要的農(nóng)村污水處理模式, 如果可能, 居住集中的兩三個(gè)村莊也可以協(xié)商共同建設(shè)一處污水處理設(shè)施。在2007 年的新農(nóng)村污水治理工作中, 昌平區(qū)白羊城村是試點(diǎn)村, 新建村不是, 但是兩個(gè)村莊緊密相連,排水方向也一致。設(shè)計(jì)人員建議兩村污水集中處理,經(jīng)過區(qū)新農(nóng)辦的協(xié)調(diào)、兩村委會(huì)的協(xié)商, 目前已達(dá)成一致, 兩村污水系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計(jì), 先期建設(shè)白羊城村的污水系統(tǒng), 污水處理站預(yù)留日后新建村污水的接入。1.3 村莊污水分散處理在山區(qū), 大部分村莊地形高低錯(cuò)落不平, 村莊靠近河道, 且較為

13、分散, 污水難以集中收集。個(gè)別平原區(qū)的村莊地勢(shì)中間高四周低, 集中收集導(dǎo)致管線埋設(shè)過深。這時(shí), 村莊根據(jù)地形地貌條件, 分區(qū)收集生活污水, 每個(gè)區(qū)域污水單獨(dú)處理。在2006 年的新農(nóng)村污水治理工作中, 北京市北部山區(qū), 如延慶縣、懷柔區(qū)、平谷區(qū)的大部分村莊采取的是村莊污水分散處理。各村根據(jù)地形或者自然村落建設(shè)幾處小型的污水處理設(shè)施。污水處理設(shè)施以小型一體化污水處理設(shè)備和自然處理為主, 這樣布局靈活、施工簡(jiǎn)單。而在2007 年的新農(nóng)村污水治理工作中, 昌平區(qū)南莊村地處平原, 但是地形正是中間高四周低,污水集中處理難以實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)人員依據(jù)南莊村的地形地勢(shì)特點(diǎn), 利用村莊外的幾處廢棄坑塘, 設(shè)計(jì)了3

14、處小規(guī)模的人工潛流濕地。3 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的選擇3.1 污水處理技術(shù)路線目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用農(nóng)村生活污水治理的處理技術(shù)比較多, 名稱也多種多樣, 但從工藝原理上通?？蓺w為兩類: 第一類是自然處理系統(tǒng)。利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理, 又稱為生態(tài)處理系統(tǒng), 常用的有: 人工濕地處理系統(tǒng)、地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)等; 第二類是生物處理系統(tǒng), 又可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理是通過動(dòng)力給污水充氧, 培養(yǎng)微生物菌種, 利用微生物菌種分解、消耗吸收污水中的有機(jī)物、氮和磷, 常用的有: 普通活性污泥法、AO 法、生物轉(zhuǎn)盤和SBR 法等。厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過程, 在無需

15、提供氧氣的情況下把有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物和少量的細(xì)胞物質(zhì),常用的有: 厭氧接觸法、厭氧濾池、UASB 升流式厭氧污泥床等。3.2 人工濕地處理系統(tǒng)有條件的村莊, 應(yīng)充分利用現(xiàn)有的農(nóng)田灌排渠道與附近的荒地、廢塘、洼地和沼澤地等, 建設(shè)人工濕地處理系統(tǒng)。污水濕地處理系統(tǒng)分自然和人工濕地處理系統(tǒng),自然濕地就是自然的沼澤地, 人工濕地污水處理技術(shù)是一種基于自然生態(tài)原理, 使污水處理達(dá)到工程化、實(shí)用化的新技術(shù)。將污水有控制地投配到土壤經(jīng)常處于飽和狀態(tài)、生長(zhǎng)有象蘆葦、香蒲等沼澤生植物的土地上, 利用植物根系的吸收和微生物的作用, 并經(jīng)過多層過濾, 來達(dá)到降解污染、凈化水質(zhì)的目的, 它是一種充分利用地下人工

16、介質(zhì)中棲息的植物、微生物、植物根系, 以及介質(zhì)所具有的物理、化學(xué)特性, 將污水凈化的天然與人工處理相結(jié)合的復(fù)合工藝。濕地處理系統(tǒng)工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方便、能耗低、工程基建低、運(yùn)行費(fèi)用低、對(duì)進(jìn)水負(fù)荷的適應(yīng)性強(qiáng), 能耐受沖擊負(fù)荷, 凈化出水水質(zhì)良好、穩(wěn)定。缺點(diǎn)占地面積大, 易受氣候影響, 表面徑流的臭味比較大。3.3 地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)分散的幾戶或十幾戶人家適合采用地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)。3.4 好氧生物處理系統(tǒng)好氧生物處理系統(tǒng)是新農(nóng)村污水處理中最常用的一種處理技術(shù)。好氧生物處理工藝眾多, 各有優(yōu)缺點(diǎn), 選擇時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況仔細(xì)論證和比選, 注重經(jīng)濟(jì)適用。生物處理法就是通過風(fēng)機(jī)等設(shè)備給污水輸

17、氧, 培養(yǎng)生物菌種和微生物, 通過菌種和微生物把污水中的大部分有機(jī)物分解為無污染的二氧化碳、水等物質(zhì),少部分合成為細(xì)胞物質(zhì), 促使微生物增長(zhǎng), 并以剩余污泥的形式排出, 使污水得以凈化排放。生物處理法和自然處理系統(tǒng)比較, 占地面積小, 抗氣候等外界影響的能力強(qiáng),建設(shè)的地點(diǎn)選擇范圍大, 處理穩(wěn)定, 處理效率高。但基建投資、運(yùn)行成本要高于自然處理系統(tǒng)。3.5 厭氧生物處理系統(tǒng)我國(guó)從上個(gè)世紀(jì)80 年代開始開展生活污水厭氧生物法的開發(fā)和研制工作, 許多形式各異的無動(dòng)力或微動(dòng)力的低能耗型一體化污水處理裝置得到應(yīng)用。如無動(dòng)力地埋式生活污水處理裝置采用無動(dòng)力厭氧生物膜技術(shù), 工藝流程簡(jiǎn)單, 不耗能, 全部埋

18、于地下, 也無需專人管理。與好氧生物處理相比, 無動(dòng)力地埋式生活污水處理裝置技術(shù)設(shè)備的基建投資略高于好氧處理,無日常運(yùn)行費(fèi)用的支出。厭氧生物法目前技術(shù)上還存在一些問題, 主要表現(xiàn)在生物處理效率較低, 尤其表現(xiàn)為氮磷去除率很低,在一定程度上限制了其應(yīng)用。農(nóng)村污水處理站的設(shè)計(jì)4.2 調(diào)節(jié)池在2006 年新農(nóng)村污水治理工作中, 很多污水處理站未設(shè)調(diào)節(jié)池。農(nóng)村污水特點(diǎn)之一就是水量變化大,白天幾個(gè)時(shí)段集中排水, 夜間基本沒有排水。不設(shè)調(diào)節(jié)池使水量、水質(zhì)都難以有效調(diào)節(jié), 水量大時(shí), 一方面由于污水沒有出路, 只能直排, 另一方面污水處理系統(tǒng)必須根據(jù)水質(zhì)變化情況, 不斷調(diào)整運(yùn)行參數(shù), 增加了管理難度。筆者建議污水處理站必須設(shè)調(diào)節(jié)池, 并且調(diào)節(jié)池容積應(yīng)足夠大, 水力停留時(shí)間達(dá)到6 8 h 為宜。4.3 污泥儲(chǔ)存池由于新農(nóng)村污水處理站規(guī)模很小, 相對(duì)剩余污泥也就很