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农村污水处理工艺有哪些?


根据相关统计,全国约有60多万个建制村,全国农村每年产生生活污水约90多亿吨。但在逐年攀升的生成量背后,农村污水处理却并未能跟上步伐,不完全统计数据显示,目前全国仅有不到10%的农村建设了污水处理设施。更为严峻的,则是“晒太阳”的尴尬现状。近年来全国农村生活污水设备处理率底下,在已建成的设备中,能够正常运行的更少,这意味着已建处理设备的大部分都要进行改造或推倒重来。而国家政策层面对于环境保护包括农村人居住环境的要求越来越高,政府对于农村污水领域的资金投入不断加大,这意味着国内农村污水处理有着巨大的市场潜力,农村污水处理被业内公认为国内水务行业的“最后一片蓝海”。

  目前国内农村污水处理所采用的绝大部分处理工艺的目标出水标准是一级B排放标准,但实际上即使是一级B排放标准也不是全部指标能够达标,例如CODcr和氨氮容易达标,总氮和总磷往往不达标,这种情况之所以在市场上能够存在,是基于国内农村污水水质监测水平不高和投入不够,出水指标往往只监测CODcr和氨氮。还有,农村污水的收集管网普遍不佳,地下水、山泉水、雨水混入污水收集管网,造成进水浓度稀释。提高处理工艺水平势在必行。

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一、处理技术选用原则

1、以人为本原则

  切实解决群众关心的突出环境问题,努力推进环境友好的农村生活方式,维护群众生命健康,提高农民生活质量,实现农村经济社会发展与农村环境保护良性互动,促进农村走上生产发展、生活富裕、生态良好的发展道路

2、因地制宜原则

  应根据当地生活污水排放标准要求,结合村庄自然条件和经济水平,选取推荐技术模式中适宜的污水处理技术。

  ①若村庄集聚度较高,有一定的集中排水设施(管道、沟渠等)或排水管网建设成本较低,有闲置土地,宜采用集中式生活污水处理;

  ②若村庄集聚度较低,基本无集中排水设施且不适合大范围管网铺设,宜采用分散式生活污水处理。

  ③若村庄生活污水能做到黑水、灰水源头分离,宜对黑水进行单独处理,灰水采用其他适宜技术进行处理。

3、经济适用原则

  ①污水处理工艺的选择应与村庄的基础条件,村民的经济承受能力相适应;

  ②在保证处理效果的前提下,力求运行维护简便,经济合理。

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二、处理技术模式选择

  我国农村风俗习惯、人口、自然、经济及社会条件差异大,单一的污水处理模式不能达到农村生活污水达标处理的目的。根据我国农村基本国情,生活污水处理大致形成3种模式,即分散处理模式、村落集中处理模式和纳入城镇排水管网模式。

1、分散处理模式

  分散处理模式,即单户或几户,采用小型污水处理设备或自然处理形式处理生活污水,其适用于人口密度稀少、地形条件复杂、污水不易集中收集的村庄污水处理。目前,庭院式分散处理-街道式局部集中就地处理采用较多。如昌平崔村镇南庄村采取完全分离的生态卫生系统处理生活污水,灰水经简单的土地处理后可回用,尿液与粪便分离后可直接用于农作物施肥,干粪便堆肥返回农田。

2、村落集中处理模式

  2009年,我国提出“连片治理”模式,连片村庄有如下3种形式:

  (1)对地域空间相连的多个村庄,通过采取措施实施综合治理。

  (2)围绕同类环境问题或相同环境敏感目标,对地域上互不相连的多个村庄进行同步治理。

  (3)通过建设集中的大型污染防治设施,利用其辐射作用,解决周边村庄的环境问题。该模式适用于污水排放量较大、人口密度大、远离城镇的地区。该处理模式,与污水处理站类似,通常采用生物与生态组合处理等工艺形式。

  如沼山镇采取“五村”环境连片,集中处理生活污水,实现肥田目标,卫生饮水合格率达到98%, 清洁能源普及率达85%。

3、纳入城镇排水管网模式

  城镇近郊区的农村,经济条件较好,能直接接入市政污水管道的生活污水,可选择纳入城镇污水管网,进行统一集中处理。该方法具有投资省、施工周期短、见效快和统一管理方便等优点。  

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三、生物处理技术

  生物处理技术是利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解态或胶体态的有机污染物转化为稳定的无害物质。农村生活污水有机物含量相对偏高,有毒有害物质含量少。处理工艺常常以生物处理为核心。目前生物单元处理生活污水技术已经较成熟, 而且很多新型工艺不断被研制出来。生物处理技术包括厌氧处理、好氧处理2大类。

1、厌氧生物处理技术

  厌氧生物处理技术无需曝气充氧,产泥量少,是一种低成本、易管理的污水处理技术,能够满足农村生活污水处理的技术要求。农村污水处理中常见工艺有厌氧生物滤池和复合厌氧处理技术。

(1)厌氧生物滤池

  厌氧生物滤池是密封的水池,池内放置填料,污水从池底进入,从池顶排出。该工艺能耗少,操作简便,处理能力较强,滤池内可以保持很高的微生物浓度,不需另设泥水分离设备,出水SS较低。存在问题是滤料费用高,滤料容易堵塞,生物膜很厚,须严格控制进水悬浮固体浓度。马传军等在春季低温条件下采用牡蛎贝壳为滤料,研究厌氧生物滤池处理生活污水效果。结果表明,污水温度为14〜16°C,进水COD浓度为500〜600mg/L, HRT为14h时,COD去除率可达83%。

(2)复合厌氧处理技术

  复合厌氧处理技术结合了厌氧污泥床反应器和厌氧生物滤池2种反应器的优点,用于处理集中居住区生活污水的新技术。该技术处理效果好、能耗少、运行费用低、操作管理方便。上海市政工程设计研究总院利用厌氧处理组合工艺模式针对上海农村生活污水所开发的复合厌氧反应器处理效果良好。

2、 好氧生物处理技术

  好氧生物处理技术是在有氧条件下,利用好氧微生物(包括兼性微生物)的作用对污染物进行处理的方法,去除率可达到90%以上,一般比较 适合经济条件较好或对出水要求较高的村庄。适合农村生活污水处理的好氧工艺有生物转鼓、生物转盘、SBR、生物滤池、氧化沟等。

(1)生物接触氧化池

  生物接触氧化池是生物膜法的一种。该技术将污水浸没全部填料,氧气、污水和填料三相接触过程中,通过填料上附着生长的生物膜去除污染物。生物接触氧化池操作管理方便,比较适合农村地区使用。如日本针对分散式农村污水开发的净化槽,其好氧单元采用了生物接触氧化技术。我国在一些用地受限、冬季气温较低、经济条件较好或出水要求较高的镇村,已研究应用了生物接触氧化技术,如广州市萝岗区埔心村、江苏泰州戴南镇董北村和赵家村、宁夏平罗县渠口乡等。

(2)SBR

  序批式活性污泥法(SBR)也称间歇性活性污泥法,集调节池、曝气池、沉淀池为一体,不需设污泥回流系统。该工艺操作方便、节省投资、效果稳定,污泥不易膨胀,耐冲击负荷强及具有脱氮除磷能力,适于经济较为发达、用地紧张、水量变化大和需要较高出水水质的农村中小型生活污水处理。如张冰等设计类一体化空气提升SBR处理低C/N农村生活污水,出水COD、NH/-N、TN和TP水质指标均可满足GB18918—2002的二级要求。闫立龙等以稻壳为载体的SBR对有机物和氨氮的去除率分别为90.46%和95.64%,表现出良好的同步硝化一反硝化特性。浙江省温州市瓯海区南白象金竹村采用SBR法处理生活污水,工程运行2a的监测结果表明,出水COD、BOD5、NH3-N和TP的去除率分别达到80.0%、93.3%、90.1%和91.1%,总体运行效果稳定。

(3)曝气生物滤池

  曝气生物滤池简称BAF,是集生物膜法与活性污泥法两者优点于一身的第3代生物滤池。BAF具有去除有机物、有害物质、脱氮、除磷的作用;占地面积小、基建投资少、能耗及运行成本低。如杨文澜等采用升流式曝气生物滤池对农村生活污水进行处理,研究表明,在HRT为3.2h、气水比为5:1的工艺条件下,CODcr、NH3-N、BOD5、SS均达到GB 8978—1996一级排放标准。

3、生态处理技术

  生态处理工艺能够很好地结合广大农村地区的自然地理条件,如当地的废塘、滩涂、废弃的土地,因而基建投资低;运行过程无需投加药剂,运行费低;污泥产量少,适当处理还能够达到农业回用标准,减少了2次污染;工艺运行相对稳定,抗冲击负荷能力强,能够使污水稳定达标排放,出水可以直接回用于农田灌溉或农村杂用水。国内外用于农村生活污水处理的工艺主要有人工湿地、地下土壤渗滤、人工快渗、生态塘。

(1)人工湿地

  人工湿地主体由土壤和按一定级别充填的填料等组成,并在床表面种植水生植物而构成一个独特的生态系统。国内外已经有很多成功实例。如桂双林等利用生物滤塔-人工湿地组合工艺处理农村生活污水,对有机物及氮、磷去除效果比较明显。在欧洲应用较多的则是地下潜流系统,种植有芦苇、菖蒲、香蒲等湿地植物,此类系统趋向于近1000人口当量的乡村级社区二级处理。

(2)地下土壤渗滤技术

  地下土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理,予以工程化、实用化而创造出的一种新型小规模污水净化工艺技术,是将污水有控制地污水有控制地投配到距地表一定深度(约50 cm)、具有一定构造和良好扩散性能的士层中,使污水缓慢通过布水管周围的碎石和砂层,在土壤的毛细管浸润和渗滤作用下向附近土层中扩散,达到净化目的。

  表层土壤中有大量微生物,作物根区处于好氧状态,污水中的污染物质被过滤、吸附、降解。所以地下渗滤的处理过程非常类似于污水慢速渗滤处理过程。由于负荷低,停留时间长,水质净化效果非常好,而且稳定。地下土壤渗滤净化系统建设容易、维护管理简单,基建投资少,运行费用低。整个处理装置放在地下,不损害景观,不产生臭气。

  地下土壤渗滤法在我国日益受到重视。中科院沈阳应用生态所“八五”、“九五”期间的研究表明,在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法处理生活污水是可行的,且出水能够作为中水回用。如1992年北京市环境保护科学研究院对地下土壤毛管渗滤法处理生活污水的净化效果和绿地利用进行了研究;清华大学在2000年国家科技部重大专项中,首先在农村地区推广应用地下土壤渗滤系统,取得了良好效果:对生活污水中的有机物和氮、磷等均具有较高的去除率和稳定性,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分别大于80%、90%、90%和98%。如上海市宝山区罗店镇张墅村采用地下渗滤系统处理生活污水,出水达到GB 18918—2002 一级B标准,且整个处理系统建造成本低,基本上无需维护。

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(3)人工快渗

  在快速渗滤系统运行中,污水周期地向渗滤田灌水和休灌,在土壤层形成的厌氧、好氧交替运行状态有利于氮、磷的去除。如陈鸿汉等采用三级串联人工快渗系统处理生活污水,COD和氨氮平均去除率分别为79.65%和94.47%,出水达到GB 18918—2002 一级A排放标准。

(4)稳定塘

  稳定塘是从氧化塘发展而来的污水生态化处理技术,主要进行污水的二级深度处理。它是利用水体自然净化能力处理污水的天然或人工池塘,在太阳能作为初始能源的推动下,借助菌藻共生强化系统去除有机物,以水生植物和水产、水禽的形式作为资源回收,净化的污水也可作为再生水资源予以回收利用,实现污水处理资源化,是生态处理的发展方向。李旭东等采用高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水,COD的平均去除率在70%以上,氨氮的平均去除率高达93%,磷的平均去除率为55%。

  在我国特别是在缺水干旱地区,稳定塘是实施污水资源化利用的有效方法,近年来成为我国着力推广的一项技术。与传统的二级生物处理技术相比,高效藻类塘具有很多独特的性质,对于土地资源相对丰富,但技术水平相对落后的农村地区来说,是一种较具推广价值的污水处理技术。李旭东等采用高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水, CODcr的平均去除率70%以上,氨氮(NH3-N)的平均去除率高达93%,磷的平均去除率为55%;陈鹏采用高效藻类塘处理城市生活污水,取得了稳定的处理效果:CODcr、BOD5、NH3-N 和TP的平均去除率分别达到75%、60%、91.6%和50%。

4、组合处理工艺

  在农村生活污水处理中,单元技术往往都有一定局限性。

  目前,国内外由不同技术组合而成的农村生活污水处理工艺形式很多,主要分为4种:“厌氧+生态”工艺、“好氧+生态”工艺、“厌氧+好氧”工艺和“厌氧+好氧+生态”工艺。目前生活污水处理工艺较成熟,各种一体化污水处理设备、组合处理技术很多,但我国农村生活污水因其比较分散, 规模较小且不易集中,使其处理不能延用和照搬大、中型规模城市污水处理工艺及设计参数,造成工程投资和运行费用过高。

  农村生活污水的处理技术必须遵循“低投资、低能耗、简便、高效”的原则,采用智能化、傻瓜化的运行方式。

以上就是西安平舜环保工程有限公司为大家总结的农村污水处理的工艺,相信大家也大致有了些了解,如果你还想了解更多有关污水处理设备的相关资讯,可以关注我们的官网http://www.pshb88.com/

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