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农村生活污水分散式处理的技术开发应用

北极星环保网来源:天津科技大学学报 王昶2018/6/16 8:26:04我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:生活污水 农村生活污水 污水处理

北极星环保网讯:本文首先总结了我国农村生活污水的特点和污染现状,对比了国内外常用的几个主要技术的优缺点,结合本团队 13 年的理论探索和工程经验,首次提出了以净化槽为核心的农村生活污水归一模块化处理模式,将复杂的农村生活污水处理系统简单化,出水尽可能采用自流式,形成由水解槽、管网、新型净化槽和气泵构成的模块化系统,适合于广大农村的不同区域.

生活污水

目前研究团队在天津地区已经建立了众多成功的农村生活污水处理的示范工程,所有工程都能做到无人值守、稳定可靠、出水水质均达到了 GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级 B 标准.这套农村生活污水治理的模式必将为我国农村环境保护事业提供坚实的技术保障.

到目前为止,我国农村地区的人口已经达到 6.6亿 [1] ,生活污水日排放量达 3,000 万 t 以上,农村生活污水处理率仅为 7%, [2] .这些生活污水中含有的有机物、氮和磷等污染物,严重威胁到农村的生态环境安全,可是由于投入资金不足和人们环境保护意识的淡薄,据 2005 年建设部《村庄人均环境现状与问题》调查报告显示,96%,的村庄都没有排水渠道和污水处理系统 [3] .因此农村生活污水的治理已经成为国家发战略,“十三五”规划明确提出了“全面推进农村人居环境整治,加大农村污水治理”的建设目标.

目前,全国各地正在大力兴建农村生活污水处理设施,取得了一些效果,但有些工程不能正常运转,其中的原因亟待分析,需要总结出一套真正适合中国农村生活污水处理的模式.本研究团队在农村生活污水处理领域通过 13 年的理论探索和工程实践,已经建立并且长期运行了一些农村生活污水处理示范工程,在国内率先提出了农村生活污水的归一模块化处理模式.本文首先分析了农村生活污水的特点和污染现状,然后对比了不同处理技术的优劣,最后详细阐述了农村生活污水的归一模块化处理模式的理论内涵和工程应用案例.

1 农村生活污水的特点与污染现状

1.1 农村生活污水特点

家庭生活污水包括冲厕水、厨房水、洗澡水以及洗涤水等,日本各类家庭生活污水的平均水量和生化需氧量(BOD)见表 1 [4] .

表 1 日本家庭生活污水的平均水量和水质

家庭生活污水的特点包括排放的不连续性,具有间隙脉冲特征,早、中、晚用水集中,而且冲厕水和厨房水都含有难降解的固体颗粒物.这些是城市生活污水和农村生活污水的共同特征,但是不同于前者,农村生活污水有其自身的特点和处理的难点,出水要达到国家一级排放标准的难度较高.归纳起来主要有以下 3 个主要难点:

(1)农村人口密度低,农户分散,局部地区污水总量小,缺乏污水收集和输送设施,生活污水难以集中收集,特别是小城镇公共下水道设施的建设普遍存在资金不足的现状.尽管在城市生活污水处理中氧化沟、A/O、A 2 /O 和 SBR 等工艺效果显著,但是这些集中处理方法需要昂贵的污水收集管网建设费用,不仅投资大,而且运行管理复杂,维护费用较高,在经济发展水平低、技术落后的农村地区难以推广实施.因而,集中处理模式在农村地区会因财政上的原因难以实行,分散处理就显得十分重要.

(2)随着农村抽水马桶等用水器具日渐普及,各种洗涤剂的使用量也有所增加,污水中氮、磷浓度高并含有大量的营养盐、细菌、病毒,给农村生活污水的处理带来了一定难度.

(3)农村生活污水处理工艺很难保证持续、长久运行.生活污水的处理工艺很多,每个工艺都各有优缺点,选择合适工艺要综合考虑多方面的因素:

①经济因素,应当结合当地经济发展水平,考虑当地农民的经济状况及承受能力,选择具体工艺时要降低投资成本,少占用土地,使运行维护费用在农民的可承受范围内,以保证资金及时投入,设备正常运行.②工艺简单,运行简便,便于农民的日常维护.③处理效果,应在低耗的同时要保证高效的处理效果.

因此,对农村生活污水既要经济高效、直接原位处理,又要严格达标,那么处理污水用的生物反应器需要比城市污水处理系统具有更高的核心技术.

1.2 农村生活污水污染现状

由于我国农村发展的不平衡性,农村居民的用水量和污染物的浓度差异很大,往往水量多的地区污水中污染物浓度相对较低,而水量少的地区污水中污染物浓度较高.侯京卫等 [5] 总结了我国 11 个省市的农村生活污水水质水量数据,发现农村生活污水排放量在 14.5~116,L/(人˙,d)范围内波动,平均值为60.1,L/(人˙,d);而化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)分别在 62.1~1,200.0,mg/L、11.0~151.2,mg/L和 0.3~13.8,mg/L 之间变化,平均值分别为386.4,mg/L、50.5,mg/L 和 3.7,mg/L.可见我国农村地区的水量和水质在不同的地区可能相差甚大,因此研究人员在设计工艺时应该考虑污染物的负荷,而不仅仅是水量,简单来讲应该以农户的数量作为计算的依据.

延伸阅读:

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