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农村分散式污水处理的适宜技术

北极星环保网来源:安徽农业科学 杨利伟2018/6/4 10:38:30我要投稿

北极星环保网讯:随着我国经济的迅速发展和城市化进程的加速,以及以牺牲湖泊水体健康换取短暂的经济效益的人为活动日益频繁,使得湖泊富营养化、水质咸化和水质恶化等环境问题愈加突出。2007年,重点流域40%的断面水质未达到治理要求,70%江河水系受到污染,75%湖泊出现富营养化。其中,突出的问题是一些中小城市和农村地区污染有加重的趋势。目前,我国共有60多万个行政村、250多万个自然村,居住生活着2亿多农户、近8亿人口,污水排放量巨大,其中大部分污水未经处理直接排入周边水体,对生态环境造成严重危害,已经成为新的区域性水环境的重要污染源。

1我国农村水污染的现状与特征

1.1点源污染

近年来,随着国家产业政策的调整和升级,许多污染严重的小企业从城市转移到郊区和村镇,加之原有的众多小造纸厂、电镀厂、印染厂、化工厂等乡镇企业粗放经营,布局分散,其生产过程中产生的工业废水未经处理就近排入河沟、水库和农田,对水体造成了严重的污染,使乡镇企业成为农村水体点源污染的最大来源;据有关部门调查,51%农民家庭将生活垃圾直接倒入沟渠,18%村民直接倒入农田,这些生活垃圾又对地表水、地下水产生了二次污染。

1.2面源污染

一方面,我国是农业大国,全国化肥的施用量从1990年的2590万t增加到2007年的5108万t,平均用量已接近400kg/(h˙m2),远远超过国际上为防止水体污染而设置的化肥安全使用上限225kg/(h˙m2);在近10多年来农药的年使用量基本稳定在23万t左右(有效成分),各种制剂(实物量,包括有效成分和各种辅剂)约162万t。然而化肥的平均利用率仅为35%左右,农药的利用率低于30%[1],剩余化肥、农药中的大量营养元素进入土壤,通过各种途径流失到水体中,N、P等营养成分在水体中的聚集造成水体的富营养化。

另一方面,由于农民居住较分散且人口数量较多,其生活污水基本未经任何处理直接排放;另外,随着城市需求量的增大,农村的水产养殖与畜禽养殖发展迅速,其产生的大量粪尿超过土地处理能力而随意堆放,或经沼气池发酵后沼液直接排放,这些又成为水体的一大污染源。因此,对农村生活污水和养殖废水进行有效处理,从源头上控制面源污染是从根本上解决水体水质富营养化的重要措施之一。

1.3农村水污染特征

基于我国农村分布较广、农户居住分散的特点,我国农村水体污染呈现出污水排放量小、排放分散、N、P等营养成分含量高、污水排放流量和有机负荷波动性大等特点。由于农村的基础设施建设严重不足,几乎没有系统的收集和输送生活污水的管道,同时知识文化水平普遍不高,操作管理能力较弱。因此,适宜于农村的分散式污水处理技术应该是一种低投资、能耗少、操作管理要求低且具有稳定高效的污染物去除效率的污水处理技术。

2农村分散式污水处理技术

分散式生活污水处理是以技术先进的小型污水处理设施实现生活污水的就近处理与利用。近年来,各式各样的分散式污水处理设施应运而生。我国幅员辽阔,南北方农村差异较大,对于不同地理环境应因地制宜地选择适宜的处理设施。

2.1源头分离技术

农村生活污水的水质状况如下:5日生物需氧量(BOD5)为180~320mg/L,化学需氧量(COD)为265~510mg/L,固体悬浮物量(SS)90~255mg/L,氨态氮(NH4+-N)含量为20~60mg/L,总氮含量为25~80mg/L,总磷含量为1.5~5.0mg/L。

正常成年人每人每年产生的污水量为25000~100000L,排尿量为400~500L,排便量为50L,其中含N4~5kg,P0.75kg,K1.8kg,这些营养物质在尿中的含量分别为87%、50%、54%,即平均每人每年所排尿液中含N3.48~4.35kg,P0.38kg,K0.97kg。

由此可见,在生活污水中,尿液所贡献的N、P值非常大。如果采用源头分离技术,如粪尿分集式生态卫生厕所(新型旱厕)、沼气池卫生厕所等,将尿液单独分离并输送以用于农业生产,这将是向营养物质回用和高效水体保护迈出的最大一步。

同样,现阶段我国农村养殖业快速发展,其产生的畜禽粪尿及冲洗水构成了高浓度有机废水,处理较为困难,不达标排放造成周边水体富营养化。例如,在养猪场的3种清粪工艺中,采用干清粪分离不仅节约用水,其水质负荷也较水冲粪、水泡粪低得多。

同时,由于冲洗是在短时间内完成的,即与尿液相比,冲洗水量集中且水量大,可考虑采用源头分离技术,进一步分离尿液和冲洗水。最终冲洗水中的污染物浓度较低,易于处理。分离后的猪粪比较干燥、肥效高,易于堆肥,尿液中N、P浓度高,有利于P的回收,适宜于在农村推广应用。一旦大部分尿液不进入水环境中,农村养殖废水所带来的面源污染如氨氮超标问题就变得容易解决。

2.2蚯蚓生态滤池

蚯蚓生态滤池是一种利用微生物、蚯蚓和基质等组成的人工生态系统处理生活污水的新技术。目前,其填料主要采用陶粒、土壤、锯末、稻壳、谷壳、泥炭、钢渣、煤渣、石英砂、细砂等。蚯蚓对污水及污泥具有分解、吸收的作用,其来回蠕动,不仅清扫滤床,防止其堵塞,而且增加了滤床层的通气性,增大了氧的供给量,促进滤层中C、N的转化;另外,蚯蚓可以清除蚊蝇滋生,改善滤池的卫生条件,同时在滤池中增殖的蚯蚓又可作为家禽饲料。

延伸阅读:

农村生活污水分散式处理的技术开发与应用

分散式农村生活污水处理设施远程监控系统及其应用

分散式BAF污水处理站改造的几点思考

村镇分散式污水处理创新技术及模式

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