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我国是一个农业大国,农村的总面积占了全国的一半以上,但是因为种种原因对农村水污染的治理却一直不够重视,污染防治基本上投入到了全国的工业和城市中,而对于农村的污染处理却基本上不存在。在实际生活中,根据人们调查研究,我国农村的生活污水还具有以下几个特点,其中包括:面广、分散、来源较多、处理率较低。然而造成这些特征的因素的原因主要是:农村的地理环境,造成了这些污染源较为分散,难以收集,并且来源也较多,就造成了污水的处理率较低。
二、农村生活污水处理的模式
(一)厌氧沼气池处理技术
在我国农村污水处理的实践中,其中厌氧污水的处理方式能够集中体现环境效益和社会效益结合,而且这种方式也是最通用、最节俭的。这种污水的处理方式与其合理利用有机结合,这种处理方式通过将污水中的有机物经厌氧发酵,从而产生沼气,然后发酵后的污水被去除了大部分的有机物,从而达到净化的目的。
在农村有大量的材料可以成为沼气利用的原材料,其中包括秸秆和人畜粪便等。经过我们仔细研究,农作物通过沼气发酵可以使能量比直接燃烧提高很多倍,并且通过厌氧发酵过的粪便,其中的营养成分也并没有被损失,并且还可以代替化肥用作田地间。
(二)人工湿地处理技术
人工湿地污水处理技术,便是利用人工生态系统内多级生物的稀释降解作用来减少水中污染物的方法。并且这种污水处理的机理是通过植物、土壤、微生物与藻类的净化机理,通过综合利用这些净化机理,从而达到净化污水的目的。在这样的情况下,从而构成一个复合的填料床,并且污水在床内的填料缝隙中水平潜流流动。经过研究发现,我们可以在床体上种植具有处理性能好,并且还具有较高的存活率的水生植物。为了能够更好的达到净水的目的,在选择水生植物的时候,还必须选择抗水性较强、生长周期长的品种,比如芦苇。在我国,通过利用这种技术来处理小城镇的污水和农村污水,并且取得成功的实例也较多。
(三)生态系统塘处理技术
生态系统塘主要是通过若干自然或者人工挖掘的池塘,并且是通过菌藻互生作用或者菌藻、水生生物共同作用而达到的净化水资源的目的。经过调查研究,在生态系统塘里面,我们可以种植经济植物并且放养水生动物,从而实现资源化利用。根据实际计算,建设生态系统塘需要的经济成本较少,因为根本不需要任何材料,而且动植物均为土著种类,并且在工程的造价上往往还低于土壤渗透处理系统,因此,根本不需要进行太多的管理。建设生态系统塘可以取得较好的效果,其中出水水质较好,有时候还能够达到脱氮除磷的功能。因此,在农村地区,可以坚持具体问题具体分析的原则,结合地形条件,建设污水生态系统塘的处理方式。在建设生态系统塘的时候,还需要兼顾挺水植物、漂浮植物和沉水植物之间的合理搭配,从而能够发挥更大的效能。
(四)土地处理技术
土地处理系统属于污水处理的范围之内,这种方式是在人工的控制条件下进行的,是将污水排放在土地上,然后通过物理、化学的净化过程,从而达到污水处理净化的目的。在这个过程中,包括了物理学中的吸附、过滤等,还包括了化学中的微生物的代谢作用。通过这种过程,便能够去除大部分的悬浮物、有机物、病原菌等各种污染物,在有氧的条件下,便能够使这些生物不断新陈代谢,从而让这些污染物质永远处于活性的状态里面。这种处理方式基本上分为慢速渗透土地处理系统、快速渗透土地的处理系统等等。并且这种处理方法,具有投资省、运用费用低、管理简单、维护方便等特点。但是这种系统对土质的要求也高,必须具备通透性较强、活性较高、水力负荷大、处理效率好的特点。但是为了取得更好的效果,可以多多选用砂、草碳以及耕作土来进行人工过滤,从而能够制成人工滤床。
三、前景与展望农村生活污水
关键词:农村污水;污水处理;处理技术
中图分类号:R123文献标识码: A
引言
随着我国社会和经济的不断发展,我国的环境污染问题也日益严重。尤其是在农村,水环境污染问题显得尤为突出。农村环境污染主要体现在水体污染严重、清洁水源稀缺、土壤质量下降、人居环境恶化、生态遭到破坏等方面。水环境污染问题尤为严重。我国在2010年进行了第一次全国污染源普查,结果表明,农村污染物排放量已占全国总量的50%左右,其中COD、TN、TP的排放量分别占总量的43%、57%和67%。而长期以来,由于治理资金短缺和对农村水环境保护意识的淡薄,农村地区的污水大多得不到有效处理最终给环境带来不可避免的污染。因此,农村污水问题亟待解决,研究农村污水的特征、处理工艺技术和水质指标等也具有很大的现实意义。
一、概述
1、农村污水的来源
农村污水是农村村庄和小镇的居民生活污水和生产废水的总称。它的来源主要包括农村居民日常生活废水和乡村企业排放的各种废水两个方面。农村居民日常生活废水包括厨房污水、衣物洗涤废水、冲厕水以及家禽排泄物等。其中,衣物洗涤废水中洗衣粉的使用大大加剧了农村氮、磷污染,使湖泊富营养化问题更加严重。
2、农村污水的特点
农村污水由于其分散性的特点,其水量、水质不同于城市生活污水,具有自身的特点。其主要特点有:①农村污水主要为生活污水和以农产品为原料的加工污水的混合污水,基本上不含重金属和有毒有害物质,含有一定量的氮和磷,可生化性好;②农村污水水量、水质变化大,且水量、水质在不同的居住区、不同的时间段有明显的差异;③农村地区人口居住分散,大部分农村没有排水收集管网,污水处理率较低且集中收集处理难度较大。
3、农村污水排放及收集处理途径
农村生活污水一般雨污混流排放,有调查显示约96%的村庄无排水沟渠和污水处理系统,污水沿着村庄道路沟渠或路面未经处理直接排入河流、湖泊收纳水体,有的生活污水甚至直接通过地渗排放,存在污染地下水等风险。介于农村污水排放现状,农村污水收集处理模式应因地制宜,采用集中处理与分散处理相结合的原则,选择合适的污水收集处理模式。目前,农村污水收集处理模式主要有集中收集处理模式、分散收集处理模式和管网截污收集处理模式三种,其中管网截污收集处理模式需要利用附近城镇的污水管网,并将农村的污水管网并入其中。
二、农村污水处理技术
中国农村水污染特征不同于城市和中小城镇,主要特点是污水水质区域差异大,污染源种类和数量多,污水水量小且排放分散,污染范围大和水质水量变化系数大等特点。农村生活污水处理技术的选择以经济、适用和简便为原则,综合分析技术本身的特征和当地的特征因地制宜,采用投资少、运行费用低、除污效率高、管理简便、容易维护、具有良好抗冲击能力的处理工艺或技术。
1、生物处理技术
1.1好氧生物处理技术。根据污泥的生长状态,好氧生物处理技术可分为活性污泥法和生物膜法两大类。其中,活性污泥法的运行成本较高,还存在污泥膨胀问题,因此不适合在农村地区使用。相比较而言,生物膜法更易于维护管理,且无污泥膨胀问题,可在用地受限时考虑采用。目前主要的好氧生物处理技术包括:生物接触氧化法、好氧生物滤池、蚯蚓生物滤池。
1.2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。目前主要的厌氧生物处理技术包括:污水净化沼气池、厌氧生物滤池、复合厌氧处理技术。
2、人工湿地处理技术
人工湿地是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面。它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水的高效净化。人工湿地处理污水是充分利用了“土壤―植物―微生物”系统的净化能力,既可去除有机污染物,又可去除造成水体富营养化的氮、磷等污染物。人工湿地处理系统分为表面流人工湿地处理系统和潜流人工湿地处理系统。表面流人工湿地是在深度约0.6-1.5m的浅池塘或渠道中种植各种形式的水生植物,包含挺水植物、沉水植物、浮叶植物及漂浮植物,其主要处理机制是利用不同水深及植栽密度的配置,可增加湿地生态的多样性以确保处理效率稳定,亦可通过各区域中好氧程度的不同,达到脱氮的功能。潜流人工湿地处理系统是在深度0.6-1.0m、底部坡度在0.5%-1.0%的沟渠或水池,铺设砾石或土壤后密植挺水植物,再导入污水并控制水面高度,使水面不暴露于空气中,即污水仅在介质中流动,没有开放水面区,其主要处理机制为利用附着在砾石或植物根系的微生物分解水中污染物。潜流式人工湿地因水流在底面流动更容易适应寒冷气候,适合在北方地区运行。但在北方地区运行的湿地,必须考虑冬季降温导致植物死亡和微生物失活而使人工湿地运行效率降低的问题。潜流人工湿地处理系统前端通常需要设置化粪池、初沉池等预处理设施,避免大型颗粒流入砾石床中堵塞孔隙,降低处理效能。
3、物化处理技术
污水的物化处理方法主要包括:混凝、气浮、吸附、离子交换、电渗析、反渗透和超滤等。在各种物化处理技术中,仅混凝技术相对符合农村要求,其最大优点是能够根据污水中污染物的性质,选取合适的絮凝剂,保证污染物质的高效去除。混凝技术对悬浮物、金属离子、胶体物质和无机磷去除效果好,但对有机物和氮的去除能力相对较弱,且运行过程中需要连续投加药剂,故运行成本较高。在我国农村地区,混凝技术主要用作生态处理系统的前处理措施或化学除磷,如上海市崇明县前卫村在人工湿地之前采用混凝强化处理技术,降低人工湿地处理负荷和保证处理效果。
4、先进的固定化微生物技术
固定化微生物技术之所以适用于农村地区是因为农村的生活污水中富含大量的有机污染物。我们所说的固定化微生物技术,其实就是一种将四处不断游离的细胞或者是酶利用化学或者是物理等手段使其固定在一个区域内保持活性,并持续利用的一种方法。该技术较为先进,由于其具备其他常见的污水处理技术不可比拟的优势,比如说投资少、技术简单、产污少等,因此,固定化微生物技术具有很高的应用前景,适合在农村地区推广使用。
结束语
总而言之,尽管我国已加大对农村地区污水处理工作的力度,但是收效甚微。我们应当充分认识到,净化农村污水不仅有利于当地居民的身体健康,而且对于推动我国新农村建设具有重要意义。因此,我们要根据农村地区的实际情况因地制宜,选择科学合理的技术进行生活污水的处理工作,有效解决农村污水污染问题,推动生态文明建设和社会主义新农村建设。
参考文献
[1]齐瑶,常杪.小城镇和农村生活污水分散处理的适用技术[J].中国给水排水.2008(24).
[关键词]农村 水环境 水污染 控制对策
[中图分类号] X131.2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-9-319-1
0 引言
水是地球上最常见的物质之一,是生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。我国是一个人口众多的农业大国,人均水资源占有量仅2400m3,约为世界人均占有量的四分之一。改革开放以来,乡镇企业飞速发展,总产值占全国生产总值的 30% 以上,其无规划的城镇化建设速度不断加快,大量的工业废水,生活污水,畜禽养殖排放废物和农村面源污染等造成了农村水环境的严重污染。农业部门一直是我国国民经济的基础,在国民经济中占有重要地位。在我国人口分布中,农村人口超过总人口的一半。因此,农村经济、社会、生态环境的协调发展对我国建设和谐社会和社会主义新农村建设具有重要意义。保护农村生态环境,控制农村水环境的污染已成为一项重要任务。
1 我国农村水环境现状
过去,我们一直把环保工作重点放在大中城市,而忽视了占全国总面积近90%的广大农村。从而致使农村环境问题日益恶化,而水污染环境问题尤为突出,呈现出迅速恶化趋势。如:地表水体富营养化,地下水质逐渐恶化等。据统计:目前,全国有80%以上的河流受到不同程度的污染,我国农村有近7亿人的饮用水中大肠杆菌超标,1.7亿人的饮用水受到有机污染,而且,由于农药等化学物质的广泛使用,致使许多地方的地下水已经不适于饮用,严重影响了人民群众的身体健康和农村经济的健康发展。
农村水环境基本上处于开放的状态,因此城市的污水处理也将影响到农村地区水环境。农村水环境的污染与城市水污染在形式和内容上都有很大的区别。因此,关于农村水环境污染与城市水污染相比具有不可根除性和不断发展性、广泛性、可控性的特点。
2农村水污染成因分析
2.1农业生产本身
随着科技的进步,我国农业生产方式也发生了变化,往昔的农家肥等有机肥料被农药、化肥的广泛使用所取代。近20年来,我国化肥的亩使用量已经超过世界平均亩使用量的一倍多,农药的年使用量达120万吨以上,其中10%―20%附在植物体上,其余都散落在土壤和水中。
2.2乡镇企业
随着农村城市化进程的加快,乡镇企业的迅速发展,并且以小型工矿和乡镇企业为主的经济区域会越来越多。这些企业中相当一部分属于效益较差、能耗较大、环境污染严重的企业,并且技术含量低。乡镇企业领导和职工的环境意识淡薄,整体环境管理水平落后,且乡镇企业设备陈旧、技术落后,多采用土法生产,直接污染环境。
2.3农村生活方式和农村水处理设施欠缺。
目前,农村居民在生活水平提高的同时,生活方式并没有随之变化,如:生活污水直排、随处泼洒。由于农村地区的居民居住分散,不可能对生活污水进行统一处理,所以农村地区生活污水对水资源的污染呈上升趋势。
2.4人们的环境意识薄弱
人们的环境意识对环境污染起着举足轻重的作用,因为人的环境意识常常指导人的环境行为。只有人们整体的环境意识的加强,并将环境意识和环境行为二者充分有机结合起来,才是我们整个环境问题的根本突破口。农村环境问题也不例外。
3 农村水污染的防治对策
农村地区是城市的大后方,是基本生产资料的产地,也是水源地。良好的生态环境才能吸引资金流向农村,促进农村的发展和繁荣。维护农村生态环境,为经济发展提供支持,为群众身体健康提供保障。
3.1通过立法、经济等多种手段来防治农村水环境污染
建立起政府主导的农村环保投入机制,制定完善的环境经济政策,再配合法规标准、监管执法、教育培训、治理技术等多种措施,这样就完善了农村水环境污染防控体系。
3.2改善农村执法环境,严格执法
建立完备的环境保护立法以后,假如没有严格有效的执法,立法也就是一纸空文。若想加强环境执法,有效控制环境污染,需要合理的环境执法机构设置,加大对环境执法资金的投入,加强建设环境执法队伍等。现时,我国环境机构设置不够合理,各方面都较为欠缺,这些原因都导致了我国环境执法出现不力。
3.3制定完善的公众参与制度,鼓励公众参与
通过各种宣传教育来提高农民的环保意识,完善和周密参与形式以及过程,让农民自身定期参与到环境保护当中。包括保护行为以及法律法规的修订添加。
3.4重视农村环保技术的应用
我国在防治农村环境污染的过程,应该积极推动农村环保科技创新,重点研究、开发和推广农村生活污水和垃圾处理、农业废弃物综合利用、农村面源污染防治等方面的实用技术。加强农村环境保护基础科学研究,建立农村环保适用技术制度,解决农村污染治理关键技术难题。
4总结
综上所述,针对水环境污染问题在我国广大农村日益严重的现象,必须对症下药,尽快采取有效措施来遏止这种不利局面的恶化。农村问题自古以来就是我国政府工作的重中之重,而农村水环境污染的问题更不能被忽视,因此,要吸取以往城市发展中水污染对人们的经济生活带来严重影响的教训,充分重视农村等欠发达地区的水环境问题,努力实现农村地区的经济和环境保护的持续、健康、和协的发展。
参考文献
1.1农村污水的水质特点
农村的污水同城市污水的水质有很大的区别,农村中生活污水的来源主要包含:洗澡水、洗衣水、冲厕所水、做饭水等,这些污水中有机物的含量相对城市污水来讲较低,包含的污染物为N、P、COD等,水质较为稳定。但是,在一些经济较为发达的农村地区,因其周边存在工厂,产生的污水水质同城市污水的水质就较为相似,同偏远农村的水质情况不相同。最近几年,我国增大了对城市污染的控制力度,许多城市污染严重的企业就搬迁至了农村或郊区,因此,将农村的生活污水由单一的水质特点转变成了混合类型的污水。这就让原本依靠环境自净能力的农村环境污染问题变得更为严重。当前我国95%的农村没有建设污水收集及处理设施,少量农村建设的污水收集设施也仅为排水管,并采用雨水及污水共同排放的系统。在南方一些经济较为发达的农村地区,建有化粪池,其产生的污水多利用明渠进行排放,且未经处理直接排放入水体中,这对地下水及地表水源都造成了不小的污染隐患。
1.2农村污水的水量特征
农村中,平均人口排放的污水量相对城市住户较少,越是经济不发达的地区,污水排放量就越少。另外,不同地区的农村其污水排放的水量也不同,南方的污水排放水量一般高于北方。同时,在相同地区,因季节及其它原因排放的污水水量也不相同。因为我国当前农村并没有建设全面的污水收集体系,仅利用明渠或自然沟进行污水排放,居民的洗菜污水、洗衣污水等也直接在进行地面泼洒,所以,大量的生活污水进入土壤中,造成了地下水的污染隐患。
1.3农村污水在处理过程中存在的问题
在我国,农村面积较大,分布较广,人口差异也较高,一些农村住户高达上千人,一些则仅为几十人,产生的污水每天水量都不相同,且连续不断,因此,就无疑为污水的收集及处理工作增加了难度。同时,在污水的运输过程中,有时会出现渗漏、蒸发、冒出等情况,进而对沿线的土壤及水体形成二次污染。如果用城市的污水处理方法对农村的污水进行收集及处理,就需要建设相对较大的排水系统,工程量巨大,消耗资金也较多,运行及维护费用也相对较高,是当地及国家都很难承受的。
2农村污水处理的模式
2.1一体化埋式污水处理技术
一体化埋式污水处理技术是最近两年新兴的污水处理技术,这种方法以厌氧生物作为处理主体,之后同生物滤池相连接,整体与A2/O相近,利用水解沉淀池、生物滤池及氧化槽共同构成。这种污水处理方法的优点在于其能耗低,抗冲击性能强,但其处理污水的水量不宜过大,且对施工要求偏高。一体化埋式污水处理技术多适用于人口相对密集的中、小型农村。
2.2氧化塘技术
氧化塘是以自然塘为基础演变而成的,其具有维护方便,结构简单,建设费用低等特点。但因氧化塘的占地面积较为广阔,因此,适用于经济相对低下、水源紧缺的村庄,同时适用于北方地区。
3总结
中图分类号:TB47文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)04(a)-0000-00
近年来随着乡镇企业的飞速发展,大量的工业废物、生活废物、畜禽养殖排放废物和农村面源排放污染物对农村生态环境造成了严重的破坏,尤其是水环境的破坏尤为严重。据建设部2005年《村庄人居环境现状与问题》项目组织对全国部分村庄的调查显示:96%的村庄没有排水沟渠和污水处理系统,89%的村庄将垃圾堆放在房前屋后、坑边路旁甚至水源地、泄洪道、村内外池塘[1]。为了改善农村的水环境,笔者探讨适合我国农村污水处理技术,为农村污水处理提供参考。
1 农村污水的概念及技术选择原则
农村污水主要来源于厨房炊事、沐浴、洗涤和厕所冲洗。污水中含水粪便等排泄物,是细菌和寄生虫的载体和疾病的传染源,BOD5/COD一般在0.5~0.6之间,污水可生化性较好,营养浓度较高,基本不含重金属和有毒物质。
农村污水处理要考虑以下三个因素:一是满足达标排放与再生利用的需要,既要解决当前村庄污水处理达标排放问题,又要充分考虑今后污水处理回用的需要;二是处理技术经济适用性,处理技术的选择必须充分考虑农村地区的财力状况薄弱、经济承受能力低这一情况,选用成熟可靠、适合农村实际的污水处理技术;三是运行操作简便、日常维护管理简单,考虑到农村地区从业人员技术水平和管理水平较低,污水处理技术选择应特别注重简便易行、运行稳定、维护方便等 ,以利当地处理设施正常运行[2]。
2 农村污水处理技术
我国在农村污水处理方面开展研究较晚,近年来随着经济实力的增强,逐步认识到农村污水处理问题的重要性,开始采用一些实用、合理、低能耗和低运行费用的技术来处理污水。这些处理技术基本都为低能耗的生物处理技术,现将其介绍如下。
2.1 稳定塘处理技术
稳定塘是一种经过人工修整而且设有围堤和防渗层的池塘,它主要利用水生生物系统,依靠自然生物净化功能使污水得到净化,是迅速推广污水处理工艺,实施污水资源化利用的有效方法。这种处理方法的优点在于运行维护费低,系统基本无耗能;可充分利用地形,节省投资;无需污泥处理;可实现污水资源化[3]。在这种处理技术上,有学者对其进行在传统基础上改进,通过引入高效藻类,增加搅拌装置,调节塘内的氧气和二氧化碳的浓度,从而起到了提高有机物、氮和磷的去除率效果的作用。相关研究表明,这种改进浮萍稳定塘系统处理村镇或社区污水, TSS去除率可达80%,COD去除率大于75% [4]。
2.2 沼气池处理技术
沼气池污水处理技术是一种分散处理生活污水的装置,它采用生物厌氧消化和好氧过滤相结合的办法,经“多级发酵、多种好氧过滤和多层次净化”,实现污水中多种污染手的逐级去除。沼气池处理技术是我国农村生活污水处理实践中,最通用、最能体现环境效益的一种处理方式。
污水中经厌氧发酵后产生沼气,发酵后污水中大部分有机物被去除,达到污水净化目的;产生的沼气可作为家庭生活能源;厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水;沼液、沼渣作饲料可以使其营养物质和能量的利用率增加20%[5];通过厌氧发酵过的粪便(沼液、沼渣),碳、磷、钾的营养成分没有损失,且转化为可直接利用的活性态养分—农田施用沼肥,可替代部分化肥。加之原材料方便易得,最常见的农作物秸秆和人畜粪便等都可以用于产沼气,因此该技术在农村得到了极大的应用与推广。
2.3 人工湿地处理技术
人工湿地处理技术是一种为处理污水而利用工程手段模拟自然湿地系统建造的构筑物,在构筑物的底部按一定的坡度填充选定级配的填料,在填料表层种槙一些对污水有良好处理效果且生长周期长、成活率高等具有经济价值的植物。这种处理方法的优点在于出水水质高,具有较强的氮磷处理能力,运行维护方便,管理简单,投资及运行费用低,并且人工湿地的投资和运行费用仅占传统污水二级生化处理技术的10%~50%[6]。稳定的处理效果、较低的运行费用,作为一种农村污水的集中处理技术,这一处理技术适合我国广大农村地区推广应用。
2.4 生活污水地下自动连续处理技术
农村生活污水地下自动连续处理技术是一家一户生活污水就地独立处理技术。每户的污水直接排放到地下装置,经沉淀分离、腐化水解和土壤(自然土壤或人造土壤)生物降解、渗滤、吸收等 净化作用,去除污水中的氮、磷、细菌、病毒等,达到规定排放标准后,渗入地下水。这一技术不受天气和温度的限制,无能源消耗,无运行费用等特点,适合我国农村地区的需要。但是此工艺对地下土质结构和地下水深度且有一定的要求,如果不能达到指标,则需要增加投资,添加设备。
2.5 蚯蚓生态滤池污水处理技术
蚯蚓生态滤池污水处理技术是由辉等[7]提出,并且现已经在太湖流域农村建立了示范工程。蚯蚓生态滤池是利用滤床中建立的人工生态系统,通过滤床中其他微生物和蚯蚓的共同作用处理污水, 在系统中以蚯蚓为代表的微型动物可对污水和污泥进行分解和吸收。蚯蚓能使土壤形成团粒结构,疏松多孔,透气性好,而且蚯蚓吞食腐烂的有机物和泥土;对滤床起清扫作用,防止堵塞[8];蚯蚓粪便可以吸附污染物,提高处理效率;清除蚊蝇孽生,改善卫生条件;滤床中增殖的蚯蚓又可作为家禽饲料。因此,通过生态系统的合理设计,既可高效、低能耗地去除污水中的污染物质,又可避免剩余污泥等二次污染物的产生。因此该生态系统运行费用低廉,管理方便,因此适合于农村小城镇污水处理厂的推广应用。
3 结语
综上所述,各种处理技术均有各自的优缺点、不同的适用性。在对农村污水处理技术进行选择时,一定要根据当地的经济条件、技术条件以及自然地理条件因地制宜合理选择。无论是分散式的处理模式,还是集中式的处理模式,农村污水处理技术的选择都应针对我国农村地区经济发展相对落后、能源不足的情况,采取一次性投资低、能耗低、运行稳定、运行费用低、维护管理方便的实用技术。此外,从可持续发展节能减排的角度来考虑,解决农村污水污染问题必须从根源抓起,加大环保宣传力度,提高农民环境意识,从源头上减少污水的产生。
参考文献
[1]沈坚,罗刚,周琪等. 适合我国农村的污水处理模式探讨[J]. 安徽农业科学,2008,36(29):12859- 12861.
[2] 环境保护部自然生态保护司.农村环保实用技术[M].北京,中国环境科学出版社,2008:5.
据住建部村镇建设司统计,我国城市污水处理率已达到87%,但村庄的污水处理率只有8%。据悉,农村生活污水排放量约占我国生活污水总排放量的一半以上,是我国主要流域水污染的重要因素。当前,急需打破农村生活污水处理率低的困局,走适合自身的农村污水处理之路。
治理农村污水 FMBR技术崭露头角
2015年3月,江西省住建厅、省委农工部、财政厅、环保厅等多部门联合出台了《江西省百强中心镇污水处理设施建设及工程运行实施方案》,并提出2015年全面启动百强中心镇污水处理设施建设,到2017年镇区污水收集率达80%左右,镇区生活污水基本得到有效处理。截至目前,江西省120个百强中心镇中已有38个乡镇建成了污水处理设施。
以江西百强中心镇污水处理试点项目――高安八景镇污水处理项目为例:在该项目建设之前,当地有关部门原计划将污水输送到远离人群的镇郊,在镇郊征地30亩建设污水处理设施,但仅管网建设预算费就需要3000多万元,设施建设预算费200多万元。对于农村乡镇来说,3200多万元的资金投入无疑是一个巨大的经济负担。
为此,当地有关部门考虑寻求更经济、高效的污水处理技术,通过多方调研和现场考察,他们最终选定了江西金达莱环保公司的FMBR技术。2014年10月,采用FMBR技术在集镇空地上建设了污水处理站,设备占地面积约200平方米,算上绿化面积在内大约占地1000平方米,与之前传统工艺相比,投资节省了80%以上,而且处理出的水经检测,达到城市生活污水再生利用标准。
目前,已建成的江西省38个百强中心镇的污水处理项目,绝大部分采用了金达莱环保公司的FMBR技术。
这让人不禁要问,FMBR技术是何技术?具有哪些优势?为何适用于农村污水治理?
自主创新 FMBR技术“四两拨千斤”
FMBR技术是江西金达莱环保公司历经多年自主研发并诞生于江西本土的核心专利技术。该技术已获国内外授权发明专利35项,其中欧美、日本等国外发明专利就有16项。
FMBR技术的突出优势为:一方面,FMBR技术不排有机剩余污泥,也就不会产生异味,容易被当地居民接受,避免了传统污水处理需长距离输送至远离人群的地方处理,从而大大节省了污水从镇区往郊区输送的干管建设;同时,可以变“大集中”为“分而治之”,使污水在污染源处就近处理。另一方面,可以因地制宜,对现有沟渠修缮,利用农村现有的明沟、暗渠作为污水就近收集体系组成部分,有效处理非雨季节的污水,避免农村污水收集管网建设。
据悉,在传统污水处理设施建设中,农村污水管网投资普遍占总投入的80%,甚至更高,而FMBR技术仅无须新建污水干管网这一项优势,就可大大节省投资。与传统工艺相比,FMBR技术只需花20%的污水处理设备投资,就可实现80%的治污效果,这将有效解决我国农村污水收集设施薄弱、财政资金不足的难题。
工艺简单、占地少,节省占地80%以上。FMBR技术将传统污水处理:生化―沉淀分离―过滤―消毒―污泥脱水干化―污泥处置等多个环节合并、高度集成,大大简化了处理工艺。
光投资省还不行,农村污水处理点多面广,加上农村缺乏专业技术人员,因此农村污水处理技术一定要运维简单。
FMBR处理设备操作简便,普通村民就可以操作;同时凭借其智能化控制,运行全自动化,无须专人值守。另外,金达莱环保公司还首次利用“互联网+”技术,借助远程监视,再配合现场建设的“4S流动站”,4人可就近管理150台设备,实现线上线下协同监管。既有效保障农村污水处理设施的长效稳定运行,又降低了农村污水处理设施运维人力投入,与传统工艺需人员值守相比,节省人力90%以上,解决了农村污水处理设施因专业人员缺乏、管理不到位而“睡大觉”的难题。
因此,FMBR技术凭借诸多独有优势,得到了江西省的青睐,下一步,将在尚未建污水处理设施的百强中心镇和其他重点乡镇继续推广FMBR技术,让江西创造的FMBR技术为江西省农村生态环境治理保驾护航。
开拓进取 FMBR技术走出江西
FMBR技术虽诞生于江西,但具有相当的普适性,对其他地区的村镇污水治理和湖泊流域保护也极具重要意义。
重庆位于丘陵区,山多地势起伏,管网建设困难。通过多方调研和考察,当地多个乡镇政府最终以单一来源采购的方式采购了金达莱环保公司的FMBR设备,采取污水就地产生、就地处理、就地回用的方式,在璧山、铜梁、万州、云阳等地已建成60多个乡镇污水处理站,不仅给当地节省了大量污水管网投入,而且有效地改善了生态环境。
云南大理的洱海是天下闻名的景观性湖泊,金达莱环保公司FMBR技术作为国家水专项洱海湖泊项目的应用推广技术,大理市政府近水楼台,通过单一来源采购的方式,环湖构建了一圈FMBR珍珠链,有效处理了直接排入洱海的生活污水,为洱海湖泊保护出力。
关键词: 农村生活污水 处理工艺
中图分类号:G812 文献标识码: A
近年来,随着我国“幸福乡村建设”“美丽乡村”建设目标的提出,农村人居环境发生了巨大的改变。目前,农村污水处理已经经过了从重点集中治理到“农村连片拉网整治”,从早期的以去除有机物为目标,发展为以去除有机物为主,注重有机物及氮、磷的去除。目前,全国各地都已经启动了农村生活污水、养殖禽类固废处理等工程。根据预测,今后五年我国农村污水处理工程市场年均为575亿元,2014-2015年平均为322亿元。农村污水处理运营市场年均为62亿元,2014-2015年平均为32亿元。本文以农村污水处理常见工艺为论述对象,通过对不同处理工艺原理、及运用实例,以期达到总结目前农村污水处理技术的目的,为农村治理提供实践基础。
1.农村水环境现状
近年来,随着乡镇经济的大力发展,农村大部分镇乡周边自然水体普遍存在营养物质超标,一方面,农村水体资源总量丰富,但绝大多数自然水体因缺乏有效的管理,生活污水长期超量排放水体之中,水资源科利用程度低。另一方面,随着“新型农村”推进程度的不断加快,农村居民对生活质量的迫切愿望的不断提高,农村居民对生活环境质量要求的意愿不断强烈。所以建设“幸福乡村”、加快推进农村经济发展,成为制约农村经济发展的重要瓶颈。
2.农村污水处理工艺、技术
目前,农村污水处理技术已日趋完善。从工艺区分,大致可分为三个方向,一种是采用活性污泥法,如AAO处理工艺、SBR序批式工艺。活性污泥法处理生活污水具有处理负荷高,出水水质稳定等特点。第二种为生物膜法,如生物滤池、MBR工艺。膜法处理农村生活污水具有出水水质稳定,运行成本低,但是对于进水水量负荷冲击能力有限。第三种为生态处理法。主要有人工湿地,稳定塘等。这类工艺具有运行成本低,抗水力负荷冲击能力高。但是其基础建设费用高,占地大。[1][2]
2.1生物滤池工艺
生物滤池,又称为生物滴滤池。其主要的构筑物部件可分为:滤料、池壁、池底通风系统、排泥及支撑渗水结构以及旋转布水系统。污水中有机负荷降解的主要构单元为生物填料,微生物在填料表面挂膜,利用由上自下流动的污水作为能量及营养来源,不断繁殖增量。过厚的膜体由于内部膜体与填料黏附能力的下降,以及水流的冲刷作用,顺着水流向下运动至承托板。但是,生物滤池存在容易堵塞的问题。由于微生物利用的空气主要是处理单元以外,大气中的氧气,并以处理单元与外界的温差作为拔风的推动力,属于自然通风。相比曝气通风方式,推动力不足。在滤料堵塞的情况下,空气很难与微生物,污水相互充分混合。此外,为了解决填料容易堵塞的问题,提高填料的空隙率的确能缓解堵塞的问题,但孔隙率的增加,直接导致载体总表面积的减小,微生物附着面积的减少,微生物量的减小,最终导致处理负荷下降。故选用比表面积大,强度高、孔隙率大的生物填料成为制约工艺处理效能的重要环节。
2.2人工湿地
人工湿地工艺是人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。[3]
2.3氧化塘
氧化塘又被称为稳定唐、生物塘。
主要是通过模拟了自然水体自净的过程,将以太阳能为初始能量,通过在塘中种植水生植物,进行水产和水禽养殖,形成人工生态系统,在太阳能(日光辐射提供能量)作为初始能量的推动下,通过稳定塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化,将进入塘中污水的有机污染物进行降解和转化,最后不仅去除了污染物,而且以水生植物和水产、水禽的形式作为资源回收,净化的污水也可作为再生资源予以回收再用,使污水处理与利用结合起来,实现污水处理资源化。氧化塘的应用范围没有人工湿地广泛,不能直接用在最前面的处理单元,而是安排在后续的处理设施中。
2.4MBR膜工艺
MBR 是一种将膜分离技术和传统活性污泥法结合起来的新型高效污水处理工艺,它是将MBR 平片膜组件放置于曝气池中,通过好氧曝气池和生物处理后再由泵通过滤膜过滤后抽出。其中,膜组件是MBR 中最主要的组成部分,相当于传统生物处理系统中的二沉池,通过不断的氧化污水中能够被降解的有机物,而对于不能被降解有机物或无机物及污泥、悬浮物等由膜组件截留,实现对污水的净化处理。
2.5A/A/O及其改良工艺
目前,A/A/O处理工艺在农村污水处理方面,技术成熟,使用认可度高。该工艺有厌氧―缺氧―好氧段构成。厌氧反应器,原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入,本反应器主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化;缺氧反应器,首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大。好氧反应器――曝气池,这一反应单元是多功能的,去除BOD,硝化和吸收磷等均在此处进行。同时部分混合液从这里回流到缺氧反应器。沉淀池,功能是泥水分离,污泥一部分回流至厌氧反应器,上清液作为处理水排放。
AAO工艺具有处理效果高,BOD去除效率可达到90%。总氮去除效率最高可达到85%。同时污水泥量大,对水力负荷冲击能力强。
结束语
综上所述, 我国农村污水处理主要为生物处理方法, 各种方法均有各自的优缺点。目前农村污水处理技术主要集中于AAO、生物滤池、MBR膜工艺、稳定塘及人工湿地工艺。其中AAO工艺处理农村生物污水具有处理效率高,人工湿地具有抗负荷冲击能力强,而生物滤池具有运行成本低的优点。
参考文献:
[1] 张克强.农村污水处理技术[ M] .北京:中国农业科学技术出版社, 2006.