关于农村生活污水处理工艺设计【文献综述】 5页

'毕业论文文献综述环境工程关于农村生活污水处理工艺设计摘要：本文献综述概括叙述了农村生活污水的现状及其特点、国内外相关工艺的设计及其优缺点，并对此做了简单论述。最后通过分析比较得出适合兆岸村生活污水处理的工艺。关键词：农村生活污水；国外研究现状；国内研究现状；设计方案一、农村生活污水的现状近年来，随着社会主义新农村建设的深入开展，通过实施旧村改造和村庄整治，农村基础设施和环境面貌发生了巨大的变化。但是生活污水的随意排放，已成为流域水质恶化的主要原因之一，易造成附近水环境的污染及湖泊的富营养化。农村生活污水无序排放、污染环境的问题越来越引起了相关部门的高度重视和群众的广泛关注。农村生活污水组分包括厨房污水、洗涤污水和其他污水。其中厨房污水和洗衣污水约占80-85%。水量因地区经济程度的差异而不同。农村地区居民分布广且分散，生活污水属间歇排放，其水质、水量波动性大，所含有机物浓度相对偏高；并且含有较高的人畜粪尿成分，氮、磷含量特别是磷含量较高。因此，在设计处理工艺时要考虑有机物的消减和脱氮除磷。近年来，随着农村生活水平的提高和外来人员的大量涌入，所产生的农村生活污水量越来越大。与此同时，由于农村地区经济力量相对薄弱，也缺乏污水处理专业人员，因此农村生活污水的处理不能沿用和照搬大、中型规模城市污水处理工艺及设计参数，避免造成工程投资和运行费用过高。二、国外研究现状 国外在农村分散型生活污水处理方面研究起步较早。日本从1977年就开始实行农村生活污水处理计划，采用小型污水处理系统，其大多为日本农村污水处理协会研制的JARUS模式，共有15种不同型号装置。从广义上讲，它可以分为两种类型:1、生物膜处理，在自然界中存在着大量依赖有机物生活的微生物，它们具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的功能。生物膜处理就是利用微生物的这一功能，采取人工措施来创造更有利于微生物生长和繁殖的环境，使其大量繁殖，从而提高对污水中有机物氧化降解效率，达到净化污水的作用。2、浮游生物处理，通过漂浮在污水中的微生物的氧化作用来净化污水，可以达到较理想水质。总的来说，日本农村生活污水处理主要利用生物膜法(生物接触氧化法)，采用小型生活污水净化装置(净化槽)，即淹没式生物滤池。其污水处理装置体积小、成木低、操作运行简单，适用于农村生活污水处理，且处理后污水水质稳定，可以达标排放，从污水中分离出来的污泥经脱水、浓缩和改良后，可运至农田以作肥料。韩国针对农村居民分散居住的特点，研究了一种湿地污水处理系统，湿地上多种植芦苇、香蒲和灯心草等，对病原体的去除效果好。污水中的污染物质经湿地过滤，能被土壤吸收或被微生物转变成无害物。这种方法耗能少，维护成本低，但其缺点是需要大量土地；需要解决土壤和水中充分供氧问题，并受气温和植物生长季节的影响较大。一般来说，利用湿地处理后的污水可以灌溉水稻，从而取得更好的净化效果。澳大利业的科学和工业研究组织专家提出了一种“过滤一土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”，被称之为“非尔脱”高效、持续性污水灌溉新技术。其主要目的是利用污水进行作物灌溉，通过灌溉土地处理后，再用地下暗管将其汇集和排出。“非而脱”系统对生活污水的处理效果好、运行费用低，特别适用于土地资源丰富、可以轮作休耕或是以种植牧草为主的地区。新西兰的生活污水主要采用就地处理系统。污水就地处理系统包括农场、工厂或单个家庭，但通常是指单个家庭的生活污水处理系统。在新西兰约有27万个生活污水就地处理系统。据估计，一些地区至少有20%的家庭依靠这种污水处理系统。在新西兰，大部分的污水就地处理系统为成熟的化粪池。但其每年都有一定程度的失败案例。主要是1.缺乏持续的日常维护、维修；2.安装不当或选址不当；3.系统到了使用年限需要更换这三方面的因素引起的。且其处理能力有限。在美国、加拿大、英国等国家出现了一种叫‘‘LIVINGMACHINE’’’的生态系统，用于生活污水的处理。其技术基础是活化技术，所谓活化技术是采用多种生态形式在人工装置中建立新的物种联系，从而进行某种净化处理。污水首先进入封闭在地下的无氧箱，空气由底孔吹入，氨氮在细菌的作用下分解为硝化物，其后流入生物综合池。在池内，其中的藻类、单细胞有机体、鱼类、水生及沼泽植物等一系列丰富的生物混合体，将对水中的营养物继续分解，随后污水流经地下湿地，通过植物根系作用及沙石的过滤，硝化物在此转变为氮气，污水被初步净化。这种污水处理的生态系统具有美观、实用、体积小、费用低的特点。三、国内研究现状国内传统的农村生活污水处理工艺有化粪池、稳定塘、高效藻类塘系统、人工湿地、沼气净化池、氧化塘、土地处理系统、一体化氧化沟等。 清华大学刘超翔等研究的人工复合生态床系统是在人工湿地的基础上选择最佳的植物栽种方式，并在床体内部填充多孔且有较大比表面积的介质以改良湿地的水力学性能，为微生物提供更大的附着面积，同时增强系统对污染物(尤其是氮、磷)的去除能力。但该工艺占地面积偏大，处理浓度较低。浙江大学沈东升等对浙江大学试验农场内的实际污水采用地埋式无动力厌氧处理技术进行了小试、中试研究。采用厌氧生物膜技术及推流理论，采用内充固定空心球状填料的地下厌氧管道式或折流式反应器为唯一处理设备，利用附着于空心球状填料内外表面或悬浮的专门驯化的专性厌氧或兼氧微生物去除生活污水中的有机污染物、病原菌和部分氮、磷从而达到净化生活污水的目的。该工艺流程简单、无能耗、采用地埋式不占地表、也无需专人管理。冉全、吕锡武等指出了一套生活污水处理工艺。生活污水首先进入厌氧发酵池，进行厌氧发酵，以降低后续接触氧化反应的有机负荷，同时进行硝化液回流脱氮处理;经过厌氧处理的污水经泵提升进入接触氧化池。接触氧化池共分五格串联，充分利用污水提升后的部分水头，采用跌水充氧技术提供好氧反应的需氧量，以降低运行成本，实现低能耗污水处理。在接触氧化池内，对有机污染物进行好氧降解和充分硝化;接触氧化池出水部分回流到前端厌氧池进行脱氮，部分进入后续潜流式人工湿地或生态净化塘，进一步去除氮、磷等营养物质。昆明大学韦慧等利用新型填料—阿科蔓生态基和水生植物组合，建立复合生态塘。阿科蔓(aqusmats)是由美国Meridian公司发明的一种用于水处理的生物科技材料，属于一种人造聚合物惰性生态培养基(填料)。阿科蔓技术属于生物接触氧化法的一种，主要利用附着在阿科蔓上的生物膜净化水体。该工艺利用现有的农村受污染水塘，建立生态围隔区，处理因生活污水肆意排放造成富营养化的水塘。该工艺没有大量的污泥产生，不会造成二次污染，且氮磷去除效果比较好，费用低。但其在农村污水处理，河道、湖泊生态修复等方面，仅有个别应用案例，缺乏系统的研究和总结，没有足够的研究数据和论文支撑应用结果，即便是厂商也无法说清楚相关技术问题。因此，该技术在农村生活污水处理方面有待进一步的研究和验证。四、方案设计在分析比较了各项工艺之后，我决定考虑利用生物滤池较好的硝化作用配合人工湿地较好的反硝化及除磷作用，制成组合工艺来处理兆岸村生活污水。 因为兆岸村生活污水包括厨房污水、洗涤污水、卫生间污水和其他污水。由于卫生间污水的直接排入，导致该地区污水中的氮磷含量很高，易造成附近水体的富营养化污染，所以在设计污水处理工艺时必须考虑到其应具备良好的脱氮除磷效果。根据进出水水质标准，氮的去除率要求达到81.25%，磷的去除率要求达到87.5%。但是，农村生活污水的处理不能沿用和照搬大、中型规模城市污水处理工艺及设计参数，避免造成工程投资和运行费用过高。生物膜法可以通过硝化作用很好的去除污水中的氮元素，工艺简单，占地面积小，动力费用省，且去除效果基本不受温度，季节，水质水量的影响。但其对磷的去除十分有限。人工湿地是农村污水处理的传统工艺，具有建造和运行费用便宜;易于维护,技术含量低;可缓冲对水力和污染负荷的冲击;可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化等优点。但是单纯的人工湿地法适用范围有限，对于高氮磷含量的污水处理效果不是很理想，且处理效果易受温度，季节，水质水量变化的影响。生物滤池与人工湿地组合工艺具备工艺灵活、投资省、能耗小、运行费用低、维护管理方便等特点，适合兆岸村的污水处理。五、参考文献[1]吴彩斌,向速林,等.处理农村污水的生物接触氧化-人工湿地组合工艺[J].湖北农业科学.2008,47(1):44-46[2]刘超翔,胡洪营,等.滇池流域农村污水生态处理系统设计[J].中国给水排水,2003,19(2):93-94[3]梁嘉晋,童申伟.分散式农村生活污水处理技术[J].中国给水排水,2009,36(7):168-169[4]陈史华,伍晓涛.关于上海市闵行区新农村生活污水处理试点工程的技术探讨[J].吉林水利,2009,(2):45-48[5]曾令芳.简评国外农村生活污水处理新方法[J].中国农村水利水电,2001,(9):30-33[6]向速林.农村生活污水处理的组合工艺试验研究[J].安徽农业科学,2008,36(2):677-678[7]苏东辉,郑正,等.农村生活污水处理技术探讨[J].环境科学与技术,2005,28(1):79-81[8]池金萍,安丽.农村生活污水处理实用技术新进展[J].云南环境科学,2004,23(4):8-10[9]沈东升,周旭辉,等.农村生活地埋式无动力厌氧处理技术研究[J].农业工程学报,2005,21(7):111-115 [10]洪嘉年.农村污水处理和处置方案初探[J].给水排水,2004,30(7):31-33[11]曾令芳，吴小亮，国外污水灌溉新技术[J].节水灌溉，2002，3:34-35.[12]张文雷.一种新型的生态污水处理系统[J].中国农村水利电，1999(3):44[13]冉全，吕锡武.组合工艺处理农村生活污水[J].广西轻工业，2007，l(l)[14]嵇欣.国外农村生活污水分散治理管理经验的启示[J].国外环保.2010,2:57-61.[15]张克强，李军幸，等.国内外农村生活污水处理技术及工程模式探讨[J].农业面源污染.[16]王庆永.分散式生活污水的处理模式探讨[J].农村经济与科技,2009,20(4):92-93.[17]刘洪喜.农村生活污水处理技术的探讨[J].污染防治技术,2009,22(3):30-31.[18]周瑾.浅谈新农村规划的污水处理模式[J].中国农村水利水电,2008,7:27-28.[19]白晓龙,顾卫兵,沃飞,等.农村生活污水处理技术与展望[J].农业环境与发展,2008,6:59-62.[20]RaniDevi,R.P.Dahiya.Meetingenergyrequirementofwastewatertreatmentinruralsector[J].EnergyPolicy2007(35):3891-3897[21]VictorMatamoros,CarlosArias,et.Preliminaryscreeningofsmall-scaledomesticwastewatertreatmentsystemsforremovalofpharmaceuticalandpersonalcareproducts[J].WaterResearch2009(43):55-62[22]AlirezaValipour,V.KalyanRaman,V.S.Ghole.AnewapproachinwetlandsystemsfordomesticwastewatertreatmentusingPhragmitessp[J].EcologicalEngineering2009(35):1797-1803[23]NathalieVaillant,FabienMonnet,et.TreatmentofdomesticwastewaterbyanhydroponicNFTsystem[J].Chemosphere2003(5)121-129'