四种农村生活污水处理工艺比较_王云龙 4页

'第37卷第7期水处理技术Vol.37No.72011年7月TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTJul.,2011133四种农村生活污水处理工艺比较王云龙1，张徵晟1，陶琪1，刘志刚2，马鲁铭2（1.上海市南汇区环境规划，上海201300；2.同济大学环境科学与工程学院，上海200092）摘要：农村生活污水污染问题日益严重，如何根据农村现状选择合适的处理技术显得尤为重要。通过比较上海南汇地区4种已经运行污水处理工艺的效果、管理、投资等，以期为类似地区农村生活污水处理工艺的选择提供参考。结果表明，一体化生物集成工艺可保障废水处理效果，而一体化集成工艺与人工湿地组合工艺则具有很强的耐冲击能力，处理效果稳定；两种方式都可以获得75%以上COD和BOD5去除率，对氨氮去除率超过70%，出水达到上海市污水综合排放标准（DB31/199－2009）二级标准。农村生活污水治理应因地制宜采用不同的处理工艺，并尽可能集中建污水处理设施以降地建设成本和运行成本。关键词：农村生活污水；工艺比较；一体化生物集成；人工湿地中图分类号：X799.3文献标识码：B文章编号：1000-3770(2011)07-0133-004随着我国农村生活水平的提高，农村的污染问区的农村用水主要为自来水、河水和井水，其中自来题也逐渐凸现，成为我国建设新农村的制约因素之水作为饮用、沐浴、冲厕等水源，河水、井水则作为衣一。据统计，我国农村生活污染对整个流域污染物磷物洗涤、冲刷地面、饲养家禽等辅助用水，因此易于的贡献率达到8%，对氮的贡献率达到10%[1]。受农收集生活污水主要来自沐浴、厨房和卫生洁具的排村生活水平、生活习惯、环境等的影响，农村生活污水。南汇地区农村生活污水的特点如下：水特性与城镇污水具有明显的差异，已有成熟城镇（1）污染源覆盖面广。由于南汇地区的城市化污水处理技术难以直接用于农村生活污水的处理，程度有限，大部分地区还是以农村为主，农村生活污目前我国农村生活污水处理的研究起步较晚，缺少水的产生源涉及了该地区的大部分地区。相关的污水处理政策和法规，并缺乏相关的设计规（2）污染源分散。南汇地区农村住宅建设缺乏范和标准，因此如何根据农村实际情况选择合适的整体的规划，自然村落布局零乱，住宅排污口分布散处理技术显得尤为重要。本文比较了上海南汇地区乱，大部分直接排放到附近的河网中。基本没有集中4种已经运行的污水处理工艺的效果、管理、投资的市政收集管网。等，以期为类似地区的农村生活污水处理工艺的选（3）日变化系数大。受农村生活习惯影响，南汇择提供依据，并为相关法规或标准的制定提供参考。地区生活污水日变化系数一般在3.0～5.0之间，间1上海南汇地区农村生活污水特点歇性排放明显。（4）有机物、营养盐含量高。由于有些废水如衣上海南汇地区（现为浦东新区）瀕临东海，地势物洗涤水等并不会全部进入农村住宅排污口，因此平坦，区域内河网密布。近几年地区经济发展较快，南汇地区农村污水有机物以及氮磷等浓度要高于一农村居民生活水平不断提高，人均用水量大幅上升，般城镇污水。加上外来流动人口的增加，南汇地区农村生活污水排放总量持续增长。但南汇地区农村基础设施建设2南汇地区4种农村生活污水处理工艺相对滞后，农村生活污水无序排放现象明显，已经严2.1工艺重影响到区域的水环境质量。根据实地调研，南汇地针对南汇地区农村生活污水分散的特点，考虑收稿日期：2010-09-26基金项目：国家科技支撑计划村镇住宅污染物处置排放技术标准模式集成与示范研究（2008BAJ08B21）作者简介：王云龙（1967－），男，高级工程师，研究方向为村镇住宅污水的处理及工程管理；E-mai：yunlong-w@163.com联系作者：刘志刚；联系电话：021-65981794；E-mail：lzg0532@tongji.edu.cn 134水处理技术第37卷第7期到农村经济承受能力低、专业管理人员缺乏的现状，平均值超过20mg·L-1；无动力厌氧发酵工艺对南汇地区农村生活污水采用了分散式就地处理的模COD、BOD5的去除率只有60%左右，对氨氮的去除式，截止到2010年5月底，在建和已经运行的污水率则只有38%，且出水受到进水浓度变化影响很处理工程已有150余处。综合来看，所采用的典型处大，远大于厌氧发酵-人工湿地工艺。比较4种工艺理工艺流程主要有4种（见图1）。的出水变化以及去除率可以看出，人工湿地系统具有较好处理效果，尤其是脱氮性能明显，而且其出水
浓度相对稳定，即具有一定的耐负荷冲击能力，因此图1（a）无动力厌氧发酵工艺人工湿地成为推荐的主要工艺[2-3]。
图1（b）厌氧发酵-人工湿地工艺
700
 

600

图1（c）一体化生物集成工艺





L500








gm400 
300图1（d）一体化生物集成-人工湿地工艺200图14种典型农村生活污水处理工艺流程100Fig.1Fourkindsofruraldomesticsewagetreatmentprocesses006/0907/0908/0909/0910/09无动力厌氧发酵工艺完全通过自流和表面复氧
图2（a）无动力厌氧发酵工艺实现处理过程，没有提升及机械充氧设施，主要利用
厌氧发酵和兼性生物作用达到净化处理生活污水的500



目的，增加氧化渠（气管自然通风，表面复氧）的目400


L
的主要是提高出水水质，减少厌氧异味。厌氧发酵－

300g
m

人工湿地工艺则利用厌氧菌的降解作用以及土壤－200微生物－植物组成的生态系统实现污水净化。为了
100补偿人工湿地的水头损失，该工艺设置泵提升措施。006/0907/0908/0909/0910/09一体化生物集成工艺就是采用适当工程措施使得反应器中存在厌氧、兼氧、好氧等不同生物菌群，实现图2（b）厌氧发酵-人工湿地工艺降解污染物，达到净化水质的效果。在一体化生物设500









施后增加人工湿地，则是为了进一步提高处理效果，400









L







同时具有环境美化作用。
g300m2.2处理效果对比200自2009年6月开始，选择已经正常运行的上述1004种不同工艺流程的工程进行跟踪监测，连续5个月不同工艺的处理效果及比较见图2。尽管农村生006/0907/0908/0909/0910/09
活污水进水污染物浓度变化很大，但一体化生物集图2（c）一体化生物集成工艺成、一体化生物集成-人工湿地工艺处理效果比较400稳定，COD、BOD5的去除率超过75%，而氨氮的去除率也达70%以上；出水都能达到上海市污水综合300
L排放标准（DB31/199－2009）二级标准。单纯从
g





200m




COD、BOD5和氨氮的去除率看，一体化生物集成工


艺要高于一体化生物集成-人工湿地工艺，但考虑
100进水（一体化生物集成工艺进水浓度偏高）以及出006/0907/0908/0909/0910/09水波动情况，可以发现后者受进水变化影响小，其处图2（d）一体化生物集成-人工湿地工艺理效果更为稳定。厌氧发酵-人工湿地工艺对图24种典型农村生活污水处理工艺处理效果COD、BOD5的去除率超过80%,但是出水氨氮较差，Fig.2Effectsoffourruraldomesticsewagetreatmentprocesses 王云龙等，四种农村生活污水处理工艺比较1352.3其它方面比较表24种典型农村生活污水处理工艺优缺点4种典型的农村生活污水处理工艺吨水投资、Tab.2Advantagesandshortcomingsoffourruraldomesticsewagetreatmentprocesses运行费用等基本参数见表1，水力停留时间不包括工艺优点缺点化粪池、人工湿地；吨水投资不包括收集系统和化粪无动力厌无动力消耗；操作管理处理效率低，耐冲击能力池。除了湿地，其余设施都放于地下。4种农村生活氧发酵方便；基建投入较低。差；需要有高差的特殊地形；只适于流量较小的处理。污水处理工艺都设有自动控制设施，无需专人管理，厌氧发酵-运行费用较低；操作管投资较大；占地面积较但都需要定期清理、检修。人工湿地采用建筑用碎石人工湿地理方便；处理效果较好，大。具有一定脱氮性能。作为载体，种植的植物为长秆美人蕉。一体化生物集一体化生物占地少；处理效果好，具耐冲击能力较差；投资、中工艺内部采用水下曝气机进行充氧，池内挂有生集成有一定脱氮能力；可根运行费用较高；需人定期物填料。可以看出，4种工艺的工程吨水投资都比较据进水调整运行状态。维护调整。一体化生物集处理效率好，耐冲击负投资、运行费用较高；需高，尤其是采用钢混结构的工程，吨水投资超过6000成-人工湿地荷；脱氮能力明显；布人定期维护；元以上，远高于其它一些村镇污水处理设施投资[4-5]。局灵活，适用范围广。主要原因为：首先上海南汇地区农村生活污水处理点。采用一体化生物集成技术可以有效提高废水的工程都是建在河沟边、断头浜等地质、地理条件较差处理效果，而一体化生物集成技术与人工湿地组合的地方，地基处理增加了建设投资；其次考虑到农村工艺则具有很好的耐冲击能力，处理效果稳定；2种缺少管理人员、水质水量变化大等原因，因此在进行方式都可以获得75%以上的COD和BOD5去除率，工程设计时，设计的水力停留时间很长（见表1），氨氮去除率超过70%；单纯的厌氧发酵工艺处理效意味着池容较大，基建投资高；另外因为工程处理规果较差，且耐冲击能力也差。模较小，导致单位投资升高。如一体化生物集成+农村生活污水治理应根据实际情况因地制宜采人工湿地工艺采用的水力停留时间要长于一体化生用不同的处理工艺，对于相对集中的自然村落应尽物集成工艺，且增加了人工湿地处理单元，但前者的可能集中在一起建污水处理设施以降低建设成本和吨水投资要低于后者。说明对于相对集中的自然村运行成本。落应尽可能集中在一起建污水处理设施以降低建设根据农村现状制定相关的生活污水排放标准或成本和运行成本。规范成为目前急需解决的问题，它直接决定了处理结合图2可以看出，采用一体化生物集成措施工艺的选择和投资等。可以明显提高脱氮效率，但运行费用和投资也相应增加，而根据农村现状，是否必须脱氮尚待考虑。投参考文献：资和运行费用过高极大程度上限制了这些工艺在农[1]崔志峰,王凯军,宋英豪,等.村镇生活污水控制技术研究[C].成都:村区域的应用，因此如何优化工艺，减少投资和运行中小城镇市政污水处理工程技术工艺高级研讨会,2005,11:5-8.[2]刘霞,陈洪斌.村镇及小区污水的生态处理技术[J].中国给水排水,费用，并根据农村实际情况制定相关的排放标准或2003,19(12):32-35.规范成为目前急需解决的问题。[3]HuangJ,ReneauJR,HagedomC.Nitrogenremovalinconstructed综合处理效果及其它方面的比较，4种工艺的wetlandsemployedtotreatdomesticwastewater[J].Water优缺点总结见表2。Research,2000,34(9):2582-2588.[4]郭一令,王森,高恺,等.耕作层下土地自然净化技术处理村镇生3结论和建议活污水[J].中国给水排水,2009,25(10):59-62.[5]张建,黄霞,施汉昌,等.滇池流域村镇生活污水地下渗滤系统设上海南汇地区农村生活污水具有污染源覆盖面计[J].给水排水,2004,30(7):34-36.广、污染源分散、日变化系数大、污染物含量高等特表1四种典型农村生活污水处理工艺基本参数比较Tab.1Basicparameterscomparisonoffourruraldomesticsewagetreatmentprocesses工艺服务农户/户水力停留时间/h吨水投资/元运行费用/元·m-3结构湿地结构无动力厌氧发酵7962800基本无砖混厌氧发酵-人工湿地359683000.15钢混砖混一体化生物集成203671000.60钢混一体化生物集成-人工湿地2166067000.35钢混砖混 136水处理技术第37卷第7期COMPARISONOFFOURKINDSOFRURALDOMESTICWASTEWATERTREATMENTINNANHUIDISTRICTSHANGHAIWangYunlong1,ZhangZhisheng1,TaoQi1,LiuZhigang2,MaLuming2(1.NanhuiEnvironmentalPlanningInstitute,Shanghai201300,China;2.CollegeEnvironmentalScience&Engineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Sewagepollutioninruralareashasbecomeincreasinglyserious,itisveryimportanttochooseasuitabletechnologybasedonthecurrentstatusofruralareas.Bycomparingtheeffect,managementandinvestmentetc.of4kindsofsewagetreatmentprocesswhichhasbeenoperatedinNanhuiDistrict,Shanghai,somereferencesinchoiceofsewagetreatmenttechnologyinsomeruralareasmaybegiven.Resultsshowedthatintegralbiologicaltechnologycouldimprovetreatmenteffect,andintegralbiologicaltechnologycombiningwithconstructedwetlandhadgoodresistancetoshockloading,stabletreatmenteffect.TheremovalefficienciesofCODandBOD5weremorethan75%inbothprocesses,andtheremovalefficiencyofammonianitrogenwasover70%,theeffluentscouldmeetthesecondstandardissuedby(DB31/199-2009).Sewagetreatmenttechnologyshouldbechosenaccordingtotheactuallocalconditionsinruralareas,andcentralizedtreatmentpatterwasproposedtoreducetheinvestmentandoperatingcost.Keywords:ruraldomesticsewage;treatmentprocesscomparison;integralbiologicaltechnology;constructedwetland!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上接第129页）PILOTSTUDYONPCBHEAVYMETALSWASTEWATERTREATMENTUSINGUF-ROMEMBRANESEPARATIONPROCESZhangLiankai,ZhangZunju,ZhangYiting,SunLei,WangBo,ChengJing(EnvironmentalManagementCollegeofChina,Qinhuangdao066004,China)Abstract:Inthispaper,thePCBindustryheavymetalwastewaterwastreatedbyUltrafiltration(UF)-ReverseOsmosis(RO)processafterpHadjusting.Theresultsshowedthat,UFremovalofturbidityandSSwere97%and73%,ROremovalofCuandTDSwere99.9%,98.9%,whiletherawwastewaterconcentrationswereCu2+60~160mg·L-1,conductivity4.5~6.8mS·cm-1,SS60~80mg·L-1,totalsuspendedsolids(TDS)1600~3200mg·L-1.TheeffluentwatermetthenationalelectronicgradewaterstandardIV(GB/T11446.1－1997);MembranefoulingstudyshowedthatUFrunwith30min,backwashwith5min,trans-membranepressure(TMP)wasnotchangedsignificantly.TheproductionrateandTMPofROmembranewatershowedsignificantnegativecorrelation,thecorrelationcoefficientwas-0.9861.Intheexperiment,thewaytopreventROmembranefoulingwasaddingactivatedcarbon,quartzsandfilterandincreasethefrequencyofbackwash.Thesystemoperatingcostwas3.36yuan·m-3.Thissystemcansavealotofwater,recyclablepreciousmetals,reducethewasteofresources.Therefore,theprojecthasgoodeconomicandenvironmentalbenefits.Keywords:Ultrafiltration(UF);Reverseosmosis(RO);PCB;Heavymetalwastewater!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上接第132页）TREATINGSTARCHWASTEWATERBYEGSBPROCESSANDHIGHVALUEUSEOFBIOGASLiuJianguang1,ZhangChunyang2,ZhangGuanglan3,GanHainan3（1.SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,ShandongJianzhuUniversity,Jinan250101,China;2.SchoolofThermalEnergyEngineering;ShandongJianzhuUniversity;Jinan250101,China；3.ShandongSifonEnvironmentalProtectionandBio-energyCo.，Ltd,Jinan250101,China）Abstract:Theexpandedgranularsludgebed（EGSB）reactor-A/Oprocesshadbeenusedfortreatinghighlyconcentratedstarchwastewater,andthebiogasproducedinEGSBwaspurified.Undertheconditionof35℃,theCODvolumeloadofEGSBreachesupto20kg·m-3-1,andthecombined·dprocessremovalratesofCOD,BOD5andSSwere98.5%、99.5%and95%,respectively.Afterbeingtreatedbythecombinedprocess,theeffluentqualitywasabletosatisfythedemandsofdischarge.Afterpurificationtreatment,themethanecontentofbiogaswashighthan98%,andthehydrogensulfidecontentwasbelow20mg·m-3.Thenaturalgasproductionwas6000m3-1,thehighvalueuseofbiogaswasachieved.·dKeywords：starchwastewater;expandedgranularsludgebed;aerobicprocess;biogas'