农村生活污水处理技术的选用原则 18页

'农村生活污水处理技术的选用原则与处理模式2常用农村生活污水处理的技术特点农村生活污水的处理技术，简单地说，指为使排入某一水体的污水达到再次利用的水质要求，而通过一定的科学方法将污水中对生活或环境有害的物质进行清除、降解或无害化处理，使这些污水变成能够再被人们利用的技术。 目前，农村生活污水的处理模式、形式和名称多种多样，其常用技术从工艺原理上可以分为3类：第一类是以厌氧发酵为核心的生物处理技术，污水中的大部分有机物经厌氧发酵达到净化目的，常用的有生活污水净化沼气池和地埋式无动力生活污水处理装置（UUAR）等；第二类是以土地处理为主的处理技术，它是利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理有效处置污水，常用的有人工湿地处理系统、慢速土地渗滤处理系统等；第三类是稳定塘技术，该技术主要利用菌藻的共同作用来去除污水中的污染物，其发展工艺有高效藻类塘等。3类处理方式可以分开使用，也可以根据需要将2种具体处理方法结合在一起，如兼氧接触氧化与土地渗滤联合、滴滤池与人工湿地组合等，以提高污水处理的出水水质。3类常用污水处理技术的处理特点简介如下：2.1厌氧生物处理技术的处理特点厌氧生物处理技术将污水的处理与合理利用有机结合，实现了污水的资源化，污水中的大部分有机物经厌氧发酵达到净化目的。厌氧生物处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水，处理中产生的沼气可作为家庭炊用和浴室能源。将厌氧分解过程产生的甲烷加以资源化利用就是常说的生活污水净化沼气池技术，是目前畜禽养殖排泄物无害化处理、综合利用的最有效方法。研究表明：通过沼气发酵，农作物秸秆的能量利用效率比直接燃烧高4～5倍；沼液、沼渣作肥料其营养物质的利用率增加20%；通过厌氧发酵过的粪便（沼液、沼渣），其中的碳、磷、钾等营养成分没有流失，且转化为可直接利用的活性态养分—可部分替代化肥的沼肥。厌氧沼气池工艺简单，成本低，适用于有一定养殖数量的农村家庭。该技术在浙江省各地农村得到了广泛应用，是浙江省重点推广的农村能源生态模式。 地埋式无动力生活污水处理装置（UUAR）采用生活污水自流的方式，应用厌氧生物膜技术及推流原理，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装置为惟一处理设备，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。研究结果表明[13]：在水力停留时间1d及常温条件下，UUAR对农村生活污水CODCr、BOD5、SS、TN、TP、大肠菌群、细菌总数和蛔虫卵的平均去除率分别达到66.1%～68.3%、70.8%～76.8%、80.5%～90.2%、18.26%～23.0%、33.9%～35.2%、95.8%～99.8%、37.4%～82.9%和78.7%～100%，出水水质稳定达到国家二级排放标准，通过优化设计和调节球状填料的配比，并延长水力停留时间至2d，出水可达到国家一级排放标准，且未出现剩余厌氧污泥的积累问题。UUAR无日常运行费用，适宜于农村生活污水的分散处理。目前本技术设备已成功应用于浙江省、重庆市、山东省、山西省、上海市等地的400多个农村生活污水及城市生活污水的处理，取得了满意的结果。2.2以土地处理为主的处理技术的处理特点污水土地处理系统是在人工控制的条件下，将污水投配在土地上，通过土壤－植物系统，进行一系列物理、化学、物理化学和生物化学的净化过程，使污水得到净化的一种污水处理工艺。污水土地处理系统与其他污水生物处理技术相比具有投资省、节能、运行费用低等优点。此外，污水在被处理的同时作为一种资源被加以利用[14]。 人工湿地处理技术是一种应用比较广泛的生态处理污水的方法。该技术通过对污水流量进行一定的控制，使污水流经长有芦苇、香蒲等植物的湿地，在湿地生态系统内各种植物、动物、微生物和基质的共同作用下得以净化。人工湿地处理系统运行简单，处理效果良好，不仅能去除有机物，而且能除磷脱氮和去除重金属，在资源条件许可的条件下是一种十分可行的污水处理方法。该方法在我国的北京、深圳和天津等地有应用实例，效果良好[15]。慢速土地渗滤处理系统是土地污水处理技术中应用最广泛的一种类型。它具有易管理、经济效益显著的优点。在沈阳西部[16]的滞洪区建的面积约为700hm2的慢速渗滤土地污水处理场，年总进水量为13万m3，平均日进水量为651m3，进水水质SS、BOD5、CODCr、K-N、T-P分别为122mg·L-1、106.2~168mg·L-1、258~539mg·L-1、16.67~76.70mg·L-1、1.78~17.15mg·L-1，经稻田处理后其平均去除率分别为42.2%、97.0%、86.9%、90.3%、96.6%。2.3稳定塘处理技术的处理特点稳定塘处理技术是一种利用自然形态的水体（如池塘等）来处理低浓度生活污水的技术，借助于水体内天然的生态系统来净化水质。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物，适用于有一定水体的地区，且必须要有活水来源。出水一般均能达到《污水综合排放标准》（GB8978— 1996）的一级排放标准，处理后氨、氮均能达标。稳定塘具有基建投资少、运转费用低、维护简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体以及无需污泥处理等优点。新型稳定塘有高效藻类塘系统等，李旭东等人的研究表明[17]：高效藻类塘出水溶解性COD的质量浓度比较稳定，平均去除率在70%以上；氨氮的去除效果好，平均去除率为93%；总磷平均去除率在50%左右。3农村生活污水处理技术的选用原则随着农村经济的发展，农村生活污水所引起的面源污染日益严重，如何选用适合当地农村污水处理的技术越来越显得重要。农村污水处理技术必须在技术、经济、维护和管理等方面满足要求，并与当地的生态农业相结合[18]。3.1技术可行并考虑回用需要我国农村生活污水成分日益复杂且水质水量波动性很大，因此，农村生活污水处理的具体工艺必须具有较强的抗冲击负荷能力且能有效去除污染物，使出水达到国家相关的排放标准。同时，处理后的污水要尽量考虑回用要求，实现保护水环境、节约水资源的目的。污水处理也只有在考虑回用的情况下，才能与当地的生态农业相结合，形成污水回用与再利用的生态农业模式，实现污水的无害化和资源化。3.2经济合理， 投资省，运行管理费用低农村生活污水处理的具体工艺选择必须考虑当地的社会、经济发展水平，考虑当地农村的经济承受能力。因此，在处理构筑物、设备应尽量经济，其运行管理费用也应尽量低廉。否则在处理和设施方式的选用中一味追求简便、低廉技术和工艺，就会使处理效果不理想、环境质量无法得到保证。此外，生活污水处理设施的运行管理费用过高，会使资金的及时投入受到影响，从而使污水处理设备不能正常运行，成为了一种摆设。3.3循序渐进，考虑分期实施农村生活污水处理技术的选择应根据当地的经济承受能力和自然生态条件等循序渐进地建设，必要情况下考虑分期实施。如山区等经济条件相对落后、地形条件复杂的地区，可考虑先期建设三格式化粪池等初级处理构筑物，待经济条件提高后再考虑适合当地经济条件和处理要求的后续处理构筑物。3.4运行操作简便，日常维护管理简单目前，我国广大农村地区的环保和污水处理设施的管理机构不健全，管理人员素质不高、缺乏专门技术人员的形势非常严峻，因此污水处理技术选择应特别注重选用简便易行、运行稳定、维护管理方便，利用当地技术和管理力量能够满足正常运行需要的处理工艺。4浙江省农村生活污水的十大处理模式简介 目前，农村污水处理技术的研究已经进行得很多，也取得了不少成果。但从总体上看，各类技术的系统性不够，更缺乏处理技术与适用村庄特点的对应关系。根据浙江省农村生活污水处理现状与农村分布特点，浙江省建设厅专门召集了省内专家学者，对在浙江省内目前应用效果较好的农村生活污水处理技术，进行筛选和总结，归纳了“农村生活污水处理十大模式”（见图1）。4.1十大模式3个阶段的处理效果 第一阶段处理：主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质（SS）。常用物理处理法（如格栅、初级沉淀池或化粪池等）进行对生活污水的初级处理。处理后的污水，BOD一般可去除30%左右，但不能达到排放标准。第一阶段处理一般为第二阶段处理的预处理。第二阶段处理：主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD、COD等），去除率可超过90%，去除后的有机污染物含量基本上达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）一级或二级排放标准要求。第三阶段处理：进一步处理难降解的有机物及氮、磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。经过第三阶段处理的出水基本上能达到地面景观水的排放标准。4.2十大处理模式的处理目的、技术原理和处理效果4.2.1处理目的模式一以能源和资源的综合利用为主要目的，通常称为生活污水净化沼气池。模式二～五兼顾能源资源的综合利用及出水的达标排放。以生活污水净化沼气池为前处理，对其处理后的尾水进行深度处理，以满足相应的污水排放标准。模式六～九以达标排放为主要目的，其技术原理分别与模式二～五类似。在第二阶段处理时，不是采用沼气池处理技术，而是采用厌氧区的处理技术，即以厌氧处理为前处理，对其处理后的尾水进行深度处理，以满足相应的污水排放标准。模式十综合运用上述多种处理技术，以提高生活污水处理效果。4.2.2技术原理和处理效果（1）模式一：沼气池资源化利用。在厌氧和兼性厌氧的条件下将生活污水中的有机物分解转化成CH4、CO2和水， 达到净化处理生活污水的目的。分解产生的CH4（甲烷）可收集起来作为能源使用；沼气池出水还含有较高浓度的氮、磷等，不可直接排放，可用作农村农业堆肥，实现资源化利用。（2）模式二：沼气池＋兼氧过滤。由于沼气池出水有机杂质浓度还是比较高，不能直接排放，故在沼气池后再接一道兼氧过滤工序，利用兼氧微生物作用，进一步去除污水中的有机杂质。出水水质可以达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）二级排放标准。（3）模式三：沼气池＋微动力。在沼气池净化处理的基础上，配套微动力曝气装置，进一步去除污水中的杂质。出水水质可以达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）一级排放标准。（4）模式四：沼气池＋人工湿地。在沼气池净化处理的基础上，配套人工湿地，通过湿地植物、基质和微生物的共同作用，并经过多层过滤，降解污染，进一步净化水质。出水水质可以达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）一级排放标准。（5）模式五：沼气池＋稳定塘。在沼气池净化处理的基础上，配套稳定塘，利用自然形态的水体（如池塘等）来处理低浓度生活污水的技术，借助于水体内天然的生态系统来提高处理效果。出水水质可以达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）一级排放标准。 （6）模式六～九：技术原理分别与模式二～五类似。在第二阶段处理时以厌氧处理为前处理，对其处理后的尾水进行深度处理，以满足相应的污水排放标准。（7）模式十：多种技术综合。每一种单一的处理工艺各有其优缺点，如沼气池对悬浮物、氨氮和磷的去除效果较差；人工湿地的缺点是进水要求比较高，必须先去除污水中的大颗粒杂质，避免湿地滤料的堵塞。该模式综合运用多种处理技术，以达到取长补短、提高生活污水处理效果的目的。如厌氧＋微动力＋人工湿地＋生态塘技术，经综合处理后的出水水质可达到地面景观水排放标准。5十大处理模式使用情况评价十大处理模式适用的村庄主要特点、造价与运行费用、应用实例及处理效果详见表1。表1十大处理模式使用情况评价表环境整治·ＥＮＶＩＲ．ＣＯＮＴＲＯＬ模式名称适用村庄的主要特点造价与运行费用应用实例及处理效果沼气池资源化利用适用于自然地形复杂的农村；依地势就地分散建造净化池；建池地点一般在河浜和农田排渠旁。 日常管理简便，不需日常运行管理方面的费用；建设成本低，每立方米净容积造价在400元左右。海宁市丁桥镇民利村；处理后出水主要水质指标COD、BOD、SS达到综合排放一级标准。沼气池+兼氧过滤适用于农户居住集中，家庭无先进卫生设施的农村；村庄地型复杂，不能统一铺设排污管网；农户有用肥需求，具备处理后尾水农业利用条件。以建6～8蹲位的无动力沼气厌氧生态公厕为例，厌氧池容积70m3，公厕房面积30m2，造价8万元，户均建设成本为1300元；无运行费用。新昌县城南乡石溪村；处理后出水水质达到粪便无害化标准与污水综合排放二级标准。沼气池+微动力适用于出水要求较高、经济实力较强的平原或半坡农村；住户集中、管网易于敷设的农村；分散居住的农户或别墅区单户或联户的形式，采用商品化玻璃钢微动力生活污水净化器。集中式微动力厌氧-好氧处理池工程造价成本约1200~1500元·户-1；分散式微动力生活污水净化器的造价成本约3000元·户-1；日常运行费用约0.2~0.6元·t-1水；户均人口按3.5人计。 杭州市江干区丁桥镇皋城村；处理后的出水主要水质指标均达到综合排放一级排放标准。沼气池+人工湿地适用于村庄地势复杂、管网铺设困难但土地相对宽裕的农村。厌氧池建设参照沼气池建设标准，系统户均建设成本为1100元；无运行费用。诸暨市街亭镇茅塘山村；处理后出水主要水质指标COD、BOD、SS达到综合排放一级标准。沼气池+稳定塘适用于乡村农户洗涤、洗澡、厕所冲洗等低浓度的生活污水的处理；适宜有地势差异的农村生活污水的处理。厌氧池造价低廉，每立方容积造价约400元；厌氧发酵产生的污泥量少，可3年清渣1次，清渣费每次400元；年运行费用约400元。金华市婺城区洋埠镇下肖村；各项指标达到了国家《粪便无害化卫生标准》和污水综合排放二级标准以上。厌氧+兼氧过滤适用于统一规划设计和建造的农村集中新村点，一般处理规模在50户以上；建池地点一般在小区绿化带下，处理后的污水可部分回用作绿化浇灌。 建设成本低，每立方米净容积造价约400元；不需日常运行管理方面的费用支出。海宁市斜桥镇华丰村；主要指标COD、BOD、SS达到污水综合排放一级标准。厌氧+微动力适用于有条件将污水集中处理且排放要求较高的农村地区。设计、菌种填料、设备费用约为1000~1500元·t-1水·d-1；运行费用约为0.12~0.16元·t-1水·d-1。余姚市四明山镇；主要指标COD、BOD、SS达到污水综合排放一级标准。厌氧+人工湿地适用于有一定土地及经济条件但管理水平不高的城镇（农村、中小城镇、山区）污水的深度处理；尤其适用于此类城镇的集中或分散式污水处理。砌体结构造价（按污水处理量）为1900元·m-3；土工膜结构（按污水处理量）为1300元·m-3；运行费用小于0.1元·m-3，甚至为零运行费用。长兴县水口乡；主要指标COD、SS、NH3-N等达到污水综合排放一级标准。厌氧+稳定塘适用于平原、水网区域，及无法集中收集污水的地区。建设费用为1200元·t-1；运行过程中不需要费用。温州市龙湾区永中街道王宅村；主要指标COD、BOD、SS、NH3-N达到污水综合排放一级标准。多种技术综合（以微动力生化+人工湿地+人工生态塘处理系统技术为例）适用于集中式处理； 适宜湿地植物常绿、冬季冰冻期短的地区。工程造价：投资1000～1800元·t-1；运行管理费用：运行费用0.08～0.20元·t-1，基本无管网建设和土建设施建设费用。湖州市孚镇重兆村；污水经过微动力生化处理后水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级排放标准；一部分污水经人工湿地处理和人工生态塘处理后，水质达到绿化用水和景观回用水水质标准。注：表中所指的综合排放标准均指《污水综合排放标准》（GB8978—1996）。6结语党的十七大对我国今后5年乃至更长时期的“三农”工作作出了全面系统的部署，报告中指出：“解决好农业、农村、农民问题，事关全面建设小康社会大局，必须始终作为全党工作的重中之重。”浙江省农村生活污水处理十大模式，以浙江省目前应用效果较好的农村生活污水处理技术为基础，系统、全面地归纳总结了农村生活污水处理的适用技术。尤其是处理技术与适用村庄特点的对应关系的整理，更是为广大农村地区在目前的经济和管理水平条件下，提供了一条快速选择处理技术、尽早减少水体污染的便捷之路。 需要说明的是，农村生活污水目前还没有统一的排放标准。根据《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中提出的“排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，必须根据排水系统出水受纳水域的功能要求”等相关标准的规定，农村地区生活污水排放应在当地环保部门的指导下，根据受纳水域的功能要求执行表2中的一级或二级排放标准。参照《城市污水再生利用景观用水水质》（GB/T18921—2002）标准，农村地区生活污水排放后回用作为观赏性景观环境用水（河道类）的执行表中景观环境用水标准。参考文献：[1]郑盈盈,沈萍.浙江治理农村生活污水沼气技术派上大用场[EB/OL].http://www.agri.gov.cn/gndt/t20071130_930327.htm.[2]楼洪志,王仲淼.我省加强农村能源资源综合利用[J].今日浙江,2005（4）:25. 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