农村污水处理技术研究 8页

'　　农村污水处理技术研究　　1云南省农村基本情况　　1.1云南省农村村庄与人口特征　　云南省是一个农业大省，农业人口超过全省总人口的80%,全省超过一半的国民收入、财政收入、创汇收入和轻工业原料直接或间接来自农业。　　村庄与人口特征如下：　　（1）村庄分布不均，规模大小不一2013年全省共有1348个乡镇，13431个建制村和124206个自然村，平均每100km2内分布3个建制村和30个自然村，不到全国平均水平的一半。　　其中，坝区往往是建制村村委会和乡镇政府所在地，村庄密度较高，规模较大，一般有上百到几百户。河流两岸、湖泊四周也是村庄比较密集的地方，如九湖流域1377个建制村中有近70%的村庄沿河围湖分布。山区、半山区村庄则依山而建，小且散，稀疏分布，村庄规模由几户到几十户不等。　　此外，自然保护区、风景名胜区、城市集中式饮用水水源地等保护地内也有少量村庄分布。　　（2）农村人口比重大，坝区较集中截止2013年底，云南省总人口有4686.6万人，其中农业人口3909.0万人，超过全省总人口数的80%.全省农业人口主要集中分布在昆明市、曲靖市、昭通市、红河州、文山州和大理州，六州市农业人口数量超过全省农业总人口的60%.全省农业人口平均99.0人/km2,其中人口密度超过250人/km2的县（市、区）主要集中在昆明、玉溪、通海、曲靖、陆良、昭鲁、大理等坝子。　　（3）少数民族多，局部集中云南省是全国分布少数民族最多的省份，分布有彝族、白族、哈尼族、壮族、傣族、苗族、傈僳族和回族等25个少数民族，分散在全省各地。全省16个州市中一半属于民族自治州，129个县（市、区）中29个是民族自治县，1247个乡镇中89个是民族乡。2013年，全省民族自治地区土地面积为27.67km2,占全省土地面积的70.2%.2013年，全省少数民族人口1277.76万人，占全省总人口的27%.　　1.2经济社会特征　　（1）农业经济发展较快，地区发展不均衡十二五期间，云南省农村经济快速发展。2013年，云南省实现农业总产值3056.04元，比上年增加14%.但是，全省农产业发展地区不平衡。2013年，曲靖市农业总产值最高，达到492.93亿元，怒江州、迪庆州农业总产值最低，不到40亿元，两者相差12倍。 　　（2）云南省农业产值比重大，产业结构以种植业和牧业为主2013年，云南省实现农业总产值为3056.04亿元，占全省生产总值26.07%,远高于全国农业产值比重。全省农业总产值中，种植业贡献最大，占农业总产值的53.64%,主要种植谷物、薯类、油料、豆类、粮料、蔬菜园艺作物、烟草等作物；其次是牧业，占农业总产值的31.50%,主要是牛、羊、生猪、家禽等；其他林业、渔业和农业服务业产值贡献较小，只占农业总产值的15%.　　（3）生态农业具有一定基础，农产业现代化水平不高据最新资料，云南省共有3551家企业，其中无公害农产品、绿色食品和有机食品认证累计达到972家企业2160个品种。4家申报国家级有机食品生产基地的生产企业通过环保部审查和筛选。但全省农业还处于现代化初级阶段，仍以传统家庭经营为主，规模化程度和设施农业水平不高，农业发展仍主要依赖资源投入。　　（4）农民收入增长较快，贫困面依然较大2013年，云南省农民人均纯收入6141元，扣除价格上涨因素，比上年实际增长13.37%,与城镇居民可支配收入增速相比，高出三个百分点。但云南省农民年人均纯收入仅有全国农民人均收入水平的2/3.截止2013年底，全省有73个国家扶贫开发工作重点县，7个省级扶贫开发工作重点县。主要分布在乌蒙山区、石漠化地区、滇西边境山区、藏区四大连片特殊困难地区，贫困人口占全省贫困人口的80%以上，深度贫困人口占90%以上，自我发展能力弱。　　（5）农村基础设施有较大改善，环境设施相对滞后2013年底，全省99.56%的建制村通汽车，96.02%的村通自来水，98.76%的村通，农村用电量为82.37亿k,分散式处理设施272套，集中式处理设施92套，配套污水收集管X209.56km,运行设施330套，设施运行率为90.6%.一些已建村庄污水处理设施由于设计不合理、运行维护费用不到位等原因，未能达到治污减排的预期效果。　　3云南省农村污水处理技术模式　　农村生活污水排放分散、水质和水量波动大，农村污水处理模式主要遵循因地制宜、生态处理技术为主、污水资源化利用的原则。云南省农村生活污水处理常用工艺根据技术原理、特点以及耗能模式划分成四个类别：　　（1）氧化塘处理系统。　　（2）湿地处理系统：表面流人工湿地工艺。　　（3）土壤处理系统：土壤渗滤工艺；生态沟污水处理工艺。　　（4）生物处理系统：庭院式一体化处理装置，AO 污水处理工艺。　　3.1氧化塘处理系统　　3.1.1工艺简介氧化塘法是利用水塘中的微生物和藻类对污水和有机废水进行需氧生物处理的方法。按其生物性质，可分为好氧塘、厌氧塘和兼性塘。在氧化塘中，废水中有机物主要是通过菌藻共生作用去除的，异养微生物，即好氧细菌和真菌，将有机物氧化降解而产生能量，合成新的细胞，藻类通过光合作用固定二氧化碳并摄取氮、磷等营养物质和有机物，以合成新的细胞并释放出氧。　　3.1.2适用地区如有可利用的天然养鱼塘、天然废塘等条件，且地处排放标准不是很严格的地区，可优先考虑采用该工艺。氧化塘处理适合云南省山区、半山区及干旱地区，可以单独使用，并联使用，也可多塘串联使用。在滇东北（迪庆州）和滇西北（昭通市）海拔高、气温低的地区不宜采用。　　3.1.3适用进出水水质条件适用于收集系统为雨污合流制，进水浓度不是1一定的污染物去除效果，出水可用于农田灌溉。　　3.1.4工艺优缺点优点：　　（1）适用不同的处理规模，基建费用低。处理构筑物由各种天然塘系统或经简单修建而成，没有复杂的机械设备，工程十分简易。　　（2）运行费用低，系统基本不耗能。塘系统依地势而建，污水可自流。　　（3）管理十分简单，维护容易。　　（4）可实现污水资源化利用。　　缺点：　　（1）占地大：有机负荷低，占地面积大。　　（2）受温度影响大：处理效果受气候条件影响大，悬浮藻类使出水的COD高。　　3.1.5管理与维护冬季对植物进行收割，一定时期清理塘内淤泥，淤泥可垫田。　　3.1.6成本分析投资成本：800~1000元/m3.运行成本：0.05~0.10元/m3d.　　3.1.7植物选择以沉水植物或浮叶植物为主，沉水植物包括金鱼藻、红线草、苦草、眼子菜等；浮叶植物包括荷花、睡莲、荇菜、菱角等；漂浮植物包括凤眼莲等。对于临近湖泊地区，凤眼莲慎用。　　3.1.8工艺应用可单独使用，也可多塘串联，或者用在表流湿地的前端或后端，也可根据实际情况与其他工艺组合应用。　　3.2湿地系统 　　湿地系统可分为潜流湿地和表面流湿地，由于潜流湿地易堵塞，更换填料成本高，在云南农村主要以表面流湿地应用为主。人工湿地的设计可参考《HJ2005-2010人工湿地污水处理技术规范》、《DB53/T306-2010高原湖泊区域人工湿地技术规范》来进行。应根据当地的地质、地貌、气候等自然条件选择合适的人工湿地类型及参数进行设计。设计内容主要包括污染负荷、湿地面积、湿地床结构、基质材料选择、植被选择等。　　3.2.1表面流人工湿地工艺技术简介表面流人工湿地在处理过程中主要通过植物茎叶的拦截、土壤的吸附过滤和污染物的自然沉降来达到去除污染物的目的。表面流人工湿地是人工设计、调控和监督管理的湿地系统，去污效果要优于自然湿地系统，这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点，但占地面积大，水力负荷较小，去污能力有限。表面流人工湿地去污能力约为：COD50%~60%;BOD555%~65%;SS85%~90%;TN35%~45%;TP40%~55%.共2页:12　　3.2.2表面流人工湿地适用地区土地面积有限的区域，不适合采用表面流人工湿地技术。表面流人工湿地的水力负荷不大，对BOD、COD、SS、重金属等污染指标的去除效果好，不存在填料堵塞问题，且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象，适用于云南省大部分农村地区，滇东北和滇西北受海拔和温度的影响不宜采用。　　3.2.3表面流人工湿地适用进出水水质条件表面流人工湿地适用于收集系统为雨污合流制，进水浓度不是很高，污水量不是很稳定的农村地区，处理效果可达《GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准》中的二级标准。　　3.2.4表面流人工湿地工艺优缺点优点：人工湿地系统处理构筑物由各种天然生态系统或经简单修建而成，没有复杂的机械设备，其最大的优势在于简单性，适合不同的处理规模，基建费用低廉，易于运行维护与管理。对BOD、COD、SS、重金属等污染指标的去除效果好，且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象。　　缺点：首先，人工湿地的占地面积远比传统的处理工艺高得多，其次，季节因素的变化，如温度、降雨量等也限制了湿地的发展，表面流人工湿地控制相对复杂，脱磷、除氮的效果有限。　　3.2.5表面流人工湿地管理与维护冬季对植物进行收割，一定时期清前置塘内淤泥，淤泥可垫田。　　3.2.6表面流人工湿地成本分析投资成本：1500~2000元/m3.运行成本：0.1~0.2元/m3d.　　3.2.7表面流人工湿地植物选择主要以挺水植物为主，如芦苇、香蒲、菖蒲等。 　　3.3土壤处理系统　　3.3.1技术简介土壤渗滤系统是一种利用土壤渗滤性能和土壤表面植物处理污水的土地处理工艺类型。污水经过沉淀、厌氧等预处理后，有控制地通过布水分流入各土壤渗滤管中，管中流出的污水均匀地向土壤厌氧滤层渗滤，再通过表面张力作用上升，越过厌氧滤层出口堰后，通过虹吸现象连续地向上层好氧滤层渗透。污水在渗滤过程中一部分被土壤介质截获，一部分被植物吸收，一部分被蒸发，通过土壤-微生物-植物系统的生物氧化、硝化、反硝化、转化、降解、过滤、沉淀、氧化还原等一系列综合作用使污水达到处理利用要求。土壤渗滤系统对污水中污染物的去除率高，出水水质好，可常年运行，是土地处理技术中经济效益最大、对水和营养成分利用最高的一种类型。土壤渗滤系统通常采用淹水、干化交替的运行方式，以便使渗滤池表面在干化期间得到恢复再生，也有利于水的下渗、排除和累积污染物质的分解。该系统去污效率为：COD70%~80%;BOD580%~90%;SS90%~95%;TN60%~70%;TP80%~90%.　　3.3.2适用地区土壤渗滤技术特别适合云南省农村经济发展水平的实际。该技术的应用对于农村地区来说，不仅不占用土地，还能节省其他污水生物处理技术的占地。　　3.3.3适用进出水水质条件适用于收集系统为雨污分流制，进水浓度高，污水量很稳定的农村地区，处理效果可达《GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B标准。　　3.3.4工艺优缺点优点：土壤渗滤系统技术利用土壤的自然净化功能，具有基建投资低、运转费用少、抗冲击负荷强、系统稳定性好、操作管理简便等优点，同时，还能够利用水中的水肥资源，使污水处理与绿化结合，美化和改善区域生态环境。缺点：占地面积相对较大，填料有堵塞的风险。　　3.3.5管理与维护冬季对植物进行收割，填料堵塞后需更换。　　3.3.6成本分析投资成本：6000~8000元/m3.运行成本：0.2~0.3元/m3d.　　3.4生态沟污水处理工艺　　3.4.1技术简介生态沟是仿自然环境中的湿地形态，用土壤和填料（细沙、鹅卵石、绿豆石等）混合组成，使污水在沟渠的填料缝隙中流动或在沟渠表面流动，并在沟渠表面种植性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物（如芦苇、蒲草等） 形成一个独特的生物生态体系，从而使污水得到处理的一种生态处理技术。生态沟渠对污水中污染物的去除率为：COD50%~70%;TN30%~40%;TP35%~45%.　　3.4.2适用地区生态沟渠适用于云南省广大农村地区，若该区域已有天然河道或沟渠，可在原有河道或沟渠的基础上，稍作修整改造后建成生态沟渠。具有处理效果好、投资成本低等特点。　　3.4.3适用进出水水质条件适用于收集系统为雨污合流制，进水浓度不是很高，污水量不稳定的农村地区，具有一定的去除效果。　　3.4.4工艺优缺点优点：生态沟渠污水处理工艺适用于云南省广大农村地区，对原有河道、沟渠进行改造后即可进行污水处理，不占用额外土地；生态沟渠处理效果好，受污染冲击负荷较大，污水处理不耗能，基本不产生处理成本。　　缺点：受气候因素影响较大，在滇东北、滇西北等冬天较为寒冷的地区，生态沟渠技术使用较少。　　3.4.5管理与维护冬季对植物进行收割。　　3.4.6成本分析投资成本：500~800元/m3.运行成本：0.1~0.2元/m3d.　　3.5生物处理系统　　3.5.1庭院式一体化处理装置　　　　3.5.1.1技术简介农村庭院式一体化处理装置是分散、便捷处理污水的一种行之有效的形式。受地形限制，云南省内很多自然村虽然隶属于同一个行政村，但其地理位置分布较为零散，这些自然村内的农户生活污水很难做到集中收集处理。农村庭院式污水处理设施具有自身简单、灵活、方便、有效等特点，成为农户分散的生活污水高效的收集处理装置。农户的生活污水首先通过下水道或者排水渠进入庭院式一体化污水处理装置，在其中经过物理和生物作用后大部分污染物得以去除，之后再进入小块人工湿地（可选）,剩余污染物通过湿地基质的过滤吸收、湿地植物根系的吸收、好氧与厌氧生物菌群的分散作用被进一步去除，从而使污水得到净化。庭院式一体化污水处理装置COD去除率为50%,TN去除率为25%,TP去除率为30%.　　3.5.1.2适用地区庭院式一体化污水处理工艺适用于经济条件较好、区域较小、用地较为紧张的农村地区，特别适用于一家一户的污水处理单元使用。庭院式一体化污水处理设备受气候影响因素较小，适用于云南省广大地区，目前大理洱海流域应用较多。　　　　3.5.1.3 适用进出水水质条件适用于居住分散，已建水冲厕和化粪池，户内收集系统为雨污分流制，进水浓度高，污水量稳定的农村地区。出水可达《GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准》中二级标准。　　3.5.1.4工艺优缺点优点：　　（1）成本低：每单户建设成本低，采用多户处理的形式时，成本更可以大幅降低。　　（2）施工快捷：灵活方便，无渗漏。占地面积小，可根据不同的环境条件选择相应的型号。　　（3）无能耗：不用电，易管理。平时不需要专人维护，内部构件更换容易。　　缺点：不适合集中收集、集中处理模式。　　3.5.1.5管理与维护管理方便，定期收割植物。　　3.5.1.6成本分析投资成本：1500~2000元/m3.运行成本：0.1~0.2元/m3d.　　3.5.2一体化AO法污水处理工艺　　　　3.5.2.1技术简介一体化污水处理是将调节池、厌氧池、好氧池、二沉池、污泥池集于一体的设备，并在氧化池中进行鼓风曝气，使得污水处理效果进一步提高。一体化污水处理工艺COD去除率为70%,TN去除率为50%,TP去除率为70%.　　3.5.2.2适用地区一体化污水处理工艺适用于经济条件较好、区域较小、用地较为紧张，同时对污水排放要求高的农村地区。一体化污水处理设备受气候影响因素较小，适用于云南省九湖流域地区。　　3.5.2.3适用进出水水质条件适用于经济发达，已建水冲厕和化粪池，收集系统为雨污分流制，进水浓度高，污水量稳定的农村地区。出水可达《GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级B标准。3.5.2.4工艺优缺点优点：占地面积少，污水处理效率比不耗能的污水处理工艺较高，处理效果较良好。　　缺点：单位投资高，运行成本高。　　3.5.2.5管理与维护自动化程度高，管理方便。管理人员须培训。　　3.5.2.6成本分析投资成本：6000~7000元/m3.运行成本：0.5~0.6元/m3d.　　4农村污水处理技术选择　　5存在问题　　（1）农村污水处理排放标准缺乏目前农村污水处理排放标准仅有浙江、宁夏等少数省份出台，云南省还未出台，因此在污水排放标准上主要参照 《城镇污水处理厂污染物排放标准》确定，导致为了达标，而采用投资大、能耗较高的生物处理工艺，这些工艺处理效果好，但是运行成本偏高，最后运行不了。因此应结合云南的特征，尽快出台云南省农村污水处理排放标准。　　（2）重投入轻管理云南省地方财政情况普遍不好，农村环境整治资金大部分依托申请中央资金，要项目仍然是首要任务。中央财政资金的引导效益仍未体现，地方政府的主人翁意识和治理积极性不高。此外资金整合力度不够，集中投入、捆绑使用效果不佳，资金使用分散导致农村环保效益、片区治理效益不明显。　　（3）农村生活污水处理项目运行保障机制不健全农村环保投入主要以各级地方政府为主，生活污水处理的环保产业化链条尚未形成，治污设施运行维护的管理主体、资金、管护人员、规章制度还不明确，影响污染治理设施长效稳定运行，污染治理设施运行维护机制有待完善。　　（4）社区参与引导不够农村环境整治的最大受益者是当地居民，但项目的构思、设计、实施及运行管理，还是以政府为主导，当地群众的参与度还不够。　　'