15種鄉(xiāng)村生活污水管理目標技術(shù)詳解

1、根據(jù)住建部2012年5月發(fā)布的中國城鎮(zhèn)排水與污水處理狀況公報 顯示,我國60余萬個行政村，對生活污水進行處理的僅占6.7%。污水的直接排放造 成嚴重的“臟、亂、差”現(xiàn)象。據(jù)測算，全國農(nóng)村生活污水排放量約為 2300萬 d/t，BOD為530萬d/t，COD為860萬d/t，總氮為96萬d/t，總磷為14 萬d/t。我國近3億的農(nóng)村人口飲用水不合格，其中1.9億人的飲用水中有害物 質(zhì)含量超標。針對農(nóng)村環(huán)境問題，我國提出農(nóng)村連片整治政策，并出臺了全國農(nóng)業(yè)和農(nóng) 村經(jīng)濟發(fā)展第十二個五年規(guī)劃、農(nóng)村環(huán)境連片整治技術(shù)指南和農(nóng)村生活 污水處理項目建設(shè)與投資指南等指導(dǎo)性文件。目前我國尚未制定針對農(nóng)村生活污水處理

2、的國家排放標準，但是地方性標準相繼制定和實施，如河北省農(nóng)村生活污水排放標準（DB13/2171 一 2015）、 福建省農(nóng)村村莊生活污水排放（征求意見稿）和浙江省農(nóng)村生活污水處理 設(shè)施水污染物排放標準（征求意見稿）等。由于我國農(nóng)村地區(qū)自然條件、生活習慣、經(jīng)濟發(fā)展等方面差異性大，故需要根據(jù)不同地區(qū)的具體現(xiàn)狀。水質(zhì)、水量、排放去向等因地制宜確定處理技術(shù)，這樣，增加了工作量和處 理難度。1農(nóng)村生活污水特點和存在問題1.1農(nóng)村生活污水特點農(nóng)村生活曰漸城市化，生活污水主要來自農(nóng)家的廁所沖洗水、廚房洗滌水、 洗衣機排水、淋浴排水及其他排水。根據(jù)水中污染物濃度高低，可分為黑水（沖 廁水）和灰水（其余排水）2

3、部分。農(nóng)村生活污水主要特征見表1。表1農(nóng)村生活污水主要特扭項目41 U木航不穏定，不同對段的水質(zhì)墾別K: 主要污親楊為lU人SS.扎，堆卜冥壩致 病徵生糊.可生化性強董分祐分散，間歇排菇，杓&變化系我丸； 地方Ai#少，便總蜀巨大且注年增加時問早峻比白天排乳愛苗*夜間扌卄水髦少： 夏季排赦多，冬季最少E城相對于北方*南方因術(shù)系瓶達*污貳電 但污柴勵濃皮普遙低于北方?jīng)A水；漲游就 離區(qū)妁主尖汚欒源栗自于赧游及相關(guān)嚴業(yè)1.2存在問題1.2.1收集難度大96%以上的村莊沒有排水管道，亂潑亂倒現(xiàn)象嚴重，雨水、污水和尿液大多起排入坑塘。農(nóng)村生活污水的收集問題是制約農(nóng)村污水治理的直接原因。1.2.2

4、管理不到位近年來，我國雖然已經(jīng)制定了一些農(nóng)村生活污水處理技術(shù)，以及建設(shè)了一些 污水處理工程，但正常運行的較少。由于管理不到位和技術(shù)人員的缺乏， 建好后 無人看管，導(dǎo)致大部分工程處于癱瘓狀態(tài)。1.2.3地域廣闊和資金不足據(jù)統(tǒng)計，截止2013年底，農(nóng)村人口占全國總?cè)丝诘?50%，表明全國50% 的生活污染負荷分布在農(nóng)村。由于農(nóng)村經(jīng)濟落后，農(nóng)村污水的治理過程中需要有 足夠的資金來源，用于工程建設(shè)和后期的運營管理維護， 從而成為制約農(nóng)村污水 治理的一大難題。124政策不完善和觀念落后農(nóng)村環(huán)境保護的相關(guān)機構(gòu)不健全和政策不完善，大多是理論性文件，實際操作性能差。同時，由于生活習慣問題，在起步階段，由于村民

5、的環(huán)境保護意識較差，故 實現(xiàn)觀念的改變?nèi)孕枰^長時間。2農(nóng)村生活污水處理模式我國農(nóng)村風俗習慣、人口、自然、經(jīng)濟及社會條件差異大，單一的污水處理模式不能達到農(nóng)村生活污水達標處理的目的。 根據(jù)我國農(nóng)村基本國情，生活污水 處理大致形成3種模式，即分散處理模式、村落集中處理模式和納入城鎮(zhèn)排水管 網(wǎng)模式。2.1分散處理模式分散處理模式，即單戶或幾戶，采用小型污水處理設(shè)備或自然處理形式處理生活污水，其適用于人口密度稀少、地形條件復(fù)雜、污水不易集中收集的村莊污 水處理。目前，庭院式分散處理-街道式局部集中就地處理采用較多。昌平崔村鎮(zhèn)南莊村采取完全分離的生態(tài)衛(wèi)生系統(tǒng)處理生活污水，灰水經(jīng)簡單 的土地處理后可回用

6、，尿液與糞便分離后可直接用于農(nóng)作物施肥， 干糞便堆肥返 回農(nóng)田。2.2村落集中處理模式2009年，我國提出“連片治理”模式，連片村莊有如下3種形式：（1）對地域空間相連的多個村莊，通過采取措施實施綜合治理。（2）圍繞同類環(huán)境問題或相同環(huán)境敏感目標，對地域上互不相連的多個村莊進行同步治理。（3）通過建 設(shè)集中的大型污染防治設(shè)施，利用其輻射作用，解決周邊村莊的環(huán)境問題。該模 式適用于污水排放量較大、人口密度大、遠離城鎮(zhèn)的地區(qū)。該處理模式，與污水 處理站類似，通常采用生物與生態(tài)組合處理等工藝形式。沼山鎮(zhèn)采取“五村”環(huán)境連片，集中處理生活污水，實現(xiàn)肥田目標，衛(wèi)生飲 水合格率達到98%,清潔能源普及率達

7、85%。2.3納入城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)模式城鎮(zhèn)近郊區(qū)的農(nóng)村，經(jīng)濟條件較好，能直接接入市政污水管道的生活污水, 可選擇納入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)，進行統(tǒng)一集中處理。該方法具有投資省、施工周期短、 見效快和統(tǒng)一管理方便等優(yōu)點。據(jù)統(tǒng)計，截止2011年底，浙江義烏市60%的農(nóng)村污水已納入污水處理廠處 理，人居環(huán)境得到很大改善。3農(nóng)村生活污水單元處理技術(shù)近年來，農(nóng)村生活污水處理工藝各異，但都是各單元處理技術(shù)的不同組合。農(nóng)村污水處理實用技術(shù)包括化糞池、污水凈化沼氣池、普通曝氣池、序批式生物 反應(yīng)器、氧化溝、生物接觸氧化池、人工濕地、土地處理和生態(tài)塘等。根據(jù)受納 水體功能要求，結(jié)合農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟狀況、基礎(chǔ)設(shè)施、自然環(huán)境條件完備

8、情況和排 水去向等，選擇適合當?shù)氐奶幚砑夹g(shù)。3.1預(yù)處理技術(shù)農(nóng)村生活污水來源多且分散，建議遵循雨污分流原則。雨水通過管道或排水 溝單獨收集，然后直接排入生態(tài)系統(tǒng)進行處理或灌溉農(nóng)田等。 生活污水的收集和 預(yù)處理，建議保留化糞池或村民門口附近的坑塘。 化糞池不僅可以起到收集污水 的作用，同時還可以通過微生物新陳代謝作用除去部分有機質(zhì)。于慧卿等開發(fā)了新型化糞池，工藝流程為分離池-腐化池-酸化池-氧化池-排 放。該工藝無動力、低能耗、占地面積小、出水水質(zhì)好。但是化糞池存在清掏困 難、產(chǎn)生惡臭氣體和堵塞管道等缺點。四川的排水主管部門建議用格柵沉砂池代 替化糞池，在污水接入市政管網(wǎng)之前起到清除大的雜物和防

9、止堵塞的預(yù)處理作 用，而污水的可生化性并不受到影響，對村民門口附近的坑塘進行合理的改造, 可以較容易實現(xiàn)這一目標。青志鵬等設(shè)計了格柵沉砂池預(yù)處理裝置，清除大的雜物和沉砂，不僅取得了較好的效果，而且降低了建設(shè)成本。3.2生物處理技術(shù)生物處理技術(shù)是利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解態(tài)或膠體態(tài)的有機 污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)。農(nóng)村生活污水有機物含量相對偏高，有毒有害物質(zhì)含量少。處理工藝常常以生物處理為核心。目前生物單元處理生活污水技術(shù)已 經(jīng)較成熟，而且很多新型工藝不斷被研制出來。生物處理技術(shù)包括厭氧處理、好 氧處理2大類。321厭氧生物處理技術(shù)厭氧生物處理技術(shù)無需曝氣充氧，產(chǎn)泥量少，是一種低成本

10、、易管理的污水 處理技術(shù)，能夠滿足農(nóng)村生活污水處理的技術(shù)要求。 農(nóng)村污水處理中常見工藝有 厭氧生物濾池和復(fù)合厭氧處理技術(shù)。321.1厭氧生物濾池厭氧生物濾池是密封的水池，池內(nèi)放置填料，污水從池底進入，從池頂排出。該工藝能耗少，操作簡便，處理能力較強，濾池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度, 不需另設(shè)泥水分離設(shè)備，出水SS較低。存在問題是濾料費用高，濾料容易堵塞, 生物膜很厚，須嚴格控制進水懸浮固體濃度。馬傳軍等在春季低溫條件下采用牡 蠣貝殼為濾料，研究厭氧生物濾池處理生活污水效果。結(jié)果表明，污水溫度為 14?16 ° C,進zCOD 濃度為 500? 600mg/L, HRT 為 14h 時

11、，COD 去除率可 達 83%。3.2.1.2復(fù)合厭氧處理技術(shù)復(fù)合厭氧處理技術(shù)結(jié)合了厭氧污泥床反應(yīng)器和厭氧生物濾池2種反應(yīng)器的優(yōu) 點，用于處理集中居住區(qū)生活污水的新技術(shù)。該技術(shù)處理效果好、能耗少、運行 費用低、操作管理方便。上海市政工程設(shè)計研究總院利用厭氧處理組合工藝模式 針對上海農(nóng)村生活污水所開發(fā)的復(fù)合厭氧反應(yīng)器處理效果良好。322好氧生物處理技術(shù)好氧生物處理技術(shù)是在有氧條件下，利用好氧微生物（包括兼性微生物）的作用對污染物進行處理的方法，去除率可達到 90%以上，一般比較適合經(jīng)濟條 件較好或?qū)Τ鏊筝^高的村莊。適合農(nóng)村生活污水處理的好氧工藝有生物轉(zhuǎn) 鼓、生物轉(zhuǎn)盤、SBR、生物濾池、氧化溝

12、等。3.2.2.1生物接觸氧化池生物接觸氧化池是生物膜法的一種。該技術(shù)將污水浸沒全部填料，氧氣、污水和填料三相接觸過程中，通過填料上附著生長的生物膜去除污染物。 生物接觸 氧化池操作管理方便，比較適合農(nóng)村地區(qū)使用。日本針對分散式農(nóng)村污水開發(fā)的凈化槽， 其好氧單元采用了生物接觸氧化技 術(shù)。我國在一些用地受限、冬季氣溫較低、經(jīng)濟條件較好或出水要求較高的鎮(zhèn)村, 已研究應(yīng)用了生物接觸氧化技術(shù)，如廣州市蘿崗區(qū)埔心村、江蘇泰州戴南鎮(zhèn)董北 村和趙家村、寧夏平羅縣渠口鄉(xiāng)等。3.222 SBR序批式活性污泥法（SBR）也稱間歇性活性污泥法，集調(diào)節(jié)池、曝氣池、沉淀 池為一體，不需設(shè)污泥回流系統(tǒng)。該工藝操作方便、節(jié)

13、省投資、效果穩(wěn)定，污泥 不易膨脹，耐沖擊負荷強及具有脫氮除磷能力，適于經(jīng)濟較為發(fā)達、用地緊張、 水量變化大和需要較高出水水質(zhì)的農(nóng)村中小型生活污水處理。張冰等設(shè)計類一體化空氣提升 SBR處理低C/N農(nóng)村生活污水，出水COD、NH/-N、TN和TP水質(zhì)指標均可滿足 GB18918 2002的二級要求。閆立龍等以稻殼為載體的SBR對有機物和氨氮的去除率分別為 90.46%和95.64%，表現(xiàn)出良好的同步硝化一反硝化特性。浙江省溫州市甌海區(qū)南白象金竹村采用SBR法處理生活污水，工程運行 2a的監(jiān)測結(jié)果表明，出水 COD、BOD5、NH3-N和TP的去除率分別達到80.0%、93.3%、90.1%和91

14、.1%，總體運行效果穩(wěn)定。3.223曝氣生物濾池曝氣生物濾池簡稱BAF，是集生物膜法與活性污泥法兩者優(yōu)點于一身的第3代生物濾池。BAF具有去除有機物、有害物質(zhì)、脫氮、除磷的作用；占地面積小、基建投資少、能耗及運行成本低。楊文瀾等采用升流式曝氣生物濾池對農(nóng)村生活污水進行處理,研究表明，在HRT為3.2h、氣水比為5:1的工藝條件下，CODcr、NH3-N、BOD5、SS 均達到GB 8978 1996 一級排放標準。3.3生態(tài)處理技術(shù)生態(tài)處理工藝能夠很好地結(jié)合廣大農(nóng)村地區(qū)的自然地理條件,如當?shù)氐膹U塘、灘涂、廢棄的土地，因而基建投資低；運行過程無需投加藥劑，運行費低;污泥產(chǎn)量少，適當處理還能夠達到

15、農(nóng)業(yè)回用標準， 減少了 2次污染；工藝運行相對穩(wěn)定，抗沖擊負荷能力強，能夠使污水穩(wěn)定達標排放，出水可以直接回用于農(nóng)田灌溉或農(nóng)村雜用水。國內(nèi)外用于農(nóng)村生活污水處理的工藝主要有人工濕地、地下滲濾、人工快滲、生態(tài)塘。3.3.1人工濕地人工濕地主體由土壤和按一定級別充填的填料等組成,并在床表面種植水生植物而構(gòu)成一個獨特的生態(tài)系統(tǒng)。國內(nèi)外已經(jīng)有很多成功實例。桂雙林等利用生物濾塔-人工濕地組合工藝處理農(nóng)村生活污水，對有機物及 氮、磷去除效果比較明顯。在歐洲應(yīng)用較多的則是地下潛流系統(tǒng)， 種植有蘆葦、菖蒲、香蒲等濕地植物, 此類系統(tǒng)趨向于近1000人口當量的鄉(xiāng)村級社區(qū)二級處理。332地下滲濾地下滲濾是將污水有

16、控制地投配到距地表一定深度、具有一定構(gòu)造和良好擴 散性能的士層中，使污水在土壤的毛細管浸潤和滲濾作用下，向周圍運動達到凈 化目的。上海市寶山區(qū)羅店鎮(zhèn)張墅村采用地下滲濾系統(tǒng)處理生活污水，出水達到GB 18918 2002 一級B標準，且整個處理系統(tǒng)建造成本低，基本上無需維護。3.3.3人工快滲在快速滲濾系統(tǒng)運行中，污水周期地向滲濾田灌水和休灌，在土壤層形成的 厭氧、好氧交替運行狀態(tài)有利于氮、磷的去除。陳鴻漢等采用三級串聯(lián)人工快滲系統(tǒng)處理生活污水，COD和氨氮平均去除 率分別為79.65%和94.47%，出水達到GB 18918 2002 一級A排放標準。3.3.4生態(tài)塘生態(tài)塘是從氧化塘發(fā)展而來的

17、污水生態(tài)化處理技術(shù)，主要進行污水的二級深度處理。它是利用水體自然凈化能力處理污水的天然或人工池塘，在太陽能作為初始能源的推動下，借助菌藻共生強化系統(tǒng)去除有機物，以水生植物和水產(chǎn)、水禽的形式作為資源回收，凈化的污水也可作為再生水資源予以回收利用，實現(xiàn)污 水處理資源化，是生態(tài)處理的發(fā)展方向。李旭東等采用高效藻類塘系統(tǒng)處理太湖 地區(qū)農(nóng)村生活污水，COD的平均去除率在70%以上，氨氮的平均去除率高達 93%，磷的平均去除率為55%。生態(tài)處理技術(shù)處理農(nóng)村污水的優(yōu)缺點見表2。軌:土止n jr * i'弋 < 鋰空=；K沖來巴! L內(nèi) T4.LT.f*、二 * :*1 “:-L * ,5.廡啟

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19、國內(nèi)外由不同技術(shù)組合而成的農(nóng)村生活污水處理工藝形式很多，主要分為4種：“厭氧+生態(tài)”工藝、“好氧+生態(tài)”工藝、“厭氧+好氧”工藝和“厭氧+好氧+生態(tài)”工藝。目前生活污水處理工藝較成熟，各種一體化設(shè)備、 組合處理技術(shù)很多，但我國農(nóng)村生活污水因其比較分散 ，規(guī)模較小且不易集中, 使其處理不能延用和照搬大、中型規(guī)模城市污水處理工藝及設(shè)計參數(shù)，造成工程 投資和運行費用過高。農(nóng)村生活污水的處理技術(shù)必須遵循“低投資、 低能耗、簡便、高效”的原則, 采用智能化、傻瓜化的運行方式。日本早在20世紀60年代初興起一種處理中小型分散生活污水的一體化凈化 槽技術(shù)，對改善當時的鄉(xiāng)村水環(huán)境起到重要作用。澳大利亞近幾年開發(fā)出一種“過濾、土地處理與暗管排水相結(jié)合的污水再生利用系統(tǒng)”稱之為“Filter”技術(shù)，集污水處理與農(nóng)田灌溉需求為一體。根據(jù)報道，目前歐洲和北美有 20%? 30%的人口利用小型污水處理系統(tǒng)處 理鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水，工藝多為改進型氧化溝、A/A/O及其變形等組合工藝。我國農(nóng) 村生活污水處理起步較晚，但發(fā)展速度很快。我國部分農(nóng)村生活污水處理示范工程運行情況見表弘5矗色環(huán)-罠村i上序匸處1 fr丸丄紜城1 b £匚 F rj./.- 't 5.COO