農(nóng)村生活污水相關(guān)問題探討
1、農(nóng)村水污染現(xiàn)狀及生活污水的特點1. 1 農(nóng)村水污染現(xiàn)狀
近年來,由于國家經(jīng)濟迅速發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,農(nóng)村地區(qū)用水量也日益加大,使得生活污水排放量也越來越大。由于廣大農(nóng)村地區(qū)缺乏足夠的資金和專業(yè)的污水處理技術(shù), 90%以上的生活污水未經(jīng)過任何處理,直接就近排入到江河湖泊。由于污水中含有大量的有機物和N、P元素,使得河流湖泊的水體的環(huán)境容量和生態(tài)承載能力不堪重負,生態(tài)系統(tǒng)受到嚴重破壞,水污染問題日益加劇,由此引發(fā)大范圍的藍藻水華,造成水質(zhì)惡化,嚴重影響農(nóng)村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境,并對人民的生活質(zhì)量和身體健康構(gòu)成了危害。據(jù)統(tǒng)計,我國全國七大江河水系中劣五類水質(zhì)占41%,有80%的河流受到不同程度的污染;農(nóng)村有近7億人的飲用水中大腸桿菌超標,約有1. 9億人的飲用水中有害物質(zhì)含量超標;我國人群患病的88%、死亡的33%均與生活用水不潔直接相關(guān) 。
1. 2 農(nóng)村生活污水特點
1. 2. 1 水質(zhì)特點
農(nóng)村生活污水來源受生活用水的影響,主要有廚房洗滌污水、洗衣污水、洗浴污水、沖洗衛(wèi)生間的糞便污水等。調(diào)查中發(fā)現(xiàn):在各類型的生活用水中,洗衣用量最大,一般約占了各戶總用水量的60%;在人口較少的家庭,則以廚房用水為主。另外,農(nóng)戶衛(wèi)生間中的浴缸使用頻率不是很高。農(nóng)戶洗澡的污水普遍直接排到地下污水管中。主要有以下特點: 農(nóng)村生活污水分布廣泛且分散,大部分農(nóng)村沒有污水排放管網(wǎng);農(nóng)村生活污水濃度低、水質(zhì)波動大,但農(nóng)村生活污水的性質(zhì)相差不大,水中基本上不含有重金屬和有毒有害物質(zhì),含一定量的氮、磷,可生化性強 ;廁所和養(yǎng)殖畜禽排放的污水水質(zhì)較差,但可進入化糞池用作肥料.
1. 2. 2 水量特征
農(nóng)村人口居住分散,供水量相對較少,相應(yīng)地產(chǎn)生的生活污水量也較少。由于居民生活規(guī)律相近,導(dǎo)致農(nóng)村生活污水排放量早晚比白天大,夜間排水量小, 甚至可能斷流, 具有水量變化系數(shù)大的特點。
2、農(nóng)村生活污水收集方法
與城市相比,農(nóng)村人口密度低、分布分散,生活污水排放面廣,因此不宜采用城市污水集中收集模式,必須根據(jù)農(nóng)村實際,采用適合農(nóng)村特點的收集方式!渡虾J修r(nóng)村生活污水處理技術(shù)指南》指出:農(nóng)村生活污水的收集必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件、村落分布,因地制宜地采用不同的模式收集污水,根據(jù)村落的具體地形地勢、地理位置、住宅分布等實際情況,我國農(nóng)村采用不同的生活污水收集輸送方法,有些以村為單位構(gòu)建收集系統(tǒng),有些幾戶共建,有些甚至單戶獨立建設(shè),F(xiàn)有的收集方式可分為3 類:鎮(zhèn)村集中收集模式、住戶分散收集模式、市政統(tǒng)一收集模式,其技術(shù)概況和適用條件見表1。
表1 不同收集方式比較
污水收集模式 技術(shù)概況 適用條件
鎮(zhèn)村集中收集模式 鎮(zhèn)村統(tǒng)一鋪設(shè)污水管網(wǎng),污水收集后,進入鎮(zhèn)村污水處理站集中收集 地勢平緩,居住集中
住戶分散收集模式 劃分不同區(qū)域,單戶或鄰近幾戶鋪設(shè)污水管網(wǎng),各自收集、處理、排放污水 地勢高低錯落,住戶分散
市政統(tǒng)一收集模式 鎮(zhèn)村統(tǒng)一鋪設(shè)污水管網(wǎng),污水收集后,接入附近的市政管網(wǎng),進入污水處
理廠統(tǒng)一處理 鎮(zhèn)村內(nèi)有市政污水管道直接穿過,或依
靠重力流一次排入市政管網(wǎng)
在上述三種收集方式中,我國目前采用的均是傳統(tǒng)的重力排水方法。
3、農(nóng)村生活污水處理技術(shù)
3.1 技術(shù)選擇原則
針對村鎮(zhèn)污水分散、量小、變化量大的特點,在選擇處理技術(shù)時應(yīng)充分考慮到以下幾個方面。
(1)處理工藝運行穩(wěn)定,能夠使污水穩(wěn)定達標排放,出水可實現(xiàn)直接回用于生活用水或景觀、灌溉用水。
(2)技術(shù)的一次性投資建設(shè)費用相對較低,應(yīng)在鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、村的現(xiàn)有財政能力可承受范圍之內(nèi)。
(3)運行費用少,不使用化學(xué)藥劑,電耗低。設(shè)備的運行費用消耗必須與村鎮(zhèn)地區(qū)居民承受能力匹配,在對當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)技術(shù)員進行培訓(xùn)后能使之正常運營和維護。
(4)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項l件,如利用當(dāng)?shù)貜U塘、涂灘、廢棄的土地,同時注意節(jié)省占地面積,特別是不占用良田。
(5)運行和管理較簡單,設(shè)備對用戶的操作水平要求不高,因此要求設(shè)備具有較高的自動控制水平,依托農(nóng)村地區(qū)薄弱的技術(shù)和管理能力便能夠進行處理設(shè)施的管理維護工作。
3.2 技術(shù)方法
目前,我國的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)種類很多,按其原理可分為3 類:生物處理技術(shù)、生態(tài)處理技術(shù)和物化處理技術(shù)。
3.2.1 生物處理技術(shù)
3.2.1.1 好氧生物處理技術(shù)
根據(jù)污泥的生長狀態(tài),好氧生物處理技術(shù)可分為活性污泥法和生物膜法兩大類。其中,活性污泥法的運行成本較高,還存在污泥膨脹問題,因此不適合在農(nóng)村地區(qū)使用。相比較而言,生物膜法更易于維護管理,且無污泥膨脹問題,可在用地受限時考慮采用。
(1)生物接觸氧化法
生物接觸氧化法是在生物濾池的基礎(chǔ)上,通過接觸曝氣形式改良而演變出的一種生物膜處理技術(shù)。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。
(2)好氧生物濾池
好氧生物濾池一般以碎石或塑料制品為濾料,將污水均勻地噴灑到濾床表面,并在濾料表面形成生物膜。污水流經(jīng)生物膜后,污染物被吸附吸收。好氧生物濾池可分為普通生物濾池、高負荷生物濾池和塔式生物濾池三類。其中,塔式生物濾池處理效率高、占地面積小,且可通過自然通風(fēng)供氧節(jié)省能耗,因此適用于處理農(nóng)村生活污水。塔式生物濾池由頂部布水,污水沿塔自上而下流動,在自然供氧情況下,使好氧微生物在濾料表面形成生物膜,去除污水中呈懸浮、膠體和溶解狀態(tài)的污染物質(zhì)。
(3)蚯蚓生物濾池
蚯蚓生物濾池根據(jù)蚯蚓具有提高土壤通氣透水性能和促進有機物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化等功能而設(shè)計,是一種既可高效、低耗去除污水中的污染物質(zhì),又可大幅度降低污泥產(chǎn)率的污水處理技術(shù)。
3.2.1.2 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、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。
(1)污水凈化沼氣池
污水凈化沼氣池是由沼氣池和厭氧生物濾池串聯(lián)而成,可幾戶合建或單戶修建,布置靈活,在我國四川、江蘇、浙江等省農(nóng)村地區(qū)均有應(yīng)用。
(2)厭氧生物濾池
厭氧生物濾池的構(gòu)造類似好氧生物接觸氧化池,不同之處在于池頂密封,其工程投資、運行費用低,對維護人員的要求不高,已在我國農(nóng)村應(yīng)用。
(3)復(fù)合厭氧處理技術(shù)
復(fù)合厭氧處理技術(shù)是厭氧活性法和厭氧生物膜法相結(jié)合的處理方法。上海市政工程設(shè)計研究總院根據(jù)多年積累的污水治理經(jīng)驗,結(jié)合農(nóng)村生活污水處理的實際需求,自主開發(fā)了復(fù)合厭氧反應(yīng)器,并成功應(yīng)用于農(nóng)村生活污水處理。該復(fù)合厭氧反應(yīng)器由輕質(zhì)濾料層、懸浮厭氧污泥床等組成,經(jīng)厭氧活性污泥和生物膜的雙重協(xié)同作用,污染物去除效率極大提高。此外,通過在反應(yīng)器中設(shè)置特殊輕質(zhì)濾料層,防止了污泥流失,提高了反應(yīng)器的容積負荷和處理效果。
3.2.2 生態(tài)處理技術(shù)
(1)人工濕地
人工濕地處理系統(tǒng)源于對自然濕地的模擬,主要利用自然生態(tài)系統(tǒng)中植物、基質(zhì)和微生物三者的協(xié)同作用實現(xiàn)水質(zhì)的凈化。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)。人工濕地處理系統(tǒng)凈化效果好、工藝設(shè)備簡單、維護管理方便、運行費用低、生態(tài)環(huán)境效益顯著,但進水負荷要求較低、占地面積較大,因此適用于遠離城市污水管網(wǎng)、資金少、技術(shù)人才缺乏、有土地可資利用的中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)。
(2)土地處理
土地處理技術(shù)是在人工調(diào)控下利用土壤-植物-微生物復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),通過一系列物理、化學(xué)、生物作用,使污水得到凈化并可實現(xiàn)水分和污水中營養(yǎng)物質(zhì)回收利用的一種處理方法。根據(jù)水流運動的流速和流動軌跡的不同,土地處理系統(tǒng)可分為4 種類型:慢速滲濾系統(tǒng)、快速滲濾系統(tǒng)、地表漫流系統(tǒng)和地下滲濾系統(tǒng)(即毛細管土地滲濾處理技術(shù))。
(3)穩(wěn)定塘
穩(wěn)定塘是經(jīng)過人工適當(dāng)修整后設(shè)圍堤和防滲層的污水池塘。其凈化原理類似自然水體的自凈機理,通過微生物(細菌、真菌、藻類、原生動物等)的代謝活動,以及相伴的物理、化學(xué)、物化過程,使污水中污染物進行多級轉(zhuǎn)換、降解和去除。穩(wěn)定塘建造投資少、運行維護成本低、無需污泥處理,但負荷低、占地大、受氣候影響大、處理效果不穩(wěn)定。為進一步強化處理效果,國內(nèi)外相繼推出了許多新型塘和組合塘。如裝有連續(xù)攪拌裝置的高效藻類塘、利用水生維管束植物提高處理效率的水生植物塘、多個好氧和厭氧穩(wěn)定塘相連的多級串聯(lián)塘以及高級綜合塘等。
3.2.3 物化處理技術(shù)
污水的物化處理方法主要包括:混凝、氣浮、吸附、離子交換、電滲析、反滲透和超濾等。在各種物化處理技術(shù)中,僅混凝技術(shù)相對符合農(nóng)村要求,其最大優(yōu)點是能夠根據(jù)污水中污染物的性質(zhì),選取合適的絮凝劑,保證污染物質(zhì)的高效去除;炷夹g(shù)對懸浮物、金屬離子、膠體物質(zhì)和無機磷去除效果好,但對有機物和氮的去除能力相對較弱,且運行過程中需要連續(xù)投加藥劑,故運行成本較高。在我國農(nóng)村地區(qū),混凝技術(shù)主要用作生態(tài)處理系統(tǒng)的前處理措施或化學(xué)除磷,如上海市崇明縣前衛(wèi)村在人工濕地之前采用混凝強化處理技術(shù),降低人工濕地處理負荷和保證處理效果。
4、 結(jié)論
綜合分析國內(nèi)外的農(nóng)村生活污水處理技術(shù),結(jié)合中國農(nóng)村生活污水實際應(yīng)用情況得出以下結(jié)論。
(1)農(nóng)村生活污水已經(jīng)成為中國農(nóng)村環(huán)境污染的重要污染源,不僅危及農(nóng)村居民健康,更危及中國地下水和湖泊的水質(zhì)安全,是中國農(nóng)業(yè)面源污染重要來源之一。
(2)農(nóng)村生活污水處理方法多種多樣,要根據(jù)中國各地農(nóng)村生活水平及地理自然條件,因地制宜的設(shè)計污水處理設(shè)施,實現(xiàn)其技術(shù)合理性,成本有效性。農(nóng)村生活污水治理技術(shù)必須具備投資省、處理效率高、運行費用少、管理簡單等特點。
(3)應(yīng)該發(fā)揮各種農(nóng)村生活污水處理措施的優(yōu)勢,進行工藝疊加和組合,實現(xiàn)資源與技術(shù)的相輔相成,在改善農(nóng)村生活污水水質(zhì)的同時,改善農(nóng)村生活環(huán)境面貌。
(4)有條件的地區(qū)要率先建設(shè)高標準和高質(zhì)量的生活污水處理設(shè)施,實現(xiàn)農(nóng)村生活污水的集中處理,減少簡單污水處理設(shè)施后期造成的二次污染和資源的浪費。
(5)各地區(qū)要建立一套以法規(guī)政策為基礎(chǔ)的、高效的村鎮(zhèn)水污染治理的組織管理機制,由此進一步推進農(nóng)村污水治理。
參考文獻:
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