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我國是一個農業(yè)大國,農村的總面積占了全國的一半以上,但是因為種種原因對農村水污染的治理卻一直不夠重視,污染防治基本上投入到了全國的工業(yè)和城市中,而對于農村的污染處理卻基本上不存在。在實際生活中,根據人們調查研究,我國農村的生活污水還具有以下幾個特點,其中包括:面廣、分散、來源較多、處理率較低。然而造成這些特征的因素的原因主要是:農村的地理環(huán)境,造成了這些污染源較為分散,難以收集,并且來源也較多,就造成了污水的處理率較低。
二、農村生活污水處理的模式
(一)厭氧沼氣池處理技術
在我國農村污水處理的實踐中,其中厭氧污水的處理方式能夠集中體現環(huán)境效益和社會效益結合,而且這種方式也是最通用、最節(jié)儉的。這種污水的處理方式與其合理利用有機結合,這種處理方式通過將污水中的有機物經厭氧發(fā)酵,從而產生沼氣,然后發(fā)酵后的污水被去除了大部分的有機物,從而達到凈化的目的。
在農村有大量的材料可以成為沼氣利用的原材料,其中包括秸稈和人畜糞便等。經過我們仔細研究,農作物通過沼氣發(fā)酵可以使能量比直接燃燒提高很多倍,并且通過厭氧發(fā)酵過的糞便,其中的營養(yǎng)成分也并沒有被損失,并且還可以代替化肥用作田地間。
(二)人工濕地處理技術
人工濕地污水處理技術,便是利用人工生態(tài)系統(tǒng)內多級生物的稀釋降解作用來減少水中污染物的方法。并且這種污水處理的機理是通過植物、土壤、微生物與藻類的凈化機理,通過綜合利用這些凈化機理,從而達到凈化污水的目的。在這樣的情況下,從而構成一個復合的填料床,并且污水在床內的填料縫隙中水平潛流流動。經過研究發(fā)現,我們可以在床體上種植具有處理性能好,并且還具有較高的存活率的水生植物。為了能夠更好的達到凈水的目的,在選擇水生植物的時候,還必須選擇抗水性較強、生長周期長的品種,比如蘆葦。在我國,通過利用這種技術來處理小城鎮(zhèn)的污水和農村污水,并且取得成功的實例也較多。
(三)生態(tài)系統(tǒng)塘處理技術
生態(tài)系統(tǒng)塘主要是通過若干自然或者人工挖掘的池塘,并且是通過菌藻互生作用或者菌藻、水生生物共同作用而達到的凈化水資源的目的。經過調查研究,在生態(tài)系統(tǒng)塘里面,我們可以種植經濟植物并且放養(yǎng)水生動物,從而實現資源化利用。根據實際計算,建設生態(tài)系統(tǒng)塘需要的經濟成本較少,因為根本不需要任何材料,而且動植物均為土著種類,并且在工程的造價上往往還低于土壤滲透處理系統(tǒng),因此,根本不需要進行太多的管理。建設生態(tài)系統(tǒng)塘可以取得較好的效果,其中出水水質較好,有時候還能夠達到脫氮除磷的功能。因此,在農村地區(qū),可以堅持具體問題具體分析的原則,結合地形條件,建設污水生態(tài)系統(tǒng)塘的處理方式。在建設生態(tài)系統(tǒng)塘的時候,還需要兼顧挺水植物、漂浮植物和沉水植物之間的合理搭配,從而能夠發(fā)揮更大的效能。
(四)土地處理技術
土地處理系統(tǒng)屬于污水處理的范圍之內,這種方式是在人工的控制條件下進行的,是將污水排放在土地上,然后通過物理、化學的凈化過程,從而達到污水處理凈化的目的。在這個過程中,包括了物理學中的吸附、過濾等,還包括了化學中的微生物的代謝作用。通過這種過程,便能夠去除大部分的懸浮物、有機物、病原菌等各種污染物,在有氧的條件下,便能夠使這些生物不斷新陳代謝,從而讓這些污染物質永遠處于活性的狀態(tài)里面。這種處理方式基本上分為慢速滲透土地處理系統(tǒng)、快速滲透土地的處理系統(tǒng)等等。并且這種處理方法,具有投資省、運用費用低、管理簡單、維護方便等特點。但是這種系統(tǒng)對土質的要求也高,必須具備通透性較強、活性較高、水力負荷大、處理效率好的特點。但是為了取得更好的效果,可以多多選用砂、草碳以及耕作土來進行人工過濾,從而能夠制成人工濾床。
三、前景與展望農村生活污水
關鍵詞:農村污水;污水處理;處理技術
中圖分類號:R123文獻標識碼: A
引言
隨著我國社會和經濟的不斷發(fā)展,我國的環(huán)境污染問題也日益嚴重。尤其是在農村,水環(huán)境污染問題顯得尤為突出。農村環(huán)境污染主要體現在水體污染嚴重、清潔水源稀缺、土壤質量下降、人居環(huán)境惡化、生態(tài)遭到破壞等方面。水環(huán)境污染問題尤為嚴重。我國在2010年進行了第一次全國污染源普查,結果表明,農村污染物排放量已占全國總量的50%左右,其中COD、TN、TP的排放量分別占總量的43%、57%和67%。而長期以來,由于治理資金短缺和對農村水環(huán)境保護意識的淡薄,農村地區(qū)的污水大多得不到有效處理最終給環(huán)境帶來不可避免的污染。因此,農村污水問題亟待解決,研究農村污水的特征、處理工藝技術和水質指標等也具有很大的現實意義。
一、概述
1、農村污水的來源
農村污水是農村村莊和小鎮(zhèn)的居民生活污水和生產廢水的總稱。它的來源主要包括農村居民日常生活廢水和鄉(xiāng)村企業(yè)排放的各種廢水兩個方面。農村居民日常生活廢水包括廚房污水、衣物洗滌廢水、沖廁水以及家禽排泄物等。其中,衣物洗滌廢水中洗衣粉的使用大大加劇了農村氮、磷污染,使湖泊富營養(yǎng)化問題更加嚴重。
2、農村污水的特點
農村污水由于其分散性的特點,其水量、水質不同于城市生活污水,具有自身的特點。其主要特點有:①農村污水主要為生活污水和以農產品為原料的加工污水的混合污水,基本上不含重金屬和有毒有害物質,含有一定量的氮和磷,可生化性好;②農村污水水量、水質變化大,且水量、水質在不同的居住區(qū)、不同的時間段有明顯的差異;③農村地區(qū)人口居住分散,大部分農村沒有排水收集管網,污水處理率較低且集中收集處理難度較大。
3、農村污水排放及收集處理途徑
農村生活污水一般雨污混流排放,有調查顯示約96%的村莊無排水溝渠和污水處理系統(tǒng),污水沿著村莊道路溝渠或路面未經處理直接排入河流、湖泊收納水體,有的生活污水甚至直接通過地滲排放,存在污染地下水等風險。介于農村污水排放現狀,農村污水收集處理模式應因地制宜,采用集中處理與分散處理相結合的原則,選擇合適的污水收集處理模式。目前,農村污水收集處理模式主要有集中收集處理模式、分散收集處理模式和管網截污收集處理模式三種,其中管網截污收集處理模式需要利用附近城鎮(zhèn)的污水管網,并將農村的污水管網并入其中。
二、農村污水處理技術
中國農村水污染特征不同于城市和中小城鎮(zhèn),主要特點是污水水質區(qū)域差異大,污染源種類和數量多,污水水量小且排放分散,污染范圍大和水質水量變化系數大等特點。農村生活污水處理技術的選擇以經濟、適用和簡便為原則,綜合分析技術本身的特征和當地的特征因地制宜,采用投資少、運行費用低、除污效率高、管理簡便、容易維護、具有良好抗沖擊能力的處理工藝或技術。
1、生物處理技術
1.1好氧生物處理技術。根據污泥的生長狀態(tài),好氧生物處理技術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。目前主要的好氧生物處理技術包括:生物接觸氧化法、好氧生物濾池、蚯蚓生物濾池。
1.2厭氧生物處理技術。厭氧生物處理技術無需曝氣充氧,產泥量少,是一種低成本、易管理的污水處理技術,能夠滿足農村生活污水處理的技術要求。目前主要的厭氧生物處理技術包括:污水凈化沼氣池、厭氧生物濾池、復合厭氧處理技術。
2、人工濕地處理技術
人工濕地是一種由人工建造和監(jiān)督控制的、與沼澤地類似的地面。它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物的三重協同作用,通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化。人工濕地處理污水是充分利用了“土壤―植物―微生物”系統(tǒng)的凈化能力,既可去除有機污染物,又可去除造成水體富營養(yǎng)化的氮、磷等污染物。人工濕地處理系統(tǒng)分為表面流人工濕地處理系統(tǒng)和潛流人工濕地處理系統(tǒng)。表面流人工濕地是在深度約0.6-1.5m的淺池塘或渠道中種植各種形式的水生植物,包含挺水植物、沉水植物、浮葉植物及漂浮植物,其主要處理機制是利用不同水深及植栽密度的配置,可增加濕地生態(tài)的多樣性以確保處理效率穩(wěn)定,亦可通過各區(qū)域中好氧程度的不同,達到脫氮的功能。潛流人工濕地處理系統(tǒng)是在深度0.6-1.0m、底部坡度在0.5%-1.0%的溝渠或水池,鋪設礫石或土壤后密植挺水植物,再導入污水并控制水面高度,使水面不暴露于空氣中,即污水僅在介質中流動,沒有開放水面區(qū),其主要處理機制為利用附著在礫石或植物根系的微生物分解水中污染物。潛流式人工濕地因水流在底面流動更容易適應寒冷氣候,適合在北方地區(qū)運行。但在北方地區(qū)運行的濕地,必須考慮冬季降溫導致植物死亡和微生物失活而使人工濕地運行效率降低的問題。潛流人工濕地處理系統(tǒng)前端通常需要設置化糞池、初沉池等預處理設施,避免大型顆粒流入礫石床中堵塞孔隙,降低處理效能。
3、物化處理技術
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中,僅混凝技術相對符合農村要求,其最大優(yōu)點是能夠根據污水中污染物的性質,選取合適的絮凝劑,保證污染物質的高效去除?;炷夹g對懸浮物、金屬離子、膠體物質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。在我國農村地區(qū),混凝技術主要用作生態(tài)處理系統(tǒng)的前處理措施或化學除磷,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,降低人工濕地處理負荷和保證處理效果。
4、先進的固定化微生物技術
固定化微生物技術之所以適用于農村地區(qū)是因為農村的生活污水中富含大量的有機污染物。我們所說的固定化微生物技術,其實就是一種將四處不斷游離的細胞或者是酶利用化學或者是物理等手段使其固定在一個區(qū)域內保持活性,并持續(xù)利用的一種方法。該技術較為先進,由于其具備其他常見的污水處理技術不可比擬的優(yōu)勢,比如說投資少、技術簡單、產污少等,因此,固定化微生物技術具有很高的應用前景,適合在農村地區(qū)推廣使用。
結束語
總而言之,盡管我國已加大對農村地區(qū)污水處理工作的力度,但是收效甚微。我們應當充分認識到,凈化農村污水不僅有利于當地居民的身體健康,而且對于推動我國新農村建設具有重要意義。因此,我們要根據農村地區(qū)的實際情況因地制宜,選擇科學合理的技術進行生活污水的處理工作,有效解決農村污水污染問題,推動生態(tài)文明建設和社會主義新農村建設。
參考文獻
[1]齊瑤,常杪.小城鎮(zhèn)和農村生活污水分散處理的適用技術[J].中國給水排水.2008(24).
[關鍵詞]農村 水環(huán)境 水污染 控制對策
[中圖分類號] X131.2 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-9-319-1
0 引言
水是地球上最常見的物質之一,是生命生存的重要資源,也是生物體最重要的組成部分。我國是一個人口眾多的農業(yè)大國,人均水資源占有量僅2400m3,約為世界人均占有量的四分之一。改革開放以來,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)飛速發(fā)展,總產值占全國生產總值的 30% 以上,其無規(guī)劃的城鎮(zhèn)化建設速度不斷加快,大量的工業(yè)廢水,生活污水,畜禽養(yǎng)殖排放廢物和農村面源污染等造成了農村水環(huán)境的嚴重污染。農業(yè)部門一直是我國國民經濟的基礎,在國民經濟中占有重要地位。在我國人口分布中,農村人口超過總人口的一半。因此,農村經濟、社會、生態(tài)環(huán)境的協調發(fā)展對我國建設和諧社會和社會主義新農村建設具有重要意義。保護農村生態(tài)環(huán)境,控制農村水環(huán)境的污染已成為一項重要任務。
1 我國農村水環(huán)境現狀
過去,我們一直把環(huán)保工作重點放在大中城市,而忽視了占全國總面積近90%的廣大農村。從而致使農村環(huán)境問題日益惡化,而水污染環(huán)境問題尤為突出,呈現出迅速惡化趨勢。如:地表水體富營養(yǎng)化,地下水質逐漸惡化等。據統(tǒng)計:目前,全國有80%以上的河流受到不同程度的污染,我國農村有近7億人的飲用水中大腸桿菌超標,1.7億人的飲用水受到有機污染,而且,由于農藥等化學物質的廣泛使用,致使許多地方的地下水已經不適于飲用,嚴重影響了人民群眾的身體健康和農村經濟的健康發(fā)展。
農村水環(huán)境基本上處于開放的狀態(tài),因此城市的污水處理也將影響到農村地區(qū)水環(huán)境。農村水環(huán)境的污染與城市水污染在形式和內容上都有很大的區(qū)別。因此,關于農村水環(huán)境污染與城市水污染相比具有不可根除性和不斷發(fā)展性、廣泛性、可控性的特點。
2農村水污染成因分析
2.1農業(yè)生產本身
隨著科技的進步,我國農業(yè)生產方式也發(fā)生了變化,往昔的農家肥等有機肥料被農藥、化肥的廣泛使用所取代。近20年來,我國化肥的畝使用量已經超過世界平均畝使用量的一倍多,農藥的年使用量達120萬噸以上,其中10%―20%附在植物體上,其余都散落在土壤和水中。
2.2鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)
隨著農村城市化進程的加快,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的迅速發(fā)展,并且以小型工礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)為主的經濟區(qū)域會越來越多。這些企業(yè)中相當一部分屬于效益較差、能耗較大、環(huán)境污染嚴重的企業(yè),并且技術含量低。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)領導和職工的環(huán)境意識淡薄,整體環(huán)境管理水平落后,且鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)設備陳舊、技術落后,多采用土法生產,直接污染環(huán)境。
2.3農村生活方式和農村水處理設施欠缺。
目前,農村居民在生活水平提高的同時,生活方式并沒有隨之變化,如:生活污水直排、隨處潑灑。由于農村地區(qū)的居民居住分散,不可能對生活污水進行統(tǒng)一處理,所以農村地區(qū)生活污水對水資源的污染呈上升趨勢。
2.4人們的環(huán)境意識薄弱
人們的環(huán)境意識對環(huán)境污染起著舉足輕重的作用,因為人的環(huán)境意識常常指導人的環(huán)境行為。只有人們整體的環(huán)境意識的加強,并將環(huán)境意識和環(huán)境行為二者充分有機結合起來,才是我們整個環(huán)境問題的根本突破口。農村環(huán)境問題也不例外。
3 農村水污染的防治對策
農村地區(qū)是城市的大后方,是基本生產資料的產地,也是水源地。良好的生態(tài)環(huán)境才能吸引資金流向農村,促進農村的發(fā)展和繁榮。維護農村生態(tài)環(huán)境,為經濟發(fā)展提供支持,為群眾身體健康提供保障。
3.1通過立法、經濟等多種手段來防治農村水環(huán)境污染
建立起政府主導的農村環(huán)保投入機制,制定完善的環(huán)境經濟政策,再配合法規(guī)標準、監(jiān)管執(zhí)法、教育培訓、治理技術等多種措施,這樣就完善了農村水環(huán)境污染防控體系。
3.2改善農村執(zhí)法環(huán)境,嚴格執(zhí)法
建立完備的環(huán)境保護立法以后,假如沒有嚴格有效的執(zhí)法,立法也就是一紙空文。若想加強環(huán)境執(zhí)法,有效控制環(huán)境污染,需要合理的環(huán)境執(zhí)法機構設置,加大對環(huán)境執(zhí)法資金的投入,加強建設環(huán)境執(zhí)法隊伍等?,F時,我國環(huán)境機構設置不夠合理,各方面都較為欠缺,這些原因都導致了我國環(huán)境執(zhí)法出現不力。
3.3制定完善的公眾參與制度,鼓勵公眾參與
通過各種宣傳教育來提高農民的環(huán)保意識,完善和周密參與形式以及過程,讓農民自身定期參與到環(huán)境保護當中。包括保護行為以及法律法規(guī)的修訂添加。
3.4重視農村環(huán)保技術的應用
我國在防治農村環(huán)境污染的過程,應該積極推動農村環(huán)??萍紕?chuàng)新,重點研究、開發(fā)和推廣農村生活污水和垃圾處理、農業(yè)廢棄物綜合利用、農村面源污染防治等方面的實用技術。加強農村環(huán)境保護基礎科學研究,建立農村環(huán)保適用技術制度,解決農村污染治理關鍵技術難題。
4總結
綜上所述,針對水環(huán)境污染問題在我國廣大農村日益嚴重的現象,必須對癥下藥,盡快采取有效措施來遏止這種不利局面的惡化。農村問題自古以來就是我國政府工作的重中之重,而農村水環(huán)境污染的問題更不能被忽視,因此,要吸取以往城市發(fā)展中水污染對人們的經濟生活帶來嚴重影響的教訓,充分重視農村等欠發(fā)達地區(qū)的水環(huán)境問題,努力實現農村地區(qū)的經濟和環(huán)境保護的持續(xù)、健康、和協的發(fā)展。
參考文獻
1.1農村污水的水質特點
農村的污水同城市污水的水質有很大的區(qū)別,農村中生活污水的來源主要包含:洗澡水、洗衣水、沖廁所水、做飯水等,這些污水中有機物的含量相對城市污水來講較低,包含的污染物為N、P、COD等,水質較為穩(wěn)定。但是,在一些經濟較為發(fā)達的農村地區(qū),因其周邊存在工廠,產生的污水水質同城市污水的水質就較為相似,同偏遠農村的水質情況不相同。最近幾年,我國增大了對城市污染的控制力度,許多城市污染嚴重的企業(yè)就搬遷至了農村或郊區(qū),因此,將農村的生活污水由單一的水質特點轉變成了混合類型的污水。這就讓原本依靠環(huán)境自凈能力的農村環(huán)境污染問題變得更為嚴重。當前我國95%的農村沒有建設污水收集及處理設施,少量農村建設的污水收集設施也僅為排水管,并采用雨水及污水共同排放的系統(tǒng)。在南方一些經濟較為發(fā)達的農村地區(qū),建有化糞池,其產生的污水多利用明渠進行排放,且未經處理直接排放入水體中,這對地下水及地表水源都造成了不小的污染隱患。
1.2農村污水的水量特征
農村中,平均人口排放的污水量相對城市住戶較少,越是經濟不發(fā)達的地區(qū),污水排放量就越少。另外,不同地區(qū)的農村其污水排放的水量也不同,南方的污水排放水量一般高于北方。同時,在相同地區(qū),因季節(jié)及其它原因排放的污水水量也不相同。因為我國當前農村并沒有建設全面的污水收集體系,僅利用明渠或自然溝進行污水排放,居民的洗菜污水、洗衣污水等也直接在進行地面潑灑,所以,大量的生活污水進入土壤中,造成了地下水的污染隱患。
1.3農村污水在處理過程中存在的問題
在我國,農村面積較大,分布較廣,人口差異也較高,一些農村住戶高達上千人,一些則僅為幾十人,產生的污水每天水量都不相同,且連續(xù)不斷,因此,就無疑為污水的收集及處理工作增加了難度。同時,在污水的運輸過程中,有時會出現滲漏、蒸發(fā)、冒出等情況,進而對沿線的土壤及水體形成二次污染。如果用城市的污水處理方法對農村的污水進行收集及處理,就需要建設相對較大的排水系統(tǒng),工程量巨大,消耗資金也較多,運行及維護費用也相對較高,是當地及國家都很難承受的。
2農村污水處理的模式
2.1一體化埋式污水處理技術
一體化埋式污水處理技術是最近兩年新興的污水處理技術,這種方法以厭氧生物作為處理主體,之后同生物濾池相連接,整體與A2/O相近,利用水解沉淀池、生物濾池及氧化槽共同構成。這種污水處理方法的優(yōu)點在于其能耗低,抗沖擊性能強,但其處理污水的水量不宜過大,且對施工要求偏高。一體化埋式污水處理技術多適用于人口相對密集的中、小型農村。
2.2氧化塘技術
氧化塘是以自然塘為基礎演變而成的,其具有維護方便,結構簡單,建設費用低等特點。但因氧化塘的占地面積較為廣闊,因此,適用于經濟相對低下、水源緊缺的村莊,同時適用于北方地區(qū)。
3總結
中圖分類號:TB47文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)04(a)-0000-00
近年來隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的飛速發(fā)展,大量的工業(yè)廢物、生活廢物、畜禽養(yǎng)殖排放廢物和農村面源排放污染物對農村生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞,尤其是水環(huán)境的破壞尤為嚴重。據建設部2005年《村莊人居環(huán)境現狀與問題》項目組織對全國部分村莊的調查顯示:96%的村莊沒有排水溝渠和污水處理系統(tǒng),89%的村莊將垃圾堆放在房前屋后、坑邊路旁甚至水源地、泄洪道、村內外池塘[1]。為了改善農村的水環(huán)境,筆者探討適合我國農村污水處理技術,為農村污水處理提供參考。
1 農村污水的概念及技術選擇原則
農村污水主要來源于廚房炊事、沐浴、洗滌和廁所沖洗。污水中含水糞便等排泄物,是細菌和寄生蟲的載體和疾病的傳染源,BOD5/COD一般在0.5~0.6之間,污水可生化性較好,營養(yǎng)濃度較高,基本不含重金屬和有毒物質。
農村污水處理要考慮以下三個因素:一是滿足達標排放與再生利用的需要,既要解決當前村莊污水處理達標排放問題,又要充分考慮今后污水處理回用的需要;二是處理技術經濟適用性,處理技術的選擇必須充分考慮農村地區(qū)的財力狀況薄弱、經濟承受能力低這一情況,選用成熟可靠、適合農村實際的污水處理技術;三是運行操作簡便、日常維護管理簡單,考慮到農村地區(qū)從業(yè)人員技術水平和管理水平較低,污水處理技術選擇應特別注重簡便易行、運行穩(wěn)定、維護方便等 ,以利當地處理設施正常運行[2]。
2 農村污水處理技術
我國在農村污水處理方面開展研究較晚,近年來隨著經濟實力的增強,逐步認識到農村污水處理問題的重要性,開始采用一些實用、合理、低能耗和低運行費用的技術來處理污水。這些處理技術基本都為低能耗的生物處理技術,現將其介紹如下。
2.1 穩(wěn)定塘處理技術
穩(wěn)定塘是一種經過人工修整而且設有圍堤和防滲層的池塘,它主要利用水生生物系統(tǒng),依靠自然生物凈化功能使污水得到凈化,是迅速推廣污水處理工藝,實施污水資源化利用的有效方法。這種處理方法的優(yōu)點在于運行維護費低,系統(tǒng)基本無耗能;可充分利用地形,節(jié)省投資;無需污泥處理;可實現污水資源化[3]。在這種處理技術上,有學者對其進行在傳統(tǒng)基礎上改進,通過引入高效藻類,增加攪拌裝置,調節(jié)塘內的氧氣和二氧化碳的濃度,從而起到了提高有機物、氮和磷的去除率效果的作用。相關研究表明,這種改進浮萍穩(wěn)定塘系統(tǒng)處理村鎮(zhèn)或社區(qū)污水, TSS去除率可達80%,COD去除率大于75% [4]。
2.2 沼氣池處理技術
沼氣池污水處理技術是一種分散處理生活污水的裝置,它采用生物厭氧消化和好氧過濾相結合的辦法,經“多級發(fā)酵、多種好氧過濾和多層次凈化”,實現污水中多種污染手的逐級去除。沼氣池處理技術是我國農村生活污水處理實踐中,最通用、最能體現環(huán)境效益的一種處理方式。
污水中經厭氧發(fā)酵后產生沼氣,發(fā)酵后污水中大部分有機物被去除,達到污水凈化目的;產生的沼氣可作為家庭生活能源;厭氧發(fā)酵處理后的污水可用作澆灌用水和觀賞用水;沼液、沼渣作飼料可以使其營養(yǎng)物質和能量的利用率增加20%[5];通過厭氧發(fā)酵過的糞便(沼液、沼渣),碳、磷、鉀的營養(yǎng)成分沒有損失,且轉化為可直接利用的活性態(tài)養(yǎng)分—農田施用沼肥,可替代部分化肥。加之原材料方便易得,最常見的農作物秸稈和人畜糞便等都可以用于產沼氣,因此該技術在農村得到了極大的應用與推廣。
2.3 人工濕地處理技術
人工濕地處理技術是一種為處理污水而利用工程手段模擬自然濕地系統(tǒng)建造的構筑物,在構筑物的底部按一定的坡度填充選定級配的填料,在填料表層種槙一些對污水有良好處理效果且生長周期長、成活率高等具有經濟價值的植物。這種處理方法的優(yōu)點在于出水水質高,具有較強的氮磷處理能力,運行維護方便,管理簡單,投資及運行費用低,并且人工濕地的投資和運行費用僅占傳統(tǒng)污水二級生化處理技術的10%~50%[6]。穩(wěn)定的處理效果、較低的運行費用,作為一種農村污水的集中處理技術,這一處理技術適合我國廣大農村地區(qū)推廣應用。
2.4 生活污水地下自動連續(xù)處理技術
農村生活污水地下自動連續(xù)處理技術是一家一戶生活污水就地獨立處理技術。每戶的污水直接排放到地下裝置,經沉淀分離、腐化水解和土壤(自然土壤或人造土壤)生物降解、滲濾、吸收等 凈化作用,去除污水中的氮、磷、細菌、病毒等,達到規(guī)定排放標準后,滲入地下水。這一技術不受天氣和溫度的限制,無能源消耗,無運行費用等特點,適合我國農村地區(qū)的需要。但是此工藝對地下土質結構和地下水深度且有一定的要求,如果不能達到指標,則需要增加投資,添加設備。
2.5 蚯蚓生態(tài)濾池污水處理技術
蚯蚓生態(tài)濾池污水處理技術是由輝等[7]提出,并且現已經在太湖流域農村建立了示范工程。蚯蚓生態(tài)濾池是利用濾床中建立的人工生態(tài)系統(tǒng),通過濾床中其他微生物和蚯蚓的共同作用處理污水, 在系統(tǒng)中以蚯蚓為代表的微型動物可對污水和污泥進行分解和吸收。蚯蚓能使土壤形成團粒結構,疏松多孔,透氣性好,而且蚯蚓吞食腐爛的有機物和泥土;對濾床起清掃作用,防止堵塞[8];蚯蚓糞便可以吸附污染物,提高處理效率;清除蚊蠅孽生,改善衛(wèi)生條件;濾床中增殖的蚯蚓又可作為家禽飼料。因此,通過生態(tài)系統(tǒng)的合理設計,既可高效、低能耗地去除污水中的污染物質,又可避免剩余污泥等二次污染物的產生。因此該生態(tài)系統(tǒng)運行費用低廉,管理方便,因此適合于農村小城鎮(zhèn)污水處理廠的推廣應用。
3 結語
綜上所述,各種處理技術均有各自的優(yōu)缺點、不同的適用性。在對農村污水處理技術進行選擇時,一定要根據當地的經濟條件、技術條件以及自然地理條件因地制宜合理選擇。無論是分散式的處理模式,還是集中式的處理模式,農村污水處理技術的選擇都應針對我國農村地區(qū)經濟發(fā)展相對落后、能源不足的情況,采取一次性投資低、能耗低、運行穩(wěn)定、運行費用低、維護管理方便的實用技術。此外,從可持續(xù)發(fā)展節(jié)能減排的角度來考慮,解決農村污水污染問題必須從根源抓起,加大環(huán)保宣傳力度,提高農民環(huán)境意識,從源頭上減少污水的產生。
參考文獻
[1]沈堅,羅剛,周琪等. 適合我國農村的污水處理模式探討[J]. 安徽農業(yè)科學,2008,36(29):12859- 12861.
[2] 環(huán)境保護部自然生態(tài)保護司.農村環(huán)保實用技術[M].北京,中國環(huán)境科學出版社,2008:5.
據住建部村鎮(zhèn)建設司統(tǒng)計,我國城市污水處理率已達到87%,但村莊的污水處理率只有8%。據悉,農村生活污水排放量約占我國生活污水總排放量的一半以上,是我國主要流域水污染的重要因素。當前,急需打破農村生活污水處理率低的困局,走適合自身的農村污水處理之路。
治理農村污水 FMBR技術嶄露頭角
2015年3月,江西省住建廳、省委農工部、財政廳、環(huán)保廳等多部門聯合出臺了《江西省百強中心鎮(zhèn)污水處理設施建設及工程運行實施方案》,并提出2015年全面啟動百強中心鎮(zhèn)污水處理設施建設,到2017年鎮(zhèn)區(qū)污水收集率達80%左右,鎮(zhèn)區(qū)生活污水基本得到有效處理。截至目前,江西省120個百強中心鎮(zhèn)中已有38個鄉(xiāng)鎮(zhèn)建成了污水處理設施。
以江西百強中心鎮(zhèn)污水處理試點項目――高安八景鎮(zhèn)污水處理項目為例:在該項目建設之前,當地有關部門原計劃將污水輸送到遠離人群的鎮(zhèn)郊,在鎮(zhèn)郊征地30畝建設污水處理設施,但僅管網建設預算費就需要3000多萬元,設施建設預算費200多萬元。對于農村鄉(xiāng)鎮(zhèn)來說,3200多萬元的資金投入無疑是一個巨大的經濟負擔。
為此,當地有關部門考慮尋求更經濟、高效的污水處理技術,通過多方調研和現場考察,他們最終選定了江西金達萊環(huán)保公司的FMBR技術。2014年10月,采用FMBR技術在集鎮(zhèn)空地上建設了污水處理站,設備占地面積約200平方米,算上綠化面積在內大約占地1000平方米,與之前傳統(tǒng)工藝相比,投資節(jié)省了80%以上,而且處理出的水經檢測,達到城市生活污水再生利用標準。
目前,已建成的江西省38個百強中心鎮(zhèn)的污水處理項目,絕大部分采用了金達萊環(huán)保公司的FMBR技術。
這讓人不禁要問,FMBR技術是何技術?具有哪些優(yōu)勢?為何適用于農村污水治理?
自主創(chuàng)新 FMBR技術“四兩撥千斤”
FMBR技術是江西金達萊環(huán)保公司歷經多年自主研發(fā)并誕生于江西本土的核心專利技術。該技術已獲國內外授權發(fā)明專利35項,其中歐美、日本等國外發(fā)明專利就有16項。
FMBR技術的突出優(yōu)勢為:一方面,FMBR技術不排有機剩余污泥,也就不會產生異味,容易被當地居民接受,避免了傳統(tǒng)污水處理需長距離輸送至遠離人群的地方處理,從而大大節(jié)省了污水從鎮(zhèn)區(qū)往郊區(qū)輸送的干管建設;同時,可以變“大集中”為“分而治之”,使污水在污染源處就近處理。另一方面,可以因地制宜,對現有溝渠修繕,利用農村現有的明溝、暗渠作為污水就近收集體系組成部分,有效處理非雨季節(jié)的污水,避免農村污水收集管網建設。
據悉,在傳統(tǒng)污水處理設施建設中,農村污水管網投資普遍占總投入的80%,甚至更高,而FMBR技術僅無須新建污水干管網這一項優(yōu)勢,就可大大節(jié)省投資。與傳統(tǒng)工藝相比,FMBR技術只需花20%的污水處理設備投資,就可實現80%的治污效果,這將有效解決我國農村污水收集設施薄弱、財政資金不足的難題。
工藝簡單、占地少,節(jié)省占地80%以上。FMBR技術將傳統(tǒng)污水處理:生化―沉淀分離―過濾―消毒―污泥脫水干化―污泥處置等多個環(huán)節(jié)合并、高度集成,大大簡化了處理工藝。
光投資省還不行,農村污水處理點多面廣,加上農村缺乏專業(yè)技術人員,因此農村污水處理技術一定要運維簡單。
FMBR處理設備操作簡便,普通村民就可以操作;同時憑借其智能化控制,運行全自動化,無須專人值守。另外,金達萊環(huán)保公司還首次利用“互聯網+”技術,借助遠程監(jiān)視,再配合現場建設的“4S流動站”,4人可就近管理150臺設備,實現線上線下協同監(jiān)管。既有效保障農村污水處理設施的長效穩(wěn)定運行,又降低了農村污水處理設施運維人力投入,與傳統(tǒng)工藝需人員值守相比,節(jié)省人力90%以上,解決了農村污水處理設施因專業(yè)人員缺乏、管理不到位而“睡大覺”的難題。
因此,FMBR技術憑借諸多獨有優(yōu)勢,得到了江西省的青睞,下一步,將在尚未建污水處理設施的百強中心鎮(zhèn)和其他重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)繼續(xù)推廣FMBR技術,讓江西創(chuàng)造的FMBR技術為江西省農村生態(tài)環(huán)境治理保駕護航。
開拓進取 FMBR技術走出江西
FMBR技術雖誕生于江西,但具有相當的普適性,對其他地區(qū)的村鎮(zhèn)污水治理和湖泊流域保護也極具重要意義。
重慶位于丘陵區(qū),山多地勢起伏,管網建設困難。通過多方調研和考察,當地多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府最終以單一來源采購的方式采購了金達萊環(huán)保公司的FMBR設備,采取污水就地產生、就地處理、就地回用的方式,在璧山、銅梁、萬州、云陽等地已建成60多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理站,不僅給當地節(jié)省了大量污水管網投入,而且有效地改善了生態(tài)環(huán)境。
云南大理的洱海是天下聞名的景觀性湖泊,金達萊環(huán)保公司FMBR技術作為國家水專項洱海湖泊項目的應用推廣技術,大理市政府近水樓臺,通過單一來源采購的方式,環(huán)湖構建了一圈FMBR珍珠鏈,有效處理了直接排入洱海的生活污水,為洱海湖泊保護出力。
關鍵詞: 農村生活污水 處理工藝
中圖分類號:G812 文獻標識碼: A
近年來,隨著我國“幸福鄉(xiāng)村建設”“美麗鄉(xiāng)村”建設目標的提出,農村人居環(huán)境發(fā)生了巨大的改變。目前,農村污水處理已經經過了從重點集中治理到“農村連片拉網整治”,從早期的以去除有機物為目標,發(fā)展為以去除有機物為主,注重有機物及氮、磷的去除。目前,全國各地都已經啟動了農村生活污水、養(yǎng)殖禽類固廢處理等工程。根據預測,今后五年我國農村污水處理工程市場年均為575億元,2014-2015年平均為322億元。農村污水處理運營市場年均為62億元,2014-2015年平均為32億元。本文以農村污水處理常見工藝為論述對象,通過對不同處理工藝原理、及運用實例,以期達到總結目前農村污水處理技術的目的,為農村治理提供實踐基礎。
1.農村水環(huán)境現狀
近年來,隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)經濟的大力發(fā)展,農村大部分鎮(zhèn)鄉(xiāng)周邊自然水體普遍存在營養(yǎng)物質超標,一方面,農村水體資源總量豐富,但絕大多數自然水體因缺乏有效的管理,生活污水長期超量排放水體之中,水資源科利用程度低。另一方面,隨著“新型農村”推進程度的不斷加快,農村居民對生活質量的迫切愿望的不斷提高,農村居民對生活環(huán)境質量要求的意愿不斷強烈。所以建設“幸福鄉(xiāng)村”、加快推進農村經濟發(fā)展,成為制約農村經濟發(fā)展的重要瓶頸。
2.農村污水處理工藝、技術
目前,農村污水處理技術已日趨完善。從工藝區(qū)分,大致可分為三個方向,一種是采用活性污泥法,如AAO處理工藝、SBR序批式工藝。活性污泥法處理生活污水具有處理負荷高,出水水質穩(wěn)定等特點。第二種為生物膜法,如生物濾池、MBR工藝。膜法處理農村生活污水具有出水水質穩(wěn)定,運行成本低,但是對于進水水量負荷沖擊能力有限。第三種為生態(tài)處理法。主要有人工濕地,穩(wěn)定塘等。這類工藝具有運行成本低,抗水力負荷沖擊能力高。但是其基礎建設費用高,占地大。[1][2]
2.1生物濾池工藝
生物濾池,又稱為生物滴濾池。其主要的構筑物部件可分為:濾料、池壁、池底通風系統(tǒng)、排泥及支撐滲水結構以及旋轉布水系統(tǒng)。污水中有機負荷降解的主要構單元為生物填料,微生物在填料表面掛膜,利用由上自下流動的污水作為能量及營養(yǎng)來源,不斷繁殖增量。過厚的膜體由于內部膜體與填料黏附能力的下降,以及水流的沖刷作用,順著水流向下運動至承托板。但是,生物濾池存在容易堵塞的問題。由于微生物利用的空氣主要是處理單元以外,大氣中的氧氣,并以處理單元與外界的溫差作為拔風的推動力,屬于自然通風。相比曝氣通風方式,推動力不足。在濾料堵塞的情況下,空氣很難與微生物,污水相互充分混合。此外,為了解決填料容易堵塞的問題,提高填料的空隙率的確能緩解堵塞的問題,但孔隙率的增加,直接導致載體總表面積的減小,微生物附著面積的減少,微生物量的減小,最終導致處理負荷下降。故選用比表面積大,強度高、孔隙率大的生物填料成為制約工藝處理效能的重要環(huán)節(jié)。
2.2人工濕地
人工濕地工藝是人工濕地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面,將污水、污泥有控制的投配到經人工建造的濕地上,污水與污泥在沿一定方向流動的過程中,主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用,對污水、污泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動物的作用。[3]
2.3氧化塘
氧化塘又被稱為穩(wěn)定唐、生物塘。
主要是通過模擬了自然水體自凈的過程,將以太陽能為初始能量,通過在塘中種植水生植物,進行水產和水禽養(yǎng)殖,形成人工生態(tài)系統(tǒng),在太陽能(日光輻射提供能量)作為初始能量的推動下,通過穩(wěn)定塘中多條食物鏈的物質遷移、轉化和能量的逐級傳遞、轉化,將進入塘中污水的有機污染物進行降解和轉化,最后不僅去除了污染物,而且以水生植物和水產、水禽的形式作為資源回收,凈化的污水也可作為再生資源予以回收再用,使污水處理與利用結合起來,實現污水處理資源化。氧化塘的應用范圍沒有人工濕地廣泛,不能直接用在最前面的處理單元,而是安排在后續(xù)的處理設施中。
2.4MBR膜工藝
MBR 是一種將膜分離技術和傳統(tǒng)活性污泥法結合起來的新型高效污水處理工藝,它是將MBR 平片膜組件放置于曝氣池中,通過好氧曝氣池和生物處理后再由泵通過濾膜過濾后抽出。其中,膜組件是MBR 中最主要的組成部分,相當于傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)中的二沉池,通過不斷的氧化污水中能夠被降解的有機物,而對于不能被降解有機物或無機物及污泥、懸浮物等由膜組件截留,實現對污水的凈化處理。
2.5A/A/O及其改良工藝
目前,A/A/O處理工藝在農村污水處理方面,技術成熟,使用認可度高。該工藝有厭氧―缺氧―好氧段構成。厭氧反應器,原污水與從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進入,本反應器主要功能是釋放磷,同時部分有機物進行氨化;缺氧反應器,首要功能是脫氮,硝態(tài)氮是通過內循環(huán)由好氧反應器送來的,循環(huán)的混合液量較大。好氧反應器――曝氣池,這一反應單元是多功能的,去除BOD,硝化和吸收磷等均在此處進行。同時部分混合液從這里回流到缺氧反應器。沉淀池,功能是泥水分離,污泥一部分回流至厭氧反應器,上清液作為處理水排放。
AAO工藝具有處理效果高,BOD去除效率可達到90%??偟コ首罡呖蛇_到85%。同時污水泥量大,對水力負荷沖擊能力強。
結束語
綜上所述, 我國農村污水處理主要為生物處理方法, 各種方法均有各自的優(yōu)缺點。目前農村污水處理技術主要集中于AAO、生物濾池、MBR膜工藝、穩(wěn)定塘及人工濕地工藝。其中AAO工藝處理農村生物污水具有處理效率高,人工濕地具有抗負荷沖擊能力強,而生物濾池具有運行成本低的優(yōu)點。
參考文獻:
[1] 張克強.農村污水處理技術[ M] .北京:中國農業(yè)科學技術出版社, 2006.