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行业新闻

村镇分散性污水处理专题研究

来源: 时间:2017-04-09 09:18:52 浏览次数:

1 1  意义

2011 年 7 月 8 日至 9 日,胡锦涛主席在水利工作会议上的讲话中强调:要着力推进水生态保护和水环境治理,坚持保护优先和自然恢复为主,维护河湖健康生态,改善城乡人居环境。农村生活污水治理是我国社会主义新农村建设的重要环节,也是河道治理中要解决的污染源的一个主要点。采用先进实用的污水处理技术和工艺,因地制宜,加快农村生活污水的处理和资源化利用,既可以保护村镇水环境和节约水资源的具体目标,也可以充分体现生态村镇建设资源节约环境友好和社会和谐的科学发展模式。

2 2  村镇分散性污水处理技术

2.1 小型一体化污水处理装置

2.1.1 净化槽

依靠物理处理和生化处理相结合的方法,通过微生物分解、物理沉淀和化学絮凝反应来削减污水中污染物的量。净化槽是一体化设备,其工艺步骤集中在一个槽内完成,各步骤之间用隔板隔开。

2.1.2 移动床生物膜反应器

将微生物生长在较小的填料载体上,而载体在反应器内可随水流自由移动,从而达到处理污水的目的,这种装置无须反冲洗,可连续运行,又不易堵塞,另外,该装置的生物膜载体的填充率可根据生物膜量的需要进行选择。

2.1.3 膜生物反应器

由膜分离和生物处理组合而成的一种新型的污水处理技术,特别适合分散性污水处理的需要。按膜组件的作用可分为分离膜、无泡膜以及萃取膜;按膜和生物反应器的组合形式可分为外置膜和内置膜。与传统的活性污泥法相比,该工艺流程短、占地省、放置场所不受限制。

2.1.4 一体化 A m O n 装置

一体化 A m O n 污水脱氮除磷装置,它突破了传统工艺在空间和时间上的布置形式,可节省很大的占地面积,而且节能,处理效果好,在处理小水量的生活污水方面有着一定自身的优势。

2.2 生物滤池处理装置

2.2.1 厌氧水解-高负荷生物滤池

厌氧水解-高负荷生物滤池组合处理工艺采用厌氧水解滤池取代传统的初沉池作为预处理工艺, 同时在传统高负荷生物滤池的基础上对其工艺构造进行了技术创新, 通过采用具有高空隙率、高附着面积和高二次布水性能的新型塑料模块填料, 取消了滤池出水回流系统,在提高处理效率的同时大幅度降低了建设投资和运行能耗。厌氧水解-高负荷生物滤池处理系统集初沉池、曝气池、污泥回流设施以及供氧设施等于一身, 大大简化了污水处理流程。运行管理十分方便,并能承受较强的冲击负荷。

2.2.2 蚯蚓生态滤池

蚯蚓生态滤池是利用在滤床中建立的人工生态系统,对污水中的污染物质通过蚯蚓和其他微生物的协同作用进行经济合理的处理和转化。将生物物种蚯蚓引入生态滤池, 可解决充氧、反硝化碳源、土壤板结等传统生态滤池不能很好解决的关键性技术难题。该技术水力负荷高, 耐冲击负荷的能力强, 与人工湿地处理技术结合, 具有较强的除磷脱氮能力。同时在滤床中增殖的蚯蚓又可作为家禽饲料,既可低能耗地去除污水中的污染物质, 又可产生一定的经济效, 是一种全新概念的污水处理工艺。

2.2.3 城镇生活污水净化沼气池

生活污水净化沼气池是在化粪池和沼气池的基础上发展起来的, 解决了化粪池处理效果差、沉积污泥多、沼气池沼气回收率低的弊端。生活污水净化沼气池的工艺流程为: 生活污水—前置处理区 1—前置处理区 2—后处理区—排出。前置处理区分为 2 级, 设计成 2 座密闭的圆柱形沼气池, 在该区进行厌氧分解、泥水分离;后处理区为生物滤池。

2.3 渗滤系统

2.3.1 慢速渗滤生态处理系统

慢速渗滤生态处理系统是将污水投配到种有作物的土壤表面,污水在流经土-植物垂直渗滤时得以净化的生态处理工艺。在该处理系统中,投配的污水一部分被修复植物吸收,一部分在渗入底土的过程中被土壤介质截获,或被土壤中的微生物转化降解为无毒或低毒的成分。

2.3.2 快速渗滤生态处理系统快速渗滤生态处理系统(RF-ETS)是将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土壤表面,污水在向下渗透过程中由于生物氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀、氧化和还原等一系列作用而得以净化的一种污水生态处理工艺类型。RF-ETS 已经成为我国污水土地处理系统的重要组成部分,适用于大、中城市市政污水管网不能达到的区域及中小城镇居民点等地区,作为城市污水集中处理的辅助措施或工矿企业和乡镇生活污水等小规模污水的分散治理,有着广阔的应用前景。我国 RF-ETS 只是替代常规二级污水处理,而国外 RF-ETS 已替代三级污水处理。

2.4 经济落后地区适宜工艺

2.4.1 周期循环活性污泥工艺

周期循环活性污泥工艺的设施简单,在一个水池内便可完成曝气、沉淀、 排水过程 ,只是把水池分隔成预反应区和主反应区。污水连续进入预反应区,经过隔墙底部进入主反应区,在保证供氧的条件下,微生物将有机物分解,清水浮在水面,污泥沉到底部,然后通过可升降的滗水器完成排水过程。滗水器安装在水池的上部,它可以按照设计好的程序自动下降,均匀地将浮在上面的清水排出,极大限度地降低了排水时对沉淀污泥的扰动。周期循环活性污泥法集曝气、沉淀、排水功能于一体,省去了传统的污泥回流设备 ,大大降低了建设费用。

2.4.2 交替式厌氧好氧完全混合活性污泥处理技术

通过自动连续监测生物反应池的溶解氧变动速率来实现曝气系统的开启和关闭,使污水能在同一反应池内完成厌氧、好氧、脱氮、除磷过程。该工艺由计算机系统自动监控曝气量和曝气时间,使厌氧好氧、硝化反硝化过程发挥大效率,在明显提高处理效果的同时,显著降低能耗。该工艺特别适用于中小型城镇污水处理和污水资源化工程。

2.5 湿地技术

2.5.1 潜流型人工湿地处理系统

潜流型人工湿地的基质由矿石和粗砂组成,从而能提供较多的孔隙以使污水能迅速渗漏到整个基质床,充分利用了填料表面生长的生物膜和丰富的植物根系;同时保湿性又好,处理效果受气候影响小,不易滋生蚊虫; 表层土和填料截留的作用,可以延长水流的停留时间,提高了处理效果和能力。潜流人工湿地成熟期相对较长 ,要 1~2 年,且潜流型人工湿地有一定的基质组成,投资较表面流人工湿地大。但在相同水力停留时间下,自由表面流湿地的水力负荷只有潜流湿地 1/3~ 1/2,若要达到同样的处理规模,则需占用更多的土地。

2.5.2 表面流人工湿地

表面流人工湿地与自然湿地相类似, 其土壤被水体所覆盖, 因而它与污水接触的面积较大。这类湿地全年或一年中的大多数时间都有表面水存在, 藻类和其他的浮游植物可以在自由水体表面生长。其运行受气候环境影响大,在寒冷的冬季需考虑冰冻情况。表面流人工湿地成熟期短, 只需要 3~4 个月。表面流人工湿地通常是利用天然沼泽、废弃河道等洼地改造而成, 因而其建设费用较潜流人工湿地要低。

3 3  治理原则

3.1 因地制宜采取多元化处理模式

3.2 污水处理技术应经济适用

农村污水处理工艺选择时应主要考虑以下因素。

一是满足排放标准与今后再生利用需要。

二是处理技术经济适用。

三应运行操作简便,日常维护管理简单。

4 4  成功案例

4.1 上海松江区农村生活污水处理设施试点工程

1)泖港曹家浜村,整村污水集中后再生化处理模式(新型复合生物滤池反应器+高负荷人工湿地)。

2)新浜镇胡家棣村,以自然村落为单位的三格式化粪池+高负荷人工湿地处理模式。

3)新浜镇新浜村,以自然村落为单位的三格式化粪池+天然氧化塘生态处理模式。

4.2 武汉新农村生活污水处理试点工程

1)新洲区高山村,该村 287 家农户每户都修建了排水渠,地下埋设了 1000余米下水道。生活污水由排水渠经下水道直接排往村中的氧化塘,污水经自然氧化过滤后,可用于农田灌溉。此法改变了污水横流现象,也解决了农业灌溉问题。

2)黄陂区刘家山村,每天有近百吨生活污水排入格栅井进行预处理,去除污水中大的悬浮物后,污水依次通过隔油池、厌氧池、厌氧生物滤池和氧化沟,出水可用于农田灌溉。

3)东西湖区慈惠农场石榴红村,采用湿地生态系统解决了农业生态旅游餐饮污水及生活污水的处理问题。污水进入过滤池后,通过池中种植的美人蕉等植物进行自然净化。这种污水处理方式无运行费用,不需人员操作,非常适合在农村推广。

4.3 浙江省安吉县采用的分散式湿地处理模式

根据村庄地势和农居分布情况,因地制宜,建设分散式人工湿地污水处理池。具体做法是:在小花池内铺上大小两层鹅卵石,再铺上泥沙,种上植物。鹅卵石表面长出的微生物吸附污水中的污染物,再用植物的根部来吸附鹅卵石的微生物。花池上面,种植黄杨、芭蕉和兰花等根系发达的植物。处理后的污水经监测,总磷、总氮、悬浮物等污染物处理率都在 百分之九十以上。

5 5  村镇污水治理模式

5.1 无动力厌氧工程处理模式

统一建设地埋式大型净化沼气池,将全村生活污水通过管道网络、格栅井收集至沼气池,采取无动力厌氧工程实行统一处理。

5.2 微动力好氧工程处理模式

村内轻污染家庭工业或养殖场污水采取微动力好氧处理模式。即在无动力厌氧工程处理的基础上配套微动力曝气设施。

5.3 小型沼气池处理模式

地势较复杂,不易统一铺设污水管道的村庄,实行多户联建沼气池处理模式,农居特别分散的,单户安装玻璃钢生活污水厌氧净化器处理。

5.4 湿地处理和植物吸收处理模式

经以上三种方式处理后的生活污水,有条件的农村应配套湿地处理或植物吸收处理,以达到更好的处理效果。

6 6  运行模式

6.1 技术路线

村镇污水处理技术的选择要量力而行,充分考虑到农村地区财力状况薄弱、农民实际承受能力较低这一普遍情况,处理工艺的选择不能盲目攀比,不能一味地选择时髦先进、处理效果好、自动化控制水平很高的处理工艺,而着重应该考虑选用既成熟可靠,又适合农村特点和实际的污水处理技术。建议污水处理技术的选择优先达到两个目标:一是达标排放或回用;二是注重经济适用,运行成本低,管理维护简单。农村污水治理由行政机关、用户以及行业机构共同参与完成。污水治理设施设立时,可由用户向行政机关提出申请。

6.2 可持续发展

6.2.1 运行费用

市、区财政应对污水处理工程运行费用进行适当补贴。目前各地村委会和村民对污水处理费虽有一定的承受能力,但都不愿意承担。另一方面由于目前国家对于农村排污既没有排污收费政策,也没有污水处理补偿政策,要求村民承担全部污水处理费不现实,需政府相关部门出台政策,以保证设施的长期运行,并建议市、区财政给予相应补贴,村民或村委会可以负担部分污水处理费用,以提高村民的责任感。市、区根据污水处理站运行情况 ,出台奖励政策 ,作为对村民的补偿。

6.2.2 技术开发

先进的新农村污水处理技术是适合我国农村实际、低耗、低成本的污水处理技术。我国农村地区自身财力有限,管理者素质不高,应结合这些特点及当地农村的实际情况,开发推广处理效果好、建设投资费用低、运行管理简单的小型污水处理工艺。

6.2.3 完善管理

在推进新农村污水治理的过程中,要建管并重,注重管理 ,建立行之运行管理机制,保证新农村污水治理工程的长期稳定运行。分散型污水系统管理项目的成功是基于各个管理实体的管理效果、规章法案的制定和执行能力。因此,在不同的管理领域(水域、县地区或者民族地区)处理好各个管理实体之间的关系,对于提高项目管理的能力达到污水处理系统运行、保护人体健康和水源的目的是非常必要的。