農(nóng)村生活污水處理技術(shù)研究進(jìn)展

1、    農(nóng)村生活污水處理技術(shù)研究進(jìn)展    鄒曉月摘 要： 針對我國農(nóng)村污水處理問題已經(jīng)成為影響我國農(nóng)村水環(huán)境以及新農(nóng)村建設(shè)的主要因素之一的現(xiàn)狀，尋找適合處理農(nóng)村污水的技術(shù)迫在眉睫。介紹了農(nóng)村污水處理的特殊性，并重點闡釋了包括土地處理系統(tǒng)、穩(wěn)定塘、人工濕地、凈化槽四種農(nóng)村污水處理技術(shù)的原理、優(yōu)點、缺點和國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀，最后提出農(nóng)村污水處理要因地制宜，經(jīng)濟(jì)允許。關(guān)鍵詞： 農(nóng)村生活污水；土地處理系統(tǒng)；穩(wěn)定塘；人工濕地；凈化槽一、研究背景和意義近年來，農(nóng)村生活污水對河流湖泊等受納水體造成嚴(yán)重的污染，已受到全世界的普遍關(guān)注1。據(jù)權(quán)威資料統(tǒng)計，我國農(nóng)村年生活污水排

2、放量超過80×108 m3，但是96%的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)2。未經(jīng)處理的生活污水通過點源和非點源排放進(jìn)入水庫、河流、湖泊等自然水體，將會導(dǎo)致不同程度的水體富營養(yǎng)化和水質(zhì)惡化現(xiàn)象，并對當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬘盟踩珮?gòu)成威脅。另外，我國在十三五規(guī)劃當(dāng)中明確提出要加強(qiáng)農(nóng)村飲用水水源地保護(hù)、農(nóng)村河道綜合整治和水污染綜合治理。強(qiáng)化土壤污染防治監(jiān)督管理。實施農(nóng)村清潔工程，加快推動農(nóng)村垃圾集中處理，開展農(nóng)村環(huán)境集中連片整治。嚴(yán)格禁止城市和工業(yè)污染向農(nóng)村擴(kuò)散3。因此，為加速我國新農(nóng)村建設(shè)，農(nóng)村污水處理勢在必行。二、農(nóng)村污水及污水處理的特征農(nóng)村生活污水的主要特點是污染面廣，水量小、較分散、難收集、間

3、歇排放、有機(jī)物濃度高、尤其氮、磷含量較高，含有大量病菌和寄生蟲等，如太湖流域農(nóng)村生活污水排放對太湖污染的貢獻(xiàn)率中氮占35.35%、磷占59.65%，故處理時不僅要消減有機(jī)物還要進(jìn)行脫氮除磷?，F(xiàn)行的城市污水處理技術(shù)雖然可行，但投資高，運行費用大，管理要求高，在農(nóng)村難以推廣使用，因而農(nóng)村基本無污水收集和處理設(shè)施4-6。三、國內(nèi)外研究進(jìn)展鑒于農(nóng)村污水排放的特殊性，以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素的制約，農(nóng)村生活污水的治理一般不采用投資大，運行管理復(fù)雜，維護(hù)費用較高的工藝，如氧化溝工藝、a/o工藝、ab、sbr等。雖然目前農(nóng)村污水的處理模式主要有兩種：集中處理模式和分散處理模式7。但由于我國農(nóng)村地區(qū)污水管網(wǎng)系統(tǒng)

4、嚴(yán)重缺失，與集中處理模式相比，分散處理模式所需水量小、投資費用低、不受當(dāng)?shù)氐乩淼挠绊?、維護(hù)管理方便；在確保處理效果的前提下，有利于實現(xiàn)流域內(nèi)水資源的循環(huán)利用。因此，分散處理模式更適合我國廣大農(nóng)村地區(qū)。3.1 污水土地處理系統(tǒng)污水土地處理是通過農(nóng)田、林地、葦?shù)氐韧寥?植物系統(tǒng)的生物、化學(xué)、物理等固定與降解作用，對污水中的污染物實現(xiàn)凈化并對污水及n、p等資源加以利用8。這是一種基于自然生態(tài)原理，充分利用土壤-填料-微生物-植物作用于生活污水，達(dá)到節(jié)能、省資源處理廢水的復(fù)合凈化工藝9。污水土地處理源于污水農(nóng)田灌溉，其歷史可追溯到公元前。但實際意義上的開始是美國于1888年開發(fā)了污水快速滲濾技術(shù)，經(jīng)過

5、改善演變，至20世紀(jì)60年代美國已建有2000多座具有不同特色不同類型的污水土地處理場。我國也有利用污水灌溉農(nóng)田并進(jìn)行污水處理的悠久歷史。20世紀(jì)80年代初，隨著城市與工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，我國先后開辟了十多個大型污水灌溉區(qū)。目前，污水土地處理系統(tǒng)已經(jīng)有所發(fā)展，根據(jù)系統(tǒng)中水流運動的速率和流動軌跡的不同，污水土地處理系統(tǒng)可分為四種類型：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)。污水土地處理有明顯的優(yōu)點：促進(jìn)污水中植物營養(yǎng)素的循環(huán)；可利用廢劣土地、坑塘洼地處理污水，基建投資?。皇褂脵C(jī)電設(shè)備少，運行管理簡便低廉，節(jié)省能源；污泥能得到充分利用，二次污染小。當(dāng)然污水土地處理系統(tǒng)如果設(shè)計不當(dāng)或管理

6、不善，也會造成許多不良后果，如：污染土壤和地下水，特別是造成重金屬污染、有毒物質(zhì)污染；散發(fā)臭味、蚊蠅滋生，危害人體健康等。3.2 穩(wěn)定塘穩(wěn)定塘又稱氧化塘，是一種天然的或經(jīng)過一定人工構(gòu)筑的污水凈化系統(tǒng)。污水在塘內(nèi)經(jīng)較長時間的停留、儲存，通過微生物（細(xì)菌、真菌、藻類、原生動物等）的代謝活動，以及相伴隨的物理的、化學(xué)的、物理化學(xué)的過程，使污水中的有機(jī)污染物、營養(yǎng)素和其他污染物質(zhì)進(jìn)行多級轉(zhuǎn)換、降解和去除，從而實現(xiàn)污水的無害化、資源化與再利用。穩(wěn)定塘凈化污水歷史悠久，但真正的研究始于20世紀(jì)初。目前，全世界已有50多個國家采用穩(wěn)定塘處理污水，其中德國2000余座，法國1500余座。我國有關(guān)穩(wěn)定塘的研究始

7、于20世紀(jì)50年代末，至1992年已有17個省市建成80多座穩(wěn)定塘用于生活污水、城市污水和各種有機(jī)性工業(yè)廢水的處理10。穩(wěn)定塘按塘水中微生物優(yōu)勢群體類型和塘水的溶解氧狀況可分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘和曝氣塘。其主要優(yōu)點是可充分利用地形，節(jié)省基建投資；運行維護(hù)費低，系統(tǒng)基本不耗能；無需污泥處理；可實現(xiàn)污水資源化11。但穩(wěn)定塘也存在諸多缺點， 如有機(jī)負(fù)荷低， 占地面積大， 處理效果受氣候條件影響大， 懸浮的藻類使出水cod 較高12。3.3 人工濕地處理系統(tǒng)人工濕地是人工建造和管理控制的、工程化的濕地；是由水、濾料以及水生生物所組成，具有高效生產(chǎn)力和較天然濕地有更好的污染物去除效果的生態(tài)系統(tǒng)13。

8、它由植物、動物、微生物形成一個獨特的生態(tài)環(huán)境，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等，實現(xiàn)對污水的高效凈化處理14。國際上對人工濕地污水處理系統(tǒng)的研究始于20世紀(jì)70年代15，但人工濕地污水處理技術(shù)最早出現(xiàn)在1903 年，英國在約克郡建立了世界上第一個人工濕地處理系統(tǒng)16。20 世紀(jì)80 年代初，美國人也開始了人工濕地技術(shù)的理論研究，并提出相關(guān)的理論和參考設(shè)計參數(shù)17-18。人工濕地在我國發(fā)展起步較晚，1987 年天津環(huán)保所建設(shè)了我國第一個占地6 hm2 的蘆葦濕地。經(jīng)過20 多年的研究，我國在人工濕地污水處理技術(shù)及其工程應(yīng)用方面取得了一定的發(fā)展，人工濕地一般對bod5 的去除

9、率在85% 95%， cod 去除率可達(dá)80%以上，對n 的去除率可達(dá)60%，對p的去除率可達(dá)90% 以上19-20。按照布水方式的不同或水在系統(tǒng)中流動方式的不同，一般可將人工濕地分為三種類型：表面流濕地；水平潛流濕地；垂直流濕地。人工濕地具有投資運行費用低、管理維護(hù)簡便和具有景觀功能的優(yōu)點，當(dāng)然，人工濕地系統(tǒng)同樣有自身的局限性，如占地面積大、水力負(fù)荷較低、處理效果受氣候影響較大、設(shè)計缺乏經(jīng)驗參數(shù)和相應(yīng)規(guī)范等。 3.4 凈化槽凈化槽是日本研發(fā)的一種分散處理污水的一體化裝置， 其形式多種多樣， 規(guī)格分布為5 2000人型， 適用范圍非常廣泛。該技術(shù)利用微生物分解、物理沉淀和化學(xué)絮凝反應(yīng)，通過二步

10、厭氧和一步好氧生物濾床降解污水的一種高效生物反應(yīng)器21。裝置內(nèi)包括預(yù)處理、生物處理、沉淀、消毒、污泥處理5個單元22。它有很好的處理性能， 凈化出水可達(dá)國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)， 其中bod 去除率在90% 以上， 出水bod在20mg/l以下23。根據(jù)處理方式的不同， 凈化槽又可分為只能處理糞便污水的單獨處理凈化槽和可同時處理糞便污水和生活雜排水的合并處理凈化槽24。同時，凈化槽處理技術(shù)還具有以下優(yōu)點處理工藝簡單便捷，出水穩(wěn)定；處理效率高，抗污水沖擊負(fù)荷強(qiáng)；管理方便，動力消耗少；處理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)后，容易大規(guī)模普及。該技術(shù)主要源于日本，目前我國也有應(yīng)用，如無錫太湖濱的山水城污水處理廠附近進(jìn)行試驗運行

11、， 出水bod 低于5mg/l， cod基本達(dá)到50mg/l以下25-26。四、總結(jié)農(nóng)村生活污水的處理已經(jīng)迫在眉睫，但是由于我國農(nóng)村污水處理起步較晚，各種技術(shù)發(fā)展不均衡。因此，在推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)的進(jìn)程中，我們要因地制宜，結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展水平和氣候、水文、地形地貌的差異，如當(dāng)?shù)氐膹U塘、灘涂、廢棄的土地，因而基建投資低，減少了二次污染。鑒于農(nóng)村地區(qū)基本上沒有鋪設(shè)污水管網(wǎng)，建議采用分散式處理系統(tǒng)，有條件的地區(qū)可以普及凈化槽技術(shù)。另外，相關(guān)部門應(yīng)加大農(nóng)村污水處理的投資力度，盡快落實處理政策，為農(nóng)村環(huán)境建設(shè)保駕護(hù)航。參考文獻(xiàn)1 sarah atkinson，lucilia.prevention and

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