污水处理技术工艺

农村生活污水现状及处理技术分析

发布日期:2019-01-26 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

围绕城乡发展一体化,深入推进新农村建设的历史任务,并指出需加大农村污水处理和改厕力度,全面推进农村人居环境整治。随着中国农村居民生活水平的快速提高,农村生活污水的排放量也在不断增加。

大部分的村庄缺乏完善的排水渠道和污水处理系统地埋式随意排放的生活污水对农村的生态环境造成严重污染一体化不仅对地下水造成严重威胁处理设备而且引起湖泊氮终身维护磷富营养化,甚至可能导致黑臭水体的产生。因此,加强农村生活污水处理迫在眉睫。

根据农村生活污水的特点和当地的经济社会条件,因地制宜地采用不同的农村生活污水分散处理技术,是解决农村水污染问题的关键。这也是改善农村生态环境的必要措施。在此基础上,对国内外分散式生活污水处理技术进行了综述,以探索适合我国农村地区生活污水分散处理的技术。

农村生活污水现状

1农村生活污水特点

由于农村人口分散,农村生活污水具有以下特点:

1)总量大且不断增加,环境污染严重。随着中国新农村建设的快速发展,农村生产和生活污水的排放也在增加。据统计,2010年我国农村污水排放量约为90 times;108t,预计到2017年,我国农村污水排放量将达到148 times;108t。任意排放污水导致农村河网和地下水水质持续快速恶化。农业灌溉沟渠和农村河道的水环境一般属于Ⅴ类,甚至许多渠道都不符合农业灌溉水质标准的要求。

2)有机物含量高。郑州电力管的小编了解到农村生活污水主要是农村居民生活当中产生的厨房污水、洗涤用水及厕所冲水,其中COD、氮磷、悬浮物及病菌等为主要污染物,氨氮、总氮、总磷等污染指标浓度总体较高。

3)水质水量波动大,粗放型排放。按照农村生活规律,污水明显表现为间歇排放且日变化系数较大,一般可达3.0~5.0,污水排放有着明显的早中晚三峰特征或早晚双峰特征;同时受作物生长、地理环境、气候等多种因素的影响,不同农村地区不同季节排放的水质水量均不同。另外,由于农村污水排放管网不完善,农村生活污水普遍排放,排放小而分散。

2农村生活污水处理

近年来处理设备我国对环境问题的高度重视案例展示污水的处理率不断提高。住建部统计数据显示,到2013年年底,我国城市污水处理率已达89.34%,县城的污水处理率达78.47%,而对生活污水进行处理的建制镇比例仅18.9%,对生活污水进行处理的建制村比例更是仅为5.1%。目前,仅上海市的农村污水处理取得一定成果,处理率达43%,为全国zui高。中国农村生活污水处理困难的主要原因是:

主要内容如下:

1)农村生活污水成分日趋复杂,水质波动较大,难以正确评价生活污水污染负荷,影响污水处理方案的合理设计和处理工艺的正确选择;

2)农村居民环保意识薄弱,农村经济实力不同,地理条件不同。污水处理技术的选择受到诸多因素的制约。

3)我国农村人口相对分散、独立,人口基数大,规模小,密度低。

综上所述,农村生活污水处理不能像城市那样,应选择规模小、成本低、运行成本低、管理维护简单方便的技术。

农村生活污水处理技术

20世纪80年代末,我国开始对农村生活污水处理进行研究。近年来,我国农村污水处理技术得到了越来越多的应用和发展。目前,国内外现有的适用于分散式生活污水的工艺可分为一体化处理系统和分步处理系统,巩义造粒厂污水处理公司,其中分步处理系统又可分为初级处理工艺和主体处理工艺。一级处理主要用于去除部分固体悬浮物。主要处理工艺主要用于去除N、P和一些有机化合物。

1一体化处理系统

综合污水处理设备是集污水预处理、二次处理和先进处理设备于一体的中小型污水处理设备。目前广泛应用于接触氧化反应器、气举回流一体化装置、净化槽处理系统等。

探讨将土地渗滤和生物接触氧化装置组合而成的一体化污水处理工艺,对TN、TP等污染物的去除率在 80% 以上,并在郊区农村得到广泛应用。刘惠敏等研究开发的气升回流式一体化接触氧化反应器,将原有装置的TN利用曝气实现硝化液回流、强化脱氮,将TN去除率增加了5%~20%。张媛媛等、周琦等针对分散型生活污水处理改进气升回流一体化工艺,改变好氧区、厌氧区和沉淀区的容积比,发现系统对COD、NH4+-N、TN的去除率分别可达80%、90%和60%。

净化池处理系统是原产于日本的小型生活污水一体化处理装置。目前,66%的日本人使用这一技术净化污水。国产净化罐引进改造后,处理效果更好。在日本净化罐的基础上,Dry Steel等将采用浙江的膜净化罐系统。系统对 COD、BOD5、NH4+-N、TP和SS的平均去除率分别为 83.64%、84.46%、97.94%、94.13%和93.95%,处理后出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)规定的一级 A 标准。

2土壤渗滤处理技术

土壤渗滤液处理是利用土壤-植物-微生物复合生态系统,通过土壤吸附、微生物降解和植物吸收,净化污水的一种处理方法。目前,土壤入渗处理技术主要分为三类:慢入渗系统、快入渗系统和地下入渗系统。

1土壤慢速渗滤系统

土壤缓慢渗滤液系统是一种土地处理系统,它将废水缓慢地分配到作物的土壤表面,当废水通过地表土壤-植物系统时得到充分的净化。但其水力负荷相对较小,污水处理能力有限。研究表明,改善排水设施可以提高土壤慢速渗滤系统的速度。

段增强等研究优化传统土地慢速渗滤处理系统的布水排水措施,使系统对tn、tp、cod、toc、nh4+-n的平均去除率分别达80.7%、89.2%、89.5%、60.2%、85.7%。赵建芬等通过增大水力负荷,改进排水设施,使得慢速渗滤土地处理系统出水水质优良,除TN外各指标浓度达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)III类水质标准。

同时,土壤入渗系统对高浓度污水也有很好的去除效果。王振等开展高浓度较养猪废水的土壤慢速渗滤系统处理效果研究,结果表明,系统对TN的去除率达80.2%,对TP、COD去除率均在90%以上。

2土壤快速渗滤系统

土壤快速渗滤液系统是将一定数量的污水注入土壤表面,具有良好的渗滤性。在下渗过程中,通过生物过滤、沉淀、氧化、硝化、反硝化等一系列功能对污水进行净化。北京昌平快速渗滤池运行稳定时对cod、nh4+-n、ss、bod5、tn、tp去除率分别为91.5%、85.6%、98%、95.3%、83.2%、69%。

此外,快速发展的人工快速渗滤系统采用天然河砂和具有良好渗透性的特殊填料,取代传统渗透系统中的天然土层,提高水力负荷,减少占地面积,提高系统的富氧能力。并去除污染物。平玉焕等对曝气区的研究表明,人工快速渗滤系统的加气区对COD和NH4 + -N具有良好的去除效果。

鸿淳环保对人工快速渗滤系统的研究,发现滤池出水水质稳定、良好,NH4+-N和SS的去除率在90%以上。但人工快速渗滤系统易受季节、温度等因素的影响。冯绍元等对不同季节下人工快速渗滤系统进行研究,结果表明,在夏季高温时,系统对地表微污染水的净化效果较好,对COD和NH4+-N的平均去除率分别为45%和65%;在冬季低温时,对COD和NH4+-N的平均去除率只有20%和60%。

3土壤地下渗滤系统

地下土壤入渗系统的配水设施均埋于地下,不影响地表景观,受天气影响较小。stewart等研究地下土壤渗滤系统对农村生活污水去除效果,发现系统对bod、cod、tn、ss的去除率分别为82.9%、78.2%、69.8%、82.8%。

robertson等将地下土壤渗滤系统应用于澳大利亚农村生活污水的处理,试验表明系统对bod、cod、tn、ss、tp的去除率分别为84.7%、86%、59.4%、77%、83.8%。水力负荷率和污染物负荷率会影响土壤入渗系统的处理效果。Li等人结果表明,随着水力负荷率和污染物负荷率的增加,土壤入渗系统中污染物的去除率降低。

可以看出,土壤渗滤液系统具有工艺简单、去除率高的特点,适合我国农村生活污水的处理。

3人工湿地处理技术

人工湿地技术主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水进行处理的一种技术。其基本元素是湿地基质、植物和微生物,对污染物的转化和去除具有重要意义。废水中污染物的去除效率相对较低,尤其是对污染物中的N、P的去除效率较低。

人工湿地对N的去除主要途径为硝化和反硝化作用,一般N的去除率在35% 50%之间。然而,由于溶解氧的限制和生物碳源的缺乏,人工湿地中氮的去除率难以提高。增加水体中的溶解氧可以提高人工湿地(如人工湿地与藻类池塘结合)对氮的去除效率。

赵等。采用垂直流法结合藻类池塘建设湿地,试验了低温条件下水体污染物的去除效果。其原因是藻类光合作用增加了复合系统中的溶解氧含量。同时,藻类为微生物提供了额外的生物碳源,从而提高了整个系统中氮的去除效率。

植物是人工湿地的核心之一。是否有植物对人工湿地的处理效果有明显的影响。结果表明,有植物和无植物的湿地系统对TN、TP和BOD的去除率显著高于无植物的湿地系统。同时,湿地植物应选择去污效果强,根系发达,生长季节长的植物。植物应适当匹配,以提高人工湿地的净化能力。芦苇、香蕉、风车魏成组合的净化效果明显高于单株组合。

4稳定塘处理技术

稳定塘是一种人工修复堤防防渗层,主要通过微生物降解、沉淀、转化、过滤等作用去除污染物。其对NH4+-N的去除易受环境温度、pH等因素影响,表现为温度和pH较高时,硝化/反硝化以及NH4+-N的挥发作用是TN的主要去除机制,若在冬季低温时,NH4+-N挥发作用则会受到抑制。

稳定塘中磷的去除主要是由于水生植物的吸收与底泥对磷的吸附/解吸之间的相互作用。缺点是占地面积大,水力停留时间长,气味和处理不稳定。通过缩短曝气稳定池的曝气周期,李怀正可以提高系统的脱氮除磷效率。

孙楠等针对严寒地区农村生活污水提出凹凸棒土-稳定塘模式,试验得COD、NH4+-N、TP的平均去除率分别为91.5%、87.7%、84.1%,改进后的稳定塘,对污染物去除率显著提高。利用细菌与藻类的共生关系也是改善稳定塘的方向之一。

美国加州大学伯克利分校的Oswald制作了一种高效藻类塘,试验发现高效藻类塘对COD、BOD、NH4+-N、TN、TP的去除率分别为75%、60%、92%、75%、50%,同时相对于传统稳定塘,高效藻类塘具有占地面积小、停留时间对较短、运行成本低等优点,应用前景广阔。

5蚯蚓生物滤池技术

蚯蚓生物滤池技术是近年来出现的一种新型的生态污水处理技术。其原理是痰具有提高土壤渗透性和透水性的作用,促进有机物的分解和转化,利用锶和微生物的协同共生来处理和转化污泥。

与传统的生物滤池相比,蚯蚓生物滤池利用蚯蚓的活性提高了滤层的渗透性,促进了有机物的分解,弥补了传统生物滤池运行过程中污泥容易堵塞的缺点。KUMAR等将河床材料作为主要滤料构建起蚯蚓生态滤池,结果发现BOD5、TSS、TDSS的去除率均在80%以上。

考察了不同布水条件下蚯蚓生态滤池对生活污水处理效果,发现滤池在不同布水条件下对污染物均有较高的去除率,对COD、NH4+-N、TN 和 TP去除率分别为 84%~94%、94%~98%、70%~84%和 97%~98%。李军状等对蚯蚓生态滤池处理太湖农村生活污水进行试验研究,通过强制系统通风、改进蚯蚓床填料、采用适宜的运行方式等措施优化滤池,系统对COD、TN、TP以及NH4+-N的去除率分别达81%、66%、89%和82%。

蚯蚓喜欢生活在温暖的环境中,在0~5℃休眠,32℃以上停止生长,适宜温度为15~30℃,因此温度和季节变化对于单一的蚯蚓生态滤池影响较大。郭飞宏等研究不同季节多级蚯蚓生态滤池对于农村生活污水处理效果,试验表明,多级蚯蚓生态滤池在夏季和冬季去污效果都较好,出水水质均达GB18918-2002一级A类标准。

Zhao等将水生植物引入蚯蚓生态滤池并探讨不同季节对蚯蚓生态滤池净化效果的影响,滤池对COD、总氮、氨氮和总磷的最大去除率分别为93.88%、83.92%、98.11%和94.14%。上述研究表明,蝎子生态滤池是一种处理农村生活污水的新工艺,具有去污效果好,工艺流程简单等优点,具有良好的应用前景。

6膜生物反应器

膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术有机结合而形成的一种新型废水处理系统。膜生物反应器以膜组件代替传统生物处理技术的沉淀池。采用膜分离技术在水中截留活性污泥和高分子难降解有机物,延长水力停留时间,提高降解效率。实现污水处理。

DING等采用一体化立式膜生物反应器处理生活废水,COD和NH4+-N的去除率分别可达95%和99%。PRIETO等采用气升式厌氧膜生物反应器处理家庭废水,结果表明COD、TN、TP的去除率分别为98%、96%、93%。FENG等将生物带载体复合膜生物反应器和悬浮载体复合膜生物反应器对比处理污水,试验表明生物带负荷膜生物反应器对TN、COD去除效果更佳,分别可达95%、94%。

膜生物反应器(MBR)具有良好的污染物去除率和较高的出水水质,是一种高效的生物废水处理技术。然而,膜生物反应器也存在一些不足。膜在运行过程中易被污染,膜通量降低,管理不便,技术要求高,阻碍了膜生物反应器在农村的应用。

几种分散式生活污水处理技术的比较

根据文献,本文比较了中国农村普通分散生活污水处理技术的范围,优缺点,如表1所示。

从表1可以看出,与人工生态处理系统相比,自然生态处理系统的基本建设成本和运行成本较低,但系统的运行状况和污水处理效果容易受到自然因素的影响。人工生态处理,去污效果,快,但运行费用高,复杂。因此,农村分散式生活污水的处理应适应当地的实际情况,根据当地的自然条件、经济条件、污染程度等综合条件来确定最佳的地方污水处理工艺。

结语与展望

随着新农村建设的深入,农村环境治理已被提上议事日程。“水污染行动计划"明确指出,要大力推进农业农村污染,畜禽养殖污染,控制农业面源污染,到2020年,新增完成综合整治的建制村13万个。中国的农村污水处理起步较晚,主要依靠国外先进技术。还应根据中国农村的实际情况,选择合适的,低成本,易于管理,绿色环保的污水处理系统。总之,有以下建议:

1)建立完善的污水收集系统。由于缺乏环保意识和缺乏广泛的污水管网设施,使村民的生活环境严重恶化,甚至对地表水和地下水造成污染,从而危害人们的健康。因此污水收集的完善必不可少。例如,由于农村生活污水的主要成分是NNP,可在收集后用于农业,并可将收集的灰分水作为中水处理或直接排放,以降低处理成本。

2)合理选择污水处理技术。一般来说,根据农村人口密度低、居住分散的特点,得出分散式生活污水处理技术适合我国农村地区的结论;其次,不同农村地区的情况不同,因此选择最适合农村地区的污水处理技术尤为关键。因地制宜的污水处理技术。综合评价和分析该区域的地理位置、经济条件和污染状况,选择本文提到的分散式污水处理技术。

3)加强污水处理技术的应用研究。目前的污水处理技术都存在着不同程度的缺陷,今后应加强对污水处理技术的深入研究,因为单一的污水处理技术存在各自的缺陷,因此,也可以考虑不同技术的合理组合,综合发挥各自的效用,相互弥补,提高污水处理效率。

农村生活污水现状及处理技术分析

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