河北一體化生活污水處理設(shè)備

我們只有一個(gè)地球，共在一片藍(lán)天下，讓我們采取新行動保護(hù)和凈化我們的地球。

保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)生命。

西部開發(fā)環(huán)保先行。

污水管網(wǎng)→厭氧（或化糞池）→好氧處理→沉淀→過濾→除臭消毒→回用

鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理與控制途徑

2. 5 蚯蚓生態(tài)濾池

   蚯蚓能使土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu),疏松多孔,透氣性好,而且蚯蚓吞食腐爛的有機(jī)物和泥土。在生態(tài)濾池中,還具有促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化等生態(tài)功能。蚯蚓生態(tài)濾池對COD、BOD5、研究發(fā)現(xiàn)塘內(nèi)p H 值和葉綠素a濃度共同決定磷酸鹽在傳統(tǒng)基礎(chǔ)上改進(jìn)的高效藻類穩(wěn)定塘比傳統(tǒng)的穩(wěn)定塘有更多的生物,并增加攪拌裝置,促進(jìn)污水混合;調(diào)節(jié)塘內(nèi)的氧氣和二氧化碳的濃度,及水溫和水質(zhì),從而提高有機(jī)物、氮和磷的去除率。

（1）加強(qiáng)政府引導(dǎo)，科學(xué)規(guī)劃鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)

   這與人們對環(huán)境認(rèn)識和政府盲目追求政績有關(guān)，也與地方財(cái)政收入多少有關(guān)。鑒于此，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)的過程中，各地方政府應(yīng)加強(qiáng)管理與引導(dǎo)，科學(xué)合理的規(guī)劃建設(shè)。我國農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)一般規(guī)模不大，現(xiàn)正處在改造、擴(kuò)大發(fā)展迅速期。在建設(shè)的過程中，大多是農(nóng)民買地自建房屋的多，統(tǒng)一設(shè)計(jì)建造的少；科學(xué)合理規(guī)劃的較少，隨意規(guī)劃的地區(qū)多。生活污水管敷設(shè)亂，直接就近排放的現(xiàn)象普遍。

（2）鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理工藝的選擇

   我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水通過管道收集后，按照現(xiàn)有大城市生活污水工藝處理，其處理設(shè)施建造投資與日常運(yùn)營費(fèi)用，我國大多鄉(xiāng)鎮(zhèn)的財(cái)力難以承受，這也成為制約鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水治理的瓶頸。因此選擇投資低、日常運(yùn)營費(fèi)用少的工藝是關(guān)鍵。解決該問題的途徑，筆者認(rèn)為應(yīng)從各地實(shí)際情況出發(fā)。

（1）經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、規(guī)模大且用地緊張的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其生活污水處理工藝應(yīng)優(yōu)先采用處理后回用工藝

   該工藝的污水先經(jīng)過厭氧發(fā)酵處理后，可以去掉污水中部分有機(jī)物；再用常規(guī)好氧處理；好氧處理后出水經(jīng)過消毒除臭回用于當(dāng)?shù)鼐用駴_廁所、綠化澆灌、道路沖洗等。該工藝處理后回用所涉及到的回用管道系統(tǒng)，在現(xiàn)有大城市中因歷史原因無法實(shí)現(xiàn)，但在規(guī)模不大，經(jīng)濟(jì)條件好的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其回用管網(wǎng)的改造敷設(shè)是容易做到，處理設(shè)施的日常維護(hù)費(fèi)用，可以從收取排污費(fèi)、中水使用費(fèi)來維持。處理設(shè)施投資可以通過市場運(yùn)作來融資。

（2）經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、規(guī)模小且用地緊張的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其生活污水處理工藝應(yīng)優(yōu)先采用微動力充氧好氧生物處理+土壤滲濾工藝：           

污水管網(wǎng)→厭氧（或化糞池）→好氧處理→土壤滲濾→排放水體

   該工藝的好氧處理可以采用固定生長型反應(yīng)器，土壤滲濾可以選擇綠化用地等。后段采用土壤滲濾處理，前段好氧反應(yīng)器負(fù)荷比常規(guī)好氧工藝大，反應(yīng)器小，耗氧少，從而能耗與造價(jià)低。前段采有好氧處理后的出水有利于土壤滲濾處理，可以減少土壤處理占地面積且衛(wèi)生條件好。

（3）規(guī)模小且閑置土地多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其生活污水處理工藝應(yīng)優(yōu)先采用生態(tài)處理工藝，污水管網(wǎng)→厭氧（或化糞池）→生態(tài)處理→排放水體，生態(tài)處理處理單元的形式多種多樣，如土壤滲濾、生物氧化塘、濕地處理以及它們的組合體。

2.2 農(nóng)村生活污水處理途徑

   我國農(nóng)村因分布廣、散、地理地貌分布復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)相對落后，地區(qū)差別大等特點(diǎn)，解決方式采用統(tǒng)一模式不現(xiàn)實(shí)，不可操作。應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、周邊環(huán)境區(qū)別對待。

（1）經(jīng)濟(jì)落后的農(nóng)村，生活污水的收集是個(gè)大難題，有些地區(qū)因太分散無法收集，有些村莊集中，但管網(wǎng)施工難，投資大，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民與政府無力承擔(dān)。而該類地區(qū)的農(nóng)村土地多、人口密度小，生活污水來源單一且有機(jī)肥力好。因其使用不方便而長期使用無機(jī)肥，從而導(dǎo)致水體污染、土地板結(jié)現(xiàn)象突出。針對這樣的情況，只能依靠政策引導(dǎo)與市場調(diào)節(jié)來解決，只要有健全的綠色食品市場準(zhǔn)入機(jī)制、市場監(jiān)管機(jī)制等政策的引導(dǎo)，通過市場調(diào)節(jié)作用，可以大大提高農(nóng)民自覺使用生活污水澆灌土地的積極性。

（2）經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)，村落較為集中的農(nóng)村，應(yīng)加強(qiáng)生活污水的收集系統(tǒng)的建設(shè)；從能耗角度考慮，應(yīng)采用生態(tài)處理為主辦法處理污水。有條件的農(nóng)村，可以利用地形的高低，使污水在流動的過程中形成跌水狀，以利于充氧，加速微生物的降解速度，減少生態(tài)處理占地面積或提高處理效果。天然地形條件受到限制的農(nóng)村，經(jīng)濟(jì)條件允許，可以人工制造跌水充氧與生態(tài)結(jié)合的方法處理。

    去除效果,同時(shí)葉綠素a又影響pH值,但是當(dāng)pH值達(dá)到8.0時(shí),磷酸鹽的去除率下降到26%。常通過采取光照、水溫、攪拌來穩(wěn)定池內(nèi)pH值,達(dá)到穩(wěn)定的磷酸鹽去除率。TSS的去除率都在80%以上,對NH32N的去除率在55%以上,總磷去除率在45%以上。

    在南方,村落多位于山區(qū),污水廠布置受占地面積的限制,要求處理工藝自動化程度高,易維護(hù),污水處理主體設(shè)備集一體,便于運(yùn)輸、安裝及管理。對于單村污水量小于50m3/d 的單村,可采用智能化小型生活污水處理工藝(CWT2M);對于小于150m3/d的單村,可采用膜生物反應(yīng)器(MBR);分布在湖泊等流域附近的村落,需考慮湖泊等流域的富營養(yǎng)化問題,可采用高效藻類穩(wěn)定塘等。

    北方部分農(nóng)村及沿海地區(qū)大部分農(nóng)村配有污水處理系統(tǒng),多以單村處理為主。如北京各村現(xiàn)在實(shí)行污水處理建設(shè),多采單村處理模式,只有部分相對集中的村落采用集中處理;還有少數(shù)靠近城鎮(zhèn)的村落,污水管接入城市集中處理管網(wǎng)。分散布置模式采用的處理工藝主要有人工濕地、生物膜法(MBR)、智能化小型污水處理工藝(CWT)等。但存在部分系統(tǒng)冬季低溫?zé)o法運(yùn)行;日變化系數(shù)大,系統(tǒng)少數(shù)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行;污水量太小時(shí),停止運(yùn)行。

   河北一體化生活污水處理設(shè)備農(nóng)村污水處理方面,各國都有自己的處理工藝。日本在1977 年,實(shí)行農(nóng)村污水處理計(jì)劃,成立農(nóng)村污水處理協(xié)會,負(fù)責(zé)研究適合農(nóng)村污水處理的設(shè)備。其設(shè)計(jì)了JARUS模式的15種污水處理裝置,處理工藝主要是生物膜法和浮游生物法,具有體積小、成本低、操作簡單的特點(diǎn)。到1996年底,建成2000座農(nóng)村小型污水廠,處理后的中水用于農(nóng)業(yè)灌溉,污泥用作農(nóng)田肥料。德國也很重視污水處理,到1992年,全德國的污水接管率就達(dá)到92.2%。

新農(nóng)村建設(shè)中污水處理系統(tǒng)研究

1 　農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀

1. 2 　國內(nèi)農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀

   韓國農(nóng)村居民多分散居住,采用小型、簡易的污水處理系統(tǒng),工藝為濕地污水處理系統(tǒng),其缺點(diǎn)是占地大,受充分供氧、氣溫和植物生長季節(jié)的影響等。我國農(nóng)村污水處理設(shè)施建設(shè)比較晚,“十一五”規(guī)劃推動農(nóng)村污水處理建設(shè),要求農(nóng)村無公害排放,但是我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后,農(nóng)村污水處理設(shè)施建設(shè)才剛起步。

2 　污水處理工藝

2. 1 穩(wěn)定塘處理工藝

   由若干自然或人工開挖的池塘組成,通過塘內(nèi)的藻、菌、浮游水生物的綜合作用達(dá)到凈化污水,其出水水質(zhì)較好。農(nóng)村污水的隨意排放,旱廁的使用,造成江河湖泊流域、地下水等水環(huán)境受到污染,治理農(nóng)村污水,在相對集中的農(nóng)村采用集中處理,對于分散的農(nóng)村采用分散小型污水處理設(shè)施,其主要以腐化池為主,外加生物濾池、生物接觸池、穩(wěn)定塘等。Bonomo 等在研究浮萍穩(wěn)定塘系統(tǒng)處理村鎮(zhèn)或社區(qū)污水中,發(fā)現(xiàn)TSS去除率可達(dá)80% ,COD去除率大于75%，但氣溫下降,COD去除率降到60%。

   高效藻類穩(wěn)定塘受光照、溫度、水深和塘內(nèi)流速的影響大。黃翔峰等認(rèn)為冬季污水停留時(shí)間是夏季的2倍,夏季zui適宜的水溫為18～25℃,并且較高的流速能提高去除效果。設(shè)計(jì)水深時(shí),需考慮光照,更多的光透入池底,有助于藻類的光合作用,提高TP、磷的去除率。

2. 2 人工濕地處理工藝

   人工濕地處理系統(tǒng)是在人工鋪的基質(zhì)上種植蘆葦、da麻、香蒲、鳳眼蓮等水生植物,利用濕地構(gòu)成的土壤、植物,水生動物和微生物共同過濾、吸收污染物的工藝。按植物類型有挺水植物和浮游植物,按照水流形式分為表面流濕地、替流人工濕地和垂直流人工濕地。

   等人發(fā)現(xiàn)蘆葦濕地對TN的去除略好于菖蒲濕地。劉超翔等人發(fā)現(xiàn)茭白對氮、磷的吸收能力強(qiáng),蘆葦具有較強(qiáng)的輸氧能力,兩者混種能提高BOD 和氮、磷的去除率。濕地的基質(zhì)、植物和水中微生物是凈化污水的主體,植物起消耗營養(yǎng)物質(zhì)和輸氧的功能。付融冰等發(fā)現(xiàn)有植物的人工濕地的硝化能力明顯高于無植物的人工濕地。發(fā)現(xiàn)植被在人工濕地COD去除中也起著重要作用,石菖蒲植物達(dá)到80.46%;燈心草為75.53%;蝴蝶花為70.50% ,石菖蒲植物人工濕地總氮平均去除率為77.77%;燈心草為71.17%;蝴蝶花為66.38%。人工濕地對氮、磷的去除效果很好。

2. 3 　土地處理工藝

   在人工控制下,污水經(jīng)過土壤-植物系統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物等的處理,達(dá)到凈化的效果,是無動力處理工藝。我國現(xiàn)有的工藝有快速滲慮處理系統(tǒng)、地下滲慮處理系統(tǒng)等。快速滲慮處理系統(tǒng)是使?jié)B透性好的土壤處于周期性的淹沒和干旱的交替狀態(tài),使污水經(jīng)歷厭氧和好氧處理的一種處理工藝。具有較好的氮、磷去除率。人研究此系統(tǒng)的處理效果,發(fā)現(xiàn)COD,BOD5 去除率可達(dá)90%和80 %;TN ,NH +4 的去除率可達(dá)95%,表明快速滲濾污水處理系統(tǒng)具有很高的處理效果。

2. 4 　生物膜處理工藝

   生物膜法是指以天然材料(如卵石) 、合成材料(如纖維)為載體,其表面的生物膜為微生物提供附著面,微生物通過分泌的酵素和催化劑降解污水中的物質(zhì),同時(shí)代謝生成物排出生物膜。生物膜法主要工藝有生物廊道、生物濾池、生物接觸氧化池等。生物膜法具有較高的處理效率,對于受有機(jī)物及氨氮輕度污染水體有明顯的凈化效果。現(xiàn)有簡易、方便操作、集一體的生物膜工藝如膜生物反應(yīng)器(MBR)和智能化小型生活污水反應(yīng)器。

2. 6 　組合處理工藝

   組合處理工藝是根據(jù)農(nóng)村當(dāng)?shù)氐膶?shí)際水質(zhì)及出水的用途,將2個(gè)或3個(gè)工藝組合,提高處理效果和系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷性能。沿海地區(qū)等集中村落設(shè)有污水處理系統(tǒng),但處理工藝落后,多采用城市污水處理工藝;靠近城市村落,接入城市管網(wǎng);分散的、經(jīng)濟(jì)相對差的村落無污水處理設(shè)施。生物接觸氧化與人工濕地組合工藝是用空氣管人工調(diào)節(jié)供氧,替代植物輸氧作用的一種人工濕地。發(fā)現(xiàn)該工藝對農(nóng)村生活污水中的CODCr、TN、TP的平均去除率分別為72.9 %、86.6%、89.1%,出水都能達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 　我國農(nóng)村污水特點(diǎn)

   在沿海地帶,單村的污水量大,季節(jié)性強(qiáng),村落分布相對內(nèi)地集中,污水濃度高;在南方,氣溫普遍高,村落分布很分散,單村人口少,污水量小,且季節(jié)性小,污水濃度低,以有機(jī)污染物為主,普遍沒有排水管;中部農(nóng)村相對于南方,村落分散性小,污水濃度高;在北方,氣溫低,污水水質(zhì)季節(jié)性強(qiáng),濃度高,污水量小;西部農(nóng)村分布集中,氣溫低,污水量大,濃度高。

4 適合我國的農(nóng)村污水處理系統(tǒng)

4.1 處理模式

    農(nóng)村生活污水是面污染來源之一,全國90%以上的生活污水或糞便廢水直接排放到地下或湖泊等流域,如太湖、滇池的富營養(yǎng)化均有部分來自于農(nóng)村生活污水因此急需研究新農(nóng)村的污水系統(tǒng),提出適合我國的多樣化農(nóng)村污水處理系統(tǒng)。不僅能改善農(nóng)村生活環(huán)境,還能控制流域的水質(zhì)污染和湖泊的富營養(yǎng)化,改善水體環(huán)境,同時(shí)處理的中水用于農(nóng)業(yè)灌溉,緩解農(nóng)業(yè)用水的緊張。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn),農(nóng)村污水處理是新農(nóng)村建設(shè)的重要組成部分。

   在沿海地區(qū),一般采用兩種或三種組合工藝:地形寬、便于布置人工濕地、對COD、TN、TP、氨氮的去除率要求高,或中水排放到湖泊等流域的鄉(xiāng)村,有集中處理和分散處理模式,對于沿海地區(qū)、西部等村落分布集中或單村污水量大的,采用集中處理模式;對于南方等山區(qū)分散的村落,采用分散處理模式。

4. 2 污水處理系統(tǒng)選擇

   農(nóng)村的排水措施不全,對于南方、中部和北方等經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對慢的地區(qū),首先完善排水措施,改旱廁為衛(wèi)生馬桶等節(jié)水器,并在每戶修建簡易化糞池或者沼氣形式的化糞池,減輕污水處理主體的負(fù)荷,還可利用沼氣節(jié)約能源;村落靠近附近城市,且管道的布設(shè)投資低,可接入城市污水管網(wǎng)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、進(jìn)水和出水水質(zhì)及所處的環(huán)境不同,所采用的工藝也不同?？煽紤]采用厭氧沼氣-跌水充氧接觸氧化- 人工濕地工藝;同樣可采取生物接觸氧化與人工濕地組合和高效藻穩(wěn)定塘-人工濕地系統(tǒng)組合處理工藝。對于人工濕地工藝,根據(jù)污水的水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn),選取不同基質(zhì)和植物或增加其他措施,提高去除率。

    在中部地區(qū),可采用分散處理和集中處理,分布較集中的幾個(gè)村落,且管道布置投資小,采用集中處理,其他采用分散布置。需保護(hù)水源,可采用組合工藝和高效藻類穩(wěn)定塘,如水解池—滴濾池—人工濕地組合。

    在北方農(nóng)村,污水系統(tǒng)正常運(yùn)行的溫度成為重要問題,因此在考慮村落的分散性、污水量及濃度問題外,還需結(jié)合工藝的運(yùn)行溫度?？拷擎?zhèn)村落的污水盡可能接入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng),分散的單村,污水量小于50m3/d ,可采用智能化小型生活污水處理工藝,因?yàn)槠涔に嚨闹黧w埋于地下,增加其對溫度的適應(yīng)性;污水量大的村落可采用快速滲慮處理系統(tǒng)、地下滲慮處理系統(tǒng)等土地處理工藝。

    發(fā)現(xiàn)礫石潛流濕地氮去除率可達(dá)60%,磷去除率達(dá)70%,且認(rèn)為沸石潛流濕地適宜用于氨氮含量高的污水;礫石潛流濕地適宜用于處理磷含量高的污水。在選擇工藝時(shí),要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,如水質(zhì)、水溫、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素,綜合考慮確定具體工藝。還有厭氧沼氣-跌水充氧接觸氧化-人工濕地技術(shù)組合、穩(wěn)定塘和人工濕地系統(tǒng)組合的處理工藝。

    發(fā)現(xiàn)COD的平均去除率達(dá)90%,氨氮的去除率可達(dá)70%;魏群等人試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)藻類生物膜對總磷、總氮、氨氮、COD的去除率分別為98.17%、88%、89%、93.6%。目前農(nóng)村生活污水任意排放,造成流域等水體污染,同時(shí)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展趕不上城鎮(zhèn),地區(qū)特點(diǎn)突出等,因此新農(nóng)村污水處理系統(tǒng)建設(shè)迫切需要經(jīng)濟(jì)、高效、自動化高的一體化處理系統(tǒng),以適應(yīng)我國農(nóng)村污水的多樣性等。

    針對太湖流域農(nóng)村生活污水提出滴濾池-人工濕地組合工藝,發(fā)現(xiàn)其對BOD、TN 的平均去除率達(dá)75%、60%,對TP的去除率可達(dá)90%。西部地區(qū),優(yōu)先采用土地處理工藝,如快速滲慮處理系統(tǒng)、地下滲慮處理系統(tǒng)等,還可采用高效藻類穩(wěn)定塘和部分組合工藝。

    對于集中處理的村落,可采用膜生物反應(yīng)器(MBR)、蚯蚓生態(tài)濾池、快速滲慮處理系統(tǒng)、地下滲慮處理系統(tǒng)等;在水源附近的村落,農(nóng)村污水含有大量的營養(yǎng)鹽、細(xì)菌和病毒等,高于其他污水的氮、磷,容易污染地下水,造成湖泊的富營養(yǎng)化,降低流域的水質(zhì)?，F(xiàn)在我國多數(shù)農(nóng)村普遍沒有排污措施,部分地區(qū)還使用旱廁,生活污水任意排放,且雨、污不分。

    常見的組合有生物接觸氧化與人工濕地組合、穩(wěn)定塘-人工濕地系統(tǒng)組合處理、厭氧沼氣-跌水充氧接觸氧化-人工濕地技術(shù)組合、水解池一滴濾池一人工濕地組合等,組合靈活;在去除率方面,優(yōu)劣互補(bǔ)或相互促進(jìn)。