陽(yáng)泉農(nóng)村生活污水處理
農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的實(shí)踐與探索
國(guó)內(nèi)對(duì)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的研究較國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家要晚。近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,農(nóng)村水環(huán)境呈現(xiàn)出日益惡化的趨勢(shì),并已影響到人們的身體健康和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。人們逐步認(rèn)識(shí)到對(duì)農(nóng)村生活污水處理問(wèn)題的重要,并已開(kāi)始采用一些實(shí)用、合理的技術(shù)來(lái)處理污水,故筆者對(duì)農(nóng)村污水的處理技術(shù)進(jìn)行了實(shí)踐探索。由于中國(guó)村鎮(zhèn)地域范圍廣且分散,社會(huì)組織結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和生活水平與生活習(xí)慣等千差萬(wàn)別,這不僅決定了村鎮(zhèn)生活污水的來(lái)源、水質(zhì)、水量的多樣,而且決定了其處理工藝的選擇、工程建設(shè)與投資、運(yùn)行管理的模式等方面的復(fù)雜[ 1, 2 ] 。因此,如何控制與治理農(nóng)村生活污水,是一個(gè)需要不斷探索實(shí)踐與探討的問(wèn)題。
2. 1 生活污水凈化沼氣池技術(shù)
生活污水凈化沼氣池技術(shù),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(guò)濾相結(jié)合的辦法,集生物、化學(xué)、物理處理于一體,采用多種好氧過(guò)濾和多層次凈化,實(shí)現(xiàn)污水中多種污染物的逐級(jí)去除。它將污水處理與其合理利用有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了污水的資源化。污水中的大部分有機(jī)物經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣,發(fā)酵后的污水被去除了大部分的有機(jī)物,達(dá)到凈化的目的;產(chǎn)生的沼氣可作為浴室和家庭炊用能源;厭氧發(fā)酵處理后的中水可用作澆灌用水和觀賞景點(diǎn)用水。農(nóng)村有大量的農(nóng)作物秸稈和人畜糞便等原材料,可用作沼氣發(fā)酵,通過(guò)厭氧發(fā)酵過(guò)的糞便(沼液、沼渣) ,碳、磷、鉀的營(yíng)養(yǎng)成分沒(méi)有損失,而轉(zhuǎn)化為可直接利用的活態(tài)養(yǎng)分———農(nóng)用沼肥,來(lái)替代部分化肥。結(jié)合農(nóng)村改廚、改廁和改圈,可將豬舍污水和生活污水合并處理,經(jīng)在沼氣池中厭氧發(fā)酵后作為農(nóng)肥,沼液經(jīng)管網(wǎng)收集集中凈化后,出水水質(zhì)可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后排放。該技術(shù)的沼氣池工藝簡(jiǎn)單,成本低,一戶約需費(fèi)用1 000元,運(yùn)行費(fèi)用基本為零,適合于農(nóng)民家庭采用。但其應(yīng)用也有其局限,厭氧沼氣池主要適用于高濃度生活廢水處理,當(dāng)生活廢水中有機(jī)物濃度過(guò)低時(shí),會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)氣效率低,從而給生產(chǎn)及生活用氣造成影響。此外,該技術(shù)通常適用于冬季地下水溫保持在5 ℃以上的地區(qū),或在池上建日光溫室,能使升溫達(dá)到該溫度的地區(qū)。當(dāng)冬季氣溫較低時(shí),該工藝的處理效率也會(huì)降低,出水難以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。目前,該技術(shù)在中國(guó)農(nóng)村生活污水處理的實(shí)踐中,是zui通用、節(jié)儉、能夠體現(xiàn)環(huán)境效益與社會(huì)效益雙贏的生活污水處理方式。在江蘇、浙江、安徽等地得到了廣泛推廣和使用[ 1, 2 ] 。
陽(yáng)泉農(nóng)村生活污水處理
1 農(nóng)村生活污水處理的現(xiàn)狀與問(wèn)題
農(nóng)村生活污水主要產(chǎn)生于居民生活過(guò)程中糞便及其沖洗水、洗浴污水和廚房污水等，同時(shí)農(nóng)村生活污水中因糞便中所含病原菌較多，因此一般應(yīng)進(jìn)行一定的滅菌處理。農(nóng)村污水難處理主要有以下幾個(gè)原因：
(1)污水成分日益復(fù)雜，各種污染成分濃度較低，波動(dòng)很大，難以正確評(píng)估生活污水的污染負(fù)荷及其晝夜、季節(jié)變化；
(2)人口少，用水量標(biāo)準(zhǔn)較低，污水處理規(guī)模小，造成工程建設(shè)費(fèi)及運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高；
(3)污水處理工藝與技術(shù)的選擇，受到當(dāng)?shù)厣鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的制約和地方保護(hù)主義或其他人文因素的抵制；
(4)當(dāng)?shù)刈匀慌c生態(tài)條件(氣溫、降水、風(fēng)向和土壤等)對(duì)所選擇的處理工藝與處理技術(shù)有負(fù)面影響，使其不能正常發(fā)揮效力；
(5)維護(hù)管理技術(shù)人員及運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重缺乏。
2 管網(wǎng)收集探討
生活污水排放管道應(yīng)根據(jù)新農(nóng)村建設(shè)總體規(guī)劃，道路和建筑物的布置、地形標(biāo)高、污雨水去向等按管線短、埋深小、自流排出的原則布置。宜沿道路和建筑物周邊平行布置；主排水 管道應(yīng)布置在接支管較多一側(cè)。但是大部分的農(nóng)村建設(shè)都沒(méi)有一個(gè)很好的規(guī)劃，基本上排水均為雨污合流制，化糞池的出水 都是直接排入附近的明溝或者暗溝。
根據(jù)實(shí)際情況，可以采取以下措施：
(1)如果居民生活區(qū)內(nèi)沒(méi)有地方鋪設(shè)污水管網(wǎng)時(shí)，較小的明溝則采取加蓋板密封的方式進(jìn)行，雨水則采取漫流的方式進(jìn)水排水；大的溝渠則選擇將在溝渠內(nèi)安裝收集管。如有必要時(shí)可挖除原有合流溝渠，帶污水收集管安裝完畢后再重新砌筑雨水溝或灌溉渠。
(2)如果居民生活區(qū)內(nèi)留有充足的空間地方鋪設(shè)污水管網(wǎng)時(shí)，將污水管緊挨原有溝渠建設(shè)，在滿足排水標(biāo)高要求的情況下，盡可能的減少埋設(shè)深度，以降低成本。
排水體制的選擇應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展條件、自然地理?xiàng)l件、居民生活習(xí)慣、原有排水設(shè)施以及污水處理和利用等因素綜合考慮確定。而且管網(wǎng)費(fèi)用在整個(gè)農(nóng)村污水治理項(xiàng)目中占大 部分，所以在管網(wǎng)布置上，我們應(yīng)該抓大放小，用zui少的錢做的事情，等經(jīng)濟(jì)允許后再將難收集而且投資較大的部分再納入到污水收集總管網(wǎng)中來(lái)。分流排水體制即雨污分流制，污水、雨水分別由各自的管道系統(tǒng)輸送。分流制可以有效地對(duì)排 水進(jìn)行分類，避免水質(zhì)混雜和交叉污染，同時(shí)為后續(xù)的污水分類處理提供了條件。雨水可以通過(guò)雨水管網(wǎng)直接排放或進(jìn)入污水處理廠簡(jiǎn)單沉淀處理后排放，而污水則通過(guò)污水管道進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行處理后排放。分流制可以在有效避免水污染發(fā)生的同時(shí)，減少污水處理廠的運(yùn)行成本。分流制的缺點(diǎn)在于管網(wǎng) 系統(tǒng)投資較大，規(guī)劃布置時(shí)對(duì)環(huán)境條件要求較高。
3 處理技術(shù)探討
由于生活污水中的污染物是以有機(jī)物為主，其生化較好，所以通常情況下生活污水的處理都是采用生物處理的方法。生活污水的處理方法從處理工藝上分有：厭氧生物處理和 好氧生物處理。從處理方式上分有：集中處理和分散處理。農(nóng)村生活污水的處理應(yīng)選用投資少、運(yùn)行管理方便費(fèi)用低的小型分散式處理方法為主。目前此類處理方法有以下幾種：
3.1 生活污水凈化池沼氣
生活污水凈化沼氣池采用厭氧發(fā)酵技術(shù)，在厭氧和兼厭 氧的條件下將生活污水中的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成CH4、CO2 和 水，達(dá)到凈化處理生活污水的目的。其處理工藝：生活污水→ 格柵池→厭氧發(fā)酵→排放。
生活污水沼氣凈化池在全國(guó)大部分地區(qū)得到了推廣，它的優(yōu)點(diǎn)是：不消耗動(dòng)力、運(yùn)行穩(wěn)定、管理簡(jiǎn)便、剩余污泥少、還能回收能源(沼氣)，建在綠化或菜地下，不占地。但從目前使用情況來(lái)看，生活污水凈化沼氣池在技術(shù)上也存在一定的問(wèn)題。主要是：污水停留時(shí)間長(zhǎng)，出水中部分指標(biāo)未達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn) 等。
3.2 地埋式無(wú)動(dòng)力凈化處理裝置
地埋式無(wú)動(dòng)力凈化處理裝置是在圓筒型兼濾池的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，其處理工藝流程為：生活污水→厭氧酸化→兼過(guò)濾→生態(tài)溝(自然通風(fēng))→排放。
該處工藝的zui大特點(diǎn)是增加了生態(tài)溝，增加生態(tài)溝的目的是對(duì)厭氧發(fā)酵后的污水進(jìn)行氧化處理，使出水水質(zhì)進(jìn)一步提高。但是由于是自然充氧效果不好，處理效果和普通化糞池效果差不多，而且投資大大高于化糞池，故使用較少。
3.3 氧化塘
氧化塘是經(jīng)人工改造的具有處理污、廢水能力的自然池塘，是一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便，處理效果穩(wěn)定，節(jié)省能源的凈化系統(tǒng)。污水在塘內(nèi)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的停留、貯存，通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)，菌藻互相作用或菌藻、水生生物的綜合作用使有機(jī)污染物和其他污染物質(zhì)得到降解和去除。
3.4 跌水充氧接觸氧化技術(shù)
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2．1．4 其他工藝
浦東新區(qū)泥城鎮(zhèn)、新場(chǎng)鎮(zhèn)分別采用生物濾池和地埋式無(wú)動(dòng)力裝置處理工藝，通過(guò)工程實(shí)際運(yùn)行觀察，處理后水質(zhì)能達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)排放要求，但Ｎ－ＮＨ3等個(gè)別指標(biāo)處理效果不好。
從處理工藝看，上海市農(nóng)村生活污水就地處理以土地處理系統(tǒng)為主，一體化設(shè)備處理與上海土地相對(duì)緊張的特點(diǎn)相適應(yīng)，成為污水處理的新亮點(diǎn)，但設(shè)施的管理維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)較高。
2．2 污水處理設(shè)施管理及處理工程存在問(wèn)題
2．2．1 污水處理設(shè)施的管理
上海市農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的管理，尚無(wú)相關(guān)的指導(dǎo)文件和法律條款，以屬地管理為主。如浦東南片，屬地化運(yùn)行管理幾乎全面覆蓋了就地處理設(shè)施所在的區(qū)域，這種管理方式成本較低，方便易行，但也存在一定的問(wèn)題：①在供電保障方面，處理設(shè)施電力供應(yīng)不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)設(shè)施因停電而無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況；②日常的清潔工作較差，人工濕地床內(nèi)枯萎的植物未及時(shí)收割處置形成濕地床內(nèi)較多雜物，遇到規(guī)模大、工藝復(fù)雜、有動(dòng)力需求的狀況，局限越發(fā)明顯[4]。
2．2．2 農(nóng)村生活污水處理工程存在的問(wèn)題
(1)單戶處理化糞池滲漏問(wèn)題突出。上海農(nóng)村地區(qū)多以化糞池作為單戶生活污水的預(yù)處理裝置，但由于缺乏管理，年代久的化糞池滲漏嚴(yán)重，不但形同虛設(shè)，而且污染地下水源。以浦東新區(qū)大團(tuán)鎮(zhèn)為例，該鎮(zhèn)約2萬(wàn)戶的近7000個(gè)化糞池不合格[2]。化糞池不能正常運(yùn)行，后續(xù)處理工藝則無(wú)從談起。
(2)集中處理污水的管道投資大，問(wèn)題多。農(nóng)戶排放的污水匯集送到污水處理站，一般采用埋設(shè)地下管道的方式，管道費(fèi)用占到污水處理費(fèi)用的一半以上，且存在以下問(wèn)題：首先，農(nóng)村地區(qū)水系發(fā)達(dá)，若管道過(guò)河需設(shè)置倒虹吸等，增加收集系統(tǒng)投資，且容易產(chǎn)生污泥淤積；其次，現(xiàn)有管道一般采用重力排水法，需要一定的水力坡度，輸水距離越長(zhǎng)，埋深越深，施工難度隨之增加；第三，管線穿過(guò)道路施工，影響道路交通，管線也容易受到道路負(fù)荷的擠壓而受力不均發(fā)生移位，污水易沿途滲漏，不但污染地下水，而且嚴(yán)重影響污水處理站的正常運(yùn)行。
3 農(nóng)村生活污水處理技術(shù)及管理措施探討
3．1 國(guó)內(nèi)外農(nóng)村生活污水處理的進(jìn)展
3．1．1 國(guó)外農(nóng)村污水處理技術(shù)及設(shè)施管理
國(guó)外生活污水的治理起步較早，如美國(guó)開(kāi)始于19世紀(jì)中葉，日本開(kāi)始于1973年，也有比較成熟的處理方法，一些國(guó)家還制定了相關(guān)技術(shù)規(guī)范。處理工藝以自然處理系統(tǒng)、生物法、生態(tài)法為主，自然處理系統(tǒng)有人工濕地、穩(wěn)定塘、土地處理系統(tǒng)等；生物法有生物膜法、厭氧處理法、缺氧生物處理法等；生態(tài)法有生態(tài)凈化床、塔式生物濾池等。處理模式主要是多種工藝的組合和改進(jìn)，或者采用一體化集成裝置。處理工程的管理都結(jié)合了本國(guó)的特點(diǎn)，如美國(guó)2002年頒布了《污水就地處理手冊(cè)》，2005年發(fā)布了《分散式污水處理系統(tǒng)管理手冊(cè)》；日本頒布了《農(nóng)村集落排水工程設(shè)計(jì)指南》、《農(nóng)村集落排水工程施工指南》[5]，以引導(dǎo)地方政府、群眾安裝系統(tǒng)并配合管理維護(hù)，從公眾教育和參與等方面實(shí)施多方位管理。
3．1．2 國(guó)內(nèi)農(nóng)村生活污水處理情況
據(jù)國(guó)內(nèi)各地農(nóng)村污水處理情況的報(bào)道，農(nóng)村生活污水處理工藝與國(guó)外差別不大，以人工濕地的研究、應(yīng)用。與*相比，污水灌溉處理、ＦＩＬＴＥＲ工藝在上海的應(yīng)用尚無(wú)報(bào)道，藻類塘、蚯蚓生物濾池因其受氣溫、濕度等環(huán)境因素影響較大，應(yīng)用并不廣泛。管理方面，北京、上海等地已經(jīng)有當(dāng)?shù)氐奶幚順?biāo)準(zhǔn)和技術(shù)指南，但全國(guó)尚未有統(tǒng)一的管理法規(guī)文件。
3．2 農(nóng)村生活污水處理的工藝與管理措施探討
3．2．1 農(nóng)村生活污水處理工藝的選擇
農(nóng)村生活污水處理工藝選擇要結(jié)合污水排放的實(shí)際情況確定。居民相對(duì)比較集中的小城鎮(zhèn)、中心村，可選擇相對(duì)集中的處理方式，根據(jù)農(nóng)村生活污水生化好的特點(diǎn)，可以考慮采用微生物治理的方法。在*2009年匯集的48項(xiàng)農(nóng)村污水治理技術(shù)案例中[6]，生物法占到了80%。如深圳博生生物公司用微生物治理廣東梅山苑生活小區(qū)化糞池污水，出水可以直接作為景觀用水，污水處理成本為0．35元/ｔ，污泥少，無(wú)二次污染，處理效果穩(wěn)定，可作為居民相對(duì)集中的新型農(nóng)村污水處理方式。
對(duì)于居住比較分散的尚未改造的農(nóng)村，則宜采用化糞池后續(xù)穩(wěn)定塘處理。達(dá)標(biāo)(ＧＢ18918－2002)二級(jí))排放的出水可作為農(nóng)業(yè)灌溉或景觀用水，以達(dá)到污水資源化的目的。
3．2．2 農(nóng)村生活污水處理設(shè)施的管理
農(nóng)村村民生活習(xí)慣、環(huán)保意識(shí)、農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施的特點(diǎn)決定了其管理的復(fù)雜，生活污水面廣分散的特點(diǎn)也導(dǎo)致污水處理模式的多元化。因此，一方面可以通過(guò)提高居民的環(huán)保意識(shí)，減少Ｎ、Ｐ等污染物的排放；另一方面可以選取有代表性的中心村、自然村、生活小區(qū)進(jìn)行工藝試點(diǎn)、跟蹤、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，分類制定管理辦法。
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