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国内外农村污水处理典型技术

文章出处:绿创环境 人气: 发表时间:2018-01-30 13:49

  鉴于农村生活污水污染面广、较分散的特点,国外一些发达国家进行了大量的试验研究与实践。以下将重点介绍国内外应用较为成熟的几种农村废水处理技术。

  

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  稳定塘——高效藻类塘系统

  

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  稳定塘主要是利用菌藻的共同作用来去除污水中的污染物,具有基建投资少、运转费用低、维护简单、能有效去除污水中的有机物和病原体以及无需污泥处理等优点。德国和法国分别有各类稳定塘 3000 座和 2000 座,而美国已有各类稳定塘上万座。在稳定塘的基础上,美国加州大学伯克利分校的 Oswald 率先提出并发展了高效藻类塘,它最大限度利用藻类产生的氧气,使塘内的一级降解动力学常数值大幅增加。高效藻类塘对 COD、BOD5、氨氮、总磷以及病原体等的去除率均较高,同时收割的高等水生植物是很好的肥料。高效藻类塘的优势是施工工程量少、投资及运行费用少、便于管理和维护; 其不足是易受光照和温度等环境因子的影响。目前高效藻类塘在以色列、摩洛哥、法国、美国、南非、巴西、比利时、德国、新西兰等国都有研究应用。

  生物膜法处理生活污水

  

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  生物膜法是分散生活污水处理应用很广的一种人工处理技术,包括厌氧和好氧生物膜两种。厌氧或好氧微生物附着在载体表面,形成生物膜来吸附、降解污水中的污染物,达到净化目的。该方法设备简单、运行成本较低,处理效率高。反应器一般由填料 (载体)、布水装置和排水系统三部分组成,采用的填料有无机类 (陶粒、矿渣、活性炭等) 和有机类 (PVC、PP、塑料、纤维等)。目前,新型的生物膜反应器和固定化微生物技术也得到了广泛的研究。

  日本农村污水处理协会研究了很多适合村镇生活污水处理的设备,其设计的 JARUS 模式的 15 种不同型号污水处理装置,处理工艺主要是生物膜法和浮游生物法,具有很好的污水处理效果,且体积小、成本低、操作简单。

  人工湿地处理系统

  该系统一般由人工基质 (多为碎石) 和生长在其上的沼生植物 (芦苇、香蒲、灯芯草和大麻等) 组成,是一种独特的 “土壤—植物—微生物” 生态系统,利用各种植物、动物、微生物和土壤的共同作用,逐级过滤和吸收污水中的污染物,达到净化污水的目的。该技术在欧洲、北美、澳大利亚和新西兰等国家得到了广泛应用,其缺点是需要大量土地,并要解决土壤和水中的充分供氧问题及受气温和植物生长季节的影响等问题。

  韩国农村居民居住分散,其生活污水不适合集中处理。湿地污水处理系统因耗能低,运行成本低,维护费用低等优点,在韩国有较广泛的研究,其去污机理基于 “土地—植物系统” 的生态作用。韩国利用湿地处理后的污水再浇灌水稻,可取得较理想的净化效果。常用的湿地植物如芦苇、香蒲、灯芯草等,去污能力强,对病原体去除效果好。湿地在我国也已开始有应用,但我国的湿地处理出水回用问题,需要根据具体情况而定,不可盲目参考进行浇灌。

  蚯蚓生态滤池处理系统

  

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  蚯蚓生态滤池是最近几年在法国和智利发展起来的,是利用蚯蚓吞食有机物,提升土壤渗透性和蚯蚓与微生物的协同作用,而设计出的污水处理技术,具有高效去污能力,同时还能降低剩余污泥量。蚯蚓生态滤池处理系统同时集初沉池、曝气池、二沉池、污泥回流设备以及曝气设备等于一体,大幅度简化了污水处理流程。其优势是抗冲击负荷强,运行管理简便,不易堵塞等。其不足之处在于对外界的环境要求高,易受气温影响,会影响系统的处理效率。在我国已经开始有应用。

  土壤毛管渗滤系统

  

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  土壤毛管渗滤系统,是将污水投配到土壤表面具有一定构造的渗滤沟中,污染物通过物理、化学、微生物的降解和植物的吸收利用得到处理和净化。美国、日本、澳大利亚、以色列、俄罗斯和西欧等国一直十分重视该系统的研究和应用,在工艺流程、净化方法和构筑设施等方面做到了定型化和系列化,并编制了相应的技术规范。该技术对悬浮物、有机物、氨氮、总磷和大肠杆菌的去除率均较高,而且基建投资少、运行费用低、维护简便,整个系统埋在地下,不会散发臭味,能保证冬季较稳定的运行,便于污水的就地处理和回用。

  澳大利亚科学和工业研究组织 (CSIRO) 的专家最近几年提出 “FILTER”(非尔脱) 系统,它是将过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统。其以土地处理为基础,将污水用来浇灌农作物,污水经农作物和土地处理后,再通过暗管排出。该系统既可以满足农作物对水分和养分的需求,同时又能降低污水中污染物的浓度,使其满足排放标准。

  一体化集成装置处理技术

  

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  发展集预处理、二级处理和深度处理于一体的中小型污水处理一体化装置,是国内外污水分散处理发展的一种趋势。日本研究的一体化装置主要采用厌氧—好氧—二沉池组合工艺,兼具降解有机物和脱氮的功能,其出水 BOD5<20 毫克 / 升、TN<20 毫克 / 升,近年来开发的膜处理技术,可对 BOD 和 TN 进行深度处理。欧洲许多国家开发了以 SBR、移动床生物膜反应器、生物转盘和滴滤池技术为主,结合化学除磷的小型污水处理集成装置。

  国内农村生活污水处理技术的现状

  我国对农村生活污水处理技术的研究较国外发达国家晚,近年来,随着地方经济实力的增强,尤其是发达省份在经济发展到一定阶段以后,逐步认识到农村生活污水处理问题的重要性,并开始采用一些实用、合理、低能耗和低运行费用的技术来处理污水。

  一些人口密集的欠发达地区也认识到,如果不对农村生活污水采取有效处理,会触发农村医疗和经济建设等方面的系列问题,甚至造成传染病的产生与扩散,因而,国内一些地区对农村污水的处理技术进行了实践探索。

  厌氧沼气池处理技术,该技术将污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气,发酵后的污水被去除了大部分有机物,达到净化目的; 产生的沼气可作为浴室和家庭用炊能源; 厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水。但该技术受温度影响较大,一般适合于常年气温较高的地区,而且处理后水还需进一步处理才能排放。

  氧化塘处理技术,如李旭东等采用高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水,CODcr 的平均去除率在 70% 以上,氨氮 (NH3-N) 的平均去除率高达 93%,磷的平均去除率为 55%; 陈鹏采用高效藻类塘处理城市生活污水,取得了稳定的处理效果:CODcr、BOD5、NH3-N 和 TP 的平均去除率分别达到 75%、60%、91.16% 和 50%。该技术存在占地大,速度慢,氧化塘周围卫生条件差等问题。

  人工湿地处理技术,如北京、深圳、江苏、浙江等地区都采用了这一技术处理农村生活污水。云南省澄江县抚仙湖边的马料河湿地工程于 2003 年 10 月建成运行,每天可净化污水 4 万多立方米,净化后的水质优于地表水三类标准。有关研究表明,在进水污染物浓度较低的条件下,人工湿地对 BOD5 的去除率可达 85%~95%,对 CODcr 的去除率可达 80% 以上,对磷和氮的去除率分别可达到 90% 和 60%。

  土壤渗滤技术,中科院沈阳应用生态所 “八五”、“九五” 期间的研究表明,在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法处理生活污水是可行的,且出水能够作为中水回用,1992 年北京市环境保护科学研究院对地下土壤毛管渗滤法处理生活污水的净化效果和绿地利用进行了研究,清华大学 2000 年国家科技部重大专项中,首先在农村地区推广应用地下土壤渗滤系统,取得了良好效果:对生活污水中的有机物和氮、磷等均具有较高的去除率和稳定性,CODcr、BOD5、NH3-N 和 TP 的去除率分别大于 80%、90%、90% 和 98%。

  除此以外,浙江、广东、天津和江苏等地还分别在无动力、地埋式厌氧处理系统、雨污分离管网输送集中处理和生物投菌治理污水等技术方式应用方面进行了探索与尝试,也都取得了一定的进展。


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