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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇人工湿地污水处理技术,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

Zhang Yuchun; Xu Hong
(①NorthwestA & F University,Yangling 712100,China;②Environmental Management College of China,Qinhuangdao 066004,China)
摘要:本文简单介绍了人工湿地污水处理系统的分类,讲解了人工湿地污水处理系统对污染物的去除原理,最后论述了人工湿地污水处理系统我国的应用及今后主要研究方向。
Abstract: This paper briefly introduced the classification of wastewater treatment system in artificial wetland, explained the principle of the removal of pollutants of this system, and finally discussed its application and the future directions of the research.
关键词:人工湿地 污水处理
Key words: artificial wetland;wastewater treatment
中图分类号:X7 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)15-0057-01
0引言
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,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、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
1人工湿地污水处理系统的分类
根据污水在湿地床中流动方式不同,可以把人工湿地划分为自由表面流人工湿地和潜流型人工湿地。①自由表面流人工湿地同自然湿地基本上相同,废水经过实地的表面。此种人工湿地的优点是:具有简单的可操作性和较少的投资等;缺点是:有相对很大的占地面积;水力负荷不高;气候对其影响很大。②在潜流型湿地系统中,湿地床的表面之下有污水的流动,借助于植物的根系和表层土同填料的截留作用来对污水进行净化的。根据湿地中水流形态,可分为水平流(HF)、竖向流(VF)和复合流3种潜流式人工湿地。按照污水在湿地中流动的方向的不一样,能够把其分为垂直潜流以及水平潜流人工湿地。
2人工湿地污水处理系统对污染物的去除原理
人工湿地污水处理系统由植物、微生物、基质组成,各组成成分分别起着不同的作用,并且相互协同,使得整个湿地生态系统平衡运转,发挥良好的净化功能。但是整个人工湿地的去污机理较为复杂,它综合了生物、物理和化学三种作用。
2.1 对COD和BOD的去除机理潜流型人工湿地的明显特征之一就是它对有机污染物有着相对墙的降解能力。对于可溶性有机物来讲,能够经过植物根系生物膜的吸收和代谢过程进而分解可溶性有机物;对于不溶有机物来讲,其能够被湿地经过沉积与过滤而截留,进而被微生物所利用。
2.2 对氮的去除机理人工湿地对氮的去除方式主要是经过植物的吸附和离子的交换,尤其是微生物硝化与反硝化作用来达到对氮的去除的目的。在湿地中,植物经过通气组织把氧气运送到根区,湿地内产生持续的缺氧、好氧以及厌氧状态,形成许多串联或并联的“A/A/O”处理单元,这样一来,硝化与反硝化能够一块进行,同时可以达到复杂有机物的降解的目的。另外,一部分N被植物吸收用以合成自身物质,通过植物的吸收和收割还可去除部分氮,但这一部分不是脱氮的主要过程。
2.3 磷的去除机理人工湿地对磷的去除是植物吸收、微生物去除及填料床的物理化学等几方面的协调作用共同完成的,其中基质吸附和化学沉淀起主要作用。湿地土壤的磷吸附和保持受氧化还原电位(ORP)、pH值、Fe、Al、ca矿物、有机质和土壤中磷本底值等因素的影响。污水中可溶性磷酸盐一方面通过植物的吸收和同化作用下,被合成为ATP、DNA、RNA等有机成分,通过对植物的收割而将磷从系统中去除;另一方面,微生物通过对磷的正常同化吸收和过量积累去除污水中的磷。
3人工湿地污水处理系统在我国的应用及今后研究方向
人工湿地的研究与应用在我国起步较晚,主要集中于“七五”和“八五”期间,经过20多年的研究,我国人工湿地污水净化技术的研究已经取得了许多经验参数和理论数据,但是还有许多工作有待于进一步开展:
3.1 在实际应用的过程中,人工湿地这种工艺经常同别的系统结合在一起,形成多水塘的处理系统,一块达到净化污水的目的。当前,见得最多的就是人工湿地和好氧塘、厌氧塘以及兼性塘进行多级串联组合的多水塘组合,旨在去报湿地系统能够提高的污水处理效果,使得水的质量得到更加的稳定。然而,系统出水的水的质量会受到组合顺序以及方式的影响,所以,在以后的研究之中,同人工湿地组成的多水塘污水复合处理系统也会成为关注点之一。
3.2 农业面源污染的研究和治理。目前,面源污染已经远远超过点源污染,用传统的点源污染控制技术很难治理面源的污染,而人工湿地在这方面具有很明显和独特的优势和潜力,国外已有一部分人开始了这方面的应用研究,国内也应加强这方面的研究。
3.3 人工湿地生态系统在寒冷地区的运行状况及其在生态恢复中的应用。众多的研究说明,温度一旦降低,就会直接影响到人工湿地污水净化的效率,所以,人工湿地的约束性因素之一或许就是气候。对于我国北方寒冷地区以及有着不良生态环境的地区来说,研究怎样借助于人工湿地的特有功能来改善较差的生态环境有着至关重要的作用。
3.4 控制好湿地植物的筛选工作,选那些有较强的耐污能力以及良好的去污能力的湿地植物,并且增强多种植物的有效合理的搭配能力。这样做主要是考虑到单一物种至具备有限的净化能力,经过多种植物的配合,一方面可以很快地形成群落,加强净化能力;另一方面,也有相对很高的观赏价值。并且在残体对植物的生长的影响程度降低以及抑制杂草的生长等方面也有十分重要的作用。
3.5 湿地系统的净化能力直接受到填料的种类的影响,特别是对磷的清除。所以,做好填料的筛选工作,尤其是多种填料的有效合理配合,也将是以后要思考的工作。此外,怎样预防填料阻塞,使它长期的具备处理能力也是我们值得探究的话题。
3.6 当前,在我国研究人工湿地技术仍处于处理规模不大的生活污水阶段,然而,一些发达国家早已把此工作转移到了诸如净化重金属和处理有毒物质等特别工业之上。所以,我们要加强此方面的研究工作,深入研究特征污染物对人工湿地系统中氧的供应及对植物输氧能力的影响;研究贫营养、低浓度、高盐、高毒、难降解有机废水的去污机理及其对人工湿地系统的影响,促进人工湿地在工业废水处理中的应用。
参考文献:
[1]于少鹏,王海霞,万忠娟,孙广友.人工湿地污水处理技术及其在我国发展的现状与前景[J].地理科学进展,2004,(01).
关键词:人工潜流湿地;污水治理;技术
中图分类号:TU992.1
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2013)04-0130-02
1.引言
随着我国城市化进程的不断加快,我国所有城市都存在一个共同的问题——污水处理:污水处理成为每一个城市管理者高度关注的主要问题,城市的工业污水、生活污水中含有大量的重金属、富营养物质、有机质和悬浮物,而我国大部分城市因为历史的原因,老城区排水管道未进行整体规划,新城区的雨、污水管道也存在错接漏接现象,造成了污水收集不到位和雨污合流现象,由于雨、污水未有效的分离,送往污水处理厂的污水COD浓度过低造成污水处理厂负荷过重,很多污水未经任何处理排入了自然水体,城市水系污染现象严重。上世纪60年代末,在欧洲,尤其是在德国掀起了一股人工湿地处理污水的研究热潮并付诸实施,而我国自上世纪80年代末也开始了研究并逐步开始摸索,近30年来,我国各级政府陆续开始了人工湿地设计和建设的探索性工作。提出污水人工潜流湿地处理污水这项新技术的目的,就是要使污水处理多样化、生态化。并尽量减少投资。
2.人工潜流湿地的概念和特点
2.1对人工湿地与人工潜流湿地的定义
人工湿地:指用人工筑成水池和沟槽,底面铺设防渗漏隔水层,充填一定深度的基质层,种植各类水生植物,利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协调作用,使污水得到净化。按照污水流动方式,分为表面流人工湿地,水平垂直潜流人工湿地,
人工潜流湿地:指污水进入池体后,通过介质的孔隙进入介质,通过设置在介质中的过滤水收集管网(水平或垂直)流出池体的湿地,分为水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。
2.2人工潜流湿地的污水处理原理
潜流人工湿地的治污原理是利用填料表面生长的植物膜、植物根系:介质中的阳离子及填料来净化污水,另外还通过植物的光合作用传输氧气。(图1)
说明:配水渠能够把待处理的污水均匀的输送到潜流湿地,控制湿地的水位;水生植物根系能够对污水中的N.P进行吸收,同时向介质传输氧;介质(石英砂、级配砂),一般孔隙率为30%左右,可以起到过滤作用,同时介质表面带有阳离子,可以吸附重金属;其次,水体中的微生物对有机物有分解作用;过滤管道指在湿地底部铺设的带孔的管道,污水经过水生植物吸收、石英砂过滤后再经过过滤管道的孔隙过滤;卵石或碎石铺设在管道上面,防止石英砂等堵塞过滤管道;土工布铺设在湿地最底部,防止污水污染地下水;过滤水收集管道把湿地净化后的水收集后排出。
2.3人工潜流湿地的特点
2.3.1具有生态,环保的特点
人工潜流湿地的原材料主要是植物、砂子、碎石(砾石),主要利用原材料的生物,物理的作用用来处理污水,既净化了污水,又绿化了城市,同时还为野生动物提供了栖息地。
2.3.2具有造价省、运行成本低的特点
由于潜流式工程湿地技术无需曝气,投加药剂和回流污泥,也没有剩余污泥产生,因而费用不太高,据相关资料显示,处理费用大约为0.10元/吨。
2.3.3对污水类型不同,采用不同工艺的特点
人工潜流湿地对于初期雨水,城镇污水厂出水,及城镇生活污水均有不同的工艺流程。
a.对初期雨水的工艺流程:
b.对接纳城镇污水处理厂出水的工艺流程:
c.对城镇生活污水工艺流程:
3.我国利用人工潜流湿地的现状及存在的问题
我国用人工湿地处理污水发展较晚,目前我国还处于起步阶段,主要是机理性的研究,应用实际很少,主要存在以下几个方面的问题。
一是没有形成完整的设计、施工、管理的理论体系
我国现有国家环保部的《人工湿地污水处理工程技术规范》于2010年12月7日,2011年开始实施,这本规范基本上是参照美国国家环保署关于人工湿地的相关规范来制定的,很难有足够国内的试验数据作为支撑,需要有大量的试验资料来补充,如规范中规定
人工湿地系统进水水质要求:以垂直潜流湿地为例:
规范要求:BoD5≤80mg/L、CODo≤200mg/L、SS≤80mg/L、NH3-N≤25mg/L、TP≤5mg/L
这些上限数据的确定大都是借鉴国外的数据,还需要通过大量国内的实体试验,并且还要根据南方与北方地区的差异未确定。虽然可能确保经过湿地处理的出水水质能满足规范要求,但人工生态湿地的使用寿命会因进水水质的污染物浓度受得影响。又如规范中规定,水力停留时间的计算方式。
T=V·ε/Q
T表示水力停留时间
V表示湿地基质在自然状态下的体积
ε表示孔隙率
Q表示人工湿地设计水量
这个公式计算出来的时间T,应该说是一个理论数据。
作为验收规范,应充分考虑人工湿地的实际使用状况来确定孔隙率。
因为孔隙率ε也是一个变量,且随着人工湿地的使用期增加而减小。为了科学的确定注水时间T,应尽量对基质的孔隙率大小做出准确的判定,可以采取一些人工生态湿地的使用年限与孔隙率大小变化的规律性数据,或者根据国外的相关经验,设定一个孔隙率递减系数。
二是施工队伍参差不齐,施工经验不足。人工湿地的施工关键在填料的选择和铺设,布水方式及过滤水收集管的畅通,植物的选样与种植。如填料的级配,粒径决定了填料的孔隙率,而孔隙率是基质的一项主要指标,同时填料的阳离子的指标也是很重要的,对于吸附污水中的重金属负离子起着关键的作用。所以,填料的检测相当关键。另外,植物的选择除了满足本土性、多样性外,还要求植物的根系特别发达,还要特别注意填料的深度必须大于根系所能达到的最深处,而我国很多施工队伍都是半道改行进来的,基本上没有什么施工经验,有些连施工图纸都是第一次看到,而且我国很多的检测机构对于阳离子的检测验收这一项还不能实施。
三是缺乏有经验的湿地管理队伍,我国的人工湿地建设大部分都是政府行为,而人工湿地的运行与管理往往没有得到足够的重视,且没有培养出一批有经验的管理人员,很多地方是建成不久就结板了、荒废了。因为植物系统建立后,应确保连续提供污水,确保水生植物营养物的及时供应,而且还要根据干旱、小雨、暴雨、冰雪等各种极限情况,进行水位调节。这就需要有经验的管理者现场管理。另外,植物的生长、收割及病、虫害的控制都是专业性很强的工作。如植物的栽种补苗,宜在春季实施,而且还需要在秋末冬初及时收割,否则植物的死亡倒伏会形成二次污染,而且植物的收割还很有讲究。像芦苇在生长季节和生长末期进行两次收割才能除去大量的N和P。此外,病、虫害防治也很关键,要尽量不使用杀虫剂和除草剂。最后,人工潜流湿地防堵塞工作也很重要,一方面要尽量控制进入湿地污水的悬浮物浓度。另外,还要采取定期清淤,局部更换湿地基质的办法来解决。
4.结语
人工潜流湿地在我国已经逐步推广使用,特别是有的城市还和德国、美国等有治污经验的国家城市进行合作,采取先进的国外理念和国外的先进设备,已经取得了一些设计与施工经验,只要我们善于总结,搞好产研结合,相信不久就会有很多成功的实例,并且会总结一系列有用的经验和有价值的科学数据指导今后的湿地建设。采用人工潜流湿地治理污水,虽任重道远,但其生态性、环保性、节能性已经充分证明了其生命力。
参考文献:
【关键词】人工湿地;农村污水;污水处理技术
中图分类号:U664.9+2文献标识码: A 文章编号:
引言
近年来,随着乡镇社会经济的快速发展,农村环境污染问题日益突出,治理农村环境污染问题成为政府工作重心之一。然而农村地区经济水平、产业格局以及居住布局均不同于城市,其污水主要以洗菜、洗浴、洗衣、冲厕污水等生活废水为主,受经济发展状况及居民环保意识薄弱影响,大部分农村污水未作处理就随意排放,不仅对地表水与地下水造成影响,还严重破坏了农村生态环境。因此适用于城市地区的污水处理技术在农村地区难以实施,使农村污水处理出现或沿用城市集中处理手段投资太高,或放任污染排放造成更严重的环境危害等问题。
农村污水处理技术的选择需要以当地工程实际为出发点,考虑当地经济发展水平、技术管理水平、污水排放特点、污水来源、气候特征、地形地质情况等多方面情况。人工湿地污水处理技术作为一种新型的农村污水处理技术,是指利用微生物分解作用与植物根系吸收作用,并通过多层过滤实现降解污染物、净化水质效果[1]。人工湿地污水处理系统作具有工艺简单、投资少、能耗低、维护简便等优势,适合在我国农村推广应用。该系统不仅可有效地降解氮磷类污染物,还可给各类生物提供优良的栖息地,在我国农村地区推广应用的前景较广阔。
乡镇污水处理主要特点
污水水量水质变化较大。
农村地区由于基础设施建设落后,居民点分散,污水收集困难,仅有的排水沟也通常采
用雨污合流排放制。水量水质非常不稳定,雨季旱季变化大;昼夜变化大,甚至出现夜间断流的情况。日变化系数一般在2.5~5.0之间。
污水处理规模偏小
农村地区人口较少,受经济发展水平限值,人均排水指标低,污水处理规模通常较小,
通常在3000m3/d左右,而在经济欠发达地区,污水处理进水量甚至小于500m3/d。存在处理规模小,建设投资大,单位运行成本高的特点。
污水厂运行管理技术薄弱
农村地区经济实力有限,人才缺乏,污水厂技术维护人员及运行管理人员匮乏。因此农村污水处理应力求采用运行费用省,运行管理简单的处理工艺。
人工湿地污水处理工艺
人工湿地处理是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石等)混合组成填料床,污水在床体的填料缝隙中曲折地流动或在床体表面流动,并在床的表面种植植物,利用由此形成的“土壤―微生物―植物”生态系统进行污水处理的工艺。
人工湿地根据水流方式可以分为 3类:表面流湿地、水平潜流湿地、垂直流湿地。
表面流湿地是废水在填料表面漫流,维持一定的水深,池深为0.6~1.5m,水流呈推流式流动,从终端地表出水。这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点,但占地面积较大,水力负荷率较小,去污能力有限,系统运行受气温变化影响较大。
水平潜流湿地由一个或多个填料床组成,床体填充填料,床底设有防渗层,防止污染地下水,污水从一端水平流过填料床。与表面流湿地相比,水平潜流湿地水力负荷大、污染负荷大,对BOD、COD、SS、重金属等去除率较高,恶臭与蚊蝇滋生较少。
垂直流湿地是指污水从湿地表面纵向流向填料床的底部,床体处于不饱和状态,氧通过大气扩散和植物传输进人人工湿地系统。垂直流人工湿地的硝化能力高于水平潜流湿地,可用于处理氨氮含量较高的污水,其缺点是对有机物的去除能力不如水平潜流湿地。
人工湿地污水处理工艺在我国的利用与发展
近几年,人工湿地污水处理技术作为一种新兴的生态处理技术在我国农村地区广泛应用。其主要是应用该生态系统内物质循环利用、物种共生原理,实现污染物质的良性循环,充分挖掘资源潜在的生产能力,避免环境的二次污染,获取污水处理的最佳效益。
4.1生态滤床式处理工艺 应用管道将每家每户排放的污水收集起来,污水汇集后流进沉淀池,该池含有大量的厌氧细菌,它们具有阻隔污水所含固体污染物及吸收沉淀的作用。污水沉淀后由污水泵站大阻力的配水系统抽出,均匀洒在种植有芦苇等植物的生态滤床中。滤床从下到上依次填充砂石、粗砂、鹅卵石,石子上面用1层青苔状薄膜覆盖。滤床基质含有丰富的微生物,可实现对污水的层层过滤与吸附。芦苇则可将氧气注入湿地系统中,有利于污染物的分解。污水经处理后,出水的水质达到二级污水处理厂的Ⅰ级排放标准。生态滤床建有两块,每周轮换1次,每半年清理积淀污泥1次。
4.2 组合型人工湿地污水处理工艺 常用的组合为“物理―生物―人工湿地”污水处理工艺。该工艺不需要在居住区外建设排水管道,节省投资;该组合污水处理系统可合建或者分建,充分利用绿化地、河塘的边坡,少占或不占耕地;人工湿地与小区绿化相结合,种植观赏性植物,成为小区园林绿化的重要组成部分。污水经人工湿地处理后出水的水质优于二级污水处理厂的Ⅱ级排放标准,可以直接排放到自然环境中,也能够用作农业灌溉用水,或用作小区水景的补充水,在水资源匮乏地区是循环利用水资源的有效措施[4]。在处理污水时若地形允许,充分利用其水位差,不用动力提升,所以不存在运行能耗,仅需定期维护,运行维护费用低。鄂州市的新农村建设中,积极推广人工湿地污水处理技术,旧农村普遍存在的脏、乱、差等现象有了较大改观,居民的生活环境得到明显改善。广大农民的生活习惯、思想观念也在不断改变,卫生意识、环保意识、文明意识日益增强。
4.3复合型垂直流人工湿地工艺 随着我国不断加大研发人工湿地污水处理技术的力度,顺利研制出了复合型垂直流人工湿地工艺。该工艺在海南省农村地区推广使用,取得较好的经济效益与社会效益,其主要优点是具有较强的净化能力,劣Ⅴ类污水经处理后可净化至Ⅱ~Ⅲ类的水质标准,生活污水通过处理后能够达到一级的排放标准。该技术不仅能够集中处理污水,而且可依据实际情况作分散处理,系统运行较稳定,即使在低温季节也可获得较好的运行效果。人工湿地技术的工程建造运行维护的费用较低。复合型垂直流人工湿地工艺的单位建设成本大概为1100元/t,运行维护成本在0.1元/t以下,均仅为普通二级污水处理厂的几分之一。同时,该系统的日常运行维护只需1名管理人员。
4.4人工湿地结合氧化塘工艺 生活污水在初步处理之后,经PVC管流入人工湿地系统,将美人蕉、风车草、芦苇、莲花等各种湿地植物种植在系统的特定填料上,污水包含污染物质与营养物质经植物根系的吸收作用、填料沉降作用及微生物的降解作用不断被吸收、分解,实现污水的深度净化。
5.结语
由于农村地区经济欠发达,居民的文化素质相对较差,技术人才及管理人员储备不足,因此,处理污水必须根据实际情况充分考虑资金投入、运行维护等各种因素。人工湿地具有投资少、运行费用较低、管理维护简单等优点,可利用农村地区的洼地、荒地、沼泽地等进行修建。人工湿地适合应用于我国农村地区,不仅可以有效的解决农村生活污水导致的面源污染现象,还可促进农村民众的环保意识、美化生态环境。当前,我国学者在人工湿地污水处理技术方面的研究,取得较大的成效,但是人工湿地处理农村生活污水的工艺尚未成熟,某些技术性难题还需深入研究。
【参考文献】
[1]蒋岚岚,刘晋,钱朝阳,等.MBR /人工湿地工艺处理农村生活污水[J].中国给水排水,2010,26(4):29-31,41.
[2]杨文婷,王德建,纪荣平.厌氧池-潜流人工湿地处理低浓度农村生活污水的研究[J].土 壤,2010,42(3):485-491.
[3]吴树彪,胡静,翟旭,等.家庭人工湿地组合系统处理农村生活污水的试验研究[J].水处理技术,2009,35(3):94-98.
[4]鲍振博,靳登超,刘玉乐,等.无动力组合型人工湿地处理农村生活污水工程实践[J]. 中国给水排水,2009,25(20):47-48.
关键词:人工湿地;污水处理;发展;生态学
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2014)17-4044-04
The Analyses of Wastewater Treatment with Constructed Wetland
ZHANG Wei, ZHI Chong-yuan,SUN Cui-cui
(School of Life Sciences, Guizhou Normal University, Guiyang, Guizhou 550001, China)
Abstract: The concepts, features, classification, principle and the status of study and application of wastewater treatment technology were reciewed. The Constructed wetland system is an integrated ecosystem and a new wastewater treatment technology being developed and applied. As a low cost alternative to the traditional sewage purification ,the technology of artificial wetlands has been developed. Many countries have paid more attention to it. It is a suitable technology especially for the rural areas and small cities in China. Yangliutang village of Shibing county was used to monitor and analyze the wastewater treatment capacity. The ability of its wastewater treatment was very good. The advantages and disadvantages of the constructed wetland system were monitored. Some improvements were put forward. The research and application in China and the future development and the possible ways to improve the system were discussed.
Key words: constructed wetland;wastewater treatment;development;ecological
近年来我国的城镇化水平在逐步提高,人民生活水平也在不断提高,随着用水量的递增,城镇污水排放问题也越来越紧迫。随着社会主义新农村建设和农村经济的不断发展,带来的农村生活污水问题及由此产生的公共卫生安生问题也逐渐突出[1]。面临着污水排放量的连年增长,我们的城镇及农村污水处理能力略显不足,很多污水没有经过处理,直接排入湖泊河流或地下,造成湖泊及水源地水质下降;土壤中重金属含量超标,土质受到污染,农产品受到污染;引发各类疾病等各种问题。虽然有些地区自建了污水处理系统,但没有从根本上解决问题,水体受到严重污染,自净能力急剧下降。通过不断的摸索,人们发现了一种适应社会发展的水处理新途径――人工湿地生态处理技术[2]。
人工湿地是根据自然界中的天然湿地降解污染的机理,研制出的一种具有净化水质的人工环境,它是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制地投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,利用植物、微生物,人工介质,土壤的生物、物理、化学三重协同作用,对污水、污泥进行处理的一种新型废水处理工艺。人工湿地中起主要处理作用的还是微生物,与近年来提倡的绿色生态相吻合[3,4]。人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点,非常适合中、小城镇的污水处理[5]。人工湿地的使用效果也优于传统污水处理厂,首先人工湿地使用纯生物技术进行水质净化,而污水处理厂则使用化学方法,因此污水处理厂在处理过程中会产生大量富含有害化学成分的淤泥、废渣影响环境,而人工湿地则不存在二次污染。其次人工湿地以水生植物为主要处理植物,在处理污水的同时还具有良好的景观效果,有利于改造农村环境。另外,人工湿地还拥有可持续的经济效益,在人工湿地上可选种一些具备净化效果和一定经济价值较高的水生植物,在污水处理的同时产生经济效益。
我国1988年建立了第一个人工湿地系统后, 在人工湿地净化机理、系统控制、设计及运行参数等方面均取得可喜的进展[6]。人工湿地按污水在湿地床流动的方式不同可分为表面流湿地、水平潜流湿地和立式流湿地[7]。本研究以贵州省施秉县杨柳塘镇水平潜流湿地这一湿地处理系统为对象,对其污水处理能力进项检测与分析,并结合有关的生态学问题加以剖析,以促进这一技术的不断完善,使其在不久的将来真正成为一项经济高效的污水处理方式。
1 研究区概况
杨柳塘镇位于施秉县南部,全镇辖7个行政村,69个自然寨,121个村民小组,4 483户19 655人,镇区年平均气温15.5 ℃,年均雨量1 600 mm,夏无酷暑,雨热同季,属亚热带季风性气候。城镇居民村民主要从事手工业,基础生产,农业生产及村镇旅游经营,所产生的废水主要为生产污水、生活污水等,日污水水量为1 100 m3,因此确定污水处理站的污水处理量为1 100 m3/d。
从调查情况看,施秉县杨柳塘镇污水主要为以下四方面:一是生产污水;二是生活洗涤污水;三是厕所污水;四是其他混合污水。施秉县杨柳塘镇人工水平潜流湿地项目于2011年6月开工建设,2012年10月完工,目前人工水平潜流湿地处理系统单元运转正常。
2 治理工程概况
2.1 设计指标
人工湿地的核心技术是潜流式湿地。一般由两级湿地串联,处理单元并联组成。水平潜流式湿地是潜流湿地的一种形式,污水由进水口一端沿水平方向流动的过程中依次通过沙石、介质、植物根系,流向出水口一端,以达到净化目的。污水在湿地内部流动时,可充分利用生物膜、填料表面及其他各种作用进行处理,其处理效果及卫生保持能力较好。杨柳塘镇采用人工水平潜流湿地生物处理系统对污水进行处理,处理后水质达到《污水综合排放标准》(GB/T8978―1996)一级标准后用于农业灌溉等其他方面。处理要求及设计进水水质具体值见表1,设计出水水质具体值见表2,设计污水处理站处理效果见表3。
2.2 污水处理工艺流程及说明
杨柳塘镇污水采用以“人工水平潜流湿地”处理工艺,其工艺流程如下:
2.3 监测评价标准
工程验收监测评价标准执行《污水综合排放标准》(GB/T8978―1996)一级标准,具体标准值见表2。
2.4 监测内容
废水监测具体点位、项目、频次见表4。
2.5 监测分析方法及仪器
污水监测分析方法及仪器见表5。
2.6 污水监测质量保证及质量控制
为保证监测数据的准确、可靠,在水样的采集、保存、运输、分析化验和计算的全过程,按国家环保总局颁发的《环境监测质量管理规定》和文献[4,5]进行[8-10]。监测仪器设备经计量检验合格并在有效期内。采样时,采10%的平行样和密码样,及时运输,并在样品保存的有效期内测试:现场监测过程中每批样品分析时同时做空白试验,并控制空白试验值,同时采取加标回收和带标测定等措施进行质量控制(表6),监测数据进行规范化处理。
3 监测结果分析及评价
3.1 验收监测期间工况
监测期间的污水处理量平均为1 010 m3/d,达到污水处理工况的92%,符合监测工况标准要求。
3.2 验收监测结果
进口污水和出口污水监测结果见表7、表8。由表8可知,杨柳塘镇人工潜流湿地污水出口pH平均值为7.16,CODCr平均值为70.9 mg/L,SS平均值为36 mg/L,NH3-N平均值为5.65 mg/L,总磷平均值为0.44 mg/L,各监测指标均符合《污水综合排放标准》(GB/T 8978―1996)一级标准。CODCr的去除效率为63.16%,SS的去除效率为66.04%,NH3-N的去除效率为74.75%,总磷的去除效率为88.24%,基本满足设计指标要求。
4 讨论
人工湿地系统是一个完整的生态系统。它具有良好的经济效益和生态效益,是正在不断研究和发展的新型污水处理技术,具有投资低,增加绿地面积、抗冲击力强、改善和美化生态环境、操作简单、水质好、维护和运行费用低廉等优点。这项技术适合我国国情,尤其适合中小城市、广大农村的污水处理,具有非常广阔的应用前景。人工湿地在污水的修复方面表现出了极大的发展潜力,自人工湿地广泛使用以来,人工湿地已提供了不少成功的例证,但国内对这项技术的研究应用尚处于起步阶段,有关工艺设计资料和应用实例还不多见。人工湿地污水处理系统自身也存在着一些缺陷,特别需要对其处理工艺进行不断改进和系统优化,还需要克服湿地工程运行中涉及的各种生态学问题。主要有以下几方面问题:
首先是人工湿地堵塞问题。人工湿地在运行一段时间以后,会发生不同程度的堵塞,堵塞之后处理能力大幅下降。目前国内外流行的做法是通过停床修整自我恢复,期间无法进行污水处理,而时间长度与天气有关,因此需要发现更有效的对付人工湿地堵塞的方法。
其次蚊蝇的大量生长是湿地处理系统面临的另一个生态学问题。蚊蝇是湿地生态食物网中的一环,是湿地生态系统的一部分,由于蚊蝇会传染疾病,必须加以控制。从生态学原理出发,引入捕食蚊蝇的动物如食蚊鱼可控制蚊子的孳生,蝙蝠或其他鸟类对其的控制也很有效。其次是控制水深,控制好水深,以方便食蚊鱼捕食;在设计坡道时,要设计好坡道,形成较少死水;还有就是如果有条件的话,可以在湿地周围设置灭蚊灯,此种效果较明显;在水边种植低矮的植株并且每年进行收割,防止形成蚊虫环境[11]。
再次是见效时间长,不像传统污水处理工艺那样一旦建成就能取得立竿见影的功效。由于要经历植物生长、根系发育、微生物繁殖、优势种群形成各阶段,所以从启动到成熟所需时间较长,一般要两年左右。
最后,由于湿地生境缺氧及温度的影响,各类湿地去除N、P、氨氮的效果普遍不理想,在夏季由于植物及微生物生长较快,相比秋、冬季节,其污水处理能力要好些。怎样提高湿地系统去除氨氮的能力,是当前湿地处理系统研究的热点,也是今后湿地设计时需要考虑的重要因素,
所以要结合我国不同地区的具体情况,深入开展研究工作,结合自身优点,逐步改善人工湿地所面临的问题,从而取得适合于不同地区、不同环境气候条件及不同污水特性的各种人工湿地,以促进其在我国得到推广应用,为创建生态文明社会提供有效途径。
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关键词:新农村;厌氧;人工湿地;污水
中图分类号:X703 文献标识码:A
前言
随着我国农村生活水平的提高,农村人口的无数排放量也逐渐增加,农村的污染问题也逐渐凸现,成为我国建设新农村的制约因素之一。据统计,我国农村生活污染对整个流域污染物磷的贡献率达到8%,氮的贡献率达到10%[1-2]。
我国城市生活污水处理已经比较成熟,应用也比较广泛。但在基础设施较差,生活还不富裕,劳动力素质较低,管理水平不高的广大农村地区,建设像生物转盘、活性污泥法等投资大、运行管理复杂且费用高的污水处理厂,目前还难以实施。而且农村人口居住相对分散,不利于污水的收集和处理[3]。
虽然传统的污水处理技术发展历史较长,处理效果较好,但基建投资大,运行费用高,难以在我国农村地区大面积推广[4]。鉴于农村生活污水污染物浓度低、水量小的特点,结合其土地资源相对丰富的特点,在新农村规划中选择适宜的污水处理方式充分利用其特点,具有很强的现实意义。在此情况下,人工湿地处理技术的应用及发展为农村生活污水处理提供了新的出路。
1 人工湿地的概念及机理
土地处理法是一种以土壤作为介质的污水净化方法,是一种由生物向生态或者生物生态相结合的污水处理技术。其作用过程主要是通过基质、植物和微生物3者形成的生物-生态协同体系[4],经由物理、化学、生化以及植物吸收等途径来实现对污水的净化和处理。废水中的悬浮物通过人工湿地的拦截、吸附及沉淀作用去除,溶解性有机污染物通过植物根系的吸收和吸附,以及植物根际周围和土壤基质中微生物的分解代谢作用,被降解为甲烷、二氧化碳和水。
人工湿地具有易维护、处理效果稳定、工艺设备简单、运行费用低、占地面积小、不影响绿化等特点,通过将污水处理与资源化再利用相结合,有效改善了农村生态环境,为我国的社会主义新农村建设,保护农村生态环境提供了一种有效的技术支持。
2 厌氧-人工湿地工艺
在新农村规划中,污水收集处理是其重要组成部分。针对该地区地形、人口分布等特点,增城市某村的新农村污水处理采用“厌氧池-人工湿地(水平潜流)”工艺。
各户生活污水由化粪池,经接户管至污水收集管网系统,污水至收集系统末端,正常情况下,污水均经溢流井排至污水处理系统,特殊情况下,多余的污水经溢流井,溢流至排洪沟。
进入污水处理系统的污水,经格栅去除水中较大的漂浮物质和杂物后进入沉砂池去除污水中较重的砂粒和悬浮物后利用进入厌氧水解沉砂池,污水在厌氧水解作用下,水中的大分子有机物被分解为小分子有机物;得到初级净化的污水,进入人工湿地,在人工湿地内,经过滤、吸附、植物吸收及生物降解等作用得以去除。污水得以净化后,经计量堰计量后流入农田灌溉沟。
3 应用实例
在新农村规划中,污水收集处理是其重要组成部分。针对该地区地形、人口分布等特点,增城市某村的新农村污水处理采用“预处理+厌氧池+人工湿地(水平潜流)”工艺。经过实践证明,该工艺组合对当地农村污水处理有较强的适应性,并取得了显著的效果。
罗坑村位于城市北部生态产业区,村委社共有居住人口400人。其污水收集管网布置与村相关规划结合,污水主干管尽量沿村内主干道布置,污水支管尽量靠近村内居民排水点,高程上采用重力自流设计。
本站点人工湿地类型为水平潜流湿地,共设1级2组,砖混结构,池底采用C15素砼垫层。碎石湿地基质在污水净化过程中起过滤、沉淀和吸附污染物等作用。
湿地植物选择再力花、花叶芦荻、纸莎草作为水平潜流湿地栽种的植物。上述选择的植物具有一些共同的特点和作用,均为多年生植物,在广东地区均为全年常绿,无需反复种植,收割管理容易。各种植物具备一些独有特点,能够互相有机搭配。采用植物种类及数量见表1所示。
4 湿地运营要点
虽然人工湿地在运营维护方面比污水处理厂要简单很多,但人工湿地还没有达到完全无人看管的地步。由于该工艺包括预处理、厌氧和人工湿地3个模块,所以在运营维护方面需要注意以下事项。
对于污水收集,要定期检查污水井、管道和污水收集沟渠,清理淤积物,保持管道和沟渠的通畅。定期对格栅进行清渣,以保持格栅井的正常功能。对人工湿地内杂草、病虫害以及植物残体进行处理,根据植物生长情况对人工湿地植物进行收割和补种。
5 结语
通过将厌氧系统与人工湿地系统进行组合,在我国南方地区进行实地应用,发现厌氧-人工湿地组合工艺适宜处理农村生活污水,并能够减少占地面积。选择当地的植物和适当的运营管理会增强其污水处理功能。
参考文献
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关键词: 农村生活污水 处理工艺
中图分类号:G812 文献标识码: A
近年来,随着我国“幸福乡村建设”“美丽乡村”建设目标的提出,农村人居环境发生了巨大的改变。目前,农村污水处理已经经过了从重点集中治理到“农村连片拉网整治”,从早期的以去除有机物为目标,发展为以去除有机物为主,注重有机物及氮、磷的去除。目前,全国各地都已经启动了农村生活污水、养殖禽类固废处理等工程。根据预测,今后五年我国农村污水处理工程市场年均为575亿元,2014-2015年平均为322亿元。农村污水处理运营市场年均为62亿元,2014-2015年平均为32亿元。本文以农村污水处理常见工艺为论述对象,通过对不同处理工艺原理、及运用实例,以期达到总结目前农村污水处理技术的目的,为农村治理提供实践基础。
1.农村水环境现状
近年来,随着乡镇经济的大力发展,农村大部分镇乡周边自然水体普遍存在营养物质超标,一方面,农村水体资源总量丰富,但绝大多数自然水体因缺乏有效的管理,生活污水长期超量排放水体之中,水资源科利用程度低。另一方面,随着“新型农村”推进程度的不断加快,农村居民对生活质量的迫切愿望的不断提高,农村居民对生活环境质量要求的意愿不断强烈。所以建设“幸福乡村”、加快推进农村经济发展,成为制约农村经济发展的重要瓶颈。
2.农村污水处理工艺、技术
目前,农村污水处理技术已日趋完善。从工艺区分,大致可分为三个方向,一种是采用活性污泥法,如AAO处理工艺、SBR序批式工艺。活性污泥法处理生活污水具有处理负荷高,出水水质稳定等特点。第二种为生物膜法,如生物滤池、MBR工艺。膜法处理农村生活污水具有出水水质稳定,运行成本低,但是对于进水水量负荷冲击能力有限。第三种为生态处理法。主要有人工湿地,稳定塘等。这类工艺具有运行成本低,抗水力负荷冲击能力高。但是其基础建设费用高,占地大。[1][2]
2.1生物滤池工艺
生物滤池,又称为生物滴滤池。其主要的构筑物部件可分为:滤料、池壁、池底通风系统、排泥及支撑渗水结构以及旋转布水系统。污水中有机负荷降解的主要构单元为生物填料,微生物在填料表面挂膜,利用由上自下流动的污水作为能量及营养来源,不断繁殖增量。过厚的膜体由于内部膜体与填料黏附能力的下降,以及水流的冲刷作用,顺着水流向下运动至承托板。但是,生物滤池存在容易堵塞的问题。由于微生物利用的空气主要是处理单元以外,大气中的氧气,并以处理单元与外界的温差作为拔风的推动力,属于自然通风。相比曝气通风方式,推动力不足。在滤料堵塞的情况下,空气很难与微生物,污水相互充分混合。此外,为了解决填料容易堵塞的问题,提高填料的空隙率的确能缓解堵塞的问题,但孔隙率的增加,直接导致载体总表面积的减小,微生物附着面积的减少,微生物量的减小,最终导致处理负荷下降。故选用比表面积大,强度高、孔隙率大的生物填料成为制约工艺处理效能的重要环节。
2.2人工湿地
人工湿地工艺是人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,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、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。[3]
2.3氧化塘
氧化塘又被称为稳定唐、生物塘。
主要是通过模拟了自然水体自净的过程,将以太阳能为初始能量,通过在塘中种植水生植物,进行水产和水禽养殖,形成人工生态系统,在太阳能(日光辐射提供能量)作为初始能量的推动下,通过稳定塘中多条食物链的物质迁移、转化和能量的逐级传递、转化,将进入塘中污水的有机污染物进行降解和转化,最后不仅去除了污染物,而且以水生植物和水产、水禽的形式作为资源回收,净化的污水也可作为再生资源予以回收再用,使污水处理与利用结合起来,实现污水处理资源化。氧化塘的应用范围没有人工湿地广泛,不能直接用在最前面的处理单元,而是安排在后续的处理设施中。
2.4MBR膜工艺
MBR 是一种将膜分离技术和传统活性污泥法结合起来的新型高效污水处理工艺,它是将MBR 平片膜组件放置于曝气池中,通过好氧曝气池和生物处理后再由泵通过滤膜过滤后抽出。其中,膜组件是MBR 中最主要的组成部分,相当于传统生物处理系统中的二沉池,通过不断的氧化污水中能够被降解的有机物,而对于不能被降解有机物或无机物及污泥、悬浮物等由膜组件截留,实现对污水的净化处理。
2.5A/A/O及其改良工艺
目前,A/A/O处理工艺在农村污水处理方面,技术成熟,使用认可度高。该工艺有厌氧―缺氧―好氧段构成。厌氧反应器,原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入,本反应器主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化;缺氧反应器,首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大。好氧反应器――曝气池,这一反应单元是多功能的,去除BOD,硝化和吸收磷等均在此处进行。同时部分混合液从这里回流到缺氧反应器。沉淀池,功能是泥水分离,污泥一部分回流至厌氧反应器,上清液作为处理水排放。
AAO工艺具有处理效果高,BOD去除效率可达到90%。总氮去除效率最高可达到85%。同时污水泥量大,对水力负荷冲击能力强。
结束语
综上所述, 我国农村污水处理主要为生物处理方法, 各种方法均有各自的优缺点。目前农村污水处理技术主要集中于AAO、生物滤池、MBR膜工艺、稳定塘及人工湿地工艺。其中AAO工艺处理农村生物污水具有处理效率高,人工湿地具有抗负荷冲击能力强,而生物滤池具有运行成本低的优点。
参考文献:
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关键词:管理措施;处理工艺;农村生活污水
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)03-0017-02
随着我国不断加深对农村的建设,让农村的经济迅速的发展,这样就提高了农村人们的生活质量。在很多人家已经在洗手间从外部挪到了屋内,在厨房安装了下水,导致污水排量不断的增加,也增加的污水处理的难度,所以在污水处理的过程中需要针对技术和工艺进行相应的管理,这样才能够让污水处理得到更好的管制。
1 农村生活污水排放的情况
1.1 农村生活污水的来源
所谓的农村生活污水就是指在乡镇生活用水的排放,以及乡镇生产污水的总称。农村生活污水主要包含:人们日常的生活污水排放、商户生活污水排放、家畜产生的污水排放、以及乡镇周边产生的污水排放等。而随着我国乡镇农村的经济不断的提高,人们生活污水的性质发生了变化,早期都是正常的洗漱用水所产生的污水,其中含有少量的化学物质,但是现在人们在生活中的污水很多都含有众多的化学用品,就像是洗涤剂、洗衣粉、洁厕剂等,这些都不利于对水源的二次净化。
1.2 农村生活污水的特点
农村生活污水在排放的模式上主要有以下几种:第一种是厨房和厕所的污水排放,一般的情况都直接排放到固定的化便池中;第二种是在化便池中的污水经过处理之后的第二次处理;第三种是农民在处理污水方式上将污水的管道直接与河流或是其他地方进行连接,这样就能够将污水进行直接排放;第四种是农民喜欢将污水直接倾倒在自己门口的外部,使其自行蒸发;第五种则是农民在自己房屋的周围某一地点挖掘水渠并将污水直接排到水渠里面[1]。
在农村居住的居民现在生活中更多使用的是第一种和第二种污水排放方式,因为农民已经开始了环保的建设和污水处理方式的改变,这样不仅能够提高农村整体的环境,还能够让水源保持清洁,让更多的污水能够二次净化和处理。经过众多的走访和调查,农村现在降污水就地处理的比率已经减少到了26.3%。
再者,农村生活污水的排放量整体的在上升,这种情况与农村生活不断提升,人们的生活方式不断改变有着重要的联系,以及很多地^气候差异性都有关联。总体来讲,农村的污水水质和水量都出现了不同程度的变化,但是针对城市污水情况来讲,农村的污水可生化性非常的好,因为在农村人们很少利用重金属类有害物质,虽然众多的混合洗涤剂比较繁多,细菌滋生也比较迅速,但是污水在处理的过程中能够快速的进行净化。
2 农村生活污水处理工艺
2.1 人工湿地处理工艺
所谓的人工湿地处理工艺指的是人们将所产生的污水直接投放在长有芦苇的水生植物的沼泽中,在水流进行流动的过程中,水中的植物会将污水进行过滤处理,这是一种自然净化污水的方式。沼泽中的自然生物和植物种类非常的多,能够很好的进行人为的控制,所以整体处理的情况非常乐观和高效。在湿地处理工艺上应该按照水流的方向进行分类,避免水流缓慢或是环境差导致的运行控制难。
2.2 土地处理工艺
所谓的土地处理工艺就是利用人工引导的方式将污水投放在适合的土地上,并通过土地的自然过滤和植物的系统的运行,进行物理或是化学生物等方式进行净化污水。土地污水处理工艺不仅节省资源,成本小而且节能效果非常的好,在污水运行的费用上也非常低,这种方式是农村污水处理的重要手段,与此同时还能够将污水进行二次利用,不仅减少了环境的污染还增加的土地的使用率。
2.3 好氧生物处理工艺
好养生物处理工艺是将污水进行生物性的氧化。在我国很多农村都在使用这样污水处理的方式,其实通过接触曝气形式将污水进行生物膜处理,这样的技术是介于活性污泥法与生物膜之间的污水处理方式[2]。
在污水处理的过程中,在填料的表面进行覆盖有效的微生物,使其在曝气池中与微生物进行物理或是化学性的反应,以此达到处理污水的目的。在污水流动的过程中,经过了生物膜的表面,因为生物膜在生长的过程中会出现新陈代谢的情况,在代谢的过程中将污水中的杂质进行降解,以此达到净化污水的目的。好养生物处理工艺在实施的过程中,其占地的面积比价小,处理的过程比较迅速,而且符合性能比价高,不会产生过多的污泥,人工控制能力比较强,维护起来比较方便简洁,这种方式对于污水量比较小的农村来讲,是非常有效的处理工艺。
但是好养生物处理工艺实施过程中,费用要比其他处理工艺高很多,所以在南方比较富裕的农村实用几率比较大,推广的速度也比较快。
3 农村生活污水处理的管理措施
3.1 污水处理设备的管理
在污水处理工艺上,国外相对起步比较早,很多国家在十九世纪中期就已经拥有非常成熟的污水处理工艺,而且在制定了完善的污水处理技术规范。所以污水处理技术自然是非常成熟的,当时不仅出现了生物处理法、生态处理法、人工湿地处理技术、土地处理技术、厌氧处理技术等多种污水处理工艺,这也让我国在污水处理的过程中得到了更多的借鉴和经验。
因为我国经济发展起步比较晚,很多农村在发展的过程中并没有拥有强烈的环境保护意识,导致在污水处理设备的建设过程也是非常的缓慢,随着经济社会的深入,农村人们逐渐了解到污水处理的重要性,所以在设备建设的效率上也在不断的加速。目前我国农村污水处理设备呈现处理多元化的状态,但是还是要不断的提高农村人们的环保意识,减少重金属等污染物的排放[3]。
在针对污水处理设备的管理中,应该加强日常的维护和检修,特别是农村比较常见的化粪池。目前农村化粪池出现的问题主要就是渗漏,想要提高化粪池的工作效率建议从以下几点进行:首先,针对农村已有的化粪池进行细致的普查和记录,了解农村化粪池存在的数量以及运行的情况,并按照人员对其进行档案的建立,若是出现规模不够的情况,应及时的进行扩建和改造;第二,因为每一个化粪池的位置都是不同的,针对改造难度比较大的化粪池应该考虑重新建设,或是更改化粪池的建设材料,彻底的解决化粪池渗漏的问题。第三,在化粪池管理的过程中,应该明确管理者的职责和方向,将卫生和安全作为管理的重要部分,并将村内管理人员的职责分配清楚,努力将化粪池的管理划分村中管理的一部分。
3.2 建立农村污水处理工艺评估体系
目前我国农村生活污水处理的方式种类比较繁多,而且很多村子都是多种处理方式并存的方式,这样就导致污水处理的效果参差不同,所以现在急需要针对农村污水处理工艺方面进行通过评价和评估。建议建立完善的污水处理评估体系,并将重金属的处理方式作为重要的测评参数。例如,人工湿地处理方式是众多农村比较常见的污水处理法,但是在人工湿地污水处理设计中严重的缺少指导性的文件,而且湿地的面积普遍比较大,处理的效果也受到了环境和湿度的影响,但是在实际处理污水的过程中是否能够真正达到污水处理的目的,则需要对其进行有效评估才能够测定其是否达到污水处理的效果。另一方面,因为每个地区的污水产生量是不同的,所以在选择污水处理的规模和方式也需要因地制宜。所以不难看出有效针对污水处理技术记性评估是非常重要的。
3.3 建立农村污水处理的长效管理体制
在污水处理技术实施的过程中,需要有效的管理体制进行治理,这样才能够往污水技术发挥其重要的作用。污水处理的设备维护和保修是非常重要的环节,例如:在很多农村都成立环保委员会,也成立了污水管理员,其能够定期的对污水处理设备进行维护,那么管理体制的成立则会更加完善的让设备维护做到更加的周全和细致。首先,农村委员会应该尽快的成立长效的管理体制,是设备保养和维护能够有法可依,再者,可以通过网络设备将长效管理体制进行平台式的建设,这样就能够扩大污水处理技术的宣传,也能够明确相应的管理责任,增加群众的环保意识;第三,鼓励在农村创业的企业加大对污水的处理,以及对污水处理设备的维护,是污水处理技术管理体制走向长效化、专业化。
4 结语
目前我国农村生活污水很多都是就地直接解决,这样就让农村的生活环境出现了严重的污染,所以宣传和加强污水处理技术的实施是非常必要的。在农村适合的地点进行修建化粪池,并逐步的保障农村用水和污水的处理。同釉谖鬯处理的过程中也应该借鉴国外的管理经验,制定适合农村发展的污水处理方式,并利用合理的管理办法改善农村的污水处理技术,是污水处理工程能够有效的进行和健康的发展。
参考文献
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关键词:农村;生活污水;处理
我国是一个农业大国,农村占据了非常大的比重,由此可以看出,要想成功的贯彻可持续发展、健康发展以及对环境的保护,关键在于做好农村的环境保护工作。而在农村众多的环境问题中,最为突出的就是农村的生活污水问题,如果农民的生活污水处理问题得不到解决,不仅仅会造成水污染范围的蔓延,更会影响到农民的身体健康。正是因为这样,相关部门必须重视农村生活污水的处理,这样才能够促进农村环境保护工作的展开,促进我国的健康发展、持续发展。
一、农村生活污水的特点
(一)水量
农村的人口居住情况比较分散,所以供水量也相应比较少,不仅如此,农村人所习惯的节约品质,决定了其产生的生活污水量比较少。除此之外,农村的生活污水量还具有一定的时间性,比如说早上和傍晚,是农村生活污水量最大的时候,而其余的污水排放量则相对比较小,到了晚上,甚至会出现断流的现象。
(二)水质
农村不同于城市,除了必要的洗涤行为、炊事行为以及沐浴行为等等会产生生活污水之外,还有一些因为饲养畜、禽等等而造成的生活污水,不仅如此,农具的清洗、农业的配比还会因此而产生具有农药物的污水。总的来说,农村生活污水不会含有太多的重金属或者是有毒、有害的物质,但一定会含有氮、磷等元素。
二、适用于农村生活污水的国内外处理技术
(一)生物膜法
生物膜法是日本所研发出来的污水处理技术,是利用微生物氧化分解有机物并将其转化为无机物的方法,生物膜具有生物化学活性,通过吸附、分解污水中呈悬浮、胶体或者是溶解状态的污染物,使污水能够获得净化。这15种不同型号的处理装置大致可以分为以下两个大类:第一类,是采用生物膜法,污水通过塑料制成的滤层,上面附有微生物,通过生物膜后可以有效的使农村生活污水中的BOD5降到20mg/L以下,SS下降到50mg/L以下,TN含量在20mg/L以下;第一类,是采用浮游生物法,通过漂浮在农村生活污水中的微生物氧化作用,可以有效的使BOD5下降到10――20mg/L,SS降到15――50mg/L,COD降到15mg/L以下,TN降到10――15mg/L以下,总磷降到1――3mg/L以下。
(二)高效藻类塘系统
高效藻类塘系统是由美国加州大学伯克利分校的OSWALD教授所提出并且发展的,这种对生活污水处理的新技术是对过去已有的稳定塘的有效改进,使其能够发挥出更大的功效。简单的来说,高效藻类塘系统是充分的利用了菌藻共生的关系,从而对生活污水进行处理工作,也正是因为这种技术在很大程度上利用的是藻类所产生的氧气,使得塘内的一级降解动力学常数值变大,所以被广泛的称之为高效藻类塘。这种生活污水处理技术的停留时间比较短、所需要的资金投入比较少、建设起来比较简单、维护非常的方便,而且所需要的占地面积也比较小,所以在国外已经获得了非常广泛的使用。
(三)厌氧生物处理技术
厌氧生物处理技术又被称之为厌氧消化或者是厌氧发酵技术,指的是在厌氧条件的基础下,由多种厌氧或者是兼氧微生物来共同作用,从而实现让有机物分解的预期目的,不仅如此,还能够因此而产生CH4以及CO2。这种厌氧生物处理技术不仅仅不用曝气,还能够有效的回收生物能沼气。厌氧生物处理为废水处理提供了一条高效低能耗的,促进农村燃料向清洁可再生能源的转移,完全符合于国家可持续发展的重要原则以及治理途径。
(四)人工湿地
人工湿地污水处理技术,主要是利用人工水生态系统内多级生物的稀释降解作用来去除或者削减水中污染物的方法。人工湿地污水处理技术具有一定的污水净化能力,对于COD、BOD5、TN以及TP的去除率分别可以达到80%、85%――95%、40%――50%以及80%――85%。硝化反硝化作用是人工湿地脱氮的主要途径,占到TN去除量的40%以上。人工湿地系统处理污水具有一系列的显著优点,比如说能够适合不同的处理规模、基建费用比较低、处理构筑物由各种天然生态系统或者经简单修建而成、没有太过复杂的机械或者是设备以及非常容易进行运行维护、管理等等。就目前的形式来看,国内也有利用这项技术来处理农村污水、污染河道水以及面源污水的成功实例,换句话来说,将这项技术投入我国农村生活污水的处理过程中,是非常可行的。
关键词:水污染;治理技术;现状
1 我国城镇污水治理技术现状
1.1 城镇污水来源及发展趋势
改革开放以来,我国工业和农业生产取得了巨大的发展,但大量过度的开发和利用自然资源也导致了包括水污染现象在内的污染事件层出不穷。尤其是水污染现象已经到了相当严重的阶段,许多河流和水资源遭遇到非常严重的污染,水污染已经从对环境污染开始向对人的饮用水源进行污染,间接地损害着人的健康。反观我国目前污染水的治理现状,治理规模小、产量低、设备工艺落后、而且好多城市的水污染治理项目缺乏配套的政策和资金协助,还有一些城市未经充分论证上马的污水处理设备和当地的实际情况不符合,这些都是导致目前我国在污水治理方面效果不佳的因素。
分析造成水污染的根源,农业方面与近年来化肥农药的大量使用,造成土壤富集化,大量的农药残留伴随着雨水等汇集到河流有很大的关系,城镇生产方面,许多企业生产方式还较为粗放、单一,虽然大型企业都在环保部门的督促之下配备了污染水处理设备,但在利益最大化思想驱使下,后续维护资金量不够。一些易损的耗材更换也及时,使得设备很难维持正常的运转,难以发挥应有的作用。再加之大量的中小企业没有环保意识,对待生产污水肆意偷排,这些都致使水污染现象日益严重。
1.2 目前我国污水治理所采用的水污染处理技术
目前,我国污染水治理方面常采取SBR(序批式间歇活性污泥法)技术,SBR工艺是通过时间上的交替运行实现传统活性污泥法的运行全过程。SBR技术是将活性污泥、污水等污染物质经过一些列如沉淀,然后再排水排泥的周期性污水处理工艺,完成所有这些过程通过综合自动化控制设备控制,这套间歇循环处理过程以应用成本低、污染物质沉淀速度快的特性被广泛使用。另一方面,SBR技术可以很好的融合新技术,也因此在国内外得到广泛应用。也正是为了这个原因,这项技术的研究也在不断增长。但在使用工艺中仍有一些不足之处,如:工艺复杂、操作繁琐、操作成本高。另一种污染治理技术是氧化沟工艺,技术可以说是SBR工艺的一个延伸,原理和悬浮生物处理技术是相似的,是一种延时曝气技术。根据多年的发展经验、技术理论和实践,由于低成本、高回报,也成为国内广泛使用的技术。效率较高,广泛使用在许多中小型国家的污水处理工程中。随着国家对环境保护的日益重视,对废水出水水质要求也越来越高,特别是氮、磷等物质有了更为严格的排放标准,SBR工艺和其延伸出的新工艺作为具有很强竞争力的工艺,无论在城市污水还是在工业废水的处理中都具有良好的应用前景。除此之外,也不断涌现了许多经济高效,操作灵活的新型污染水处理工艺。
2 水污染治理新型技术的应用
针对目前水污染在中国的现状,除了上文提及的SBR工艺和其延伸出的新工艺之外,符合低成本、低管理和高效的新型生态污染水处理技术近年来也不断被投入营运,如人工湿地、生物浮岛技术等新型的城市污染水治理系统。
2.1 人工湿地生态系统水资源污染治理技术
人工湿地是人为建造的干预性生态系统,目的是通过人工湿地将污染水体进行有效的控制,它对污染水的处理分为前期的预处理,在通过湿地土壤、植物和微生物对污水进行物理性和化学性的共同作用。人工湿地系统对污水净化处理是有效的,在自然生态中应用物理、化学和生物有效地实现了污水处理的效果。这种废水处理技术的应用可以有效地去除水体中的有机物,去除率可以达到80%以上。对污染水中的氮、磷具有较强的去除能力。同时,该技术还具有其他优点,如工程建设和运营成本低,强负载适应性,相比其他水污染处理技术,人工湿地技术由于其低成本,对自然环境影响小等优势目前在我国得到了广泛的运用。
人工湿地系统中污水以表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地三种形式存在。在这三种人工湿地污水处理过程中,对表面流湿地和潜流湿地治理具有广泛的应用范围,主要由治理水污染几点措施和操作控制决策影响的。在目前阶段,由于人工湿地的建设趋势改变,人工湿地应用的类型也相应作出了调整形成了复合应用形态,也被称为复合流人工湿地系统。该系统有效地改变了原有的污水处理单一结构,实现高效净化。
2.2 生物浮岛技术水资源污染治理技术
如前所述,流经城市的河流和其他水体污染一般,严重的水体富营养化程度,促进了周围生态环境的恶化,也给城市水污染治理带来困难。出现在国内外各种水体富营养化的净化处理技术,如生物浮岛技术、人工水草净化技术。在应对富营养化水体污染,生物浮岛技术以及人工水净化技术可以用于净化水质。生物浮岛污水处理技术主要利用植物生长的自然规律,它的生产过程是:建立浮体-依靠根部吸附-去除污染物-净化水质。应用这种水污染处理技术不仅可以有效地去除水体污染物,净化水质,并且投入少可以反复应用,而且生存和繁殖的水生生物还可以为城市创造一个良好的环境条件。
2.3 悬浮填料移动床技术
这种污水处理技术主要应用于对污染河流的治理中,将悬浮填料直接加入到曝气池。悬浮料在曝气池中的比重和水基本相似,让它作为微生物活动的区域来和流经曝气池的水流互相作用,将活性淤泥和生物膜法结合使用,达到去除污染物的目的。
3 结束语
从分析来看,经济、节能以及高效的水污染治理方式将会是我国以后在水污染治理方面发展的主流趋势,我们只有向着这一目标坚定的进发,不断地探索与研究和环境相协调的污染水治理方式,才能更好地实现水污染治理的高效、节能、环保,才可以真正地实现经济的可持续发展。
参考文献
[1]杨玲玲.对工业企业水污染治理的思考[J].现代农业科技,2013(4).
[2]田立江,姚志彬.SBR工艺与CASS工艺的比较[J].江苏环境科技,2003(2).
1.1城市污水的主要来源
1.1.1生活污水
生活污水主要采自家庭、商业、学校、旅游服务业及其它城市公用设施,包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、沐浴排水及其它排水等。污水中主要含有悬浮态或溶解态的有机物质(如纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等),还含有氮、硫、磷等无机盐类和各种微生物。一般生活污水中,悬浮固体的含量在200~400mg/L之间,由于其中有机物种类繁多,性质各异,常以生化需氧量(BOD5)或化学需氧量(COD)来表示其含量。一般生活污水的BOD5在200~400mg/L之间。
1.1.2工业废水
工业废水根据其来源可以分为工艺废水、原料或成品洗涤水、场地冲洗水以及设备冷却水等;根据废水中主要污染物的性质,可分为有机废水、无机废水、兼有有机物和无机物的混合废水、重金属废水、放射性废水等;根据产生废水的行业性质,又可分为造纸废水、印染废水、焦化废水、农药废水、电镀废水等。工业废水中污染物浓度大,某些工业废水含有的悬浮固体或有机物浓度是生活污水的几十甚至几百倍;废水成分复杂且不易净化,废水中常含不同种类的有机物和无机物,有的还含重金属、氰化物、多氯联苯、放射性物质等有毒污染物;多带有颜色或异味,易产生泡沫,含有油类污染物等。工业废水比生活污水的处理要投入更高的成本。
1.2城市污水处理厂面临的共同问题———高能耗、高成本
我国当前城市污水处理现状显示,一方面为消除和减轻环境污染发挥了巨大的作用,另一方面也是以付出巨大物质消耗和代价才换回环境效益的。根据国家有关规划,到2010年全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50%,设市城市的污水处理率不低于60%,重点城市的污水处理率不低于70%。预计到2010年,我国要新建城市污水处理厂1000余座,污水处理厂的投资将达1800亿元。建成后每年的运行费在70亿元以上。以一个200万人口的城市为例,按人均日排污水0.2吨计算,全市日排放污水约40万吨。这些污水将汇入城市污水处理厂进行处理。一座占地20公顷、最大规划日处理污水60万吨的工厂,建造污水处理厂本身投资的费用和将各单位、各居民住宅区生活污水输送到污水处理厂,需要铺设的污水收集输送管网,两项工程投资约需要5亿多元。因管道建设施工需要拆建、改建的地面建筑等费用,更是难以计算。因此,建一个污水处理厂,当地政府就背上一个沉重的财政包袱。工业废水的数量与城市的生活污水数量相当,企业自行处理的成本也很高,导致了一些中小型企业偷排污水的现象屡屡发生,是水环境污染的很大隐患。从经济角度分析,城市污水特别是生活污水的处理亟待寻找既要节约投资、节省能源、节省人力物力,又要能获得最大的生态环境效益的新出路。城市污水处理要尽可能走循环经济之路。
2引入循环经济理念,降低城市污水治理能耗
随着人类科学技术的发展,污水处理技术不断得到完善和更新,并在实践中迅速广泛应用,污水处理技术正日益成为综合性很强的一个技术领域。目前,资源型污水处理技术正处在发展完善的阶段,因资源型污水处理技术使自然生态中的水循环构成一个良性循环系统,是污水处理领域的广大科研人员的主攻方向。按目前的经济形势测算,由政府投资建成的城市污水处理设施的处理率到2025年能达到50%~60%,这样的目标显然不能根本地解决水污染问题。降低污水处理厂的工程造价和运行费用的唯一途径便是科技进步。只有依靠科技进步,才能简化与缩小污水处理建筑物的体积、减少占地、降低污水处理的能源消耗、降低基建与运行管理费用,为污水处理厂的建造展示广阔的前景。引入循环经济理念,把资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一体,运用生态学的规律来指导城市污水处理工作,其本质是一种生态经济。当前,国家建设小康社会的宏伟目标将人与自然和谐共处提到注重国家环境安全的高度,在全面建设小康社会的过程中,水污染防治的需求与小康社会目标越来越贴近,揭示出当前的治污工程应包容更多的生态保护与以人为本的内涵。循环经济,在区域开发、城乡建设和产品生产领域被提到重要议程上来研究。现代城市绿地建设工作,不是一个单纯的景观建设,还涉及到比较深层次的城市生态问题。将城市生活污水用于城市绿地建设前景广阔,效益可观。绿地能洁净大气成分,生活污水也可以转化成为城市绿地可以再利用的水资源,污染物可以转化为绿化植物的肥料。因此,走循环经济之路,既大幅度降低污水处理能耗,又降低城市绿地建设成本,节约资源,其经济效益和社会效益显著。
3积极推广节能新技术,实现污水资源化
污水治理的过程实际上就是能源消耗的过程,电力费用占到污水处理成本的70%左右,所以科学地减少电能消耗,对降低污水处理成本意义重大。目前,国内大部分城镇污水处理厂的建设资金来源于国外贷款,其引进资金的相当比例为国外配套的污水处理设备,这些设备绝大多数为好氧生物处理及其变革技术的设备,所含的并非高效节能的新技术。引进的好氧生物处理工艺技术及其设备普遍存在投资高、处理成本高、管理要求高、产泥量多的问题,导致污水厂“建得起,用不起”。因此,国家迫切需要经济适用的投资低、运行费低、管理要求低、废泥量少的城镇污水处理新技术。以下几种方法在降低城市污水,特别是生活污水处理能耗,将城市生活污水用于城市绿地建设,实现污水资源化方面,具有重要的推广价值。
3.1浮动填料法处理工艺
目前,部分污水处理中心采用的浮动填料法处理工艺,是在普通推流式鼓风曝气池中,加入塑料填料作为生物载体,微生物生长于载体表面形成的生物膜,在充氧过程中由于空气搅拌,载体呈悬浮状态,活性污泥状态良好,出水清澈,可作为城内河的补给水源,这将大大地改善城内河景观水体的水质,从根本上解决河水污染问题,提升城市品位,为城市百姓提供一个幽雅温馨的休闲娱乐场所。同时,处理出水也可为城市工艺景观、绿化、建筑用水提供优质水源,部分缓解城市淡水资源极度匮乏的难题。
3.2人工湿地技术小型生态污水处理工艺
人工湿地一般由人工基质(多为碎石)和生长在其上的水生植物(如芦苇)组成,是一种独特的“土壤———植物———微生物”生态系统。其填料表面吸附许多微生物,形成大量生物膜,它们协同分布于池中的植物根系,通过物理、化学及生化反应三重作用净化污水。资料表明,人工湿地不仅在提供水资源、调节气候、涵养水源,促淤造陆、降解污染物、保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源方面发挥重要作用,它还能吸收二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等,增加氧气、净化空气、消除城市热岛效应、光污染和吸收噪声等,并对保护野生动物和提高局部地区景观的美学价值也有很大的益处。如城市的芦苇湿地建成后,茂密的芦苇不仅销纳大量的城市污水,又成了鸟类的乐园。因此,人工湿地具有强大的环境调节功能和生态效益,既给城市污水找到了出路,同时还造就了一片绿洲,形成一个令人赏心悦目的生态景观和旅游景点,进而美化净化环境,克服了传统污水处理后有污泥产生等不足,达到了保护自然生态的效应。人工湿地污水处理系统建造和运行费用低(仅为传统二级污水处理厂的1/10~1/2);技术含量低,易于维护,是一项不断被深化、应用的污水处理技术,有着传统技术所不可比拟的巨大的综合效益。沈阳市建造的浑南生态湿地小型生态污水处理中心,是采用人工湿地技术进行污水生态处理的“示范工程”。而湿地的运转费用仅为一般污水处理厂的1/3左右。
3.3生态土壤法生活污水处理工艺
此法普遍采用与绿化相结合的方式进行,即整个污水处理系统处于地下运行,可回用于种草养花美化环境、绿地维护、景观用水、清洁马路、冲洗汽车等。它在提供了一个对解决城市污水处理难题极为有益信息的同时,也显现出良好的效益前景。假定在一个3000人的居民住宅小区建立一套生态土壤处理污水工程,按每人每天排生活污水200升计算,小区日排污水600吨,按75%回收率来计算,回收中水450吨。以8m2绿地/吨来计算,用于3600m2的绿地维护。尤其对一些远离中心区和污水管网的小区更具有可操作性。该法避免了“先污染、后治理”的弊端,实现了污水资源化,投资少,可解决当前普遍存在的生活污水处理问题。如果按循环经济的理念来运作,政府给污水处理部门优惠政策,可在收取污水处理费(按0.6元/吨计算)的同时,给予中水回用补贴,就可降低污水处理过程中的运行成本,能节省资金,节省人力,节约能源,节省物质消耗,节省有限的城市土地资源,能使宝贵的水资源得以重复循环使用,能大大提升城市生态环境质量,直接促进城市文明水平的提高,达到经济效益和社会效益双赢的目的。生态土壤处理法所表现出的可循环利用水资源的特点和趋势,在水资源缺乏的城市和地区显得尤为重要。
关键词:农村生活污水;生态处理;系统;研究
引言
我国“十一五”规划对社会主义新农村建设提出了新的要求,在明确历史任务的同时提出了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的新目标。然而,我国农村生活用水的现状并不容乐观,大量的生活污水已经成为面源污染的主要来源。因此,要想搞好社会主义新农村建设,就要加强农村生活污水治理,改善农村生态环境,防治农业面源污染。同时,加强农村生活污水收集和处理不仅能够满足新农村建设的需要,也能够确保农村居民的身心健康。本文从农村生活污水生态处理特征及现状入手,探讨其处理措施与方法,抛砖引玉,为相关问题提供一定的参考。
1.农村生活污水特征
农村污水的性质几乎是相同的,该类污水具有稳定,且有机物以及氮磷等物质含量较高的水质特征,一般来说,农村生活污水是不含有毒物质的,但是含有一定的细菌病毒以及寄生虫卵,个别含有洗涤剂,对农村环境依旧能够造成较大影响。除此之外,农村生活污水的水量较小,但是拥有较大的变化幅度,每日早午晚都有一个水量高峰期。农村生活污水通常也具有粗放型排放特征,直至2015年,全国依旧有50%以上的农村没有完善的污水处理系统或排水沟渠,污水通常会沿道路两边水沟或者直接依靠道路排放至就近水w,因此会产生大量污染,对农村生态产生一定影响。
2.农村生活污水处理现状
就目前而言,我国生活污水处理并不完善,中小城镇的污水处理率在10%左右,农村地区生活污水处理率则更低,许多生活污水未经任何处理便直接进行排放。随着三河、三湖污染逐步加重,我国开始对农村生活污水处理问题给予关注,然而农村生活污水治理工程尚有待于完善,许多技术尚处于研究示范的阶段,而且相应的治理工程也较少,因此生活污水治理依旧面临着巨大的挑战。当前农村生活污水基建投资以及运行的费用较大,而我国农村经济实力却很难满足这一需求,同时技术力量的限制也让生活污水处理厂难以提高效率。开发一种高效率、低能耗且低成本的污水处理技术已成为当下解决问题的重要手段,我国可以选择引进国外先进技术,并结合我国国情,提出一种治理农村生活污水的新方法。
3.农村生活污水生态处理工艺与应用
3.1人工湿地系统
人工湿地系统是治理农村生活污水的重要处理系统,通过人工手段模拟自然湿地,人为设计和制造由饱和基质、挺水与沉水植被、动物以及水体组成的复合体,其强化了自然湿地系统的某些功能。人工湿地系统利用低洼湿地沼泽来对污水进行处理,这种系统应用相对来说较为广泛,能够将污水有控制地投配到生长芦苇、香蒲等水生植物的土地里。同时,这种污水处理系统综合了物理、化学和生物等方面作用,人工湿地建造成熟之后,填料表面和植物根系中会形成大量的微生物及其生物膜,同时系统会对填料及其根系的SS进行阻挡截留,有机质也会在生物膜中被同化吸收和异化分解。湿地床层中植物对氧的依赖也可以有效地保证氮磷的去除,湿地基质也会定期更换,使污染物从系统中被根除。
3.2蚯蚓生态滤池
蚯蚓生态滤池也就是蚯蚓生物滤池,蚯蚓能够提高土壤透水性能,同时也能够促进有机物质分解转化,基于这两种生态功能,并对其加以利用,就形成了这种结合了生物与生态的技术。蚯蚓生态滤池分为上部、中间层和下部,上部为蚯蚓有机分解层,下部为碎石承托层。蚯蚓生态滤池是一个复杂的污水治理系统,其内部不仅生长着大量的蚯蚓,同时也有着大量的细菌、真菌和霉菌。滤池利用了基质、蚯蚓和微生物的功能,同时结合物理、化学、生物等方面的技术,从三重协同入手进行生活污水治理,污染物在复杂且相互关联的滤池中被取出。
3.3稳定塘系统
建设稳定塘系统首先要对土地进行适当的修整,之后在池塘上设置围堤和防渗层,依靠池塘所具有的自然生物净化功能对生活污水进行净化,这是一种生物污水处理技术。稳定塘系统也是一个菌藻共生的系统,稳定塘中具有大量的异养型细菌,这类细菌能够将水中的有机污染物降解成二氧化碳和水,同时也能够对水中的溶解氧进行消耗;同时稳定塘中的藻类,也可以利用太阳光的光合作用,将二氧化碳中的碳作为碳源,与自身机体结合,最终释放出氧气。同时稳定塘也能够通过异氧菌的新陈代谢去除COD,在适当时候采收塘中藻类也可以脱氧除磷。这种系统能够充分利用地形,在节省基建投资的同时处理好生活污水。
3.4地下渗滤系统
地下渗滤系统主要依靠化粪池和土壤渗滤装置这两部分的相互作用而进行工作,当生活污水被引入到化粪池中,在化粪池中进行处理后,将其投放到一个距离地面有一定深度的位置,通过上方地层良好的渗透性,利用土壤的毛细力和重力,对污水进行过滤处理,地下渗滤系统主要依靠物理截留、物化吸附、化学沉淀等方式进行污水处理。大部分污染物进入地下渗滤系统后,通过砂石和土壤的物化吸附和物理截留被去除,少量污染物会在植物根系原生动物等生物作用下被去除。该系统能够有效地处理污水中的氮磷物质,同时投入的资金符合农村生活污水治理低投入的理念,重点在于其能够有效分解污水中的有害病原体。
结语
综上所述,虽然农村生活污水现状依旧不容乐观,但是相关的研究已有了一定的成果,人工湿地系统、蚯蚓生态滤池、稳定塘系统以及地下渗滤系统为农村生活污水治理提供了多项选择方案,生态环境问题以及水资源利用问题也有了一个合理的解决措施,不同的农村可以根据自身状况选择相关系统进行使用,结合不同的技术实现污水处理的优质化。
参考文献:
关键字:农村生活污水 复合滤料 生物滤池 人工湿地
农村生活污水未经处理直排是造成农村水环境污染的主要原因,由于农村生活污水具有污染面广、排量少、分散、日变化系数大(一般为3.0~5.0)、间歇排放,氨氮含量高,可生化性强,含重金属等有毒有害物质较少等特点,使得污水集中大规模处理的模式很难在农村生活污水处理中得到推广应用。近年来,针对农村生活污水处理技术,国内外学者进行了大量研究,取得了较多的成果,但是解决农村生活污水污染问题,必须通过示范引路,因地制宜,引进高效、低能耗、低成本的污水处理技术。其中采用脉冲多层复合滤料生物滤池+人工湿地组合工艺在农村生活污水处理中取得了较好的处理效果,在实际工程中得到了一定的应用。
1脉冲多层生物滤池原理
脉冲多层复合滤料生物滤池是在传统的生物滤池基础之上发展起来的,集有机物降解和生物脱氮为一体,以硝化反应为主要功能的生物处理装置。
脉冲多层复合滤料生物滤池采用珍珠岩矿渣、陶粒和石膏等多种填料,分层配置,一方面可以实现分级布水,因为珍珠岩矿渣等大颗粒的填料容易造成布水不均匀,增设一层颗粒较小的陶粒有利于增加布水的均匀性;另一方面利用不同填料的特点,提高了滤池的生物量和氮磷去除率。
生物滤池内的滤料为微生物生长提供了载体表面,其表面形成的膜层含有丰富的去除废水中底物的微生物,其中包括好氧和兼性细菌、真菌、藻类和原生动物等。污水在流经载体表面的过程中,通过有机营养物的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及在膜中所发生的生物氧化等作用,对污染物进行降解。
2人工湿地原理
人工湿地对污水的处理有着十分复杂的净化机理,但一般认为,净化过程综合了物理、化学和生物三种作用。其中物理作用主要包括重力对可沉固体、BOD5、氮、磷、难溶有机物等的沉淀作用,填料和植物根苗对污染物的过滤和吸附作用等。化学作用主要是指人工湿地系统中由于植物、填料、微生物及酶的多样性而发生的各种化学反应过程,包括化学沉淀、吸附、离子交换、氧化还原等。生物作用则是依靠微生物的代谢(包括同化、异化作用)、细菌的硝化与反硝化、植物的代谢与吸收等作用,达到污染物去除的效果。
人工湿地对氮的去除主要通过水生植物吸收、微生物的硝化和反硝化以及氮的挥发等途径。主要机理包括:①湿地植物吸收,合成植物蛋白质,最终通过植物收割从湿地中去除;②湿地的填料介质通过一些物理和化学途径如吸收、吸附、过滤、离子交换等方法去除;③湿地中微生物的硝化和反硝化作用。
人工湿地对磷的去除主要通过植物的吸收、微生物的去除作用和填料的吸收过滤等几个方面的作用。主要机理包括:①污水中的无机磷在植物的吸收和同化作用下被合成ATP等有机成分,通过收割而从系统中去除;②湿地床中的填料对磷的吸附及磷酸根离子的反应。
3工程运用分析
3.1工程概况
本工程位于江苏省某村,处理规模为20m3/d,建设工程总投资21万元,要求出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
3.2工艺流程介绍
单一的脉冲多层生物滴滤池无法保证出水水质稳定达标,本工程采用了出水回流和后续人工湿地深度处理的方法有效的解决了出水水质不稳定的缺点,前置水解池的设置保证了进水水质的稳定以避免高浓度废水的冲击。其工艺流程如图1所示。
图1 污水处理工艺流程
生活污水由管网收集,进入脱氮池,然后提升到高位水箱,经自动虹吸布水装置喷洒进入脉冲多层复合滤料生物滤池,出水由下部沟道排放到潜流式人工湿地进行深度处理。滤池底部设有沉淀区,污水靠重力作用汇集至沉淀区。在沉淀区,污水中的悬浮物沉淀下来,上清液由集水装置收集后排出。潜流式人工湿地布水区上层加“废石膏充填区”,可有效去除磷。
3.3主要构筑物参数
3.3.1脱氮池
采用钢筋混泥土结构,设计容积为60m3,平面尺寸为8.0×3.0m,池深2.5m,沿水流方向分3格。总停留时间为15h(每天运行5h)。
3.3.2脉冲多层复合滤料生物滤池
采用玻璃钢结构,有效尺寸为Φ2.8m×3.0m,容积负荷qv=0.2kg BOD5/(m3?d),组合填料6m3,下层滤料体积为2m3,脉冲多层复合滤料生活滤池的出水以3:1的比例回流到脱氮池。设计填料层高度为1.3m,采用组合填料,滤料层为0.5m,采用φ5~6mm的陶粒填料及φ15~20mm粗砾石承托层,支撑板采用穿孔渗水钢板。滤池通过中心筒形成负压后进行通风。布水方式采用虹吸装置自动布水,供氧为自然通风,滤池结构如图1。
图1 脉冲多层复合滤料生物滤池
3.3.3人工湿地
表面水力负荷为q=0.5m3/m2?d,人工湿地平面尺寸40m2,分4格,每格设有挡板。
图2 潜流人工湿地
3.4主要技术经济指标