鄉鎮污水處理

 目前農村水環(huán)境現狀特點(diǎn)

一、缺乏污水收集和處理設施，污水直排。我國以上村莊和以上的小集鎮都沒(méi)有完善的污水收集和處理設施，產(chǎn)生的生活污水和部分工業(yè)廢水，幾乎是未經(jīng)任何處理直接排入村鎮的水體河道、池塘、地下水等，造成村鎮水體的嚴重污染。

二、水體污染嚴重。由于污水長(cháng)期直接排入水體，加之村鎮水體通常較小，地區水體的流動(dòng)性也較小，環(huán)境容量十分有限，造成的結果就是不但水體喪失了應有的功能，而其還嚴重破壞了村鎮的整體環(huán)境和景觀(guān)。黑臭河道、池塘和富營(yíng)養化的湖泊已成為普遍現象。

三、水環(huán)境污染和破壞還會(huì )產(chǎn)生連帶污染效應，影響健康。研究表明，許多疾病的發(fā)生都是與水環(huán)境休戚相關(guān)的。水體污染有可能促進(jìn)一些惡性疾病的發(fā)生。

四、缺乏有針對性的適用污水處理技術(shù)。由于村鎮污水具有排水量小兒分散、水質(zhì)波動(dòng)比較大等特點(diǎn)，以及與城市相比，村鎮在社會(huì )、經(jīng)濟和技術(shù)等條件上的差異，在村鎮污水處理上不宜采用較為成熟的城市污水工藝，而一些所謂的生態(tài)型工藝往往不能滿(mǎn)足處理要求，或缺乏實(shí)施的條件如土地資源。而應采用一些工藝簡(jiǎn)潔、處理效果好，占地省、能耗低、運行管理簡(jiǎn)便、二次污染少的鄉鎮污水處理工藝方案，采用分散式方式進(jìn)行處理。

從技術(shù)層面上來(lái)講，造成我國鄉鎮污水處理率非常低的另外一個(gè)原因就是缺乏實(shí)用的處理工藝，環(huán)境保護領(lǐng)域十五計劃和十一五規劃都將開(kāi)發(fā)因地制宜的小規模廢水處理與資源化技術(shù)與工藝作為重點(diǎn)研究領(lǐng)域。盡管城市生活污水二級生物處理技術(shù)發(fā)展比較完善，但目前很難普及應用于村鎮生活污水的治理，這主要是因為城市污水處理廠(chǎng)投資高，而且在建成后運行費用較大。

即使是在歐美等發(fā)達，針對鄉鎮污水分散處理，現在也很少采用較復雜的二級生物處理技術(shù)，而通常采用一些相對簡(jiǎn)單的生態(tài)化污水處理技術(shù)，包括人工濕地、氧化塘、土地處理系統等。但應用這些生態(tài)化技術(shù)處理污水，通常要在一定的條件下才能取得穩定的處理效果和維持系統的長(cháng)期正常運行，如較低的水力負荷和有機負荷及較長(cháng)的，這就要求有較大的可以利用的場(chǎng)地。而歐美的發(fā)達鄉村的人口密度低，有大量可以利用的土地資源，同時(shí)人均用水量較高可達200-300 L/d)，產(chǎn)生的污水濃度也較低，懸浮顆粒物較少。這樣就有條件在設計利用這些技術(shù)來(lái)處理村鎮污水時(shí)，采用很低的水力負荷和污染負荷來(lái)保證系統的處理效果和正常運行。如在法國常常采用二級或三級組合人工濕地來(lái)處理鄉村污水，這樣既可以使處理出水達到一個(gè)較高的標準，有可以保證系統的長(cháng)期正常運行有的系統已經(jīng)正常運行20年以上)。盡管這些生態(tài)化污水處理技術(shù)在歐美等發(fā)達處理鄉村污水上取得了很好的效果，并且具有比較成熟的經(jīng)驗，但由于應用的具體條件上的差異，使得我國很難直接利用這些技術(shù)來(lái)處理村鎮污水。一，我國人口密度高，土地資源緊缺，除部分西部地區以外，在華東、華南、華中及華北等地區，很難采用這些占地面積很大的技術(shù)。二，我國村鎮的人均用水量，較城市地區人均用水量偏低，產(chǎn)生的污水濃度高，懸浮顆粒物多，經(jīng)常導致人工濕地系統堵塞，影響出水處理效果，甚至導致整個(gè)處理系統癱瘓。三，由于鄉村經(jīng)濟的發(fā)展，我國鄉村所產(chǎn)生的污水不僅僅是生活污水，常常包括部分工業(yè)廢水，這必然增加污水污染負荷，而在我國大部分村鎮，在目前階段很難實(shí)行分流制排水系統。以上現實(shí)條件限制這些技術(shù)在我國的直接應用，但可以對其進(jìn)行改進(jìn)，將其作為一種后續處理技術(shù)，與其他處理技術(shù)優(yōu)化組合。如高通量潛流人工濕地被可以設計為其他處理技術(shù)的后續處理工藝，由于其進(jìn)水及SS等濃度已大大降低，這樣就基本解決了濾床堵塞問(wèn)題，同時(shí)也為提高水力負荷提供了可能。同時(shí)通過(guò)增大填料的粒徑，一方面達到保證濾床不堵塞的目標，另一方面，可以大大提高水力負荷，減少占地面積。另外通過(guò)選擇功能性脫氮除磷填料，分段配置，達到分別去除有機物、氨氮和溶解性磷的目的，從而提高人工濕地的脫氮除磷效率，提高出水水質(zhì)。

目前，針對鄉鎮污水每天-2000m3排水量)分散式處理，國內外主要采用三大類(lèi)技術(shù)和工藝。一類(lèi)是借鑒城市污水處理廠(chǎng)二級生化處理的成功經(jīng)驗，將一些傳統的城市污水處理廠(chǎng)二級生化處理工藝小型化，應用于村鎮分散式污水處理。如SBR、氧化溝、A/O，甚至A2/O，甚至MBR等等。僅從技術(shù)的角度來(lái)講，這些技術(shù)和工藝都比較成熟，可以滿(mǎn)足污水處理的要求。但是，這些技術(shù)和工藝通常都比較復雜，需要的設備也比較多。因此，投資相對較大、系統維護管理較為復雜、能耗及運行管理費用高，并且還可能產(chǎn)生一些二次污染問(wèn)題。這樣的處理系統與我國村鎮社會(huì )經(jīng)濟的實(shí)際情況很不適應。其結果是化了大量投資，建成的污水處理廠(chǎng)(站)，也因為高昂的運行費用、缺乏正常的維護管理(沒(méi)有相應的技術(shù)力量)等原因而處于非正常運行或停止運行的狀態(tài)，根本沒(méi)有起到處理污水，保護水環(huán)境的作用。即使是在歐美等發(fā)達，這種情況也很普遍。

第二類(lèi)是采用一些相對簡(jiǎn)單的生態(tài)化污水處理技術(shù)，包括人工濕地、氧化塘、土地處理系統等。這類(lèi)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、投資小、低能耗、維護簡(jiǎn)便、環(huán)境友好等，缺點(diǎn)是處理效率較低，通常要在一定的條件下才能取得穩定的處理效果和維持系統的長(cháng)期正常運行，如較低的水力負荷和有機負荷及較長(cháng)的HRT，這就要求有較大的可以利用的場(chǎng)地。以下列舉幾種常用的技術(shù)。

土壤滲濾系統主要可用于水量較小(<20m3/天)的農村污水處理，它主要基于自然生態(tài)原理，通過(guò)將污水有控制地投配到土壤中，利用物理、化學(xué)、微生物的降解和植物的吸收利用使污染物得到處理和凈化。該技術(shù)對懸浮物、有機物、氨氮、總磷和大腸桿菌的去除率均較高, 一般可達70%～90%, 而且基建投資少、運行費用低、維護簡(jiǎn)便, 整個(gè)系統埋在地下, 不會(huì )散發(fā)臭味, 能保證冬季較穩定的運行, 便于污水的就地處理和回用。但是，該系統地處理效率很低，水力負荷通常小于0.04m/天，這就需要很大的單位土地面積。在上海地區的農村污水處理工程中，通常要求每戶(hù)10m2或每立方米污水30m2的占地面積。即使農村地區，也沒(méi)有這么多土地資源可供利用。另一方面，由于村鎮的人均用水量50-100L/d，較城市地區人均用水量150-200L/d偏低，產(chǎn)生的污水濃度高，懸浮顆粒物多，經(jīng)常導致滲濾系統堵塞，影響出水處理效果，甚至導致整個(gè)處理系統癱瘓。

人工濕地是一種具有較廣泛應用的污水處理新技術(shù)，其特點(diǎn)是出水水質(zhì)好、具有較強的氮磷處理能力、運行維護方便、管理簡(jiǎn)單、投資及運行費用低，比較適合于資金少、能源短缺和技術(shù)人才缺乏的中小城鎮和鄉村。但同土壤滲濾系統相似，傳統的人工濕地技術(shù)也存在處理效率較低、占地面積過(guò)大、容易堵塞造成系統癱瘓等缺點(diǎn)。但是，接合我國村鎮的具體情況，可以通過(guò)對人工濕地結構和填料系統進(jìn)行改進(jìn)，形成高通量人工濕地技術(shù)，將其與其他處理技術(shù)優(yōu)化組合，作為一種后續處理技術(shù)，這樣既可以克服人工濕地系統易堵塞占地面積大等固有缺點(diǎn)，保證系統正常運行，又可以提高出水水質(zhì)，同時(shí)還可以美化環(huán)境。

氧化塘(包括藻類(lèi)塘和植物塘)技術(shù)也有類(lèi)似的缺點(diǎn)和不足，在我國村鎮目前的社會(huì )經(jīng)濟條件下，單獨使用很難取得滿(mǎn)意的效果。

第三類(lèi)是厭氧處理技術(shù)，與傳統的好氧生物技術(shù)相比厭氧生物處理技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低、產(chǎn)泥量小、營(yíng)養需求少、對水源的適應范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，因而厭氧技術(shù)受到了廣泛的重視。以厭氧反應器為主的厭氧處理系統是一種低成本的廢水處理技術(shù)，同時(shí)又能回收利用能源。包括我國在內的大多數發(fā)展中都面臨嚴重的環(huán)境問(wèn)題，且能源短缺、資金不足，需要既有效、簡(jiǎn)單而費用低廉的技術(shù)，因此厭氧生物技術(shù)特別適合我國國情。對于農村生活污水處理來(lái)說(shuō)，可以把人、畜糞便，農作物秸稈、雜草、樹(shù)葉和農產(chǎn)品加工企業(yè)的有機廢水等加入到厭氧沼氣池內與生活污水同時(shí)進(jìn)行厭氧處理，產(chǎn)生的沼氣可以用作浴室和家庭用炊能源。污水厭氧產(chǎn)沼氣技術(shù)已在我國一些地方得到了有效推廣和使用。但是，單獨的厭氧污水處理技術(shù)還不能使處理出水滿(mǎn)足排水的要求，必須在經(jīng)過(guò)必要的后續處理的才能達到排放標準。因此，對我國村鎮污水處理而言，在一些有條件的村鎮，尤其是那些既有生活污水污染，又有工業(yè)或養殖廢水污染的村鎮，將厭氧生物處理作為一項前處理技術(shù)是一個(gè)很好的選擇。

二 技術(shù)工藝

1.組合式復合生物濾池

新型組合式復合生物濾池反應器，新型復合生物濾池反應器由于采用了特殊的組合式結構設計和復合濾料，不僅克服了傳統生物濾池易堵塞等缺點(diǎn)，還極大地提高了反應器的處理效率和穩定性，具有處理效果好，處理效率高，結構簡(jiǎn)潔，建造成本低廉，占地省,低能耗(僅水力提升，無(wú)其他能耗)，操作管理簡(jiǎn)便，運行費用低等多方面的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)反應器還具有一定的脫氮除磷能力，并且耐沖擊負荷。因此，特別適合于具有水量較小、水質(zhì)水量日變化較大等特點(diǎn)村鎮污水處理。處理出水水質(zhì)可達到一級B(GB18918-2002)標準，可回用于農田灌溉或綠化。由此可見(jiàn)，將此項技術(shù)用于我國村鎮污水分散式處理具有明顯的優(yōu)勢。

2.復合厭氧技術(shù)

利用多種厭氧微生物的生理生態(tài)作用特性相互依賴(lài)和協(xié)調作用組成的微生態(tài)系統實(shí)現對生活污水中污染物的無(wú)害化。合理的厭氧池結構、污水回流比，優(yōu)質(zhì)的填料增強了系統的微生物截留能力，保障了系統良好的水力混合條件，從而使復合厭氧池具有高效的污水處理能力。具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低、產(chǎn)泥量小、營(yíng)養需求少、對水源的適應范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

3.高負荷人工濕地技術(shù)

通過(guò)精選填料和優(yōu)化結構，大大提高了人工濕地的水力負荷，污水進(jìn)入到人工濕地內，通過(guò)填料-土壤-植物系統在物理、化學(xué)和生物綜合作下有效去除有機物、氮和磷。工藝簡(jiǎn)單，維護方便。

此外，污水寶發(fā)展集預處理、二級處理和深度處理于一體的中小型鄉鎮污水處理一體化設備，是國內外污水分散處理發(fā)展的一種趨勢，在鄉鎮生活污水處理中具有廣闊的應用前景。污水寶的一體化設備主要采用厭氧-好氧-二沉池組合工藝，兼具降解有機物和脫氮的功能, 其出水BOD5<20mg/L、TN<20mg/L，能很好的解決鄉鎮污水處理的問(wèn)題。