借鑒國外經(jīng)驗(yàn)探索中國農(nóng)村污水處理技術(shù)

1、借鑒國外經(jīng)驗(yàn)探索中國農(nóng)村污水處理技術(shù)摘要：介紹了中國農(nóng)村污水處理中存在的問題，結(jié)合中國農(nóng)村的主要特點(diǎn)，并參考國外農(nóng)村污水處理的一些新模式和新工藝，提出適應(yīng)中國農(nóng)村實(shí)際的污水處理模式和工藝，以期為新農(nóng)村污水處理系統(tǒng)的建設(shè)提供參考。關(guān)鍵詞：新農(nóng)村；污水處理；組合處理工藝一、 中國農(nóng)村現(xiàn)階段污水處理存在的問題1農(nóng)村人口居住比較分散，污水難以集中處理 中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，人口眾多，其中有9億多人分布在廣大農(nóng)村。由于受到農(nóng)村各種地理?xiàng)l件的約束，再加上前期農(nóng)村規(guī)劃的不足，農(nóng)村的人居地點(diǎn)比較分散。給污水的集中收集處理造成了很大困難。2農(nóng)村的基礎(chǔ)設(shè)施不全，污水難以得到有效處理 由于受到經(jīng)濟(jì)條件的制約，中國農(nóng)村

2、的公共基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重不足，有效的污水處理設(shè)施更是相當(dāng)缺乏，使得農(nóng)村污水未經(jīng)處理就隨意排放，造成水體污染。3農(nóng)民的環(huán)保意識(shí)淡薄，生活、生產(chǎn)污水隨意排放 由于受教育的程度有限，再加上生活條件的限制，農(nóng)民的環(huán)保意識(shí)淡薄，垃圾、糞便、污水等任意亂排的現(xiàn)象隨處可見，水體污染嚴(yán)重。由于污水排水點(diǎn)眾多，給水體治理工作也帶來了較大的困難。4缺乏行之有效的技術(shù)支持和專業(yè)的技術(shù)人才 污水處理設(shè)施的維護(hù)需要一定的技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)人員。農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較為薄弱、從業(yè)人員的技術(shù)水平和管理水平都較低。此外，目前在農(nóng)村常年居住的主要是一些老人和“留守兒童”，接受過一定文化教育的青壯年大多外出打工或經(jīng)商。這樣的現(xiàn)狀給污水處理設(shè)

3、施建成后的運(yùn)用、維護(hù)造成了人員上的障礙，必然影響污水處理設(shè)施的后期使用效果。二、 國外農(nóng)村的一些典型的污水處理的新模式和工藝1澳大利亞“fllter”污水處理系統(tǒng) 該工藝被稱為“非爾脫”高效、持續(xù)性污水灌溉新技術(shù)，是由澳大利亞科學(xué)和工業(yè)研究組織(csiro)的科學(xué)家們提出的一種將土壤過濾、土地處理與地下暗管排水相結(jié)合的污水再利用系統(tǒng)。其基本原理是將要處理的生活、生產(chǎn)污水先用于農(nóng)作物的灌溉，通過土壤過濾、土地處理后，再利用敷設(shè)于地下的暗管將其收集并排出。其特點(diǎn)是經(jīng)過過濾后的污水都被敷設(shè)于地下的暗管排水系統(tǒng)所收集；同時(shí)該系統(tǒng)設(shè)有污水提升泵，可以調(diào)控處理后的污水的排放量?！胺菭柮摗毕到y(tǒng)不僅滿足了農(nóng)作

4、物對(duì)水分和養(yǎng)分的需求，減少了農(nóng)作物的種植成本；同時(shí)也降低了污水中的氮、磷等元素的含量，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，取得了良好的環(huán)境效益。加之其處理效果好，運(yùn)行管理費(fèi)用低，尤其適用于土地資源豐富、可以輪耕輪種的地區(qū)，或是以種植牧草為主的草原地區(qū)。然而，該系統(tǒng)受到農(nóng)作物生長周期的限制，并且暗管排水需要的投資成本一般較大。2荷蘭的一體化氧化溝 1954年pasveee教授在荷蘭成功研制了最早的一體化氧化溝。一體化氧化溝集進(jìn)水、曝氣、沉淀、泥水分離、污泥回流、出水等功能于一體，主要適合中小型的農(nóng)村污水處理廠。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是：流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，占地小，能耗低，便于管理；處理效果穩(wěn)定，且具有硝化、脫氮的功效；

5、剩余污泥產(chǎn)生量少，且不需硝化，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，易脫水；固液分離效果比一般二沉池高，污泥回流及時(shí)，減少了污泥膨脹；將傳統(tǒng)的鼓風(fēng)曝氣改為表面機(jī)械曝氣。缺點(diǎn)是：難以形成相對(duì)獨(dú)立的厭氧、缺氧和好氧區(qū)域。且場(chǎng)合穩(wěn)定性較差，不能滿足除磷脫氮的要求；由于污水流量和本質(zhì)的變化，氧化溝內(nèi)的流速和出流量總是變化的。污泥層難以穩(wěn)定，有可能出現(xiàn)浮泥。3日本農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng) 日本是一個(gè)十分重視污水處理工作的國家，其在法律上就有嚴(yán)格的規(guī)定，要求保持河流、湖泊和海域的優(yōu)良水質(zhì)，減少水體污染。日本的污水處理能力也很高。生物膜是近幾十年來在日本迅速發(fā)展起來的污水處理方法。生物膜法就是利用微生物具有氧化分解有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為無

6、機(jī)物的功能，運(yùn)用人工措施來創(chuàng)造適宜水處理微生物生長和繁殖的環(huán)境，使微生物大量繁衍，以提高其對(duì)污水中有機(jī)物污染物的氧化降解效率。生物膜附著在載體或?yàn)V料上，是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng)，具有較高的凈水能力。濾料是生物膜的載體，對(duì)凈化效果的影響較大。濾料的表面積越大，生物膜數(shù)量越多，但濾料之間的空隙太小又將影響通風(fēng)和水流。因此，理想濾料的表面積和孔隙率都比較大。生物膜法所需要的設(shè)備簡單，能源消耗低，成本和維護(hù)費(fèi)用低，而處理污水的效率高。4韓國的濕地污水處理系統(tǒng) 該系統(tǒng)將污水中的污染物經(jīng)濕地過濾后，或被土壤吸收，或被微生物轉(zhuǎn)變成無害物，再進(jìn)行排放。這種方

7、法需要的能量消耗少，維護(hù)成本低。蘆葦、水蔥、菖蒲、美人蕉等作物常種植于濕地上，對(duì)病原體有良好的去除和殺滅效果，可減少疾病的傳播。但其需要大量土地資源，并要保證土壤和水中有較高的氧含量，同時(shí)受氣溫和植物生長季節(jié)的影響較大。一般來說，將濕地處理后的污水用來灌溉水稻，可取得更好的凈化效果，并且能給水稻提供必要的養(yǎng)分，提高水稻的產(chǎn)量。5美國的高效藻類塘系統(tǒng) 該系統(tǒng)是傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的改進(jìn)型，是由美國加州大學(xué)伯克利分校的oswald提出并發(fā)展的，其充分利用菌藻的共生關(guān)系，對(duì)水中的污染物進(jìn)行處理。之所以稱其為高效藻類塘，是因?yàn)槠渥畲笙薅鹊乩昧嗽孱惞夂献饔卯a(chǎn)生的氧，塘內(nèi)的一級(jí)降解動(dòng)力學(xué)常數(shù)值較大。高效藻類塘與傳

8、統(tǒng)的穩(wěn)定塘相比較，優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在： 占地面積少，污水停留時(shí)間短；結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，基建成本少，運(yùn)行費(fèi)用低；bod5、nh3、n、病原體等去除效率高等特點(diǎn)。缺點(diǎn)在于其運(yùn)行受環(huán)境因素影響顯著。6法國的蚯蚓生態(tài)濾池 蚯蚓生活在土壤中，具有提高土壤通氣透水性能和促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化等功能。蚯蚓生態(tài)濾池就是運(yùn)用蚯蚓的這種功能設(shè)計(jì)的一種低能耗、高效益的全新概念的農(nóng)村污水處理工藝。初沉池、曝氣池、二沉池、污泥回流設(shè)施以及供氧設(shè)施等都是該濾池處理系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)大大縮減了污水處理流程；運(yùn)行維護(hù)簡單方便，并能承受較強(qiáng)的沖擊負(fù)荷；處理系統(tǒng)基本不需要外排剩余污泥，其污泥產(chǎn)率大幅度低于普通活性污泥法；蚯蚓

9、在濾池中的運(yùn)動(dòng)避免了濾池阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。但該方法受蚯蚓的生活習(xí)性影響較大。三、中國農(nóng)村污水處理方法探討1人工濕地系統(tǒng) 生活污水處理一直是制約農(nóng)村環(huán)境改善的一大難事。新農(nóng)村建設(shè)中引入“人工濕地”方式處理農(nóng)村污水將取得較好成效，為農(nóng)村生態(tài)保護(hù)建設(shè)探索出一條新路。該技術(shù)通過一座集沉淀、生化、清水三功能于一體的三格池，對(duì)污水進(jìn)行生化處理，池子上方栽種根系發(fā)達(dá)的花草植物，吸收污水中分解的有機(jī)物，從而凈化污水。經(jīng)過這樣的處理，污水中cod的去除率達(dá)5575，nh3、n的去除率達(dá)90以上，達(dá)到國家污水排放的標(biāo)準(zhǔn)。這種“人工濕地式”生活污水處理設(shè)施的特點(diǎn)是： 不受地形制約，既可單獨(dú)建造，也可幾戶聯(lián)臺(tái)建造；投資

10、不大，一戶三口之家建設(shè)費(fèi)用約2 000元；運(yùn)行維護(hù)簡單，每隔23 a清洗一次即可； 處理后的污水可澆花種草，適用于分散的農(nóng)村農(nóng)戶家庭。2污水凈化槽技術(shù) 污水凈化槽是一種結(jié)合物理方法和生物技術(shù)，對(duì)家庭生活污水進(jìn)行凈化處理的設(shè)施。該設(shè)施能集中處理獨(dú)立社區(qū)排放的污水，也可以單獨(dú)處理各家排放的生活污水，運(yùn)用范圍較廣。根據(jù)凈化槽的構(gòu)造，其處理工藝由5部分構(gòu)成(圖1)。凈化槽的核心工藝是水解和接觸氧化，也可以配合投加有效微生物菌液。(1)第一步是對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理。通過沉淀分離槽、厭氧過濾槽來實(shí)現(xiàn)固態(tài)沉淀物質(zhì)的去除。其主要去除對(duì)象是無機(jī)固形物、寄生蟲卵及相當(dāng)一部分的懸浮有機(jī)污染物、過濾槽塑料填料上生長的厭氧

11、生物膜，以及可溶性有機(jī)物。這樣能夠減輕后續(xù)生物處理工藝的負(fù)荷。(2)第二步是對(duì)污染物的分離去除。主要通過曝氣槽或接觸曝氣槽、回轉(zhuǎn)板接觸槽來實(shí)現(xiàn)，其原理是采用接觸氧化工藝，依靠反應(yīng)器上所附著的生物膜來進(jìn)一步降低污染物的含量，使水質(zhì)得到凈化。處理后的廢水經(jīng)過沉淀槽進(jìn)一步沉淀，在其出口設(shè)置消毒裝置，出水經(jīng)消毒裝置與裝填其中的固體氯料接觸，完成對(duì)污水的消毒處理，減少病菌的傳播。最終部分剩余污泥可進(jìn)行回流，另一部分則進(jìn)行濃縮處理，以達(dá)到污泥減量化。3高效的組合處理工藝 組合處理工藝是結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的實(shí)際污水的水質(zhì)特點(diǎn)及出水的用途，將幾個(gè)(一般23個(gè))污水處理工藝進(jìn)行組合，在去除率方面，優(yōu)劣互補(bǔ)或相互促進(jìn)，

12、以提高處理效果和系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷性能的污水處理新技術(shù)。其組合靈活，如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、厭氧沼氣跌水充氧接觸氧化人工濕地技術(shù)組合、水解池滴濾池人工濕地組合等，都是常見的組合方式。其中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)供氧量來替代植物輸氧作用的一種人工濕地污水處理組合工藝。吳彩斌等發(fā)現(xiàn)該工藝對(duì)農(nóng)村生活污水中的codcr、tn、tp的平均去除率分別為729 、866 、891，出水都能達(dá)到國家污水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。白永剛等針對(duì)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(duì)bod、tn的平均去除率可達(dá)75 、60 ，對(duì)tp的去除率高達(dá)90。四、 結(jié) 語 隨著中國社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)步伐的加快，有些地區(qū)已經(jīng)開始建設(shè)示范性工程和一定規(guī)模的農(nóng)村污水處理設(shè)施，這些設(shè)施所借鑒的大多是國外已成功運(yùn)行的污水處理技術(shù)，但這其中有些并不一定適用于中國農(nóng)村的污水處理。中國的污水處理工作者必須探索出適合中國農(nóng)村特點(diǎn)的污水處理新技術(shù)。中國廣大農(nóng)村應(yīng)結(jié)合自身的優(yōu)勢(shì)充分利用現(xiàn)有荒廢地、池塘、水渠、沼澤等，大力發(fā)展污水生態(tài)處理新技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中可通過科學(xué)設(shè)計(jì)、優(yōu)化組合，以達(dá)到技術(shù)上的互補(bǔ)，不