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淺析農(nóng)村生活污水治理
摘要:目前,我國每年的廢(污)水排放總量很大,其中大部分未經(jīng)處理就直接排入江河湖泊,部分湖泊受到了不同程度的污染,有近60%的城市沒有污水處理廠,農(nóng)村地區(qū)的生活污水基本上未經(jīng)過處理就直接排放,農(nóng)村生活污水治理已經(jīng)影響到現(xiàn)代新農(nóng)村的建設(shè)。因此,農(nóng)村環(huán)境污染越來越受到人們的關(guān)注。文章針對農(nóng)村生活污水的實(shí)際情況,介紹了農(nóng)村生活污水處理的一些技術(shù)與措施,期望能為我國農(nóng)村污水治理分析的研究提供有益的借鑒作用。
關(guān)鍵詞:農(nóng)村生活污水;污水治理;滲濾凈化系統(tǒng);厭氧生物處理系統(tǒng)
據(jù)有關(guān)資料顯示,我國每年的廢(污)水排放總量已經(jīng)達(dá)到了620億噸,其中大部分未經(jīng)處理就直接排入江河湖泊,有近四分之一的湖泊受到了不同程度的污染,有近60%的城市沒有污水處理廠,農(nóng)村地區(qū)的生活污水基本上未經(jīng)過處理就直接排放,農(nóng)村生活污水治理已經(jīng)影響到現(xiàn)代新農(nóng)村的建設(shè)。我國是農(nóng)業(yè)大國、人口大國,水資源嚴(yán)重短缺,水資源占有量僅2200 立方米,為世界人均占有量的1/4,并被列為13個(gè)貧水國家之一。到2030年我國人均水資源占有量將從現(xiàn)在的2200立方米降到1700至1800立方米,需水量接近水資源可開發(fā)利用量,缺水問題將更加突出。目前,我縣在開展社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)中,污水治理任重而道遠(yuǎn)。
一、農(nóng)村水環(huán)境污染現(xiàn)狀和特點(diǎn)
(一)農(nóng)村水環(huán)境污染現(xiàn)狀
農(nóng)村水環(huán)境是指分布在廣大農(nóng)村的河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體的總稱。我國總計(jì)有鄉(xiāng)鎮(zhèn)45412個(gè),村民委員會(huì)739980個(gè),鄉(xiāng)村戶數(shù)23692.7萬戶,鄉(xiāng)村人口達(dá)91960萬人。農(nóng)村人口分散,人口數(shù)量多,沒有任何生活污水的收集和處理設(shè)施,這使農(nóng)村生活污染源成為影響水環(huán)境的重要因素。據(jù)測算,全國農(nóng)村每年產(chǎn)生生活污水80多億噸,嚴(yán)重污染了農(nóng)村地區(qū)居住環(huán)境,農(nóng)村大部分地區(qū)河、湖等水體普遍受到污染,飲用水水質(zhì)安全受到嚴(yán)重威脅,直接危害農(nóng)民的身體健康,嚴(yán)重影響農(nóng)村地區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生,極易導(dǎo)致一些流行性疾病的發(fā)生與傳播。據(jù)估算,農(nóng)村環(huán)境問題每年造成的經(jīng)濟(jì)損失已超過千億元,我國農(nóng)村環(huán)境與生態(tài)狀況令人擔(dān)憂。
改革開放的三十多年來,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力獲得了較大幅度的提高。畜禽散養(yǎng)戶的不斷增多,大量畜禽糞便沒有處理就直接排放,糞便污染逐年加重。有資料顯示,養(yǎng)殖一頭豬所產(chǎn)生的廢水是一個(gè)人的7倍,而養(yǎng)殖一頭牛則是22倍。這些有機(jī)物未經(jīng)處理,滲入地下或進(jìn)入地表水,使水環(huán)境中硝態(tài)氮、硬度和細(xì)菌總數(shù)超標(biāo),嚴(yán)重威脅著居民飲用水的安全。
(二)農(nóng)村污水特點(diǎn)
農(nóng)村生活污水的特點(diǎn):廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水,這些用水分散,農(nóng)村沒有任何收集的設(shè)施,隨著雨水的沖刷,隨著地表流入河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體,其中有機(jī)物含量大是其主要的特點(diǎn)。
1.水質(zhì)特點(diǎn)。(1)農(nóng)村村鎮(zhèn)人口較少,分布廣泛且分散,大部分沒有污水排放管網(wǎng);(2)農(nóng)村生活污水濃度低,變化大;(3)大部分農(nóng)村生活污水的性質(zhì)相差不大,水中基本上不含有重金屬和有毒有害物質(zhì)(但隨著人們生活水平的提高,部分生活污水中可能含有重金屬和有毒有害物質(zhì)),含一定量的氮、磷,水質(zhì)波動(dòng)大,可生化性強(qiáng);(4)不同時(shí)段的水質(zhì)不同;(5)廁所排放的污水水質(zhì)較差,但可進(jìn)入化糞池用作肥料。
2.水量特征。(1)一般農(nóng)村的生活污水量都比較小,除小城鎮(zhèn)外,農(nóng)村人口居住分散,水量相對較少,相應(yīng)地產(chǎn)生的生活污水量也較小;(2)變化系數(shù)大,居民生活規(guī)律相近,導(dǎo)致農(nóng)村生活污水排放量早晚比白天大,夜間排水量小,甚至可能斷流,水量變化明顯,即無水排放呈不連續(xù)狀態(tài),具有變化幅度大的特點(diǎn);(3)在上午、中午、下午都有一個(gè)高峰時(shí)段。
3.排放體制特征。農(nóng)村生活污水一般呈粗放型排放。很多農(nóng)村尚無完善的污水排放系統(tǒng),污水沿道路邊溝或路面排放至就近的水體。少部分地區(qū)具有完善的污水排放系統(tǒng)。
農(nóng)村生活污水中有機(jī)物含量高,N、P含量增多。人們無意識的排放和雨水的沖刷,使大量的有機(jī)質(zhì)和N、P等物質(zhì)流入湖泊等水體,如果不加以處理利用,常常會(huì)引起富營養(yǎng)化,給人們的身體健康帶來不利影響。
二、農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的選擇
(一)污水處理技術(shù)路線
農(nóng)村污水處理技術(shù)的選擇要量力而行,充分考慮到農(nóng)村地區(qū)財(cái)力狀況薄弱、農(nóng)民實(shí)際承受能力較低這一普遍情況,處理工藝的選擇不能盲目攀比,不能一味地選擇時(shí)髦先進(jìn)、處理效果好、自動(dòng)化控制水平很高的處理工藝,而著重應(yīng)該考慮選用既成熟可靠,又適合農(nóng)村特點(diǎn)和實(shí)際的污水處理適用技術(shù)。建議污水處理技術(shù)的選擇優(yōu)先達(dá)到兩個(gè)目標(biāo):一是達(dá)標(biāo)排放或回用;二是注重經(jīng)濟(jì)適用,運(yùn)行成本低,管理維護(hù)簡單。
目前國內(nèi)外應(yīng)用農(nóng)村生活污水治理的處理技術(shù)比較多,名稱也多種多樣,但從工藝原理上通�？蓺w為兩類:第一類是自然處理系統(tǒng)。利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理,又稱為生態(tài)處理系統(tǒng),常用的有:人工濕地處理系統(tǒng)、地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)等;第二類是生物處理系統(tǒng),又可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理是通過動(dòng)力給污水充氧,培養(yǎng)微生物菌種,利用微生物菌種分解、消耗吸收污水中的有機(jī)物、氮和磷,常用的有:普通活性污泥法、AO法、生物轉(zhuǎn)盤和SBR法等。厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過程,在無需提供氧氣的情況下把有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物和少量的細(xì)胞物質(zhì),常用的有:厭氧接觸法、厭氧濾池、UASB升流式厭氧污泥床等。
(二)人工濕地處理系統(tǒng)
有條件的村莊,應(yīng)充分利用現(xiàn)有的農(nóng)田灌排渠道與附近的荒地、廢塘、洼地和沼澤地等,建設(shè)人工濕地處理系統(tǒng)。
污水濕地處理系統(tǒng)分自然和人工濕地處理系統(tǒng),自然濕地就是自然的沼澤地,人工濕地污水處理技術(shù)是一種基于自然生態(tài)原理,使污水處理達(dá)到工程化、實(shí)用化的新技術(shù)。將污水有控制地投配到土壤經(jīng)常處于飽和狀態(tài)、生長有象蘆葦、香蒲等沼澤生植物的土地上,利用植物根系的吸收和微生物的作用,并經(jīng)過多層過濾,來達(dá)到降解污染、凈化水質(zhì)的目的,它是一種充分利用地下人工介質(zhì)中棲息的植物、微生物、植物根系, 以及介質(zhì)所具有的物理、化學(xué)特性,將污水凈化的天然與人工處理相結(jié)合的復(fù)合工藝。
濕地處理系統(tǒng)工藝設(shè)備簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方便、能耗低、工程基建低、運(yùn)行費(fèi)用低、對進(jìn)水負(fù)荷的適應(yīng)性強(qiáng),能耐受沖擊負(fù)荷,凈化出水水質(zhì)良好、穩(wěn)定。缺點(diǎn)占地面積大,易受氣候影響,表面徑流的臭味比較大。
(三)地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)
分散的幾戶或十幾戶人家適合采用地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)。
地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)是一種基于自然生態(tài)原理,予以工程化、實(shí)用化而創(chuàng)造出的一種新型小規(guī)模污水凈化工藝技術(shù),是將污水有控制地投配到經(jīng)一定構(gòu)造、距地面約50 cm深和具有良好擴(kuò)散性能的土層中。投配污水緩慢通過布水管周圍的碎石和砂層,在土壤毛管作用下向附近土層中擴(kuò)散。表層土壤中有大量微生物,作物根區(qū)處于好氧狀態(tài),污水中的污染物質(zhì)被過濾、吸附、降解。所以地下滲濾的處理過程非常類似于污水慢速滲濾處理過程。由于負(fù)荷低,停留時(shí)間長,水質(zhì)凈化效果非常好,而且穩(wěn)定。地下土壤滲濾凈化系統(tǒng)建設(shè)容易、維護(hù)管理簡單,基建投資少,運(yùn)行費(fèi)用低。整個(gè)處理裝置放在地下,不損害景觀,不產(chǎn)生臭氣。
(四)好氧生物處理系統(tǒng)
好氧生物處理系統(tǒng)是新農(nóng)村污水處理中最常用的一種處理技術(shù)。好氧生物處理工藝眾多,各有優(yōu)缺點(diǎn),選擇時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況仔細(xì)論證和比選,注重經(jīng)濟(jì)適用。
生物處理法就是通過風(fēng)機(jī)等設(shè)備給污水輸氧,培養(yǎng)生物菌種和微生物,通過菌種和微生物把污水中的大部分有機(jī)物分解為無污染的二氧化碳、水等物質(zhì),少部分合成為細(xì)胞物質(zhì),促使微生物增長,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以凈化排放。如SBR法,集曝氣、沉淀、排水功能于一體,不斷地轉(zhuǎn)換,省去了傳統(tǒng)的污泥回流設(shè)備,大大降低了建設(shè)費(fèi)用;A20法具有脫氮、除磷功能,還有如生物轉(zhuǎn)盤處理工藝、膜生物反應(yīng)器處理工藝等。生物處理法和自然處理系統(tǒng)比較, 占地面積小,抗氣候等外界影響的能力強(qiáng),建設(shè)的地點(diǎn)選擇范圍大,處理穩(wěn)定,處理效率高。但基建投資、運(yùn)行成本要高于自然處理系統(tǒng)。
(五)厭氧生物處理系統(tǒng)
我國從上個(gè)世紀(jì)80年代開始開展生活污水厭氧生物法的開發(fā)和研制工作,許多形式各異的無動(dòng)力或微動(dòng)力的低能耗型一體化污水處理裝置得到應(yīng)用。如無動(dòng)力地埋式生活污水處理裝置采用無動(dòng)力厭氧生物膜技術(shù),工藝流程簡單,不耗能,全部埋于地下,也無需專人管理。與好氧生物處理相比,無動(dòng)力地埋式生活污水處理裝置技術(shù)設(shè)備的基建投資略高于好氧處理,無日常運(yùn)行費(fèi)用的支出。
厭氧生物法目前技術(shù)上還存在一些問題,主要表現(xiàn)在生物處理效率較低,尤其表現(xiàn)為氮磷去除率很低,在一定程度上限制了其應(yīng)用。
實(shí)踐證明,以上方法都能很好的解決農(nóng)村生活污水治理的問題,但在運(yùn)用中要考慮到建設(shè)與運(yùn)行成本等費(fèi)用,要根據(jù)實(shí)際情況加以選擇。
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