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1.農村分散式污水的特點

        我國長期的城鄉二元結構導致在污水處理方面城鄉之間差別顯著:在，污水不但有完善的收集、處理技術和設施，而且國家頒布系統的法律法規和標準加以控制；而占全國總面積近90％的廣大農村，96％的村莊沒有排水渠道和污水處理系統。未經處理的污水通過點源和非點源排放，將各類污染物帶人河流，嚴重污染各類水源，導致出現了包括藍藻水華等諸多生態環境問題。

        農村污水主要為沖廁污水和洗衣、洗米、洗菜、洗澡。污水中主要是生活廢料和人的排泄物，一般不含有毒物質，往往含有氮、磷等營養物質，還有大量的細菌、病毒和寄生蟲卵。因生活習慣、生活方式、經濟水平等不同農村生活污水的水質水量差異較大，污水有如下特點和問題：(1)污水分布較分散，涉及范圍廣、隨機性強，防治十分困難，管網收集系統不健全，粗放型排放，基本沒有污水處理設施；(2)農村用水量標準較低，污水流量小且變化系數大(3.5～5.0)；(3)污水成分復雜，但各種污染物的濃度較低，污水可生化性較強。

        由于農村生活污染源分散，不易集中，村鎮居民環保意識差，加上經濟水平相對落后，治理上也存在較大困難，因此，農村生活污水已成為影響水體環境質量的重要污染源。目前我國75％的天然和人工水體出現富營養化，而且這一趨勢正在不斷惡化中。

        2.分散式污水處理的概念及其分類

        目前, 我國主要研究的污水處理方式是集中式的污水處理, 對分散式污水處理的研究還不夠深入, 我國對于分散式污水處理還沒有一個很明確的概念, 還簡單地停留在污水處理廠小型化這樣一個認識階段。現在較為被廣泛接受的方式是對污水進行就地處理、就地回用。

        分散污水處理系統主要包括:

        (1) 在線系統(Onsite system) 。從私人住宅排出的污水由于沒有鋪設大面積社區用的污水管道或缺乏一套集中處理設施, 通過自然系統或機械裝置來收集、處理、排放或中水回用, 這種自然系統或機械裝置即稱在線系統。常用的在線系統包括化糞池(septic tank) 和瀝濾場(leach fields) 。

        (2) 群集系統(Cluster system)。群集系統是一種服務于兩個或兩個以上住戶的污水收集和處理系統, 但其范圍不超過整個社區。從幾家住戶排出的污水可以經過個體用戶的化糞池或組合裝置現場預處理后, 再通過低成本、非傳統技術的污水管運送到比集中式系統相對小的處理單元。分散污水處理系統就是這樣一種在線系統或群集系統。

        3.分散式

        3.1 分散式處理工藝可以粗略地分為以下幾類:

        (1) 自然系統, 即利用土壤作為處理和處置的媒體, 包括土地應用、人工濕地、地下滲濾等。還有一些污泥處理系統, 如干沙床和瀉湖。

        (2) 集水系統, 即不使用傳統的重力式污水管, 而代以輕質塑料管，其優點是埋深較淺、管接少、連接結構不復雜。常用的污水管道有壓力式、真空式和小直徑重力式。

        (3) 傳統的處理系統, 即結合生化和物化工藝, 由池、泵、和其他機械裝置組成的系統, 其包括3種形式: 懸浮式生長, 固定式生長, 兩者混合。這一類也包括對污泥的處理, 如消化、脫水和堆肥等。

        (4) 膜技術。國內對于分散式處理研究沒有國外那么系統化, 較多的是對(建筑) 小區污水的處理, 而且工藝仍然是傳統方法的組合, 是污水處理廠的小型化。隨著科學技術的發展, 尤其是膜技術的發展,污水處理設施實現了裝置化、小型化, 使污水分散處理和回用得以實現。

        由于前3種技術比較落后, 因此膜技術有著非常大的優點和巨大的發展潛力, 故這里著重介紹膜技術。

        3.2 膜技術

            膜技術主要包括污泥生物膜復合生物反應器、膜分離技術和膜生物反應器。

        3.2.1 活性污泥生物膜復合生物反應器系統

        在曝氣池中投加各種能提供微生物附著生長表面的載體, 利用載體容易截留和附著微生物量大的特點, 是曝氣池中同時存在附著相和懸浮相生物, 充分發揮兩者的*性, 克服各自的缺陷和不足, 我們將這種反應器稱之為復合生物反應器。復合是指反應器中同時存在懸浮相和附著相生物。

        3.2.2 膜分離技術

        所有分離過程都是利用在某種環境中混合物中各組分性質的差異進行分離, 膜分離過程是以選擇性透過膜為分離介質, 在兩側加以某種推動力時, 原料側組分選擇性地透過膜, 從而達到分離或提純的目的。這種推動力可以是膜兩側的壓力差、電位差或濃度差。根據其推動力分別可分為滲析(濃度差)、電滲析(電位差)、超濾(壓力差)、納濾(壓力差)、反滲透(壓力差)。膜分離的優點在于工藝流程短、占地少, 小型化系統放置場所不受限制；出水BOD、氮、磷和懸浮固體濃度很低, 不含細菌、病毒、寄生蟲卵等, 出水符合三級處理標準, 可直接或補充地下水。

        (1) 反滲透。當用一個半透膜分離兩種不同濃度的溶液時, 膜僅允許溶劑分子通過, 由于濃溶液中溶劑的化學勢低于它在稀溶液中的化學勢, 稀溶液中的溶劑分子會自發地透過半透膜向濃溶液中遷移。

        (2) 納濾。納又稱為超低壓反滲透膜或疏松型反滲透膜, 其操作壓力通常在1.0MPa 以下, 它對二價離子和分子量大于300mol的有機小分子的截留率較高。

        (3) 超。超的結構多為非對稱性膜, 有一層極薄( 通常只有0.1μm～1μm) 具有一定孔徑的表皮層(活性層)和一層較厚(通常為125μm) 具有海綿狀或指狀結構的多孔層組成。活性層在傳質過程中起真正選擇性篩分作用, 基本上決定了膜的分離性能；支撐層只起活性層的載體作用, 基本上不影響膜的分離性能。

        (4) 電滲析。電滲析是在外加電流電場作用下, 利用離子交換膜的選擇透過性( 即陽膜只允許陽離子透過, 陰膜只允許陰離子透過) 使水中陰、陽離子做定向遷移，從而達到離子從水中分離的一種化學過程。

        3.2.3 膜生物反應器

        膜生物反應器(Membrane Bio- reactor, 簡稱MBR) 是由膜分離和生物處理組合而成的一種新型、的。膜分離技術zui早應用于微生物發酵工業, 隨著膜材料和制模技術的發展, 其應用領域在不斷擴大, 已經涉及化工、電子、輕工、紡織、冶金、食品和污水處理等多個領域。

        MBR處理工藝在日本、加拿大等許多國家已經得到較好的運用, 與傳統的活性污泥處理工藝相比, MBR 存在如下的優點: 可以使水力停留時間和污泥齡*分開, 使運行控制更靈活, 穩定; 利于世代時間長的硝化細菌的增殖, 從而提高硝化效率；污泥濃度高, 從而傳氧效率高達26%～60%左右,節省耗能；反應器內MLSS可高達15000mg/L～30000mg/L,

        使裝置處理容積負荷大, 減少占地, 也便于活性污泥法的改造; 膜生物反應器利用其高的MLSS, 可以保證有機負荷高峰期的出水水質, 且在低峰期污泥可以進行自身消化, 使剩余污泥比常規活性污泥法處理少50%～80%, 可減少剩余污泥的處置費用；膜生物反應器由于存在高濃度的MLSS, 硝化與反硝化同時存在, 具有很高的反硝化效果, 脫氮能力強。而在需要除磷時, 只需往污水中投加少量的明礬，因為膜能有效地分離這些不能沉淀的細小微絮凝體, 只要其粒徑小于0.2μm即可。

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