村鎮(zhèn)生活污水處理的啟示和案例——鄉(xiāng)村渙散污水處理技能
中國*的城鄉(xiāng)二元構(gòu)造致使在污水處理方面城鄉(xiāng)之間不一樣明顯:在城市，污水不但有完善的搜集、處理技能和設(shè)備，并且國家公布體系的法律法規(guī)和規(guī)范加以操控；而占全國總面積近90％的廣闊鄉(xiāng)村，96％的村莊沒有排水路徑和污水處理體系。未經(jīng)處理的日子污水經(jīng)過點源和非點源排放，將各類污染物帶人河流，嚴(yán)重污染各類水源，致使呈現(xiàn)了包含藍(lán)藻水華等諸多生態(tài)環(huán)境疑問。
鄉(xiāng)村日子污水首要為沖廁污水和洗衣、洗米、洗菜、洗澡廢水。污水中首要是日子廢料和人的排泄物，通常不富含毒物質(zhì)，往往富含氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，還有很多的細(xì)菌、病毒和寄生蟲卵。因日子習(xí)慣、日子辦法、經(jīng)濟水平等不一樣鄉(xiāng)村日子污水的水質(zhì)水量區(qū)別較大，污水有如下特色和疑問：(1)污水散布較渙散，涉及計劃廣、隨機性強，防治十分艱難，管網(wǎng)搜集體系不健全，粗放型排放，根本沒有污水處理設(shè)備；(2)鄉(xiāng)村用水量規(guī)范較低，污水流量小且改變系數(shù)大(3.5～5.0)；(3)污水成分雜亂，但各種污染物的濃度較低，污水可生化性較強。
由于鄉(xiāng)村日子污染源渙散，不易會集，村鎮(zhèn)居民環(huán)保知道差，加上經(jīng)濟水平相對落后，辦理上也存在較大艱難，因而，鄉(xiāng)村日子污水已成為影響水體環(huán)境質(zhì)量的首要污染源。如今中國75％的天然和人工水體呈現(xiàn)富營養(yǎng)化，并且這一趨勢正在不斷惡化中。
村鎮(zhèn)生活污水處理的啟示和案例——渙散式污水處理的概念及其分類
如今, 中國首要研討的污水處理辦法是會集式的污水處理, 對渙散式污水處理的研討還不行深化, 中國關(guān)于渙散式污水處理還沒有一個很清晰的概念, 還簡略地逗留在污水處理廠小型化這么一個知道時期。如今較為被廣泛接受的辦法是對污水進行就地處理、就地回用。
渙散污水處理體系首要包含:
(1) 在線體系(Onsite system) 。從私家住所排出的污水由于沒有鋪設(shè)大面積社區(qū)用的污水管道或缺少一套會集處理設(shè)備, 經(jīng)過天然體系或機械設(shè)備來搜集、處理、排放或中水回用, 這種天然體系或機械設(shè)備即稱在線體系。常用的在線體系包含化糞池(septic tank) 和瀝濾場(leach fields) .
(2) 群集體系(Cluster system)。群集體系是一種效勞于兩個或兩個以上住戶的污水搜集和處理體系, 但其計劃不*社區(qū)。從幾家住戶排出的污水能夠經(jīng)過個別用戶的化糞池或組合設(shè)備現(xiàn)場預(yù)處理后, 再經(jīng)過低本錢、非傳統(tǒng)技能的污水管運送到比會集式體系相對小的處理單元。渙散污水處理體系即是這么一種在線體系或群集體系。
村鎮(zhèn)生活污水處理的啟示和案例——渙散式污水處理技能
3.1 渙散式廢水處理技能能夠粗略地分為以下幾類:
(1) 天然體系, 即運用土壤作為處理和處置的媒體, 包含土地運用、人工濕地、地下滲濾等。還有一些污泥處理體系, 如干沙床和瀉湖。
(2) 集水體系, 即不運用傳統(tǒng)的重力式污水管, 而代以輕質(zhì)塑料管，其長處是埋深較淺、管接少、銜接構(gòu)造不雜亂。常用的污水管道有壓力式、真空式和小直徑重力式。
(3) 傳統(tǒng)的處理體系, 即生化和物化技能, 由池、泵、鼓風(fēng)機和別的機械設(shè)備構(gòu)成的體系, 其包含3種方式: 懸浮式成長, 固定式成長, 兩者混合。這一類也包含對污泥的處理, 如消化、脫水和堆肥等。
(4) 膜技能。國內(nèi)關(guān)于渙散式廢水處理研討沒有國外那么體系化, 較多的是對(修建) 小區(qū)污水的處理, 并且技能仍然是傳統(tǒng)辦法的組合, 是城市污水處理廠的小型化。跟著科學(xué)技能的展開, 尤其是膜技能的展開,污水處理設(shè)備完結(jié)了設(shè)備化、小型化, 使污水渙散處理和回用得以完結(jié)。
由于前3種技能比較落后, 因而膜技能有著非常大的長處和無窮的展開潛力, 故這兒側(cè)重介紹膜技能。
膜技能
膜技能首要包含污泥生物膜復(fù)合生物反響器、膜別離技能和膜生物反響器。
活性污泥生物膜復(fù)合生物反響器體系
在曝氣池中投加各種能供給微生物附著成長外表的載體, 運用載體簡略截留和附著微生物量大的特色, 是曝氣池中一起存在附著相和懸浮相生物, 充分發(fā)揮兩者的*性, 戰(zhàn)勝各自的缺點和缺少, 咱們將這種反響器稱之為復(fù)合生物反響器。復(fù)合是指反響器中一起存在懸浮相和附著相生物。
膜別離技能
一切別離進程都是運用在某種環(huán)境中混合物中各組分性質(zhì)的區(qū)別進行別離, 膜別離進程是以挑選性透過膜為別離介質(zhì), 在兩邊加以某種推動力時, 質(zhì)料側(cè)組分挑選性地透過膜, 然后到達別離或提純的意圖。這種推動力能夠是膜兩邊的壓力差、電位差或濃度差。依據(jù)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)。膜別離的長處在于技能流程短、占地少, 小型化體系放置場合不受約束；出水BOD、氮、磷和懸浮固體濃度很低, 不含細(xì)菌、病毒、寄生蟲卵等, 出水契合三級處理規(guī)范, 可直接收回或彌補地下水。
(1) 反滲透。當(dāng)用一個半透膜別離兩種不一樣濃度的溶液時, 膜僅允許溶劑分子經(jīng)過, 由于濃溶液中溶劑的化學(xué)勢低于它在稀溶液中的化學(xué)勢, 稀溶液中的溶劑分子會自覺地透過半透膜向濃溶液中搬遷。
(2) 納濾。納濾膜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) 超濾膜。超濾膜的構(gòu)造多為非對稱性膜, 有一層極薄( 通常只需0.1μm～1μm) 具有必定孔徑的表皮層(活性層)和一層較厚(通常為125μm) 具有海綿狀或指狀構(gòu)造的多孔層構(gòu)成。活性層在傳質(zhì)進程中起真實挑選性篩分作用, 根本上決議了膜的別離功能；支持層只起活性層的載體作用, 根本上不影響膜的別離功能。
(4) 電滲析。電滲析是在外加電流電場作用下, 運用離子交流膜的挑選透過性( 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、陽離子做定向搬遷，然后到達離子從水中別離的一種化學(xué)進程。
——膜生物反響器
膜生物反響器(Membrane Bio- reactor, 簡稱MBR) 是由膜別離和生物處理組合而成的一種新式、的污水處理技能。膜別離技能zui早運用于微生物發(fā)酵工業(yè), 跟著膜資料和制模技能的展開, 其運用范疇在不斷擴大, 現(xiàn)已涉及化工、電子、輕工、紡織、冶金、食物和污水處理等多個范疇。
MBR處理技能在日本、加拿大等很多國家現(xiàn)已得到較好的運用, 與傳統(tǒng)的活性污泥處理技能比較, MBR 存在如下的長處: 能夠使水力逗留時刻和污泥齡*分隔, 使運轉(zhuǎn)操控更靈敏, 安穩(wěn); 利于代代時刻長的硝化細(xì)菌的增殖, 然后進步硝化功率；污泥濃度高, 然后傳氧功率高達26%～60%左右,節(jié)約耗能；反響器內(nèi)MLSS可高達15000mg/L～30000mg/L,
使設(shè)備處理容積負(fù)荷大, 削減占地, 也便于活性污泥法的改造; 膜生物反響器運用其高的MLSS, 能夠確保有機負(fù)荷高峰期的出水水質(zhì), 且在低峰期污泥能夠進行本身消化, 使剩下污泥比常規(guī)活性污泥法處理少50%～80%, 可削減剩下污泥的處置費用；膜生物反響器由于存在高濃度的MLSS, 硝化與反硝化一起存在, 具有很高的反硝化作用, 脫氮才能強。而在需要除磷時, 只需往污水中投加少數(shù)的明礬，由于膜能有用地別離這些不能沉積的細(xì)小微絮凝體, 只需其粒徑小于0.2μm即可。
——國外渙散式處理技能運用現(xiàn)狀及展開趨勢
渙散式處理技能包含了污水的搜集、處理、排放及回用。在污水搜集方面,為完結(jié)廢棄物的源頭減量操控,需要改進傳統(tǒng)的洗菜水、洗浴水與大便混合的清潔設(shè)備,首要辦法是削減大便沖刷水或選用無水搜集。瑞典現(xiàn)已逐漸運用了尿液別離式清潔間,德國等國家也在進行真空無水搜集體系的研討和推廣,而印度則是經(jīng)過渙散雨水的搜集與排放來削減混合污水量,并運用搜集的雨水有用處理了缺水疑問。
在污水處理方面,廣泛選用了天然土地處理法和生物-化學(xué)處理法。澳大利亞呈現(xiàn)了一種Filter(非爾脫) 的、持續(xù)性的污水灌溉技能。它先將污水用于作物灌溉,然后將經(jīng)過灌溉土地處理后的水匯集到地下暗管排水體系中排出,格外適用于土地資本豐富、能夠輪作休耕的區(qū)域,或是以栽培牧草為主的區(qū)域,通常用于大田作物。
美國是展開人工濕地zui多的國家,有600多處人工濕地用于市政、工業(yè)和農(nóng)業(yè)廢水。在歐洲一些國家,如丹麥、德國、英國等至少有200 多人工濕地在運轉(zhuǎn),多用于對人員計劃近千人的鄉(xiāng)村級社區(qū)進行處理。韓國作為一個具有典型春旱氣候的國家,展開了人工濕地與廢水安穩(wěn)塘相的土地處理技能, 安穩(wěn)塘貯存用水可用于春旱的彌補用水。可見,用人工濕地+ 安穩(wěn)塘技能進行污水處理和農(nóng)業(yè)運用能夠作為渙散鄉(xiāng)村區(qū)域的維護水體和戰(zhàn)勝水短缺的一種辦法。
厭氧消化技能具有低造價、低運轉(zhuǎn)費、能收回運用動力等特色,它在渙散日子污水的處理中得到了越來越廣泛的研討與運用。近20 年來,展開了不斷增加的高速處理設(shè)備和技能, 如厭氧濾池(AF) ,升流式污泥床反響器(UASB),厭氧脹大顆粒污泥床(EGSB) 等,荷蘭、巴西、哥倫比亞、印度等國家已建成生產(chǎn)性UASB來處理日子污水，但厭氧技能在低溫下的運用仍然是研討的難點與熱門。
在合適的技能基礎(chǔ)上,一體化設(shè)備展開迅速。日本對其研討較早,至今已有40 多年的前史。如今,日本安裝有800萬個小型凈化槽,效勞人員約3600 萬。凈化槽是一種的一體化處理設(shè)備,首要選用厭氧濾池與觸摸曝氣池、生物濾池或移動床觸摸濾池的技能,有些技能反響都在一個室內(nèi)完結(jié),各步驟用隔板離隔,出水加氯消毒。一些歐洲國家也依據(jù)自個特色開發(fā)了不一樣方式的一體化凈化設(shè)備。在挪威,由于大有些人員渙散在小村莊或小社區(qū),一體化設(shè)備運用廣泛,開發(fā)了多種不一樣技能的配備。跟著填料生產(chǎn)技能的不斷展開,生物膜技能在一體化設(shè)備中運用迅速增多,生物膜法所需的設(shè)備簡略,動力耗費低,本錢和維護費用低,而處理污水的功率高,是往后展開的一個方向。
一些國家對渙散式處理設(shè)備的出水水質(zhì)從法規(guī)上提出必定請求,如芬蘭即請求總BOD去掉率90%,總磷去掉率85%，總氮去掉率40%，這使得戶主有必要承當(dāng)起對處理設(shè)備進行清洗和維護的職責(zé),而能為戶主們供給技能支持和效勞的協(xié)作安排也廣泛展開起來。
5. 中國鄉(xiāng)村渙散式處理技能的運用與展開
在中國廣闊鄉(xiāng)村區(qū)域,普遍運用的渙散式處理技能為土地處理技能和厭氧消化技能。
5.1 土地處理技能
土地處理技能是一項造價低、運轉(zhuǎn)費低、低能耗或無能耗、易于維護的污水處理技能,研討和運用比較多的污水土地處理技能有迅速滲濾處理體系、人工濕地處理體系和地下滲濾處理體系。其間,人工濕地兼具了生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和美學(xué)效益,這些年對其研討與運用逐漸升溫。早在“七五”時期中國就展開了人工濕地的研討，如今該技能在中國已展開到實用時期。國內(nèi)對濕地體系的研討熱門會集在濕地污染物去掉機理、濕地植物、濕地基質(zhì)填料、濕地微生物種群和生態(tài)體系的研討等方面。但人工濕地占地上積大,且基質(zhì)再處理及再運用技能不成熟,因而在土地資本缺少區(qū)域的運用受到約束。
5.2 厭氧消化技能
厭氧消化技能具有動力耗費少,環(huán)境污染少,沼渣沼液運用處徑多,且能發(fā)生動力沼氣等長處。這些年,中國大力推廣了厭氧消化技能在鄉(xiāng)村區(qū)域的運用。經(jīng)過*國債項意圖推廣,截止至2005年末,全國戶用沼氣到達1807萬戶,飼養(yǎng)場的沼氣工程3556處,年產(chǎn)沼氣70億m3 ,折合標(biāo)煤500萬t，在*發(fā)布的《全國鄉(xiāng)村沼氣工程建造計劃》上,計劃到2010 年全國將有4000萬農(nóng)戶用上沼氣。國債沼氣項目請求戶用沼氣“一池三改”,zui很多的削減了傳染源,切斷了疫病傳達路徑,因而也是鄉(xiāng)村血吸蟲防治的一項有用手法。
自上個世紀(jì)80年代開端,日子污水凈化沼氣池由鄉(xiāng)村動力部分向鄉(xiāng)鎮(zhèn)的住所樓、醫(yī)院、校園等清潔配套建造中大力推廣，住所樓中每10～12戶日子污水所產(chǎn)沼氣可供其間1 戶全年用氣,因而可思考由用氣戶承當(dāng)凈化沼氣池的日常維護作業(yè)。日子污水凈化沼氣池20多年來一直選用二級厭氧消化加多級兼氧過濾的處理形式。如今，思考到日子污水脫氮除磷的需要，國內(nèi)有研討在技能上選用二級厭氧和一級好氧到達氮磷脫除作用。這些年，跟著鄉(xiāng)村畜禽飼養(yǎng)戶削減和鄉(xiāng)村勞動力的削減，一起會集飼養(yǎng)戶的增多,國家及時調(diào)整方針，從2007年開端,將對飼養(yǎng)小區(qū)會集供氣沼氣工程和聯(lián)戶沼氣工程予以資金支持，以推進人畜大便、農(nóng)作物秸稈、日子廢物和污水的歸納辦理和轉(zhuǎn)化，此舉措必將在短期內(nèi)使中國沼氣工程的技能得到迅速的展開。
中國近幾年經(jīng)過私有資金和民營企業(yè)的參加，在一體化設(shè)備方面也有了迅速的展開。如有環(huán)保公司與日本公司協(xié)作生產(chǎn)凈化槽；也有自立開發(fā)出多種不一樣計劃的一體化污水處理設(shè)備,如武漢的新天達美環(huán)保公司還開發(fā)了以風(fēng)能股動曝氣的一體化渙散污水處理設(shè)備等。
6. 結(jié)語
為加快中國新鄉(xiāng)村的建造進程，維護鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境，處理鄉(xiāng)村水污染疑問勢在必行。渙散式污水處理形式是一種合適鄉(xiāng)村污水處理的好辦法，中國宜借鑒世界經(jīng)歷，探索并改進各種渙散型污水處理技能，并與本地的農(nóng)業(yè)相，構(gòu)成污水回用與再運用的生態(tài)農(nóng)業(yè)形式，完結(jié)污水的無害化和資本化。
實際作業(yè)中應(yīng)當(dāng)在摸清不一樣類型村莊污染現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，依據(jù)環(huán)境污染特色，地方特征，從行政辦理方面、資金方面、處理技能等方面采納相應(yīng)處理方案和對策。在經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域，*行新技能試點，逐漸將合適本地鄉(xiāng)村的污水處理及資本化技能推廣到別的區(qū)域。有條件的區(qū)域盡可能與本地科研院所相，充分運用其科研才能，研發(fā)*的技能、設(shè)備。
