農村生活污水處理技術(shù)探討

摘要:農村的生活污水,是造成農村水環(huán)境污染的原因之一,也是造成湖泊富營(yíng)養化的重要因素。針對中國農村生活污水排放分散、污染物濃度低的特點(diǎn),介紹了生活污水凈化沼氣池技術(shù)、穩定塘生活污水處理技術(shù)、人工濕地處理技術(shù)、土地處理技術(shù)和生活污水地下自動(dòng)連續處理技術(shù)等,以及幾種工藝先進(jìn)、具有推廣價(jià)值的生活污水處理技術(shù)的原理、技術(shù)特點(diǎn)、適用條件以及工程應用實(shí)例,為農村地區污水治理提供參考。

關(guān)鍵詞:農村,生活污水

“十一五”規劃提出了建設社會(huì )主義新農村的重大歷史任務(wù),并明確了“生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、鄉風(fēng)文明、村容整潔、管理民主”的建設目標。農村生活污水無(wú)害化處理與資源化利用,不僅是社會(huì )主義新農村建設的客觀(guān)要求,更是改善城鄉居民生活環(huán)境、提高農民群眾身體健康水平、構建和諧社會(huì )的內在需要。

1農村生活污水的來(lái)源與危害

農村生活污水主要來(lái)源于廚房炊事、沐浴、洗滌和廁所沖洗等。具有來(lái)源多、濃度低、面廣、分散、處理率低等特點(diǎn)。據統計,全國農村每年產(chǎn)生的生活污水有80多億t,但是,全國目前僅有19.4%的鄉鎮生活污水得到集中處理,建設部的《村莊人居環(huán)境現狀與問(wèn)題》調查報告也顯示,96%的村莊沒(méi)有排水渠道和污水處理系統,使得生產(chǎn)生活污水只好隨意排放。未經(jīng)處理的生活污水肆意排放,嚴重污染了農村的生態(tài)環(huán)境,直接威脅了廣大農民群眾的身體健康以及農村的經(jīng)濟發(fā)展。

一方面,未經(jīng)處理的生活污水自流到地勢低洼的河流、湖泊和池塘等地表水體中,嚴重污染了各類(lèi)水源;另一方面,生活污水也是疾病傳染擴散的源頭,容易造成地區的傳染病、地方病和人畜共患疾病的發(fā)生與流行。目前,全國農村的自來(lái)水普及率只有34%左右,還有3億多農民存在飲水安全問(wèn)題。在浙江省麗水市對農民家庭用水水質(zhì)的抽樣檢測結果中, 63個(gè)水樣的大腸桿菌、渾濁度等主要指標,其超標的占72%。水源地水質(zhì)差的狀況,與農村生活污水未經(jīng)處理而直接排放有著(zhù)直接的因果關(guān)系[ 1 ] 。因此,選擇合適的生活污水處理技術(shù),加強對農村生活污水的收集、處理與資源化設施建設,以避免因生活污水直接排放而引起的農村水體、土壤和農產(chǎn)品的污染,確保農村水源的安全和農民的身體健康,是當前改善農村人居環(huán)境需要解決的迫切問(wèn)題。

2　農村生活污水處理技術(shù)的實(shí)踐與探索

國內對農村生活污水處理技術(shù)的研究較國外發(fā)達國家要晚。近年來(lái),隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展,農村水環(huán)境呈現出日益惡化的趨勢,并已影響到人們的身體健康和經(jīng)濟的可持續發(fā)展。人們逐步認識到對農村生活污水處理問(wèn)題的重要性,并已開(kāi)始采用一些實(shí)用、合理的技術(shù)來(lái)處理污水,故筆者對農村污水的處理技術(shù)進(jìn)行了實(shí)踐探索。由于中國村鎮地域范圍廣且分散,社會(huì )組織結構、經(jīng)濟發(fā)展狀況和生活水平與生活習慣等千差萬(wàn)別,這不僅決定了村鎮生活污水的來(lái)源、水質(zhì)、水量的多樣性,而且決定了其處理工藝的選擇、工程建設與投資、運行管理的模式等方面的復雜性[ 1, 2 ] 。因此,如何控制與治理農村生活污水,是一個(gè)需要不斷探索實(shí)踐與探討的問(wèn)題。

2. 1　生活污水凈化沼氣池技術(shù)

生活污水凈化沼氣池技術(shù),是一種分散處理生活污水的裝置,它采用生物厭氧消化和好氧過(guò)濾相結合的辦法,集生物、化學(xué)、物理處理于一體,采用多種好氧過(guò)濾和多層次凈化,實(shí)現污水中多種污染物的逐級去除。它將污水處理與其合理利用有機結合,實(shí)現了污水的資源化。污水中的大部分有機物經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣,發(fā)酵后的污水被去除了大部分的有機物,達到凈化的目的;產(chǎn)生的沼氣可作為浴室和家庭炊用能源;厭氧發(fā)酵處理后的中水可用作澆灌用水和觀(guān)賞景點(diǎn)用水。農村有大量的農作物秸稈和人畜糞便等原材料,可用作沼氣發(fā)酵,通過(guò)厭氧發(fā)酵過(guò)的糞便(沼液、沼渣) ,碳、磷、鉀的營(yíng)養成分沒(méi)有損失,而轉化為可直接利用的活性態(tài)養分———農用沼肥,來(lái)替代部分化肥。結合農村改廚、改廁和改圈,可將豬舍污水和生活污水合并處理,經(jīng)在沼氣池中厭氧發(fā)酵后作為農肥,沼液經(jīng)管網(wǎng)收集集中凈化后,出水水質(zhì)可達到國家標準后排放。該技術(shù)的沼氣池工藝簡(jiǎn)單,成本低,一戶(hù)約需費用1 000元,運行費用基本為零,適合于農民家庭采用。但其應用也有其局限性,厭氧沼氣池主要適用于高濃度生活廢水處理,當生活廢水中有機物濃度過(guò)低時(shí),會(huì )導致系統產(chǎn)氣效率低,從而給生產(chǎn)及生活用氣造成影響。此外,該技術(shù)通常適用于冬季地下水溫保持在5 ℃以上的地區,或在池上建日光溫室,能使升溫達到該溫度的地區。當冬季氣溫較低時(shí),該工藝的處理效率也會(huì )降低,出水難以實(shí)現達標排放。目前,該技術(shù)在中國農村生活污水處理的實(shí)踐中,是最通用、節儉、能夠體現環(huán)境效益與社會(huì )效益雙贏(yíng)的生活污水處理方式。在江蘇、浙江、安徽等地得到了廣泛推廣和使用[ 1, 2 ] 。

2. 2　穩定塘生活污水處理技術(shù)

穩定塘是一種經(jīng)過(guò)人工修整而且設有圍堤和防滲層的池塘,它主要利用水生生物系統,依靠自然生物凈化功能,使污水得到凈化,是實(shí)施污水資源化利用的有效方法,因而穩定塘處理技術(shù)已成為國內近年來(lái)著(zhù)力推廣的一項技術(shù)。該技術(shù)在處理農村生活污水時(shí),其穩定塘及其人工強化技術(shù)的實(shí)用性強,與常規處理技術(shù)相比,具有基建投資省、運行費用低、管理維護方便、運行穩定可靠、出水水質(zhì)穩定等諸多優(yōu)點(diǎn)。但其不足之處是占地面積大、凈化效果受氣溫等自然因素影響。如果有可利用的天然養魚(yú)塘、天然廢塘等條件,可考慮采用該處理系統。江蘇省環(huán)科院在丹陽(yáng)市進(jìn)行了該項目的試點(diǎn),利用原有不足0. 33 hm2 面積的池塘,處理當地約30戶(hù)人家的生活污水。將處理凈化塘采用圍隔布,把池塘分為填料強化凈化區、水生植物凈化區和回用水3個(gè)區,通過(guò)梯級凈化,使出水的主要指標達到地表水的Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標準[ 3 ] 。

2. 3　人工濕地處理技術(shù)

人工濕地,是一種為處理污水而采用工程手段模擬自然濕地系統建造的構筑物,在構筑物的底部,按一定的坡度填充選定級配的填料,如碎石、沙子等,在填料表層土壤中種植一些對污水處理效果好、成活率高、生長(cháng)周期長(cháng)、美觀(guān)以及具有經(jīng)濟價(jià)值的水生植物,如蘆葦等。人工濕地主要通過(guò)生態(tài)處理系統內的微生物和水生植物的協(xié)同作用,實(shí)現污染物的去除。廢水中的不溶性有機物通過(guò)濕地的沉淀、過(guò)濾作用,可以很快地被截留,進(jìn)而被微生物利用;廢水中的可溶性有機物,則可通過(guò)植物根系的生物膜吸附、吸收及生物代謝降解過(guò)程而被分解去除。隨著(zhù)處理過(guò)程的不斷進(jìn)行,濕地床中的微生物也繁殖生長(cháng),通過(guò)對濕地床填料的定期更換及對濕地植物的收割,則將新生的有機體從系統中去除。由于這種處理系統的出水質(zhì)量好,適合于處理飲用水源,或結合景觀(guān)設計,種植觀(guān)賞性植物,可改善風(fēng)景區的水質(zhì)狀況,其造價(jià)及運行費用遠低于常規處理技術(shù)。這種技術(shù)已經(jīng)成為提高大型水體水質(zhì)的有效方法。但其占地面積比傳統工藝高得多,而且季節因素的變化也限制了濕地的發(fā)展。目前,中國南方的浙江省安吉縣、北方的北京市密云縣等地,利用分散式濕地處理農村的污水,已取得了顯著(zhù)成效[ 2 ] 。

2. 4　土地處理技術(shù)

土地處理系統,是將污水有控制地投配到具有一定構造和良好擴散性能的土層中,利用土壤毛細管浸潤擴散原理,通過(guò)生態(tài)系統的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng),逐級降解污染物、凈化污水的處理系統。該技術(shù)利用土壤的自然凈化能力,具有基建投資低、運轉費用少、抗沖擊負荷強、系統稀釋性好、操作管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),特別適合中國國情。同時(shí),還能夠利用污水中的水肥資源,使污水處理與綠化相結合,來(lái)美化和改善區域生態(tài)環(huán)境。澳大利亞與中國天津市的某科研單位合作,曾在天津市武清縣建立試驗區,試驗區總面積為2 hm2 ,引取北京市初級處理后的污水和沿程匯集的鄉鎮生活污水灌溉小麥。結果表明, 97%～99%的磷通過(guò)土壤及作物的吸收而被除去,總氮的去除率達82% ～86% , BOD的去除率為93% , COD的去除率為75%～86%。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

2. 5　生活污水地下自動(dòng)連續處理技術(shù)

農村生活污水地下自動(dòng)連續處理技術(shù),是一家一戶(hù)生活污水就地獨立處理的技術(shù),每戶(hù)的污水直接排放到地下裝置,經(jīng)沉淀分離、腐化水解和土壤生物降解、滲濾、吸收等凈化作用,以去除污水中的氮、磷、細菌、病毒等,達到規定排放標準后,滲入地下水。該技術(shù)適用于農村居住分散,污水無(wú)法集中,或雖然形成居住小區,但戶(hù)數不多,難以承受建設污水處理廠(chǎng)的投資和運轉費用。該技術(shù)就地處理一家一戶(hù)產(chǎn)生的生活污水,不受天氣和溫度限制,無(wú)能源消耗,山區和平原均可利用,并具有投資少、建設快、不占用土地、無(wú)運行費用等特點(diǎn),適合于中國經(jīng)濟發(fā)展地區農村的需要。該技術(shù)唯一的限制條件,是對地下土質(zhì)結構和地下水深度有具體要求。設計前,要對現場(chǎng)地下土質(zhì)結構進(jìn)行了解,如達不到要求,只要設計時(shí)增加相應設施,仍可使用。該技術(shù)需要用戶(hù)定期檢查分離水解池的水位和污泥深度,平均3—5年清理一次,并將系統產(chǎn)生的污泥運走。目前,該技術(shù)在國外已是成熟的應用技術(shù),在美國已運行了數十年,全美國1 /4的家庭采用了這套工藝技術(shù),每天約有150億L的生活污水經(jīng)該技術(shù)處理后,進(jìn)入地下水。

除此以外,浙江、廣東、天津和江蘇等地,還分別在無(wú)動(dòng)力、地埋式厭氧處理系統、雨污分流管網(wǎng)輸送集中處理和生物投菌治理污水等技術(shù)應用方面進(jìn)行了探索與嘗試,也都取得了一定的進(jìn)展。中國目前共有60多萬(wàn)個(gè)行政村、250 多萬(wàn)個(gè)自然村,居住生活著(zhù)2億多農戶(hù)、近8億農民。農村地大面廣,具體情況千差萬(wàn)別。因此,在選擇污水處理技術(shù)模式時(shí),要堅持“投資節省、技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)便、運行成本低廉、運行過(guò)程簡(jiǎn)便、便于維護保養、符合農村生產(chǎn)生活實(shí)際”的原則,因地制宜、分類(lèi)指導,采用符合實(shí)際的治理要求和方法,以實(shí)現農村生態(tài)環(huán)境的改善。（沛縣環(huán)境保護）