城鄉(xiāng)污水處理設備    

引言

　　隨著我國建設社會主義新農村的步伐不斷加快，農村經濟獲得了長足的發(fā)展，各類工廠陸續(xù)投入建設和生產，各種養(yǎng)殖項目也實現(xiàn)產業(yè)化的發(fā)展。但是隨之而來的就是農村的生態(tài)環(huán)境遭到了破壞，尤其是農村生活污水的無組織排放給當?shù)氐乃Y源、土地資源等帶來了污染，給廣大農村居民的生產生活帶來了隱患，導致廣大群眾對治理農村污水不斷進行呼吁。

　　一、我國農村生活污水處理的特征

　　我國農村生活污水主要來源于家庭生活過程中產生的灰水和黑水，其中灰水由廚房排水、衛(wèi)生淋浴水、洗衣水構成;黑水由糞便和尿液及其沖洗水構成。目前我國的農村地區(qū)生活污水處理有四方面的特征：一是生活污水排放覆蓋面廣、相對較散;二是產生生活污水的途徑較多;三是處于逐漸增長;四是處理率低。

　　二、農村生活污水處理技術的探討

　　針對我國目前農村污水的現(xiàn)狀，筆者提出以下三個技術措施供大家參考：

　　1、 生活污水凈化沼氣池技術

　　該技術采用多級自流工藝，適合分散處理生活污水，具有投資省、無運行費用、管理方便等特點。該技術不同于傳統(tǒng)的沼氣池技術，污水經處理后可達標排放。

　?、?、用途和功能

　　生活污水包括廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水，其特點有三：一是沖洗廁所的水中含有糞便，是多種疾病的傳染源;二是生活污水濃度低;三是生活污水可降解性較好，適用于厭氧硝化制取沼氣。生活污水凈化沼氣池是根據(jù)生活污水的上述特點，把污水厭氧硝化，沉淀過濾等處理技術融于一體而設計的處理裝置。生活污水凈化沼氣池是分散處理生活污水的新型構筑物，適用于近期無力修建污水處理廠的農村。

　?、凇⒊匦徒Y構和工作原理

　　生活污水凈化沼氣池是一個集水壓式沼氣池、厭氧濾器及兼性厭氧塘于一體的多極折流式消化系統(tǒng)。糞便經格柵去除粗大固體后，經沉沙池進入前處理區(qū)1，在這里糞便進行沼氣發(fā)酵，并逐步向后流動，生成的污泥懸浮固體在該區(qū)的后半部沉降并沿傾斜的池底滑回前部，再與新進入的糞便混合進行沼氣發(fā)酵。清液則溢流入前處理區(qū)2，在這里與糞便以外的其他生活污水混合，進行沼氣發(fā)酵，并向后流動經過厭氧濾器部分，附著于填料上生物膜重點細菌將污水進一步進行厭氧硝化，再溢流入后處理池。前處理區(qū)1和前處理區(qū)2都是經過改進的水壓式沼氣池，后處理區(qū)為三級折流式兼性池，與大氣相通，上部裝有泡沫過濾板攔截懸浮固體，以提高出水水質。

　　2、無動力多級厭氧復合生態(tài)處理系統(tǒng)

 　　該技術適用于分散戶廚房、洗衣、洗澡等低濃度農村生活污水的處理，尤其適合有地勢差異的分散戶或2～5聯(lián)戶的農村生活污水處理。

　?、?、基本原理

　　針對我國當前資金短缺、能源不足與污染日益嚴重的現(xiàn)狀，厭氧處理技術是特別適合我國國情的一項技術。但因為單獨的厭氧對氮、磷等營養(yǎng)元素基本上沒有去除能力，污水中的氮、磷會使水體富營養(yǎng)化。同時單獨的厭氧處理也不能很好地去除病菌，厭氧出水通常情況下不能達到國家的排放標準?；谏鲜霰尘埃槍Κ殤艋蚵?lián)戶生活污水的處理，基本形成一套成熟的厭氧處理與生態(tài)床相結合的處理方法，簡稱無動力多級厭氧復合生態(tài)處理系統(tǒng)。

　　該系統(tǒng)主要由2～3格厭氧池和1格比表面積較大的砂礫石、細土等為基質的復合生態(tài)床組成，其中各池之間靠管道連通，污水在池內停留的時間為5～7天。生活污水經過厭氧處理，生活污水中懸浮物可以沉淀，難降解有機污染物被厭氧微生物轉化為小分子有機物。復合生態(tài)床表面可種植水生生物。

　　復合生態(tài)床除起到過濾作用外，有機物的床體還能夠提高處理效果。一是植物的生長改變生態(tài)床的流態(tài)，生長的植物根系和莖桿對水流的阻礙作用有利于均勻布水，延長水力停留時間;二是植物的根系創(chuàng)造有利于各種微生物生長的微環(huán)境，植物根莖的延伸會在植物根系附近形成有利于硝化作用的好氧微區(qū)，同時在遠離根系的厭氧區(qū)里含有大量可利用的碳源，這又提供了反硝化條件;三是植物生長對各種營養(yǎng)物尤其是鹽氮具有吸收作用。

　　污水經厭氧“粗”處理后，后續(xù)“精”處理單元的負荷相對較小，這樣可以節(jié)省生態(tài)床的占地面積，污水中的懸浮物經厭氧反應器處理后，大部分能被有效地去除，這樣也可以防止生態(tài)床堵塞。因此，這種組合不但能有效地去除有機物，還能有效解決目前污水處理中難以做到的氮、磷皆能達標的難題。

　?、?、技術流程

　　無動力多級厭氧復合生態(tài)處理系統(tǒng)工藝流程如下：

　　污水-污水收集系統(tǒng)(管道)-3格厭氧發(fā)酵處理池-復合生態(tài)床

　　2、 土壤滲濾生態(tài)處理系統(tǒng)

　　該技術為生物生態(tài)組合技術，適用于有土地較少，但土壤條件適宜的農村點。土壤滲濾包括慢速滲濾、快速滲濾兩種方法。污水就地土壤滲濾處理系統(tǒng)由前期處理化糞池和土壤滲濾兩部分耦合而成。

　　該系統(tǒng)的基本原理是：生活污水在化糞池中經過沉淀、厭氧處理后，進入分配箱，分流入各土壤滲濾管中，管中流出的污水均勻地向厭氧濾層滲濾，再通過表面張力作用上升，越過厭氧濾層出口堰之后，通過虹吸現(xiàn)象連續(xù)地向上層好氧濾層滲透。在上述過程中，水與污染物分離，水被滲濾并通過集水管道收集，污染物通過物理化學吸附被截留在土壤中;碳和氮由于厭氧和好氧過程，一部分被分解為無機碳、無機氮留在土壤中，另一部分變成氮氣和二氧化碳散入空氣中;磷則被土壤物理化學吸附，截留在土壤中，為草坪或者其他植物所利用。具體參見污水寶商城資料或http://www.dowater。。ｃｏｍ更多相關技術文檔。

　?、?、工藝流程

　　污水-厭氧沼氣池-配水池-土壤滲濾處理工藝-集水井-出水

　　三、結束語

　　隨著農村經濟的發(fā)展，農村生活污水給環(huán)境造成的污染問題日益突出，造成農村生態(tài)環(huán)境遭到不斷破壞。農村的生活污水因其排放分散，而且污染物的濃度較低，造成污水處理存在困難。在本文中，筆者通過對農村生活污水處理現(xiàn)狀進行闡述，對農村生活污水的來源和危害進行分析，并對農村污水處理提出可行的技術，希望給從事農村生活污水處理的技術人員提供參考。

城鄉(xiāng)污水處理設備

一、目前農村水環(huán)境現(xiàn)狀有幾個特點：

　　*、缺乏污水收集和處理設施，污水直排。我國95%以上村莊和90%以上的小集鎮(zhèn)都沒有完善的污水收集和處理設施，產生的生活污水和部分工業(yè)廢水，幾乎是未經任何處理直接排入村鎮(zhèn)的水體(河道、池塘、地下水等)，造成村鎮(zhèn)水體的嚴重污染。

　　第二、水體污染嚴重。由于污水*直接排入水體，加之村鎮(zhèn)水體通常較小，地區(qū)水體的流動性也較小，環(huán)境容量十分有限，造成的結果就是不但水體喪失了應有的功能，而其還嚴重破壞了村鎮(zhèn)的整體環(huán)境和景觀。黑臭河道、池塘和富營養(yǎng)化的湖泊已成為普遍現(xiàn)象。

　　第三、水環(huán)境污染和破壞還會產生連帶污染效應，影響健康。研究表明，許多疾病的發(fā)生都是與水環(huán)境休戚相關的。水體污染有可能促進一些惡性疾病的發(fā)生。

　　第四、缺乏有針對性的*適用污水處理技術。由于村鎮(zhèn)污水 具有排水量小兒分散、水質波動比較大等特點，以及與城市相比，村鎮(zhèn)在社會、經濟和技術等條件上的差異，在村鎮(zhèn)污水處理上不宜采用較為成熟的城市污水工藝，而一些所謂的生態(tài)型工藝往往不能滿足處理要求，或缺乏實施的條件(如土地資源)。而應采用一些工藝簡潔、處理效果好，占地省、能耗低、運行管理簡便、二次污染少的*鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝方案，采用分散式方式進行處理。

　　從技術層面上來講，造成我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理率非常低的另外一個原因就是缺乏*實用的處理工藝，國家環(huán)境保護領域“十五”計劃和“十一五”規(guī)劃都將開發(fā)因地制宜的小規(guī)模廢水處理與資源化技術與工藝作為重點研究領域。盡管城市生活污水二級生物處理技術發(fā)展比較完善，但目前很難普及應用于村鎮(zhèn)生活污水的治理，這主要是因為城市污水處理廠投資高，而且在建成后運行費用較大。

　　即使是在歐美等發(fā)達國家，針對鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水分散處理，現(xiàn)在也很少采用較復雜的二級生物處理技術，而通常采用一些相對簡單的生態(tài)化污水處理技術，包括人工濕地、氧化塘、土地處理系統(tǒng)等。但應用這些生態(tài)化技術處理污水，通常要在一定的條件下才能取得穩(wěn)定的處理效果和維持系統(tǒng)的*正常運行，如較低的水力負荷和有機負荷及較長的HRT，這就要求有較大的可以利用的場地。而歐美的發(fā)達國家鄉(xiāng)村的人口密度低，有大量可以利用的土地資源，同時人均用水量較高(可達200-300 L/d)，產生的污水濃度也較低，懸浮顆粒物較少。這樣就有條件在設計利用這些技術來處理村鎮(zhèn)污水時，采用很低的水力負荷和污染負荷來保證系統(tǒng)的處理效果和正常運行。如在法國常常采用二級或三級組合人工濕地來處理鄉(xiāng)村污水，這樣既可以使處理出水達到一個較高的標準，有可以保證系統(tǒng)的*正常運行(有的系統(tǒng)已經正常運行20年以上)。盡管這些生態(tài)化污水處理技術在歐美等發(fā)達國家處理鄉(xiāng)村污水上取得了很好的效果，并且具有比較成熟的經驗，但由于應用的具體條件上的差異，使得我國很難直接利用這些技術來處理村鎮(zhèn)污水。*，我國人口密度高，土地資源緊缺，除部分西部地區(qū)以外，在華東、華南、華中及華北等地區(qū)，很難采用這些占地面積很大的技術。第二，我國村鎮(zhèn)的人均用水量50-100 L/d，較城市地區(qū)人均用水量150-200 L/d偏低，產生的污水濃度高，懸浮顆粒物多，經常導致人工濕地系統(tǒng)堵塞，影響出水處理效果，甚至導致整個處理系統(tǒng)癱瘓。第三，由于鄉(xiāng)村經濟的發(fā)展，我國鄉(xiāng)村所產生的污水不僅僅是生活污水，常常包括部分工業(yè)廢水，這必然增加污水污染負荷，而在我國大部分村鎮(zhèn)，在目前階段很難實行分流制排水系統(tǒng)。以上現(xiàn)實條件限制這些技術在我國的直接應用，但可以對其進行改進，將其作為一種后續(xù)處理技術，與其他*處理技術優(yōu)化組合。如高通量潛流人工濕地被可以設計為其他處理技術的后續(xù)處理工藝，由于其進水COD及SS等濃度已大大降低，這樣就基本解決了濾床堵塞問題，同時也為提高水力負荷提供了可能。同時通過增大填料的粒徑，一方面達到保證濾床不堵塞的目標，另一方面，可以大大提高水力負荷，減少占地面積。另外通過選擇功能性脫氮除磷填料，分段配置，達到分別去除有機物、氨氮和溶解性磷的目的，從而提高人工濕地的脫氮除磷效率，提高出水水質。

　　目前，針對鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水(每天10m3-2000m3排水量)分散式處理，國內外主要采用三大類技術和工藝。一類是借鑒城市污水處理廠二級生化處理的成功經驗，將一些傳統(tǒng)的城市污水處理廠二級生化處理工藝小型化，應用于村鎮(zhèn)分散式污水處理。如SBR、氧化溝、A/O，甚至A2/O，甚至MBR等等。僅從技術的角度來講，這些技術和工藝都比較成熟，可以滿足污水處理的要求。但是，這些技術和工藝通常都比較復雜，需要的設備也比較多。因此，投資相對較大、系統(tǒng)維護管理較為復雜、能耗及運行管理費用高，并且還可能產生一些二次污染問題。這樣的處理系統(tǒng)與我國村鎮(zhèn)社會經濟的實際情況很不適應。其結果是化了大量投資，建成的污水處理廠(站)，也因為高昂的運行費用、缺乏正常的維護管理(沒有相應的技術力量)等原因而處于非正常運行或停止運行的狀態(tài)，根本沒有起到處理污水，保護水環(huán)境的作用。即使是在歐美等發(fā)達國家，這種情況也很普遍。

　　第二類是采用一些相對簡單的生態(tài)化污水處理技術，包括人工濕地、氧化塘、土地處理系統(tǒng)等。這類技術的優(yōu)點是工藝簡單、投資小、低能耗、維護簡便、環(huán)境友好等，缺點是處理效率較低，通常要在一定的條件下才能取得穩(wěn)定的處理效果和維持系統(tǒng)的*正常運行，如較低的水力負荷和有機負荷及較長的HRT，這就要求有較大的可以利用的場地。以下列舉幾種常用的技術。

　　土壤滲濾系統(tǒng)主要可用于水量較小(<20m3/天)的農村污水處理，它主要基于自然生態(tài)原理，通過將污水有控制地投配到土壤中，利用物理、化學、微生物的降解和植物的吸收利用使污染物得到處理和凈化。該技術對懸浮物、有機物、氨氮、總磷和大腸桿菌的去除率均較高, 一般可達70%～90%, 而且基建投資少、運行費用低、維護簡便, 整個系統(tǒng)埋在地下, 不會散發(fā)臭味, 能保證冬季較穩(wěn)定的運行, 便于污水的就地處理和回用。但是，該系統(tǒng)地處理效率很低，水力負荷通常小于0.04m/天，這就需要很大的單位土地面積。在上海地區(qū)的農村污水處理工程中，通常要求每戶10m2或每立方米污水30m2的占地面積。即使農村地區(qū)，也沒有這么多土地資源可供利用。另一方面，由于村鎮(zhèn)的人均用水量50-100L/d，較城市地區(qū)人均用水量150-200L/d偏低，產生的污水濃度高，懸浮顆粒物多，經常導致滲濾系統(tǒng)堵塞，影響出水處理效果，甚至導致整個處理系統(tǒng)癱瘓。

　　人工濕地是一種具有較廣泛應用的污水處理新技術，其特點是出水水質好、具有較強的氮磷處理能力、運行維護方便、管理簡單、投資及運行費用低，比較適合于資金少、能源短缺和技術人才缺乏的中小城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村。但同土壤滲濾系統(tǒng)相似，傳統(tǒng)的人工濕地技術也存在處理效率較低、占地面積過大、容易堵塞造成系統(tǒng)癱瘓等缺點。但是，接合我國村鎮(zhèn)的具體情況，可以通過對人工濕地結構和填料系統(tǒng)進行改進，形成高通量人工濕地技術，將其與其他*處理技術優(yōu)化組合，作為一種后續(xù)處理技術，這樣既可以克服人工濕地系統(tǒng)易堵塞占地面積大等固有缺點，保證系統(tǒng)正常運行，又可以提高出水水質，同時還可以美化環(huán)境。

　　氧化塘(包括藻類塘和植物塘)技術也有類似的缺點和不足，在我國村鎮(zhèn)目前的社會經濟條件下，單獨使用很難取得滿意的效果。

　　第三類是厭氧處理技術，與傳統(tǒng)的好氧生物技術相比厭氧生物處理技術具有工藝簡單、能耗低、產泥量小、營養(yǎng)需求少、對水源的適應范圍廣等優(yōu)點，因而厭氧技術受到了廣泛的重視。以厭氧反應器為主的厭氧處理系統(tǒng)是一種低成本的廢水處理技術，同時又能回收利用能源。包括我國在內的大多數(shù)發(fā)展中國家都面臨嚴重的環(huán)境問題，且能源短缺、資金不足，需要既有效、簡單而費用低廉的技術，因此厭氧生物技術特別適合我國國情。對于農村生活污水處理來說，可以把人、畜糞便，農作物秸稈、雜草、樹葉和農產品加工企業(yè)的有機廢水等加入到厭氧沼氣池內與生活污水同時進行厭氧處理，產生的沼氣可以用作浴室和家庭用炊能源。污水厭氧產沼氣技術已在我國一些地方得到了有效推廣和使用。但是，單獨的厭氧污水處理技術還不能使處理出水滿足排水的要求，必須在經過必要的后續(xù)處理的才能達到排放標準。因此，對我國村鎮(zhèn)污水處理而言，在一些有條件的村鎮(zhèn)，尤其是那些既有生活污水污染，又有工業(yè)或養(yǎng)殖廢水污染的村鎮(zhèn)，將厭氧生物處理作為一項前處理技術是一個很好的選擇。

　　二、 技術工藝

　　1.組合式復合生物濾池

　　新型組合式復合生物濾池反應器，新型復合生物濾池反應器由于采用了特殊的組合式結構設計和復合濾料，不僅克服了傳統(tǒng)生物濾池易堵塞等缺點，還*地提高了反應器的處理效率和穩(wěn)定性，具有處理效果好，處理效率高，結構簡潔，建造成本低廉，占地省,低能耗(僅水力提升，無其他能耗)，操作管理簡便，運行費用低等多方面的優(yōu)點，同時反應器還具有一定的脫氮除磷能力，并且耐沖擊負荷。因此，特別適合于具有水量較小、水質水量日變化較大等特點村鎮(zhèn)污水處理。處理出水水質可達到*B(GB18918-2002)標準，可回用于農田灌溉或綠化。由此可見，將此項技術用于我國村鎮(zhèn)污水分散式處理具有明顯的優(yōu)勢。

　　2.復合厭氧技術

　　利用多種厭氧微生物的生理生態(tài)作用特性相互依賴和協(xié)調作用組成的微生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)對生活污水中污染物的無害化。合理的厭氧池結構、污水回流比，優(yōu)質的填料增強了系統(tǒng)的微生物截留能力，保障了系統(tǒng)良好的水力混合條件，從而使復合厭氧池具有高效的污水處理能力。具有工藝簡單、能耗低、產泥量小、營養(yǎng)需求少、對水源的適應范圍廣等優(yōu)點。

　　3.高負荷人工濕地技術

　　通過精選填料和優(yōu)化結構，大大提高了人工濕地的水力負荷，污水進入到人工濕地內，通過填料-土壤-植物系統(tǒng)在物理、化學和生物綜合作下有效去除有機物、氮和磷。工藝簡單，維護方便。具體參見http://www.dowater。。ｃｏｍ更多相關技術文檔。

　　此外，污水寶發(fā)展集預處理、二級處理和深度處理于一體的中小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理一體化設備，是國內外污水分散處理發(fā)展的一種趨勢，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理中具有廣闊的應用前景。污水寶的一體化設備主要采用厭氧-好氧-二沉池組合工藝，兼具降解有機物和脫氮的功能, 其出水BOD5<20mg/L、TN<20mg/L，能很好的解決鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理的問題。