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            農村生活污水資源化處理技術選擇比較

            來源:環保新聞網|上海市環境保護產業協會(滬環協)官方網 作者:環保新聞網|上海市環境保護產業協會(滬環協)官方網 發布時間:2012-01-03 查看次數:1416

            隨著我國經濟快速發展,農村地區生活水平不斷提高,但與城市相比,由于底子薄、基礎差,環境安全隱患與問題突出,尤其是鄉村聚居點生活污水引起的環境污染問題也日益嚴重。2002年統計結果表明,全國農村生活污水日排放量就達320.5萬t,造成河流、水塘污染,影響村民居住環境,嚴重威脅農民的身體健康。農村生活污水造成的環境污染不僅是農村水源地潛在的安全隱患,還會加劇淡水資源的危機,使耕地灌溉得不到有效保障,危害農民的生存發展。

            1目前適合農村生活污水處理的方法

            1.1高效藻類塘

            高效藻類塘(HighRateAlgaePond,HRAP)是由美國加州大學伯克利分校Oswald教授提出并發展的,試驗流程見圖1。工藝高效藻類塘技術在國外已經得到了廣泛應用,如以色列、摩洛哥、法國、美國、南非、巴西、比利時、德國、新西蘭等,而我國還停留在實驗研究階段。同濟大學對高效藻類塘處理太湖地區農村生活污水的效果進行了研究,結果表明,太湖地區農村生活污水的水質受季節影響變化較大,秋、冬季的有機物濃度較夏季高3倍~4倍;高效藻類塘內存在的菌藻共生體系,使塘內溶解氧濃度較高(保持好氧狀態),而pH值則存在周期性變化;對COD的平均去除率可達70%,氨氮主要通過硝化作用去除,去除率>90%,磷酸鹽主要通過沉淀作用去除,去除率為50%。李旭東等采用高效藻類塘系統處理太湖地區農村生活污水,CODcr的平均去除率在70%以上,氨氮(NH3及TN)的平均去除率高達93%,磷的平均去除率為55%;陳鵬采用高效藻類塘處理城市生活污水,取得了穩定的處理效果:CODcr,BOD5,NH3,TN和TP的平均去除率分別達到75%,60%,91.6%和50%。

            高效藻類塘與傳統穩定塘相比,既有運行成本低、維護管理簡單等優點,又克服了傳統穩定塘停留時間過長、占地面積大等缺點,在處理農村及小城鎮污水方面具有廣闊的應用前景。目前已在太湖地區建立了高效藻類塘系統處理太湖地區農村生活污水的實驗研究。

            1.2生物濾池

            生物濾池(BiologicalAeratedFilter,BAF)是一個相對較新的水處理工藝,已在歐美和日本廣為應用,在我國的研究規模也日益擴大。其最大的特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體,節省了后續沉淀池,厭氧水解—高負荷生物濾池處理系統集初沉池、曝氣池、污泥回流設施以及供氧設施等于一身,大大簡化了污水處理流程。該工藝運行管理十分方便,并能承受較強的沖擊負荷,對于我國的農村污水處理有著特別重要的意義。有關研究表明,厭氧酸化—高負荷生物濾池處理系統的COD去除率高達75%~85%,BOD去除率高達85%~95%,SS去除率高達85%~95%。

            1.3人工濕地

            人工濕地是利用人工水生態系統內多級生物的稀釋降解作用來去除或削減水中污染物的方法。歐美國家廣泛采用人工濕地系統處理村鎮地區及小型社區的污水,取得了顯著的成效。人工濕地作為一種新型生態污水處理技術具有投資和運行費用低、抗沖擊負荷能力強、處理效果穩定、出水水質好、水生植物有一定經濟價值等諸多優點。用于農村生活污水處理的主要是潛流人工濕地。

            清華大學劉超翔等采用表面流和潛流式兩種人工復合生態床對滇池地區低濃度農村污水進行的處理試驗結果表明,在高水力負荷(30cm/d)條件下,潛流式床體對COD,TN,NH+4-N和TP的去除率分別為70.6%,60.6%,80.9%和66.0%,表面流床體則分別為63.1%,61.2%,90.2%和60.2%。

            1.4無動力地埋式生活污水處理裝置

            生活污水首先進入厭氧消化池,污水中的懸浮物沉降下來成為污泥,污泥通過一定時間的自然發酵,有機物得到降解。工藝流程見圖4。浙江大學沈東升等采用內充空心球狀填料的地下厭氧管道式或折流式反應器為處理設備,經過小試、中試及實際應用,結果表明:在水力停留時間1天及常溫條件下,UUAR對農村生活污水中COD,BOD5,SS,TN,TP和大腸菌群、細菌總數及蛔蟲卵的平均去除率分別達到66%~68.3%,70%~76.8%,80%~90.2%,18%~23.0%,33%~35.2%,95%~99.8%,37%~82.9%和78.7%~100%,出水水質穩定達到國家二級排放標準。

            1.5生活污水凈化沼氣池

            新型生活污水厭氧凈化池(或稱城鎮生活污水凈化沼氣池)是一種小型分散化污水處理裝置。生活污水凈化沼氣池是在化糞池和沼氣池的基礎上發展起來的,解決了化糞池處理效果差、沉積污泥多、沼氣池沼氣回收率低的弊端。

            1.6地下土壤滲濾系統

            該系統將污水投配到土壤表面具有一定構造的滲濾溝中,污染物通過物理、化學、微生物的降解和植物的吸收利用得到處理和凈化。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%,污水土地處理技術對BOD,COD、氨氮、總氮和總磷有著較高的去除率,并且投資省,運行費用低,管理簡單,維護方便,有凈化污水、美化綠化環境和節約水資源的綜合效果,適用于我國中部地區廣大農村的污水處理。工藝流程見圖6。清華大學在2000年科技部重大專項中,首先在農村地區推廣應用地下土壤滲濾系統,取得了良好效果:對生活污水中的有機物和氮、磷等均具有較高的去除率和穩定性,CODcr,BOD5,NH3,TN和TP的去除率分別大于80%,90%,90%和98%。地下土壤滲濾法在我國日益受到重視。中科院沈陽應用生態所“八五“”九五”期間的研究表明,在我國北方寒冷地區利用地下土壤滲濾法處理生活污水是可行的,且出水能夠作為中水回用。

            2各種處理方法的比較及優缺點

            2.1高效藻類塘

            高效藻類塘較傳統的穩定塘停留時間短,占地面積;建設容易,維護簡便,基建投資少,運行費用低;BOD5,NH+4-N和病原體去除效率高。但是它易受溫度和pH等環境因素影響。

            2.2生物濾池

            BAF抗沖擊負荷能力強,耐低溫,無污泥膨脹,可避免微生物流失,保持較高的微生物量,日常運行管理簡單,處理效果穩定。工藝簡單,基建費用低,受氣溫影響小。由于BAF為半封閉或全封閉構筑物,其生化反應受外界溫度影響較小,因此適合于北方寒冷地區。

            2.3人工濕地

            人工濕地系統處理污水具有一系列的顯著優點,適合不同的處理規模,基建費用低廉,處理構筑物由各種天然生態系統或經簡單修建而成,沒有復雜的機械設備,易于運行維護與管理。表面流人工濕地成熟期短,只需要3個月~4個月。表面流人工濕地通常是利用天然沼澤、廢棄河道等洼地改造而成,因而其建設費用較低,根據當地地形落差采用合建式污水處理系統,池體采用磚混結構,可減小占地面積,節約成本。

            2.4無動力地埋式生活污水處理裝置

            UUAR無日常運行費用,適宜于農村生活污水的分散處理。反應系統對大水量沖擊敏感,暴雨對其的影響極大,北方建設項目需要考慮防凍,增加投資成本。

            2.5凈化沼氣池

            生活污水凈化沼氣池是在化糞池和沼氣池的基礎上發展起來的,克服了化糞池處理效果差、沉積污泥多、沼氣池沼氣回收率低的弊端。

            2.6土壤滲濾系統污水處理工藝

            該技術利用土壤的自然凈化能力,具有基建投資低、運行費用低、操作管理簡便等優點,而且還能夠利用污水中的水肥資源,把污水處理與綠化相結合,美化和改善區域生態環境,特別適合中國國情。

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