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隨著社會的發展和生活水平的總體提高,農村生活污水治理的問題越來越受到人們的重視。一方面,河湖水體富營養化嚴重,超出了環境承載能力,急需減少直接進入水體的污染物數量;另一方面,城鄉一體化的發展及農村生活水平的提高,農民對生活的質量及所處的環境的要求也越來越高,迫切需要進行農村生活污水治理。多年來,張家港市高度重視農村環境的改善,結合康居鄉村、美麗村莊及村莊連片整治等行動開展農村生活污水治理工作,切實加強農村環境基礎建設。但與城鎮生活污水治理相比較,農村生活污水治理嚴重滯后,相關法律法規標準空白,治理技術不夠成熟,治理資金不足,農村生活污水已經成為農村環境面源污染的主要來源之一。
1.農村生活污水治理現狀
張家港市地處太湖流域,位于長江下游南岸,水資源豐富,水面積超過總面積的1/5;全市境內共有大小河道8073條,總長4074.3公里,具有典型的江南水鄉特色。全市常住農村人口40多萬,加上絕大部分外來人口暫住在農村,農村環境面臨著巨大的壓力。
張家港市農村生活污水管理模式為住建部門、環保部門及水利部門多頭管理,其中住建部門負責農村生活污水接管集中污水處理廠的管理,環保部門負責農村有動力、微動力地埋式生活污水處理設施的監管,水利部門負責農村生態濕地生活污水處理設施的建設管理。目前,農村生活污水治理主要采用接管城鎮生活污水廠、有動力微動力地埋式、生態濕地等方式,處理工藝主要有A/O厭氧好氧法,SBR活性污泥法,CWT-M等工藝。共建成農村生活污水治理設施190多處,設計處理能力近2萬噸,累計接納農戶4萬多戶約14萬人。
2.農村生活污水治理面臨的主要難題
2.1治理資金缺口大,設施建設不到位
在城鄉二元環保體制下,盡管城鄉一體化水平不斷在提高,但農村環境治理歷史欠賬多,資金供給成為首要難題,現有資金供給規模與渠道難以滿足農村生活污水治理需求,尤其是分散式處理設施的建設和運行管理;加上農村自然村落分散,集中處理困難,造成農村生活污水治理設施建設覆蓋不足,農村生活污水處理率不高。
2.2行政管理主體與權責不清晰,行政管理體制不適應農村生活污水處理設施建設與管理
農村生活污水的建設、管理分別有住建、環保、水利三個部門,這種多頭管理模式勢必會造成以下問題:一是缺乏統一的規劃、設計和管理,資金使用過于分散,污水處理設施工藝復雜多樣、質量參差不齊,治理效果不明顯;二是部門分工不明確,設施建設、運行、監管相互脫節,設施運行不足、停用閑置問題突出;三是省、市、縣主管部門不同,難以對地方管理進行有效的指導,地方部門工作業績無法得到上級的肯定,缺少行政激勵和持續性。
2.3處理工程運維與監管體制建設滯后,運行資金缺乏,設施運轉率不高
在管理理念上,受公共物品必須由政府供應、運營等傳統思路的制約,大部分設施有鎮(村)自行運行維護。但由于人力及技術上的限制,以及運維資金得不到保證,設施運行情況及效果不容樂觀。特別是經濟薄弱村,受村級經濟影響,不愿承擔農村生活污水處理設施的運行及維護費用,運維費用成為的包袱,開開停停,有的甚至棄之不管,造成政府耗費大量資金建成的農村生活污水治理設施閑置、“曬太陽”。
3.農村生活污水治理的對策及建議
3.1統籌規劃,健全制度,強化對農村生活污水處理工作的領導
一是科學合理編制農村生活污水治理專項規劃,按照城鄉一體化發展原則,環境保護、城鎮體系、鎮村布局、國土整治等規劃相結合,明確集中處理和分散處理的空間布局與建設時序,并結合實際明確對應的主管部門;二是注重管理的規范化、長效化,制定農村生活污水處理設施運營管理制度,明確部門職能及運營主體,協同分工,保障運營經費來源及使用,優化運行標準及監管方式、考核辦法。
3.2科學分配污水處理資金,拓寬政府和社會資金來源
一是要改變農村居民繳納污水處理費用卻不能享受污水治理權利的狀況,按照城鎮污水處理系統未覆蓋人口比例,從居民生活用水費中抽去污水處理費用,設立專項基金,用于分散處理設施的運營、維護和監管;二是加大財政補貼力度,重點資助分散處理設施建設,適當的政策傾斜,鼓勵農村生活污水治理公益事業;三是要考慮農村生活污水設施運行監督管理的經常性支出,用于管理人員聘用、水質監測、主管部門行政監督等支出,做到“政策到位、監督到位、資金到位”,確保農村生活污水治理工程建設和運行維護工作正常開展。
3.3推廣設施專業化管護,引導農村環保產業化發展
一是按照專業化管護的思路,逐步推廣分散式農村生活污水處理設施委托經營模式。初始階段可以按照“誰建設,誰管護”的原則確定運營單位,并逐步引入資質審查與準入制度;二是通過資質審查和工藝規范,實行“建管一體化”,引導設施建設和管護向技術和實力較強的企業集中,通過規模經濟效應提升企業參與設施管護的積極性;三是對于從事農村生活污水治理的企業,給予稅收、金融和科技(研發)等政策扶持,提升企業發展能力,促進農村生活污水治理產業化發展。 [科]
【參考文獻】
據有關資料顯示,我國每年的廢(污)水排放總量已經達到了620億噸,其中大部分未經處理就直接排入江河湖泊,有近四分之一的湖泊受到了不同程度的污染,有近60%的城市沒有污水處理廠,農村地區的生活污水基本上未經過處理就直接排放,農村生活污水治理已經影響到現代新農村的建設。我國是農業大國、人口大國,水資源嚴重短缺,水資源占有量僅2200立方米,為世界人均占有量的1/4,并被列為13個貧水國家之一。到2030年我國人均水資源占有量將從現在的2200立方米降到1700至1800立方米,需水量接近水資源可開發利用量,缺水問題將更加突出。目前,我縣在開展社會主義新農村建設中,污水治理任重而道遠。
一、農村水環境污染現狀和特點
(一)農村水環境污染現狀
農村水環境是指分布在廣大農村的河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體的總稱。我國總計有鄉鎮45412個,村民委員會739980個,鄉村戶數23692.7萬戶,鄉村人口達91960萬人。農村人口分散,人口數量多,沒有任何生活污水的收集和處理設施,這使農村生活污染源成為影響水環境的重要因素。據測算,全國農村每年產生生活污水80多億噸,嚴重污染了農村地區居住環境,農村大部分地區河、湖等水體普遍受到污染,飲用水水質安全受到嚴重威脅,直接危害農民的身體健康,嚴重影響農村地區的環境衛生,極易導致一些流行性疾病的發生與傳播。據估算,農村環境問題每年造成的經濟損失已超過千億元,我國農村環境與生態狀況令人擔憂。
改革開放的三十多年來,我國農業生產能力獲得了較大幅度的提高。畜禽散養戶的不斷增多,大量畜禽糞便沒有處理就直接排放,糞便污染逐年加重。有資料顯示,養殖一頭豬所產生的廢水是一個人的7倍,而養殖一頭牛則是22倍。這些有機物未經處理,滲入地下或進入地表水,使水環境中硝態氮、硬度和細菌總數超標,嚴重威脅著居民飲用水的安全。
(二)農村污水特點
農村生活污水的特點:廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水,這些用水分散,農村沒有任何收集的設施,隨著雨水的沖刷,隨著地表流入河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體,其中有機物含量大是其主要的特點。
1.水質特點。(1)農村村鎮人口較少,分布廣泛且分散,大部分沒有污水排放管網;(2)農村生活污水濃度低,變化大;(3)大部分農村生活污水的性質相差不大,水中基本上不含有重金屬和有毒有害物質(但隨著人們生活水平的提高,部分生活污水中可能含有重金屬和有毒有害物質),含一定量的氮、磷,水質波動大,可生化性強;(4)不同時段的水質不同;(5)廁所排放的污水水質較差,但可進入化糞池用作肥料。
2.水量特征。(1)一般農村的生活污水量都比較小,除小城鎮外,農村人口居住分散,水量相對較少,相應地產生的生活污水量也較小;(2)變化系數大,居民生活規律相近,導致農村生活污水排放量早晚比白天大,夜間排水量小,甚至可能斷流,水量變化明顯,即無水排放呈不連續狀態,具有變化幅度大的特點;(3)在上午、中午、下午都有一個高峰時段。
3.排放體制特征。農村生活污水一般呈粗放型排放。很多農村尚無完善的污水排放系統,污水沿道路邊溝或路面排放至就近的水體。少部分地區具有完善的污水排放系統。
農村生活污水中有機物含量高,N、P含量增多。人們無意識的排放和雨水的沖刷,使大量的有機質和N、P等物質流入湖泊等水體,如果不加以處理利用,常常會引起富營養化,給人們的身體健康帶來不利影響。
二、農村生活污水處理技術的選擇
(一)污水處理技術路線
農村污水處理技術的選擇要量力而行,充分考慮到農村地區財力狀況薄弱、農民實際承受能力較低這一普遍情況,處理工藝的選擇不能盲目攀比,不能一味地選擇時髦先進、處理效果好、自動化控制水平很高的處理工藝,而著重應該考慮選用既成熟可靠,又適合農村特點和實際的污水處理適用技術。建議污水處理技術的選擇優先達到兩個目標:一是達標排放或回用;二是注重經濟適用,運行成本低,管理維護簡單。
目前國內外應用農村生活污水治理的處理技術比較多,名稱也多種多樣,但從工藝原理上通常可歸為兩類:第一類是自然處理系統。利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理,又稱為生態處理系統,常用的有:人工濕地處理系統、地下土壤滲濾凈化系統等;第二類是生物處理系統,又可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理是通過動力給污水充氧,培養微生物菌種,利用微生物菌種分解、消耗吸收污水中的有機物、氮和磷,常用的有:普通活性污泥法、AO法、生物轉盤和SBR法等。厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過程,在無需提供氧氣的情況下把有機污染物轉化為無機物和少量的細胞物質,常用的有:厭氧接觸法、厭氧濾池、UASB升流式厭氧污泥床等。
(二)人工濕地處理系統
有條件的村莊,應充分利用現有的農田灌排渠道與附近的荒地、廢塘、洼地和沼澤地等,建設人工濕地處理系統。
污水濕地處理系統分自然和人工濕地處理系統,自然濕地就是自然的沼澤地,人工濕地污水處理技術是一種基于自然生態原理,使污水處理達到工程化、實用化的新技術。將污水有控制地投配到土壤經常處于飽和狀態、生長有象蘆葦、香蒲等沼澤生植物的土地上,利用植物根系的吸收和微生物的作用,并經過多層過濾,來達到降解污染、凈化水質的目的,它是一種充分利用地下人工介質中棲息的植物、微生物、植物根系,以及介質所具有的物理、化學特性,將污水凈化的天然與人工處理相結合的復合工藝。
濕地處理系統工藝設備簡單、運轉維護管理方便、能耗低、工程基建低、運行費用低、對進水負荷的適應性強,能耐受沖擊負荷,凈化出水水質良好、穩定。缺點占地面積大,易受氣候影響,表面徑流的臭味比較大。(三)地下土壤滲濾凈化系統
分散的幾戶或十幾戶人家適合采用地下土壤滲濾凈化系統。
地下土壤滲濾凈化系統是一種基于自然生態原理,予以工程化、實用化而創造出的一種新型小規模污水凈化工藝技術,是將污水有控制地投配到經一定構造、距地面約50cm深和具有良好擴散性能的土層中。投配污水緩慢通過布水管周圍的碎石和砂層,在土壤毛管作用下向附近土層中擴散。表層土壤中有大量微生物,作物根區處于好氧狀態,污水中的污染物質被過濾、吸附、降解。所以地下滲濾的處理過程非常類似于污水慢速滲濾處理過程。由于負荷低,停留時間長,水質凈化效果非常好,而且穩定。地下土壤滲濾凈化系統建設容易、維護管理簡單,基建投資少,運行費用低。整個處理裝置放在地下,不損害景觀,不產生臭氣。
(四)好氧生物處理系統
好氧生物處理系統是新農村污水處理中最常用的一種處理技術。好氧生物處理工藝眾多,各有優缺點,選擇時要根據實際情況仔細論證和比選,注重經濟適用。
生物處理法就是通過風機等設備給污水輸氧,培養生物菌種和微生物,通過菌種和微生物把污水中的大部分有機物分解為無污染的二氧化碳、水等物質,少部分合成為細胞物質,促使微生物增長,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以凈化排放。如SBR法,集曝氣、沉淀、排水功能于一體,不斷地轉換,省去了傳統的污泥回流設備,大大降低了建設費用;A20法具有脫氮、除磷功能,還有如生物轉盤處理工藝、膜生物反應器處理工藝等。生物處理法和自然處理系統比較,占地面積小,抗氣候等外界影響的能力強,建設的地點選擇范圍大,處理穩定,處理效率高。但基建投資、運行成本要高于自然處理系統。
(五)厭氧生物處理系統
我國從上個世紀80年代開始開展生活污水厭氧生物法的開發和研制工作,許多形式各異的無動力或微動力的低能耗型一體化污水處理裝置得到應用。如無動力地埋式生活污水處理裝置采用無動力厭氧生物膜技術,工藝流程簡單,不耗能,全部埋于地下,也無需專人管理。與好氧生物處理相比,無動力地埋式生活污水處理裝置技術設備的基建投資略高于好氧處理,無日常運行費用的支出。
厭氧生物法目前技術上還存在一些問題,主要表現在生物處理效率較低,尤其表現為氮磷去除率很低,在一定程度上限制了其應用。
實踐證明,以上方法都能很好的解決農村生活污水治理的問題,但在運用中要考慮到建設與運行成本等費用,要根據實際情況加以選擇。
參考文獻
[1]何剛,等.新農村污水治理工作的探討[J].北京水務,2007,(6).
(一)農村水環境污染目前狀況
農村水環境是指分布在廣大農村的河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體的總稱。我國總計有鄉鎮45412個,村民委員會739980個,鄉村戶數23692.7萬戶,鄉村人口達91960萬人。農村人口分散,人口數量多,沒有任何生活污水的收集和處理設施,這使農村生活污染源成為影響水環境的重要因素。據測算,全國農村每年產生生活污水80多億噸,嚴重污染了農村地區居住環境,農村大部分地區河、湖等水體普遍受到污染,飲用水水質平安受到嚴重威脅,直接危害農民的身體健康,嚴重影響農村地區的環境衛生,極易導致一些流行性疾病的發生和傳播。據估算,農村環境新問題每年造成的經濟損失已超過千億元,我國農村環境和生態狀況令人擔憂。
改革開放的三十多年來,我國農業生產能力獲得了較大幅度的提高。畜禽散養戶的不斷增多,大量畜禽糞便沒有處理就直接排放,糞便污染逐年加重。有資料顯示,養殖一頭豬所產生的廢水是一個人的7倍,而養殖一頭牛則是22倍。這些有機物未經處理,滲入地下或進入地表水,使水環境中硝態氮、硬度和細菌總數超標,嚴重威脅著居民飲用水的平安。
(二)農村污水特征
農村生活污水的特征:廚房炊事用水、沐浴、洗滌用水和沖洗廁所用水,這些用水分散,農村沒有任何收集的設施,隨著雨水的沖刷,隨著地表流入河流、湖沼、溝渠、池塘、水庫等地表水體、土壤水和地下水體,其中有機物含量大是其主要的特征。
1.水質特征。(1)農村村鎮人口較少,分布廣泛且分散,大部分沒有污水排放管網;(2)農村生活污水濃度低,變化大;(3)大部分農村生活污水的性質相差不大,水中基本上不含有重金屬和有毒有害物質(但隨著人們生活水平的提高,部分生活污水中可能含有重金屬和有毒有害物質),含一定量的氮、磷,水質波動大,可生化性強;(4)不同時段的水質不同;(5)廁所排放的污水水質較差,但可進入化糞池用作肥料。
2.水量特征。(1)一般農村的生活污水量都比較小,除小城鎮外,農村人口居住分散,水量相對較少,相應地產生的生活污水量也較小;(2)變化系數大,居民生活規律相近,導致農村生活污水排放量早晚比白天大,夜間排水量小,甚至可能斷流,水量變化明顯,即無水排放呈不連續狀態,具有變化幅度大的特征;(3)在上午、中午、下午都有一個高峰時段。
3.排放體制特征。農村生活污水一般呈粗放型排放。很多農村尚無完善的污水排放系統,污水沿道路邊溝或路面排放至就近的水體。少部分地區具有完善的污水排放系統。
農村生活污水中有機物含量高,N、P含量增多。人們無意識的排放和雨水的沖刷,使大量的有機質和N、P等物質流入湖泊等水體,假如不加以處理利用,經常會引起富營養化,給人們的身體健康帶來不利影響。
二、農村生活污水處理技術的選擇
(一)污水處理技術路線
農村污水處理技術的選擇要量力而行,充分考慮到農村地區財力狀況薄弱、農民實際承受能力較低這一普遍情況,處理工藝的選擇不能盲目攀比,不能一味地選擇時髦先進、處理效果好、自動化控制水平很高的處理工藝,而著重應該考慮選用既成熟可靠,又適合農村特征和實際的污水處理適用技術。建議污水處理技術的選擇優先達到兩個目標:一是達標排放或回用;二是注重經濟適用,運行成本低,管理維護簡單。
目前國內外應用農村生活污水治理的處理技術比較多,名稱也多種多樣,但從工藝原理上通常可歸為兩類:第一類是自然處理系統。利用土壤過濾、植物吸收和微生物分解的原理,又稱為生態處理系統,常用的有:人工濕地處理系統、地下土壤滲濾凈化系統等;第二類是生物處理系統,又可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理是通過動力給污水充氧,培養微生物菌種,利用微生物菌種分解、消耗吸收污水中的有機物、氮和磷,常用的有:普通活性污泥法、AO法、生物轉盤和SBR法等。厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過程,在無需提供氧氣的情況下把有機污染物轉化為無機物和少量的細胞物質,常用的有:厭氧接觸法、厭氧濾池、UASB升流式厭氧污泥床等。
(二)人工濕地處理系統
有條件的村莊,應充分利用現有的農田灌排渠道和四周的荒地、廢塘、洼地和沼澤地等,建設人工濕地處理系統。
污水濕地處理系統分自然和人工濕地處理系統,自然濕地就是自然的沼澤地,人工濕地污水處理技術是一種基于自然生態原理,使污水處理達到工程化、實用化的新技術。將污水有控制地投配到土壤經常處于飽和狀態、生長有象蘆葦、香蒲等沼澤生植物的土地上,利用植物根系的吸收和微生物的功能,并經過多層過濾,來達到降解污染、凈化水質的目的,它是一種充分利用地下人工介質中棲息的植物、微生物、植物根系,以及介質所具有的物理、化學特性,將污水凈化的天然和人工處理相結合的復合工藝。
濕地處理系統工藝設備簡單、運轉維護管理方便、能耗低、工程基建低、運行費用低、對進水負荷的適應性強,能耐受沖擊負荷,凈化出水水質良好、穩定。缺點占地面積大,易受氣候影響,表面徑流的臭味比較大。
(三)地下土壤滲濾凈化系統
分散的幾戶或十幾戶人家適合采用地下土壤滲濾凈化系統。
地下土壤滲濾凈化系統是一種基于自然生態原理,予以工程化、實用化而創造出的一種新型小規模污水凈化工藝技術,是將污水有控制地投配到經一定構造、距地面約50cm深和具有良好擴散性能的土層中。投配污水緩慢通過布水管四周的碎石和砂層,在土壤毛管功能下向四周土層中擴散。表層土壤中有大量微生物,作物根區處于好氧狀態,污水中的污染物質被過濾、吸附、降解。所以地下滲濾的處理過程非常類似于污水慢速滲濾處理過程。由于負荷低,停留時間長,水質凈化效果非常好,而且穩定。地下土壤滲濾凈化系統建設輕易、維護管理簡單,基建投資少,運行費用低。整個處理裝置放在地下,不損害景觀,不產生臭氣。
(四)好氧生物處理系統
好氧生物處理系統是新農村污水處理中最常用的一種處理技術。好氧生物處理工藝眾多,各有優缺點,選擇時要根據實際情況仔細論證和比選,注重經濟適用。
生物處理法就是通過風機等設備給污水輸氧,培養生物菌種和微生物,通過菌種和微生物把污水中的大部分有機物分解為無污染的二氧化碳、水等物質,少部分合成為細胞物質,促使微生物增長,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以凈化排放。如SBR法,集曝氣、沉淀、排水功能于一體,不斷地轉換,省去了傳統的污泥回流設備,大大降低了建設費用;A20法具有脫氮、除磷功能,還有如生物轉盤處理工藝、膜生物反應器處理工藝等。生物處理法和自然處理系統比較,占地面積小,抗氣候等外界影響的能力強,建設的地點選擇范圍大,處理穩定,處理效率高。但基建投資、運行成本要高于自然處理系統。
(五)厭氧生物處理系統
中圖分類號:X506 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2014)12-2794-03
Unpowered Treatment of Rural Domestic Sewage in Guizhou Province
RAN Quan,MENG Gui-e,WANG Jing
(Department of Chemical Engineering, Guizhou Industry Polytechnic College, Guiyang 550008, China)
Abstract:Considering conditions of Guizhou mountain region, the “waterfall aeration contact oxidation +oxidation pond” process of the treatment of rural domestic sewage was designed. Monitoring the processing plant from March to May showed that the average concentrations of CODcr,TN and TP in the water outlet were 42,4.0 and 0.41 mg/L, respectively. The average removal rate of CODcr, TN and TP reached above 79%, 69%, and 78%, respectively. The water quality reached ClassⅠspecified with the standard of Discharge Standards of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plants (GB 18918-2002). The process depend on terrain realized the function without power consumption.
Key words:rural domestic sewage; unpower; drop
隨著城鎮化和工業化進程的快速發展,農村生活污水的排放量呈現不斷加大的趨勢[1,2],農村生活污水具有面廣分散、來源多、增長快、污水成分復雜、水質及水量變化大的特征[3]。長期以來,由于重視不夠、治理資金短缺和對農村水體環境保護意識的淡薄[4,5],未經處理的生活污水任意排放,嚴重污染農村的生態環境[6,7],城市污水處理的工藝和經驗不能滿足農村生活污水處理的要求[8],需要采用投資少、運行費用低、工藝簡單、容易管理的技術才能解決農村生活污水處理問題[9]。貴州省主要是山區,具有較大的地勢落差,針對貴州地形條件,設計“跌水生物接觸氧化+氧化塘”工藝對農村生活污水進行處理研究,試驗裝置設在貴陽市烏當區新堡村。
1 材料與方法
1.1 處理水質情況
處理水質為貴州同凈環保科技有限公司生活區的污水,生活區污水包括職工宿舍和食堂產生的廢水,每天排水量大約4.0 m3。水質情況見表1。
1.2 試驗裝置及分析方法
1.2.1 試驗裝置 接觸氧化池采用四級跌水,設4個單池,總體積為1.35 m3,跌水高度0.5 m。池體采用焊接鋼板,池內裝填彈性填料,池中設隔板,水流從隔板一側流入,穿過隔板底部,從另一側流出。第一個單池體積為0.6 m3,后3個單池體積均為0.25 m3。出水設置出水堰,采用900三角堰。考慮到工廠有1個水池,將水池改造成氧化塘,氧化塘的表面面積為(8×6) m2,水深為1 m。并在在該氧化塘中投放魚苗。
工藝中水流是完全靠自然流動,在山區該處理裝置就可以依山而建,靠水的重力作用流過處理單元,在運行過程中沒有動力消耗,完全實現無動力消耗運轉,只需要一次性投入基建費用,降低鄉村生活污水的處理費用。
1.2.2 分析方法 試驗用水取自公司職工生活廢水,采樣分析頻度為每5 d采樣1 次,3個采樣點分別是接觸氧化池進水口、出水口和氧化塘出水口,從2013年3月至5月連續監測3個月,共采樣分析13次;水樣檢測在貴州工業職業技術學院環境監測實驗室進行,檢測的主要指標是 CODCr,TN和TP ;檢測分析方法:CODcr用重鉻酸鉀法,TN 用過硫酸鉀氧化紫外分光光度法(GB11894- 89),TP 用鉬銻抗分光光度法(GB11893- 89)。
1.3 試驗周期
裝置于2012年12月建成并進行了掛膜調試,采樣分析時間從2013年3月至5月。
2 結果與分析
2.1 CODcr的除出效果
進水CODcr濃度比較低,在153~256 mg/L之間,出水平均濃度為42 mg/L,平均去除率為79%(圖1),4、5月氣溫比3月高,去除率有所增加,說明對于生物法處理污水,氣溫會影響污染物的去除效果,在氣溫較低的季節為了保證去除效果可以考慮加設保溫裝置。
2.2 TN的除出效果
進水TN濃度在8.0~23.0 mg/L之間波動,出水TN濃度維持在5.0 mg/L以下,平均去除率69%(圖2),TN的去除沒有出現如CODcr一樣的變化趨勢,在檢測的時間段內都保持在一定范圍內波動,這可能是因為TN的去除主要是發生在氧化塘中,而氧化塘受氣溫的影響要比跌水池小的原因。
2.3 TP的除出效果
進水TP濃度比較低,在1.10~2.50 mg/L之間變動;出水TP濃度在0.50 mg/L以下,平均濃度0.41 mg/L;平均去除率為78%(圖3),TP的去除率與TN的變化較為接近,因為TP的去除也主要是發生在氧化塘中。為了提高TP的去除效果可以在氧化塘中加廢棄的土磚塊、廢棄陶瓷等以增加P的吸附。
2.4 去除效果分布情況
處理裝置對CODcr的去除主要發生在跌水接觸氧化池中,去除率為58%,另外一部分去除在氧化塘中產生21%的去除率;而TN、TP的去除主要發生在氧化塘中,在跌水池中TN、TP的去除率分別為10%、9%,在氧化塘中的去除率分別為59%、69%,去除率的分布見圖4。
3 討論
跌水充氧在污水處理中已經得到應用。在自然跌水曝氣下水道溝渠處理技術中,CODcr去除率為61%~92%;NH4+-N、TN去除率為26%~64%、30%~45%[10];厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地組合工藝處理農村生活污水,CODcr和TN的平均去除率達81%和83%,TP的平均去除率在進水TP>1.5 mg/L時達82%,在進水TP
此處理系統采用“跌水生物接觸氧化+氧化塘”處理生活污水,裝置依山而建,接觸氧化池出水沒有回流,直接流到氧化塘,靠水的重力作用流過處理單元。CODcr、TN、TP的平均去除率分別為79%、69%、78%,CODcr的去除主要發生在接觸氧化池,TN、TP的去除主要發生在氧化塘,這與跌水接觸氧化池在太湖地區情況的應用基本一致,
4 小結
1)CODcr、TN、TP的出水平均濃度為42、4.0和0.41mg/L,平均去除率分別為79%、69%和78%。出水水質可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)一級排放標準,依靠地勢落差實現無動力消耗運轉。
2)“跌水生物接觸氧化+氧化塘”工藝對生活污水的處理中,CODcr主要在跌水池中去除,TN、TP主要在氧化塘中被去除。跌水接觸氧化池中CODcr、TN、TP的去除率分別為58%、10%、9%,氧化塘中CODcr、TN、TP的去除率分別為21%、59%、69%。
3)“跌水生物接觸氧化+氧化塘”工藝投資少、工藝簡單、無需動力消耗、管理容易,在有地勢落差的農村地區生活污水處理可以考慮采用此工藝。
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近年來,中國城鎮化加速發展,取得矚目的成就的同時也帶來了各種錯綜復雜的問題,其中農村生活污水治理問題顯得尤為突出。農村生活污水治理研究的重點在于人與環境的相互關系協調,強調整體性,要從經濟、政治、社會、文化等各方面系統分析研究[1]。我國對于生活污水治理的研究開始于城市,隨著國家大力實施鄉村振興戰略,農村人居環境治理問題就顯得尤為重要,生活污水治理是人居環境整治的一項重要內容[2]。生活污水治理的研究方向逐步由城市擴展到廣大農村。本文主要對巢湖市12個鄉鎮和1個街道的農村生活污水現狀進行梳理,探討成因,為下一步農村生活污水治理提出建議和借鑒。
1規劃區域整體概況
巢湖市位于安徽中部,位于合肥、蕪湖之間,臨近長江,環抱巢湖。以平原為主,屬亞熱帶季風氣候[3]。本次規劃區范圍包括巢湖市的12個鄉鎮和1個街道。共涉及1044個村莊,其中中心村115個,自然村929個[4]。
2治理現狀分析
2.1用水現狀分析
農村地區用水是基礎性的民生工程。2005年是我國展開大規模飲水安全工程建設的元年,在此背景下巢湖市的飲水條件得到顯著改善,供水基礎設施的建設明顯加強。目前巢湖市各鄉鎮供水由鄉鎮自來水廠或民營水廠供水,基本全覆蓋[4]。
2.2污水治理現狀分析
目前巢湖大多數農村地區的排水管網覆蓋率低,污水處理設施配套缺位,造成了生活污水的收集處理難,污水治理壓力日趨嚴重的問題。農村地區由于農戶居住不集中,污水管網全覆蓋有難度且不經濟,而且在一直以來的農村生活習慣中沒有污水處理的觀念,農戶日常的生活污水大部分未經處理就直接沿道路邊溝或路面就近排入自然水體,或隨意排放滲入地下,使得一些建設完成的污水處理設施使用率低下,造成設施浪費和村鎮水體污染的雙重問題。巢湖市近年來由于水災的影響,導致很多鄉鎮污水治理設備已經遭受不同程度的損壞,尤其是沿巢湖周邊的鄉鎮損壞情況較為嚴重。此外由于農村生活污水處理設施長期需要運營維護,導則維護成本居高不下,巢湖市很多鄉鎮部分農村污水處理設備由于資金的缺乏處于停運的狀態。
2.3農村生活污水現狀問題成因
巢湖市目前有93處污水處理設施分布于各中心村;此外利用中央農村節能減排專項資金項目,完成了56個行政村的農村環境綜合整治。同時加大本級財政投入,自2016年以來,共籌付各類農村生活污水治理資金近1.5億元[4]。盡管巢湖市在治理農村生活污水方面進行了諸多努力,也取得了一定的成就,但同時也面臨著很多的困難和挑戰。①資金投入壓力農村生活污水治理是公益性的工作,而且需要不斷投入資金維護,結合巢湖近年來污水治理工作實踐來看,僅僅依靠政府財政補助,長此以往難以維持污水治理工程的正常運轉,全面展開農村地區的全域生活污水治理難度很大,拓展資金來源、吸納社會資本的行動方案亟需出臺。②認識偏差難度大農村生活污水治理需要基層干部群眾的配合,由于認識偏差加劇了治理工作的難度:污水管網敷設難度大,由于農村住戶在建房修路時未鋪設污水管道,也沒有考慮到為日后污水管網建設留足空間,在后期規劃鋪設管網時,需要開挖的路面面積較大,影響了部分農戶的日常生活,導致其不愿意配合管網建設工作;污水處理設施難落地,基層干部宣傳出現偏差,致使部分農戶認為污水處理設施會散發臭氣,影響人居環境,導致其不愿意污水處理設施在村莊內部選址建設。③污水收集管網欠缺農村地區前期由于農房建設及配套的公共服務設施建設缺乏系統科學的規劃、集體經濟發展不足等原因,絕大多數村莊污水收集管網建設比較滯后,污水收集輻射范圍不大,導致污水收集率不高。
3治理規劃方案研究
3.1農村生活污水治理模式巢湖市地形復雜,各種限制性要素
相互重疊,不同村之間有明顯的差別,千村千面,因此不適用于統一的污水治理模板,需要按照各個村莊的具體情況,因地制宜,提出分類治理思路。①納管集中收集處理模式適用于距離市政污水管網近且施工條件優越的村莊,村莊內的生活污水接入市政污水管網,統一收集后利用城鎮污水治理廠進行治理。該模式投資少、工期短、方便管理,首先能節省污水治理專項資金的投入,同時在后期管網及設施的運營維護方面也有一定的保障。根據巢湖市的實際情況,規劃城鎮開發邊界內的村莊采用這一模式。②美麗鄉村中心村實行集中式污水處理設施模式適用于美麗鄉村的中心村,農戶生產生活中的產生的污水通過規劃建設的管網統一收集后集中排入污水處理設施進行凈化處理。③居住相對集中村莊實行微動力污水處理設施模式一般用于農戶集中居住的村莊,通過建設村莊污水處理設施,配套敷設污水處理管網,集中收集鄰近村莊的生活污水,最后排入污水處理設施進行處理。④不能納入污水管網的采取聯戶小型污水凈化池處理模式用于3、5戶成群分散居住的農戶,將農戶生活污水進行聯戶或獨戶收集后排入小型污水凈化池單獨治理。⑤自然村單戶采取戶改廁模式用于獨門獨戶建房生活的農戶,這種情況敷設污水管網或者開挖凈化池的處理方式都不夠經濟,一般通過戶改廁的方式進行兜底處理。
3.2農村生活污水處理工藝
根據“安徽省農村污水處理適用技術”及江浙地區污水處理的先進經驗,結合巢湖市不同村莊的地域形態及污水排放現狀,除納入城鎮污水管網的其他村莊,規劃采取以下污水治理工藝。3.2.1集中式污水處理技術①厭氧-缺氧-好氧活性污泥法(A2/O法)生活污水依次流經厭氧、缺氧、好氧三大功能區,主要利用微生物菌群去掉污水中的有機物、N和P。②序批式活性污泥法(SBR)污水進水運行后,按時間順序形成進水、曝氣、沉淀、出水和待機等操作的操作周期,不間斷處理污水。SBR反應器中輪換出現缺氧、厭氧和好氧環境,可以去除BOD、SS、N和P。③地埋式無動力化糞池+人工濕地污水處理工藝將厭氧微生物加入到普通的化糞池中,利用厭氧微生物對污水中的有機質進行發酵及分解,最終達到凈化污水的效果。人工濕地污水處理工藝示意圖3.2.2分散式污水處理工藝①分散式智能凈化槽污水經過沉淀分離、過濾、曝氣、沉淀等一系列操作后凈化排出。但相比于化糞池或沼氣池而言,其投入成本及運行費用都較高。②庭院式污水處理工藝指小型的化糞池+人工濕地處理工藝,一般分為單戶型和多戶型兩類。單戶型:工藝構造包括住宅化糞池及戶內排水管道,污水經過污水處理系統處理后就近排放。適用于居住分散且房屋周圍有空閑地的農戶。多戶型:多為2-5農戶共用一處污水處理系統。適用于居住集聚且周圍沒有空閑地的農戶。
3.3農村生活污水設施運行管理
3.3.1市域層面巢湖市作為統籌主體,做好監督領導工作,深入村莊展開調研,積極與鎮村進行對接,推廣最前沿的農村生活污水治理資訊和模式,各相關部門積極配合農村污水處理設施運維管理工作,確保有政必施、施之有效。同時建議巢湖市農村生活污水按照整體或者分片區打包形式進行第三方維護管理,統籌項目資金。3.3.2鄉鎮層面鄉鎮主管部門對轄區內的村莊污水治理情況造冊管理,分村到人;落實具體責任人及其工作職責,組織業務培訓課程,幫助相關責任人進行業務能力的更新升級;定期開展鄉鎮層面的月度自查自糾工作,以評促進,并給予成績優秀的鄉鎮一定的資金獎勵。3.3.3村級層面村級層面首先做好污水處理設施運維的日常管理工作;村兩委組織開展農村污水處理科普大講堂活動,提高普通農戶對污水處理工作的重視度和配合度,倡導“污水治理,人人有責”的社會風尚;鼓勵農戶參與到污水治理的日常工作中去,對表現良好的農戶給予一定的物質獎勵。3.3.4農戶層面農戶應有主人翁精神,主動學習農村生活污水治理知識,了解農村生活污水治理的必要性和緊迫性;首先主動檢查自家生活污水的接入和處理情況,其次自覺愛護村莊生活污水治理設施。
1農村生活污水治理基本情況
1.1農村生活污水基本情況。農村居民排放的生活污水包括人糞尿,洗滌、洗浴和廚用廢水等。烏蘭察布市地域遼闊,與城鎮生活污水相比,農村生活污水呈現分布散、污染物濃度相對較高、水量差異大等特點。農村居民生活用水量與居民的生活條件、生活習慣、經濟條件以及用水習慣等相關,同時農村生活污水水量波動還與居民的作息規律和村莊類型密切相關。1.2農村生活污水治理現狀。烏蘭察布市立足農村實際,按照實施鄉村振興戰略的總體要求,以農村生態環境質量改善為核心,以農村環境整治提質增效為主線,協同推進生活污水治理、飲用水水源地保護等農村環境基礎設施建設,堅持源頭治理、城鄉統籌、建管并重,截至2020年底,烏蘭察布市共計完成了206個農村的環境綜合整治任務,其中農村生活污水治理率≥60%。“十四五”期間本市計劃再完成182個建制村的整治任務,生活污水治理率要達到60%。同時對照生態環境部印發的《關于進一步加強農業農村生態環境工作的指導意見》和《縣域農村生活污水治理專項規劃編制指南(試行)》等政策文件要求,烏蘭察布市結合農村環境實際,以縣域為單位,所屬的11個旗縣市區均已編制完成了縣域農村生活污水治理專項規劃,進一步明確了農村生活污水治理的短期、中期和長期目標,推動農村生活污水治理梯次推進,為建設美麗烏蘭察布奠定了堅實基礎。1.3亮點舉措及取得的成效。考慮到農村生活污水治理建設成本較高,資金需求量較大,烏蘭察布市積極申報農村生活污水治理相關項目,分批次、多渠道積極爭取中央和專項資金,優先整治生態環境敏感、適宜發展鄉村旅游以及人口密集的村莊,通過在集寧區、卓資縣、興和縣和涼城縣等旗縣選擇符合要求項目并予以資金支持,以點帶面,梯次推進,實現農村生活污水治理整治一個、見效一個,形成經驗并逐步推廣。
2存在問題
總的來說,烏蘭察布市農村生活污水治理的行政村數量較少,且治理的區域分布不均勻。“十三五”期間開展農村生活污水治理的行政村主要集中在豐鎮市和興和縣,其他旗縣只是試點性的開展。因此“十四五”期間乃至更長時間,農村生活污水治理將成為烏蘭察布市農村環境綜合整治的重中之重。2.1污水收集率低。烏蘭察布市農村牧區地域遼闊、人口分散,經濟發展程度相對較低,所屬的11個旗縣市區有8個屬于國貧縣,2個屬于區貧縣。目前僅城鎮周邊部分農村的生活污水納入市政管網統一收集,其他未建污水處理設施的區域生活污水具有面積廣、分散性高、難于統一收集的特點,污水收集率低。2.2認識不到位。農民對農村生活污水亂排的危害性以及生活污水治理的重要性認識不夠,不是很理解和支持在農村建設污水處理設施,且受多年生活習慣影響,農戶一般直接將其澆灌房前屋院菜地或潑灑到地面,導致管網納管率較低。2.3資金投入不足。農村生活污水處理工程大部分既要建設包括污水收集管網和污水處理設施的室外排水設施,還要涉及管網入戶部分的室內衛生間改造,工程量較大、基礎設施建設短缺、實施成本高。目前支持生活污水治理的資金來源于中央和自治區,市級和旗縣兩級專項用于農村生活污水治理的資金相對較少,資金缺口較大,工程建設和后續運維存在實際困難。
3農村生活污水治理對策
3.1分類分區治理農村生活污水。統籌農村生活污水治理與廁所改造、城鎮和鄉村工作,在規劃布局、治理模式以及核查評估等方面做好銜接。特別是要優先在水源保護區、鄉鎮政府所在地、旅游風景區、中心村、城鄉接合部等村莊因地制宜開展污水處理與資源化利用。要規范設施建設與運維,鼓勵第三方參與治理。制訂長效化管理措施,開展已建設施調查評估與分類改造提升,定期通報設施運行和監測情況,持續推進集中式設施出水監測,做好美麗鄉村的長效運維管護,切實維護美麗鄉村建設成果。3.2明確責任分工,加強協調配合。進一步強化組織領導,明確相關部門責任分工,各部門統籌調度、信息共享、督導評估,強化齊抓共管的工作機制。在推進污水資源化利用上,生態環境部門要與農牧等部門強化農村生活污水治理與改廁工作統籌銜接;聯合住房城鄉建設等部門推進城鄉污水協同治理,加強設施建設和運行管理;聯合水利等部門統籌推進黑臭水體整治與水系綜合整治。3.3加大財政資金的保障力度。市縣兩級政府部門加大對農村環境綜合整治,特別是生活污水治理資金的保障力度,以點帶面,全面推進農村生活污水治理工作。3.4科學分類確定治理模式。要進一步深入旗縣市區對烏蘭察布市農村現狀進行調研,根據村莊位置、農戶分布、基礎設施、農戶意愿等情況分類施策、科學施策,能就地就近資源化利用的采取資源化利用模式,能納入現有城鎮管網的就近依托,能集中處理的要建立集中處理設施,不能集中處理的要進行單戶或多戶連片治理,避免生搬硬套。3.5加強宣傳發動及報道。充分發動社會和群團組織、志愿者、企業積極主動參與到農村生活污水治理工作中,通過開展專題講座、發放宣傳手冊、制定村規民約、運用微信公眾號等方式,加強農村生活污水治理的重要性和必要性的宣傳報道,充分調動廣大農民群眾的主體作用,有效提升村民對農村生活污水的危害性、治理的重要性和必要性的認識,引導農民改進生活污水就地潑灑的生活習慣。
4結語
近年來,經過各級各部門的共同努力,烏蘭察布市農村生活污水治理已經取得了一定的成績,但是烏蘭察布市地域廣闊、村莊分布較分散、經濟發展程度較低,農村生活污水治理仍然存在不少問題,可以說是任重道遠。各級各部門應當堅決扛起農村生活污水治理的責任,結合各旗縣市區實際,因地制宜開展治理工作,提高農村生活污水的治理水平,助推鄉村振興取得實績。
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中圖分類號 X506 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)092-0182-01
水源是農村整體生態環境的重要組成部分,飲用水水源地的水質更是直接影響農村居民的生活質量和健康水平。農村生活污水的排放是影響農村水質污染問題的主要因素,具有分散較廣、增長較快、污水成分較為復雜、水質變化較快等特點。農村污水的主要來源是村鎮居民日常生活所產生的大量污水排放,這些生活污水在未經處理的情況下通過各種方式和渠道排放到自然水體之中,各類污染物直接進入河流,繼而導致了農村整體水質富營養化,引發各種相關生態問題。加強農村生活污水治理水平、廣泛推行治理農村生活污水的有效措施是建設社會主義新農村,實施可持續發展戰略的重要前提。
1 農村生活污水治理現狀
隨著國家各部門對農村綜合生態環境的治理力度以及對農村生活污水治理投入的不斷增加,農村的綜合生態環境水平和生活污水排放情況已經有明顯的改善,生活污水的治理在農村環境保護工作中也占據一定的重要位置,但現階段在農村生活污水治理方面還存在很多問題。目前我國大部分鄉鎮及村莊還沒有建立完善的污水處理系統、農村生活污水隨意排放的現象依舊存在、農村進行農業生產和農業養殖所產生的大量污水嚴重影響了周圍河流的水質,并且對地下水水質產生了一定的影響。一些分布位置較淺的地下水已經受到污染,不能繼續作為農村生產生活的飲用水使用,大大減少了農村進行生產生活的飲用水源,為今后的用水問題帶來威脅。
在經濟快速發展的背景之下,許多城鎮及村莊更多致力于農村的經濟建設,關于生態環境保護的意識比較淡薄。相關政府部門對于農村生活污水治理工作缺乏重視,各地用于污水治理的經濟投入普遍不足,污水處理系統的建設不符合現行的市場經濟體制,相關的運行和維護也沒有形成完善的管理機制。大多數城鎮還停留對整體生態環境和水污染問題進行專項治理的層面,不能從根本上解決農村生活污水的收集、排放、治理等問題。關于農村污水處理系統的建設和管理方面沒有足夠完整的機構設置,導致污水治理工程存在重復建設和嚴重的資金浪費情況,給國家帶來不可估量的經濟損失,同時嚴重影響了農村污水治理事業的發展進程。
目前在農村生活污水排放方面還沒有形成相關標準和規范,這在一定程度上增加了污水治理的難度。對農村生活污水進行有效收集可以預防生活污水直接進入河流引起嚴重的水源污染問題,然而目前大部分農村對于生活污水治理普遍存在重視建設、忽視收集的情況,沒有形成完善的管網建設從污水源頭收集污水,而是對原有溝渠加以改建用以收集生活污水,這些情況的普遍存在導致了污水處理系統的基礎設施無法發揮其有效作用,生活污水治理的問題得不到有效解決。在農村污水治理設施的建設方面,相關工程沒有系統的施工方案和施工設計,對具體施工也沒有明確要求和技術規范,上述情況的普遍存在直接導致污水治理系統無法滿足實際的處理需要,成了應付上級工作的形象
工程。
2 農村生活污水特點分析
農村生活污水主要來自于農村居民生活以及進行農業生產和農業養殖所產生的污水,污水的排放沒有規律且相對分散,這給農村生活污水的治理帶來一定難度。農村居民的人口分布比較廣泛,而且大部分村鎮缺少污水排放管網的建設和完善,導致污水直接排放到附近的河流,加劇了水污染和水質惡化的情況。農村生活污水的水質不存在明顯差異,但不同時段的水質會有所不同,普遍含有氮、磷等化學成分,水質的波動較大,可生化能力較強。一般情況下,農村生活污水的排放量較小,變化幅度較大,居民白天的用水量和污水排放量明顯大于夜間,而且在每天的上午、中午、下午都會出現污水排放的高峰。
3 治理農村生活污水的有效方法分析
由于農村生活污水治理的發展現狀并不樂觀,嚴重阻礙了我國農村生態環境保護和生活污水治理的發展進程。相關污水處理設備由于得不到長效的管理和有效運營使得污水治理事業停滯不前,這與國家大量的經期投入和政策支持不成正比。切實應用有效的治污方式、促進農村污水治理事業的長效發展是擺在我們面前的重要問題和巨大挑戰。根據我國國情和農村生活污水的治理現狀,對農村生活污水的有效治理措施具體總結如下:
3.1 因地制宜,科學的選擇污水治理技術
農村生活污水處理技術的選擇一定要根據農村自身的情況,從地勢地貌、地方經濟實力、農民配合程度等幾個方面進行綜合考慮,擬定科學、規范的實施方案,制定合理、完善的建設規劃,切實保障國家和人民的根本利益。力爭使投入建設的污水處理工程能夠發揮其良好的治污作用,從根本上促進我國農村生活污水治理事業的發展。所選擇的污水處理措施一定要滿足農村實際的治污需求,并且注重相關財力投入、運行成本以及管理維護適應農村的發展現狀。
3.2 應用自然處理系統進行農村生活污水治理
目前世界范圍內關于農村生活污水的處理技術的研究很多,農村污水治理在處理技術的選擇上應該立足農村自身的發展現狀和實際需求,選用相對成熟、操作簡單適合農村自身特點的治污技術。自然處理系統是指通過利用植物吸收、土壤過濾、微生物分解等科學原理進行農村生活污水治理,常見的實施方式包括人工濕地的建設以及土壤滲濾系統等。人工濕地是指充分利用農村的環境資源,將農村的荒地、洼地、沼澤、廢棄池塘等作為農村生活污水的排放地,利用土壤對污水的有效過濾功能、植物根莖對污水吸收、排污地點微生物的分解作用,達到凈化污水和改善水質的目的。應用人工濕地進行污水處理具有運行操作簡單、經濟投入較少、工程能耗較低、經處理的水質比較穩定等特點,是充分利用自然生態原理的實用化污水處理技術。人工濕地污水處理系統引起自身所具有的諸多優良特性在我國現階段的農村生活污水治理工作中被廣泛應用。在實際操作過程中應注意建立長效的管理和維護機制,使污水處理系統能夠發揮持續的治污作用,并且注意有效規避人工濕地處理系統的缺點,保證農民的生活質量。
3.3 應用生物處理系統進行農村生活污水治理
生物處理系統具體包括好氧生物處理技術和厭氧生物處理技術。好氧生物技術主要通過在污水中培養豐富的微生物,利用微生物分解的作用原理進行污水處理;厭氧生物技術是利用一些微生物的厭氧特性和代謝功能將污水中的有機污染物質轉化為無機物進行污水處理。常見的好氧生物技術包括生物轉盤發、活性污泥法、SBR和AO法等;常見的厭氧生物技術包括厭氧濾池法、厭氧接觸法、升流式厭氧污泥床等。
4 總結
為改變農村生態環境水平和水污染的現狀,積極落實農村生活污水治理工作是十分必要的。合理選擇適應農村治污需求的污水治理系統,能夠有效改善農村水質污染情況,不僅保護了農村現有生態環境水平,而且對于建設環境友好型和資源節約型社會及促進我國社會主義新農村建設具有重要戰略性意義。
我國農村每年產生的生活污水量比較大,并且根據相應的調查結果表明,農村生活污水絕大多數未經過科學的處理,沒有安裝相應的污水處理系統與排水處理系統,農村的生活污水基本上都是隨意排放,進而給農村的環境帶來了嚴重的污染,因此,需要對其污水處理技術的方法加強研究,這對于農村的發展來將有著重要的現實意義。
一、農村生活污水處理的現狀
1、自然處理
我國農村生活污水一般包含人們的糞便、廚房以及家庭清潔或者是生活垃圾等產生的污水,人們對這些生活污水進行處理時,經常是按照土壤、植物、微生物的相互作用對其進行處理,這種處理方式屬于一種自然處理,是通過土壤、植物的過濾與吸收作用,結合微生物的分解作用,對生活污水進行凈化。但是這種自然處理技術,在排水時生活污水都是未經過任何處理,就直接排放到了地面、下水道以及河流中,對水源造成了嚴重污染[1]。
2、生物處理
因為近年來農村經濟發展水平的不斷提升,原來自然處理生活污水的方式也得到了進一步優化,人們開始利用生物處理技術來對生活污水加以凈化,主要就是利用微生物的特有的新陳代謝功能,將生活污水中的有機物清除掉。但是在利用生物處理之后,人們還是將生活污水直接用于農業灌溉,并沒有再做進一步處理,加之生物處理技術的不成熟,未將污水凈化徹底,導致水體中的微生物與有機物嚴重超標。
二、農村生活污水處理技術選用原則
1、因地制宜
在農村開展生活污水處理,必須要結合該區域的實際情況,選用合適的處理技術。農村地區的人口、地形、地質、氣候以及經濟水平等,因地域地理位置的不同,存在很大差別,所以在選用污水處理技術時,也應當因地制宜的選用合適的處理技術。例如,用地比較受限、經濟比較發達的農村地區,可以選擇應用好氧與厭氧相組合的處理設備,而針對氣候條件良好、用地也比較充足的農村地區,可以選用穩定塘與人工濕地等處理技術[2]。
2、管理簡易
當前我國農村地區的經濟雖然已經有了很大改善,但是在技術方面還存在欠缺。例如,在農村建設起處理生活污水的基礎設施,由于專業技術的匱乏,使其在建成之后不能正常得以應用,更不要說能夠對其進行科學的管理了。所以,農村生活污水處理技術方法在選用時,一定要遵循管理簡單容易的原則,這樣才能真正發揮出污水處理技術的作用。
3、花費造價低
當前我國很多農村地區針對生活污水處理并不重視,同時針對其成本造價也缺少相對穩定的經費來源,例如,很多農村地區在進行生活污水處理時,經常會選用好癢處理技術,但是該項處理技術運行所需的成本費用太高,因此勢必會在應用時受到資金的限制。所以,在開展農村生活污水處理時,應盡可能選用花費造價低的處理技術,將污水處理的能量消耗降到最低。
三、農村生活污水處理技術方法
1.1生物處理技術
1.1.1沼氣池
在農村建設沼氣池,可以起到凈化污水的作用。建立沼氣池可以是幾戶居民一起建立,或者是單戶居民自己建立,布置相對比較靈活,農村生活污水通過這種沼氣池凈化之后,能夠有效改善水質,甚至可以達到國家規定污水排放的二級標準。
1.1.2生物濾池
這里的生物特指厭氧生物,濾池的結構與氧化池非常相似,唯一的區別在于生物濾池的池頂是密封的。生物濾池還有其他方面的優勢,如,前期投資較少,不用花費過多經費,進行維護的工作人員不需要過硬的專業技術,因此在農村得到了廣泛應用[3]。
1.2好癢處理技術
1.2.1氧化法
氧化法具體是指生物接觸氧化法,它是由生物濾池經過改良之后得到的一種新型處理技術,實際操作簡單方便,因此比較適合在農村進行推廣使用。我國各區域由于環境與地理位置的不同,在溫度、經濟水平以及出水率等方面也存在很多差異,所以針對農村氣溫比較低、出水較難以及用地受限的農村地區,可以推廣應用氧化法。
1.2.2蚯蚓生物濾池
蚯蚓生物濾池就是利用了蚯蚓的特性,提升了土壤的通氣性與透水性。這種污水處理技術是一種低耗能、高效率的處理技術,能夠有效去除生活污水中的污染物,減少污泥的產生率。在很多農村地區開展應用蚯蚓生物濾池,實際上有很大優勢,因為蚯蚓在農村的農田中比較常見,所以該項處理技術相比于其他處理技術,存在一定的優勢,可以大量推廣應用,已解決農村生活污水的處理問題。
2、生態處理技術
2.1人工濕地
人工濕地這種處理技術主要是對自然濕地進行模擬,利用自然環境中的植物、微生物以及基質之間的協作,對生活污水進行有效處理。人工濕地是通過土壤與填充料組合而成,在床表面種植上水生植物,使其構成一個簡易的生態系統。
這種處理技術對農村生活污水進行處理,能夠達到非常好的凈化效果,同時人工濕地的構建也比較簡單,管理起來較為容易,不用花費過多費用,雖然會占用較大的土地面積,但是能夠起到良好的環境效益,因此適合居住較為集中、經濟水平較低、土地資源充足的農村地區。
2.2穩定塘處理技術
穩定塘在人們的整修下設置了圍堤與防滲層,通過水生物的特有的凈化功能,對生活污水起到一個凈化作用。穩定塘在修建時不會花費過多費用,使用時成本較低,沒有污泥處理,但是卻需要占用大面積的土地,很容易受到氣候變化的影響,因此,農村地區想要使用該種處理技術,還需要考慮本地區的實際情況。
結束語:
通過上述內容,我們從中可以看出,農村生活污水處理技術的選用與研究,都應當結合農村地區的實際情況,考查農村地區的地理環境以及經濟水平,對于農村住戶較為分散的地區,可以建議人們使用沼氣池對生活污水進行處理,對于住戶比較集中的地區,可以建議人們使用生物濾池或者是穩定塘等對污水進行處理。選用正確、合理的污水處理技術,有助于提高農村人們的生活質量。
參考文獻:
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.247
1 我國農村生活污水主要來源及特點
1.1 農村生活污水治理現狀
我們知道,農村的生活污水居民日常生活用水,不僅包括洗衣做飯產生的廢水,還包括廁所產生的污水等。另外,學校政府和醫院的排放污水的重要來源。農民養殖的畜禽糞便也是一個重要來源之一。據有關數據統計表明,我國的行政村數量達到了六十三萬多,由于排水渠道系統的缺乏,農村的生活污水被大量直接排放。在農村中,生活污水隨意傾倒和漫流的現象非常普遍。通過實際調查發現,只有一少部分的村莊有排水明渠的建設,但往往是雨水和污水共用的,這也就導致了流域地表水污染逐漸變得越來越嚴重了,農村水環境污染變得越來越嚴重。根據有關調查數據表明,我國的飲用水不符合標準的農村覆蓋人口達到了三億多人,這是一個巨大的數字。通過農村生活污水治理現狀,我們可得知,農村生活污水治理的不力,較為嚴重地影響了農村的生態和生產安全。
1.2 農村生活污水特點
1.2.1 生活污水總量大,每年都在遞增
在我國人口中,農村人口的比例占到了總人數的一半以上,根據第六次全國人口普查顯示,我國居住在城鎮的人口為66557萬人,占總人口49.68%,農村人口是50.32%。根據人均用水定額來計算,農村的生產生活污水量數量巨大,由此可見,農村生活污水的量是巨大的。并且,在農民的生活水平逐漸得到提高之后 ,生活習慣也在逐漸地發生改變。隨著洗浴設施和衛生廁所的普及,農村生活的污水量會大大增加。
1.2.2 水質、水量波動大
農村生活的污水量跟生活習慣、生活水平乃至季節有很大的關聯性。總的來講,農村生活污水存在水質和水量不穩定的現象。并且,對于不同時段而言,水質的差別非常大。比如,在做飯時間,有機物含量高,污水中的合成洗滌劑比較多,其中的細菌病毒也很多。除此之外,農村生活污水排放量變化非常大,在一年四季中,水量的差別較大,比如夏季的用水量比其他季節要多一些。最后,每天的用水量也有所差別,白天的排水量往往比夜間的排水量要大一些。
1.2.3 面廣且分散
我國農村分布較廣,且缺乏排水收集系統,收集難度大生活污水多為無組織排放,生活污水的收集處理率低。
2 農村污水處理系統
在不同的農村,根據地理條件的不同,社會經濟發展程度的差異也不同,所以沒有哪一種污水處理模式具有普適性。我國環保部門曾經指出,要對農村生活污染防治處理從源頭上抓起,對污染進行控制,對資源進行充分利用。并且在分散處理的過程中,要遵守一定的原則。
2.1 接入市政管網處理模式
對于城郊的農村而言,若該農村距離市政污水管網比較近,且地形滿足條件,那么可讓農村污水流進入市政管網。通過把村鎮生活污水收集起來,把村鎮污水跟城市污水一起進行處理。使用該模式處理農村污水的優勢有很多,比如,投資費用少,建設時間段,效果比較快等特征。這種模式比較適合城郊地區的農村。
2.2 村鎮集中處理模式
對于人口比較密集的村鎮,可建設中小型的污水處理站,把污水集中起來進行處理。在對污水集中處理的過程中,不僅可以使用自然處理工藝,還可以使用生物處理工藝。在生物處理工藝中,可通過好氧生物處理系統和厭氧生物處理系統進行處理。
2.3 分散處理模式
對于散戶收集的污水,可通過建設小型一體化污水處理設施,處理后水就地回用或排放。適用于人口分布分散、地形復雜,這種分散式的處理方法其實是不適合集中收集的農村地區的,例如我國西北的新疆,青海,甘肅、寧夏,陜西等地區和中西部欠發達地區。
3 小結
農村污水處理系統建設的優劣,直接關系著農村地區流域污染改善問題。通過大量實踐發現,農村污水處理需要因地制宜地進行,其模式不是固定的,這樣才能最大程度地發揮社會效益以及生態經濟效益。
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農村生活污水面廣量大,治理難度較大,已逐步成為農村主要面源污染之一。近年來,浙江省各地結合“千村示范、萬村整治”工作,配套建設了一批生活污
水集中凈化沼氣工程,取得了明顯的治理效果。因此,建立沼氣工程治理農村生活污水,是個行之有效的方法。
一、生活污水凈化沼氣工程方興未艾
(一)生活污水凈化沼氣工程日趨成熟。20 世紀80 年代以來, 中國各級農村能源部門針對中小城鎮生活污水的特點, 開始研究利用農村家用水壓式沼氣池代替城鎮樓房住宅化糞池, 分散處理城鎮生活污水和糞便的技術, 稱為“城鎮生活污水凈化沼氣池”。該技術由于投資分散、易于建造、可就近處理、不專門占用土地、效果好、易管理、運行不耗能和具有較好的環保效益等特點, 已在不少省、市(特別是南方各省市)得到積極推廣應用, 收到滿意的衛生效果和良好的社會環保效果, 是現今適合中國國情的一條分散處理城市居民生活污水的有效途徑。
(二)生活污水凈化沼氣工程技術特點。生活污水凈化沼氣池是分散處理生活污水的新型構筑物, 適用于在近期內無力修建污水處理廠的中小城鎮, 或城鎮污水管網以外的單位、辦公樓、居民點、旅館、學校和公廁等。冬季地下水溫能保持在5~9℃以上的地區, 或在池上建日光溫室升溫可達此溫度的地區, 均可使用該技術來處理生活污水和糞便。我們通常所說的城鎮生活污水主要具有以下三個特點: 一是沖洗廁所的生活污水中含有糞便等排泄物,是多種細菌和寄生蟲的載體和疾病的傳染源;二是生活污水濃度低, 其中干物質濃度為1%~3% , COD 濃度僅為500~1000 m g?L;三是生活污水的可降解性較好,BOD5與COD之比為0.5~0.6,適用于厭氧消化制取沼氣。城鎮生活污水凈化沼氣池是根據生活污水的特點, 把污水厭氧消化、沉淀過濾等技術進行有機結合而設計的處理裝置, 其性能明顯優于普通化糞池。根據四川省寄生蟲病研究所對六類建筑物的凈化沼氣池在運行1~ 4 年后進行的衛生效果調查表明: 經處理的生活污水水質糞大腸菌值> 10- 4, 寄生蟲卵數0. 565~ 1. 074個?L , BOD5< 50 m g?L , SS< 60 m g?L , 色度< 100, 各項生化指標均達到《污水綜合排放標準》(8978) 的一級現有標準和《糞便無害化衛生標準》(GB7959)。并且沼氣池出水中無蚊蠅孽生, 每10~12戶家庭生活污水所產生的沼氣, 可供一戶用作炊事燃料。
二、生活污水凈化沼氣工程產業化發展的主要障礙
(一)工程技術標準不統一。該技術自研究開發到工程化推廣已20年,雖然國家建設部1990年發文將它列入“八五”科技成果第一批推薦推廣項目,全國城市衛生檢查評比標準也將它列為糞便無害化處理裝置在全國推廣。但到目前, 除四川等少數幾個省搞了相關技術規范和地方標準,1990年中國沼氣學會聯合中國市政西南設計院出版了給排水試用圖集《生活污水凈化沼氣池》外,國家級的相關技術規范、正式標準圖集還未見出臺。因此,各地在推廣建設中, 出現很多非標準化、不規范的工作實例,使該項技術從質量到效果很難獲得保證。
(二)缺乏必要的技術研究開發、工程示范推廣工作經費。該項技術目前僅有農村能源主管部門給予少量的研究開發經費扶持, 很少得到其它方面的資金注入。事實上, 原有技術裝置已經落后于社會的發展, 不能適應用戶的需求。長期以來, 一些科研、開發部門由于缺乏經費, 無法開展研究和實驗工作, 使該技術難于進一步提高完善; 工程推廣部門也因無專項示范工作經費, 抓起感到力不從心。
(三)缺乏強有力的政策導向。目前國家和地方都有城鎮居民生活、生產有機污水排放標準, 但由于各種原因, 多數地方在實際管理上不能按要求嚴格到位, 有些做法, 也僅流于形式。如目前一般與城鎮居民住宅樓房配套建設的“格式化糞池”, 依現在居民生活水平, 按標準建造就已難適應環保需要, 可相當部分建筑商為節省投資, 還在有意減小容積和降低標準。污水凈化沼氣池處理效果雖好, 由于造價略高于“格式化糞池”, 又沒有相關的政策扶持, 很難得到建設
單位認可和建筑商的青睞。
三、農村生活污水凈化沼氣工程發展對策分析
實踐表明, 農村生活污水凈化沼氣工程是一種投資少, 效果好的小型分散化處理污水技術, 在當前農村無力建設集約化污水處理廠的情況下, 是農村地
區生活污水處理的最佳選擇。以下提出對策:
(一)加強領導, 加大宣傳力度, 進一步提高人們的能源環保意識。要真正實現農村生活污水凈化沼氣池的產業化發展, 首先要切實加強領導,各級政府應把農村生活污水凈化沼氣工程建設內容納入新農村建設和發展規劃, 通過經濟杠桿的調節和政策的傾斜來引導和鼓勵建設單位投資開發和建設生活污水凈化沼氣工程; 其次要加大宣傳力度, 各級業務主管部門應積極通過各種途徑, 如新聞媒體、技術講座、組織交流研討,興建樣板示范點等,對農村生活污水凈化沼氣池進行廣泛、持久的宣傳, 努力提高人們對該工程的認可度、推廣度, 吸引更多的民間資金注入工程技術的研究、開發和示范推廣工作。
(二)規范和完善農村生活污水凈化沼氣工程推廣管理體制。由于生活污水凈化沼氣工程是我國農村能源主管部門和沼氣科研機構開發并命名的,長期以來主要是靠各級農村能源主管部門在宣傳生活污水凈化沼氣技術在農村環衛建設中的地位和作用,而建設、環保、衛生等部門略顯被動。實事上,該工程的規范、建設和產業化發展與上述各部門緊密相關, 須得到他們的認同、配合和支持。因此,各部門應本著“求真、務實,有利于工作開展和管理”的原則, 明確分工, 確定職能部門和協作部門,實現職能到位, 各司其職, 各負其責, 密切合作, 切實為當地居民辦實事, 共同促進農村生活污水凈化沼氣工程的產業化發展。
(三)完善工程技術工藝, 盡快出臺國家或行業技術規范和標準。目前, 各地推廣的“農村生活污水凈化沼氣工程”池型結構五花八門, 各種工藝流程也缺乏嚴格的科學依據。建議由國家主管部門適時組織安排召開專項技術研討會, 召集各地有經驗的技術人員和管理人員參加; 同時在研討會的基礎上組成專家組, 專門研究編制出適應新農村建設需要的標準圖集以及相關的技術規程、規范, 以利早日進入建設領域普及推廣。
(四)開展技術培訓,抓好試點示范。生活污水凈化沼氣池技術是一個系統工程,涉及到建設、生物、環衛等多項技術。設計、施工和建后物業管理部門的技術人員應參加各級農村能源主管部門組織的技術培訓,實行資質化管理。另外, 為使該技術能在全國范圍內樹立新形象, 利于工程推廣普及, 建議國家有關部門在全國不同區域的中小城鎮和農村地區建設一批標準的示范點。
參考文獻