农村、城镇生活污水处理
摘要：随着城市化的发展和人民生活水平的提高农村、城镇生活污水排放量大，呈逐年增长趋势，且污水成分日趋复杂，导致水体环境恶化，农村、城镇生活污水迫切需要治理。 本文主要针对新农村和城镇小区生活污水现状展开探讨，引入国内外的一些成功举措及技术，探究我国农村、城市生活中产生的各种污水的处理办法。
关键词: 新农村建设生活污水；城镇生活污水；处理模式； 管理措施；污水处理技术 农村：
我国目前共有60 多万个行政村、250 多万个自然村, 居住生活着2 亿多农户、近8 亿人口。随着国家对“三农”问题重视程度的不断提高, 提出了建设生态明的新型农村的要求, 并明确了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的建设目标。目前全国农村有6 亿多人实现了饮水安全和基本安全, 但农村排水状况却不容乐观, 96% 的村庄没有排水渠道和污水处理系统, 因此, 加强农村生活污水收集、处理与资源化设施建设是建设社会主义新农村对水利工作提出的新任务。
现状农村生活污水及存在的问题
农村生活污水包括洗涤、沐浴、厨房炊事、粪便及其冲洗等排水 。由于农村经济发展的不平衡, 各地农村生活污水的量和质也相差较大, 经济发达地区的农村居民生活污水量远高于欠发达地区, 污水中氮和磷也高于欠发达地区, 而有机污染物较欠发达地区的要低。总的说来, 我国农村生活污水具有面广分散、来源多、增长快、污水成分复杂、水质及水量变化大的特征。 农村生活污水处理模式与处理技术分析
农村地区居住相对分散, 自然条件和经济条件千差万别, 采取统一的污水处理模式绝无可能, 而应该因地制宜, 根据村庄的具体实际来确定污水排放模式。目前, 一些国家在农村生活排水工程及污水处理等方面积累了丰富经验, 并形成了比较成熟的技术体系和管理体系。如日本政府从1973 年开始进行“农村集落排水工程”建设, 并已制定《农村集落排水工程设计指南》和《农村集落排水工程施工指南》等相关农村排水标准 ; 澳大利亚近年采用“污水灌溉-土地净化-地下暗管排水”的土地处理系统; 韩国多用小型、简易、廉价的“土地-植物”湿地污水处理系统 。结合国外生活污水处理的成功经验和我国农村生活污水的排放特点, 总结近年来我国一些地方的工程实例, 我国农村生活污水处理的模式可以按照分类处置的原则加以选择。 国外分散式处理技术
污水的分散处理技术, 已经成为国内外生活污水处理的一种新理念, 与生活污水集中处理相比,具有相当优势, 国外较早对于农村生活污水分散处理技术展开了相关研究, 积累了一定经验。 非尔脱 污水处理系统
澳大利亚科学和工业研究组织( CSIRO ) 的专家提出的先将污水用于作物灌溉, 然后将经过灌溉土地处理后的水汇集到地下暗管排水系统排出[ 4] 的F ilter(非而脱)污水灌溉技术, 澳大利亚格林菲斯市曾进行过田间试验, 种植小麦、玉米、燕麦、粟米和牧草等作物, 两次试验面积分别为8 hm2和16 hm, 田间排水暗管的埋深为1.0 m, 用初级处理后的城市污水进行格田漫灌, 每隔14 天灌一次。该系统的试验效果见表1。非而脱 系统对生活污水的处理效果好, 运行费用低, 特别适用于土地资源丰富、可以轮作休耕的地区, 或是以种植牧草为主的地区, 特别适宜灌溉大田作物。 农村生活污水处理的管理措施
1、制定农村生活污水处理的建设规划
在推进新农村建设过程中, 应充分利用国家新农村建设的良好政策环境, 加强农村生活污水处理规划的制定, 根据规划来系统地开展污水治理工作。基于农村生活污水污染产生的多方面原因, 结合新农村建设中改厕、改厨和改圈的工作, 配套建设污水处理设施。建立与各地农村经济水平、自然条件、环境目标相适应的生活污水处理工艺和行之有效的运行管理模式。
2、制定农村生活污水处理工程技术规范
目前, 我国尚无农村生活污水处理工程规划设计与施工技术的地方、行业和国家相关标准。农村生活污水处理工程规划设计与施工技术规范, 应针对农村生活污水的水质、水量特点, 结合农村目前的经济和社会发展水平, 在现有分散和集中处理技术的基础上, 获取经济有效的农村生活污水处理技术、设备和集成模式,提出农村排水工程规划设计与施工技术标准, 分类指导工程设计和建设。技术规范应包括不同地区农村生活污水排水工程设计和施工技术规范以及农村生活污水排水工程管理、运行、维护规范等。
3、建立有效的资金保障机制
农村生活污水处理具有较强的公益性, 需要一定规模的资金投入。调查结果显示, 目前村委会和村民对污水处理费虽有一定的承受能力, 但都不愿意承担, 多数区县运行费用来源不清。各地方政府应结合新农村建设的实践, 采取国家扶持、地方补助、农民支持和企业参与等方式, 广泛筹集资金, 形成多元化投入、多渠道动员的参与机制; 也可以参照美国滚动基金 的运营模式, 保障农村污水治理设施建设和运行的资金需求;还可以推行农村污水治理的优惠政策, 如利益优惠、税收优惠等, 鼓励和引导各种社会力量和资金投入到农村污水治理, 使农村生活污水处理工程能够顺利付诸实施和运转。
4、建立完善的水务基础设施管理机制
在水务行政部门和乡镇机关等部门的指导和监督下, 由村委会联合当地基层水务组织成立专门的水务基础设施管理协会, 参与基础设施的建设运营工作。协会负责制定本村的水务基础设施保护办法, 明确村民的权利和义务, 并且设立专门账户, 制定排水设施及处理设备的日常维护费用、管理收费等资金管理制度。
城市：
目前，我国的城市普遍存在水污染问题。这是长期以来城市排水工程欠账太多的缘故，每年有近3 X 10\' m\'污水未经处理而直接排放，使水环境的污染量大大超过了自净能力所能承受的程度，从而破坏了水的良性循环，导致水资源危机的加剧，进而影响城市的可持续发展111。根据预测，从2000年至2020年，我国每年新建的城市污水处理厂的处理能力将达3X1护--4 X 10\'d-1，其中中小型污水处理厂则是城市污水处理事业的主力军。如何建设好、管理好城市中小型污水处理厂是城市可持续发展的重要问题。 处理技术：
1、氧化沟技术
氧化沟技术是20世纪中叶发展起来的一项污水处理技术，由于氧化沟构造简单、运行简便且处理效果稳定可靠，在近几年口益强调降低能耗、提高处理效率的情况下，氧化沟技术更加为人们所IV视目前，氧化沟广泛应用于城市污水及各类工业废水的处理，全世界有数千座氧化沟在运行中，处理规模从每天几十吨到数万吨双沟式氧化沟工艺除了具有般氧化沟工艺的特点外，还具有不易出现污泥膨胀、对磷氮有良好的脱除效果、监测控制自动化、能耗省、出水水质好等特点。经预 处 理 的污水进人厌氧选择池，与从_沉池返回的生化污泥混合此阶段溶解氧和氧化态氮均接近零，除磷菌体将体内的聚磷酸盐水解，释放出正磷酸盐和能量，有利于下一步充分吸磷。经厌氧池后，污水由配水器按照控制程序的要求进人两个氧化沟中的一沟一0夕阶段A:污水进人沟I，沟I中潜水搅拌机运转，使混合液中的污泥处于悬浮状态，沟I处于缺氧状态，此时反硝化细菌利用污水中的有机物做碳源，将硝酸盐还原为氮气逸出水面，同时，大量的有机物被微生物吸附，沟I出来的水进人沟I 在沟I，转刷全速运转.为生物氧化、硝化和生物大量摄取磷供氧此时沟Q处于好氧状态，有机物被氧化降解，在硝化细菌的作用卜，有机氮被转化成为氨氮，继而转化成为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮;除磷菌利用有机物氧化放出的能量，大量吸收混合液中的磷，以聚磷酸盐的形式储存于体内，这样污水中的磷便被转移到泥里r31此时沟II的自动堰位置降低，使经过处理的污水连续排人沉淀池，氧化沟内设有溶解氧测量装置控制转刷电机的操作。当溶解氧浓度达到某一标准时，转刷电机停止运转，潜水搅拌机自动启动，减少了能量消耗②阶段B:在这一阶段，两沟都处于曝气好氧状态。从沟11出来的水连续排人沉淀池。③阶段C:与A段完全相同，但沟的操作和功能刚好与A段相反，污水从沟工1进人从沟工排出。④阶段D:与B段完全相同，但沟的操作和功能刚好与B段相反。
2、生物膜法处理技术
近年来，生物膜法处理技术在城镇生活污水深度处理特别是硝化和反硝化研究方面取得了进展Gupta等(1994)证实了好氧条件下生物转盘(RBC)技术同时去除有机物和N的可行性。Gupta等(2001)还报道了三级RBC在细菌Thiosphaera pantotropha参与下在完全好氧条件下同步处理人工合成生活污水的结果，其中第一阶段有机物和氮去作率高达8．7～25．9gCg)D·rn-2·d-1)和0．81～ 1．85GN ·rn-2·d-1)Renolds等(1997)L23J采用淹没式生物滤池处理生活污水，通过选择连续流和间歇流操作方式为进行硝化和反硝化，结果表明其CO D去除率大于70％，NI-h—N浓度低于5mg·L～。Parker等(1997)t 认为控制好反冲洗和捕食性微生物可以提高生物滤池的除氮效果；Palsdottir和Bishop(1997)t24对塔式生物滤池的研究表明：生物膜内的捕食性蜗牛是干扰其硝化过程的主要因素。
3、消毒法
消毒是消除或减少水中病原体的致病作用，防止网中出现病原体的危害和繁殖。生活污水常存在大量可致病的细菌、寄生虫和病毒等。虽经过有关处理单元后，已降低了可致病的细菌等含量，但尚达不到中水水质标准。氯消毒法从1896年问世以来，在防止水传染病传播方面发挥了重要作用，确立了氯消毒在给水处理中的重要地位。氯消毒法机理简单，氯与水化合可产生次氯酸(HCIO)，次氯酸(HCIO)作为氧化剂，消毒机理是将细菌酶蛋白体中的SII基氧化成基，破坏病原体中基本生理功能的单体，来达到消毒目的。
4、循环式活性污泥法
采用周期循环曝气活性污泥法(CASs工艺)工艺处理小区生活污水，其工艺流程见图1。CASs工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺，是SBR工艺的一种改进，与SBR不同的是:在SBR池前部设置了预反应区(厌氧区)作为生物选择区，生物选择区中基质浓度较高，菌胶团细菌的比增值速率较丝状菌的比增值速率大，从而菌胶团占优势，抑制了丝状菌的生长与繁殖，能有效防止污泥的膨胀，提高基质降解速率及出水的水质[l1，其后是缺氧区、主反应区。系统以推流方式运行，而各反应区则以完全混合方式运行，以实现同步碳化和硝化/反硝化(脱 氮除磷)功能，其本质与AZ/0工艺类似。主反应区的运行方式与SBR相似，只是后部安装了可升降的自动灌水装置，在沉淀阶段和污泥回流阶段不停止进水，而在洋水阶段停止进水。CAs工艺将曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统，具有工艺流程简单、占地面积小、处理稳定、生物脱氮除磷效果好、运行灵活、操作方便、耐冲击负荷、投资省等诸多优点。污水回用的关键是污水处理技术, 污水处理技术按其机理可分为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法等。通常污水回用技术需多种污水处理技术的合理组合, 及各种水处理方法结合起来深度处理污水, 这是因为单一的某种水处理方法一般很难达到回用水水质的要求。目前, 污水集中处理回用工艺中常用的有好氧生物处理( 如生物接触氧化法、活性污泥法、生物膜法等)、混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、消毒( 紫外、氯气、臭氧或二氧化氯等) 等方法, 其中以SBR 法较为普遍。
另外，香蒲、美人蕉、黄花鸢尾和菖蒲人工湿地兼具处理效果好和美观的特点，是较好的湿地植物；灯心草可弥补其他植物在冬季处理效果下降的不足。
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