农村生活污水处理工艺及应用现状.docx

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1、农村生活污水处理工艺及应用现状引言我国农村生活污水因住宅与农田交叉联结的分散式村庄结构而呈现分散式排放的特点，从而导致污水难以有效地集中收集与处理,目前分散式污水处理工艺是人口密度低、居住分散的广大农村地区生活污水处理的主要选择。在实际选择时，应结合水体的具体情况，考虑当地农村的经济、技术以及地理气候等条件，实现农村生活污水排放达标的目标。本文将总结和归纳分散式污水处理工艺的运行原理及应用现状，以期为分散式农村生活污水的处理提供理论基础和技术支撑。一、人工湿地人工湿地作为一种模拟自然生态系统处理废水的技术方案，通过植物根系的拦截作用和滤料表层产生的粘附作用以及生物群落通过吸附和絮凝的方法来加快

2、重力沉降速度和降解分解、代谢吸收悬浮固体，通过植物以及微生物吸收转化和填料沉降过滤等物理方法来去除可溶性和不可溶性有机物。同时借助微生物的氧化分解和硝化/反硝化作用将有机氮磷化合物转换为无机氮磷化合物被植物吸收利用，通过收割生长、枯萎的植物将固定在植物内的氮磷有效去除。表流式人工湿地进水区L处理区J出水区水平潜流式人工湿地进水区出水区垂直流人工湿地水进水II我国的人工湿地技术应用起步较晚，在上个世纪80年代，我国首例人工湿地技术一芦苇湿地工程在天津试验成功，从此打开了人工湿地技术应用的新局面。贵州市的某移民村在新建的污水处理系统中应用了潜流式人工湿地技术，监测结果表明：化学需氧量(COD)的去

3、除率高达80%,氮磷的去除率为69%,总氮的去除率为51%,总磷的去除率为30%左右。受到季节的影响，总磷的吸收量依附于植物，季节不同，植物的生长情况也不相同，从而导致总磷的出水水质不佳。刘晓永等人在粤西东源县的某村采用了“厌氧+人工湿地(垂直流、潜流式)“工艺处理生活污水，污水消减量为2014.9-3117.1kga,五日生化需氧量(BODs)、COD、氨氮、总氮(TN)、总磷(TP)和悬浮物(SS)的去除率分别为53.8%、71.4%、80%、25%-60%. 60%0这表明人工湿地对农村分散式生活污水的净化效果较为明显，可为分散式农村治理生活污水提供借鉴。二、稳定塘稳定塘主要是利用水体中

4、的藻类、微生物等来降解污染物，与天然水体的自净过程相似。微生物可以将流入塘内污水中所含的有机污染物作为碳源进行降解和转化；在太阳能为藻类等提供初始能量的条件下，污水中的氮、磷等可被作为营养元素再利用，实现污水处理资源化的目的。稳定塘的建造成本低，可以在天然池塘直接设置防渗层和围堤建成，不需要安装曝气装置，运行维护费用低，适合农村地区的污水处理。好氧塘工作原理在20世纪50年代末，高效藻类塘技术被提出。高效藻类塘技术是在传统稳定塘技术的基础上，通过强化藻类的增殖条件来培养一个更利于微生物生长的环境。高效藻类塘相对于传统稳定塘，添加了持续搅拌装备，使其停留时间更短。目前，在国外的生活污水处理中，高

5、效藻类塘技术被广泛应用，并取得了良好的效果。孙家君等研究者在模拟农村面源生活污水的实验中，分别在不同的优化条件下（曝气、温度、pH以及藻类含量）得到以下结果：氨氮去除率最高可达100%以上，TP去除率最高为70%, COD去除率最高为99%。在太湖地区利用高效藻类塘系统处理农村生活污水的实验发现，在夏季和冬季的出水中溶解性COD去除率分别为75.6%和71.3%,氨氮去除率达90%以上，总磷平均去除率在50%以上，从整体运行情况来看，高效藻类塘系统在处理农村生活污水中有一定的前景，可作为借鉴。三、生物滤池生物滤池是一种由滤床、布水器等组成的，以滤料作为微生物载体的高效污水处理设施。曝气生物滤池

6、作为普通生物滤池基础上发展的新工艺其原理是在滤池中装填一定量颗粒孔径较小的滤料，空气经过压缩机曝气供给于滤料表面附着的生物膜。滤料上浓度较大的微生物对流经的污水进行截留与净化，运行一段时间后需配合反冲洗实现滤料的周期可循环利用。宁波市某农村生活污水项目中利用生物滤池工艺对分散式农村生活污水进行处理，实验结果表明，出水的COD、BOD5, SS、TN污染物平均处理率分别为66.9%、染.7%、68.9%和61.5%,相应水质达标率分别为97.6%、96.3%. 95.1%和98.8%。在宜兴市,曹大伟等人利用生物滤池工艺来处理当地的分散式农村生活污水，监测结果显示,出水水质中COD、TN、NH4

7、+N的平均去除率分别是63.1%、68.6%和92.2%,达到当地的地方标准。该工艺具有节能、高效和简易的特点，适合在居住相对分散的农村地区推广。序批式活性污泥法序批式活性污泥法（SBR工艺）是在传统活性污泥法基础上进行改进后的一种处理技术，对污染物的去除机理与传统的方法基本一致,但是运行过程不连续，污水进入到反应器后，经过曝气、沉淀、灌水和静置阶段，完成一个运行周期，适用于处理水流量不大、间歇排放的污水。SBR法具有需要的处理设备少、构筑物结构简单、处理效率高等优点。但由于工艺较为复杂，运行维护的费用较为高昂并且需要专人进行定期维护，因此常用于旅游景点等污水流量变化较大的区域。但由于近年来村

8、民大部分外出就业，留守人口较少，造成非节假日污水排放点与排放量都较少，而在节假日时，外出的村民又会回到农村,致使污水排放点跟排放量激增。所以SBR活性污泥处理法适用于部分人流迁徙变化较大的农村地区。进水格栅补沉池沉砂池污泥管线出水供气进水V水进水 进水 进水 进水 进水序批式活性污泥法SBR工艺对活性污泥的稳定性要求较高，常常需要设置对工艺要求极高的灌水器。SBR工艺污水处理系统的运行维护需要专业人员来负责，因此该工艺在分散式农村生活污水治理中的大范围推广应用受到限制，该法目前仅适用于沿海发达地区及经济条件较好的农村地区。随着科学技术的进步，研究人员在SBR工艺的基础上开发研究出各种改良工艺，

9、包括间歇式循环延时曝气活性污泥法(ICEAS)、循环活性污泥工艺(CASS)、连续-间歇曝气序批式活性污泥法(DAT-IAT)等。这些改造型工艺将在处理分散式农村生活污水上有着广阔的应用前景，为处理生活污水、改善农村的居住环境以及对乡村振兴有着重要影响。五、移动床生物反应器移动床生物膜反应器(MBBR)是一种将传统活性污泥法和生物接触氧化法相结合的三相生物流化床处理方法，在反应器中投加比表面积较大的悬浮填料，用作微生物附着生长的活性载体，通过搅拌作用使载体在污水中自由流动，并逐渐形成生物膜。好氧和厌氧微生物利用污染物作为碳源进行新陈代谢，并可以利用氮、磷等作为营养物质进行生长繁殖，从而有效的去

10、除污水中的有机碳、氮和磷等。MBBR因为能同时结合几种其他污水处理工艺，所以通常将MBBR与SBR以组合的形式运用在农村污水处理中。目前,MBBR处理工艺处于实验研究阶段。相关的研究结果表明,MBBR具有高的处理效率，且能耗低，投资少，出水的水质稳定，具有强的耐冲击负荷能力，后期维护比较简单，适合应用于农村生活污水处理。沈烁等人在上海某农村生活污水示范处理工程中应用了MBBR-离子交换除磷工艺，在该实例中，出水水质的COD、BOD、TN、NH3-N. TP和SS指标达到GB 18918-2002中一级A标准，而且达到了节省成本，运行费用较低，维护管理方便的目的。六、分散式处理技术工艺总效果对比

11、分散式农村生活污水的处理技术工艺从对有机污染物的去除效果、占地面积、投资建设费用、运行管理费用、操作运行等方面存在优点和缺点，下表是对本文提到的5种工艺处理分散式农村生活污水的数据对比，可以看出生物滤池和SBR处理工艺的各方面表现优异，在未来的农村生活污水处理上有好的应用前景。TN去除率/%TP去EBOD却COD去除率/%出水水痂投资成本操作管理难度人工湿地80-85327980-9575-80不稳定较低中等桧定城10-4054-6980-9632 Y0稔定较低容易生物滤池84-9665-909010078-88稳定较低容易MBBR85-9270-858(X9086-90稳定较低容易SBR90-96853592-9691-98稔定中等容易