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國內外農村汙水處理典型技術

文章出處:AG贵宾会環境 人氣: 發表時間:2018-01-30 13:49

  鑒於農村生活汙水汙染麵廣、較分散的特點,國外一些發達國家進行了大量的試驗研究與實踐。以下將重點介紹國內外應用較為成熟的幾種農村廢水處理技術。

  

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  穩定塘——高效藻類塘係統

  

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  穩定塘主要是利用菌藻的共同作用來去除汙水中的汙染物,具有基建投資少、運轉費用低、維護簡單、能有效去除汙水中的有機物和病原體以及無需汙泥處理等優點。德國和法國分別有各類穩定塘 3000 座和 2000 座,而美國已有各類穩定塘上萬座。在穩定塘的基礎上,美國加州大學伯克利分校的 Oswald 率先提出並發展了高效藻類塘,它最大限度利用藻類產生的氧氣,使塘內的一級降解動力學常數值大幅增加。高效藻類塘對 COD、BOD5、氨氮、總磷以及病原體等的去除率均較高,同時收割的高等水生植物是很好的肥料。高效藻類塘的優勢是施工工程量少、投資及運行費用少、便於管理和維護; 其不足是易受光照和溫度等環境因子的影響。目前高效藻類塘在以色列、摩洛哥、法國、美國、南非、巴西、比利時、德國、新西蘭等國都有研究應用。

  生物膜法處理生活汙水

  

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  生物膜法是分散生活汙水處理應用很廣的一種人工處理技術,包括厭氧和好氧生物膜兩種。厭氧或好氧微生物附著在載體表麵,形成生物膜來吸附、降解汙水中的汙染物,達到淨化目的。該方法設備簡單、運行成本較低,處理效率高。反應器一般由填料 (載體)、布水裝置和排水係統三部分組成,采用的填料有無機類 (陶粒、礦渣、活性炭等) 和有機類 (PVC、PP、塑料、纖維等)。目前,新型的生物膜反應器和固定化微生物技術也得到了廣泛的研究。

  日本農村汙水處理協會研究了很多適合村鎮生活汙水處理的設備,其設計的 JARUS 模式的 15 種不同型號汙水處理裝置,處理工藝主要是生物膜法和浮遊生物法,具有很好的汙水處理效果,且體積小、成本低、操作簡單。

  人工濕地處理係統

  該係統一般由人工基質 (多為碎石) 和生長在其上的沼生植物 (蘆葦、香蒲、燈芯草和大麻等) 組成,是一種獨特的 “土壤—植物—微生物” 生態係統,利用各種植物、動物、微生物和土壤的共同作用,逐級過濾和吸收汙水中的汙染物,達到淨化汙水的目的。該技術在歐洲、北美、澳大利亞和新西蘭等國家得到了廣泛應用,其缺點是需要大量土地,並要解決土壤和水中的充分供氧問題及受氣溫和植物生長季節的影響等問題。

  韓國農村居民居住分散,其生活汙水不適合集中處理。濕地汙水處理係統因耗能低,運行成本低,維護費用低等優點,在韓國有較廣泛的研究,其去汙機理基於 “土地—植物係統” 的生態作用。韓國利用濕地處理後的汙水再澆灌水稻,可取得較理想的淨化效果。常用的濕地植物如蘆葦、香蒲、燈芯草等,去汙能力強,對病原體去除效果好。濕地在我國也已開始有應用,但我國的濕地處理出水回用問題,需要根據具體情況而定,不可盲目參考進行澆灌。

  蚯蚓生態濾池處理係統

  

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  蚯蚓生態濾池是最近幾年在法國和智利發展起來的,是利用蚯蚓吞食有機物,提升土壤滲透性和蚯蚓與微生物的協同作用,而設計出的汙水處理技術,具有高效去汙能力,同時還能降低剩餘汙泥量。蚯蚓生態濾池處理係統同時集初沉池、曝氣池、二沉池、汙泥回流設備以及曝氣設備等於一體,大幅度簡化了汙水處理流程。其優勢是抗衝擊負荷強,運行管理簡便,不易堵塞等。其不足之處在於對外界的環境要求高,易受氣溫影響,會影響係統的處理效率。在我國已經開始有應用。

  土壤毛管滲濾係統

  

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  土壤毛管滲濾係統,是將汙水投配到土壤表麵具有一定構造的滲濾溝中,汙染物通過物理、化學、微生物的降解和植物的吸收利用得到處理和淨化。美國、日本、澳大利亞、以色列、俄羅斯和西歐等國一直十分重視該係統的研究和應用,在工藝流程、淨化方法和構築設施等方麵做到了定型化和係列化,並編製了相應的技術規範。該技術對懸浮物、有機物、氨氮、總磷和大腸杆菌的去除率均較高,而且基建投資少、運行費用低、維護簡便,整個係統埋在地下,不會散發臭味,能保證冬季較穩定的運行,便於汙水的就地處理和回用。

  澳大利亞科學和工業研究組織 (CSIRO) 的專家最近幾年提出 “FILTER”(非爾脫) 係統,它是將過濾、土地處理與暗管排水相結合的汙水再利用係統。其以土地處理為基礎,將汙水用來澆灌農作物,汙水經農作物和土地處理後,再通過暗管排出。該係統既可以滿足農作物對水分和養分的需求,同時又能降低汙水中汙染物的濃度,使其滿足排放標準。

  一體化集成裝置處理技術

  

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  發展集預處理、二級處理和深度處理於一體的中小型汙水處理一體化裝置,是國內外汙水分散處理發展的一種趨勢。日本研究的一體化裝置主要采用厭氧—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<20 毫克 / 升、TN<20 毫克 / 升,近年來開發的膜處理技術,可對 BOD 和 TN 進行深度處理。歐洲許多國家開發了以 SBR、移動床生物膜反應器、生物轉盤和滴濾池技術為主,結合化學除磷的小型汙水處理集成裝置。

  國內農村生活汙水處理技術的現狀

  我國對農村生活汙水處理技術的研究較國外發達國家晚,近年來,隨著地方經濟實力的增強,尤其是發達省份在經濟發展到一定階段以後,逐步認識到農村生活汙水處理問題的重要性,並開始采用一些實用、合理、低能耗和低運行費用的技術來處理汙水。

  一些人口密集的欠發達地區也認識到,如果不對農村生活汙水采取有效處理,會觸發農村醫療和經濟建設等方麵的係列問題,甚至造成傳染病的產生與擴散,因而,國內一些地區對農村汙水的處理技術進行了實踐探索。

  厭氧沼氣池處理技術,該技術將汙水中的大部分有機物經厭氧發酵後產生沼氣,發酵後的汙水被去除了大部分有機物,達到淨化目的; 產生的沼氣可作為浴室和家庭用炊能源; 厭氧發酵處理後的汙水可用作澆灌用水。但該技術受溫度影響較大,一般適合於常年氣溫較高的地區,而且處理後水還需進一步處理才能排放。

  氧化塘處理技術,如李旭東等采用高效藻類塘係統處理太湖地區農村生活汙水,CODcr 的平均去除率在 70% 以上,氨氮 (NH3-N) 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汙水,取得了穩定的處理效果:CODcr、BOD5、NH3-N 和 TP 的平均去除率分別達到 75%、60%、91.16% 和 50%。該技術存在占地大,速度慢,氧化塘周圍衛生條件差等問題。

  人工濕地處理技術,如北京、深圳、江蘇、浙江等地區都采用了這一技術處理農村生活汙水。雲南省澄江縣撫仙湖邊的馬料河濕地工程於 2003 年 10 月建成運行,每天可淨化汙水 4 萬多立方米,淨化後的水質優於地表水三類標準。有關研究表明,在進水汙染物濃度較低的條件下,人工濕地對 BOD5 的去除率可達 85%~95%,對 CODcr 的去除率可達 80% 以上,對磷和氮的去除率分別可達到 90% 和 60%。

  土壤滲濾技術,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汙水是可行的,且出水能夠作為中水回用,1992 年北京市環境保護科學研究院對地下土壤毛管滲濾法處理生活汙水的淨化效果和綠地利用進行了研究,清華大學 2000 年國家科技部重大專項中,首先在農村地區推廣應用地下土壤滲濾係統,取得了良好效果:對生活汙水中的有機物和氮、磷等均具有較高的去除率和穩定性,CODcr、BOD5、NH3-N 和 TP 的去除率分別大於 80%、90%、90% 和 98%。

  除此以外,浙江、廣東、天津和江蘇等地還分別在無動力、地埋式厭氧處理係統、雨汙分離管網輸送集中處理和生物投菌治理汙水等技術方式應用方麵進行了探索與嚐試,也都取得了一定的進展。