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国外农村污水处理技术经验是否值得借鉴?源自韩国的农村湿地污水处理系统同样适合我国

文章出处:未知责任编辑:admin人气:发表时间:2016-07-22 15:05

当前农村生活污水处理问题日益突出,迫切需要找到经济有效的办法。综合国内外农村污水处理方法的比较,根据农村具体情况及生活污水的现状和特点,以高效脱氮除磷为目标,以低运行、低建设成本及低土地使用率为目的,韩国流行的湿地污水处理系统值得借鉴。

1 我农村生活污水的特点

农村生活污水水质因排水类型不同而存在明显的差异。根据排放地点和水质特征不同,农村生活污水主要包括人们的生活洗涤污水、厨房污水、厕所污水以及混合一些 养殖废水、小作坊的农产品加工所产生的污水等,其中厕所污水污染物浓度最高,同时有臭味产生,洗衣污水和厨房洗污水污染程度也很高;而其它类型的污水相对 较干净,各项指标值都较低。农村生活污水水质相对比较稳定,有机物和氮、磷等营养物含量较高,一般不含有毒物质。

2 国内外农村生活污水污染防治技术现状

国外在农村分散型生活污水处理方面研究起步较早,但由于经济和社会状况存在差异,其污染防治技术也有所不同,但其技术措施及原理可以学习借鉴。常见的农村生活污水处理技术有欧美的稳定塘处理系统、日本农村生活污水处理系统、韩国的湿地污水处理系统等。为寻求流程简单、投资节省、管理方便,适合我国农村特点的 分散式综合生活污水处理方式,近年来国内诸多学者也做了很多有益的探索研究,主要有生物浮床技术、清华大学采用人工复合湿地系统处理滇池流域农村生活污水 技术、浙江大学对试验农场内的实际污水采用地埋式无动力厌氧处理技术(UUAR)、东南大学采用厌氧/跌水充氧接触氧化/人工湿地组合技术、采用自回流生 物转盘与水生植物滤床组合技术、南京大学采用蚯蚓生态滤池技术等。国内外处理农村生活污水的方法虽然也取得了良好的处理效果,但是由于投资大、能耗高、运 行费用高、管理难度大、没有充分考虑农村生活污水的特点和农村的实际情况等原因,难以在农村推广应用。

3 我国农村生活污水处理工程设计原则

村镇生活污水处理技术的选择,关键要适应村镇的具体情况,采用投资较少、除污效率高、运行费用低、管理相对简单方便、维护容易、具有较大的抗冲击负荷能力的 处理工艺或技术。考虑农村基础设施相对较差,在设计上应考虑模块化、定型化,以便于安装、管理和维护。农村生活污水处理工程设计原则主要有以下几个方面。

1) 农村生活污水处理工程不仅要满足相关排放标准要求,还要注重景观美化、环境协调。尽量利用地形,污水采用重力自流和跌水充氧,以节省运行费用。污水处理技 术组合工艺选择的主要依据因素有:当地土地资源、经济发展水平、水环境现状、进水的水质状况、出水达标排放要求、当地的地形与气候等。

2)选用质量上乘、维修简单方便、运行能耗低的仪器设备,尽量降低污水处理设施的运行费用。

3)在对要处理的生活污水产生及排放要求进行充分调查研究的基础上,针对生活污水的水质、水量状况,选用技术先进可靠、处理工艺成熟稳妥、处理效率相对较高、运行成本低、处理设施占地面积小、操作管理方便的技术,确保处理后出水达标排放并投资少。

4)污水处理工程总图布局合理、外形美观、布置紧凑,减少污水处理过程中废水的提升次数,保证整个污水处理工艺运行流畅。

5)根据工艺控制需要选择设置自动控制系统,以降低操作管理的劳动强度,确保污水处理系统稳定运行。
 

4韩国湿地污水系统的选用

处理农村生活污水要 根据其水质特点和排放形式,其核心问题是“脱氮除磷”。韩国湿地污水系统对农村生活污水处理是一个复杂的过程,是湿地物理化学、生物等作用综合效应的结 果。主要包括吸附、沉淀、络合反应、离子交换、营养物质吸收、硝化、反硝化、生物迁移转化和微生物降解等过程。农村生活污水中含有植物和微生物生长所需要 的氮、磷、无机质和有机质等,综合韩国实际生活污水各种处理技术的比较,湿地系统污水坚持“因地制宜、生物生态、综合利用、系统集成”的环境理念,采用 “生态节能型农村生活污水处理技术”,该技术将生物方法和生态方法结合于一体,综合了厌氧调节槽降低生活污水的COD、BOD及除磷、强制充氧反应槽的硝 化作用和人工湿地的反硝化及除磷作用,同时可以采用太阳能作为外加动力,具有操作管理简单方便、流程顺畅、造价和运行费用较低等优点,符合我国农村地区生 活污水处理的现状特点。该技术在应用中可结合“环境优美乡村”建设,同步建设具有农村特色的自然景观,从而创造出了一个自然和谐的人居环境。

农村生活污水直接流入厌氧调节槽,厌氧调节池设置在地下,内置填料,水平折向平流,厌氧调节池的污水自流入强制充氧反应槽,经风机曝气实现污水充氧,污水在 充氧反应槽内经好氧微生物处理后,有机物得到降解,氨氮经硝化生成亚硝酸根和硝酸根,利用气提将氧化后的硝化液回流到厌氧调节池,出水经生态渠流入好氧生 态床,好氧生态床之间设有多级跌水充氧单元,经多级好氧生态床后经生态渠依次流入第一级人工湿地、氧化塘(配置适量的人工浮岛)、第二级人工湿地,最终出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级B标准后外排。该处理工艺的主要优点:

①工艺采用微曝气和势能增氧,利用风机空气形成气提,实现硝化液回流,节省电能消耗。

②流程后段污水处理采用势能增氧,利用地形地势多层形成增氧。

③充分利用地形地势,构筑多个跌水充氧单元,结合好氧生态床、生态渠、人工湿地、氧化塘(生态浮床)制造自然景观,与环境融合与协调。


 

湿地污水处理系统在脱氮除磷方面具有明显的优势,将人工湿地系统与组合生态浮床系统串联使用结合厌氧和好氧单元构成湿地污水处理系统能很好地解决农村生活污水中的氮磷问题。为了达到高效脱氮除磷,有效解决农村生活污水的目的,需加强对湿地污水处理系统以下几个方面的研究:

1)湿地污水处理系统基质的选择及其组合,选用的基质对氮磷的吸附能力强,有利于植物和微生物的生长;

2) 湿地污水处理系统中植物的抗逆性、脱氮除磷能力、耐寒能力、根系特征等方面的筛。?∮玫闹参锒圆煌?ǘ扰┐迳?钗鬯?哪托郧,对氮磷吸收去除能力强,需 要选用适应冬季生长耐寒的植物品种,根系发达,如适应冬天生长的水芹(Oenanthe ja-vanica(Blume)DC)、酸模(Rumex acetosa Linn)等成为冬天常见人工湿地备选植物种;

3)湿地污水处理系统结构类型及运行效果比较研究,结合氧化塘及生态浮床的建设,选择性地进行水产养殖从而提高湿地污水处理系统的经济价值;

4) 复合生态湿地植物的资源化利用及景观设计研究,选用的植物不但除污能力强,同时兼顾具有一定的经济价值或者景观价值,如常见的景观植物美人蕉(Canna indica L.)、鸢尾(Iris tectorum Maxim.)、芦苇(Phragmites australis(Cav.)Trin.ex Steud)等去污能力强,又能美化环境。

目前具有发展前景适宜湿地污水处理系统生长且有 较大推广应用价值的还有能源植物象草(Pennisetum purpureum Schum.)和巨菌草(Pennisetumsp.)。象草是一种热带、亚热带地区多年生草本植物,生长较快,生物量大,植株可高达4m或更高,是典型 的高蓄能植物,由于象草生长周期短、根系发达、生长快等特点,其在人工湿地植物的选择上具有很大优势。巨菌草属典型的C4植物,太阳能转化率高是阔叶树的 4.00~7.46倍,年产鲜草达200~400t/hm2,根系发达,生物量高、抗逆性强。巨菌草用途广泛,既可作为优质的食、药用菌培养的原料,又可 以作为畜禽养殖的饲料,还可以作为生物质能源代替煤炭发电、生产沼气等,是一种具有较大种植潜力和社会经济生态效益的草种。

5结论

农 村生活污水处理需要研究开发一种成本低廉,运行效果显著,不受时间空间限制,节能环保,操作管理简单方便的农村废水处理技术。湿地污水处理系统根据当地的 实际情况因地制宜通过厌氧、好氧结合人工湿地和生态浮床等这种“生物+生态”组合技术,解决目前农村生活污水带来的污染问题,同时还能种植景观作物美化环 境,或种植经济作物转化生活污水中的氮磷提高土地的附加值,或通过水产养殖提高土地的经济价值,或种植能源植物解决农村能源短缺的实际问题等,从而能降低整个农村生活污水处理系统的运行成本。

 

 

 

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