农村生活污水处理工艺

前言“十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，并明确了“生产发展、生活宽裕、村容整洁、管理民主”的建设目标。加强农村生活污水的处理，是村容整治的组成部分，也是社会主义新农村建设的重要内容。2008年10月初，市委涂勇副书记调研西湖村，提出了要以西湖村为示范典型的“政府引导、农民主体、社会参与、部门支持、城乡共建”的新农村建设模式。农村生活污水造成的环境污染不仅是农村水源地潜在的安全隐患，还会加剧淡水资源危机，使耕地危机得不到有效保障，危害农村的生存发展。因此，加强农村生活污水收集、处理与资源化设施建设，避免因生活污水直接排放二引起的农村河道、土壤和农产品污染，确保农村水源的安全和农民身心健康，是新农村建设中加强基础设施建设、推进村庄整治工作的重要内容，也是农村人居环境改善需要解决的迫切问题。全国农村每年产生生活污水约80多亿吨，而96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统。生活污水随意排放，严重污染了农村的生态环境，直接威胁广大农民群众的身体健康以及农村的经济发展。一方面，未经处理的生活污水自流到地势低洼的河流、湖泊和池塘等地表水体中，严重污染各类水源；另一方面，生活污水也是疾病传染扩散的源头、容易造成部分地区传染病、地方病和人畜共患疾病的发生与流行。目前全国农村的自来水普及率只有34%左右，还有3亿多农民存在饮水安全问题。在浙江省丽水市农民家庭用水水质的抽样检测结果中，63个水样中大肠杆菌、浑浊度等主要指标超标的占72%。水源地水质低的状况与农村生活污水未经处理直接排放有直接因果关系。与城市生活污水相比较，农村生活污水具有自身特色：1、农村人口居住相对分散；2、无统一污水收集管网；3、以家庭生活污水为主（部分区域有农家乐）；4、部分地区存在小型工厂和作坊。目前这部分农村生活污水（部分生活污水中混有工业废水）不经处理均直排入周边河道中，对农村周边水环境造成严重污染，造成水体发黑发臭，对周边农村居民的身体健康造成巨大的威胁，严重影响了周边农村居民的正常生活与农耕，直接阻碍了农村经济的快速发展，因此必须尽快完成这些自然村落的污水整治与改造。一、工程概况1.1工程名称×××××××生活污水处理工程。1.2编制依据⑴《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002；⑵设计大你为对周围环境状况的调查与监测资料；⑶“七五”国家重点科技攻关项目成果《城市污水土地处理利用设计手册》，中国标准出版社；⑷《城市污水土地处理技术指南》。国家环境保护总局科技标准司编，1997；⑸《给水排水工程构筑物结构设计规范》ＧＢ50069-2002⑹《给水排水构筑物施工及验收规范》ＧＢ50104-2002⑺《室外排水设计规范》GB50014-2006⑻《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002⑼《给水排水设计手册》，中国建设工业出版社；⑽《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208-20021.3编制原则⑴处理后生活污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B排放标准。⑵从水务一体化的角度，科学论证污水量，优化系统布局，保护水环境。污水处理与综合利用相结合，构建人与自然和谐发展的优美生境。⑶以改善人居环境为目标，走可持续发展道路。⑷设计布局与周边环境相容，满足人与自然和谐共生的要求。依据生态、景观和高效处理的原则，尽量利用现有条件，降低污水处理的维护运行费，使其运行管理方便。1.4编制目的通过充分调查研究和收集、分析资料的基础上，达到如下目的：⑴论述建设污水就地处理工程的必要性和可行性。⑵对污水处理工艺进行选择。⑶对污水处理系统的位置和面积进行论证。⑷对污水的收集、处理和处置工艺、工程投资进行技术可靠性、经济合理性、实施可能性以及环境影响等多方面综合比较和论证。⑸根据投资估算，提出资金筹措方式以及项目实施进度、通过以上研究工作，为项目决策提供科学依据。1.5工程建设的必要性1.5.1建设本项目是改善环境质量的需要根据现状以及调查资料显示，为进一步改善×××生产生活条件，统筹城乡发展，加快农村现代化、城乡一体化建设进程，西湖村建设规划以科学发展观为指导，以可持续发展为原则，以“致富门道明晰，基础设施完善，社保体系建立，社会和谐稳定”为主要任务，努力探索具有新洲特色的新农村建设之路。水环境质量恶劣，严重影响广大居民的身心健康和社会经济的健康发展，通过在各自然村实施污水收集和就地处理，可以减少污水对地下水的污染及污水直接排放对河道的污染，使农村的生态环境得到改善，对人民的生活质量起到积极的作用。1.5.2建设本项目是社会主义农村建设的需要随着人民群众生活水平的提高和全面建设小康社会的推进，全社会都在向“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”社会主义新农村迈进，改善生活环境，整治村容村貌，消除脏、乱、差成为当前人民群众的迫切要求。根据党的十六届五中全会提出的建设社会主义新农村的重大历史人物和××市“加快农村城镇化、农业现代化和城乡一体化进程”精神，结合×××的实际情况，计划对××村的农村进行水环境治理和水生态建设，对村内污水进行必要的收集和处理，对排水管网进行统一的规划建设，显得十分重要。1.5.3对其他各自然村的污水治理起着积极的示范作用通过对本项目的事实，进行区域内生活污水处理的试点工程建设，探求适合农村的污水收集和处理的方式方法，对解决其他各村的污水出路提供经验，起着示范作用。不仅顺应中央和××市新农村建设政策的方向，为老百姓实实在在做了实事，也为郊区河道建设与管理减轻压力。二、处理工艺技术选择2.1概述农村生活污水处理技术多种多样，近年来，在全国各地都在农村生活污水处理的试点工程，在原有的技术之上开发出了众多的污水处理技术，除传统的集中式污水处理厂外，还有土地处理系统，人工湿地污水处理系统、生物接触氧化槽、生态塘污水处理系统，土壤渗滤污水处理系统。厌氧沼气池污水处理技术，各种有（无）动力式地埋式（半地埋式、地面式）污水处理设备等新兴的污水处理方式。农村生活污水处理与利用技术目前缺乏专著、技术规范的参考，农村居民区规模较小，污水排放分散、水质污染浓度较城镇的低、管网收集系统滞后且有些地区收集较为困难，同时多数情况下居民区又具有紧邻耕地、绿化带、林地、低洼地、水塘和废弃地等优点，因此要结合上述进行处理工艺的合理选择。农村污水处理的思路和技术路线不同于城市污水处理，更适合采用环境生态工程为主、环境工程为辅的技术路线。因此，在这一技术路线和治理思路指导下，选择一些可能形成农村生活污水处理与资源化利用的工艺技术比较。本工程范围内处理的进水为分散居民农户的生活污水，要求建设投资省、运行维护简单，且相对独立的工艺，本方案选择适合于本工程的工艺，即一体化污水处理设备，人工湿地处理系统及土壤渗滤污水处理系统进行比选。2.2一体化污水处理设备一体化污水设备和装置较多，形式也多样，主要是针对污水排放量少的工业企业，未截污又缺乏土地的城市或居住较为分散的农村，以及小型的厂矿、医院、宾馆等地方的污水处理方式。有的装置利用如硅藻土净化水质；有的则是在装置内利用动力消解污染成分。发展集预处理、二级处理和深度处理于一体的中小型污水处理一体化装置，是国外污水分散处理发展的一种趋势。日本研究的一体化装置主要采用厌氧—好氧—二沉池组合工艺，近年来开发的膜处理技术、可对5BOD和TN进行深度处理。欧洲许多国家开发了以SBR、移动床生物膜反应器、生物转盘和滴滤池技术为主，结合化学除磷的小型污水处理集成装置，近年来，我国在集成化小型污水处理装置的开发、研制和应用方面也开始了一些有益的实践，虽然我国许多环保公司开发了许多形式各异的无动力、少动力或低能耗型集成化污水处理装置，但这些装置的实际运行效果尚缺乏系统地信息。一体化污水处理系统具有如下的优点：1、占地小，可埋入地表下。2、全自动控制，不需人员管理。3、无污泥回流。4、操作简单、维护方便。5、噪声低、无异味。6、使用寿命长。本工艺适合于无可利用空闲地、处理程度要求较高的小型分散村落，以及农村宾馆，别墅区的生活污水处理。处理出水可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级B排放标准。2.3人工湿地污水处理技术美国联邦管理机构曾这样定义“湿地”的概念，认为湿地就是那些经常或维持被地表水或地下水淹没饱和，在一般情况下，被饱和的土地适合用于特有生物普遍生长的区域。所谓“人工湿地”是指在人工模拟天然条件下，建造一个不透水层、使挺水植物生长在一个处于饱和状态基质上的一个湿地系统。人工湿地（ConstructedWetlands）处理系统源于对自然湿地的模拟，它利用自然生态系统中植物、基质和微生物三者的协同作用来实现水质的净化作用。湿地系统是由按一定级配充填的基质/填料（石等）组成，并在床表种植经筛选具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观确具有经济价值的植物（芦苇等），构成独特的动植物生态系统。当水通过系统时，经过滤、媳妇、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等作用，使水质得到净化。当基质为碎石或沙石材料时，这类人工湿地有较好的去除有机污染物的能力，但脱氮除磷的能力较低，。以土壤为基质的下行流垂直天壤湿地，以土壤为基质或以有脱氮除磷能力的复合基质为填料的人工湿地具有很好的去除N、P的效果，通常N去除率≧85%，P去除率≧95%，该技术在西欧、北美、澳大利亚和新西兰等国家得到了广泛应用。人工湿地适宜处理污染浓度或负荷较低的污水,其处理污染负荷一般低于传统二级生物处理法,但COD、BOD、N、P病原菌去除率高于传统二级生物处理法，处理出水水质更优且稳定。人工湿地系统具有如下特点：1、建造和运行费用远低于传统污水处理厂。2、易于维护，技术含量低。3、可进行有效可靠的污水处理。4、能耐受水力和污染负荷的冲击。5、可直接或间接提供效益，如造纸原料、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。荷兰、北美等对湿地的大规模应用始于二十世纪六十年代，我国在“七五”期间开始人工湿地的研究，人工湿地系统作为一种充分利用天然净化处理能力的污水处理技术得到越来越多的关注。2.4土壤渗滤污水处理系统地下土壤渗滤法在我国日益受到重视.中科院沈阳应用生态所七五～九五期间的研究和过程示范表明,在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法处理生活污水是可行的,且出水能够作为中水回用,其中最典型的实例是处理沈阳工业大学学生楼生活污水的中水回用工程.1992年北京市环境保护科学研究院对地下土壤毛管渗滤法处理生活污水的净化效果和绿地利用进行了研究.清华大学在2000年国家科技部重大专项中,在昆明市呈贡县的农村地区推广应用地下土壤渗滤系统,取得了良好效果.土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理,以节能、省资源作为指导思想，予以工程化、实用化而创作出的一种新型小规模的污水净化工艺技术。综合利用土壤—填料—微生物—植物共同作用处理生活污水的复合净化工艺。该工艺具有以下优点：⑴整个处理装置放在地下，故不损害景观，不占用地表面积。⑵净化出水水质良好、稳定、可用于农业灌溉。⑶对进水负荷的变化适应性强，能耐受冲击负荷。⑷不受外界气温影响,或影响很小.⑸不易堵塞⑹在去除BOD同时,能去除氨、磷。⑺建设容易，维护简便，基建投资少，运行费用低。⑻污泥产生少，污泥处置或处理费用低⑼不污染地下水等。在日本，这种技术正方兴未艾，迄今已兴建了20000余套此类净化设施。在美国，据统计农村及零星分散建造的家庭住宅有36%采用了土壤渗滤沟系统。前苏联也曾组织了一些科研、设计和建筑单位对开发、应用此类小型净化构筑物作了大量工作，在制定工艺流程、净化方法、构筑物或是设施以及泵站等方面完成了系列工作，做到了定型化、系列化、并制定了相应的技术规范。2.5方案选择农村村镇生活污水有以下特征和处理要求：⑴村镇人口较少，分布广而且分散，生活污水水质、水量波动性大，排水管网很不健全。⑵村镇经济力量薄弱，因此污水处理应充分考虑造价低，运行费用少、低能耗或无能耗的工艺。⑶村镇缺乏污水处理专业人员，所选工艺应运行管理简单，维护方便。土壤渗滤污水系统与