zy中国农村生活污水处理技术应用现状及研究方向

第20卷第5期2007年t0月污染防治技术POLLUTIONCONTROLTECHNOLOGYVol.20,No.5Oct.,2007中国农村生活污水处理技术应用现状及研究方向王青颖(江苏省环保宣教中心，江苏南京210036)摘要:农村生活污水未经处理就直接排放，是造成农村水环境污染的原因之一，也是造成湖泊富营养化的重要因素，因此，归纳了目前国内一些先进的、适合于农村生活污水处理的技术，并对其研究方向进行了探讨和分析。关键词:农村;生活污水处理技术;应用现状;研究方向中图分类号:X52文献标i只码:APresentSituationandProspectonRuralSewageTreatmentinChinaWANGQing-ying(JiangsuEnvironmentallnstructionandEducationCenter,Nanjing,Jiangsu210036,China)Abstract:Themainre翩。nforruralwaterpollutionisduetothedischargeofuntreateddomesticsewage,whichalsocausetheeutrophicationoflakes.Inthispaper,treatmenttechnologiessuitableforrural副tuationinChinaw脑introducedandthetrendoffur­由erstudiesw皿analyzed.Keywords:rural;treatmentofdomesticsewage;application;researchtrend农村生活污水无害化排放不仅是新农村建设的要求，也是改善农村居民生活环境的需要。随着乡镇经济的迅速发展，城镇化进程的不断推进，广大农民生活水平的迅速提高及生活条件的明显改善，农村生活污水的排放量不断增加，预计到2010年，中国村镇污水排放量约270亿t[1]0长期以来，由于治理资金短缺和对农村水环境保护意识的谈薄，农村地区的生活污水未经处理就直接排放，成为江河湖泊水体水质下降的主要原因。进行农村生活污水处理技术的研究，探索适合农村生活污水的处理模式，对推动社会主义新农村的建设，具有迫切的现实意义。目前，国内研究较多的技术有:人工湿地(包括地表水、潜流、垂直流)生态处理系统、快速穆滤处理系统、地下渗滤处理系统、地埋式有/无动力厌氧处理技术、净化槽技术、庆氧沼气池技术、高效藻类塘技术、一体化氧化沟等。1农村生活污水处理技术应用现状1.1高效藻类塘处理技术美国加州大学伯克利分校的Oswald提出并发展的高效藻类塘，是对传统稳定塘的改进，其充分利用菌藻共生关系，对污染物进行处理。正因其最大限度地利用了藻类产生的氧气，塘内的一级降解动力学常数值比较大，故称之为高效藻类塘。高效藻类塘技术在国外已经得到了广泛应用:以色列、摩洛哥、法国、美国、南非、巴西、比利时、德国、新西兰等国都有研究应用，但目前国内主要还停留在实验研究阶段。同济大学对高效藻类塘处理太湖地区农村生活、污水的效果进行了研究，试验流程见图1。结果表明，太湖地区农村生活污水的水质受季节影响变化较大，秋、冬季的有机物浓度较夏季高3-4倍;高效藻类塘内存在的菌穰共生体系，使塘内溶解氧浓度较高(保持好氧状态)，而pH值则存在周期性变化;对COD的平均去除率可达70%，氨氮主要通过硝化作用去除，去除率90%，磷酸盐主要通过沉淀作用去除，去除率为50%。系统运行效果受季节性光照和温度变化影响很大，夏季停留时间需4d，冬季需8d。较高流速可强化系统的传质效果，提高对污染物的去除能力。塘深较浅时，对处理效果影响不大。目前，该课题的中试化研究已经结束，有可能为净化太湖地收稿日期:2∞7-05-29;修订目湖边∞7-08-01作者简介:王青颖(1977一)，女，江苏徐州市人，在读硕士研究生，研究方向为生活污水处理技术。.38.污染防治技术第20卷第5期区的农村生活污水提供一项新的技术方案。高效藻类塘较传统的稳定塘停留时间短，占地面积小;建设容易，维护简便，基建投资少，运行费用低;BOD，、NH4+-N、PO!-P、病原体去除效率高;若高效藻类塘后接的是高等水生生物塘，则其中的水生生物不但可以除藻，降低出水的SS，而且能进一步去陈水中的氮磷，同时收割的高等水生植物可以作为优良的饲料和肥料。缺点:它受环境因素影响明显，温度影响生物的组成、营养物的需求、新陈代谢的特点和反应速率;pH影响生物的适应能力、离子输送和新陈代谢的速率;水体对光的吸收特性取决于4个方面:水体特性、腐殖质、藻类和非生物性的悬浮物;气温过高或较低时，藻类的生长受到抑制，从而影响处理效果，所以该技术适合在阳光充沛、气候温暖的地区推广[2]。固1商效藻类塘纯理生活污水流程1.2反轧生物处理技术厌氧生物处理又称作为厌氧消化或厌氧发酵，是指在厌氧条件下，由多种厌氧或兼氧微生物的共同作用，使有机物分解，并产生CH4和CO2的过程[3]。厌氧-兼氧无能耗污水生物净化处理系统的处理流程见图2。该系统利用生物膜、生物滤池等手段进行兼氧、好氧分解，以厌氧消化工艺为主体，辅以生物氧化塘作深度处理，通过多级自流、分段处理、逐级降解的形式，处理村内汇集来的污水，整个处理过程不耗用动力，而是利用重力自然推流。由于采取厌氧消化工艺，污泥减量明显，一般仅需3-5年清掏1次，运行费用低、维护管理简便。固2农村生活污水净化池生产沼气工艺流程从云南省玉溪市2000年建设的8个示范工程检测结果看，经该系统处理后的污水，SS、COD、BOD，、NH3-N、TN、TP平均去除率分别为49%、219岛、41%、51%、40%、45%，出口水质各项指标均优于GB8978-1996污水综合排放标准》一级标准的要求。虞益江等人采用无动力高效组合式厌氧生物膜反应器技术，对杭州农村生活污水进行了研究。结果表明，在常温下用无动力、地埋式厌氧反应器处理农材生活污水方式是完全可行的，总水力停留时间3d，COD去除率在75%以上，厌氧反应器的启动至稳定运行需要2-3个月的时间，并且与环境温度高低有很大关系，气温越高，则启动越快。厌氧反应器进入稳定运行后，在气温下降的情况下，COD去除率仍能保持稳定。生物降解法是几种去除废水中有机物的最经济和最有效方法。厌氧生物处理法作为污水生物降解的方法之一，它主要利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下，把有机物转化为无机物(生物气和水)和少量细胞物质。厌氧生物废水处理法是一种低成本的废水处理技术，它对高浓度和难降解废水具有较好的处理效果，如畜禽粪便污水等。同时可以产生生物质能-一-沼气，成为低浓度生活污水处理的重要手段。浙江大学沈东升等人根据厌氧生物膜技术和推流原理，采用内充空心球状填料的地下厌氧管道式或折流式反应器为处理设备，研究了农村生活污水地埋式无动力厌氧达标处理技术(UUAR)。经过一年多的小试、中试及实际应用，结果表明:在水力停留时间1d及常温条件下，UUAR对农村生活污水COD、BOD，、ss、TN、TP、大肠菌群、细菌总数和蝠虫卵的平均去除率分别达到66%-68.3%、70%町76.8%、80%-90.2%、18%-23.0%、33%-35.2%、95%-99.8%、37%-82.9%和78.7%-100%，出水水质稳定达到国家二级排放标准;通过优化设计和调节球状填料的配比，并延长水力停留时间至2d，出水可达到国家一级排放标准，且未出现剩余厌氧污泥的积累问题。工艺流程见图2。UUAR无日常运行费用，适宜于农村生活污水的分散处理。厌氧生物处理技术不用曝气，又可以回收生物能沼气，且厌氧生物处理的另一显著特点是污泥产量少，从而使污泥处置费用相对减少。另外，庆氧生物处理有机容积负荷高，从而减少了构筑物体积，节约了基建费用[4-6]。厌氧生物处理为废水处理提供了一条既是高效率又是低能耗的、促进农村2007年10月王青颖.中国农树生活污水处理技术应用现状及研究方向•39.燃料向清洁可再生能顿的转移，是符合可持续发展原则的治理途径I7101.3魁均|生态滤池污水处理扶术·这项技术是指染控制与资撒化研究国家重点实验室、南京大学环境工程系拣东辉等人提出的，适用于50阳300户的集中型农户的污水处理系统，现已经在太湖流域农村建立了示施工程。诙示施工程将农户现有的化粪池改造后，或直接加以利用，用强化沟替代农户的沟第或排宿营，出水进蜓蚓生态挂在池，其工艺流程如图3。该技术运用到农村生洒泪水的处理中，巳经取得很好的效果。滤油金属由布水装置、生态捕床和排水被置三部分坦戚。生态捕床从下属依次使上是:大在头(鹅卵.苟，直径4-7cm)I小石头(直径1-3cm)，抄子和土壤层，此层也可以是蚓粪层(vennicasting)，是蜓蚓活动的主要场所，土壤上面可以种植一些植物。现已进行魁蚓生态撒池的中试研究，根据边行试验的情况来辛苦，此系统很适合于处理农村生活陌水。[8J住户1一+化粪池一+强化沟\住户2一+化粪池一+强化沟…~强化沟/.....J生态田地位户3…咿化粪池…呻强化沟〈沉淀池…叫tJL'l泌池一咖成问流、强化沟住户w一化巍柑叫强化仲/回3生态滤池系统简易工艺流程1.4以土地处玻为主的治理技术.以土地处理为主的治理技术，因其运行戚本低、操作运行简单，目前在国内得到了广泛的关注，成为一个新的研究热点。土地处理系统按运行机剧可分为慢速渗滤土地处耀系统、快班穆浦、土地处理系统、人工跟她系统、锦食生态m地工程等。1.4.1慢速惨娘土地处理系统慢速揍掳是土地处理活水技术中最广泛应用的一种类型。它具有易管理、经济放益显著的优点。在中国沈阳西部的滞供区建的面积约为700hr旷的慢速掺滤土地指*'处理场，可以用于农村生活附水的处理。赵忠平等人对此种处理场在城市污水土地处理方阁的应用进行了阐述[列。沈阳的这一土地处理系统由主系统、调节系统、辅助系统构成。它的主系统为水稻田;调节系统为耐宿耐温的紫穗槐及垂柳林地，主要调节主系统的水力负荷和陌踉负荷;辅助系统包指周围预处理池、上水向、侧楼构、拌组池等。?苦水组沉淀、氧化预处理盾，进入上水j:攘，然后再进人田间内的等问Iië并行排布的上水支渠，以政市水均匀的进入地块。污水经处理后，由侧渗沟排出，汇入总排水沟，最后进入养鱼池。该系统4每年在植物生怅季节运行120-200d，在植物非生长季节，采用快迎穆滤系统处2毁。该场年总进水量为130000多旷，进水水质的5S、80D~、COD，K-N，K-P分别为122mglL、106.2叫168mglL、258叫539mglL、16.67-76.70mglL、1.78阳17.15mglL，经稻田处理平均去除率分别是42.2%、97.0%、86.9%，90.3%、96.6%。1.4.2快迪楼挫土地处理系统快班惨晦土地处理系统是将河水有控制地投配到具有良好惨透性能的土地表丽，在、污水向下惨撼的过程中，在过捕、祝淀、氧化、还原以及生物氧化、硝化、反硝化等一系列的物理、化学及生物作用下，得到净化处理的一种污水土地处理工艺。在快速穆滤系统运行中，将水是周期性地向惨撒田耀水和休灌，使我腔土壤处于淹水/干燥，即厌氧、好氧交替运行状态，在休灌期，璇层土壤恢复好辄状蒜，以产生强力的好辄降解反应，被土壤层截留的有机物为微生物所分解，休灌期土壤层脱水干化，有利于下一个灌水周期水的下掺和排除。在土壤层形成的厌氧、好氧交替运行状态，有利于氮、瞬的去除。北京市圈早使用的快速撑滩处理法也町用于农材生描污水的处理。该系统…般由预处理地、掺掘池、集排水系统、贮存塘等部分组成。据北京目平快速掺滤池运行15个月的净化出水水质资料，COD、80矶、、氨氮、硝基缆、总氮、总磷的去除率分别为91.9%、95.3%、98%、85.6%、54.1%、83.29奇、69%。惨撒?也的土质要求通避性能强、活性高、水力负荷大、处现放率好为原则。如无此提二七质条件，也可以按照上述要求，用砂‘革炭及耕作土，人工配置成濡料，制成人工滤床。一般在系统运