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我国农村污水处理技术现状及发展前景分析

2018-12-30 16:41

  摘要:在我国社会经济快速发展的背景下,农村污水处理也得到很大程度上的发展,但是,由于农村污水具有排水量小、分散、水质波动比较大等特点,所以农村污水处理过程中仍有一些问题。文章作者就我国农村污水处理技术的现状进行了分析,并对其未来发展空间和前景进行了展望。

  实现乡村与城市一体化是一个必然趋势,就我国目前基本发展情况来看,我国很多发达的地区已经进入了城乡一体化的阶段,但是绝大部分的地区还是处于城乡分割模式,从而影响了我国的经济发展。农村地区分布相对比较松散,不够集中,生产力和生活水平均相对较低。因此,我国实现农村污水处理临着很大的压力,处理起来相对有一定的困难,通过对目前农村污水处理现状进行分析,从而找到合理的污水处理方案是非常重要的。

  目前,农村污水处理工艺除了常规的传统活性污泥法,应用较多的技术有人工湿地、MBR一体化设备、快速渗滤土地处理系统、氧化塘技术等,其中人工湿地和MBR一体化设备应用较为普遍,人工湿地虽具有相对投资成本小、运行费用低、运行维护技术要求不高、能够结合景观进行建设等特点,但存在占地面积大、易堵塞、处理负荷低、耐冲击负荷差的缺陷,且不易进行维护和管理。MBR一体化设备出水水质较好,自动化程度高,由于高度集成可节约占地面积,但也为后期的设备维护带来了不便,而且投资成本与运行成本均较高。下面针对以上技术逐一介绍:

  人工湿地是以人工建造和监督控制、与沼泽地相类似的系统,通过自然生态系统中的物理、化学和生物三者协同作用以达到对污水的净化。人工湿地是一个综合的生态系统,它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理,结构与功能协调原则,在促进废水中污染物质良性循环的前提下,充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益。

  从水力学角度划分,人工湿地分为表面流人工湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地。表面流湿地由反应池或渠、土或其他基质(填料)、生长在基质上的挺水植物、有自由水面的较浅的细水流等要素组成,该湿地的特点是反应池或渠一般较细长,以保证近似的推流状态。潜流湿地包括一个装有基质的池和长在基质上的挺水植物,湿地的基质可以是碎石、卵石以及各种土壤,也可以是它们的组合,该湿地的特点是较表面流湿地具有更高的负荷、占地面积小、效果可靠、耐冲击负荷和不易滋生蚊蝇等。垂直流人工湿地是在表面流和潜流人工湿地基础上开发出来的人工湿地系统,与表面流和潜流人工湿地相比,其处理效果更好、更稳定,但其构造相对复杂。

  MBR一体化设备是利用膜生物反应器(MBR)进行污水处理及回用的一体化设备,其具有膜生物反应器的所有优点:出水水质好、系统抗冲击性强、污泥量少,自动化程度高等,另外,作为一体化设备,具有占地面积小,便于集成,但也为后期的设备维护造成不便。而且,将MBR一体化设备应用于农村生活污水处理时,设备运营维护对操作人员的技术要求较高,工艺较为复杂,但由于这种一体化设备可有效避免施工不便带来的问题,因此对于一些较为偏僻的农村具有一定的推广性。它既可以作为小型的污水处理及回用设备,又可以作为较大型污水处理厂的核心处理单元,是目前污水处理领域研究的热点之一。

  快速渗滤土地处理系统是将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土壤表面,污水在向下渗透过程中由于生物氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀、氧化和还原等一系列作用而得到净化的一种污水土地处理工艺类型。该系统因为包括包气带(非饱和带)和非包气带(饱和带),所以也称为土壤含水层处理系统。

  该工艺具有良好的SS、COD去除效果,但由于过分依赖土地的消解净化作用,难以十分有效的利用植物的生长净化作用,在长时间运行后总磷、氨氮等污染物的去除十分有限,且易发生板结而影响渗透率,出水难以达标排放。

  氧化塘又名稳定塘或生物塘,其对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似,是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。稳定塘的分类常按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等进行划分,可分类为好氧塘、兼氧塘和厌氧塘。

  (1)好氧塘。好氧塘的深度较浅,阳光能透至塘底,全部塘水都含有溶解氧,溶解氧主要是由水表面和藻类供给,好氧微生物起净化污水作用。

  (2)兼性塘。兼性塘的深度较大(1~2m),上层为好氧区,藻类的光合作用和大气复氧作用使其有较高的溶解氧,由好氧微生物起净化污水作用;中间层的溶解氧逐渐减少,称兼性区(过渡区),由兼性微生物起净化作用;下层塘水无溶解氧,称厌氧区,沉淀污泥在塘底进行厌氧分解。一般废水塘中阳光的射进深度不超过0.4~0.5m,大量藻类生长,溶解氧高,有机物分解快,属高速氧化区。

  (3)厌氧塘。厌氧塘的塘深在2m以上,有机负荷高,全部塘水均无溶解氧,呈厌氧状态,由厌氧微生物起净化作用,净化速度慢,污水在塘内停留时间长。

  国家政策规定:到2020年,新增完成环境整治的建制村13万个;到2020年,30%的村镇人口将得到比较完善的公共排水服务;到2020年底,实现城镇污水处理设施全覆盖,县城不低于85%,建制镇达到70%;到2035年我国农村污水处理率将达到70%;到2040年,90%的村镇建立完善的排水和污水处理的设施与服务体系。并且有关专家分析,农村污水处理的市场空间约为3000亿元,2035年我国农村污水治理市场规模约2016亿元。1/3分布于千吨级规模的集中式污水处理市场,2/3分布于百吨级规模的分散式污水处理市场。由此可以看出,未来我国农村污水处理市场空间潜力巨大。1/2

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