摘要:随着生活水平提高,农村生活污水排放处理速度跟不上排放速度。基于此背景,本文通过分析生活污水处理的现状,总结了几种方法的优缺点,并试着探讨几种技术相结合的处理方法;另外,选择了几种大型污水处理的关键技术进行分析,分析其在农村生活污水处理方面的经济性和适用性。
关键词:农村;生活污水;分散式处理;技术开发;应用
1生活污水分散处理的意义
我国污水处理的主要方式为集中式处理。污水的集中处理有处理效果好、维护方便等优点,但是收集污水需要大量的管网系统,这样会造成投资大、运行费用高。同时,当今社会面临着水资源短缺的问题,特别是我国已经到了严重缺水的地步,污水的回收与再利用必然会成为污水处理的重点策略。据报道,污水在管网输送的过程中会出现污水的渗漏[1]。未经处理的污水渗漏到自然环境中,不仅对环境造成了污染,而且对水资源的回收利用、水资源的可持续发展是极为不利的。所以将污水进行就地处理和回用,是目前积极倡导的污水处理模式,即污水分散式处理。
2农村生活污水分散式处理研究现状
2.1国外研究现状
分散式污水处理技术起源于美国,而西方发达国家在20世纪中叶就已经开始了分散式污水处理技术的研究,并且根据污水处理相关理论建立起系统性的污水处理设备,美国所创立的污水分散式处理设施在使用过程中取得了非常好的效果,污水处理效果基本达到了集中式处理模式的标准,美国开始在全国范围内推广这套分散式污水处理设施,并且为了提高人民对污水处理的重视程度,制定了污水清洁方案,在美国郊区和农村地区全面开始应用生活污水分散式处理系统。在应用过程中,美国针对污水处理过程中出现的问题进行了不断完善和巩固,生活污水分散式处理设施日益完善。日本同样拥有数量众多的农村居民,随着技术研究的不断深入,日本正在使用分散式处理技术代替传统的集中式处理技术,其中净化槽技术是当前日本农村生活污水处理中应用最为广泛的一种分散式处理技术。而德国、英国、法国等国家同样在分散式污水处理技术研究中取得了较为突出的成果,这些发达国家的农村居民已经有半数在使用分散式污水处理设备,日本已经达到了70%,生活污水分散式处理技术日趋成熟。
2.2国内研究现状
中国在20世纪末开始研究分散式污水处理技术,起步较西方国家晚,但是追赶的速度非常快,多项全新的技术已经完善成型,并逐渐在中国广大农村地区开始推广应用。在我国的苏州、无锡和常州等环太湖区域农村,分散式污水处理设备已经得到了全面应用,应用效果非常明显,太湖水质得到了明显改善,太湖生态系统正在逐渐恢复,为了配合农村生活污水分散处理的应用和推广,江苏省也出台一系列的法律法规,对环太湖农村生活污水处理效果提出了明确要求及具体指标。在示范效果逐渐形成后,我国其他地区同样开始对农村生活污水处理提高重视,各地陆续出台法规政策,鼓励分散式污水处理设备的应用,提高农村生活污水处理要求。这些措施都为农村生活污水分散式处理技术及设备的应用和推广创造良好条件。
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3农村生活污水分散式处理的技术开发与应用
3.1自然生物处理技术
自然土地处理法是廉价污水处理方式,借用土地的自然过滤作用,污水在下沉的过程中被微生物降解、植物吸收以及自然沉淀等方式被净化。澳大利亚率先研发了一种持续高效的灌溉技术;该方法先将污水直接灌溉作物,经土地过滤后的污水集中收集起来可以再行利用,此方法中被土壤截留下的部分可当作肥料使用,但对污水的水质有一定的要求,水质不可太复杂,且土地充沛方可使用。土地渗滤系统遇到最大的困难是运行不当带来的堵塞。
稳定塘处理农村地区分散污水的原理是利用水体中的藻类和细菌的共同作用以达到自净作用,但此技术占地面积大,因此,很多研究者在此基础上继续增强藻类或者细菌的活性,以加强稳定塘的处理效果,或者缩小其规模。
人工湿地处理技术利用土壤、植物和微生物等生态系统的综合作用,通过过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化作用,吴昊等人的研究表明人工湿地处理去除效果良好且运行比较经济。此外还有研究发现,湿地系统内的微生物好氧与厌氧降解对氮和磷有较高的去除率。但这种方法对于南方水资源多的地方非常合适,其他水资源不多的北方湿地很难完成。[4]
3.2厌氧沼气池处理技术
沼气池在我国农村应用较为普遍,主要以传统的化粪池为依托实现农村生活污水净化的作用。其主要为分散式生活污水净化装置,通过兼氧滤池的处理手段,根据生活污水与粪便污水流经的管道,能够将其划分为分流制工艺与合流制工艺两种类型。其中前者主要为生活污水以及分类污水各自利用自身独立管道流入净化沼气池内;后者则为粪便污水与生活污水通过共同的管道进入到净化沼气池内。具有净化效果高,经济效益好等特点。通过此技术处理,污水能够符合相关规范进行排放[3]。
3.3土壤渗滤系统
此系统主要通过土壤过滤,净化水质,在此过程中,主要通过吸附以及生物降解等方式实现,处理后污水能够用于地下水补给,维持所在区域水量平衡。同时其包含地下水以及地表水功能,有效地去除污水当中的有机物、氮、磷等无机物、病原微生物和重金属。由于其具有操作简便,成本低,管理简单等优势,被普遍应用在农村生活污水处理当中。但若操作失误则极易导致堵塞土壤,降低其渗透性,构成该水流短路,更甚者导致系统出现缺氧。针对以上问题相关工作者进行了进一步整改,例如日本开发了由土壤混合层和通水层交替分布形成的多级土壤渗滤系统,澳大利亚的专家开发了利用土地过滤、暗管排水相结合的“管排水相结合的污水处理系统”[2],将污水处理用于农作物灌溉,有效地减少氮、磷等成分含有量,保证水体质量符合相关规范。
3.4人工湿地
人工湿地由人为操作,依托于自然生态及物理、化学以及生物等功能完成净化作业,能够去除污水中的有机物、氮、磷和重金属等污染物,其中植物吸收以及微生物的分解尤为突出,同时填料的不同能够发挥出过滤、吸附以及离子交换等净化的作用。其主要具有操作简便,无需人工曝气系统,成本低,效率高,能耗低等优势,植物将氮、磷的污染物进行吸收的过程中能够实现生态以及经济的双重效益。但与此同时,此技术也具有一定的缺陷,例如占地面积大,受到季节制约,冬季效果甚微。此技术一般适用于同组合工艺的后段,确保最后出水水质符合一级A的标准,特别是适用于有地势差异或对氮、磷去除标准严格的农村区域[1]。
结语:综上所述,随着污水处理计划的发展,污水的分散式处理已逐渐成为人口居住分散、人口密度低的农村地区处理生活污水的首选工艺。中国地域幅员辽阔,各农村地区经济发展和生态环境水平差异较大,所以在应用分散式的污水处理技术时,需结合所在区域的实际情况,按照地形条件、自然环境、经济发展水平和人口规模等相关因素,因地制宜地选择适合的污水处理方法,以此来实现成本最小化与处理效率的最大化,促进污水处理技术的可持续发展,有效改善农村地区的生态环境。
参考文献
[1]陆宾.浅谈分散式污水处理技术及发展趋势[J].江西建材,2013(4)
[2]丁叶强.新型农村生活污水分散式处理工艺设计及工程试验研究[D].合肥:安徽农业大学,2016.
[3]刘秀平.农村分散生活污水处理的技术进展[J].广州环境科学,2015,30
[4]王昶,王洪亭,曾明,何迎春.农村生活污水分散式处理的技术开发与应用[J].天津科技大学学报,2017,32
论文作者:许莉萍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/17
标签:污水论文; 污水处理论文; 分散论文; 农村论文; 技术论文; 效果论文; 湿地论文; 《建筑学研究前沿》2018年第11期论文;