農(nóng)村生活污水資源化處理技術(shù)的選擇及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性比較

摘要：介紹了農(nóng)村污水處理方法的工藝、特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)適用性，指出農(nóng)村地區(qū)應(yīng)根據(jù)不 同地形、氣候、水量、經(jīng)濟(jì)水平等情況，選擇適用的經(jīng)濟(jì)高效的污水處理方法。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村生活污水;污水處理;經(jīng)濟(jì)實(shí)用性

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，農(nóng)村地區(qū)生活水平不斷提高，但與 城市相比，由于底子薄、基礎(chǔ)差，環(huán)境安全隱患與問(wèn)題突出，尤其 是鄉(xiāng)村聚居點(diǎn)生活污水引起的環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重。2002 年統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，全國(guó)農(nóng)村生活污水日排放量就達(dá)320.5萬(wàn)t，造 成河流、水塘污染，影響村民居住環(huán)境，嚴(yán)重威脅農(nóng)民的身體健 康。農(nóng)村生活污水造成的環(huán)境污染不僅是農(nóng)村水源地潛在的安 全隱患，還會(huì)加劇淡水資源的危機(jī)，使耕地灌溉得不到有效保 障，危害農(nóng)民的生存發(fā)展。

1目前適合農(nóng)村生活污水處理的方法

1.1高效藻類塘

高效藻類塘（highrate algae pond，hrap）是由美國(guó)加州大 學(xué)伯克利分校oswald教授提出并發(fā)展的，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖1。工藝 高效藻類塘技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，如以色列、摩洛 哥、法國(guó)、美國(guó)、南非、巴西、比利時(shí)、德國(guó)、新西蘭等，而我國(guó)還停 留在實(shí)驗(yàn)研究階段。同濟(jì)大學(xué)對(duì)高效藻類塘處理太湖地區(qū)農(nóng)村 生活污水的效果進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水 的水質(zhì)受季節(jié)影響變化較大，秋、冬季的有機(jī)物濃度較夏季高3 倍～4倍；高效藻類塘內(nèi)存在的菌藻共生體系，使塘內(nèi)溶解氧濃度 較高（保持好氧狀態(tài)），而ph值則存在周期性變化；對(duì)cod的平 均去除率可達(dá)70%，氨氮主要通過(guò)硝化作用去除，去除率＞90%， 磷酸鹽主要通過(guò)沉淀作用去除，去除率為50%。李旭東等采用高 效藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污水，codcr的平均去除 率在70%以上，氨氮（nh3及tn）的平均去除率高達(dá)93%，磷的平均去除率為55%；陳鵬采用高效藻類塘處理城市生活污水，取得了穩(wěn)定的處理效果:codcr，bod5，nh3，tn和tp的平均去除率 分別達(dá)到75%，60%，91.6%和50%。

高效藻類塘與傳統(tǒng)穩(wěn)定塘相比，既有運(yùn)行成本低、維護(hù)管理 簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，又克服了傳統(tǒng)穩(wěn)定塘停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、占地面積大等 缺點(diǎn)，在處理農(nóng)村及小城鎮(zhèn)污水方面具有廣闊的應(yīng)用前景。目前 已在太湖地區(qū)建立了高效藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng)村生活污 水的實(shí)驗(yàn)研究。

1.2生物濾池

生物濾池（biological aerated filter，baf）是一個(gè)相對(duì)較新的 水處理工藝，已在歐美和日本廣為應(yīng)用，在我國(guó)的研究規(guī)模也日 益擴(kuò)大。其最大的特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié) 省了后續(xù)沉淀池，厭氧水解—高負(fù)荷生物濾池處理系統(tǒng)集初沉 池、曝氣池、污泥回流設(shè)施以及供氧設(shè)施等于一身，大大簡(jiǎn)化了 污水處理流程。該工藝運(yùn)行管理十分方便，并能承受較強(qiáng)的沖擊 負(fù)荷，對(duì)于我國(guó)的農(nóng)村污水處理有著特別重要的意義。有關(guān)研究 表明，厭氧酸化—高負(fù)荷生物濾池處理系統(tǒng)的cod去除率高達(dá)75%～85%，bod去除率高達(dá)85%～95%，ss去除率高達(dá)85%～ 95%。生物濾池工藝流程見(jiàn)圖2。

1.3人工濕地

人工濕地是利用人工水生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)多級(jí)生物的稀釋降解作 用來(lái)去除或削減水中污染物的方法。歐美國(guó)家廣泛采用人工濕 地系統(tǒng)處理村鎮(zhèn)地區(qū)及小型社區(qū)的污水，取得了顯著的成效。人 工濕地作為一種新型生態(tài)污水處理技術(shù)具有投資和運(yùn)行費(fèi)用 低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)好、水生植物有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值等諸多優(yōu)點(diǎn)。用于農(nóng)村生活污水處理的主要是潛 流人工濕地。人工濕地處理工藝流程圖見(jiàn)圖3。

清華大學(xué)劉超翔等采用表面流和潛流式兩種人工復(fù)合生態(tài) 床對(duì)滇池地區(qū)低濃度農(nóng)村污水進(jìn)行的處理試驗(yàn)結(jié)果表明,在高水 力負(fù)荷（30 cm/d）條件下,潛流式床體對(duì)cod，tn，nh＋4－n和tp 的去除率分別為70.6%，60.6%，80.9%和66.0%,表面流床體則分 別為63.1%，61.2%，90.2%和60.2%。

1.4無(wú)動(dòng)力地埋式生活污水處理裝置

生活污水首先進(jìn)入?yún)捬跸兀鬯械膽腋∥锍两迪聛?lái) 成為污泥，污泥通過(guò)一定時(shí)間的自然發(fā)酵，有機(jī)物得到降解。工 藝流程見(jiàn)圖4。浙江大學(xué)沈東升等采用內(nèi)充空心球狀填料的地下 厭氧管道式或折流式反應(yīng)器為處理設(shè)備，經(jīng)過(guò)小試、中試及實(shí)際 應(yīng)用，結(jié)果表明:在水力停留時(shí)間1天及常溫條件下，uuar對(duì)農(nóng) 村生活污水中cod，bod5，ss，tn，tp和大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)及 蛔蟲卵的平均去除率分別達(dá)到66%～68.3%，70%～76.8%，80%～ 90.2%，18%～23.0%，33%～35.2%，95%～99.8%，37%～82.9%和 78.7%～100%，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.5生活污水凈化沼氣池

新型生活污水厭氧凈化池（或稱城鎮(zhèn)生活污水凈化沼氣池） 是一種小型分散化污水處理裝置。生活污水凈化沼氣池是在化 糞池和沼氣池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，解決了化糞池處理效果差、 沉積污泥多、沼氣池沼氣回收率低的弊端，其工藝流程見(jiàn)圖5。

1.6地下土壤滲濾系統(tǒng)

該系統(tǒng)將污水投配到土壤表面具有一定構(gòu)造的滲濾溝中， 污染物通過(guò)物理、化學(xué)、微生物的降解和植物的吸收利用得到處 理和凈化。該技術(shù)對(duì)懸浮物、有機(jī)物、氨氮、總磷和大腸桿菌的去 除率均較高，一般可達(dá)70%～90%，污水土地處理技術(shù)對(duì)bod， cod、氨氮、總氮和總磷有著較高的去除率，并且投資省，運(yùn)行費(fèi) 用低，管理簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，有凈化污水、美化綠化環(huán)境和節(jié)約水 資源的綜合效果，適用于我國(guó)中部地區(qū)廣大農(nóng)村的污水處理。工 藝流程見(jiàn)圖6。清華大學(xué)在2000年科技部重大專項(xiàng)中，首先在農(nóng) 村地區(qū)推廣應(yīng)用地下土壤滲濾系統(tǒng)，取得了良好效果:對(duì)生活污 水中的有機(jī)物和氮、磷等均具有較高的去除率和穩(wěn)定性，codcr， bod5，nh3，tn和tp的去除率分別大于80%，90%，90%和98%。 地下土壤滲濾法在我國(guó)日益受到重視。中科院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)所 “八五“”九五”期間的研究表明，在我國(guó)北方寒冷地區(qū)利用地下 土壤滲濾法處理生活污水是可行的，且出水能夠作為中水回用。

2 各種處理方法的比較及優(yōu)缺點(diǎn)

2．1高效藻類塘

高效藻類塘較傳統(tǒng)的穩(wěn)定塘停留時(shí)間短，占地面積小；建設(shè) 容易，維護(hù)簡(jiǎn)便，基建投資少，運(yùn)行費(fèi)用低；bod5，nh＋4－n和病原 體去除效率高。但是它易受溫度和ph等環(huán)境因素影響。

2．2生物濾池

baf抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，耐低溫，無(wú)污泥膨脹，可避免微生 物流失，保持較高的微生物量，日常運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn) 定。工藝簡(jiǎn)單，基建費(fèi)用低，受氣溫影響小。由于baf為半封閉或 全封閉構(gòu)筑物，其生化反應(yīng)受外界溫度影響較小，因此適合于北 方寒冷地區(qū)。

2．3人工濕地

人工濕地系統(tǒng)處理污水具有一系列的顯著優(yōu)點(diǎn)，適合不同 的處理規(guī)模，基建費(fèi)用低廉，處理構(gòu)筑物由各種天然生態(tài)系統(tǒng)或 經(jīng)簡(jiǎn)單修建而成，沒(méi)有復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，易于運(yùn)行維護(hù)與管理。 表面流人工濕地成熟期短，只需要3個(gè)月～4個(gè)月。表面流人工 濕地通常是利用天然沼澤、廢棄河道等洼地改造而成，因而其建 設(shè)費(fèi)用較低，根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦温洳畈捎煤辖ㄊ轿鬯幚硐到y(tǒng)，池體 采用磚混結(jié)構(gòu)，可減小占地面積，節(jié)約成本。

2．4無(wú)動(dòng)力地埋式生活污水處理裝置

uuar無(wú)日常運(yùn)行費(fèi)用，適宜于農(nóng)村生活污水的分散處理。 反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)大水量沖擊敏感，暴雨對(duì)其的影響極大，北方建設(shè)項(xiàng) 目需要考慮防凍，增加投資成本。

2．5凈化沼氣池

生活污水凈化沼氣池是在化糞池和沼氣池的基礎(chǔ)上發(fā)展起 來(lái)的，克服了化糞池處理效果差、沉積污泥多、沼氣池沼氣回收 率低的弊端。

2．6土壤滲濾系統(tǒng)污水處理工藝

該技術(shù)利用土壤的自然凈化能力，具有基建投資低、運(yùn)行費(fèi) 用低、操作管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，而且還能夠利用污水中的水肥資源，把污水處理與綠化相結(jié)合，美化和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，特別 適合中國(guó)國(guó)情。

參考文獻(xiàn)
［1］李旭東,周琪,黃翔峰,等.高效藻類塘系統(tǒng)處理太湖地區(qū)農(nóng) 村生活污水［j］.水處理技術(shù),2006,32（6）:61－64.
［2］chang w s，hong s w,park j.effect of zeolite media for the treatment of textile wastewater in a biological aerated filter［j］. process biochemistry,2002（37）:693－698.
［3］楊建,吳一凡.厭氧水解—高負(fù)荷生物濾池處理城鎮(zhèn)污水的 中試研究［j］.城市環(huán)境與城市生態(tài),2000,13（6）:26－29.
［4］沈東升,賀永華,馮華軍,等.農(nóng)村生活污水地埋式無(wú)動(dòng)力厭 氧處理技術(shù)研究［j］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2005,21（7）:111－115.
［5］劉豪,劉貴毅,關(guān)衛(wèi)省,等.人工濕地系統(tǒng)在我國(guó)中小城鎮(zhèn)污 水處理中的應(yīng)用［j］.環(huán)境衛(wèi)生工程,2006,14（2）:32－34. 作者: 張京震，劉建紅