第一篇：農(nóng)村生活污水生態(tài)處理工藝研究與應用

農(nóng)村生活污水生態(tài)處理工藝研究與應用

摘要：文章以改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境為前提，針對生活污水生態(tài)處理工藝的應用展開分析，介紹了人工濕地系統(tǒng)、穩(wěn)定塘系統(tǒng)、地下滲濾系統(tǒng)、蚯蚓生態(tài)濾池四種工藝，目的在于真正解決生活污水問題，創(chuàng)建良好的生活環(huán)境。

關鍵詞：農(nóng)村生活污水；生態(tài)處理工藝；人工濕地系統(tǒng)

通過相關數(shù)據(jù)限制，發(fā)展中國家中，大約25%的人口未獲得衛(wèi)生系統(tǒng)保障，在這25%的人口中，也有一部分農(nóng)村人口。近年來，農(nóng)村生活污水處理問題成為有關部門研究的熱點，實際也有非常多的技術得到應用，但是受技術特點的限制，導致實際運用效果不理想，并且還投入了大量的經(jīng)費。為了改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，對生活污水進行處理十分重要。1 農(nóng)村生活水質(zhì)以及污水量特征 1.1 農(nóng)村水質(zhì)

關于農(nóng)村水質(zhì)的特點，主要體現(xiàn)為以下幾個方面：（1）農(nóng)村人口具有分布范圍廣、不均勻的特點，導致一些地方并未配置污水排放管網(wǎng)等相關設備；（2）農(nóng)村地區(qū)在生活污水排放方面帶有集中性，污水濃度高，其中摻雜著一定量的有機物；（3）農(nóng)村個別地區(qū)的生活污水性質(zhì)帶有相似性，以前水中重金屬以及農(nóng)藥等十分少見，然而現(xiàn)如今隨著經(jīng)濟水平的提升，導致污水中也出現(xiàn)了大量的重金屬以及農(nóng)藥殘留，尤其是氮、磷等，對水質(zhì)形成了極大的影響；（4）因為生活習慣問題，排放污水的時間段不同，對水質(zhì)造成影響。上述特點，直接反映了農(nóng)村生活污水處理問題的嚴重性。1.2 農(nóng)村生活污水量

關于農(nóng)村生活污水量，其特征主要體現(xiàn)為以下幾個方面：（1）在農(nóng)村生活污水量較少，主其原因在于農(nóng)村的居住環(huán)境相對而言較為分散，涉及到的用水量也就比較少，從而形成的生活污水量也就比較少；（2）污水量的變化系數(shù)比較大，因為農(nóng)村地區(qū)的生活上十分規(guī)律，使一般排放污水的時間都集中在早上和傍晚，很少在下午和夜間排放，所以污水量方面帶有規(guī)律性，即污水量變化系數(shù)比較大，甚至很少出現(xiàn)連續(xù)性；（3）污水量高峰期比較固定，幾乎固定于每日的上午、中午。農(nóng)村生活污水生態(tài)處理工藝的應用 2.1 人工濕地系統(tǒng)

所謂人工濕地系統(tǒng)，即以自然濕地系統(tǒng)為基礎，對其中的一些功能進行完善，例如美國濕地研究人員Hammer，對人工濕地進行了這樣的定義：“一個為了人類的利用和利益，通過模擬[2]

[1]自然濕地，人為設計與建造的由飽和基質(zhì)、挺水與沉水植物、動物和水體組成的復合體”。由此可以總結(jié)，人工濕地處理技術主要是一種通過對低洼濕地沼澤地污水進行處理的應用方法，能夠有效控制污水的排放，將其排控至有水聲植物生長的土壤中，將生活污水的影響降至最低。人工濕地廢水處理中同時囊括了化學、物理以及生物這三門學科，由此體現(xiàn)其對于生活污水處理的優(yōu)勢。如果濕地系統(tǒng)成熟，會在植物根系以及填料的表面形成非常多的微生物膜，這時系統(tǒng)會將內(nèi)部有害物質(zhì)去除，其中包含填料以及根系的阻截。此外，還包含一些有機質(zhì)，去除有機質(zhì)主要是利用生物膜內(nèi)微生物同化吸收、異化分解等方法實現(xiàn)。濕地床層內(nèi)，植物會發(fā)揮出對于氧氣的運輸、釋放等作用，確保根系四周的微環(huán)境依逐漸呈現(xiàn)出好氧、缺氧、厭氧這三種狀態(tài)，為硝化反應、反硝化反應、微生物對于磷的過量積累提供極大的條件，更加高效的去除氮磷。最后，定期改變濕地基質(zhì)和植物收割，將污染物質(zhì)從濕地系統(tǒng)內(nèi)真正消除。2.2 穩(wěn)定塘系統(tǒng)

穩(wěn)定塘系統(tǒng)是通過人工的方式對土地進行調(diào)整，設置圍堤以及帶有防滲層作用的池塘，以自然生物凈化功能為基礎，對污水進行凈化的一種生物處理技術。同時，穩(wěn)定塘也是菌藻共生系統(tǒng)，其中包含的異養(yǎng)型細菌，可以使水內(nèi)的有機污染物進行降解處理，成為CO2、H2O，并且將水內(nèi)溶解氧消除，塘內(nèi)藻類主要是借助太陽光能所發(fā)揮的光合作用，使CO2內(nèi)的碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚?，將自身機體合成之后釋放出氧氣。要想實現(xiàn)真正去除COD，可以利用異養(yǎng)菌所帶有的新陳代謝功能；將穩(wěn)定塘中的氨氮去除，主要是通過生物同化以及吹脫這兩種作用，生物同化作用的形成，來源于藻類、細菌等的新陳代謝，使氨氮和硝酸鹽氮等物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C氮，藻類生長需要的氮源主要為氨氮。穩(wěn)定塘中磷的去除主要是通過藻類所具有的同化吸收、沉淀這兩種作用。另外，穩(wěn)定塘內(nèi)使用有效的方法對藻類進行收集，也能夠達到脫氮除磷這一目的。

2.3 地下滲濾系統(tǒng)

地下滲水系統(tǒng)在構(gòu)成上十分簡單，主要包括化糞池、土壤滲濾裝置這兩個部分，實際應用中，技術具體程序如下：第一，將利用渠道將生活污水引入到化糞池中，并且在化糞池內(nèi)進行預先處理，隨后再將處理之后的污水投放至距離地面一定高度的地方。如果地層的滲透性較好，可以利用土壤本身具有的毛細力、重力等作用，將污水擴散。關于地下滲濾系統(tǒng)的凈化機理，除原本的物化吸附、生物降解、化學沉淀、動植物等相關作用之外，也有其他的土壤生態(tài)處理系統(tǒng)工藝，具體如光降解、光催化以及植物吸取。大量SS 滲入到滲濾系統(tǒng)之后，都會被礫石、土壤膠體以及土壤粒子等物化吸附，并且通過化學作用將其去除，只有比較少的[4][3]SS殘留在植物根系以及原生動物中，其余都通過系統(tǒng)所帶有的生物作用將其去除。例如COD便是利用滲濾系統(tǒng)中具備的厭氧好氧生物作用將其去除；氮是依靠土壤所帶有的吸附、沉淀、過濾以及離子交換等作用將其去除，磷是在土壤粒子所帶有的物理截留、化學沉淀以及微生物同化等作用下被去除。該系統(tǒng)在生活污水處理方面有非常好的效果，能夠?qū)⑸钗鬯泻械牡椎任镔|(zhì)去除，并且能夠有效分解污水中的病原體，但是缺陷在于涉及到大量資金，對于農(nóng)村生活用水生態(tài)處理而言體現(xiàn)出非常大的優(yōu)勢。2.4 蚯蚓生態(tài)濾池

蚯蚓生態(tài)濾池也被稱為蚯蚓生物濾池，主要是通過蚯蚓這種生物，將土壤透水性、有機物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化等進行提升，屬于一種生態(tài)與生物相結(jié)合的技術。蚯蚓生物濾池中所使用的濾料，從上至下為蚯蚓有機分解層、中間層、下部碎石承托層三個部分。該系統(tǒng)本身帶有一定的復雜性，系統(tǒng)內(nèi)有大量真菌、細菌、霉菌以及蚯蚓生長。濾池是以基質(zhì)、蚯蚓、微生物這三個元素組成帶有復合性的生態(tài)系統(tǒng)，并且涉及到化學、物理、生物三門學科的知識，以此實現(xiàn)污水凈化，在這種復雜的生態(tài)作用下將污水中的污染物去除。如果污染物進入蚯蚓生態(tài)濾池，第一會在填料機械的作用下將其過濾、截留、吸附，使其中一些粗大的有機物在蚯蚓作用下被分解，一些有機物也會在微生物的作用下被利用。第二，微生物通過污水中膠體態(tài)、溶解性有機物這兩種形態(tài)，實現(xiàn)食物的生存與繁殖，使其在填料顆粒表面逐漸形成一種生物膜；第三，蚯蚓將濾床內(nèi)形成的生物膜當做營養(yǎng)源，通過對營養(yǎng)源的吸收、消化以及分解等，使污泥減量，并且提高其穩(wěn)定性。結(jié)束語：

綜上所述，對農(nóng)村生活污水進行處理，一方面有利于改善農(nóng)村生活環(huán)境，另一方面則可以提高農(nóng)村水資源安全性，解決環(huán)境污染問題?，F(xiàn)如今我國污水生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)逐漸趨于完善，這對于今后農(nóng)村污水處理工作的進行有重要意義。參考文獻：

[1]施暢, 張靜, 劉春,等.基于生物-生態(tài)耦合工藝的農(nóng)村生活污水處理研究[J].河北科技大學學報, 2016, 37(1):102-108.[2]宋鍵.農(nóng)村生活污水處理工藝與管理措施探討[J].水能經(jīng)濟, 2017(4):375-375.[3]龍珍, 韋斯, 張亞平,等.江蘇省太湖流域農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀及對策研究[J].環(huán)境科學與管理, 2016, 41(10).[4]趙斌, 吳獻花, 王泉,等.基于模糊積分模型的撫仙湖北岸農(nóng)村生活污水處理工藝效果評價[J].玉溪師范學院學報, 2016, 32(12):22-26.

第二篇：生態(tài)工程在農(nóng)村生活污水問題中的研究應用

生態(tài)工程在農(nóng)村生活污水問題中的研究應用

摘要：農(nóng)村生活污水問題是水資源處理的重要組成部分，它關系到農(nóng)村居民的切身利益，對改善農(nóng)村居民的生態(tài)環(huán)境和生活質(zhì)量有密切聯(lián)系。目前，我國農(nóng)村生活污水治理污水收集難度大、工程設計未完全透明且淡化內(nèi)容、政策建設資金緊張、設施建設質(zhì)量得不到保證、設施運行管理水平不足等問題。本文從生態(tài)工程的角度分析應對我國農(nóng)村生活污水治理的問題，論述人工濕地系統(tǒng)、穩(wěn)定塘系統(tǒng)、地下滲濾系統(tǒng)、蚯蚓生態(tài)濾池四種現(xiàn)行生態(tài)工程在污水處理的應用，以期為促進我國農(nóng)村生活污水的治理提供借鑒。

關鍵詞：生態(tài)工程，農(nóng)村，生活污水，應用

長期以來，由于治理資金短缺和對農(nóng)村水環(huán)境保護意識的淡薄，農(nóng)村地區(qū)的生活污水未經(jīng)處理就直接排放，成為江河湖泊水體水質(zhì)下降的主要原因。據(jù)世界衛(wèi)生組織以及水供應和衛(wèi)生合作理事會調(diào)查顯示，發(fā)展中國家中有25%的居住人口享受不到衛(wèi)生系統(tǒng)提供的便利，相比而言，農(nóng)村人口的比例高達82%

［1］

?，F(xiàn)有的成熟的污水處理工藝對污水處理能夠達到很好的處理效果，但是它們又存在自身的限制，如運行過程中需要化學藥劑的添加、釋放惡臭、運行管理要求掌握相關技術技能，基建、運行維護相關投資費用高，從環(huán)境友好角度而言，它們也不是最佳選擇［2-3］，尤其是對于經(jīng)濟、技術實力相對落后的農(nóng)村地區(qū)而言，因此人們開始致力于高效經(jīng)濟的自然生態(tài)處理工藝研究。進行農(nóng)村生活污水的研究，探索適合農(nóng)村生活污水的處理模式，對推動社會主義新農(nóng)村的建設，具有迫切的現(xiàn)實意義。農(nóng)村生活污水處理存在的問題

1.1 污水收集難度大、管網(wǎng)欠缺

污水收集上存在的問題是大多數(shù)農(nóng)村污水處理設施存在的共性問題。由于農(nóng)村地區(qū)居民,并非像城市居民居住相對集中;因其居住相對較分散,且地勢高低不平,污水難以通過自流進入污水處理設施。同時,由于缺乏系統(tǒng)規(guī)劃及農(nóng)村集體經(jīng)濟薄弱等原因,絕大多數(shù)村莊沒有完善的污水管網(wǎng)。已建的農(nóng)村污水處理設施由于管網(wǎng)不夠完善,收集范圍小,戶接入面窄,導致污水收集率低。

1.2 工程設計未完全透明、淡化內(nèi)容

雖然農(nóng)村污水處理設施的建設都是通過專業(yè)的設計單位進行設計,但目前國家還沒有出臺針對農(nóng)村地區(qū)污水處理工程的設計和施工相關規(guī)范,工程設計和施工往往只能參照其它相關規(guī)范進行。同時,由于受工程總承包等相關利益的驅(qū)使或?qū)χR產(chǎn)權的保護等,或因農(nóng)村污水處理設施單個項目投資額小,設計收費較低等原因的影響,設計單位在方案中對一些須具體明確化的設計內(nèi)容往往加以淡化或模糊化,這使得設計單位的設計文件內(nèi)容深度不足,比如涉及到人工濕地(生態(tài)綠地)等工程時,對水力負荷的論證、濕地管道的鋪設、管道布水孔的設置,濕地填料的優(yōu)化級配、填料的孔隙度、填料的具體要求,濕地植物的選配、種植密度、種植面積等往往沒有給出明確的規(guī)定,這對后期的工程監(jiān)管、工程施工、工程審計等留有較大的疏漏隱患。

1.3 政策建設資金緊張、缺口較大

由于上級部門資金投入不足,基層配套資金不到位,導致工程建設無法完整實施,達不到設計標準,工程設施簡陋、管網(wǎng)不全、污水收集和處理率較低。

1.4 工程運行管理欠缺、缺乏機制

雖然農(nóng)村生活污水處理設施的建設大都選用運行費用低廉,管理維護簡單等技術,但并不完全是指所有污水處理設施不需要運行維護管理。部分農(nóng)村污水處理設施的運行管理也反映出了諸多問題(1)專職的管理人員缺乏,甚至無管理人員。即使有專人管理但主要以兼職管理為主,由于管理人員其他工作的限制,未有足夠的時間和精力投入到污水處理設施的管理上,使得出現(xiàn)問題無法及時解決,影響處理設施的正常運行;(2)管理人員缺乏專業(yè)技術知識。管理人員大都未經(jīng)過相關的專業(yè)技術指導或培訓,同時,設計單位未在設計方案中指明具體的管理內(nèi)容、管理范圍和管理方法,無法對其所負責的污水處理設施進行正常維護和有效管理;(3)缺乏完善的長效管理機制。管理部門多頭管理,比如涉及包括農(nóng)辦、環(huán)保、水辦等部門,工程設計、施工、驗收整個環(huán)節(jié)缺乏專門的管理部門和系統(tǒng)的管理程序,治理資金分散,工程運行維護和管理出現(xiàn)空位。生態(tài)工程在農(nóng)村污水處理中的應用

2.1 人工濕地系統(tǒng)

人工濕地系統(tǒng)是自然濕地系統(tǒng)某些功能的強化，美國權威濕地研究與設計管理專家Hammer 定義人工濕地為: 一個為了人類的利用和利益，通過模擬自然濕地，人為設計與建造的由飽和基質(zhì)、挺水與沉水植物、動物和水體組成的復合體

［4］

。人工濕地處理技術是一種應用比較廣泛的利用低洼濕地沼澤地處理污水的方法，將污水有控制地投配到土壤（填料）生長有蘆葦、香蒲等水生植物的土地上。人工濕地對廢水的處理機理綜合了物理、化學和生物三重協(xié)同作用。當濕地系統(tǒng)運行成熟后，填料表面和植物根系中生長了大量的微生物形成的生物膜，系統(tǒng)主要去除填料及根系阻擋截留，有機質(zhì)則主要通過生物膜中微生物的同化吸收及異化分解而得以去除。濕地床層中植物對氧的運輸、傳遞、釋放作用，使其根系周圍的微環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，有利于硝化、反硝化反應和微生物對磷的過量積累作用，保證了對氮磷的去除效果，最后通過濕地基質(zhì)的定期更換及植物收割使污染物質(zhì)最終從系統(tǒng)中去除。目前，在美國有600 多處人工濕地工程用于處理市政、工業(yè)和農(nóng)業(yè)廢水［5］，新西蘭也有80 多處人工濕地系統(tǒng)被投入使用

［6］

。在過去的20 年里在我國的廣大郊區(qū)、農(nóng)村地區(qū)超過1 500 個人工濕地案例已經(jīng)成功應用。由于單一的生態(tài)處理方法不能夠達標，近年來復合工藝興起，復合工藝就是將生態(tài)處理系統(tǒng)的不同類型按照場地條件、目的進行組合或與其他污水處理工藝相結(jié)合使用，可以提高系統(tǒng)的處理負荷，從而減少了對環(huán)境條件的依賴性;太湖流域的宜興市尹家村污水處理工程采用MBR/人工濕地組合工藝處理農(nóng)村生活污水，通過對參數(shù)的合理選取及精心設計，取得了較好的處理效果，出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918 － 2002)的一級A 標準。工藝流程包括預處理單元、膜生物反應器處理單元、表流濕地單元、氧化塘單元屬于典型的生態(tài)處理等工藝的綜合運用;清華大學“九五”期間在滇池流域采用人工復合生態(tài)床處理農(nóng)村生活污水，利用微生物的硝化/反硝化作用以及填料對磷的吸附/沉淀作用、水生植物的吸收作用，對營養(yǎng)物氮、磷的去除取得了較好的效果

［7］，但是在推廣應用上仍有不足。

2.2 穩(wěn)定塘系統(tǒng)

穩(wěn)定塘是一種土地經(jīng)過人工適當?shù)男拚?，設圍堤和防滲層的池塘，主要依靠自然生物凈化功能使污水得到凈化的污水生物處理技術。它具有顯而易見的優(yōu)點: 可充分利用地形，節(jié)省基建投資;運行維護費低，系統(tǒng)基本不耗能;無需污泥處理;可實現(xiàn)污水資源化。20 世紀50 年代末，美國加州大學伯克利分校的Oswald和Gotaas 在穩(wěn)定塘基礎上提出并發(fā)展了高效藻類塘。高效藻類塘是傳統(tǒng)穩(wěn)定塘的一種改進形式，它通過強化利用藻類的增值來產(chǎn)生有利于微生物生長和繁殖的環(huán)境，形成更緊密的菌藻共生系統(tǒng)，同時創(chuàng)造一定的物化條件，達到對有機碳、病原體尤其是氮和磷等污染物的有效去除。在法國污水處理領域穩(wěn)定塘頗受人們喜愛，據(jù)統(tǒng)計，法國現(xiàn)在有2 500 ～3 000個穩(wěn)定塘投入使用，平均每個穩(wěn)定塘可服務600 個人，處理量為污水處理廠的20% 左右

［8］

。對穩(wěn)定塘等復合工藝的應用，我國山東東營市是一個較為成功的案例，其具體工藝流程為: 污水→總提升泵站→壓力管線→平流沉砂池→高效兼性塘→曝氣塘→養(yǎng)魚塘→曝氣→養(yǎng)魚塘→蘆葦塘→藕塘→自流或回用，此系統(tǒng)以高效兼性塘、曝氣塘和曝氣養(yǎng)魚塘為主要處理系統(tǒng)，對污水凈化效果較好，還可以利用污水養(yǎng)魚、鴨、鵝，達到污水處理效果的同時也獲得了經(jīng)濟效益

［9］。

2.3 地下滲濾系統(tǒng)

地下滲濾系統(tǒng)通常由化糞池和土壤滲濾裝置構(gòu)成，是將生活污水經(jīng)過化糞池預處理后投配到地面下一定距離，在滲透性良好的地層中，通過土壤的毛細力、重力的作用下使得污水擴散運動，地下滲濾系統(tǒng)凈化機理除了物理截留、物化吸附、化學沉淀、生物降解、動植物等作用，也存在一些土壤生態(tài)處理系統(tǒng)中的特殊機制，如光催化、光降解、植物吸取等。地下滲濾系統(tǒng)具有氮、磷去除能力強，處理出水水質(zhì)好，可回用，基建及運行成本低，運行管理簡單、維護容易、不產(chǎn)生剩余污泥且對進水負荷的變化適應性強等優(yōu)點外，還對各種病原體具有很好的降解作用，適用于新興農(nóng)村地區(qū)的生活污水處理，因而成為人們所關注和廣泛使用的農(nóng)村污水處理工藝。上海市閔行區(qū)匯浦江鎮(zhèn)正義村和匯中村采用地下土壤滲濾處理對當?shù)剞r(nóng)村生活污水進行示范工程，并詳細地比較了面積分別為9 m2(服務人口11 人)、45 m2(服務人口170人)、90 m2(服務人口170 人)以及200 m2(服務人口170 人)的處理系統(tǒng)在工程實際中出水水質(zhì)的不同，試驗結(jié)果顯示處理系統(tǒng)面積越大出水的各個水質(zhì)指標相應變好，200 m2 的處理系統(tǒng)出水水質(zhì)保持在一級A 水平，研究推薦對各農(nóng)戶污水進行收集后在統(tǒng)一建設，面積在90 ～ 300 m

2［10］

。張建等在滇池周邊進行地下滲濾處理農(nóng)村生活污水的中試，處理規(guī)模為30 ～ 40 ms /d，可處理200 余戶村民產(chǎn)生的生活污水，運行效果良好，水力負荷為8 cm/d 時，系統(tǒng)對COD、NH4+-N、TP 和TN 的去除率分別達到80%、90%、95% 和80% 以上，出水水質(zhì)優(yōu)于建設部頒發(fā)的生活雜用水水質(zhì)標準采用間歇配水

［11］。

2.4 蚯蚓生態(tài)濾池

蚯蚓生態(tài)濾池，又稱蚯蚓生物濾池，是利用蚯蚓具有提高土壤透水性能和促進有機物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化的生態(tài)學功能而設計的一種生物、生態(tài)相結(jié)合技術。蚯蚓生物濾池的濾料由上部蚯蚓有機分解層、中間層和下部碎石承托層構(gòu)成。蚯蚓生態(tài)濾池是一個復雜的生態(tài)系統(tǒng)，內(nèi)部生長著蚯蚓和大量的細菌、真菌、霉菌等。濾池就是利用基質(zhì)、蚯蚓和微生物這個復合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學和生物的三重協(xié)同作用對生活污水進行凈化，污染物在這些復雜而又相互聯(lián)系和制約的作用下被去除。蚯蚓生物濾池工程造價和運行費用低，除污效能高，占地面積小，剩余污泥量少，可實現(xiàn)污水、污泥的同步處理，減少后續(xù)污泥的處置處理相關費用等，通過蚯蚓的運動疏通和吞食增殖微生物，還解決了傳統(tǒng)生物濾池所遇到的堵塞問題南京大學鄭正等對將蚯蚓生態(tài)濾池工藝應用于農(nóng)村生活污水進行了研究，并建立了將農(nóng)戶現(xiàn)有的化糞池改裝后直接加以利用的示范工程

［12］

。王樹乾等將蚯蚓微生物生態(tài)濾池用于城鎮(zhèn)生活污水研究，蚯蚓生態(tài)濾池對COD、BOD、TSS 的去除率都在80% 以上，對NH4+-N 的去除率在55%以上，總磷去除率在45%以上

［13］。

3總結(jié)討論

中國農(nóng)村生活污水的治理工作起步較晚，目前還沒有形成規(guī)模。隨著全國新農(nóng)村建設步伐的加快和政策的傾斜，一些地方已經(jīng)開始建設示范工程和規(guī)模化運行的處理設施,但其治理技術多是借鑒國外已有技術，并不完全適用于國內(nèi)。先進的技術不一定是最適用的，只有高效、低投入、低運行成本的污水處理技術，才符合國情。上述污水處理技術具有投資省、效果好的特點，各地區(qū)可以因地制宜，酌情選擇。此外，這些技術也都有自身的不足和值得改進之處,在實際應用中可通過科學設計、優(yōu)化組合，達到技術上的互補。未來的污水處理技術會向著多方面、深層次的方向發(fā)展?？梢灶A見，多種系統(tǒng)的聯(lián)合使用會成為今后發(fā)展的主要方向。參考文獻

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第三篇：污水處理廠的工藝組成與處理等級

污水處理廠的工藝組成與處理等級

城市污水處理工藝流程

典型的城市污水處理工藝流程主要包括機械處理、生化處理（水線）、污泥處理等工段。由機械處理以及生化處理構(gòu)成的系統(tǒng)屬于二級處理系統(tǒng)，其BOD5和SS去除率可達到90％～98%。處理效果介于一級和二級處理之間的一般稱為強化一級處理、一級半處理或不完全二級處理，主要有高負荷生物處理法和化學法兩大類，BOD5去除率45％～75％。具有生物除磷脫氮功能的二級處理系統(tǒng)通常稱為深度二級處理。為了去除特定的物質(zhì)，在二級處理之后設置的處理系統(tǒng)屬三級處理，例如化學除磷，絮凝過濾，活性炭吸附等。

機械處理工段

機械（一級）處理工段包括格柵、沉砂池、初沉池等構(gòu)筑物，以去除粗大顆粒和懸浮物為目的，處理的原理在于通過物理法實現(xiàn)固液分離，將污染物從污水中分離，這是普遍采用的污水處理方式。機械（一級）處理是所有污水處理工藝流程必備工程（盡管有時有些工藝流程省去初沉池），城市污水一級處理BOD5和SS的典型去除率分別為25％和50％。在生物除磷脫氮型污水處理廠，一般不推薦曝氣沉砂池，以避免快速降解有機物的去除；在原污水水質(zhì)特性不利于除磷脫氮的情況下，初沉的設置與否以及設置方式需要根據(jù)水質(zhì)特性的后續(xù)工藝加以仔細分析和考慮，以保證和改善除磷除脫氮等后續(xù)工藝的進水水質(zhì)。

污水生化處理

污水生化處理屬于二級處理，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，其工藝構(gòu)成多種多樣，可分成活性污泥法、生物膜法、生物穩(wěn)定塘法和土地處理法等四大類。日前大多數(shù)城市污水處理廠都采用活性污泥法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉(zhuǎn)變成無害的氣體產(chǎn)物（CO2）、液體產(chǎn)物（水）以及富含有機物的固體產(chǎn)物（微生物群體或稱生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中經(jīng)沉淀池固液分離，從凈化后的污水中除去。

由此可見，污水處理工藝的作用僅僅是通過生物降解轉(zhuǎn)化作用和固液分離，在使污水得到凈化的同時將污染物富集到污泥中，包括一級處理工段產(chǎn)生的初沉污泥、二級處理工段產(chǎn)生的剩余活性污泥以及三級處理產(chǎn)生的化學污泥。由于這些污泥含有大量的有機物和病原體，而且極易腐敗發(fā)臭，很容易造成二次污染，消除污染的任務尚未完成。污泥必須經(jīng)過一定的減容、減量和穩(wěn)定化無害化處理井妥善處置。污泥處理處置的成功與否對污水廠有重要的影響，必須重視。如果污泥不進行處理，污泥將不得不隨處理后的出水排放，污水廠的凈化效果也就會被抵消掉。

各種機械處理、生物處理和污泥處理技置技術設備的選擇與不同組合，以及構(gòu)筑物的設計構(gòu)成了各種各樣的污水處理廠工藝和工程方案。設計人員的職責在于根據(jù)具體條件和處理水質(zhì)目標把各種可能性靈活地結(jié)合起來，以便形成在經(jīng)濟上合算又具有實用價值的總體處理工藝流程，避免在幾種局部性的定型處理法中簡單比選。有關城市污水處理廠的主要工藝類型及工程方案的選擇在后續(xù)部分將作進一步的討論。

活性污泥法污水處理工藝的組成

活性污泥法的工藝及其實施方式的組成包括4個要素，即：

1.處理系統(tǒng)的泥齡（或污泥負荷）

2.電子受體供給方式（即厭氧、缺氧和好氧狀態(tài)）及其分布

3.整個反應池內(nèi)的流態(tài)組成及分布

4.各種設備和構(gòu)筑物，尤其是曝氣設備。

泥齡和電子受體的供給方式是活性污泥法污水處理工藝的核心，直接關系到出水水質(zhì)、反應池容積和污泥產(chǎn)生量。反應池內(nèi)的流態(tài)對處理系統(tǒng)的運行特性和性能具有相當大的影響。各種設備和構(gòu)筑物是實現(xiàn)工藝思想和設定目標的具體手段。不同泥齡、不同流態(tài)和不同曝氣設備的組合構(gòu)成了各種各樣的活性污泥法變型工藝。

根據(jù)泥齡（污泥負荷）的不同，活性污泥法可分成3類，高負荷系統(tǒng)（泥齡0.5～2d），以去除BOD5和SS為目標，BOD5去除率在40％～75％之間；中負荷常規(guī)活性污泥系統(tǒng)（泥齡3～7d），常規(guī)系統(tǒng)以去除BOD5和SS為目標，加厭氧區(qū)可以高效除磷；中低負荷活性污泥硝化系統(tǒng)（泥齡7～15d）和低負荷系統(tǒng)（泥齡15d以上），以BOD5、SS和氮磷為去除目標。一般來說，泥齡越長，污泥的穩(wěn)定化程度越高，延時曝氣系統(tǒng)污泥負荷很低（泥齡25d以上），污泥可基本上得到穩(wěn)定。

值得特別注意的是，泥齡和污泥負荷雖然有關，卻有本質(zhì)的差別。對應特定的處理目標和水質(zhì)要求，往往需要相同的泥齡。在不同的水質(zhì)條件環(huán)境下或不同的工藝方案中，由于生物反應池進水組成特性的不同，相同泥齡所產(chǎn)生的污泥量和污泥組成差別很大，對應的污泥負荷也就存在明顯差別，以MLSS作為污泥量計量基礎時尤為明顯。這就意味著在生物除磷脫氮系統(tǒng)或泥齡較長的系統(tǒng)中，采用污泥負荷概念進行工藝設計往往缺乏合理性，更不用說工藝的優(yōu)化。在本章的后續(xù)部分將對這個問題作進一步的討論。

曝氣池的流態(tài)可分為3種基本類型，推流式、完全混合式和循環(huán)流，循環(huán)流實際上是推流和完全混合的特混合方式。流態(tài)的分布與所選擇的曝氣混合設備類型和布置方式密切相關。曝氣混合設備起供氧及混合作用，以滿足活性污泥代謝作用和耗氧需求并保持活性污泥處于懸浮狀態(tài)。曝氣設備主要包括擴散曝氣、機械曝氣和純氧曝氣等3種類型，擴散曝氣屬底部曝氣，其流態(tài)趨向于推流；而機械曝氣多數(shù)屬于表面曝氣，其流態(tài)趨向于完全混合和循環(huán)流。這4個要素在時間、空間和實施方式上的不同組合形成構(gòu)成了各種各樣的污水處理技術（流程）方案。

一級與一級強化處理工藝

一級處理和一級強化處理，主要作為消減污染物總量的措施，一般應用于下列場合：

通過一級處理或一級強化處理，較大幅度地消減污染物總量后排入大江、大河或海洋，以合理利用環(huán)境容量；

作為城市污水處理廠分期分段建設的手段，以便根據(jù)經(jīng)濟實力，經(jīng)濟有效地逐步實現(xiàn)環(huán)境治理目標。

處理工藝的選擇應依據(jù)城市污水處理設施建設的規(guī)劃設計要求、建設規(guī)模和可利用的水環(huán)境容量?？蛇x用常規(guī)一級處理、化學強化一級處理、AB法前段工藝、水解好氧法前段工藝。高負荷活性污泥法等技術。污泥一般采用濃縮后厭氧消化處理，或直接濃縮脫水處理。

二級及二級強化處理工藝

城市污水處理廠工藝流程包括一級處理部分、二級處理部分和污泥處理部分。這三部分的工藝選擇是相互關聯(lián)的。

在一級處理中，一般情況下，粗格柵、進水泵房、細格柵、沉砂池是所有污水處理廠的必備單元。在污水生物除磷系統(tǒng)中一般不采用曝氣沉砂沉。初沉池的設置與否取決于：

（1）進水SS濃度及其構(gòu)成；

（2）后續(xù)二級處理工藝；

（3）污泥處理工藝。

如果污泥采用厭氧消化方式處理，一般考慮設置初沉池，但后續(xù)生物處理工藝對進水濃度及水質(zhì)構(gòu)成比例關系要求時（例如除磷脫氮工作），應考慮設置初沉池的不利影響。如果污泥采用延時曝氣法穩(wěn)定處理，一般不設置初沉池，但進水SS濃度較高且含高比例無機物時，宜設置初沉池，以消除無機懸浮物對后續(xù)工藝的不利影響，初沉污泥可直接濃縮脫水或經(jīng)過好氧消化后濃縮脫水。

對于大型污水處理廠，污泥一般采用厭氧消化穩(wěn)定處理；對于中小型污水處理廠污泥可采用好氧消化處理，一般為延時曝氣好氧穩(wěn)定。污水生物處理工藝的選擇主要取決于出水水質(zhì)要求，沒有除磷脫氮要求時（即二級處理），大中型污水處理廠一般可采用中等泥齡的常規(guī)活性污泥法或AB法等兩段法處理工藝，污泥采用厭氧消化；對部分中型污水處理廠和大多數(shù)小型污水處理廠，污泥通常采用延時曝氣好氧消化方式，由于泥齡較長，有必要考慮一定程序的氮磷去除，以提高環(huán)境效益，并降低能耗。部分小型污水處理廠還可以采用生物膜法處理。

有較高的除磷脫氮要求時（二級強化處理），除大型污水處理廠外，可以不考慮污泥厭氧消化，而是結(jié)合生物脫氮所需的較長泥齡進行好氧穩(wěn)定；脫氮一般采用硝化/反硝化原理，除磷一般采用生物除磷，必要時增加化學除磷。處理工藝及其實施方式主要取決于進出水水質(zhì)和處理規(guī)模。

對于中等以上濃度污水，達到一級排放所需的處理功能為：生物除磷+化學除磷+硝化/反硝化，達到二級排放標準所需的處理功能為：生物（或化學）除磷+硝化／反硝化。對于低濃度污水，單獨生物除磷效果較差，所需的處理功能為：生物除磷+化學除磷，一般不需要硝化處理。對于除磷功能需求不大的水質(zhì)情況，也建議按生物除磷方式設計，厭氧池可以起到選擇器的作用，有效控制污泥膨脹，改進污泥沉降性能。

生物除磷效果的好壞主要取決于厭氧池進水的快速生物降解有機物/TP有效比值，該有效比值取決于厭氧池進流（進水及回流污泥）的快速生物降解有機物濃度、磷濃度、硝酸鹽濃度和溶解氧濃度。因此，水質(zhì)特性的分析確定對工藝設計有很大的影響，硝酸鹽的控制是工藝設計的關鍵。

對于大部分城市污水，就滿足排放標準來說，所需要的處理程度為具有除磷和部分硝化功能的城市污水二級處理。由于硝化作用主要受硝化菌比增長速率、泥齡和溫度控制?；钚晕勰嘀械南趸殖刹幌趸⒉糠窒趸屯耆趸N情況，其中部分硝化屬于不可控制的高度不穩(wěn)定過程，因此活性污泥系統(tǒng)中硝化作用只能按完全硝化或不硝化這兩種方式設計，不能按部分硝化的方式設計。

當處理系統(tǒng)按硝化設計時，從生物除磷角度及降低能耗角度考慮，處理系統(tǒng)都必須具備反硝化能力，但反硝化程度應根據(jù)具體情況確定。出水總氮和總磷有要求時，根據(jù)總額及除磷要求綜合考慮反硝化程度。出水總氮無要求但出水總磷控制較嚴時，可根據(jù)除磷要求考慮反硝化程度，主要目的是消除回流污泥硝酸鹽對生物除磷的不利影響。

污水除磷包括生物除磷和化學除磷，生物除磷出水濃度可以達到1mg／L，化學除磷出水濃度可以達到0.5mg/L。對于二級排放標準，可以采用生物除磷為主，必要時增加化學除磷；對于一級排放標準，可以采用生物除磷與化學除磷相結(jié)合的方式，以降低化學藥劑的消耗量。

自然凈化處理工藝

在嚴格進行環(huán)境影響評價、滿足國家有關標準要求和水體自凈能力要求的條件下，可審慎采用城市污水排人大江或深海的處置方法。在有條件的地區(qū)，可利用荒地、閑地等可利用的條件，采用各種類型的土地處理和穩(wěn)定塘等自然凈化技術。城市污水二級處理出水不能滿足水環(huán)境要求時，在條件許可的情況下，可采用土地處理系統(tǒng)和穩(wěn)定塘等自然凈化技術進一步處理。采用土地處理技術，應嚴格防止地下水污染。污泥處理處置工藝

污泥濃縮

常見的污泥濃縮技術及其性能簡述如下：

（1）工藝過程重力濃縮：

在沉淀池中通過形成高濃度污泥層完成；費用低，在一定的性能范圍內(nèi)簡單有效；但對污水處理工段的性能可能產(chǎn)生不利影響，有效性受物理因素的限制，運行操作靈活性不高；一般適用于初沉污泥、化學性污泥和生物膜污泥的濃縮。

（2）單獨的重力濃縮：在獨立的重力濃縮池中完成；簡單有效，有助于提高污水工段的性能；但投資費用較高。停留時間較長時可能產(chǎn)生臭味，而且不是所有污泥都有效；但用于生物除磷剩余污泥濃縮時，會出現(xiàn)磷的大量釋放，其上清液需要采用石灰法進行除磷處理，適用于初沉污泥、化學污泥和生物膜污泥。

（3）空氣氣?。翰僮骱啽?，使用高分子可提高處理能力和固體回收率；有一定臭味，動力費用高，對污泥沉降性能（SVI）敏感；適用于余污泥產(chǎn)量不大的活性污泥法處理系統(tǒng)，尤其是生物除磷系統(tǒng)的剩余污泥。

（4）離心濃縮：自成系統(tǒng)，效果好，操作簡單；但投資較高，動力費用較高，且需要較高水平的維護；適用于大中型污水廠，生物和化學污泥。

（5）帶式重力濃縮機：投資低，運行費用中，效果好，對各種性能的污泥適應性強；受高分子影響，濕度大，需要仔細操作；適用于各種生物污泥。

污泥脫水

污泥脫水技術及其性能簡介如下：

（1）帶式壓濾機：設備簡單，投資適中，操作簡易，開關容易，可間歇運行；非封閉系統(tǒng)，具有臭味、濕度大、控制難問題，需要仔細操作；適用于各種規(guī)模污水處理廠及各種污泥。

（2）離心脫水機：自成系統(tǒng)。運行時不需過多監(jiān)視，干度較好；但需要特別維護，一般不適于間歇運行；適用于能連續(xù)運行的大中型污水廠，大量固體的處理。

（3）板框壓濾：含固率高；運行費高、間歇批次運行，維護量較大，運行操作較困難，適用于小量污泥處理或干度要求高的情況。

（4）污泥干化床：費用低；占地面積大，衛(wèi)生條件差；適用于小型污水廠消化污泥。

（5）污泥塘：費用低，操作簡單；占地大，有臭味；適用于中小型污水廠或生物塘。

污泥穩(wěn)定

污泥穩(wěn)定技術和性能分述如下：

（1）厭氧消化：已有豐富經(jīng)驗，能耗低，可以通過沼氣利用回收能源，操作簡易，致病茵破壞率高，具有一定的貯泥作用；投資較高，沒有減容作用；適用于大中型污水廠，污泥利用和填埋。

（2）好氧消化：有兩種方式，單獨好氧消化或延時曝氣同池好氧穩(wěn)定；有豐富實踐經(jīng)驗，投資較低，操作簡易，設備簡單，能存貯污泥；運行費用較高，致病菌破壞率較低，沒有減容效果；適用于中小型污水廠，污泥利用。

（3）堆肥：致病菌破壞率很高，產(chǎn)品可在城區(qū)及鄉(xiāng)村應用；費用較高，存在臭味和灰塵問題，材料處理量大；適用于重金屬和有毒有害有機物含量很低的污泥。

（4）焚燒：僅殘留灰分，減容減量明顯；投資高，設備復雜，運行費用高，運行管理難度較大；適用于所有類型污水處理廠。

（5）堿性穩(wěn)定：易實施，投資費用低；運行費用較高，運行操作較困難，污泥不能長期在處理廠內(nèi)存儲；適用于暫時性和過渡性應用。

第四篇：我國農(nóng)村污水生態(tài)處理研究及現(xiàn)狀分析

我國農(nóng)村污水生態(tài)處理研究及現(xiàn)狀分析

摘要: 隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進展的推進和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的迅速崛起，農(nóng)村水環(huán)境日益惡化。該文介紹了農(nóng)村污水現(xiàn)狀，分析農(nóng)村污水處理存在的難點，指出農(nóng)村污水處理技術必須經(jīng)濟、節(jié)能、簡便易行，并與當?shù)氐纳鷳B(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合，提出相應對策以供研究商榷。

關鍵詞:污水處理;新農(nóng)村農(nóng)村污水；生態(tài)環(huán)境；治理對策

一、農(nóng)村污水生態(tài)現(xiàn)狀

我國環(huán)保部門的工作重點通常放在大中城市，而忽視了占全國總面積90％的廣大農(nóng)村，致使農(nóng)村水污染問題日益嚴重。據(jù)報道，目前全國農(nóng)村每年超過2500萬t的生活污水直接排放，造成河流、水塘污染，影響村民居住環(huán)境和用水安全。

李娜［1］在論農(nóng)村污水生態(tài)處理工藝分析中，對我國具有代表性的9個省43個縣74個村莊調(diào)查顯示，96％的村莊沒有排水渠道和污水處理系統(tǒng)；89％的村莊將垃圾堆放在屋前屋后、道邊路旁，甚至水源地、泄洪道、池塘，生活、生產(chǎn)污水隨意排放。一旦進入汛期，污水和雨水一并進入合流管道，就近排入河道，使河道受到嚴重污染，村、鎮(zhèn)的污、廢水排放已嚴重破壞了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境平衡。汪紹盛，楊樹生等［2］就農(nóng)村水環(huán)境存在的主要問題，水資源短缺和境內(nèi)外污水排泄，使水污染加劇等問題進行論述。大量不達標的污水和未處理的廢污水直接排入河道，加之各河水量逐年減少，河道斷流，干涸現(xiàn)象日益嚴重，導致天然水體自凈能力降低，地表水水質(zhì)絕大部分為Ⅴ類或劣Ⅴ類水，濕地面積持續(xù)減少，由于水資源缺乏，部分農(nóng)田引用污水灌溉，使農(nóng)產(chǎn)品和土壤遭到污染，造成農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境破壞。

二、農(nóng)村污水處理現(xiàn)狀

我國農(nóng)村污水處理設施建設比較晚,“十一五”規(guī)劃推動農(nóng)村污水處理建設,要求農(nóng)村無公害排放,但是我國農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展落后,農(nóng)村污水處理設施建設才剛起步。

北方部分農(nóng)村及沿海地區(qū)大部分農(nóng)村配有污水處理系統(tǒng),多以單村處理為主。如北京各村現(xiàn)在實行污水處理建設,多采單村處理模式,只有部分相對集中的村落采用集中處理;還有少數(shù)靠近城鎮(zhèn)的村落,污水管接入城市集中處理管網(wǎng)。分散布置模式采用的處理工藝主要有人工濕地、生物膜法(MBR)、智能化小型污水處理工藝(CWT)等。［3］但存在部分系統(tǒng)冬季低溫無法運行;日變化系數(shù)大,系統(tǒng)少數(shù)時間高負荷運行;污水量太小時,停止運行。沿海地區(qū)等集中村落設有污水處理系統(tǒng),但處理工藝落后,多采用城市污水處理工藝;靠近城市村落,接入城市管網(wǎng);分散的、經(jīng)濟相對差的村落無污水處理設施。

三、農(nóng)村污水處理的投入和產(chǎn)出效益分析

1．工程投資

(1)集中處理系統(tǒng)的投資。污水處理費用隨處理方法的不同而不同。污水處理廠的工程投資以及運行費用一般較高，人工濕地系統(tǒng)和土地處理系統(tǒng)的處理費用相對較低。污水深度處理的工程費主要與要求的出水水質(zhì)有關。

人工濕地污水處理系統(tǒng)的工程投資和運行費一般分別為傳統(tǒng)二級處理工藝的1／3～2／3和1／6—1／3。

(2)分散處理系統(tǒng)的投資。如：目前的成套模塊化生活污水納濾膜污水處理設備，每套售價在幾萬到十幾萬不等。2．效益分析

(1)經(jīng)濟效益。污水處理的直接經(jīng)濟效益與當?shù)厮Y源的短缺程度密切相關。處理后的生活污水可作為灌溉水或其他用途使用，從而節(jié)約淡水資源。同時，農(nóng)村地區(qū)環(huán)境條件的改善可降低與污染有關疾病的傳播，減少由此引起的經(jīng)濟損失。

(2)能源效益。污水處理廠需要一定的能源消耗，如果采用厭氧分解工藝，將產(chǎn)生的沼氣收集發(fā)電可解決部分能源問題。人工濕地或土地處理系統(tǒng)一般不需要消耗能源或耗能極少。分散污水處理設施需要消耗一定的電能。

(3)環(huán)境效益。農(nóng)村生活污水處理的最直接效果就是環(huán)境條件的改善，特別是當采用人工濕地處理技術時，通過居民區(qū)生態(tài)環(huán)境的綜合治理，可提高居民的生活環(huán)境質(zhì)量。(4)社會效益。污水處理既可提高水資源的重復利用率、緩解水資源供需矛盾、促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，又可改善農(nóng)村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境條件、緩解城市的人口壓力、促進社會的和諧發(fā)展，對我國社會經(jīng)濟的健康持續(xù)發(fā)展具有積極的作用。

四、農(nóng)村污水處理中的難題

（1）資金問題 村級污水治理工程是公益性非盈利的項目，缺乏正常的商業(yè)化運行能力，籌資渠道相當困難。村鎮(zhèn)經(jīng)濟力量薄弱，要求就地處理，就地利用，采用的工藝成本低、運行費用低、能耗低。

（2）工藝問題

農(nóng)村污水的處理不能沿用和照搬大、中型規(guī)模城市污水處理工藝及設計參數(shù)，避免造成工程投資和運行費用過高。村鎮(zhèn)技術力量薄弱，要求處理工藝簡單，維護方便。

（3）環(huán)保意識問題

生態(tài)環(huán)境意識薄弱，對農(nóng)村污水治理工作的必要性缺乏了解與重視。

（4）污水管網(wǎng)問題

由于缺乏規(guī)劃、農(nóng)民生活水平等許多歷史原因，現(xiàn)在大多數(shù)農(nóng)村都沒有完善的污水管網(wǎng)，村級污水治理工程中的污水管網(wǎng)投資非常高，要占工程總投資的70%以上。

（5）政策法規(guī)問題

專門針對農(nóng)村污水的相應的規(guī)定和管理制度不夠健全。

五、農(nóng)村污水處理措施

取水與給水、用水與排水、治污與回用、節(jié)水與管水，均具有普遍性和持久性，是一項全民參與的群眾性工作。如何治理、抑制污染，充分利用好有限的水資源，是水資源管理的重中之重。

（1）對各級水源保護區(qū)和水功能進行有效防護。提倡科學施肥，增施有機肥、沼肥和生物治蟲，盡量使用無毒、低毒，易于分解的農(nóng)藥。在保證農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和農(nóng)民收入不減少，甚至略有增加的基礎上，提高水肥和農(nóng)藥的利用率，發(fā)展綠色高效農(nóng)業(yè)。

（2）實行工業(yè)廢水與生活污水分別處理和中水雨洪利用技術［4］，抓住雨季和大水年沖污；雨洪水、工業(yè)廢水和生活污水混排改為分排；禁止盲目打井，逐步取消自備水源井和各類直接入河排污口及滲井、滲坑，建垃圾池和污水處理廠；在NH4+污染嚴重地區(qū)，如作飲用水應采取除氮技術或另尋水源地。

（3）利用苦咸水淡化技術，苦咸水資源化。在縣城及農(nóng)村周圍村莊建設咸水淡化處理廠，如縣城和周圍農(nóng)村地區(qū)全部用上淡化水，則每年可節(jié)約淡水80萬m3。

（4）中水。中水的水源有兩個：①自身生活污水處理后的水；②收集的雨水簡單過濾和沉淀后的水。中水可用于沖洗廁所、汽車或暖氣用水。

（5）生活垃圾。隨著農(nóng)村生活水平提高，含有塑料的包裝物、生活用品、電子廢棄物在農(nóng)村已十分普遍，垃圾中難降解有機物迅速增加。［5］很多農(nóng)村垃圾隨意堆放在田間、地頭、水塘和河道溝渠邊。這些垃圾腐化過程中產(chǎn)生大量的酸性和堿性有機污染物，造成地下水和地表水嚴重污染，一到汛期，雨洪又引發(fā)大部分支流水質(zhì)受到污染，非點源污染在暴雨或暴雨后對水質(zhì)影響最大。

總結(jié)：目前農(nóng)村生活污水任意排放,造成流域等水體污染,同時農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展趕不上城鎮(zhèn),地區(qū)特點突出等,因此新農(nóng)村污水處理系統(tǒng)建設迫切需要經(jīng)濟、高效、自動化高的一體化處理系統(tǒng),以適應我國農(nóng)村污水的多樣性等。在選擇工藝時,要結(jié)合當?shù)貙嶋H情況,如水質(zhì)、水溫、經(jīng)濟發(fā)展水平等因素,綜合考慮確定具體工藝；在選擇措施時，要充分考慮當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)村居民的資金成本問題，達到利民利生態(tài)的最佳效果。

參考文獻：

［1］李娜，于曉晶．農(nóng)村污水生態(tài)處理工藝分析［J］．水科學與工程技術，2008 ［2］汪紹盛，楊樹生，楊世鵬等．加強天津市農(nóng)村水環(huán)境治理措施的研究［J］．海河水利，2009 ［3］董華．農(nóng)村污水處理的必要性［J］．水科學與工程技術, 2006 ［4］李根生．農(nóng)村污水生態(tài)處理及飲水安全戰(zhàn)略分析［J］．水科學與工程技術, 2009 ［5］Mozi．新農(nóng)村建設中污水處理系統(tǒng)研究及現(xiàn)狀［J］．水科學與工程技術, 2010

第五篇：規(guī)模化養(yǎng)豬場的糞便及污水生態(tài)循環(huán)法處理工藝

規(guī)?；B(yǎng)豬場的糞便及污水生態(tài)循環(huán)法處理工藝

一、國內(nèi)外現(xiàn)狀

國內(nèi)外規(guī)?；i場糞便污水處理技術多種多樣,不勝枚舉。透過這些處理技術表象,從本質(zhì)上看,規(guī)?；i場糞便污水處理模式不外乎有三種:還田模式、自然處理模式和工業(yè)化處理模式。

日本在走了十多年的彎路后,從上世紀70年代又開始推廣糞污還田利用的處理模式。在美國,糞污還田前一般沒有采用專門的裝置進行厭氧消化,而是貯存一定時間后直接灌田。由于擔心傳播畜禽疾病和人畜共患病,糞便污水經(jīng)過生物處理之后再適度地還田利用已成為新的趨勢。德國等歐洲國家則是將糞便污水經(jīng)過中溫或高溫厭氧消化后再進行還田利用,以殺滅或去除寄生蟲卵和病原菌。我國上海部分地區(qū)也有采用還田模式的養(yǎng)豬場。國內(nèi)一般采用厭氧消化后再還田利用,既可避免有機物濃度過.高引起作物爛根和燒苗,又能回收清潔能源---沼氣,減少溫室氣體排放。在還田利用模式中,關鍵問題是土地對糞便污水的承載能力。盡管還田模式具有:投資省;不耗能,毋需專人管理,運轉(zhuǎn)費用低;營養(yǎng)物質(zhì)資源化,污染物零排放等優(yōu)點。但是,還田模式也存在以下一些問題：(1)需要大量土地,萬頭豬場的糞污消納至少需要耕地1000畝,因此受條件限制,適應性不強;(2)雨季以及非用肥季節(jié)還須考慮糞污或沼液的出路;(3)存在傳播畜禽疾病和人畜共患病的危險；(4)不合理的施用方式或連續(xù)過量施用會導致硝酸鹽、磷及重金屬的沉積，從而對地表水和地下水構(gòu)成污染;(5)降解過程產(chǎn)生的氨、硫化氫等有害氣體會污染大氣。自然處理模式采用氧化塘、人工濕地等自然處理系統(tǒng),對豬場糞便污水進行處理。適用于遠離城市,經(jīng)濟欠發(fā)達;土地寬廣,地價低廉,氣候溫和地區(qū)的規(guī)?；B(yǎng)豬場,特別是有灘涂、荒地、林地或低洼地可作污水自然處理系統(tǒng)的養(yǎng)豬場。美國、澳大利亞以及東南亞一些國家的豬場糞污處理采用這種模式較多。國內(nèi)南方地區(qū)（如江西、福建、廣東）也大多采用這種模式。自然處理模式雖然具有投資少，運行管理費用低,不耗能;污泥量少,不需要復雜的污泥處理系統(tǒng)等優(yōu)點但它仍需要占用大量的土地且處理不好容易污染地下水等諸多條件限制。

對于那此規(guī)模較大、地處大城市近郊,經(jīng)濟發(fā)達，土地緊張,沒有足夠農(nóng)田消納糞污或進行自然處理的豬場,只能采用工業(yè)化處理模式來處理糞便污水。這種模式包括厭氧處理、好氧處理以及厭氧-好氧處理組合系統(tǒng)。在日本,豬場糞污處理主要采用這種模式。韓國則是將畜禽養(yǎng)殖廢棄物集中起來進行處理。意大利、西班牙也有少部分養(yǎng)殖場的糞污處理采用這種模式。這種模式也在國內(nèi)規(guī)?；i場糞污處理中較多采用。他具有占地少、適應性強，處理能力強的優(yōu)點但是投資較大，運行費用高，需要專業(yè)人員進行維護等缺點。隨著隨著我國土地的日益緊缺,將會有更多的規(guī)?；i場不得不選擇這種處理模式。

河北奇驥生物技術有限公司經(jīng)過多次試驗確定了一種高效低耗的處理規(guī)?；i場廢物處理方案。主要分為三個階段：第一階段，通過在日糧中添加益生菌提高豬的飼料利用率，另外在環(huán)境中噴灑益生菌劑，提高環(huán)境中有益菌數(shù)量從而抑制有害菌的生長，并能起到豬糞尿提前分解的作用；第二階段，在沼氣厭氧池內(nèi)添加高性能沼氣發(fā)生菌，提高厭氧消化速率，增加產(chǎn)氣量并能起到縮短廢水處理周期的作用；第三階段沼液的后處理，通過曝氣處理及快速降解廢水有機質(zhì)芽孢菌的添加達到快速凈化水質(zhì)的目的。

二、處理目標

養(yǎng)豬場的豬糞便質(zhì)地較細，成分較復雜，含蛋白質(zhì)、脂肪類、有機酸、纖維素、半纖維素以及無機鹽。豬糞含氮素較多，碳氮比例較小(14：1)，一般容易被微生物分解，釋放出可為作物吸收利用的養(yǎng)分，是一種良好的農(nóng)家肥，是培肥改良土壤的優(yōu)質(zhì)有機肥資源。但大多數(shù)養(yǎng)豬場的糞便采用水沖糞的方式清理糞便，這就使得產(chǎn)生豬糞的同時會伴隨大量污水的產(chǎn)生。因此需將其固液分離，糞渣可以進行堆肥，制成有機肥，污水經(jīng)厭氧處理使其達到排放標準直接排放并可產(chǎn)生利用沼氣這一能源。

1頭豬每日產(chǎn)生糞2kg（以含水率80%計）、尿3kg（參考HJ497的規(guī)定，以實際產(chǎn)生量為準），根據(jù)養(yǎng)豬場中實際成豬與豬仔比例，則一萬頭豬按每日產(chǎn)生糞12t、尿18t計。采用水沖糞的方式清理豬糞便，參照GB18596，一頭豬每天產(chǎn)生的糞便需要0.018t的沖洗水，則5000頭豬每日需90t的水，則5000頭豬每日產(chǎn)生糞便經(jīng)固液分離后可產(chǎn)生100t的污水。

豬糞便經(jīng)固液分離后污水中的污染物濃度及pH值如下：化學需氧量（CODcr）為6500mg/L,氨氮（NH3-N）為590~850 mg/L，總氮（TN）為805~1000 mg/L，總磷（TP）為127 mg/L，pH為6.3-7.5。而經(jīng)厭氧處理后可將其降低至：化學需氧量（CODcr）為1400mg/L,氨氮（NH3-N）為1100 mg/L，總氮（TN）為1120mg/L，總磷（TP）為80mg/L，pH為7.3-7.8。而剩余的的厭氧廢液雖然有機物已經(jīng)降解了很大一部分但是其氨氮幾乎沒有降低甚至還有所升高，其余指標也高于國家畜牧用水排放標準，但是這種水可生化性能大大降低，不適合微生物生長，里面的生物質(zhì)成分很難被好氧菌分解，解決這種廢水難度很大。一般公司多采用加堿平衡廢液酸度，加糖類來平衡廢液碳氮比從而達到適合微生物生長的標準進而將廢水凈化，但這樣做下來費用很高處理每噸廢水需要3元左右的費用，其高昂的費用讓很多公司不能應用。我們選擇用未厭氧發(fā)酵的廢液作為碳源及PH緩沖物以一定比例添加到沼氣廢液中在進行間歇曝氣處理，在不添加化學藥劑的情況下基本達到了加藥劑曝氣處理后的指標，能夠滿足國家廢水排放標準。

三、處理方案

在豬日糧內(nèi)添加0.01%我公司生產(chǎn)的飼用菌劑《豬貝健》，利于提高豬的飼料利用率，減少氨氮的產(chǎn)生及硫化氫的出現(xiàn)；并在豬場環(huán)境中噴灑益生菌稀釋液《環(huán)境修復劑》，使益生菌在豬的飼養(yǎng)環(huán)境中形成優(yōu)勢菌群，這樣就抑制了有害菌的生長，還能在糞尿處理前對其預發(fā)酵處理，使后面處理糞便及廢水周期縮短。

養(yǎng)殖場的豬糞經(jīng)固液分離后，固體糞及部分沉淀污泥加入我公司生產(chǎn)的組合肥料菌劑進行發(fā)酵，污水利用沼氣池進行厭氧處理，加入沼氣生產(chǎn)復合菌劑便于快速產(chǎn)生沼氣并使得污水降解更徹底，污水經(jīng)厭氧處理、好氧處理及殺毒等工序達到排放標準，從而直接循環(huán)利用或作為灌溉用水。

糞便通過管道從豬舍排入糞便收集池，糞便收集池用來暫時存儲糞便；

糞便從糞便收集池進入固液分離設備，實現(xiàn)固液分離，獲得固體糞便以及糞便污水；

固體糞便利用組合肥料菌劑進行發(fā)酵，糞便污水進入?yún)捬跸剡M行厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣，沼氣凈化后進入儲氣罐存儲。利用我公司的畜牧養(yǎng)殖菌劑飼喂可以提高厭氧發(fā)酵效率，增加豬的飼料消化率從而減少氨及硫化物的產(chǎn)出，提高所產(chǎn)沼氣的純度，進而增加熱值，提高沼氣的穩(wěn)定性。

污水經(jīng)厭氧發(fā)酵后，進入氧化池，通過氧化池的好氧分解作用將污水中較復雜的有機化合物分解成二氧化碳、硝酸鹽、硫酸鹽等小分子物質(zhì)。

污水經(jīng)氧化池進入消毒池，殺死污水中的病原性微生物，便于公司循環(huán)利用水資源。而好氧間歇曝氣后的水由于里面含有大量益生菌可不經(jīng)消毒直接作為灌溉用水。

四、工藝參數(shù)計算

由第一部分計算可知，5000頭豬可產(chǎn)生糞便經(jīng)固液分離后可產(chǎn)生100t的污水，固體糞6t。

1、糞便收集池的參數(shù)計算

污水及固體糞110t/d, 糞便收集池容積不少于污水及固體糞日總量的50%，糞便收集池的容積設計為60m3，具體尺寸為長、寬、高分別為4m，寬4m，高4m（地下）。

2、固液分離設備

污水及固體糞110t/d，則固液分離設備應具有超過110t/d的處理能力。設備安裝尺寸為2.5m*2.5m*2m。

3、厭氧消化池

每日產(chǎn)生100t污水，根據(jù)厭氧消化設計要求，水力停留時間應大于5d，以6d計，則厭氧消化池的容積至少為100t/d*6d=600m3，按理論容積占厭氧消化池實際容積的80%計，則厭氧消化池實際容積不小于750 m3。厭氧消化池采用升流式厭氧污泥床（UASB），具體尺寸為：直徑5，高度8m。

4、配水池

每日產(chǎn)生100t污水，配水池需加至少30%原水，水利停留時間為1d，則配水池的容積應不小于130m3,按理論容積占實際容積的80%計算，則配水池的實際容積為以165m3計，具體尺寸8m*8m*2.6m。

5、氧化池

每日產(chǎn)生100t污水，氧化池采用活性污泥工藝并加入廢水降解菌及硝化菌劑，水利停留時間為6d，則氧化池的容積應不小于600m3,按理論容積占實際容積的80%計算，則氧化池的實際容積為以660m3計，具體尺寸15m*15m*3m。氧化池需進行曝氣，具體曝氣量需按具體污染物濃度進行計算。（氧化池需兩個）采用間歇曝氣法進行日處理廢水水量90~110t/d,水力停留時間(HRT)5-6d。SBR每天運行3個周期,8h為1個周期,其中曝氣4.0h,沉淀1.0h,排水1.0h,進水1.0h,閑置1h。

6、消毒池

每日產(chǎn)生100t污水，消毒池采用紫外線消毒，水力停留時間為2天消毒池理論容積為200 m3，按理論容積占實際容積的80%計算，則消毒池的實際容積以240m3計，具體尺寸15m*10m*2.4m。

也可向池水內(nèi)撒消毒劑如次氯化鈣等進行消毒處理。

7、自然凈水塘

根據(jù)實際需求將凈化后的水放入進行長時間儲存?zhèn)溆?，塘?nèi)加光合細菌及水草等植物對其進一步凈化。

8沼氣凈化及儲氣罐 占地面積以實際工藝為準。9堆肥場地

發(fā)酵車間內(nèi)建發(fā)酵槽2個，槽長30m、寬3m，高度2m，堆肥場地占地面積50*10=500m2。物料發(fā)酵周期大約為20-25天。

五、工藝注意事項

在厭氧消化液中添加不同比例的原水,可使SBR處理系統(tǒng)顯現(xiàn)不同的運行性能。以配水比30%的混合液作為處理對象,反應系統(tǒng)的pH保持在7.7左右,出水NH3-N逐步降低,到后期一般在10mg/L以下,并且穩(wěn)定。但是由于豬場廢水成分不穩(wěn)定，實際應用中可能造成配水比不符合要求，廢水處理運行不穩(wěn)定，其直接表現(xiàn)在廢液處理過程中PH降至6.0以下，這時就需要適當提高配水比來緩沖亞硝化過程中產(chǎn)生的酸。

六、工藝優(yōu)點

1、運行費用低，過程中基本不需要額外添加化學藥劑；

2、污泥產(chǎn)生量少

3、處理后的凈化水中含大量益生菌，可直接作為灌溉用水提高水資源利用率。

4、使用奇驥微生態(tài)生物菌劑處理環(huán)境不但無害還能增強豬的免疫力，減少環(huán)境中致病菌數(shù)量，對養(yǎng)殖場起到多重防護的作用。

詳情關注奇驥公眾號：奇驥微生態(tài)。