农村污水处理技术

sanshui · 发表于 2009-7-7 19:58:56

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农村生活污水处理技术 1、生活污水的性质农村生活日渐城市化，生活污水主要来自农家的厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、淋浴排水及其他排水等。生活污水含纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机类物质，还含有氮、磷等无机盐类，其BOD5浓度约为：100～250mg／L之间。生活污水中含有多种微生物，新鲜生活污水中细菌总数在5×105～5×106个／L之间，并含有多种病原体。生活污水中悬浮固体物质含量一般在200～400mg／L之间。污染物平均浓度见表3－1。由于生活污水中污染物以有机物为主，同时生活污水中还含有许多微生物，对有机污染物进行分解，因而生活污水是不稳定的、生物可降解的和易腐烂的，如果不经处理直接排放到环境中去会引起环境的污染。

表3－1生活污水污染物平均浓度

（单位：mg/L）

项目类别	CODcr	BOD5	SS	PH
原污水	300～350	100～250	300～350	6.5

（注：参考有关资料确定） 2、生活污水的处理方法由于生活污水中的污染物是以有机物为主，其生化性较好，所以通常情况下生活污水的处理都是采用生物处理的方法。生活污水的处理方法从处理工艺上分有：厌氧生物处理和好氧生物处理。从处理方式上分：有集中处理和分散处理。集中处理的方法多采用好氧生物处理，运行可靠，处理效果好，但存在着基建投资大、动力消耗多、运行费用高、剩余污泥处理难等问题；分散处理方法大多数为厌氧生物处理，处理设施投资少、运行费用低，但相当一部分处理设施存在着处理效果不稳定、难以达到排放标准的问题。城市生活污水处理大多数采用集中活性污泥法处理，但这种方法不完全适宜农村。 3、农村生活污水处理工艺比较与选择农村生活污水的处理应选用投资少、运行管理方便费用低的小型分散式处理方法为主。目前此类处理方法有以下几种： ⑴、生活污水净化池沼气 生活污水净化沼气池是采用厌氧发酵技术和兼性生物过滤技术相结合的方法，在厌氧和兼性厌氧的条件下将生活污水中的有机物分解转化成CH4、CO2和水，达到净化处理生活污水的目的。其处理工艺： 生活污水 格栅池 前处理区［一级厌氧发酵、 二级厌氧发酵（挂膜）］ 后处理区（兼性生物滤池） 排放生活污水沼气净化池在全国大部分地区得到了推广，它的优点是：不消耗动力、运行稳定、管理简便、剩余污泥少、还能回收能源（沼气），建在绿化或菜地下，不占地，投资为700－900元/户。目前我省也在广泛推广这项技术，2004年由省建设厅审查批准，以苏建科（2004）194号文颁发了苏S03-2004《生活污水净化沼气池》标准图集。但从目前推广使用情况来看，生活污水净化沼气池在技术上也存在一定的问题。主要是：污水停留时间长，出水中部分指标未达排放标准等。根据我省如皋、靖江、扬州等地使用情况调查，以及浙江省金华市推广情况看，生活污水净化沼气池的出水基本达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的二级标准，见表3－2。如皋市如城镇庆余新村B-05号住宅楼净化沼气池，1999年建成后投入使用，经一年运行后对其处理的水质进行了监测，监测数据见表3－3。靖江市三江公司宿舍楼居住630人，生活污水采用净化沼气池处理，1997年建成后投入使用，经过近三年的运行使用，对其出水水质进行了监测，监测结果见表3－4。这两处净化沼气池运行至今，从监测数据看其处理效果都达到二级或优于二级排放标准，同时至今也未进行清渣，但没有发生堵塞，也未发生运行费。由此可以说明生活污水净化沼气处理技术，虽然存在一些缺陷，但总体上技术是成熟的，通过进一步的技术改造其处理效果会更加好。

表3－2《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)

（单位：mg/L）

序号	基本控制项目	一级标准		二级标准	三级标准
序号	基本控制项目	A标准	B标准	二级标准	三级标准
1	化学需氧量（COD）	50	60	100	120①
2	生化需氧量（BOD）	10	20	30	60①
3	悬浮物（SS）	10	20	30	50
4	动植物油	1	3	5	20
5	石油类	1	3	5	15
6	阴离子表面活性剂	0.5	1	2	5
7	总氮（以N计）	15	20
8	氨氮（以N计）	5(8)	8(15)	25(30)
9	总磷（以P计）	0.5	1	3	5
10	色度（稀释倍数）	30	30	40	50
11	PH	6～9	6～9	6～9	6～9
12	粪大肠菌群数（个/L）	103	104	104

注：①下列情况下按去除率指标执行：当进水COD大于350 mg/L，去除率大于60%；BOD大于160 mg/L时，去除率应大于50%。 ②括号外数值为水温>12°C时的控制指标，括号内数值为水温≤12°C时的控制指标。

表3－3庆余新村B-05号住宅楼净化沼气池水质

（2000年6月1日）（单位：mg/L）

项目抽样	CODcr	BOD5	SS	NH3–N	PH
进水	343	136	631	33.1	7.54
出水	38	11.4	45	5.36	7.82

表3－4靖江市三江公司宿舍楼净化沼气池水质

（2000年9月13日）（单位：mg/L）

项目抽样	CODcr	BOD5	SS	PH
出水	96	32.5	97	7

⑵、高效生物化粪池（SW型生活污水自净装置）高效生物化粪池由我省某公司生产的。是在普通化粪池上加以改造形成的。2004年由江苏省建设厅审查批准，以苏建科（2004）380号文颁发（苏S/T04−2004）《轻质高强一体化玻璃钢化粪池选用及安装》标准图集，在城郊结合部城市污水管网未覆盖到的居住区可采用。其处理工艺也是利用厌氧微生物对有机质发酵、分解作用，达到污水的净化。经过改造的工艺流程为：污水 调节沉淀池 栅滤 多级厌氧 接触生化 多级厌氧 二次接触生化 滤清出水 生产厂称其工艺为高效生物化粪池（SW型生活污水自净装置），出水水质达到《综合污水排放标准》的二级排放标准。目前还没有收集到其处理效果监测数据。它的优点是：安装施工方便、快捷。建在绿化底下，不耗能。缺点是：停留时间较长，不定期清掏污泥，造价稍高，达900－1000元/户。 ⑶、地埋式无动力净化处理装置 地埋式无动力净化处理装置是在圆筒型兼性滤池专利的基础上发展而成的，其处理工艺流程为： 生活污水 缺氧酸化 兼性过滤 氧化沟（自然通风） 排放该处理装置的最大特点是增加了氧化沟，其他都和净化沼气处理池的工艺相同。增加氧化沟的目的是想对厌氧发酵后的污水进行氧化处理，使出水水质进一步提高。从处理工艺流程上看，该处理装置是一种比较理想的小型生活污水处理装置，也曾进行过大力推广，但从一段时间的实践结果看没有达到预期的效果，处理后出水水质并没有达到设计的要求。处理效果和普通化粪池效果差不多，虽然它亦建在绿化地下，不占地，但投资为1190元/户，大大高于化粪池，故仅限于污水管网未延伸到的城郊结合部采用。 ⑷、人工湿地生活污水处理技术 “湿地”泛指暂时或长期覆盖水深不超过 2 米的低洼地、及低潮时水深不超过 6 米的沿海地区，包括各种咸水、淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及泛洪平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。湿地是地球上具有多种独特功能的生态系统，它不仅为人类提供大量食物、原料和水资源，而且还在维持生态平衡、保持生物多样性和珍稀动物资源以及涵养水源、补充地下水等方面起到重要作用，享有“地球之肾”的美誉。根据湿地形成的条件可把湿地分为自然湿地和人工湿地。自然湿地即在自然状态下形成的，如上述所说的湿地。而人工湿地是科学家受天然湿地净化功能的启发而发明的一项技术。人工湿地是通过模拟和强化自然湿地功能，将污水有控制地投配到土壤（填料）经常处于饱和状态且生长有芦苇、香蒲等水生植物的土地上，污水沿一定方向流动的过程中，在耐水植物和土壤（填料）的物理、化学和生物的三重协同作用下，污水中有机物通过过滤、根系截留、吸附、吸收和植物光合、输氧作用，促进兼性微生物分解来实现对污水的高效净化。 人工湿地按水流方式可分为潜流湿地和漫流湿地。潜流湿地是在填料床表层面上栽种耐水、且根系发达的植物，污水经格栅池、沉淀池预处理后进入湿地床，以潜流方式流过滤料，污水中有机质被碎石滤料和植物根系拦截吸附过滤，和被微生物与植物根营养吸收、分解使污水获得净化。漫流湿地（又称自由水面湿地）是污水进入湿地后，在湿地表面维持一定厚度水层，水流呈推流前进，形成一层地表水流，并从地表出流。污水中有机物经沉淀，根系拦截，吸附，吸收，分解而获净化的。按水流方向可将人工湿地又分为水平流湿地床和垂直流湿地床。垂直流湿地床的水流通过导流管或导流墙的引导，在湿地床内上下流动，多个垂直流湿地床串联起来称之多级垂直流湿地。水平流湿地床的水流是按一定方向水平流动。在实际过程中有时将垂直流湿地床与水平流湿地床组合起来使用，这种湿地床称之组合式湿地床。垂直流湿地床较水平流湿地床负荷高。目前国内人工湿地的应用已具有一定规模的如：深圳石岩1.5万m3/日处理量人工湿地，占地2.4万m2，总投资800万元，运行成本0.18元/吨（自动投放水）水力停留时间12小时。其工艺流程： 粗格栅→细格栅→强化酸化水解池（设弹性填料）停留4.5小时→人工湿地（负荷0.625m3/m2日）。 广东汕头龙珠水质净化厂900m3/日处理量人工湿地，占地0.2万m2，总投资60万元，运行成本0.05元/吨。其工艺流程：格栅→格网→沉淀调节池→（提升）人工湿地（设计负荷0.5m3/m2日）→氧化塘（200 m2）→水体。赤峰宁城1000m3/日人工湿地在冬季－29℃下亦运行良好。1998年6月26日建设部在此召开了人工湿地技术推广会。上述人工湿地净化处理效果详见表3－5、表3－6。人工湿地处理生活污水具有效果好、投资省,运行费低等优点。但也存在着占地较大，冬天处理效果受一定影响的问题。

表3－5深圳石岩人工湿地净化水质（单位：mg/L）

项目	CODcr	BOD5	P －P	TP	NH3－N	TN
进水	86～ 312	40～172	1.08～5.43	1.89～5.90	7.58～22.4	16.1～23.9
平均值	207.4	112.4	3.57	3.57	16.9	19.25
出水	8～61.2	1～17.4	0.01～0.356	0.08～0.692	0.91～11.2	2.84～14.2
平均值	22.2	6.15	0.13	0.26	5.8	8.48
平均去除（%）	89.3	94.5	96.4	92.7	65.7	56

表3－6广东汕头龙珠净化水厂净化水质

（单位：mg/L）

进水	日期	CODcr	BOD5	SS	动植物油	PH
	9.16	205	96.8	181	7.54	7.17
	9.17	190	85.3	147	10.3	7.13
	9.18	394	51.0	178	9.35	6.22
	10.15	227	78.9	137	5.82	6.7
	平均值	254	78	160.7	8.25
出水	9.16	64	9.56	<10	0.235	7.04
	9.17	48	6.17	<10	0.72	7.44
	9.18	49.1	5.12	37	0.05	7.14
	10.15	66.1	13.1	61	2.15	7.01
	平均值	56.8	8.5	29.5	0.79
	去除(%)	77.6	89.1	81.6	90.4

⑸、厌氧发酵—人工湿地生活污水处理技术 上述几种小型生活污水净化处理装置，既有各自的优点，同时也存在不少问题。如何选择一种处理效果好、造价低、运行管理方便的处理技术，是解决目前农村生活污水处理问题的关键。纵观以上几种处理工艺，其中生活污水净化沼气处理工艺和人工湿地生活污水处理工艺这两项技术，优点比较明显，技术也比较成熟。生活污水净化沼气池，（见附示意图3－1）前处理厌氧发酵比较充分，有机物的去除效率也比较高，后处理兼性滤池的生物过滤效果也很明显。其主要问题是对悬浮物、氨氮和磷的去除效果差一些。而人工湿地的缺陷是进水要求比较高，必须有前处理先去除生活污水中大颗粒杂质，避免引起湿地滤料的堵塞，而人工湿地去除氨氮和磷的效果却非常好。通过填料粒径级配合理调整，滤清出水，悬浮物定能达标。这两项技术在处理生活污水方面恰好能取长补短，如果将它们有机地结合起来处理效果非常好。经专家近一年调查、分析、评估，提出了厌氧发酵－人工湿地生活污水处理技术整合方案（见附示意图3－2），报省建设厅立项开展试点。一处是在如皋市镇南村康居小区进行试点，另一处在靖江市斜桥镇开发区复建房住宅区进行试点。如皋市镇南村康居小区规划总住户430户，一期工程32户。该处厌氧发酵－人工湿地生活污水处理设施，是以如皋市农村能源技术指导站研制的组合式小型生活污水净化处理设施为基础，经优化设计将一、二级厌氧发酵池与人工湿地床组合为一个整体处理设施，去年年底土建工程已完成，今春进行湿地植物的移栽，5～6月份就可观测到处理效果。另一处在靖江市的斜桥镇，为斜桥镇开发区复建房住宅区二期工程，建造一处以苏S03-2004《生活污水净化沼气池》标准图集为基础的厌氧发酵串联人工湿地生活污水处理设施，处理25户的生活污水，目前土建正在进行当中，预计7～8月份可观测处理效果。与此同时在斜桥镇复建房一期工程选择一处已建好交付使用的生活污水净化沼气池，将其后处理区生物滤池盖板去除，在生物滤池内栽种湿地植物，改造成人工湿地床，同样处理25户的生活污水，预计5～6月份可观测到处理效果，通过这两地三处的对比观测，看其各自运行处理效果。 厌氧发酵（沼气）—人工湿地生活污水处理的优点： 1 不需要建居住区外的排水管道，投资省。 2 厌氧发酵池+人工湿地，可以分建或合建，可利用河塘边坡、绿化地，不占或少占良地。 3 在污水净化过程中还能回收能源—沼气，各地实践结果，12户产生的沼气可供一户用。厌氧发酵后的残留物－沼渣每年清掏一次，它是一种优质的有机肥，可作农肥和集中居住小区绿化的肥料，不存在剩余污泥处理问题。 4 人工湿地可与小区绿化有机结合，栽种观赏植物，成为小区的一个景观，可谓一举多得。 5 人工湿地净化出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放控制标准》的二级标准。可直接排入到环境水体，也可作小区景观水体的补充水，或用来农灌、浇花草。在水资源缺泛地区是一种水资源循环利用的有效措施。 6 污水处理过程中地形允许，可利用污水排放的水位差势能，无须动力提升，故无运行能耗，只需少量定期维护管理的人工费，如果考虑到沼气的回收，还有一定的收益。若排放水体水位高，则需架设水泵排水，付少量运行费。 ⑦有不少地方采用土工膜或三灰土夯实方法作人工湿地床防渗漏，造价尚可降低。但厌氧发酵（沼气）—人工湿地处理技术，也有一定的缺陷，如一次性投资稍高（每户达700－900元），占地稍多（每吨水占地约1.7－2 m2），冬季净化效果有一定影响等。综合多种因素分析，它是新农村建设中污水治理较佳的方案