“十三五”規劃提出了“圍繞城鄉發(fā)展一體化,深入推進(jìn)新農村建設”的重大歷史任務(wù),并明確了“全面推進(jìn)農村人居環(huán)境整治,加大農村污水治理”的建設目標。目前,全國每年廢水總排放量達600億m3,其中鄉鎮污水達200億m3,農村生活污水達80億m3,據2010年《中國城鄉建設統計年鑒》的數據表明,我國城市污水處理率已達87%,建制鎮污水處理率達28%,而農村地區污水處理率卻不到10%。
近年來(lái),在相關(guān)政策和環(huán)境條件下,農村污水處理問(wèn)題已提上日程,并在國家資金的支持下迅猛發(fā)展。據統計,2016年全國農村生活污水處理率已達22%,但大部分農村因投資資金、運維管理及地理位置的限制,無(wú)法簡(jiǎn)單套用城市傳統污水處理技術(shù)和工藝。因此,有必要根據農村生活污水的特點(diǎn)及現階段處理工藝運行情況研發(fā)新技術(shù)、新工藝。自充氧生物濾床技術(shù)是在傳統人工濕地處理技術(shù)上改造創(chuàng )新而成,在不增加投資成本及維護管理成本的前提下進(jìn)一步提高了污水的處理效率,降低環(huán)境污染,提高村莊美觀(guān)度。
1、農村生活污水特點(diǎn)及處理現狀
農村生活污水一般包括日常生活中的廁所污水、洗滌污水和廚房污水,即所謂“農村三水”。農村生活污水具有污染面廣、 >
2、自充氧生物濾床技術(shù)原理及工藝特點(diǎn)
厭氧+自充氧生物濾床技術(shù)在目前國內普遍采用的厭氧+人工濕地技術(shù)基礎上進(jìn)行了升級,加入自充氧系統,在高效處理污水的同時(shí)繼續保持人工濕地無(wú)動(dòng)力運行。厭氧+自充氧生物濾床技術(shù)原理:污水經(jīng)格柵井、厭氧池預處理后,進(jìn)入好氧生物濾床內,利用生物濾床內外的溫度差、密度差和自然風(fēng)力,使內部形成空氣對流作用進(jìn)行通風(fēng),并通過(guò)特殊的結構、裝置設計以及濾料的選配,將空氣擴散至生物濾床濾料內部,使整個(gè)生物濾床都處于好氧狀態(tài)。經(jīng)好氧后污水再進(jìn)入厭氧濾床內,通過(guò)兼氧、厭氧的作用,可高效去除污水中的污染物質(zhì)。
厭氧+自充氧生物濾床技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)無(wú)動(dòng)力充氧裝置利用自然通風(fēng)系統進(jìn)行充氧,接近自然生態(tài),不需要消耗額外的動(dòng)力,運維成本較低。
(2)濕地水生植物及周?chē)母鞣N植被,既生態(tài)又凈化水質(zhì),可作為濕地生態(tài)公園、教育園區等生態(tài)系統功能修復區。
(3)采用特殊結構設計的污水分配裝置垂直均勻布水,既均衡又可防止堵塞,污水分配裝置增設保護罩,可防止臭氣外逸,并有效防止水生植物落葉、倒伏等造成布水裝置堵塞,垂直布水及表層過(guò)濾細砂可在濕地表面形成有機物堆積層,起保濕作用,氣候影響小,季節適應性強。
(4)采用級配濾料及固磷劑,克服了傳統除磷工藝效率不高,運行不穩定、需加藥排泥等眾多問(wèn)題,具有不易堵塞、高效、穩定、不用維護等優(yōu)點(diǎn),可確保運行20a更換。
(5)自充氧生物濾床工藝由好氧生物濾床和厭氧生物濾床組成并且各個(gè)濾床分別執行不同功能,BOD5去除率可達90%以上,氮、磷去除率可達70%以上。
3、厭氧池+自充氧生物濾床技術(shù)與厭氧池+人工濕地工藝的比較
厭氧池+自充氧生物濾床技術(shù)與厭氧池+人工濕地工藝均為無(wú)動(dòng)力處理技術(shù),運維成本均比較低,適用于經(jīng)濟欠發(fā)達地區。浙江省開(kāi)化縣農村生活污水處理工藝基本為無(wú)動(dòng)力處理技術(shù),主要為上述2種工藝?,F從開(kāi)化縣已建成運行的污水處理站點(diǎn)抽取厭氧池+人工濕地、厭氧池+自充氧生物濾床技術(shù)各一個(gè),對二者工藝流程、工藝特點(diǎn)、處理效果,運維成本進(jìn)行比較分析。
3.1 項目工藝簡(jiǎn)介
開(kāi)化縣池淮村采用厭氧池+人工濕地工藝,污水處理規模為10t/d,設計進(jìn)水質(zhì):ρ(COD)≤350mg/L,100mg/L≤ρ(BOD5)≤250mg/L,ρ(氨氮)≤30mg/L,ρ(SS)≤100mg/L,ρ(總磷)≤4mg/L,要求經(jīng)處理后出水指標達到GB18918—2002《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》中二級標準。污水主要經(jīng)過(guò)格柵井、厭氧池及人工濕地后外排自然水體,詳見(jiàn)圖1
開(kāi)化縣姚村采用自充氧生物濾床技術(shù),污水處理規模為10t/d,設計進(jìn)水水質(zhì):ρ(COD)≤350mg/L,100mg/L≤ρ(BOD5)≤250mg/L,ρ(氨氮)≤30mg/L,ρ(SS)≤100mg/L,ρ(總磷)≤4mg/L,要求經(jīng)處理后出水指標達到GB18918—2002《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》中一級A標準。污水主要經(jīng)過(guò)格柵井、調節/厭氧池、好氧生物濾床、厭氧生物濾床后外排自然水體,詳見(jiàn)圖3。
3.2 工藝特點(diǎn)比較
2種工藝的主要不同點(diǎn)詳見(jiàn)表1。
3.3 處理效果比較(1)厭氧+人工濕地工藝(池淮村)池淮村處理裝置污染物進(jìn)出口排放情況見(jiàn)表2。
(2)厭氧+自充氧生物濾床工藝(姚村)
姚村處理裝置污染物進(jìn)出口排放情況見(jiàn)表3。
(3)工藝污染物質(zhì)去除效率比較
2種工藝污染物去除情況見(jiàn)表4。
由表4中6個(gè)月的運維數據可知,除個(gè)別月份的總磷超標外,其余污染物排放濃度均能滿(mǎn)足相應的排放標準,厭氧+自充氧生物濾床工藝的處理效果相對較好,BOD5去除率可達90%~95%,氨氮、總磷去除率可達70%~90%。
3.4 運維成本比較
厭氧池+自充氧生物濾床技術(shù)與厭氧池+人工濕地工藝均為無(wú)動(dòng)力處理技術(shù),因此,二者的運行維護費用相差不多,主要費用產(chǎn)生于站點(diǎn)巡檢、格柵井或厭氧池清理、植物補種或收割、濾料更換、水質(zhì)定期取樣檢測。
4、結論
厭氧+自充氧生物濾床技術(shù)是一種高效、生態(tài)的新型農村生活污水處理技術(shù),投資及運維成本較低,處理效率可與有動(dòng)力處理技術(shù)相媲美。此外,為節省施工安裝時(shí)間,可將自充氧生物濾床的設備進(jìn)行模塊化設計,并進(jìn)行規?;b備生產(chǎn),可實(shí)現產(chǎn)品質(zhì)量與項目進(jìn)度雙重保障。但厭氧+自充氧生物濾床技術(shù)的占地面積相對較大,處理站點(diǎn)的選址可能因此受限。通過(guò)對開(kāi)化縣池淮村和姚村2個(gè)村污水處理站點(diǎn)的對比可知,2種工藝的運維成本均比較低,厭氧+自充氧生物濾床技術(shù)的穩定性更好,布水均勻且不易堵塞,處理效果更高,出水指標可達到GB18918—2002《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》中一級A標準。目前在浙江省內桐廬縣、衢州市柯城區、開(kāi)化縣、松陽(yáng)縣已有多個(gè)成功案例,利用該技術(shù)處理農村生活污水值得研究與推廣。( >
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