分散式污水處理設備基于源分離的農村污水生態(tài)治理技術(shù)
源分離技術(shù)的發(fā)明和應用,改善了利用大量清潔水稀釋糞便,再消耗大量資源進(jìn)行凈化、分離并回收利用的傳統處理模式。在綠色、環(huán)保、安全、人與自然和諧相處的理念下,我國源分離技術(shù)快速發(fā)展,發(fā)展至今基本上實(shí)現了糞便和污水的無(wú)害化、資源化利用,在農村生活污水中的治理效果斐然?;诖?,本文結合農村污水特性,對基于源分離的農村污水生態(tài)治理技術(shù)做了如下分析。
1、源分離概念
人糞便中除了含有病原菌和寄生蟲(chóng)卵等有害物質(zhì)之外,還有大量的植物營(yíng)養物質(zhì),研究表明,每50L糞便中,大約含有5.6kg的氮、0.6kg磷、2.2kg鉀。尿液屬于一種無(wú)菌液體資源,具有較高的營(yíng)養物,氮含量大約為8180mg/L,磷含量大約660mg/L,鉀含量大約為2150mg/L。傳統人糞便、尿液處理方式具有很大的局限性,不但耗能大,而且會(huì )影響各項營(yíng)養物質(zhì)的利用率。
源分離是一項比較新穎的農村污水處理技術(shù),從便器開(kāi)始,就對糞便、尿液進(jìn)行分開(kāi)收集、處理、利用。不再和洗滌用水、洗浴用水等污水混合。其主要特性是把高濃度人糞便和尿液與其他雜質(zhì)相互分離,從而提升糞尿中各項能量和資源的利用率,從根本上消除了傳統治理方式耗能大、損失嚴重、難以持續性利用的弊端。
2、農村污水特點(diǎn)
農村污水由人畜糞便排泄、家庭做飯刷鍋洗菜水、衣服洗滌水、洗浴水等組成,和城市工業(yè)污水相比,農村污水重金屬污染物和有機物污染物含量比較少。并且農村生活污水中還含有大量氮磷鉀等營(yíng)養物質(zhì),具有較強的可生化性。如果按照污水來(lái)源和水質(zhì)進(jìn)行分類(lèi),農村污水可分為兩大類(lèi)。
一類(lèi)是灰水,由刷鍋洗菜污水、洗浴污水等組成,人均排放量在65~270L·d-1,COD含量12~250mg·L-1,NH3-N含量0.16~24.81mg·L-1,TP含量0.6~26.9mg·L-1。
另一類(lèi)是黑水,由人畜尿液、糞便、沖洗水組成,人均排放量在36~45L·d-1,COD含量800~3218mg·L-1,NH3-N含量135~190mg·L-1,TP含量20~60mg·L-1。
從上述兩組數據中可以看出,灰水水量比較大,占農村污水的60%~80%,灰水中物質(zhì)含量比較單一,治理方便,可回收利用率比較高。黑水水量比較小,但污染物質(zhì)比較多,病原菌的含量高,治理難度大。
3、基于源分離的農村污水生態(tài)治理技術(shù)
3.1 糞尿分離技術(shù)
在生態(tài)農業(yè)的背景下,農村可用人糞尿的還田來(lái)改善土壤性能,減少化肥使用量,既能提升農作物的產(chǎn)量,還能避免有機物污染土壤。但在實(shí)際應用中,缺乏對糞便的無(wú)害化處理,導致腸道疾病傳播。再加上水沖式廁所會(huì )沖走糞便,大大降低了糞便的農用率。這一問(wèn)題通過(guò)推廣應用生態(tài)廁所就能有效解決。生態(tài)廁所由糞尿分離式便器、排尿管、過(guò)糞管、廁坑、排氣管等構件共同組成。尿液通過(guò)單獨的尿液排污口收集,糞便收集后添加鋸末進(jìn)行清潔處理,既安全衛生,又節約水資源,目前常用的生態(tài)廁所有:太陽(yáng)能廁所、循環(huán)水沖洗廁所、免水沖洗廁所等。糞尿分離型生態(tài)化廁所技術(shù)含量比較低,但卻蘊含了衛生理念,是目前農村地區改善衛生條件最便捷、最有效的技術(shù)。
3.2 人工濕地污水處理技術(shù)
基于源分離的農村污水生態(tài)治理技術(shù)的核心是利用土壤、植物、微生物等復合技術(shù),對農村污水中的水肥資源進(jìn)行回收再利用,具有造價(jià)低、能耗低、工藝簡(jiǎn)單、治理效果好等優(yōu)勢,經(jīng)過(guò)基于源分離的農村污水生態(tài)治理的水質(zhì),可達到二級處理甚至三級處理水平,非常適用于農村污水特性。其中人工濕地污水處理技術(shù)就是最常用的農村污水生態(tài)治理技術(shù),主要做法是:模擬自然生態(tài)濕地,通過(guò)一系列手段,人為設計建造出由飽和基質(zhì)、沉水植物、水體共同組成的復合體來(lái)對農村污水進(jìn)行全面處理,其主要優(yōu)點(diǎn)有:成本低、運維費用低、美化環(huán)境、增加物種多樣性等。但占地面積較大,設計不當會(huì )發(fā)生堵塞,隨著(zhù)運行時(shí)間的增加,治理效果會(huì )逐漸降低。
通過(guò)多年的發(fā)展和完善,人工濕地生態(tài)治理技術(shù)愈發(fā)成熟,污水處理系統越來(lái)越先進(jìn),建設費用逐年降低,人均建設費用在300元左右,是傳統農村污水治理工藝建設成本的30%,每治理1噸農村污水,花費的成本在0.05~0.1元之間,這是一種符合我國目前農村發(fā)展實(shí)際情況的污水生態(tài)治理技術(shù),具有良好的發(fā)展前景。
3.3 穩定塘技術(shù)
穩定塘也被稱(chēng)之為氧化塘和生物塘,主要通過(guò)微生物降解、有機物吸附等方法,去除污水中的有機物,根據結構不同,穩定性塘可分為:好氧塘、兼性穩定塘、厭氧塘等幾種。此項農村污水生態(tài)治理技術(shù)是根據農村地形實(shí)際情況進(jìn)行搭建,在治理過(guò)程中無(wú)需能耗,也不會(huì )產(chǎn)生二次污染,易于管理和維護,對農村污水中有機物和病原體的去除率高達95%以上,基建費用比較低,人均基建費用在180元左右,不足傳統二次活性去污工藝成本的20%,比較適用于經(jīng)濟欠發(fā)達、水資源短缺、擁有自然荷塘的農村污水治理。
3.4 土地滲濾技術(shù)
土地滲濾技術(shù)治理農村污水的原理是:以土壤為介質(zhì),在人為干預的條件下,將農村污水分別投配到特定的土地上,通過(guò)土壤中的微生物、植物系統的綜合凈化作用,促使污水中污染物和水分離,再將滲漏的水進(jìn)行收集。殘留在土壤中的污染物,可通過(guò)土壤自?xún)裟芰M(jìn)行慢速滲濾,從而達到污水治理的目的。和上述三種治理技術(shù)相比,土地滲濾技術(shù)比較適用于干旱及半干旱區域,如:農田灌溉就是一種最典型的慢速滲濾土地處理技術(shù),促使污水在重力的作用下,快速流過(guò)土壤而得到凈化,因此,對土壤的通透性及活性有較高的要求。
大量應用實(shí)例表明,地下滲濾技術(shù)可有效除去農村污水中氮磷等物質(zhì),且出水效果好是農村污水回收再利用的主要治理技術(shù)?;ǔ杀緸槿司?20元左右,不足傳統農村污水治理的15%,而且運維成本也比較低,不會(huì )產(chǎn)生污泥等污染物,適用性比較強。地下滲濾技術(shù)還可以對農村污水中的病原體進(jìn)行全面降解處理,適用于土質(zhì)的通透性高、住戶(hù)分散、人口較少的農村污水治理中。比如:我國某農村人口比較少,但面積比較大,污水產(chǎn)量比較少,在政府部門(mén)的支持下,采用土地滲濾技術(shù)來(lái)治理農村污水,治理結果表明,此項技術(shù)可有效去除掉農村污水中的氮磷鉀等物質(zhì),去除率高達96%以上,再加上該區域土地微生物比較多,降解病原體的效率比較高,已經(jīng)成為附近農村主要的污水治理方法。
4、結語(yǔ)
綜上所述,農村污水比城市工業(yè)污水有機物含量少,且幾乎不含重金屬,因此,可從污染源頭上進(jìn)行有效控制,但在后續治理需要著(zhù)重考慮下列三個(gè)問(wèn)題:(1)充分利用農村的土地、河流、荷塘等資源。(2)充分考慮村民的財力狀況,選擇成本低、經(jīng)濟適用的農村污水生態(tài)治理技術(shù)。(3)針對農村地區從業(yè)人員技術(shù)水平和管理水平有限的問(wèn)題,要盡量選擇操作簡(jiǎn)單、運行穩定、便于維護管理的治理技術(shù)。
通過(guò)本文分析可知,農村污水主要來(lái)源是生活用水和人畜糞便沖水,因此,在選擇治理技術(shù)時(shí),可選擇經(jīng)濟成本較低、且運維管理便捷的治理技術(shù),如:糞尿分離技術(shù)、人工濕地污水處理技術(shù)、穩定塘技術(shù)、土地滲濾技術(shù)等。(來(lái)源:唐山市環(huán)境保護局樂(lè )亭縣分局)
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