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鄱陽湖流域農村生活污水處理現狀及技術模式

發布時間:2018/11/20 來源:水工業市場雜志

農村環境質量直接關系著我國生態安全及人類健康。大量未經處理的生活污水直接排放到自然水體環境中,成為農村水環境主要污染源,導致河流、湖泊、地下水等水質明顯下降。現....
農村環境質量直接關系著我國生態安全及人類健康。大量未經處理的生活污水直接排放到自然水體環境中,成為農村水環境主要污染源,導致河流、湖泊、地下水等水質明顯下降。現有城鎮污水處理技術與工藝較難應用于農村生活污水,為此,研究與探索適宜于我國農村生活污水處理技術與工藝尤為重要。本文以鄱陽湖流域農村生活污水為例,探討和分析與其相適應的生活污水處理模式與發展趨勢,以期為農村生活污水處理提供參考。

一、鄱陽湖流域農村生活污水處理現狀

1.污水水量與水質

鄱陽湖流域農村人口超過2.6×107人。生活污水年均排放量超過1.2×109m3。污水攜帶的大量污染物進入鄱陽湖,湖區水質日益下降,年均氮、磷入湖量分別高達2.92×104t,5.84×103t。這些含氮、磷、有機物高的生活污水主要來源于居民日常生活產生的污水;另外,鄱陽湖流域周邊的一些分散養殖過程中產生的污水也為來源之一。

2.污水特性

鄱陽湖流域農村生活污水處理現狀:(1)粗放型排放,排放方式以隨意排放為主,比例達到50.62%。(2)排放分散,收集困難,資源化利用率低,排放至河流、坑塘的比重分別為38.12%,31.78%,進入污水處理廠的比例僅為0.62%,污水處理率非常低。

3.污水處理模式現狀

當前,鄱陽湖流域農村生活污水處理主要模式分為庭院式、小型分散式、分散式。庭院式處理模式處理水量≤1m3/d,適用于1-2戶或≤10人的污水排放規模。小型分散式模式處理水量在1m3/d到10m3/d之間,適用于2-30戶或10-100人的污水排放規模,主要工藝有人工濕地、穩定塘、生態濾池等。分散式模式處理水量在10m3/d到200m3/d之間,適用于30-600戶或100-2000人的污水排放規模,一般以組合工藝應用于實際污水處理中,主要工藝有沉淀池一人工濕地、生物接觸氧化一人工濕地、人工濕地一穩定塘、自回流生物轉盤一水生植物濾床、復合型生物凈化槽一強化生態浮床、兼氧接觸氧化一土地滲濾等。

二、鄱陽湖流域地形與污水處理模式發展趨勢

1.鄱陽湖流域地形地貌概況

解決鄱陽湖流域農村生活污水處理問題,既要考慮農村生活污水處理的共性問題,又要結合鄱陽湖流域的特性。鄱陽湖流域的地形地貌屬于典型性丘陵、山地地形地貌,分布呈現出不規則環狀結構,其中丘陵(包括高丘和低丘)占總面積的42%,山地(包括中山和低山)占36%,崗地和平原占12%,水面占10%。鄱陽湖流域的丘陵地形地勢,為水體重力勢能轉化動能提供了極佳的可行性條件。有效利用丘陵地區的特有地形條件,可為解決丘陵地區的農村生活污水提供一種可行思路。

2.典型案例分析

以鄱陽湖流域一農村生活污水處理系統為例進行分析。污水處理系統處于典型的丘陵地區,當地常住人口2100人,每天實際用水量為180m3,污水收集系數取0.75,當地每天生活污水排放量為135m3/d,系統處理污水量為150m3/d。生活污水主要組成是居民洗浴污水、沖廁污水、餐廚污水等。

該生活污水處理系統工藝流程如圖所示。污水經過格柵進行預處理后,進入處理系統進行脫氮除磷以及去除有機物等。

該污水處理系統充分利用丘陵地區的重力勢能轉化動能作用,創新污水處理模式。系統多級好氧處理模式主要包括:(1)太陽能光伏電能提供接觸氧化處理系統的微動力曝氣,接觸好氧池實行間歇曝氣,污水中DO控制在1.5-2.5 mg/L,確保好氧微生物的正常代謝。(2)好氧生態床采用大粒徑基質在下、小粒徑基質在上,并使用虹吸管進行進水與出水,生態床中的污水在重力勢能作用下,經過虹吸作用,使得基質所附著的生物膜始終處于好氧狀態;多層生態床不斷累加,污水不斷得到充氧,達到充分地好氧處理。(3)生態渠采用不同材質、不同粒徑的基質鋪于渠底,水生植物種植于生態渠表層。利用重力勢能轉化動能的作用以及水生植物根系泌氧的作用,污水持續得到充氧,污染物質得到充分的好氧降解。

該污水處理系統經過為期3年的穩定運行得出:(1)太陽能基本能夠滿足接觸氧化池所需的能源,達到充分節能、無二次污染的能源供應效果,并能使得接觸氧化穩定運行,達到微動力好氧處理中DO的需要;(2)采用微動力曝氣+跌水曝氣的組合工藝處理污水,COD、NH4+-N、TP的去除率均達到90%以上;(3)采用互聯網+遠程智能監控操作平臺,對系統運行管理進行遠程實時監控,對系統多點水質進行在線檢測與數據實時傳輸,可實現無人值守;(4)污水處理系統為分散式農村生活污水處理模式,污水易于收集。

該污水處理系統充分利用丘陵地形地貌的條件,發揮重力勢能的作用,可以成為典型丘陵地區污水處理的模式,在鄱陽湖流域農村生活污水處理推廣應用具有可行性。

三、結束語

鄱陽湖流域為典型丘陵地區,充分利用丘陵地區的特有地形地勢條件,將重力勢能轉化為污水處理系統所需的動力,創新農村生活污水處理新型模式。該新型模式對鄱陽湖流域農村生活污水處理推廣應用具有可行性,對保護鄱陽湖流域水體生態環境具有極大作用。

(1)該新型模式系統充分利用重力勢能,采用多段好氧工藝模式,有效解決了處理系統的技術與能耗問題。太陽能光伏電能提供接觸氧化處理系統的微動力間歇曝氣,確保好氧微生物的正常代謝;好氧生態床在重力勢能的作用下,經過虹吸作用,使基質所附著的生物膜保持好氧狀態;生態渠利用重力勢能轉化動能的作用及水生植物根系泌氧的作用,污水持續得到充氧,污染物質實現充分的好氧降解。

(2)借助于互聯網+技術對農村污水處理系統進行遠程實時監控,并利用在線檢測與數據實時傳輸技術,有效解決了處理系統的運行管理問題。

(3該新型模式系統具有因地制宜、投資少、運行費用低、處理效率高等特點,有效解決了處理系統的原水收集與資金問題。

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