農(nóng)村污水處理技術(shù)的研究與應(yīng)用

孫鑫(上海昂未環(huán)保發(fā)展有限公司；上海 201109)

0 引言

現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)農(nóng)村污水的處理還處于初級(jí)階段，同時(shí)重視程度也不足，一些基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也不是很完善。此外在我國(guó)的一些農(nóng)村地區(qū)存在著污水處理技術(shù)不夠先進(jìn)的問(wèn)題，同時(shí)還存在對(duì)生活污水排放不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，這在一定程度上制約了我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的污水治理。相關(guān)的調(diào)查和研究顯示，在我國(guó)，一些農(nóng)村污水治理緩慢的原因是資金投入不足和處理體系不完善?，F(xiàn)階段，農(nóng)村地區(qū)處理污水的方式就是將其直接排放到地面，或者就近排放到溝渠里，不僅影響土壤的質(zhì)量和環(huán)境，同時(shí)造成治理的困難。

1 農(nóng)村污水處理技術(shù)

1.1 生物生態(tài)濾池

該種處理技術(shù)指的是通過(guò)大自然中的微生物和大自然自我凈化能力實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村污水的治理。在多數(shù)情況下，該技術(shù)主要分為三大類(lèi)，即：一級(jí)生物濾池、蚯蚓生物反應(yīng)器、土壤過(guò)濾系統(tǒng)。生物生態(tài)濾池技術(shù)能夠最大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)村污水的凈化。相關(guān)的研究顯示，如果在一級(jí)生物過(guò)濾池中加入鈣和鎂等物質(zhì)的話(huà)將實(shí)現(xiàn)對(duì)磷物質(zhì)的去除。在該技術(shù)實(shí)施的過(guò)程中，相關(guān)工作人員應(yīng)該重視對(duì)過(guò)濾池的清理，避免出現(xiàn)堵塞的情況。此外，該技術(shù)具有一定的優(yōu)點(diǎn)，即設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易等，同時(shí)維修方便和成本低。蚯蚓生物反應(yīng)器就是通過(guò)蚯蚓和其他生物的作用實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中有害物質(zhì)的吸收和分解。

1.2 厭氧好氧處理

該技術(shù)依靠的系統(tǒng)是厭氧反應(yīng)器、沉降器、藻類(lèi)池塘和有關(guān)熟化池等，其目的是為微生物的生長(zhǎng)提供良好的厭氧生活環(huán)境，而微生物通過(guò)自身的功能實(shí)現(xiàn)凈化污水?，F(xiàn)階段，我國(guó)在沼氣池和化糞池建設(shè)的過(guò)程中多使用該種技術(shù)。沼氣池的最大益處就是為農(nóng)村地區(qū)提供生活能源的同時(shí)降低農(nóng)村成本的支出等?；S池能夠?yàn)槲鬯幚硖峁┗A(chǔ)，通過(guò)化糞池之中過(guò)濾器的作用實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的處理，在一定程度上降低了對(duì)環(huán)境的影響。

1.3 穩(wěn)定塘

該種技術(shù)主要是利用大自然的自我恢復(fù)能力和凈化能力實(shí)現(xiàn)對(duì)生活污水的處理等。在一般情況下，通過(guò)使用多種反應(yīng)器最大程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的處理和資源的合理使用。穩(wěn)定塘中的水生植物是處理廢水的主要方式。利用該種方式提升處理污水的實(shí)際效率。此外，串聯(lián)式多塘的流態(tài)方式能在極大程度上減少斷流情況發(fā)生的概率，同時(shí)提高了處理污水的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。此外，一些相關(guān)學(xué)者對(duì)高負(fù)荷式的藻塘、沉淀塘的組合進(jìn)行了研究，從而形成了比較高級(jí)的綜合塘系統(tǒng)，在一定程度上增加了污水的處理量，同時(shí)提高了污水處理的效果。此外，植物根系的污水處理方式也很重要，利用植物根系的重要特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化，同時(shí)提高了水質(zhì)的透明度。

1.4 組合工藝—復(fù)合生物濾池+高負(fù)荷生物濾床

人們生活水平的提升使污水的種類(lèi)越來(lái)越多，同時(shí)成分比較復(fù)雜。通過(guò)組合工藝技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污水的凈化。為此，該技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。其中上海交大研發(fā)的復(fù)合生物濾池+高負(fù)荷生物濾床技術(shù)在污水處理方式和維修方面都實(shí)現(xiàn)了最佳狀態(tài)。該技術(shù)在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了特殊化設(shè)計(jì)，不僅提高了污水處理效率和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，也解決了傳統(tǒng)生物濾池系統(tǒng)易堵塞的頑疾，不僅建設(shè)成本低廉，在后期運(yùn)維方面，簡(jiǎn)單易管理，運(yùn)行費(fèi)用少。復(fù)合生物濾池+高負(fù)荷生物濾床技術(shù)特別適合現(xiàn)代鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農(nóng)村污水水量小、水質(zhì)水量不穩(wěn)定等特點(diǎn)的小規(guī)模污水處理。實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理的同時(shí)降低了污水處理能耗，為后期成本的節(jié)約奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)污水處理的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一。

1.5 土壤滲濾工藝

該種工藝技術(shù)就是通過(guò)人工強(qiáng)化的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的處理。在使用該技術(shù)的過(guò)程中充分利用地下的生物、微生物和植物的根系進(jìn)行污水的凈化。該工藝技術(shù)是一種小型的土地處理系統(tǒng)。其主要優(yōu)點(diǎn)是投資相對(duì)較少，維修成本低等，同時(shí)對(duì)水質(zhì)的處理效果比較好，但是很容易出現(xiàn)堵塞的情況，一旦堵塞需要重新建立凈化系統(tǒng)。

1.6 一體化膜法A2O污水處理工藝

該技術(shù)是現(xiàn)階段我國(guó)農(nóng)村地區(qū)處理生活污水過(guò)程中經(jīng)常使用的技術(shù)之一。該工藝主要包含以下幾方面的內(nèi)容：厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池等。利用這些部分中的缺氧池和好氧池中的懸浮物進(jìn)行微生物的過(guò)濾。該工藝技術(shù)的主要特點(diǎn)是一體化設(shè)備強(qiáng)，同時(shí)可以結(jié)合實(shí)際需要增加除磷的設(shè)備，為提高磷的去除率奠定基礎(chǔ)。因此，可以說(shuō)該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是工藝操作簡(jiǎn)單、機(jī)械部件比較少，對(duì)污水的處理效率比較高等，能夠達(dá)到規(guī)定的凈化標(biāo)準(zhǔn)。但是該工藝也存在不足之處，即占地面積相對(duì)較大，同時(shí)需要后期的維修費(fèi)用比較高。

2 農(nóng)村污水處理模式

2.1 分散處理模式

所謂的分散處理模式就是將各家的污水按照分區(qū)進(jìn)行收集，每個(gè)區(qū)域的污水進(jìn)行單獨(dú)處理。在農(nóng)村，分散處理模式就是將農(nóng)村中的污水排放點(diǎn)以距離和居住的密度作為參考的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分區(qū)劃分，將污水進(jìn)行收集，收集后，按區(qū)域?qū)ξ鬯M(jìn)行單獨(dú)處理。該模式的特點(diǎn)是布局靈活、施工簡(jiǎn)單、管理方便、成本低、可靠性強(qiáng)，同時(shí)對(duì)水質(zhì)的等級(jí)可以選擇，出水水質(zhì)有保障，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)本區(qū)域內(nèi)的污水進(jìn)行科學(xué)的處理。而經(jīng)過(guò)處理之后的污水可以依據(jù)地區(qū)發(fā)展的實(shí)際情況選擇合理的用途，為提高水資源的利用率奠定基礎(chǔ)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)環(huán)保的目的。如果對(duì)水資源要求不高的地區(qū)，生活污水可以用于農(nóng)作物的灌溉和畜牧業(yè)的養(yǎng)殖等。如果對(duì)水資源要求比較高的地區(qū)，經(jīng)過(guò)處理之后的水資源可以作為飲用水。分散式污水處理模式比較適合在村民比較分散的地區(qū)進(jìn)行，或者是地理?xiàng)l件比較復(fù)雜的地區(qū)選擇該種處理模式。

2.2 集中處理模式

該種處理模式就是將全村的生活污水進(jìn)行集中規(guī)劃和處理，同時(shí)借助大型的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。該種污水處理模式的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⑽鬯M(jìn)行集中處理，為更好的選擇設(shè)備奠定基礎(chǔ)，在實(shí)現(xiàn)水質(zhì)提升的同時(shí)優(yōu)勢(shì)明顯，不僅運(yùn)行更加安全可靠，同時(shí)比較適合在居住密度比較大的地區(qū)和村莊適用。

3 農(nóng)村生活污水處理工藝綜合效能評(píng)估

3.1 模型建立

為了更好的選擇農(nóng)村污水處理的方式和技術(shù)，可以借鑒城市污水處理的方式和評(píng)估的方法，在建立農(nóng)村污水處理設(shè)施效能評(píng)估的基礎(chǔ)上形成農(nóng)村污水處理的綜合評(píng)價(jià)模型，為農(nóng)村污水處理效能的發(fā)揮和工藝流程的選擇提供參考。在最大程度上提高污水處理能力的同時(shí)促進(jìn)我國(guó)農(nóng)村地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。首先，應(yīng)該結(jié)合農(nóng)村污水處理的實(shí)際情況和技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行綜合效能的整體評(píng)價(jià)。其次，利用德?tīng)柗品▉?lái)確定指標(biāo)的具體細(xì)則和權(quán)重等。最后，結(jié)合已經(jīng)得出的結(jié)論和相關(guān)的數(shù)據(jù)信息建立農(nóng)村地區(qū)污水處理的綜合評(píng)價(jià)模式，實(shí)現(xiàn)污水處理效能的提高，為更好的實(shí)現(xiàn)農(nóng)村污水處理奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2 實(shí)際案例應(yīng)用分析

上海青浦區(qū)練塘鎮(zhèn)泖甸村的污水處理設(shè)施選擇復(fù)合生物濾池+高負(fù)荷人工濕地相組合的方式，單座污水處理規(guī)模62.06m3/d，服務(wù)總戶(hù)數(shù)197戶(hù)。總投資65萬(wàn)元，運(yùn)行費(fèi)用僅為0.2元/噸，占面積為200平方米。嚴(yán)格按照規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，規(guī)定每個(gè)季度抽樣檢測(cè)一次，該工程從2010年11月正式投入運(yùn)營(yíng)，至今一直保持正常運(yùn)行。說(shuō)明該工藝在有機(jī)物分解方面起著重要的作用，對(duì)科學(xué)處理農(nóng)村中的污水意義重大。而且該技術(shù)在維護(hù)和管理系統(tǒng)方面的優(yōu)勢(shì)明顯，為我國(guó)農(nóng)村地區(qū)污水的治理提供了借鑒意義。

4 農(nóng)村污水處理的建議

4.1 加強(qiáng)前期規(guī)劃

在進(jìn)行農(nóng)村污水處理系統(tǒng)建設(shè)之前應(yīng)該充分做好相關(guān)的調(diào)查和研究工作，在具體規(guī)劃的過(guò)程中應(yīng)該結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)的供水、供電和通信等情況進(jìn)行具體的規(guī)劃，避免在規(guī)劃的過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)計(jì)和施工相矛盾的問(wèn)題，尤其是設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)銜接不暢的問(wèn)題。

4.2 結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)選擇污水處理的模式和工藝

在進(jìn)行污水處理模式選擇的過(guò)程中應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況選擇分散型、集中型或者是分散型和集中型相結(jié)合。從具體情況來(lái)看，如果農(nóng)村民分布比較密集的話(huà)，同時(shí)規(guī)模比較大，或者是對(duì)水資源的要求比較高和旅游業(yè)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)可以選擇集中收集和集中處理的模式。如果村民比較分散，同時(shí)規(guī)模比較小，或者是地形條件比較復(fù)雜的話(huà)采取分散型的污水處理模式比較科學(xué)合理。為了實(shí)現(xiàn)污水處理效果的科學(xué)性，可以采用一體化處理設(shè)備。在實(shí)現(xiàn)布局科學(xué)性的基礎(chǔ)上達(dá)到施工簡(jiǎn)單、管理方便的目的。

4.3 合理確定設(shè)計(jì)規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)

在村鎮(zhèn)建立規(guī)模的污水處理系統(tǒng)能夠參考的資料比較少。同時(shí)因?yàn)榇迕癖容^多而且分散，不能準(zhǔn)確確定污水量，在進(jìn)行污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中很容易造成估值過(guò)高，形成資源浪費(fèi)。在具體工藝選擇方面，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行，如結(jié)合排放的需求、對(duì)場(chǎng)地的要求和操作程序等進(jìn)行科學(xué)的選擇。在處理系統(tǒng)建設(shè)的過(guò)程中不能對(duì)水質(zhì)提出更高的要求，因?yàn)樗|(zhì)要求過(guò)高的話(huà)就意味著前期的投入比較大，也就相應(yīng)的增加了維修的成本。因此，應(yīng)該結(jié)合地區(qū)發(fā)展的實(shí)際情況選擇自身發(fā)展的污水處理系統(tǒng)。

4.4 通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)加強(qiáng)污水處理系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)與監(jiān)測(cè)

在我國(guó)，一些農(nóng)村地區(qū)的住戶(hù)比較分散，對(duì)于污水的處理都是采用分布式處理設(shè)備，這在一定程度上給監(jiān)測(cè)帶來(lái)的一定的難度。在污水處理系統(tǒng)建設(shè)的過(guò)程中使用無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)能夠很好地解決監(jiān)測(cè)困難的問(wèn)題，同時(shí)為降低維修成本奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

全國(guó)農(nóng)村地區(qū)污水呈現(xiàn)的形式是不同的，尤其是產(chǎn)生量和排放規(guī)律方面存在著一定的差異性。因此，在進(jìn)行農(nóng)村污水治理的過(guò)程中應(yīng)該堅(jiān)持因地制宜的原則，同時(shí)可以借鑒城市發(fā)展過(guò)程中的污水處理方式，在結(jié)合農(nóng)村地區(qū)發(fā)展情況的基礎(chǔ)上借鑒先進(jìn)地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)?？茖W(xué)選擇污水處理的模式和工藝，合理確定設(shè)計(jì)規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)等信息化、智能化的現(xiàn)代技術(shù)手段，加強(qiáng)污水處理系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)與監(jiān)測(cè)。此外，在技術(shù)選擇方面，應(yīng)該結(jié)合農(nóng)村地區(qū)物質(zhì)基礎(chǔ)薄弱的情況選擇投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)便的技術(shù)，為更科學(xué)治理農(nóng)村污水奠定基礎(chǔ)，為保證水資源的利用效率和農(nóng)村用水質(zhì)量的提升發(fā)揮自身的力量。