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农村生活污水处理技术指南——华北篇

本文所指的华北地区包括北京市、天津市、河北省、山西省、山东省大部、河南省北部和内蒙古局部地区。区域内各地经济发展水平不同,大部分农村目前还没有开展农村污水治理工作。华北地区属严重缺水地区,污水处理应与资源化利用结合,且应避免污染地下水和地表水;寒冷地区应采用适当的保温措施,保障污水处理设施在冬季正常运行;在黄、淮、海重点流域应采取适当的污水拦截技术减少入河污染物总量。

根据华北地区各省市的经济发展水平及环境条件,农村污水处理实用技术包括化粪池、污水净化沼气池、普通曝气池、序批式生物反应器、氧化沟、生物接触氧化池、人工湿地、土地处理、稳定塘等。

在华北地区,化粪池因具有结构简单、易施工、造价低、维护管理简便、无能耗、运行费用少、卫生效果好等优点,可广泛应用于农村生活污水的初级处理,特别适用于生态卫生厕所的粪便与尿液的预处理。

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甲烷、二氧化碳和水,达到净化处理生活污水的目的,并实现资源化利用。与化粪池相比较,其优点为污泥减量效果明显、有机物降解率较高,经过厌氧发酵、上流式污泥床、生物过滤、沉淀、自然通风跌水曝气等多级处理,经历厌氧、兼性、好氧多种条件改变,处理效果好。不足是污水净化沼气池需由专人管理,目前采用的直通式安全排放(沼气)法和沼气池全密封法均存在一定缺陷。该技术适用于一家一户或联户的分散处理,如果有畜禽养殖、蔬菜种植和果林种植等产业,可形成适合不同产业结构的沼气利用模式。

普通曝气池包括传统活性污泥法及其变型工艺——完全混合活性污泥法。将多级曝气池串联、辅以曝气量调整和回流措施,可实现同时对污水中的有机物、氮和磷的去除。该方法的优点是工艺变化多且设计方法成熟,设计参数容易获得;可控性强,可根据处理目的的不同灵活选择工艺流程及运行方式,取得满意的处理效果。不足是构筑物数量多、流程长、运行管理难度大、运行费用高、不适合小水量处理。该技术适合较大污水量的情况,可用于对污水中有机物、氮和磷的净化处理。

序批式生物反应器(SBR)集进水、曝气、沉淀、出水于一池中完成,间歇运行。其优点是工艺流程简单、运转灵活、基建费用低、能承受较大的水质水量的波动、具有较强的耐冲击负荷的能力。不足是SBR的工作周期通常包括进水、反应(曝气)、沉淀、排水和空载五个阶段,需要自动控制,因此对自控系统的要求较高。该技术适用于污水量小、间歇排放、出水水质要求较高的地方,如民俗旅游村、湖泊、河流周边地区等,不但要去除有机物,还要求除磷脱氮,防止河湖富营养化。同时,也适用于水资源紧缺、用地紧张的地区。

氧化沟是普通曝气池法的一种变型,因污水和活性污泥在沟中不断循环流动,也被称为“循环曝气池”。其优点是结构与设备简单、剩余污泥量少、处理效果好、运行管理简便、应用范围广。不足是长污泥龄运行情况下有时出水中悬浮物较高,影响出水水质;相对其他好氧生物处理工艺,传统氧化沟的占地面积大、耗电量高于曝气池。该技术适用于处理污染物浓度相对较高的污水,且处理规模宜大不宜小,适合村落污水处理。

生物接触氧化池在华北地区应用最多。其处理规模可大可小,可建造成单户、多户污水处理设施及村落污水处理站。为减少曝气耗电、降低运行成本,建议在华北地区的山区,利用跌水充氧完全或部分取代曝气充氧;若作为村落或乡镇污水处理设施,则建议在经济较为发达地区采用该技术,可利用电能曝气充氧,提高处理水平。

人工湿地适合在资金短缺、土地面积相对丰富的农村地区应用,不仅可以治理农村水污染、保护水环境,而且可以美化环境、节约水资源。

污水土地处理是在人工控制条件下将污水投配在土地上,通过土壤—植物系统,经物理、化学和生物等一系列的净化过程,使污水得到净化的污水处理方法。其优点是对污水的缓冲性能较强、工程简单、基建投资少、污水处理能耗低、维护方便、处理成本低,还可以与农业利用相结合,利用水肥资源,浇灌绿地、农田,使土壤肥力增加,提高农作物产量。不足是停留时间长,占地面积大;处理效果不稳定,受季节、气温、光照等自然因素影响大;若防渗处理不当,可能污染地下水;此法不能用于过高浓度污水的处理,否则会引起臭味和虫害滋生。该技术极适用于资金短缺、土地面积相对丰富的农村地区,在净化污水的同时还可实现资源化利用,从而获取经济效益。

稳定塘适用于干旱、半干旱地区;资金短缺、土地面积相对丰富的农村地区。可考虑在荒地、废地、劣质地以及坑塘和洼地等地区建设稳定塘,处理中低污染物浓度的生活污水。

在农村生活污水处理工艺选择方面,华北地区冬季较寒冷,农村生活污水处理设施应为地埋式或进行其他保温处理。地埋式设施应安装在冻土层以下。在居住分散、地形复杂、不便于管道收集的地区可采用单户或多户分散处理方式;在新建村庄及旅游度假村、民俗村等地区可建立污水处理站进行集中处理。

镇建