趙國琳
新安縣環(huán)保局
(1)我國國土遼闊,農(nóng)村地形地貌復雜,再加上農(nóng)民居住地沒有規(guī)劃,分散性特別高,整體經(jīng)濟水平比較落后,農(nóng)村生活污水就很難有統(tǒng)一的標準進行管理,因此大多數(shù)農(nóng)戶對于生活污水的處理都是直接排放到屋外溝渠或者潑灑到地面。
(2)農(nóng)村住戶分散,并且加上近幾年的空巢老人很多,導致農(nóng)村的常住人口很少,因此對應產(chǎn)生的生活污水也比較少,但是農(nóng)村居民一般都是早出晚歸,其用水的習慣基本上一致,通常是集中在早上、中午、晚上這三個時間段,是整個一天用水的三個高峰時段,其余時間用水量很少,用水量系數(shù)變化通常是在1.9~2.5,通常夏季的用水量比冬季大很多。
(3)農(nóng)村生活污水通常富含各種化學元素,最常見的便是氮、磷、鉀,另外還富含COD,總體來說整個污水的有機物濃度偏高,COD的最高平均濃度可以達到500mg/L,但是農(nóng)村排放的生活污水一般來講是不會含有重金屬等有害物質(zhì)的,很適合利用生物處理技術(shù)來進行處理。
廚房污水在農(nóng)村生活污水中占據(jù)的比例大概在20個百分點左右,也是農(nóng)村生活污水排放中有機物的主要來源。
這是整個農(nóng)村生活污水占比最大的一部分,通常占據(jù)了整個污水排放的一半以上,農(nóng)村居民一般在生活上用水的最主要目的就是洗滌,這就使得這一部分的排放水含有大量的氮、磷等元素,通常洗衣粉里面富含的元素就會出現(xiàn)在洗滌污水里面,這也直接造成了農(nóng)村污水水體富營養(yǎng)化。
廁所污水是農(nóng)村生活污水避免不了的,并且其中含有許多的氮、磷、COD、細菌等。
農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟水平有限,再加上許多農(nóng)村地區(qū)的財政也是捉襟見肘,無法給予農(nóng)民資金上的支持,農(nóng)民自身又沒有能力出資用于污水處理設備的購買,這就導致農(nóng)村地區(qū)長年累月無法在污水處理上面有所進步,雖然部分地區(qū)建設有污水處理廠,但是也因為經(jīng)濟問題無法處理日常的運營費用,只能夠?qū)⑽鬯幚頃和!?/p>
許多農(nóng)村地區(qū)的污水處理設備比較專業(yè),運行復雜,農(nóng)民自身由于知識儲備不夠,無法獨立對相關(guān)的機器設備進行操作,但是能夠操作的專業(yè)技術(shù)人員又不愿意深入到農(nóng)村工作,這就使得花費了大量精力安置的污水處理設備形同虛設。
在設計我國農(nóng)村污水處理設施時,借鑒了城市污水處理的經(jīng)驗,因而設計了過多的污水處理能力。但是,由于農(nóng)村居民少,污水產(chǎn)生量少,無法達到污水處理的量也就缺少相應的價值。同時,污水處理站不能夠正常的運行,始終處在低負荷狀態(tài)之下或者偶爾運行。另外,由于污水處理站的規(guī)模較大,污水處理管道也較長,造成了資金投入成本較大。
相關(guān)污水處理部門在進行農(nóng)村地區(qū)污水處理的時候,并沒有制定好相關(guān)的政策與措施,很多時候?qū)τ谖鬯椖慷际遣扇 耙坏肚小钡姆绞剑谡麄€地區(qū)都采取同樣的辦法去處理農(nóng)村生活污水,但是這種方式并沒有考慮到我國農(nóng)村地區(qū)的分散,每個村的實際地形地貌和實際情況都不一樣,導致部分地區(qū)對于一些污水處理設施完全適用不了,導致政府花費了大量的人力、物力和財力建設的污水處理設施并沒有達到預期的效果。
4.1.1 生物接觸氧化法
原理:首先讓污水填料表面附著的微生物產(chǎn)生的生物膜與污水完全解除,然后利用污水外部的空氣環(huán)境條件,其次便是讓水中的部分有機物被氧化分解,讓污水得到凈化處理。
優(yōu)缺點:經(jīng)過氧化分解之后污水排水水質(zhì)較好、不會占用過多空間、使用范圍廣、運行管理簡便、沒有淤泥堵塞。但是添加的填料很容易堵塞、需要輔助設備進行運轉(zhuǎn)、基建投資費用過高、轉(zhuǎn)運花銷較大。
4.1.2 生物濾池法
原理:過濾材料選擇碎石和塑料,將污水均勻的經(jīng)過過濾材料流下,讓過濾材料的表面形成一層生物膜,然后利用有機物可以快速地被微生物膜分解的機理,進行污水凈化。
優(yōu)點和缺點:不需要沉淀池,能夠節(jié)省土地,運行的成本低,抗沖擊的能力也強。為了避免操作成本過高以及操作時發(fā)生曝氣的情況,目前基本上使用的是生物滴濾池。我們在實踐過程中發(fā)現(xiàn),如果將生物滴濾池與人工濕地相結(jié)合,那么處理的污水效果較好,CODcr去除率達到93%、NH4-4去除率達到99.6%、TN和TP的去除率達到了63%左右,凈化之后的排水滿足國家與行業(yè)的標準,效果很好。但是這種辦法容易滋生蚊蟲、填料易阻塞、效率低下、耗能較高。
4.1.3 厭氧沼氣池技術(shù)。
現(xiàn)階段,我國農(nóng)村沼氣池的應用已經(jīng)十分的廣泛了,不僅僅可以作為生活廚房用氣,還可以對生活的污水進行處理,利用微生物的氧化分解,將有機物氧化為沼氣,從而使生活污水得到凈化。
優(yōu)缺點:沼氣池分解污水運行費用低、運行方便,出水不但可以用于灌溉還可以直接排放,可以產(chǎn)生再生資源,在農(nóng)村普及率很高,受眾性很廣。在農(nóng)村還可以將沼渣用于生禽的喂養(yǎng),但是其出水有臭味。
4.2.1 人工濕地
人工濕地處理系統(tǒng)就是在人工鋪的基質(zhì)上種植蘆葦、香蒲、鳳眼蓮等這類水生植物,利用濕地構(gòu)成的土壤、植物、水生動物和微生物共同過濾、吸收污染物的工藝。一般來說,按植物類型分類,可以分為挺水植物和浮游植物;按照水流形式分類可以分為表面流濕地、潛流人工濕地以及垂直流人工濕地。人工濕地作為一種新型生態(tài)污水處理技術(shù)具有其他污水處理系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)勢,例如人工濕地的投資和運行費用在同等條件下一般較低,除此之外它還具有抗沖擊負荷能力強、出水水質(zhì)好以及處理效果穩(wěn)定等優(yōu)勢,并且水生植物還存在一定經(jīng)濟價值,這些都是人工濕地的有利之處。一般來說,農(nóng)村生活污水處理采用的主要是潛流人工濕地,更有利于農(nóng)村的污水處理。雖然人工濕地具有不少優(yōu)勢,比如人工濕地系統(tǒng)的出水水質(zhì)較高,投資,運行費用也很低、效果穩(wěn)定,抗沖擊性強,凈化效果顯著等。但是人工濕地處理系統(tǒng)占地大,而且處理效果會受到氣溫、植物生長季節(jié)的影響,除此之外它的脫氮、除磷效率也較為低下。
4.2.2 土壤滲濾
生活污水處理的另一種方式就是土壤滲濾系統(tǒng),它的工作原理就是利用土壤的滲濾和毛細作用將水解池中經(jīng)過預處理的污水通過滲濾溝有效地通入到已經(jīng)設計完成的滲濾田,并且讓污水多個方向流動,同時利用土壤的吸附、微生物的分解、植物的過濾來去除相關(guān)的有機物。地下滲濾系統(tǒng)具有不可比擬的優(yōu)勢,它的工程較為簡單,管理相對來說也較為方便,同時土壤滲濾系統(tǒng)處理的水質(zhì)好、效果穩(wěn)定、運行費用低,其不足之處便是占地面積過大、土壤容易阻塞,在設計運行的過程中,如果出現(xiàn)紕漏就會導致運行過程中出現(xiàn)污染周邊地下水源的后果。在目前這個階段,國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)并開始應用土地滲濾技術(shù)。比如在我國上海市寶山區(qū)羅店鎮(zhèn)張墅村,采用了土壤滲濾系統(tǒng)來處理生活污水,出水可達到國家一級標準,同時土壤滲濾系統(tǒng)的建造成本低,而且基本免維護。
4.2.3 穩(wěn)定塘
穩(wěn)定塘顧名思義時間周期較長,整個污水處理比較穩(wěn)定,它是依托于穩(wěn)定塘內(nèi)的各種菌藻,微生物能夠長期存留在塘內(nèi),可以將污水里面的有機物不斷地分解處理,塘內(nèi)微生物的新陳代謝速度將決定污水分解的速度。穩(wěn)定塘一般是由人工挖掘而成,也有少部分天然的池塘,其成本較低,藻、菌、微生物等易產(chǎn)生,污水優(yōu)化之后的排水干凈。在實際的穩(wěn)定塘處理之后的污水研究中發(fā)現(xiàn),TSS的去除率高達80%以上,COD的去除率也是接近于80%,但是氣溫下降,去除率會相應地降低
優(yōu)缺點:穩(wěn)定塘的建設成本低,運行管理方便,很多時候根據(jù)農(nóng)村的地形因地制宜,能夠自然地優(yōu)化生活污水,美化環(huán)境。但是此種辦法占地面積偏大,也容易產(chǎn)生臭味,招來蚊蟲,并且受季節(jié)和天氣的影響較大,處理的效果并不穩(wěn)定。這種辦法適用于土地資源較豐富的地區(qū),并且適用于水溝與池塘,當前我國在太湖地區(qū)已經(jīng)大面積的使用藻類穩(wěn)定塘,對于污水里面的有機物分解效果很好,氨氮的去除率更是高達90%以上。
從我國農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景來看,經(jīng)濟落后,管理人員匱乏,經(jīng)營管理困難仍然是阻礙農(nóng)村生活污水處理的三大障礙。因此,未來的農(nóng)村生活污水處理技術(shù)必將發(fā)展一系列基礎(chǔ)設施成本低,操作維護簡單,運行成本低,設備易于安裝的處理工藝。針對上述問題,提出了以下對策。
由于農(nóng)村污水處理設施無法建設或使用的問題,主要原因是水處理設備的建設和運行成本過高。因此我們要以鄉(xiāng)村振興為背景,鼓勵農(nóng)村地區(qū)的科技創(chuàng)新,要積極開發(fā)新的污水處理工藝,要以降低能耗,節(jié)約成本為前提,努力做到污水處理的出水效果達到標準。
對于操作復雜以及專業(yè)技術(shù)人員缺乏管理的問題,根本原因在于過程過于復雜。因此,政府應促進使用不需要特殊管理或簡單操作的小型智能污水處理技術(shù)。
由于農(nóng)村污水處理設備經(jīng)常存在施工周期長,安裝過程中施工緩慢的問題,建議對水處理設備進行設備化,以設備的形式實現(xiàn)污水處理,加快施工速度,縮短工期。
針對我國農(nóng)村污水處理廠(站)規(guī)?;O計的問題,有必要盡快制定和完善有關(guān)農(nóng)村污水處理的相關(guān)標準。結(jié)合農(nóng)村實際情況,為將來的設計提供規(guī)范指導,避免設計時存在遵循老舊標準,規(guī)模不合適的問題。