农村生活污水处理文献综述

1.文献综述农村生活生活污水治理研究进展摘要：农村生活污水是面源污染的主要来源，污染已对农村地区的水体、土地等自然环境产生严重影响，为确保农村水源安全和农民身体健康，农村污水治理刻不容缓。国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出了建设社会主义新农村，国内掀起了新农村建设的热潮。具有战略高度的新农村建设已经将农村及村镇地区的给排水问题提上了日程。了解村镇基本情况，分析总结村镇污水特点，探讨村镇污水治理的适用工艺技术具有重要的意义。结合村镇生活污水水质水量特征分别介绍了氧化沟、接触氧化、化粪池技术、净化沼气池技术、人工湿地技术、人工快速渗滤技术等技术。关键词：农村生活污水人工湿地组合技术Farmers'concentrationlivingsewagedisposalarereviewedAbstract:Ruraldomesticsewagearethemainsourcesofnon-pointsourcepollution,andpollutionhaswater,landandothernaturalenvironmentinruralareasofsevereimpact,inordertoensuretheruralwatersupplysecurityandfarmers'health,soitisurgenttoruralsewagetreatment.Thenationaleconomicandsocialdevelopmentoftheeleventhfive-yearplanoutlineisputforwardinordertobuildanewsocialistcountryside,raisedahotwaveofnewruralconstructioninChina.Strategicheightofthenewruralconstructionhaswatersupplyprobleminruralandtownareaontheagenda.Understandtheruralbasicsituation,analysissummaryvillagesewagecharacteristics,discussestheapplicationoftheruralsewagetreatmenttechnologyhasimportantsignificance.Incombinationwithcharacteristicsofruraldomesticsewagewaterrespectivelyintroducestheoxidationditchtechnology,contactoxidationandseptictank.Keywords:Ruraldomesticsewage,Constructedwetland,Septictank1.1引言十一五期间，我国对全国城市点源污染进行了控制，各地兴建了大批的污水处理厂，点源入河水质得到明显的改善。但是从河流水质监测数据分析，各地国控断面水质虽然得到部分改善，但是水质超标现象依然严重。说明面源污染现在是我国河流水质恶化的主因，这其中农业生产、农村生活的污染构成了面源的主要来源。我国农村地区生活污水处理率低，绝大部分的生活污水未经处理直接排放，农村污水治理工程非常少，很多处理技术仅仅处于示范研究的阶段。开发适合处理农村生活污水的治理技术所面临的不仅仅是技术的问题，还涉及到农村经济的问题。我国村镇污水处理现状:由于国家城乡发展的不平衡性，以及城市污水量大、成分复杂而且便于收集等特点，城市污水治理走在前列。村在的种种问题，治理存在较大的难度。建设部在2005年对全国具有代表性的9个省份部分村庄进行镇污水由于其产量小、产源分散、水量水质波动大，且在管理、资金以及工艺设计等方面存在问题，结果显示:96%的村庄没有排水沟渠和污水处理系统。国内村镇生活污水治理示范工程在京津、江浙等经济较为发达地区以及重要的水源保护地如滇池、太湖率先开展，但是工程推广面临着各种困难;中西部地区也在积极探索适宜的村镇污水治理工艺，但部分经济落后地区尚缺乏村镇污水治理的条件。随着人民生活水平的提高，用水量的增大，村镇地区生活污水排放量也在不断增大。我国目前每年农村污水量超过8×109t，其中东南、西南地区污水量偏大。据调查，截至2008年4月份，广东省农村生活污水处理设施共有274处，仅占全省自然村总数的0.19%，总处理规模不到4×104t。村镇生活污水的直接排放对流域内水环境质量造成了很大的影响，严重威胁着农村地区的人居环境和居民的饮水安全。1.2村镇污水治理存在问题(1)收集问题:村镇地区人口密度相对偏小，与镇、村与镇、村与村之间往往比较分散，管网的铺设费用很高，加之丘陵山区地带地形复杂，污水收集存在较大的难度。(2)技术问题:目前国家的污水工程处理设施建设标准最小规模为1×104m3/d，大部分的村镇污水量达不到此规模，村镇生活污水处理在工艺设置上缺乏设计参数。我国地区间差异巨大，工艺在不同的水质、水量、气候、地形以及不同的管理运行条件下也会出现复杂的问题，如北方地区人工湿地的越冬问题，快速渗滤系统的堵塞问题。(3)资金问题:由于村镇财政以及居民收入有限，地方政府很难负担污水处理设施的建设以及运行管理费用。在城市生活污水及工业废水治理任务紧迫的情况下，国家及省市财政也较难顾及村镇污水治理领域。(4)管理问题:现有村镇污水处理设施管理维护人员普遍缺乏专业素养，而且村镇污水缺乏有效的管理机制[1]。1.3农村生活污水工艺研究单元技术1.3.1A2/O法工艺简介。传统A2/O工艺于上世纪70年代由美国专家[2]在厌氧—好氧除磷工艺(A/O工艺)的基础上开发出来的。该工艺是在A/O工艺中增加一个缺氧段，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧段，以达到脱氮的目的，其流程如图1。混合液回流图1传统A2/O工艺工艺特点。传统A2/O工艺可以完成有机污染物的去除、硝化及反硝化脱氮、磷的过量摄取等功能，具有如下特点：(1)在去除有机污染物的同时可达到除磷脱氮目的；(2)工艺简单、水力停留时间较短；(3)在厌氧—缺氧—好氧条件下交替运行，丝状菌不会过度繁殖，不会引发污泥膨胀。但二沉池回流到厌氧池污泥中的硝酸盐对生物除磷产生一定的影响，降低了除磷效果。在工程实践上的应用：(1)脱氮效果和混合液回流比有很大关系，回流比高，则效果好,但动力费用增大，反之亦然,A2/O工艺适宜的混合液回流比一般为200%。(2)氮负荷率过高会对硝化菌产生抑制作用,一般氮负荷率应小于0.05kgTKN/(kgMLSS·d)，否则会影响硝化效果。(3)好氧池中的Ns应在0.18kgBOD5/(kgMLSS·d)之下，否则异氧菌数量超过硝化菌，会抑制硝化反应的发生，而厌氧池中的Ns应大于0.10kgBOD5/(kgMLSS·d)，否则除磷效果将急剧下降。所以在A/A/O工艺中Ns的范围狭小[15]。结论：该工艺具有不错的脱氮除磷效果，而且工艺简单，运行管理方便，适用于城市污水，工业园区用水等大规模的污水处理，但是对于农村小污水量而言，投资高，不经济和实惠，不符合农村污水处理的特点，有点大材小用。进水厌氧缺氧好氧出水二沉池污泥回流1.3.2氧化沟工艺简介。氧化沟是活性污泥法的一种类型，其曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动，因此又称为“环形曝气池”。采用氧化沟工艺一般不设初沉池，由于该工艺选择的泥龄较长，剩余污泥量少于一般的活性污泥法，并且得到了一定程度的好氧稳定，污泥不需要进行厌氧消化处理，从而简化了污泥处理的流程。从水力特性来看，氧化沟既具备完全混且曝气装置在沟中布置的特点使沟中溶解氧呈现分区变化。即远离曝气装置的某点DO浓度降低而呈合式反应器的特点，也具备推流式反应器的特点。污水通常在沟渠中循环流动多次，并现缺氧区，有利于活性污泥的生物絮凝和生物脱氮。具有一定除磷脱氮功能的氧化沟主要有：奥贝尔氧化沟、交替工作式氧化沟、卡鲁塞尔2000氧化沟[3]以及微孔曝气氧化沟等。奥贝尔氧化沟：奥贝尔氧化沟由多个同心的环形沟渠组成，废水从外沟依次流入内沟，曝气设备采用曝气转盘，各沟有机物和溶解氧浓度均不相同，因此可实现脱氮除磷的目的。其工艺如图2：图2奥贝尔氧化沟卡鲁塞尔2000除磷脱氮氧化沟工艺：该工艺源于荷兰的DHV公司及其在美国的专利特许公司EIMCO。中山市污水处理厂采用的就是Carrousel-2000除磷脱氮氧化沟工艺，流程如图3所示。表曝机图3卡鲁塞尔2000除磷脱氮氧化沟卡鲁塞尔2000氧化沟系统，是在原卡鲁塞尔系统上增加一个缺氧池和预脱氮池，这个预脱氮池通过两条窄沟与原卡鲁塞尔系统连接在一起，在缺氧区安装一套低能耗的搅拌机，当缺氧且富含硝酸盐的混合液流向曝气机时，部分液体被导入缺氧池，与未处理的污水接触，未处理的污水BOD浓度高，可作为碳源满足并促进反硝化过程进行，分解出的氮气释放到空气中，硝酸盐中结合的氧用于BOD氧化。该沟利用特有的水力设计，省去了内回流泵及管道。而水流分配通过沟道进口宽度和水力局部调节，沟道入口安装的简单的隔板“门”可以进行流量微调。1.3.3AB法工艺简介：AB法是一种生物吸附—降解两阶段活性污泥法，A段负荷高，曝气时间短，仅0.5h左右，污泥负荷高达2~6kgBOD5/kgMLSS·d，B段污泥负荷较低，为0.15~0.30kgBOD5/kgMLSS·d[4]。该法对有机物、氮和磷都有一定的去除率，适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水，通常要求进水BOD5≥250mg/L，AB法才有明显的优势。工艺流程图如图4所示。图4AB法AB工艺在工程实践上的应用：厌氧选择池缺氧池/预脱氮/氧化沟终沉池出水进水回流污泥剩余污泥格栅沉砂池吸附池中间沉淀池曝气池二次沉淀池回流污泥A段回流污泥B段与传统活性污泥法相比,AB工艺在COD、BOD、SS、总磷和总氮上的去除率均高于前者,且工程投资和运行费用方面也较前者省。在联邦德国、瑞士、希腊等国,一些老厂因处理出水达不到排放标准,将原来的常规活性污泥法改为AB法从而解决了问题.目前全世界有60多座采用AB工艺的污水厂在运行、设计和规划之中。南斯拉夫修建了目前世界最大的AB工艺的污水厂。在我国,上海、山东等地都有采用AB工艺的污水处理厂。表2列出了国内外一些采用AB工艺的污水厂的运行情况及运行参数。1.3.4传统SBR工艺工艺简介。其反应是在同一容器中进行。在同一容器中进水时形成厌氧（此时不曝气）、缺氧，而后停止进水，开始曝气充氧，完成脱氮除磷过程，并在同一容器中沉淀，再通过滗水器出水，完成一个程序。这种方法与以空间进行分割的连续流系统有所不同，它不需要回流污泥，也无专门厌氧、缺氧、好氧区，而是在同一容器中，分时段进行搅拌、曝气、沉淀，形成厌氧、缺氧、好氧过程。这种方法总容积利用率低，一般小于50%，因此适用于较小污水量场合。工艺如图5。图5传统SBRSBR法在工程实践上的应用：SBR池在同一运行周期内具有完全混合特性，不同运行周期具有理想推流式模型。本工艺在SBR池前设一进水前置预曝区，采用少量污泥回流与进水一起预曝，污泥回流比为25%一30%,是边进水边曝气的非限量曝气运行模式，目的是最大限度减少进水污染负荷对主反应曝气池的冲击。整个反应器的MLSS的质量浓度较高，始终保持在4000mg/L以上，CO从r浓度递减，F/M值较低,为0.3kg[BOD5]/(kg[MLSS]·d)，尽可能提高曝气池对废水有机物和有毒物质的冲击力[5]。1.3.5CAST工艺工艺简介：CAST（CyclicActivatedSludgeTechnology）工艺是澳大利亚开发的一种循环式活性污泥法，是在传统SBR工艺和ICEAS（IntermittentCyclic进水反应曝气沉淀排水排泥ExtendedAerenationSystem）工艺（周期循环延时曝气系统）基础上发展起来的一种新技术。其每组CAST系统通常由4个池子组成，每池轮