农村生活污水处理技术

农村生活污水特征与处理技术一、我国农村水环境污染现状主要内容二、我国农村生活污水特征四、发达国家农村污水治理的启示三、农村生活污水处理技术农村水环境是指分布在广大农村的河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体的总称。我国总计有乡(镇)4.54万个，乡村户数2.37亿户，乡村人口达9.20亿人，农村人口分散，人口数量多，没有任何生活污水的收集和处理设施，这使农村生活污染源成为影响水环境的重要因素。据测算，全国农村每年产生生活污水80多亿t，严重污染了农村地区居住环境，农村大部分地区河、湖等水体普遍受到污染，饮用水水质安全受到严重威胁，直接危害农民的身体健康，严重影响农村地区的环境卫生，极易导致一些流行性疾病的发生与传播。据估算，农村环境问题每年造成的经济损失已超过千亿元，我国农村环境与生态状况令人担忧。一、我国农村水环境污染现状1、现状2、污染来源（1）农村生活污水（2）乡镇企业（3）畜禽、渔业养殖（4）非点源污染非点源污染有广义和狭义的两种理解，广义指各种没有固定排污口的环境污染，狭义通常限定于水环境的非点源污染。与点源污染不同，非点源污染具有分散性、隐蔽性、随机性、潜伏性、累积性和模糊性等特点，因此不易监测、难以量化，研究和防控的难度较大。非点源污染是指在工农业生产与人们的生活中，土壤泥沙颗粒、氮磷等营养物质、农药等有害物质、秸秆农膜等固体废弃物、畜禽养殖粪便污水、水产养殖饵料药物、农村生活污水垃圾、各种大气颗粒物等，通过地表径流、土壤侵蚀、农田排水、地表径流、地下淋溶、大气沉降等形式进入水、土壤或大气环境所造成的污染。农业面源污染城市径流污染农业非点源污染是指在农业生产活动中，氮素和磷素等营养物质、农药以及其他有机或无机污染物质，通过农田的地表径流和农田渗漏形成的环境污染，主要包括化肥污染、农药污染、畜禽粪便污染等。化肥污染农药污染农膜污染秸秆燃烧污染养殖业非点源污染中国农业科学院的研究成果显示：在中国水体污染严重的流域，农田、农村畜禽养殖和城乡结合部地带的排污是造成流域水体氮、磷富营养化的主要原因，其贡献大大超过来自城市地区的生活点源污染和工业点源污染。研究同时指出，在中国流域面积大的水域，如滇池、五大湖泊、三峡库区等，水体富营养化的主要驱动因子为：高氮、磷肥料用量的菜果花农田面积大幅度增长；流域农村地区畜禽养殖业密集发展；基础设施差的城乡结合部城镇建设快速扩展。农村经济发展迅速，生活水平较高，但农村的环境建设与经济发展不同步，农村水环境污染严重。农村的“脏乱差”现象对人群健康的存在威胁。2007年末，拥有集中污水处理设施的行政村比例仅为2.6%。二、农村生活污水特征问卷调查对全国200个县、200个镇（乡）和200个行政村进行问卷调查，回收县问卷142份，镇问卷147份，村问卷146份；采集有效数据111,655个；调查内容：社会经济、水环境、用水排水、污水治理、需求意愿、制约因素等覆盖范围：23个省入户调查与监测组织300多名中科院研究生院、同济大学、哈尔滨工业大学、东南大学、重庆大学、兰州大学等高校研究生对全国村镇污水调查，以入户调查为主。覆盖范围：29个省参数pHCOD(mg/L)NH4+-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)浓度6.2870943555.14北京村落生活污水水质监测结果类别CODSSNH4＋-NTPTN(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)河网1#村厨房污水110880230418.4754.0963.93化粪池污水237035647532.36—厨房污水234403686.16.4926.78厨房污水39370149051.1650.77169河网2#村生活污水11501025.82.74337.43生活污水21681323.261.31344.68农村污水特征河网地区村落生活污水水质监测结果类别CODSSNH4＋-NTPTN(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)河网1#村猪场11409667245.2223.39249.27猪场2213038858.1436.4880.71河网2#村鸭塘1130380—4.9822.35猪场5750750—94.45—河网3#村猪场86404880391199.56—渔塘159021.330.90290.055.2801畜禽养殖场的污水水质分析参数pHCOD(mg/L)NH4+-N(mg/L)TP(mg/L)浓度7.1~7.3162~24228~683.9~4.9云南村落污水部分水质浙江北京云南平原河网地带宅基地分散农业、畜禽养殖业发达地表水污染严重(Ⅴ)水源地保护区上游经济发展受限制主村落地表水水质良好(Ⅱ)风景旅游区(高原山地)水源地保护区旅游业为主要经济来源地表水水质优良(Ⅰ)在不同区域共选择了6个行政村开展调查，包括：浙江省三个行政村；北京两个行政村；云南省一个村农村水环境污染调查屋面与庭院径流农村排水村落地表径流村落污染源特征同样是5口人之家，北方农户厨房的用水量为50～70L/d，而河网地区农户的用水量为80～130L/d。在旅游风景区的调查结果表明，主要污染源来自旅游业及相关产业，特征是污染物产生量随旅游旺季和淡季的变化显著波动。洗澡用水量：河网地区的农户为70～140L/人·d，北方农户在夏季也只有约25L/人·d，这与气候、生活条件和习惯等有关。河网地区主要点源污染来自农村生活污水和畜禽养殖业固液污染物的排放；畜禽养殖业兽药的过量使用对人体健康构成潜在威胁；河网地区村边断头浜的水质很差，属典型的隐性污染源。调查结果不同地域农户用水习惯不同，污水产生量和排放规律有差异；农村环保基础设施建设严重不足，农村污染现状严峻；村落点污染源主要是生活污水和畜禽养殖粪便与污水；村落面污染源主要来自村落地表径流和耕地地表径流；其它包括：生活垃圾、农业废弃物、村镇小型工业污染等。农村污水特点与问题特点：总量很大，但做为个体而言，水量较小；水质、水量变化大，排放无规律；分散，通过大规模管网收集污水有困难，且经济上不合算。制约农村污染有效控制的瓶颈：缺乏资金保障、缺乏科学规划、缺乏高效组织、缺乏技术标准、缺乏长效管理。在技术方面：城市污水厂的技术工艺不适合，需要研究和总结真正适合农村的分散型污水处理技术；在管理方面：缺乏相应的规程、规范、准则和标准等；在机制方面：缺乏有效的农村污水处理设施的投资与长期运营机制。农村污水处理模式主要可分为集中处理和分散处理。集中处理模式：即将所有住户产生的污水集中收集，统一建设污水处理设施，通常采用自然处理和常规生物处理等工艺形式。分散处理模式：即将污水按照分区进行收集，单独处理，通常采用中小型污水处理设备或自然处理等形式。庭院式处理模式：该模式主要是针对单独的住户，建设三格化粪池。三格化粪池是将粪便的收集、无害化处理在同一流程中进行，由便池蹲位、连通管和分成三个相互连通格室的密封粪池组成。就近接入市政管网模式：村庄污水接入市政管网统一处理模式，即村庄内所有农户污水经污水管道集中收集后，统一接入邻近市政污水管网，利用城镇污水处理厂统一处理村庄污水农村污水处理模式1、目前农村污水处理技术多种多样，按原理分为物化处理技术：沉淀、过滤、混凝、吸附和消毒技术等生物处理技术：化粪池、沼气池、氧化沟、SBR、生物膜法等生态处理技术：生物滤池、人工湿地、稳定塘、土地渗滤等组合技术：根据水质要求进行技术组合三、农村污水处理技术2、相关经验和要求选址池外管网铺设池体质量窨井鹅卵石铺放植物种植2、农业非点源污染的防治农业非点源污染防治政策措施推行农田最佳养分管理植被过滤带与人工湿地四、发达国家农村污水治理的启示美国分散型污水治理：技术：户外厕所—污水坑—化粪池—分散式污水处理系统美国分散污水治理的概况•发展史：-1987年，《水质量法案》实施。•法规体系：-联邦：《清洁水法案》、《安全饮用水法案》、《海岸带修正法案》、《水质量法案》-环保局：《分散处理系统手册》、《分散处理系统管理指南》-州和民族地区立法•组织结构环保局州政府市、镇、村县政府特别目的区分散污水治理设施公营机构民间机构项目、计划印第安保留区私营公司美国分散污水治理的财政补助制度•州清洁水滚动基金–联邦拨款+各州配套20%；–低息或无息贷款，期限20年；–偿还的贷款和利息再次进入滚动基金。•国家环保局、农业部、房屋和城市发展部、各州政府项目资助案例：马萨诸塞州支持分散污水的项目计划•贴息贷款，最高10万美元；•减税。减免3年共4500美元税金，用于分散系统维修。•社区分散系统管理项目。提供资金用于保障社区、整个地区乃至水域范围内的系统长期安全。发展概况：2003年颁布《排水管网以外地区生活污水处理政府法令》颁布于2003年，又称《本地污水处理法令》（OWSD）法规体系：→芬兰宪法(731/1999)-任何人都对保护环境富有责任，政府应努力保证环境健康。→环境保护法(86/2000)-对污水处理和无害化的一般要求→本地污水处理法令(542/2003)-为污水系统提出的一般环境要求→各地的城市环境保护规定-各地对污水系统作出的环境规定财政补贴制度：→原则上，物业所有者必须对自家的污水处理系统的运行效果负责。在申请建房时就必须包含污水系统的规划，并且在建房时受当地环境或建筑部门监督→原则上由建筑物所有者支付污水处理与运行管理的费用。政府通过基金为低收入家庭提供一定补助，补助额不超过总费用的35％。芬兰：黑水与灰水分开处理系统芬兰污水处理技术：→集中式污水处理：芬兰鼓励乡村污水处理尽可能通过一个小型的管网系统收集然后集中处理。该系统可以由市政部门运营，也可以由私营的水合作社管理。→分散式污水处理系统：包括盥洗水和厕所水分开处理和混合处理两种类型。典型分散式污水处理系统英国乡村污水处理：→集中式污水处理：小型污水处理厂，通常包括沉沙池、初沉池和生物处理系统。常见的生物处理系统有常规生物滤池、生物转盘、延时曝气活性污泥法、生物接触法以及氧化沟。→分散式污水处理系统：包括污水槽、化粪池等英国：法规体系：→英国与污水处理相关的法律大多数是对欧盟相关指令的解释。在英国最重要的是《水资源法案》（1991）和《环境法案》（1995）。→发放排水许可证制度典型的芦苇床系统日本：发展史1969年，建筑基准法推行1983年，净化槽法实施法律规范《下水道法》：城镇、人口密度40人/ha;《净化槽法》：农村村落、家庭组织与执行国土交通省农林水产省环境省总务省都、道、府、县市、町、村城镇排水设施村落排水设施家庭卫生设施《下水道法》《净化槽法》中央地方基层净化槽的设置位置是根据建筑给排水设计时综合考虑的；也可根据已有建筑的给排水综合考虑。将净化槽主体埋置于室外地坪下，槽底浇筑钢筋混凝土基础；侧壁设置钢筋混凝土护壁；槽顶设置钢筋混凝土板。将曝气机设置与室外靠近净化槽主体的地方。并要防止曝气机淋雨、进水。净化槽主体与曝气机用管道连接。将净化槽内充水，并将菌体植入净化槽。接通曝气机电源，开始试运行。槽内的菌体繁殖到合格的水平，即可开始正常使用。设计安装调试正常使用图5.1-2净化槽设计工艺流程图净化槽日本家庭污水处理的财政补助制度家庭60%国库13%地方27%1987年“合并净化槽设置整备事业”补助制度对于家庭设置合并净化槽，市町村给予个人家庭补助时，由国家给予市町村一定的补助，补助额为市町村给予家庭补助标准额的1/3。1994年起日本政府开始实施“特定地域生活排水处理事业”补助制度限于急需开展生活排水对策的地区。以市町村为主体推动净化槽的普及事业时，由国家给予事业费总额1/3的国库补助。另外，由市町村设立公营企业，承担净化槽的日常维护管理等业务。家庭仅负担约10%。家庭10%国库33%地方57%日本农村污水处理设施的维修、保养与监管——《净化槽法》有关规定维护检修：每年两次定期性的设备检修、水质监测和消毒药剂的补充以及害虫的