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農村生活汙水分散式處理研究現狀及技術的分析

通過小型、先進的汙水處理設施,將汙水就近處理並進行再利用的方式就是分散式汙水處理技術。對於經濟相對落後、地理環境複雜且居住分散的農村而言,分散式處理汙水作為新的理念,具有保護居民健康、協調人與自然環境關係的重要作用,受到政府的高度重視。

1.農村生活汙水分散式處理研究現狀

隨著我國農村經濟的發展,汙染物的排放量逐漸增加,嚴重影響農村自然環境的質量,解決農村生活汙水問題是落實可持續發展的重要工作內容。農村生活汙水來源於糞便、垃圾、牲畜養殖、廚房餐飲以及生活洗滌多個方麵,具有流量大、濃度高、成分複雜、分布分散等特點,因此收集以及處理汙水工作具有很大的難度。在時間相同的前提下,養殖一頭豬所產生的汙水是一個人生活汙水的量的七倍,而一頭牛產生的汙水則是一個人產生汙水量的二十二倍,因此需要重點解決農村養殖所產生的生活汙水。

目前,我國隻有部分經濟發展迅速的農村建立了地下排水係統,解決了生活汙水的排放問題,但仍有96%的農村在生活汙水處理方麵存在問題。據調查,有20%的北京農戶沒有合理的處理生活汙水,新疆、山西、華北、西北的農村地區有30%、29%、23%、58%的生活汙水尚未得到有效的解決,針對這樣的現象需要加強控製體係以及基礎設施的建設。另外,加強對農村生活汙水分散式處理技術的研究,盡快將其應用在農村汙水的處理與淨化中,協調人類與自然環境之間的關係,降低汙水對環境的影響,推進農村城市化的進程[1]。

2.農村生活汙水分散式處理技術分析

2.1人工濕地

人工濕地主要是模擬自然濕地,將水體、微生物、植物與基質等組合在一起而設計、建造複合係統。人工濕地的實現主要是利用生物、化學、物理中生態係統的原理,通過對汙水過濾、沉澱、吸附、分解等步驟,實現淨化汙水的目的,具有成本低、低耗、高效等優點。潛流、表麵流與垂直流為人工濕地形式,其中潛流與表麵流兩種形式常用於農村生活汙水的處理中。

孫亞兵等學者認為:自動增氧潛流形式在抗衝擊方麵具有較強的能力,當TP、NH4+-N、COD的進水濃度為3.6~13.2mg/L、21.6~50.3、132~393mg/L時,其去除負荷與進水濃度呈正相關關係,去除負荷的最大值分別是10.4kg/(hm2•d)、44.4kg/(hm2•d)、226kg/(hm2•d)。另外,石蕾等學者通過對美人蕉、再力花與蘆葦研究發現:美人蕉濕地的生物產量與TN、BOD5、COD的去除率成正相關,且能夠迅速、穩定的形成規模;再力花濕地在脫氮方麵具有較強的效用;蘆葦濕地則具有最好的穩定性。綜合上述學者的研究,人工濕地的去除汙染物的效果較好。

2.2穩定塘

穩定塘通過有機顆粒截濾與沉降、有機物吸附、微生物降解等方式,在利用菌藻之間的相互作用關係,實現去除汙染物的目的。通常情況下,穩定塘能夠去除80%以上的BOD5;去除氮機製的過程為:反硝化/硝化、水生植物吸收以及NH3揮發;去除磷的機製涉及到吸附PO43-、磷擴散、有機磷氨化以及水生植物吸收之間的共同作用,但以磷主要介質的去除方式為生物吸收,這與化學沉降之間存在較大的分歧。

由於穩定塘方式應用過程中會散發臭味,同時占地麵積較大、停留水力的時間較長、積泥嚴重,加之自然環境會影響淨化汙水的效果,因此研究出移動式曝氣塘、高效藻類塘、水生植物塘、活性藻類塘等新型塘。黃翔峰等學者經過研究發現:高效藻類塘在淨化太湖流域農村汙水中具有良好的效果,其菌藻共生體係能夠增加塘中的溶解氧濃度,PO43-、NH4+-N、COD的去除率平均值分別為50%、90%與70%,酸堿值呈現周期性的變化規律。

在研究穩定塘中,藻、菌為活動主體,線索主要是P、N、C元素的遷移,建立塘中化學、生物反應之間的聯係是穩定塘的主要設計方式,如生態綜合係統塘、高級穩定塘、多級串聯塘等。其中,高級穩定塘有熟化塘、藻類沉澱塘、高效藻類塘以及兼性塘組成,核心為高效藻類塘與兼性塘。這種工藝除了能夠保留傳統穩定塘的優點之外,其水力停留的時間較短,有效的減少藻類的衍生數量以及臭味,提高去除生活汙水的負荷率。結合吉祝美等學者對穩定塘中浮床技術的研究發現,建立生態塘對於TP、TN、NH4+-N、COD的去除率能夠達到50%、80%、70%以及55%甚至以上,其去除水平較高[2]。

結語

綜上所述,我國對分散式汙水處理技術的研究較晚,但進展迅速並且取得比較優異的研究成果。以此為基礎,能夠降低汙水中P、COD、BOD、TSS、病原體的濃度,實現淨化生活汙水的目的。所以,可以結合實際情況選擇恰當的方式,將分散式處理技術應用於農村生活汙水的淨化處理中。

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