農(nóng)村污水處理不能照搬城市污水處理廠的老套路,要與低碳、循環(huán)、增產(chǎn)、生態(tài)要求相融合,走出新路,這就讓農(nóng)村污水處理承載了更多的希望。
第一,更新理念,創(chuàng)新模式。
農(nóng)村污水治理更新理念,創(chuàng)新模式體現(xiàn)在四個堅持中:
-堅持因地制宜,因村而異,分散收集,就近處理;
-堅持質(zhì)量達(dá)標(biāo),總量控制,系統(tǒng)規(guī)劃,持續(xù)見效;
-堅持清潔生產(chǎn),變廢為寶,低碳運(yùn)行,效益優(yōu)先;
-堅持政府領(lǐng)導(dǎo),部門合作,市場機(jī)制,創(chuàng)新模式。
這四個堅持改變了城市污水集中處理的理念,以分散處理、分散利用為基點,既符合村民居住分散,又體現(xiàn)污水再生利用條件多樣的農(nóng)村環(huán)境;突出了農(nóng)村污水處理工程持續(xù)見效的總目標(biāo),把廁所改造、源分離、污水輸運(yùn)、分類再生,與質(zhì)量達(dá)標(biāo)和總量控制共同形成治污大系統(tǒng),確保系統(tǒng)最優(yōu);明確了低碳、循環(huán)路線,依靠發(fā)展清潔生產(chǎn)、變廢為寶技術(shù)產(chǎn)出再生產(chǎn)品,使環(huán)保有收益,實現(xiàn)效益優(yōu)先,讓農(nóng)民用得起;創(chuàng)新了建設(shè)模式,強(qiáng)調(diào)政府領(lǐng)導(dǎo),抓好治污需求和再生產(chǎn)品應(yīng)用一頭一尾兩個關(guān)鍵,依托市場機(jī)制實現(xiàn)建設(shè)運(yùn)營一體化,先達(dá)標(biāo)后付錢,政府政績和農(nóng)民實惠看得見、感覺得到,讓政府和農(nóng)民都放心。
實現(xiàn)四個堅持的途徑是做好全面規(guī)劃,需要跨部門、跨學(xué)科的合作。一個村莊的污水不需要輸運(yùn)至另一個村莊,甚至一個村莊內(nèi)可以規(guī)劃幾個污水處理設(shè)施;一個村莊的污水處理標(biāo)準(zhǔn),可以回用、也可以進(jìn)入農(nóng)田成為灌溉水,這就需要增設(shè)消毒設(shè)備或污水農(nóng)灌專用設(shè)備;另外,一個村莊的污染物源頭治理可以將黃水直接滅菌進(jìn)入農(nóng)田,也可與黑水一起進(jìn)入資源化、能源化領(lǐng)域,做葉面肥、有機(jī)土壤調(diào)理劑、生物有機(jī)肥,都需要通過規(guī)劃把先進(jìn)技術(shù)落到實處,見諸效益,讓農(nóng)民滿意。
最為重要的是,農(nóng)村污水處理還是一張白紙,好畫最新最美的圖畫。可以為城市污水處理廠和下水道的革命提供理念、技術(shù),和效益的借鑒,進(jìn)而實現(xiàn)污水治理農(nóng)村包圍城市的新局面。對此,值得為農(nóng)村污水治理大顯身手。
第二,狠抓廁所,源頭減負(fù)。
城市污水處理廠因為受納了廁所黑水和黃水,大量消耗能源,白白浪費了農(nóng)業(yè)需要的氮磷營養(yǎng)物,至今因抽水馬桶、管網(wǎng)系統(tǒng)的改造困難,難以改變現(xiàn)狀,因此農(nóng)村絕對不能再走城市污水管網(wǎng)的老路。如果在農(nóng)村旱廁改造中,只求方便,又是一沖了事,不重視源頭分離,就會大大增加污染物負(fù)荷。
以某村子100戶約400人口計算,灰水每日產(chǎn)生量約為50m3。按人均每天排糞約0.5千克;排尿量約為1.5升計算,100戶村民每日共排糞0.2噸,排尿0.6噸。根據(jù)糞便平均含1%左右的氮,0.5%左右的磷;尿液含0.5%的氮和0.13%的磷計算,每日共排放氮污染物0.017噸,磷污染物0.049噸。
假如廁所采用常規(guī)節(jié)水便器,按每人每天大便1次,沖水3L,小便5次,單次沖水1.5L估算,廁所的黑水和黃水排水量約為每天5m3。注意,這是新增的高濃度污水。假如這種高濃度生活污水和灰水混合排放,進(jìn)入污水處理設(shè)施,該村每日污水量則達(dá)到55m3,更重要的是這種污水含氮污染物濃度超過300mg/L,磷污染物濃度超過80mg/L,對于農(nóng)村污水處理設(shè)施是很難勝任的。
所以廁所黑水、黃水資源化利用作為農(nóng)村污水處理設(shè)施源頭減負(fù)第一要務(wù),可以推薦的廁所潔具是:
真空源分離便器
真空分離式便器是以真空為驅(qū)動力,分別收集糞便和尿液污水的便器。便池前部是小便區(qū),后部是大便區(qū)。兩個區(qū)域分開沖水,大便時,前區(qū)與后區(qū)同時沖水;小便時,僅前區(qū)沖水。前區(qū)排污管道可連接真空管道或重力流管道,后區(qū)排污管道連接真空管道。沖水量為大便每次0.5~2L,小便每次0-0.5L。
糞尿分集式生態(tài)馬桶
此馬桶的獨特設(shè)計可把大小便分離處理。當(dāng)使用者坐在馬桶上時,大便垂直落到馬桶后半部的內(nèi)置便桶膠袋里。小便經(jīng)過馬桶前半部的管道流出馬桶。內(nèi)置換氣扇迅速把大便的表面吹干。內(nèi)置雙檔風(fēng)扇可把馬桶內(nèi)的臭氣和室內(nèi)的異味悄無聲息且快速地排出室外。經(jīng)單獨收集的尿液兌3-8倍的水后用來澆灌花草莊稼;在糞便中加入少量水及土,經(jīng)發(fā)酵2-6個月,使之變成可用于農(nóng)業(yè)種植的肥料土壤。
免水小便斗
免水小便斗使用中不需要水,可以減少水和處理污水的成本,降低了維護(hù)和維修的費用;比沖水便斗細(xì)菌少5倍,創(chuàng)造了更衛(wèi)生、無異味的洗手間。以每天使用100人次的普通沖水小便斗計算,約需水量137970升,需電耗105千瓦,免水小便斗通過濾芯省去了對水和電耗的需求,應(yīng)該成為公共廁所首選。
第三,創(chuàng)新技術(shù),低碳運(yùn)行
適用于農(nóng)村污水治理的技術(shù),第一是運(yùn)行費,第二還是運(yùn)行費。水處理運(yùn)行費用必須降到噸水0.3元以下,這應(yīng)該成為硬指標(biāo)。南水北調(diào)中線水源地曾上馬了一些噸水0.8元的技術(shù),就算是國家補(bǔ)貼每噸0.5元,仍舊難以維持持續(xù)運(yùn)行,降低運(yùn)行費一是降低能耗,二是無人值守,三是延長年限,都是實現(xiàn)低碳運(yùn)行的要求。在源頭減負(fù)之后,實現(xiàn)低碳運(yùn)行就變得容易多了。農(nóng)村污水的主要指標(biāo)COD為260mg/L以下,BOD為120mg/L以下,氨氮為35mg/L以下,考慮到農(nóng)村污水處理再用的條件十分方便,總氮與總磷指標(biāo)可不在追求指標(biāo)之列。達(dá)到COD30mg/L、BOD10mg/L,氨氮5mg/L的指標(biāo),并且實現(xiàn)噸水運(yùn)行費0.3元的技術(shù),可推薦:
基因改良微生物酶反應(yīng)處理工藝:
即常規(guī)的厭氧、缺氧、好氧復(fù)合生化處理工藝,該工藝將微生物酶反應(yīng)池根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)濃度分成若干個單元池,并添加特制的微生物巢,實現(xiàn)厭氧、缺氧,及好氧水環(huán)境條件,在通過微生物降解有機(jī)污染物的同時進(jìn)行水解酸化,有機(jī)物分解,硝化和反硝化過程脫氮。前面單元池老化脫落的微生物尸體在后續(xù)的厭氧、缺氧及好氧環(huán)境中通過水解酸化分解成簡單的小分子有機(jī)物,可在后續(xù)的單元池被徹底氧化分解,因此該工藝產(chǎn)生的剩余污泥極少。微生物和微生物巢不需要補(bǔ)充投放、撈取和維護(hù)。一個典型的20噸污水處理站可設(shè)計為10個生化池,每個0.5*1米,加調(diào)節(jié)池和電氣設(shè)備總占地2米*4米,其中電氣設(shè)備包括曝氣泵、配電箱、變頻器,總功率1千瓦,日耗電10度左右。
生物沙快滲技術(shù)
采用滲透性良好的生物沙介質(zhì)(以天然河砂為主,摻入活性礦物填料),以干濕交替的運(yùn)行方式,在污水在自上而下流經(jīng)生物沙填料過程中發(fā)生綜合的物理、化學(xué)、生物反應(yīng)。在淹水期,污水自上而下流經(jīng)生物沙層,由于生物沙呈壓實狀態(tài),利用生物沙粒徑較小的特點,生物沙中粘土性礦物和有機(jī)質(zhì)的吸附作用截流和吸附污水中的懸浮物,同時溶解性污染物質(zhì)通過生物膜上的生物微絮凝作用和吸附作用,在濃度差推動下,傳遞到生物膜的水層上,被生物膜上的各種微生物分解凈化;在落干期,在好氧狀態(tài)下生物沙表面的生物膜對附著在其上的污染物進(jìn)行好氧生物降解,從而使污染物在系統(tǒng)中得以最終去除。
一個日處理10噸農(nóng)村生活污水的一體化裝置,約需占地13平米,為一個半徑2米的圓柱體裝置,外圈布置沉淀池、調(diào)節(jié)池、干化池,厚度約為0.5米;內(nèi)部為生物沙快滲池,半徑1.5米。農(nóng)村生活污水進(jìn)入沉淀池,停留時間2.2小時,去除污水中大量SS后重力流入調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)池設(shè)計停留時間12小時,可滿足針對農(nóng)村生活污水的均質(zhì)、均量用途;污水由提升泵自調(diào)節(jié)池提升至生物沙快滲池,水力負(fù)荷為1.42m3/㎡˙d,去除污水中的COD、氨氮、總磷后達(dá)標(biāo)排放;沉淀池中的污泥,定期提升至干化池,干化后的污泥可作為農(nóng)田肥料使用,清夜重力回流至調(diào)節(jié)池。
模塊化生物濾塔
模塊化生物濾塔是速分生化技術(shù)與強(qiáng)化跌落曝氣充氧有機(jī)結(jié)合的工藝組合。按照污水的處理過程,從上向下依次間隔連通有若干級浸沒式填料反應(yīng)區(qū)以及通風(fēng)折板填料反應(yīng)區(qū)。浸沒式填料反應(yīng)區(qū)、通風(fēng)折板填料反應(yīng)區(qū)多級循環(huán),浸沒式填料反應(yīng)區(qū)安裝有出水管道以及配水管道,其位置與通風(fēng)折板填料反應(yīng)區(qū)上部的配水孔板相對應(yīng);最底部一級為浸沒式填料反應(yīng)區(qū),出水可直接達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。模塊化生物濾塔采用框架層疊式放置,間隔式布置浸沒式填料反應(yīng)區(qū)以及通風(fēng)折板填料反應(yīng)區(qū)的結(jié)構(gòu)方式,實現(xiàn)了組合式安裝,模塊化管理的目的,減少了設(shè)備的占地面積與生產(chǎn)維護(hù)成本。生物濾塔動力設(shè)備僅為水泵和通風(fēng)設(shè)備,所需功率少,真正實現(xiàn)分散處理和無人值守。
低碳生物轉(zhuǎn)球
在集成世界先進(jìn)生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)的基礎(chǔ)上,將轉(zhuǎn)盤的盤片改形為球,提高生物膜的數(shù)量和質(zhì)量。利用半浸沒于污水中的轉(zhuǎn)球作為微生物污泥生長載體,通過轉(zhuǎn)球轉(zhuǎn)動為污泥提供氧氣并使污泥吸附水中污染物,附著在轉(zhuǎn)球上的污泥隨著厚度變化呈現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧層的變化,不同氧氣環(huán)境下的菌種對水中污染物起到不同的作用,從而使生物轉(zhuǎn)球具有同時去除COD、BOD、氮磷等的效果。這一裝置的特點是初沉池、厭/缺氧區(qū)段、好氧區(qū)段、二沉池集中于一個裝置內(nèi)。原污水首先進(jìn)入初次沉降區(qū)(初沉池),在此區(qū)段中大顆粒污染物得到高效沉降,經(jīng)初沉后的污水隨后進(jìn)入生物轉(zhuǎn)球生化區(qū)的第一個處理區(qū)段,即厭/缺氧區(qū)段。在厭/缺氧區(qū)段,污染物被第一類生物菌群(大部分為異養(yǎng)菌群)所降解。經(jīng)厭/缺氧區(qū)段生化后的混合液通過獨特設(shè)計的流量管理系統(tǒng)傳遞至生物轉(zhuǎn)球生化區(qū)的第二個處理區(qū)段,即好氧區(qū)段。在好氧區(qū)段,來自第一區(qū)段末稍的殘留碳水化合物與未經(jīng)消化的氨化物依次得到降解。最后經(jīng)過二次沉降區(qū)(二沉池)沉降后出水,可根據(jù)出水要求增加深度處理。
編輯:李丹
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