新农村生活污水治理的必要性和方法

新农村生活污水治理的必要性和方法

一、农村生活污水？

农村生活污水是家庭日常生活产生的杂排水。

二、农村生活污水任意排放对环境的影响

生活污水是人们在日常生活中排出的废水，由于生活污水中含有多种有机物及病菌、虫卵，如果不经处理直接排放到水体中，污染有机物分解腐烂，使水体中溶解氧消耗殆尽，发黑变臭。因此，城市生活污水应送入污水处理厂处理，达标后才能排放到水体。

农村生活污水以往都是作为农田肥料来使用的，生活污水中的有机物在农田中被农作物吸收，转化为农作物的营养物质，很少流失到水体中去，因此，对环境影响不大。但随着我国经济社会的快速发展，农民经济收入的不断提高，农民的生活方式也发生了巨大的变化，随着自来水的普及，卫生洁具、洗衣机、沐浴设施等走进平常百姓家。农村的人均日用水量和生活污水排放量急增，产生了大量生活污水；其肥效亦大大降低，又因卫生要求，很难用作农肥了，同时由于化肥的大量使用，减少了传统的农家肥的使用。造成农村生活污水失去了消化途径，使近年来农村生活污水的无序排放，成为农村环境的重要污染源，造成农村河道水体变黑发臭、鱼虾绝迹、蚊蝇孳生。生活污水中病菌虫卵引起疾病传播，使群众的身体健康受到极大的影响。

三、农村生活污水的性质

农村生活日渐城市化，生活污水主要来自农家的厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、淋浴排水及其他排水等。生活污水含纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质等有机类物质，还含有氮、磷等无机盐类，其BOD5浓度约为：100～250mg／L之间。生活污水中含有多种微生物，新鲜生活污水中细菌总数在5×105～5×106个／L之间，并含有多种病原体。生活污水中悬浮固体物质含量一般在200～400mg／L之间。污染物平均浓度见表3－1。由于生活污水中污染物以有机物为主，同时生活污水中还含有许多微生物，对有机污染物进行分解，因而生活污水是不稳定的、生物可降解的和易腐烂的，如果不经处理直接排放到环境中去会引起环境的污染。

表----生活污水污染物平均浓度

（单位：mg/L）

四、农村生活污水的处理方法

由于生活污水中的污染物是以有机物为主，其生化性较好，所以通常情况下生活污水的处理都是采用生物处理的方法。生活污水的处理方法从处理工艺上分有：厌氧生物处理和好氧生物处理。从处理方式上分：有集中处理和分散处理。集中处理的方法多采用好氧生物处理，运行可靠，处理效果好，但存在着基建投资大、动力消耗多、运行费用高、剩余污泥处理难等问题；分散处理方法大多数为厌氧生物处理，处理设施投资少、运行费用低，但相当一部分处理设施存在着处理效果不稳定、难以达到排放标准的问题。城市生活污水处理大多数采用集中活性污泥法处理，但这种方法不完全适宜农村。

五、农村生活污水处理工艺比较与选择

农村生活污水的处理应选用投资少、运行管理方便费用低的小型分散式处理方法为主。目前此类处理方法有以下几种：

[1]MBR处理新农村污水

膜生物反应器以出水水质稳定优良为其优势，但一次性投资成本稍高。本工程要求处理出水用作回用水，且不能影响周围人们的身体健康，故对出水水质要求较高，且要求有较高的稳定性。本工程推荐选用膜生物反应器工艺作为首选处理工艺。

MBR（膜生物反应器）工艺的工作原理：首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物，然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。

MBR工艺的优点如下：

?运行管理方便

传统的好氧活性污泥处理工艺，在高污泥负荷的情况运行会出现污泥膨胀现象，使得泥不难于分离导致系统不能正常运行、出水不达标。而MBR工艺是用膜抽吸作用来进行泥水分离，污泥膨胀不会影响MBR系统的正常运行和出水水质，因此运行管理极为方便。

?占地面积小

传统的活性污泥工艺的活性污泥浓度一般在3000～5000mg/l，而MBR工艺的活性污泥浓度一般在8000～12000mg/l，且不需生化沉淀池，故大大减少了占地面积和土建投资，其土建占地约为传统工艺的1/3。

?处理水质稳定

中空丝膜能够截留几乎所有的微生物，尤其是针对难以沉淀的、增殖速度慢的微生物，因此系统内的生物相极大丰富，活性污泥驯化、增量的过程大大缩短，处理的深度和系统抗冲击的能力得以加强，处理水质稳定。

?具有很好的脱氮效果

MBR系统有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖，系统硝化效率得以提高。

?泥龄长

膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，可以实现基本无剩余污泥排放。

?动力消耗低

中空丝膜所需的吸引压力仅为－0.1～－0.4公斤/cm2左右，动力消耗低。

膜生物反应器易于一体化，易于实现自动控制，操作管理方便；

MRB的工艺过程如下：

养吸收、分解使污水获得净化。漫流湿地（又称自由水面湿地）是污水进入湿地后，在湿地表面维持一定厚度水层，水流呈推流前进，形成一层地表水流，并从地表出流。污水中有机物经沉淀，根系拦截，吸附，吸收，分解而获净化的。按水流方向可将人工湿地又分为水平流湿地床和垂直流湿地床。垂直流湿地床的水流通过导流管或导流墙的引导，在湿地床内上下流动，多个垂直流湿地床串联起来称之多级垂直流湿地。水平流湿地床的水流是按一定方向水平流动。在实际过程中有时将垂直流湿地床与水平流湿地床组合起来使用，这种湿地床称之组合式湿地床。垂直流湿地床较水平流湿地床负荷高。

1 特点

人工湿地有自由水面型( FWS) 和潜流型(SFS)两类。由于潜流型人工湿地处理效果好、受气温影响相对较少、卫生条件好等原因而采用较多。潜流型人工湿地根据污水的流动方向又分成水平流和垂直流两种。前者对BOD5 、CODCr 、SS、重金属等污染物处理效果好,后者脱氮、除磷效果较好。

人工湿地处理系统投资低,处理效果好,管理和维护简单,基本不

用能源消耗,运行费用仅为常规处理的1/ 10 ,抗冲击性能强,适合广大农村地区、小城镇地区的污水处理。

2 构造

下面重点介绍潜流型湿地。

潜流式人工湿地构造由进水区、处理区、出水区三部分组成,并且底部应做好防渗层。垂直流人工湿地构造示意见图。

图---垂直流人工湿地构造示意

[5]、生物接触氧化与人工湿地组合工艺

1 基本情况

经过对该地区农村生活污水中主要指标COD Cr、TN、TP 的监测分析, 水质情况

COD Cr为135-380 mg·L- 1、TN为15-50 mg·L- 1、TP 为0.50-3.50 mg·L- 1。监测分析频度为每周1 次, 连续监测14 次, 监测分析方法CODCr 为重铬酸钾法; TN 为过硫酸钾氧化紫外分光光度法(GB11894- 89) ; TP 为钼锑抗分光光度法(GB11893- 89) 。

2 处理工艺

采用生物接触氧化与人工湿地组合工艺对农村生活污水进行处理, 其工艺流程见图。

图---农村生活污水处理工艺流程

农村生活污水经过细格栅去除漂浮物和悬浮物后, 进入集水调节池以达到均衡原水水质水量的目的, 然后用污水泵提升至生物接触氧化池。生物接触氧化池内设置填料, 底部采用空气管曝气。已经充氧的污水浸没全部填料, 并以一定的速度流经填料。填料上长满生物膜, 污水与生物膜相接触的过程中, 水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。从填料上脱落的生物膜,随水流到沉淀池后被去除, 污水得到净化。经生物接触氧化处理后, 污水中大部分有机物得到了去除。沉淀池出水进入人工湿地处理, 进一步去除N、P 营养盐。采用潜流型人工湿地, 平面尺寸为1.8 m×6.0 m, 床深为80 cm, 中间利用隔墙形成交替流, 人工湿地上栽种芦苇、菰米等具有高效脱氮除磷功能的水生型植物。处理后的出水直接外排。

3工艺分析

随着气温的升高, TN 及TP 的去除率有

明显增加的趋势, 究其原因主要是因为气温的升高, 湿地上植物的生长加速, 对N、P 的去除有促进作用。另外发现，TP 的平均去除率略高于TN 的平均去除率, 可能是由于氮的去除主要是微生物作用, 而磷的去除是由微生物和吸附沉淀双重作用所致。

根据对生物接触氧化池及人工湿地两个环节TN、TP 进出水浓度的监测显示, 人工湿地对生活污水中的N、P 的去除具有较大的贡献, 绝大部分N、P通过人工湿地介质的过滤作用、微生物的降解以及植物的吸收作用得以从污水中去除, 其中N 主要是通过硝化与反硝化反应而被去除, P 的去除主要依靠沉淀、吸附及水生植物的吸收。

4小结

生物接触氧化- 人工湿地组合工艺对农村生活污水中污染物的去除效果好, 其主要指标CODCr、TN、TP 的平均去除率分别为72.9%、86.6%、89.1%, 出水一般都能达到一级排放标准。系统具有较强的抗负荷能力, 且该工艺具有投资省, 能耗低, 维护管理简便等优点, 是处理农村生活污水的一种简单适用的方法

（6）、厌氧发酵－人工湿地生活污水处理设计

[6]生活污水净化池沼气

生活污水净化沼气池是采用厌氧发酵技术和兼性生物过滤技术相结合的方法，在厌氧和兼性厌氧的条件下将生活污水中的有机物分解转化成CH4、CO2和水，达到净化处理生活污水的目的。其处理工艺：

生活污水格栅池前处理区［一级厌氧发酵、二级厌氧发酵（挂膜）］

排放

1池型布置

图---生活污水净化沼气池布置示意

前置处理区分为Ⅱ级，设计成两座密闭的圆柱形沼气池,在该区生活污水进行厌氧分解、泥水分离；污泥沉积于池底进行腐化分解。为了加强厌氧接触效果，在前处理Ⅱ区池内挂硬性填料。沼气池的有效容积为污水通过停留容积和污泥部分沉积容积之和，污水容积按停留时间48～72 h 计算，污泥沉积容积按污泥清掏周期360 d 计算。

后处理区为生物滤池,设计成矩形折流式生物滤池,分成4 格,每格水头差20 cm ,污水从下向上串联折流通过滤床,污水通过滤膜上好氧、兼性微生物的分解代谢和合成代谢进一步降解污染物质。池中滤料选用石灰石碎石,厚度为400～500 mm。第一、二格为粗滤

料,粒径5～40 mm ;第三格为中滤料,粒径5～20 mm ; 第四格为细滤料,粒径5～15mm。每格碎石后处理区的有效容积可按(0. 4 ～0. 5) 沼气池有效容积计算。

净化沼气池前设格栅,以阻拦污水中较大的漂浮物。沼气池为密闭池,池顶设活动盖板和蓄水圈、盖板两道顶盖,活动盖板上有沼气导管,可将沼气用塑料软管引出。在出水管上端部位布置DN150 PVCU 进气管(进口设防护罩) ,使池内水面与大气相通,保证好氧和兼性微生物的降解效果。

2处理效果

地方环境监测站对净化沼气池的检测结果见表1～表3 。

表1～表3 的数据表明,生活污水净化沼气池出水应属基本或接近达到《污水综合排放标准》( GB8978 —1996) 中的二级排放标准要求。

当然，单一的人工湿地处理技术处理效果有时并不显著，于是人们又将人工湿地与一些工艺相结合，产生一些新的技术

六、农村生活污水处理设计应注意几点

1处理设施地址及组合形式选择

⑴合并处理

在推进农村“三集中”建设中，同时规划建设工业污水集中处理设施的地方，则应将居住区生活污水引入合并处理，可补充工业污水活性污泥法处理时的营养源，提高处理效果，亦可降低投资，提高管理水平，确保达标排放。江阴市新桥村即采用此法。

⑵与灌溉相合

在缺水少雨和蔬菜生产地区，可采用苏S03-2004《生活污水净化沼气池》工艺，建在居住区绿化地下，净化出水由管道排送至灌溉渠或调蓄塘，供农灌、浇菜用。

⑶与生物氧化塘相结合

居住区附近有一定面积水塘，可采用苏S03-2004《生活污水净化沼气池》工艺，建在居住区绿化地下，净化出水由管道排送至水塘，水塘再选栽沉底和浮水植物，并放养适当的鱼、河蚌、螺蛳。

⑷人工湿地与生物氧化塘一体化

一级厌氧发酵池（二级厌氧发酵池）建在居住区绿化地下，二级厌氧发酵池+人工湿地（或仅人工湿地）建在水塘边，将水塘边坡改造为人工湿地床，形成人工湿地与生物氧化塘系统，既节约用地，又充分利用地形，有利于污水净化流程布置。

⑸厌氧发酵池与人工湿地床合建或分建

在居住区绿化面积大，又适宜布置人工湿地，则将一、二级厌氧发酵池与人工湿地床合建，选用观赏植物，使人工湿地成为居住区一景；如居住区绿化地小，不宜布置人工湿地，可将一级厌氧发酵池建在住户宅旁，二级厌氧发酵池与人工湿地建在居住区附近洼地、荒地上。可在人工湿地床上选栽经济性水生植物。这里要强调的，一级厌氧发酵池要尽量建在住户宅附近，这样泥砂和悬浮物被截留下，排水管道不易堵塞，管坡可降低，管径可小点。

⑹因地制宜改造

旧村庄扩建中，原有化粪池尽可能利用，可直接建二级厌氧发酵池与人工湿地床；相对集中几户合建一组厌氧发酵池+人工湿地床，或者分建一级厌氧发酵池，二级厌氧发酵池与人工湿地床集中异地建；附近有养殖场，建净化沼气池，亦可将生活污水引入合并处理。

2污水排放管网布置

⑴排水体制

⑵排水管线布置原则

⑶室内卫生器具布置

⑷排水管道管材选择

⑸建筑物内生活污水排水管道设计（秒流量）

⑹几种不同管径塑料管排水流量计算

⑺室内污水排放管管径及坡度

⑻各组团之间排放管管径及坡度

⑼生活污水排水管流速及埋深

⑽窖井和检查井设置

⑾旧村庄排水管网改造

3污水排放管道、厌氧发酵池与人工湿地处理系统流程高度

的控制

⑴室内排水管埋深原则

⑵配水井，一二级厌氧发酵池流程标高控制

⑶人工湿地床流程标高控制

⑷人工湿地床排空管设置

4.污泥（沼渣）清掏设施与设置

七、总结

农村污水处理项目作为一种公共工程，应通过环境影响评价论证其划建设的合理性，真正发挥其改善农村环境的作用，尽可能降低或消项目可能造成的二次污染和带来的环境风险。