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农村生活污水处理技术现状分析及评价范文

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农村生活污水处理技术现状分析及评价

农村生活污水是我国农村污染物的主要来源之一,而农村污染物已成为影响水环境的重要因素,进而影响整个农村的生态环境,同时也制约着农村经济发展。社会主义新农村建设方针的出台,使我们看到了中国广大农村发展的新方向和美好前景。要实现这个美好愿景,对农村生活污水治理技术现状的科学认识就显得尤为重要。因此,对我国进入21世纪以来的农村污水治理技术进行分析及评价具有重要的现实意义。笔者通过中国知网收集并总结了2000—2016年119篇有关农村生活污水处理技术研究的文献,分析农村生活污水处理技术的现状和态势,综述农村生活污水处理技术的各种评价方法,旨在为各农村根据实际情况及需求选择适用的生活污水处理技术以及科学合理开展农村生活污水治理规划和工程实施提供参考,以期推动社会主义新农村建设。

1农村生活污水处理基本状况

农村生活污水包括生活洗涤污水、厨房和冲厕污水以及养殖畜禽污水等,具有污染面广、来源多且分散不易收集,成分复杂,地区差异较显著,悬浮物、有机物、氮磷浓度较高等特性。农村生活污水量一般低于城镇,但由于缺乏完善的下水和处理系统、经济基础薄弱等原因,农村生活污水的处理率远低于城镇。污水沿道路边沟或路面排至附近水体,造成地表水或地下水污染,影响周边居民的饮用水安全,直接威胁水环境健康。据住房和城乡建设部数据,截至2015年,全国(西藏、港澳台未列入统计)建制镇共17848个,对生活污水进行处理的建制镇占全国建制镇总数的25􀆰3%。全国有1􀆰15万个乡、264􀆰5万个村庄,村庄户籍人口7􀆰65亿人,对生活污水进行处理的乡仅为815个,占全部乡的7􀆰1%[1]。这2组数据充分说明,有大量农村生活污水未得到处理,加强农村生活污水处理显得尤为紧迫和重要。

2农村生活污水处理技术分类

目前国内外应用的农村污水处理技术较多,按作用原理可分为物理法、化学法和生物法3种方法。物理法包括重力、离心和过滤等;化学法包括混凝、吸附和电解等;生物法包括活性污泥和生物膜法。按照主体技术单元构成分类,主要分为生物处理技术、生态处理技术和组合处理技术3种。生物处理技术指通过微生物在好氧或厌氧条件下分解吸收污水中的有机物、氮和磷。好氧生物处理需要动力给污水充氧培养微生物,常用方法有厌氧-好氧(AO)法、序批式活性污泥(SBR)法和生物转盘等。厌氧生物处理不需要动力,主要是利用厌氧微生物的代谢活动将有机物转化为CH4和CO2等,常用方法有厌氧生物滤池和厌氧沼气池等。生态处理技术是利用土壤-植物-微生物复合系统共同作用的原理,通过过滤、吸收和分解作用使污水得到净化,常用方法有人工湿地、土壤渗滤净化系统和氧化塘等。组合处理技术指上述2种处理技术的结合或某一种技术系统内部不同工艺形式的结合,主要包括3种:生物+生物处理组合,如厌氧滤床-接触氧化净化槽[2]、厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺(A2O)-膜生物反应器(MBR)一体化工艺[3];生态+生态处理组合,如人工湿地+稳定塘[4]、生态浮床与人工湿地组合工艺[5];生物+生态处理组合,如厌氧消化+人工湿地+氧化塘[6]、太阳能A2O+潜流人工湿地[7]。每种技术都有各自的优势和特点,利用生物处理可以降低污水中污染物浓度;通过生态处理可以降低管理难度并控制运行成本;借助组合工艺可以进一步提高系统处理效能并探索改良方法。

3我国农村生活污水处理技术应用状况分析

通过文献调研,收集了2000—2016年处理水量低于1000m3•d-1的全国各地农村生活污水处理工程近150项,经过筛选只有119项同时满足以下2个要求:一是有明确处理水量;二是有具体的污染物去除率数据或有满足的排放标准。

4农村生活污水处理出水执行排放标准分析

在119篇文献中,有84篇文献注明出水执行的具体标准号,占70%。在注明排放标准的文献中,依据最多的标准是GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》(一级A和一级B标准分别占26􀆰19%和40􀆰47%,未注明级别占8􀆰33%),其次是GB8978—1996《污水综合排放标准》(一级和二级标准分别占5􀆰95%和3􀆰57%),此外还有北京市地方标准的DB11/307—2005《水污染物排放标准》(一级A和一级B分别占1􀆰19%和4􀆰76%,未注明级别占3􀆰57%)和GB5084—2005《农田灌溉水质标准》(5􀆰95%)。以上数据说明目前针对农村生活污水处理技术的实践中,研究者的关注重点主要在于污染处理技术,该现象与我国农村生活污水治理起步较晚有关。截至目前,尚未出台国家层面的农村生活污水处理排放标准,造成各地农村在工艺选择和建设标准中面临许多实际问题,也使得各项技术在研发过程存在无明确标准可以参照的问题。

5各处理技术污染物考核指标分析

5.1水质指标分析在查阅的119篇文献中,有91篇文献注明具体水质指标值。考核的水质指标主要包括COD、氨氮、总氮、总磷、SS和BOD5这6项指标。,随意性较大。

5.2污染物去除率分析不同地区农村由于经济发展水平、居民生活习惯、文化背景以及水文等自然条件的差异,生活污水的排放特征也大相径庭。不同农村生活污水处理技术对水质指标的去除效率也不尽相同。在所考察的污水处理技术中,6类主要污染物指标的去除效率分布。

6农村生活污水处理技术评价

农村生活污水处理技术有很多种,选择时不仅要考虑技术本身的适用性,还要考虑经济、管理以及环境等因素。通过调研,发现层次分析法是农村生活污水处理技术较为常用的评价方法。

7总结

通过对119项农村生活污水处理工程案例文献调研、数据统计分析以及运用层次分析法对处理技术的评价可以看出,我国农村生活污水处理技术目前主要可分为生物、生态和组合处理技术3种。生态处理技术中人工湿地工艺目前使用较广。组合技术中的生物+生态组合处理技术因其符合农村生活污水的特点以及农村独特的地理环境而得到更多的开发使用,将有更广阔的发展前景。未来总的发展趋势是多种技术的组合,而多种工艺单元组合的创新技术是我国农村生活污水处理技术发展的主要方向。我国农村生活污水处理工艺多种多样,但都缺少规模效应以及标准建构,目前我国农村生活污水排放标准缺失,去除效能的评价指标体系不完备,建议今后国家在开发各种污水处理技术、提升技术效能的同时尽快完善农村污水排放标准,建立、健全对农村污水处理技术的评价体系,在对农村生活污水处理鼓励技术创新的同时,应集中应用和重点发展少数几种技术成熟的生物处理技术,且要尽快使这些处理工艺及其技术形式标准化。

作者:谢林花1,吴德礼2,张亚雷2 单位:1陕西科技大学环境科学与工程学院,2同济大学环境科学与工程学院/污染控制与资源化研究国家重点实验室