西北農(nóng)村污水處理工藝
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平不斷提高,村鎮(zhèn)地區(qū)的水環(huán)境污染日益嚴(yán)重,亟需解決農(nóng)村排水引起的環(huán)境問(wèn)題。西北地區(qū)的地理位置偏遠(yuǎn),當(dāng)?shù)卮迕襁€未意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性,生活污水常常在未經(jīng)處理的情況下直接排放到生態(tài)環(huán)境中,造成了農(nóng)村水體污染嚴(yán)重,不僅威脅到了當(dāng)?shù)氐乃?,而且在一定程度上加劇了淡水資源危機(jī),不利于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。由于西北地區(qū)人口量小且分布較分散,污水量小且波動(dòng)大,導(dǎo)致目前適應(yīng)西北農(nóng)村小型污水處理的工藝及設(shè)施都比較匱乏的。想要滿(mǎn)足污水處理技術(shù)的科學(xué)性和有效性,必須要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,因地制宜的選擇合理的方案,工程基建投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、操作難度大等問(wèn)題,都會(huì)直接影響到污水處理效果。
一、農(nóng)村污水水質(zhì)特點(diǎn)
農(nóng)村地區(qū)污水的產(chǎn)生主要來(lái)自于居民的日常生活,如廚房用水、洗滌用水及沖廁用水等,具有污染物濃度高、排放量小、波動(dòng)大、分布分散的特點(diǎn)。廚房用水主要由清洗廢水及廚余廢水組成,主要成分包括蔬菜、米面殘?jiān)坝退旌衔锏?,使得廢水中的SS、COD及BOD比較高;洗滌用水主要為洗漱、洗澡、洗衣等污水,主要成分包括污垢、頭發(fā)、洗滌劑等,含有大量的化學(xué)物質(zhì),使得污水中的NH4+-N及TP比較高,容易引起水體富營(yíng)養(yǎng)化;沖廁用水含有較高的COD、N、P量及細(xì)菌、真菌、大腸桿菌和病毒等,有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度更高,是農(nóng)村污水污染物的主要來(lái)源。
二、污水處理模式及出水水質(zhì)要求
由于西北農(nóng)村人口數(shù)量少、分布分散且污水量低波動(dòng)大,可采用集中和分散相結(jié)合的處理模式。對(duì)于居住比較分散的農(nóng)戶(hù)采用單獨(dú)收集、分散處理模式,對(duì)于居住比較集中的農(nóng)戶(hù)或者新農(nóng)村,采用埋設(shè)污水管網(wǎng)收集污水,集中處理。根據(jù)國(guó)家及各地方的《農(nóng)村生活污水處理設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn),處理后污水根據(jù)排放水體的不同可分為三個(gè)檔次,即一級(jí)、二級(jí)和三級(jí),但隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高,農(nóng)村污水的排放標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越高,往往要求達(dá)到二級(jí)或者一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
三、西北農(nóng)村污水處理工藝設(shè)計(jì)
根據(jù)目前西北地區(qū)氣候、農(nóng)村污水特點(diǎn)及排放要求,目前常用的處理工藝有生化處理技術(shù)、生態(tài)凈化技術(shù)和生物+生化處理技術(shù)。針對(duì)西北農(nóng)村地區(qū)氣候及污水特點(diǎn),結(jié)合已成功運(yùn)營(yíng)的農(nóng)村小型污水處理廠案例,將傳統(tǒng)的城市污水處理廠二級(jí)生化處理工藝小型化、一體化,應(yīng)用于村鎮(zhèn)分散式污水處理,效果比較理想。城市污水廠二級(jí)生物處理工藝大多采用活性污泥法和生物膜法??紤]到農(nóng)村污水中的N、P含量較高,需要生物除磷脫氮,常用的處理工藝如下:
(一)活性污泥法
1、A2/O工藝。A2/O工藝(Anaerbio-Anoic-Oic)稱(chēng)為厭氧-缺氧-好氧三者結(jié)合系統(tǒng)。作用機(jī)理是在厭氧及缺氧的情況下進(jìn)行反硝化,在好氧的情況下進(jìn)行硝化作用,從而使污水中的有機(jī)物、氮和磷得到去除,達(dá)到凈化污水的作用。
2、氧化溝工藝。氧化溝的曝氣池呈封閉的溝渠型,污水和活性污泥的混合液在其中不斷循環(huán)流動(dòng)。氧化溝類(lèi)型比較多,如帕斯維爾氧化溝、三溝式(T型)氧化溝、Orbal氧化溝等。氧化溝處理效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)好,具有較強(qiáng)脫氮除磷效果,同時(shí)有一定抗沖擊負(fù)荷的能力,運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。一般村鎮(zhèn)污水處理規(guī)模較小,為避免溝道太窄,多選用池型簡(jiǎn)單的跑道型氧化溝――帕斯維爾氧化溝。
(二)生物膜法處理工藝
1、生物轉(zhuǎn)盤(pán)工藝。生物轉(zhuǎn)盤(pán)處理工藝是生物膜法污水處理技術(shù)的一種,是污水灌溉和土地處理的人工強(qiáng)化,這種處理法使細(xì)菌和菌類(lèi)的微生物、原生動(dòng)物一類(lèi)的微型動(dòng)物在生物轉(zhuǎn)盤(pán)填料載體上生長(zhǎng)繁育,形成膜狀生物性污泥――生物膜。生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要組成部分有轉(zhuǎn)動(dòng)軸、轉(zhuǎn)盤(pán)、廢水處理槽和驅(qū)動(dòng)裝置等。生物轉(zhuǎn)盤(pán)的作用機(jī)理是:轉(zhuǎn)盤(pán)在轉(zhuǎn)軸的作用下,交替與廢水及空氣接觸,形成一個(gè)連續(xù)的吸氧、吸附、氧化分解過(guò)程,從而達(dá)到凈化污水的作用。生物轉(zhuǎn)盤(pán)不僅能夠有效地去除有機(jī)污染物,而且隨著膜的增厚,內(nèi)層的微生物呈厭氧狀態(tài),還具有硝化、脫氮與除磷的功能。
2、一體化膜生物反應(yīng)器(MBR工藝)。
MBR工藝是生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相組合的新工藝。不僅可以高效地進(jìn)行固液分離,得到直接使用的穩(wěn)定中水,又能在生物池內(nèi)維持高濃度的微生物量,從而極有效地去除水中氨氮、細(xì)菌和病毒,出水懸浮物和濁度接近于零,產(chǎn)生較少的剩余污泥;此工藝能耗低,占地面積小,工藝簡(jiǎn)潔,操作方便,可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行管理,適合缺乏專(zhuān)業(yè)管理人員的農(nóng)村地區(qū)。但膜處理技術(shù)存在堵塞問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致膜膜通量下降,需定期進(jìn)行反沖洗和化學(xué)清洗,以維持MBR系統(tǒng)的有效使用壽命。
四、西北農(nóng)村污水處理運(yùn)營(yíng)分析
想要實(shí)現(xiàn)污水處理的正常運(yùn)行,必須要具備各種條件,從當(dāng)前情況分析,西北農(nóng)村污水處理運(yùn)營(yíng)方面,主要存在以下問(wèn)題。
(一)西北農(nóng)村污水處理運(yùn)營(yíng)存在的問(wèn)題
1、規(guī)劃設(shè)計(jì)不夠科學(xué)。由于西北地區(qū)地理位置偏遠(yuǎn),而且人口極為分散,在污水治理方面的工作起步時(shí)間相對(duì)較短,雖然目前已經(jīng)有部分設(shè)備應(yīng)用于污水處理,但是效果并不如意。以當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S為例,在配套污水管網(wǎng)建設(shè)技術(shù)方面相對(duì)落后,而且由于農(nóng)村污水日產(chǎn)量較少,無(wú)法實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài),導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本較高,為了能夠節(jié)約成本,設(shè)備經(jīng)常被閑置,進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)效率低下。
2、缺少污水處理運(yùn)營(yíng)管理人才。相對(duì)于城市地區(qū)污水,西北農(nóng)村污水具有分散性、日產(chǎn)量少等特點(diǎn)。為了能夠響應(yīng)政府號(hào)召,在污水處理方面,主管部門(mén)數(shù)量也相對(duì)較多,如鎮(zhèn)政府、水務(wù)站、村委會(huì)等,在污水處理問(wèn)題上,很容易出現(xiàn)相互推諉的情況,管理效率低的問(wèn)題非常突出。對(duì)于西北農(nóng)村污水處理的管理人員,大多數(shù)都是從當(dāng)?shù)鼐用裰刑暨x出來(lái)的,在專(zhuān)業(yè)水平方面相對(duì)較低,除此之外,環(huán)保意識(shí)也不高,在這種情況下,難以勝任污水處理運(yùn)營(yíng)的重責(zé),這也是導(dǎo)致當(dāng)?shù)匚鬯幚硇Ч患训闹饕颉?/p>
3、污水處理經(jīng)費(fèi)相對(duì)較少。想要實(shí)現(xiàn)污水處理工藝的普及以及運(yùn)營(yíng),經(jīng)費(fèi)保障具有非常重要的作用。從目前情況分析,西北地區(qū)大多數(shù)村莊都缺少相應(yīng)的環(huán)保設(shè)施,這些都需要經(jīng)費(fèi)作為保障,才能夠配置齊全。當(dāng)前,當(dāng)?shù)剡€沒(méi)有合適的融資渠道,僅僅依靠政府部門(mén)的財(cái)政預(yù)算,無(wú)法實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)匚鬯幚砉に嚨耐茝V。除此之外,在污水處理設(shè)施建設(shè)完成后,也需要維護(hù)經(jīng)費(fèi)予以支持,否則,污水處理工藝的有效率將會(huì)大打折扣。
(二)西北農(nóng)村污水處理運(yùn)營(yíng)解決策略
從當(dāng)前情況分析,西北農(nóng)村污水處理運(yùn)營(yíng)的主要模式是村民兼職管理,在這種管理模式下,技術(shù)專(zhuān)業(yè)水平無(wú)法滿(mǎn)足污水處理工藝推廣使用及維護(hù)的需求,除此之外,這種管理模式也是導(dǎo)致資金匱乏的主要原因。為了能夠解決以上問(wèn)題,可以從管理模式著手,將污水處理經(jīng)營(yíng)委托給專(zhuān)業(yè)的第三方運(yùn)營(yíng)公司,并且以有償服務(wù)的方式,解決相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)問(wèn)題。
1、污水處理第三方運(yùn)營(yíng)管理模式的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)第三方運(yùn)營(yíng)管理模式,可以明晰政府、單位以及環(huán)保三者之間的關(guān)系,進(jìn)行形成相互制約、相互促進(jìn)的效果。第三方運(yùn)營(yíng)管理模式是以市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的方式確定,在確定好之后,會(huì)以協(xié)議的方式,對(duì)彼此的責(zé)任、義務(wù)以及權(quán)利進(jìn)行明確,這樣可以更好的問(wèn)責(zé),對(duì)提高運(yùn)營(yíng)管理效率具有重要作用。第三方運(yùn)營(yíng)管理模式在污水處理工藝設(shè)計(jì)研究方面,具有更多的經(jīng)驗(yàn),可以實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化的服務(wù),對(duì)提高污水處理效率,減少資金浪費(fèi)具有重要作用。
2、污水處理第三方運(yùn)營(yíng)管理模式應(yīng)用。通過(guò)污水處理第三方運(yùn)營(yíng)管理模式,政府雖然不能夠直接參與到管理中,但是卻能夠?qū)⒏?jìng)爭(zhēng)機(jī)制引入其中,提高公共服務(wù)質(zhì)量,可以實(shí)現(xiàn)政府、第三方運(yùn)營(yíng)管理機(jī)構(gòu)以及村民利益的三贏。在應(yīng)用過(guò)程中,政府可以對(duì)第三方運(yùn)營(yíng)管理單位進(jìn)行監(jiān)督,確保污水處理保持高效狀態(tài)運(yùn)營(yíng)。對(duì)于第三方運(yùn)營(yíng)管理單位而言,通過(guò)以上污水處理工藝,可以最大程度的降低前期投入,而且后期會(huì)采取有償服務(wù)的方式收費(fèi),經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。對(duì)于村民而言,日常生活中的污水可以實(shí)現(xiàn)有效的凈化,對(duì)維護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境具有重要作用,可以為村民提供一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境。
綜上所述,西北農(nóng)村污水具有污染物濃度高、排放量小、波動(dòng)大、分布分散的特點(diǎn),這是西北農(nóng)村小型污水處理的工藝及設(shè)施都比較匱乏的主要原因。在本文研究中,針對(duì)其污水特點(diǎn),進(jìn)行了相應(yīng)的水質(zhì)水量及處理工藝分析,并且提出了運(yùn)營(yíng)管理手段,不僅對(duì)提高當(dāng)?shù)匚鬯幚砑夹g(shù)水平、治理農(nóng)村面源污染具有重要作用,同時(shí)也期望實(shí)現(xiàn)提高當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境質(zhì)量的目的。(來(lái)源:甘肅和誠(chéng)工程咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)有限公司)
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