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西北農村污水處理工藝

發布時間:2020-12-21 11:08:00  中國污水處理工程網

  隨著社會的不斷發展,國民經濟水平不斷提高,村鎮地區的水環境污染日益嚴重,亟需解決農村排水引起的環境問題。西北地區的地理位置偏遠,當地村民還未意識到環境保護的重要性,生活污水常常在未經處理的情況下直接排放到生態環境中,造成了農村水體污染嚴重,不僅威脅到了當地的水源,而且在一定程度上加劇了淡水資源危機,不利于當地生態環境可持續發展。由于西北地區人口量小且分布較分散,污水量小且波動大,導致目前適應西北農村小型污水處理的工藝及設施都比較匱乏的。想要滿足污水處理技術的科學性和有效性,必須要結合當地實際情況,因地制宜的選擇合理的方案,工程基建投資大、運行費用高、操作難度大等問題,都會直接影響到污水處理效果。

  一、農村污水水質特點

  農村地區污水的產生主要來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、波動大、分布分散的特點。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、米面殘渣及油水混合物等,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、洗滌劑等,含有大量的化學物質,使得污水中的NH4+-N及TP比較高,容易引起水體富營養化;沖廁用水含有較高的COD、N、P量及細菌、真菌、大腸桿菌和病毒等,有機物和營養物質濃度更高,是農村污水污染物的主要來源。

  二、污水處理模式及出水水質要求

  由于西北農村人口數量少、分布分散且污水量低波動大,可采用集中和分散相結合的處理模式。對于居住比較分散的農戶采用單獨收集、分散處理模式,對于居住比較集中的農戶或者新農村,采用埋設污水管網收集污水,集中處理。根據國家及各地方的《農村生活污水處理設施水污染物排放標準》標準,處理后污水根據排放水體的不同可分為三個檔次,即一級、二級和三級,但隨著對環境保護要求的不斷提高,農村污水的排放標準也越來越高,往往要求達到二級或者一級標準。

  三、西北農村污水處理工藝設計

  根據目前西北地區氣候、農村污水特點及排放要求,目前常用的處理工藝有生化處理技術、生態凈化技術和生物+生化處理技術。針對西北農村地區氣候及污水特點,結合已成功運營的農村小型污水處理廠案例,將傳統的城市污水處理廠二級生化處理工藝小型化、一體化,應用于村鎮分散式污水處理,效果比較理想。城市污水廠二級生物處理工藝大多采用活性污泥法和生物膜法?紤]到農村污水中的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)稱為厭氧-缺氧-好氧三者結合系統。作用機理是在厭氧及缺氧的情況下進行反硝化,在好氧的情況下進行硝化作用,從而使污水中的有機物、氮和磷得到去除,達到凈化污水的作用。

  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流動。氧化溝類型比較多,如帕斯維爾氧化溝、三溝式(T型)氧化溝、Orbal氧化溝等。氧化溝處理效果穩定,出水水質好,具有較強脫氮除磷效果,同時有一定抗沖擊負荷的能力,運行管理簡單。一般村鎮污水處理規模較小,為避免溝道太窄,多選用池型簡單的跑道型氧化溝——帕斯維爾氧化溝。

  (二)生物膜法處理工藝

  1、生物轉盤工藝。生物轉盤處理工藝是生物膜法污水處理技術的一種,是污水灌溉和土地處理的人工強化,這種處理法使細菌和菌類的微生物、原生動物一類的微型動物在生物轉盤填料載體上生長繁育,形成膜狀生物性污泥——生物膜。生物轉盤的主要組成部分有轉動軸、轉盤、廢水處理槽和驅動裝置等。生物轉盤的作用機理是:轉盤在轉軸的作用下,交替與廢水及空氣接觸,形成一個連續的吸氧、吸附、氧化分解過程,從而達到凈化污水的作用。生物轉盤不僅能夠有效地去除有機污染物,而且隨著膜的增厚,內層的微生物呈厭氧狀態,還具有硝化、脫氮與除磷的功能。

  2、一體化膜生物反應器(MBR工藝)。

  MBR工藝是生物處理技術與膜分離技術相組合的新工藝。不僅可以高效地進行固液分離,得到直接使用的穩定中水,又能在生物池內維持高濃度的微生物量,從而極有效地去除水中氨氮、細菌和病毒,出水懸浮物和濁度接近于零,產生較少的剩余污泥;此工藝能耗低,占地面積小,工藝簡潔,操作方便,可以實現全自動運行管理,適合缺乏專業管理人員的農村地區。但膜處理技術存在堵塞問題,會導致膜膜通量下降,需定期進行反沖洗和化學清洗,以維持MBR系統的有效使用壽命。

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  四、西北農村污水處理運營分析

  想要實現污水處理的正常運行,必須要具備各種條件,從當前情況分析,西北農村污水處理運營方面,主要存在以下問題。

  (一)西北農村污水處理運營存在的問題

  1、規劃設計不夠科學。由于西北地區地理位置偏遠,而且人口極為分散,在污水治理方面的工作起步時間相對較短,雖然目前已經有部分設備應用于污水處理,但是效果并不如意。以當地污水處理廠為例,在配套污水管網建設技術方面相對落后,而且由于農村污水日產量較少,無法實現滿負荷運行的狀態,導致運營成本較高,為了能夠節約成本,設備經常被閑置,進而導致運營效率低下。

  2、缺少污水處理運營管理人才。相對于城市地區污水,西北農村污水具有分散性、日產量少等特點。為了能夠響應政府號召,在污水處理方面,主管部門數量也相對較多,如鎮政府、水務站、村委會等,在污水處理問題上,很容易出現相互推諉的情況,管理效率低的問題非常突出。對于西北農村污水處理的管理人員,大多數都是從當地居民中挑選出來的,在專業水平方面相對較低,除此之外,環保意識也不高,在這種情況下,難以勝任污水處理運營的重責,這也是導致當地污水處理效果不佳的主要原因。

  3、污水處理經費相對較少。想要實現污水處理工藝的普及以及運營,經費保障具有非常重要的作用。從目前情況分析,西北地區大多數村莊都缺少相應的環保設施,這些都需要經費作為保障,才能夠配置齊全。當前,當地還沒有合適的融資渠道,僅僅依靠政府部門的財政預算,無法實現當地污水處理工藝的推廣。除此之外,在污水處理設施建設完成后,也需要維護經費予以支持,否則,污水處理工藝的有效率將會大打折扣。

  (二)西北農村污水處理運營解決策略

  從當前情況分析,西北農村污水處理運營的主要模式是村民兼職管理,在這種管理模式下,技術專業水平無法滿足污水處理工藝推廣使用及維護的需求,除此之外,這種管理模式也是導致資金匱乏的主要原因。為了能夠解決以上問題,可以從管理模式著手,將污水處理經營委托給專業的第三方運營公司,并且以有償服務的方式,解決相應的經費問題。

  1、污水處理第三方運營管理模式的優點。通過第三方運營管理模式,可以明晰政府、單位以及環保三者之間的關系,進行形成相互制約、相互促進的效果。第三方運營管理模式是以市場競爭的方式確定,在確定好之后,會以協議的方式,對彼此的責任、義務以及權利進行明確,這樣可以更好的問責,對提高運營管理效率具有重要作用。第三方運營管理模式在污水處理工藝設計研究方面,具有更多的經驗,可以實現專業化的服務,對提高污水處理效率,減少資金浪費具有重要作用。

  2、污水處理第三方運營管理模式應用。通過污水處理第三方運營管理模式,政府雖然不能夠直接參與到管理中,但是卻能夠將競爭機制引入其中,提高公共服務質量,可以實現政府、第三方運營管理機構以及村民利益的三贏。在應用過程中,政府可以對第三方運營管理單位進行監督,確保污水處理保持高效狀態運營。對于第三方運營管理單位而言,通過以上污水處理工藝,可以最大程度的降低前期投入,而且后期會采取有償服務的方式收費,經營風險相對較低。對于村民而言,日常生活中的污水可以實現有效的凈化,對維護當地環境具有重要作用,可以為村民提供一個良好的生態環境。

  綜上所述,西北農村污水具有污染物濃度高、排放量小、波動大、分布分散的特點,這是西北農村小型污水處理的工藝及設施都比較匱乏的主要原因。在本文研究中,針對其污水特點,進行了相應的水質水量及處理工藝分析,并且提出了運營管理手段,不僅對提高當地污水處理技術水平、治理農村面源污染具有重要作用,同時也期望實現提高當地的生態環境質量的目的。(來源:甘肅和誠工程咨詢設計有限公司)

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