鄱陽湖流域農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀及技術(shù)模式
農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)系著我國(guó)生態(tài)安全及人類健康。大量未經(jīng)處理的生活污水直接排放到自然水體環(huán)境中,成為農(nóng)村水環(huán)境主要污染源,導(dǎo)致河流、湖泊、地下水等水質(zhì)明顯下降?,F(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)與工藝較難應(yīng)用于農(nóng)村生活污水,為此,研究與探索適宜于我國(guó)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)與工藝尤為重要。本文以鄱陽湖流域農(nóng)村生活污水為例,探討和分析與其相適應(yīng)的生活污水處理模式與發(fā)展趨勢(shì),以期為農(nóng)村生活污水處理提供參考。
一、鄱陽湖流域農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀
1.污水水量與水質(zhì)
鄱陽湖流域農(nóng)村人口超過2.6×107人。生活污水年均排放量超過1.2×109m3。污水?dāng)y帶的大量污染物進(jìn)入鄱陽湖,湖區(qū)水質(zhì)日益下降,年均氮、磷入湖量分別高達(dá)2.92×104t,5.84×103t。這些含氮、磷、有機(jī)物高的生活污水主要來源于居民日常生活產(chǎn)生的污水;另外,鄱陽湖流域周邊的一些分散養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的污水也為來源之一。
2.污水特性
鄱陽湖流域農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀:(1)粗放型排放,排放方式以隨意排放為主,比例達(dá)到50.62%。(2)排放分散,收集困難,資源化利用率低,排放至河流、坑塘的比重分別為38.12%,31.78%,進(jìn)入污水處理廠的比例僅為0.62%,污水處理率非常低。
3.污水處理模式現(xiàn)狀
當(dāng)前,鄱陽湖流域農(nóng)村生活污水處理主要模式分為庭院式、小型分散式、分散式。庭院式處理模式處理水量≤1m3/d,適用于1-2戶或≤10人的污水排放規(guī)模。小型分散式模式處理水量在1m3/d到10m3/d之間,適用于2-30戶或10-100人的污水排放規(guī)模,主要工藝有人工濕地、穩(wěn)定塘、生態(tài)濾池等。分散式模式處理水量在10m3/d到200m3/d之間,適用于30-600戶或100-2000人的污水排放規(guī)模,一般以組合工藝應(yīng)用于實(shí)際污水處理中,主要工藝有沉淀池一人工濕地、生物接觸氧化一人工濕地、人工濕地一穩(wěn)定塘、自回流生物轉(zhuǎn)盤一水生植物濾床、復(fù)合型生物凈化槽一強(qiáng)化生態(tài)浮床、兼氧接觸氧化一土地滲濾等。
二、鄱陽湖流域地形與污水處理模式發(fā)展趨勢(shì)
1.鄱陽湖流域地形地貌概況
解決鄱陽湖流域農(nóng)村生活污水處理問題,既要考慮農(nóng)村生活污水處理的共性問題,又要結(jié)合鄱陽湖流域的特性。鄱陽湖流域的地形地貌屬于典型性丘陵、山地地形地貌,分布呈現(xiàn)出不規(guī)則環(huán)狀結(jié)構(gòu),其中丘陵(包括高丘和低丘)占總面積的42%,山地(包括中山和低山)占36%,崗地和平原占12%,水面占10%。鄱陽湖流域的丘陵地形地勢(shì),為水體重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能提供了極佳的可行性條件。有效利用丘陵地區(qū)的特有地形條件,可為解決丘陵地區(qū)的農(nóng)村生活污水提供一種可行思路。
2.典型案例分析
以鄱陽湖流域一農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。污水處理系統(tǒng)處于典型的丘陵地區(qū),當(dāng)?shù)爻W∪丝?100人,每天實(shí)際用水量為180m3,污水收集系數(shù)取0.75,當(dāng)?shù)孛刻焐钗鬯欧帕繛?35m3/d,系統(tǒng)處理污水量為150m3/d。生活污水主要組成是居民洗浴污水、沖廁污水、餐廚污水等。
該生活污水處理系統(tǒng)工藝流程如圖所示。污水經(jīng)過格柵進(jìn)行預(yù)處理后,進(jìn)入處理系統(tǒng)進(jìn)行脫氮除磷以及去除有機(jī)物等。
該污水處理系統(tǒng)充分利用丘陵地區(qū)的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能作用,創(chuàng)新污水處理模式。系統(tǒng)多級(jí)好氧處理模式主要包括:(1)太陽能光伏電能提供接觸氧化處理系統(tǒng)的微動(dòng)力曝氣,接觸好氧池實(shí)行間歇曝氣,污水中DO控制在1.5-2.5mg/L,確保好氧微生物的正常代謝。(2)好氧生態(tài)床采用大粒徑基質(zhì)在下、小粒徑基質(zhì)在上,并使用虹吸管進(jìn)行進(jìn)水與出水,生態(tài)床中的污水在重力勢(shì)能作用下,經(jīng)過虹吸作用,使得基質(zhì)所附著的生物膜始終處于好氧狀態(tài);多層生態(tài)床不斷累加,污水不斷得到充氧,達(dá)到充分地好氧處理。(3)生態(tài)渠采用不同材質(zhì)、不同粒徑的基質(zhì)鋪于渠底,水生植物種植于生態(tài)渠表層。利用重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能的作用以及水生植物根系泌氧的作用,污水持續(xù)得到充氧,污染物質(zhì)得到充分的好氧降解。
該污水處理系統(tǒng)經(jīng)過為期3年的穩(wěn)定運(yùn)行得出:(1)太陽能基本能夠滿足接觸氧化池所需的能源,達(dá)到充分節(jié)能、無二次污染的能源供應(yīng)效果,并能使得接觸氧化穩(wěn)定運(yùn)行,達(dá)到微動(dòng)力好氧處理中DO的需要;(2)采用微動(dòng)力曝氣+跌水曝氣的組合工藝處理污水,COD、NH4+-N、TP的去除率均達(dá)到90%以上;(3)采用互聯(lián)網(wǎng)+遠(yuǎn)程智能監(jiān)控操作平臺(tái),對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行管理進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控,對(duì)系統(tǒng)多點(diǎn)水質(zhì)進(jìn)行在線檢測(cè)與數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸,可實(shí)現(xiàn)無人值守;(4)污水處理系統(tǒng)為分散式農(nóng)村生活污水處理模式,污水易于收集。
該污水處理系統(tǒng)充分利用丘陵地形地貌的條件,發(fā)揮重力勢(shì)能的作用,可以成為典型丘陵地區(qū)污水處理的模式,在鄱陽湖流域農(nóng)村生活污水處理推廣應(yīng)用具有可行性。
三、結(jié)束語
鄱陽湖流域?yàn)榈湫颓鹆甑貐^(qū),充分利用丘陵地區(qū)的特有地形地勢(shì)條件,將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為污水處理系統(tǒng)所需的動(dòng)力,創(chuàng)新農(nóng)村生活污水處理新型模式。該新型模式對(duì)鄱陽湖流域農(nóng)村生活污水處理推廣應(yīng)用具有可行性,對(duì)保護(hù)鄱陽湖流域水體生態(tài)環(huán)境具有極大作用。
(1)該新型模式系統(tǒng)充分利用重力勢(shì)能,采用多段好氧工藝模式,有效解決了處理系統(tǒng)的技術(shù)與能耗問題。太陽能光伏電能提供接觸氧化處理系統(tǒng)的微動(dòng)力間歇曝氣,確保好氧微生物的正常代謝;好氧生態(tài)床在重力勢(shì)能的作用下,經(jīng)過虹吸作用,使基質(zhì)所附著的生物膜保持好氧狀態(tài);生態(tài)渠利用重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能的作用及水生植物根系泌氧的作用,污水持續(xù)得到充氧,污染物質(zhì)實(shí)現(xiàn)充分的好氧降解。
(2)借助于互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)對(duì)農(nóng)村污水處理系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控,并利用在線檢測(cè)與數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸技術(shù),有效解決了處理系統(tǒng)的運(yùn)行管理問題。
(3該新型模式系統(tǒng)具有因地制宜、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、處理效率高等特點(diǎn),有效解決了處理系統(tǒng)的原水收集與資金問題。
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