一、農村生活污水排放情況
(一)農村生活污水排放現狀
據不完全統計,全國每年產生90多億噸農村生活污水,大多數的村莊沒有完善的排水渠道和污水處理系統。這些生活污水滲透至土壤或者排入自然水體中,將嚴重污染各類水源,對廣大農村居民的身體健康及農村環境構成嚴重威脅。
某地農村家庭用水水質抽樣檢測結果顯示:54個水樣中,大腸桿菌、渾濁度等指標超標占比為69.3%,這與農村生活污水未經處理直接排放有直接關系。因此,我們必須盡快采取措施完成這些自然村落的污水設施整治與改造。
(二)農村生活污水的來源
農村生活污水主要來源于農戶的日常生活以及混入的部分生產用水,包括洗滌污水和沖廁污水。其中,洗滌污水約占總排放量的46%,主要來自洗衣和洗浴等日?;顒樱粵_廁污水則占據了26%,大都來源于農戶的廁所沖洗。
這些污廢水不僅對環境造成了污染,還對農村的水體健康產生了嚴重影響。畜牧及水產養殖廢水,主要來源于動物的養殖過程以及水產品的養殖。這種廢水如果未經處理直接排放,會對環境造成嚴重污染,尤其是對農村的水體健康產生嚴重影響。另外,鄉鎮企業的污染廢水也是一個嚴重的問題。
二、農村生活污水處理工藝
1.活性污泥法
活性污泥技術是一種生物法,向廢水中通入空氣,使好氧性微生物繁殖培養形成具很強吸附能力的活性污泥,生物法逐漸成為污水處理技術的主流方法。這一方法自 1914 年由 E.Arden 和 W.T.Lokett在英國曼徹斯特開創。
活性污泥技術的基本流程:
由曝氣池、二次沉淀池、曝氣系統以及污泥回流系統組成。由初次沉淀池流出的廢水與從二次沉淀池底部回流的活性污泥同時進入曝氣池,成為混合液。在曝氣池的作用下,混合液充分曝氣,并使活性污泥和廢水充分接觸。廢水中的可溶性有機污染物被活性污泥所吸附,并被微生物群體所分解,使廢水得到凈化。
活性污泥技術具體還包括很多種,其中有普通式活性污泥法、氧化溝法、AB兩段式活性污泥法、序批式活性污泥(SBR)法、完全混合性污泥法等。
2.厭氧處理技術
厭氧處理技術利用無氧環境下的微生物代謝作用來去除廢水中的有機物,并產生有用的產氣物質。這種處理方法通過建立一個含有特定微生物的封閉容器,利用微生物的厭氧消化作用將廢水中的污染物降解為可穩定輸出的產物。厭氧處理技術的工藝流程如下:
(1)污水預處理(常用的預處理方法包括格柵、沉砂池等)。對農村生活污水進行初步的固液分離并去除大顆粒物質,以保護后續的厭氧系統順利運行。
(2)經過預處理的污水進入主要的厭氧處理系統。厭氧處理系統通常采用厭氧反應器,如厭氧池或厭氧發酵罐。在這種無氧環境下,廢水中的有機物質被微生物分解為無機物并產氣。
(3)在厭氧處理系統中形成的沉淀物通過定期的泥漿處理和回流操作,維持微生物群落的平衡和穩定。處理后的農村生活污水能夠達到排放標準,同時還能利用產生的生物氣體進行能源回收。
3.人工濕地技術
人工濕地技術是指將微生物、植物和人工等與土壤進行有效結合,通過人工制造逐漸形成濕地,技術原理如下圖所示。
人工濕地是綜合性較強的技術,具有生態化性質,主要通過人工機制和微生物產生化學物理作用,再通過植物的生物作用,優化污水處理效果。人工濕地技術主要通過循環再生作用的應用,使污水中的污染物質不斷發生化學反應,并起到有效處理和凈化污水的作用,實現良性循環。應用人工濕地技術能夠有效改善農村水污染問題和環境污染問題,實現水資源的有效利用和再生,提高水資源利用率,為農村的經濟生態發展提供有力保障。
由于農村污水處理過程中大部分都是潛流型的人工濕地技術,因此人工濕地技術對農村污水處理和生態環境保護有較強的作用和效果。但由于我國南北地區氣候溫差大,水生植物選型難以統一,且人工濕地技術處理效率較慢,因而該技術主要適用于南方農村水資源豐富的地區,技術推廣難度大。
4.膜生物反應器
膜生物反應器主要是通過對膜單元分離,與生物處理有效結合,更適合對水質變化情況大、總體水流量較小的污水處理。膜生物反應器兼有活性污泥生物降解技術和膜截流技術特征,并對這些特征進行有效融合,具有較高的污水處理效率,能夠保障水質,節約土地資源。
在膜生物反應器系統當中COD具有較高的能耗性,其能耗是傳統技術的2倍,不僅在運行過程中需要較高的維護費用和管理費用,且膜生物組件需要定期更換后期維護成本高,因而膜生物反應器更加適合應用于一些經濟條件較好的地區或城市。
5.超濾
超濾是一種膜分離技術,其原理是小分子溶劑和溶質在一定的壓力下通過特定膜,大分子由于體積原因無法通過停留在膜的另一側,將大分子與小分子進行分離,使大分子物質得到有效純化。超濾可利用物理分離方法對水中的膠體、懸浮物等進行去除,然后再對污水中的有用物質進行提取,實現污水凈化和循環利用。
超濾具有占地面積較小、操作簡單和節能性較強等特點,對細菌、病毒和混濁進行有效去除,目前已廣泛應用于污水處理中。但由于侵入或壓入式超濾技術應用需要輔助設備,給工藝運用造成不便,需要定期維護超濾膜,避免膜污染,尤其是在農村地區應用,運行成本較高,缺少專業技術人員,后期維護難度更大,因此在農村污水處理中應用較少。