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农村分散污水处理技术应用与发展

日期:2020-07-04 11:46:59

1.农村分散式生活污水的特点
中国长期的城乡二元结构导致城乡之间在废水处理方面存在重大差异:在城市中,污水不仅具有先进的收集和处理技术和设施,而且还具有国家颁布的控制污水排放的法律法规。系统;近90%的农村地区,96%的村庄没有排水渠和污水处理系统。未经处理的生活污水从点源和非点源排放,将各种污染物带入河流,严重污染各种水源,从而导致许多生态和环境问题,包括蓝藻繁殖。

农村生活污水主要用于冲厕和洗涤,洗米,洗菜和沐浴废水。污水主要是生活垃圾和人类排泄物。它通常不包含有毒物质。它通常含有氮和磷等营养物质,以及大量细菌,病毒和寄生虫卵。由于生活习惯,生活方式,经济水平等原因,农村生活污水的水质和水量存在差异,污水具有以下特点和问题:(1)污水分布比较分散,涉及范围广,随机性强。 ,而且难以控制,管网的收集系统不完善,排污量大,基本上没有污水处理设施; (2)农村用水标准低,污水流量小,变异系数大(3.5〜5.0); (3)污水成分复杂,但污染物种类多,污水浓度低,可生物降解。

由于农村污染源分散,难以集中,乡镇居民的环境意识差,经济水平相对落后。治理方面也有困难。因此,农村生活污水已成为影响水体环境质量的重要污染源。目前,中国75%的天然和人工水体富营养化,并且这种趋势正在恶化。

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2.分散式污水处理的概念和分类
目前,我国污水处理的主要研究方法是集中式污水处理。分散式污水处理的研究还不够深入。中国对分散式污水处理没有明确的概念,只是停留在污水处理厂。这个阶段的理解。更为广泛接受的方法是现场处理污水并在现场再利用。

分散式污水处理系统主要包括:
(1)现场系统。由于没有大型社区污水管道或集中式处理设施,因此从私人房屋中排放的污水将通过自然系统或机械设备进行收集,处理,排放或回收。称为在线系统。常见的在线系统包括化粪池和浸出场。
(2)集群系统。集群系统是一个污水处理系统,为两个或多个家庭提供服务,但不超过整个社区。多个家庭的污水可以通过个人用户的化粪池或组合设备进行现场处理,然后通过低成本,非传统的污水管输送到比集中式系统小的处理单元。分散式污水处理系统是一种在线系统或集群系统。

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3.分散式污水处理技术
3.1分散废水的处理过程大致可分为以下几类:
(1)自然系统,即使用土壤作为处理和处置的介质,包括土地应用,人工湿地,地下渗透等。还有污泥处理系统,例如干沙床和泻湖。
(2)不使用集水系统,即不使用传统的重力式排污管,而代之以轻质塑料管,具有深度浅,管道连接少,连接结构简单的优点。常用的排污管有压力型,真空型和小直径重力型。
(3)传统的处理系统结合了生化和物理化学过程,由池,泵,鼓风机和其他机械设备组成,包括三种形式:悬浮液生长,固定生长和两者的混合。此类别还包括污泥的处理,例如消化,脱水和堆肥。
(4)膜技术。国内对分散式废水处理的研究还不如国外的系统化,更多的是(建筑)社区中的废水处理,该过程仍是传统方法的组合,是城市污水处理厂的小型化。随着科学技术的发展,特别是膜技术的发展,污水处理设施已经设备化和小型化,可以实现污水处理和回用。
由于前三项技术相对落后,因此膜技术具有很大的优势和巨大的发展潜力,因此在此着重介绍膜技术。

3.2膜技术
膜技术主要包括污泥生物膜复合生物反应器,膜分离技术和膜生物反应器。
3.2.1活性污泥生物膜复合生物反应器系统
在曝气池中,添加了能够提供微生物附着生长表面的各种载体,并且该载体易于捕集并附着有大量微生物。曝气池同时具有附着相和悬浮相生物,两者的优点都得到了充分利用。为了克服自身的缺点和不足,我们将此反应器称为复合生物反应器。复合是指反应器中同时存在悬浮相和附着相。

3.2.2膜分离技术
在一定环境下,所有分离过程都由混合物中各组分的特性差异来分离。膜分离过程使用选择性渗透膜作为分离介质,并且当在两侧上施加一定的驱动力时,原料侧组分膜可选择性地渗透以分离或纯化的目的。该驱动力可以是膜两侧的压力差,电位差或浓度差。根据其驱动力,它可以分为透析(浓度差),电渗析(电位差),超滤(压力差),纳滤(压力差)和反渗透(压力差)。膜分离的优点是过程短,占地面积小和无限制放置微型系统。废水中的BOD,氮,磷和悬浮固体的浓度非常低,不含细菌,病毒,寄生虫卵等。处理标准可直接回收或补充地下水。同时,您可以查看中国污水处理工程网络的更多技术文档。

(1)反渗透。当使用两个半渗透膜分离两种不同浓度的溶液时,该膜仅允许溶剂分子通过。由于浓溶液中溶剂的化学势低于其稀溶液中的化学势,因此稀溶液中的溶剂分子将自发地发生。半透膜迁移到浓溶液中。
(2)纳滤。纳滤膜也被称为超低压反渗透膜或疏松的反渗透膜。工作压力通常低于1.0 MPa,并且对二价离子和分子量大于300 mol的有机小分子具有较高的排斥率。
(3)超滤膜。超滤膜的结构主要是不对称膜,并且有一个非常薄的(通常只有0.1μm到1μm)具有一定孔径的表皮层(活性层)和一个厚厚的(通常是125μm)海绵层或手指形状。构成结构的多孔层。活性层在传质过程中起选择性筛分作用,基本上决定了膜的分离性能。支撑层仅充当活性层的载体,并且基本上不影响膜的分离性能。
(4)电渗析。电渗析是在外部电场作用下离子交换膜的选择性渗透性(即阳极膜仅允许阳离子通过,而阴离子膜仅允许阴离子渗透)以引起阴离子和阳离子的定向迁移在水中实现离子迁移。在水中分离的化学过程。

3.2.3膜生物反应器
膜生物反应器(MBR)是结合膜分离和生物处理的新型高效废水处理技术。膜分离技术最早应用于微生物发酵工业。随着膜材料和成型技术的发展,其应用领域不断扩大,并涉及化学,电子,轻工,纺织,冶金,食品和污水处理等许多领域。

MBR处理工艺已在许多国家(例如日本和加拿大)得到很好的使用。与传统的活性污泥处理工艺相比,MBR具有以下优点:它可以将水力停留时间和污泥寿命完全分开,并使操作控制更加完整。灵活,稳定;长时间有利于硝化细菌的增殖,从而提高硝化效率;污泥浓度高,氧气透过率高达26%〜60%,节约能源。反应器中的MLSS可高达15000mg / L〜30000mg / L,该装置的处理量大,减少了土地占用,也促进了活性污泥法的改造。膜生物反应器可以通过使用高MLSS来确保有机负荷峰值时的出水水质,而污泥可以在低峰值时自包含。消化后,残留污泥比传统的活性污泥工艺少50%-80%,可以减少多余污泥的处理成本;膜生物反应器具有高浓度的MLSS,硝化作用和反硝化作用同时存在。反硝化作用具有很强的反硝化能力。在有效去除磷的情况下,仅需向污水中添加少量明矾即可,因为只要粒径小于0.2μm,该膜就可以有效地分离这些无法沉淀的细微絮凝物。

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4.国外分布式处理技术的应用现状和发展趋势
分散处理技术包括废水的收集,处理,排放和再利用。在污水收集方面,为了实现废物源减少控制,有必要改进传统的清洗蔬菜水,沐浴水和粪便的卫生设备。主要方法是减少废水或使用无水收集。瑞典已逐步使用尿液分离厕所,德国等国家也正在研究和推广真空无水收集系统,而印度则通过分散雨水的收集和排放并有效利用收集的雨水来减少混合污水量解决了缺水问题。

在污水处理方面,自然土地处理和生化处理得到了广泛的应用。澳大利亚已经为Filter开发了一种高效且可持续的污水灌溉技术。它首先使用污水进行农作物灌溉,然后将经灌溉土地处理过的水收集到地下暗装排水系统中。特别适用于土地资源丰富,可轮作的地区或主要种植草木的地区。它通常用于大田作物。

美国是开发人工湿地最多的国家,拥有600多个人工湿地用于市政,工业和农业废水。在一些欧洲国家,例如丹麦,德国和英国,至少有200个人工湿地在运营,并被用于治疗人口接近1000的村庄级社区。作为一个典型的春季干旱气候国家,韩国开发了一种土地处理技术,将人工湿地与废水稳定池相结合。稳定的池塘储水可以用作春季干旱的补充水。可以看出,将人工湿地+稳定池技术用于废水处理和农业应用可以用作分散农村地区受保护水体和克服缺水的方法。需要污水处理的单位也可以在污水工程服务平台上咨询具有类似污水处理经验的企业。

厌氧消化技术具有成本低,运行成本低和能量回收的特点。它已被广泛研究并用于处理分散的生活污水。在过去的20年中,已开发出越来越多的高速处理设备和技术,例如厌氧过滤器(AF),上流污泥床反应器(UASB),厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)等。在荷兰,巴西,哥伦比亚,印度和其他国家已经建成了污水处理厂,但是在低温下应用厌氧技术仍然是一个困难而又热门的话题。

在适当的过程的基础上,集成设备得到了快速发展。日本对此进行了较早的研究,已有40多年的历史。目前,日本已安装了800万个小型净化罐,为大约3600万人口提供服务。净化池是一种高效的综合处理设施。主要采用厌氧滤池与接触曝气池,生物滤池或移动床接触滤池的组合工艺。一些过程反应在一个房间内完成,并且每个步骤都分开。分离板,将废水进行氯化和消毒。一些欧洲国家也根据自己的特点开发了多种形式的集成净化设备。在挪威,由于大多数人口分散在小村庄或小社区中,因此广泛使用了集成设备,并开发了许多不同过程的设备。随着填料生产技术的不断发展,生物膜技术在集成设备中的应用正在迅速增加。生物膜工艺需要简单的设备,低能耗,低成本和维护成本以及高效率的污水处理。一个方向。一些国家对分散处理设施的出水质量有一定要求。例如,芬兰要求BOD的总去除率为90%,磷的总去除率为85%,氮的总去除率为40%。这要求住户接受治疗。这些设施负责清洁和维护,还广泛发展了向户主提供技术支持和服务的合作组织。 

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5.中国农村分散处理技术的应用与发展
在中国广大的农村地区,广泛使用的分散处理技术是土地处理技术和厌氧消化技术。

5.1土地处理技术
土地处理技术是一种成本低,运行成本低,能耗低或无能耗,易于维护的污水处理技术。污水土地处理工艺的研究与应用包括快速渗水处理系统,人工湿地处理系统和地下渗流。过滤系统。其中,人工湿地既具有生态效益,又具有经济效益和美学效益,近年来的研究和应用逐渐升温。早在“七五”时期,中国就对人工湿地进行了研究。目前,这项技术已经在中国发展为实用阶段。国内对湿地系统的研究侧重于湿地污染物去除机理,湿地植物,湿地基质填料,湿地微生物种群和生态系统研究。但是,人工湿地面积大,基板的再利用和再利用技术还不成熟,因此在土地资源稀缺地区的应用受到了限制。

5.2厌氧消化技术
厌氧消化技术的优点是耗电量少,环境污染少,沼液和沼气利用率高,能源沼气利用率高。近年来,中国大力推动了农村厌氧消化技术的使用。通过农业部国债项目的实施,截止2005年底,全国家庭沼气达到1807万个,农场沼气项目为3556个,年产沼气70亿立方米,折合500万立方米。农业部发布的吨标准煤[在0x9A8B上,计划到2010年将有4000万农民使用该国的沼气。国家债务沼气项目要求家庭使用沼气“一池三改”,它可以最大程度地减少感染源并切断疾病的传播途径,因此它也是预防和控制农村血吸虫病的有效手段。

6.结论
为了加快中国新农村建设进程,保护农村生态环境,解决农村水污染问题势在必行。分散式污水处理方式是农村污水处理的一种好方法。中国应借鉴国际经验,探索和完善各种分散式污水处理工艺,并与当地农业相结合,形成废水回用和回用的生态环境。农业模式实现了污水的无害化和资源化利用。

在实际工作中,要根据环境污染特点和地方特点,在行政管理,资金,加工技术等方面采取相应的对策和对策。在经济发达地区,将试行新技术,并将适合当地农村地区的污水处理和资源技术逐步推广到其他地区。有条件的地区应尽可能与当地研究机构结合,以充分利用其研究能力并开发最佳技术和设施。