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中图分类号:X703
一、前言
文章着重介绍了人工湿地的特点,类型和作用机理,让大家对于人工湿地尤其是其优越性能有一个更加全面、深刻的认识,同时结合自身的经验和知识,展望其未来发展方向,希望能对人工湿地污水处理技术起到一定的促进作用。
二、人工湿地的概念及特点
人工湿地是近年来迅速发展的生物―生态治污技术,可处理多种工业废水,包括化工、石油化工、纸浆、纺织印染、重金属冶炼等各类废水,后又推广应用为雨水处理。这种技术已经成为提高大型水体水质的有效方法。人工湿地的显著特点之一是其对有机污染物有较强的降解能力。废水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用,可以很快地被截留进而被微生物利用;废水中可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。随着处理过程的不断进行,湿地床中的微生物也繁殖生长,通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。
三、人工湿地的类型
人工湿地按水流类型可分为4类:
1.地表流湿地。废水在填料表面漫流,与自然湿地最为接近。这种湿地不能充分利用填料与植物根系。
2.潜流湿地。污水在湿地床的内部流动,一方面利川填料表面生长的生物膜、丰富根系及表层仁的填料截流等作用提供处理能力和效果,另一方面由于水流在地表下流动,保温性能好处理效果受气候影响小,卫生条件较好,是目前采用较多的一种类型。该工艺利用了植物根系的输氧作用,又称为污水处理的根区方法。
3.垂直流湿地。结合了地表流湿地和潜流湿地的特点,对于有机物和氮具有更高的净化效果,但是建造要求高。
4.潮汐流湿地系统。通过交通的进水和空气运动,氧的传速速率和消耗率大大提高。芦苇床交替被充满水和排干,极大地提高了处理效果。
四、人工湿地净化污水的原理
人工湿地的工艺原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化。这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石等)混合组成填料床,污染水可以在床体的填料缝隙中曲折流动,或在床体表面流动。在不同材质、不同粒径配比的基质填料上种植特定的处理性能好、成活率高的净水植物,形成一个独特的动植物生态环境,对污染水进行处理,从而成为人工建造的、可控制的、工程化的湿地生态系统。当污水通过湿地系统时,其中的污染物质通过沉积、过滤、吸附和分解等作用得到净化。同时,人工湿地中的植物除了增加湿地基质的透水性,还能与周围环境的原生动物、微生物等形成各种小环境,通过氧的传递,形成特殊的根际微生态环境,这一微生态环境具有很强的净化废水的能力。研究表明,城市污水在3~5h内流过200mh以上的沼泽湿地后,硝酸盐即可减少63%,磷减少57%。人工湿地对磷的去除是通过植物的吸收、微生物的积累和填料床的物理化学等几方面的共同协调作用完成的。由于该系统出水质量好,适合于处理饮用水源,或结合景观设计,种植观赏植物改善风景区的水质状况。其造价及运行费远低于常规处理技术。英、美、日、韩等国都已建成一批规模不等的人工湿地。
五、人工湿地的污染物的去除方式和精华机理
人工湿地处理系统对污水净化的作用机理是多方面的,主要包括:物理的沉降作用,污水经过基质层及密集的植物茎叶和根系,使悬浮物颗粒得到过滤,并沉积在基质层中;植物根系的阻截作用;某些物质的化学沉淀作用;土壤及植物表面的吸附与吸收作用;微生物的代谢作用等。此外,植物根系的某些分泌物对细菌和病毒有灭活作用;细菌和病毒也可能在对其不适宜环境中自然死亡。各污染物在湿地中的去除过程见表1。
1.基质及净化机理
基质在人工湿地的构造中占有较大面积,是人工湿地区别于自然湿地的重要方面。研究发现在排除了植物因子的前提下,人工湿地土壤一微生物系统对污水成分仍具有良好的去除作用。基质为湿地植物、微生物提供了生境,自身也参与了湿地净化污水的物理化学过程。自然泥土是人工湿地中经常使用的基质,。为了特殊目的,如提供磷的吸附,促进对金属的吸收,研究者选用基质时会考虑某个方面的特性,在目前,沙、石混合仍是最常用的形式。基质的去污过程来自离子交换、专性与非专性吸附、鳌合作用、沉降反应等。
2.水生植物及净化机理
目前对植物的废水处理的重要性方面,还存有争议。一些研究人员认为植物是湿地的必要部分,人工湿地中的湿生植物,不仅在外观上引人注目,在湿地净化污水的过程中也起着重要作用;但其他研究人员则认为它们的价值主要是美学方面。现有的大部分研究都证实湿地植物是湿地系统中的重要组成部分,在污水净化方面发挥了重要作用(表2)。植物及其枯枝败叶层形成了一个自然生物过滤器,有助于控制臭味;它们还能阻止杂草的生长,并使昆虫不至于在水面繁殖过多;植物自身可以吸收同化污水中的营养物质和有毒有害物质,将它们转化为生物量;植物根系促进了悬浮物在基质中的物理过滤过程,可防止基质的堵塞;植物在冬季形成一个绝热层,有助于使地下的基质免受霜冻。除此以外,植物的根系为细菌提供了多样的生境,并输送氧气至根区,有利于微生物的好氧作用。
3.微生物、藻类及其净化机理
微生物对整个生态系统具有重要的影响。微生物不仅是自然界的分解者,而且有些微生物也是食物链中的初级生产者,同时在自然界的元素转化中微生物也是一个不可缺少的成员。人工湿地中的微生物是湿地净化污水的主要机制之一,其中,细菌是湿地微生物中数量最多的一个类群,在污水净化过程中起到巨大作用,它使复杂的含氮机物转化成可供植物和微生物利用的无机氮化合物。它们共同协成了互利共生的有机系统,共同来完成污水净化的任务。
六、技术展望
人工湿地污水处理系统有着传统污水处理工艺不可比拟的优势:高效,投资少,运行、管理费用低,污水处理具有较强的针对性,能灵活地进行各种系统的组合及良好的景观效益,利于生态城市的建设,比较适用于处理水量不大,管理水平不高的城镇生活污水,也可广泛用于畜牧业、食品、矿山等工业废水的处理。人工湿地技术不断完善,研究者在人工湿地处理污水方面开展了大量研究,并取得了一些成果。如湿地受气候条件影响较大、溶氧不足、容易产生饱和、堵塞等问题,可以通过隔离保温、间歇式进水、停床休息、加强预处理(如沉淀、一级强化等技术措施加以解决。但其净化机理仍需要进一步研究,如湿地中金属离子、有机物和无机物在系统中的相互作用,植物根际微生物系统的作用,植物根系分泌物的研究以及新型填料的研究开发等。尽管如此,人工湿地研究已成为国际湿地研究的一个热点问题。
七、结束语
在环境日益恶化的中国,对污水进行有效的、环保的处理是现在亟需的。当然,我们在应用先进科学技术治理污染的同时,也因提高环保意识,这样才能从根本解决污染问题。
参考文献:
[1]高廷耀,顾国维,周琪.水污染控制工程[M]下册.三版[M].北京:高等教育出版社, 2006[M].274~278.
[2]杨俊,龚琴红.人工湿地在我国农村生活污水治理中的应用[J].农业环境与发展,2007(2).
【关键词】人工湿地;污水处理技术;优势;经济性;可行性
人工湿地污水处理技术主要是模拟天然湿地的结构,通过人为的选择生物种类来构建湿地生态系统,利用其生态功能来处理污水的一项技术。它可以充分发挥资源的生产潜力,防止环境的第二次污染,比较适合于处理水量不大和管理水平不高的城市污水,在一定程度上可解决目前城市发展所面临的生态问题,正日益得到人们的关注。
1.人工湿地污水处理技术地位和优势
人工湿地污水处理系统其实就是生态学中的人工湿地系统,在这个系统中,生态系统能流、物流可以得到正常循环,生物多样性、人类的环境和动植物的生境均得到了很好的保护。人工湿地建成后可以节约水资源和能源消耗,增加城市绿化面积,推动城市建设走可持续发展道路,因此人工湿地污水处理技术在生态文明建设中具有举足轻重的地位。
人工湿地污水处理技术在生态文明建设中优势明显,主要体现在以下几方面:
1.1人工湿地能耗少、维持技术低
在人工湿地系统中,由于污水沿着基质的坡度自然流动,基本上不需要机电设备,因而对能源的消耗非常少,可是传统工艺中的提升泵房和鼓风机房则需要消耗大量的电能。对于运行期间的维护,人工湿地也简单得多,主要是清理渠道及管理作物,普通人员完全可以承担,只需个别专业人员进行定期检查即可。
1.2显著的环境效益
人工湿地的建成和运行将起到涵蓄水源、调节水量、补充地下水资源的作用,而且处理后的出水还可作为灌溉用水、工业或城市生活用水的水源,有利于缓解用水紧缺的状况,促进区域环境的良性发展。
1.3生态与景观效益
人工湿地系统不仅可以为水禽类提供丰富的食物来源、繁茂的植物群落,也可以为多种水生生物提供栖息繁殖场所,在增加生物多样性、生态系统的复杂和稳定性、维持自然平衡、调节局部气候中起着非常重要的作用。
2.人工湿地污水处理技术的社会经济性
目前处理大量生活污水的措施只要是采用二级生化处理工艺,但是这需要庞大的充氧曝气设施,大规模的收集管网来辅助,而且运行起来往往需要较高的费用和管理水平加以维持,其中,较大的缺点就是去除磷、氮等污染物的能力较差,容易造成水体富营养化,另外,由于产生的污泥并未找到真正“减量化、资源化”的出路?目前国内大城市,均面临一个“污泥围城”的难题。而人工湿地污水处理技术的应用则不需要大规模的收集管网,运距的成本也比较低,其建设成本可由政府或采取BOT模式承担,减轻了政府治理水污染资金短缺的问题。
人工湿地的土建施工比较简单并且基本不需耗能,因而其处理系统的投资和运行费用仅为二级污水处理厂的1/10-1/2,一般每吨污水的处理费用仅为0.1-0.2元,基建费用分摊到每吨污水上也仅为150-800元,是传统二级污水处理厂的1/5-1/2。现今,城市居民缴纳的污水处理费足以承担其必要的维护和运行费用。
人工湿地污水处理技术的重要优势是其能够将受污染的水体处理净化后作为中水回收,对于城市生态建设来讲,这样不仅补充了区域的中水回用,还兼顾了绿化和美化区域环境的作用。另外湿地的水生植物还能创造经济价值,例如席草可以用来编织草席,芦苇可用作造纸或编制人造纤维布;同样的,水生动物如鱼、虾等也可以创造经济价值。人工湿地污水处理技术投资小、可充分利用闲置的荒地、绿地,具有良好的环境效益和经济效益。
3.人工湿地污水处理技术处理城市生活废水的可行性
城市生活废水主要含有大量固体悬浮物、可化学或生物降解的溶解性或胶态分散有机物,并且含有大量的氮化合物、磷酸盐、钾钠及重金属离子等,如果污水不经过处理直接排除,则将导致生态环境恶化。人工湿地污水处理技术可以去除污水中的氮、磷等离子,具体如下:
(1)人工湿地污水处理技术对氮的去除主要包括植物吸收、氨的挥发、介质的吸附以及微生物的硝化和反硝化脱氨,湿地中氮的循环主要是通过一系列复杂生物化学作用方式发生的,包括直接转化成氮化物和其他矿物质结合起来。
(2)人工湿地污水处理技术对磷的去除主要是通过基质吸附,植物摄取和微生物同化3方面一起进行,其中基质吸附是最主要的一个因素,而磷最终从系统个去除依赖于湿地植物的收割和饱和基质的更换。
(3)人工湿地污水处理技术对重金属的去除主要集中在植物对重金属的去除作用上,包括植物稳定、生物富集和摄取吸收,还可通过植物挥发、甲基化等作用达到目的。
(4)人工湿地对一些有机质、悬浮物、病原体和非金属元素也有一定的去除效果。例如,在人工湿地水体的厌氧区域部分硫离子发生氧化还原反应后被还原成硫酸根离子,硫酸根离子随着水流的波动在水体表层经过曝气作用又被氧化成硫单质,从系统中去除。
人工湿地系统能全面利用自然中的湿地植物和基质的自然净化能力,并在污水净化工程中促进植物的生长,增加绿化面积,并未野生动物提供栖息地,有利于生态环境的建设。在当前国内许多城市努力争创生态文明城市的前提下,选择生态化的污水处理技术用于城市生活污水的处理、饮用水源的保护、绿地公共景观的建设便成为一项重要的指标。在利用人工湿地处理城市生活废水的同时可以美化环境。为市民和外来游客创造良好的生态人居环境,可以取得显著的社会效益和经济效益。
4.如何推动人工湿地污水处理技术的运用
首先根据城市的功能区划,结合地理条件和区域实际,规划设计相对集中的人工湿地污水处理系统,对规模、收集区域、投资、运行维护、回报等方面进行科学筹划。之后采用政府投资或BOT项目投资等方式解决项目投入问题。人工湿地对生活污水进行处理,能营造出一个绿化美景,经人工湿地净化过的水,也可以用于灌溉植被、冲洗小区等,给居民产生许多方便,这样的结果是居民所乐于接受。
对于较大的人工湿地,还应该做好人工湿地的运行期管理工作,确保有足够的专业人员、充足的管理费用来维护人工湿地的正常运作。其建成后结合城市发展实际,加大对人工湿地污水处理技术的科研投入,与科研单位联合建立研究基地,将人工湿地打造成污水处理的示范基地,注重污水处理、生态旅游和环保教育为一体,推动城市环保事业的发展。
与此同时我们还可以利用湿地污水处理技术与湿地园林造景技术建成人工湿地生态公园,从根本上解决城市市区景观单调的问题,另外还能改善水体质量,为城市居民提供休憩、娱乐的场所。利用湿地植被进行人工培植,打造一道独特的城市风景线,开发利用湿地自身的生物学价值,为城市生态文明建设尽一份力。
5.结束语
综上所述,人工湿地污水处理技术通过模拟天然(下转第417页)(上接第324页)湿地的结构达到污水治理的良好效果,不仅具有较好的经济效益和生态效益,在处理城市生活废水方面也具有独到的可行性,能很大程度地改善当前的城市水体污染问题,对城市生态建设具有非常重要的推动作用。它非常适合中国建设节约型城市的国情,是创新思维与城市可持续发展相结合的一个新举措,具有广阔的应用前景。
【参考文献】
[1]王虹扬,何春光,盛连喜.人工湿地处理污水技术在吉林省城市生态建设中的展望[J].中国环境管理,2003,05:39-40.
[2]于洪存.人工湿地污水处理技术在北方城市的应用[J].环境保护与循环经济,2007,05:27-29.
关键词人工湿地;农村生活污水;应用
中图分类号 x703 文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)23-0264-01
近年来,农村水污染严重,水环境状况越来越恶化,污染事故时有发生,不仅对粮食造成减产,而且直接威胁着广大农村地区农民的身体健康。由于大量生产和生活废弃物未经处理直接排入水体,加之公共卫生设施跟不上发展的需要,农村饮用水源大多受到污染,我国9.196亿乡村人口中大量人口饮用水不安全。农村水环境既是农村大地的脉管系统,对雨、洪、旱、涝起着调节作用,又是农业生产的生命之源。因此,保护好农村水环境是保障农业生产发展的基础。
1人工湿地简介
1.1人工湿地的概念及特点
人工湿地是近年来迅速发展的生物—生态治污技术,可处理多种工业废水,包括化工、石油化工、纸浆、纺织印染、重金属冶炼等各类废水,后又推广应用为雨水处理[1-2]。这种技术已经成为提高大型水体水质的有效方法。人工湿地的显著特点之一是其对有机污染物有较强的降解能力。废水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用,可以很快地被截留进而被微生物利用;废水中可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。随着处理过程的不断进行,湿地床中的微生物也繁殖生长,通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。
1.2人工湿地污水处理技术原理
人工湿地的工艺原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重共同作用来实现对污水的净化。这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中,由土壤和填料(如卵石等)混合组成填料床,污染水可以在床体的填料缝隙中曲折流动,或在床体表面流动。在不同材质、不同粒径配比的基质填料上种植特定的处理性能好、成活率高的净水植物,形成一个独特的动植物生态环境,对污染水进行处理,从而成为人工建造的、可控制的、工程化的湿地生态系统。当污水通过湿地系统时,其中的污染物质通过沉积、过滤、吸附和分解等作用得到净化。同时,人工湿地中的植物除了增加湿地基质的透水性,还能与周围环境的原生动物、微生物等形成各种小环境,通过氧的传递,形成特殊的根际微生态环境,这一微生态环境具有很强的净化废水的能力。研究表明,城市污水在3~5 h内流过200 hm2以上的沼泽湿地后,硝酸盐即可减少63%,磷减少57%。人工湿地对磷的去除是通过植物的吸收、微生物的积累和填料床的物理化学等几方面的共同协调作用完成的。由于该系统出水质量好,适合于处理饮用水源,或结合景观设计,种植观赏植物改善风景区的水质状况。其造价及运行费远低于常规处理技术。英、美、日、韩等国都已建成一批规模不等的人工湿地。
2人工湿地技术在我国的应用和发展
人工湿地处理污水是我国近年来才兴起的一种新型生态处理法。作为一个综合的生态系统,它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理,结构与功能协调原则,在促进废水中污染物质良性循环的前提下,充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益[3]。
2.1复合垂直流人工湿地技术
近年来,我国不断地对人工湿地处理技术加以深入研究和实践,
2.4生态滤床处理技术
每家每户的污水全部用管道收集,污水先流入沉淀调节池,池中活跃着厌氧细菌,它们将污水中的固体污染物阻隔下来,并吸收沉淀。沉淀后的污水经过污水泵站,通过大阻力配水系统将污水抽出,均匀洒在生长着芦苇的生态滤床上。滤床上依次覆盖着砂石、无泥粗砂、鹅卵石等,石子上覆盖着1层青苔状的薄膜。这些是滤床基质,基质中的微生物对污水进行层层过滤、吸附。根系发达的芦苇则把氧气带到湿地系统内,进行分解。处理后污水化学需氧量的削减率达90%,出水水质达到城镇污水处理厂排放ⅰ级b标准。2块生态滤床每周换1次,每6个月清理1次积淀污泥,其风干后可作附近葡萄园的优质有机肥料。
3结语
综上所述,从生物净化原理看,人工湿地是一项新型的污水处理技术;从建设投入成本看,人工湿地资金投入少,建成后在日常运用过程中,只需做管道维护,可谓一次性投资,长期受益;从自然调节作用看,人工湿地还具有强大的生态修复功能,不仅在提供水资源、调节气候、涵养水源方面起着重要作用,还在促淤造陆、降解污染物、保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源等方面发挥了重要作用;从美化环境方面看,人工湿地与当地自然环境相互协调,构成新的景观。在构建和谐社会的过程中,生态效益和经济效益是区县追求的双重目标,只有让生态和经济二者和谐相处,才能为农村广大群众营造一个良好的可持续发展的人居环境。编辑
4参考文献
[1] 白晓慧,王宝贞,余敏,等.人工湿地污水处理技术及其发展应用[j].哈尔滨建筑大学学报,1999,32(6):88-92.
[2] 沈耀良,杨铨大.新型废水处理技术——人工湿地[j].污染防治技术,1996,9(1):1-8.
关键词: 生活污水 环境污染 处理技术
水是生命的源泉。保护水环境、治理水污染、节约水资源,已引起世界各国的高度重视。特别是我国是世界上人口最多的国家,也是一个严重缺水的国家。随着我国经济的繁荣,人民物质文化生活水平的提高,人均用水量和污水产生量不断增加,这些生活污水未经治理无序排放,不但加重了对水体和环境的污染,而且严重威胁到农村的饮水安全和农民的身体健康,影响了和谐社会的构建。因此,解决农村生活污水处理问题,是经济社会发展的需要,是时代的需要、人民的需要。
1.农村生活污水的构成及来源
近几年我省农村居住随着小城镇建设加快,上百户农户集中居住在一起,生活污水排放加大,但几乎没有处理措施,生活污水排放严重影响了环境及人们的正常生活。
农村生活污水主要是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水等,一般具有排水量少,所含有机物浓度相对偏高且日变化系数大、间歇排放等特点。农村污水处理管理滞后,相比城市污水处理相差巨大。农村水污染物排放量维持高位,但处理率较低。此外,我国新农村建设,城镇化企业迅速发展,使其周边环境严重恶化。
2.国外农村污水处理技术
2.1澳大利亚“FILTER”(非尔脱)污水处理系统
非尔脱污水处理系统是由澳大利亚科学和工业研究组织(CSIRO)的专家提出的,其主要是利用污水进行灌溉,通过灌溉土地处理后,再用地下暗管将其汇集和排出[1]。该系统可以有效去除污水中的病原体、N、P等污染物,给农作物提供水分和养分,使出水水质可达到国家标准[2];并且具有高效、持续性等特点。其缺点是这种处理方法受农作物生长季节的影响,非生长季节农作物不灌溉,污水处理系统就不能进行工作;而且在建造时需要修建泵站来控制排水量,导致难以普及推广。
2.2日本净化槽技术(Johkasou system)
日本的净化槽技术是运用物理沉淀、物理吸附、化学絮凝和生物降解的一体化技术[3]。其功能分区,使COD、N和P等污染物分别在不同处理单元内得到削减。目前,日本净化槽技术已经广泛应用,其污水排放可以达到以下标准:BOD在10mg/L以下,COD在15mg/L以下,TN在10mg/L以下(因处理工艺而定),TP在1mg/L以下。优点:节省动力、管理操作简便、实现了污水和污泥一体化、常年不排泥、运行期间较稳定且无须专人管理和出水水质优良;但净化槽在国内的应用的条件还不成熟,安装和运行费用较高,致使在推广应用上有一定的难度。
2.3美国加州高效藻类塘处理技术(Highrate algae pond)
高效藻类塘最早是由美国加州大学伯克利分校Oswald教授提出的,是在传统稳定塘技术进行改进形成的。高效藻类塘有利于促进藻类生长,因此使藻类所产生的氧气大大地增加[4]。其工艺流程见图1:
高效藻类塘与传统的稳定塘相比较,其优点是运行经费低、修建容易、停留时间短,占地面积少,维护简便,对病原体具有较好的祛除效果。除此以外,还可以改善环境,生产食品和饲料,具有重大的生态效益、经济效益和社会效益。其缺点是易受环境因素影响,处理效果随季节变化较大。
2.4土壤地下渗滤系统(Subsurface infiltration system)
土壤地下渗滤系统最早起源于20世纪60年代的日本,当时日本学者新见正就已经开始研究土壤地下渗滤净化污水技术[5]。其将污水通过土壤表面具有一定构造的渗滤渗透系统中,污染物通过物理、化学、微生物的降解和植物的吸收利用进行处理和净化[6]。该技术对SS、BOD、COD和大肠杆菌的去除率均较高,一般可达80%~95%[7]。其工艺流程见图2:
该技术具有日常运行成本低、建造投资省、易于管理和维护、易收集污水和净化效率高用等优点,而且土壤表面可以合理种植经济作物,创造经济价值。
2.5人工湿地(Constructed Wetlands)
人工湿地处理技术是根据人们的需要选择一定的地理位置,通过模拟天然湿地的结果和功能,从而设计和建造的湿地[8]。最早起源于1903年英国约克郡Earby。20世纪70年代由学者Kickuth提出根区法(The Root-Zone-Method)之后,人工湿地生态理论逐步发展起来[9]。人工湿地从结构原理上主要分为表面流人工湿地(Surface flow constructed wetland)和潜流人工湿地(Subsurface flow constructed wetland)两种类型。根据污水在基质中的流动方向,潜流人工湿地可分为水平流型(Horizontal flow type)和垂直流型(Vertical flow type)两种。人工湿地系统结构组成包括基质和湿地生物两种。其中基质十分重要,是湿地污水处理的载体和生物生长的基础,使湿地内的各种处理过程连结为一个整体[10]。湿地生物主要以湿地植物为主,不同湿地对植物的要求不同,这与湿地设计的目的和处理对象及与湿地植物在处理系统中的功能作用等有关。其工艺流程见图3:
人工湿地可以合理利用资源,防止环境的二次污染。其获得了污水处理与资源化的最佳效益,建造和运行费用便宜,有着地球肾脏的功能效果,产生了更高的生物学价值。然而其也存在缺点,占用土地面积大,运行效果直接受外界环境温度及气候影响,是限制其发展的主要瓶颈,这也致使人工湿地在我国南方地区更易于实施,而在北方地区难以实施推广。
3.国内农村污水处理技术
3.1太阳能微动力污水处理技术
太阳能微动力污水处理技术是由浙江浙大水业有限公司联同浙江大学共同研究开发的。该技术以传统“A2/O”工艺为基础,由太阳能光伏板、蓄电池组、曝气系统、回流系统、微电脑控制系统和远程通信系统等组成,通过太阳能光伏板将太阳能转为电能,作为曝气设施、回流设施的动力,而多余能量则储存于蓄电池中;根据优化调试后的数据,通过微电脑控制系统,完成自动化控制,自动运行曝气设施、回流设施及搅拌设施。其经过积水、厌氧生物处理、接触氧化、沉淀,从而达标排放[11]。其工艺流程见图4:
太阳能作为能源资源在污水处理的应用中,不仅仅是用于微动力能源,在北方,还可以为水池起到保温作用,提高冬季污水处理效率。该污水处理技术具有清洁、方便、安全、节能等优点。太阳能微动力污水处理技术合理地利用了热量和气候条件,使整个过程更环保、更节能;其运行费用为零,是其他处理工艺所不能相比的。但其也存在着一定的缺点,缺乏专业技术人,在后期运行和维护过程中有困难。
3.2生活污水净化沼气池
生活污水净化沼气池(或称城镇生活污水净化沼气池)是一种新型的分散污水处理装置。生活污水净化沼气池是通过对沼气池和化粪池的改建得来的,利用厌氧消化、沉淀过滤等处理技术,降解有机质,杀灭病原菌。相对于沼气池和化粪池池来说,其解决了化粪池沉积污泥多和处理效果差等弊端[12];并且解决了沼气池沼气回收率低的缺点。经其处理后的生活污水水质BOD5
生活污水净化沼气池处理技术,减轻了水体富营养化,改善了居住条件,保护了环境卫生,具有良好的环保效果,并且有利于保护水源清洁等。用这种方法处理农村生活污水,国家无须专门的投资,投资较小,见效快。但其对氨氮和磷的去除率较低。
3.3生物滤池(Biological aerated filter)
生物滤池是将吸附、过滤和生物作用等综合在一起的农村废水处理工艺。其最大的特点是集截留悬浮固体和生物氧化于一体,省去了二沉池,大大简化了污水处理流程[13]。其工艺流程见图6:
该污水处理技术出水质量好,无二次污染;能在较低温度下正常运行,缓冲容量大;运行能耗低,投资费用省;启动时间快,挂膜时间短;日常运行管理方便,结构模块化。然而,其滤料容易流失,使用前须进行预处理,并且要进行定期冲洗。由于生物滤池为半封闭或全封闭构筑物,其生化反应受外界温度影响较小,因此适合于北方寒冷地区。
3.4蚯蚓生态滤池处理技术
蚯蚓生态滤池处理技术起源于法国和智利,主要根据蚯蚓对有机物质的分解有促进作用,并且能够提高土壤通气透水性而设计[14],具有投资省、处理效率高、管理简单等优点。然而,单级蚯蚓生态滤池对总氮的去除效果不是很显著。当进水流量大、污染物较多时,单级的蚯蚓生态滤池处理效率大大降低,影响出水水质。通过研究改进出现了一种新型的处理技术:塔式蚯蚓生态滤池。其构造见图7:
塔式蚯蚓生态滤池由多个塔层组成,每个塔层内的滤料层是以土壤为主,大概有30cm左右,主要是处理生活污水的区域,也是蚯蚓生存的区域。土壤层又由不同种类和不同粒级的填料组成[5]。每个塔层下面布有均匀的出水孔,各个塔层之间的空间有40cm左右,污水从孔中滴落,可以充分地补充有机质分解时所需的氧分[15]。其充分利用了蚯蚓―微生物―植物―土壤―填料的协同作用,有效地解决了填料堵塞,提高了污水处理负荷,并且有效提高了SS、TN和BOD等污染物的去除效率。
4.结论
综上所述,国内外农村污水处理主要为生态处理技术,每种方法均有各自的优劣。对于我国农村污水所存在的问题是:一是对于农村污水处理意识淡薄,农村污水的处理未引起人们的重视;二是建设资金投入不足,由于各地财政压力大,加上大部分村集体经济薄弱,治污项目很难开展;三是缺乏专业技术人,在后期运行和维护过程中有困难;四是没有标准的规定,目前主要是鼓励型措施。取一次性投资低、能耗低、运行稳定、运行费用低、维护管理方便的实用技术是解决中国农村污水污染问题的主要途径。
通过以上方法的比较,对于我省的农村人口较为分散,四季分明,地形复杂,经济较为落后等特点,笔者认为在我省可以将净化沼气池和人工湿地污水处理技术相结合,实现功能互补。见工艺流程:
该技术把“净化沼气+人工湿地“有机结合,解决了净化厌氧技术处理生活污水中的主要污染物的去除率控制在前端,使进入湿地水质中的污染物很低,减轻了对人工湿地的净化压力,强化了人工湿地的净化效果,节约了土地资源,并解决了人工湿地因时间而长变成了污泥坑的难题;其采用进出水自流,不用机械动力设施和电控,只需要兼管人员定期对格栅池和沉沙池中的杂物泥沙进行清除,因此实现了低能耗,维护简单,日常运行费用少;除此以外,还可以在净化装置上面的空闲地面设计绿化及景观工程,再加上人工湿地的植物和花草,如此使整个污水装置上面干净整洁、美观、文明、无臭味,使其看起来是一个小花园。
5.展望未来
随着我国新农村的提出,农村环境污染越来越严重。对于我国农村生活污水处理技术,提出以下建议:(1)加大专项资金投入,完善社会资金对农村污水治理的投入、利益分成及退出机制;(2)科学制订污水治理方案,分步、有序地实施农村污水处理设施新建和改造工程;(3)加大科技投入,人才培养,提高农村污水处理技术的效率,降低污水治理的成本。
参考文献:
[1]辉,郑正,王勇,等.农村生活污水处理技术探讨[J].环境科学与技术,2005,28(1):9.
[2]李宁.小城镇污水生物处理方法的比较研究[D].扬州:扬州大学,2009:4-5.
[3]闵毅梅.净化槽技术应用于分散型生活污水案例研究[J].环境与可持续发展,2008(6):59-62.
[4]池金萍等.高效藻类塘在污水处理中的研究及应用前景[J].四川环境,2004,23(5):28-30.
[5]严弋.人工湿地系统处理干旱区农村生活污水的应用研究[D].北京:北京化工大学,2008:6-7.
[6]肖广伟.生活污水处理技术新探[J].中国科技财富,2010,22:287-289.
[7]张思.地下渗滤系统处理农村生活污水的净化效果研究[D].河北,河北农业大学,2014:2-8.
[8]梁康等,人工湿地处理生活污水的研究进展[N].农业环境科学学报,2014,33(3):422-428.
[9]康军利.人工湿地生态系统在城市污水回用中的可行性[J].环境卫生工程,2004,(2):114-117.
[10]常高峰.人工湿地在生态环境建设及污水处理方面的发展和应用[J].自然科学版,2010,26(3):81-85.
[11]陈瑛.解析农村村镇太阳能微动力污水处理技术[J].资源节约与环保,2013,(6):56-57.
[12]郭飞宏,张心良,等.太湖地区农村生活污水生物生态处理技术选择分析[J].中国给水排水,2012,20(8):48-51.
[13]张京震,刘建红.农村生活污水资源化处理技术的选择及经济实用性比[J].科技开发与经济,2009,19(24):146-151.
[14]李典友.土壤中蚯蚓资源的开发应用研究及展望[J].资源节约与环保,2013,(6):56-57.
【关键词】:生态型;污水处理技术;发展前景;
中图分类号:U664文献标识码: A 文章编号:
【 Abstract 】 : With the constant development of economy industrial agriculture and life wastewater discharge of makes originally very limited supplies of fresh water destruction resulted in the city and the countryside freshwater resources shortage of effective prevention and control of water pollution protection of water resources is imminent sewage is available with the value of the resources, ecological green sewage processing technology development, for wastewater reuse and recycle to provide a broad prospect
【 Keywords 】 : Ecological; Wastewater treatment technology; Development prospects
引言
随着可持续发展战略的实施与水处理技术的进步, 污水处理的发展呈现以下特点: 一是技术和设备的更新, 从传统的物化和生物处理工艺向先进的生物除磷脱氮、微滤、膜组件与膜生物反应器等新型材料、新工艺技术发展; 从单一的设备组件向成套型、低能耗型发展, 自动化控制系统与管理技术不断更新。二是充分利用生态、自然型技术与传统及新工艺相结合, 努力达到污水处理的技术和经济优化。三是注重从单一处理向综合环境的改善和资源综合利用方向发展, 大力推进中水利用技术及生态环境改观技术。
一、 生态型污水处理定义
污水生态处理技术是指运用生态学原理、采用工程学手段对污水进行治理与水资源利用相结合的方法。具体一点说,就是把污水有控制地投配到土地上,利用土壤— 植物—微生物复合系统的物理、化学、生物学和生物化学特征对污水中的水、肥资源加以回收利用,对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术。
污水生态处理技术以土地处理方法为基础,是污水土地处理系统的进一步发展。以土壤介质的净化作用为核心,在技术上特别强调在污水污染成分处理过程中植物-微生物共存体系与处理环境或介质的相互关系,特别注意对生态因子的优化与调控,是生态学4大基本原理在水资源领域的具体运用.
二、 生态型污水处理技术的发展现状
生态型污水处理技术在污水农业回用上已有一定的应用历史, 国外利用污水土地处理后直接灌溉农业; 近来利用生态工程原理发展起来的人工湿地技术对城市污水处理也呈现一定的发展趋势。先进国家如德国、美国利用自然的山地、河海岸兴建了不少生活污水湿地处理系统, 我国近年来也正对一些城市和生活居住区搞湿地生态处理系统, 生态型污水处理技术发展趋势良好。
三、 生态型污水处理技术的特点
生态型污水处理技术用于污染治理已有悠久的历史。但是,由现代处理技术和环境工程技术相结合的污水处理技术,是20世纪 80年代才诞生于欧美地区。 污水处理技术是21世纪国际生物技术的一大热点领域,它将在环境治理上发挥着重要的作用。生态型污水处理技术产生、发展及演变与一系列的环境污染问题有着密切的联系。 近年来,随着各种新科技的发展,污水处理技术也得到了进一步的发展。
生态型污水处理技术主要是指利用土地系统和自然型及人工型的有一定调节功形成一定植物、土壤、微生物、水复合生态系统来有效地处置污水的技术。主要有土地渗滤处理系统、地表漫流处理系统、湿地处理系统等, 利用生物态势使污水得到充分净化, 并能将污水处理与环境生态有机结合起来, 创建新的城市生态景观。其主要优点是利用生态技术, 成本大幅降低, 水质标准较高。生态污水处理技术对污水必须经一定的预处理,对污水特性、土地处理场地与土壤和载体特性、植物种类、气候条件等均有较高要求。
比如环境生物技术就是其中的一种:生物与环境之间既有对立的一面,又有统一的一面,生物体靠体内调节和变异来适应环境变化,同时通过自身来影响和改变环境。 环境生物技术拥有许多其他方法不可比拟的优势,如微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性,并可将其作为代谢底物降解和转化,具有效果好、运行费用低、无二次污染等优势。用生物方法处理污染物的最终产物大都是无毒无害、稳定的物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷等,通常可一步到位,避免了污染物的多次转移,因此它又是一种消除污染安全而彻底的手段。另外,生物处理技术的产物或副产品,大多可以较快生物降解的,并可作为资源加以利用,有助于把人类活动产生的环境污染减到最小程度。
四、 生态型污水处理技术的发展前景
现在很多城市都在大力开发旅游业, 由于地方由于地处山地, 离交通主干网远, 处于集镇区外缘, 污水收集输送困难。随着产业推进, 污染问题日益突出,并影响该地区的饮用水源、水库, 如就地采取生态湿地处理技术, 也是一项十分有利的举措。
现在一些城市在河道两岸整治采取了传统的驳岸、疏浚、建集污管渠的技术措施, 特别是中心城区采用的新型集污渠和河底硬化技术措施, 但工程的技术难度大, 投资上仍不很经济, 如果对局部河道两岸采用生态型人工湿地处理以生活污水为主的污染, 不但解决了污水收集难的问题,又改善和创建河道两岸的绿地及生态景观,并能还河道本色。
在推进农村乡村化规划建设进程中, 在城镇集镇区外的一些大的生活集居区由于污水收集难度大而造成的污染又严重影响河网水系。可以充分利用土地资源和生态技术, 兴建一些小型的生态污水处理厂, 能综合治理农村水环境污染, 促进农业灌溉回用。
生态型污水处理技术与城市规划的适度规模集中污水处理厂技术相结合, 作为后置保障工艺系统十分有利。发挥城镇土地资源价值, 并且合理利用丰厚的滩涂土地资源。由于土壤的渗水、透气性差, 不易直接搞大型的生态污水处理厂, 但可作为集中污水处理厂的后置工艺系统, 确保并提高水质标准, 使之改善环境生态和污水资源利用。
结语
总之, 发展生态型污水处理技术前景可观, 但又必须因地制宜, 充分考虑土地资源,土壤、气候、作物与污水特性, 充分考虑综合景观的改善与工程布局, 使之稳定、健康的发展。
参考文献
[1]杭世珺.小城镇污水处理工程设计的反思与建议[J].给水排水,2004,30(10).
[2]张克峰,王永磊.我国中小城镇污水处理适用工艺探讨[J].净水技术,2005,24(6).
[3]刘建军.常用油田水处理技术及其现状探讨[J].石油工业,2011.4.
[4]马宏伦.油田水处理技术发展前景的分析[J].水处理工业,2010.12.
关键词:农村生活污水;污水处理;人工湿地
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)17-0091-03
1 广东地区农村生活污水处理现状
广东地区农村水环境污染,主要来自于厕所冲洗、洗涤、沐浴、厨房炊事等活动产生的生活污水,具有处理率低、分散、面广、浓度低、来源多等特点。而农村生活污水中含有大量的有机物,如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等;也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵;无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等,其特点是氮、硫、磷含量高,在厌氧细菌作用下,易生恶臭物质。据相关的统计资料显示,广东地区农村每天所产生的生活污水高达300万吨以上,而这些生活污水仅有很少部分得到集中处理,大部分生活污水并没有经过集中的排水渠道和污水处理系统有效处理。而未经处理的生活污水,直接排放到地下水体或周边河流、湖泊等,结果造成影响区域广泛的水环境污染。水环境污染对广东地区的农村生态环境,已造成了严重的威胁,农村群众的身体健康及农村经济的发展,都受到很大的限制和制约。基于上述情况,广东地方政府在进行新农村建设、宜居生态村庄建设过程中,都必须注重农村生活污水处理,并加强对相关技术层面特别是生物处理技术的探索,以提高新农村建设、宜居村庄建设、生态村庄建设工作的层次和水平。
2 广东地区农村生活污水处理技术探讨
2.1 采用生活污水地下自动连续处理技术
生活污水地下自动连续处理技术,是将每户人家的生活污水就地进行独立处理的技术,是针对每一家或者说独立用户使用的。每一户的生活污水直接排放到地下之后,通过地下装置系统,经过分离、沉淀、微生物的吸收、降解、渗滤、水解、腐化等综合作用,以达到去除污水中的病毒、细菌、磷、氮等,达到规定的排放标准之后,渗入到地下水循环系统之中。生活污水地下自动连续处理技术较为适用于农村居民居住分散的模式,该模式导致生活污水无法集中处理;或者由于居住区的人口较少,无法承担建设污水处理厂的巨额费用,而不得不采用生活污水地下自动连续处理技术。该技术的一大优势就是能够直接处理单独住户的生活污水,无能源消耗,较少的受到温度、天气的限制,在平原和山区均适用;另外,该技术具有不占用土地资源、建设快速、没有运行费用等综合优点,因而较为适合广东一些经济发展水平较低的农村地区。生活污水地下自动连续处理技术的不足之处就是对地下水深度和地下土质结构具有较高的要求,因而在设计施工之前,要对施工现场的地下土质结构进行勘察与了解,如果达不到要求,则需要在设计的过程中,追加一定的设施。使用生活污水地下自动连续处理技术要求用户定期对分离水解池中的污泥深度和水位进行检查,平均3~5年检查、清理一次,并将分解池中的污泥清走。目前,这种技术在国外已经发展得较为成熟,例如美国,有1/4的家庭使用这种技术系统,每天大约有150亿吨的生活污水经过该技术处理后,进入到地下水循环系统之中。
2.2 采用生活污水土地处理技术
生活污水土地处理技术,是将污水有控制性地投入到具有良好的扩散性能和一定的构造结构的土层之中,利用土壤的毛细管扩散浸润原理,利用生态系统的能量流动和物质循环方式,达到逐级降解污染物、净化污水的效果。生活污水土地处理技术,顾名思义,就是利用土地的自然净化能力,将生活污水中的污染物质进行分解与吸收,从而达到净化污水的目的,某些有条件的地区利用生活污水土地处理技术能够取得较好的效果。该技术具有基础建设投资低、管理操作简捷、系统稀释性好、抗冲击负荷能力强、运作费用低等优势。因此,对于广东一些土地资源较丰富的偏远地区而言,具有很强的适用性。另外,生活污水土地处理技术能够利用污水中的水肥资源,使得污水处理与环境绿化相结合,达到改善和美化区域生态环境的目的。我国天津市某一科研单位与澳大利亚合作,在天津市武清县建立占地面积为2hm2的试验区域,将经初级处理后的生活污水进行小麦的灌溉。研究结果表明,COD的去除率为75%~86%,BOD的去除率为93%,总氮的去除率达到了82%~86%,97%~99%的磷肥通过作物及土壤而被吸收利用。
2.3 采用人工湿地生活污水处理技术
人工湿地生活污水处理技术,是一种基于客观原理和科学技术的新方式,它模拟自然湿地的污水自动净化系统构造而成。在建筑物附近,配置一定的坡地填充配料,如常见的沙子、碎石等,在填料的表层土壤中,种植一定的水生植物,该类植物由于具有成活率高、美观、生长周期长、污水处理效果好等优势,能够自动吸收污水中的有机成分,且具有较高的经济价值。例如芦苇,它既可以成为湿地中的重要污水处理生物,又能够增加湿地的经济效益。因此,可以考虑将人工湿地处理技术作为广东地区农村生活污水处理技术的首选。
人工湿地处理技术主要是通过生态污水处理系统内的水生植物和微生物的协调作用,从而实现污水中污染物的去除。污水中的不溶性有机物质通过人工湿地的过滤、沉淀,可以实现快速的截留,从而被水生生物所分解与利用。另外,湿地的水生生物具有很强的溶解性,生活污水中的可溶性物资可以很快地被分解与吸收利用;废水中的可溶性有机物质,能够通过湿地环境下的水生植物的根系,来达到吸收、吸附和生物降解的效果。随着污水处理过程的不断进行,湿地中的微生物也在不断的生长和繁殖,通过对于湿地床填料的不断更换及对湿地植物的清理与重新打理,可以实现对新生有机体的去除与清理。湿地处理技术下的出水效果较好,水质较高,因而较为适合处理饮用水源;或者结合当地的景观设计效果,种植一定的水生观赏性植物,用于改善周边的水质状况;此外,这种污水处理方式所采用的成本费用并不高,因而较为适合大规模的、常规性的污水处理区域。但是,由于其占地面积比传统工艺要大得多,并且,季节因素在很大程度上会限制湿地处理技术的运转。因而,在全国范围内推广使用这种污水处理技术并不是太现实,而广东地区恰恰具有得天独厚的优势。
2.4 采用稳定塘生活污水处理技术
广东地区在进行农村生活污水处理中,可以采用稳定塘技术。稳定塘是一种经过人工修整而形成的污水处理塘,它的主要设施包括防渗层、围堤等,通过利用水生生物系统,依靠水生生物的自然净化功能,从而使得污水得到净化处理。因而,稳定塘技术是实施污水处理、实现污水资源化利用的好方式,它得到了国内外专家学者的广泛支持与推荐。
稳定塘生活污水处理技术在处理生活污水方面,与常规的污水净化处理技术相比,具有基础建设投资小、维护管理方便、出水水质稳定、运行费用低等优点,因而可以在有条件的地区,因地制宜的采用。广东地区在进行生态村庄建设、宜居村庄建设的过程中,面临生活污水的处理难题,结合广东地区的水塘资源丰富的特点,可以考虑选择采用稳定塘技术,来实现农村生活污水处理的生物化和高效化。
但是,当前,稳定塘技术也存在着一定的不足之处,表现之一就是占地面积大、净化效果很大程度上受到气温等自然因素的影响。
当前,广东已经有部分地区采用稳定塘技术来进行农村生活污水的净化处理,例如,某地利用原有的面积不足0.22hm2的水塘,进行生活污水的处理,解决了当地几十户人家的生活污水处理难题。稳定塘采用围隔布的方式进行分割,从而将池塘划分为几个功能不同的区域,具体来讲,有回用水区、水生生物净化区域、填料的强化净化区三个大的综合区域,从而实现了通过梯级净化,保证了出水的质量能够达到地表水的IV类水质标准。
2.5 采用生活污水净化沼气池技术
广东地区在进行农村生活污水处理中,可以采用净化沼气池技术。生活污水净化沼气池技术是一种分散式的污水处理装置。它主要采用好氧过滤与生物厌氧消耗相结合的技术,集物理处理、化学处理、生物处理于一体,采用多层次净化、多种好氧过滤技术,实现对污水中多种污染物去除的目标。生活污水净化沼气池技术将生活污水处理与其自身的合理利用相结合,从而实现了污水的可循环利用。生活污水中的大部分有机物经过厌氧发酵之后,可以产生出沼气;并且,发酵之后的污水已经去除了大部分的有机物质,从而达到了净化的目的;厌氧发酵处理之后的污水在剔除了大部分的有机物质之后,作为新型的水――中水,可以用作浇灌用水或者观赏景观用水;在厌氧发酵过程中,所产生的沼气,可以用作家庭餐饮、烹饪能源。农村中,有着大量的人畜粪便及农作物秸秆,因而,可以就地取材,转化用作沼气发酵的原材料;通过厌氧发酵的沼气材料可以直接转化为活性肽养分,因为发酵之后的沼气原材料中的钾、磷、碳等植物生长所需的化学成分并没有流失,因而,可以直接作为农用沼肥,取代部分的农用化肥。
结合农村已经改变的猪圈、厕所、厨房等基本的生活环境布局,可以将生活污水与猪圈污水合并处理,经过统一的沼气处理技术,进行厌氧发酵过程,转换为农用化肥,沼液经过管网收集之后,进行集中净化,其水质能够达到国家污水排放标准。
生活污水净化沼气池技术成本低、工艺简单,平均每家农户只需两千元钱,而交通运输费基本为零,因而,较为适合农民家庭采用。这种技术很适用于广东地区,因为该技术要求冬季水温在5℃以上的地区,否则当冬季温度过低时,该技术的处理效果将大打折扣;而广东地区处于我国南方,冬季气温普遍偏高,因而,可以将此技术进行广泛的推广与应用。如果偶尔冬季气温出现偏低的现象,则可以采用在沼气池上建立日光温室的方式,以使沼气池内的温度能够达到适应的发酵温度。另外,该技术主要适用于高浓度的生活污水处理,当生活污水中有机物的浓度低于发酵的标准要求时,就会导致沼气池的产气效率较低,从而影响到农户正常的生产生活。因此,就广东地区而言,可以在居民生活较为集中的农村地区,推广使用污水净化沼气池技术。
3 结语
总之,广东地区农村生活污水的处理是关系到该地区新农村建设、宜居村庄建设、生态村庄建设的重要任务,它是改善广东地区农村居民生活水平、提高农村居民身体健康水平的重要途径之一,同时也是构建和谐广东的内在需求,因此,必须加大研究力度。
参考文献
[1] 环境保护部自然生态保护司.农村实用环保技术
[M].北京:中国环境科学出版社,2008.
[2] 辉,郑正,王勇,等.农村生活污水处理技术探讨[J].环境科学与技术,2005,(1).
(一)城市污水处理工艺技术的种类
随着城市化进程的加快,应用在污水处理中的工艺技术也在不断演进,先后出现了很多种功能不同、效果迥异的污水处理工艺。按照微生物的生长方式以及代谢过程,城市污水处理工艺如下所示:活性污泥法:AB法、SBR工艺法、氧化沟法、曝气法、A/O法;污水生物膜法:生物过滤法、生物转盘法、生物接触氧化池法、曝气生物滤过法;厌氧生物处理法:厌氧消化池变形升流式工艺、厌氧污泥床、厌氧生物滤过法、厌氧流化床;生态处理法:稳定塘技术、生态系统塘技术、土地处理法、人工湿地技术等;
(二)各种污水处理工艺在我国的发展现状
随着我国对城市污水处理重视度的不断加深,污水处理工艺技术的研究也在积极开展,按照当前城市污水处理工艺技术的种类,活性污泥处理法是城市污水处理中应用较为多的一种,占到了全部污水处理工艺技术应用的一半以上;而剩下的一部分污水处理工艺则划分出了各种处理等级,主要是一级污水处理工艺技术以及人工湿地处理工艺技术。这些污水处理工艺按照其存在的时间不同,其应用的空间也有很大差异,我国早期的传统活性污泥工艺是我国最先出现的污水处理工艺,并在全国建立了很多污水处理厂,对我国城市污水处理做出了重要贡献;AB工艺自身抗冲击负荷能力非常强,先后建立了两个污水处理厂;A/O工艺有非常好的除磷脱氮效果;曝气生物滤池工艺是新时期的一种污水处理工艺,其集约化效果好,被广泛应用;生物接触氧化法容积负荷高是新型生物填埋技术的有效开发。
二、当前城市污水处理工艺技术应用介绍
(一)土地处理
土地处理是一种非常高效的节约能源的途径,经济性较强,也符合西北地区的生态环境,其废水处理的原理构建出废水处理系统,通过这种废水处理系统能够实现资源的有效利用。土地处理法主要包括了快速渗虑技术、人工湿地技术以及地下渗滤技术,除磷效果非常好,负荷适应性也较强。但是,鉴于西北地区土地面积较大,有很多的闲置土地以及荒地,为此,该方式非常适合在西北地区应用。
(二)稳定塘处理技术
稳定塘比起传统的生物处理方法有非常多的优势,首先,这种方式产生的能耗少,并且基本建设用地少、建设成本低,运行管理非常方便,可以在西北地区实施农业灌溉中使用,也可以进行综合利用。稳定塘的占地面积非常大,西北地区地域广阔,应用稳定塘能够满足该地区的需求。从其发展以及应用状况来看,西北地区采用稳定塘污水处理技术较为理想。
(三)活性污泥法
活性污泥法是我国一种传统的污水处理法,其主要方式就是利用自然界的水资源对污水进行自身净化的过程,并在此过程中能够进行人工模拟。在应用这种污水工艺处理技术以来,因为其污水处理能力强、净化速度快,净化出的水质较好的被广泛应用到了城市污水处理中。其处理系统的主要组成有污水沉淀池、曝气池、污泥回流系统、剩余污泥排放系统等。在整个系统中,废水与活性污泥会混合到一起进入到曝气池中,由此形成了混合型的液体,使污水得以净化。
(四)厌氧生物处理法
厌氧生物处理法能够对污泥中的有机物进行有效分解,在分解以后,能够生成大量的甲烷、二氧化碳,这些气体为我国工业生产提供了能源。因为污泥中的有机物非常多,为此,在污水处理中需要花费非常多的时间,并且速度也较慢,污水处理过程中产生的甲烷会对环境造成非常大的污染。在厌氧生物污水处理法不断完善基础上形成了很多新型的厌氧生物处理技术,为污水处理提供了技术支持。
(五)生态处理法
生态处理法是一种水体净化与土壤净化法,其在工艺处理中应用的工艺为稳定塘,对土体进行处理与净化,还应用了人工湿地技术。这种生态处理法优势是费用较低、管理起来非常方便、在分解有机物过程时非常有效、对于氧磷营养物来说有非常强的处理效率,其处理效果明显比二级处理水平高。西北地区建设污染少,生态环境较好,应用这种生态处理法能够充分利用当地的人工湿地资源、土地资源以及各种自然能源,对于提高污水中有机物的分解效果有非常重要的意义。在未来,这种生态处理法将成为一种主要的污水处理技术,在提供生物利用率、节省资源、能源方面有重要作用,并且在未来几年,这种生态处理法能够结合各种优势技术得到推广。
三、结语
关键词:人工湿地; 污水治理; 解决方案
随着城镇化进程的加速,城镇的人口日益增多,城镇生活污水也就越来越多,城镇生活污水处理的难度不断提高,污水处理所需的成本日益增多,因此,作为城镇污水处理部门应不断创新污水处理,加强对污水的循环回收和充分利用。在丘陵地区的城镇生活污水中,可以充分地应用人工湿地治理污水技术,为城镇污水处理打开新的天地。
一、人工湿地污水处理系统概述
人工湿地污水处理是一种绿色环保,经济实惠,简单方便, 效果良好的新型污水处理技术。人工湿地污水处理系统主要是模拟自然湿地中生物作用、物理作用和化学作用的相互协作,以达到净化污水的目的。这种人工湿地是指:在一个洼地中,设计合适的长度和宽度以及地面的坡度,将土壤和填料按照一定的比例、坡度组成,将一些植物如茳芏、芦苇种植在湿地的表面。这些种植的植物必须具有的特点包括:易成活、生长周期较长、抗水性能较好、外形美观和具有经济价值等。这些种植的植物与湿地中的动物、微生物和其它植物等,构建成一个独具湿地特色的动植物生存的环境系统。当污水从湿地表面和下面的填料缝隙中流过时,通过湿地表面和填充料过滤作用、沉淀作用、吸附作用、离子交换作用、植物吸收作用和微生物分解作用等,达到高效净化处理污水的目的。
二、人工湿地在城镇污水处理中的工艺设计的探讨
人工湿地污水处理工艺设计处于初步发展阶段。影响人工湿地设计的因素非常多,如湿地床的结构、工艺流程、布置方式、进(出)水系统类型和湿地植物等。下面以丘陵地区城镇污水处理中人工湿地的工艺设计问题,与大家进行探讨。
一是合理设计湿地床的深度。进行湿地床深度的设计时,必须充分考虑丘陵地区的地形特点,分析污水的水质状况,对所种植的植物类型及根系状况进行研究。 在植物根系中,必须确保绝大多数污水具有足够的流动性。同时,在湿地床中,还应具备一定的好氧条件。综合分析以上因素进行确定。
二是选择好湿地植物种植的物种。在丘陵地区城镇污水处理的湿地系统中,如何选择种植的植物物种,应重点考虑植物的耐污能力强弱、成活率高低、生长周期长短,分析所选择种植的植物根系是否发达、是否美观又是否有一定的经济价值等。通过对上述各种因素的分析,最后确定栽种的湿地植物。从现在的人工湿地的污水处理系统来看,在丘陵地区一般以栽种芦苇为宜,构建成芦苇湿地污水处理系统。我们知道,芦苇具有根系发达的优势, 它的根系范围广而深,其根系一般可以延长到地下0.6米、 0.7米左右,在它的周围所拥有活性物质非常丰富,加上芦苇的输氧性能优良,芦苇是城镇人工湿地污水处理系统中最常见的植物,也是丘陵地区城镇污水处理中湿地栽种植物的首要选择。
三是在城镇污水处理中,应根据实际确定好湿地床的底坡、长宽尺度。其中,湿地床的填充料决定湿地床的底坡,通常按照2%―8%的比例来建造其底坡。污水处理程度和水力作用时间的长短来决定湿地床的长度,水力停留通常控制在20米―50米之间。湿地床的长度设计过长, 非常容易使湿地床中形成难以进行水位调节的死区,对植物的栽培十分不利。在丘陵地区城镇生活污水处理中,通常采用潜流湿地,其湿地床的长度与宽度的比值一般是小于或等于3: 1 , 这样才能确保湿地床中的水流能够保持一定的流动性,以推移的方式进行流动。
四是搞好杂草的控制。采取湿地处理后的出水或污水淹没是最成功的杂草控制法。在实际中,建议湿地床先用除草剂处理, 然后再用淹没法除去死掉的杂草。
五是设计好进水和出水管线。湿地床的进水系统应保证配水的均匀性, 一般采用多孔管和三角堰等配水装置。出水系统一般根据对床中水位调节器的要求,设置在出水区末端的砾石填料层底部。
三、人工湿地治理污水在我国应用
在我国的丘陵地区城镇生活污水中,人工湿地的污水处治理技术得到了比较成本的应用。如属于丘陵地区的某污水处理厂的工艺流程为:原污水通过格栅, 通过集水井、沉淀池, 进入一级碎石床后, 再进入二级的碎石床, 从二级碎石床流出处理水, 排入天然河道。在一级碎石床栽植芦苇, 在二级碎石床栽植香蒲。人工湿地污水处理技术的应用, 有效地改善了该城镇的生态环境, 提高了居民的生活质量。
总之,人工湿地治理技术是丘陵地区城镇生活污水处理的重要方法。人工湿地治理技术在丘陵地区城镇生活污水处理中得到了较成功的应用。我们应当高度重视丘陵地区城镇生活污水人工湿地治理技术的探讨和应用,不断创新人工湿地治理污水的方法,提高丘陵地区城镇生活污水的治理水平,为丘陵地区城镇建设创建环保、和谐、可持续发展的宜居家园。
参考文献:
[1] 周琪. 人工湿地技术在污水处理与水环境保护中的应用[J]. 给水排水动态, 2009,(05) .
关键词:农村生活污水,环境污染,处理技术,方法与模式
中图分类号: TV664 文献标识码: A
引言:随着我国工、农业生产的发展,人口的增长,环境污染问题日益严重,,由于我国农村经济发展落后,相应的基础设施建设薄弱,导致农村地区生活污水随意排放,污染严重,农村生态环境问题口益突出。为了从根本上保护生态环境,提高农村地区生活水平,我们必须加强农村生活污水处理,实现污水的净化与循环利用。污水处理包括生活污水的收集、处理,这不仅是现代新农村建设的需要,也是避免水土、土壤和农产品受到污染的根本途径,是促进社会发展的重要手段。
1、我国农村污水处理的模式
1.1 集中处理模式
农村地区农户村民居住的地方比较集中,地势也高低不同,但可以利用这一优势,将各户产生的生活污水经隔栅井收集汇流,再集中进行处理。集中式污水处理模式有生物处理技术和生态处理技术,生物处理技术主要有生物接触氧化法、生物滤池、SB R工艺等,这些技术处理系统净化效果好、占地面积较小、生态环境效益显著,但投资和运行费用较高、维护管理需专业。生态处理技术可对农村地区的废弃池塘、洼地充分利用,采用生态塘处理系统和湿地处理系统,以减少资金投入,同时,还控制土地面积的占用。
1.2分散处理模式
在一些农村地区,需采用分散式的处理模式。农户基本是单独的住户和独立的社区,应分别进行污水收集、处理、排放。这些分散居住的农村地区,使用先进、集中的污水处理技术明显不现实,加上农村地区的技术人员缺乏,因此,要因地制宜的采取方便管理、成本低廉、技术简单的污水处理方式。对于住户分散,较难通过管网收集自流污水的村庄,有单户或几户就地处理模式:“三级化粪池+小型人工湿地”、“沼气净化池” 等。
1.3关于污水处理的思考
我国农村地区经济落后,人才缺失,在考虑污水处理时,要结合农村实际,科学合理地利用农村地区的天然净化能力,辅助使用现代化的污水处理技术,这样才能高质量的实现污水处理。加强湿地污水处理技术的推广,利用农村地区的自净能力,开展清淤清洁的生态系统建设。如果一些农村的化粪池设施建设完善,则应该增加污水净化设施,并有针对性的采取集中或分散处理。污水处理的高效,不仅需要完善的技术设施做支持,还应有严格、具体的管理规范,上下级部门要加强沟通,了解污水处理的真实情况,并制定有效处理措施。农村生活污水处理不当的原因,主要是资金不足,因此,要广开渠道,增加资金投入,以及政府部门需建立专项资金,集中建立完善的污水处理设施。
2、农村生活污水处理技术
2.1 生态处理技术
生活污水的处理,是基础保护生态环境,减少资源浪费而采用科技手段进行的控制污染的措施。我们通过污水处理,将有用的水资源应用到土地中,利用土壤!植物!微生物复合系统的物理、化学、生物学和生物化学特征,对污水中的水、肥资源加以回收利用,降低污水中的污染物,预防水土、土壤的污染。现代污水处理技术以土地为基础,以土壤介质的净化作用为核心,在污水处理中,重视污染成分的分离,关注植物、微生物共存体系与处理环境或介质的相互关系,从生态的角度去考虑污水处理。
2.1.1慢速渗滤生态处理系统
这种技术是将污水分配到种植农作物的土壤中,让污水流过土壤,而植物系统的垂直渗滤就能达到净化污水的作用,那些有用的成份还能被用作肥料,促进植物的生长。在污水处理时,所分配出去的污水一部分被修复植物吸收,还有的在渗入底土时,其中污染物被土壤介质截获,或者被植物吸收、固定,或被土壤中的微生物转化、降解,最后污染物成为无毒成份。
2.1.2快速渗滤生态处理系统
与上述污水处理方式相似,将污水分配到具有良好渗滤性能的土壤表面,污水经土壤表面向土壤底部流动,逐渐被土壤中的生物氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀、氧化和还原,最后,实现净化污水污染物的目的。这种污水处理方法已经成为生活污水处理的主要方式,不仅被用于大城市,一些中小城市、城镇、农村也得到广泛使用,尤其是农村地区,利用农村地区资源丰富的优势,达到生物污水处理的目的。
2.1.3人工湿地处理系统
人工湿地是对自然湿地的模拟,主要利用自然生态系统中植物、基质和微生物三者的协同作用,实现水质的净化。我们利用土壤和按一定级别充填的填料组成人工湿地,并在湿地表面组建一个植物生长的自然生态系统,人工湿地虽然要占用大量土地面积,但工艺简单、维护管理方便、运行费用低,生态环境效益显著,因此,很适合远离城市,地势空旷的农村地区,也由于其投入资金少,不需要高级管理人才和技术人才,可被农村地区广泛应用。
2.1.4稳定塘系统
在农村污水处理中稳定塘是一种高效的处理系统,它是一种利用天然净化能力的生物处理构筑物的总称,主要通过微生物降解、有机物吸附、有机颗粒的沉降和截滤作用去除,对
BOD5的去除率通常较高。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体等优点,在我国,特别是在缺水干旱的地区,是实施污水资源化利用的有效方法,所以稳定塘处理污水近年来成为我国着力推广的一项新技术。
2.2阿科蔓生态基处理技术
该技术与生态处理技术完全不同,但却有着相同的目的。该技术是将具备高生物附着表面积、适宜的孔结构,仿生水草形态设计、纯惰性的食品材料应用于污水处理中。通过这种材料,可以有效去除污水中的有机物,大量微生物附着在阿科蔓生态基表面,然后,将营养有机物进行生物氧化,最后,将有害物质逐渐转化,从而去除水体中的有机物。根据阿科蔓生态基处理原理,对城镇生活污水有积极作用,加上其在微生物附着材料上的创新,值得广泛推广。这是一种新型的污水处理办法,只要合理调整好生态基的分布密度,挑选、培养好处理微生物,就能在污水处理中达到较好的效果。阿科蔓技术之所以能在农村生活污水处理中得到广泛应用,还在于该技术能实现地处理,设备用量少,成本低,应用自然化的处理模式,减少了管理环节,同时,还能利用当地较少的用地,就能对农村地区各种污水及降雨引起的面源污染进行生态性处理。
结束语
农村生态环境污染的问题日益严重,究其原因,主要是农村生活污水处理不当,导致水体、土壤等各领域的污染。为了建设新农村,控制环境污染,必须加强农村地区的污水处理。由于农村地区各有特点,应因地制宜地选择污水处理模式。近年来,我国已经发展了诸多适合农村的污水处理方法,但还存在不少问题,仍然需要我们在管理体制上不断完善,以及在处理技术上积极借鉴国外先进技术,发展适合自己的处理方法。总之,在处理农村污水的问题上,依然是任重而道远。
参考文献: