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农村分散式生活污水一体化处理设备设计总略

 发布时间:2019-09-27 点击量:374

    随着我国经济的快速发展,农村经济的发展与生态环境的矛盾日渐突显,尤其是农村生活污水污染问题已越来越严重,亟待解决,而且是我国环境治理中重要的组成部分。由于农村地区环境的特殊性,污水的产量及性质也不同于城市,因此,在治理农村污水时必须因地制宜。一体化设备具有投资低、能耗少、占地面积小等优点,适合农村地区推广。本文针对农村污水的特殊性,介绍了一体化设备在农村使用的优越性,并分析了当前我国一体化设备的研究现状及设计要点,为今后农村污水处理一体化设备的研发与推广提供参考。

1  农村生活污水特征
1.1  水质特征
生活污水的水质特性与生活环境、地理环境、经济水平还有生活习惯等因素有关。根据调查数据显示农村生活污水水质性质基本相似,污水中污染物种类也类似,有机物、氮、磷等营养物质含量较高,基本不含有毒物质,其中还包括一些细菌、病毒、寄生虫等,此外还有合成洗涤剂等污染物。
1.2  水量特征
由于农村的生活习惯、生活环境与城市存在一定差异,农村排放污水的水量相对比较小,而且排放分散,变化幅度较大,日变化系数在 3 ~ 5之间。而农村居民的生活规律较为一致,在一天中早晚排水量较大,在一天的上午、中午和下午均会出现各自的高峰值,因此,农村污水可界定为粗放型排水形式。
2  一体化污水处理设备研究现状
2.1  国外研究现状
污水生态处理技术是在 20 世纪 60 年代欧美等国家发展起来的,主要是美国、日本、法国、德国等在进行污水生态处理方面的研究与应用,主要的研究和应用于偏远的农村地区,主要采用的技术有人工湿地、氧化沟和净化槽等。
2.1.1 日本分散式污水处理系统
日本的污水处理技术开始比较早,日本的分散式污水处理系统主要包括三个部分,分别是城市相对分散处理系统、农村污水处理系统和净化槽处理系统。而解决农村分散污水的主要技术就是净化槽系统,主要的工艺包括厌氧过滤、接触氧化、活性污泥及膜处理等。而日本的净化槽系统已经形成了一整套完整的法律、技术体系,其主要应用不适用于设置排水管网,无法集中收集污水的地区。同时净化槽系统还能够根据不同的人数来进行不同的设计,既能符合单户,也能满足多户社区的需求,设计安装均很灵活。
2.1.2 澳大利亚“非尔脱”系统
“非尔脱”系统是近几年来由澳大利亚科研人员研发的一种新型的污水处理技术,工艺主要是过滤 + 土地处理 + 暗管排水,可持续、的利用污水进行农田灌溉。不仅解决了污水处理问题,同时还能
满足当年农作物的灌溉,而灌溉后的水利用底下排水暗管再对其进行收集和处理。该技术中不涉及水泵等大功率设备,主要采取控制暗管及地下水的水位来控制污水的排放量。该工艺技术对生活污水有着良好的处理效果,而且运行费用低,特别适用于土地资源丰富、可以轮作农作物的农村地区。
2.1.3 美国藻类塘处理技术
美国针对农村生活污水的处理,在 20 世纪 70 年代就已开始进行有效的处理。在 1972 年和 1987 年分别颁布和修正了清洁水法,以促进人们重视小型社区和农村生活污水的处理,同时还鼓励各州和当地zhengfu采取有效措施针对不同地方、气候、地理环境进行分散式污水的处理。其中藻类塘处理技术是应用多而且为有效的处理技术,是针对传统稳定塘技术的改进,充分利用了菌藻的共生关系,大限度的发挥了各自的生物特点。藻类塘相比传统的稳定塘停留时间更短、占地面积更小,而且建设费用更低,维护简单。同时收割后的水生植物还可以作为农作物的肥料。
2.2  国内研究现状
我国对农村生活污水处理技术的研究相比国外较晚,从 20 世纪 80年代开始,我国对分散式污水处理技术进行了大量的研究和实践,针对多种工艺技术在农村地区进行推广、研究,包括人工湿地、生物滤池、厌氧好氧组合以及多种无动力微动力一体化处理设备。化粪池对用于生活污水初级处理,应用较为广泛,能够利用厌氧消化降解部分有机物,其结构简单、造价低、易施工、卫生条件好等优点,在进行农村污水分散式处理中对 BOD、COD 和 TSS 的去除率可达 85%、77% 和 86%,因此在农村污水处理中有着广泛的应用前景,但其存在的缺点是沉积污泥较多,需要定期处理,而且处理效果有效,需要结合后续处理单元才能直接排放。人工湿地是一种通过人工改造、设计的具备生态处理功能的污水处理系统,主要由土壤基质、水生植物和微生物组成。人工湿地具备运行费用低、维护管理方便等优点,而且水生植物可以美化环境、调节气候。但其占地面积较大,受季节影响较大。土壤渗滤是类似于人工湿地的污水处理技术,其是在人工控制条件下,通过土壤 - 植物系统的物理、化学、生物作用,对污水进行净化处理。根据污水性质不同,可分为慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流和地下渗滤等形式。该工艺技术缓冲能力强、建设投资低、维护方便,此外还可以与农村农业灌溉相结合。因此,在农村污水分散式处理中有着较好的前景。但其,污水处理停留时间长,受季节、温度等影响较大,而且防护不当还存在污染地下水的风险。
3  一体化污水处理设备设计要点
污水处理设施涉及的设备主要有机械设备、电气和自控设备,而对于一体化污水处理设备,更加注重于设备的有效性与稳定性。机械设备又分为通用机械设备和机械设备,通用设备指的是风机、阀门、水泵;设备包括刮泥、曝气、搅拌、加药设备等。对于一体化污水处理设备,更多采用工艺较多简单实用,造作方便,涉及的设备较少。
3.1  适用于农村生活污水的菌种
农村一体化污水处理设备大多工艺以微生物为主,既方便维护管理,又能节省投资。不同类型的污水需要不同的结构的微生物菌群来进行净化。因此筛选的适用于农村污水处理的菌种对污水处理有着重要的作用,更有利于系统的稳定性。
3.2  选择适用于一体化设备的材料和结构
一体化设备是将污水处理设备统一的集中,其结构和材料对其后续长期稳定的运行有着重要的影响。因此,选择适宜的材料和稳定的结构,不仅可以节约投资成本,而且还便于后期的维护管理。当前采用的大多是一次性焊接的结构形式,但是在具体的应用中,因根据不同地区的情况,选择适宜的料,以及多种形式的拼装组合工艺,同时结合不同的工艺改进,降低污水处理设备的成本。
3.3  开发适用于农村地区的自控方式
一体化设备更为优越的一点就是实现处理工艺的自动控制,提高了污水处理的操作性。更便于维护和管理,农村地区缺乏相应的技术和管理人员,而污水排放间歇排放的特点,本身对于污水处理工艺的控制就存在难点。采用计算机,实现简便、自动化的控制,实现对水量的自动调节控制,不仅可以节省人工费用,还能够提高工作效率,也为一体化设备加快农村地区推广提供了有效的支持。
4  结语
我国经济的快速发展,带动了农村地区的发展,但同时基础设施并未满足当前的发展要求,对农村地区的环境造成了污染。一体化设备在农村地区的应用已经取得了一定的经济效益和环境效益,而且将传统的污水处理设备单一结构综合到一起,形成了全新的污水处理设备,一定程度上改善了广大农村地区的环境问题。但是,目前农村污水处理工作中仍然存在一些不足的地方,在未来的应用于研究工作中,应加强污水处理设备的研发与推广,使得农村污水处理工艺向更高标准发展,同时建立相应完善的污水收集系统,从源头上解决农村污水问题。



 

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