农村生活污水处理技术探讨

校园生活污水的处理及利用田小朋（化学工程与工艺，0704034347）摘要：随着我国高等教育的普及，校园的学生也越来越多，所面临的校园环境问题也越来越严重。每天都产生大量生活污水，而高校地区的生活污水基本上未经过处理就直接排放，对校园周边环境和校园造成造成了污染。目前，针对校园生活污水的处理技术还很少，归纳国内外一些先进的，适合我校园村生活污水处理的工艺。关键词：大学；生活污水；处理技术，再利用。1.前言我国是一个人口大国，截止2006年高校在在校人数已经到达1738万人，现在估计已经超过2000万人，比上海市的人口还多，每天产生大量的生活污水。根据国家环保部的统计数据，我国农村有3亿多人喝不上安全的饮用水，其中超过60%是由于非自然因素导致的饮用水质不达标;另据2005年建设部对全国部分校园的调查显示,很多校园专门的排污系统和污水处理系统 ,污水直接就地势排入周边水体,造成河流、水塘等水环境污染 ,是周边环境重大的安全隐患。因此,重视与加校园村地区的水污染治理工作,防止对校园及周边地区的水体、土地等自然环境造成污染，是改善和提高校园及周边人居环境工作中最重要的内容之一。2校园水污染现状及特点2.1校园水污染现状目前，不含港澳台地区，我国有2000多所高等院校，2000多万 人，但是长期以来，我国在污染治理上对校园的重视和投入远远落后于其他的行业。有的生活污水随意排放，已成为某些区域水质恶化的主要原因之一，也是造成周边水环境污染及湖泊富营养化的重要因素。这直接影响到广大校园的生态、生产和生活安全，影响了校园的良好发展。2.2校园污水的特点校园生活污水主要是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水，水量因地区的差异而不同，因其含有大量的营养盐及细菌、病毒，容易造成地表水及地下水的污染。而且校园人口比较集中，是群体生活，如果环境卫生不合格，很容易引起一些传染性疾病，对校园正常的教学和生活次序以及学生的安全均有严重的影响。另外校园生活污水属间歇排放，其排放水质、水量随时间波动性大，所含有机物浓度相对偏高；并且含有较高的人畜粪尿成分，氮、磷含量特别是磷含量较高。因此，处理时不仅要消减有机物还要脱氮除磷。中国环境状况公报显示,2002年全国七大水系属类、类、劣类水质的监测断面占70 %以上;全国10座大型水库70 %为类、类、劣类水质;全海域共发生赤潮79 次,累计面积超过10 000平方千米,造成直接经济损失约 10 亿元。3.农村污水处理技术3.1人工湿地处理系统有条件的村庄，应充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地和沼泽地等，建设人工湿地处理系统。污水湿地处理系统分自然和人工湿地处理系统，自然湿地就是自然的沼泽地，人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理，使污水处理达到工程化、 实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、 生长有象芦苇、 香蒲等沼泽生植物的土地上，利用植物根系的吸收和微生物的作用，并经过多层过滤，来达到降解污染、 净化水质的目的，它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系，以及介质所具有的物理、化学特性，将污水净化的天然与人工处理相结合的复合工艺。湿地处理系统工艺设备简单、 运转维护管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低、对进水负荷的适应性强，能耐受冲击负荷，净化出水水质良好、稳定。缺点占地面积大，易受气候影响，表面径流的臭味比较大。3.2砂滤处理系统这种砂滤系统是土地处理系统的一种,它在构建过程中一般采用沙子作为介质，让污水经过沙体渗滤排出系统,达到净化的目的。它的净化机制与其它土地处理系统大致相同。出水的SS，BOD，COD一般可达 80%以上.总氮、总磷去除率一般在 40%-80%，何江涛等对此处理系统进行了阐述1，见表1 ： 研究者系统尺寸（长*宽*高）m水力负荷（m/d）去除率（%）G.G Check等35*0.718*0.750.033-0.066BOD599:TOC85;TN:40-80;SS80Mikael Pell3*1.5*1.50.067COD90;TP:70;TN:433.3蚯蚓生态滤池处理系统本系统将农户现有的化粪池改造后或直接加以利用，用强化沟替代农户的沟渠或排污管，出水进蚯蚓生态滤池，其工艺流程如图1。本技术在国内外研究的还不多， 同济大学在其处理城市生活污水方面进行了一些研究4 。 图1. 生态滤池系统简易工艺流程图滤池主要有布水装置，生态滤床和排水装置三部分组成。生态滤床从下层依次往上是：大石头(鹅卵石,直径4 -7 c m)，小石头(直径1-3 c m)，沙子和土壤层，此层也可以说是蚓粪层 (vermi -casting )，是蚯蚓活动的主要场所,土壤上面可以种植一些植物。3.4集中型污水处理厌氧-好氧工艺在较为发达的农村,也可以考虑河海大学提出的滴滤床技术,它适用于200户左右集中型农户的污水处理系统,主要工艺流程为： 生活污水 化粪池 厌氧好氧滴滤床 深度处理生物塘 回用或排放此工艺特点：土壤自净过程的人工强化；利用虹吸作用 ，无需单独充氧，节省运行费用；可与其他技术组合使用。3.5改良SBR化学沉淀工艺序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Sludge Process, SBR）是一种新型的、在国内外得到广泛使用的水处理技术。与常规的厌氧缺氧好氧（A2/O）或氧化沟等污水脱氮除磷工艺相比，SBR具有明显的优点：（1）可省去初沉池、二沉池和污泥回流系统，流程简单，占地面积小，基建投资省，维护管理也较为方便； （2）氧转移速率高，工艺运行能耗较低； （3）运行方式灵活，同时具有除碳和脱氮除磷的功能； （4）污泥沉淀在静止或接近静止状态下进行，泥水分离效果较好，处理水质优于连续式活性污泥法，出水 SS 一般可小于10mg/L； （5）剩余污泥产量较少。因此，SBR 是一种具有广阔应用前景的水处理技术。现有针对碳、氮、磷的水处理方法中，有机物和氮可以通过厌氧-好氧 （A/O）、同时硝化反硝化 （SND）、短程硝化反硝化 （如 SHARON工艺）或者厌氧氨氧化（ANAMMOX）等方法加以去除，而如何去除废水中的磷一直是一个难点。 国内外研究人员针对磷的去除开展了大量研究，证实生物除磷辅助化学除磷是运行稳定、最为有效一种。城市污水除磷方法（彭永臻，2005；郑兴灿，2000）。因此，考虑到废水中磷的去除，并结合SBR的工艺特点，拟开发改良型 SBR-化学沉淀工艺， 为节能省地型城镇污水资源化处理技术提供一种可选择的技术路线。改良型 SBR-化学沉淀工艺流程如图2所示。图2. 改良型SBR化学沉淀工艺流程图改良型 SBR-化学沉淀工艺中，整个运行过程包含两次厌氧和好氧交替的循环过程。采用分段进水的进水方式，保证脱氮效能，采用化学沉淀法作为辅助手段来确保出水磷浓度的达标排放。部分原水首先进入 SBR 的厌氧段，在此条件下，污泥中的聚磷菌水解体内聚磷摄取有机物的同时将磷酸盐释放于水体中。 待释磷过程充分完成后，将一定比例的废水引至化学沉淀池，加铁盐或者铝盐等形成磷酸铁（FePO4）、磷酸铝（AlPO3）等沉淀而达到除磷的目的，经沉淀处理后的废水经中间水池调节后，流回SBR池进行好氧处理。为解决碳源缺乏对反硝化的不利影响，在第一个循环的好氧阶段结束后，再次引入一定比例的原水，进入第二个厌氧与好氧交替的循环。增强脱氮效果，最终实现除碳、脱氮和除磷的达标排放。与目前国际上较为流行的UCT（University of Cape Town，南非开普敦大学开发）和 BCFS（biologisch chemisch fosfaat stikstof verwijdering，荷兰Delft 理工大学开发）等污水脱氮除磷处理新工艺相比，改良型 SBR-化学沉淀工艺具有独特的优势： （1）工艺流程短，利用单一SBR池实现废水 BOD去除和脱氮除磷，减小了占地面积；（2）处理成本低，在确保废水达标排放情况下，针对部分废水进行除磷，降低了药剂成本和污泥处理负荷； （3）化学除磷单元减轻了后续生物除磷的压力，解决了除磷和脱氮在泥龄控制和碳源供求等方面相互冲突和制约的问题。 因此，通过改良 SBR-化学沉淀工艺的开发，在确保能够使碳、氮、磷均达标排放的前提下，可以减小占地、降低处理成本，切实达到了节能省地的目的，为城镇污水处理提供了新的方法。4.简评 上述方法各有优劣，人工湿地法比较经济，管理方便，但是占地面积较大；砂滤处理系统经济但是量较为有限；蚯蚓生态滤池处理系统中滤池能耗低，高效，可是受到蚯蚓生理活动的影响；集中型污水处理系统效果好，但是生物处理效率较低，尤其表现为氮磷去除率很低，在一定程度上限制了其应用;序批式活性污泥法管理方便，处理效果也很好，但经济性不高。实践证明，以上方法都能很好的解决农村生活污水治理的问题，但在运用中要考虑到建设与运行成本等费用，要根据实际情况加以选择。