(湖南省建筑科學研究院, 湖南 長沙 410000)
生活污水是居民在日常生活中產生的廢水、污水,主要來源于居住建筑和公共建筑,如家庭住宅、國家機關、學校、醫院、商店、公共場所設置的衛生間等。生活污水所含的污染物主要是有機物,如蛋白質、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等,以及大量病原微生物,比如寄生蟲卵和腸道傳染病毒等。存在于生活污水中的有機物非常不穩定,很容易因為氣溫的變化而腐化,散發惡臭的氣味,并且產生大量細菌,通過空氣等媒介進行迅速擴散。最終導致傳染病蔓延流行。因此,生活污水在排放前必須進行系統的、科學的處理。否則會對居民的身體健康,社會的生態環境造成嚴重的影響,不利于社會各方面的進一步發展。
農村經濟雖然有著較快的發展,但與城市相比還有較大的差距,污水處理設施建設難度高、成本昂貴,與農村經濟發展速度不匹配,因此農村的污水處理設施建設往往十分缺乏。據推算,農村每年產生的生活污水總量約90 億 t,而這個數字目前以飛快的速度還在不斷增加著,造成了農村地區的河流湖泊和地下水的嚴重污染,水體富營養化、水體氧有機物污染等問題也越來越嚴重,雖然現行的城市污水處理技術可以達到出水標準,對生活污水的治理效果較好,但污水的處理成本較高,而農村經濟還不能承受這種成本的消耗,因此農村目前還沒有適合自身的一套污水治理工藝。同時農村與農村之間關于生活污水的排放量及處理能力也有很大的差異性,目前,國家對農村污水處理的示范性工程主要集中在北上廣、江浙等經濟發達地區,中西部等經濟較為落后的地區則比較匱乏這種工程,這不利于農村生活污水的規模化處理。而且每個農村的居住人口不同,有的農村常住人口多達上萬人,有的農村常住人口僅有數百人,居民的居住地點也比較分散,有的在山區,有的在平原。這些差異都導致了生活污水的水量、成分、污染物濃度的不同,不利于對農村生活污水進行綜合治理。
人工濕地是人工建造的類似沼澤的生態系統 。它是通過過濾 、吸附、微生物分解等作用來實現對污水的凈化 。人工濕地處理污水是充分利用了 “ 土壤一植物一微生物” 系統的凈化能力 ,既可去除有機污染物 , 又可去除造成水體富營養化的氮、 磷等人工污染物 ,可以很大程度的解決農村的生活污水問題。與此同時,人工濕地建造難度低,相比目前大部分城市所使用的污水處理技術,有著投資資金較少,維護和運行費用低等優點,減輕了對農村經濟的負擔。人工濕地除了改善農村的生活污水問題,還有其他好處,人工濕地是一個綜合的、完整的生態系統,因此它能夠改善農村的生態環境,有著凈化農村空氣,涵養水源、保持水土等作用。村民還可以借助濕地形成一個經濟產業鏈,例如如水產、畜產、造紙原料、建材、綠化、野生動物棲息、娛樂和教育等,為村民帶來一定的經濟效益。
生物濾池是以土壤自凈原理為依據,在污水灌溉的實踐基礎上,經比較原始、簡單的間歇砂濾池和接觸濾池而發展起來的新型人工生物處理技術。將生活污水以水滴狀均勻的噴灑在濾料層上,然后濾料層上就會慢慢形成生物膜,并不斷成長,最終成熟后生物膜上的微生物就可以攝取生活污水中的營養物質, 進而對污水進行了處理。生物濾池對生活污水的處理效果非常好,在任何季節都能滿足各地最嚴格的環保要求,而且它不會對生態環境產生二次污染。生物濾池在運作上借助了科學技術的力量,實現了全自動控制,處理系統十分穩定,無須專人管理。同時其易損部件少,維護管理成本低、較為便利,工作人員只需定期檢查是否有機器發生故障。這就方便了農村的生活污水治理了,最大程度的節省了人力、物力。
穩定塘是一種利用天然凈化能力對污水進行處理的構筑物的總稱。其凈化過程是自然水體的自凈過程的真實模擬。通常是將土地進行適當的規劃與設置,建立一個池塘,并在其周圍設置圍堤和防滲層,使塘內本就存在的微生物能夠更好的發揮其生物作用來處理污水,在穩定塘中微生物作用最明顯的就是菌藻了。穩定塘還具有建設成本較少,維護和運行費用低、操作簡單等優點,能有效去除污水中的有機物和病原體、人們不必再進行后續的污泥處理。穩定塘處理系統占地面積大,而農村地廣人稀,相比城市更適合采用穩定塘處理系統。穩定塘處理系統與人工濕地處理系統有異曲同工之妙,它以太陽能為初始能量,通過在塘中種植水生植物,進行水產和水禽養殖,形成人工生態系統,這樣既能對生活污水進行有效的進化,又能給村民帶來可觀的經濟效益。
地下滲濾處理系統是將經過腐化池或者酸化水解池二次處理后的污水集中投配到距地面約50厘米深、有一定滲透性的地層中,借毛細管浸潤和土壤滲透作用,讓污水自動向四周擴散,通過過濾、沉淀、吸附以及在微生物作用下的降解作用,將污水進行深度凈化。地下滲透處理系統埋于地下,因此不會浪費過多的土地資源,也不會破壞地表上的植被,對周圍生態環境的影響可以忽略不計。地下滲濾處理系統分為滲濾坑式地下滲濾系統、滲濾管式或滲濾腔式地下滲濾系統、尼米槽式地下滲濾系統等類型,這些系統都有一樣的優點,比如工藝流程簡單,運行可靠,管理方便;全部處理過程均在地下完成,對地面景觀無影響;對預處理要求低,一般化糞池出水即可。因此地下滲濾處理系統是一種適合農村所使用的污水處理技術。
農村生活污水在經過人工濕地、生物濾池、穩定塘等凈化系統的二次處理后,其出水的水質已經滿足《農田灌溉水水質標準》,因此我們可以對其進行二次利用。比如用于農田灌溉。在農村設置污水儲存庫,收集村民生活中排出的污水,進行過濾,然后與農田相連接,作為灌溉儲備水源,在水資源缺乏的時候將其用于農田灌溉,減輕灌溉用水的壓力。我們在實現生活污水二次灌溉時,還可以建造一個資源循環利用系統。生活污水大部分都是水體富營養化、水體氧有機物污染的結果,因此污水中含有大量的有機物,氮、磷、鉀等,我們可以通過科技手段,將其提取出來,作為農業用肥,比如按照一定比例混合在土壤之中,提高土壤的肥力。土地處理系統場所還可與綠地、廣場和各種各樣娛樂游覽區域相結合,達到一地多用的目的。將處理后達到一定標準的可用水資源用于公園、高爾夫球場、運動場地灌溉以及娛樂觀賞湖泊的補充用水;人工濕地系統經處理后的水資源還可以作為種植園、觀賞花園的灌溉用水。從而實現對農村生活污水的多方面利用。
目前我國農村生活污水問題嚴重,而農村生活污水作為我國污水治理體系的重要組成部分,我們要采取措施,努力克服困難,對農村污水進行處理與利用。因此在實際治理過程中,我們要結合農村土地現狀,合理進行規劃,在污水治理過程中,要對人工濕地、生物濾池等系統合理選址,確保它對作用能夠最大程度的發揮出來,減少其對周邊環境的影響。最終實現我國農村水環境可持續發展。
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