劉曉茹 唐 振 陳計洋 曹宇浩 管錫珺
(青島理工大學環境與市政工程學院,山東 青島 266033)
近年來,農村生活水平不斷提高,產生的污水量也逐年增加。但是農村生活污水處理基礎設施還不完善[1],邊遠地區甚至沒有建立,更沒有專門的技術管理系統。據統計,約有96%的村莊沒有排水管渠和污水處理[2]。農村的生態平衡正在遭到破壞,對人們的身體健康構成威脅。因此,闡述了不同類型的污水處理工藝及其各自的優缺點,以有針對性地選擇農村污水處理技術。
農村沒有污水管道,污水自然排放,排放分散,集中收集和處理困難。農村污水質量穩定,有機物濃度高,氨氮含量高,重金屬和有毒污染物含量少。隨著農村生活水平提高,污水量逐漸增加;農村生活方式的改變使污水類型趨于多樣化。因此,農村污水處理的難度和復雜性變得更大。農村生態環境正在遭到破壞,因此要高度重視農村污水的治理,提高污水處理能力,積極建設基礎設施,加快新農村建設,為全面建設小康社會奠定堅實基礎。
人工濕地是一種生物過濾凈化系統,由顆粒填料、微生物和植物組成。該原理是:填料表面形成一層微生物膜,污水流過濕地表面和填料空隙,在微生物和植物的共同作用下,經過吸附、過濾、沉淀、植物吸收、微生物分解,最后得到凈化。
人工濕地水生植物能形成觀賞景觀,不僅具有處理污水的功能,還能美化環境。該系統占地面積比較大,約為傳統污水處理工藝的2-3倍,適用于人口密度較低、污染排放較少、土地資源較豐富的地區。又由于人工濕地具有成本低、操作管理便捷、運行維護方便等特點,在冬季也具有穩定的運行狀態,它也適用于沒有完善的下水道網絡系統的農村地區。
穩定塘是生物處理中最簡單的處理方法之一,利用植物和微生物的聯合作用處理污水。塘內的硝化作用和反硝化作用以及植物的吸收和利用可以去除氮。穩定塘污水處理系統不需要機械化設施,又不需要污泥處理,其基建投資和運行維修成本低,對污水中的有機物和氨氮具有良好的去除效果。建造一個穩定塘需要一定面積的土地,可以充分利用農村地形進行施工,適用于平原、水網區域和不能集中收集污水的區域。
土地滲透處理技術是利用土壤及其中微生物和生長的植物組成的處理系統,通過一系列物理和生化作用,如截留、吸附、沉淀和微生物降解等凈化污水。1.將污水噴灑或自流到土地上灌溉植物;2.把污水排放到粗砂土壤的土地上進行滲濾以補充地下水;3.地表漫流充分利用土壤-微生物-植物系統的凈化能力,去除污水中的有機物,利用氨氮等營養元素。
土地滲透處理技術具有凈化污水效率高,操作維護簡單方便,投資運行成本低的優點。該技術可以用于農業生產,充分利用水肥資源,適用于地勢較為復雜、管網施工困難但土地相對較大的村莊。
厭氧階梯式生態濾池充分利用污水排放點的勢能,逐步布置生態濾池,運行過程中無需消耗動力;濺水充氧和通風充氧結合的形式提高了溶氧效率,并降低了溶解氧所需的能量消耗;節省回流系統,工藝流程簡單;易于管理,運行成本可以忽略不計,維護成本每年只要兩次植物的更換。該項目適合在丘陵山區或存在一定地勢落差的農村地區。
好氧生物處理技術利用污水中的好氧微生物在有氧氣存在的情況下進行生物代謝,降解污水中的有機物。好氧微生物可以將污水中大部分的有機物分解為二氧化碳和水,從而凈化污水。
好氧生物處理技術工作原理簡單,施工和運行管理簡便,減少了技術投入,但是相對運行成本較高,適用于經濟發展較好的村莊。在建設中該處理技術可以與人工濕地技術和農村的生態環境相結合,打造具有良性循環的生態農村。
蚯蚓生態濾池是一個集物理過濾、吸附、好氧分解和污泥處理于一體的新的污水處理工藝,利用濾料截留,蚯蚓和微生物分解利用污水和污泥中的有機物和營養物質,促進含氮物質的硝化作用和反硝化作用。
蚯蚓具有很強的吞噬能力,其消化道分泌物可分解大多數的有機物,不僅可以提高土壤透氣透水性能,還能促進氮磷循環,提高污泥的肥效,是優質的農用肥料和土壤的改良劑。
當前農村經濟發展落后,污水難以收集,也缺少相關技術和資金支持。在選擇農村污水處理過程中,應根據當地的地理環境、水文、氣候、人口和經濟發展情況確定。充分利用農村的自然資源,適應當地條件,最大限度地降低建設和投資運營成本。各地政府應該重視污水處理工作,農村污水治理不僅是環境保護的需要,也是建設小康社會的重要舉措,要加大資金和人才的投入,考慮一次性投入成本和后期運營成本,以滿足當地百姓對健康和環境的需求。