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不同規模村鎮污水技術路線與案例

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隨著新農村建設的推進和村鎮居民生活水平的逐步提高,我國村鎮生活污水排放量也日益增大。但村鎮污水處理系統設施建設卻嚴重滯后。據住建部2015年城鄉建設統計公報顯示,截至2015年,我國行政村的污水處理率僅為11.4%,絕大多數農村污水未經處理直接排入水體,造成水環境污染嚴重,水體黑臭現象增多,不僅威脅居民的身體健康,還阻礙了我國村鎮建設。因此,未來的村鎮污水處理市場需求巨大。

與城市污水特征不同,我國村鎮污水具有規模小、面廣、分散、水質水量變化大等特點,且我國地區差異性顯著,村鎮經濟發展水平參差不齊,因此,不宜照搬傳統的城市污水處理工藝技術及模式。應針對村鎮污水特點及我國村鎮地區特點因地制宜進行村鎮污水處理系統設計。

不同規模村鎮污水技術路線與案例

1 村鎮污水處理系統分類

1.1我國村鎮空間分布特點

我國村莊空間分布區域差異特征顯著,整體上呈現出聚集、隨機、離散均勻分布的并存空間分布模式。東南半壁區域的村莊空間分布密度高于西部地區和北方邊境地區。不同地域類型區村莊空間分布模式特征各異。平原地區的村莊空間分布密集,空間分布模式以隨機、分散為主,村莊之間鄰近距離較近。高寒山區、沙漠邊緣地帶,村莊空間分布密度極低,村莊之間鄰近距離偏大,村莊空間分布相對聚集。丘陵、山地交匯過渡地帶,村莊空間分布密度較大,空間分布模式偏向隨機分布。相對村莊而言,我國鄉鎮空間分布區域差異性也較大,但相對村莊而言,整體分布相對比較集中。

1.2村鎮污水處理系統投資分析

村鎮污水處理系統包括收集和污水處理終端兩部分。在相對集中的村鎮,管網的投資費用一般約為處理終端的2倍。但在相對分散的村莊時,管網的投資將是處理終端的3~4倍,甚至更高。根據工程經驗,村鎮污水收集管網和處理終端總投資費用相對變化趨勢如圖1所示。從圖1 中可以看出,當村鎮污水處理終端設施建設越分散,處理終端的總投資費用就相對越高,而收集管網的投資費用就越低;當村鎮污水處理終端設施建設越集中,收集管網的投資費用就越高,而處理終端的投資費用就越低。收集管網和處理終端的總投資也是隨終端設施建設分散到集中的程度而先下降后上升。因此,應根據各地區居民居住密度、分散程度、污水收集輸送距離等對村鎮污水收集管網和處理終端進行統一優化,如通過增加污水處理終端實施的數量進行分散化處理,從而減少管網投資。

不同規模村鎮污水技術路線與案例

圖1村鎮污水收集管網和處理終端總投資費用相對變化趨勢

1.3村鎮污水處理系統分類

根據上述分析,并結合我國村鎮及村鎮污水的特點,將我國村鎮污水處理按照規模大小系統的分為戶級、村級和鎮級3種集中程度不同的污水處理系統,適用條件如表1所示。

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2 村鎮污水處理工藝技術路線選擇

2.1村鎮污水處理工藝技術路線選擇原則

(1)因地制宜。我國村鎮具有分布廣、散,地形地貌復雜,經濟相對落后,區域差異性大等特點,因此,村鎮污水處理工藝路線的選擇務必統籌考慮村鎮的地域性差異,針對不同地區、不同地形地勢、不同地理氣候條件以及經濟發展水平,作對應的設計調整。

(2)優先考慮資源化利用。我國水資源匱乏,應優先考慮村鎮污水的處理及就地資源化利用,尤其是對于我國北方及西部缺水干旱地區。

(3)經濟高效。村鎮污水處理系統要投資省、運行能耗低,與村鎮的經濟發展水平,村民的經濟承受能力相適應。工藝設計可靠穩定,出水滿足排放標準要求。

(4)易于管理,穩定可靠。村鎮污水處理設施要盡量簡單,方便管理及運行維護,并能長久穩定有效發揮其作用。

2.2戶級污水處理工藝路線

我國大部分農村及欠發達鄉鎮居住相對比較分散,且配套污水管網差,若集中建設污水處理設施管網投資費用高。因此,針對分布相對分散的村莊采用戶級污水處理系統。戶級污水處理可采用基于生物法開發的地埋式一體化污水處理裝置,核心技術為生物接觸氧化技術。其處理工藝路線如圖2所示。

不同規模村鎮污水技術路線與案例

圖2戶級污水處理工藝路線

村民生活污水先進入化糞池,經過化糞池沉淀消解后再進入戶級污水處理裝置。在污水處理生化單元內通過生物填料上面附著的厭氧、缺氧、好氧微生物等多種微生物的生化反應,去除有機污染物和氮磷物質,通過生化處理后的水進入澄清沉淀池進行固液分離,上清液達標排放或綠化回用。

2.3村級污水處理工藝路線

針對居住相對集中的村莊采用村級污水處理系統。村級污水處理可采用地埋式多級生物接觸氧化技術。該技術是在傳統生物接觸氧化法的基礎上,將反應單元設計成多級形式,各級形成不同功能的優勢微生物菌群,通過其協同作用,大大提高了污水處理效率。其工藝路線如圖3所示。

不同規模村鎮污水技術路線與案例

圖3村級污水處理工藝路線

村級生活污水由排水系統收集后,進入污水處理站的格柵井,去除較大的懸浮物及顆粒雜質后進入調節池,進行水量水質調節,再提升至多級生化處理單元內,通過生物填料上面的厭氧、缺氧、好氧微生物等的生化反應,去除有機污染物及氮磷。再自流進入沉淀池進行固液分離。當出水要求達到一級A標準或是更高標準時,可增加生化處理單元,同時,在澄清沉淀池后設置石英砂過濾器,處理后的清水經紫外消毒后達標排放。

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編輯:李丹

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