農(nóng)村分散式生活污水一體化處理設(shè)備設(shè)計總略

    隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的矛盾日漸突顯，尤其是農(nóng)村生活污水污染問題已越來越嚴(yán)重，亟待解決，而且是我國環(huán)境治理中重要的組成部分。由于農(nóng)村地區(qū)環(huán)境的特殊性，污水的產(chǎn)量及性質(zhì)也不同于城市，因此，在治理農(nóng)村污水時必須因地制宜。一體化設(shè)備具有投資低、能耗少、占地面積小等優(yōu)點，適合農(nóng)村地區(qū)推廣。本文針對農(nóng)村污水的特殊性，介紹了一體化設(shè)備在農(nóng)村使用的*性，并分析了當(dāng)前我國一體化設(shè)備的研究現(xiàn)狀及設(shè)計要點，為今后農(nóng)村污水處理一體化設(shè)備的研發(fā)與推廣提供參考。

1  農(nóng)村生活污水特征
1.1  水質(zhì)特征
生活污水的水質(zhì)特性與生活環(huán)境、地理環(huán)境、經(jīng)濟水平還有生活習(xí)慣等因素有關(guān)。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示農(nóng)村生活污水水質(zhì)性質(zhì)基本相似，污水中污染物種類也類似，有機物、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)含量較高，基本不含有毒物質(zhì)，其中還包括一些細菌、病毒、寄生蟲等，此外還有合成洗滌劑等污染物。
1.2  水量特征
由于農(nóng)村的生活習(xí)慣、生活環(huán)境與城市存在一定差異，農(nóng)村排放污水的水量相對比較小，而且排放分散，變化幅度較大，日變化系數(shù)在 3 ～ 5之間。而農(nóng)村居民的生活規(guī)律較為一致，在一天中早晚排水量較大，在一天的上午、中午和下午均會出現(xiàn)各自的高峰值，因此，農(nóng)村污水可界定為粗放型排水形式。
2  一體化污水處理設(shè)備研究現(xiàn)狀
2.1  國外研究現(xiàn)狀
污水生態(tài)處理技術(shù)是在 20 世紀(jì) 60 年代歐美等發(fā)展起來的，主要是美國、日本、法國、德國等在進行污水生態(tài)處理方面的研究與應(yīng)用，主要的研究和應(yīng)用于偏遠的農(nóng)村地區(qū)，主要采用的技術(shù)有人工濕地、氧化溝和凈化槽等。
2.1.1 日本分散式污水處理系統(tǒng)
日本的污水處理技術(shù)開始比較早，日本的分散式污水處理系統(tǒng)主要包括三個部分，分別是城市相對分散處理系統(tǒng)、農(nóng)村污水處理系統(tǒng)和凈化槽處理系統(tǒng)。而解決農(nóng)村分散污水的主要技術(shù)就是凈化槽系統(tǒng)，主要的工藝包括厭氧過濾、接觸氧化、活性污泥及膜處理等。而日本的凈化槽系統(tǒng)已經(jīng)形成了一整套完整的法律、技術(shù)體系，其主要應(yīng)用不適用于設(shè)置排水管網(wǎng)，無法集中收集污水的地區(qū)。同時凈化槽系統(tǒng)還能夠根據(jù)不同的人數(shù)來進行不同的設(shè)計，既能符合單戶，也能滿足多戶社區(qū)的需求，設(shè)計安裝均很靈活。
2.1.2 澳大利亞“非爾脫”系統(tǒng)
“非爾脫”系統(tǒng)是近幾年來由澳大利亞科研人員研發(fā)的一種新型的污水處理技術(shù)，工藝主要是過濾 + 土地處理 + 暗管排水，可持續(xù)、的利用污水進行農(nóng)田灌溉。不僅解決了污水處理問題，同時還能
滿足當(dāng)年農(nóng)作物的灌溉，而灌溉后的水利用底下排水暗管再對其進行收集和處理。該技術(shù)中不涉及水泵等大功率設(shè)備，主要采取控制暗管及地下水的水位來控制污水的排放量。該工藝技術(shù)對生活污水有著良好的處理效果，而且運行費用低，特別適用于土地資源豐富、可以輪作農(nóng)作物的農(nóng)村地區(qū)。
2.1.3 美國藻類塘處理技術(shù)
美國針對農(nóng)村生活污水的處理，在 20 世紀(jì) 70 年代就已開始進行有效的處理。在 1972 年和 1987 年分別頒布和修正了清潔水法，以促進人們重視小型社區(qū)和農(nóng)村生活污水的處理，同時還鼓勵各州和當(dāng)?shù)貁hengfu采取有效措施針對不同地方、氣候、地理環(huán)境進行分散式污水的處理。其中藻類塘處理技術(shù)是應(yīng)用多而且為有效的處理技術(shù)，是針對傳統(tǒng)穩(wěn)定塘技術(shù)的改進，充分利用了菌藻的共生關(guān)系，大限度的發(fā)揮了各自的生物特點。藻類塘相比傳統(tǒng)的穩(wěn)定塘停留時間更短、占地面積更小，而且建設(shè)費用更低，維護簡單。同時收割后的水生植物還可以作為農(nóng)作物的肥料。
2.2  國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國對農(nóng)村生活污水處理技術(shù)的研究相比國外較晚，從 20 世紀(jì) 80年代開始，我國對分散式污水處理技術(shù)進行了大量的研究和實踐，針對多種工藝技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)進行推廣、研究，包括人工濕地、生物濾池、厭氧好氧組合以及多種無動力微動力一體化處理設(shè)備?；S池對用于生活污水初級處理，應(yīng)用較為廣泛，能夠利用厭氧消化降解部分有機物，其結(jié)構(gòu)簡單、造價低、易施工、衛(wèi)生條件好等優(yōu)點，在進行農(nóng)村污水分散式處理中對 BOD、COD 和 TSS 的去除率可達 85%、77% 和 86%，因此在農(nóng)村污水處理中有著廣泛的應(yīng)用前景，但其存在的缺點是沉積污泥較多，需要定期處理，而且處理效果有效，需要結(jié)合后續(xù)處理單元才能直接排放。人工濕地是一種通過人工改造、設(shè)計的具備生態(tài)處理功能的污水處理系統(tǒng)，主要由土壤基質(zhì)、水生植物和微生物組成。人工濕地具備運行費用低、維護管理方便等優(yōu)點，而且水生植物可以美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候。但其占地面積較大，受季節(jié)影響較大。土壤滲濾是類似于人工濕地的污水處理技術(shù)，其是在人工控制條件下，通過土壤 - 植物系統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物作用，對污水進行凈化處理。根據(jù)污水性質(zhì)不同，可分為慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流和地下滲濾等形式。該工藝技術(shù)緩沖能力強、建設(shè)投資低、維護方便，此外還可以與農(nóng)村農(nóng)業(yè)灌溉相結(jié)合。因此，在農(nóng)村污水分散式處理中有著較好的前景。但其，污水處理停留時間長，受季節(jié)、溫度等影響較大，而且防護不當(dāng)還存在污染地下水的風(fēng)險。
3  一體化污水處理設(shè)備設(shè)計要點
污水處理設(shè)施涉及的設(shè)備主要有機械設(shè)備、電氣和自控設(shè)備，而對于一體化污水處理設(shè)備，更加注重于設(shè)備的有效性與穩(wěn)定性。機械設(shè)備又分為通用機械設(shè)備和機械設(shè)備，通用設(shè)備指的是風(fēng)機、閥門、水泵；設(shè)備包括刮泥、曝氣、攪拌、加藥設(shè)備等。對于一體化污水處理設(shè)備，更多采用工藝較多簡單實用，造作方便，涉及的設(shè)備較少。
3.1  適用于農(nóng)村生活污水的菌種
農(nóng)村一體化污水處理設(shè)備大多工藝以微生物為主，既方便維護管理，又能節(jié)省投資。不同類型的污水需要不同的結(jié)構(gòu)的微生物菌群來進行凈化。因此篩選的適用于農(nóng)村污水處理的菌種對污水處理有著重要的作用，更有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
3.2  選擇適用于一體化設(shè)備的材料和結(jié)構(gòu)
一體化設(shè)備是將污水處理設(shè)備統(tǒng)一的集中，其結(jié)構(gòu)和材料對其后續(xù)*穩(wěn)定的運行有著重要的影響。因此，選擇適宜的材料和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，不僅可以節(jié)約投資成本，而且還便于后期的維護管理。當(dāng)前采用的大多是一次性焊接的結(jié)構(gòu)形式，但是在具體的應(yīng)用中，因根據(jù)不同地區(qū)的情況，選擇適宜的料，以及多種形式的拼裝組合工藝，同時結(jié)合不同的工藝改進，降低污水處理設(shè)備的成本。
3.3  開發(fā)適用于農(nóng)村地區(qū)的自控方式
一體化設(shè)備更為*的一點就是實現(xiàn)處理工藝的自動控制，提高了污水處理的操作性。更便于維護和管理，農(nóng)村地區(qū)缺乏相應(yīng)的技術(shù)和管理人員，而污水排放間歇排放的特點，本身對于污水處理工藝的控制就存在難點。采用計算機，實現(xiàn)簡便、自動化的控制，實現(xiàn)對水量的自動調(diào)節(jié)控制，不僅可以節(jié)省人工費用，還能夠提高工作效率，也為一體化設(shè)備加快農(nóng)村地區(qū)推廣提供了有效的支持。
4  結(jié)語
我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，帶動了農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展，但同時基礎(chǔ)設(shè)施并未滿足當(dāng)前的發(fā)展要求，對農(nóng)村地區(qū)的環(huán)境造成了污染。一體化設(shè)備在農(nóng)村地區(qū)的應(yīng)用已經(jīng)取得了一定的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，而且將傳統(tǒng)的污水處理設(shè)備單一結(jié)構(gòu)綜合到一起，形成了全新的污水處理設(shè)備，一定程度上改善了廣大農(nóng)村地區(qū)的環(huán)境問題。但是，目前農(nóng)村污水處理工作中仍然存在一些不足的地方，在未來的應(yīng)用于研究工作中，應(yīng)加強污水處理設(shè)備的研發(fā)與推廣，使得農(nóng)村污水處理工藝向更高標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，同時建立相應(yīng)完善的污水收集系統(tǒng)，從源頭上解決農(nóng)村污水問題。