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              2. 農村環保與生態環境檢測技術服務平臺
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                一、村鎮水環境污染現狀
                  我國共有約4.54萬個鄉鎮,鄉村戶數約2.37億戶,人口超過7億人。農村每年產生生活污水80多億噸,96%左右的村莊無污水收集和處理設施。福建省共有鄉鎮931個,村鎮14420個,僅有少數村鎮對生活污水進行處理。
                  村鎮排污現狀:多數村鎮沒有完善的排放收集系統,生活污水肆意排放,隨著地表排水系統最終排入江河湖泊,污染水體。鄉鎮企業蓬勃發展,但大量的廢水只經過簡單處理就對外排放,同樣嚴重污染著我們的水環境。
                  污染來源:

                  (1)生活污水


                  (2)畜禽養殖:
                     


                大多數畜禽養殖糞污經過沼氣發酵、氧化塘等簡易處理就直接排放,所排放的污水具有較高濃度的COD、氨氮、總氮、總磷、抗生素甚至是重金屬等污染物。
                  (3)鄉鎮企業


                   
                鄉鎮企業所排放的污染源與其生產性質和具體行業有關,屬于工業污染,是重要的污染源之一。
                  (4)面源污染

                  指土壤泥沙顆粒、氮磷等營養物質、農藥、畜禽養殖糞便污水、水產養殖餌料藥物、農村生活污水垃圾等,通過地表徑流、土壤侵蝕、農田排水、地表徑流、地下淋溶、大氣沉降等形式進入水體、土壤或大氣環境所造成的污染。面源污染具有分散性、隱蔽性、隨機性、潛伏性、累積性和模糊性等特點,因此不易監測、難以量化,研究和防控的難度較大。

                  農業面源污染: 農膜污染、化肥污染、農藥污染、秸稈燃燒污染、養殖業非點源污染。


                    
                二、福建省村鎮生活污水水量水質特征及常用處理方式


                 

                污染特征:
                不同地域農戶用水習慣不同,污水產生量和排放規律有差異;
                ?  農村環?;A設施建設嚴重不足,農村污染現狀嚴峻;
                ?  村落點污染源主要是生活污水和畜禽養殖糞便與污水;
                ?  村落面污染源主要來自村落地表徑流和耕地地表徑流;
                ?  其它包括:生活垃圾、農業廢棄物、村鎮小型工業污染等。
                污水排放特點及問題: 
                ?  總量很大,但做為個體而言,水量較??;
                ?  水質、水量變化大,排放無規律;
                ?  分散,通過大規模管網收集污水有困難,且經濟上不劃算。
                ?  城市污水廠的技術工藝不適合,需要研究和總結真正適合農村的分散型污水處理技術。
                ?  缺乏相應的規程、規范、準則和標準等。缺乏有效的農村污水處理設施的投資與長期運營機制。

                  村鎮污水處理的難點與共性需求:

                   
                農村污水處理模式主要可分為以下四種:
                  集中處理模式:即將所有住戶產生的污水集中收集,統一建設污水處理設施,通常采用自然處理和常規生物處理等工藝形式。
                  分散處理模式:即將污水按照分區進行收集,單獨處理,通常采用中小型污水處理設備或自然處理等形式。
                  庭院式處理模式:該模式主要是針對單獨的住戶,建設三格化糞池針對單獨的住戶,建設三格化糞池。三格化糞池是將糞便的收集、無害化處理在同一流程中進行,由便池蹲位、連通管和分成三個相互連通格室的密封糞池組成。
                  就近接入市政管網模式:將村莊污水經污水管道集中收集后,統一接入鄰近市政污水管網,利用城鎮污水處理廠統一處理村莊污水。
                  目前農村污水處理技術多種多樣,按原理分為物理處理技術、生物處理技術、生態處理技術和組合處理技術4大類:
                  物理處理技術:沉淀、過濾、混凝、吸附和消毒技術等。
                  生物處理技術:化糞池、沼氣池、氧化溝、SBR、生物濾池、生物膜法等。
                  生態處理技術:人工濕地、穩定塘、土地滲濾等。
                  組合技術:根據水質要求將物理、生化、生物和生態技術進行技術組合。
                  在農村地區較受歡迎的單元技術有人工濕地、穩定塘和組合工藝。
                 

                工藝組合:

                三、污水處理基本理論知識及村鎮生活污水處理技術
                  (一)污水的污染指標
                ?  1、物理指標:濁度、色度、嗅味、SS、水溫等。
                ?  2、化學指標: pH、氮、磷、重金屬離子。
                ?  3、有機物污染指標:BOD、COD、TOC等。
                ?  4、生物指標:細菌總數、糞大腸菌群數、病毒。
                  (二)水污染的危害
                ?  1、水體物理性污染和危害:水溫會影響水生植物與動物的生長和生存、色度與SS會影響水體的景觀功能。
                ?  2、水體無機物污染和危害:氮、磷污染容易導致水體富營養化,影響景觀效果與水文環境,并最終影響水體的環境功能,如不能作為飲用水源和水生植物與動物大量消亡等。
                ?  3、重金屬污染等污染物的危害:重金屬等污染物質將通過食物鏈的富集,并最終進入人體。
                ? (三)水處理基本方法
                 污水處理分為:一級處理、二級處理和深度處理。

                1、污水一級處理和一級強化處理
                ?  處理對象:懸浮物(SS)、比重較大無機物、部分有機污染物。
                ?  處理方法:格柵截留、重力分離。
                ?  處理構筑物:格柵、沉砂池、沉淀池。
                2、污水二級處理
                ?  處理對象:膠體和溶解性有機物(BOD、COD)、氮、磷。
                ?  處理方法:生物法(脫氮除磷)、化學法。
                ?  處理構筑物:活性污泥法(傳統法活性污泥法、A2/O法、氧化溝、SBR等)、生物膜法(曝氣生物濾池、生物轉盤、接觸氧化法)和化學加藥法(混凝沉淀和化學除磷等)。
                活性污泥法的基本理論:活性污泥法實質上是經過強化的自然界水體自凈的人工模擬,利用在活性污泥上棲息著具有強大生命力的微生物群體,包括細菌類、真菌類、原生動物、后生動物等,在微生物群體新陳代謝功能的作用下,有機污染物被轉化為穩定的無機物質。正常的活性污泥外觀呈黃褐色絨絮狀,具有較大的比表面積,含水率很高,一般在99%以上。

                  (1)基本流程


                 
                 
                   (2)活性污泥法代表性工藝
                    氧化溝工藝: 
                 




                 
                  生物膜法的基本理論:
                  生物膜法是與活性污泥法并列的一種污水好氧生物處理技術,兩者最大的區別在于膜法引入了“載體”,微生物在載體上生長繁殖,并形成了膜狀生物污泥—生物膜。在生物膜表面和內部生長著大量的各種類型的微生物和微型動物,形成有機污染物-細菌-原生動物(后生動物)的食物鏈。水中的污染物通過傳質作用進入膜表面和內部,并通過細菌的代謝活動而被降解。


                   
                  生物膜法代表性工藝:生物接觸氧化
                  生物接觸氧化:


                 
                  常用填料: 剛性固定填料、軟性固定填料、半軟性固定填料、輕型移動填料。


                      
                   3、污水三級處理(深度處理)
                ? 處理對象:進一步去除氮、磷、SS和有機物(BOD、COD)。
                ? 處理方法:生物法、物化法、物理法。
                ? 處理構筑物:生物除磷脫氮系統、曝氣生物濾池、 MBR等;混凝+沉淀+過濾(CMF);活性炭吸附過濾;電滲析,反滲透。
                  污水厭氧處理技術基本知識
                  什么是厭氧處理技術?在隔絕空氣的條件下,通過微生物的新陳代謝作用分解污水中的有機物(糖類、脂肪、蛋白質),將這些有機物轉變為一些無機物(甲烷、二氧化碳)。


                 
                  厭氧處理技術特點:
                ?無需攪拌和供氧,動力消耗少。
                ?能產生大量含甲烷的沼氣,是很好的能源物質,可用于發電和家庭燃氣。
                ?可高濃度進水,保持高污泥濃度。
                ?初次啟動時間長,遭破壞后,恢復期較長。
                ?對溫度要求較高(常溫10~30℃、中溫35~38 ℃ 、高溫50~55 ℃ )。
                ?對毒物影響較敏感。
                ?厭氧處理過程有一定的殺菌作用,可以殺死廢水和污泥中的寄生蟲卵、病毒。



                 
                 
                  厭氧處理技術在農村地區的應用
                  化糞池:
                 
                  化糞池應用存在的問題:
                  化糞池清掏出的污泥處置問題。早先被清掏的污泥可以作為有機肥料,但是隨著化肥的廣泛使用,社會的發展,使用糞便肥料越來越少,大量糞便污泥的清掏轉移,造成了二次污染。
                  化糞池堵塞的問題。如果化糞池沒有及時清掏,當化糞池沉積污泥超出過水洞口的高度,污泥就會堵塞洞口,造成化糞池堵塞,化糞池的堵塞會嚴重影響用戶的正常生活。
                  沼氣池: 


                 
                 
                  沼氣池的應用特點:
                ?可以提供廉價、優質的燃料,一戶3~5口的家庭,建一個63~103的沼氣池,只要原料足夠,一年可提供9~11個月的做飯和點燈的燃料問題,同時沼液可以做農藥、肥料、飼料等來用。
                ?將沼氣池和廁所、豬圈建在一起,不易滋生蚊蟲,沒有臭味,在消滅血吸蟲病和鉤蟲病等傳染病會起到重要的作用。
                ?與傳統的化糞池存在去除有機物能力差、不符合衛生標準,定期抽糞、運輸量大,管理不便、易發生沼氣爆炸事件相比,沼氣池具有優越性。
                建設一個沼氣池可以使用20年左右,綜合利用好沼氣池不僅可以節約能源、改善和保護環境,還有節約化肥和農藥、提高農作物的產量和質量、促進和帶動飼養業的發展等諸多好處。


                   污水處理工藝及構造:
                 

                  四、工藝案例
                  漳平市南洋鄉梧溪村生活污水處理示范點。
                  該示范點建造生活污水處理設施1套,服務人口300人,約120戶。污水處理率達到80%以上,處理出水水質達到城鎮污水處理廠排放標準(GB18918- 2002)一級B標準,再排入雙洋溪。實現污染物達標排放、流域水環境質量持續改善。
                  處理工藝為厭氧水解-跌水曝氣分段進水A/O-強化除磷人工濕地工藝污水處理示范工程。厭氧水解池的主要目的是將污水中不溶性有機物水解為溶解性有機物,將難生物降解的大分子物質轉化為易于生物降解的小分子物質。它可提高污水生化性能,降低后續生物處理的負荷,同時該厭氧水解池還有調節水質水量的功能。跌水曝氣分段進水O/A/O池充分發揮了多級好氧-缺氧交替過程和多點進水的特點,充分利用了碳源,提高了脫氮效果。好氧池和缺氧池內安裝有填料,提高了生物量和抗沖擊性能。此外,該工藝采用跌水曝氣無需其他曝氣設備,大大減少了動力消耗。兩個進水點分別在缺氧池和第一個好氧池。人工濕地采用大粒徑“正、反粒徑混合”填鋪的填充方式,以海蠣殼、廢磚塊、沸石等比表面積大、氮磷吸附能力好的材料作為濕地填料,提高了脫氮除磷能力,降低了易于堵塞的性能。濕地中植物不僅進一步降低了污水中的營養物質,而且美化了周邊環境。



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