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  • 我国农村污水治理现状及关键技术
  • 本站编辑:澳门新葡亰官方所有网址发布日期:2020-08-17 09:57 浏览次数:

0 引言

在农村, 生活污水是区域环境治理改造的一大难题, 它是指农村居民在生产生活中所产生的大量废水, 包括了日常洗涤、厨房、厕所用水以及养殖废水等。这些生活废水中含有大量的氮、磷和油等污染物, 是目前农村水体环境污染的主要源头之一。

1 现实问题及原因

1.1 存在的问题

农村水体环境存在污染一方面来自于工业污染, 但有60%程度是来自于生活污水污染。目前我国各地农村也都纷纷展开了针对生活污水的处理工作, 但处理对策布局与技术应用还存在诸多缺陷。

1.1.1 整体规划布局缺乏科学合理性

我国是从2008年开始开展农村生活污水治理的, 在近10年的时间里农村配合地方政府在基础设施建设方面动用了大量的人力、物力和财力, 希望解决污水处理中所存在的诸多问题, 而地方政府和水务局等相关部门也提出了一系列的技术指引及规程, 希望统一农村用水排水规划标准, 强化农村居民生活用水的科学规范性与目的性。不过从整体看来, 由于我国各个地区农村在经济水平和硬件水平等方面存在现实差异, 某些地方的农村生活污水治理规划工作也处于滞后状态, 特别是在管网建设、设施选址以及村居规划方面存在漏洞, 在水污染治理过程中造成了大量投资浪费, 未能形成农村水体环境治理与其他污染环境共治的期待局面, 严重影响了农村生活污水治理成效以及对外展示的良好村容村貌。

1.1.2 水体环境管理运作经费紧张

某些地方农村缺乏对水体环境污染治理的必要经费, 形成了生活污水工程规划建设无经费和后期运营管理缺乏经费的尴尬局面。资金投入困境是导致当前农村生活污水治理难的重要原因。目前我国许多农村地区的污水处理设施都存在技术功能及管理维护不到位的现实现象, 而且有些地方为了节省资金专门关闭了已安装的水污染治理设备, 导致地方生活污水污染范围扩大且日益严重, 甚至已经威胁到区域内的人工湿地及相关植物, 甚至导致个别设施直接报废。目前我国各地农村都存在水体环境管理运作资金缺口问题, 基本完成国家所规定的地方90%污水处理率及90%管网覆盖率的水体环境治理任务要求[1]。

1.1.3 村民环保意识落后

农村水体环境被生活污染严重污染的根源还在于人, 当前我国各地农村居民都存在环保意识落后的问题, 这让水体环境治理以民主为主力的设想面临巨大困难。目前农村政府在不断提出政策, 推动农村水体环境保护, 希望通过宣传将群众引导到正确的行为体系中, 保证他们参与并保护水体环境, 避免对大量生活污水的肆意倾倒而污染水体环境。由于宣传所需人力物力及财力要求较高, 所以许多地区的绿色环保宣传教育不到位, 农村居民几十年的生活习惯也难以一时改正, 在对生活污水的认知方面存在较大差距。实际上, 农村生活污水治理一般都作为公益性项目出现, 这对民众的吸引力不高, 甚至出现了严重的抵触情绪, 这些都导致农村污水治理施工过程困难。

1.1.4 水体环境治理工艺选择缺乏合理性

农村水体环境治理工艺缺乏合理性, 而且其可用工艺技术类型偏少。从目前我国已有的多种污水处理技术类型来看, 它所需要的建设投资、运行成本、管理维护需求以及出水水质都相当高。考虑到农村地区的经济状况, 选择搭建水体环境治理工艺工程项目还是具有一定的难度, 地方建设项目必须做到量力而行, 充分考虑到自身财力薄弱问题, 结合现实生活污水水质水量管理特点来做到因地制宜, 保证技术应用流畅性和完整性。一方面保证符合污水排放经济适用, 另一方面做到管理维护简单, 有效降低污染治理成本。

1.2 主要原因

农村水体环境污染的原因主要有2点。

首先是生活污水肆意排放。而生活污水肆意排放的3个来源主要包括了居民生活污水、企业作坊生活掺杂工业污水排放以及养殖业中畜禽养殖污水的排放。目前许多农村居民在新建房屋周围虽然设置了3格化粪池, 但大部分没有设计排放设施, 主要依靠土壤渗透排除污水, 这种处理方法显然无法跟进污染处理节奏, 容易导致生活污染严重影响周围环境地下水层。另外, 合流制排水问题和明沟排水问题, 这些排水技术做法都是缺乏科学合理的规划, 导致农村生活污水肆虐的原因, 严重影响了农村人居生活环境。

其次是目前城乡城镇化发展进程较快, 不断扩张的城乡结合部带来农村地方经济的高度发达。目前许多农村地区拥有更多的外来人口与更多的商业建筑, 这就导致了生活垃圾与生活废水大量增加。有些农村虽然拥有镇级基层环保所, 但可利用技术人员并不多, 人员岗位分配也存在问题, 这些都导致地方环保监管力度远远不足, 对生活污水所造成的水体污染治理效果收效甚微[2]。

2 必要性原则与技术应用

目前农村水体环境治理应该从生活污水抓起, 从基层展开大面积的宣传教育活动, 结合政府所建立的专项资金对农村生活污水进行全面整治。当然最重要的就是合理选择针对生活污水所造成水体污染的相关处理技术工艺。

2.1 必要性原则

农村要根据自身所处位置、人口规模、密度、地形地貌、排水特点要求以及经济承受能力来选择水体环境治理技术工艺, 特别是针对农村生活污水的治理一定要做到遵循以下4点必要性原则。

第一, 要做好区域总体规划, 保证农村地区生活污水管理与总体污染治理改造规划相互协调, 最好要实现城乡统筹, 保证靠近镇区和城区的生活污水管理与城市同步, 全面满足市政排水管网接入标准, 争取将村庄生活污水治理计划也纳入到市政污水治理及收集计划系统当中。

第二, 如果农村人口密度较高, 则有必要建立水源保护区和污水管道, 对生活污水进行收集, 结合常规生物处理技术实现农村生活污水的集中处理。

第三, 要充分利用农村地形优势, 如可利用鱼塘以及废弃洼地采用生物和生态组合处理技术, 确保对生活用水污染物中氮磷等元素的有效生物降解。同时全面降低污水处理能耗, 节约污水处理过程技术运行成本。当然也要结合当地居民及农业生产状况从生活污水源头实施减量, 同时做好对生活污水的回收利用。

第四, 农村生活污水治理要做到远期与近期的相互结合。如果是经济条件相对较差且居住人口相对稀疏分散的地区, 要采用近期污水分散收集处理的方法, 适当考虑与远期集中废水收集处理相互有机衔接。如果是具有相当规模的农村地区, 则要做好近期与远期生活污水处理技术工艺相结合, 充分考虑当地农村未来经济发展态势与人口增长所产生的实际污水量[3]。

2.2 关键技术

在体现以上4点必要性原则的基础上, 农村生活污水处理应该明确自身技术体系构建框架, 结合物理、化学及生物等技术内容实现对污水的有效处理过程。

2.2.1 厌氧水解技术

厌氧水解技术是目前比较流行的污水处理技术, 它采用到了大量的化学反应如水解反应、产乙酸反应、产甲烷化反应以及发酵酸化反应等。根据过往该技术的实践证明, 主要利用厌氧过程来有效控制对水体的水解与酸化2个重要阶段。该技术能够在较短时间内获得相对较高的悬浮物去除率, 且厌氧水解技术可有效断绝水体与空气接触空间, 结合厌氧微生物进行水解和产酸2项工艺流程。对于生活污水水体来说, 其中含有大量的不易降解生物与大分子, 该技术可以将它们分解为小分子有机物, 保证了污水在后续处理单元可降低能耗, 缩短处理时间, 为污水处理节约大量成本。

该技术在20世纪80年代被引入我国, 目前在一些经济发达农村, 已经拥有了基于微动力甚至是无动力的低能耗型一体化污水处理装置, 该装置采用无动力地埋式结构, 专门针对生活污水进行处置, 整个处置过程几乎不耗能, 且工艺流程十分简单, 由于设备全部埋于地下位置所以也无需专人进行日常管理。相比于传统好氧处理技术, 该技术在基础投资方面略高, 但在厌氧技术应用方面更先进。不过从氮磷去除效率来看, 它相比于好氧生物处理技术还是略显薄弱[4]。

2.2.2 人工湿地技术

人工湿地是20世纪从美国传入我国的重要污水处理技术, 该技术目前也已经被我国农村地区广泛应用, 专门用于水体环境保护, 改造治理农村生活污水问题。在技术层面, 人工湿地技术对废水的处理全面综合了物理、化学和生物3个领域科学技术作用。成熟的湿地系统会在植物根系及填料表面生成大面积的生物膜, 当废水流经生物膜时期有机污染物就会被生物膜所吸收, 或被同化或被异化, 最终被彻底去除。以周围环境为例, 该技术也分为好氧、厌氧及缺氧3种状态, 它能保证废水中的氮磷元素被植物与微生物作为营养成分直接且充分吸收掉, 也能够实现对生活废水的硝化作用, 将过量积累的磷元素全面去除。人工湿地所运转的是一套物质传递及转化过程, 它保证了湿地床中所有部位废水的氧含量存在差异性[5]。

2.2.3 生态沟技术

生态沟技术也是人工湿地技术的一种表现, 它作为分支技术存在, 可对生活污水进行沉积、过滤、吸附、生物降解以及硝化和反硝化处理。利用生态沟底所辐射的HDPE防渗膜可有效实现外部土壤水分与地下水的有效隔绝, 避免生活污水渗透到地下水层部分, 同时满足污水处理各项系统功能, 提高污水处理系统应用性。而地表部分则通过所种植植物对污水中微生物及氮磷成分进行吸附, 结合自然渗透功能减少污水污泥沉淀部分, 节约污水处理成本。


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