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陕北地区农村污水处理适宜技术分析及高原/沙地地区项目案例

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陕北地区农村污水处理适宜技术分析及高原/沙地地区项目案例

伴随陕北经济快速发展,城镇化水平提高,水资源问题日益突出,2010年全国污染普查数据显示,农村污染物排放量己占全国总量的50%左右。由于受经济、环境、地域、人才、水质特点等因素制约,陕北农村地区基本没有建造污水处理厂,通过探寻一些运行费用低、专业技术要求低的农村污水处理技术和工艺,来改善农民的居住环境十分必要,也非常迫切。
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陕北地区是国家西气东输、西电东送、西煤外运重要的能源化工基地之一,但该地区严重缺水,人均水资源占有量少,仅占全国人均占有量29. 4%。据预测,截止2020年,陕北地区城镇化水平达到45 %,城镇人口数量增加至130万。伴随陕北经济快速发展,城镇化水平提高,水资源问题日益突出,2010年全国污染普查数据显示,农村污染物排放量己占全国总量的50%左右。

《十三五纲要》明确提出,“十三五”期间,我国城市、县城污水集中处理分别达到95%和85 %。由于受经济、环境、地域、人才、水质特点等因素制约,陕北农村地区基本没有建造污水处理厂,生活污水和生产污水一般直接排放至天然水体,有的甚至没有污水排放管沟,污水直接排放至地面,严重影响农民出行,影响乡村环境。因此,通过探寻一些运行费用低、专业技术要求低的农村污水处理技术和工艺,来改善农民的居住环境十分必要,也非常迫切。

此外,在9月7-9日将于上海举办的“第八届中国农村和小城镇水环境治理论坛暨第二届村镇环境科技产业联盟论坛”上,也将设立“区域分散污水治理经验交流”板块,届时,河海大学环境科学与工程学院教授陈卫、上海交通大学环境科学与工程学院教授何义亮、同济大学环境科学与工程学院教授王荣昌、中科院生态环境研究中心研究员范彬等国家重点研发计划项目《东部河网地区农村供排水一体化技术及应用》课题组专家将对东部河网地区村镇污水治理技术模式等做主题报告,此外,还将有其他专家将针对东北高寒地区、京津冀排放高标准地区等不同区域的污水治理情况展开探讨、分享经验,感兴趣的朋友切莫错过。

一、陕北地区农村污水处理现状与水质特征

1.陕北地区农村污水处理现状

我国农村基础设施普遍落后,90%左右的村庄没有排水渠道和污水处理系统,污水管理体制不完善,国家尚未出台农村污水排放标准。目前,陕北地区农村基本无完善的污水收集、处理系统,污水大多数直接沿道路边沟或路面排放至就近水体,少数村镇采用厌氧沼气池进行污水简单处理,极少数集镇有污水收集和处理系统,为进一步加强陕西省城镇污水处理设施运行监管,陕西省住房部和城乡建设厅2014年下发了《陕西省城镇污水处理设施规范化运行管理考核办法》,但是仍然未能彻底改善农村污水处理问题。据统计,延安市13个区县中仅宝塔区建有污水处理厂,而榆林市9个区县的污水处理厂中,大部分由于运行费用问题不能保证正常运转。

2.陕北地区农村污水水质特征

包括黄土高原和毛乌素沙地两个地貌单元的陕北地区,农村污水来源主要是农民洗漱、洗衣、洗菜用水以及粪尿类生活污水,农业退水(含化肥、农药的农业用水),雨水,小型企业生产排出水。其特点是:污水浓度较低,含一定量的氮、磷,可生化性强;水量少且分散、变化明显,主要集中在早晚,粗放式排放。

二、陕北地区农村污水处理适宜技术

由于陕北农村地区人员居住比较分散,各村镇的经济状况、地理环境等因素差别较大,因此污水处理难度较大,基于此,生态沟和生态塘组合工艺、厌氧沼气技术、人工湿地、RBC生物转盘四种处理工艺较适宜陕北农村污水处理,其原理、工艺及其优缺点分别如下。

1.生态沟和生态塘组合工艺

生态沟是指将农田排水沟进行改造,在渠内种植水生植物或藻类植物,将沟渠生态化。排水沟渠具有湿地和河流的双重作用,在截留和削减农业面源氮、磷等污染物中起关键作用。生态塘是将鱼塘或河沟进行人工修整,设置围堤和防渗层,通过种植水生、藻类等植物以及放养鱼类等来形成一个稳定的生态系统。该系统具有基建费用、运转费用低、维护简单方便,能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点,在小流域山村农村具有一定推广和应用前景。

延安位于黄河中游,属黄土高原丘陵沟壑区,地貌以黄土高原、丘陵为主,传统农业发展迅速,己成为陕北乃至陕西重要的商品生产基地,如:红枣、苹果。故可以充分利用山地农田的排水沟地势,在排水沟内种植水生植物或藻类进行生态改造,当污水在流经排水沟过程中,经过拦截、沉淀,过滤、初步生化性的脱氮、除磷后,通过生态塘内菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。

2.厌氧沼气技术

厌氧沼气池处理技术是在缺氧的条件下,沼气池内的厌氧和兼性厌氧微生物共同作用人畜粪便、农作物秸秆等有机物,最终将有机物转化为CH4和CO2,其中厌氧沼气池出来的废弃物是沼液和沼渣,二者可以作为农药添加剂、肥料、饲料等来使用,大大减少化肥和农药带来的危害,有利于生产绿色产品和无公害产品。

目前该装置在水压式、半塑式、罐式、浮罩式四种沼气池基础上不断改进,并与其他工艺组合,达到适应生活污水水量、水质变化幅度大的特点,防止污泥上浮,结构运行稳定,出水COD和BUD去除率高达75%以上的效果,特别适合农村地区的污水处理,尤其在延安的南部农村应继续加大厌氧沼气技术为主的农村污水处理技术,延安南部主要畜牧业是生猪养殖,通过加快“以粮养殖,以畜养沼气,以沼促果”的农业循环经济模式,解决农村黑水处理问题,减少肥料对水体的氮磷排放污染,在保护环境的同时,发展农业经济。

3.人工湿地

人工湿地是指经过人工建造或改造沼泽类似的地面,通过在地面上种植芦苇、香蒲、莲藕等植物,利用土壤、人工介质、植物、微生物等共同作用来处理污水和污泥的系统。特点是出水效果好、结构简单、耗费低、缓冲能力强。陕北地区空闲土地丰富,下垫层保湿,夏季雨水充足,日照强,适合该项技术发展。

目前,该技术在国外发展较好,在美国有600多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水。2013年陕西省眉县境内12个村建成了湿地污水处理系统,系统出水水质好、运行稳定。随着此示范效应影响,宝鸡市采用“统一收集、人工湿地、多级净化”处理工艺建成了30余座生活污水处理示范工程,在人工湿地改造的池底或边缘设防渗层,布置污水收集管来收集和处理该景区和集镇的居民污水,当寒冷季节时储存污水,气温回升时进行湿地处理污水。

4.RBC生物转盘处理工艺

 

生物转盘(RBC)是一种传统的生物膜法处理工艺,其最大特点是处理设备较少、管理简单、占地面积较大,适宜进水水质较低的小城镇污水处理。目前,新型生物转盘的发展基本实现了无人值守、费用低、系列化、模块化,提高了COD、氨氮的去除率,可以解决陕北农村投资少、专业技术要求低、处理效率高等关键问题。特别适合土地资源丰富、有一定污水收集系统的农村或者集镇。新型生物转盘技术在国外也被广泛采用,例如在瑞士,规模<1000人口的小型污水处理场中近50%采用了生物转盘技术。

项目采用万侯环境分散式BSFRTM污水处理装置,工艺基于A/O+高密度澄清过滤,出水水质高于GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。

中车华腾在宁夏回族自治区银川市灵武市、西夏区、吴忠市、青铜峡市等多个县市区开展了示范工程建设,公司的HJA系列净化槽设备经过了北方寒冷地区冬季的验证。

该项目采用克莱尔SW一体化污水处理装置,在低维护量、低运行成本条件下最大限度地提高了污水处理能力和效果。

西藏某医院废水处理项目,处理规模为100m3/d,出水标准能够稳定达到医院废水排放标准,占地面积100m2。该项目已于2017年7月竣工。

 

 
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