农村生态污水处理技术探讨

1、1 农村生态污水处理技术探讨 百色市靖西县吞盘乡弄乃村大屯试点研究 唐泥清、邱桂莹 2012.10.26 2 目录 一、现状概况 二、相关技术探讨 四、技术选择研究 本文目录本文目录 结构结构 五、维护管理建议 六、结论 三、污水处理原则 3 一、现状概况 1.区位现状区位现状 a 吞盘乡位于靖西县北部，距县城44公 里，南与越南高平省河广县交界。弄乃村 位于吞盘乡西部，东面与猛麻街接壤，南 面与越南毗邻，西面连那坡县平孟镇，北 面与南坡乡定金村相邻。下辖7个自然屯， 14个村民小组。 吞盘乡弄乃村大屯是吞盘 乡最大的一个屯，全屯共有两个组156户 780人。 靖西县在白色市的位置靖西县在白色

2、市的位置 吞盘乡在靖西县的位置吞盘乡在靖西县的位置 弄乃村在吞盘乡的位置弄乃村在吞盘乡的位置 4 地形：山地众多、河湖广布 气候：亚热带、热带季风气候 经济：全国中下水平 人口：少数民族众多 文化：不一而足 一、现状概况 2.地理人文风貌 5 一、现状概况 3.污水处理现状 生态环境意识浅陋 基础卫生设施简陋 村容村貌丑陋 城市垃圾处理纰漏 环境卫生规划没有 6 一、现状概况 4.面临的困难和挑战 生态污水生态污水 处理处理 经济 技术 用地 7 二、生态污水处理类型 人工湿地人工湿地 土地渗滤土地渗滤 化粪池化粪池 厌氧生物膜厌氧生物膜 池池 沼气池沼气池 生物滤池生物滤池 生物接触氧生物接

3、触氧 化池化池 氧化沟氧化沟 8 二、生态污水处理类型 1.化粪池化粪池 1.1 化粪池概述：化粪池概述：利用沉淀和厌氧微生 物发酵的原理，出去粪便污水或其 他生活污水中的悬浮物、有机物和 病原微生物为主要的污水初级处理 设施。 1.2 优点：优点：结构简单、易施工、造价低、 无能耗、运行费用省、卫生效果好、 维护管理简便等。 1.3 缺点：缺点：沉积污泥多，需定期进行清 理；综合效益不高；污水易渗漏； 污水处理效果有限，出水水质差， 一般不能直接排放水体，需后续好 氧物处理单元或生态技术单元进一 步处理。 1.4 适用范围：适用范围：农村生活污水的初级处 理，特别适用于厕所的粪便与尿液 的预

4、处理。 图图 1-1 三格化粪池典型结构示意图三格化粪池典型结构示意图 9 二、生态污水处理类型 2.沼气池沼气池 2.1 化粪池概述：化粪池概述：沼气池是采用厌氧发 酵技术和兼性生物过滤技术相结合 的方法，在厌氧和兼性厌氧的条件 下将生活污水中的有机物分解转化 成甲烷、二氧化碳和水，达到净化 处理生活污水的目的，并实现资源 化利用。 2.2 优点：优点：相比较化粪池来讲，污泥减 量效果明显，有机物降解率较高， 处理效果好；可以有效利用沼气。 2.3 缺点：缺点：处理污水效果有限，出水水 质差，一般不能直接排放，需经后 续好氧生物处理单元或生态技术单 元进一步处理；与化粪池比较，管 理较为复杂

5、。 2.4 适用范围：适用范围：一家一户或联户农村污 水的初级处理。如果有畜禽养殖、 蔬菜种植和果林种植等产业，可形 成适合不同产业结构的沼气利用模 式。 图图 2-1 沼气池沼气池典型结构示意图典型结构示意图 10 二、生态污水处理类型 3.厌氧生物膜池厌氧生物膜池 3.1 厌氧生物膜池概述：厌氧生物膜池概述：通过在厌氧 池内填充生物填料强化厌氧处理效 果的一种厌氧生物膜技术。污水中 大分子有机物在厌氧池中被分解为 小分子有机物，能有效降低后续处 理单元的有机污染负荷。 3.2 优点：优点：投资省、施工简单、无动力 运行、维护简便。 3.3 缺点：缺点：对氮、磷基本无去除效果， 须接后续处理

6、单元进一步处理后排 放。 3.4 适用范围：适用范围：可广泛应用于污水经化 粪池或沼气池处理后，人工湿地或 土地渗滤处理前的处理单元。 图图 3-1 厌氧生物膜结构示意图厌氧生物膜结构示意图 进水 出 水 泥斗 填 料 厌氧池中的填料特征需满足以下条件：厌氧池中的填料特征需满足以下条件： 具有高比表面积，有利于微生物生长； 材料抗腐蚀性，在厌氧酸化条件下稳定可靠； 不易堵塞，质量轻，易于安装或悬挂； 价格低廉，运输方便。 11 二、生态污水处理类型 4.生物接触氧化池生物接触氧化池 4.1 生物接触氧化池概述：生物接触氧化池概述：池中填充 填料，通过曝气使氧气、污水和填 料三相接触充分接触，填

7、料上附着 生长的微生物有效地去除污水中的 悬浮物、有机物、氨氮、总氮等污 染物。 4.2 优点：优点：结构简单，占地小；污泥 产量少，无回流，无膨胀；膜内微 生物量稳定，物相丰富，对水质、 水量波动的适应性强；操作简便、 较活性污泥法的动力消耗少；对污 染物去除效果好。 4.3 缺点：缺点：曝气充氧需耗电能。加入生 物填料导致建设费用增高；可调控 性差；对磷处理效果较差，对总磷 指标要求较高的农村地区应配套建 设深度除磷单元。 4.4 适用范围：适用范围：适用于有一定经济承受 能力，处理规模为单户、多户污水 处理设施或村落的污水处理站。可 通过跌水充氧完全或部分取代动力 曝气充氧。 图图 3-

8、1 内循环直流式接触氧化池结构示意图内循环直流式接触氧化池结构示意图 12 二、生态污水处理类型 5.生物滤池生物滤池 5.1 生物滤池概述：生物滤池概述：生物膜法的一种， 高负荷生物滤池主要去除污水中悬 浮物、有机物、氨氮等污染物。 5.2 优点：优点：占地小、抗冲击能力强、处 理效果稳定等。 5.3 缺点：缺点：污水进入生物滤池前，必须 经过预处理降低悬浮物浓度，以防 堵塞滤料。滤料上的生物膜不断脱 落更新，随处理水流出，所以生物 滤池后须设置二次沉淀池以沉淀悬 浮物。 5.4 适用范围：适用范围：对于可用土地面积少， 地形坡度大、进水水质和水量波动 大的污水处理站有较好的适用性。 适用于

9、自然村或中小型聚居点的污 水处理。由于工艺布水特点，对环 境温度有较高要求，适宜在年平均 气温较高的地区使用。 图图 5-1 曝气生物滤池曝气生物滤池典型结构示意图典型结构示意图 13 二、生态污水处理类型 6.氧化沟氧化沟 6.1 化粪池概述：化粪池概述：它是活性污泥法的一种 变型，因其构筑物呈封闭的环形沟渠 而得名。污水和活性污泥在沟中不断 循环流动，以延长水和生物固体的停 留时间和降低有机污染负荷。 6.2 优点：优点：氧化沟一般不设初沉池、结构 和设备简单、运行维护简单、投资较 省；采用低负荷运行，剩余污泥量少， 处理效果好。 6.3 缺点：缺点：长污泥龄运行有时出水中悬浮 物较高，影

10、响出水水质；相对其他好 氧生物处理工艺，传统氧化沟的占地 面积大、耗电高于曝气池。 6.4 适用范围：适用范围：适用于处理污染物浓度相 对较高的污水；处理规模宜大不宜小， 适合村落污水处理。出水通常达到或 优于城镇污水处理厂污染物排放标 准中的二级标准。 图图 6-1 氧化沟氧化沟典型结构示意图典型结构示意图 14 二、生态污水处理类型 7.人工湿地人工湿地 7.1 人工湿地概述：人工湿地概述：通过人工设计、 改造而成的半生态型污水处理系统， 主要由土壤基质、水生植物和微生 物三部分组成。 7.2 优点：优点：投资费用省，运行费用低， 维护管理简便，水生植物可以美化 环境，增加生物多样性。 7

11、.3 缺点：缺点：污染负荷低，占地面积大， 设计不当容易堵塞，处理效果受季 节影响，随着运行时间延长除磷能 力逐渐下降。 7.4 适用范围：适用范围：适于资金短缺、土地面 积相对丰富的农村地区，不仅可以 治理农村水污染、保护水环境，而 且可以美化环境，节约水资源。 图图 7-2 潜流湿地潜流湿地示意图示意图 图图 7-1 表流湿地表流湿地示意图示意图 15 二、生态污水处理类型 8.土地渗滤土地渗滤 8.1 土地渗滤概述：土地渗滤概述： 是一种人工强化 的污水生态工程处理技术，它充分 利用在地表下面的土壤中栖息的土 壤动物、土壤微生物、植物根系以 及土壤所具有的物理、化学特性将 污水净化，属于

12、小型的污水土地处 理系统。 8.2 优点：优点：处理效果较好，投资费用省， 无能耗，运行费用很低，维护管理 简便。 8.3 缺点：缺点：污染负荷低，占地面积大， 设计不当容易堵塞，易污染地下水。 8.4 适用范围：适用范围：适合资金短缺、土地面 积相对丰富的农村地区，与农业或 生态用水相结合，不仅可以治理农 村水污染、美化环境，而且可以节 约水资源。 图图 8-1 慢速渗滤系统示意图慢速渗滤系统示意图图图 8-2 快速渗滤系统示意图快速渗滤系统示意图 图图 8-3 地表漫流系统示意图地表漫流系统示意图 图图 8-4 地下渗滤系统示意图地下渗滤系统示意图 16 三、农村生活污水处理技术原则 （1

13、）农村污水处理宜根据排水要求选择技术及其适宜的组合工艺。 （2）农村污水治理按规模可分为散户（单户或多户）和村庄污水治理，在 进行技术选择时宜根据污水处理规模选择适宜的技术。 （3）对于便于统一收集污水的村落，经技术经济和环境评价后，宜采用村 落集中处理污水。 （4）按污水处理的目的，西南地区可按以去除COD为目的污水处理设施 和污水站以及以去处氮、磷为目的污水处理设施和污水站进行分类。 （5）污水处理工程控制措施不仅要满足村民对水质改善的需求，而且还要 注重景观美化。 （6）宜利用地形，污水采用重力自流和跌水充氧，节省运行费用。 17 四、污水处理工艺类型 污水处理工艺 二、以去除二、以去除

14、N、P为目的为目的 的污水处理设施和污水的污水处理设施和污水 站站 一、以去除一、以去除COD为目的为目的 的污水处理设施或污水的污水处理设施或污水 站站 1.1.散户污水处理工艺散户污水处理工艺 化粪池或沼气池处理工艺 生态处理工艺 生物处理工艺 黑灰分离处理工艺 2.2.村落污水处理工艺村落污水处理工艺 生物处理技术为主的处理工艺 生态技术为主体的处理工艺 3.水质要求较高地区污水处理工艺水质要求较高地区污水处理工艺 如：如：在饮用水水源地区、风景或人 文旅游区、自然保护区、重点流域 等环境敏感区，不仅要去除COD和 悬浮物，还要对N、P进行处理，防 止水体富营养化，需生物与生态技 术相结

15、合的组合工艺。 18 四、污水处理工艺类型 散户污水处理工艺1、以去除、以去除COD为目的的污为目的的污 水处理设施或污水站水处理设施或污水站 化粪池或沼气池 农用污水 图图 1-a 污水初级处理技术工艺流程污水初级处理技术工艺流程 本模式在我国农村厕所改造过程中使用较本模式在我国农村厕所改造过程中使用较 多，比较适合我国目前农村的技术经济水平和多，比较适合我国目前农村的技术经济水平和 生活习惯。经过化粪池或沼气池处理后的污水生活习惯。经过化粪池或沼气池处理后的污水 作为农用。作为农用。 采用本模式处理污水时，应防止雨水进采用本模式处理污水时，应防止雨水进 入化粪池或沼气池入化粪池或沼气池导致

16、导致污水溢出。污水溢出。 1）化粪池或沼气池处理工艺 2）生态处理工艺 图图 2-a 生态处理工艺流程生态处理工艺流程 污 水 生态 处理 单元 排 放 化粪 池或 沼气 池 厌氧生 物膜单 元 该工艺投资和运行费用低、管理方便，适该工艺投资和运行费用低、管理方便，适 合有可利用土地的农户。合有可利用土地的农户。 当生活污水接化粪池或沼气池时，如果不 进行农用或农用量较少时，有污水外排，宜在 化粪池后接生态单元。由于化粪池或沼气池出 水浓度较高，宜在生态单元前增设厌氧生物处 理单元，如厌氧生物膜单元，以降低生态处理 单元的负荷；生态处理单元技术宜采用人工湿 地或土地渗滤等。 19 四、污水处理

17、工艺类型 散户污水处理工艺1、以去除、以去除COD为目的的污为目的的污 水处理设施或污水站水处理设施或污水站 图图 3-a 生生物物处理工艺流程处理工艺流程 该工艺的特点是处该工艺的特点是处 理效果好，占地面积小，理效果好，占地面积小， 但需要定期维护管理，适但需要定期维护管理，适 于于没有可利用土地的散户没有可利用土地的散户 或对排水水质要求较高的或对排水水质要求较高的 地区地区。 3）生物处理工艺 4）黑灰分离处理工艺 图图 4-a 黑灰分离处理工艺流程黑灰分离处理工艺流程 适用于黑水农用的适用于黑水农用的 农户。黑水收集后农用。农户。黑水收集后农用。 灰水收集沉淀后进入人灰水收集沉淀后进

18、入人 工湿地或土地渗滤单元，工湿地或土地渗滤单元， 出水可直接排放或作为出水可直接排放或作为 景观用水利用。景观用水利用。 污 水 生物接触氧化池或 生物滤池排 放 化粪池或沼 气池 灰 水 人工湿地或土 地渗滤 排放或 景观用 水 黑 水 农 用 收集 池 收集或沉 淀 农 户 20 四、污水处理工艺类型 村落污水处理工艺1、以去除、以去除COD为目的的污为目的的污 水处理设施或污水站水处理设施或污水站 图图 1-b 生物处理技术为主的村落污水处理工艺流生物处理技术为主的村落污水处理工艺流 程程 该工艺投资省，占该工艺投资省，占 地面积小，处理效果好，地面积小，处理效果好， 缺点是需专门人员

19、维护。缺点是需专门人员维护。 1）生物处理技术为主的处理工艺 2）生态技术为主体的处理工艺 图图 2-b 生态处理技术为主的村落污水处理工艺流生态处理技术为主的村落污水处理工艺流 程程 该工艺投资省、维该工艺投资省、维 护简单，缺点是占地面护简单，缺点是占地面 积大。生态处理单元技积大。生态处理单元技 术宜采用人工湿地、土术宜采用人工湿地、土 地渗滤或其它技术。调地渗滤或其它技术。调 节池可与厌氧生物膜单节池可与厌氧生物膜单 元合建。元合建。 污水化粪池或 沼气池 排放或 消毒排 放 生物处理 单元 调节 池 污 水 生 态 处 理 单 元 排放 或消 毒排 放 化粪 池或 沼气 池 厌氧 生

20、物 膜单 元 调 节 池 21 四、污水处理工艺类型 村落污水处理工艺2、以去除以去除N、P为目的的污为目的的污 水处理设施和污水站水处理设施和污水站 图图 1-c 生物生物生态处理技术为主的村落污水处理工艺流程生态处理技术为主的村落污水处理工艺流程 适用于饮用水水源地保护区、风景或人文旅游区、自然适用于饮用水水源地保护区、风景或人文旅游区、自然 保护区、重点流域等环境敏感区，污水处理不仅需要去除保护区、重点流域等环境敏感区，污水处理不仅需要去除 COD和悬浮物，还需要对氮、磷进行控制，以防止区域内水和悬浮物，还需要对氮、磷进行控制，以防止区域内水 体富营养化，出水直接排放到附近水体或回用。体

21、富营养化，出水直接排放到附近水体或回用。 污 水 好氧 生物 处理 单元 排放 或消 毒排 放 厌氧/缺 氧生物 处理单 元 硝化液 生 态 处 理 单 元 调 节 池 化粪 池或 沼气 池 22 五、弄乃村大屯现状及工艺选取 气候条件分析气候条件分析 亚热带、热带季 风气候 地处土坡山区， 坡地广阔,地表水源 稀少，植被覆盖率 低，石漠化严重， 地面很少见到河道、 溪流，自然环境极 为恶劣。 现状分析现状分析 地形条件分析地形条件分析 23 五、弄乃村大屯现状及工艺选取 现状分析现状分析 图图 5-1 广西各县级市干旱程度分析广西各县级市干旱程度分析 气候特征：气候特征：百色靖西属热带季风性

22、石 灰岩高原气候：夏无酷暑，冬无严寒，春夏 秋长，冬寒甚短，有“小昆明”之誉。 24 五、弄乃村大屯现状及工艺选取 现状分析现状分析 图图 5-2 坡度分析坡度分析 地形地形特征：特征： 中间高、南北低； 整体平缓，为槽形谷地； 红土为主，石灰岩土质。 水文特征水文特征: 两大水池、各小水箱两大水池、各小水箱 一大池塘一大池塘 雨水雨水 无河流无河流 植被特征植被特征: 水稻、玉米水稻、玉米 草、树耐水耐旱草、树耐水耐旱 其他特征其他特征: 化粪池遍布化粪池遍布 巷道狭窄巷道狭窄 25 五、弄乃村大屯现状及工艺选取 工艺选取工艺选取 选择模式：选择模式： （厌氧生物膜池） 污 水 （生物接触

23、氧化池） 消防或灌溉消防或灌溉 厌氧生 物膜池 人工 湿地 调节池 化粪池 或沼气 池 格 栅 26 五、弄乃村大屯现状及工艺选取 工艺选取工艺选取 污水来源：生活污水、公用污水、牲畜粪便、地表雨水污水来源：生活污水、公用污水、牲畜粪便、地表雨水 主要污染物质：悬浮物（主要污染物质：悬浮物（SS）、有机物（）、有机物（CODBOD5）、氮、磷）、氮、磷 选择模式：选择模式： （厌氧生物膜池） 污 水 （生物接触 氧化池） 消防或灌溉消防或灌溉 厌氧生 物膜池 人工 湿地 调节池 化粪池 或沼气 池 格 栅 27 厌氧生物膜池：厌氧生物膜池： 五、弄乃村大屯现状及工艺选取 工艺选取工艺选取 改造

24、：改造：由于弄乃村大屯大部分建筑巷道太窄， 建筑拥挤，故将原有现状化粪池的基础上根据 农户需要增加化粪池或沼气池数量。并对现有 三格池进行，在其中安装填料，形成厌氧生物 膜池。 用途：用途：污水预处理、渣生态化肥、气燃烧 选择模式：选择模式： （厌氧生物膜池） 污 水 （生物接触 氧化池） 消防或灌溉消防或灌溉 厌氧生 物膜池 人工 湿地 调节池 化粪池 或沼气 池 格 栅 28 生物接触氧化池：生物接触氧化池： 五、弄乃村大屯现状及工艺选取 工艺选取工艺选取 建议：建议：有条件的住户和生态水质要求较高的地方建议增加生物接触氧化池这 一工艺。比如，在屯中靠小学的水塘就可以增加这一步工艺，以增强

25、进入湿 地前的水质，减少对小学环境的影响。 选择模式：选择模式： （厌氧生物膜池） 污 水 （生物接触 氧化池） 消防或灌溉消防或灌溉 厌氧生 物膜池 人工 湿地 调节池 化粪池 或沼气 池 格 栅 29 人工湿地：人工湿地： 五、弄乃村大屯现状及工艺选取 建议：建议：中央水塘、村南村北，跌落吸氧； 湿地基质：湿地基质：石灰石（就地取材）； 湿地植物：湿地植物：挺水为主的的亚热带植物（耐污、 根系发达、经济、美观）； 通途：通途：稻田湿地，养鱼、虾、蟹、螺等； 选择模式：选择模式： 工艺选取工艺选取 （厌氧生物膜池） 污 水 （生物接触 氧化池） 消防或灌溉消防或灌溉 厌氧生 物膜池 人工 湿

26、地 调节池 化粪池 或沼气 池 格 栅 30 五、弄乃村大屯现状及工艺选取 选择模式：选择模式： 工艺选取工艺选取 （厌氧生物膜池） 污 水 （生物接触 氧化池） 消防或灌溉消防或灌溉 厌氧生 物膜池 人工 湿地 调节池 化粪池 或沼气 池 格 栅 31 六、维护管理建议 1.化粪池的维护化粪池的维护 化粪池的维护管理，其主要的环节是根据设计要求的清掏周期定 期清掏污泥，以保证化粪池的正常使用。化粪池的清掏周期与粪便污 水温度、气温、建筑物性质及排水水质、水量有关。 2、沼气池的维护、沼气池的维护 勤进料 只有勤进料，保持原料新鲜、充足，才能保证沼气池旺盛产 气。 勤出料 只有勤出料，促进原料新陈代谢，保证足够储气空间，才 能保持稳定产气 勤搅拌 只有勤搅拌，消除和打破上层结壳，促使沼气原料和发酵 细菌分布均匀，促进沼气上浮逸出，才