基于源分離的農(nóng)村污水生態(tài)治理技術(shù)BATA(貝塔)系列
源分離技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用,改善了利用大量清潔水稀釋糞便,再消耗大量資源進行凈化、分離并回收利用的傳統(tǒng)處理模式。在綠色、環(huán)保、安全、人與自然和諧相處的理念下,我國源分離技術(shù)快速發(fā)展,發(fā)展至今基本上實現(xiàn)了糞便和污水的無害化、資源化利用,在農(nóng)村生活污水中的治理效果斐然?;诖耍疚慕Y(jié)合農(nóng)村污水特性,對基于源分離的農(nóng)村污水生態(tài)治理技術(shù)做了如下分析。
1、源分離概念
人糞便中除了含有病原菌和寄生蟲卵等有害物質(zhì)之外,還有大量的植物營養(yǎng)物質(zhì),研究表明,每50L糞便中,大約含有5.6kg的氮、0.6kg磷、2.2kg鉀。尿液屬于一種無菌液體資源,具有較高的營養(yǎng)物,氮含量大約為8180mg/L,磷含量大約660mg/L,鉀含量大約為2150mg/L。傳統(tǒng)人糞便、尿液處理方式具有很大的局限性,不但耗能大,而且會影響各項營養(yǎng)物質(zhì)的利用率。
源分離是一項比較新穎的農(nóng)村污水處理技術(shù),從便器開始,就對糞便、尿液進行分開收集、處理、利用。不再和洗滌用水、洗浴用水等污水混合。其主要特性是把高濃度人糞便和尿液與其他雜質(zhì)相互分離,從而提升糞尿中各項能量和資源的利用率,從根本上消除了傳統(tǒng)治理方式耗能大、損失嚴重、難以持續(xù)性利用的弊端。
2、農(nóng)村污水特點
農(nóng)村污水由人畜糞便排泄、家庭做飯刷鍋洗菜水、衣服洗滌水、洗浴水等組成,和城市工業(yè)污水相比,農(nóng)村污水重金屬污染物和有機物污染物含量比較少。并且農(nóng)村生活污水中還含有大量氮磷鉀等營養(yǎng)物質(zhì),具有較強的可生化性。如果按照污水來源和水質(zhì)進行分類,農(nóng)村污水可分為兩大類。
一類是灰水,由刷鍋洗菜污水、洗浴污水等組成,人均排放量在65~270L·d-1,COD含量12~250mg·L-1,NH3-N含量0.16~24.81mg·L-1,TP含量0.6~26.9mg·L-1。
另一類是黑水,由人畜尿液、糞便、沖洗水組成,人均排放量在36~45L·d-1,COD含量800~3218mg·L-1,NH3-N含量135~190mg·L-1,TP含量20~60mg·L-1。
從上述兩組數(shù)據(jù)中可以看出,灰水水量比較大,占農(nóng)村污水的60%~80%,灰水中物質(zhì)含量比較單一,治理方便,可回收利用率比較高。黑水水量比較小,但污染物質(zhì)比較多,病原菌的含量高,治理難度大。
3、基于源分離的農(nóng)村污水生態(tài)治理技術(shù)
3.1 糞尿分離技術(shù)
在生態(tài)農(nóng)業(yè)的背景下,農(nóng)村可用人糞尿的還田來改善土壤性能,減少化肥使用量,既能提升農(nóng)作物的產(chǎn)量,還能避免有機物污染土壤。但在實際應(yīng)用中,缺乏對糞便的無害化處理,導(dǎo)致腸道疾病傳播。再加上水沖式廁所會沖走糞便,大大降低了糞便的農(nóng)用率。這一問題通過推廣應(yīng)用生態(tài)廁所就能有效解決。生態(tài)廁所由糞尿分離式便器、排尿管、過糞管、廁坑、排氣管等構(gòu)件共同組成。尿液通過單獨的尿液排污口收集,糞便收集后添加鋸末進行清潔處理,既安全衛(wèi)生,又節(jié)約水資源,目前常用的生態(tài)廁所有:太陽能廁所、循環(huán)水沖洗廁所、免水沖洗廁所等。糞尿分離型生態(tài)化廁所技術(shù)含量比較低,但卻蘊含了衛(wèi)生理念,是目前農(nóng)村地區(qū)改善衛(wèi)生條件最便捷、最有效的技術(shù)。
3.2 人工濕地污水處理技術(shù)
基于源分離的農(nóng)村污水生態(tài)治理技術(shù)的核心是利用土壤、植物、微生物等復(fù)合技術(shù),對農(nóng)村污水中的水肥資源進行回收再利用,具有造價低、能耗低、工藝簡單、治理效果好等優(yōu)勢,經(jīng)過基于源分離的農(nóng)村污水生態(tài)治理的水質(zhì),可達到二級處理甚至三級處理水平,非常適用于農(nóng)村污水特性。其中人工濕地污水處理技術(shù)就是最常用的農(nóng)村污水生態(tài)治理技術(shù),主要做法是:模擬自然生態(tài)濕地,通過一系列手段,人為設(shè)計建造出由飽和基質(zhì)、沉水植物、水體共同組成的復(fù)合體來對農(nóng)村污水進行全面處理,其主要優(yōu)點有:成本低、運維費用低、美化環(huán)境、增加物種多樣性等。但占地面積較大,設(shè)計不當(dāng)會發(fā)生堵塞,隨著運行時間的增加,治理效果會逐漸降低。
通過多年的發(fā)展和完善,人工濕地生態(tài)治理技術(shù)愈發(fā)成熟,污水處理系統(tǒng)越來越先進,建設(shè)費用逐年降低,人均建設(shè)費用在300元左右,是傳統(tǒng)農(nóng)村污水治理工藝建設(shè)成本的30%,每治理1噸農(nóng)村污水,花費的成本在0.05~0.1元之間,這是一種符合我國目前農(nóng)村發(fā)展實際情況的污水生態(tài)治理技術(shù),具有良好的發(fā)展前景。
3.3 穩(wěn)定塘技術(shù)
穩(wěn)定塘也被稱之為氧化塘和生物塘,主要通過微生物降解、有機物吸附等方法,去除污水中的有機物,根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,穩(wěn)定性塘可分為:好氧塘、兼性穩(wěn)定塘、厭氧塘等幾種。此項農(nóng)村污水生態(tài)治理技術(shù)是根據(jù)農(nóng)村地形實際情況進行搭建,在治理過程中無需能耗,也不會產(chǎn)生二次污染,易于管理和維護,對農(nóng)村污水中有機物和病原體的去除率高達95%以上,基建費用比較低,人均基建費用在180元左右,不足傳統(tǒng)二次活性去污工藝成本的20%,比較適用于經(jīng)濟欠發(fā)達、水資源短缺、擁有自然荷塘的農(nóng)村污水治理。
3.4 土地滲濾技術(shù)
土地滲濾技術(shù)治理農(nóng)村污水的原理是:以土壤為介質(zhì),在人為干預(yù)的條件下,將農(nóng)村污水分別投配到特定的土地上,通過土壤中的微生物、植物系統(tǒng)的綜合凈化作用,促使污水中污染物和水分離,再將滲漏的水進行收集。殘留在土壤中的污染物,可通過土壤自凈能力進行慢速滲濾,從而達到污水治理的目的。和上述三種治理技術(shù)相比,土地滲濾技術(shù)比較適用于干旱及半干旱區(qū)域,如:農(nóng)田灌溉就是一種最典型的慢速滲濾土地處理技術(shù),促使污水在重力的作用下,快速流過土壤而得到凈化,因此,對土壤的通透性及活性有較高的要求。
大量應(yīng)用實例表明,地下滲濾技術(shù)可有效除去農(nóng)村污水中氮磷等物質(zhì),且出水效果好是農(nóng)村污水回收再利用的主要治理技術(shù)?;ǔ杀緸槿司?20元左右,不足傳統(tǒng)農(nóng)村污水治理的15%,而且運維成本也比較低,不會產(chǎn)生污泥等污染物,適用性比較強。地下滲濾技術(shù)還可以對農(nóng)村污水中的病原體進行全面降解處理,適用于土質(zhì)的通透性高、住戶分散、人口較少的農(nóng)村污水治理中。比如:我國某農(nóng)村人口比較少,但面積比較大,污水產(chǎn)量比較少,在政府部門的支持下,采用土地滲濾技術(shù)來治理農(nóng)村污水,治理結(jié)果表明,此項技術(shù)可有效去除掉農(nóng)村污水中的氮磷鉀等物質(zhì),去除率高達96%以上,再加上該區(qū)域土地微生物比較多,降解病原體的效率比較高,已經(jīng)成為附近農(nóng)村主要的污水治理方法。
4、結(jié)語
綜上所述,農(nóng)村污水比城市工業(yè)污水有機物含量少,且?guī)缀醪缓亟饘?,因此,可從污染源頭上進行有效控制,但在后續(xù)治理需要著重考慮下列三個問題:(1)充分利用農(nóng)村的土地、河流、荷塘等資源。(2)充分考慮村民的財力狀況,選擇成本低、經(jīng)濟適用的農(nóng)村污水生態(tài)治理技術(shù)。(3)針對農(nóng)村地區(qū)從業(yè)人員技術(shù)水平和管理水平有限的問題,要盡量選擇操作簡單、運行穩(wěn)定、便于維護管理的治理技術(shù)。
通過本文分析可知,農(nóng)村污水主要來源是生活用水和人畜糞便沖水,因此,在選擇治理技術(shù)時,可選擇經(jīng)濟成本較低、且運維管理便捷的治理技術(shù),如:糞尿分離技術(shù)、人工濕地污水處理技術(shù)、穩(wěn)定塘技術(shù)、土地滲濾技術(shù)等。(來源:唐山市環(huán)境保護局樂亭縣分局)
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