引言
随着人们环境保护意识的不断增强,我国农村地区的生态环境也在逐步改善,目前我国大多数农村都建设了污水处理设施,但是随着时间的推移,很多设施已经出现老化、损坏等问题,因此必须对现有技术进行改造和升级。相关资料显示,农村目前采用最多、最成熟、应用最为广泛的是传统污水处理方法,但这些方法并不能满足当前农村环保治理的要求。当前,很多学者都在对不同技术进行深入研究和分析,总结出了相应的技术路线及适用范围。
1.农村污水分类
农村生活污水是指在农村生活中产生的生活污水,一般包括三大类:(1)家庭排水;(2)厕所水;(3)餐饮用水。农村生活污水的来源主要是厕所和厨房用水。其中,厕所废水一般来自:(1)冲厕产生的粪便污水(可直接排放,也可将粪便和尿进行干湿分离,以减少后续处理成本);(2)冲厕使用的其他类型的冲洗水;(3)日常洗菜洗碗产生的污水。这些污水应根据厕所用水量和冲厕人数,按比例进行收集,并在排入厕所后进行相应的排放。农村生活污水未经有效处理,随意排入附近水域,不仅影响了周围环境,而且对周围的地表水、地下水、土壤等造成了严重污染,对农村饮水安全构成了威胁。
2.污水处理技术
2.1物理法
物理法又称磁碟法。这种方法是利用铁屑或其他磁性物质作为吸附剂,吸附水中的有机污染物,再利用水解酸化池中的水对铁屑进行洗涤,以达到脱色和除臭的目的。磁碟法是一种物理吸附工艺,不需要其他动力,只需用磁力搅拌或用风机即可达到脱色和除臭的目的。根据处理对象不同,磁碟法分为机械磁法脱色和电磁脱色法。机械磁法脱色即利用外加磁场,使悬浮于水中的金属离子与水分子结合而形成不溶性盐类、沉淀物或絮凝物的物理吸附过程。
2.2化学法
2.2.1氧化还原法
氧化法是利用氧化剂将污水中的有机污染物氧化成无害的无机污染物,同时释放出氧气,常用氧化剂有过氧化氢和过氧化锌等。在农村污水治理中,氧化技术目前仍处于研究阶段,尚未形成有效的技术路线。在生物氧化法中,利用微生物吸收污水中的有机物或将污水降解成无害的无机物并释放出氧气,是一种通过生物降解过程实现污染治理的方法,常用微生物有硝化螺旋菌属、假单胞菌、放线菌、硫酸盐还原菌类等。
2.2.2电解法
电化学处理技术具有投资少、操作简便等优点,本工艺主要包括氧化反应、电渗析反应、离子交换和吸附等。在废水中加入电极及催化剂,电极将水中有机污染物氧化分解;催化剂可以是各种无机金属盐或有机半导体材料制成的半导体催化剂,可分为无机载体和有机载体两大类。电化学处理技术主要应用于城市污水、工业废水的深度处理,它可以有效去除有机物、色度、异味,降低BOD含量和COD(化学需氧量)以及色度等,但对重金属如Pb、Hg、Cd等有害物质去除效果不理想,而且运行成本较高。
2.2.3化学沉淀法
化学沉淀法是利用化学反应生成沉淀的原理,使废水中的悬浮物、污染物等固体物质转化为易沉降的沉淀物,从而达到净化污水的目的。化学法在农村污水处理中起着重要作用,尤其是化学沉淀法,它可以提高废水的可生化性。但这种方法也存在一定缺点:(1)需要添加化学药剂辅助处理,因此不适用于经济条件差或对环境要求较高的地区;(2)处理部分水质较为复杂的污水时效果差或处理成本较高;(3)当所采用的化学方法不能有效去除水中悬浮物、污染物等固体物质时,易导致出水水质不稳定。所以,农村污水处理一般采用人工化学沉淀法结合其他处理方法共同处理,这样不仅可以使处理后的出水水质达到国家排放标准要求,同时可以减少对环境的污染。
2.3生物法
2.3.1好氧处理法
好氧处理法是一种生物处理方法,通过采用曝气设备使好氧微生物处于完全缺氧状态,并利用好氧微生物的分解作用和反硝化作用对污水中的氨氮和有机物进行降解。好氧法的优势在于反应速度快、运行费用低,但是由于好氧菌利用溶解氧的能力较弱,所以需要设置曝气设备提供充足的溶解氧,并保证连续运行。厌氧发酵指将有机物在一定时间内与微生物进行分解混合,从而使微生物种群得到改善,代谢活动增强,产生大量热量和气体产物。厌氧发酵是最早应用的好氧处理方法,目前国内外常用的厌氧发酵槽有人工湿地系统和污泥回流型厌氧发酵床。其中人工湿地是利用填料作为载体,在其表面或内部设置一个具有过滤或吸附作用的处理单元。好氧分解消耗有机物为氧气,为厌氧发酵提供底物,同时释放出溶解的有机物质。
2.3.2厌氧处理法
(1)无动力厌氧处理是指在一个密闭系统中利用机械和电气的力量,使污水通过与空气接触形成厌氧环境,并不断向其中添加CO2和H2O等气体,或产生泡沫以维持系统内微生物生长繁殖所需的条件等。(2)机械搅拌厌氧除磷技术是目前采用机械搅拌达到除磷目的的常用技术,包括鼓风曝气、机械搅拌、风机抽吸等环节。其中鼓风机所需能耗较大,而抽吸设备成本又太高,所以通常采用泵送曝气器代替鼓风曝气,从而节省能耗,降低处理成本。目前,国内普遍使用的除磷方法仍是化学除磷,因此除磷脱氯技术是目前的研究热点。
2.4人工湿地法
人工湿地是在传统的河流、湖泊、池塘、沟渠等基础上发展起来的一种生态工程技术,是将生态修复与传统污水处理技术相结合的产物。它以人工建造的具有一定形状、厚度和一定孔隙度的地面为载体,在其上铺放或种植基质,以湿地湿生植物和湿生动物为主体,并通过合理的填料配比、构造方式及植物根系生长条件等,形成各种类型的湿地生物群落。其具有良好的吸附、滞留或降解污染物等功能,可以有效去除污水中的COD和BOD等污染物质。人工湿地法是指在不同环境条件下,应用不同生态系统如河流、湖泊、池塘、沟渠等水体湿地,并与人工处理相结合,净化或去除污染物的方法。
2.5土地渗滤法
土地渗滤法是利用地下潜流和地表径流,将污水或废水中的污染物渗滤到土壤表面,使污染物通过自然净化作用得到净化的一种土地处理方法。土地渗滤法分为两大类:地表型和地下型。其中地下型又分为人工潜流、地埋管式渗滤、土坑渗滤、地下沟渠等多种形式,是最早应用的一种土地处理方法。其工艺流程为:首先将进入的污水通过预处理设备进行预处理,去除一部分悬浮物后,将剩余污水引入地下潜流系统中进行地表或地下渗滤;最后再通过过滤和渗透装置对污水进行过滤处理,使污水得到净化。该技术是在自然渗滤液和地下潜流中加入一些化学药剂使之形成土壤膜,使污染物不直接进入生物反应器;同时,土地渗滤法也可以防止生物群落受污染而衰退。该法主要设备有:预处理设备、渗透装置、生物反应器、消毒设施等。其优点是:(1)系统简单、投资少;(2)出水水质稳定;(3)对周围环境影响小;(4)可根据需要灵活组合。其缺点是容易产生二次污染等问题,并且系统在运行时受天气等因素影响较大。
结语
在实际操作中,我们必须根据不同地区的污水水质及排放标准等情况,采用不同的处理技术,只有这样才能提高农村地区的经济发展和生态建设水平,实现改善农村生态环境的目标。
参考文献
[1]汪泽锋,操家顺,王超越,等.农村生活污水处理技术与模式研究情况[J].应用化工,2022,51(9):2669-2674+2680.
[2]朱国荣,陈林华,蔡飞,等.农村生活污水处理技术及其应用进展[J].山西化工,2022,42(5):34-38.