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浅析农村污水处理的方法_效果及运用_陈燕明
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你可能喜欢浅析：沟渠污染防控效果浅析：沟渠污染防控效果综合快报千垛百家号为了解决日益严重的沟渠污染问题，涴市镇各个村都采取了一些措施，总结起来分为清淤模式、清淤-冲洗模式及清淤-冲洗-硬化模式。清淤模式清淤模式过程及效果清淤模式是涴市镇在治理沟渠污染中使用的一种最为简单和保守的方式，主要是针对淤泥过多污染不太严重的河流，用大型挖掘将已被污染的沟渠中的污泥、垃圾、树枝杂物等从沟渠中清理出来，清出物堆放在河流旁边的空地上。从成效上来看，实行这种模式后，沟渠中的水在一段时间内会逐渐恢复清澈，异味减轻并且曾经一度放弃该水源为饮用水来源的村民又重新喝上了变得较为清澈的水，但是随着时间的推移特别是经历了秋冬季枯水期以后，到来年的时候沟渠中的水又变得浑浊起来，而且还伴有臭味，水花生再次疯长，能覆盖50%～60%的水面，渠边的村民不得不又一次放弃使用渠中的水。大概一年半以后，整个渠道的污染从表面上看又恢复到治理前的情况。如红花村1号支渠2009年4月进行清淤治理，水质一度改善，但2010年9月下旬即开始出现黑臭现象。对清淤模式的分析沟渠有一定的自净作用，当其接纳污物后，在自然沉降、有机物降解、稀释作用、复氧作用（溶解氧浓度的恢复）、日照等诸多作用的联合影响下使水中的BOD、DO恢复到原来的水平。由上面对污染源的分析可知，涴市镇境内的沟渠污染主要为有机物污染，故水体自净以生物降解为主。沟渠底泥以硝化污泥为主，成分主要为挥发性固体、油脂、蛋白质，纤维素及氮（以N计）、磷（以P2O5计）、钾（以K2O计），同时还有病原体和各种微生物体。清淤只是改变了淤泥的位置而已，并没有改变其物质组成。虽然暂时减轻了水体的自净压力，但这些淤泥是不稳定的，其中不仅含有大量的有机物和微生物，而且其适合微生物生存。将这种污泥投放到自然界，其中的有机物在微生物的作用下会继续腐化分解[3]，时间一长，分解产生的各种污物会伴随雨水重新进入水体，造成二次污染。清淤模式主要是依靠挖掘机来操作的，若是将涴市镇境内所有的51km支渠清淤一次大概需要的工作量为510台（班），以目前市场价格3000元台-1（班）计算，约需要投入的资金为153万元。清淤-冲洗模式过程及效果涴市镇的清淤-冲洗模式的第一步工作与清淤模式一样，都是使用挖掘机将沟渠中的淤泥清理出来，而且淤泥并没有运走，依然放在沟渠岸边，只是在清淤完成后把渠道中原有的污水全部抽出，或浇灌农田，或排入干渠中稀释，或直接排到空地上让其下渗，然后从干渠中抽取相对干净的水送到渠道中。由于渠道的水头损失大，而冲洗过程需要较大的推流速度，所以这一过程需要用高压力、大流量抽水机操作。如此反复几次，使渠道中污物减少，进入清澈的新水。从成效上来看，清淤冲洗模式能使渠道在治理工程完工后立即恢复洁净，并且保持较长时间，但是污泥腐化分解并遭到雨水冲刷的二次污染问题并没有解决。如大兴垸村1号支渠2010年4月进行清淤-冲洗治理，2011年秋季水量减少时黑臭现象严重。除此以外，冲洗工程中排出的水，处理不好，又会给其他地方带来污染。对清淤-冲洗模式的分析清淤-冲洗模式出现第一个问题的原因与清淤模式相同。由于清淤-冲洗模式在清淤后，有一个对渠道的冲洗过程，在快速水流的作用下，渠道中的遗留杂物得到了相比于清淤模式更好地清理，而且以干净水取代污染水，减轻了处理后沟渠的自净压力，使其快速恢复了干净。然而不容忽视的是，在冲洗过程中，抽出来的原水和冲洗水并没有得到处理，仅是将其移位，其受到污染的性质没有改变。排入干渠中，若干渠容纳能力太小，会严重降低干渠水质。但因为污染贡献小，该地污水中鲜含重金属离子，主要成分为有机物和微生物，故进行农田浇灌可以起到改善土壤结构，提高产量的效果。若是有大片空地，利用渗滤法也能收到良好的效果。在清淤模式的基础上，加上每条沟渠约0.2万元元冲洗的费用，对涴市镇总共34条支渠实行清淤-冲洗模式需投入153+0.2×34=159.8万元。清淤-冲洗-硬化模式清淤-冲洗-硬化模式过程及效果清淤-冲洗-硬化模式是在清淤-冲洗的基础上对沟渠两岸边坡进行水泥硬化，沟底保持不变，形成标准的梯形断面。从成效上来看，这种模式实施后使渠水立即恢复了清澈，同时也让沟渠看起来更加整齐，但是笔者发现，时间一长，沟渠中仍然会像前2种模式一样出现漂浮物增加、水的色度变大、发臭的现象。很快沿岸村民便放弃了使用渠中水作为饮用水来源。如同兴村2号渠2010年5月进行清淤-冲洗-硬化治理，2010年9月该渠便严重水质恶化。对清淤-冲洗-硬化模式的分析一方面，该模式能够在一段时间内使封闭、固化渠边坡上的杂物保持稳定，短时间内不会释放到水体中，而且在保持渠道通畅方面有一定优势。另一方面，河岸严重硬化之后，原始河岸表面被封闭，土壤与水体的关系割裂开来，隔绝了河道中的生物、微生物与大地的接触，自然生存环境发生变化，河流的天然自净能力因此下降[4]。若涴市镇所有河流全部采用这种模式，计算成本：取河流净深3m，支渠护岸倾角75°，则全镇所有沟渠硬化总面积为3/sin75°××105m2，当地水泥硬化价格为100元m-2，得总硬化成本为1581万元，加上清淤-冲洗模式花费，整个工程将耗费159.5+万元。对策———人工曝气技术由上述对3种模式的分析可知，涴市镇沟渠污染治理所采取的3种模式普遍存在污染反复、费用高的问题。而国内外在河流污染上已有一些宝贵经验———运用人工曝气技术，如美国为了改善进入Chesapeake海湾的Hamewood运河的水质1989年在河口安装了曝气设备，使底层水温和溶解氧得以增加，并使河道内的生物量开始增加；国内于1990年亚运会期间，在北京清河一个长约4km的河段中放置了8台11.025kW的曝气设备进行人工充氧，在34d内基本消除了曝气复氧段的臭味，BOD去除率约60%，曝气区的DO从0上升到5～7mgL-1，曝气区邻近区域的DO上升到4～5mgL-1[5]。为此笔者根据国内外实例，结合涴市镇实际情况提出用河道人工曝气技术治理沟渠的方案。河道人工曝气的理论基础河道有机污染物的超标或水中氮、磷营养元素含量较多造成藻类异常繁殖，消耗大量的溶解氧，溶解氧不足，厌氧分解产生H2S、NH3、FeS等致黑致臭物质造成水体发黑发臭。向水中曝气充氧，使其由缺氧转变为富氧水体，在溶解氧的作用下，河水中的有机物往往被好氧菌所分解，H2S、FeS、NH3等物质被氧化成Fe（HO）3和NO3-等物质。而Fe（OH）3沉淀在水底沉积物表面形成一个较密实的保护层，该保护层在一定程度上减弱了上层底泥的再悬浮，并减少底泥中污染物向上的扩散释放，从而达到消除河水黑臭的目的，河水中的溶解氧水平恢复到3mgL-1以上，就有可能恢复水体自净能力。人工曝气技术治理涴市镇沟渠的可行性分析涴市镇渠道水主要受排放和排放的影响，绝大部分是有机污染，且N、P、K营养元素含量较高，水生藻类大量繁殖消耗大量的溶解氧，造成水体发黑发臭。等物质，还能激发好养菌活性，分解水中的有机物。从技术上讲，作为将污水处理中曝气池与氧化沟结合的工艺，河道人工曝气技术可以很好运用到涴市镇污水渠道水治理中。结合松滋市环保局对涴市镇同兴村2号灌溉支渠治理前所做的水质监测，其余沟渠污染情况与此基本类似，根据国内以往利用人工曝气技术处理污染河流实例，可知仅需要10台11.025kW曝气设备按批次对34条沟渠进行曝气复氧，一共5个批次，每批次曝气1个月，曝气设备每日运行15h。每批次结束后，将曝气设备转移到另外几条沟渠中曝气。如此计算下来，只需半年的时间可对全镇34条河流分别曝气复氧1个月。方案所用曝气设备在目前市场上的价格约为2万元台-1，一共10台设备，加上安装费、电费及其他步骤所需人工费，34条河流全部治理总耗费为10×00+11×15×0.5×10×150+元。从经济上讲，将人工曝气技术运用到涴市镇沟渠治理中是完全合理的。本文仅代表作者观点，不代表百度立场。系作者授权百家号发表，未经许可不得转载。综合快报千垛百家号最近更新：简介:幸福来敲门的时候，请你弯下腰作者最新文章相关文章北大科技成果——处理污染河水的河道旁路沟渠式生物接触氧化法（能源与环保技术）
一、项目概述
本项目所用技术包括两项：1）分段进水的生物接触氧化工艺（Step-feeding Biological Contact
Oxidation Process，SBCOP）；
2）附加回流的生物接触氧化工艺（Inter-recycling Biological Contact Oxidation
Process，IBCOP）。
SBCOP在多级分段进水的情况下，将传统的生物接触氧化法与A/O工艺相结合，形成短时缺氧与好氧交替的流程。曝气段使用组合填料，非曝气段使用弹性立体填料，通过调整各段进水流量比率、气水比、水力停留时间等参数，有效去除COD及脱氮除磷，处理出水进入水生植物塘，再净化后排放至原河道下游。IBCOP在传统生物接触氧化法基础上，借鉴A/O工艺的特点，曝气段使用组合填料，非曝气段使用弹性立体填料，通过调整水力停留时间、气水比、回流率等参数，有效去除COD及脱氮除磷，处理出水进入水生植物塘进行进一步的处理后再排放至原河道下游。
两项技术均可作为旁路处理系统，因地制宜地建设于河岸带，能适应来水和气候条件的大幅度波动，耐冲击负荷；处理水量大，处理出水水质稳定；不产生大量有机淤泥。该系统工程投资省，运行成本低，适用于分流处理受生活污水污染的河流。
二、应用范围
两项单元技术适用于受有机污染较为严重河流的旁路分流处理，能有效削除河水的黑臭现象，且不产生大量的有机淤泥，对有机碳和氮、磷都有较好的去除效果。
三、技术特点和技术指标
根据两项技术在滇池流域处理典型重污染河流的示范工程运行效果，可以说SBCOP和IBCOP技术是很适合流域为合流制排水系统中纳污河道的水质强化净化的两项单元技术。两项技术处理出水水质稳定，处理水量大；工程投资少，运行成本低；此外，能够充分利用河道周围的闲置土地，把污水处理的主体工艺融合
于河岸带环境之中，实现河道污水经济有效的净化处理。
以SBCOP对滇池流域大清河开展的中试试验和示范工程表明：该系统在适宜的工况条件下（水力停留时间2～5.4h，气水比2&#∶1，分段进水比1:1～4:2），对污染物的去除率可达到：COD
45%，TN 15%，TP 15%，NH3-N 45%；吨水投资约400元，处理成本0.11元/m3。
以IBCOP对滇池流域大清河开展的中试试验和示范工程表明：该系统在适宜的工况条件下（水力停留时间2～5.4h，气水比2&#∶1，回流比75%～200%），对污染物的去除率可达到：COD
50%，TN 20%，TP 20%，NH3-N 50%；吨水投资约400元，处理成本0.12元/m3。
四、技术水平
实施两项技术的国家863重大专项课题已于2008年8月通过科技部组织的验收。SBCOP技术已申报国家发明专利，目前已公开。
五、项目所处阶段
本项目的两项单元技术已在滇池流域进行推广的阶段，有望在“十一五”国家水体污染控制与治理重大专项“滇池流域水污染治理及湖泊富营养化综合控制技术与示范”中进行技术完善与应用。
六、市场状况及市场预测
目前我国许多河流受有机污染较为严重，主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类，一些城市河流甚至完全沦为纳污河，丧失了自净能力。
综观国内外此类污染河流治理的试验研究与工程实践，工艺技术主要是采用一些处理效果稳定、经济性能好的污水处理法。从空间分布来看，可分为：将河水引出河道水系，引入附近的污水处理厂进行处理的异地处理法；在河道内建设处理系统，沿程进行河水净化的原位处理法；在河岸带上建设处理系统，将河水分流其中进行处理的旁路处理法。从处理工艺来看，传统的河道污水旁路处理系统包括自然生态型的土地处理系统（特别是人工湿地处理系统）和氧化塘，以及
人工强化型的生物膜法、生物滤池等。由于河道污水存在流量和水质随季节变化较大的特点，已有的处理方法普遍存在处理效果差，运行费用高，抗冲击能力低、不能同步实现脱氮除磷等不足。
选择生物接触氧化法作为河道污水的主体旁路处理技术，并采用多段进水、内回流的方式运行，形成分段进水的生物接触氧化工艺和附加回流的生物接触氧化工艺，在处理效率、抗冲击性、脱氮除磷等方面比传统的河水旁路处理法有明显改善。因此，本项目技术在国内有较宽的市场需求。
七、应用实例
1.示范工程概况
两项单元技术的示范工程选择在示范区内大清河以西农田排水沟、鱼塘内及其塘基等场地，开展大清河河道污水的旁路调节和处理，目的是在工程化规模的研究平台基础上发现问题、积累经验、提升并完善专有技术，为国内湖泊外污染源有效控制、河道水污染治理提供技术与工程示范。
主体工程由2条生物接触氧化沟渠构成，每条沟渠处理规模为1000 m3/d，总处理规模为2000 m3/d。
2.工艺流程：
沟渠式生物接触氧化工艺示范工程的工艺流程及基本平面布置如图1所示。现场情况如图2所示，照片中前两条沟渠分别为SBCOP沟渠和IBCOP沟渠。
由原水泵站分流输水至用鱼塘改造的预沉区，通过计量堰分流配水，以平均流量42 m3/h（1000
m3/d）进入每条生物接触氧化沟渠，处理后出水进入以鱼塘改造的具有沉淀与植物吸收功能的水生植物塘，再外排至相邻的生物稳定塘出水区域。部分出水可不定期地分流进入大清河边的农排沟渠。
3.实际运行情况和效果
SBCOP和IBCOP的示范工程于2007年5月基本建成，6月开始通水，在夏雨季期间连续运行了1个多月。
6、7月份属夏季、雨季，大清河示范区河道内以生活污水为主，示范工程的基本情况是：流量约42
m3/h，进水溶解氧浓度为0.1～3.0mg/L，温度为20～25℃，pH保持在6.8～7.7。
示范工程保持了较高的处理率。从水生植物塘监测的情况看，两技术COD平均去除率为59.5%，TN平均去除率为40.5%（其中氨氮去除率达到74.8%），TP平均去除率为34.4%。
SBCOP和IBCOP的示范工程在旱季于日开始运行，运行至日，共计运行六个月。进水在滇池湖水、滇池湖水和生活污水混合水和生活污水三种状况间变换。示范工程的基本情况是：流量约42
m3/h，进水溶解氧浓度为0～14.9
mg/L，温度为13～23℃，pH保持在6.9～8.8。SBCOP沟渠运行了三种工艺参数，IBCOP沟渠运行了五种工艺参数。
现场情况复杂多变，依然取得了一定的研究成果。从出水水质监测看，SBCOP
的COD平均去除率为35.1%，TN平均去除率为12.6%（其中氨氮去除率达到49%），TP平均去除率为13.6%；IBCOP
的COD平均去除率为49.4%，TN平均去除率为10%（其中氨氮去除率达到43.7%），TP平均去除率为17.4%。
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