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农村厕所建设:处理技术及挑战

时间:2023-09-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:此外,易滋生蚊蝇,处理不当易造成二次污染。稳定塘也称氧化塘或生物塘,是利用天然水体中的微生物、藻类对生活污水进行好氧、厌氧生物处理的天然或人工池塘。生物处理技术成本较高而生态处理技术占地面积大,且人工湿地系统、稳定塘处理系统等生态处理技术易发生堵塞。

农村厕所建设:处理技术及挑战

(一)厕所粪污单独处理(三格式化粪池

三格式化粪池是一种常规的厕所粪污处理设施,一般由三个池体组成,各池之间通过过粪管相连。按照建设规模,主要分为水冲式户厕的小三格化粪池和集中处理的大三格化粪池。按建造材料,分为砖砌式、砼预制式、现场浇筑式、塑料一体化成品等。该设施进行粪污无害化处理时第一池对新鲜粪便进行沉淀和初步发酵,通过厌氧消化,降解有机物、灭杀致病菌和虫卵等病原体;第二池继续对粪液进行深度厌氧发酵,灭杀残留的致病菌和虫卵等病原体;第三池用于存储发酵腐熟的粪液。为了达到无害化处理的目标,厕所粪污在第一池停留时间不少于20 d、第二池不少于10 d、第三池不少于30 d后,处理后第三格的粪污可清掏就地就近就农资源化利用。

三格式化粪池具有结构简单、易施工、造价低、无能耗、运行费用低、维护管理简便、无害化效果好、肥效高等优点。但三格式化粪池需定期清理粪渣粪液、出水不能直接排放、受温度和水资源条件限制,在安装时要注意埋深在冻土层以下,在宁夏中部干旱带及南部山区等缺水地区建议用微水防冻三格式化粪池。(详见第一章第五节)

图3-1 三格化粪池剖面示意图

在设计建造方面,三格式化粪池有效容积是决定粪便无害化的关键因素,应根据使用人数、冲水量、粪污停留时间及清掏周期综合确定有效容积,一般情况下有效容积不要小于2.0 m3(见表3-2)。为保证化粪池容量和构造合理,应严格按照建设标准执行,第一、第二、第三池容积比原则上按2∶1∶3进行建造。建议采用高效节 水型卫生洁具,每次冲水量不超过2 L,禁止将洗浴、洗涤水和其他生活污水排入化粪池。

表3-2 三格化粪池有效容积

在使用维护及安全使用方面,三格式化粪池的运行管理可参照《农村三格式户厕运行维护规范》(GB/T 38837—2020)。化粪池的日常维护检查包括化粪池的水量控制、防漏、防臭、清理杂物、清理池渣等工作。要定期检查化粪池的防渗情况,避免粪液渗漏污染地下水和周边环境;检查化粪池的密封性能,注意池盖是否盖好,防止池内恶臭气体溢出;化粪池运行1~3年,应对化粪池池渣进行清理;在清渣或抽粪时,不得在周围吸烟、燃放烟花爆竹或使用明火,以防发生爆炸;严禁直接从第一或第二池内抽取粪液,必须从第三池抽取等。

(二)厕所粪污与其他生活污水协同处理

协同处理是将粪尿、冲厕水和厨房、洗浴、洗涤等其他生活污水混合收集、一并进行处理的方式。主要采用生物处理、生态处理、生物生态组合处理,以及一体化处理装置处理。这些方式主要用于深度处理生活污水或高浓度污水,对一般的农村生活污水或厕所污水,我们主张腐熟还田资源化利用。下面就各类深度处理方式简要介绍。

1.生物处理

生物处理是利用微生物的代谢分解和吸收作用除去污水中氮、磷及有机污染物的技术。根据微生物对氧的需求不同,一般分为厌氧和好氧处理。

(1)厌氧生物处理:利用缺氧条件下厌氧或兼氧微生物的代谢活动,降解转化污水中有机污染物的方法。这种处理方法,降解有机污染物效率高、能耗低、污泥产生量相对较少,但对温度、pH等环境因素要求高。

(2)好氧生物处理:利用好氧微生物的代谢活动降解转化有机污染物的方法。这种处理方法反应速度快、处理效率高、处理过程散发臭气较少,但需要设置曝气装置,运行费用相对较高,对管理要求也较高。总体上说,生物处理技术占地面积小、成本低、出水水质好,可再生回收价值高,但运行费用、管理要求较高。常用的生物处理技术主要有生物接触氧化法、膜生物反应器法(MBR)、序批式活性污泥法(SBR)、厌氧生物滤池法、厌氧-缺氧-好氧法(A2O)等。

2.生态处理(www.xing528.com)

生态处理是主要依靠自然环境中的微生物、植物以及土壤构建的自然生态体系,经过滤、吸收和分解作用净化污水的处理技术。常用的有人工湿地、稳定塘、土地处理系统等。总体上说,生态处理方法工艺简单、投入较低、能耗低、运行管理方便,但占地面积大、易受气候条件影响,出水水质受季节变化大,达标排放稳定性较差。

(1)人工湿地。这是一种通过人工设计、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。总体看,人工湿地基建投资和运行费用低,维护管理简便,水力负荷远高于天然湿地,对氮、磷和难降解有机物具有较好的处理效果,湿地植物有一定的经济价值和景观功能。不足之处是污染负荷低,占地面积大,设计不当容易堵塞,净化效果受气候和植物生长影响大。此外,易滋生蚊蝇,处理不当易造成二次污染。该技术不仅可以治理农村生活污水、保护水环境,而且可以美化环境,节约水资源,但适合在资金短缺、土地面积相对丰富的农村地区应用。

(2)稳定塘。稳定塘也称氧化塘或生物塘,是利用天然水体中的微生物、藻类对生活污水进行好氧、厌氧生物处理的天然或人工池塘。通过生物自净作用,在自然条件下完成生活污水的生物处理,可作为农村生活污水处理的深度处理技术。稳定塘有多种类型,按照塘的使用功能、塘内生物种类、供氧途径进行划分,一般可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘和生态塘。生态塘(深度处理塘)适用进水污染物浓度低的深度处理,塘中可种植芦苇茭白等水生植物,以提高污水处理能力。

稳定塘能充分利用地形,结构简单、建设费用低、处理成本低,操作管理相对容易,不仅具有较好的有机污染物去除效果,还有去除氮磷、病原菌、重金属等效果。不足之处是占地面积大,处理效率相对较低,处理效果受季节条件影响大,可能产生臭味及滋生蚊蝇,不宜建设在居住区附近。该技术适用于资金短缺、土地面积相对丰富的农村地区,用于处理中低浓度的生活污水。实践中可考虑采用村内现有坑塘和洼地、荒地、废地、劣质地等,降低建设成本。

3.生物生态组合处理

生物生态组合处理是生物处理技术与生态处理的综合运用。生物处理主要是去除一部分有机污染物,生态处理是对前序单元出水进行进一步的脱氮除磷。单一的生物或生态处理技术各有优缺点及适用范围。生物处理技术成本较高而生态处理技术占地面积大,且人工湿地系统、稳定塘处理系统等生态处理技术易发生堵塞。一般情况下,使用单项的生物或生态处理技术处理,往往不易达到理想效果,但将多项生物或生态处理多级组合,优势互补,可大幅提高处理效能,同时增强处理系统出水水质的稳定性。

生物生态组合处理工艺前段的生物处理降低了污染负荷,使得后段生态处理单元设计占地面积减小,进水负荷降低,除磷脱氮效果增强,出水水质稳定;但后段生态处理同样存在易受气候条件影响,出水水质随季节变化的缺陷。采用前段生物处理和后段生态处理相结合的工艺组合灵活多样,可衍生出多种组合处理工艺。处理组合工艺可根据进出水质、排放要求及经济指标选择。

生物生态组合处理工艺有多种类型。用于治理厕所粪污等生活污水时,无需生物处理单元设计除磷脱氮功能,简化处理工艺,降低建设成本,经过生物处理技术处理后进入生态处理系统的污水有机负荷减小,既可达到出水水质要求,又可节省设施占地面积。

表3-3 农村厕所粪污处理推荐生物生态组合工艺

4.一体化处理

一体化处理技术集成化程度高、结构紧凑、处理效果好、占地面积小、使用简便,适用于分散农户的厕所粪污等生活污水的处理。根据结构及采用的工艺不同,主要有净化槽、A/O一体化处理装置、MBR一体化处理装置、A3O移动床生物膜反应器、PE组合式固定床生物膜处理设备等类型。

净化槽主要用于分散处理,主体处理流程包括沉淀、接触氧化、消毒等,日处理规模在1~30 m3/d,处理达标后可排放。

PE组合式固定床生物膜处理设施主体采用生物接触氧化工艺,并采用间歇式微孔曝气系统。设备共包括预处理罐、高负荷反应罐、低负荷反应罐、内回流罐和沉淀罐5个罐体。该技术去除有机物效率高,脱氮效果好,整体投资运行成本低,抗冲击负荷强,运行稳定,处理规模30~500 m3/d。适用于分散式或集中式处理。

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