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农村生活污水的特点以及人工湿地处理方法分析

2017-02-16黄锦容

科技与创新 2017年1期
关键词:悬浮物氨氮人工

黄锦容

摘 要:在我国大部分农村地区对生活污水的处理方式是任其蒸发,最终达到消除的目的。为了改变这种方式,分析了农村中所产生的生活污水的特点,阐述了其形成的原因和现有的处理技术,并结合我国农村的生活现状及农村生活污水处理执行的污水处理厂排放标准(COD的质量分数不高于60 mg/L,氨氮的质量分数不高于15 mg/L),提出了人工湿地的处理策略,以期促进农村生活污水处理工作的快速发展。

关键词:农村;生活污水;人工湿地;地表径流

中图分类号:X799.3 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.106

近年来,我国农村的生活水平得到了较大提升,但农村的自然环境却遭到了较大的破坏,给人们的生活带来了不利影响,主要原因有3点:①在农村的土地耕种、作物收割中,逐步采用了半自动化及自动化的技术,导致大量的除草、杀虫的药物直接注入河流,使河水受到了较大的污染;②农民对环境的保护意识较差,缺乏對生活、生产行为的约束;③农村的基础设施较差,缺乏污水处理的系统,导致生活中产生的污水直接流入沟渠或经过地表径流消化。

针对农村在生活污水处理中所存在的问题,应采用人工湿地的处理方法。

1 农村中生活污水具有的特点

虽然我国城乡一体化建设逐步加快,但农村中生活污水处理仍存在较大的问题,比如污水处理技术有待进一步提高、系统处理方法需要进一步加强、基础设施较为缺乏等。由于每个地区人们的生活习惯、经济水平都有较大的差异,所以,对生活污水的处理也存在较大的差异性。目前,在农村中比较常见污水主要为厨房、洗浴等产生的污水,其直接进入河、湖及塘里中,进而对水体造成了严重的污染,影响了农村居民的生活和自然环境。表1概括可农村生活污水的特点。

表1 我国农村生活污水的特点

污水种类 污水来源 污染物

日常生活类 洗衣服、洗澡、洗菜、厕所、厨房洗刷水 氮、磷含量较高,重金属以及有毒、有害物含量较低

生产类 农药、化肥 有毒物质较多

养殖类 动物生活中所产生的污水 氨、氮等

2 农村中生活污水处理的改进方法

随着农村经济的不断发展,已经有许多地区越来越重视生活污水的处理,产生了一系列先进的处理技术,比如稳定塘技术、土壤渗滤技术和厌氧型沼气池的技术等。稳定塘技术主要利用菌藻等类型的自然生物,在共同的作用下处理生活污水,该系统所具有的特点是操作简单、易维护、节约能源和效果稳定;土壤渗滤技术通过土壤自身的渗滤方式进行系统化的处理,通过土壤中的生态系统达到降解、净化的目的;厌氧型沼气池技术在我国目前的农村中生活污水地处理中进行了长期实践,主要机理是通过污水中自身所含有的有机物,使其在厌氧环境中发酵而产生沼气,从而去除有机物,达到净化的目的,体现了经济效益与环境效益的结合。

3 人工湿地

3.1 人工湿地的除污机理

人工湿地系统对农村生活污水的处理过程为:通过铺设基质、种植植物和引进微生物形成局部生态环境,这一生态系统可满足对生态污水进行处理的要求。以下介绍人工湿地对农村污水的处理机理。

3.1.1 对生活污水中悬浮物的去除

当污水进入逐渐进入湿地系统后,去除悬浮物的主要方式为:湿地在重力的作用下不断沉降,使生物群落在吸附、絮凝中共同完成对污水中悬浮物的处理。如果污水中的悬浮物含量较大,则可设置一定的格栅、沉淀池、沉砂和池厌氧等,从而达到有效去除悬浮物的目的。同时,在湿地多种微生物的作用下,具有良好的降解、分解和代谢吸收环境,可使悬浮固体得到较好的处理。

3.1.2 对生活污水中有机物的去除

一般情况下,生活中的有机物可以通过一些微生物进行降解,从而达到去除的目的。由于有机物中含有一些可溶性的物质,这就需要运用植物的吸收和转化作用达到降解、去除的目的。而对于磷的去除,通过人工湿地技术对磷这种物质的去除主要利用微生物氧化、分解的方式,加之植物的同化作用,在化学和物理性的沉积中可达到除去磷的目的。其中,在物理作用方面,主要是基于磷自身的特点,通过重力作用,结合湿地具有的基质、植物的根系等加以阻拦,从而达到缓慢沉淀的目的;在化学作用方面,主要利用了人工湿地所含有的磷,其会与其他物质,比如铝、铁、镁、钙等离子之间而发生交换,植物通过同化作用对其中的营养物质进行摄取和转化,达到除去磷的目的。

3.1.3 对生活污水中所含有氨氮物质的去除

在人工湿地处理技术中,氮可以通过自身的挥发和氨化的作用去除,但其中一部分还需要通过植物吸收、硝化、反硝化等途径去除。同时,由于氮能为植物的生长提供必要的元素,因此,对于农村生活污水的处理而言,可以通过湿地中植物吸收的方式加以消化一部分氮,从而有效减少氮对其他物质的影响;可通过人工湿地氨氮物质的吸收,达到有效缓解氨氮元素对其他物质造成的伤害。具体的处理工艺如图1所示。

通过实践证明,在这种模式下,农村中生活污水含有的氨氮的质量分数不会高于15 mg/L,COD的质量分数也低于60 mg/L的排放标准。通过上述方法处理后的污水,水中的各项指标含量都趋于正常,pH值为5~6,SS的含量90~100,COD的含量为100~120,NH4的含量为6~10.

3.2 应用人工湿地技术的可行性

通过上述分析可知,农村生活污水中普遍存在着有机物,含有十分丰富的氮、磷等元素,这就使得在对污水的处理中,需要加以分析其中各种元素的含量,从而有效提升污水的处理效率和处理效果。以下结合农村生活污水所具有的特点分析了污水处理的可行性。

3.2.1 进一步建设人工湿地

应根据污水排放量在农村中适当采取扩建、优化污水处理中的人工湿地等措施。通过采用其中的单级方式加以处理,选择合理的植物种植,并通过一些强氧化的方式控制污水中各种物质的含量。此外,还要合理地保证人工湿地在运行中的状态,从而提升系统处理污水的能力。

3.2.2 组合与优化人工湿地

人工湿地可以按照生活污水的流动方向分类,比如表面流、水平潜流、垂直潜流等。对于表面流而言,人工湿地需要充分地控制氧气;水平潜流则能较好地为湿地保温,垂直潜流可以在氨、氮的处理中提升效率。通过这些方式可达到有效应对不同污水问题的目的。

4 结束语

由于人工湿地的处理方法具有十分明显的优点,比如运行中所需要的费用较低、对污水处理的效果较好、投资少、维护便、对农村中的污水治理有良好的适应性,可以大力推广这种技术。随着大量农村人口涌入城市,但在农村中仍然属于我国人口聚集地较多的区域,因此,需要改善我国农村生活的环境,国家对环保政策要大力宣传,加强对居民环保知识的教育。在人工湿地处理技术的帮助下,可使农村中的生活污水得到较好的处理,从而提升农村的环境质量。

参考文献

[1]莫德清,徐芝芬,李金城.复合型潜流人工湿地处理漓江流域农村生活污水的研究[J].水处理技术,2013,03(10).

[2]匡武,王翔宇,张斯思.跌水充氧接触氧化+人工湿地组合工艺在山地、丘陵地区农村生活污水处理中的应用[J].环境科技,2015,10(15).

〔编辑:张思楠〕

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