污水治理技术篇(1)

关键词：城市污水处理厂；大气污染治理技术；应用分析

进入二十一世纪以来，在社会经济稳健发展的大背景下，我国城市污水处理厂的技术水平已取得一定的进步与发展。与此同时，为了顺应时展潮流，满足日益严格的处理要求，城市污水处理厂的工作重心逐步向大气污染治理技术转变。其中，大气污染指大气中一部分物质含量超过正常标准，以至于破坏人类正常生存发展条件及生态系统，危害人体健康的现象。按形成过程，大气污染物可分为二次污染物及一次污染物，一次污染物普遍由污染源直接排放，二次污染物普遍由一次污染物光化学反应或化学反应后，形成与一次污染物物理化学性质不同的全新污染物。鉴于此，本文针对城市污水处理厂大气污染治理技术的研究具有重要意义。

1 城市污水处理厂的大气污染来源

城市污水处理厂大气污染的研究范围主要集中于控制城市污水处理厂臭气排放量及恶臭处理技术。按化学组成，臭气物质可分为碳氢氧化合物、含氮化合物、含硫化合物，含硫化合物又可细分为甲硫醚、甲硫醇、硫化氢等物质[1]。有学者经研究表明，城市污水处理厂的大气污染主要源于污水处理构筑物及污泥处理构筑物环节，特别是污泥处理区域及进水区域，涉及污泥脱水间、曝气沉砂池及粗格栅，特别是粗格栅及曝气沉砂池中氨气及二氧化硫的排放浓度季节变化明显，存在“冬春低、夏秋高”的特点[2]。

同时，有资料表明，我国城市污水处理厂的大气污染主要源头为格栅处、曝气沉砂池、污泥脱水机房、污泥浓缩池、储泥池。一般说恚进厂污水普遍由城市污水管道输送进入，污水于密闭管道内处于厌氧状态，造成臭气多排放于格栅处，并且污泥经厌氧消化区域时产生甲烷及臭气，是城市污水处理厂大气污染最为集中及严重的区域。

2 城市污水处理厂的大气污染治理技术

2.1 生物除臭法

作为现阶段新兴除臭技术，生物除臭法以微生物代谢原理为依托降解臭气物质，能有效去除污水处理环节中所产生的臭气，是不可逆转的技术发展趋势[3]。同时，现阶段，城市污水处理厂中生物除臭法主要囊括曝气式活性污泥法、洗涤式活性污泥法及生物滤池法。生物过滤法主要利用活性、多孔及湿润微生物滤层讲解、吸收、吸附气体恶臭物质分解为硝酸、硫酸、水及二氧化碳等简单无机物，其除臭装置由生物除臭装置及加湿装置公共构成，促使恶臭污染物溶解于滤料表面迅速被微生物吸附分解。

洗涤式活性污泥法主要将含悬浮泥浆及臭气物质的混合液于吸收器内充分反应所形成的洗涤液送至反应器再以微生物代谢原理为依托降解臭气物质，不仅充分利用污水处理厂剩余活性污泥，还节约成本投入，缩小占地面积，特别适用于脱除复合型臭气，效果良好。曝气式活性污泥法主要利用曝气形式，分散臭气于活性污泥混合液内，再以微生物代谢原理为依托降解臭气物质。从成本角度来看，使用曝气式活性污泥法只需添置配管及风机，经济性强，适用范围广且操作便捷。

2.2 化学除臭法

化学除臭法主要包括化学剂吸收法、热力氧化法及催化氧化法、臭氧氧化法。其中，化学剂吸收法主要利用试剂化学物质与臭气物质互相反应去除致臭物质。一般说来，常见试剂多为亚硫酸钠、盐酸、硫酸、次氯酸钠及苛性钠等，以苛性钠为例，利用碱性苛性钠可有效去除臭气中硫化氢等酸性物质。

有资料表明，城市污水处理厂所产生的臭气普遍含有大量还原性物质，如有机胺或有机酸等。由此可见，使用氧化法的处理效果良好具备显著价值。按除臭原理，氧化法可分为催化氧化法及热力氧化法，热力氧化法主要利用污泥与臭气厌氧过程产生沼气再高温燃烧后生成为水蒸气及二氧化碳，催化氧化法主要将内含沼气与臭气的混合气体通过装有催化剂的燃烧床后二次燃烧。与热力氧化法相比，催化氧化法借助催化剂不仅能明显降低燃烧温度，还能压缩除臭时间，节约成本投入，但是存在催化剂堵塞及中毒问题，不适用于大面积推广。

臭氧氧化法主要以臭氧强氧化性为依托分解氧化臭气物质。按臭氧形态，臭氧氧化法可分为液态氧化法及气态氧化法。受臭氧性质的限制，化学反应时间长，氧化过程普遍遵循“先液态、后气态”规律，即先使用液态臭氧清洗去除大部分致臭物质后再使用气态臭氧完成氧化过程。

2.3 物理除臭法

物理除臭法主要包括水清洗法及活性炭吸附法。其中，受城市污水处理厂产生物质特殊性的限制，普遍为氨、硫化氢、烯烃、有机胺、有机硫等物质均可溶于水中，但因溶解度有限，无法无限叠加，一旦达到饱和状态严重影响水清洗法的效果。由此可见，水清洗法的经济性良好，成本投入低廉，但是水量大，更换次数频繁，废液必须二次处理后方可排放，客观加剧污水处理工作量，现已被其他除臭法淘汰[4]。活性炭吸附法主要利用活性炭吸附作用处理致臭物质，并且普遍采用多种性质活性炭确保除臭效果，但是受活性炭特殊性的限制，其吸附能力与杂质、灰尘、潮气存在着密切联系，除臭条件相对严格，必须安装除尘去湿装置，不适用于大范围推广。

2 结束语

通过本文的探究，认识到随着我国经济的不断发展，城市规模不断扩大，城市污水处理厂的数量不断增多，城市污水处理厂技术水平逐步成熟，社会对于城市污水处理厂提出全新的要求及标准。如何增强城市污水处理厂中大气污染治理技术，是城市污水处理厂在发展进程中所面临的主要问题。因此，依据大气污染治理攻坚背景，分析城市污水处理厂的大气污染来源，提出具体的治理技术具备显著价值作用。

参考文献

[1]刘一洲.城市污水处理厂之大气污染治理技术分析[J].企业导报，2016，03：46.

[2]郝 .城市污水处理厂恶臭在环境影响评价中的分析与控制[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014，12：137-138.

污水治理技术篇(2)

【关键词】农村；水环境；污水治理

水作为人类生存和发展生命之源，其重要之处是不言而喻的，但随着农村工农商业的不断发展，对农村水环境造成了一定程度的破坏，急需根据目前农村水环境污染实情，提出综合性的水污染治理措施，以改善农村水环境，为农村居民的健康生活提供保障。

1.农村水环境污染现状及特征

1.1 农村水环境污染现状

农村水环境是指分布在广大农村的河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体的总称。农村人口分散，人口数量多。缺乏生活污水的收集和治理设施，这使农村生活污染源成为影响水环境的重要因素。据测算，全国农村每年产生生活污水多达80亿吨，严重污染了农村地区的水环境，农村大部分地区河、湖等水体普遍受到污染，饮用水水质安全受到严重威胁，直接危害农民的身体健康。严重影响农村地区的环境卫生，极易导致一些流行性疾病的发生与传播。而且，农村水环境问题每年造成巨大的经济损失，我国农村水环境状况令人担忧，严重威胁着居民饮用水的安全。

1.2 农村水环境污染特征

（1）水质特征。农村村镇人口较少，分布广泛且分散，大部分没有污水排放管网；农村生活污水浓度低，变化大；大部分农村生活污水的性质相差不大，水中基本上不含有重金属和有毒有害物质（但随着人们生活水平的提高，部分生活污水中可能含有重金属和有毒有害物质），含一定量的氮、磷，水质波动大，可生化性强；不同时段的水质不同；厕所排放的污水水质较差，但可进入化粪池用作肥料。

（2）水量特征。一般农村的生活污水量都比较小，除小城镇外，农村人口居住分散，水量相对较少，相应地产生的生活污水量也较小；变化系数大，居民生活规律相近，导致农村生活污水排放量早晚比白天大，夜间排水量小，甚至可能断流，水量变化明显，即污水排放呈不连续状态，具有变化幅度大的特点；在上午、中午、下午都有一个高峰时段。

（3）排放体制特征。农村生活污水一般呈粗放型排放。很多农村尚无完善的污水排放系统，污水沿道路边沟或路面排放至就近的水体。少部分地区具有完善的污水排放系统。农村生活污水中有机物含量高，N、P含量增多。人们无意识的排放和雨水的冲刷，使大量的有机质和N、P等物质流入湖泊等水体，如果不加以治理利用，常常会引起富营养化，给人们的身体健康带来不利影响。

2.农村水环境污染治理技术

2.1 农村污水治理技术的选择

目前国内外应用农村生活污水治理的治理技术比较多，名称也多种多样，但从工艺原理上通常可归为两大类：第一类是自然治理系统。利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理，又称为生态治理系统，常用的有：人工湿地治理系统、地下土壤渗滤净化系统等；第二类是生物治理系统，又可分为好氧生物治理和厌氧生物治理。好氧生物治理是通过动力给污水充氧，培养微生物菌种，利用微生物菌种分解、消耗吸收污水中的有机物、氮和磷，常用的有：普通活性污泥法、AO法、生物转盘和SBR法等。厌氧生物治理是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机污染物转化为无机物和少量的细胞物质，常用的有：厌氧接触法、厌氧滤池、UASB升流式厌氧污泥床等。

农村污水治理技术的选择要量力而行，充分考虑到农村地区财力状况薄弱、农民实际承受能力较低这一普遍情况，治理工艺的选择不能盲目攀比，不能一味地选择时髦先进、治理效果好、自动化控制水平很高的治理工艺，而应该着重考虑选用既成熟可靠，又适合农村特点和实际的污水治理技术。建议污水治理技术的选择优先达到两个目标：一是达标排放或回用；二是注重经济适用，运行成本低，管理维护简单。

2.2 人工湿地治理技术

有条件的村庄，应充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地和沼泽地等，建设人工湿地治理系统。污水湿地治理系统分自然和人工湿地治理系统，自然湿地就是自然的沼泽地，人工湿地污水治理技术是一种基于自然生态原理，使污水治理达到工程化、实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、生长有像芦苇、香蒲等沼泽生植物的土地上，利用植物根系的吸收和微生物的作用，并经过多层过滤，来达到降解污染、净化水质的目的，它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系，以及介质所具有的物理、化学特性，将污水净化的天然与人工治理相结合的复合工艺。湿地治理系统工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低、对进水负荷的适应性强，能耐受冲击负荷，净化出水质良好、稳定。缺点占地面积大，易受气候影响，表面径流的臭味比较大。

2.3 稳定塘治理技术

稳定塘旧称氧化塘或生物塘，是一种利用天然净化能力对污水进行治理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地经过适当的修整建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来治理污水。主要利用菌藻的共同作用治理废水中的有机污染物。稳定塘污水治理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥治理等优点，在缺水干旱的地区是实施污水的资源化利用的有效方法，所以稳定塘治理污水成为我国农村着力推广的一项新技术。稳定塘缺点在于：占地面积过多；气候对稳定塘的治理效果影响较大；若设计或运行管理不当，易造成二次污染。

污水治理技术篇(3)

关键词：农村污水；污水治理；问题对策；技术措施

中图分类号： R123 文献标识码： A

引言

由于农村污水既影响到农村居民的饮用水安全，又容易引起疾病的扩散和传染，对人民的生命安全产生了极大的威胁，因此，切实搞好新型农村的污水治理工作是很有必要的，也是非常迫切的。

一、我国农村水污染现状及相关规划

从上世纪九十年代以来，我国的污水治理主要集中在城市，然而，却把农村的污水处理给忽略掉了，致使我国大多数的农村污水得不到有效的处理。以新疆为例，随着近年来，农村污水排放量的逐渐增大，再加上农村大多数公共设施比较落后，导致大部分农村的饮用水出现了问题，根据有关部门的调查发现，我国大约有一半数量的人口在饮用不干净的水源。农村的污水乱排放既破坏了自身环境对又污染了流经的河流。乡村的沟塘、水库已呈相当严重的富营养化，经常有水污染事故的发生。并且，大部分水源地、生态保护区、风景名胜区都在郊区，周边大都分布着农村，因此，这些农村的水环境的整治就显得格外重要。目前，新疆农村水环境污染已相当严重，如果不及时的采取有效的治理措施，在采取控制措施时就需要投入更多的资金，而且，还会使越来越多的用水方案失去效用。此外，对人体健康的危害将是长期、无法挽回的。

自从“十一五”规划中强调了新型社会主义新农村建设以后，农污水治理工作被提上日程。“十一五”期间，我国已经加大城乡环保统筹力度，开展农村环境综合治理。

根据国家“十二五”全国村镇污水治理规划，从2010年起用大约30年时间，在中国90%的村镇建立完善的排水和污水处理的设施与服务体系。到2020年，使30%的村镇人口得到比较完善的公共排水服务，并使中国各重点保护区内的村镇污水污染问题得到全面有效的控制。“十二五”期间，全国村镇污水治理率要提升10%。农村污水连片治理将进入攻坚阶段。

二、农村生活污水的特征

（一）水量小、排放分散、水质复杂

新疆大多数农村地区的供水设施简陋、自来水普及率较低，特别是偏远山区等条件落后的农村地区，居民的用水得不到保障。此外，农村地区的居民日常生活较为单一，农村居民人均用水量远低于城市居民，农村地区生活污水的人均排放量也远低于城市生活污水的排放量。目前，新疆房屋基本都属于自建房，具有较大的随意性，缺乏合理的总体布局规划。因此，居民的生活污水排放方式存在诸多差异，有的生活污水排入明沟或暗渠，有的就近排入溪、河及湖泊，还有的农户将粪便等收集作为肥料，其余的用水直接泼洒，使其自然蒸发或渗入土壤。从总体来看，村镇分布密度小和居民的建筑布局随意导致了农村的生活污水排放变得极为分散。

（二）农村地区缺乏垃圾收集、处理设施，致使垃圾随意堆放

农村生活污水除了居民的家庭活动用水外，还混有垃圾堆放产生的污水和高浊度的雨水径流等，汇集的污水水质成分复杂。各类污水比例受生活条件状况、生活习惯等因素影响而不同，并且随着农村经济发展，农村家庭生活方式的改变，生活污水的来源会越来越多，水质成分也势必更加复杂。水质水量随地区和时间变化差异较大我国农村居住环境和人文风俗的差异导致不同农村地区排放的生活污水水质差别较大。

（三）生活污水中氨氮、溶解态磷等污染物浓度与居民经济条件、生活习惯、作息规律等密切相关。例如经济条件较好、肉类蛋白类食物消费比例高的地区，生活污水中的氨氮浓度较高，同时洗涤剂的大量使用致使生活污水中溶解态磷偏高；而经济条件较差的农户往往反复用水后再排放，导致化学需氧量浓度较高，且这些农户一般较少使用卫生洁具和洗涤剂，产生的生活污水氮、磷含量不高。农村生活污水的日变化系数较大，排放量的峰值一般出现在早晨、中午和晚上三个时段，在这些时间段中，居民的家庭活动往往比较集中，用水量也相对较大，污水中的氮、磷等主要污染物浓度的峰值也随之出现。而在其他的时段，尤其是午夜至清晨这段时间，由于用水量的大幅减少，致使污水量很小，甚至出现断流。农村生活污水的排放量随季节变化的规律表现为夏季较多，冬季较少。与排放量相反，主要污染物如化学需氧量、总氮和总磷的浓度变化规律为夏季较低，冬季较高。

三、农村生活污水治理对策

完善农村地区的污水收集体系农村生活污水收集率低是我国大部分地区普遍存在的问题，解决农村地区生活污水收集问题是治理农村水环境的重要环节。随着农村地区的经济条件增长以及国家对农村生活污水的整治力度加大，许多地区已在完善生活污水收集管网，在一些经济条件较好的新农村，已经具备较完整的收集和处理体系。现有的收集处理方式主要可分为三类：农户分散收集处理、村镇集中收集处理、统一收集归入市政管网，不同收集模式的概况。

（一）污水分类收集也是农村生活污水处理的一个有效途径

在国外，对生活污水分离处理的应用模式已较为成熟，将“黑水”和“灰水”分开处理，一定程度上可降低处理难度，还能达到中水回用的目的。有条件的农村地区可以借鉴生活污水分类收集处理的模式，“黑水”经过收集池收集后可农用，“灰水”经收集处理后可中水回用或直接排放，以达到减少处理量，降低建设运行成本的目的。

（二）制定有针对性的处理标准

污水处理排放标准直接影响着污水处理设施的工艺选择和投资规模，间接关系到污水处理设施管理和运行费用。合理地制定污水处理排放标准，对农村生活污水处理具有十分重要的作用。目前，农村生活污水处理的出水水质可参照的排放标准有：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918―2002）、《农田灌溉水质标准》（GB5084―2005）、《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921―2002)、《渔业水质标准》（GB11607―89）等。但是针对村镇生活污水处理排放的标准仍然缺失，需要制定合理的排放标准，明确村镇污水的处理目标，从而权衡水环境质量要求和建设投资及运行费用。此外，排放标准的制定需要充分考虑我国各地区的差异，例如我国东部地区经济条件较好，公共基础设施较完善，可根据出水用途与去向灵活选择排放标准；西部地区经济条件较落后，农村人口数量较多，水环境容量较大，可以适当放宽排放标准，降低处理要求；北方地区相对南方地区较干旱，水资源不够丰富，水环境容量也较小，相应的排放标准也应该较严格，并且鼓励和引导污水处理回用。

（三）合理选择污水处理技术

农村生活污水的处理技术形式多样、工艺成熟，但只有因地制宜的污水处理技术才能真正达到控制农村水污染的目的。目前已有一些低成本、易管理的技术，例如稳定塘。稳定塘是一种利用天然净化能力的生物处理构筑物的总称，有机物主要通过微生物降解、有机物吸附、有机颗粒的沉降和截滤作用去除。稳定塘在农村地区应用比较广泛，尤其是高效藻类塘式稳定塘技术。

高效藻类塘是美国加州大学伯克利分校的Oswald等在20世纪50年代末提出并发展的，它是在传统稳定塘的基础上发展起来的一种改进形式，强化利用藻类的增殖来产生有利于微生物生长和繁殖的环境，形成更紧密的藻－菌共生系统，同时创造一定的物化条件，达到对有机碳、病原体，尤其是氮和磷等污染物的有效去除，适合于农村面源污染控制。

高效菌藻塘系统处理农村生活污水除磷效果及其强化措施是发现，高效菌藻塘和水生生物塘水力停留时间分别为8和4d，进水总磷浓度1．7～17．1mg/L，出水总磷浓度全年平均值为3．33mg/L，高效菌藻塘系统的除磷能力欠佳;通过降低水生生物塘内水深、采用废弃石膏作为填料构建了新型复合水生生物塘，水力停留时间为1．6d条件下，复合水生生物塘出水总磷可保持在1mg/L以下，可达到GB18918－2002一级B排放标准。

在农村生活污水处理工艺选择方面，不仅要考虑处理效果、费用，还需要考虑工艺的适用性以及技术应用的工程建设是否存在问题，只有这样才能保证污水处理设施能够达到正常的治理效果和使用年限。

（四）加强对污水处理设施的运行维护和管理

维持污水处理设施的长期有效运行，需要长期稳定的资金投入，以满足污水处理系统运行的日常维护和定期检查工作所需。中央财政应加大对农村环境综合整治的支持力度，进一步完善污水处理设施及配套管网建设，提高污水处理率。除此之外，还可设立奖励制度，通过以奖代补的方式引导各地区加大对农村生活污水的治理力度。地方财政则负责解决污水处理设施的建设和日常运行维护所需要的资金。另外，可以向村民征收少量污水治理费用，一方面提高村民的环境责任意识，另一方面可对污水的收集处理设施建设及维护提供支持。在污水处理系统运行管理和维护方面，可以借鉴国外已成熟的方式，即承包给专业的第三方服务公司，由这些服务公司对设备的运行进行定期检查，监测运行状况及出水水质，地方政府则可提供专业培训，以及对专业人员和服务公司进行资质认证和监管。

结束语

新疆农村水体污染治理工作起步较晚，污水处理技术不多，加之广大农村的地区差异性，开发适合于不同农村地区污水治理的新技术显得尤为重要和紧迫。对于上述几种污水处理技术，各地区应根据当地地理地貌、自然环境和经济状况等因素酌情选择。选择农村生活污水处理技术时，要因地制宜，即技术本身的特征，如建设费、运行费、技术要求、管理难度、占地、能耗和处理效果等，与当地的特征，如地形、气候、政府财政收入、人均收入、人口密度、技术水平、出水用途等相匹配，实现成本的最小化和效用最大化，有效解决农村环境污染问题，推动生态文明建设和社会主义新农村建设。

参考文献

[1]李仰斌,张国华,谢崇宝.我国农村生活排水现状及处理对策建议[J].中国水利,2008,3:51-53.

[2]徐洪斌,吕锡武,李先宁,等.太湖流域农村生活污水污染现状调查研究[J].农业环境科学学报,2007,26(B10):375-378.

污水治理技术篇(4)

关键词：污水处理厂；混凝土裂缝；防治技术；干缩裂缝；温度裂缝；基础裂缝；施工裂缝；原材料裂缝

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）02-0089-03

混凝土在现代工程中有重要作用，使得混凝土裂缝问题成为工程中极为常见的问题。在工程中混凝土产生裂缝的原因有很多，总的来说主要有湿度变化、温度变化、混凝土的脆性、工程结构的不合理性、混凝土的不均匀性、工程过程中模板的变形、原材料的质量不合格及地基不均匀而导致的沉降等。混凝土施工后在硬化过程中水泥通常放热，使得混凝土内部的温度迅速地上升，这些温度变化让混凝土表面会产生拉应力。同时在后面的降温过程中，因为受到地基或旧混凝土的限制，在混凝土的内部会出现相应的拉应力。外部环境中气温的降低同样会使得混凝土的表面产生较强的拉应力。如果混凝土的抗裂能力小于这些拉应力，则混凝土出现裂缝问题。虽然大多数混凝土内部的湿度变化较小且变化较慢，但是混凝土表面湿度变化通常较大甚至很剧烈。如果出现时干时湿、养护不周，表面的干缩形变受内部混凝土约束，极易导致混凝土裂缝。因此，在污水处理厂的工程施工过程中要尽量地采取有效的措施避免、控制混凝土裂缝产生，让工程结构尽量不出现裂缝或减少裂缝数量、宽度，尽量避免一些关键部位裂缝的产生，保证工程质量。本文以融安污水处理厂为例详细阐述污水处理厂混凝土裂缝的防治措施。

1 污水处理厂混凝土裂缝类型及产生的原因

对混凝土产生各种裂缝的原因进行分析，有助于提出更加切实有效的污水处理厂混凝土裂缝预防措施。在工程中运用混凝土极其的常见，其质量的好坏很大程度上影响着工程结构物的造价、设施的安全、结构物的美观。但在各个工程中混凝土由于各种不同的原因导致裂缝的产生。

1.1 干缩裂缝

干缩性裂缝是指混凝土在硬化过程中由于内部水分蒸发，导致建筑体体积缩小而引起的混凝土裂缝问题；同时在一些施工过程中水灰比不合理，导致水灰比例不标准，进而使得混凝土太稀，经过振捣后表面聚集了大量的水分，如果砂浆遇到暴晒或大风会使建筑物表面的水分蒸发过快，这样极易产生干缩性裂缝。如果新混凝土表面的护理时间不科学、护理不均匀及护理不够全面，会让建筑物的局部失水太多、太快，最后产生干缩性裂缝。

1.2 温度裂缝

温度裂缝包括内部温度裂缝和外部温度裂缝两种。其中内部温度裂缝是指混凝土在硬化过程中内部水泥放的热使得混凝土内部温度急剧上升（350～550kg/m3的水泥用量，平均每m3的混凝土释放17500～27500kJ的热量，可让混凝土内部的温度达到70℃或者更高）。

1.3 基础裂缝

基础裂缝是因为在施工前对地基地质的勘察不够详细，施工过程没有按照标准进行，施工后使得地基产生超载或下沉产生局部沉降导致的裂缝。同时基础裂缝也可能是因为施工长度太长，并没有全面地考虑沉降缝、伸缩缝、膨胀缝或设计长度间距不正确，混凝土自由伸缩达到应具有的沉降缝、膨胀缝、伸缩缝需要的间距时产生的裂缝。

1.4 施工裂缝

施工裂缝是指在施工过程中活性砂石比例不合理，水灰比太大，振捣过程中让混凝土离析，建筑物表面积水或局部过稀，在起吊、拆模、加载过程中都会出现混凝土的裂缝。

1.5 原材料裂缝

原材料裂缝是指因为水泥的稳定性不好、活性砂石含泥量过高、含碱量过高等造成的裂缝。

2 污水处理厂混凝土裂缝防治技术及措施

融安污水处理厂包括主要构筑土建工程（细格栅间及旋流沉砂池、改良性型卡鲁塞尔氧化沟、二沉池、污泥泵房、紫外线消毒池、储泥池、粗格栅间及进水泵房等）、铺筑用房土建工程（污泥浓缩脱水车间、配电中心、综合楼、机修、车库、仓库、传达室、围墙等）两大部分。对于各个部分工程在防治混凝土裂缝方面需要有对应的策略，我主要介绍以下几方面：

2.1 选材及设计

对混凝土的强度等级、水泥品种和等级的选择，严格根据污水处理厂工程的实际结构要求。尽量避免采用强度太高的水泥。选择砂石时，一定注意其质量是否达标，严格根据要求进行外加剂的添加、掺料。学习混凝土补偿收缩技术、方法，在污水处理厂施工过程中尽量准确地运用，并经过试验确定配置的比例。在污水处理厂施工过程中，对混凝土的塌落度要合理地设计，要针对现场原材料实际的情况及时地调整，确保现场养护工作能够顺利地进行。

2.2 温控防裂措施

为了防止污水处理厂工程混凝土产生裂缝。首先，改善骨料的级配，用硬性的混凝土塑化剂、掺混合料或引气剂等来减少混凝土中的水泥用量；其次，在混凝土搅拌过程中添加一定比例的水或用水冷却碎石，降低浇筑时混凝土的温度。如果进行混凝土的浇筑时，特别是在大体积混凝土浇筑时天气较热，要减少浇筑的厚度，最好控制在500mm之内，这样能够让混凝土表面散热，在浇筑第二层时，尽量在第一段混凝土的初次浇筑前完成。根据实际混凝土浇筑面积来进行测温管的设置，进行混凝土内外的温度及时测量。浇筑的前4天应该保持每2个小时测量1次，5～7天时尽量做到每4小时确保测量1次，8～15天区间确保每天测量1次便可，使得混凝土内外温差保持在25℃以内，如果出现温度不在范围之内，应该及时调整护理方式，尽快降低混凝土内外温差。再次，拆模时间要有合理的规定，以便防止混凝土侧面发生急剧的温度、湿度变化，应该加强混凝土的保温养护措施，通常多是通过混凝土浇筑完后在上面覆盖一层塑料薄膜或者利用装了锯末的麻袋来进行保护，厚度一般在80～lOOmm之间。最后，覆盖一层或两层100mm厚的岩棉被。如果夏季施工，要对混凝土采取洒水养护的工作，可以大大地避免由于混凝土内部水分过快的蒸发而使之产生裂缝。在混凝土浇筑过程中，应尽量避免大风、大雨天气。

2.3 施工监测

在污水处理厂施工过程中，应该加强混凝土的收缩变形度和温度的测试及监督工作，要及时地反馈现场情况，如果发现异常情况，专业人员应该通过讨论提出相应的措施，及时地采取补救措施。此外，应该做好混凝土的性能改善工作，要加强混凝土抗裂能力的养护。在污水处理厂施工过程中，其混凝土的质量对于预防裂缝的产生起着关键的作用，如果发现贯穿性混凝土裂缝的形成，情况之后再做更改，就难以保持结构的整体性，所以在污水处理厂施工过程中，要尽量避免贯穿性的裂缝产生，如果发现该类裂缝出现，不要盲目地采取补救措施，应该先对混凝土裂缝产生原因进行调查，根据调查的结果及各项数据来对产生原因和条件、问题进行分析，再在研究分析的基础上，确定如何详细、正确地进行修补。

2.4 冷却管降温

在污水厂施工过程中可以在混凝土结构内部铺设冷却管来避免其施工过程中混凝土在硬化时内部温度过大，尤其是在大体积混凝土施工过程中，通过这种方式可以有效地避免裂缝形成。混凝土浇筑完成之后，进行通水循环的冷却工作，使得管内水流量控制在1.5m2/h之内。若浸水温度大于10℃，则水流量可以适当地加快，施工人员应该控制好“度”。在冷却管出水口的位置选择过程中，避免对施工部位产生一定的影响，如果大体积混凝土整体初次凝固后，应该依据实际的情况利用出水采取蓄水保温护理工作。此外，还应该注意在进行大体积混凝土护理工作之后，应该采取注浆和压浆的措施，为了巩固防止空冷却管对混凝土的强度及其他属性产生不利的影响，通过真空压降方式来实现注浆、压浆工作。

2.5 综合措施

通过综合措施控制混凝土的初始温度、混凝土温度及变化。将浇筑时间尽量安排在夜间，这样可以最大限度地降低混凝土初凝温度。白天施工过程中要求在沙、石堆场搭设简易的遮阳装置或用湿麻袋覆盖，有必要的情况下向骨料喷适量的冷水。混凝土在泵送过程中，应该在其水平和垂直泵管上的地方加盖草袋，并喷适量的冷水。

根据污水处理厂工程的特点，利用混凝土在后期施工过程中的强度，可以减少用水量，并且能够减少水化热及收缩。通过加强混凝土浇灌振捣，可以提高混凝土的密实度。

在污水处理厂工程中混凝土应尽量晚点拆模，拆模完成后混凝土表面下降温度不能大于15℃。根据具体的污水处理厂工程特点，使用UEA补偿收缩混凝土技术。

3 结语

混凝土结构中裂缝是普遍存在的现象，它的出现不仅降低了污水处理厂的防渗能力、影响污水处理厂设施的使用寿命，而且会导致设施中钢筋的锈蚀，甚至会破坏混凝土的结构，严重影响设施的承载能力，并且处理过程中费工费时，增加了成本，延长了施工工期。所以在浇筑混凝土之前，要根据污水厂施工的方法、条件和气温，充分考虑骨料活性、基础稳定性、构件超载等情况，要分析化验混凝土所处的污水环境是否有有害成分，制定一个有针对性的措施，做到预防混凝土裂缝的产生。对已产生的混凝土裂缝要认真研究，通过合理的方法处理，保证工程质量。

参考文献

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[9] 郭卫太．水工建筑物混凝土裂缝成因与预防处理[J]．农业科技与信息，2009，4（20）．

[10] 孙伟，张斌．污水处理厂混凝土裂缝防治技术[J]．黑龙江科技信息，2012，1（15）．

污水治理技术篇(5)

    氮、硬度和细菌总数超标,严重威胁着居民饮用水的安全。

    农村水环境是指分布在广大农村的河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体的总称。我国总计有乡镇45412个,村民委员会739980个,乡村户数23692.7万户,乡村人口达91960万人。农村人口分散,人口数量多,没有任何生活污水的收集和处理设施,这使农村生活污染源成为影响水环境的重要因素。据测算,全国农村每年产生生活污水80多亿吨,严重污染了农村地区居住环境,农村大部分地区河、湖等水体普遍受到污染,饮用水水质安全受到严重威胁,直接危害农民的身体健康,严重影响农村地区的环境卫生,极易导致一些流行性疾病的发生与传播。据估算,农村环境问题每年造成的经济损失已超过千亿元,我国农村环境与生态状况令人担忧。

    2.特点

    农村生活污水中有机物含量高,N、P含量增多。人们无意识的排放和雨水的冲刷,使大量的有机质和N、P等物质流入湖泊等水体,如果不加以处理利用,常常会引起富营养化,给人们的身体健康带来不利影响。 

    (1)水量特征

    ①一般农村的生活污水量都比较小;②变化系数大,居民生活规律相近,导致农村生活污水排放量早晚比白天大,夜间排水量小,甚至可能断流,水量变化明显,即无水排放呈不连续状态,具有变化幅度大的特点;③在上午、中午、下午都有一个高峰时段。 

    (2)排放体制特征。农村生活污水一般呈粗放型排放。很多农村尚无完善的污水排放系统,污水沿道路边沟或路面排放至就近的水体。少部分地区具有完善的污水排放系统。 

    (3)水质特点。

    ①农村村镇人口较少,分布广泛且分散,大部分没有污水排放管网;②农村生活污水浓度低,变化大;③大部分农村生活污水的性质相差不大,水中基本上不含有重金属和有毒有害物质,含一定量的氮、磷,水质波动大,可生化性强;④不同时段的水质不同;⑤厕所排放的污水水质较差,但可进入化粪池用作肥料。 

    二、农村生活污水处理主要方式

    针对农村生活污水的特点,农村生活污水的处理主要考虑土地处理,现行的土地处理方法主要有以下几个:

    1.慢速渗滤工艺

    慢速渗滤工艺是将污水投配到种有作物的土壤表面,污水在流经土壤-植物系统垂直渗滤时得到净化的土地处理工艺。它坚持处理与利用结合的方向。在实现污水资源化 、无害化过程中,把环境效益和环境质量控制问题放到重要的地位。通过严格的系统工程措施,达到预期的环境效益 。适用干旱、半干旱地区。

    2.快速渗滤工艺

    快速渗滤工艺是指将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土壤表面,污水受重力作用迅速下渗过程中得到净化的一种污水土地处理工艺。该工艺的特点之一是将渗滤池分为多个单元,使每个单元在淹水、落干状态下交替运行,以保证渗滤土壤层好氧条件和净化能力得以恢复,同时使截留在土壤表层中的可降解物质充分降解,不致于引起土壤空隙的堵塞而降低其透水性。

    3.漫流工艺

    地表漫流系统是将污水有控制地投配到生长有多年生牧草坡度和缓、土壤 渗透性能低的坡面上,污水在地表沿坡面缓慢流动过程中得以净化的一种土地处理工艺。

    三、农村生活污水处理技术的选择  

    1.污水处理技术路线

    农村污水处理技术的选择要量力而行,充分考虑到农村地区财力状况薄弱、农民实际承受能力较低这一普遍情况,着重应该考虑选用既成熟可靠,又适合农村特点和实际的污水处理适用技术。建议污水处理技术的选择优先达到两个目标:一是达标排放或回用;二是注重经济适用,运行成本低,管理维护简单。

    目前国内外应用农村生活污水治理的处理技术比较多,名称也多种多样,但从工艺原理上通常可归为两类:第一类是自然处理系统。利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理,又称为生态处理系统;第二类是生物处理系统,又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。

    2.人工湿地处理系统

    污水湿地处理系统分自然和人工湿地处理系统,自然湿地就是自然的沼泽地,人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理,使污水处理达到工程化、实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、生长有象芦苇、香蒲等沼泽生植物的土地上,利用植物根系的吸收和微生物的作用,并经过多层过滤,来达到降解污染、净化水质的目的,它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系, 以及介质所具有的物理、化学特性,将污水净化的天然与人工处理相结合的

    复合工艺。

    湿地处理系统工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低、对进水负荷的适应性强,能耐受冲击负荷,净化出水水质良好、稳定。缺点占地面积大,易受气候影响,表面径流的臭味比较大。

    3.生物处理系统

    为进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。污水处理可分为三级处理,即预处理,二级生化处理,深度处理。以下分别介绍污水处理三个阶段的各种工艺。

    根据污水的特点,预处理工艺主要去除水中的油类物质和SS。针对不同类污染物常见的预处理工艺有:格栅,隔油池,混凝沉淀法,气浮等。

    二级生化处理工艺主要去除废水中的有机物。针对各类污染物常见的二级处理工艺如下:

    (1)厌氧工艺

    厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性,在无需提供外源能量的条件下,以被还原有机物作为受氢体,同时产生有能源价值的甲烷气体。厌氧生物处理法适用于高浓度有机废水。

    厌氧生物处理过程能耗低;有机容积负荷高;剩余污泥量少;厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高;耐冲击负荷能力强。

    (2)好氧工艺

    废水的好氧生物处理技术可分为活性污泥法和生物膜法。

    好氧活性污泥法是当今应用最广泛的废水处理方法。其基本特征是生物反应器中的微生物以悬浮状存在,在好氧条件下氧化、分解有机物和氨氮。

    在工程实践中,因采用不同的运行的方式和不同的出水水质要求,好氧活性污泥法可分为传统活性污泥法、缺氧-好氧生物脱氮活性污泥法(AN-O),厌氧-好氧生物除磷活性污泥法(Ap-O),氧化沟法以及间歇式活性污泥法(SBR及改良工艺)等。

    深度处理工艺应用广泛的有活性炭过滤、消毒等,分别介绍如下。

    (1)活性炭过滤

    活性炭过滤是以活性炭作为过滤滤料的水过滤处理工艺,常用于水处理中的脱色、脱臭、脱氯、去除有机物及重金属、去除合成洗涤剂、细菌、病毒及放射性等污染物质,也常用于废水的三级处理。

    (2)消毒方法大体可分为两类:物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐射、紫外线和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒,常用的化学消毒剂有液氯、臭氧、二氧化氯等。污水处理工程中广泛应用中的有液氯、二氧化氯和紫外线消毒技术。

    四、毕节地区农村生活污水处理组合方式探讨

    1.技术的用途和功能。

    生活污水组合净化技术是分散处理生活污水的实用和有效的污水处理技术,适用于近期无力修建污水处理厂的农村。生活污水包括厨房炊事用水、沐浴、洗涤用水和冲洗厕所用水,其特点有三:一是冲洗厕所的水中含有粪便,是多种疾病的传染源;二是生活污水浓度低;三是生活污水可降解性较好,适用于厌氧硝化制取沼气。生活污水组合净化技术是根据生活污水的上述特点,把沼气池、沉淀过滤、人工湿地等处理技术融于一体而设计的处理装置。

    2.主要构筑物和工作原理。

    生活污水净化技术由格栅、沉砂池、沼气池、沉淀池、人工湿地组成。

    粪便经格栅去除粗大固体后,再经沉沙池进入沼气池,在这里粪便进行沼气发酵,发酵后排除部分剩余污泥,再与新进入的粪便混合进行沼气发酵。清夜则溢流入沉淀池,在这里与粪便以外的其他生活污水混合,沉淀后的污水进入人工湿地进行处理后达标排放。

    3.工艺参数。

    生活污水净化沼气池设计依据每天所处理的污水量,污水量按100L/(人/日)左右计算,其中冲洗厕所用水量按20~30L/(人/日)计算,其他生活污水量为70~80L/(人?日)。污水滞留期为2~3天,污泥清掏周期为150天。

污水治理技术篇(6)

关键词：生态环境保护；污水治理；膜生物反应器；污水回用

众所周知，我国淡水资源并不丰富，并且时空分布极不均匀，随着我国经济的迅速发展、人口的增加及工业化和城市化步伐的加快，城市用水量和污水排放量急剧增加，这更加剧了水资源的短缺和水环境的恶化，同时也带来许多城市环境问题，并制约了地区经济的发展。因此，采用合理的污水处理方式，节约水资源是我们必须实现的基本目标。

1 SBR法

SBR法早在20世纪初已被开发，由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法，简称SBR。现在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺，如ICEAS法、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单，由于只有一个反应池，不需二沉池、回流污泥及设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统，采用滗水器及控制系统，间歇排水水头损失大，池容的利用率不理想，其水处理工艺流程：废水毛发截留井调节池份提升泵SBR反应池滗水器重力式过滤罐消毒中水池回用（冲厕）。因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。

2 AB法（Adsorption Bio oxidation）

该法由德国Bohuke教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/（kgMLSS・d）以上，池容积负荷6kgBOD/（m3・d）以上；B级负荷低，一污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M（污染物量与微生物量之比）不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质，A级和B级亦可分期建设。

3 普通曝气法及其变法

本工艺出现最早，至今仍有较强的生命力。普曝法处理效果好，经验多，可适应大的污水量，对于大厂可集中建污泥消化池，所产生沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年在工程实践中，通过降低普通曝气池容积负荷，可以达到脱氮的目的。在普曝池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BODS，在池型上有多种形式，工程上称为普通曝气法的变法，亦可统称为普通曝气法。

4 气浮法在污水处理中的应用

气浮处理法就是将空气通入污水中，并在污水中产生大量的微小气泡作为载体，使废水中微细的疏水性、悬浮颗粒（固态颗粒或液态颗粒）粘附在气泡上，随气泡浮升到水面，形成泡沫层，气、水、颗粒三相混合体，然后用机械方法撇除，从而使污染物得以从废水中分离的一种处理方法。众所周知，疏水性的物质易气浮，而亲水性的物质不易气浮，为了使亲水性的污染物也能气浮除去，需投加浮选（混凝）剂，改变污染物表面特性，使某些亲水性物质转变为疏水性物质，然后除去，这种气浮处理法方法也称为浮选。在污水处理中采用的气浮法，按气泡产生的方法可分为：布气气浮、溶气气浮、电气浮等。溶气气浮：加压溶气气浮是将空气在一定压力下溶于水中，并达到饱和状态，然后突然减压，过饱和的空气便以微小气泡的形式从水中逸出。此方法形成的气泡粒度小（约80μm左右）、分散度高、量多，而且气泡与污水的接触时间可以控制。因而净化效果高，并可针对不同水质进行调节，适应范围广，因此在污水处理领域得到了广泛应用。

随着气浮理论的不断发展完善，现代气浮理论认为：部分回流加压溶气气浮节约能源，能充分利用浮选（混凝）剂、处理效果优于全加压溶气气浮流程。而回流比为50%时处理效果最佳，所以部分回流（回流比50%）加压溶气气浮工艺是目前国内外最常采用的气浮法。浮选（池）一般设置在生物处理单元之前，物理处理单元之后，习惯上将其归为物理处理单元。为保证气浮效果，一般设为两级浮选。图1是其流程图。为了方便操作、节约投资、减少占地面积，平面布置时常将一、二级浮选池并列，一、二级浮选池间约有500mm左右的液位差保证污水从一级浮选池流动到二级浮选池，而取消提升泵达到节能效果。体现在竖向布置上，即在设计、施工时必须严格控制刮渣机拖架（板）、可调节堰和除渣槽顶的标高，这一点非常重要，是关键因素之一，否则会严重影响气浮效果（泡沫层无法用机械方法撇除），这也正是必须采用可调节出水堰的原因所在。因为污水中一般含有毒有害物质，故浮选池结构设计要考虑设防腐层和顶盖板，有条件时可考虑浮选气体的有组织排放。

5 膜生物反应器

膜生物反应器是以膜组件作为取代二沉池的泥水分离单元设备，并与生物反应器组合构成一种新型的生物处理装置。污水首先进入反应器，反应器中的微生物将污水中的污染物进行同化和异化，异化产物多数成为无害的CO2和H2O，同化物质成为微生物的组成物质。膜单元部分主要用于截留微生物和过滤出水，微生物固体可有效地被截留在反应器中，可以完全地控制微生物在反应器中的停留时间（污泥龄）及有效地对处理水进行消毒。

膜生物反应器综合了膜分离与生物处理技术的优点，不仅可以最大限度地去除悬浮物，同时可以通过膜分离将二沉池无法截留的游离细菌和大分子有机物阻隔在生物池内，从而大大提高了反应器内的微生物浓度，提高了有机物和氮、磷的去除率。由于膜生物反应器对污水同时进行降解和消毒，所以其出水的水质较高，通常有机污染物（COD或BOD）和悬浮物的去除率可达95%。由于膜的良好的截留作用，在传统活性污泥工艺中，污泥停留时间和水力停留时间难以协调的问题在此得以解决。污泥停留时间和水力停留时间可以有效地分开，这样可以优化生物处理工艺，提高其可行性和灵活性。根据不同的污水采用不同的工艺参数，以培养不同种类的微生物。对于城市污水来说，膜生物反应器中污泥龄的有效控制，可以使得难以生存的生长周期长的硝化细菌得以存在，使得原来需要两步的碳化和硝化过程，可在膜生物反应器的一个设备中完成。膜单元可以承受比重力式沉淀池更高的污泥负荷，这样使得膜生物反应器与传统活性污泥法工艺相比，具有结构紧凑、占地面积少的优点，同时膜可以截留一些大分子有机物，提高了它们在生物反应器的停留时间，增大了其生物降解的一可能性。

比起常规的生物处理方法，膜生物反应器具有如下显著特点：（1）能够高效地进行固液分离，出水水质良好，可完全滤去悬浮物及有关微生物，出水无需消毒，可直接回用；（2）膜的机械截留避免了微生物的流失，使生物反应器内保持高的微生物浓度，从而大大提高了容积负荷，降低污泥负荷，减少占地面积；（3）污泥泥龄长，剩余污泥量少，大大降低了污泥处置费用；（4）实现了水力停留时间和污泥停留时间的彻底分离，使设计与运行简化；（5）工艺结构紧凑，易于实现自动控制。

参考文献：

[1]周锋，吴浩汀，曾苏.小区生活污水处理与回用技术[J].污染防止技术，2011，（05）.

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污水治理技术篇(7)

关键词：农村生活污水；源分离；生态治理模式；人工湿地；稳定塘；地下渗滤系统

中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1672-1683（2014）06-0209-04

随着农村居民生活方式的逐步城市化，农村的人均日用水量和生活污水排放量急增。农村生活污水已经成为广大村镇地区面源污染的重要来源。据统计，农村生活污染对整个流域污染物磷的贡献率达到8%，对氮的贡献率达到10%[1]。但许多农村地区由于缺乏完善的排污系统和污水的治理措施，未经处理的生活污水肆意排放，严重污染了农村的生态环境和居住环境。

20世纪末，污染治理的源分离技术在国际上得到广泛推广，改变了利用大量清洁水稀释粪便，再花费大量能耗进行净化、分离处理并输送回用的传统模式。近几年来我国在污水源分离方面的研究发展很快。国家环境保护部提出“对粪便和生活杂排水实行分离并进行处理，鼓励采用沼气池厕所、堆肥式、粪尿分集式等生态卫生厕所，实现粪便和污水的无害化和资源化利用”。目前，粪尿分集式卫生厕所在我国已有部分示范应用，取得较好的效果[2]。但国内基于源分离理念的农村污水治理尚处于研究阶段，如何将前端分离和末端产物处理有效结合，还需要进一步探索。

1 农村生活污水特点

1.1 农村生活污水水质特征

农村生活污水主要包括人畜排泄及冲洗粪便、家庭洁、农村居民洗浴及厨用所产生的污水等。一般来说，农村生活污水中各污染物浓度相对较低，基本不含或少含重金属和有毒有害物质。污水中含有机物质、氮、磷等营养物质、悬浮物以及病菌等污染成分，可生化性较强。若按污水来源与水质分类，生活污水可以被分为由来自厨房与卫生间的洗涤、洗浴水组成的灰水和由尿液、粪便（含手纸）和冲洗水等组成的黑水。灰水水量较大，一般占生活污水的50%～80% [4]，但水中污染物质含量明显较低，便于处理，且存在回用价值。黑水虽然水量小，但污染物质、病原菌含量高，处理难度大。Almeida 等[5]针对生活污水进行分析，发现黑水对污水中COD、TSS、NH3-N、PO4-P 的贡献率分别达到了43.19%、77.14%、97.11% 、79.18%，可见黑水是生活污水的主要污染来源。具体的农村生活污水分类及水质水量对比见表1[6]。

1.2 农村生活污水排放特征

农村人均日用水量不及城市人均日用水量的1/3，污水排放量一般较少。但农村生活污水排放随机性强，属于典型的间歇排放，在不同时段排水量变化明显，日变化系数大，一般在3.0～5.0 之间 [7]。农村生活污水排放途径主要有：直接洒向地面、就近排入河道、通过下水道后入河等。归纳起来，农村生活污水排放具有以下特征，见表2。

2.1 源分离的基本思想

人粪尿含生活污水中的大部分有机物和绝大部分营养盐。人粪便中除了病原菌、寄生虫卵有害物质外，还含有丰富的植物营养物质。如每50 L粪便中，就含有5.5 kg的氮、0.8 kg的磷、2 kg的钾，COD含量是22.5 kg；而尿液是一种高浓度的营养物（N 8 180 mg/L，P 670 mg/L，K 2 160 mg/L），是一种无菌的液体资源，尿的肥效和等量的化肥中植物养分相当[8]。

传统人粪尿排放和处理模式是先被成百倍地稀释、输送，再消耗能量去除掉。污水中所含的氮磷等营养盐一部分随出水流失，一部分被降解或成为污泥的组成部分。由于混合废水的污泥成分复杂，难以将污泥作为农业营养源，所以这一模式影响了营养物质的有效利用。

源分离概念是指从源头-便器入手，将粪便、尿液单独收集、输送、处置、利用，不再将其与其他污水混合。源分离理念主要体现在将高浓度的人粪尿与其他杂排水分离，从人粪尿中回收能量和资源，可以从根本上消除污水末端处理靠洁净水稀释、输送、处理污染物，浪费大量水资源并使所含营养物难以回归土地的不可持续性弊端。

2.2 农村生活污水生态治理模式的内涵

农村生活污水治理是与农业生产、生态环境建设等方面联系在一起的系统工程，应根据生态学原理，充分运用农业生产体系的生态结构功能及农村自然生态系统的结构功能，考虑农村的具体自然条件，强调用自然的处理方式，充分利用人工湿地、稳定塘、土壤渗滤等自然处理系统中，各种植物、动物及微生物相互依存的综合作用，形成食物链，达到系统内部物质能量的循环再生利用。

3 农村生活污水生态处理模式的技术分析

3.1 源头控制利用技术

3.1.1 粪尿分离式生态厕所

在农村，一方面生态农业的发展，需要人粪尿的还田，以改善土壤性能，减少化学肥料的危害；另一方面传统的粪便农用，缺少对粪便有效的无害化处理，造成肠道等疾病的传播，加上一些水冲式厕所冲走粪便，造成粪便农用率的降低。解决这些问题的有效措施就是推广应用生态厕所。这种厕所安全卫生、节约水资源、能够实现变废为宝。目前，国内外已开发出来的生态厕所有：太阳能厕所、循环水冲洗厕所、免水冲洗厕所等。其中，免水冲洗的粪尿分离型厕所对于旱厕有很好的替代价值，其基本结构包括粪尿分集式便器、排尿管、贮尿容器、过粪管、厕坑、排气管等，尿液通过小便区的尿液排污口单独收集，大便收集后添加锯末等粉料从而起到清洁的作用。目前尿液与粪便分离式便器己在瑞典、丹麦、德国、荷兰等欧洲国家使用。粪尿分离型厕所技术含量不高，却代表了先进的卫生理念，是目前欠发达地区改善卫生条件最合适的技术手段[9]。

3.1.2 尿液的处理与利用

通过尿液和粪便的分离和利用，可以形成一个良性的营养封闭系统。尿液里含有大多数人类代谢的营养物，如果将尿液分离，污水处理的负荷将大大减小。尿液中包含的大部分营养物能满足农业生产中的营养需要，将其作为肥料是营养圈封闭的重要一步。尿液收集后储存于收集桶中，桶的容积可根据人口而定。尿液在被农业施用前贮存6个月以上则可将卫生方面的危险降至最低程度[10]，而且无形成大量沼气的可能，适合于封闭条件下储存。源分离后的尿液通过收集和贮存，并进行腐熟和肥化处理，成为有着丰富营养物的重要有机肥，这种肥易分解，可作氮肥施用。

3.1.3 粪便的处理与利用

建立在源头控制概念基础上的粪便处理，无需以水作为运输粪便的媒介，它是在座便器下方建造一个长方形池，内填充具有良好多孔性、吸水性、排水性的锯末作为微生物的繁殖场所，粪便经座便器直接进入反应池中与木屑混合，整个过程不需水冲，以较小的动力搅拌，通过控制温度、湿度等条件，使好氧微生物在与锯末混合的特有环境（55～65 ℃）中快速繁殖，将粪便转化为无臭味的H2O、CO2和较干燥的有机肥。同时，经过一段时间的积累，可以培养出适合粪便分解的好氧菌群，这又加速了粪便的分解，其产物可作为有机肥料及土壤改良剂。孙胜龙等人[11]结合我国北方地区的特点，采用麦秸作为锯末的替代品，并对其性能特点进行了研究。结果表明，麦秸能够完全代替锯末作为生态厕所的基质，对粪便及厨房垃圾的削减率可达到79.7%，超过锯末的70.2%的削减率，稳定后的麦秸―粪便混合物中氮、磷和其它有机物质的含量较高，适于作农用肥料。

3.2 农村生活污水生态处理技术分析

在对各种污染源的源头进行有效控制之后，在后续污水资源化的途径中，需综合考虑三个方面的问题：一是充分利用农村地区的土地（荒地）、河流（沟渠、坑塘）、湖泊资源与自然等条件；二是充分考虑广大农村地区财力状况薄弱这一情况，着重考虑选用既成熟可靠，又适合农村实际的经济适用技术；三是针对广大农村地区从业人员技术水平和管理水平较低的现状，着重选用简单易行，运行稳定，维护管理方便的处理工艺。

污水生态处理技术是利用土壤-植物-微生物复合系统的物理、化学、生物学和生物化学特征对污水中的水肥资源加以回收利用，对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术。具有造价低，能耗低，结构简单，运行维护方便，处理效果好的优点，其净化水质可达二级处理甚至三级处理水平，比较适合我国农村生活污水处理。目前，人工湿地、稳定塘和土地渗滤系统是比较成熟的污水生态处理技术。

3.2.1 人工湿地污水处理技术

人工湿地系统是通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水植物、动物和水体组成的复合体[12]。

人工湿地处理系统的优点主要表现为：投资费用较少，运行费用低；维护管理简便，水生植物在加强污水处理效果的同时还可以美化环境，调节气候，增加生物多样性。其不足主要表现在污染负荷比较低，占地面积大，如果设计不当很容易造成堵塞，处理效果受季节影响明显，随着运行时间的延长除能力会逐渐下降。

人工湿地处理技术经过几十年的发展，目前已成为一种较为成熟的污水处理技术并在世界范围内有较广泛的应用。近年来，国内学者[13]对湿地污水处理原理与设计参数也进行大量的研究，湿地系统人均建设费用为250～300 元，仅为传统工艺建设投资1/3，运行成本主要为提升水泵所消耗的电费，约为0.05～0.1 元/ t水，因此人工湿地污水处理技术是适合我国国情的污水生态处理技术。

3.2.2 稳定塘

稳定塘又称为氧化塘或生物塘，是一种利用天然净化能力的生物处理构筑物的总称，有机物主要通过微生物降解、有机物吸附、有机颗粒的沉降和截滤作用去除。稳定塘系统分为好氧塘、兼性稳定塘、厌氧稳定塘、曝气稳定塘。

稳定塘系统能充分利用地形，系统基本不耗能，无需污泥处理，易于管理和维护，对有机物和病原体有很好的去除效果，并且基建费用低，人均建设费用为150～ 250 元，为传统二级活性污泥法的1 /4，但占地面积大。该工艺适用于经济欠发达、水资源短缺、规模较小且拥有自然池塘或闲置沟渠地形的村庄。

稳定塘在太湖流域农村地区应用比较广泛。在北方寒冷地区单独应用稳定塘处理时，因需要巨大的储存容积以及稳定塘表面容易结冰等因素而使其发展受到了限制。但可以通过采用多塘串联和增加曝气系统等改善稳定塘在冬季低温下的运行效果。

3.2.3 土地渗滤系统

土地渗滤污水处理系统以土壤为介质，在人工控制的条件下，将污水投配在土地上，通过土壤-微生物-植物系统的综合净化作用，使水与污染物分离，水被渗滤并通过集水管道收集，污染物通过物化吸附被截留在土壤中，可分为慢速渗滤、快速渗滤两种。慢速渗滤是由植物和土壤组成的垂直渗滤污水处理工艺，适用于干旱、半干旱地区，农田污灌就是典型的慢速渗滤土地处理系统。快速渗滤是使污水在重力作用下快速流过土壤而得到净化的工艺，要求土壤通透性好、活性高。

地下渗滤系统具有氮、磷去除能力强，处理出水水质好，可回用，基建及运行成本低，运行管理简单、维护容易、不产生剩余污泥且对进水负荷的变化适应性强等优点外，还对各种病原体具有很好的降解作用。适合土质通透性能高、农户分布散、人口少、经济较落后的农村污水处理。

国外对于土地渗滤污水处理系统研究较多，应用较为普及，在美国约有36% 的农村及散住家庭用了土地处理系统处理生活污水，在瑞典、芬兰和挪威等北欧国家，约有100多万散居住户采用了土地处理系统处理生活污水[14]。我国沈阳西部的滞洪区就有慢速渗滤土地污水处理农村污水的应用[15]。

4 结语

基于源分离理念的农村生活污水生态治理模式，有别于传统的以“去污”为核心的污水治理思路，而是增加了粪尿资源化这一环节，在生态和物质循环上有深远的意义。源分离后的剩余杂排水在后续污水资源化的途径中采用污水生态处理技术，能够很好地结合广大农村地区的自然地理条件，如当地的废塘、滩涂、废弃的土地，基建投资低，出水可以直接回用于农田灌溉或农村杂用水。对于广大农村地区来说，居住分散，难以建立完备的管网系统，经济力量薄弱，缺乏污水处理专业人士，污水生态处理是一个很好的出路。该模式在技术上并不需要太多的革新，只需根据不同地区的实际情况选择合适的处理工艺或对现有的污水处理技术进行组合，以实现污水处理的低能耗，优质化，资源化。

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