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沼气技术在农村生活污水治理中的应用与探索

2021-11-11 来源:九壹网
沼气技术在农村生活污水治理中的应用与探索

农村居民排放的生活污水包括人类粪尿和洗涤、洗浴、厨用后废水等。利用沼气技术处理生活污水就是在厌氧条件下利用科学的方法将生活污水中的污染物进行清除、降解或无害化处理,使处理后的尾水能够达标排入或被人们再次利用。沼气技术处理农村生活污水具有建设投资省、占地小、运行费用低、使用寿命长、管理方便等优点,在我县得到广泛的应用与推广,对保护楠溪江流域水环境发挥了重大作用。

根据我县农村分布特点,依照环境优先、因地制宜、简单适用、运行管理方便和造价低廉的原则,我县共有118个村建造了生活污水净化沼气工程。现将我县农村生活污水沼气技术处理模式归纳如下,抛砖引玉为当下“五水共治”提供一些思路。由于县规划设计院对全县的地形、地貌进行实地勘查,这里不现叙述,仅介绍沼气技术处理模式。

模式一:沼气池资源化利用模式

1、适用条件与地区:本模式适用于自然地形复杂的农村,对废水处理要求不高的,特别是有养殖家禽或家蓄、有用肥需求的农户或地区。

2、处理原理:将生活污水与及人畜粪便排入沼气池,通过厌氧菌作用将废水中的有机物分解转化为甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)和水,沼气用于生活用能、处理后的废水用于农业用肥,达到资源化利用和净化处理生活污水的目的。

3、技术流程:

生活污水 沉砂窨井 沼气池 农业用肥 猪圈污水 沼气利用

4、技术参数:沼气池以一户1立方米、3头猪以下3立方米,合计4立方米设计。

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5、造价与运行费用:本模式建设成本低,每立方米净容积造价在600元左右。采用地埋式,运行无动力,无日常管理费用。除沼气池2-3年需清理一次外,一般不需日常维护。

模式二:沼气池+垃圾屋

1、适用条件与地区:本模式适用于自然地形复杂的农村,对废水处理要求不高的,没有养殖家禽和家蓄的,一些通过垃圾坑(屋)来积累有机肥的、有用肥需求的农户或地区。

2、处理原理:将可降解的生活垃圾放入垃圾坑(屋)内降解,垃圾坑(屋)上面加一个透明的盖子,通过阳光加快垃圾降解。垃圾屋积水和生活污水进入厌氧沼气池去除生活污水中的大部分有机质,尾水用作农业用肥。

3、技术流程:

生活污水 沉砂窨井 厌氧沼气池 农业用肥 垃圾坑(屋) 固肥利用

4、技术参数:池容按每户1立方米设计,污水在池内的水力停留时间为72小时。

5、造价、运行费用:本模式处理构筑物为地埋式,运行无动力。除厌氧区沉渣过多进需抽取清理外,一般不需日常维护。占地少,日常管理简便,不需日常运行管理费用的支出。建设成本约每立方米净容积造价在600元左右。

模式三:沼气池+天然湿地

1、适用条件与地区:本模式适用村庄规模不大但人口相对集中,地

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形不复杂、植被茂密的山区。

2、处理工艺:本模式通过管网将生活污水收集后排入处理设施,以多级厌氧发酵把高浓度污水逐级降解,再经兼氧生化处理池中的填料过滤消化。再通过管网将尾水分流输送到竹林、茅草地或植被茂密的地方天然过滤消化。

3、技术流程:

生活污水 沉砂窨井 二级厌氧沼气池 竹林、茅草地等

4、技术参数:池容按每人100升/天设计,污水在池内的水力停留时间为72小时。

5、造价、运行费用:本模式处理构筑物为地埋式,占地少,日常管理简便,运行无动力、无运行费用。建设成本约每立方米净容积造价在800元左右(不包括管道接入费用,下同)。

模式四:沼气池+兼氧过滤模式

1、适用条件与地区:本模式适用对水质处理要求不高的地区,我县大部分地区采用这种模式。

2、处理工艺:本模式以厌氧发酵沼气技术为核心,将生活污水(包括公厕污水)经多级厌氧发酵把高浓度污水逐级降解,再经兼氧生化处理池中的填料过滤及兼氧微生物的协同消化,降低污水中的COD、SS等指标,达到达标排放或用于农业灌溉。

3、主要构筑物:包括沉砂池、多级厌氧消化池和兼性生物滤池。 (1)沉砂池:矩形池体,砖混结构,池内设钢筋网格栅,有效池容3

1~10m。

(2)厌氧消化池:圆筒形池体,混凝土或钢筋混凝土现浇整体结构,

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池内安装弹性填料,池内表五层密封粉刷,有效池容10~200m。

(3)兼性生物滤池:矩形池体,砖混或钢筋混凝土结构,池内设多

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道砖砌隔墙,安装硬性填料,有效池容8~200m

4、技术流程和工艺流程剖面图:生活污水净化沼气池总池容(本文

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所指的总池容均为有效总池容)小于30 m的处理系统一般采用单级厌氧

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消化工艺;总池容为30 m~400 m之间的处理系统一般均采用二级厌氧

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消化工艺;总池容大于400 m的处理系统一般采用三级厌氧消化工艺。是我县已建的净化沼气池中采用最多的是二级厌氧消化处理系统。

技术流程图:

生活污水 沉砂窨井 一级厌氧沼气池 二级厌氧沼气池 3

公厕 多格兼氧过滤池 排放

工艺流程剖面图:

沼气进料5612377888滤料出水4

工艺流程剖面示意图

1.沉砂池 2.一级厌氧消化池 3.二级厌氧消化池 4.兼性生物滤池 5.格栅 6.挡流板 7.弹性填料 8.硬性填料

5、技术参数、造价和运行费用与模式三相似。

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模式五:沼气池(厌氧池)+微动力模式

1、适用条件:本模式适用于出水要求较高、经济实力较强的农村的地区。

2、处理原理:利用固着生长在填料上的厌氧、兼氧、好氧生物膜实现对污水中有机物的分解净化。为了强化污水处理的脱氮除磷效果,在无动力厌氧处理的基础上,加上缺氧和好氧交替处理的工艺段。

3、技术流程图和工艺流程图

(技术流程图)

(工艺流程图)

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4、技术参数:设计容积负荷率:厌氧池0.2-0.4kgCOD/m.d;缺氧池0.15-0.3kgCOD/m.d;好氧池0.15kgCOD/m.d

5、造价、运行费用:造价每立方米约1200元,每年需运行费用2-4万元。对管理人员要求较高,需掌握一定的专业知识。我县某部门在前几年大力推广这种模式,但因村集体经济薄弱,没有钱维持运行费用和管理费用,使生活污水处理工程成了晒太阳工程,在群众中造成不良影响。

上面几种模式中,模式一和模式二主要是处理以户为主的生活污水,我县曾在上世纪80年代前后大力推广过,由于农村养殖农户日益减少,这两种模式逐渐退出历史舞台;模式三、四、五近几年因“十百工程”工作的开展,大量应用于集中处理农村生活污水。当然,沼气技术在农村生活污水中的应用远远不止这几种模式,还有沼气池+人工湿地、沼气池+稳定塘、沼气池+氧化塘等,由于这几种模式在我县应用较少,这里不再一一列出。

保护楠溪江流域水环境任重道远,要求我们具备长远的目光,摆脱急功近利心态,需要我们长期地摸索污水处理技术和工艺;更要各部门各弃己见,协同合作,走出一条适应我们楠溪江流域的路子来。

2014-10-20

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