1、碩士學位論文循環氧化塘工藝處理農村生活污水的設計研究學位論文答於日期：2aM入位指導教師簽字：答科委員會成員茶字：j家垓青島理工大學學位論文獨創性聲明本人聲明所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研冗工作及取得的研冗成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發表或撰寫過的研完成果，也不包含為獲得青島理工大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均己在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名：宋亞星日期：2013.12.15青島理工大學學位論文使用授權聲明青島理工大學、中國科學技術信息研完所、國家圖書館、CDMD

2、和DMD有權保留本人所送交學位論文的復印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文。本人電子文檔的內容和紙質論文的內容相一致。除在保密期內的保密論文外，允許論文被查閱和借閱，可以公布（包括刊登）論文的全部或部分內容。論文的公布（包括刊登）授權青島理工大學研冗生處辦理。研究生簽名：宋亞星導師簽名A"AA日期：2013.12.15國內圖書分類號：X703.1國際圖書分類號：碩士學位論文循環氧化塘工藝處理農村生活污水的設計研究碩士研究生：宋亞星導師姓名：管錫理申請學位級別：工程碩士學科、專業：環境工程所在單位：環境與市政工程學院答辯日期：2013年12月學位授予單位：青島理工大

3、學ClassifiedIndex：X703.1U.D.C:DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONDESIGNOFTHECYCLICOXIDATIONPONDPROCESSFORRURALDOMESTICWASTEWATERTREATMENTCandidate:SongyaxingSupervisor:Prof.GuanXijunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:EnvironmentalEngineeringDateofOralExamination:Dece

4、mber,2013University:QingdaoTechnologicalUniversity目錄摘要IAbstractIII第1章緒論11.1 課題背景及來源11.1.1 我國農村水資源現狀11.1.2 我國農村水污染現狀11.1.3 課題來源31.2 研究目的、意義及內容31.2.1 研究目的31.2.2 研究意義41.2.3 研究內容5第2章農村污水處理工藝概述62.1 我國農村污水處理工藝62.1.1 土地處理系統模式62.1.2 沼氣凈化池處理模式82.1.3 厭氧、好氧生物處理技術及二者組合一體化設備處理模式92.1.4 穩定塘處理模式102.1.5 氧化溝處理模式112.2

5、 國外農村污水處理工藝122.2.1 高效藻類塘處理技術122.2.2 非爾脫(FILTER)處理系統132.2.3 蚯蚓生態濾池(VBF)142.2.4 "LIVINGMACHINE"(LM)生態處理系統142.2.5 日本農村生活污水處理系統152.3 農村污水處理工藝選擇原則16第3章設計工藝及進水水質特征183.1 設計工藝簡介183.1.1 工藝流程選擇183.1.2 工藝流程說明203.2 污水水質特征21第4章工藝流程設計計算234.1 處理規模及主要構筑物234.1.1 處理規模234.1.2 主要構筑物234.2 設計計算234.2.1 粗格柵設計244.

6、2.2 集水井設計264.2.3 調節沉淀池設計284.2.4 部分曝氣塘需氧量計算294.2.5 高程計算314.2.6 溢流通道計算344.2.7 雨水管道計算354.2.8 污水處理系統各工藝階段處理效果384.2.9 氧化塘防滲及排洪394.2.10 污泥處理40第5章環境與經濟分析415.1 環境分析415.1.1 污染源分析415.1.2 環保措施及環境綠化425.1.3 環境監測435.2 經濟分析445.2.1 經濟分析基本數據及依據445.2.2 經濟財務評價455.2.3 國民經濟評價455.2.4 經濟分析結論45第6章結論與建議466.1 結論466.2 建議47參考文

7、獻48致謝53摘要目前，村鎮的快速發展及其基礎設施的建設是推動社會主義新農村建設的重要途徑，而污水處理顯然也是基礎設施建設的重要組成部分。村鎮排水以生活污水為主，具有水量小、排放分散、水量和水質變化大、排放無規律等特點，特別是斷流、高濃度和雨季流量大的問題。但是，村鎮地區高效的污水處理工藝的技術開發和應用仍然較為滯后，導致這些污水直接流入水體，引起環境的嚴重污染。因此，研發簡單、緊湊、高效、穩定、經濟的新型污水處理工藝，使得處理后的污水水質穩定，具有非常重要的現實意義。本課題針對村鎮污水特點，設計研究了“循環氧化塘工藝”處理農村生活污水?！把趸痢笔侵敢越涍^人工適當修整的土地為基礎，設圍堤及防

8、滲層的污水處理池塘。污水在池塘內緩慢的流動及較長時間的停留，通過原污水中存在的微生物的代謝功能和水生植物等多種生物的綜合作用，使污水中的有機物降解，從而使污水得到凈化。循環氧化塘則是充分考慮農村生活污水的季節性、收集的不完整性、雨水沖刷性等特點，使普通的氧化塘塘內水流在循環狀態下實現更好的整體水質，該工藝中因為考慮到污水在系統內的循環流動，故同時也具有氧化溝的特點。本設計課題來源于山東省七級鎮污水處理-氧化塘項目。本項目結合了景觀設計，擬成為親水環境，氧化塘和養魚塘相結合，水體經養魚塘后才予以回流，形成了立體化的環境系統和生態系統。本設計以農村生活污水作為處理對象，對污水處理-氧化塘進行設計。

9、本鎮具有一個開闊的池塘，完全可以作為污水處理的資源。本設計屬于因地制宜，主要設計結果如下：(1)循環氧化塘工藝占地15250m2,平均池深2.5m,有效池容22650m3,其中核心處理構筑物一一部分曝氣塘容積為5300m3,有效池深3m。該系統考慮遠期設計，系統正常運行可使用20年以上。(2)集水井尺寸為LXBXH=2mX1.2mX1.8m；簡易調節沉淀池尺寸為LXBXH=12mx10mx3.3m；部分曝氣塘為現狀池整形護坡，池內設有曝氣器；養魚塘1、養魚塘2、養魚塘3、養魚塘4均為現狀池整形，四周種植綠化帶。(3)養魚塘4至部分曝氣塘之間設有回流管道，回流稀釋比100%,水體循環流動，同時具

10、有氧化溝的特點，在保證出水達標的基礎上同時具有脫氮除磷的能力。(4)該設計工藝以七級鎮生活污水為主要處理對象，污水處理能力為300m3/d,系統對COD、BOD5的去除率可達到90%以上，對NH3-N的去除率可達83%。充分利該工藝的設計突破了建設農村生活污水處理設施中存在的經濟與技術上的矛盾，用了農村豐富的土地資源，降低了基建及運行成本，同時具有簡單、高效、穩定的特點，口為以后該工藝在其他同類地區的實際生產與運行提供參考。關鍵詞：農村生活污水，循環氧化塘工藝，部分曝氣塘，氧化溝，循環流動AbstractAtpresent,Therapiddevelopmentofthevillageandt

11、heconstructionofinfrastructureisanimportantwaytopromotesocialistnewruralconstruction.Andsewagetreatmentobviouslyisanimportantpartoftheconstructionofinfrastructure.Domesticsewageisamajorpartofvillagedrainage,whichhasthecharacteristicsofsmallquantity,emissionsdispersionandirregular,greatvariationwater

12、quantityandqualityetc.Especiallytheproblemofcut-off,highconcentrationandlargeflowintherainyseason.Butinvillageareas,developmentofefficienttechnologyandapplicationconcernedaboutwastewatertreatmentprocessarestilllaggingbehind.Asaresult,thesewastewaterflowintothewaterbodiesdirectly,causingseriousenviro

13、nmentalpollution.Therefore,ithasasignificantpracticalimportanceindevelopinganewwastewatertreatmentprocess,whichissimple,compact,efficient,stableandeconomictomaintainthequalityoftreatedwastewaterstable.Thistopicconsideringthecharacteristicsofvillagesewage,andthecyclicoxidationpondprocesswasdesignedan

14、dresearchedtotreatruraldomesticwastewater.Theoxidationpondprocessisasewagetreatmentpondwhichisbasedontheafterartificialappropriatemodificationoflandandsetthecofferdamandimpermeablelayer.Itismainlyrelyonthefunctionofnaturalbiologicalpurificationtotreatwastewater.Thewastewaterflowsslowlyandstayalongti

15、meinthepond.Thewastewaterispurified,withtheorganicmatterinthewastewaterbeingdegradedbythemicrobialandaquaticplants.Thecyclicoxidationpondisfullyconsideringthecharacteristicsofruraldomesticwastewhichisincludeseasonal,imperfectionofcollection,andthescouringoftherainetc.Andmaketraditionaloxidationpondt

16、oachieveabetterquality.Sincethisprocessconsideringthesewagecirculatinginthesystem,thereforealsohasthecharacteristicsofoxidationditch.ThistopicfromSewagetreatmentoxidationpondProjectofQijiTown,ShandongProvince.Thisprojectcombinedwithlandscapedesignandwillbecomethehydrophilicenvironment.Theoxidationpo

17、ndandfishpondincombinationwitheachotherandwaterbackflowafterthefishpond.Thewholeprocessformsthethree-dimensionalenvironmentsystemandecosystem.Thisdesignwithruraldomesticsewageasthetreatmentobjectandtodesignthesewagetreatment-oxidationpond.QijiTownhasanexpansivelypond,whichiscompletelyusedastheresour

18、cesofthesewagetreatment.Thisdesignisadjustmeasurestolocalconditionsandmaindesignresultsareasfollows:Thecyclicoxidationpondprocesscoversanareaof15250m2,theaveragepooldepthof2.5m,effectivevolumeis22650m3.Thevolumeofthefacultativeaerationpond(themainstructure)is5300m3,andtheeffectivepooldepthis3m.Thesy

19、stemconsideringtheforwarddesign,andcanbeusedmorethan20yearsifthesystemrunningnormally.(2) ThesizeofcollectingwellisLXBXH=2mX1.2mx1.8m.ThesizeofsimpleregulationsedimentationtankisLXBXH=12mX10mX3.3m.Thefacultativeaerationpondisexistingpondwhichischangedshapeandrevetted.Andinthatsettingtheaerators.TheN

20、O.1toNO.4fishpodbothareexistingponswhicharechangedshapeandrevetted.Andaroundthemplantinggreenbelts.(3) BetweentheNO.4fishpondandthefacultativeaerationpondsetsreturnpiping.Watercirculatingandthebackflowdilutionratiois100%.It'agohasthecharacteristicsofoxidationditch.Andithasabilityofnitrogenandpho

21、sphorusonthebasisofsewagereachingtheeffluentstandard.(4) ThisdesignwithQijiTowndomesticsewageasthetreatmentobject.Thecapacityofsewagetreatment300m3/d.SystemfortheremovalrateofCODandBOD5canreachmorethan90%.TheremovalrateofNH3-Ncanreachmorethan83%.Thedesignofthissystembreakthroughthecontradictionbetwe

22、entheeconomyandtechnology,whichisexistinconstructionprocessofdomesticsewagetreatmentfacilities.Makefulluseoftheruralrichlandresourcesandreducetheinfrastructureandoperatingcosts.Italsohasthecharacteristicsofsimple,efficientandstableatthesametime,andcanprovidethereferencefortheactualproductionandopera

23、tionoftheprocessinothersimilarareas.Keywords:ruraldomesticsewage,thecyclicoxidationpondprocess,thefacultativeaerationpond,oxidationditch,circulating第1章緒論1.1 課題背景及來源1.1.1 我國農村水資源現狀水，作為人類維系生命與健康所必需的基本物質，是人類的生存與發展、社會的文明與1,2,3,7進步的基本保障，是社會存在和發展不可或缺的戰略性資源。所謂農村水資源環境是指分布在廣大農村或小鄉鎮地區的地表水體、土壤滲透水和地下水的統稱1。我國是一個

24、農業大國，耕地總面積達我國是一個水資源極其短缺的國家，是聯合國列出的13個水資源最為短缺的國家之13033萬hm2,包括5424萬hm2的有效耕地面積，這就導致我國年均灌溉總用水量約為4200億m3,約為全國用水總量的70%,農村用水總量的85%左右。長久以來，農村的農業灌溉方式多為傳統的粗放灌溉，且灌溉渠道多為土渠，這種方式使得水資源滲漏大、浪費嚴重，水利用系數極低，造成的水資源浪費是極大的。農村工業用水方面，工業發達的沿海農村城鎮民用企業用水量較大，而以手工業、商業為主的內陸農村城鎮的工業用水量則較小，但浪費卻極其嚴重，水資源的重復利用率嚴重不足，個別地區和行業甚至不足10%,遠低于發達國

25、家水平4,5。生活用水方面，青島地區基本實現了村村通，但是排水設施入網率較低。隨著社會主義新農村的建設和農村城鎮化進程的加快，農村水資源的短缺問題日益嚴峻。此外，農村水資源還面臨著地表水徑流量逐漸減少，地下水位逐漸下降，水資源需求結構不合理等問題6。1.1.2 我國農村水污染現狀水污染是指水中的有害物質在數量上超過該物質在水體中的本底含量和環境容量，從而使水體理化及微生物性質發生變化，導致水體的生態系統和水體功能受到破壞7。中國是農業大國，隨著社會主義新農村的建設和農村城鎮化進程的加快，農村的水污染問題呈現出不斷惡化的趨勢，河流湖泊、地表水以及地下水的水質都受到了不同程度的污染。總體而言，農村

26、水質的污染主要是由以下三個原因造成的：農業生產方式造成的水質污染，農村生活方式造成的水質污染，村、鄉鎮企業造成的水質污染8。農業生產方式造成的水質污染。隨著我國農業科技的不斷發展和應用，傳統的農業生產方式也在發生著重大的變化，種植業中的農家肥等有機肥料的使用量在大幅減小，已逐漸被有機農藥與有機化肥所取代。自九十年代至今，化肥與農藥的使用量逐年增加，遠超發達國家的使用水平，我國已逐漸成為化肥農藥量的使用大國。化肥農藥使用量的過大必然會造成大量流失，流失的化肥與農藥被土壤及泥沙帶入水體中，造成地表水及地下水的嚴重污染。此外，畜禽養殖業作為農業生產方式的主要組成部分，其對農村水質的污染也是不可忽視的

27、。隨著大批的畜禽養殖場的開發，農村的養殖方式由傳統的的分散養殖逐漸向集中養殖演變，由此而帶來的畜禽廢棄物的處理和污染問題也越來越嚴重。由于畜禽養殖場主要采用圈養方式，加之污水處理設施的缺乏，養殖場排放的污水未經處理直接排入河道，從而直接造成了河流與湖泊的污染。農村生活方式造成的水質污染。農村生活污水一般呈粗放型排放9。由于普遍缺乏生活污水處理設施及其配套的排水管道和規定的去向，按照傳統的農村生活方式，大部分的農村生活污水未經處理隨處排放，排出的污水或在街道漫流，或沿排水明溝流到低洼處、池塘、水庫及河流等，而生活污水中含有大量細菌、病毒等，長此以往，地表水就會受到嚴重污染，繼而通過滲透作用影響地

28、下水水源。除此之外，農村生活產生的大量垃圾通常被露天堆放，且未經過集中的處理，利用率也極低，不僅傳播病毒和細菌，其滲濾液也會造成地表水和地下水污染，從而威脅飲用水安全。村、鄉鎮企業造成的水質污染。新農村的建設及農村城鎮化的進程離不開村、鄉鎮企業的帶動與發展，但發展的同時也造成了農村生態環境的污染，尤其是農村水環境的污染。在這些企業中，小型的輕工業企業和小型礦業占一大部分，由于農村外界條件的限制，多數企業技術較落后，設備較陳舊，粗放型的生產模式使得污染物的排放量較大。進入21世紀以來，全國農村鄉鎮企業的廢水排放總量逐年增加，污水的處理并不達標，大量的污水未經有效的處理后直接排入農村的河道及湖泊，

29、繼而影響地下水質，這就導致農村水體的大面積污染，嚴重影響人民的生產與生活健康8-13。根據多數資料顯示，我國農村及鄉鎮地區工業廢水有效處理率不到45%,與縣、市等地區同類廢水處理率相比普遍較低；工業廢棄物綜合利用率為30.9%,比縣及縣以上同類廢棄物綜合利用率低12%14。農村水污染的嚴重直接導致了水環境的急劇惡化，其不僅降低了水體的使用功能，進一步加劇水資源短缺的矛盾，而且嚴重威脅到居民飲水安全和人民群眾的健康。于此同時，水污染也造成了水質性缺水，兩者相結合加劇了水環境危機的出現。水危機的出現，將對我國社會主義新農村的建設和農村城鎮化的快速進程帶來嚴重的影響。因此，農村水污染的治理已成為我國

30、社會健康發展刻不容緩的任務，也是我國社會水環境可持續發展的關鍵要素。1.1.3 課題來源本課題是受山東省青島市七級鎮政府委托的污水處理-氧化塘項目，是當時青島即墨市規劃建設項目。本論文以該項目為依托，選定“循環氧化塘工藝處理農村生活污水的設計研究”為題，以青島市七級鎮現有地貌及生活污水為研究對象，研究并設計了該循環氧化塘污水處理工程，探討適合該地區生活污水處理的實用路徑。1.2 研究目的、意義及內容1.2.1 研究目的隨著農村城鎮化進程的加快和社會主義新農村建設的發展，我國經濟建設的重點也開始逐漸向農村轉移。農村經濟發展的同時，也相應的帶來了諸多的環境污染問題，在這之中，水環境的污染尤其突出，

31、農村污水的處理顯得尤為重要。農村污水處理具有以下特點15:(1)人口密度低、居住分散，水處理規模較小，水質水量變化大，一天內污水量的變化系數較大16。(2)經濟欠發達，污水處理設施欠缺，適用的污水處理技術較少。(3)污水處理廠處理規模較小，運行成本高，運行管理經驗較少，缺乏專業的污水處理技術人員。污水處理工藝應用所在地作為鎮政府所在地，明顯具備農村特征。因此，污水處理工藝不能照搬城市污水處理設施的處理工藝及運行指標，應找到適合在本地區建設的低負荷、低成本污水處理設施，因地制宜，從而解決農村經濟發展過程中存在的水資源危機和水污染問題。該循環氧化塘污水處理工藝在使污水得到凈化、達到標準并排放的基礎

32、上，同時也可完成即墨市環保局的責任目標，滿足當地在推進該地區城鎮化進程中對水處理和環境保護的迫切需求。此外，該工藝因地制宜的特點，不但降低了工程總投資，而且還達到了污水處理過程中耗能少、成本低、運行可靠、維護管理方便的目的。結合養魚塘設計，實現了主動地污水處理設施維持運行的目標。1.2.2研究意義生物處理方法對廢水中的膠體和有機物等污染物具有很好的去除效果，是污水處理方面較為經濟和有效的方法，尤其是對BOD含量較高的有機廢水更為有效17。目前，污水處理工藝種類繁多，如A/O、A2/o、Bardenpho等，人們可以根據不同的水質和要求選擇合適的處理工藝。這些在各具工藝特色的處理系統有一個共同的

33、特點，就是都需要比較繁雜的設備，較高的基建及運行費用，復雜的維護管理操作，更為重要的一點是其對微生物的生存環境十分敏感。按照目前中國農村的現狀，很難同時滿足上述條件。雖然農村地區的經濟發展水平較低，但農村地區與城市最大的區別是，自然資源相對豐富18。本課題研究設計的循環氧化塘污水處理工藝，其最大的特點就是因地制宜，充分利用了鄉鎮所具有的水塘，以農村豐富的土地資源條件為基礎，充分利用農村地區豐富的土地資源，從根本上減少污水處理設施在建設及運行管理上的費用，為設施的建設提供有利條件，擴大農村地區在污水處理設施建設方面的發展空間，以此吸引投資者來增加資金投入，從而解決農村污水處理設施建設資金短缺的問

34、題。該循環氧化塘工藝設計的建設與運行將對該地區推進社會主義新農村的建設和城鎮化的進程產生巨大、深遠的環境效益和社會效益，具體表現在以下幾個方面：(1)使該地區的污水處理實現無害化、資源化，促進環境保護行業發展水平的提高，逐步實現新農村地區現代化的污水處理發展戰略，加速了該地區向現代化城鎮發展的步伐，并可以避免工藝所在地的池塘現狀將成為垃圾填埋場的趨勢。(2)改善地區形象，提高環境保護水平該工藝因地制宜，利用當地原有池塘改造，結合景觀設計，使之成為親水環境，改變該地區過去生活污水橫流現象，減少地區環境污染，改善地區形象，提高環境衛生水平，逐步滿足建設現代化城鎮的需要。(3)改善投資環境，促進對外

35、投資該工藝以環境保護為基本出發點，化害為利，提高鄉鎮環境質量，改善鄉鎮環保形象，有利于創造良好的投資環境和旅游環境，從而吸引外資，促進新鄉鎮的對外開放。(4)解決了水資源短缺的問題。(5)氧化塘處理后的出水進養魚塘，經過循環處理，出水完全達到和超過灌溉用水的水質要求，可以補充農用灌溉用水。因此，循環氧化塘污水處理工程對改變工藝所在地的面貌將起到很大的促進作用，對各項事業的發展具有深遠的影響，存在巨大的環境效益和社會效益。同時，為以后該工藝在其他相同地區的實際生產與運行提供參考。1.2.3研究內容通過本循環氧化塘工藝處理農村生活污水的設計研究，考察并找出適合該地區生活污水處理的最佳路徑。具體設計

36、內容包括：粗格柵、集水井、簡易沉淀池、部分曝氣塘、養魚池1、養魚池2、養魚池3、養魚池4等，生活污水進行無害化處理；場地的合理利用及分化，排污去向合理性確定；氧化塘的防滲及防洪考慮。第2章農村污水處理工藝概述2.1 我國農村污水處理工藝我國作為一個農業大國，農村污水的處理顯然成為社會經濟發展的關鍵因素。目前，世界上多數國家在農村生活污水處理方面進行了大量的研究并積累了豐富的經驗，也逐漸形成了較為成熟的技術和管理體系。結合國內外農村生活污水處理的成功經驗和我國農村生活污水的水質特征及排放特點，總結并對比近年來我國部分小城鎮及農村的污水處理工程實例，我國農村污水處理的模式主要可分為以下幾類：土地處

37、理系統模式、沼氣凈化池處理模式、厭氧/好氧生化技術及二者組合一體化設備處理模式、穩定塘處理模式、氧化溝處理模式。2.1.1 土地處理系統模式土地處理系統屬于污水自然處理的范疇，它是指在人工控制的條件下，將污水投配在土地上，通過土壤-植物-微生物復合系統，進行一系列的物化和生化反應，最終使污水得到處理的一種工藝系統7。據處理目標和對象的不同，土地處理系統可分為慢速滲濾處理系統、快速滲濾處理系統、地表漫流處理系統、人工濕地處理系統、地下滲濾處理系統。(1)慢速滲濾處理系統19慢速滲濾處理系統是使投配到種有植物的土地表面的污水緩慢地流經土壤表面并向土壤-植物系統內部滲濾，從而使污水得到凈化的土地處理

38、工藝。污水被投配在土壤中，一部分在土地表面被蒸發，另一部分則通過土壤表面的滲濾作用后，直接被植物吸收以滿足其生長的需要。本工藝在我國多出現于沈陽、昆明等地，適用于土壤性質為砂質和蒸發量較小、氣候較濕潤等滲水性能良好的地區。(2)快速滲濾處理系統快速滲濾處理系統是有控制地將污水投配到滲濾性能良好的土地表面，污水在重力的作用下向土地下滲濾，在一系列物化反應及生物反應的作用下，最終使污水得到凈化的一種處理工藝系統?？焖贊B濾處理系統具有高效率、低能耗等優點，其在土壤內部形成的厭氧、好氧交替的運行狀態對氮、磷的去除具有較好的效果。該系統適用于滲透性較好的砂土、礫石性砂土、砂質土等土壤20。(3)地表漫流

39、處理系統地表漫流是以噴灑的方式有控制地將污水投配在有植被、坡度相對緩和、滲透性較差的土地上，污水在其上以薄層的形式沿地表流動，得到處理后的出水大部分以地面徑流的形式收集或排放。在流動的過程中，污水一部分通過滲濾作用進入土壤，并有小部分蒸發，水中懸浮物則被過濾截留，大部分有機物被存在于土壤中的微生物氧化分解21。該系統適用于滲透性較差的黏土、亞黏土土壤，其最佳坡度為2%8%。(4)人工濕地處理系統人工濕地處理系統是上世紀七八十年代發展起來的一種生態型污水處理技術。它是將污水投放在模擬自然生態濕地建造的人工生態系統上，是一種人為建造和控制、類似沼澤地的處理系統，通過系統中的物理、化學和生物三者的協

40、同作用對污水進行處理與凈化。按系統內的水流形態可分為地表流人工濕地、垂直流人工濕地和潛流人工濕地。由于系統內的生物具有多樣性，且處于人工的監督與控制之下，綜合處理能力可人為設計控制，故對污水的處理效果較好。大量資料表明，進水濃度較低時，該系統對BOD、COD的去除效果均可達到80%以上，但對氮、磷的去除效果變化較大。人工濕地處理系統除能夠處理污水外，同時也具有改善環境質量的功能，近幾十年來廣泛應用于國內外。(5)地下滲濾處理系統地下滲濾處理系統是將經過預處理(預處理設施多數為酸化水解池或者化糞池)過的污水通入到距地面約50cm深處的地下滲濾溝內，在土壤的滲濾作用和毛細管作用下向四周擴散，通過過

41、濾、沉淀、吸附和微生物的降解作用，最終使污水得到處理與凈化。所以地下滲濾系統的處理方式與污水慢速滲濾系統的處理方式很類似22。地下滲濾處理系統是一種以生態原理為基礎，節能、污染小、充分利用土地與水資源的小型污水處理工藝，具有低負荷、停留時間長、水質處理效果好、系統運行穩定等特點。該系統目前在國外得到快速發展，在國內尚處于初步發展階段。2.1.2 沼氣凈化池處理模式在我國小型城鎮及農村的污水處理工藝中，最能夠將環境效益與社會效益兩者有效的結合在一起的污水處理方法是沼氣池凈化處理模式。沼氣凈化池處理模式具有滅菌、可獲取清潔能源、無耗能運行等優點。它的基本運行原理是結合“多級發酵技術、多種好氧過濾和

42、多層次的凈化”逐段降解，為使污水得到高效穩定的凈化處理，可根據實際水質的特征確定工藝流程。主要構筑物包括預處理系統、厭氧發酵系統、兼氧發酵系統和后處理好氧過濾系統。最終處理后的出水水質不僅較穩定地達到無害化和污水排放標準，而且可用于農田灌溉或水產養殖。沼氣凈化池處理模式可分為分流式和合流式兩種工藝流程23,24。分流式適用于不同種的生活污水以分流的形式流入池內，如圖2-1所示。合流式適用于不同種的生活污水以合流的形式流入池內，如圖2-2所示。S2-L分流式沼氣凈化池2L藝圖2螳介流式沼氣凈化池T藝沼氣凈化池污水處理模式耗能低，基本不耗能，土建及運行成本低，無需專門人員管理,可采用間歇運行，多適

43、用于排水管網設施不健全、經濟欠發達的地區。2.1.3 厭氧、好氧生物處理技術及二者組合一體化設備處理模式(1)厭氧生物處理技術厭氧生物處理技術是在厭氧條件下，經過兼性厭氧微生物和厭氧微生物群體的綜合作用，水體中的有機物被轉化為甲烷和二氧化碳的過程,該技術又被稱為厭氧消化或厭氧發酵25,26污水的厭氧生物處理發展到今天已經有100多年的歷史，從上世紀30年代人們普遍認為的兩階段理論，至IJ1979年M.P.Bryant27提出的厭氧消化的三階段理論（水解發酵階段、產氫產乙酸階段和產甲烷階段），再到現如今被廣泛接受的于1979年由J.G.Zeikus28等人在第一屆國際厭氧會議上提出的的厭氧消化四

44、階段論（即在三階段理論的基礎上增加了同型產乙酸階段），厭氧生物處理技術得到了長久與完善的發展。厭氧生物處理工藝具有設備負荷高、占地面積較小、處理規模靈活、能耗?。s為好氧生物處理工藝的20%）、污泥產量較低（約為好氧生物處理工藝的1/101/6）,整個運行過程中對營養物質的需求相對較低等優點29。我國學者在早期就開始了用厭氧生物法處理生活污水的研究，也開發了多種低能耗一體化的無動力或微動力污水處理裝置。典型的例子就是地埋式無動力生活污水處理裝置，該裝置主要采用厭氧生物膜處理技術，流程簡單、基本不耗能、全部埋設于地面以下、無需人為管理。除此之外，三格式化糞池也是我國農村地區應用最廣泛、最基本的厭

45、氧生物處理技術。與好氧生物處理技術相比，厭氧生物處理在生物處理效率方面較低，微生物增殖速度相對較慢，設備啟動時間較長，對氮磷的去除效率不高等。（2）好氧生物處理技術好氧生物處理技術是農村生活污水處理中應用最基本也是最廣泛的一種處理技術。在污水處理工程中，好氧生物處理法主要包括活性污泥法和生物膜法兩大類。好氧生物處理法就是通過鼓風機或潛水曝氣機等設備為污水充氧，使菌種和微生物在有氧氣存在的條件下進行生物代謝，從而把污水中的有機物降解為無污染的二氧化碳、水等物質，同時小部分合成為細胞自身物質，供其自身生長繁殖，并最終以剩余污泥的形式排出，使污水達到無害化的要求，如SBR法，集曝氣、沉淀、排水功能于

46、一體，無傳統的污泥回流設備，間歇曝氣，大大降低了因連續鼓風曝氣造成的高運行成本；A/O法具有脫氮、除磷的功能；此外，還有如生物轉盤、生物膜反應器處理工藝等。好氧生物處理技術具有占地面積小，抗外界影響能力強，微生物處理效率較高，建設地點范圍廣泛，系統運行穩定。但其缺點是基建及運行成本較高、動力消耗較大。（3）厭氧/好氧二者組合一體化設備處理技術23厭氧/好氧組合一體化設備是一種既高效又穩定的生化處理設備，它的研究與開發融合了傳統生物流化床、活性污泥法和生物接觸氧化法三者的優點。設備主要結構組成為厭氧懸浮床、移動循環床和好氧固定床，其核心原理一方面是通過應用懸浮生物載體形成移動床，二是通過投加大量

47、高效微生物優勢菌群來充分提高裝置中的微生物濃度。該裝置可在好氧、缺氧、厭氧環境下運行，繼而在流化狀態下使懸浮載體與污水實現充分接觸，最后通過微生物的生物活性進行有機物的降解、氮的硝化和磷的生物沉淀。沉淀后的出水能達到排放標準，無需采用過濾設施。裝置可通過自動控制系統實現全程自動化運行和管理，工藝流程見下圖2-3。A2/O工藝流程的用；IK好氧州臺一體化設善處理技術該處理技術將厭氧、缺氧、好氧方式有效的結合在一個裝置內，實現運行運行，污染物去除效率高，處理后的水質穩定且達標，但其缺點為設備購置成本較高,管理電能消耗較大，因此該工藝適合于經濟較發達，周邊無大規?？盏氐珜Τ鏊|要求較高的農村地區，

48、在節省空地的情況下可建于地下。2.1.4 穩定塘處理模式穩定塘，又名氧化塘，是一種較古老的污水處理工藝，最早可追溯到16世紀的歐洲各國24。它是指以經過人工適當修整的土地為基礎，設圍堤及防滲層的污水處理池塘，主要依靠自然生物的凈化功能使污水得到處理。污水在池塘內緩慢的流動及較長時間的停留，通過原污水中存在的微生物的代謝功能和水生植物等多種生物的綜合作用，以及相伴的物理、7。穩定塘有多種分類主要有以下幾類：好氧化學、物理化學過程，使污水中的有機物降解，從而使污水得到凈化形式，通常根據水中微生物優勢群體類型和水中的溶解氧工況來分，塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘。除此之外，在應用上還存在一種專門用來處理

49、二級處理后出水的深度處理塘?，F階段針對穩定塘的研究主要集中在以下兩方面：一方面是篩選并培育優良的水生凈化植物；另一方面是集合曝氣、水生植物、水產養殖等多種生物處理單元的功能，建造一體化水生動植物復合生態處理體系30。穩定塘處理技術基建費用低，可充分利用農村地形，通過改造農村或小城鎮地區的舊河道、廢池塘、沼澤地等修建，且可以綜合利用，實現污水的綜合化利用，處理后的出水可用于農業灌溉或者水產養殖，形成具有多級食物鏈的復合生態系統。污水處理耗能小，基本不耗能，運行管理維護方便。但其也存在較多的缺點如：污水處理有機負荷較低，占地面積較大，污水處理效果受外界氣候等影響因素較大，滋生的懸浮藻類容易導致出水

50、COD升高，2.1.5氧化溝處理模式氧化溝，又稱循環曝氣池，是處理效果不穩定；如果設計不當極易形成二次污染，散發臭氣，污染地下水等19,20,25,31。近年來，隨著研究的深入及科技的進步，逐漸開發出了多種新型穩定塘處理技術或者組合塘工藝，從一定程度上彌補了傳統穩定塘工藝的缺點。于上世紀50年代由荷蘭學者巴斯維爾(Pasveer)開發的一種適合小城鎮的污水生物處理技術，屬于活性污泥法的一種變法，它的水力流態與傳統活性污泥法相比較，差別較大，是一形，通常采用延時曝氣32種首尾連接的循環流,般呈環形溝渠狀，平面多為橢圓形或圓O氧化溝處理工藝經過幾十年不斷的研究與發展，在國內外大部分國家都得到了廣泛

51、的實踐與應用33。長期的實踐應用表明，氧化溝處理工藝具有工藝流程簡單、基建及運行費用低、系統穩定性高、出水水質好的優點，最為突出的優點是，氧化溝工藝具有脫氮除磷功效。目前，國內外常用的氧化溝處理工藝有以下幾種：60年代由荷蘭學者所開發,(1)卡羅塞(Carrousel)氧化溝：該氧化溝系統是于上世界系統的主要組成為多溝串聯氧化溝、二次沉淀池及污泥回流系統。該系統在世界各國的應用范圍較為廣泛，規模大小不等。在我國也得到了應用，主要被用來處理城市污水和有機性工業廢水。(2)交替工作氧化溝系統：該系統由丹麥某公司研究開發，存在2池和3池兩種交替工作系統，但3池交替工作氧化溝應用較為廣泛。該系統處理水

52、質較好，污泥也比較穩定。(3)二次沉淀池交替運行氧化溝系統：系統為連續運行，內部設置兩座二沉池并交替運行，交替回流污泥。(4)奧巴勒(Orbal)型氧化溝系統：該系統由多個呈橢圓形的同心圓溝渠組成，污水從外到內依次流入下一層溝渠，最終從最中心的溝渠流入二沉池。系統多采用3層溝渠，容積大小依次減小，分別占總容積的約60%70%、20%30%、10%左右。奧巴勒氧化溝系統在我國也得到了應用，主要用于處理城鎮污水與石油化工廢水。(5)曝氣-沉淀一體化氧化溝：該系統是將二沉池設置在氧化溝內部，是于上世紀80年代由美國學者開發研究出來的，并在國內外迅速發展，后期也出現了多種形式的變體。該系統因為將曝氣與

53、沉淀融合在一體，節省了占地面積，無需設置污泥回流系統，但系統的穩定性還有待于進一步的研究。2.2 國外農村污水處理工藝與國內農村生活污水處理相比，國外開展對農村生活污水處理的研究相對較早，因此也逐漸形成了多種較為穩定與成熟的污水處理系統，針對農村生活污水污染面廣泛、排放分散的特點，國外一些發達國家進行了大量的試驗研究與實踐。因此，普遍采用的農村生活污水處理方法也存在多種形式34。2.2.1高效藻類塘處理技術高效藻類塘處理系統是由美國加州大學伯克利分校的Oswald教授研究開發的35,其屬于傳統穩定塘系統的一種改良型。該處理系統最大的特點是，充分利用了菌藻之間的共生關系，使藻類產生的氧氣得到最大

54、化利用，系統內的一級降解動力學常數值較大，從而對水中的污染物進行高效降解處理。高效藻類塘系統與傳統的穩定塘系統相比具有明顯的優點：結構簡單，占地面積較小，污水水力停留時間短，基建及運行費用低，維護管理方便，對BOD5、NH3-N、病原體等的去除效果好，系統后面若與高等水生生物塘相連接，不但可以去除藻類，而且對SS與氮磷也有一定的去除率。但其也存在一定的缺點：系統的運行受外界因素的影響較大，主要表現在溫度、pH值、光照對它的影響，因此該處理技術多適用于光照充沛、氣候溫暖的地區。近年來，高效藻類塘處理技術在國外得到了廣泛的應用，法國、美國、德國、新西蘭等國家都開展了運用高效藻類塘系統處理小城鎮或農

55、村污水的研究與應用，目前該系統在我國尚處于試驗研究階段。國內李旭東等學者36利用高效藻類塘系統進行處理太湖地區農村生活污水的試驗研究，研究結果表明，系統對COD、NH3-N、TP的平均去除率可分別達到70%、93%和50%以上。陳廣等學者37利用水生植物塘-水花生塘作為高效藻類塘的后續處理工藝，考察了系統對出水藻類、SS和COD等的去除效率，結果顯示水花生塘可很好的解決高效藻類塘內藻類濃度較高的問題。2.2.1 非爾脫(FILTER)處理系統非爾脫(FILTER)污水處理系統是最近幾年由澳大利亞科學和工業研究組織(CSIRO)研究開發的一種污水處理系統38,19。該系統又被稱為“非爾脫”高效、

56、持續性污水灌溉新技術，是將過濾、土地處理與地下暗管排水系統三者有效的結合在一起的一種污水再利用系統。其工藝流程為，首先將待處理的污水投配到種有農作物的土地，用來進行農作物的灌溉，污水通過土壤的過濾與處理后，再由敷設于地下的暗管排水系統收集并排出，同時排水系統內部設有污水提升泵，可用于調控系統以上的地下水位及處理后的污水排放量。非爾脫(FILTER)污水處理系統突出的優點在于其對生活污水的處理效果方面，它在滿足了農作物對水分和養分的需求，從而降低了農作物的種植成本的同時，對污水中的氮、磷等元素也有較好的去除效果，使污水得到凈化，具有良好的環境效益。此外，系統運行管理方便，費用低，尤其適合在土地資

57、源豐富、可以輪作休耕，或是以種植牧草為主的地區推廣。但因為污水需要被投配在種有農作物的土地上，所以系統的運行會受到農作物生長周期的限制；另一方面，因為暗管排水系統敷設于地下，且內部需設置提升泵，還需要建造污水泵房，故存在造價較高的問題。2.2.2 蚯蚓生態濾池(VBF)蚯蚓生態濾池(VBF),又稱為蚯蚓生物濾池，是20世紀末由法國和智利的科學家開發研究的一種針對生活污水的污水處理技術39,國際上第一座蚯蚓生態濾池是由法國土壤動物生態學家MarcelBoucher于1995年建立40。蚯蚓屬于自然界的分解者，它可以提高土壤通氣透水性能和促進有機物質的分解轉化，蚯蚓生態濾池就是根據這種生物學功能而設計的。蚯蚓生態濾池的組成主要有三部分