陕南区域农村生活污水处理集成方法研究

第一章绪论

1.1研究背景

近年来,国家对“三农”问题的重视程度不断提高,国家“十一五规划”提出建设社会主义新农村,并将农村生活污水处理作为新农村建设的一项重要内容。“十二五规划”中提出搞好社会主义新农村规划,加快改善农村生产生活条件。我国是个农业大国,农业人口远远大于城市人口,在新农村建设中,农村的污水处理达标排放,对于推进整个新农村建设将起到十分重要的作用。
由于农村污染特点不同于城市地区一污染源比较复杂、分散、涉及面广,难以直接釆用城市污染治理技术模式环境基础设施建设严重滞后,收集系统不完善;缺少市场化机制,缺乏相应的污染治理激励政策和机制,资金来源和城市相比也更加不容易获得;更重要的是,农村生活污水治理技术路线并不明确,五花八门,真正适合的处理技术应用太少,实用性差,效果参差不齐;而我国污染防治偏重于对城市环境的保护,农村环境保护却很少得到重视,致使农村生活污水处理成为我国农村环境综合整治的一个难题。我国94万多个农村、9万多个乡镇因经济、地理等要素各具环境问题,各地区农村生活污水的水质水量也相差较大,农村生活污水治理总体形式严峻。中国灌概排水发展中心在江苏、宁夏、新疆、山西、湖北等地调研分析获得的农村单户生活污水的水质指标包括pH值、COD、BOD5、SS、NH3-N、油类、挥发酌、阴离子表面活性剂、TN、TP等。
随着农村城镇化进程的加快,广大农民生活水平的迅速提高及生活条件的明显改善,生活污水的排放量呈现出不断增加趋势。此外,化肥的使用量大大增加,替代了传统的农家肥料,造成农村生活污水失去了消化途径,无序排放问题严重。全国第一次污染源普查结果显示,我国农村生活污水排放量约为2300万吨/天,BOD为530万吨/天,COD为万吨/天,TN为96万吨/天,TP为14万吨/天。而60%以上的县城、80%以上的小城镇、96%以上的村庄没有有效的污水收集和处理设施,往往将污水随意地排入周围的水系之中,不仅造成地表水和地下水严重污染,更是农村水源地潜在的安全隐患,而且会引发农村水质性缺水,对农业生产和农产品品质构成不利影响,进而直接影响广大村民的生存环境与身体健康。农村污水已经成为我国非点源污染的重要组成部分,应当引起足够的重视。.............
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第二章陕南地区农村生活污水处理现状

2.1研究区概况

2.1.1地形地貌特征

陕南地区北属秦岭,南为巴山,其间为汉江谷地,形成“两山夹一川”的基本地貌特征,境内相对高差2700m。陕南三地区总面积699.50万hm2。其中山地607.18万hm2,占 86.8%;丘陵 52.63 万 hm2,占 7.52%;川道 39.56 万 hm〗,占 5.66。/o。秦巴山地以高中山为主,海拔一般在1000?3000m,区内河流水系发达,水资源丰富。汉江穿流于秦巴山地之间,汉中盆地、安康盆地和较大支流的山间盆地如西乡盆地、凤县盆地、太白盆地、商丹盆地、洛南盆地等是该区的主要农业基地。汉中盆地最大,海拔450?700m,东西长约100km,南北宽约长5?25km。
陕南除汉江两岸的汉中、安康盆地,地势平坦、物产丰富、人烟稠密外,大部分地区都是“两山夹一川”或“三山夹两川”的山地,境内河多、沟深、坡陆,交通不便,地少人稀,大部分耕地是山坡地。

2.1.2气象与水文

陕南地区为亚热带湿润半湿润气候,潮湿多雨,常年温热。区内河流水系发达,水资源丰富。由于受地形和海拔高度影响,气候垂直差异显著。气候特点可以概括为:冬无严寒、夏无酷暑,温暖湿润、四季分明_。光、热、水资源优越,矿藏等自然资源极为丰富。年日照时数大于1700 h,年平均气温1U~15.7°C,年平均降水777.1?1 117.4mm。陕南秦巴山地年降水量在800rnm以上,是全省降雨量最多的地区。汉中地区雨量充沛,年降水量在800-1000_之间;多云雨天气,年平均日照1300?1780小时,是全省日照时数最少的地带;气温受制于地形,西部低于东部,南北山区低于平琐和丘陵。海拔600米以下的平现区年均气温在14.2?14.6°C,海拔1000米以上的地方年均气温低于12T:。区域内河流密布,均属长江流域,汉江东西横贯,嘉陵江南北纵穿。
安康地区具有典型的南方气候特征,是陕西省乃至整个西北地区(行政规划上而言)水、热资源最为丰富的地区。自然降水由东北向西南逐步增多,南部多于北部,中山区以上地域多于川道丘陵区,全区年平均降水量938rnm。年均气温15°C,垂直地域性气候明显,川道丘陵区为14.5?15.7°C,海拔1000米左右接近12°C。境内地表径流属汉水水系,河流无冰封现象,较大河流从未自然断流。............
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第三章农村生活污水处理技术分析及收集模式构建........................................................17
3.1生活污水常用处理技术分析....................................................................................17
3.1.1预处理技术......................................................................................................17
3.1.2常用处理技术分析..........................................................................................18
3.1.3常用技术综合比较........................................................................................... 26
3.2生活污水处理技术选择及系统布置原则................................................................. 27
3.2.1污水处理技术选择原则.................................................................................. 27
3.2.2污水处理系统总体布置.................................................................................. 28
3.3生活污水收集模式.............................................................30
3.3.1分散户收集模式............................................................................................... 30
3.3.2村落收集模式...................................................30
3.3.3集镇收集模式.................................................31
第四章陕南地区农村生活污水处理技术集成..............................................................32
4.1以户为单位的生活污水处理技术...............................................................:.......32
4.1.1户用沼气池...............................................................................................32
4.1.2庭院式人工湿地.......................................................................................32
4.2以村为单位的生活污水处理技术....................................................................33
4.2.1厌氧(沼气池)+人工湿地/稳定塘......................................................33
4.2.2一级强化十土壤地下渗滤......................................................................34
4.2.3污水净化沼气池.....................................................................................34
4.2.4厌氧(沼气池)+跌水充氧接触氧化+人工湿地..................................35
4.2.5厌氧(沼气池)+生态塘十生态渠................................................................36
4.2.6“厌一兼一好，，组合塘.............................38
4.2.7稳定塘+人工湿地.......................................38
4.2.8 A/O+人工湿地.............................................39
4.2.9污水处理技术集成........................................40
4.3以镇为单位的生活污水处理技术......................... 41
4.3.1厌氧+组合式人工湿地..................................41
4.3.2 Az/O工艺......................................................42
4.3.3 CASS工艺......................................................43
4.3.4污水处理技术集成............................................44
第五章陕南地区农村生活污水处理工艺典型设计..............46
5.1某村生活污水处理工艺典型设计.............................46
5.1.1研究区概况.......................................................46
5.1.2污水处理方案设计...........................................46
5.1.3污水处理方案分析............................................50

结论

本研究以我国农村快速城镇化进程中日渐严峻的农村生活污水处理形势为背景，系统分析总结了国内外农村生活污水处理技术的相关研究现状。在对陕南农村地区基本概况及污水处理现状分析、调查的基础上，对化粪池、沼气池、人工湿地、生物稳定塘、土地渗滤、生物接触氧化法、生物滤池几种生活污水常用技术进行分析、比较，总结出其优缺点及适用条件。按照污水处理技术选择原则及系统布置原则，同时结合陕南农村区域特点，分别以户、村、镇为单位，针对不同地形条件、处理规模进行技术集成。通过以上研究得到了如下结论:
(1)人工湿地、生物稳定塘、土地渗滤等自然生态处理工艺系统基建、运行费用低，管理维护方便，材料来源广泛;生物接触氧化池、生物滤池等人工处理工艺系统占地面积小，耐冲击负荷强，处理效率高。生活污水处理工艺宜优先考虑采用自然生态处理工艺系统、自然+人工处理工艺系统。
(2)山地、丘陵地区，村落总户数10户以下的分散户，有畜禽养殖的农户宜采用‘。沼气池处理工艺”，无畜禽养殖的农户宜采用“庭院式人工湿地处理工艺”。 村落总户数约在10100户之间，处理技术选择分以下几种情况:有废弃土地、坑塘的村落宜采用“厌氧沼气池+人工湿地/稳定塘处理工艺，，;土地资源紧张的分散居民点或公园、“农家乐”等服务型行业宜采用“一级强化+土壤地下渗滤处理工艺”;居住相对集中的小型村落或单独建筑物如旅馆、学校、公共厕所等宜采用“污水净化沼气池处理工艺”;地形坡度大，人口相对较多、居住集中的村落宜采用“厌氧沼气池+跌水充氧接触氧化+人工湿地处理工艺