農(nóng)村生活污水治理一體化設備

      隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)村基礎設施建設的不斷完善，人民生活水平大大提高。同時，農(nóng)村生活污水排放量不斷增加，成為我國農(nóng)村污染物的主要來源之一。住房和城鄉(xiāng)建設部統(tǒng)計顯示，截至2015年，生活污水處理建制鎮(zhèn)、鄉(xiāng)級行政區(qū)域占全國建制鎮(zhèn)、鄉(xiāng)級行政區(qū)域的比例分別為25.3%和7.1%。2017年2月，環(huán)境保護部、財政部聯(lián)合發(fā)布的《全國農(nóng)村環(huán)境綜合改善十三五規(guī)劃》提出，到2020年，我國農(nóng)村污水處理率將達到30%以上。以上數(shù)據(jù)顯示，我國大部分農(nóng)村地區(qū)的生活污水沒有得到有效處理，生活污水的直接排放不僅影響了整個農(nóng)村的生態(tài)水環(huán)境，而且嚴重制約了農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。因此，加強農(nóng)村生活污水處理，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境是現(xiàn)階段實現(xiàn)農(nóng)村振興戰(zhàn)略的主要問題。

一、分析農(nóng)村生活污水處理現(xiàn)狀。

我國農(nóng)村地區(qū)分布廣泛，農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、生活習慣、傳統(tǒng)習俗不同，農(nóng)村生活污水來源相似，主要由廚房污水、生活洗滌廢水、廁所污水等污水組成。研究表明，農(nóng)村生活污水含有COD、氮、磷和少量油等污染物，具有良好的可生化性。然而，大多數(shù)農(nóng)村環(huán)境意識不強，公眾參與較低，生活污水直接排放或化糞池排放，不僅破壞農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，而且影響農(nóng)民的生活環(huán)境和健康，迫切需要采取適當有效的措施解決農(nóng)村生活污水處理問題。農(nóng)村生活污水處理模式主要包括集中處理和分散處理。我國農(nóng)村經(jīng)濟基礎相對薄弱，資源分配不平衡，村莊規(guī)模小，數(shù)量多。各農(nóng)村排水管道系統(tǒng)普及率低。現(xiàn)有系統(tǒng)多為明渠合流系統(tǒng)，缺乏配套輸送系統(tǒng)和截流主管。因此，目前我國農(nóng)村生活污水集中處理難度較大。

農(nóng)村生活污水處理主要分為三類:生物處理技術、生態(tài)處理技術和組合處理技術。生物處理技術是指通過微生物降解吸收生活污水中的有機物、氮磷等物質，人工創(chuàng)造微生物生長所需的好氧或厭氧條件，提供適當?shù)臏囟取H和堿度，達到水質凈化的目的。常用的生物處理技術有:厭氧-好氧活性污泥法(A/O)、厭氧-缺氧-好氧活性污泥法(A/A/O)、膜生物反應器(MBR)、序批活性污泥法(SBR)、生物轉盤等。生態(tài)處理技術是指通過土壤-微生物-植物的過濾、吸收和分解，人工創(chuàng)造類似或接近自然系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境。組合處理技術是生物處理與生態(tài)處理技術的結合，通過互補優(yōu)勢，提高污染物去除效果，降低運行成本。

隨著我國相應水質排放標準和區(qū)域儲水環(huán)境保護要求的逐步提高，傳統(tǒng)的活性污泥法和生物膜法的單一處理模式難以滿足農(nóng)村經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要。一方面，具有凈化能力高效、運行模式完善、管理方法成熟的綜合農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)可以更好地處理地理位置、經(jīng)濟水平、文化傳統(tǒng)低、配套設施不完善等不利因素；另一方面，可以建設社會主義新農(nóng)村，實現(xiàn)農(nóng)村生態(tài)水環(huán)境和區(qū)域水環(huán)境的良性循環(huán)。

二、綜合設備優(yōu)勢分析。

國內外對綜合污水處理設備的研究取得了重大進展，廣泛應用于農(nóng)村生活污水和部分工業(yè)廢水的處理。隨著農(nóng)村生活污水處理技術研究的深入，設備處理工藝逐漸從單一處理模式發(fā)展為多種方法的復合工藝，設備結構逐漸從綜合結構發(fā)展為模塊化、智能化，提高了農(nóng)村生活污水綜合處理綜合處理綜合設備的實用性。

二、一體化污水處理設備設計原則。

我國市場上綜合污水處理設備種類繁多，工藝參差不齊，尚未形成標準化、品牌化、規(guī)模化。在農(nóng)村生活污水處理的應用中，由于農(nóng)村經(jīng)濟水平、文化傳統(tǒng)、水文地質和生活污水排放特點的不同，其成本較高，在一定程度上限制了農(nóng)村綜合污水處理設備的推廣和使用。因此，綜合農(nóng)村生活污水處理設備的設計和生產(chǎn)應從農(nóng)村的實際情況出發(fā)，綜合考慮外部影響因素，提高設備的性能。主要從以下三個方面開始：

(1)系統(tǒng)內部工藝參數(shù)的影響:我國農(nóng)村生活污水日排放系數(shù)變化較大，在實際運行過程中容易影響綜合生物處理系統(tǒng)的污泥負荷和體積負荷，影響微生物的生長代謝。因此，設計合適的水力停留時間和生物固體停留時間，培育適應性更強的高效菌株，有利于提高系統(tǒng)對污染沖擊負荷的承載能力，使綜合設備各工藝段持續(xù)、穩(wěn)定、高效運行；

（2）設備主體結構材料和空間體積：降低污水處理設備成本和土地資源利用成本，盡量減少設備土地資源占用，考慮設備結構強度和穩(wěn)定性，目前市場綜合污水處理設備多為鋼結構焊接或組裝模塊化組合工藝；

（3）自動化控制的集成和改進：農(nóng)村綜合污水處理設備的運行和維護大多依賴于當?shù)貑T工，缺乏技術人員和管理人員的整體知識，難以應對不同水質和水量變化引起的微生物運行環(huán)境障礙。為了提高農(nóng)村綜合模塊系統(tǒng)的處理效率，降低勞動力成本，可以考慮采用云計算數(shù)據(jù)分析的自動控制方法，及時調整進水水質和水量，優(yōu)化系統(tǒng)的可操作性。

2.2集成設備的優(yōu)點。

綜合設備可設計為移動容器或固定基礎。與傳統(tǒng)的大型污水處理廠相比，綜合污水處理設備不需要大規(guī)模增加污水管道，可以在原分流排水系統(tǒng)的基礎上實現(xiàn)區(qū)域收集處理，大大緩解了市政管網(wǎng)建設的壓力；由于總投資相對較小，滿足了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境治理的需要，同時減輕了當?shù)氐呢斦毫Ατ诖笮臀鬯幚韽S面臨巨大的排水管網(wǎng)障礙，移動集裝箱綜合污水處理設備可靈活配置，有效實現(xiàn)中水回用，節(jié)約用水。

我國農(nóng)村生活污水處理技術的優(yōu)缺點一般從經(jīng)濟效益、技術效益、環(huán)境效益和管理效率四個方面進行評價。雖然人工濕地生態(tài)處理技術在農(nóng)村生活污水處理中具有較強的優(yōu)勢，但考慮到當?shù)厣钗鬯幚怼⑼恋刭Y源短缺和資金鏈有限，單一工藝模式和組合工藝模式的綜合設備因其獨特的優(yōu)勢而受到廣泛青睞。

2.3埋地一體化設備的優(yōu)點。

隨著農(nóng)村經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的生活越來越好，對生活環(huán)境的要求也在逐步提高。氣味、噪音和廢水是人們關注的對象。因此，在處理農(nóng)村生活污水的同時，應充分考慮設備對周邊居民生活的影響。埋地一體化設備在保證整體布局的基礎上，充分利用地下空間，不占用地表面積，即減少保溫措施投資，節(jié)約投資，優(yōu)化環(huán)境生態(tài)景觀，實現(xiàn)土地綜合利用。此外，在設備運行過程中，整體噪聲小，氣味產(chǎn)生量少。在配備自動控制系統(tǒng)和故障報警系統(tǒng)的情況下，可以減少人員投入，管理維護方便，使用效果好。同時，由于綜合污水處理設備具有使用壽命長、能耗低、產(chǎn)泥量少、管理方便、占地面積小等優(yōu)點，在農(nóng)村生活污水處理領域得到了廣泛的推廣。