農村改造生活污水處理系統(tǒng)

一、    水體污染物及其危害
水污染的危害歸根結底是對人類的危害
造成水體水質、水中生物群落以及水體底泥質量惡化的各種有害物質（或能量）都可叫做水體污染物。水體污染物從化學角度可分為無機有害物、無機有毒物、有機有害物、有機有毒物4類。從環(huán)境科學角度則可分為病原體、植物營養(yǎng)物質、需氧化質、石油、放射性物質、有毒化學品、酸堿鹽類及熱能8類。
無機有害物
無機有害物如砂、土等顆粒狀的污染物，它們一般和有機顆粒性污染物混合在一起，統(tǒng)稱為懸浮物（SS）或懸浮固體，使水變渾濁。還有酸、堿、無機鹽類物質，氮、磷等營養(yǎng)物質。無機有毒物主要有：非金屬無機毒性物質如 （CN）、砷（As），金屬毒性物質如汞（Hg）、鉻（Cr）、鎘（Cd）、銅（Cu）、鎳（Ni）等。*飲用被汞、鉻、鉛及非金屬砷污染的水，會使人發(fā)生急、慢性中毒或導致機體癌變，危害嚴重。
有機有害物
有機有害物如生活及食品工業(yè)污水中所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪等。有機有毒物，多屬人工合成的有機物質如DDT、六六六等、有機含氯化合物、醛、酮、酚、多氯聯(lián)苯（PCB）和芳香族氨基化合物、高分子聚合物（塑料、合成橡膠、人造纖維）、染料等。 有機物污染物因須通過微生物的生化作用分解和氧化，所以要大量消耗水中的氧氣，使水質變黑發(fā)臭，影響甚至窒息水中魚類及其他水生生物。
3、病原體污染物
病原體污染物主要是指病毒，病菌，寄生蟲等。危害主要表現(xiàn)為傳播疾病：病菌可引起痢疾、傷寒、霍亂等；病毒可引起病毒性肝炎、小兒麻痹等；寄生蟲可引起血吸蟲病、鉤端旋體病等。
含植物營養(yǎng)物質的廢水
含植物營養(yǎng)物質的廢水進入天然水體，造成水體富營養(yǎng)化，藻類大量繁殖，耗去水中溶解氧，造成水中魚類窒息而無法生存、水產(chǎn)資源遭到破壞。水中氮化合物的增加，對人畜健康帶來很大危害，亞硝酸根與人體內血紅蛋白反應，生成高鐵血紅蛋白，使血紅蛋白喪失輸氧能力，使人中毒。硝酸鹽和亞硝酸鹽等是形成亞硝胺的物質，而亞硝胺是致癌物質，在人體消化系統(tǒng)中可誘發(fā)食道癌、胃癌等。
石油污染
石油污染，指在開發(fā)、煉制、儲運和使用中，原油或石油制品因泄露、滲透而進入水體。它的危害在于原油或其他油類在水面形成油膜，隔絕氧氣與水體的氣體交換，在漫長的氧化分解過程中會消耗大量的水中溶解氧，堵塞魚類等動物的呼吸器官，黏附在水生植物或浮游生物上導致大量水鳥和水生生物的死亡，甚至引發(fā)水面火災等。
電廠等的冷卻水
熱電廠等的冷卻水是熱污染的主要來源，直接排入天然水體，可引起水溫上升。水溫的上升，會造成水中溶解氧的減少，甚至使溶解氧降至零，還會使水體中某些毒物的毒性升高。水溫的升高對魚類的影響zui大，甚至引起魚的死亡或水生物種群的改變。
二、    水質三大污染源
水污染的危害歸根結底是對人類的危害
水污染主要由人類活動產(chǎn)生的污染物而造成的，它包括工業(yè)污染源，農業(yè)污染源和生活污染源三大部分。
1、工業(yè)廢水
工業(yè)廢水為水域的重要污染源，具有量大、面廣、成分復雜、毒性大、不易凈化、難處理等特點。據(jù)1998年中國水資源公報資料顯示：這一年，全國廢水排放總量共539億噸（不包括火直電流冷卻水），其中，工業(yè)廢水排放量409億噸，占69%。實際上，排污水量遠遠超過這個數(shù)，因為許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)工業(yè)污水排放量難以統(tǒng)計。
3、生活污染源
生活污染源主要是城市生活中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾、糞便等，多為無毒的無機鹽類，生活污水中含氮、磷、硫多，致病細菌多。據(jù)調查，1998年我國生活污水排放量184億噸。
我國每年約有1/3的工業(yè)廢水和90%以上的生活污水未經(jīng)處理就排入水域，全國有監(jiān)測的1200多條河流中，目前850多條受到污染，90%以上的城市水域也遭到污染，致使許多河段魚蝦絕跡，符合*和二級水質標準的河流僅占32.2%。污染正由淺層向深層發(fā)展，地下水和近海域海水也正在受到污染，我們能夠飲用和使用的水正在不知不覺地減少。
三、    水體污染的主要防治措施
水污染的危害歸根結底是對人類的危害
1、減少耗水量
1.1 減少消耗
當前我國的水資源的利用，一方面感到水資源緊張，另一方面浪費又很嚴重。同工業(yè)發(fā)達國家相比，我國許多單位產(chǎn)品耗水量要高得多。耗水量大，不僅造成了水資源的浪費，而且是造成水環(huán)境污染的重要原因。
1.2 循環(huán)利用
通過企業(yè)的技術改造，推行清潔生產(chǎn)，降低單位產(chǎn)品用水量，一水多用，提高水的重復利用率等，都是在實踐中被證明了是行之有效的。
2、建立城市污水處理系統(tǒng)
為了控制水污染的發(fā)展，工業(yè)企業(yè)還必須積極治理水污染，尤其是有毒污染物的排放必須單獨處理或預處理。隨著工業(yè)布局、城市布局的調整和城市下水道管網(wǎng)的建設與完善，可逐步實現(xiàn)城市污水的集中處理，使城市污水處理與工業(yè)廢水治理結合起來。
3、產(chǎn)業(yè)結構調整
水體的自然凈化能力是有限的，合理的工業(yè)布局可以充分利用自然環(huán)境的自然能力，變惡性循環(huán)為良性循環(huán)，起到發(fā)展經(jīng)濟，控制污染的作用。關、停、并、轉那些耗水量大、污染重、治污代價高的企業(yè)。也要對耗水大的農業(yè)結構進行調整，特別是干旱、半干旱地區(qū)要減少水稻種植面積，走節(jié)水農業(yè)與可持續(xù)發(fā)展之路。
4、控制農業(yè)面源污染
農業(yè)面源污染包括農村生活源、農業(yè)面源、畜禽養(yǎng)殖業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖的污染。要解決面源污染比工業(yè)污染和大中城市生活污水難度更大，需要通過綜合防治和開展生態(tài)農業(yè)示范工程等措施進行控制。
5、開發(fā)新水源
我國的工農業(yè)和生活用水的節(jié)約潛力不小，需要抓好節(jié)水工作，減少浪費，達到降低單位國民生產(chǎn)總值的用水量。南水北調工程的實施，對于緩解山東華北地區(qū)嚴重缺水有重要作用。修建水庫、開采地下水、凈化海水等可緩解日益緊張的用水壓力，但修建水庫、開采地下水時要充分考慮對生態(tài)環(huán)境和社會環(huán)境的影響。
6、加強水資源的規(guī)劃管理
水資源規(guī)劃是區(qū)域規(guī)劃、城市規(guī)劃、工農業(yè)發(fā)展規(guī)劃的主要組成部分，應與其他規(guī)劃同時進行。
合理開發(fā)還必須根據(jù)水的供需狀況，實行定額用水，并將地表水、地下水和污水資源統(tǒng)一開發(fā)利用，防止地表水源枯竭、地下水位下降，切實做到合理開發(fā)、綜合利用、積極保護、科學管理。
利用市場機制和經(jīng)濟杠桿作用，促進水資源的節(jié)約化，促進污水管理及其資源化。為了有效地控制水污染，在管理上應從濃度管理逐步過渡到總量控制管理。

農村改造生活污水處理系統(tǒng)混凝沉淀池＋濾池
工藝原理：二級出水經(jīng)提升泵房提升后，進入機械加速澄清池（高效混凝沉淀池）進行混凝和沉淀分離，隨后進入氣水反沖洗濾池，濾后水消毒后可達標排放。
機械加速澄清池屬泥渣循環(huán)型澄清池，是集混合、絮凝、沉淀于一體的構筑物，其特點是利用機械攪拌的提升力作用來完成泥渣回流和接觸反應，生產(chǎn)能力高，處理效果好，可去除二級處理出水中剩余的膠體、懸浮顆粒、CODcr等污染物，降低水中溶解性磷酸鹽、鈣、鎂離子和某些重金屬濃度。
高效混凝沉淀池由三個主要部分組成：一個“反應池”，一個“預沉池－濃縮池”以及一個“斜管分離池”。高效混凝沉淀池生產(chǎn)能力高，處理效果好，可去除二級處理出水中剩余的膠體、懸浮顆粒、CODcr等污染物，降低水中溶解性磷酸鹽、鈣、鎂離子和某些重金屬濃度。
V型濾池為重力式快速濾池，可進一步去除水中的懸浮物、CODcr、BOD5、磷、色度、細菌等。采用均粒石英砂濾料，濾層厚度大，截留細小的懸浮物，濾速較高，過濾周期長；沖洗采用氣水聯(lián)合反沖和表面掃洗；沖洗時，濾層呈微膨脹狀態(tài)；V型進水槽（沖洗時兼作表面掃洗布水槽）和排水槽沿池長方向布置，池面積較大時，有利于均勻布水。
D型濾池是快濾池的一種。它采用863纖維濾料，小阻力配水系統(tǒng)，氣水反沖洗，恒水位或變水位過濾方式。D型濾池具備傳統(tǒng)快濾池的主要優(yōu)點，同時運用了DA863過濾技術，多方面性能優(yōu)于傳統(tǒng)快濾池，是一種實用、新型、高效的濾池，可進一步去除水中的懸浮物、CODcr、BOD5、磷、色度、細菌等。
翻板濾池是具有世界水平的氣水反沖濾池。所謂“翻板”是因為該型濾池的反沖洗排水閥（板）在工作過程中從0o～90o范圍內來回翻轉而得名。翻板濾池的反沖洗系統(tǒng)、排水系統(tǒng)與濾料選擇方面有新的技術型突破，因為濾池擁有自己*的過濾技術，允許濾料任意組合，有較好的截污能力。同時具有特殊的反沖洗系統(tǒng)，不需洗砂排水槽，反沖洗強度大，濾料不會流失，耗水量少且濾料沖洗的干凈，反沖洗時間短，反沖洗周期長，基建投資省，運行費用低，施工簡單等一系列優(yōu)點。
1、排水管網(wǎng)的污水經(jīng)格柵攔截較大的顆粒物和漂浮物后，經(jīng)化糞池提升至初沉池，沉淀較大顆粒物等。
2、生物接觸氧化法即在反應器內放置填料，以生物填料為載體經(jīng)過充氧的廢水與長滿生物膜的填料接觸，在生物膜的作用下，廢水得到凈化。其工作原理和優(yōu)點如下：
（1）、原理：
生物接觸氧化法在運行初期，少量的細菌附著于填料表面，由于細菌的繁殖逐漸形成很薄的生物膜。在溶解氧和食物都充足的條件下，微生物的繁殖十分迅速，生物膜逐漸增厚。微生物將污水中的污染物質轉化為微生物細胞及CO2、H2O、H2S、N2、CH4等多種物質，溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用,為微生物所利用。當生物膜達到一定厚度時，氧已經(jīng)無法向生物膜內層擴散。好氧菌死亡脫落，而兼性菌、厭氧菌在內層開始繁殖，形成厭氧層，利用死亡的好氧菌為基質，并在此基礎上不斷發(fā)展厭氧菌。經(jīng)過一段時間后在數(shù)量上開始下降，加上代謝氣體產(chǎn)物的逸出，使內層生物膜大塊脫落。在生物膜已脫落的填料表面上，新的生物膜又重新發(fā)展起來。在接觸氧化池內，由于填料表面積較大，所以生物膜發(fā)展的每一個階段都是同時存在的，使去除有機物的能力穩(wěn)定在一定的水平上。生物膜在池內呈立體結構，對保持穩(wěn)定的處理能力有利。
（2）、優(yōu)點：
體積負荷高，處理時間短，節(jié)約占地面積，生物接觸氧化法的體積負荷可達3?6kgBOD(m3.d),與活性污泥法比較，體積負荷可高5倍。 
生物活性高、曝氣管設在填料下，不僅供氧充分。而且對生物膜起到了攪拌作用，加速了生物膜的更新，使生物膜活性提高。其好氧速率比活性污泥法高1.8倍。 
有較高的微生物濃度，一般活性污泥濃度為2?3g/l而接觸氧化池中絕大多數(shù)微生物附著在填料上，單位體積內水中和填料上的微生物濃度可達10?20g/l，由于微生物濃度高，有利于提高容積負荷。 
污泥產(chǎn)量低，不需污泥回流，與活性污泥法相比，接觸氧化法的體積負荷高，但污泥產(chǎn)量不僅不高，反而有所降低。由于微生物附著在填料上形成生物膜，生物膜的脫落和增長可以自動保持平衡，所以不需回流污泥，給管理帶來方便。 
出水水質好而穩(wěn)定，在進水短期內突然變化時，出水水質受影響很小。出水外觀清澈透明，如再加砂濾處理?？勺髦兴赜?。 
動力消耗低，采用生物接觸氧化法處理污水，一般能節(jié)省動力30%。
掛膜方便，對含菌種少的廢水，掛膜時接入菌種，運行十多天生物膜就可成熟，當停電或事故不能供氣時，只要將氧化池中的水放完即可，附著在固定床的微生物可以從空氣中獲得氧氣而維持生命，經(jīng)試驗，在這樣間歇一個月再重新工作，生物膜在幾天內就可以恢復正常。  不存在污泥膨脹問題，在活性污泥中容易產(chǎn)生膨脹的菌，如絲狀菌，在接觸氧化池中不僅不產(chǎn)生膨脹，而且能充分發(fā)揮其分解、氧化能力高的優(yōu)點。接觸氧化池內填料固定在水中，附著在填料上的絲狀菌有較強的分解有機物的能力，具有立體結構，但沉降性能差，在曝氣池中易隨出水流出，因而不易產(chǎn)生污泥膨脹問題。
3、二沉池采用斜管沉淀池，普通沉淀池存在兩個明顯的缺點：一是懸浮物的去除率不高，一般只有40?60%；二是體積龐大、占地面積多為克服上述缺點，根據(jù)淺層沉降原理，設計出了斜管沉淀池。在容積V和池深H一定的條件下，如果增大流量Q，則沉降速度u。隨之增大，從而使沉降效率降低；反之，欲提高去除率（減少u0）則流量Q必須減少。即是說，提高沉降效率和加大處理能力二者是有矛盾的。 
但是，如果將沉淀池的沉降區(qū)高度H分成n個高h的水平淺池，那么沉淀池的總表面積就由A增大為nA，沉降速度也相應由u0Q/A變?yōu)?Q/nA，即u0=u0/n,從而在處理水量不變的情況下能大大提高沉降效率。這就是說，在保持原有的去除率不變時，相同容積的淺池的處理水量比原來大n倍。
不僅如此，淺池沉降還能大大改善沉降過程的水力條件。在管道中和平行板間水流的雷諾數(shù)Re分別小于2000和1000時，水流即處于層流狀態(tài)，事實上，以斜管形式構成的沉淀池內，由于濕周大，水力半徑很小，所以Re值可降到100以下，水流仍處于穩(wěn)定的層流狀態(tài)，懸浮物的沉降不受紊流所產(chǎn)生的脈沖速度的影響，對沉降極為有利。
本工程污水中有機成份較高，BOD5/CODcr=0.6，可生化性較好，因此采用生物處理方法比較經(jīng)濟。由于污水中氨氮及有機物含量較高，特別是有機氮，在生物降解有機物時，有機氮會以氨氮形式表現(xiàn)出來，氨氮也是一個重要的污染控制指標，因此污水處理采用缺氧好氧A/O生物接觸氧化工藝，即生化池需分為A級池和O級池兩部分。生活污水通過格柵攔污進入調節(jié)池，設置調節(jié)池的目的主要是調節(jié)污水的水量和水質。
調節(jié)池內污水采用污水提升泵提升至A級生化池，進行生化處理。在A級池內，由于污水中有機物濃度較高，微生物處于缺氧狀態(tài)，此時微生物為兼性微生物，它們將污水中有機氮轉化為氨氮，同時利用有機碳源作為電子供體，將NO2-N、NO3-N轉化為N2，而且還利用部分有機碳源和氨氮合成新的細胞物質。所以A級池不僅具有一定的有機物去除功能，減輕后續(xù)O級生化池的有機負荷，以利于硝化作用進行，而且依靠污水中的高濃度有機物，完成反硝化作用，終消除氮的富營養(yǎng)化污染。經(jīng)過*池的生化作用，污水中仍有一定量的有機物和較高的氮氨存在，為使有機物進一步氧化分解，同時在碳化作用趨于*的情況下，硝化作用能順利進行，特設置O級生化池。
A級池出水自流進入O級池，O級生化池的處理依靠自養(yǎng)型細菌(硝化菌)完成，它們利用有機物分解產(chǎn)生的無機碳源或空氣中的二氧化碳作為營養(yǎng)源，將污水中的氨氮轉化為NO2-N、NO3-N。O級池出水一部分進入沉淀池進行沉淀，另一部分回流至A級池進行內循環(huán)，以達到反硝化的目的。在A級和O級生化池中均安裝有填料，整個生化處理過程依賴于附著在填料上的多種微生物來完成的。在*池內溶解氧控制在0.5mg/l左右;在O級生化池內溶解氧控制在2.0mg/l以上，氣水比12:1; O級生化池一部分出水回流進入A級池，回流比為*-200%;一部分流入豎流式沉淀池，進行固液分離;沉淀池固液分離后的出水進入消毒出水池，經(jīng)消毒后即可直接排放。沉淀池沉淀下來的污泥由氣提裝置提升至污泥濃縮池;污泥濃縮池內濃縮后的污泥采用糞車外運作農肥處理。