农村生活污水新型处理技术的研究现状与对策

A. 国家关于农村生活污水处理有什么技术政策

一、污水来源及特性
1、农村污水来源
改革开放以来，特别是党的十七大以来，我国明显加快了新农村建设的步伐，大力发展新农村或小城镇建设，对于带动农村经济或小城镇的发展是一大战略。但是，在发展农村经济或小城镇经济的同时，又带来了环境污染问题，治理污染保护环境，是可续发展的又一大重大举措。
我国新农村和小城镇建设，涉及到的环保问题，主要有农村污水污染和农村垃圾污染两个方面。在农村污水污染方面，主要是生活污水污染、畜牧养殖污水污染、农药化肥污染、也有一些工业污染和其他污染。这些污染物与生活污水混合外排，所以农村污水实际上是上述污水的总称。
2、农村污水特点
⑴、纳污面积小、污水量少、变化系数大、水质和水量波动大。
⑵、有些农村的工业废水与生活污水合流排放，给水质造成一定冲击。
⑶、管理跟不上等原因造成雨不分流，有的还有地下水渗入。
⑷、农村可能出现跳跃式的发展，近期污水量比较少，而远期污水量较大。
⑸、由于经费问题、基础设施不完善、技术力量薄弱等原因，即使建好了污水处理站，社区也可能难以维持能耗高、维修量大、管理复杂的处理系统。因此，我国新农村污水处理应该选择经济、高效、节能、简便易行、处理效果好、抗冲击能力强，运行稳定的污水处理新工艺新技术。
新农村一般分为1000人社区、2000人社区、3000人社区三种类型，社区人均排水0.15m³/d，污染物浓度CODcr＜900㎎/L，PH值为6.5～7.5，BOD5＜350mg/L，SS＜
700mg/L，色度（稀释倍数法）＜200，含有一定量的氮和磷、可生化性好，但水质、水量波动较大。可见，农村污水水质指标明显高于城市生活污水，而采用低负荷的工艺技术，占地面积大、投资大、运行费用高，因此，采用高负荷的污水处理工艺《导流曝气生物滤池》处理农村污水，特别适合我国农村污水处理及小城镇污水处理建设的需要。
3、污水处理方法
我国的污水处理发起步晚、发展快，污水处理采用的工艺主要是生化处理，常见工艺有接触氧化法、AB法、A/O法、氧化沟、SBR、曝气生物滤池、导流曝气生物滤池等。
导流曝气生物滤池是我国自主知识产权的污水处理新工艺，根据后续处理工艺的不同，它又分为：水解-导流曝气生物滤池、厌氧-导流曝气生物滤池、气浮-导流曝气生物滤池、快沉-导流曝气生物滤池、超超声波-导流曝气生物滤池、微波-导流曝气生物滤池、臭氧-导流曝气生物滤池等。
导流曝气生物滤池在升级改造，脱氮除磷、中水回用方面与其它工艺结合，发展出AB法-导流曝气生物滤池；A／O法-导流曝气生物滤池；A2／O法-导流曝气生物滤池；氧化沟-导流曝气生物滤池；SBR-导流曝气生物滤池；生物接触氧化-导流曝气生物滤池等多种深度处理工艺。
二、导流曝气生物滤池
工艺技术介绍
1、技术来源
导流曝气生物滤池是在传统曝气生物滤池的基础上，充分借鉴下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、无泵污泥回流法、给水快滤法等八者设计手法，和二级或三级污水处理工艺而开发研制出来的污水处理工艺、新技术。2005年获得国家专利，专利号：ZL200420033672.4。
导流曝气生物滤池已在我国的北京、山东、河北、贵州、山西、四川、内蒙古、黑龙江、江苏、吉林、河南、湖北、天津等地已有工程实例，案例设及医院、生活、化工、屠宰、食品、亚麻、酒精、制药等废水处理，大量的应用证明：出水水质CODcr一般在20mg／L以下，最低5.95mg／L；BOD5一般在10mg／L以下，最低3.50mg／L；SS一般在20mg／L以下，最低6.55mg／L。
2、技术特点
导流曝气生物滤池Conction Current Biofilter （简称CCB），使污水在同一个处理池内，完成曝气→沉淀→二次曝气→二次沉淀等过程，解决其它污水处理需要四个池子才能完成的工艺流程。特别是在连续进水条件下，实现进水→曝气→沉淀→出水的间隙曝气，同时，实现污泥回流，整个运行没有闲置，其优点较其它污水处理方法更为突出，处理效果优为显著，导流曝气生物滤池是AB法、SBR法、A2O法、接触氧化法以及两曝两沉，间隙曝气法等污水处理的换代产品。2009年8月，被国家科技部列为“创新项目”项目代码09C26215205564；2009年12月，国家环保部将该产品列为“国家鼓励发展的环境保护技术目录”（环发【2009】）146号；2010年5月，国家科技部、国家环保部、国家商务部、国家质量监督检验检疫总局审查认定《导流曝气生物滤池》为“国家重点新产品”，其编号为2010GR467010；2012年7月，国家环保部又将导流曝气生物滤池列为十二五期间“国家鼓励发展的环境保护技术目录”（环境保护部【2012】）39号。
3、技术性能
1)、技术前瞻性
导流曝气生物滤池充分借鉴了八种的污水处理设计手法，是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流，脱氮除磷反应器，处理后的污水优于排放标准，达到中水回用水质，因此技术前瞻性。
2)、工艺创新性
导流曝气生物滤池使污水在同一个处理池内，解决其它污水处理需要四个池子才能完成的工艺过程。整个运行没有闲置。 因此工艺创新性。
3)、工程投资经济性
导流曝气生物滤池的BOD5容积负荷是常规二级生物处理的5～10倍，加上微生物量多达10～15g／L，也 不需设置二沉池，因此工程投资经济性。
4)、处理效果稳定性
使装置中存在好氧和缺氧环境，可实现硝化、反硝化，没有污泥膨胀之虑，不受水力负荷的冲击、而造成微生物流失，即使污水减少一半以下、或停水后再启用，只需很短的时间，就能正常运行，因此处理效果稳定性。
5)、处理流程简化性
由于导流曝气生物过滤法将两个曝气池、两个沉淀池、两个过滤池合为一体，使处理流程得以简化，因此处理流程简化性。
6)、投资和运转费用经济性
由于导流曝气生物滤池工艺流程短、池容小、占地省，使工程费用大大降低。加上装置利用滤料切割、阻挡、细碎气泡，强化气、液传质效应，增加微生物与空气的接触面积和时间，导致滤池充氧效率大为提高，因此投资和运转费用经济性。
7)、操作管理简单性
通过液位传感、溶氧测定仪、定时器、变频器、PLC程控系统，使导流曝气生物滤池全部实现自动化，因此操作管理简单性。
8)、脱氮除磷典型性
①、导流曝气生物过滤法脱氮除磷基本原理
导流曝气生物过滤法的脱氮原理是在将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化作用将硝态氮转化为氨气，从而达到从废水中脱氮的目的。
导流曝气生物过滤法除磷的原理是在厌氧条件下，聚磷菌将其细胞内的有机磷转化为无机态磷，并加以释放，利用此过程中产生的能量摄取废水的溶解性有机物质合成PHB，从而在好氧的条件下，聚磷菌则将PHB降解，以提供从废水中摄取磷所需的能量，从而完成聚磷的作用。
9)、气温及运行方式适应性
由于大量的微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种的活性，加上导流曝气生物滤池所特有的高微生物量，使得对气温变化的适应性强。
10)、检修换件方便性
导流曝气生物滤池的主要转动设备置于地上，加上主要设备和材料均为国产，因此检修换件方便性。
11)、工程建设灵活性
导流曝气生物过滤法系统单元为模块化结构，可集中设计，也可分开设计，还有利于扩建，能较好地适应各个地区地貌，对于旧污水处理工程的升级改造也时分有利。

B. 农村生活污水处理的难点

村镇污水处理的难点与共性技术需求：分布广，地区差异大，污水水质、水量波动性大，排水管网不健全；经济力量薄弱；缺乏污水处理专业人员，雨污水资源化利用低

C. 如何改变农村的污水处理问题是目前最主要的问题

农村生活污水处理是将生活污水中的有害物质和污染环境成份清除、降解做无害处理。
农村生活污水处理要着重考虑选用成熟可靠，适合农村特点和实际污水处理适用技术。农村污水处理，可根据实际情况将水质进行中和农用产品，从而达到回用及环保降解排放。
1、稳定塘处理技术
在我国，特别是在缺水干旱地区，稳定塘是实施污水资源化利用的有效方法，近年来成为我国农村生活污水处理着力推广的一项技术。与传统的二级生物处理技术相比，高效藻类塘具有很多独特的性质，对于土地资源相对丰富，但技术水平相对落后的农村地区来说，是一种较具推广价值的。
2、厌氧沼气池处理技术
在我国农村生活污水处理的实践中，最通用、节俭、能够体现环境效益与社会效益结合的农村生活污水处理方式是厌氧沼气池。它将污水处理与其合理利用有机结合，实现了污水的资源化。污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水被去除了大部分有机物，达到净化目的；产生的沼气可作为浴室和家庭用炊；厌氧发酵处理后的污水可用作浇灌用水和观赏用水。在农村有大量可以成为沼气利用的原材料：农作物秸秆和人畜粪便等。
沼气池处理技术已在我国一些地方得到了有效推广和使用。建设沼气池和生活污水厌氧净化池，有效解决人畜粪便、生活污水、垃圾污染等农村环境难题，出现家园清洁和村容整洁的新面貌。
3、土壤渗滤技术
地下土壤渗滤法在我国农村生活污水处理中日益受到重视。在我国北方寒冷地区利用地下土壤渗滤法处理生活污水是可行的，且出水能够作为中水回用.
4、人工湿地处理技术
目前，北京、深圳等都采用了这一农村生活污水处理技术。净化后的水质优于地表水三类标准。浙江、广东、天津和江苏等地还分别在无动力、地埋式厌氧处理系统、雨污分离管网输送集中处理和生物投菌治理污水等技术方式应用方面进行了探索与尝试，也都取得了一定的进展。

D. 农村生活污水处理技术有哪些研究进展

现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。
一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。
三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。
整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后，经过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。
以上是污水处理厂处理工艺的基本流程，流程图见下页图一。
二．各个处理构筑物的能耗分析
1．污水提升泵房
进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房，之后被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵运行要消耗大量的能量，占污水厂运行总能耗相当大的比例，这与污水流量和要提升的扬程有关。
2．沉砂池
沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。
沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机，以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。
3．初次沉淀池
初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是SS和部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池包括平流沉淀池，辐流沉淀池和竖流沉淀池。

初沉池的主要能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等，但由于排泥周期的影响，初沉池的能耗是比较低的。

图一城市污水处理典型流程
4．生物处理构筑物
污水生物处理单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相当大的比例，它和污泥处理的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝气系统的曝气要消耗大量的电能，其基本上是联系运行的，且功率较大，否则达不到较好的曝气效果，处理效果也不好。氧化沟处理工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备。生物膜法处理设备和活性污泥法相比能耗较低，但目前应用较少，是以后需要大力推广的处理工艺。
5．二次沉淀池
二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上，能耗比较低。
6．污泥处理
污泥处理工艺中的浓缩池，污泥脱水，干燥都要消耗大量的电能，污泥处理单元的能量消耗是相当大的，这些设备的电耗功率都很大。
三．针对各个处理构筑物的节能途径
1．污水提升泵房
污水提升泵房要节省能耗，主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约，正确科学的选泵，让水泵工作在高效段是有效的手段，合理利用地形，减少污水的提升高度来降低水泵轴功率N也是有效的办法，定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以降低电耗。
2．沉砂池
采用平流沉砂，避免采用需要动力设备的沉砂池，如平流沉砂池。采用重力排砂，避免使用机械排砂，这些措施都可大大节省能耗。
3．初次沉淀池
初次沉淀池的能耗较低，主要能量消耗在排泥设备上，采用静水压力法无疑会明显降低能量的消耗。
4．生物处理构筑物
国外的学者通过能耗和费用效益分析比较了生物处理工艺流程,他们认为处理设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上,因而节能应从提高全厂功率因数、选择高效机电设备及减少高峰用电要求等方面入手。他们提出的节能措施既包括改善电机的电气性能,也包括解决运转的工艺问题,还包括污水厂产物中的能量回收(Energy
Recovery)。
曝气系统的能耗相当大，对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新。新型的曝气设备虽然层出不穷,但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法,第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法。微孔曝气，曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施。在传统活性污泥处理厂曝气池中辟出前端厌氧区,用淹没式搅拌器混合的节能、生物除磷方案。这一简单的改造可以节省近20%的曝气能耗,如果算上混合用能,节能也达到12%。自动控制系统的应用于污水处理节能，曝气系统进行阶段曝气，溶解氧存在浓度梯度，既减少了能耗，又可以改善处理效果，减少污泥量。
生物膜法处理工艺采用厌氧处理可以明显降低能量的消耗。
5．二次沉淀池
二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法。
6．污泥处理
污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收。从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践,但能源危机之前一直不受重视。目前有两种回收途径:一是污泥厌氧消化气利用,一是污泥焚烧热的利用。
消化气性质稳定、易于贮存,它可通过内燃机或燃料电池转化为机械能或电能,废热还可回收于消化污泥加热。因此利用消化气能解决污水厂不同程度的能量自给问题。林荣忱等人比较了沼气发电机和燃料电池两种利用形式,认为燃料电池能量利用率高,具有很好的发展前途。对消化气的最大化利用是提高能效的主要方式。沼气发电机组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例,是大型污水处理厂的沼气综合利用的可行途径。

另外一种能量回收方式是将城市固体废物焚烧场建在污水处理厂旁,将固废与污水污泥一起焚烧,获得的电能用于处理厂的运转。
城市污水处理的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步。由于污水处理能量平衡分析方法研究的欠缺,节能措施的制订和实施常常超前。而多数节能途径和手段常常由处理厂的操作管理人员结合各处理设施实际情况提出,具有经验性和个别性,不一定能适用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂;另一方面,从广义上说,污水处理学科领域的技术创新、新材料和新设备的使用都蕴涵着节能增效的潜力,因而节能的途径和手段往往是很宽泛的。
四．结论
污水处理是能源密集(energy intensity)型的综合技术。一段时期以来,能耗大、运行费用高一定程度上阻碍了我国城市污水处理厂的建设,建成的一些处理厂也因能耗原因处于停产和半停产状态。在今后相当长的一段时期内,能耗问题将成为城市污水处理的瓶颈。能否解决耗污水厂的能耗问题，合理进行能源分配，已经成为决定污水处理厂运行效益好坏的关键因素。能耗是否较低，也是未来新的污水处理厂可行性分析的决定性因素，开发能效较高的污水处理技术，合理设计及运行污水处理厂，必将是未来污水处理厂设计和运行的必由之路。

E. 农村生活污水有什么绿色环保的处理实用方法

农村污水处理技术包括化粪池、污水净化沼气池、普通曝气池、序批式生物反应器、氧化沟、生物接触氧化池、人工湿地、土地处理和生态塘等。根据现场水质情况，设备放置要求，排放要求等来确认最终的处理方案。