中国农村生活污水处理技术现状分析及评价

通过查阅我国2000—2016年共计119项≤1 000 m~3·d~(-1)农村生活污水处理实际工程案例文献,统计分析我国农村生活污水处理的技术模式、出水执行标准、6种主要污染物(化学需氧量、总氮、总磷、氨氮、SS、BOD_5)去除率,结合层次分析法对我国农村生活污水处理现状及发展态势进行分析。结果表明,57.26%的农村生活污水处理工艺的处理水量小于100 m~3·d~(-1);出水水质主要执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》,文献占比为74.99%;处理技术总体分为生物、生态和组合处理技术3大类,组合处理技术使用最多,多种工艺技术组合是未来农村生活污水处理的主要发展方向。文献中对于水质指标的考核重视程度由高到低分别为COD、总磷、氨氮和总氮,污染物去除的难易程度由易到难分别为COD、氨氮、总磷和总氮。     

多级蚯蚓生态滤池处理生活污水研究

采用多级蚯蚓生态滤池对生活污水进行处理研究,考察多级蚯蚓生态滤池对污水中各类污染物的去除效果.试验结果表明,多级蚯蚓生态滤池连续运行80d,滤池对CODCr、NH4+-N和TP的去除效果良好,去除率分别为80.4%—98.6%、95.5%—99.5%和93.7%—99.7%,出水水质符合要求.但是滤池对TN去除效果不稳定,不加碳源TN去除率降低,最低为26.0%左右,添加碳源后TN去除率维持在60%左右.其中进水中C/N比为3.07,出水中一级滤池、二级滤池和三级滤池的C/N比分别为1.56、0.88和0.72,沿程水样C/N比呈逐级下降的趋势.运行22d后,在二级滤池出水中添加葡萄糖调节C/N比为3—6,总氮去除率上升.对TN去除研究分析,推断出碳源不足是TN去除率降低的重要原因.相比单级的蚯蚓生态滤池,多级蚯蚓生态滤池生活污水处理的更加彻底,应用前景更加广泛。     

A/O-MBR处理某经济区市政污水的效能

采用A/O-MBR法处理某经济区市政污水,对其进、出水的水质进行连续监测,考察系统稳定性和处理效果。结果表明,在水力停留时间12小时,污泥龄30天,回流比75%,好氧段DO浓度1.3～8.5 mg/L的条件下,系统对COD、氨氮、总氮、总磷的平均去除率分别为92.04%、93.66%、78.04%、91.06%。反硝化...     

进出水方式对高负荷浅层渗滤净化生活污水效果的影响

为研究农村分散住户用水不均匀和排放泵井运行不连续条件下高负荷地下浅层渗滤系统的净化效果,建立渗滤试验柱,以实际生活污水为进水,在12.5 cm.d-1日均水力负荷下,比较连续进水、间歇进水和自由排水、间歇排水对实际生活污水净化效果的影响。结果表明,各渗滤柱对NH4+-N的平均去除率均大于96%。对COD的平均去除率为41.2%～67.7%,其中采用间歇进水、间歇排水方式的渗滤柱去除率最低,但出水仍可达到GB8978—1996《污水综合排放标准》中二级标准。各渗滤柱对TN的平均去除率为17.5%～37.2%,其中采用间歇进水、间歇排水的渗滤柱平均去除率最高,表明强化反硝化作用是提高脱氮效率的主要途径。对TP的平均去除率为51.0%～78.0%,其中采用连续进水、间歇排水的渗滤柱平均去除率最高,表明延长污水停留时间、增加与填料的接触面积能增强对TP的去除效果。间歇进水、间歇排水方式下,渗滤柱对COD的去除效果有所下降,但是对N、P营养盐的综合去除效果最好。     

曝气生物滤池中氨氮去除影响因素试验分析

以上向流曝气生物滤池为研究对象,对氨氮的去除效果及影响因素进行了探讨。试验结果表明,上向流曝气生物滤池对氨氮去除效果具有一定的抗冲击负荷能力,在进水氨氮平均为13.83 mg/L时,出水氨氮平均为3.75 mg/L,平均去除率为72.88%,去除效果稳定;不同操作条件对氨氮去除效果的影响为:水力负荷对氨氮去除率是非线性的,存在一个最佳值(本试验为7.0 m/h);容积负荷对氨氮的去除效果影响较大,随着进水容积负荷增大,氨氮去除效果逐渐降低;当水温在15~26℃时,对氨氮去除效果影响较小,当水温低于15℃时,对氨氮去除效果影响较大;pH值在7.0~9.5之间变化,氨氮去除效果较好,其中以pH值在8.0时最佳。     

滤层厚度对慢滤池深度处理污水的性能影响

将慢滤池用于污水二级出水的深度处理,并利用小试装置研究了滤层厚度对慢滤池性能的影响。选取浊度、COD和色度三个指标,在滤层不同深度处多次取样,分析各指标沿滤层厚度的变化。结果表明,采用粒径为0．4～0．6mm,滤层厚度为800mm的石英砂做滤床时,慢滤池对二级出水具有较好的净化效果：当进水浊度、COD和色度分别为1.3～6．9NTU、30．4～70．0mg·L^-1和20．6°～57．6°时,平均去除率分别达到86．5％、45．0％和46．3％。从试验结果可以看出,慢滤池类似一个微缩的污水二级处理系统,滤层表面的粘性滤膜起到类似初沉池的作用,可以对各指标实现较好的去除,58．6％的浊度、52．7％的COD和45．7％的色度是在滤层上部去除的;慢滤池中部起到类似曝气池的作用,下部起到类似二沉池的作用,对水质指标也能实现一定的去除。     

城市面源污染特征及排放负荷研究--以内江市为例

城市面源污染已引起国内外的重视,研究城市面源污染特征及排放负荷,为城市面源防治提供借鉴有重要意义。在内江市将城市下垫面按照水文效应和面源污染特性不同划分为屋面,庭院,交通道路,城市水环境四类,每类下垫面中选取一定数量的点进行监测,根据选取的典型点位的监测结果,研究城市面源污染特征及污染物负荷,结果表明：（1）各类下垫面中,交通干道污染质量浓度普遍较高,屋面污染物质量浓度相对较低,交通干道 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为215.31 mg·L-1、280.20 mg·L-1、0.35 mg·L-1、2.29 mg·L-1、4.06 mg·L-1;屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为85.56 mg·L-1、117.25 mg·L-1、0.13 mg·L-1、2.03 mg·L-1、3.63 mg·L-1。（2）不同材质屋面中,沥青屋面的污染物质量浓度普遍较高,陶瓦屋面的污染物质量浓度相对较低。沥青屋面 COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为73.4 mg·L-1、56.0 mg·L-1、0.181 mg·L-1、2.529 mg·L-1、5.254 mg·L-1;陶瓦屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为30.8 mg·L-1、45.4 mg·L-1、0.106 mg·L-1、2.099 mg·L-1、4.167 mg·L-1。（3）单次降雨COD污染负荷在34.6~73.7 t之间,相当于整个城区城镇生活污水不加处理排放1天;根据3次降雨监测结果估算全年COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮排放量分别为2177.1 t、2778.3 t、3.855 t、41.410 t、69.133 t,城市面源COD污染负荷是城镇生活源的近20%。（4）各类下垫面中,屋面的污染物排放负荷贡献率最大,其次为庭院、交通干道、一般道路、城市水环境,一次典型降雨中,屋面对COD污染负荷的贡献率为30.9%,庭院为28.7%,交通干道为24.7%,一般道路为14.9%,城市水环境仅为0.8%。（5）各类下垫面中,交通干道的初始冲刷效应最明显,其次为一般道路、庭院、屋面。根据分析得出结论：城市面源中COD、悬浮物的污染不容忽视;不同下垫面呈现不同的污染特征,屋面的污染物质量浓度较低,但由于面积贡献率大,污染物负荷贡献率较高,均在25%以上,交通干道、一般道路五类污染物由于质量浓度较高,各污染物负荷贡献率均超过其面积贡献率,可作为城市面源防治的重点;截留和处理城市降雨初期径流对于城市面源污染处理非常重要。     

城市面源污染特征及排放负荷研究——以内江市为例

城市面源污染已引起国内外的重视,研究城市面源污染特征及排放负荷,为城市面源防治提供借鉴有重要意义。在内江市将城市下垫面按照水文效应和面源污染特性不同划分为屋面,庭院,交通道路,城市水环境四类,每类下垫面中选取一定数量的点进行监测,根据选取的典型点位的监测结果,研究城市面源污染特征及污染物负荷,结果表明:(1)各类下垫面中,交通干道污染质量浓度普遍较高,屋面污染物质量浓度相对较低,交通干道COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为215.31 mg·L-1、280.20 mg·L-1、0.35 mg·L-1、2.29 mg·L-1、4.06 mg·L-1;屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为85.56 mg·L-1、117.25 mg·L-1、0.13 mg·L-1、2.03 mg·L-1、3.63 mg·L-1。(2)不同材质屋面中,沥青屋面的污染物质量浓度普遍较高,陶瓦屋面的污染物质量浓度相对较低。沥青屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为73.4 mg·L-1、56.0 mg·L-1、0.181 mg·L-1、2.529 mg·L-1、5.254 mg·L-1;陶瓦屋面COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮平均质量浓度分别为30.8 mg·L-1、45.4 mg·L-1、0.106 mg·L-1、2.099 mg·L-1、4.167 mg·L-1。(3)单次降雨COD污染负荷在34.6~73.7 t之间,相当于整个城区城镇生活污水不加处理排放1天;根据3次降雨监测结果估算全年COD、悬浮物、总磷、氨氮、总氮排放量分别为2177.1 t、2778.3 t、3.855 t、41.410 t、69.133 t,城市面源COD污染负荷是城镇生活源的近20%。(4)各类下垫面中,屋面的污染物排放负荷贡献率最大,其次为庭院、交通干道、一般道路、城市水环境,一次典型降雨中,屋面对COD污染负荷的贡献率为30.9%,庭院为28.7%,交通干道为24.7%,一般道路为14.9%,城市水环境仅为0.8%。(5)各类下垫面中,交通干道的初始冲刷效应最明显,其次为一般道路、庭院、屋面。根据分析得出结论:城市面源中COD、悬浮物的污染不容忽视;不同下垫面呈现不同的污染特征,屋面的污染物质量浓度较低,但由于面积贡献率大,污染物负荷贡献率较高,均在25%以上,交通干道、一般道路五类污染物由于质量浓度较高,各污染物负荷贡献率均超过其面积贡献率,可作为城市面源防治的重点;截留和处理城市降雨初期径流对于城市面源污染处理非常重要。     

牧草轮作对奶牛场污水氮、磷的净化效果研究

以土壤为基质,选择象草（Pennisetum purpureum）和黑麦草（Lolium perenne）两种牧草作为植被模拟人工湿地净化系统,研究牧草全年轮作在间歇流人工湿地中对奶牛场高质量浓度污水的适应性及对污水氮、磷的净化效果。结果表明：象草、黑麦草在间歇性高质量浓度污水中生长良好,可作为畜牧场高质量浓度污水修复植物进行全年轮作,并适时的收割,去除污水中的氮、磷。在不同污水质量浓度处理的牧草净化系统中,水力停留时间为8 d的条件下,铵氮的去除率为75.9%~94.9%;硝态氮的去除率为65.4%~90.9%;总氮的去除率64.2%~90.1%;总磷的去除率在90%以上;象草和黑麦草对污水中氮、磷的吸收转化在系统对氮磷净化中的贡献率平均分别为氮25.12%和20.03%、磷31.20%和20.42%;各处理氮、磷的去除效果与污水的质量浓度呈负相关。     

曝气生物滤池不同填料处理河道污水的效果

曝气生物滤池处理河道污水,具有容积负荷大、处理效率高,占地面积小的特点,但除磷效果差.为了提高曝气生物滤池除磷效果和去除COD、NH3-N和Ss的能力,本文利用贝壳、珊瑚和经过盐酸处理的铝硅酸盐作为曝气生物滤池的填料来处理河道污水.试验结果表明:在pH为中性的条件下,贝壳和珊瑚填料不能去除河道污水的磷酸盐,但经过盐酸处理后的铝硅酸盐填料对河道污水磷酸盐的去除率可达到52.19%,与传统处理方法相比,去除率提高了30%以上;贝壳填料对COD、NH3-N和SS的去除率分别为52.73%、36.75%、53.04%,珊瑚填料去除率分别为57.29%、33.44%、51.03%,经过盐酸处理的铝硅酸盐填料去除率分别为49.29%、33.20%、64.94%;珊瑚填料处理COD效果最好,去除率达到57.29%,这与该填料具有较大的比表面有关;贝壳填料去除NH3-N效果最好,达到36.75%,但与珊瑚填料和铝硅酸盐填料相比,差异不大,最大极差仅3.55%;铝硅酸盐填料去除Ss的效果最好,达到64.94%,这可能与其颗粒小,比较致密有关.综合比较各种填料处理PO4-3-、COD、NH3-N和SS的能力,采用经过盐酸处理铝硅酸盐填料作为曝气生物滤池处理河道污水的填料是适宜的,其最佳水力停留时间为4 h.     

人工湿地组合生态工艺对规模化猪场养殖废水的净化效果研究

研究了表面流、水平潜流和垂直潜流人工湿地以及地下渗滤系统组合生态工艺对模拟和实际猪场养殖废水的净化效果。结果表明,在进水ρ（COD）=709.2 mg.L-1,ρ（TN）=597.1 mg.L-1,ρ（NH4＋-N）=560.4 mg.L-1和ρ（TP）=42.5 mg.L-1的质量浓度条件下组合生态系统对于COD、TN、NH4＋-N和TP的去除率分别可以达到87%、95%、97%和95%,其中COD的去除主要在第一级表面流人工湿地,NH4＋-N和TN去除主要是在水平潜流和垂直潜流人工湿地,水平潜流和垂直潜流人工湿地对溶解性磷酸盐去除效果明显,地下渗滤起到进一步稳定出水水质的作用。水平潜流和垂直潜流人工湿地的运行结果对比表明,后者对污染物的去除率均高于前者。     

太湖流域典型地区农村生活污水中污染物在表层土壤中的削减特征与测算

原位采集太湖流域典型平原河网地区农户化粪池排污口附近的表层土壤及化粪池出水,人工模拟研究区域典型降雨（夏季30 mm·次-1,冬季5mm·次-1）、气温（夏季27℃,冬季5℃）条件以及排污负荷[TN：（2.35±0.06） g·m^-2 ·d^-1,NH4＋-N：（2.08±0.04）g·m^-2· d^-1,TP：（0.21±0.01）g·m^-2·d^-1,COD：（11.14±0.59）g·m^-2·d^-1],并进行室内模拟土柱试验,测算不同季节（夏季和冬季）、不同天气过程（雨前、雨天和雨后）排污口表层土壤对农村生活污水各类污染物的削减率并探讨其削减规律.结果表明：在季节差异上,雨前、雨天和雨后TN削减率均表现为夏季＜冬季（P＜0.05或P＜0.001）,NH4＋-N削减率则均表现为夏季＞冬季（P＜0.01）;雨前和雨后TP削减率表现为夏季＞冬季（P＜0.001）,COD削减率无显著季节性差异;雨天TP和COD削减率则均表现为夏季＜冬季（P＜0.01或P＜0.001）.在天气过程差异上,夏季土壤TN削减率表现为雨后＞雨前＞雨天（P＜0.01）,夏季TP和COD削减率表现为雨前≈雨后＞雨天（P＞0.05,P＜0.01）,而夏季NH4＋-N,冬季TN、NH4＋-N、TP和COD削减率在不同天气过程之间无显著差异（P＞0.05）.据此划分,夏季雨前、雨天和雨后及冬季TN削减率分别为38.5％、-25.0％、46.0％和50.4％,夏季和冬季NH4＋-N削减率分别为91.5％和85.5％,夏季雨天、夏季其余时间及冬季TP削减率分别为63.3％、93.1％和82.7％,夏季雨天及其余时间COD削减率分别为8.2％和66.2％.     

竹炭固定床-聚氨酯流化床一体化反应器处理生活污水

为解决剩余污泥问题,研制了产泥率少的片状竹炭固定床-聚氨酯切块流化床一体化反应器,在保证流化床高浓度微生物的同时,维持竹炭固定床的好氧,兼性厌氧,以实现污泥的原位分解.试验采用南京林业大学紫湖溪生活污水,COD为140—170 mg·L-1,TP为1—2 mg·L-1,TN为35—45 mg·L-1,氨氮25—30 mg·L-1,SS为35—40 mg·L-1.反应器在第30 d启动成功.稳定的运行结果显示,水力停留时间为10 h时,反应器对有机物的去除效果较好,出水中COD、TN、TP、氨氮的浓度分别为19 mg·L-1、7 mg·L-1、0.47 mg·L-1、4.5 mg·L-1,去除率达到87%、76%、72%、84%,出水中各指标均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中的一级B排放标准.经竹炭固定床处理的出水SS浓度很低,长期维持在14 mg·L-1左右,二沉池出水中的SS平均浓度为12.7 mg·L-1,整个反应器对二沉池依赖性较小.     

膜生物反应器（MBR）处理垃圾渗滤液的脱氮研究

采用一体式MBR处理垃圾渗滤液,系统考察MBR对COD、NH4＋-N和TN的去除效果。结果表明：可将垃圾渗滤液的COD降至650-1 500 mg·L-1范围;在HRT为1.5 d、DO为0.75-1.20 mg·L-1、不排泥条件下运行时,对TN质量浓度低于2 300 mg·L-1、容积负荷低于0.25 kg.m-3.d-1（以N计）的渗滤液进行处理,MBR对NH4＋-N与TN的去除率可分别达到87%和72%以上。在MBR处理垃圾渗滤液的运行中发现,膜的污染速度较快,并且呈现＂两段性＂的规律,采用碱＋氧化剂的清洗方式可有效去除膜污染,降低过膜压力。     

洞庭湖浮游植物增长的限制性营养元素研究

近20年水质监测资料表明,洞庭湖水体富营养化日趋严重。洞庭湖水体主要污染物为氮和磷,而营养盐赋存形态及其含量对浮游植物生长的影响在洞庭湖尚未见报道。2011年9月至2012年8月对洞庭湖浮游植物生物量及主要营养盐赋存形态与含量进行监测,同时利用藻类增长的生物学（NEB）评价方法对限制浮游植物增长的营养盐进行了研究,并分析了浮游植物生物量与各营养元素之间的相关性。结果表明：洞庭湖主要污染物总氮（TN）和总磷（TP）的年平均值分别为1.90 mg·L-1和0.093 mg·L-1,溶解态无机氮（DIN）平均占ρ（TN）比例为87%,溶解态总磷（DTP）平均占ρ（TP）比例为70%。洞庭湖水体中,DIN是TN的主要贡献者,且不同形态DIN的贡献大小依次为ρ（NO3--N）〉ρ（NH4＋-N）〉ρ（NO2--N）;磷形态组成中,TP主要以溶解反应性磷（SRP）存在。春季洞庭湖水体中ρ（TN）、ρ（TP）较高,这一结果可能源于春季面源污染。洞庭湖水体中ρ（Chla）与氮显著正相关,与磷显著负相关。NEB 实验结果表明氮对洞庭湖浮游植物生长有明显的促进作用,其幅度随氮浓度的增加而加强,而磷对浮游植物的生长影响不大,有时出现抑制作用,硝态氮与磷之间不存在交互作用。因此,氮可能是洞庭湖浮游植物增长的主要限制性营养因子,这一研究暗示在洞庭湖富营养化控制过程中应特别注重氮的控制。     

太湖流域农村生活污水产排污系数测算

选取太湖流域典型地区9户农户(高、中、低收入水平各3户)作为研究对象,采用现场监测及入户调查的方法对农户生活污水各类污染物产排污系数进行系统定量研究。结果表明,收入水平对农户总生活污水中TN、NH4+-N、TP产污系数无显著影响,但对污水量、COD产污系数及总生活污水中各类污染物排污系数影响显著,均表现为高收入农户中收入农户低收入农户。厕所污水对污水污染总负荷贡献率极高,COD占67%以上,TN、NH4+-N、TP占84%以上,因此,厕所污水的利用与处理率是影响污染物排污系数的主导因素,而农业收入水平及化粪池类型则对这2种因素影响显著。     

生物法-人工湿地组合工艺对小城镇混合污水氮素去除效果研究

在华南热带亚热带地区,利用生物法-人工湿地组合工艺（A/BCO-CW）处理小城镇片区混合污水。全年运行结果表明,A/BCO-人工湿地组合系统对TN和NH4-N具有好的处理效果,年均去除率分别为57.57%、87.73%,平均去除负荷量达到3.85和3.26g·m-2·d-1。A/BCO预处理系统在停留时间为3～6h条件下,对NH4-N去除效率达57.38%,好氧段充分曝气,有利于硝化过程的进行,有效地解决人工湿地因溶解氧不足造成的硝化过程受限制情况,减少了后续湿地所需面积的25%。在0.30～0.59m·d-1水力负荷率下,垂直流-表面流-水平潜流人工湿地组合系统对TN和NH4-N平均去除负荷达到了2.56、0.90g·m-2·d-1;TN、NH4-N去除速率常数为39.8和41.62m·yr-1,这些数值均处于文献中k值范围的高量程内。在进水NH4-N变动范围为6.27～18.8mg·L-1时,出水水质均能稳定达到GB3838—2002《地表水环境质量标准》的IV类水1.5mg·L-1的标准。通过探讨A/BCO-CW组合工艺用于混合污水处理效率,实现了A/BCO和CW二者间在处理氮素过程中的优势互补。     

程海冬季水华暴发期间氮、磷营养元素的形态与分布

氮、磷营养元素是湖泊生态系统中极其重要的生态因子,它们以不同形态存在于湖泊水体中,表现出不同的地球化学行为和生态效应,从而支配着湖泊生态系统的生产力水平和湖泊富营养化进程。通过设置3个断面9个采样站14个采样点,研究了程海湖水体中氮、磷营养元素的形态与分布,结果表明：2009年11月23日—2010年2月20日,以铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa Kutz.）为主的程海冬季水华暴发期间,总氮质量浓度0.540~3.906 mg.L-1,平均0.836 mg.L-1;总磷质量浓度0.036~0.166 mg.L-1,平均0.061 mg.L-1。其中,溶解态氮、溶解态磷分别为61.7%和50.8%。溶解态氮以有机氮为主,溶解态磷则以无机磷为主。水华期间生物可直接利用氮质量浓度0.118 mg.L-1;生物可直接利用磷质量浓度0.021 mg.L-1,分别占总氮、总磷质量浓度的14.1%和34.4%,显示出此特定时期,氮的消耗速度较磷快。氮素、磷素及其赋存形态在程海的时间分布上有不同的节奏;水平分布差异不明显;垂直分布在水表层至亚底层的水柱中差异也不明显,而在湖底层最高。     

人工湿地系统对含沼液畜禽废水净化效果试验研究

为了考察人工湿地处理含沼液畜禽废水的可行性,采用水平潜流人工湿地对含沼液畜禽废水进行处理实验。试验结果表明：在进水流量1.5 m3.d-1,水平潜流人工湿地系统对含沼液畜禽废水具有较好的处理效果。废水中COD、TP、TN和NH4＋-N浊度平均去除率分别为59.21%、53.80%、55.09%和55.57%.另外,通过对人工湿地沿程的污染物变化试验分析表明,人工湿地系统对污染物的降解是沿人工湿地水流方向逐渐降低的。