導(dǎo)語：人工快滲在農(nóng)村污水處理的運(yùn)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：闡述人工快滲一體化設(shè)備在農(nóng)村污水處理過程中的運(yùn)用，并對(duì)人工快滲一體化設(shè)備的系統(tǒng)組成、處理原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和防止堵塞等方面的研究進(jìn)行論述。整體來看，人工快滲一體化設(shè)備運(yùn)行成本低、負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)營管理便捷，能夠有效解決農(nóng)村地區(qū)污水處理的現(xiàn)狀，是適合在農(nóng)村地區(qū)推廣應(yīng)用的工藝設(shè)備。

關(guān)鍵詞：人工快滲一體化；農(nóng)村；污水處理

隨著農(nóng)村生活水平的不斷提高，水式馬桶、淋浴以及洗衣機(jī)等衛(wèi)生設(shè)施日益普及，農(nóng)村地區(qū)的用水量和污水排放量也日益增多，污水成分日益復(fù)雜。截止到2018年年底，我國鄉(xiāng)村常住人口56401萬人，按照人均每天排污30L，我國農(nóng)村地區(qū)年生活排污量高達(dá)1693.203億L。然而，農(nóng)村地區(qū)污水處理工作剛剛起步，且建設(shè)資金、處污技術(shù)以及運(yùn)營管理等存在諸多缺陷。根據(jù)我國國家住建部《2017年城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》相關(guān)數(shù)據(jù)，截止到2017年底，全國共有533017個(gè)村莊，污水處理1441659萬元，平均每個(gè)村莊2.7萬元，處理資金嚴(yán)重不足。除此之外，全國有近3億多農(nóng)村人口飲用水不達(dá)標(biāo)，近8000多萬人的飲用水不安全。大量未經(jīng)處理的生活污水直接排放到江河湖海中，對(duì)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境和居民生命健康造成嚴(yán)重影響，并成為污染我國水域的重要因素。隨著新農(nóng)村建設(shè)的逐步加快和國家相關(guān)政策的傾斜，部分農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)開始建設(shè)污水處理工程，但受到資金、人才及技術(shù)等方面影響，農(nóng)村地區(qū)的污水處理工程發(fā)展非常緩慢。人工快滲技術(shù)開始運(yùn)用于2001年，經(jīng)實(shí)踐證明在處理農(nóng)村生活污水方面具有成本低、運(yùn)行高效等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是適合農(nóng)村處理生活污水的新技術(shù)。

1農(nóng)村污水的排放特征

農(nóng)村污水主要是指農(nóng)村民眾在日常生活和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水。農(nóng)村生活污水大致包括洗漱用水、廚房用水以及沖廁用水等。農(nóng)村生產(chǎn)污水則主要包括畜牧業(yè)養(yǎng)殖廢水以及農(nóng)產(chǎn)品加工廢水等。與大中城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心相比，農(nóng)村污水排放特征主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.1污水排放總量小，排污時(shí)間不定。與城市相比，農(nóng)村地區(qū)居住密度低，污水排放總量小。但受到用水量和用水習(xí)慣的影響，農(nóng)村地區(qū)的排污時(shí)間較為分散。1.2污水排放變化非常顯著。受生活規(guī)律影響，農(nóng)村污水排放大致在三餐前后會(huì)出現(xiàn)高峰時(shí)段，夜間污水排放量幾乎為0，污水水質(zhì)同樣會(huì)受到諸多方面影響。1.3污水收集存在難題。農(nóng)村地區(qū)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，加之地勢(shì)、地基等方面存在差異性，污水收集存在難題。1.4污水中雜質(zhì)比較少。與工業(yè)污水不同，農(nóng)村地區(qū)污水中極少含有雜質(zhì)，幾乎沒有重金屬和有毒有害物質(zhì)，可凈化成本低，生化性好。人工快滲一體化設(shè)備（CRI）的成本低、運(yùn)行高效，可通過信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)營。當(dāng)前，我國部分農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)開始建設(shè)A/O、MBR等主題工藝的一體化設(shè)備，且取得良好成效。

2人工快滲技術(shù)處理污水的基本原理

人工快滲技術(shù)主要是指以滲透性較好的河沙為基本過濾料，采用干濕交替方式，通過物理、化學(xué)和生物等諸多方式，去除水中污染物，凈化水質(zhì)的污水處理技術(shù)。2.1系統(tǒng)組成。人工快滲技術(shù)大致包括預(yù)處理和人工快滲池共2個(gè)部分。預(yù)處理部分主要是降低污水中存在的大塊漂浮物與顆粒物，以防止堵塞。一般而言，預(yù)處理部分主要采用沉淀池、格柵網(wǎng)、砂濾池等。人工快滲池則是整體人工快滲技術(shù)的核心部分，如何選擇滲濾介質(zhì)是提高人工快滲效率的重要內(nèi)容。國內(nèi)外相關(guān)研究表明，針對(duì)農(nóng)村地區(qū)的污水處理，天然河砂附之以海綿鐵、砂石等組成的滲濾介質(zhì)是最高效填料選擇，更是經(jīng)濟(jì)合理的選擇。2.2去污原理。人工快滲去除污染物主要通過以下幾個(gè)方面完成：（1）去除有機(jī)污染物。人工快滲去除污染物主要是通過物理吸附、化學(xué)轉(zhuǎn)化以及生物分解來完成。當(dāng)污水經(jīng)過快滲池時(shí)，水中絕大部分大顆粒有機(jī)物經(jīng)預(yù)處理、生物絮體截留和沉淀，大分子物質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)化為可溶解、可被利用的有機(jī)物，進(jìn)而被降解。而在落干期，截留在系統(tǒng)中的有機(jī)物則會(huì)被微生物吸收，以恢復(fù)CRI系統(tǒng)的除污能力。（2）氨氮化物去除。氨氮化物的去除則主要依靠化學(xué)轉(zhuǎn)化，通過反硝化物作用等來完成。相關(guān)研究表明，在CRI系統(tǒng)中，有機(jī)氮化物與微生物相互結(jié)合進(jìn)而轉(zhuǎn)化為NH4-N。氨氮的硝化作用則分為兩步。首先由亞硝酸菌進(jìn)行，獲取能量，其次則進(jìn)行氧化作用。氨化作用和硝化作用改變氮的基本形態(tài)。而微生物的反硝化作用則能夠?qū)⒌貧鈶B(tài)化，以從CRI系統(tǒng)中永久去除。在落干期，快滲池內(nèi)部則主要是氨氮與有機(jī)氮以及吸附裝填氨氮的硝化的轉(zhuǎn)化。（3）TP去除。相關(guān)研究表明，人工快滲去磷主要是通過離子交換、吸附及共沉淀。污水中的有機(jī)磷溶解性較差，無法直接被微生物吸收運(yùn)用，必須將其轉(zhuǎn)化為磷酸鹽，才能夠?yàn)樘盍衔嚼没蛘呶⑸镂?。一般而言，人工快滲系統(tǒng)的生物去磷效果較差，想要提高人工快滲系統(tǒng)的去磷效果，就必須強(qiáng)化CRI系統(tǒng)的物理化學(xué)反應(yīng)。（4）系統(tǒng)復(fù)氧。人工滲透主要依賴于大氣復(fù)氧，復(fù)氧的效果直接決定脫氮效果。為提升復(fù)氧效率，當(dāng)前主要采用干濕交替、設(shè)置通氣管和利用植物根系共3種方式。2.3系統(tǒng)堵塞問題。必須承認(rèn)，農(nóng)村地區(qū)污水中有大量的懸浮物。在CRI系統(tǒng)處理過程中，懸浮物被截留、吸附往往會(huì)導(dǎo)致表層發(fā)生嚴(yán)重堵塞。從實(shí)踐運(yùn)用來看，填料層50mm及以上區(qū)域是發(fā)生堵塞概率最大區(qū)域。當(dāng)前，針對(duì)CRI系統(tǒng)的堵塞問題，主要采取以下幾種措施：如強(qiáng)化系統(tǒng)的預(yù)處理，降低系統(tǒng)處理的有機(jī)負(fù)荷；根據(jù)水質(zhì)的情況，選擇適合的過濾介質(zhì)；改變系統(tǒng)的運(yùn)行模式等。當(dāng)然，部分地區(qū)也會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行一定時(shí)間后對(duì)過濾層50mm及以上區(qū)域進(jìn)行疏松，利用物理形式降低系統(tǒng)堵塞概率。

3人工快滲一體化設(shè)備在農(nóng)村的運(yùn)用

當(dāng)前，CRI處理技術(shù)也在不斷改進(jìn)。近些年來，國內(nèi)外諸多學(xué)者不斷探索CRI系統(tǒng)對(duì)各種污染物的去除原理，擴(kuò)寬了該系統(tǒng)的運(yùn)用范圍。3.1CRI系統(tǒng)在農(nóng)村雨水的處理。農(nóng)村地區(qū)雨污合流，污染面廣。CRI系統(tǒng)利用雨水調(diào)節(jié)池，有效控制進(jìn)水量，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的有效收集和處理，防止污染源的進(jìn)一步擴(kuò)散。3.2CRI系統(tǒng)針對(duì)氮磷處理率低的改進(jìn)。CRI系統(tǒng)對(duì)氮磷處理率較低。為有效提升系統(tǒng)處理氮磷效率，國內(nèi)學(xué)者在人工快滲系統(tǒng)中增加生物塘工藝，有效提升了系統(tǒng)出水的質(zhì)量，氨氮去除率更是高達(dá)90%。3.3CRI系統(tǒng)針對(duì)北方地區(qū)防凍問題的改進(jìn)。CRI系統(tǒng)常年在戶外，受氣溫影響較大。夏季氣溫高，微生物活性大，系統(tǒng)處理效率高效。而北方地區(qū)冬季氣溫低，微生物活性非常低，系統(tǒng)處理效率隨之降低。北方地區(qū)運(yùn)用CRI系統(tǒng)必須考慮到當(dāng)?shù)氐臍鉁匾蛩兀M(jìn)行防凍設(shè)置，以減少對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的沖擊。從國內(nèi)現(xiàn)狀來看，北方地區(qū)CRI系統(tǒng)的改進(jìn)主要采取大棚形式予以解決，即大棚構(gòu)建保溫房，保溫房內(nèi)安裝暖氣，以保證溫度。除此之外，對(duì)地下快滲池的設(shè)置，則在凍土層上利用非凍脹性砂石來填埋。3.4CRI系統(tǒng)針對(duì)出水效果與工程景觀方面的處理。CRI系統(tǒng)的去除氮氧化物與磷氧化物的效率非常低效。鑒于農(nóng)村地區(qū)的實(shí)際情況，筆者認(rèn)為可以在CRI系統(tǒng)后增加生物塘系統(tǒng)，以有效處理氮磷化物。一方面，增加生物塘系統(tǒng)能夠有效提高CRI系統(tǒng)的出水指標(biāo)，以便于進(jìn)一步的生產(chǎn)生活用水。另一方面，建造科學(xué)合理的生物塘系統(tǒng)，能夠有效改善CRI系統(tǒng)的整體外部景觀。與此同時(shí)，運(yùn)用生物塘還可以養(yǎng)殖等方面發(fā)揮功效，為農(nóng)民增收產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。在生物塘系統(tǒng)中，氮磷化物以及諸多營養(yǎng)物質(zhì)的去除，最重要的途徑之一就是依靠植物體的吸收同化。運(yùn)用生物塘系統(tǒng)，一方面速生水生植物能夠直接從水中吸收氮氧化物和硝酸鹽氮，并伴隨植物組織合成從而被轉(zhuǎn)移到水體之外。另一方面，生物塘系統(tǒng)中包括大量的反硝化菌，物種可以進(jìn)行反硝化反應(yīng)，去除一部分氨氮化物。況且，生物塘系統(tǒng)的諸多細(xì)菌強(qiáng)大的降解作用也可以將部分有機(jī)磷酸鹽以及不溶解磷降解為可溶解的磷酸鹽，從而便于植物體的吸收。

4結(jié)語

人工快滲一體化設(shè)備已經(jīng)在我國眾多農(nóng)村地區(qū)得到運(yùn)用，如四川雙流縣大林鎮(zhèn)、四川綿陽市北川縣曲山鎮(zhèn)、重慶九龍坡區(qū)彩云湖等。自投產(chǎn)之后，各個(gè)地區(qū)的CRI系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水效果能夠達(dá)到國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，且有效改善諸多村寨的居住環(huán)境和流域水質(zhì)，有效實(shí)現(xiàn)了污水和污泥的資源化。我國農(nóng)村地區(qū)位置分散，經(jīng)濟(jì)實(shí)力差。因此，去污效果好、操作簡便，成本低廉的污水處理技術(shù)是農(nóng)村地區(qū)的首要選擇。人工快滲一體化設(shè)備的出現(xiàn)能夠很好的滿足農(nóng)村地區(qū)的污水處理現(xiàn)狀。并且，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工藝參數(shù)的逐步完善，人工快滲一體化設(shè)備必然會(huì)在農(nóng)村地區(qū)污水處理過程中發(fā)揮更加重要的作用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益的和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]雷志斌，羅富金.用于小城鎮(zhèn)污水處理的人工快滲技術(shù)研究應(yīng)用進(jìn)展[J].河南科學(xué)，2012，10（2）：261-264.

[2]王慧，姚杰.人工快滲污水處理技術(shù)應(yīng)用及減排效果現(xiàn)狀的研究[J].廣東化工，2013，40（15）：119-120.

[3]孫明利.傳統(tǒng)活性污泥工藝與人工快滲技術(shù)結(jié)合工藝在工業(yè)園區(qū)污水處理中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2015（11）：28.

[4]楊小毛，賴梅東，梅立永，等.人工快滲技術(shù)在我國農(nóng)村地區(qū)水污染治理中的應(yīng)用研究[J].環(huán)境工程，2012（s2）：91-96.

作者:厲勵(lì) 單位:信陽農(nóng)林學(xué)院