遂宁船山区旗山村农业污水处理工艺及特点

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摘要：阐述了无动力生态工艺中厌氧生物处理技术、生物稳定塘处理技术和土地处理技术在农业污水处理中的应用，并介绍了相关的处理机理、设备构筑物、工艺流程等。

关键词：无动力生态系统；厌氧生物技术；处理机理；工艺流程

中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：16749944（2013）10015903

1引言

四川省遂宁市船山区旗山村，西邻古老而历史悠久的观音故里灵泉寺，东邻河东新区，紧邻涪江支流联盟河，是一个典型的城乡结合部，国道318线穿村而过，山清水秀，景色宜人，历史悠久，绿荫成林。自2004年以来，永兴镇紧紧抓住遂宁城区东扩、河东新区开发建设的机遇，充分发挥交通便利、离城近的优势，以依托城市、服务市民为指导，在沿G318线一带打造休闲观光旅游业，先后引进麒山农业、麒山钟秀、好越多园艺、蒲园生态、草木之间、三棵树等，走上了发展观光休闲旅游业的兴村之路。要建设新农村就要将农村污水处理技术提高和发展，旗山村污水处理工艺的形成是建设新农村的必然和需要。

2农业污水概述

2.1农村污水来源

农村污水是指人们日常生活中产生的各种污水，如各种洗涤污水、厨房废水和人畜粪便等，是农村水体污染的主要污染源。由于农村地区生活污水处理系统建设普遍比较落后，大部分生活污水都直接进入河流、湖泊和水库中，对水体造成了严重的污染。据统计，目前有96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生产、生活污水随意排放。农村污水除处理率低这一显著特点外，间歇排放，排量少且分散，是农村污水的又一典型特征。此外，农村污水氮磷浓度高且含有大量的营养物、细菌、病毒等。

2.2农业污水的组成和种类

2.2.1农田径流水

农田径流是雨水或灌溉水流过农田表面后排出的水流，是农田废水的主要来源。农田径流水中主要含有N、P、农药等污染物，施用于农田而未被植物吸收利用或未被微生物和土壤固定的氮肥，是农田径流中N的主要来源。农田径流中的N还来自土壤的有机物、植物残体和施用于农田的厩肥等。农田径流中农药的含量一般不高，流失量约为施药量的5%左右。农田径流水中N、P的有效拦截是减少农业面源污染，缓解水体富营养化的重要途径。

2.2.2农村生活污水

随着人们对农村生活废水检测和处理越来越关注，农村生活污水处理技术逐渐成熟，工艺呈现出多样性。而现阶段，我国小城镇污水处理率还不到10%，农村地区生活污水的处理率更低，绝大部分生活污水未经处理直接排放。废水检测目前仍存在着认识上的不足，导致农村生活污水治理存在一个较大的难点，即基建投资以及运行费用较大，农村经济实力以及技术力量很难满足常规城市生活污水处理厂的技术要求等。因此，急需要开发高效、低能耗、低成本的农村生活污水无害化与资源化处理技术，引进适合我国国情的国外发达国家的先进技术与工艺，解决农村生活污水污染问题。

2.2.3规模化畜禽养殖废水

畜禽业是我国农业和农村经济的重要组成部分，畜禽养殖业大力发展所带来的环境污染问题日益严重， 不仅影响经济发展， 而且还危及生态安全， 已成为人们普遍关注的社会问题。畜禽养殖场产生的粪便和污水造成地表水、地下水、土壤和环境空气的严重污染， 直接影响了人们的身体健康和正常生产生活。畜禽养殖场未经处理的污水中含有大量污染物质， 其污染负荷很高， 这种高浓度有机废水直接排入或随雨水冲刷进入江河湖库，大量消耗水体中的溶解氧，使水体变黑发臭，严重者导致鱼塘及河流丧失使用功能。养殖污水长时间渗入地下， 使地下水中的硝态氮或亚硝态氮浓度增高， 地下水溶解氧含量减少， 有毒成分增多， 导致水质恶化，危及周边生活用水水质。高浓度污水还可导致土壤孔隙堵塞， 造成土壤透气、透水性下降及板结、盐化， 严重降低土壤质量， 甚至伤害农作物， 造成减产和死亡。只有通过废水检测和治理才能科学发展生态养殖， 才能推动畜禽养殖业的可持续健康发展。

2.3农村污水对环境的影响

农村生活污水严重破坏水环境，同时也影响人体健康。由于农村卫生设施落后，人粪尿往往直排，直接对水体造成严重污染；农村习惯以散养方式饲养畜禽，畜禽粪便散落村庄，通过降雨很容易进入水体从而产生污染。人畜粪便中有很多肠道传染病菌和寄生虫，由于农村自来水普及程度不高，很多人以自然水体为饮用水源，如果农村居民的生活饮用水受到人畜粪便污染，很可能会发生霍乱、伤寒、痢疾、蛔虫病、血吸虫病等病症，严重影响人们的身体健康。

3旗山村农业污水厌氧生物处理技术

3.1厌氧生物处理概况

厌氧生物处理利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机物转化为无机物和少量的细胞物质，这些无机物主要包括大量的生物气（即沼气）和水。沼气的主要成分是约2/3的甲烷和1/3的二氧化碳，是一种可回收的能源。

厌氧生物处理既是一种低成本的废水处理技术，又是把废水的处理和能源的回收利用相结合的一种技术。这种技术可以同时生产能源和保护环境，例如，处理过的洁净水能被用于鱼塘养鱼、灌溉和施肥；产生的沼气可作为能源；剩余污泥可以作为肥料并用于土壤改良。

3.2厌氧生物处理机理及主要设备

3.2.1厌氧生物处理机理

厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，主要依靠水解产酸细菌、产氢产乙酸菌和甲烷细菌的联合作用完成，由此粗略地将厌氧消化过程划分为3个连续阶段，即水解酸化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。

第一阶段为水解酸化阶段。复杂的大分子、不溶性有机物在细菌外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物，然后渗入细胞体内，分解产生挥发性有机酸、醇、醛类等。这个阶段主要产生较高级脂肪酸。

第二阶段为产氢产乙酸阶段。在产氢产乙酸细菌的作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2，在降解有机酸时还形成CO2。

第三阶段为产甲烷阶段。产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。

3.2.2厌氧生物处理设备

厌氧生物处理的常用设备有传统消化池、单级浮动盖消化池、沼气池等。在旗山村污水处理工艺是无动力生态方法，采用的是传统消化池和沼气池。

3.3厌氧生物处理影响因素

（1） 温度：甲烷细菌对温度的变化十分敏感，温度是影响厌氧生物处理的主要因素。厌氧消化，根据细菌对温度的适应范围可分为3类：低温消化（5～15℃），中温消化（30～35℃），高温消化（50～55℃）。旗山村农业污水厌氧处理选择的中温消化，消化池和沼气池一般都新建在地面以下，从而达到冬暖夏凉的中温消化环境。

（2）pH值：甲烷细菌生长最适宜的pH值范围是6.8～7.2。若pH值低于6或高于8，正常消化就遭到破坏，污水进入厌氧消化系统前的pH值应调节到7左右，系统运行中应密切关注pH值的变化，并采取适当控制措施。

（3）碳氮比：污泥中有机物的碳氮比（C/N）对消化过程也有影响。一般碳氮比为（10～20）∶1时消化效果最好。农村沼气池，用粪便消化时含氮量过高，必须适时投加杂草、秸秆，以及提高碳氮比，增加产气量。

4旗山村农业污水生物稳定塘处理技术

4.1生物稳定塘概况

稳定塘旧称氧化塘或生物塘，是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点，在我国，特别是在缺水干旱的地区，是实施污水的资源化利用的有效方法，所以稳定塘处理污水近年来成为我国着力推广的一项新技术。

4.2生物稳定塘净化原理

稳定塘是一种利用天然水中存在的微生物和藻类，对有机废水进行好氧、厌氧生物处理的天然或人工池塘的总称。净化原理主要包括以下几个方面。

稀释作用：在风力、水流与浓度差的作用下，与塘类污水混合。

沉淀与絮凝作用：水力作用降低而沉淀；微生物及其分泌物与污染物质絮凝。

好氧微生物的代谢：主要是细菌，但随负荷降低细菌作用降低。

厌氧微生物的代谢：能经历厌氧水解、产氢产酸和产甲烷的全过程。

浮游生物及藻类物质：光合作用与降解作用。

水生植物：吸收与产氢作用。

4.3生物稳定塘工艺及特点

旗山村农业污水处理采用的是无动力的兼性塘。

兼性塘的深度较大，大约在1.0～2.5m。上层是好氧区，藻类的光合作用和大气复氧作用使其有较高的溶解氧，由好氧微生物起净化作用；中层的溶解氧逐渐减少，称兼性区（过渡区），由兼性微生物起净化作用；下层塘水无溶解氧，称厌氧区，沉淀污泥在塘底进行厌氧分解。水力停留时间5～30d。

5旗山村农业污水土地处理技术

5.1土地处理技术概况

在旗山村污水处理的土地处理技术主要是污水湿地处理技术，20世纪70～80年代之前，往往不敢尝试将湿地作为主要的污水处理系统，30年来，以砂石为介质、有芦苇等植物被覆盖的人工湿地系统才逐渐开发利用起来。其基建费用及能耗低，能保持较高的水力负荷，对不同类型污水具有光谱去污能力。形成良好的生态环境景观，并有一定的经济效益。

5.2土地处理系统的净化原理

湿地处理技术净化机理：物理沉降，根际截留，化学沉淀，土壤及其微生物、植物的吸收与生物代谢，阳光及其植物分泌物的灭活作用等。

6旗山村农业污水处理技术

6.1农业污水处理工艺流程

6.2农业污水处理工艺特点

（1）利用自然落差所形成的无动力生态工艺，大大节省了动力消耗、基建投资和运转费用。

（2）运行、维护、维修简单。

（3）BOD去除率高，脱氮除磷效果好。

（4）很好地实现了废水处理和水资源回收的良性循环。

7结语

随着农村经济的快速发展，农民生活水平得到了极大的改善，农村生活方式发生了很大的转变，而在农业生产和生活过程中产生的农业废水直接影响人们的生活质量和农业生产发展的速度，选择合适的方法对其因地制宜地选择有效的处理技术，是新农村建设实现可持续发展的当务之急。

参考文献：

[1] 贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].北京：中国轻工业出版社，1998.

[2] 王绍文.高浓度有机废水处理技术与工程应用[M].北京：冶金工业出版社2003.

[3] 胡亨魁.水污染治理技术[M].2版.武汉：武汉理工大学出版社，2009.