探讨分散式农村生活污水治理技术的应用

2023-10-30翁建宇

皮革制作与环保科技 2023年17期

翁建宇

（安徽环境科技研究院股份有限公司，安徽合肥 230093）

引言

随着全球人口的不断增长和城市化进程的加速推进，农村地区的生活污水治理问题变得日益紧迫和重要。传统的集中式污水处理方式在城市地区得到广泛应用，但在农村地区的应用面临诸多困难，如长距离的污水输送、高昂的建设和运维成本等。为了解决农村地区的生活污水问题，分散式农村生活污水治理技术逐渐成为研究和实践的焦点。本论文旨在探讨分散式农村生活污水治理技术的应用，并分析其在农村地区解决生活污水问题方面的效果和潜力。通过对相关案例的研究和分析，我们将提出改进和推广分散式处理技术的建议，以期为解决农村地区的生活污水治理问题提供有益的参考和指导。

1 分散式农村生活污水治理技术的基本原理和特点

1.1 传统集中式处理方式的局限性

传统的集中式污水处理方式在城市地区得到广泛应用，见图1，但在农村地区存在一些局限性。首先，农村地区通常具有分散的人口分布和广泛的农村居民点，导致长距离的污水输送成为一项昂贵的任务。传输过程中可能出现管道堵塞、泵站能耗高等问题，增加了运营和维护成本。其次，农村地区的经济条件相对较差，缺乏资金投入，限制了集中式处理设施的建设和运营。此外，传统处理方式对土地面积和基础设施要求较高，对于农村地区的土地利用和资源分配造成一定的限制。

图1 城市集中式污水处理方式

1.2 分散式处理技术的概念和原理

分散式处理技术是一种将污水处理过程推至污水产生源头的技术，见图2。它将污水处理设施直接建立在农村居民点附近，通过一系列物理、化学和生物过程对污水进行处理。主要的处理环节包括生活污水收集、预处理、生物处理和后处理等。收集阶段通常采用分散的管道网络或集水井，将污水引流到处理设施中。预处理阶段旨在去除大颗粒物、沉积物和油脂等杂质，减少后续处理过程的负担。生物处理阶段利用微生物的作用降解有机污染物。最后，通过后处理过程，如沉淀、过滤和消毒等，使污水达到排放标准或可循环利用[1]。

图2 分散式生活污水处理

1.3 分散式处理技术的优势和可行性

分散式处理技术在农村地区具有多项优势和可行性。首先，分散式处理技术将污水处理过程推至源头，减少了污水输送过程中的能源消耗和传输损失。相对于集中式处理方式，分散式处理技术能够更好地适应农村地区的分散特点。其次，分散式处理技术灵活性高，易于管理和维护。由于处理设施建立在农村居民点附近，可以更加便捷地进行设备维修和运营管理，降低了运维成本。此外，分散式处理技术可以根据农村地区的具体需求和条件进行调整和定制，使得处理效果更加适应当地环境和资源状况。分散式处理技术还具有可行性，因为它可以提供多方面的效益。首先，它可以为农村地区提供清洁水资源，改善居民的生活条件和健康状况。通过有效的污水处理，可以减少传染病的传播和环境污染的风险，提高农村居民的生活质量。其次，分散式处理技术能够促进农村地区的可持续发展。处理过程中产生的污泥可以作为有机肥料，回归农田，提高土壤肥力。同时，可利用的水资源可以用于农业灌溉，促进农业生产的可持续性。此外，分散式处理技术还能够减少农村地区的环境负荷，降低对自然资源的依赖。

2 分散式农村生活污水治理技术的应用案例

2.1 案例1：某地区分散式处理系统的实施及效果

某地区，为解决农村地区生活污水处理问题，采用了分散式处理技术。在该地区，将生活污水收集系统与处理设施紧密结合，建立了一套完整的分散式处理系统，见图3。该系统通过分散的管道网络将污水收集到预处理设备，包括格栅、沉砂池和调节池等。在预处理过程中，通过去除固体颗粒和沉淀物，有效减轻了后续处理单元的负荷。接下来，污水进入生物处理单元，利用生物降解作用，将有机物质分解为较低的污染物。最后，通过沉淀、过滤和消毒等后处理过程，使污水达到国家的排放标准，可安全地排放或用于农田灌溉。该分散式处理系统的实施取得了显著的效果。首先，通过处理设施的建立和运行，实现了农村地区生活污水的有效收集和处理，大大减少了污水对环境的污染。其次，处理过程中产生的污泥经过脱水处理后，可作为有机肥料用于农田，提高土壤肥力。同时，处理系统还回收了一部分可利用的水资源用于农业灌溉，提升了农业生产的可持续性。此外，该系统的运维管理相对简单，降低了运营成本，并且得到了农民的积极支持和参与。

图3 分散式处理系统

2.2 案例2：农村地区污水资源化利用的成功案例

在另一农村地区，分散式处理技术成功应用于污水资源化利用。该地区的处理系统采用了先进的分散式处理工艺，包括厌氧消化和生物滤池等单元。处理过程中，生活污水经过预处理后，进入厌氧消化单元进行有机物的降解和气体的产生。厌氧消化产生的沼气通过收集和利用，用于农村地区的烹饪和供热需求。此外，经过厌氧消化的污泥可以进一步进行生物滤池处理，去除残余的有机物和氮、磷等营养物质，得到处理水和固态污泥。该案例中的分散式处理系统在污水资源化利用方面取得了成功。通过收集和利用沼气，不仅解决了农村地区的能源问题，还减少了温室气体排放。同时，处理系统还通过生物滤池的处理，得到了水质达标的处理水，可以回用于农田灌溉或农业生产。此外，经过固液分离和处理的固态污泥可以进一步用作土壤改良剂，提高土壤质量和农作物产量。该系统不仅解决了农村地区的污水问题，还为农村经济和农业可持续发展作出了贡献。

2.3 案例3：分散式处理技术在提供清洁水资源方面的应用

在另一个案例中，分散式处理技术被成功应用于提供清洁水资源方面。在某农村地区，建立了一套分散式生活污水处理系统，并将处理后的水资源用于农村供水。该系统通过预处理、生物处理和后处理等环节，将生活污水净化至符合国家标准的水质。处理后的水经过消毒等后处理过程，得到清洁、安全的水资源，可供农村居民使用。这一案例中的分散式处理系统在提供清洁水资源方面取得了显著成效。首先，处理系统的建立解决了农村地区供水困难的问题，改善了居民的饮水条件。其次，通过处理后的水资源，农村居民得到了更加安全和健康的供水，减少了水源污染对健康的潜在威胁。此外，处理系统还能够适应农村地区的供水需求变化，灵活性高，易于管理和维护。通过该系统的运行，农村地区的供水问题得到了有效解决，并为农村地区的居民提供了可靠的清洁水资源。

3 分散式农村生活污水治理技术面临的挑战和问题

3.1 技术标准的统一性和规范性

分散式农村生活污水治理技术的应用面临着技术标准的统一性和规范性的挑战。由于分散式处理技术的应用范围广泛且多样化，各地区和国家在技术标准方面存在差异。缺乏统一的技术标准和规范，可能导致设备选择、运维管理和效果评估方面的混乱。因此，需要制定统一的技术标准和规范，明确分散式处理技术的设计、建设和运行要求，以保证处理效果和设施运行的可靠性和稳定性。

3.2 运维管理的困难和成本挑战

分散式农村生活污水治理技术的运维管理是一个复杂的问题。由于分散式处理技术的设施分布在农村地区的不同地点，运维管理的难度相对较大。需要确保设施的正常运行和维护，包括定期检修、设备维护和运行监控等。然而，农村地区的运维管理人员相对稀缺，技术水平和管理经验有限。此外，运维管理所需的成本也是一个挑战，包括人力资源、设备维修和能源消耗等方面的开支。因此，需要加强对运维管理的培训和支持，并寻求降低运维成本的有效途径，以确保分散式处理技术的可持续运行。

3.3 资金投入和可持续发展的问题

分散式农村生活污水治理技术的建设和运营需要大量的资金投入。然而，农村地区的经济条件相对较弱，政府和农民往往难以承担高额的投资和运营成本。此外，分散式处理技术的可持续发展也面临挑战。处理设施的运营和维护需要长期的资金支持，但在一些农村地区，缺乏可持续的资金来源和财政支持。因此，需要探索各种资金筹措方式，如政府投资、金融支持和公私合作等，以确保分散式处理技术的可持续发展。

3.4 农民意识和参与度有待提升

农民的意识和参与度对于分散式农村生活污水治理技术的成功应用至关重要。然而，目前在一些农村地区，农民对于生活污水治理的重要性和相关技术的了解还不够充分，缺乏对分散式处理技术的认知和接受度，可能导致农民的抵触情绪和不合作态度。同时，农民的参与度也需要提升，包括对设施建设和运行的参与和管理。因此，需要加强宣传教育工作，提高农民对生活污水治理技术的认知和理解，鼓励他们积极参与和支持分散式处理技术的应用。

4 解决分散式农村生活污水治理技术应用中问题的建议

4.1 加强政府支持和政策引导

政府的支持和政策引导对于推动分散式农村生活污水治理技术的应用至关重要。以下是对政府支持和政策引导的扩展：政府可以制定相应的政策和法规，鼓励和支持农村地区采用分散式处理技术。通过政策的引导，政府可以向农村地区提供财政补贴，建立奖励机制，以降低农村居民采用分散式处理技术所需的经济负担。这些财政补贴可以用于设备购置、系统建设和运维支出等方面，激励和吸引更多的农村居民参与到污水治理中来。

4.2 完善管理体制和监督机制

建立完善的管理体制和监督机制是确保分散式农村生活污水治理技术正常运行的关键。政府在推动该技术应用时应加强对分散式处理系统的规划、管理和监督，确保其高效运行和持续改进。以下是对该方面的扩展：政府可以建立专门的机构或部门，负责技术支持、运维管理和监督分散式处理系统的运行。这些机构可以为农村地区提供技术咨询、培训和技术支持，帮助解决技术问题和运行难题。技术支持方面，政府可以通过培训和知识传授，提高农村地区污水治理技术水平和操作能力，确保设施得到正确使用和维护。运维管理方面，政府可以协助建立管理规范和操作流程，制定运维计划和标准，确保系统的长期稳定运行。加强对处理系统的监督和评估也是非常重要的。政府可以制定相关的监管标准和评估指标，对分散式处理系统进行定期的监督和评估。通过检查设施的合规性，对运行效果和处理效率等进行评估，政府可以确保设施符合相关的环境保护标准和技术要求。此外，政府还可以建立问题反馈机制，鼓励农村居民和使用者提供意见和建议，及时发现和解决技术问题和运行困难，不断改进和优化分散式处理系统[2]。

4.3 增强农民意识和参与度

农民的意识和参与度对于分散式农村生活污水治理技术的成功应用至关重要。以下是对该方面的扩展：政府可以通过开展宣传教育活动，提高农民对生活污水治理的重要性和分散式处理技术的认知。通过广泛宣传、媒体报道和社区活动等形式，向农民传达污水处理的意义和影响，让他们了解生活污水对环境和健康的潜在危害。同时，政府可以提供科普资料和指南，简明扼要地介绍分散式处理技术的原理、优势和应用案例，以便农民更好地理解和接受该技术。政府可以组织技术培训和示范项目，向农民展示分散式处理技术的优势和效果。通过实地考察和参观示范项目，农民可以亲身体验和了解分散式处理技术的运作方式和处理效果。此外，政府可以与专业团队合作，开展针对农民的技术培训课程，提供操作指导和技术支持，帮助农民掌握相关技能，从而提高他们在分散式处理技术中的参与度。政府可以通过政策和经济激励措施，鼓励农民积极参与和支持分散式处理技术的应用。政府可以提供财政支持、补贴和建立奖励机制，降低农民投入分散式处理技术的经济负担。例如，政府可以提供设备购置补贴、运维补贴或建设补贴等，减轻农民在技术应用过程中的经济压力，激发他们的积极性和参与度。政府还可以加强与农民的沟通和互动，听取他们的意见和建议，提高农民对分散式处理技术的参与度，使其成为治理污水问题的积极主体。政府可以通过开展座谈会、调研和定期会议等形式，与农民代表进行交流，了解他们的需求和反馈，根据实际情况调整和改进分散式处理技术的应用[3]。

4.4 加强技术研发和创新

加强技术研发和创新是推动分散式农村生活污水治理技术应用的关键。以下是对该方面的扩展：政府可以加大对分散式处理技术的研究和开发投入，以推动新技术、新材料和新设备在该领域的应用。通过增加资金投入和支持，政府可以鼓励科研机构、高校和企业加强与农村地区的合作，开展技术创新和示范项目。这些合作可以促进技术的转化和应用，提高处理技术的适应性和效果，满足农村地区特定需求。政府可以鼓励和支持企业和创新团队参与分散式处理技术的研发和商业化。通过提供资金、政策激励和市场支持，激发企业和创新团队的创新热情，推动技术的进一步改进和成熟。政府可以设立专项资金和创新基金，支持科技型中小企业和创新团队的研发项目，推动技术的实际应用和市场推广。政府还可以加强知识产权保护和技术转移机制，为技术研发和创新提供保护和支持。通过加强知识产权保护，鼓励创新者积极参与技术研发，并确保其权益得到保护。同时，政府可以建立技术转移机制，促进科研成果和技术的转化和应用。技术转移可以通过技术许可、技术合作、技术转让等方式进行，将科研成果转化为实际的分散式处理技术解决方案，推动技术的应用和推广。