农村小型污水处理设备
一、农村污水处理概述
水资源短缺和水污染严重地制约着我国国民经济的健康持续发展，基础设施滞后和管理水平低下抑制了农村地区居民生活质量的改善和提高，农村地区的水环境治理应成为我国环境综合治理的重要组成部分。
(一)分类及定义
1、污水处理水平 污水处理一般划分为初级处理、生化处理(二级处理)和深度处理(三级处理)三个处理水平。
初级处理是指通过格栅或沉淀池等除去部分悬浮固体和有机质的过程。通过初级处理，悬浮物、生物化学需氧量(BOD)以及病菌一般可降低50％左右。在沉淀池中加入一些化学或微生物絮凝剂以及石灰等可加速悬浮物质的沉淀(强化初级处理)。
传统的二级污水处理一般采用生化技术。二级处理的目的是利用污泥中各种细菌或真菌的氧化作用破坏有机质的结构，进一步降?低污水中的BOD。如果采用厌氧处理技术，污泥中有机质在厌氧菌作用下可产生沼气。利用活性污泥技术的二级处理可使病菌数量降至10％。
三级处理是在二级处理的基础上对污水进行更高一级的处理过程。其处理方法主要包括投放化学絮凝剂、活性炭或交换树脂、反渗透工艺以及各种杀菌处理技术。处理目的主要是除去污水中的碳水化合物、糖类、盐分，以及对污水进行消毒等。
污水处理技术的选用必须综合考虑当地的社会经济发展水平、污水来源及其处理后的用途。不同的污水来源以及处理后污水(再生水)的不同用途要求采用不同的处理水平和处理技术。农村地区生活污水主要含有各种有机污染物以及病原菌等污染物，再生水主要用于各类作(植)物的灌溉用水、景观或环境用水等方面。根据再生水的具体用途，确定污水需要处理的深度或水平。
2．生活污水处理系统 目前污水处理系统主要是根据污水处理水平的要求，采用一种或几种处理技术或工艺联合处理污水。按照污水处理技术的适用条件，农村地区生活污水处理系统可分为集中处理和分散处理两大类。
(1)集中处理系统。集中处理系统主要是指(小型化)污水处理厂、人工湿地系统或土地处理系统等，通过一系列的物理、化学以及生物措施减少污水中的污染物，从而达到污水净化和资源化利用的目的。
(2)分散处理系统。分散处理系统是一个高度浓缩的微型化污水处理厂。它采用各种物理、化学或生物措施组合工艺，将各种处理技术高度集成在一个较小的空间范围内。随着各种工艺和技术的发展，分散处理系统的产品种类和型号越来越多。
(二)投入和产出效益分析
1．工程投资
(1)集中处理系统的投资。污水处理费用随处理方法的不同而不同。污水处理厂的工程投资以及运行费用一般较高，人工湿地系统和土地处理系统的处理费用相对较低。污水深度处理的工程费主要与要求的出水水质有关。
人工湿地污水处理系统的工程投资和运行费一般分别为传统二级处理工艺的1／3～2／3和1／6—1／3。
(2)分散处理系统的投资。如：目前的成套模块化生活污水纳滤膜污水处理设备，每套售价在几万到十几万不等。
2．效益分析
(1)经济效益。污水处理的直接经济效益与当地水资源的短缺程度密切相关。处理后的生活污水可作为灌溉水或其他用途使用，从而节约淡水资源。同时，农村地区环境条件的改善可降低与污染有关疾病的传播，减少由此引起的经济损失。
(2)能源效益。污水处理厂需要一定的能源消耗，如果采用厌氧分解工艺，将产生的沼气收集发电可解决部分能源问题。人工湿地或土地处理系统一般不需要消耗能源或耗能极少。分散污水处理设施需要消耗一定的电能。
(3)环境效益。农村生活污水处理的最直接效果就是环境条件的改善，特别是当采用人工湿地处理技术时，通过居民区生态环境的综合治理，可提高居民的生活环境质量。
(4)社会效益。污水处理既可提高水资源的重复利用率、缓解水资源供需矛盾、促进农业生产的发展，又可改善农村地区的生态环境条件、缓解城市的人口压力、促进社会的和谐发展，对我国社会经济的健康持续发展具有积极的作用。
水资源短缺和水污染严重地制约着我国国民经济的健康持续发展，基础设施滞后和管理水平低下抑制了农村地区居民生活质量的改善和提高，农村地区的水环境治理应成为我国环境综合治理的重要组成部分。
(一)分类及定义
1、污水处理水平 污水处理一般划分为初级处理、生化处理(二级处理)和深度处理(三级处理)三个处理水平。
初级处理是指通过格栅或沉淀池等除去部分悬浮固体和有机质的过程。通过初级处理，悬浮物、生物化学需氧量(BOD)以及病菌一般可降低50％左右。在沉淀池中加入一些化学或微生物絮凝剂以及石灰等可加速悬浮物质的沉淀(强化初级处理)。
传统的二级污水处理一般采用生化技术。二级处理的目的是利用污泥中各种细菌或真菌的氧化作用破坏有机质的结构，进一步降?低污水中的BOD。如果采用厌氧处理技术，污泥中有机质在厌氧菌作用下可产生沼气。利用活性污泥技术的二级处理可使病菌数量降至10％。
三级处理是在二级处理的基础上对污水进行更高一级的处理过程。其处理方法主要包括投放化学絮凝剂、活性炭或交换树脂、反渗透工艺以及各种杀菌处理技术。处理目的主要是除去污水中的碳水化合物、糖类、盐分，以及对污水进行消毒等。
污水处理技术的选用必须综合考虑当地的社会经济发展水平、污水来源及其处理后的用途。不同的污水来源以及处理后污水(再生水)的不同用途要求采用不同的处理水平和处理技术。农村地区生活污水主要含有各种有机污染物以及病原菌等污染物，再生水主要用于各类作(植)物的灌溉用水、景观或环境用水等方面。根据再生水的具体用途，确定污水需要处理的深度或水平。
2．生活污水处理系统 目前污水处理系统主要是根据污水处理水平的要求，采用一种或几种处理技术或工艺联合处理污水。按照污水处理技术的适用条件，农村地区生活污水处理系统可分为集中处理和分散处理两大类。
(1)集中处理系统。集中处理系统主要是指(小型化)污水处理厂、人工湿地系统或土地处理系统等，通过一系列的物理、化学以及生物措施减少污水中的污染物，从而达到污水净化和资源化利用的目的。
(2)分散处理系统。分散处理系统是一个高度浓缩的微型化污水处理厂。它采用各种物理、化学或生物措施组合工艺，将各种处理技术高度集成在一个较小的空间范围内。随着各种工艺和技术的发展，分散处理系统的产品种类和型号越来越多。
(二)投入和产出效益分析
1．工程投资
(1)集中处理系统的投资。污水处理费用随处理方法的不同而不同。污水处理厂的工程投资以及运行费用一般较高，人工湿地系统和土地处理系统的处理费用相对较低。污水深度处理的工程费主要与要求的出水水质有关。
人工湿地污水处理系统的工程投资和运行费一般分别为传统二级处理工艺的1／3～2／3和1／6—1／3。
(2)分散处理系统的投资。如：目前的成套模块化生活污水纳滤膜污水处理设备，每套售价在几万到十几万不等。
2．效益分析
(1)经济效益。污水处理的直接经济效益与当地水资源的短缺程度密切相关。处理后的生活污水可作为灌溉水或其他用途使用，从而节约淡水资源。同时，农村地区环境条件的改善可降低与污染有关疾病的传播，减少由此引起的经济损失。
(2)能源效益。污水处理厂需要一定的能源消耗，如果采用厌氧分解工艺，将产生的沼气收集发电可解决部分能源问题。人工湿地或土地处理系统一般不需要消耗能源或耗能极少。分散污水处理设施需要消耗一定的电能。
(3)环境效益。农村生活污水处理的最直接效果就是环境条件的改善，特别是当采用人工湿地处理技术时，通过居民区生态环境的综合治理，可提高居民的生活环境质量。
(4)社会效益。污水处理既可提高水资源的重复利用率、缓解水资源供需矛盾、促进农业生产的发展，又可改善农村地区的生态环境条件、缓解城市的人口压力、促进社会的和谐发展，对我国社会经济的健康持续发展具有积极的作用。
二、农村生活污水处理技术要点
(一)集中处理系统
1．技术路线 污水处理厂是目前集中处理污水的主要方式之一。图9—1是传统二级生化处理系统的工艺流程图。
(一)集中处理系统
1．技术路线 污水处理厂是目前集中处理污水的主要方式之一。图9—1是传统二级生化处理系统的工艺流程图。
人工湿地污水处理技术通过物理过滤、生物降解和植物截留等作用机理除去有机质，并通过水生植物与微生物的协同作用除去N和P，特别适用于生活污水、河道和自然湖泊水系的处理与回用等。见图9—2。
2．主要技术环节
(1)关键部件和设备。在给定污染物负荷(单位时间单位面积上输入的污染物数量)和水力负荷(水力停留时间)条件下，影响二级污水处理出水质量的关键因素是微生物细菌对有机污染物降解的有效性。不论是厌氧处理还是好氧处理，良好的菌种及其生存环境影响微生物的降解效果。三级处理主要与所选择的深度处理技术有关。土壤质地及水文地质条件影响土地处理系统的处理效果。填料和植被性质以及气温等因素影响人工湿地处理系统的处理效果。
(2)主要性能参数。污水处理厂的出水质量一般按《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918—2002)一级A设计，人工湿地处理系统按《城市污水再生利用景观环境用水水质》 (GB／T18921—2002)、《地面水环境质量标准》(GB3838—1996)Ⅳ类或《污水综合排放标准》(GB8978一1996)中的城镇二级污水处理厂一级标准设计。潜流式湿地系统的一般水力负荷为2～15厘米／天。生活污水经湿地系统处理后其出水BOD5(5日生物化学需氧量)<10毫克／升。
(3)推广中需要注意的事项。污水处理厂占地面积大，一次性投资高，污泥处理困难。人工湿地将污水处理工程与生态环境综合治理有机地结合起来，且工程投资和运行成本低，出水水质稳定，易于管理和维护，是一种较为适宜我国农村地区的污水处理技术。
(4)应用情况。集中污水处理系统一般自动化程度高、便于管理，出水水质好且稳定，满足国家的排放要求。除土地处理方式外，各种集中污水处理方式在国内都有较多的工程实例，已积累了一定的建设和管理经验。
(二)分散处理系统
1．技术路线与集中处理系统相比，分散污水处理系统较多地采用了一些高新技术，从而使得污水处理设备的体积相对较小。
2．主要技术环节
(1)关键部件和设备。分散污水处理系统的关键部件是设备采用的具体处理技术及工艺，系统处理效率的高低和出水水质的稳定性主要由其关键组件如(生物)膜和活性炭的性能决定。
(2)主要性能参数。分散污水处理系统的性能参数一般按《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的城镇二级污水处理厂一级标准设计。
(3)目前分散污水处理设备的价格相对较高，较适合于小型企事业单位、餐馆和经济较发达地区的农村小型居民点使用。