车载移动式一体化装备用于农村生活污水的处理.pdf

车载移动式一体化装备用于农村生活污水的处理 范争涛潘瑞玲潘振鹏 浩蓝环保股份有限公司， 西安 710068 摘要 我国农村村组数量大， 污水分散、 量少， 集中收集处理的可行性差。现提出车载移动式一体化污水处理装备用于 农村生活污水的设想 此装备模块化组装于机动车上， 在村 组 设污水收集池， 定期将装备运至村口集水池处就地处 理回用。装备利用率高、 相对投资大幅降低， 对于我国农村分散的污水处理具有其适应性和可推广前景。 关键词 农村生活污水; 一体化污水处理装备; 车载移动式 DOI 10. 13205/j． hjgc． 201410008 TＲEATMENT OF THE ＲUＲAL DOMESTIC WASTEWATEＲ BY VEHICLE- MOBILE- INTEGＲATION EQUIPMENT Fan ZhengtaoPan ＲuilingPan Zhenpeng Cnhomeland Environmental Co． ， Ltd，Xian 710068，China AbstractThere were certain problems in China rural areas present，such as the large number of village- groups，dispersion of sewages with a small amount，so higher cost needs for collecting and transporting them． Hence，it was proposed the idea of using the vehicle- mobile- integration equipment to treat the rural domestic sewage．This equipment was assembled by modularization on motor vehicle，setting the wastewater collecting pool just at entrance of a village group ，and the equipment could be transported the pool for disposal of the sewage in- place，and the effluent would be reuse to farmland irrigation． On this account，the integration wastewater treatment equipment has a higher use rate and the relative investment of wastewater treatment was reduced． It had adaptability and promotion prospects to the rural decentralized wastewater treatment． Keywordsrural domestic wastewater;integration wastewater treatment equipment;vehicle- mobile 收稿日期 2013 －11 －30 0引言 农村水污染治理， 是改善农村生活环境的重要一 环。农村分散、 村组之间距离远、 生活污水量小、 波动 性大， 污水零散、 局部、 长期的无序粗放式就地排放， 已引起了当地及周边土壤和水体的污染， 并造成了水 资源的浪费［1 ］。因此， 北方农村生活污水的处理需 结合当地的自然和人文环境， 寻求突破现状瓶颈的出 路， 选择一种灵活经济、 操作简单、 经济技术可行方法 已显得尤为迫切［2- 3 ］。 车载移动式一体化污水处理装备模块化组装于 移动运输车上， 其运营参考垃圾收集转运的模式， 只 需在村 组 合理选址设置污水收集池 配置化粪 池 ， 一体化污水处理装备村口就地处理、 出水就地 存蓄回用于农田灌溉。移动式装备对于一定范围内 一定数量的村组处理需求来讲， 既实现污水净化处 理， 又避免传统永久性集中处理设施的重复建设投 资， 提高污水处理设施的使用率， 且污水处理后重复 利用， 可节约水资源， 一举多得。 1车载移动式一体化污水处理装备介绍 1. 1一体化污水处理装备管理模式构思 参考城市生活垃圾的收集、 转运管理方式， 一体 化污水处理装备的运营实行村 组 分散收集、 镇 乡 集中管理、 流动处理的模式， 具体设置如下 污水收集 依据具体乡镇的行政规划情况， 按小 组， 因地势， 以集中、 方便收集为原则， 较为集中的片 区铺设污水收集管网， 管网末端分片设置可收集一定 住户污水的收集池， 并配套化粪池和清水蓄水设施。 镇 乡 集中管理 可考虑一个镇 乡 配套若干 成套装备车， 镇级主管部门集中管理调配。 13 水污染防治 Water Pollution Control 流动处理 每套装备车服务辐射一定半径内村 庄， 多个村 组 间交替循环轮流处理运行， 定期将装 备移至村口集水池处对污水进行就地处理， 形成流动 处理的模式。 1. 2一体化污水处理装备的处理对象及目标 一体化污水处理装备主要用于农村生活污水的 处理， 处理污水水质参考 GB 500142006室外排水 设计规范 中城镇生活污水的水质标准， 结合国内农 村生活习性， 以化粪池出水作为装备处理污水， 水质 主要指标见表 1［4 ］。 表 1农村生活污水水质 Table 1The quality of rural domestic wastewatermg/L 污染物ρ CODρ BOD5ρ SS 浓度250120150 设计车载移动式一体化污水处理装置处理后的排 水用于农田灌溉， 出水水质指标达到 GB 50842005 农田灌溉水质标准 中相应的要求 见表2 ［ 5 ］。 表 2农田灌溉水质 Table 2The quality of irrigation watermg/L 污染物ρ CODρ BOD5ρ SS 旱作农田/ mg L －1 200100100 蔬菜/ mg L －1 100①， 60②60①， 15②60①， 15② 注 ①加工， 烹饪及去皮蔬菜。 ②生食类蔬菜、 瓜类和草本水果。 1. 3一体化污水处理装备设计 车载装备 根据设备大小尺寸选用可装载集装箱 的平板运载车， 改装为与垃圾压缩车、 转运车类似的 专用污水处理车。 一体化污水处理装备设计处理能力 20 m3/h， 装 备外型总尺寸 4. 0 m 2. 0 m 2. 5 m 长 宽 高 ， 包括加压曝气室、 混反应室、 分离室及辅助设备区等 功能区。配置吸水泵、 管道混合器、 空压机及投药设 备等。此设备小时处理能力可满足 200 人以上规模 村庄每天的污水处理要求， 具体配置需依据乡镇管辖 区域行政村的人口数， 以每村每周处理 1 ～2 次， 每次 处理时间 2 ～4 h 为宜配置 车载移动式一体化污水 处理装备平面图见图 1 。 工艺流程见图 2， 收集的污水经化粪池后暂存于 各村口污水收集池。一体化污水处理装备运抵后， 吸 水泵从集水池抽吸污水进入加压曝气室进行好氧生 物处理， 曝气室设计成封闭式流化床型式， 确保污染 物的充分降解。曝气室余压随出水经管道混合泵由 图 1一体化污水处理装备平面 Fig．1The plan of integration wastewater treatment equipment 底部进入混凝反应室 混凝剂为铁盐或铝盐， 投入管 道混合器中与污水充分混合 ， 反应室设计成折流 式， 保证混凝反应的充分进行。污水在经过第二道隔 板后， 溢流进入沉淀室进行固液分离， 去除残留的有 机物和固体悬浮物。出水排入村口清水蓄水池或直 接排入农田进行灌溉。 图 2一体化污水处理装备处理工艺流程 Fig．2The flow chart of the process of integration wastewater treatment equipment 1. 4一体化污水处理装备的维护保管 成套装备车辆可考虑由镇 乡 级的环卫主管部 门处统一管理， 一车服务数村组， 专业专车负责日常 的运行维护、 定期加药及清洗。根据各村口集污池的 污水量， 安排污水装备在此处运行的时间和周期。 使用条件 就地 380 V 电源一处。 装备的存放 成套装备宜连续运行， 间歇不宜过 长， 若长时间 超过 7 d 处于非工作状态时需排空存 放; 设备停机状态时需考虑防冻， 必要时放置于室内; 成套装备所配药剂保证充足， 且需保持其有效性; 长 时间停机后再次启动运行初期需观测处理效果， 及时 采取措施。 2车载移动式一体化污水处理装备可行性分析 2. 1可行性分析 1 管理模式可行。参考城镇生活垃圾的管理、 收集和处理模式， 污水处理设施更为有效， 农村人口 分散， 具备良好的交通运输条件， 车载可移动一体化 污水处理装备的设想具有行政管理上的可操作性。 23 环境工程 Environmental Engineering 2 污水收集可行。随着新农村建设的步伐， 各 地乡村规划先行， 排水管网在村道规划及建设中与给 水管网相辅相成， 污水的收集与输送作为村组基础设 施， 有其政策和实施的保障。 3 技术可行。工艺简单， 出水作为灌溉用水， 水 质要求相对较低， 以物化处理工艺为主， 装备正常运 行过程中， 只需定期定量添加混凝剂、 排空剩余污泥， 运行管理灵活简便。 4 经济可行。一个镇 乡 设多套车载移动一体 化污水处理装备， 设施利用率高， 相对投资费用低; 村 或组 根据当地的人口居住分布情况， 分片收集， 省 去输送环节， 就地处理可将污水输送管网， 投资较低; 处理流程简单， 只需少量药剂费用及电费， 运行及管 理费用较低; 处理后排水用于农田灌溉， 可节约水 资源。 2. 2污水处理装备的相对优势 目前， 农村污水处理的探索多停留在固定式成套 装备， 有小型分散式污水处理站和庭院式污水处理设 施等。 小型分散式污水处理设施， 主要包括湿地生态 处理系统、 稳定塘生态系统、 厌氧生物处理和好氧 生物处理等 见图 3 。根据具体的自然、 经济条件 和出水的用途， 污水处理站选用的工艺流程也不尽 相同。小型分散式污水处理站对水量、 用地、 技术 及经济等有一定的要求， 现多分布于居住相对集 中、 经济较为发达、 生活水平较高的区域［6- 7］。其最 大的优势在于低能耗， 但其最大的弊端是用地需求 大， 且仍旧避免不了污水收集输送的环节， 投资大， 利用率不高。 图 3小型分散式污水处理常用工艺 Fig．3The common process of small- scale wastewater treatment 此外， 我国一些地区政府对居住较为分散， 污水 不易收集的农户， 资助其在庭院内安装家用污水处理 装置， 经处理后污水回用于田园灌溉， 实现水资源的 循环利用。例如 大理市 2009 年 对洱海周围污水 不易收集的农户提供家庭污水处理实施， 实现对洱海 污染物的零排放 见图 4 。庭院式污水处理设施利 用水体自流和微生物降解的作用， 实现污水的流动和 污染物的去除， 是一种低能耗， 高处理效率的小型污 水处理装置 ［8- 11 ］。其之所以具备一定的应用前景， 在 于设备小， 入户配置灵活， 但其要全面普及入户， 总体 投资大， 资金来源困难， 且对于农村三五口人的庭院 性价比不高， 应用前景影响因素较多。 图 4庭院式污水处理设施 Fig． 4The countyard- type wastewater treatment facility 相对于一定户数的村组， 车载可移动污水处理装 备减少不必要的污水统一输送、 相对处理能力大、 设 备使用率有保障， 采取集中管理、 流动处理的模式更 具有可操作性， 相对而言优势明显。 3应用前景 1 新农村建设的进程在一步步推进， 农村自然 环境的改善势在必行， 污水治理也必将落实。车载移 动式一体化污水处理装备， 集成化设计、 自动化控制 下转第 118 页 33 水污染防治 Water Pollution Control αjk＜ αil时， ek ， α jk＞ el ， α il 。 若用二元语义方法评定， 则 A、 B、 C 三家企业的 清洁生 产 等 级 评 估 结 果 依 次 为 2， 0. 01 、 2， －0. 05 、 2， 0 ， 可知三家企业均属于国内清洁生产 先进水平 即 e2 ， 且三者清洁生产水平排序为 B ＜ C ＜ A， 这与企业的实际情况较一致。 5结束语 由上述结果可以看出， 在企业的清洁生产等级评 估研究中， 运用最大隶属度原则或基于级别特征值的 评定方法均具有一定的局限性， 根据二元语义方法评 定结果企业清洁生产等级结果与上述两种方法评定 结果虽然有细微差别， 但前者更合理、 更贴近企业的 现实、 更能消除一些不合理的现象， 且与前面的分析 相吻合。 综上所述， 利用二元语义方法， 不仅可以合理的 确定企业的清洁生产等级， 而且可以准确区分相同清 洁生产等级下不同企业清洁生产程度的差异即排序， 对于企业清洁生产等级的评定具有较高的参考价值。 参考文献 ［1］冯光宏， 张宏亮， 张培． 钢铁行业循环经济与清洁生产技术评价 方法研究［J］． 环境工程， 2012， 30 6 113- 114． ［2］HJ/T 4282008 清洁生产标准 钢铁行业 炼钢 ［ S］ . ［3］王亚伟， 张香伟， 王建平． 基于改进的多层次模糊综合评价模型 的高校课堂教学质量评价研究［J］ ． 数学的实践与认识， 2012， 42 5 12- 13． ［4］谢季坚， 刘承平． 模糊数学方法及其应用［M］． 武汉 华中科技 大学出版社， 2010 148- 155. ［5］卫贵武． 基于模糊信息的多属性决策理论与方法［M］． 北京 中 国经济出版社， 2010 102- 116. ［6］李登峰． 目标威胁评估稳定性的理论与实证分析［Ｒ］． 2007 65- 69. ［7］Yejun Xu，Jose M，Merigo，et al． Linguistic power aggregation operators and their application to multiple attribute group decision making［J］． Applied Mathematical Modelling，2012，36 11 5427- 5444. ［8］Wei C P，Feng X Q，Zhang Y Z． for measuring the satisfactory consistency of a linguistic judgement matrix ［J］． Systems Engineering Theory and Practice，2009，29 1 104- 110. ［9］Herrera F，Martinez L．2- tuple fuzzy linguistic representation model for computing with words［J］． IEEE Transactions on Fuzzy Systems， 2000， 8 6 746- 752. ［ 10］Martinez L， Herrera F． An overview on the 2- tuple linguistic model for computingwithwordsindecisionmaking Extensions， applications and challenges［J］．Ination Sciences，2012， 207 11 1- 18. ［ 11］Shu Ping Wan． 2- Tuple linguistic hybrid arithme- tic aggregation operators and application to multi- attribute group decision making ［J］． Knowledge- Based Systems， 2013， 45 7 31- 40． 第一作者 刘家财 1983 － ， 男， 博士， 讲师， 主要从事模糊优化与评价 的研究。liujiacai230126． com 通讯作者 李登峰 1965 － ， 男， 博士， 教授， 主要从事经济管理决策和 对策 博弈 的研究。 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 lidengfeng fzu． edu． cn 上接第 33 页 易于操作; 采用物理处理工艺， 启动快， 可就地处理; 装备数量可跟据乡镇的村民小组数量和规模灵活按 需配置， 运管灵活; 采用集装式移动装备， 不占地， 不 产生二次污染， 切合农村的地理和人文现状， 在农村 污水治理方面具有广阔的应用价值和前景。 2 农村生活污水经适当处理后， 不仅有利于改 善水环境， 还可用于农田灌溉， 节约水资源， 具有一定 的经济效益。车载移动式生活污水处理装备虽然构 思、 设计、 运行、 管理等各方面均具有可行性， 但是该 装备的大量投入运行， 需要国家、 地方政策及政府部 门的相应资源整合， 借鉴垃圾转运处理、 已有应用的 清淤污水处理车等经验， 设备本身设计的细化、 投入 生产、 配备和应用仍需大量经验数据积累， 任重道远。 参考文献 ［1］王守忠， 张统． 我国农村的水污染特征及防治对策［J］． 中国 给水排水， 2008， 24 18 1- 4. ［2］袁英兰． 北方村镇水污染现状及处理技术探讨［J］． 环境保护 与循环经济， 2011， 31 6 49- 56. ［3］齐瑶，常杪． 小城镇和农村生活污水分散处理的适用技术 ［J］． 中国给水排水， 2008， 24 18 24- 27. ［4］GB 500142006 室外排水设计规范 2011 年版 ［S］ ． ［5］GB 50842005 农田灌溉水质标准［S］． ［6］张增胜， 杨耀英， 徐功娣， 等． 农村生活污水分散处理技术研究 进展［J］． 污染防治技术， 2008， 21 6 65- 67. ［7］陈伟，姚建杰． 崇明小城镇生活污水收集处理设计［J］． 环境 工程， 2009， 27 S1 128- 129. ［8］王桂芳，王大义，章志元． 人工湿地 生态塘处理农村生活 污水工程实例［J］． 环境工程， 2010， 28 4 6- 8. ［9］吴迪，高贤彪，李玉华，等． 一体化生物膜技术处理滨海农村 污水［J］． 环境工程学报， 2012， 6 8 2539- 2543. ［ 10］张辰， 谭学军． 上海市农村生活污水处理技术指南 介绍 ［J］． 中国给水排水， 2009， 25 24 1- 4. 第一作者 范争涛 1981 － ， 男， 中级工程师， 主要从事污水处理设计 研究。93055757 qq． com 811 环境工程 Environmental Engineering