1. situación actual del tratamiento de aguas residuales domésticas rurales

1.1 características de las aguas residuales domésticas rurales

(1) las emisiones de aguas residuales domésticas rurales y los tipos de contaminantes se ven afectados por factores como la dieta, las costumbres, el clima y la economía, de los cuales la mayoría son orgánicos, nitrógeno y fósforo, y la contaminación por metales pesados es menor, lo que favorece la descomposición bioquímica microbiana.

(2) las aguas residuales domésticas rurales se ven afectadas por la población residente y la vida diaria, la descarga total de aguas residuales no es grande, pero el coeficiente de descarga diaria cambia mucho.

(3) las zonas rurales son amplias y no hay una red de tuberías de recolección de aguas residuales sólida, lo que resulta en un fenómeno común de descarga desordenada de aguas residuales domésticas.

1.2 modelo de tratamiento de aguas residuales domésticas rurales

En la actualidad, de acuerdo con las diferencias en la planificación de las aldeas, las condiciones económicas, la capacidad de recolección de apoyo a la red de tuberías, los requisitos de preexamen del tratamiento de la calidad del agua y la capacidad de operación y mantenimiento de las instalaciones, generalmente se adoptan tres modos de tratamiento unificado, tratamiento centralizado y tratamiento descentralizado en las zonas urbanas y rurales, como se muestra en la tabla 1.

Según el cuadro 1, para las zonas rurales donde la población vive dispersa, la selección de tecnologías descentralizadas de tratamiento de aguas residuales de acuerdo con las condiciones locales es más adecuada a los requisitos de construcción rural ecológicamente habitable.

2. tecnología descentralizada de tratamiento de aguas residuales domésticas biológicas y rurales ecológicas

En la actualidad, la tecnología de purificación de aguas residuales domésticas rurales en los países desarrollados se ha desarrollado rápidamente, y la tecnología japonesa de "tanque de purificación", la tecnología estadounidense de "fosas sépticas + tratamiento de tierras" y la tecnología francesa de "filtro ecológico de lombrices de tierra" han surgido sin cesar. En los últimos años, la tecnología de tratamiento de aguas residuales descentralizadas en las zonas rurales de China se ha basado principalmente en procesos biológicos (microbianos), ecológicos (vegetales) y combinados biológicos y ecológicos.

2.1 tecnología de tratamiento biológico

(1) método de oxidación por contacto biológico.

El método de oxidación por contacto biológico utiliza el principio del método de membrana biológica, la ventilación del Fondo de la piscina fortalece el contacto entre el relleno y las aguas residuales, para que los microorganismos formen una membrana biológica de alta superficie específica en el relleno, a través de su adsorción, oxidación y descomposición de compuestos orgánicos, para desempeñar un papel en la purificación de las aguas residuales. Este proceso tiene una pequeña producción de barro y una alta capacidad de purificación, pero una alta carga de contaminación, que es propensa al bloqueo del relleno. La tecnología de oxidación por contacto biológico es la tecnología principal adoptada por los equipos integrados de tratamiento de aguas residuales de las empresas que participan principalmente en el mercado rural de tratamiento de aguas residuales. en términos de tasa de eliminación de contaminantes, el cod (demanda química de oxígeno) puede alcanzar entre el 80% y el 90%, el Bod (demanda bioquímica de oxígeno) puede alcanzar entre el 85% y el 95%, el TN (nitrógeno total) puede alcanzar entre el 30% y el 50%, y el TP (fósforo total) puede alcanzar entre el 20% y el 40%.

(2) reactor biológico de membrana (mbr).

El reactor biológico de membrana utiliza componentes de separación de membrana para interceptar compuestos orgánicos como coloides o polímeros en aguas residuales domésticas, al tiempo que aumenta la concentración microbiana en el reactor, lo que favorece la descomposición y transformación de compuestos orgánicos, optimiza el agua de salida para alcanzar los indicadores y no necesita un tanque de sedimentación secundaria. El reactor biológico de membrana es fácil de operar y gestionar, tiene un alto grado de inteligencia y ahorra tierra, y se utiliza comúnmente en equipos integrados. Sin embargo, la deposición de contaminantes durante la operación a largo plazo es propensa al bloqueo de películas y tiene un alto capital de inversión, que es adecuado para las zonas rurales de las zonas costeras ricas. Algunos estudios han demostrado que el uso de reactores MBR para purificar las aguas residuales domésticas tiene un efecto de eliminación de más del 95% de COD y n - nh4 +.

(3) digestor de biogás anaeróbico.

Los digestores de biogás anaeróbicos son generalmente enterrados, utilizando diferentes materias primas, como excrementos humanos y avícolas, para consumir fuentes de carbono, nitrógeno total, bacterias patógenas, etc. en las aguas residuales a través de actividades vitales microbianas en condiciones cerradas y reducir su contenido para producir biogás. El digestor de biogás anaeróbico produce un alto calor de metano y los productos de combustión no están contaminados, por lo que es una fuente de energía limpia ideal. El estudio muestra que la tasa de eliminación de cod, bod5 (demanda bioquímica de oxígeno a cinco días), nitrógeno amoniacal y fósforo total por digestores de biogás anaeróbicos es tan alta como 85%, 90%, 60% y 80%, respectivamente. El digestor de biogás anaeróbico tiene las ventajas de construcción conveniente, bajo costo, operación sin apoyo energético y buen efecto de tratamiento.

2.2 técnicas de tratamiento ecológico

(1) tecnología de tratamiento de humedales artificiales.

La tecnología de tratamiento de humedales artificiales utiliza principalmente la sedimentación física, la absorción de rellenos, la absorción de plantas y la descomposición microbiana en el sistema de humedales para lograr el efecto de purificar la calidad del agua de las aguas residuales y embellecer el medio ambiente. Los humedales artificiales se dividen en dos categorías: flujo superficial y flujo subsuperficial, de los cuales el flujo subsuperficial se divide en flujo subsuperficial horizontal y vertical, y el tipo de humedal se puede seleccionar de acuerdo con los requisitos de la superficie del suelo, el paisaje y la eficiencia del tratamiento. Diferentes patrones de flujo o combinaciones de humedales de varios niveles pueden mejorar la eficiencia de eliminación de contaminantes. Los datos muestran que la tasa de eliminación de cod, tp, TN y nitrógeno amoniacal en las aguas residuales de los humedales artificiales en serie de flujo superficial - flujo sumergible - flujo alcanzó el 85,7%, 96,4%, 97,8% y 98,5%, respectivamente.

(2) tecnología de tratamiento de estanques estables.

El estanque de estabilización es un estanque transformado natural o artificialmente para purificar las aguas residuales, simulando el proceso de autopurificación natural de los cuerpos de agua no móviles y dando pleno juego al papel combinado de las bacterias de algas en el agua para purificar las aguas residuales. Los estanques eficientes y estables utilizan la cadena alimentaria del ecosistema, organizan racionalmente plantas acuáticas, algas, animales, etc., y mejoran científicamente el efecto de purificación de todo tipo de contaminación en la cadena alimentaria ecológica. Wang xingzhi y otros estudiaron el proceso de tratamiento de estanques estables aireados combinado con el método de oxidación por contacto y la teoría de la estabilidad del agua limpia en forma de hierba para tratar aguas residuales orgánicas de baja concentración, lo que permitió que la tasa de eliminación de cod, nitrógeno amoniacal, TN y TP después de la purificación alcanzara entre el 45% y el 80%, el 69% y el 93%, el 44% y el 87%, y el 49% y el 89%, respectivamente. El cuerpo del estanque de estabilización es simple y fácil de construir, el costo de la construcción civil es pequeño, la operación y el mantenimiento no son difíciles, y el agua puede ser regada agrícolas. Sin embargo, el área del estanque estable y el tiempo de retención hidráulica están relacionados con la profundidad del estanque, el modo de suministro de oxígeno y el tipo de microorganismos. las estaciones especiales pueden producir olores, y el efecto del tratamiento se ve afectado por el medio ambiente natural externo.

(3) tecnología de tratamiento de filtración del suelo.

La tecnología de tratamiento de filtración del suelo se refiere a las aguas residuales pretratadas en capas naturales o artificiales del suelo, bajo la acción física y química del suelo, los contaminantes se absorben y interceptan, mientras que las aguas residuales se purifican bajo una combinación de absorción y utilización de plantas y descomposición metabólica microbiana. La matriz y la proporción del suelo en la tecnología de tratamiento de filtración del suelo son cruciales, lo que no sólo afecta la tasa de penetración, sino también la eliminación de TP y tn. Según el estudio, la eliminación del 90% del fósforo total en el tratamiento de filtración del suelo se realiza a través de la adsorción del suelo; La nitrificación y desnitrificación en la eliminación del nitrógeno total están limitadas por el contenido de oxígeno en el suelo y los electrones proporcionados por las fuentes de carbono orgánico del sistema de filtración subterránea, respectivamente. La tecnología no requiere electricidad para su funcionamiento diario, es fácil de operar y puede cultivar pastos, plantas de paisaje verde o cultivos estacionales en la superficie del suelo, que es adecuado para municipios ricos en recursos de tierra.

(4) tecnología de lecho flotante ecológico.

El lecho flotante ecológico consiste en colocar portadores biológicos ligeros y ensamblables de diversas formas en cuerpos de agua contaminados de acuerdo con diferentes requisitos de diseño, plantar plantas acuáticas de diversas funciones en tanques de plantación prefabricados y absorber y degradar nutrientes como n / p o metales pesados en las aguas residuales a través de la acción conjunta de las raíces desarrolladas de las plantas y sus microorganismos adheridos. Los lechos flotantes ecológicos tradicionales tienen baja inversión, montaje flexible y amplia aplicación, y son adecuados para aguas contaminadas de baja concentración, pero el cultivo de plantas es estacional, lo que aumentará los costos de mantenimiento. Las mejoras en las islas flotantes ecológicas reforzadas pueden mejorar la calidad del agua purificada en términos de selección de plantas, materiales de lecho flotante, rellenos portadores (plantas acuáticas artificiales, etc.), microorganismos de alta eficiencia, oxigenación por ventilación y extensión de la cadena alimentaria.

2.3 procesos combinados biológicos y ecológicos

Con la mejora de las normas y sistemas de descarga de aguas residuales rurales, el efecto de purificación de un solo proceso de tratamiento es limitado. El proceso combinado biológico - ecológico hace pleno uso de la tecnología de tratamiento microbiano como proceso de tratamiento frontal, que puede eliminar materia orgánica y nutrientes, mejorar el rango de tolerancia de la calidad del agua de las aguas residuales y cumplir con mejores requisitos de salida de agua; Como proceso de tratamiento final, la tecnología de tratamiento ecológico puede absorber aún más el fósforo total para eliminar el nitrógeno total y reducir los costos de inversión y mantenimiento. Los estudios de Zhang Jingyu y otros muestran que cuando se utiliza el proceso de tratamiento combinado de humedales artificiales A2 / o para tratar las aguas residuales domésticas de la ciudad de tanjiaqiao, la tasa de eliminación de tn, nitrógeno amoniacal, fósforo total y codcn (índice de permanganato) en la Sección de proceso A2 / o es del 23,4%, 48,6%, 56,3% y 30,7%, respectivamente; Después del tratamiento secundario de humedales artificiales, la tasa de eliminación de varios indicadores de salida de agua después de un funcionamiento estable fue del 97,7%, 89,0%, 86,2% y 53,1%, respectivamente.